2000 Fiscal Year Annual Research Report

人工IV族半導体極微細構造デバイス製作のための原子精度要素プロセス

Research Project

Project/Area Number	11232203
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	安田幸夫名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126951)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	酒井朗名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20314031) 財満鎮明名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (70158947) 畑朋延金沢大学, 工学部, 教授 (50019767) 池田浩也名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00262882)
Keywords	シリコンゲルマニウム / 歪緩和 / 転位 / 歪成長 / イオンビームスパッタ / 透過電子顕微鏡 / シリコンゲルマニウムカーボン / 走査トンネル顕微鏡
Research Abstract	人工IV族半導体極微細構造デバイス作製に必要不可欠な原子精度要素プロセスの開発にあたり、本年度は、Si基板上のGe、SiGe、SiGeC薄膜の作製技術の開発に関して以下の研究成果が得られた。 1.分子線成長における低温成長法と表面キャップ層形成後の高温熱処理法を用い、Si(001)基板上のSiGe歪緩衝層の作製法を検討した。キャップ層の形成によって、熱処理後においてもSiGe膜表面を原子尺度で平坦(rms値0.67nm)に維持できることが見出された。透過電子顕微鏡観察及びX線回折により、SiGe/Si基板界面には60゜転位が形成され、約20%の歪が緩和されていることが確認された。さらにこの上部への第2層SiGeの成長によって100%の歪緩和が達成された。膜中の転位は第1SiGe層/Si基板界面に局在しており、貫通転位密度は10^7cm^<-2>以下であった。 2.イオンビームスパッタ法でSi(100)基板上に成長したGeの初期成長過程について検討した。原子間力顕微鏡によりGeの表面荒さを測定したところ、膜厚が0.8nmまでは、平坦性を保っているが、それを越えると急激な表面荒れが発生した。これはGeの歪み成長が破綻するためであるといえる。本製膜法は、高エネルギー粒子を含んでいるにもかかわらず、歪み成長が可能であることを示している。 3.走査トンネル顕微鏡法を用いSi(001)表面の炭化反応及びその表面におけるSi、Geの初期成長機構を解析した。Si表面とC原子の反応は基板温度に依存し、約600℃の温度領域ではc(4×4)再配列構造が形成された。この表面に対しSi及びGeを蒸着した結果、Siがステップフロー成長するのに対し、Geは多層多核成長することが確認された。この結果はSiとC、GeとCの反応性の違いに起因し、高品質のSiGeC薄膜を成長するうえで重要な因子であると考えられる。

Research Products
(5 results)

All Other

All Publications (5 results)

[Publications] I.Suzumura: "Nucleation and growth of Ge on Si(111) in solid phase epitaxy"Thin Solid Films. 369・1-2. 116-120 (2000)
[Publications] O.Nakatsuka: "Interfacial reactions of Ti/ and Zr/Si_<1-x>Ge_x/Si contacts with rapid thermal annealing"Thin Solid Films. 373・1-2. 73-78 (2000)
[Publications] K.Sasaki: "Hydrogen Induced Silicon Epitaxy Using ECR Plasma CVD Technique"Ext.Abst.of 1st Cat-CVD. 193-196 (2000)
[Publications] K.Sasaki: "Epitaxial Growth Properties of Si and SiGe Films Prepared by Ion Beam Sputtering Process"Vacuum. 59(2-3). 397-402 (2000)
[Publications] K.Sasaki: "Fundamental Properties of ECR Plasma CVD and Hydrogen Induced Low Temperature Si Epitaxy"Thin Solid Films. (印刷中). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

人工IV族半導体極微細構造デバイス製作のための原子精度要素プロセス

Principal Investigator

安田 幸夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126951)

Research Products

[Publications] I.Suzumura: "Nucleation and growth of Ge on Si(111) in solid phase epitaxy"Thin Solid Films. 369・1-2. 116-120 (2000)

[Publications] O.Nakatsuka: "Interfacial reactions of Ti/ and Zr/Si_<1-x>Ge_x/Si contacts with rapid thermal annealing"Thin Solid Films. 373・1-2. 73-78 (2000)

[Publications] K.Sasaki: "Hydrogen Induced Silicon Epitaxy Using ECR Plasma CVD Technique"Ext.Abst.of 1st Cat-CVD. 193-196 (2000)

[Publications] K.Sasaki: "Epitaxial Growth Properties of Si and SiGe Films Prepared by Ion Beam Sputtering Process"Vacuum. 59(2-3). 397-402 (2000)

[Publications] K.Sasaki: "Fundamental Properties of ECR Plasma CVD and Hydrogen Induced Low Temperature Si Epitaxy"Thin Solid Films. (印刷中). (2001)

安田幸夫名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126951)