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從表面科學(xué)的角度和器件制造的角度來(lái)看，半導(dǎo)體基底的清潔是一個(gè)非常重要的方面。作為一種簡(jiǎn)單而低溫的硅清洗方法，報(bào)告了一種高效、相對(duì)簡(jiǎn)單的Ge襯底清洗方法。最后，我們描述了一種高效、簡(jiǎn)單的Ge襯底清洗方法。光譜和微觀證據(jù)表明，這種方法確實(shí)對(duì)后續(xù)的生長(zhǎng)研究很有用。

首先，晶片在運(yùn)行的去離子水中清洗，并在HF中沖洗(I-IF：H，O以9：1的比例沖洗，然后再在自來(lái)水中進(jìn)行清洗。將樣品浸入H、O、（H、O*：H、O按9：1的比例）中10-15s，然后用自來(lái)水洗滌，制備一層薄薄的氧化物，將樣品浸入相同的高頻溶液中5-10s，從而蝕刻氧化層，這個(gè)過(guò)程重復(fù)3-5次，該程序確保了Ge的多個(gè)原子層的去除。以同樣的方法將晶片浸入H、OZ（H、Oz：H、O的9：1比）中浸泡10-15s，制備最終的氧化物層，樣品通過(guò)吹制N2氣體進(jìn)行干燥，并裝入U(xiǎn)HV腔室，所有的濕式清洗過(guò)程均在分析設(shè)備保存的同一潔凈室內(nèi)進(jìn)行，樣品在300°C下退火20-30min，并在約500°C下進(jìn)一步退火15min。兩步退火是用于必要的出氣和隨后的氧化層分解。

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圖1

在圖中1我們繪制了氧化的Ge（100）表面和退火后的HeIUPS光譜。如圖1所示，O2p態(tài)在5.2eV左右表現(xiàn)出一個(gè)明顯的峰，該峰的結(jié)合能與硅表面的氧化物的結(jié)合能不同，這種差異和與鍺表面氧化過(guò)程相關(guān)的效應(yīng)將在接下來(lái)的論文中詳細(xì)討論。退火后，由于表面存在Ge二聚體而導(dǎo)致的Ge表面狀態(tài)，表面有一個(gè)明顯的峰，這與Si表面相似，在價(jià)帶最大值以下約0.82eV處觀察到一個(gè)表面態(tài)峰，在硅表面的情況下，硅二聚體的存在和由此產(chǎn)生的表面態(tài)發(fā)射被認(rèn)為是清潔表面的一個(gè)特征。基于類似的理由，我們將鍺二聚體態(tài)的存在歸因于表面的清潔度。在AES和XPS中，可能存在的碳和氧等雜質(zhì)均低于檢測(cè)水平，退火后觀察到的(2X1)LEED模式質(zhì)量較好，這說(shuō)明上述方法確實(shí)是一種有效、簡(jiǎn)單的鍺子清洗方法。

我們測(cè)量了沉積在這樣制備的襯底上的Ge(120A)緩沖層的HeIUPS，它從表面狀態(tài)中顯示出了一個(gè)強(qiáng)烈的峰值，此外，在生長(zhǎng)過(guò)程中觀察到的RHEED模式顯示出良好的質(zhì)量生長(zhǎng)。

橫截面透射電鏡測(cè)量顯示沒(méi)有與清潔程序相關(guān)的缺陷，Ge緩沖層生長(zhǎng)和隨后的SiGe生長(zhǎng)表現(xiàn)出良好的形態(tài)，沒(méi)有底物/緩沖層缺陷。雖然在橫斷面透射電鏡中，我們只觀察到相對(duì)較小的界面面積，但這一觀察結(jié)果證實(shí)了基底清潔是有效的。我們最近在Ge、Si、_、/Ge（100）異質(zhì)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行了錯(cuò)配位錯(cuò)傳播動(dòng)力學(xué)，其中使用本文描述的方法實(shí)現(xiàn)了襯底清洗。