JP3451325B2 - シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法及びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜 - Google Patents

シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法及びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜

Info

Publication number
JP3451325B2
JP3451325B2 JP2001087297A JP2001087297A JP3451325B2 JP 3451325 B2 JP3451325 B2 JP 3451325B2 JP 2001087297 A JP2001087297 A JP 2001087297A JP 2001087297 A JP2001087297 A JP 2001087297A JP 3451325 B2 JP3451325 B2 JP 3451325B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
germanium
mixed crystal
carbon
ternary mixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2001087297A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002289526A (ja
Inventor
幸夫 安田
鎭明 財満
裕二 鳥毛
酒井  朗
Original Assignee
名古屋大学長
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 名古屋大学長 filed Critical 名古屋大学長
Priority to JP2001087297A priority Critical patent/JP3451325B2/ja
Publication of JP2002289526A publication Critical patent/JP2002289526A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3451325B2 publication Critical patent/JP3451325B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン・ゲルマ
ニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法、及びシリコン
・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜に関し、特には、
光伝送システムや移動体通信システムなどに使用する超
高速動作ヘテロバイポーラトランジスタなどに好適に用
いることのできる、シリコン・ゲルマニウム・カーボン
三元混晶膜の作製方法、及びシリコン・ゲルマニウム・
カーボン三元混晶膜に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、シリコン基板上に、シリコン・ゲ
ルマニウム二元混晶もしくはシリコン・ゲルマニウム・
カーボン三元混晶をベース領域に用いた超高速動作ヘテ
ロバイポーラトランジスタを形成し、光伝送システムや
移動体通信システムなどに適用する試みが盛んである。
特にシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶は、シ
リコン・ゲルマニウム二元混晶の弱点を補う材料として
注目されている。
【0003】カーボンは、シリコンやゲルマニウムに比
べて原子半径の小さな元素である。したがって、シリコ
ン・ゲルマニウム混晶に少量のカーボンを添加すること
により、結晶の格子定数を小さくし、シリコンとゲルマ
ニウムの格子定数差に起因して生じる圧縮歪みを補償
し、組成によってはシリコン基板に格子整合させること
も可能となる。この結果、結晶中に蓄積される歪みの量
を極めて小さくできるので、熱的耐性が向上する。
【0004】また、ゲルマニウム濃度を数十%、カーボ
ン濃度を数%以上と高くし、引張り歪み状態にすると、
シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶の値電子帯
と伝導帯の両方にバンドオフセットが生じるため、新た
なヘテロ接合構造を有する番導体デバイスの構築が可能
となる。
【0005】但し、高濃度のカーボンを有する高品質な
シリコン・ゲルマニウム・カーボン結晶を作製すること
は容易ではなく、例えば応用物理学会誌、66巻(20
00年)2559ページに記載されているように、カー
ボン濃度4%以上のシリコン・ゲルマニウム・カーボン
混晶の結晶性は劣悪であり、11%以上では、非晶質化
する。
【0006】これは、カーボン原子が、格子位置のみな
らず、格子間にも入りやすい性質を持つこと、またカー
ボンはシリコンと縮合しやすく、特に高温では安定相と
して炭化珪素(シリコンカーバイド)結晶を作りやすい
ことによる。
【0007】高濃度のカーボンを有する高品質のシリコ
ン・ゲルマニウム・カーボン三元結晶を作製する従来例
の一つが、例えば特開平2000−269476号公報
に開示されている。これは、数原子層程度の厚みのSi
1-xGe層(0<x<1)と、Si1-y層(0<y
<1)とを交互に積層し、単一のSiGeC層として機
能しうるSi1-xGe/Si1-y短周期格子を形成
することにより、結晶性が良好であり、かつ熱的にも安
定なシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜を作
製しようとするものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、Si1-y層を用いた超格子構造で
