Энергия локальных упругих напряжений в кристалле при

реклама
ЭПИТАКСИАЛЬНЫЙ РОСТ
НАПРЯЖЕННОГО SIGE В
АТМОСФЕРЕ ДИСИЛАНА И
ДИГЕРМАНА
Зюльков Иван Юрьевич, Гикавый
Андрей Яковлевич
Содержание:
• Актуальность
• Литературный обзор
• Эксперимент
• Результаты
• Выводы
Актуальность
• Напряжение канала
Оптические применения
классического pМОПТ (гетеростурктура SiGeSn/sGe)
(90 нм и менее)
45 нм pМОПТ
(Intel corp.)
а)
б)
• Напряжение канала
трехмерного pМОПТ
(FinFET)
(22 нм и менее)
S. Wirths at al., Epitaxial Growth Studies of
SiGe and (Si)GeSn, Thin Solid Films, 2013
Напряжение канала FinFET
а) наращивание
б) замещение
-1-
Литературный обзор. Пластическая
релаксация
Зависимость критической
толщины от концентрации Ge
Пластическая релаксация SiGe на Si
подложке
-2-
Литературный обзор. Эластическая
релаксация
22 нм pМОПТ
Критическая толщина для 55%
процентов Ge ~ 25 нм (450ºС)
Видно, что толщина больше критической
(эластическая релаксация за счет роста фасета
в свободном пространстве)
-3-
Литературный обзор. Прекурсоры
Дигерман
(Ge2H6)
Герман
(GeH4)
Дисилан
(Si2H6)
Силан
(SiH4)
C. Li at al., Coldwall ultrahigh vacuum chemical vapor deposition of
doped and undoped Si and Si1-xGex epitaxial films using SiH4 and Si2H6
-4-
Эксперимент
• Газофазная эпитаксия (газ носитель H2)
Установка ASM Intrepid XP™ (CVD)
• Прекурсоры – дигерман, дисилан, герман, силан
• Подложки – пластины Si (100), 300 мм
• Варьируемые параметры:
• Температура: 400º, 450º, 500º, 550º С
• Потоки прекурсоров
• Давление в камере 20 Торр – 760 Торр
• Время осаждения (подбирается таким, чтобы получить
докритическую толщину)
-5-
Эксперимент
Установка - Jordan Valley JVX 7300M
HRXRD
HRXRD – измерение содержания Ge
HRXRD релаксированного слоя
XRR – измерение толщин
тонких слоев (менее 10 нм)
-6-
Не селективно
Установка
INS 3300 optical microscope
SiO2
SiGe
Селективно
Эксперимент
SiO2
SiGe
Релаксированный слой SiGe
-7-
Результаты. Содержание германия и
скорость роста
Зависимость содержания Ge от
потоков прекурсоров (дигерман,
дисилан)
Зависимость скорости роста от
потоков прекурсоров
(дигерман, дисилан)
-8-
Результаты. Сравнение с литературными
данными
Зависимость x/(1-x) от
потоков прекурсоров
S. Wirths et al./Solid-State
Electronics 83 (2013) 2–9
-9-
Результаты. Селективность
Зависимость скорости роста
кристаллического SiGe на Si
участке от содержания Ge
Зависимость скорости роста
поликристаллического SiGe
на SiO2 участке от
содержания Ge
- 10 -
Результаты. Селективность
Зависимость отношения скоростей роста поликристаллического
SiGe на SiO2 участке и кристаллического SiGe на Si участке от
содержания Ge
- 11 -
Выводы:
• Получены характеристики основных параметров
роста твердого раствора Si1-xGex при различных
температурах эпитаксиального процесса
• Сравнение с литературными данными показало
большие скорости роста нежели у других
исследователей, что может быть объяснено
параметрами эпитаксиальной установки
• В ходе работы не было обнаружено критических
потоков дигермана и дисилана (при всех
используемых потоках прекурсоров наблюдался
рост кристаллического слоя)
• В дальнейших планах подробное исследование
селективности роста, легирование в ростовом
процессе
Спасибо за внимание!
Буду рад вашим вопросам!
Скачать