[发明专利]基于Si衬底的应变Ge1‑xSnx薄膜材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种基于Si衬底的应变Ge1‑xSnx薄膜材料及其制备方法。该制备方法包括选取Si衬底；在第一温度下，Ge衬底表面生长第一Ge籽晶层；在第二温度下，在第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层；加热整个衬底，并利用激光工艺对整个衬底进行晶化，激光工艺的参数包括激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s；冷却形成Ge/Si虚衬底材料并生长应变Ge1‑xSnx材料。本发明采用激光再晶化(Laser Re‑Crystallization，简称LRC)工艺可有效降低Ge/Si虚衬底的位错密度，进而可提高后续生长的应变Ge1‑xSnx合金薄膜质量。同时，激光再晶化工艺时间短、热预算低，可提升Si衬底上应变Ge1‑xSnx薄膜整个制程的工艺效率。

主权项

一种基于Si衬底的应变Ge1‑xSnx薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括：S101、选取单晶Si衬底；S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长40～50nm的第一Ge籽晶层；S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150～250nm的第二Ge主体层；S103、利用CVD工艺在所述第二Ge主体层表面上淀积150nm SiO2层；S104、将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层及所述SiO2层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s；S105、自然冷却所述整个衬底材料；S106、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO2层，形成Ge/Si虚衬底材料；S107、在350℃温度下，在所述Ge/Si虚衬底材料表面利用减压CVD工艺生长50～100nm的应变Ge1‑xSnx材料，以形成基于Si衬底的应变Ge1‑xSnx薄膜材料。