Si,Ge化合物の酸化還元反応を利用する結晶質半導体薄膜の低温堆積

利用硅、锗化合物的氧化还原反应低温沉积晶体半导体薄膜

基本信息

批准号：
09239213
负责人：
半那純一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09239213/
关键词：
熱CVD]多結晶SiGe ジシランフッ化ゲルマニウム結晶核選択成長

项目摘要

ジシラン(SiH_2H_6)と弗化ゲルマニウム(GeF_4)との酸化還元反応を利用する新しい多結晶SiGe薄膜の低温熱CVD法について、堆積条件(堆積温度、原料ガス流量比、反応圧力)が堆積する膜の堆積速度や組成、結晶性に与える影響について検討した。その結果、(1)堆積するSiGe膜の組成は基板温度に強く依存し、400°C以下の条件では一般にGe組成の高い膜(Ge組成>80%)が堆積し、400°C以上の条件ではSi組成が急激に増大すること、(2)基板温度450°Cの条件においては、SiH_2H_6/GeF流量比が>13以下の場合はGe組成が80%を越えるSiGe膜が堆積し、SiH_2H_6/GeF_4流量比が20以上の条件では、Si組成が90%を越えるSiGe多結晶膜が堆積すること、(3)Ge組成の多結晶SiGe膜の堆積では、基板上に結晶膜の堆積がみられ、前述のSi組成が高い堆積条件においても、成長速度が<1Aの場合には同様に基板上に直接、結晶成長が起こること、また、(4)直接、結晶膜の堆積が起こる条件では、成長初期に基板上に結晶核の形成がされ、反応圧力を選ぶことにより、その密度を10^9 -10^<12>/cm^2にわたって制御できること、さらに、(5)反応圧力の選択により、SiO_2/Si基板においてSi上にのみ膜が堆積する選択成長が実現することがわかった。そこで、膜堆積初期に反応圧力をやや高めに保ちSiO_2基板上に結晶核を形成した後、反応圧力を低下させて成長条件を選択成長条件へと移行させ、形成された核を選択的に成長させ屡ことによって、膜厚200nmの膜において結晶粒径(100-150nm)の制御された結晶性に優れたSiGe膜(Si組成>95%)の堆積が実現できることが明らかになった。

在新的多晶胶质薄膜的低温热CVD中，我们利用了diesilane（SIH_2H_6）和氟化锗（GEF_4）之间的氧化还原反应，我们研究了沉积条件（沉积条件，原始气体流量，反应压力）对沉积速率，组合速度和结晶的效果。结果，（1）沉积的SIGE膜的组成很大程度上取决于底物温度，在低于400°C的条件下，通常沉积具有高GE组成（GE组成> 80％）的膜，在400°C以上的条件下，Si组成迅速增加；（2）在高于450°C的条件下，如果SIH_2H_6/GEF流量比> 13或更少，则沉积具有GE组成的SIGE膜超过80％，并且SIH_2H_6/GEF流量比为20以上20。在条件下，沉积了SI成分超过90％的SIGE多晶膜。（3）具有GE组成的多晶胶片导致底物上的晶膜沉积；即使在上述沉积条件下，Si组成较高，当生长速率<1a时，晶体生长也直接出现在底物上。（4）晶膜沉积直接发生在底物上，在生长开始时在底物上形成晶体核，并且通过选择反应压力，密度为10^9。发现它可以在-10^<12>/cm^2上控制，并且（5）反应压力的选择导致选择性生长，其中仅在SIO_2/SI底物上存放膜仅沉积在SI上。因此，已经表明，在膜沉积的早期阶段保持反应压力稍高时，在SIO_2底物上形成了晶体核，反应压力降低以将生长条件转移到选择性生长条件上，并选择性地生长形成的核，从而通过sige膜（Sige Composite> 95％）（SI Comportion> 95％）（SI comportion> 95％）（100 contrice）（SI）（SI）的晶体（SI）（100 comportion> 95％）（100）。厚度为200 nm。