あるため、安定な構造であるシリコンカーバイドを局所
的に析出しやすく、膜中の全域にわたって均質な結晶性
を有するシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶は
形成しにくい、という問題点があった。
【0009】したがって本発明の目的は、カーボン濃度
を広範囲で制御することができ、シリコンカーバイドの
析出を抑制して、膜中の全域にわたって均質且つ高品質
なシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、本発明は、シリコン基板上に、複数のシリ
コン・ゲルマニウム二元混晶下地層と、複数のシリコン
・ゲルマニウム・カーボン三元混晶層とを交互に順次形
成し、前記シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶
層中のカーボン原子の、前記シリコン・ゲルマニウム二
元混晶下地層中のシリコン原子との優先的結合を介し
た、前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層中のゲ
ルマニウム原子との置換を通じて、シリコン・ゲルマニ
ウム・カーボン三元混晶膜を形成することを特徴とす
る、シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作
製方法(第1の作製方法)に関する。
【0011】図1〜5は、本発明のシリコン・ゲルマニ
ウム・カーボン三元混晶膜の作製方法を説明するための
概念図である。本発明においては、最初、図1に示すよ
うに、シリコン基板11上に、例えば、シリコン・ゲル
マニウム二元混晶下地層12を1原子層の厚さに形成す
る。次いで、シリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層1
2上において、シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
混晶層を超高真空分子線エピタキシー法や超高真空ガス
ソース分子線エピタキシー法を用いて形成する。
【0012】すると、図2に示すように、最初の1原子
層13aが形成された時点において、シリコン原子とカ
ーボン原子との結合に比較して、ゲルマニウム原子とカ
ーボン原子との結合が著しく不安定であるため、シリコ
ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶層中のカーボン原
子は、シリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層12中の
シリコン原子と優先的に結合する。
【0013】また、ゲルマニウム原子の表面エネルギー
が約600erg/cmであるのに対し、カーボン原
子の表面エネルギーが約2500erg/cmである
ので、カーボン原子は層表面に存在するよりも層内部に
存在する方が層全体のエネルギーが低くなる。したがっ
て、図3に示すように、シリコン・ゲルマニウム・カー
ボン三元混晶層13a内のカーボン原子と、シリコン・
ゲルマニウム二元混晶下地層12中のゲルマニウム原子
とが置換するようになる。
【0014】次いで、図4に示すように、1原子層分の
厚さを有するシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混
晶層が、当初のシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
混晶層13a上に連続して形成されることにより、各層
間において上述したシリコン原子とカーボン原子との優
先的な結合と、カーボン原子とゲルマニウム原子との置
換が生じ、最終的に図5に示すようなシリコン・ゲルマ
ニウム・カーボン三元混晶膜14がシリコン基板11上
に形成される。
【0015】上述したように、シリコン・ゲルマニウム
・カーボン三元混晶膜14は、その作製過程においてシ
リコン原子とカーボン原子とが優先的に結合する。そし
て、シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜14
内において、カーボン原子はゲルマニウム原子と置換し
て配置される。このため、カーボン原子の凝集を効果的
に抑制することができるとともに、カーボン原子はシリ
コン・ゲルマニウム・カーボン混晶の格子位置を占める
ようになる。
【0016】したがって、本発明に従って得たシリコン
・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜においては、カー
ボン原子が格子間に凝集することなく所定の格子位置に
配置され、炭化珪素などの副次的な結晶が生成されるこ
ともない。この結果、膜中の全域にわたって均質かつ高
品質なシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜を
得ることができる。
【0017】また、本発明は、シリコン基板上に、シリ
コン・ゲルマニウム二元混晶単原子層と、このシリコン
・ゲルマニウム二元混晶単原子層上に形成されたシリコ
ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子層とを一周
期として、2周期以上積層することを特徴とする、シリ
コン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法
(第2の作製方法)に関する。
【0018】上述した第1の作製方法においては、シリ
コン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶層を、例えば、
超高真空分子線エピタキシー法や超高真空ガスソース分
子線エピタキシー法を用いて形成しようとすると、1原
子層の厚さを有するシリコン・ゲルマニウム・カーボン
三元混晶単原子層の表面に水素が吸着してしまい、この
