Si-Ge系ヘテロエピタキシャル成長とその応用

概要

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Si_<1-x>Ge_x混晶は、SiとGeの組成比によりバンドギャップが変えられるため、Si基板上の半導体へテロ構造構成の上で興味ある材料である。すでに、MBE法を用いて、Si_<1-x>Ge_xをベースとしたHBTや変調ドープ電解効果トランジスタ等が実現されている。Si基板上へのSi_<1-x>Ge_xのヘテロエピタキシャル成長法として、CVD法は、MBE法等の他の成長法に比べ、選択成長しやすく、成長時に不純物添加が容易であり、量産性に優れていることから、集積回路の製作に最も有効な方法である。しかしながら、急峻なヘテロ界面を得るために、成長を低温化しようとすると、反応雰囲気中の水等の不要不純物が表面に吸着してしまい、エピタキシャル成長しなくなり、基板材質差による選択成長が生じなくなるという問題があった。これは、超高真空CVD装置を使用しての低圧分子流領域でのエピタキシャル成長等により、解決されてきている。しかしながら、Ge比率x=0. 2以上になると、島状成長やミスフィット転位の発生が生じやすく、デバイス製作時の熱履歴によりSiとGeが相互拡散するという問題が残されている。ここでは、CVDプロセスを高清浄化することにより、x=0. 2以上の高品質Si/Si_<1-x>Ge_x/Si構造を形成し、Si_<1-x>Ge_xチャネルMOSFET に適用した結果を示し、さらに、SiとGeの原子層成長制御の可能性を述べる。
社団法人電子情報通信学会の論文
1994-09-26

Si-Ge系ヘテロエピタキシャル成長とその応用

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