JP2005524233A - シリコン・ゲルマニウム・ヘテロ接合型バイポーラ・トランジスタ - Google Patents

シリコン・ゲルマニウム・ヘテロ接合型バイポーラ・トランジスタ Download PDF

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Abstract

【課題】 SiGe HBTの遮断周波数を高域化させる。
【解決手段】 改善されたアーリー電圧、したがって高域化された遮断周波数を有する、小信号増幅器用のバイポーラ・トランジスタを提供する。SiGe層(14)は厚さが安定限界よりも厚く、Ge含有量が安定限界よりも多い。不整合転移は電荷捕獲サイトを容易に確認しうる程度には形成せず、上に存在するベース/コレクタ接合中に伸びていないから、歩留りが劣化することなく性能が向上する。

Description

本発明はシリコン・ゲルマニウム(SiGe)ヘテロ接合型バイポーラ・トランジスタ(HBT)に関する。
シリコン基板上に少なくとも1つのシリコン・ゲルマニウム(SiGe)層を備えたウェーハを用いてHBTを形成することは周知である。そのような基板上では、SiGe膜とシリコン基板との間における格子定数の相違のためにゲルマニウム原子によって複合膜中に機械的歪(ひずみ)が生成される。シリコン基板の平面では、格子定数の大きなSiGe格子が格子定数の小さなシリコン基板上に押しつけられている。シリコン基板に垂直な平面では、SiGe層の格子定数はシリコン基板の格子定数よりも大きいから、引っ張り応力下にある。この歪とGe原子自身とによって、SiGe膜とその下に存在する自然のSi基板との間にバンドギャップ偏倚(へんい)が形成される。このバンドギャップ偏倚によってベース中に勾配(こうばい)電界(grading field)が形成されベースを横切るキャリアの拡散が増大するから、トランジスタの速度が改善するというSiGe HBTの独自の利点が得られる。SiGe HBTは小信号増幅器(すなわち約5ボルト以下でスイッチングする)用のトランジスタとし使用され、現在の無線通信装置に必要なスイッチング速度(1GHz超)を実現している。
SiGe HBTを小信号増幅器用に使用する際に本発明者らが遭遇した困難の1つはそのような増幅器用の共通エミッタ出力特性(すなわちコレクタ電流対コレクタ−エミッタ電圧)は一般に貧弱なアーリー電圧(Early voltage)を示すということである。「アーリー電圧」(VA )とはこれらの出力特性の傾斜の特徴のことであり、曲線をIC=0Aまで外挿して得られる電圧によって表わされる。曲線が水平になるほど、IC=0外挿における電圧は高くなるから、アーリー電圧は「高く」なる。図1は本発明を使用しないSiGe HBTのアーリー電圧を示す図である。個々の曲線は様々なベース電圧を印加した場合における出力特性を示している。曲線が上にあるほど、印加したベース電圧は高くなる。留意点を挙げると、印加ベース電流が大きくなると、曲線の勾配はより垂直になる。
本発明者らの発見によれば、VA はSiGe HBTの電流利得遮断周波数(fT )の主要な指標である。VA が低いNPNデバイスはfT が低いということが判明した。電流利得遮断周波数の低いデバイスは次善のスイッチング速度しか実現しえない。
それゆえ、当技術分野では、アーリー電圧を高めた、したがって電流利得遮断周波数を高めたSiGe HBTが求められている。
したがって、本発明の目的はSiGe HBTの電流利得遮断周波数を高域化することである。
第1の側面では、本発明はSiGe安定限界を超える厚さおよびGe濃度を有するとともに、電荷捕獲サイトをあまり形成しない複数の不整合転位をその中に有するSiGe層を備えたSiGe HBTである。
別の側面では、本発明は複数の分離構造体上に少なくとも約70nmの厚さおよび少なくとも10%のGe濃度を有するSiGe層を備え、前記分離構造体の上方にベース/コレクタ接合を備え、前記ベース/コレクタ接合を超えてはあまり延びていない複数の不整合転位を備えたSiGe HBTである。
さらに別の側面では、本発明はその遮断周波数が少なくとも約19GHzであり、かつ、前記コレクタ領域に隣接した複数の分離領域と、前記コレクタ領域上に形成されたベース領域とを備え、前記SiGe層中の前記不整合転位は前記複数の分離領域に隣接して形成されているとともに、前記ベース領域中に実質的に伸びることなく前記コレクタ領域中に伸びている、小信号増幅器用のバイポーラ・トランジスタである。
