生长温度与退火影响Ge995Sn0.005外延层的应变与表面特性

1 下载量 157 浏览量 更新于2024-08-26 收藏 2.67MB PDF 举报
本研究聚焦于"生长和退火温度对Ge995Sn0.005外延层的应变和表面形态的影响",这是针对低锡含量(0.5%)的Ge1-xSnx合金在IT领域的一项关键研究。作者通过分子束外延技术在Si(1 0 0)基底上进行生长,探索了不同生长温度(TG)对合金性能的影响。实验范围从220°C到500°C,发现随着TG的提高,合金沉积过程中的表面粗糙度显著增强,这可能是由于较高的温度导致晶体生长速率改变或界面缺陷的增多。 在低温生长阶段,合金表现出压缩的残留应变,随着TG上升,这种应变逐渐释放,转变为拉伸面内应变。当TG超过420°C时,这种转变尤为明显,这在半导体器件设计和制造中可能会影响材料的性能和稳定性。同时,这表明在优化工艺参数时,应谨慎控制生长温度,以避免过高的温度引发的不良影响。 另外,研究还探讨了退火温度(TA)对表面形态和残留应变的影响。在TA≤600°C时,合金的表面形貌和微小瑕疵变化不大,表明此温度范围内退火有助于稳定外延层。然而,当TA进一步提升,表面粗糙度明显增加,且残留的异质外延应变基本被释放,这提示过高退火温度可能会破坏外延层的均匀性和完整性。 这项研究揭示了生长和退火温度在Ge995Sn0.005合金外延层制备过程中的关键作用,对于理解合金的生长行为、优化外延层质量以及控制其在实际应用中的性能至关重要。这些发现对于半导体工业来说,尤其是在GeSn材料的研究与开发中,提供了宝贵的数据指导。