JP4486753B2 - 単結晶シリコン基板上に単結晶ゲルマニウム層を得る方法およびそれにより得られた生成物 - Google Patents
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Description
本発明は、一般に単結晶シリコン基板上に単結晶ゲルマニウム層を得るための方法に関する。
【0002】
シリコン(Si)は、マイクロエレクトロニクスの基礎化合物である。現在市場では、直径200mmのウェハの形状のものが利用可能である。集積回路の性能における制限は、事実シリコンの固有特性と関連している。これらの特性のうち、電子移動度が原因であると言ってもよい。
【0003】
元素の周期表のIV族に属するゲルマニウムは半導体である。ゲルマニウムは(i)シリコンよりも高い電子移動度を有し、(ii)赤外領域での吸収に優れ、(iii) シリコンよりも格子パラメータが大きく、それにより周期表の III族〜V族の半導体物質を用いたヘテロエピタキシャル構造を与えることからシリコンよりも有用である可能性がある。
【0004】
残念ながら、ゲルマニウムは、安定した酸化物を持たず、非常に高価なもの以外は、大径のゲルマニウムウェハは市場に存在しない。
【0005】
単結晶シリコン基板上でのSi1-X GeX 合金の堆積は既に行われている。しかし、得られた合金のゲルマニウム含有率が50%を超えることは稀である。
【0006】
さらに、単結晶シリコン上でSiGe合金が堆積する際、SiGe合金の堆積は最初は単結晶堆積である。層厚が増し、ゲルマニウムの含有量が増加するにつれて、その層はよりひずみを有するものとなる。ある厚さ以上では、ひずみが大きくなり過ぎ、転位が発生して層が緩和される。これらの転位は、この層上に後に構築される回路に有害な影響を持ち、この層の緩和は、ひずみを有するバンド構造のある種の利点(ひずみ状態による伝導帯および価電子帯(Si/SiGeまたはSiGe/Si)の相殺)を喪失させる。そのため、各々の組成および各々の製造温度に対応して、ひずみを有する層の最大厚が存在する。
【0007】
ある用途において、緩和された基板の概念、すなわち、Si1-GeX 層がシリコン基板上で与えられた組成に関する臨界厚さを超えて堆積するが、この層に関する堆積パラメータを調節することにより、発生した転位が縦方向に伝わらず、層の面内を伝わり、その後ウェハの端部で消散する概念が開発された。従って、層からゲルマニウム含有量が増加する堆積が起こり、ゲルマニウム勾配を段階的に、または連続的に変化させることが可能になる。
【0008】
しかし、この緩和された基板の方法により得られた膜は、ゲルマニウム濃度が比較的低い(<50%)か、または出現する転位密度がマイクロエレクトロニクスの用途には許容できない。
【0009】
そのため、「Si(001)上に非常に低いらせん転位密度を有する段階的に平衡化された傾斜GeX Si1-X バッファ」という題名の文献,G.Kissinger,T.Morgenstern and H.Richter, Appl.Phy.Lett.66(16),17 April 1995)には、基板上に下記配列の層を堆積する方法が記載されている。
250nm Ge0.05Si0.95+100nm Ge0.1 Si0.9
+100nm Ge0.15Si0.85+150nm Ge0.2 Si0.8
【0010】
堆積後、個々の層は、水素中1095℃または1050℃で、原位置アニールを受ける。比較のため、アニールなしで類似の配列の層を堆積させた。
【0011】
後者には、上部バッファ層として同じ組成の300nmのGeX Si1-X 層も堆積させた。
【0012】
中間のアニールを実施しなかった試験片は、106 cm-2の創発性転位密度を有しており、一方、アニールを実施した試験片は103 〜104 cm-2の創発性転位密度を有していた。
【0013】
