伸張歪ゲルマニウム層形成のためのゲルマニウムスズバッファ層成長

用于拉伸应变锗层形成的锗锡缓冲层生长

• 批准号: 10J02806
• 负责人: 志村 洋介
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02806/
• 关键词: 半導体; ゲルマニウム; スズ; 歪; 結晶成長; 不純物ドーピング; MOSFET

高正孔移動度が期待される一軸圧縮歪Geのために、MOSFETのソースドレイン(S/D)にGeより格子定数の大きなGeSnをストレッサーとして用いることが有効である。このとき、S/D部の低抵抗化のためにGeSnへ高濃度に不純物をドーピングしなければならない。一方で、Ge中のSnの平衡固溶限は非常に小さく、大きな一軸圧縮歪をGeチャネルに印加するために固溶限を超えて導入されたSnの析出を抑制しなければならない。これらを両立するため、また、Geデバイス作製プロセスへの適合のためには、不純物の低温活性化プロセスの確立が不可欠である。そこで本研究では、p形不純物のうち、低温におけるGeへの固溶限が最も大きなGaを、GeSn成長中に同時照射するin-situドーピングに着目した。一方で、GaはGeの成長中にサーファクタントとして表面に偏析することが知られており、均一なドーピング領域の形成が困難であると考えられる。様々なSn組成を有するGeSnのGa深さ方向プロファイルおよびその電気的特性を調べた。その結果、Snを導入することで、均一なGa深さ方向プロファイルが実現できることが明らかになった。これは、原子半径の大きなSnが成長中常に表面に存在するために、Ga原子は表面で安定でなくなった結果、Gaのサーファクタント効果が抑制されたことを示唆している。また、Snを導入することで、150℃という低温成長中に5.5×10^<19>/cm^3のGaが完全に活性化することを明らかにした。これは、Gaと結合して活性化を妨げると考えられている膜中の原子空孔とSnがより安定に結合したためと示唆される。さらに、GeSnにドープされたGaは、200℃から600℃の範囲において安定であり、Geチャネルデバイスプロセスへの親和性が高く、低温で活性化可能な均一GaドーピングにSn導入が有効であることを明らかにした。

High degree of moving hole が expect さ れ る one axis 圧 shrinkage slanting Ge の た め に, MOSFET の ソ ー ス ド レ イ ン (S/D) に Ge よ り lattice constant の big き な GeSn を ス ト レ ッ サ ー と し て in い る こ と が have sharper で あ る. <s:1> と と と, S/D part <s:1> low resistance, ためにGeSnへ, high concentration of に impurity, をド ピ ピ グ なければならな なければならな なければならな なければならな なければならな をド. Party で, Ge の Sn の equilibrium solution limit は very small に さ く, big き な one axis 圧 shrinkage slanting を Ge チ ャ ネ ル に Inca す る た め に solution limit を super え て import さ れ た Sn precipitation の を inhibit し な け れ ば な ら な い. こ れ ら を struck made す る た め, ま た, Ge デ バ イ ス cropping プ ロ セ ス へ の is suitable for の た め に は, impurity content の low temperature activation プ ロ セ ス の establish が not owe で あ る. そ こ で this study で は, p form not pure の う ち, low temperature に お け る Ge へ の solution limit が も most big き な に in Ga を, GeSn growth at the same time illuminate す る the in - situ ド ー ピ ン グ に with mesh し た. Party で, Ga は Ge の growth in に サ ー フ ァ ク タ ン ト と し に て surface segregation す る こ と が know ら れ て お り, uniform な ド ー ピ ン グ field の formed が difficult で あ る と exam え ら れ る. The 々なSn composition を has the characteristics of するGeSn, <s:1> Ga, deep さ direction, プロファ プロファ, およびそ and およびそ of <s:1> electricity を tone べた. そ の results, Sn を import す る こ と で, uniform な Ga さ direction プ ロ フ ァ イ ル が be presently で き る こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ は, atomic radius の big き な Sn が growth often に surface に exist す る た め に で stability, Ga atomic は surface で な く な っ た results, Ga の サ ー フ ァ ク タ ン ト unseen fruit が inhibit さ れ た こ と を in stopping し て い る. ま た, Sn を import す る こ と で, 150 ℃ と い う に grown in low temperature 5.5 * 10 ^ 19 > < / cm ^ 3 の Ga が completely に activeness す る こ と を Ming ら か に し た. こ れ は, as well as the combination of Ga と し て activeness を hinder げ る と exam え ら れ て い る membrane の atoms in an empty hole と Sn が よ り settle に combining し た た め と in stopping さ れ る. さ ら に, GeSn に ド ー プ さ れ た Ga は, 200 ℃ か ら 600 ℃ の van 囲 に お い て settle で あ り, Ge チ ャ ネ ル デ バ イ ス プ ロ セ ス へ の affinity が く high and low temperature で activation may な uniform Ga ド ー ピ ン グ に Sn import が have sharper で あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Control of Strain Relaxation Behavior of Ge_<1-x> Sn_x Layers : Toward Tensile-Strained Ge Layers with Strain Value over 1%

Control%20of%20Strain%20Relaxation%20Behavior%20of%20Ge_<1-x>%20Sn_x%20Layers%20:%20Toward%20Tensile-Strained%20Ge%20Layers%20with%20Strain%20Value%20over%201%

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Shimura;et al;望月健太;中村茉里香;浅野孝典;中塚理;竹内正太郎;志村洋介;西村剛;志村洋介;中塚理;志村洋介;財満鎭明;志村洋介;西村剛;中塚理;Benjamin Vincent;竹内正太郎;志村洋介
• 通讯作者: 志村洋介

歪Ge_<1-x> Sn_x層への高濃度不純物ドーピング

高浓度杂质掺杂到应变Ge_<1-x> Sn_x层中

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Shimura;et al;望月健太;中村茉里香;浅野孝典;中塚理;竹内正太郎;志村洋介;西村剛;志村洋介
• 通讯作者: 志村洋介

Formation of Ge_<1-x> Sn_x heteroepitaxial layers with high Sn content

高Sn含量Ge_<1-x>Sn_x异质外延层的形成

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Shimura;et al;望月健太;中村茉里香;浅野孝典;中塚理;竹内正太郎;志村洋介;西村剛;志村洋介;中塚理;志村洋介
• 通讯作者: 志村洋介

Molecular beam deposition of Al2O3 on p-Ge(001)/Ge0.95Sn0.05 heterostructure and impact of a Ge-cap interfacial layer

• DOI: 10.1063/1.3589992
• 发表时间: 2011-05
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: C. Merckling;X. Sun;Y. Shimura;A. Franquet;B. Vincent;S. Takeuchi;W. Vandervorst;O. Nakatsuka;S. Zaima;R. Loo;M. Caymax

MBE Growth and Crystalline Properties of GeSn Heteroepitaxial Layers

GeSn 异质外延层的 MBE 生长和晶体特性

• 发表时间: 2011
• 作者: Y.Shimura;et al
• 通讯作者: et al