1997 Fiscal Year Annual Research Report
結晶核 制御技術による高品質多結晶SiGeの低温成長
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08455010
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
半那 純一 東京工業大学, 工学部, 教授 (00114885)
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| Keywords | 熱CVD] / 多結晶SiGe / ジシラン / フッ化ゲルマニウム / 結晶核 / 選択成長 |
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| Research Abstract |
ジシラン(SiH_2H_6)と弗化ゲルマニウム(GeF_4)を原料ガスに用いる新しい熱CVD法により500℃以下で堆積される多結晶SiGe薄膜について、膜組成、結晶性と堆積条件(堆積温度、原料ガス流量比、反応圧力)について検討した。その結果、(1)推積するSiGe膜の組成は基板温度に強く依存し、400℃以下の条件では一般にGe組成の高い膜(Ge組成>80%)が堆積し、400℃以上の条件ではSi組成が急激に増大すること、(2)基板温度450℃の条件においては、SiH_2H_<6/>GeF流量比が>13以下の場合はGe組成が80%を超えるSiGe膜が堆積するが、SiH_2H_<6/>GeF流量比が20以上になるとSi組成が90%を超えるSiGe多結晶膜が堆積できること、(3)Si組成が高い堆積条件においては、成長速度が<1Aの場合にはSiO_2基板上から非晶質層の堆積を伴うことなく直接、結晶成長が起こること、(4)上記条件において、成長初期にはSiO_2基板上に結晶核の形成が見られ、反応圧力を選ぶことにより、その密度を10^9-10^<12>/cm^2にわたって制御できること、さらに、(5)反応圧力の選択により、SiO_2/Si基板においてSi上にのみ膜が堆積する選択成長が実現することがわかった。
そこで、膜堆積初期に反応圧力をやや高めに保ちSiO_2基板上に結晶核を形成した後、反応圧力を低下させて成長条件を選択成長条件へと移行させ、形成された核を選択的に成長させ屡ことによって、膜厚200nmの膜において結晶粒径(100-150nm)の制御された結晶性に優れたSiGe膜(Si組成>95%)の堆積が実現できることを明らかにした。
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[Publications] K.Shiota ほか: "Structure and Electrical Properties of Poly-SiGe Thin Films by Reactive Thermal CVD" J.Non-Cryst.Solids. 未定. (1998)
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[Publications] K.Shiota ほか: "Growth of High Crystallinity Poly-SiGe on Glass Substrate" Mat.Res.Symp.Proc.452. 1001-1006 (1997)
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[Publications] K.Shiota ほか: "High Crystallinityu Poly-SixGe1-x at 450℃ on Amorphous Substrates" Jpn.J.Appl.Phys.36. L989-L992 (1997)
