Энергия локальных упругих напряжений в кристалле при
advertisement
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!
