光CVD法によるSiの低温エピタキシャル成長法の開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62850053
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 小長井 誠 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40111653)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 隆司 富士通研究所, 第三研究室, 部長代理 (20374952) ; 木村 龍平 東京工業大学, 工学部, 助手 (80161587)
• Keywords: 光CVD法 / 低温エピタキシャル成長 / 歪超格子 / Si / SiGe / 超高濃度ドーピング

Research Abstract

本年度は、前年度までに確立されたSiF_4ガスによるSi低温プラズマ・クリーニング法を駆使して、Si系新機能デバイス材料であるSi/SiGe歪超格子の作製及びPH_3ガスを用いたSiの超高濃度ドーピングを試みた。
(1)歪超格子作製の当初、成長圧力が数Torrと比較的高いため、残留ガスの影響により急峻な超格子界面が得られないことが予想された。しかしながら、光のオンオフによる成長制御を行なったところ、良好な超格子界面が得られることが明らかとなった。
(2)得られた超格子構造を、TEM像観察により評価したところ、明瞭な超格子構造が観察された。さらに、基板とSiバッファ層との界面付近に見られた欠陥が超格子層で消失するという現象が見い出され、本超格子系がSi低温エピタキシャル成長時における歪緩和のためのバッファ層として有望であるとの知見を得た。
(3)歪超格子系の内部歪に対して、ラマン散乱法及びX線回折法を用いて詳細に検討したところ、Si/SiGe歪超格子系は基板に格子整合した状態でSi基板上にエピタキシャル成長することが明らかになった。
(4)PH_3ガスを用いた高濃度ドーピングを行なったところ、電子濃度10^<21>cm^<-3>台という超高濃度ドーピングが可能であることが確認された。さらに、SIMS分析によりドーピングされたP原子は100%活性化していることが、また、ホール測定により得られた膜は半金属性を示すことが明らかになった。
これらSi系新機能デバイスの試作・評価を行うことにより、光励起エピタキシャル成長法が、新しいSi低温結晶成長法として有用であるとの知見を得た。

Research Products

• [Publications] 小長井誠: Extended Abstract No.424,Electrochemical Society Fall Meeting. 87ー2. 595-596 (1987)
• [Publications] 永峰邦浩: Japanese Journal of Applied Physics. 26. L951-L953 (1987)
• [Publications] 山田明: Japanese Journal of Applied Physics. 27. L2174-L2176 (1988)
• [Publications] Kris Baert: Digest of 1st Micro-Process Conference. 124-125 (1988)
• [Publications] 山田明: "American Vacuum Society Series 4" American Institute of Physics, 222-236 (1988)