水素ラジカル制御によるSiへの超高濃度ドーピングに関する研究

氢自由基控制超高浓度Si掺杂研究

基本信息

批准号：
04650262
负责人：
山田明
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,Si素子のさらなる高速化・高性能化を推し進めていくためには,Siエピタキシャル成長温度の低温化,ならびにSi薄膜への超高濃度ドーピング技術の開発が必要不可欠であるとの観点から遂行し,以下に示す成果が得られた.ハロゲン系ガス(SiH_2F_2)を用いた水銀増感光CVD法により,250℃という低温度におけるSiのエピタキシャル成長を実現した.さらに,PH_3ガスをドーピングガスに用いることにより,キャリア濃度3_x10^<21>cm^<-3>台のドーピングに成功した.この値は,Siエピタキシャル膜へのPのドーピング値としては世界最高値である.さらに,超高濃度ドーピング膜の熱的安定性について評価するため,得られた超高濃度ドーピング膜の熱アニール特性を評価した.その結果,アニール温度600℃においてP原子の不活性化が認められ,900℃において再びキャリア濃度が増加するという現象を見いだした.この現象を説明するため,空孔の回りを4つのP原子が取り囲んでいるという複合欠陥モデルを新しく提案した.このモデルの妥当性を検討するため,熱力学的観点から理論計算を行なうとともに,陽電子消滅法により空孔数を実験的に評価し,理論との極めて良い一致を見た.さらに,新しいハロゲン系原料ガスとしてSiH_2Cl_2を用いたSiの低温エピタキシャル成長を試み,250℃という低温度におけるSiの単結晶成長に成功した.また,F系ガスとの比較から,低温エピタキシャル成長時においては,ハロゲン系ガスによる表面のクリーニング効果とH原子の表面パッシベーション効果とが競合しているとの新たな知見を得た.

为了促进SI元素的进一步加速和高性能，这项研究对于SI薄膜上的超高浓度掺杂技术是必不可少的。 SIH_2F_2）在250°C的低温下实现了Si的外延生长。此外，pH_3气体用于掺杂气体评估膜的热稳定性，结果评估了所获得的超高浓度掺杂膜的热动物特征，因此在Anel温度下再次观察到惰性P-原子，并在900°C再次观察到。 C.我们发现浓度增加了，以解释这一现象，提出了一个复杂的缺陷模型，该模型围绕着四个P原子的穿孔从机械的角度进行理论计算，通过ETRO电子演化定律对孔数进行了实验评估，并且与该理论相匹配。此外，从与f型气体的比较中，在低温率的外延生长中，基于卤素的气体表面和H原子的表面激情效应。