結果、ゲルマニウム原子の表面偏析が抑制されて、ゲル
マニウム原子とカーボン原子との置換が十分に行われな
い場合が生じる。
【0019】また、前記シリコン・ゲルマニウム・カー
ボン三元混晶膜の作製中において、連続して形成される
1原子層毎のシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混
晶層間において、カーボン原子はゲルマニウム原子と置
換されずに残存するようになる。このため、各原子層間
においてカーボン原子同士が優先的に結合し、結果とし
てカーボンの凝集を生ぜしめる場合がある。
【0020】このような場合、上述した本発明の第2の
作製方法に従えば、1原子層分の厚さを有するシリコン
・ゲルマニウム単原子層と、1原子層分の厚さを有する
シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子層と
が常に隣接するようになる。
【0021】図6は、本発明の第2の作製方法を説明す
るための概念図である。図6においては、シリコン基板
21上に、シリコン・ゲルマニウム二元混晶単原子層2
2とシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子
層23とが交互に積層されている。したがって、シリコ
ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子層23同士
は隣接せずに、シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
混晶単原子層23とシリコン・ゲルマニウム二元混晶単
原子層22とが常に隣接するようになる。
【0022】したがって、シリコン・ゲルマニウム・カ
ーボン三元混晶単原子層23の表面に水素が吸着し、カ
ーボン原子がゲルマニウム原子と置換することなく残存
する場合においても、隣接するシリコン・ゲルマニウム
二元混晶単原子層22中にカーボン原子が存在しないた
め、カーボン原子同士が優先的に結合して凝集すること
がなくなる。
【0023】この結果、シリコン・ゲルマニウム・カー
ボン三元混晶単原子層23の表面に水素が吸着しても、
カーボン原子は凝集することなく、シリコン・ゲルマニ
ウム・カーボン三元混晶単原子層23中の所定の位置に
残存するようになる。したがって、シリコン・ゲルマニ
ウム二元混晶単原子層22とシリコン・ゲルマニウム・
カーボン三元混晶単原子層23とが交互に積層されてな
るシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜24に
おいて、カーボン原子は凝集することなく所定の格子位
置に配置されるようになる。
【0024】この結果、シリコン・ゲルマニウム・カー
ボン三元混晶単原子層の表面に水素が吸着している場合
においても、膜中の全域にわたって均質且つ高品質なシ
リコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜を得ること
ができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に則して詳細に説明する。本発明の第1の作製方法にお
いては、シリコン基板上にシリコン・ゲルマニウム二元
混晶下地層を形成する。この下地層は、超高真空分子線
エピタキシー法や超高真空化学気相成長法、超高真空ガ
スソース分子線エピタキシー法など公知の成膜手段によ
って形成することができる。また、シリコン基板上にゲ
ルマニウム原子のイオン注入を施した後、シリコン基板
に対して適当な熱処理を施すことによっても形成するこ
とができる。
【0026】シリコン基板に対する熱処理は、注入され
たゲルマニウム原子を層状に拡散させて、前記シリコン
膜中においてシリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層を
形成するために行うものである。したがって、その熱処
理温度は600℃〜1000℃であることが好ましい。
また、熱処理雰囲気は、窒素雰囲気やアルゴン雰囲気で
あることが好ましい。さらには、10−7Torr以下
の真空であることが好ましい。
【0027】また、前記シリコン・ゲルマニウム二元混
晶下地層の厚さは、少なくとも1原子層分の厚さを有す
ることが好ましい。これによって、図1〜5で説明した
ように、シリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層中のゲ
ルマニウム原子と、この下地層上に形成されたシリコン
・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子層中のカーボ
ン原子との置換が効率的に行われ、カーボン原子の凝集
が効果的に抑制されて、均質且つ高品質なシリコン・ゲ
ルマニウム・カーボン三元混晶膜を簡易に得ることがで
きる。
【0028】本発明の第1の作製方法においては、前記
シリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層上に、シリコン
・ゲルマニウム・カーボン三元混晶層を形成する。この
シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶層は、上述
したような超高真空分子線エピタキシー法や超高真空化
学気相成長法、超高真空ガスソース分子線エピタキシー
法などの公知の成膜手法を用いて形成することができ
る。
【0029】そして、シリコン・ゲルマニウム・カーボ
ン三元混晶層は、前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶
下地層を含む前記シリコン基板を500℃〜700℃の
範囲の温度、好ましくは550℃〜650℃の範囲の温
度に加熱して形成することが好ましい。これによって、
前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層の表面、及
びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子層
の表面に水素が吸着するのを効果的に抑制することがで
き、上述したようなカーボン原子の凝集を抑制して、均
一かつ高品質のシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
混晶膜を得ることができる。
【0030】また、本発明の第2の作製方法において
は、シリコン基板上に、1原子層厚さのシリコン・ゲル
マニウム二元混晶単原子層と、このシリコン・ゲルマニ
ウム二元混晶単原子層上に形成された1原子層厚さのシ
リコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子層を一
周期として、2周期以上積層する。
【0031】前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶単原
子層、及び前記シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
混晶単原子層は、それぞれ超高真空分子線エピタキシー
法や超高真空化学気相成長法、超高真空ガスソース分子
線エピタキシー法などによって形成することができる。
【0032】上記単原子層は600℃以上、好ましくは
650℃以上の温度において形成することができる。こ
れによって、各単原子層表面上における水素の吸着を効
果的に防止し、カーボン原子の凝集を抑制した均一かつ
高品質のシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜
を得ることができる。
【0033】また、上記単原子層は600℃未満の温度
で形成することもできる。この場合においては、各原子
層の表面に水素が吸着しやすくなるが、上述したよう
に、シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子
層同士が隣接しないため、残存したカーボン原子同士が
優先的に結合して凝集することがない。したがって、均
一かつ高品質のシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
混晶膜を簡易に得ることができる。
【0034】以上説明した本発明の第1の作製方法及び
第2の作製方法によれば、カーボン原子を、例えば4原
子%以上含有する場合においても、従来と異なり、カー
ボン原子が凝集することなく、所定の格子位置に配置さ
れてなるシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜
を得ることができる。
【0035】また、本発明のシリコン・ゲルマニウム・
カーボン三元混晶膜は、電動性を付与するために、必要
に応じてボロン原子、ガリウム原子、砒素原子、燐原
子、及びアンチモン原子の少なくとも一種を含有するこ
ともできる。
【0036】
【実施例】(実施例1)本実施例においては、上記本発
明の第1の作製方法に従ってシリコン・ゲルマニウム・
カーボン三元混晶膜を作製した。シリコン基板としてp
型シリコン(100)基板を用い、これをSCl洗浄
(NHOH:H:HO=1:1:5の溶液中
で10分放置)した後、HF処理(HF:HO=1:
50の溶液中に10秒放置)を施し、さらに10分間超
純水洗浄し、前記シリコン基板の表面の自然酸化膜を除
去した。
【0037】次いで、前記シリコン基板を超高真空分子
線エピタキシー装置内に設置し、装置内を到達真空度が
1×10−10Torr以下となるまで排気した。そし
て、前記シリコン基板を850℃で3分間アニール処理
し、前記シリコン基板の表面を清浄化した。次いで、前
記シリコン基板を600℃に加熱して、分子線エピタキ
シーにより、Si0.5Ge0.5二元混晶下地層を1
原子層の厚さに形成した。次いで、同一温度において、
前記下地層上にSi0.473Ge0.473
0.054三元混晶層を6原子層の厚さに形成した。
【0038】図7は、上記のようにして作製したシリコ
ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の走査トンネル
顕微鏡写真を示す図である。図中において、矢印Aに示
すようなジグザグ部分は1原子層の高さに相当するステ
ップであり、上記混晶膜がステップに沿った二次元的成
長によって形成されたことが分かる。また、図中の矢印
Bに示すような黒い線が周期的に配列した表面構造は、
圧縮歪みを伴うシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
混晶膜表面に固有である(nx2)超周期構造に相当す
るものである。したがって、本実施例において作製され
たシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜は、シ
リコン基板の結晶格子を反映してエピタキシャル成長に
より形成されたことが分かる。
【0039】すなわち、本実施例においては、カーボン
原子が凝集することなく、均一かつ高品質のシリコン・
ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜が得られていること
が分かる。
【0040】(実施例2)本実施例においては、上記本
発明の第2の作製方法に従ってシリコン・ゲルマニウム
・カーボン三元混晶膜を作製した。シリコン基板として
p型シリコン(100)基板を用い、これを実施例1と
同様にして洗浄した後、超高真空化学気相成長装置内に
設置し、装置内を到達真空度が1×10−10Torr
以下となるまで排気した。そして、実施例1と同様にし
て、前記シリコン基板を850℃で3分間アニール処理
し、前記シリコン基板の表面を清浄化した。
【0041】次いで、シリコン基板の温度を550℃と
し、シリコン原料ガスとしてSi、ゲルマニウム
原料ガスとしてGeH、及びカーボン原料ガスとして
SiHCHを用い、1原子層の厚さのSi0.5
0.5二元混晶単原子層及び1原子層厚さのSi