「Si基板上の緩和された傾斜GeSi合金の線、点および表面欠陥形態学」という題名の文献,E.A.Fitzgerald and S.B.Samavedam, Thin Solid Films,294,1997,3−10)には、100%までゲルマニウムを含む緩和された基板の製造が記されている。しかし、この方法の実施には長時間を要し(1ウェハ当たり約4時間以上)、結果的に工業的観点では魅力がないものである。さらに、この方法は、可逆的でない、すなわち、ゲルマニウム基板上にシリコンを堆積させることができない。
【0014】
さらに、そのような緩和された基板の製造時、堆積条件により増加し、かつ期待に反する結果、しかもそれらは、累積的、すなわち、堆積の進行によって粗さの発生が増加するだけであるから、期待に反する結果となる可能性のある表面の粗さが観察される。
【0015】
この堆積方法ではまた、シリコン基板上に、できるかぎり純粋なGe層に近い、低い創発性転位密度を有するGeX Si1-X 層(Xは0〜1を変化)を形成できると提案されている。
【0016】
この方法の本質的な特徴は、化学気相成長時に、成長温度を変化させるのと同時に、活性ガス(例えばSiH4 、GeH4)の流れを継続的に変化させることである。そのようにして、堆積する層を次第に緩和するために、発生した転位が急速に退けられ除去される。そのようにして、従来の手法では10μm以上(通常は約25μm)の中間層が必要であったのに対し、4〜5μmの厚さの膜で必要なゲルマニウム濃度が0%(Si基板)から100%に至る緩和された基板を得ることが可能になった。
【0017】
後者の手法の利点は、緩和された基板表面層を得るための中間層の厚さがより薄く、欠陥(転位の発生)密度が、(従来の手法の106 と比較して)105 欠陥(defect)/cm2 と低いことである。
【0018】
しかし、この方法は、なお、Ge濃度勾配を有する中間層が必要であり、そのため約4〜5μmのフィルムが必要となる。
【0019】
さらに、この手法も、また、ある場合には、処理されたウェハ1枚当たり1時間以上という長い堆積時間を要し、それにより、時間当たりのウェハの生産量が減少し、ウェハの製造コストが増大する。
【0020】
そのため、本発明の課題は、濃度勾配をもつ中間層の堆積を必要としない、単結晶シリコン基板上に単結晶ゲルマニウム層を堆積させるための新規な方法を提供することにある。
【0021】
本発明の課題は、また、残留創発性転位密度が表面で103 欠陥/cm2(面)未満と低いCVD方法を提供することにある。
【0022】
本発明の課題はまた、非常に短時間で厚さの薄い層が得られる(1μmのGe層で約10分間)方法を提供することにある。
【0023】
本発明を実施する第1の方法によれば、単結晶シリコン基板上に純粋な単結晶ゲルマニウム層を形成する方法は、(a)単結晶シリコン基板の温度を、400〜500℃、好ましくは430〜460℃の第1の所定の温度(T1)で安定させる工程と、
(b)基板上に所望の最終的な厚さ未満の所定の厚さのゲルマニウムベース層が得られるまで、第1の所定の温度(T1)でゲルマニウムの化学気相成長(CVD)を行う工程と、
(c)ゲルマニウムの化学気相成長温度を第1の所定の温度(T1)から、750〜850℃、好ましくは800〜850℃の範囲の第2の所定の温度(T2)まで上昇させる工程と、
(d)所望の最終的な厚さの単結晶ゲルマニウム層が得られるまで、第2の所定の温度(T2)でゲルマニウムの化学気相成長を継続する工程とを含む。
【0024】
本発明を実施する第2の方法によれば、単結晶シリコン基板上に純粋な単結晶ゲルマニウム層を形成する方法は、工程(c)の後、かつ工程(d)の前に、
(c1)ゲルマニウムのCVDを停止し、温度を第2の所定の温度(T2)から500〜600℃、好ましくは540〜560℃の範囲の第3の所定の温度(T3)まで下げる工程と、
(c2)所定の厚さを有するSi1-X GeX 合金(X≧0.9)の中間層が得られるまで第3の所定の温度(T3)でSi1-X GeX の化学気相成長を行う工程と、
(c3)第3の所定の温度で、Si1-X GeX 化学気相成長からGeの化学気相成長に切り替える移行工程と、
(c4)ゲルマニウムベース層と、Si1-X GeX 合金の中間層と、ゲルマニウム上層を有する、厚さが所望の最終的な厚さ未満の多層スタックが得られるようにゲルマニウムのCVDを継続する工程と、
