SiGe合金單晶生長(zhǎng)及性能研究.pdf

1、SiGe單晶的特點(diǎn)是其性質(zhì)隨組分不同而變化，具有帶隙可調(diào)，禁帶寬度可容易地通過改變Ge的含量加以精確調(diào)節(jié)等許多獨(dú)特的物理性質(zhì)，有“第二代硅微電子材料”之稱。SiGe合金材料在微電子器件、光電器件和熱電器件方面有著誘人的應(yīng)用前景。 由于SiGe單晶具有這一系列的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家都加強(qiáng)了對(duì)SiGe單晶材料的研究。對(duì)于SiGe單晶材料的生長(zhǎng)，目前國(guó)際上主要有直拉（CZ）法、區(qū)熔（FZ）法和垂直布里奇曼（VB）法。與其它生長(zhǎng)

2、方法相比，直拉法較為成熟并且可獲得較大直徑的SiGe單晶。由于組分的強(qiáng)烈偏析，SiGe單晶的生長(zhǎng)很困難。目前國(guó)內(nèi)對(duì)SiGe體單晶的生長(zhǎng)、物理特性及其在微電子和光電子領(lǐng)域的應(yīng)用研究很少。 本文第一章主要介紹了SiGe合金單晶的特點(diǎn)、基本性質(zhì)及在空間太陽(yáng)電池、X射線單色器、γ射線透鏡、量子阱器件襯底方面的應(yīng)用。還介紹了國(guó)際上制備SiGe單晶的方法及研究進(jìn)展。第二章主要介紹了我們開展SiGe單晶生長(zhǎng)的研究情況。根椐不同器件對(duì)SiGe單

3、晶材料的要求，我們重點(diǎn)開展了兩種SiGe單晶材料的研究，一種是大直徑、無位錯(cuò)、Ge濃度相對(duì)較低的SiGe單晶材料，應(yīng)用方向?yàn)榭馆椪针娐泛涂臻g太陽(yáng)電池；一種是小直徑、Ge濃度高、位錯(cuò)密度相對(duì)較高的SiGe單晶材料，應(yīng)用方向?yàn)閄射線單色器、γ透鏡、光電器件和量子阱器件的襯底等。在TDR-62硅單晶爐上，我們?cè)O(shè)計(jì)了10英寸（254mm）密閉式熱場(chǎng)，穩(wěn)定地拉制出了無位錯(cuò)，Ge濃度達(dá)1.1wt％，直徑100mm的SiGe單晶。我們還在該爐上設(shè)計(jì)了