精密欠陥制御による高品質SiGe仮想基板の形成

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本研究では、高品質かつ高い歪緩和率のSiGeが形成できる酸化濃縮法について、酸化濃縮過程で生成する欠陥の発生と歪緩和機構を解明し、歪緩和過程における欠陥の役割を明らかにすると共に、高品質SiGe on Insulator基板形成の基礎技術を確立することを目指している。平成19年度に得られた成果は、以下の通りである。(1)酸化濃縮法を用いて140nm膜厚のBOX層上にGe濃度20%、膜厚70nmのSiGe層を形成し、これを初期試料とした。これらの試料から小片を切り出し、高濃度SiGe層形成のための酸化濃縮法(温度プロファイル)を最適化し、Ge濃度が50、75、100%試料を作成した。この作成プロセスを構築した。(2)作成した高濃度SiGe層をHall効果測定により評価した。その結果、Ge濃度が50%以上の試料で、キャリア濃度が急激に増加すること、Hall移動度が単調に増加することを見いだした。また、Pseudo-MOSFET法によりSiGe/BOX界面でのチャネル移動度を評価し、Ge高濃度化に伴い移動度が向上することを見いだした。(3)作成した高濃度SiGe層のTEM観察を行った。その結果、Ge濃度50%試料では転移が発生していないが、Ge濃度75%では転移(積層欠陥)が観測され、その密度は、Ge濃度100%試料では減少するとの知見を得た。今後の課題は、キャリア密度を増加させている欠陥の生成機構を解明し、低欠陥化を目指す。