0.45Ge0.450.1三元混晶単原子層を交互
に36周期に亘って積層した。
【0042】このようにして作製したシリコン・ゲルマ
ニウム・カーボン三元混晶膜について走査トンネル顕微
鏡により、その結晶性を評価したところ、実施例1同様
にカーボン原子が凝集することなく、均一かつ高品質の
シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜が作製さ
れていることが確認された。
【0043】(比較例)シリコン基板としてp型シリコ
ン(100)基板を用い、これを実施例1と同様にして
洗浄した後、超高真空分子線エピタキシー装置内に設置
し、装置内を到達真空度が1×10−10Torr以下
となるまで排気した。そして、前記シリコン基板を85
0℃で3分間アニール処理し、前記シリコン基板の表面
を清浄化した。次いで、シリコン・ゲルマニウム二元混
晶下地層を形成することなく、600℃に加熱された前
記シリコン基板上に、Si0.478Ge0.478
0.0 44三元混晶膜を4原子層の厚さに形成した。
【0044】図8は、上記のようにして作製したシリコ
ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の走査トンネル
顕微鏡写真を示す図である。図中において、矢印Aで示
す白い隆起部は約2nm高さの結晶島であり、この薄膜
表面は三次元的成長をしたことによって形成されたこと
が分かる。また、矢印Bに示すような黒い線が周期的に
配列した表面構造は、図7の矢印Bで示したものと同様
に、圧縮歪みを伴うシリコン・ゲルマニウム・カーボン
混晶膜表面に固有な(nx2)超周期構造であるが、図
中、矢印Cに示すような黒い線が周期的に配列していな
い表面構造は、格子位置に配置せずに表面に析出したカ
ーボン原子が凝集したことによって形成された、c(4
×4)構造と呼ばれるものである。
【0045】すなわち、本発明と異なり、シリコン・ゲ
ルマニウム二元混晶下地層を形成することなく、シリコ
ン基板上に直接的に形成したシリコン・ゲルマニウム・
カーボン三元混晶膜においては、カーボンが凝集して均
一性及び品質の双方において劣化していることが分か
る。
【0046】以上、具体例を挙げながら発明の実施の形
態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は
上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸
脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能であ
る。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来よりも高濃度のカーボンを有する高品質かつ均質な
シリコン・ゲルマニウム・カーボン3元混晶膜を形成で
きる。したがって、従来の低濃度カーボンを有するシリ
コン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜を用いた半導
体デバイスでは実現できなかった新たな機能を発現した
り、更なる高速動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の作製方法を説明するための概
念図である。
【図2】 同じく、本発明の第1の作製方法を説明する
ための概念図である。
【図3】 同じく、本発明の第1の作製方法を説明する
ための概念図である。
【図4】 同じく、本発明の第1の作製方法を説明する
ための概念図である。
【図5】 同じく、本発明の第1の作製方法を説明する
ための概念図である。
【図6】 本発明の第2の作製方法を説明するための概
念図である。
【図7】 本発明の第1の作製方法によって作製された
シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の走査ト
ンネル顕微鏡写真である。
【図8】 従来の作製方法によって作製されたシリコン
・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の走査トンネル顕
微鏡写真である。
【符号の説明】
11 基板 12 シリコン・ゲルマニウム二元混晶下地層 13 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶層 13a シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単
原子層 14 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜 21 基板 22 シリコン・ゲルマニウム二元混晶単原子層 23 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原
子層 24 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 朗 愛知県名古屋市緑区篠の風3−252 滝 の水住宅6−205 (56)参考文献 特開 平9−278597(JP,A) 特開 昭61−189620(JP,A) 特開 昭62−130511(JP,A) 特開2000−269476(JP,A) 特開2001−338879(JP,A) 特開2002−64105(JP,A) 特開2001−320052(JP,A) 特開2001−196317(JP,A) 特開2002−329673(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/203,21/205,33/00 C30B 29/36

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン基板上に、複数のシリコン・ゲ
    ルマニウム二元混晶下地層と、複数のシリコン・ゲルマ
    ニウム・カーボン三元混晶層とを交互に順次形成し、前
