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公开(公告)号：CN103050432A
公开(公告)日：2013-04-17
申请号：CN201210559663.8
申请日：2012-12-20
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L21/762
Abstract: 本发明提供一种GaAsOI结构及Ⅲ-ⅤOI结构的制备方法，先通过外延技术和离子注入技术形成半导体衬底、GaAs层结构，所述半导体衬底中具有H离子或/及He离子注入层，且所述半导体衬底为Ge、Ge/Si、Ge/GeSi/Si或GOI衬底；于所述GaAs层表面形成第一SiO2层；键合一表面具有第二SiO2层的Si衬底，进行第一退火加强键合，进行第二退火使所述注入层剥离；采用XeF2气体腐蚀以去除GaAs层表面残留的半导体衬底，获得GaAsOI结构；采用类似的方案可以获得高质量的Ⅲ-ⅤOI结构。本发明通过分子束外延或超高真空化学气相沉积的手段，获得高质量的GaAs层及Ⅲ-Ⅴ半导体层；采用高选择性气体腐蚀的方法，可以有效地将通过智能剥离后的残留半导体衬底去除的同时保持GaAs层的完整性，从而有效地制备出高质量的GaAsOI或Ⅲ-ⅤOI。
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公开(公告)号：CN103021812A
公开(公告)日：2013-04-03
申请号：CN201210559716.6
申请日：2012-12-20
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L21/02 , H01L21/762
Abstract: 本发明提供一种Ⅲ-ⅤOI结构的制备方法，至少包括以下步骤：1）提供一半导体衬底，于所述半导体衬底表面形成GaAs层，于所述GaAs层表面形成Ⅲ-Ⅴ半导体层，于所述Ⅲ-Ⅴ半导体层表面形成第一SiO2层，所述半导体衬底为Ge、Ge/Si及Ge/GeSi/Si衬底的一种；2）提供一表面具有第二SiO2层的Si衬底，键合所述第一SiO2层及第二SiO2层；3）采用XeF2气体腐蚀以去除所述半导体衬底，获得GaAs层/Ⅲ-Ⅴ半导体层/SiO2层/Si衬底结构。本发明具有以下有益效果：通过分子束外延或超高真空化学气相沉积的手段可以获得高质量的Ⅲ-Ⅴ半导体层；通过高选择性气体腐蚀的方法制备Ⅲ-ⅤOI，可以有效地将半导体衬底去除的同时保持了Ⅲ-Ⅴ半导体层完整性，从而有效地制备出高质量的Ⅲ-ⅤOI。
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公开(公告)号：CN103065932A
公开(公告)日：2013-04-24
申请号：CN201110324589.7
申请日：2011-10-24
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种张应变Ge薄膜的制备方法及层叠结构，所述制备方法首先在GaAs衬底上分别外延出InxGa1-xAs层和顶层Ge薄膜，所述InxGa1-xAs层中In组分x为0﹤x≤1，并使所述InxGa1-xAs层的厚度不超过其生长在所述GaAs衬底上的临界厚度，使所述顶层Ge薄膜的厚度不超过其生长在所述InxGa1-xAs层上的临界厚度，以制备出Ge薄膜的样品；其次，对所述样品进行氦离子或氢离子注入，并使氦离子或氢离子的峰值分布在所述InxGa1-xAs层与GaAs衬底相结合的界面下10～1000nm；最后对所述样品进行快速热退火，退火后得到弛豫的InxGa1-xAs层和张应变Ge薄膜，进而达到了用低成本制备出具有张应变、高迁移率Ge薄膜，并能减小InxGa1-xAs缓冲层的厚度、降低其穿透位错密度的目的。
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公开(公告)号：CN103065933B
公开(公告)日：2015-10-07
申请号：CN201110325364.3
申请日：2011-10-24
