High speed, low driving voltage vertical cavity germanium-silicon modulators for optical

3.3 Chemical Vapor Deposition (CVD) Approach 
3.3.1 System Introduction 
Figure 3.5: Applied Materials Centura Epi RPCVD reactor used in this work 
Fig 3.5 shows the CVD tool used for this study. It is a reduced pressure CVD 
(RPCVD) reactor. It is a commercially available, cold-wall, single-wafer, 
mass-production tool and is routinely used in CMOS chip fabrication processes. The 
model used in this work is an Applied Materials Centura Epi Reactor with a “High 
Temperature Film” (HTF) chamber. The growth pressure capability of this reactor 
ranges from ~1 Torr to 600 Torr, the operating temperature capability ranges from 
450-1200°C. 

---

 
 
 
41 
Figure 3.6 Fig 3.6: Applied Materials Centura Epi RPCVD schematic 
Fig 3.6 shows the schematic of the Epi reactor. It is a multi-chamber system. Wafers 
are loaded into the vacuum load lock, which is then pumped to 80 torr. A wafer is then 
transferred into the transfer chamber before being moved into the deposition chamber. 
The wafer is put on a rotating support plate in the deposition chamber. Gas comes in 
from an injector on one side of the deposition chamber and is evacuated on the other 
side. The carrier gas and reactant gases flow across the rotating wafer during the 
deposition.

---

 
 
 
42 
Figure 3.7: Schematic diagram of the Centura gas flow control system 
The schematic of the gas control panel is shown in Fig. 3.7. The reacting gases 
include silane (SiH
4
) and dichlorosilane (DCS) for Si, germane (GeH
4
) for Ge and for 
SiGe alloy growth. Different concentrations of diborane (B
2
H
6
), arsine (AsH
3
), and 
phosphine (PH
3
) are used as dopants. The carrier gases are hydrogen and nitrogen, and 
the etching gas is HCl. The diluted dopant can be injected directly into the main gas 
stream or further diluted to obtain a wide range of different doping concentrations.