CN107785232A - 基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料及其制备方法 - Google Patents

基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料及其制备方法，该方法包括：选取Si衬底；生长Ge籽晶层；生长Ge主体层；整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化整个衬底材料，激光波长为808nm，光斑尺寸10mm×1mm，功率为1.5kW/cm2，移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；刻蚀形成Ge台阶；在Ge台阶周围生长SiGeC层形成直接带隙Ge材料。本发明的Ge材料是通过采用激光再晶化(LRC)工艺实现，连续激光再晶化工艺选择性高，仅作用于Ge外延层，控制精确，避免了Si‑Ge互扩的问题，利用Ge周围选择性外延GeSiC引入张应力，制得的直接带隙Ge材料晶体质量高，且拉伸应变可以达到2.0％，能够使Ge应变层转变为直接带隙半导体材料，增强发光效率高，有利于光电子的应用。

Description

基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料及其制备方法。
背景技术
Ge为间接带隙半导体，通过改性技术，如应力作用、合金化作用、应力与合金化共作用等，可使其转变为直接带隙半导体。直接带隙Ge载流子迁移率，无论是电子迁移率还是空穴迁移率，均显著高于Ge的载流子迁移率。因此，将直接带隙Ge应用于电子器件，工作速度高、频率特性好；应用于光子器件时，转换效率高，发光效率可与Ⅲ-Ⅴ族半导体相当。这样，直接带隙改性Ge涉及光电集成的各重要元件(光源、光调制器、光探测器、电子器件)甚至均可在同一有源层集成于同一芯片上，为高速器件与电路提供了又一新的技术发展途径。因此，有关直接带隙改性Ge的相关研究已成为了当前国内外研究的热点和重点。
直接带隙Ge器件实现应用的前提，是制备出高质量的直接带隙Ge半导体材料。
依据理论计算，当对Ge半导体所施加得双轴张应力达到约2.4GPa(相对应变张量约为1.7％～2.0％)时，Ge半导体Γ谷能级将低于L谷能级，成为导带底能谷能级。此时，Ge可由间接带隙转变成直接带隙半导体材料。然而，目前常见外延技术工艺很难对Ge半导体实现2.4GPa的双轴应力，工艺实现难度大。常见的工艺如Si衬底上先外延Ge，退火过程中再利用Si与Ge热膨胀系数不同，可使Ge外延层获得0.3％的拉伸应变，但仍无法使Ge转化为直接带隙半导体材料，还需配合重掺杂才仅实现准直接带隙Ge。
同时，考虑到直接带隙Ge单片光电集成的潜在应用需求，和Si衬底材料相较Ge衬底材料优异的机械强度、热性质，以及巨大的价格优势，如何基于Si衬底实现 直接带隙Ge也是领域内面临的重要问题。值得注意的是，Si衬底上直接外延Ge(Ge/Si)虚衬底技术兼具Si与Ge的技术优势，尤其可与现有Si工艺兼容，是解决该问题行之有效的技术手段。然而，由于Si与Ge之间存在4.2％的晶格失配，Ge/Si虚衬底技术实现难度大。常见的两步法Ge/Si虚衬底技术存在Ge外延层表面粗糙度与位错密度大、Si-Ge互扩问题，以及工艺周期长，热预算高等缺点。
因此，解决Si衬底上实现高质量的直接带隙Ge半导体，已成为本领域亟待突破的关键技术问题之一。
发明内容
因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料及其制备方法。
具体地，本发明一个实施例提出的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料的制备方法，包括：
S101、选取单晶Si衬底材料；
S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长40～50nm的第一Ge籽晶层；
S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150～250nm的第二Ge主体层；
S104、利用CVD工艺在所述第二Ge主体层表面上淀积150nm SiO2层；
S105、将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层及所述SiO2层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s；
S106、自然冷却整个衬底材料；