(c5)ゲルマニウム化学気相成長の温度を第3の所定の温度(T3)から750〜850℃、好ましくは800〜850℃の第4の所定の温度(T4)に上昇させる工程とを含み、
工程(d)は第2の所定の温度(T2)と同一であるか、または異なる温度である第4の所定の温度(T4)で実施されるが、好ましくはT4 はT2 と同一の温度である。
【0025】
純粋なゲルマニウムの化学気相成長に関して、GeH4 のような前駆体ガスを使用してもよい。よく知られているように、ゲルマニウム前駆体ガスは、水素のようなキャリアガスを用いて希釈する。希釈係数は10〜1000であってよい。好ましくはGeH4 /H2 の体積比は10%である。
【0026】
全圧が500hPa未満の場合、非常に急速に堆積させたフィルムは粗く、創発性転位密度が増加するので、ゲルマニウムの堆積は大気圧下で実施するのが好ましい。
【0027】
シリコン基板の温度の安定化工程(a)は、反応性ガスは存在しないが、一般に、H2 であるキャリアガスは存在する状態で実施する。
【0028】
化学気相成長の全工程は、キャリアガスとして流量約20l/minのH2(純粋の、またはそうでないもの)を使用することが好ましい。
【0029】
純粋なゲルマニウムの堆積工程において、前駆体ガスはGeH4 であることが好ましく、流量は一般に標準条件で30〜400cm3 /minであり、300cm3 /minが最適値である(もちろん、これらの数値は、H2 で体積比10%まで希釈したGeH4 の名目上の流量である)。
【0030】
ゲルマニウムCVD工程の継続期間は、もちろん、最終的なゲルマニウム層の所望の厚さにより決定される。
【0031】
そのようにして、本発明を実施する第1の方法において、上記好適な条件下で、工程(b)を10分間、工程(c)を60秒間、工程(d)を120秒間実施し、非常に創発性転位密度が低い(10欠陥/cm2 未満の可能性もある)約1μmの純粋な単結晶ゲルマニウムの層が得られる。
【0032】
本発明を実施する第2の方法の場合には、全工程は、キャリアガス、好ましくは水素の存在下、また好ましくは大気圧下で実施する。
【0033】
温度を下げる工程(c1)は、反応性の前駆体ガスは存在しないが、キャリアガス、例えば水素は存在する状態で実施する。
【0034】
堆積温度以外は、ゲルマニウムのCVDは、上記と同一の条件で実施する。
【0035】
Si1-X GeX 合金層のCVD堆積は、少なくともゲルマニウムを90%以上含むSi1-X GeX 合金膜を得る上で所望の割合のゲルマニウム前駆体ガスとシリコン前駆体ガスの混合ガスを用いて実施する。推奨するゲルマニウム前駆体ガスはGeH4 である。推奨するシリコン前駆体ガスはSiH4 、Si2 H6 、SiH2 Cl2 、SiHCl3 、SiCl4 、Si(CH3)4 であり、SiH4 が好ましい。
【0036】
SiGe合金の中間層は、一般に5〜10nm、好ましくは約10nmの厚さを有し、もちろんこの層を堆積させるCVD条件は、層の厚さとゲルマニウム含有量に関する要件に適合するように選択される。特に、このSiGe合金の中間層のゲルマニウム含有量が90%未満である場合、創発性転位密度が増加する。
【0037】
本発明による方法は、基板の温度を安定化する工程(a)の前に、500〜600℃、好ましくは550℃の温度で、シリコンのCVD気相堆積により、基板の表面を含浸する工程を含んでもよい。このCVD堆積工程もまた、大気圧下で実施するのが好ましい。好ましい前駆体ガスはSiH4 であり、よく知られているように、堆積はキャリアガス、好ましくは水素の存在下で実施する。
【0038】
シリコン含浸層の厚さは、一般に1〜5nmであり、好ましくは約3nmである。
【0039】
あまり良く理解されていないが、含浸層の存在は、最終生成物の創発性転位密度を減少させる。
【0040】
また、好ましくは、本発明の方法を実施する前に、基板の表面に対し前処理工程を実施する。
【0041】
