周期应力调制低温缓冲层硅基锗薄膜制备方法

摘要

本发明涉及半导体低维结构薄膜的制备方法，特别是使用磁控溅射技术，首先制备Si缓冲层，然后在Si缓冲层上制备Ge纳米点，再在纳米点上覆盖一层低温Ge缓冲层。通过工艺实现在低温制备的Ge缓冲层中埋入Ge纳米点作为薄膜的形核中心的同时也对缓冲层应力进行调制。获得高质量的Ge薄膜的制备方法。本发明采用直流磁控溅射技术，工作室保持高真空环境，使用氩气作为工作气体，在工作室溅射压强0.5Pa～2Pa，生长温度200~800℃，溅射功率为50~100W的条件下，在已经制备了纳米结构的硅基底材料上低温下（200~400℃）覆盖厚度范围在30~90nm的Ge缓冲层，然后再在600～800℃生长Ge薄膜，制备完成后，降温至室温后获得Ge薄膜。本发明具有生产成本低、简易高效、易于产业化制备具有更高晶体质量的Ge薄膜。

主权项

一种利用磁控溅射技术制备硅基锗纳米晶薄膜的方法，其特征在于：衬底为硅单晶片、玻璃、蓝宝石或石英基片；采用直流磁控溅射技术，工作室保持高真空环境，使用氩气作为工作气体；首先在工作室溅射压强为0.5Pa～2Pa，溅射功率为50W~100W，在厚度200nm的本征硅缓冲层的硅基底材料上，在高于650℃生长一层密度在1×10⁹/cm²以上的Ge纳米点；其次降低衬底温度到200℃~400℃，在Ge纳米点上覆盖一层厚度为30nm~90nm的Ge缓冲层，通过埋置纳米点完成对低温缓冲层的应力调制；最后原位升温至600℃～800℃，生长700‑800nm厚的Ge薄膜，并经过退火后，降温至室温，获得制备好的硅基锗纳米晶薄膜。