INVESTIGATION ON ELECTRONIC CHARACTERISTICS OF SiGe MULTI-QUANTUM WELL CHANNEL MOSFETs ON A SOI SUBSTRATE
SOI 衬底上 SiGe 多量子阱沟道 MOSFET 的电子特性研究
基本信息
- 批准号:09450145
- 负责人:
- 金额:$ 5.31万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 2000
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
We had developed a heteroepitaxial chemical vapor deposition apparatus on the basis of ultra-clean technology and grew SiGe quantum wells on a silicon or SOI (Silicon On Insulator) substrate by the apparatus. We verified the physical quality of the wells through TEM, SIMS and photoluminescence measurements and found that the wells were defect-free and the Si/SiGe interfaces were very sharp. The energy levels of the quantum wells agreed with those of the theoretical ones. We grew the 40-nm Si at 550℃ on a SOI substrate (a SIMOX wafer was here used) and fabricated a PMOSFET with the 5.9-nm-thick gate silicon oxide. The I-V characteristics of the device were almost all equal to those for the PMOSFET directly formed on a SIMOX wafer. The results indicated the good precision and accuracy of the epitaxial and device processes. We made SiGe-quantum-well-channel PMOSFETs on a SIMOX wafer (gate Si oxide : 5.9 nm, Si cap layer : 7 nm, Ge fraction of SiGe alloy : 0.2, well width : 13 nm, SOI thickness : 280 nm, Si buffer layer on a SOI wafer : 40 nm). We confirmed the current of holes confined to the SiGe well through the I-V characteristics in the saturation and subthreshold regions. Numerical calculation was carried out for the energy levels and charge densities of heavy holes in single and triple SiGe quantum wells with the Si barrier height of 145 meV.We used 0.266 m_0 as the effective mass of heavy holes in the SiGe layers and 12.6 as the permittivity of the layers. A low hole density below 10^<10> cm^<-3> in the wells was assumed. We clarified the energy levels of the single quantum wells related to the well width and demonstrated the relationship between the energy level or charge density and the Si Barrier width of the triple quantum wells.
我们开发了基于超净技术的异质外延化学气相沉积装置,并通过该装置在硅或SOI(绝缘体上硅)衬底上生长了SiGe量子阱,并通过TEM、SIMS和验证了阱的物理质量。光致发光测量发现,量子阱没有缺陷,并且 Si/SiGe 界面非常清晰。我们生长了 40 nm 的量子阱的能级。在550℃的SOI衬底上(这里使用的是SIMOX晶圆)并用5.9nm厚的栅极氧化硅制作了PMOSFET,该器件的I-V特性几乎与直接在SOI衬底上形成的PMOSFET相同。 SIMOX 晶圆。结果表明我们在 SIMOX 上制造了 SiGe 量子阱沟道 PMOSFET。我们确认了硅晶片(栅极硅氧化物:5.9 nm,Si盖层:7 nm,SiGe合金的Ge分数:0.2,阱宽度:13 nm,SOI厚度:280 nm,SOI晶片上的Si缓冲层:40 nm)。通过饱和区和亚阈值区的I-V特性,对限制在SiGe阱中的空穴电流进行了能级和电荷的数值计算。 SiGe 层中重空穴的有效质量为 0.266 m_0,层的介电常数为 12.6,低于 10 的低空穴密度。假设井中的^<10> cm^<-3> 阐明了与井宽度相关的单量子井的能级,并证明了它们之间的关系。三量子阱的能级或电荷密度和硅势垒宽度。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Fujunaga and M.Shibuya: "Numerical calculation for the energy levels and charge densities of heavy holes in SiGe quantum wells.(in Japanese)"Bulletin of Hokkaido Institute of Technology. No.28. 1327-1332 (1997)
K.Fujunaga和M.Shibuya:“SiGe量子阱中重空穴的能级和电荷密度的数值计算。(日语)”北海道工业大学通报。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
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K.Fujinaga: "MOSFET evaluation of ultracleam-CVD Si and SiGe growm at 550 °C on SIMDX"Chemical Vapor Deposition. (未定). (2000)
K.Fujinaga:“在 SIMDX 上 550 °C 下生长的 Ultracream-CVD Si 和 SiGe 的 MOSFET 评估”化学气相沉积 (TBD)。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
K.Fujinaga: "MOSFET Evaluation of ultraclean-CVD Si and SiGe grown at 550℃ on SIMOX."The Electrochem.Soc.Proc.. Vol.2000-1(in print). (2000)
K.Fujinaga:“550℃ SIMOX 上生长的超洁净 CVD Si 和 SiGe 的 MOSFET 评估”。Electrochem.Soc.Proc.。Vol.2000-1(印刷中)。
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
- 作者:
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K.Fujinaga: "Great reduction of Ge surface contamination in Si/SiGe heteroepitaxy using an ultraclean LPCVD system."The Electrochem.Soc.Proc.. Vol.96-5. 318-323 (1969)
K.Fujinaga:“使用超净 LPCVD 系统大大减少了 Si/SiGe 异质外延中的 Ge 表面污染。”Electrochem.Soc.Proc. 第 96-5 卷。
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K.Fujinaga and M.Shibuya: "Photoluminescence of SiGe quantum wells grown by an ultraclean LPCVD system and heat-treated" The 192nd Meeting Abstracts of the Electrochemical Society. Vol.97-2. 2862-2863 (1997)
K.Fujinaga 和 M.Shibuya:“通过超净 LPCVD 系统生长并热处理的 SiGe 量子阱的光致发光”电化学学会第 192 届会议摘要。
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