    記シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶層中のカ
    ーボン原子の、前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶下
    地層中のシリコン原子との優先的結合を介した、前記シ
    リコン・ゲルマニウム二元混晶下地層中のゲルマニウム
    原子との置換を通じて、シリコン・ゲルマニウム・カー
    ボン三元混晶膜を形成することを特徴とする、シリコン
    ・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法。
  2. 【請求項2】 前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶下
    地層は、前記シリコン基板上に成膜処理を施すことによ
    って形成することを特徴とする、請求項1に記載のシリ
    コン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法。
  3. 【請求項3】 前記複数のシリコン・ゲルマニウム二元
    混晶下地層の前記シリコン基板に接する最下層は、前記
    シリコン基板上にゲルマニウム原子のイオン注入を施し
    た後、前記シリコン基板に対して熱処理を施すことによ
    り形成することを特徴とする、請求項1に記載のシリコ
    ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法。
  4. 【請求項4】 前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶下
    地層は、少なくとも1原子層分の厚さを有することを特
    徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載のシリコン
    ・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法。
  5. 【請求項5】 前記シリコン・ゲルマニウム・カーボン
    三元混晶層は、前記Si・ゲルマニウム二元混晶下地層
    を含む前記シリコン基板を500℃〜700℃に加熱し
    て形成することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか
    一に記載のシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶
    膜の作製方法。
  6. 【請求項6】 シリコン基板上に、1原子層厚さのシリ
    コン・ゲルマニウム二元混晶単原子層と、このシリコン
    ・ゲルマニウム二元混晶単原子層上に形成された1原子
    層厚さのシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単
    原子層とを一周期として、2周期以上積層し、前記シリ
    コン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶単原子層中のカ
    ーボン原子の、前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶単
    原子層中のシリコン原子との優先的結合を介した、前記
    シリコン・ゲルマニウム二元混晶単原子層中のゲルマニ
    ウム原子との置換を通じて、シリコン・ゲルマニウム・
    カーボン三元混晶膜を形成することを特徴とする、シリ
    コン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法。
  7. 【請求項7】 前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶単
    原子層及び前記シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
    混晶単原子層の少なくとも一方は、600℃未満の温度
    で形成することを特徴とする、請求項6に記載のシリコ
    ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法。
  8. 【請求項8】 前記シリコン・ゲルマニウム二元混晶単
    原子層及び前記シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
    混晶単原子層の少なくとも一方は、600℃以上の温度
    で形成することを特徴とする、請求項6又は7に記載の
    シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方
    法。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか一に記載の方法
    によって作製され、カーボン原子がシリコン・ゲルマニ
    ウム・カーボン混晶の格子位置に配置していることを特
    徴とする、シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶
    膜。
  10. 【請求項10】 前記カーボン原子の含有量が4原子%
    以上であることを特徴とする、請求項9に記載のシリコ
    ン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜。
  11. 【請求項11】 ボロン原子、ガリウム原子、砒素原
    子、燐原子、及びアンチモン原子の少なくとも一種を不
    純物原子として含有することを特徴とする、請求項9又
    は10に記載のシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元
    混晶膜。
