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双生长室超高真空化学气相淀积系统通过验收

时间:2006-03-16

    2006年3月9日,由半导体所余金中研究员和王启明院士承担的 “双生长室超高真空化学气相淀积系统的研制”通过了中国科学院综合计划局组织的专家组验收。该系统在国内首次引入193nm氟化氩(ArF)准分子激光辅助超高真空化学气相淀积低温生长锗硅材料,并创新性研制出双生长室,该系统具有自主知识产权,“双生长室超高真空化学气相淀积系统的研制”将对我国硅基光电子器件研究与发展具有重要意义。

    双生长室超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)系统是生长锗硅材料的关键设备,具有超高真空、超纯、激光辅助生长、原位检测和一体化等特点。为了长出更复杂的锗硅结构材料,科研人员在原有单生长室UHV/CVD系统并结合国内外同类系统优点的基础上对其进行技术集成,在国内首次引入193nm氟化氩( ArF)准分子激光辅助超高真空化学气相淀积低温生长锗硅材料,并创新性研制出双生长室,在原有气态源的基础上增加了固态源,引入了多种元素,科研人员还对真空系统检漏、材料生长、尾气处理和监测报警等全部实现了自动控制,使设备操作简单,安全可靠。

    经过测试专家组的测试,系统达到的主要技术指标为:进样室本底真空5.6×10-6Pa,预处理室本底真空6.7×10-8Pa,生长室本底真空 1.8×10-8Pa;基片加热温度可达1000oC,控制精度可达1oC,束源炉温度可达1300oC,基片旋转转速从1rpm-60rpm可调;准分子激光器波长为193nm,最高输出能量为450mJ;安装了四极质谱仪,能实现原位监测和腔内气体的探测与分析;尾气经解毒柜处理后完全达到国家排放标准。外延生长了SiGe/Si异质结构和量子阱结构,X光双晶衍射和光荧光测试表明外延层为质量好的单晶,该系统最初几次实验就获得相当好的结果。

    验收专家组认为:该项目组高质量完成了项目合同书的要求,该系统综合了原有单生长室UHV/CVD系统以及国内外同类系统的一些优点,是进行Si基光子学研究的一项很重要的设备,为锗硅/硅(SiGe/Si)量子结构的外延生长提供了有力的条件。