| 主权项 |
1.一种在矽晶片上成长硒化锌薄膜之方法,包括: (1)提供一洁净平坦之矽晶片; (2)成长具有特定厚度之第一矽锗磊晶层,使其容纳 大量因晶格失配所产生的线差排于该层底部及界 面处; (3)进行第一矽锗磊晶层之即时高温退火,以降低线 差排密度; (4)成长第二及视需要之第三矽锗磊晶层,使其产生 之应变界面阻挡第一磊晶层向上传递之线差排,并 于两次成长期间进行即时高温退火; (5)于步骤(4)之最上层磊晶表面,成长一纯锗薄膜; 及 (6)最后,在纯锗薄膜上,成长一硒化锌薄膜; 其中,步骤(2)至(5)以超高真空化学气相磊晶法,于 350至650℃、成长气体压力20至100毫托下进行成长, 而步骤(6)之磊晶系以分子束磊晶法,于325~350℃下 进行成长;又,即时高温退火处理系在700~750℃下进 行0.25至0.5小时。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(1)矽晶片 系以标准清洗步骤洁净,经50wt.%氢氟酸溶液浸湿, 并于800℃下预烘10分钟以去除氧化层。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中第一矽锗磊晶 层为至少0.1微米以上之Si0.1Ge0.9。 4.如申请专利范围第1或3项之方法,其中第一矽锗 磊晶层为0.5至0.8微米之Si0.1Ge0.9。 5.如申请专利范围第1项之方法,其中第二矽锗磊晶 层为至少0.1微米以上之Si0.05Ge0.95。 6.如申请专利范围第1或5项之方法,其中第二矽锗 磊晶层为0.5至0.8微米之Si0.05Ge0.95。 7.如申请专利范围第1项之方法,其中视需要之第三 矽锗磊晶层为至少0.1微米以上之Si0.02Ge0.98。 8.如申请专利范围第1或7项之方法,其中视需要之 第三矽锗磊晶层为0.5至0.8微米之Si0.02Ge0.98。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中第一矽锗磊晶 层之锗莫耳含量可为70至90%。 10.如申请专利范围第1项之方法,其中第二矽锗磊 晶层之锗莫耳含量可为80至95%。 11.如申请专利范围第1项之方法,其中磊晶成长温 度系于400℃下进行。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中即时高温退 火系于750℃下进行至少15分钟。 13.如申请专利范围第1或12项之方法,其中即时高温 退火之氛围为氢气、退火之气体压力为20毫托。 14.一种硒化锌磊晶半导体构造,包含一矽晶片,一 锗莫耳含量至少70%之第一矽锗磊晶层,一较高锗莫 耳含量之第二矽锗磊晶层,及视需要之第三矽锗磊 晶层且其锗莫耳含量比第二矽锗磊晶层更高,一纯 锗之薄膜,及最上层为一硒化锌薄膜,其特征在于: 第一矽锗磊晶层可容纳因大量晶格失配而产生之 线差排于该层底部及界面,而第二矽锗磊晶层及视 需要之第三矽锗磊晶层可利用其应变界面阻挡该 第一矽锗磊晶层线差排之往上传递。 15.一种硒化锌磊晶半导体构造,包含一矽晶片,一 锗莫耳含量至少70%之第一矽锗磊晶层,一较高锗莫 耳含量之第二矽锗磊晶层,及视需要之第三矽锗磊 晶层且其锗莫耳含量比第二矽锗磊晶层更高,一纯 锗之薄膜,及最上层为一硒化锌薄膜,其特征在于: 矽锗磊晶层中之锗莫耳含量相对于磊晶层之厚度 系呈阶梯式增加,在不计硒化锌薄膜厚度下,总磊 晶层厚度可控制不大于3.0微米。 16.一种硒化锌磊晶半导体构造,包含一矽晶片,一 锗莫耳含量至少70%之第一矽锗磊晶层,一较高锗莫 耳含量之第二矽锗磊晶层,及视需要之第三矽锗磊 晶层且其锗莫耳含量比第二矽锗磊晶层更高,一纯 锗之薄膜,及最上层为一硒化锌薄膜,其特征在于: 利用申请专利范围第1项之方法,线差排密度可控 制不大于5x106/cm2。 17.如申请专利范围第14至16项中任一项之构造,其 中硒化锌薄膜可为其中一种选自ZnMgSe、ZnTe、ZnSSe 、InSe、CdSe、ZnS、GaSe之II-VI族异质磊晶材料所取 代。 18.如申请专利范围第14至16项中任一项之构造,可 应用/蓝/绿等发光二极体(LED)、可见光感测射极双 极电晶体(visible-sensitivity emitter bipolar transistor)及 太阳能电池(solar cell)等元件制作。 19.如申请专利范围第14至16项中任一项之构造,可 作为II-VI族材料之晶片及作为整合II-VI族与IV族之 整合晶片用途。 图式简单说明: 第1图 为本发明利用线差排控制方式之机制示意 图 第2图 为本发明中II-VI族与Si材料之整合示意图 第3图 为实施本发明方法结果之ZnSe/SiGe/Si XRD分析 图 第4图 为实施本发明方法结果之ZnSe/Ge横截面高解 析穿透电子显微镜照片 |
