JP2006135329A - 基板およびこの上にヘテロエピタキシャル堆積した珪素とゲルマニウムからなる層を有する多層構造体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板およびこの上にヘテロエピタキシャル堆積した、組成Si1−xGexを有し、珪素の格子定数と異なる格子定数を有する珪素とゲルマニウムからなる層(SiGe層)を有する多層構造体において、前記構造体がSiGe層上に堆積した、ねじれのずれを結合する、組成Si1−yGeyを有する薄い中間層および前記中間層上に堆積した少なくとも1個の他の層を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
基板上にヘテロエピタキシャル堆積した、組成Si1−xGexを有し、珪素の格子定数と異なる格子定数を有する珪素とゲルマニウムからなる層(SiGe層)を準備し、
SiGe層上にねじれのずれを結合する組成Si1−yGeyを有する薄い中間層を堆積し、
前記中間層上に少なくとも1個の他の層を堆積する
ことからなる多層構造体の製造方法である。
珪素からなる基板ウェーハを単独ウェーハエピタキシャル反応器中で減圧下で処理した。以下の処理工程を実施した。
工程1:反応器を充填する
工程2:水素(H2ベーク)下1120℃の温度で基板ウェーハを熱処理する
工程3:800〜900℃の温度で成長するゲルマニウム部分(勾配のある層)(0〜20%)を有するSiGe層を堆積する
工程4:ゲルマニウム20%の一定の割合を有する珪素とゲルマニウムからなる緩衝層(一定の組成の層)を堆積する
工程5:700℃の温度で張設された珪素からなる厚さ18nmの層を堆積する
工程6:反応器から得られた多層構造体を取り出す。
比較例と同じ形式の他の基板ウェーハを比較例と同じ反応器中で処理したが、以下の点が相違した。
工程1〜3:比較例と同じ
工程4:1050℃の温度で塩化水素、ジクロロシランおよびゲルマンの混合物を導入することによりゲルマニウム20%の一定の割合を有する珪素とゲルマニウムからなる中間層を堆積する
工程5〜7:比較例の工程4〜6と同じ。
中間層の検査を横断面TEM(透過型電子顕微鏡、X−TEM)で行った。図1は勾配のある層(ずれの網状組織を有する)と一定の組成の層の間の中間層(境界層)を明らかに示す。中間層の厚さは約2〜3nmである。図2は中間層中の深いSiGe層からのずれをどのように捕捉するかを示す。ずれはSiGe層と中間層の間の境界面の内部に延びるが、緩衝層には更に成長しない。
Claims (20)
- 基板およびこの上にヘテロエピタキシャル堆積した、組成Si1−xGexを有し、珪素の格子定数と異なる格子定数を有する珪素とゲルマニウムからなる層(SiGe層)を有する多層構造体において、前記構造体がSiGe層上に堆積した、ねじれのずれを結合する、組成Si1−yGeyを有する薄い中間層および前記中間層上に堆積した少なくとも1個の他の層を有することを特徴とする多層構造体。
- ゲルマニウムの濃度がSiGe層の厚さに沿って増加する請求項1記載の多層構造体。
- 中間層の厚さが2〜30nmである請求項1または2記載の多層構造体。
- 表面上に最高で1.5E+4ねじれのずれ/cm2の密度を有する請求項1から3までのいずれか1項記載の多層構造体。
- 最高で1cm/cm2のねじれのずれの蓄積の密度を有する請求項1から4までのいずれか1項記載の多層構造体。
- 最高で2Årms(1μm×1μm窓)の表面粗さを有する請求項1から5までのいずれか1項記載の多層構造体。
- 中間層上に堆積される組成Si1−zGezを有する弛緩したヘテロエピタキシャル緩衝層および組成Si1−zGezを有する弛緩したヘテロエピタキシャル緩衝層上に堆積される張設された珪素の層を有する請求項1から6までのいずれか1項記載の多層構造体。
- 中間層上に堆積される張設された珪素の層を有する請求項1から6までのいずれか1項記載の多層構造体。
- 基板上にヘテロエピタキシャル堆積した、組成Si1−xGexを有し、珪素の格子定数と異なる格子定数を有する珪素とゲルマニウムからなる層(SiGe層)を準備し、SiGe層上にねじれのずれを結合する組成Si1−yGeyを有する薄い中間層を堆積し、前記中間層上に少なくとも1個の他の層を堆積することからなる多層構造体の製造方法。
- 中間層を堆積するためにSiGe層を水素、ハロゲン化水素化合物、珪素化合物およびゲルマニウム化合物を含有するガス状混合物にさらす請求項9記載の方法。
- 中間層を最高で50nm/分の堆積速度で2〜30nmの厚さにまで堆積する請求項9または10記載の方法。
- 900〜1100℃の温度で中間層を堆積する請求項9から11までのいずれか1項記載の方法。
- 中間層を気圧または減圧下で堆積する請求項9から12までのいずれか1項記載の方法。
- 中間層を堆積する際にハロゲン化水素としてHClを使用する請求項10記載の方法。
- 中間層を堆積する際に珪素化合物としてジクロロシランを使用する請求項10記載の方法。
- 中間層を堆積する際にゲルマニウム化合物としてGeH4を使用する請求項10記載の方法。
- ガス状混合物が一方でハロゲン化水素および他方で珪素化合物およびゲルマニウム化合物を100:1〜1:1の容積比で含有する請求項10記載の方法。
- SiGe層を層として準備し、前記層内でSiGe層の厚さに沿ってゲルマニウム濃度が増加する請求項9から17までのいずれか1項記載の方法。
- 中間層に組成Si1−zGezを有する弛緩したヘテロエピタキシャル層を堆積し、組成Si1−zGezを有する弛緩したヘテロエピタキシャル層に張設した珪素からなる層を堆積する請求項9から18までのいずれか1項記載の方法。
- 中間層に張設した珪素からなる層を堆積する請求項9から18までのいずれか1項記載の方法。
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