なお別の側面では、本発明はシリコン基板に複数の分離領域を形成するステップと、前記基板および前記分離領域の上にSiGe層を形成するステップであって、前記SiGe層の厚さはSiGe安定限界よりも厚く、前記SiGe層のGe含有量はSiGe安定限界よりも多い、ステップと、前記SiGe層および前記基板を第1のドーパントでドープしてコレクタ領域を形成するステップとを備え、前記コレクタ領域は当該コレクタ領域を超えて前記バイポーラ・トランジスタの他の部分に実質的に伸びていない複数の不整合転位を含んでいる、バイポーラ・トランジスタを形成する方法である。
本発明者らの発見によれば、SiGe層の厚さを厚くすることによりアーリー電圧(したがって遮断周波数)を顕著に高くすることができる。従来技術においても他の目的でSiGeの厚さを厚くすることは知られているが、不整合転位が形成されるのを恐れてより厚いSiGe層は一般に避けられている。下で詳述するように、本発明者らの発見によると、適切に管理すれば、不整合転位は結果として得られるSiGe HBTの性能または歩留りに悪影響を与えない。
SiGeを使用すると電荷の移動度が増大する。それはSi−Ge化合物に特有な格子不整合に起因して機械的歪が導入されるからである。しかし、Geが過剰に存在すると、あるいはSiGe層が厚すぎると、結果として生じる結晶転位によって性能および歩留りの双方が低減するというのが当技術分野における定説である。性能の低減はSiGeによって生じるバンドギャップ偏倚の原因をなす機械的応力を解放する転位に起因するのであろう。歩留りの低減は基板の結晶性を擾乱(じょうらん)する欠陥に起因するのであろう。事実、この一般的な理解は広く普及したので、それは一般にこれらの相互関係を最初に報告した研究者に因(ちな)んで「マシューズ−ブラクスリー安定限界(Mathews-Blakesley stability limit)」または「スティフラー限界(Stiffler limit)」として認められている(スティフラーら、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、第71巻第10号第4820〜4825頁;マシューズおよびブラクスリー「エピタキシャル多層における欠陥」ジャーナル・オブ・クリスタル・グロース第27号第118〜125頁(1974年)(Stiffler et al., Journal of Applied Physics, Vol. 71, No. 10, pp. 4820-4825; Mathews and Blakeslee, "Defects in Epitaxial Multilayers," Journal of Crystal Growth 27 pp. 118-125 (1974) ))。今後の参照を容易にするために、これらの結果は「SiGe安定限界」と呼ぶことにする。マシューズ−ブラクスリーおよびスティフラーが報告した様々なSiGe安定限界が図4にプロットされている。図4はSiGeの厚さとGe濃度との間の報告された最適な関係を示す図である。このような不整合転位を除去することによりSiGe安定限界を超える様々な方法論に多くの研究が焦点を当ててきた。ラダーマン(Laderman)らの米国特許第5256550号を参照。この米国特許では、低温エピタキシャル手法を用いて始めのSiGe層を堆積し、次いでSiキャップ層を形成し、次いで適切な熱サイクルにさらすことにより不整合転位のない厚いSiGe層を形成することが検討されている。この構造では、不整合転位を形成することなくSiGe層の歪を存続させるためにSi層で被覆する必要がある。「小面積の被トレンチ分離シリコン・アイランドにおけるSiGe歪層の安定性」なる名称のK・ショーネンバーグらの論文(エレクトロ・ケミカル・ソサイアティ・プロシーディングズ、第96−4巻、半導体技術におけるプロセス物理とモデル化に関する第4回国際シンポジウムの会報、ロサンゼルス、カリフォルニア州、1996年5月5〜10日、第296〜308頁(A paper by K. Schonenberg et al. entitled "The Stability of SiGe Strained Layers on Small Area Trench Isolated Silicon Islands" Electrochemical Society Proceedings,Vol. 96-4, Proceedings of the 4th International Symposium on Process Physics and Modeling in Semiconductor Technology, Los Angeles, CA May 5-10 1996, pp. 296-308 ))の報告によれば、分離によって画定されるSiGe領域のサイズが小さくなると、そして浅いトレンチ分離を修正して応力を低減させると、観察される欠陥密度は小さくなる。