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种直接带隙Ge薄膜的制备方法及层叠结构，所述制备方法是首先在GaAs衬底上分别外延出InxGa1-xAs层和Ge层，其中，0.223﹤x≤1，并使InxGa1-xAs层的厚度不超过其生长在GaAs衬底上的临界厚度，使Ge层的厚度不超过其生长在InxGa1-xAs层上的临界厚度，以制备出Ge薄膜的样品；接着，对样品进行氦离子或氢离子注入，并使离子的峰值分布在所述InxGa1-xAs层与GaAs衬底相结合的界面下10nm～1000nm，然后对样品进行快速热退火以得到弛豫的InxGa1-xAs层和张应变Ge薄膜；依据InxGa1-xAs层的弛豫度得出InyGa1-yAs中In组分y，并在Ge层上外延出InyGa1-yAs层以减少样品中的缺陷密度，最后在InyGa1-yAs层上再外延顶层Ge薄膜，并使顶层Ge薄膜的厚度不超过其生长在所述InyGa1-yAs层上的临界厚度，以制备出直接带隙Ge薄膜。
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公开(公告)号：CN103014847A
公开(公告)日：2013-04-03
申请号：CN201210587242.6
申请日：2012-12-28
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种制备高单晶质量的张应变锗纳米薄膜的方法，该方法包括以下步骤：提供一GeOI衬底；在该GeOI衬底的顶层锗上外延InxGa1-xAs层，其中，所述InxGa1-xAs层厚度不超过InxGa1-xAs/GeOI 结合体的临界厚度，x的取值范围为0～1；在该InxGa1-xAs层上外延Ge纳米薄膜层，形成Ge/InxGa1-xAs/GeOI 结合体；所述Ge纳米薄膜的厚度与所述GeOI衬底中顶层锗的厚度相等；且不超过Ge/InxGa1-xAs/GeOI结合体的临界厚度；利用光刻以及RIE技术将Ge/InxGa1-xAs/GeOI 结合体进行图形化并得到腐蚀窗口；湿法腐蚀，直至所述埋氧层被腐蚀完全，其余 Ge/InxGa1-xAs/Ge结合体与所述底层硅脱离。本发明所制备的张应变锗具有较低的位错密度，较高的单晶质量；通过该种方法所制备的张应变Ge薄膜具有应变大小任意可调的特点；制备的Ge薄膜应变大，迁移率高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103021812B
公开(公告)日：2016-02-17
申请号：CN201210559716.6
申请日：2012-12-20
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L21/02 , H01L21/762
Abstract: 本发明提供一种Ⅲ-ⅤOI结构的制备方法，至少包括以下步骤：1）提供一半导体衬底，于所述半导体衬底表面形成GaAs层，于所述GaAs层表面形成Ⅲ-Ⅴ半导体层，于所述Ⅲ-Ⅴ半导体层表面形成第一SiO2层，所述半导体衬底为Ge、Ge/Si及Ge/GeSi/Si衬底的一种；2）提供一表面具有第二SiO2层的Si衬底，键合所述第一SiO2层及第二SiO2层；3）采用XeF2气体腐蚀以去除所述半导体衬底，获得GaAs层/Ⅲ-Ⅴ半导体层/SiO2层/Si衬底结构。本发明具有以下有益效果：通过分子束外延或超高真空化学气相沉积的手段可以获得高质量的Ⅲ-Ⅴ半导体层；通过高选择性气体腐蚀的方法制备Ⅲ-ⅤOI，可以有效地将半导体衬底去除的同时保持了Ⅲ-Ⅴ半导体层完整性，从而有效地制备出高质量的Ⅲ-ⅤOI。
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公开(公告)号：CN103065932B
公开(公告)日：2016-01-13
申请号：CN201110324589.7
申请日：2011-10-24
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种张应变Ge薄膜的制备方法及层叠结构，所述制备方法首先在GaAs衬底上分别外延出InxGa1-xAs层和顶层Ge薄膜，所述InxGa1-xAs层中In组分x为0﹤x≤1，并使所述InxGa1-xAs层的厚度不超过其生长在所述GaAs衬底上的临界厚度，使所述顶层Ge薄膜的厚度不超过其生长在所述InxGa1-xAs层上的临界厚度，以制备出Ge薄膜的样品；其次，对所述样品进行氦离子或氢离子注入，并使氦离子或氢离子的峰值分布在所述InxGa1-xAs层与GaAs衬底相结合的界面下10～1000nm；最后对所述样品进行快速热退火，退火后得到弛豫的InxGa1-xAs层和张应变Ge薄膜，进而达到了用低成本制备出具有张应变、高迁移率Ge薄膜，并能减小InxGa1-xAs缓冲层的厚度、降低其穿透位错密度的目的。