S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO2层，得到所述Ge/Si虚衬底材料；
S108、在所述Ge/Si虚衬底材料表面涂抹光刻胶；
S109、曝光所述光刻胶，在衬底表面中心位置处保留边长为20nm的光刻胶；
S110、在CF4和SF6气体环境中，采用ICP工艺刻蚀所述Ge/Si虚衬底材料，形成Ge台阶；
S111、在所述Ge/Si虚衬底材料表面淀积Si3N4材料；
S112、利用选择性刻蚀工艺刻蚀所述Si3N4材料，保留所述Ge台阶上表面的所述Si3N4材料；
S113、以锗烷、硅烷、乙烯为气源，氢气作为载气，采用CVD工艺在整个衬底表面异于所述Ge台阶位置处生长厚度为20nm SiGeC层；
S114、在180℃温度下，利用热磷酸湿法刻蚀工艺去除所述Si3N4材料，以形成所述基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料。
本发明另一个实施例提出的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料，其特征在于，包括：单晶Si衬底、第一Ge籽晶层、第二Ge主体层及SiGeC层；其中，所述直接带隙Ge由上述实施例所述的方法制备形成。
在本发明的一个实施例中，所述SiGeC层为Ge0.73Si0.24C0.03材料。
本发明再一个实施例提出的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料的制备方法，包括：
选取Si衬底；
第一温度范围下，在所述Si衬底表面生长第一Ge籽晶层；
第二温度范围下，在所述第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层；
将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为 808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
刻蚀所述晶化Ge层形成Ge台阶；
在所述Ge台阶周围生长SiGeC层以形成所述基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料。
在本发明的一个实施例中，所述第一温度范围为：275℃～325℃；所述第二温度范围为：500℃～600℃。
在本发明的一个实施例中，在所述第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层之后，还包括：
在所述第二Ge主体层表面生长SiO2层；
相应地，在形成晶化Ge层之后，还包括：
利用刻蚀工艺去除所述SiO2层。
在本发明的一个实施例中，刻蚀所述晶化Ge层形成Ge台阶，包括：
在所述晶化Ge层表面涂抹光刻胶；
曝光所述光刻胶，在衬底表面中心位置处保留矩形区域的光刻胶；
在CF4和SF6气体环境中，采用ICP工艺刻蚀所述晶化Ge层，形成所述Ge台阶。
在本发明的一个实施例中，在所述Ge台阶周围生长SiGeC层，包括：
在所述晶化Ge层表面淀积Si3N4材料；
利用选择性刻蚀工艺刻蚀所述Si3N4材料，保留所述Ge台阶上表面的所述Si3N4材料；
以锗烷、硅烷、乙烯为气源，氢气作为载气，采用CVD工艺在整个衬底表面异于所述Ge台阶位置处生长所述SiGeC层；
利用热磷酸湿法刻蚀工艺去除所述Si3N4材料。
本发明又一个实施例提出的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料，包括：单晶Si衬底、第一Ge籽晶层、第二Ge主体层及SiGeC层；其中，所述直接带隙Ge材料由上述实施例所述的方法制备形成。
在本发明的一个实施例中，所述SiGeC层为Ge0.73Si0.24C0.03材料。
基于此，本发明具备如下优点：
1、本发明利用Ge周围选择性外延GeSiC引入张应力，制得的直接带隙Ge材料晶体质量高，且拉伸应变可以达到2.0％，能够使Ge应变层转变为直接带隙半导体材料，大大增强其自发辐射效率，发光效率高，有利于光电子的应用；
2.本发明通过连续激光辅助晶化Ge/Si虚衬底，可有效降低Ge/Si虚衬底的位错密度。连续激光晶化工艺选择性高，仅作用于Ge外延层，控制精确；同时与传统热退火工艺相比，仅一次激光晶化即可达到目的，且晶化速度快，因而还具有工艺步骤简单，工艺周期短，热预算低的优点；
