杨 静，韩焕鹏，张伟才

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津300220)

锗（Ge）与硅（Si）虽为同一主族元素，但是Ge不像Si那样能形成稳定的表面氧化层（SiO2），Ge材料表面自然状态下容易生成介电常数小、热稳定性差且缺陷密度大的氧化层（GeOx），并且氧化层的成分易受湿度、晶向、光照等多种因素的影响。此外自然生成的GeO2为无定形或六方晶系的晶体，结构松散，性质不稳定，与Ge表面的晶格匹配性较差，器件制作时极易沾污上正负杂质离子，造成锗片表面性质发生变化，对器件的反向电流、击穿电压、β和低频噪声等参数性能影响严重。与Si/SiO2相比，Ge/GeO2具有较高的界面态密度。这些均抑制了其在微电子领域的快速发展。

概括起来，锗材料用于集成电路制作时主要出现以下两方面的问题：一是界面态密度高，二是表面锗原子易外扩散。故锗片在实际应用时，为了阻止表面被氧化或者为了使器件加工过程中锗表面结构不被破坏，需要进行锗表面钝化工艺。如用于高速器件制作时，在锗片表面生成一个稳定并且质量好的氧化层或表面钝化层非常关键。

1 锗片钝化的主要方法

与硅材料相比，锗性质不稳定。经过抛光、清洗后的锗片表面由于存在悬挂键，暴露在空气中时容易被再次氧化，进而使其表面质量的均匀性及储存时间等性质受到较大影响。故表面钝化是锗片用于器件制作时必不可少的一个步骤，钝化可以修饰衬底表面的悬挂键，从而改善锗片的表面特性，图1是表面钝化原理示意图。……