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Si1-x—yGe1-xCy三元合金以其独特的性质引起人们的普遍重视。研究表明，替位式C的掺入可以补偿Si上Si1-xGex合金中的应变，而且还可以提高Si1-xGex合金的禁带宽度以及抑制异质结中的硼等杂质的扩散。
本文采用化学气相淀积(CVD)方法在p—Si(100)衬底上生长了Ge组分渐变的Si1-x—yGexCy合金薄膜。首先通入SiH4淀积约110nm厚的Si缓冲层，然后仅通入GeH4和C2H4两种气源实现Si1-x—yGexCy合金薄膜的生长。文章主要对外延薄膜的表面形貌、结构性质、生长机制以及电学性质进行了系统研究。
Si1-x—yGexCy/Si(100)样品的扫描电子显微镜(SEM)表面形貌分析显示所获得的样品的外延表面均已呈现较致密的薄膜。X射线衍射(XRD)谱表明采用生长温度690～730℃、生长时间30～60min以及C2H4/GeH4分压比(PC2H4/PGeH4)1.58～3.15的生长参数得到的Si1-x—yGexCy合金薄膜均为多晶薄膜。样品的拉曼散射(Raman Scattering)谱中对应合金层的Ge—Ge键振动峰和Si—Si键振动峰的峰位显示薄膜中存在压应变。
由生长参数对合金薄膜外延生长影响关系的研究表明，采用较高的Si缓冲层和外延合金薄膜的生长温度、较长的合金生长时间、较小的C2H4/GeH4分压比是有利于在Si(100)上获得Ge组分渐变的Si1-x—yGexCy单晶薄膜的。
通过能量色散光谱(EDS)测得Si1-x—yGexCy/Si样品中元素的深度分布特征为由表面向衬底方向Ge分布逐渐减小、Si分布逐渐增大。该分布特征提供了在外延生长过程中Ge、Si原子互扩散现象存在的实验证据，进一步证明了可利用较高温度下GeH4和C2H4与由衬底向表面外扩散的Si发生反应而形成Ge组分渐变的Si1-x—yGexCy合金薄膜的生长机制。实际获得的Si1-x—yGexCy合金薄膜是由直接外延生长的Si1-x—yGexCy合金层和因Ge、Si原子互扩散所形成的Si1-xGex合金层组成。扩散主要通过晶格扩散和晶粒间界扩散两种方式。合金薄膜生长温度的提高能够促进Ge、Si的互扩散；随着外延生长时间的增加，因合金层晶粒尺寸的增加及晶粒间界的相对减少导致晶粒间界扩散的降低，从而减弱Ge、Si的互扩散；C2H4/GeH4分压比的变化对Ge、Si互扩散的影响不明显。利用电化学腐蚀电容电压(ECV)方法得到Si1-x—yGexCy/Si/p—Si(100)样品中的载流子浓度分布，由衬底至表面呈p型导电。整个外延层中的载流子浓度分布是与Ge的深度分布相关的。载流子来源是与因较高生长温度下Si和Ge原子的互扩散而形成的Si空位、Ge空位以及背景非故意掺杂相关。