3.本发明制得的直接带隙Ge材料载流子迁移率显著高于Si载流子迁移率，可应用于电子器件，工作速度高、频率特性好。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料制备方法的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种激光晶化工艺的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种直接带隙Ge的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种直接带隙Ge的截面结构示意图；
图5a-图5i为本发明实施例提供的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料制备方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例一
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料制备方法的示意图。该方法包括如下步骤：
步骤a、选取Si衬底；
步骤b、第一温度范围下，在所述Si衬底表面生长第一Ge籽晶层；
步骤c、第二温度范围下，在所述第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层；
步骤d、将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
步骤e、刻蚀所述晶化Ge层形成Ge台阶；
步骤f、在所述Ge台阶周围生长SiGeC层以形成所述基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料。
在步骤b和步骤c中，所述第一温度范围为：275℃～325℃；所述第二温度范围为：500℃～600℃。
在步骤c之后，还包括：
步骤x1、在所述第二Ge主体层表面生长SiO2层；
相应地，步骤d之后，还包括；
步骤x2、利用刻蚀工艺去除所述SiO2层。
其中，步骤e可以包括：
步骤e1、在所述晶化Ge层表面涂抹光刻胶；
步骤e2、曝光所述光刻胶，在衬底表面中心位置处保留矩形区域的光刻胶；
步骤e3、在CF4和SF6气体环境中，采用ICP工艺刻蚀所述晶化Ge层，形成所述Ge台阶。
其中，步骤f中、在所述Ge台阶周围生长SiGeC层可以包括：
步骤f1、在所述晶化Ge层表面淀积Si3N4材料；
步骤f2、利用选择性刻蚀工艺刻蚀所述Si3N4材料，保留所述Ge台阶上表面的所述Si3N4材料；
步骤f3、以锗烷、硅烷、乙烯为气源，氢气作为载气，采用CVD工艺在整个衬底表面异于所述Ge台阶位置处生长所述SiGeC层；
步骤f4、利用热磷酸湿法刻蚀工艺去除所述Si3N4材料。
本发明的工作原理及有益效果具体为：
基于背景技术的分析，难以获得低位错密度Ge/Si虚衬底的本质是由于Si与Ge之间的失配位错大，界面位错缺陷在外延层逐渐增厚的过程中，会纵向延伸至Ge的表面，进而导致Ge/Si虚衬底晶体质量降低。因此，为了避免位错缺陷在外延的过程中沿纵向扩展，可采用Ge/Si横向结晶生长的方法，抑制缺陷的扩展进而获得高质量的Ge/Si虚衬底。为此，请参见图2，图2为本发明实施例提供的一种激光晶化工艺的示意图，先用CVD工艺经两步法形成薄的Ge外延层，具体来说有低温籽晶Ge 层50nm和高温主体Ge层200nm～300nm两层，再用连续激光晶化使Ge横向结晶生长(仿真表明，在Ge外延层厚度200nm的Ge/Si虚衬底上采用激光移动速度400mm/min、激光功率6.1kW/m的工艺条件可实现Ge融化结晶而Si未融化。)，从而减少由于晶格失配引起的位错，制备出高质量的Ge/Si虚衬底。
然后，利用晶格失配致应力原理，在刻蚀出的Ge四周选择性外延Ge1-x-ySixCy，将对中心区域Ge半导体引入双轴张应力。请参见图3及图4，图3为本发明实施例提供的一种直接带隙Ge的俯视结构示意图，图4为本发明实施例提供的一种直接带隙Ge的截面结构示意图。d表示Ge面长度，，L表示相邻Ge面之间的距离，t表示GeSiC外延层厚度。有限元应变场分析法(FEM)表明(由于FEM法基于线性弹性理论，需要确定这些参数的比例而不是具体值)：Ge1-x-ySixCy外延层Ge组分取0.73，Si取0.24，C取0.03；当Ge0.73Si0.24C0.03外延层厚度t与Ge方形区域边长d的比值等于或大于1，且相邻Ge区域之间距离L与Ge方形区域边长之比在10以上时，可以产生相对应变张量约2％的(001)双轴张应变，进而实现直接带隙Ge。本发明取Ge0.73Si0.24C0.03外延层厚度为20nm，中心Ge区域边长为20nm，区域间距离L长度为200nm。此时可产生相对应变张量约2％的(001)双轴张应变，可实现直接带隙Ge半导体。
另外，激光再晶化可以看作是激光对薄膜的热效应，即激光通过热效应将被照射的薄膜融化，在较短的时间使其冷却结晶的过程。激光晶化大致可分为以下三个阶段：