この面積依存性はヴェスキャン(Vescan)「オプトエレクトロニクス・デバイス用の歪SiGe/Siの選択エピタキシャル成長」(マテリアル・サイエンス・アンド・エンジニアリングB、ソリッドステート・マナリアルズ・フォア・アドバンスト・テクノロジ、第51巻第1−3号第166〜69頁(1998年))(Vescan, "Selective Epitaxial Growth of Strained SiGe/Si for Optoelectronic Devices," Materials Science and Engineering B, Solid-State Materials for Advanced Technology, Vol. 51, No. 1-3, pp. 166-69 (1998))にも報告されている。
バイポーラ・トランジスタの能動領域における不整合転位を避ける別の理由は、電荷捕獲サイトが形成されるのを防止するためである。これらの電荷捕獲サイトが大量に存在すると、少数キャリアの寿命が短くなる。典型的なバイポーラ・トランジスタでは、この結果、電流利得が低減する。これは小信号用途においては望ましくない。しかし、電力増幅の用途では、電流利得の低減は許容しうる。したがって、米国特許第5097308号には、バイポーラ型電力整流素子において少数キャリアの寿命を短くするために少数キャリアの再結合を増大させるトラップを形成する転位をSiGe−Si界面から9〜20μmの場所に意図的に導入することが教示されている。少数キャリアの寿命を短くすることはスイッチング速度を速めるためにバイポーラ型整流素子においては望ましい。バイポーラ・トランジスタのスイッチング速度はベース中の電荷を除去する速度によって決まる。電荷を除去するプロセスの1つに再結合がある。これにより、電子と正孔は電荷捕獲サイトにおいて再結合してトランジスタをオフにさせる。しかし、標準のSiGeバイポーラ・トランジスタの小信号増幅用途の場合、少数キャリアの寿命の短縮化に付随する電流利得の減少は望ましくない(事実、通常は避けるであろう。そして、上述したように、結果としてスイッチング速度を遅くすることは電流利得遮断周波数を高めるという目標と両立しないであろう)。
本発明者らの発見によれば、厚さ/濃度の組み合わせをSiGe安定曲線よりも大きくしてSiGe層を形成すると、アーリー電圧が顕著に改善するから遮断周波数が高くなる。しかも、SiGeによるバンドギャップ偏倚を形成する機械的応力を顕著に解放する不整合転位を形成することがない。そして、基板の結晶性をあまり擾乱しない。図4はここで報告するデータを提供するのに使用したSiGeの厚さと濃度を示す図である。比較のために、Ge濃度を10%に固定し、厚さを増加させた。留意点を挙げると、始めの2つのデータ点はSiGe安定曲線以下の場所にある。これらのデバイスが図1に示すアーリー電圧の結果を提供した。本発明のSiGeの厚さは約70nmから開始する。
図5に示すように、本発明に係るSiGe HBTはその中に浅いトレンチ分離領域(STI)12を備えた単結晶シリコン基板10上に形成する。基板10上に既存の手法を用いてSiGe層14をエピタキシャル成長させる。厚さtは少なくとも40nmであり、Ge濃度は少なくとも約10%である。適切にドーピングしてコレクタ領域14Cを形成した後、成長中にSiGe層をインサイチュ(insitu)ドーピングしてベース領域14Bを形成する(横方向には一定の比率で拡大表示されていない)。留意点を挙げると、実際問題として、様々なプロセスの熱サイクルの間にベースを出たボロンがSiGe層中を拡散する、すなわちSiGe層14中の深さXから深さYまでの間に拡散する可能性がある。したがって、結果として得られるベース/コレクタ接合の位置はJAまたはJBになる可能性がある。次いで、周知の手法を用いてエミッタ電極(図示せず)を形成してHBTの形成を完了する。次いで、本発明に係るHBTを基板上の他のHBTに接続して集積回路を形成する。図2は本発明に係るSiGe HBTのコレクタ電流対コレクタ−エミッタ電圧を示す図である。アーリー電圧が顕著に改善している点に留意されたい(プロットはすべての印加ベース電圧に対してずっと水平になっている。すなわち、コレクタ−エミッタ電圧を増加させてもコレクタ電流は一定である)。
