精密欠陥制御による高品質SiGe仮想基板の形成

通过精确的缺陷控制形成高质量的 SiGe 虚拟衬底

基本信息

批准号：
06F06114
负责人：
中島寛
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06114/
关键词：
歪Si SiGe フォトルミネッセンス断面TEM 平面TEM 欠陥

项目摘要

本研究では、高品質かつ高い歪緩和率のSiGeが形成できる酸化濃縮法について、酸化濃縮過程で生成する欠陥の発生と歪緩和機構を解明し、歪緩和過程における欠陥の役割を明らかにすると共に、高品質SiGe on Insulator基板形成の基礎技術を確立することを目指している。平成19年度に得られた成果は、以下の通りである。(1)酸化濃縮法を用いて140nm膜厚のBOX層上にGe濃度20%、膜厚70nmのSiGe層を形成し、これを初期試料とした。これらの試料から小片を切り出し、高濃度SiGe層形成のための酸化濃縮法(温度プロファイル)を最適化し、Ge濃度が50、75、100%試料を作成した。この作成プロセスを構築した。(2)作成した高濃度SiGe層をHall効果測定により評価した。その結果、Ge濃度が50%以上の試料で、キャリア濃度が急激に増加すること、Hall移動度が単調に増加することを見いだした。また、Pseudo-MOSFET法によりSiGe/BOX界面でのチャネル移動度を評価し、Ge高濃度化に伴い移動度が向上することを見いだした。(3)作成した高濃度SiGe層のTEM観察を行った。その結果、Ge濃度50%試料では転移が発生していないが、Ge濃度75%では転移(積層欠陥)が観測され、その密度は、Ge濃度100%試料では減少するとの知見を得た。今後の課題は、キャリア密度を増加させている欠陥の生成機構を解明し、低欠陥化を目指す。

本研究针对能够形成高质量、高应变弛豫率的SiGe的氧化浓集方法，将阐明氧化浓集过程中产生的缺陷的发生情况以及应变弛豫机制，阐明缺陷在应变弛豫中的作用。工艺，旨在建立在绝缘体衬底上形成高质量 SiGe 的基础技术。 2007年度的结果如下。 (1)采用氧化浓缩法，在厚度140nm的BOX层上形成Ge浓度20％、厚度70nm的SiGe层，并将其作为初始样品。从这些样品中切出小片，并对形成高浓度SiGe层的氧化浓缩方法（温度分布）进行优化，制作出Ge浓度为50%、75%和100%的样品。我们构建了这个创建过程。 (2)通过霍尔效应测量对制备的高浓度SiGe层进行评价。结果发现，在Ge浓度为50%以上的样品中，载流子浓度迅速增加，霍尔迁移率单调增加。我们还使用伪MOSFET方法评估了SiGe/BOX界面的沟道迁移率，发现迁移率随着Ge浓度的增加而提高。 (3)对制备的高浓度SiGe层进行TEM观察。结果发现，在50％Ge浓度的样品中没有发生位错，但是在75％Ge浓度的样品中观察到位错(堆垛层错)，并且在100％Ge浓度的样品中密度降低。未来的任务将包括阐明增加载流子密度的缺陷产生机制并旨在减少缺陷数量。