采用低剂量H^+注入技术制备绝缘体上锗材料

摘要

利用离子剥离技术在Ge晶圆上制备绝缘体上锗(GOI)时,高剂量H+注入会导致Ge晶格损伤,而且剥离后Ge表面粗糙度较大。为了解决以上问题,在Si衬底上外延Ge/Si0.7Ge0.3/Ge异质结构代替纯Ge制备GOI,研究了异质结构样品有效剥离的临界H+注入条件和相应的GOI表面粗糙度。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对样品在H+注入和剥离后的裂缝形成过程、表面形貌、界面晶格损伤等进行观察和表征。实验结果表明,由于超薄Si0.7Ge0.3层对注入H+的吸附作用,剥离临界H+注入剂量由5.0×1016 cm-2下降到3.5×1016 cm-2,且在降低注入成本的同时也有效减少了H+注入对Ge晶格的损伤;由于剥离只发生在超薄Si0.7Ge0.3层,GOI表面粗糙度降低到1.42 nm (10μm×10μm)。该方法为制备高质量GOI材料提供了一种新思路。