硅基应变材料缺陷机理位错密度表征腐蚀法硕士论文

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1、硅基应变与弛豫材料的缺陷机理与表征研究微电子学与固体电子学，2011，硕士【摘要】应变SiGe和应变Si以其相对于体Si的诸多优点,成为遵循摩尔定律发展的新材料技术。由于SiGe与衬底之间存在较大的晶格失配,所以异质外延得到的薄膜往往具有很高的位错密度,这些位错极大地限制了器件的性能和可靠性。为了更好的降低和控制穿透位错密度,对硅基应变与弛豫材料缺陷机理及表征方法的研究显得尤为重要。论文深入研究了硅基应变与弛豫材料中各种缺陷机理,重点对其中位错缺陷的类型、形成机理、特征、行为、成核及增殖机制进行了研究,同时还对缺陷的观察及位错密度的表征方法进行了重点研究。本文中硅基应变与弛豫材料由R

2、PCVD设备生长,使用透射电子显微镜对材料内部的缺陷及行为进行研究分析,通过腐蚀法对位错密度进行表征研究。实验结果表明,Ge组分梯度渐变缓冲层工艺和低温Si缓冲层工艺能大大降低穿透位错的密度。通过改变腐蚀液配方及腐蚀时间等实验对表征方法进行了研究,提出了使用梯度腐蚀法测量位错密度。通过使用梯度腐蚀法,可以在同一个样片上进行多个时间的腐蚀实验,对比不同腐蚀时间样片的腐蚀效果,方便确定不同层结构样品的腐蚀时间,提高腐蚀后样片的观测效果。 更多还原【Abstract】StrainedSiGeandstrainedSiisabetterkindofmaterialandtechnologyt

3、hanSiCMOStokeeponwiththeMoore’sLaw.Duetothelargelatticemismatchbetweenthelayerandthesubstrate,theepitaxialfilmoftenreceivesahighdislocationdensity,whichgreatlydegradesthedeviceperformance.ForReducingandcontrollingthethreadingdislocationdensity,itisnecessarytohavearesearchondefectmechanismandcha

4、racterizationforSibasedstrainedandrelaxedmaterials.Weresearchedin... 更多还原【关键词】硅基应变材料；缺陷机理；位错密度；表征；腐蚀法；【Keywords】Sibasedstrainedmaterial；defectmechanism；dislocationdensity；character；etch；摘要3-4Abstract4第一章绪论7-111.1研究意义7-81.2国内外研究现状8-91.3本文的主要工作9-11第二章硅基应变材料的性质与缺陷机理研究11-212.1硅基应变材料的性质11-142.1.1应变硅

5、和应变锗硅的形成11-122.1.2晶格常数122.1.3能带结构12-132.1.4迁移率的增强机理13-142.2缺陷机理14-212.2.1点缺陷14-152.2.2线缺陷15-182.2.3面缺陷18-202.2.4体缺陷20-21第三章硅基应变与弛豫材料中位错的行为研究21-373.1位错的滑移与攀移21-263.1.1位错的滑移（DislocationGlide）21-243.1.2位错的攀移24-263.2位错的产生机制26-323.2.1Frank-Read增殖机制26-283.2.2MFR（modifiedFrank-Read）增殖机制28-313.2.3其他滑移机

6、制31-323.3位错间的交互作用32-373.3.1位错间的吸引与排斥32-333.3.2位错的交割33-343.3.3割阶与扭折34-37第四章硅基应变材料缺陷的表征研究37-594.1透射电子显微镜表征研究37-454.1.1TEM的结构37-384.1.2TEM工作原理38-394.1.3样品的制备39-414.1.4TEM实验研究41-454.2位错密度的微分干涉显微镜表征研究45-504.2.1腐蚀法原理45-464.2.2腐蚀液配方46-474.2.3微分干涉显微镜（DIC）47-484.2.4实验步骤48-504.3腐蚀图形分析50-594.3.1Dash腐蚀液的腐蚀

7、50-514.3.2铬酸腐蚀液51-564.3.3梯度法腐蚀56-574.3.4对腐蚀液配方的改进574.3.5适用于硅基应变材料的腐蚀方法57-59第五章结论59-61致谢61-63参考文献