1)激光与物质的相互作用阶段。此阶段物质吸收激光能量转变为热能，达到熔化状态。激光与物质相互作用过程中，物质的电学性能、光学性能、结构状况等均发生变化。
2)材料的热传导阶段。根据热力学基本定律，激光作用于材料上将会发生传导、对流和辐射三种传热方式，此时加热速度快，温度梯度大。
3)材料在激光作用下的传质阶段。传质，即物质从空间或空间某一部位运动到另一部位的现象。在此阶段，经激光辐射获得能量的粒子开始运动。传质存在两种形式：扩散传质和对流传质。扩散传质表示的是原子或分子的微观运动；对流传质则是流体的宏观运动。
本实施例，通过上述加工工艺，至少具备如下优点：
1、本发明利用Ge周围选择性外延GeSiC引入张应力，制得的直接带隙Ge材料晶体质量高，且拉伸应变可以达到2.0％，能够使Ge应变层转变为直接带隙半导体材料，大大增强其自发辐射效率，发光效率高，有利于光电子的应用；
2.本发明通过连续激光辅助晶化Ge/Si虚衬底，可有效降低Ge/Si虚衬底的位错密度。连续激光晶化工艺选择性高，仅作用于Ge外延层，控制精确；同时与传统热退火工艺相比，仅一次激光晶化即可达到目的，且晶化速度快，因而还具有工艺步骤简单，工艺周期短，热预算低的优点；
3.本发明制得的直接带隙Ge材料载流子迁移率显著高于Si载流子迁移率，可应用于电子器件，工作速度高、频率特性好。
另外，需要强调说明的是，本发明的激光再晶化(Laser Re-Crystallization,简称LRC)工艺与激光退火(laser annealing)工艺有显著区别。激光退火工艺，属于热退火工艺范畴。其采用激光作为热源，仅对半导体进行加热处理，未产生相变过程。而本发明激光再晶化工艺处理过程中，半导体材料会发生两次相变--熔融液化而后再固相结晶。因而，此二者工艺在本质上有显著的区别。
实施例二
请参见图5a-图5i，图5a-图5i为本发明实施例提供的一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料制备方法的示意图。本实施例在上述实施例的基础上， 对本发明的的技术方案进行详细描述。具体地，该方法可以包括：
S101、如图5a所示，选取单晶硅(Si)衬底片001为初始材料；
S102、如图5b所示，利用化学气相淀积(CVD)工艺在Si衬底上用两步法工艺生长锗(Ge)外延层，在275～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长40～50nm的第一Ge籽晶层002，之后再在500～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150～250nm的第二Ge主体层003。通过CVD工艺淀积薄膜，淀积速率高，而且薄膜的质量好，适宜大规模生产；
S103、保护层的制备。如图5c所示，利用化学气相淀积CVD的方法在表面淀积150nm的二氧化硅(SiO2)004；
S104、外延层的晶化。在图5c的基础上先将材料加热至700℃，然后连续激光晶化带有SiO2氧化层的Ge/Si虚衬底，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，而后使材料自然冷却。连续激光晶化使得Ge外延层的位错率大大降低；
S105、保护层的刻蚀。如图5d所示，利用干法刻蚀工艺刻蚀图5c中的SiO2氧化层004，得到高质量的Ge/Si虚衬底。
S106、光刻，涂胶并选择区域曝光。如图5e所示，在中心保留边长为20nm的光刻胶区域005，四周的光刻胶被刻蚀掉；
S107、刻蚀Ge材料。如图5f所示，在CF4和SF6气体环境中，采用感应耦合等离子体(ICP)方法刻蚀Ge材料，中心区域由于光刻胶的抗刻蚀性，其下方Ge材料未被刻蚀，形成台阶；
S108、淀积Si3N4。如图5g所示，在Ge材料上淀积一层Si3N4 006，之后选择性刻蚀两侧Si3N4层，保留中间区域的Ge材料上Si3N4；
S109、选择性外延生长。如图5h所示，以锗烷、硅烷、乙烯为气源，氢气作为 载气，采用CVD技术在暴露出的Ge衬底上生长一层20nm厚的Ge0.73Si0.24C0.03层007；
S110、如图5i所示，在180℃条件下用热磷酸湿法刻蚀除去除Si3N4。
综上所述，本文中应用了具体个例对本发明基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料及其制备方法的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料的制备方法，其特征在于，包括：
S101、选取单晶Si衬底材料；
