中文摘要：

半导体器件尺寸的日益缩小,使制作器件的材料的边缘所特有的某些效应,对于材料与器件的影响越来越显著.申请人近期研究发现,在微区外延SiGe/Si异质结构材料时，当窗口尺寸小于20微米时，随着窗口尺寸减小，在SiGe/Si的失配位错减少的同时，发生了应变弛豫反常增加的现象。研究表明，这一现象是掩膜和外延膜的边缘效应引起的。众所周知，应变异质结构材料的许多物理性质都与材料的应变有着密切关系。本项申请是在上述研究的基础上，将对微区外延中，掩膜和外延膜的边缘效应，以及边缘效应引起的异质结材料的应变，失配位错，退火效应，SiGe/Si结特性及其他物理性质的变化，进行深入系统的研究。并利用边缘效应试研制全弛豫的SiGe膜与应变Si膜，为研制高速MOS器件探索研制材料的途径。本项研究的结果不仅对于SiGe/Si材料与器件有重要的意义，而且对与其它半导体异质结材料和器件有重要的应用价值。

结论摘要：

本课题研究的内容是，在微区中MBE生长SiGe薄膜时，外延膜和窗口的边缘效应对SiGe/Si异质结构应变的影响，及由此导致的SiGe薄膜表面形藐和物理性质的变化。并利用边缘效应,在微区中生长高应变弛豫SiGe膜，张应变的Si膜和量子点分子。主要进展有:1.实验验证了外延膜和介质膜窗口的边缘效应会引起外延膜的应变发生变化。这种变化甚至对共度生长SiGe材料也十分重要。2.边缘效应使微区生长SiGe材料具有十分良好的热稳定性。实验中在3X3微米窗口内的共度生长Si0.8Ge0.2膜，经950℃，30分钟退火后，应变弛豫仅4%。远比同衬底上无边界约束生长的SiGe膜小。它表明用微区生长材料大大提高器件的可靠性和工作温度。3.在微区中成功生长了高Ge组份，高弛豫（应变弛豫大于90%），低位错密度（105 /cm2量级）Si0.45Ge0.55膜和张应变的硅。且其缓冲层厚度仅230nm。并利用高弛豫的SiGe ，生长成了张应变的Si薄膜。其应变量为1.4%。这种材料可望用于研制高速器件。4.利用微区生长技术，生长出均匀性良好的SiGe量子点分子，并对量子点分子的形成和生长提出了一个新模型。