智能剥离制备GOI材料

摘要

绝缘体上锗(Germanium-on-Insulator,GOI)结合了Ge材料及SOI(Silicon-on-Insulator)结构的优点,是一种极具吸引力的Si基新型材料.GOI材料不仅具有高的电子和空穴迁移率,同时其独特的全介质隔离结构可以避免短沟道效应,降低寄生电容和结漏电流.首先研究不同表面处理方法对体Ge与SiO2/Si晶片键合强度的影响,实验结果显示采用N2等离子体活化处理结合氨水溶液(NH4OH∶H2O=1∶10)亲水性处理,所得到的体Ge与SiO2/Si晶片的键合效果较好,其键合强度>3.8 MPa.利用智能剥离技术(Smart-Cut TM)制备了绝缘体上锗材料.SEM测试显示GOI材料键合质量良好,界面清晰平整,并且Ge层大部分面积无空洞.实验分析得到GOI材料的压应力及XRD(004)摇摆曲线中Ge峰的不对称是由GOI表面的注氢损伤层引起的.真空500℃退火30min对于注入损伤层的应力具有释放作用,但无法修复注入损伤.用溶液(NH4OH∶H2O2∶H2O=1∶1∶10)腐蚀去除注入损伤层后,应力层被去除,并且获得Ge峰半高宽仅为70.4arc sec的GOI材料.