[发明专利]周期应力调制低温缓冲层硅基锗薄膜制备方法

权利要求书

1.一种利用磁控溅射技术制备硅基锗薄膜的方法，其特征在于：衬底为硅单晶片、玻璃、蓝宝石或石英基片；采用直流磁控溅射技术，工作室保持高真空环境，使用氩气作为工作气体；

首先在工作室溅射压强为0.5Pa～2Pa，溅射功率为50W~100W，在厚度约200nm的本征硅缓冲层的硅基底材料上，在高于650℃生长一层密度在1×10⁹/cm²以上的Ge纳米点；

其次降低衬底温度到200℃~500℃，在Ge纳米点上覆盖一层厚度为30nm~90nm的Ge缓冲层，通过埋置纳米点完成对低温缓冲层的应力调制；

最后原位升温至600℃～800℃，生长7000nm以上厚度的Ge薄膜，并经过退火后，降温至室温，获得制备好的硅基锗薄膜。

2.根据权利要求1所述的利用磁控溅射技术制备硅基锗薄膜的方法，其特征在于：所述直流磁控溅射所用的靶材为5N的高纯Ge圆形靶，溅射气体为5N的高纯氩气，基底为B重掺杂的单面抛光单晶Si片，电阻率为0.001Ω·m～0.005Ω·m。

3.根据权利要求1所述的利用磁控溅射技术制备硅基锗薄膜的方法，其特征在于：所述原位退火是在工作室真空腔中配置退火系统，退火时间控制在￡ 20 min。

4.根据权利要求1所述的利用磁控溅射技术制备硅基锗薄膜的方法，其特征在于预先对硅基底材料表面处理，方法如下：

1）用甲苯、丙酮、无水乙醇有机溶剂超声清洗基片15min，达到去除有机物和无机物杂质目的；

2）将完成步骤1）的基片，根据需要进行硅片表面粒子祛除，所用溶液为用NH₃OH、H₂O₂和H₂O组成的Ⅰ号液； 

3）将完成步骤1）和2）的基片，根据需要完成硅片表面的金属杂质祛除，所用溶液为HCL、H₂O₂和H₂O组成的Ⅱ号液；

4）将完成步骤1）、2）和3）的基片，根据需要完硅片表面的表面杂质颗粒祛除，所用溶液为H₂SO₄、H₂O₂和浓HNO₃组成的溶液。

5.根据权利要求1所述的利用磁控溅射技术制备硅基锗薄膜的方法，其特征在于：在由溅射时的低温升至原位退火高温过程中，升温速率为0.3℃/S～0.5℃/S。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的利用磁控溅射技术制备硅基锗薄膜的方法，其特征在于：原位退火后采用分区段降温至室温，降温速率为0.25℃/S。