図3は(a)図1に示すアーリー電圧を有するNPN(破線(dashed line)で示す)、および(b)図2に示すアーリー電圧を有するNPN(実線(solid line)で示す)のコレクタ電流密度対遮断周波数をプロットした図である。本発明に係る改善したアーリー電圧を有するトランジスタの遮断周波数が高くなっている点に留意されたい。Ftのピークは約19GHzである。また、遮断周波数の高域化はコレクタ電流のより広い範囲にわたってが生じている点にも留意されたい。
本発明の一側面は(電荷の捕獲によって)性能を劣化させる、あるいは(結晶転位によって)歩留りを低減させる転位という代償を払うことなくアーリー電圧と遮断周波数がこのように高くなるということである。
始めに電荷の捕獲を検討する。まず、図5に示す遮断周波数の高域化が観察される点に留意されたい。不整合転位によってかなりの程度の電荷の捕獲が導入されたとしても、結果として生じるキャリアの再結合によって遮断周波数は低下し、高域化することはない。また、図6と図7にそれぞれ図1と図2に示すアーリー電圧を有するNPNのギュンメル・プロット(Gummel plot)(IC、IB対VCE)を示す。このギュンメル・プロットにおけるIB曲線とIC曲線は理想的な傾斜(n┤1〔nは理想度の尺度である〕あるいは60mV/デケード〔室温〕)を有する点に留意されたい。これはより厚いSiGe層の一部として形成された不整合転位によっては相当量の電荷捕獲が導入されなかったということを示している。電荷捕獲が増加するのを避けたことの帰結の1つは図1と図2に示すように、これらのより高い遮断周波数はデバイスの降伏電圧(BVCEO )を対応して低下させることなく実現されるということである。換言すると、所定の降伏電圧BVCEO を有するデバイスの遮断周波数FtはSiGeの厚さを厚くすると高域化する。このことは(たとえば電力増幅器や読み取りヘッドなど)降伏電圧の高いデバイスを必要とするデバイス設計にとって特に重要になる。
次に、歩留りを考察する。図8は本発明に係るSiGe HBTの規格化した歩留りをSiGeの様々な厚さに対してプロットした図である。図示した第1の領域(厚さ30nm〔300オングストローム〕、Ge濃度10%)はSiGe安定曲線(図3参照)のほぼ上限に位置している。留意点を挙げると、厚さがGe濃度10%のSiGe安定曲線を超えるほど厚くなっても、歩留りはあまり変化しない。このことは本発明に係るSiGe層中の不整合転位によっては基板の結晶性はあまり擾乱されないということを示している。なぜなら、上記不整合転位によって基板の結晶性が擾乱されるものとすると、歩留りはSiGe層の厚さが厚くなるのにつれて低減するであろうからである。
図9は本発明の3つの実施形態についてGe濃度の百分率対70nm厚のSiGe層の深さをプロットした図である。曲線Aで示す第1の実施形態では、本発明に係るSiGe層中のGe濃度は40nm厚のSiGe膜の厚さ方向にわたって約10%である。この実施形態により、図4の実線によって示す、本発明のコレクタ電流対コレクタ−エミッタ電圧のプロットが得られた。曲線Bで示す第2の実施形態では、本発明に係るSiGe層中のGe濃度は70nm厚の膜の厚さ方向にわたって約10%である。第1の実施形態および第2の実施形態から、図8に示す歩留りのデータが得られた。曲線Cで示す第3の実施形態では、本発明に係るSiGe層中のGe濃度はSiGe層の上表面およびその厚さの始めの3分の1(70nm厚のSiGe膜の場合約23nm)において約25%であり、その後、Ge百分率はSiGe膜の厚さの第2の3分の1にわたり25%から10%へ実質的に直線状に降下し、その後、当該濃度は膜の厚さの残部において10%である。下表面における含有量を10%に低下させると、不整合転位、歩留り、および性能で表わされる結果は本発明の始めの2つの実施形態で観察されたものと同じになるはずである。
本発明の第4の実施形態(図9に図示せず)では、SiGe層は150nm厚でり、そのGe濃度はこの厚さにわたって約10%である。本発明者らの発見によれば、この厚さとGe含有量でも不整合転位はここで報告した一般的な特性を示した。これらの結果に基づく本発明者らの確信によれば、SiGe層は150nmよりも厚くしうるし、そうしてもなおここで報告した特性を示す。