S102、在275℃～325℃温度下，利用CVD工艺在所述单晶Si衬底上生长40～50nm的第一Ge籽晶层；
S103、在500℃～600℃温度下，利用CVD工艺在在所述第一Ge籽晶层表面生长150～250nm的第二Ge主体层；
S104、利用CVD工艺在所述第二Ge主体层表面上淀积150nm SiO2层；
S105、将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层及所述SiO2层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s；
S106、自然冷却整个衬底材料；
S107、利用干法刻蚀工艺刻蚀所述SiO2层，得到所述Ge/Si虚衬底材料；
S108、在所述Ge/Si虚衬底材料表面涂抹光刻胶；
S109、曝光所述光刻胶，在衬底表面中心位置处保留边长为20nm的光刻胶；
S110、在CF4和SF6气体环境中，采用ICP工艺刻蚀所述Ge/Si虚衬底材料，形成Ge台阶；
S111、在所述Ge/Si虚衬底材料表面淀积Si3N4材料；
S112、利用选择性刻蚀工艺刻蚀所述Si3N4材料，保留所述Ge台阶上表面的所述Si3N4材料；
S113、以锗烷、硅烷、乙烯为气源，氢气作为载气，采用CVD工艺在整个衬底表面异于所述Ge台阶位置处生长厚度为20nm SiGeC层；
S114、在180℃温度下，利用热磷酸湿法刻蚀工艺去除所述Si3N4材料，以形成所述基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料。
2.一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料，其特征在于，包括：单晶Si衬底、第一Ge籽晶层、第二Ge主体层及SiGeC层；其中，所述直接带隙Ge由权利要求1所述的方法制备形成。
3.根据权利要求2所述的直接带隙Ge材料，其特征在于，所述SiGeC层为Ge0.73Si0.24C0.03材料。
4.一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料的制备方法，其特征在于，包括：
选取Si衬底；
第一温度范围下，在所述Si衬底表面生长第一Ge籽晶层；
第二温度范围下，在所述第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层；
将包括所述单晶Si衬底、所述第一Ge籽晶层、所述第二Ge主体层的整个衬底材料加热至700℃，连续采用激光工艺晶化所述整个衬底材料，其中，激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s，形成晶化Ge层；
刻蚀所述晶化Ge层形成Ge台阶；
在所述Ge台阶周围生长SiGeC层以形成所述基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一温度范围为：275℃～325℃；所述第二温度范围为：500℃～600℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第一Ge籽晶层表面生长第二Ge主体层之后，还包括：
在所述第二Ge主体层表面生长SiO2层；
相应地，在形成晶化Ge层之后，还包括：
利用刻蚀工艺去除所述SiO2层。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，刻蚀所述晶化Ge层形成Ge台阶，包括：
在所述晶化Ge层表面涂抹光刻胶；
曝光所述光刻胶，在衬底表面中心位置处保留矩形区域的光刻胶；
在CF4和SF6气体环境中，采用ICP工艺刻蚀所述晶化Ge层，形成所述Ge台阶。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述Ge台阶周围生长SiGeC层，包括：
在所述晶化Ge层表面淀积Si3N4材料；
利用选择性刻蚀工艺刻蚀所述Si3N4材料，保留所述Ge台阶上表面的所述Si3N4材料；
以锗烷、硅烷、乙烯为气源，氢气作为载气，采用CVD工艺在整个衬底表面异于所述Ge台阶位置处生长所述SiGeC层；
利用热磷酸湿法刻蚀工艺去除所述Si3N4材料。
9.一种基于LRC工艺SiGeC选择外延致直接带隙Ge材料，其特征在于，包括：单晶Si衬底、第一Ge籽晶层、第二Ge主体层及SiGeC层；其中，所述直接带隙Ge材料由权利要求4～8任一项所述的方法制备形成。
10.根据权利要求9所述的直接带隙Ge材料，其特征在于，所述SiGeC层为Ge0.73Si0.24C0.03材料。
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