JP2001087297A 2001-03-26 2001-03-26 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法及びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜 Expired - Lifetime JP3451325B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001087297A JP3451325B2 (ja) 2001-03-26 2001-03-26 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法及びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001087297A JP3451325B2 (ja) 2001-03-26 2001-03-26 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法及びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002289526A JP2002289526A (ja) 2002-10-04
JP3451325B2 true JP3451325B2 (ja) 2003-09-29

Family

ID=18942563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001087297A Expired - Lifetime JP3451325B2 (ja) 2001-03-26 2001-03-26 シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法及びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3451325B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7687383B2 (en) 2005-02-04 2010-03-30 Asm America, Inc. Methods of depositing electrically active doped crystalline Si-containing films
CN115652260B (zh) * 2022-11-11 2023-05-16 湖南大学 一种单原子锗与少原子团簇的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002289526A (ja) 2002-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6779358B2 (ja) 高抵抗率soiウエハおよびその製造方法
US6982208B2 (en) Method for producing high throughput strained-Si channel MOSFETS
KR20190093498A (ko) 기판 표면 위에 반도체 구조체를 증착하기 위한 방법 및 이와 관련된 반도체 구조체
JP5818853B2 (ja) n型窒化アルミニウム単結晶基板を用いた縦型窒化物半導体デバイス
US7648853B2 (en) Dual channel heterostructure
JP4998923B2 (ja) シリコンベースの高効率太陽電池およびその製造方法
WO2002061842A1 (fr) Film cristallin a semi-conducteurs
JP2005528795A (ja) 格子整合半導体基板の形成
JP4077629B2 (ja) SiGeC半導体結晶及びその製造方法
JPH08191140A (ja) Soi基板の製造方法
US8822312B2 (en) Method of forming high growth rate, low resistivity germanium film on silicon substrate
JP3451325B2 (ja) シリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜の作製方法及びシリコン・ゲルマニウム・カーボン三元混晶膜
JP3692867B2 (ja) Iii族窒化物系化合物半導体素子
US7202142B2 (en) Method for producing low defect density strained -Si channel MOSFETS
JPWO2002099890A1 (ja) 半導体層及びその形成方法、並びに半導体装置及びその製造方法
JP3516623B2 (ja) 半導体結晶の製造方法
JP3708881B2 (ja) 半導体結晶膜,その製造方法,半導体装置及びその製造方法
WO2011017773A1 (en) Donor modulation doping of quantum structures
JP4508761B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法
JPH0476217B2 (ja)
JP2003243426A (ja) 鉄シリサイド層の製造方法並びに半導体基板及び光半導体装置
JP4029731B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0714785A (ja) 半導体エピタキシャル基板およびその製造方法
CN114709289A (zh) 一种太阳能电池外延片及其制备方法
JPH07335545A (ja) 半導体薄膜の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3451325

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term