ここで報告した結果が示すところによれば、転位の形成に関する懸念によってSiGeの濃度と厚さを制限する必要があるということに対する根本的な理由は存在しない。
したがって、Ge濃度の百分率に対する唯一の自然な制限は下に存在するSi層中に過剰な応力または過少な応力が導入される点である、ということは明らかであろう。本発明者らの確信によれば、約5%未満の濃度では導入される応力が十分でなく電荷の移動度は相応の量だけ改善されず、また、約35%超の濃度ではアーリー電圧を最適化するように見える(約70nm以上の)厚さ状況において許容できない応力が導入されるか、SiGe層の上表面にヒロックが形成されることに起因して歩留りが低減する。
本発明者らの発見によれば、本発明に係るSiGe層中の不整合転位は大部分、図4に示すSTI領域の端12A、12Bに存在した。この転位は破線10Aで示すSiGe/Si界面に沿って水平方向に走る傾向を示していた。注目すべき点を挙げると、実際、ベース/コレクタ接合JAまたはJB中に伸びるものは観察されない場合もあった、そしてエミッタ領域中に伸びるものは観察されなかった。また、上述したように、理想的なギュンメル・プロットが示すところによれば、結果として得られる転位は電荷捕獲サイトをあまり形成しない。
したがって、本発明者らの発見によれば、当技術分野における教示に反して、不整合転位を有するSiGe層は歩留りを劣化させることなく性能を向上させることができる。また、本発明者らの発見によれば、当技術分野における教示に反して、不整合転位が多数存在すること自体は性能または歩留りの限定要因ではない。それどころか、重要な点を挙げると、転位は電荷の捕獲をあまり生成しない、そしてベース/コレクタ接合を横切って伸びる転位は数があまり多くない。
以上、特定の組の実施形態を参照して本発明を記述したが、本発明はそれらに限定して解釈すべきではない。請求の範囲に記載した本発明の本旨と範囲の内で、上述した実施形態を変更することができる。たとえば、特定のGe濃度、濃度勾配、およびSiGeの厚さを示したが、ここで報告したものと同じ一般的な結果が得られるかぎり、他の濃度、傾斜、および/または厚さを使用することができる。(「Aおよび/またはB」は、AおよびB、A、またはBを表す。)
本発明は電気回路および電気装置、特に通信システムで使用する電気回路および電気装置に適用することができる。
実験用SiGe HBTのIC対VCEをプロットした図である。 本発明に係るSiGe HBTのIC対VCEをプロットした図である。 図1および図2にそれぞれ示すアーリー電圧を有する2つのNPNのコレクタ電流密度対遮断周波数をプロットした図である。 本発明のものを含む様々なデータ点を、従来技術の論文で報告されたSiGe安定曲線に重ね合わせて示すSiGe濃度対厚さをプロットした図である。 本発明の第1の実施形態の教示に従って構築したSiGe HBTの断面図である。 図1および図2にそれぞれ示すアーリー電圧を有する2つのNPNのギュンメル・プロット(IC、IB対VCE)を示す図である。 図1および図2にそれぞれ示すアーリー電圧を有する2つのNPNのギュンメル・プロット(IC、IB対VCE)を示す図である。 図4のデータ点によって示される厚さのSiGe HBTの規格化した歩留りデータをプロットした図である。 本発明に係るSiGe層のGe濃度対層厚の3つの実施形態を示す図である。
符号の説明
10 単結晶シリコン基板
12 STI領域
14 SiGe層

Claims (23)

  1. SiGe安定限界を超える厚さ(t)およびGe濃度を有するとともに、電荷捕獲サイトを容易に確認しうる程度には形成しない複数の不整合転位をその中に有するSiGe層(14)を備えたシリコン・ゲルマニウム(SiGe)ヘテロ接合型バイポーラ・トランジスタ(HBT)。
  2. 前記SiGe層(14)はベース/コレクタ接合を備え、
    前記複数の不整合転位は前記ベース/コレクタ接合を超えて容易に確認しうる程度には伸びていない、
    請求項1に記載のHBT。
  3. 複数の分離構造体(12)上に少なくとも約70nmの厚さ(t)および少なくとも10%のGe濃度を有するSiGe層(14)を備え、
    前記分離構造体(12)の上方にベース/コレクタ接合を備え、
    前記ベース/コレクタ接合を超えて容易に確認しうる程度には延びていない複数の不整合転位を備えた、
