论文部分内容阅读
三元系出Si1-x-y GexCy合金以其独特的性质引起人们的普遍重视。碳的加入为Si-Ge系统在能带和应变工程上提供了更大的灵活性。它改进了Si1-xGex材料的性能，在微电子和光电子方面也有许多应用。人们对这种新型的半导体材料的各种特性进行了逐步深入的探讨：从对各种生长方法多样化的探讨（如MBE，RTCVD，SPE）到对生长机理的探讨；从对合金中的应变缓解作用的分析到分析碳原子对锗硅合金能带的影响；从分析锗硅碳三元合金材料的性能优点到锗硅碳材料器件的研制开发。 我们硅材料国家重点实验室叶志镇教授自1992年从美国MIT回国后，在国内率先开辟了超高真空CVD的研究阵地，建立了国内第一台超高真空CVD外延系统。我们在总结了以往本课题组在锗硅合金制备过程中积累的经验的基础上，利用超高真空CVD的技术成功地制备了锗硅碳三元合金。 本论文首先总结了国内外研究锗硅碳含金的现状，在简单介绍本实验室超高真空化学气相沉积系统和实验工艺的基础下，着重对实验结果进行了分析和讨论。主要工作如下： 研究了锗硅碳合金的宏观应变微观应变。碳的加入在宏观上明显地缓解了应变，但在微观上仍存在着较大的应变；分析了材料的热稳定性，碳的加入明显地改变了合金材料的热稳定性，在较高的退火温度下，由于替代位碳的析出，材料显示出不同于锗硅的弛豫行为；分析了合金的氧化动力学，碳的加入减弱了合金的氧化速率；研究合金氧化物的室温发光行为，氧化样品383nm附近的发光带可能是由于SiO2或（GeO2）中的氧空位缺陷引起的，而374nm附近的发光峰则可能与氧化层中的碳有关；最后还对阳极氧化多孔锗硅碳进行了初步的探讨。 总之，我们的实验和理论研究工作为今后我们器件的研制和走向工业化奠定了坚实的基础，对我国在UHV/CVD技术及微电子器件方面的发展有着重要的意义。