Эпитаксиальный рост напряженного SiGe в атмосфере дисилана и дигермана

1. Эпитаксиальный рост напряженного SiGe в атмосфере дисилана и дигермана Зюльков Иван Юрьевич,Гикавый АндрейЯковлевич

2. Содержание: • Актуальность • Литературный обзор • Эксперимент • Результаты • Выводы

3. Актуальность • Напряжение канала классического pМОПТ • (90 нм и менее) • Напряжение канала трехмерного pМОПТ (FinFET) • (22 нм и менее) Оптические применения (гетеростурктура SiGeSn/sGe) 45 нмpМОПТ (Intel corp.) а) S. Wirths at al., Epitaxial Growth Studies of SiGe and (Si)GeSn, Thin Solid Films, 2013 Напряжение канала FinFET а) наращивание б) замещение б) - 1 -

4. Литературный обзор. Пластическая релаксация Зависимость критической толщины от концентрации Ge Пластическая релаксация SiGe на Si подложке - 2 -

5. Литературный обзор. Эластическая релаксация 22 нм pМОПТ Критическая толщина для 55% процентов Ge ~ 25 нм (450ºС) Видно, что толщина больше критической (эластическая релаксация за счет роста фасета в свободном пространстве) - 3 -

6. Литературный обзор. Прекурсоры Дигерман (Ge2H6) Герман (GeH4) Дисилан (Si2H6) Силан (SiH4) C. Li at al., Coldwall ultrahigh vacuum chemical vapor deposition of doped and undoped Si and Si1-xGex epitaxial films using SiH4 and Si2H6 - 4 -

7. Эксперимент • Газофазная эпитаксия (газ носитель H2) Установка ASM Intrepid XP™ (CVD) • Прекурсоры – дигерман, дисилан, герман, силан • Подложки – пластины Si (100), 300 мм • Варьируемые параметры: • Температура: 400º, 450º, 500º, 550º С • Потоки прекурсоров • Давление в камере 20Торр – 760 Торр • Время осаждения (подбирается таким, чтобы получить докритическую толщину) - 5 -

8. Установка - Jordan Valley JVX 7300M Эксперимент HRXRD HRXRD – измерение содержания Ge HRXRD релаксированного слоя XRR – измерение толщин тонких слоев (менее 10 нм) - 6 -

9. Эксперимент Установка INS 3300 optical microscope SiO2 SiGe Не селективно Селективно SiO2 SiGe Релаксированный слой SiGe - 7 -

10. Результаты. Содержание германия и скорость роста Зависимость содержания Ge от потоков прекурсоров (дигерман, дисилан) Зависимость скорости роста от потоков прекурсоров (дигерман, дисилан) - 8 -

11. Результаты. Сравнение с литературными данными Зависимость x/(1-x) от потоков прекурсоров S. Wirths et al./Solid-State Electronics 83 (2013) 2–9 - 9 -

12. Результаты. Селективность Зависимость скорости роста кристаллического SiGe на Si участке от содержания Ge Зависимость скорости роста поликристаллического SiGe на SiO2 участке от содержания Ge - 10 -

13. Результаты. Селективность Зависимость отношения скоростей роста поликристаллического SiGe на SiO2 участке и кристаллического SiGe на Si участке от содержания Ge - 11 -

14. Выводы: • Получены характеристики основных параметров роста твердого раствора Si1-xGexпри различных температурах эпитаксиального процесса • Сравнение слитературными данными показало большие скорости роста нежели у других исследователей, что может быть объяснено параметрами эпитаксиальной установки • В ходе работы не было обнаружено критических потоков дигермана и дисилана (при всех используемых потоках прекурсоров наблюдался рост кристаллического слоя) • В дальнейших планах подробное исследование селективности роста, легирование в ростовом процессе

15. Спасибо за внимание! Буду рад вашим вопросам!