    請求項1に記載のHBT。
  4. 前記複数の不整合転位は電荷捕獲サイトを容易に確認しうる程度には形成していない、
    請求項1に記載のHBT。
  5. 前記HBTはその遮断周波数が少なくとも約19GHzであり、かつ、前記コレクタ領域に隣接した複数の分離領域(12)と、前記コレクタ領域上に形成されたベース領域とを備え、
    前記SiGe層中の前記不整合転位は前記複数の分離領域(12)に隣接して形成されているとともに、前記ベース領域中に実質的に伸びることなく前記コレクタ領域中に伸びている、
    請求項1に記載のHBT。
  6. 前記SiGe層(14)のGe濃度が少なくとも10%である、
    請求項5に記載のトランジスタ。
  7. 前記SiGe層(14)の厚さ(t)が少なくとも約70nmである、
    請求項6に記載のトランジスタ。
  8. 前記SiGe層(14)の厚さ(t)が少なくとも約150nmである、
    請求項6に記載のトランジスタ。
  9. 前記SiGe層(14)のGe濃度が当該SiGe層(14)内で変化している、
    請求項6に記載のトランジスタ。
  10. 前記SiGe層(14)のGe濃度の値はその上表面においてより高く、その下表面においてより低い、
    請求項9に記載のトランジスタ。
  11. 前記Ge濃度は
    前記SiGe層(14)の上部において第1の値をとり、
    前記SiGe膜の下部において前記第1の値よりも小さい第2の値をとり、
    前記SiGe層(14)の中間部において前記第1の値から前記第2の値まで変化する値をとる、
    請求項10に記載のトランジスタ。
  12. 前記より大きな値が約25%であり、前記より小さな値が約10%である、
    請求項11に記載のトランジスタ。
  13. 前記Ge濃度は前記SiGe層(14)の厚さ(t)の上部3分の1において約25%である、
    請求項11に記載のトランジスタ。
  14. 前記Ge濃度は前記SiGe層(14)の厚さ(t)の中間の3分の1において一般的な線形態様で25%から10%へ減少している、
    請求項13に記載のトランジスタ。
  15. 前記Ge濃度は前記SiGe層(14)の厚さ(t)の下部3分の1において約10%である、
    請求項14に記載のトランジスタ。
  16. 高域化されたFtを有するとともに所定のBVceo を有する請求項1〜15のうちの1項に記載のバイポーラ・トランジスタを製造する方法であって、
    シリコン基板(10)に複数の分離領域(12)を形成するステップと、
    前記基板(10)および前記分離領域(12)の上にSiGe層(14)を形成するステップであって、前記SiGe層(14)の厚さはSiGe安定限界よりも厚く、前記SiGe層(14)のGe含有量はSiGe安定限界よりも多い、ステップと、
    前記SiGe層(14)および前記基板(10)を第1のドーパントでドープしてコレクタ領域を形成するステップとを備え、
    前記コレクタ領域は当該コレクタ領域を超えて前記バイポーラ・トランジスタの他の部分に実質的に伸びていない複数の不整合転位を含んでいる、方法。
  17. 前記SiGe層(14)は、5%と35%の間のGe濃度をもつ、
    請求項16に記載の方法。
  18. 前記SiGe層(14)のGe濃度は、少なくとも約10%である、
    請求項16に記載の方法。
  19. 前記SiGe層(14)の厚さ(t)は、少なくとも約70nmである、
    請求項16に記載の方法。
  20. 前記SiGe層(14)の厚さ(t)は、少なくとも約150nmである、
    請求項19に記載の方法。
  21. 前記SiGe層(14)のGe濃度は当該SiGe層(14)内で変化している、
    請求項17に記載の方法。
  22. 前記SiGe層(14)のGe濃度の値はその上表面においてより大きく、その下表面においてより小さい、
    請求項21に記載の方法。
  23. 前記Ge濃度は
    前記SiGe層(14)の上部において第1の値をとり、
    前記SiGe層(14)の下部において前記第1の値よりも小さい第2の値をとり、
    前記SiGe層(14)の中間部において前記第1の値から前記第2の値まで変化する値をとる、
    請求項21に記載の方法。
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