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公开(公告)号：CN103050432B
公开(公告)日：2015-08-19
申请号：CN201210559663.8
申请日：2012-12-20
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
IPC: H01L21/762
Abstract: 本发明提供一种GaAsOI结构及Ⅲ-ⅤOI结构的制备方法，先通过外延技术和离子注入技术形成半导体衬底、GaAs层结构，所述半导体衬底中具有H离子或/及He离子注入层，且所述半导体衬底为Ge、Ge/Si、Ge/GeSi/Si或GOI衬底；于所述GaAs层表面形成第一SiO2层；键合一表面具有第二SiO2层的Si衬底，进行第一退火加强键合，进行第二退火使所述注入层剥离；采用XeF2气体腐蚀以去除GaAs层表面残留的半导体衬底，获得GaAsOI结构；采用类似的方案可以获得高质量的Ⅲ-ⅤOI结构。本发明通过分子束外延或超高真空化学气相沉积的手段，获得高质量的GaAs层及Ⅲ-Ⅴ半导体层；采用高选择性气体腐蚀的方法，可以有效地将通过智能剥离后的残留半导体衬底去除的同时保持GaAs层的完整性，从而有效地制备出高质量的GaAsOI或Ⅲ-ⅤOI。
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公开(公告)号：CN103014847B
公开(公告)日：2015-08-05
申请号：CN201210587242.6
申请日：2012-12-28
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明涉及一种制备高单晶质量的张应变锗纳米薄膜的方法，该方法包括以下步骤：提供一GeOI衬底；在该GeOI衬底的顶层锗上外延InxGa1-xAs层，其中，所述InxGa1-xAs层厚度不超过InxGa1-xAs/GeOI结合体的临界厚度，x的取值范围为0～1；在该InxGa1-xAs层上外延Ge纳米薄膜层，形成Ge/InxGa1-xAs/GeOI结合体；所述Ge纳米薄膜的厚度与所述GeOI衬底中顶层锗的厚度相等；且不超过Ge/InxGa1-xAs/GeOI结合体的临界厚度；利用光刻以及RIE技术将Ge/InxGa1-xAs/GeOI结合体进行图形化并得到腐蚀窗口；湿法腐蚀，直至所述埋氧层被腐蚀完全，其余Ge/InxGa1-xAs/Ge结合体与所述底层硅脱离。本发明所制备的张应变锗具有较低的位错密度，较高的单晶质量；通过该种方法所制备的张应变Ge薄膜具有应变大小任意可调的特点；制备的Ge薄膜应变大，迁移率高。
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公开(公告)号：CN103065933A
公开(公告)日：2013-04-24
申请号：CN201110325364.3
申请日：2011-10-24
Applicant: 中国科学院上海微系统与信息技术研究所
Abstract: 本发明提供一种直接带隙Ge薄膜的制备方法及层叠结构，所述制备方法是首先在GaAs衬底上分别外延出InxGa1-xAs层和Ge层，其中，0.223﹤x≤1，并使InxGa1-xAs层的厚度不超过其生长在GaAs衬底上的临界厚度，使Ge层的厚度不超过其生长在InxGa1-xAs层上的临界厚度，以制备出Ge薄膜的样品；接着，对样品进行氦离子或氢离子注入，并使离子的峰值分布在所述InxGa1-xAs层与GaAs衬底相结合的界面下10nm～1000nm，然后对样品进行快速热退火以得到弛豫的InxGa1-xAs层和张应变Ge薄膜；依据InxGa1-xAs层的弛豫度得出InyGa1-yAs中In组分y，并在Ge层上外延出InyGa1-yAs层以减少样品中的缺陷密度，最后在InyGa1-yAs层上再外延顶层Ge薄膜，并使顶层Ge薄膜的厚度不超过其生长在所述InyGa1-yAs层上的临界厚度，以制备出直接带隙Ge薄膜。
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