環境半導体鉄シリサイドの気相エピタキシャル成長

环境半导体硅化铁气相外延生长

基本信息

批准号：
12750011
负责人：
熊谷義直
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

光通信に適した波長1.5μmで発光する可能性のある環境半導体材料であるベータ鉄シリサイド(β-FeSi_2)の高品質結晶をシリコン基板上に気相成長することを試みた。昨年度までの熱力学的解析の結果に基づき、鉄およびシリコンの気相原料として、三塩化鉄(FeCl_3)とジクロルシラン(SiH_2Cl_2)用い、これらを水素(H_2)キャリアガスで石英反応管に輸送し、基板温度600-900℃で実験を行った。しかしながらこれまでのところ、デバイス作製に用いることが可能な高品質結晶膜の成長までには至っていない。この原因の一つは均一なβ-FeSi_2の成長が難しいためであると分かった。鉄とシリコンの相図には鉄とシリコンの比によってFe, Fe_3Si, FeSi, β-FeSi_2, Siの5種の固相が存在する。これまでは目的とするβ-FeSi_2がシリコン基板上に選択的に成長するものとしてきたが、実際には成長温度、原料供給分圧、Fe/Si供給比等に依存してこれら5種の固相が混在して成長することがわかった。そこで新たに上記の5種の固相の析出反応および副反応を考慮し、現在、熱力学解析との協調研究によりβ-FeSi_2の高品質結晶が選択的に成長可能な最適条件を検討している。

我们试图尝试蒸发β-铁硅化硅硅硅化剂（β-FESI_2）的高质量晶体，这是一种环境半导体材料，可以在硅底物上以适合光学通信的1.5μm波长发射光。基于直到去年的热力学分析的结果，三氯化铁（FECL_3）和二氯硅烷（SIH_2CL_2）用作铁和硅的气相材料，并使用氢（H_2）载气将其运输到石英反应管中，并在600-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900-900°C进行。但是，到目前为止，尚未达到可在设备制造中使用的高质量晶体膜的点。原因之一是由于难以生长均匀的β-fesi_2。在铁 - 硅相图中，存在五种类型的实心相：Fe，Fe_3Si，Fesi，β-Fesi_2和Si，具体取决于铁 - 硅的比例。到目前为止，一直假定目标β-FESI_2将在硅底物上选择性地生长，但实际上已经发现，这五种类型的固体阶段被混合在一起，取决于生长温度，FE/SI供应率等的生长温度，FE/SI供应率等。 β-FESI_2晶体可以通过与热力学分析的协作研究选择性地生长。