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從表面科學的角度和器件制造的角度來看，半導體基底的清潔是一個非常重要的方面。作為一種簡單而低溫的硅清洗方法，報告了一種高效、相對簡單的Ge襯底清洗方法。最后，我們描述了一種高效、簡單的Ge襯底清洗方法。光譜和微觀證據(jù)表明，這種方法確實對后續(xù)的生長研究很有用。
首先，晶片在運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，然后再在自來水中進行清洗。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，這個過程重復3-5次，該程序確保了Ge的多個原子層的去除。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，樣品通過吹制N2氣體進行干燥，并裝入UHV腔室，所有的濕式清洗過程均在分析設備保存的同一潔凈室內(nèi)進行，樣品在300°C下退火20-30min，并在約500°C下進一步退火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)出一個明顯的峰，該峰的結合能與硅表面的氧化物的結合能不同，這種差異和與鍺表面氧化過程相關的效應將在接下來的論文中詳細討論。退火后，由于表面存在Ge二聚體而導致的Ge表面狀態(tài)，表面有一個明顯的峰，這與Si表面相似，在價帶最大值以下約0.82eV處觀察到一個表面態(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)射被認為是清潔表面的一個特征?；陬愃频睦碛桑覀儗㈡N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)均低于檢測水平，退火后觀察到的(2X1)LEED模式質(zhì)量較好，這說明上述方法確實是一種有效、簡單的鍺子清洗方法。
我們測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)中顯示出了一個強烈的峰值，此外，在生長過程中觀察到的RHEED模式顯示出良好的質(zhì)量生長。
橫截面透射電鏡測量顯示沒有與清潔程序相關的缺陷，Ge緩沖層生長和隨后的SiGe生長表現(xiàn)出良好的形態(tài)，沒有底物/緩沖層缺陷。雖然在橫斷面透射電鏡中，我們只觀察到相對較小的界面面積，但這一觀察結果證實了基底清潔是有效的。我們最近在Ge、Si、_、/Ge（100）異質(zhì)結構中進行了錯配位錯傳播動力學，其中使用本文描述的方法實現(xiàn)了襯底清洗。