この前処理工程は、従来の表面洗浄工程であってもよく、例えば、従来のSCl(NH2 OH+H2 O2)およびSC2(HCl+H2 O2)溶液、または(H2 SO4 +H2 O2)のようなシリコン表面の金属および有機物残渣を洗浄する液相または気相による方法であってもよい。全ての場合において、希釈したHF水溶液での処理段階とそれに続く水洗浄によって終了する。
【0042】
本発明の方法により得られた生成物は、一般に、創発性転位密度が103 /cm2 以下であり、10欠陥/cm2 未満の可能性もある。
【0043】
上記方法は、表面の粗さの出現を制限するが、ゲルマニウム膜の表面の粗さを減らすことがなお望ましい。
【0044】
粗さを排除するために、本発明においては、シリコン技術において従来使用されているいかなる種類の化学機械研磨をも使用することができる。
【0045】
化学機械研磨の原理は、公知かつ通常型のものであり、研磨されるべきウェハを研磨材を吸着させた布上で、圧力をかけながら、このウェハを布に対して動かして、こすり合わせることからなる。機械的作用と化学的作用の組み合わせにより、突き出た領域の研磨された材料の分子が、優先的に除去され、研磨されるべき材料が、平坦化される。
【0046】
この研磨はモータ電流のような研磨データを制御することにより、研磨位置で制御されるか、または目視もしくは顕微鏡観察により質的におよび/または原子間力顕微鏡技術[rmsまたは山/谷平均粗さの測定]により量的に研磨位置外で制御される。
【0047】
研磨後、表面上には機械的残渣(被覆物)が残留している場合もあり、これは機械的ブラッシングと洗浄により除去する。
【0048】
この洗浄後、研磨によって表面上に乱された領域が残り、表面を再生するための処理が必要な場合もある。このエッチングタイプの処理は、それにもかかわらず、全ての活性層を消滅させないように実施する必要がある。このためにいくつかの手順が可能である。
【0049】
(i)層をドライエッチングもしくはウェットエッチングするか、または(ii)面を酸化し、その後酸化物を溶解する方法が可能である。これら2つの手段は、ゲルマニウムが酸素(酸素ガス、オゾン、水に溶解させたオゾン、オゾンプラズマ等)に対して極端に敏感であり、Ge酸化物が揮発性または不安定であることを利用している。
【0050】
これらの処理の後、表面上へのエピタキシーの再開、特に上記本発明の方法によるエピタキシーの再開が可能である。この好ましい場合において、所望の表面仕上げ(欠陥数)と、こうして保証された層が、直ちに得られ、想像される用途により、層の厚さを調節することが可能である。加えて、不純物は基礎となる転位網によってトラップされる。
【0051】
上記方法は、それ故、シリコン上に、非常に高品質で、かつ周期表のIII族〜V族の元素ならびにGaAsのようなこれらの元素の化合物のヘテロエピタキシー(III−Vヘテロエピタキシー)によってさらなる堆積が可能な単結晶構造のゲルマニウム層を得ることができる。
【0052】
しかし、得られたGe層は、わずかにひずんでおり(格子パラメータがバルクGeよりもわずかに小さい)、その後のヘテロエピタキシー層の堆積、例えばGe上でのGaAsの堆積に有害である可能性がある。Ge層は、このひずみをその後の温度上昇で緩和できるが、これは、表面を再び粗くするという残念な影響をもたらし、それゆえ、例えば、欠陥の発生により、その後のIII−Vへテロエピタキシー堆積を阻害する。
【0053】
この後者の影響を避けるため、本発明による特に好ましい方法は、ゲルマニウム層を安定化する工程を含む。この安定化工程は、ゲルマニウム層の堆積の終端(化学機械研磨の前)に導入され、(1)ひずみを緩和させ、ゲルマニウムの理論上の格子パラメータを回復させ、(2)結果的にその後のアニール処理時に構造を安定化する効果を有する。
【0054】
より具体的には、この安定化工程は、残留ひずみを取り除くため、水素雰囲気下、650℃以上900℃未満の範囲の温度で、十分な時間、一般には約10分以上のアニール処理からなる。アニール処理の時間は、明らかに、アニール温度とゲルマニウム層の厚さとに依存する。
【0055】
937℃で融解するゲルマニウムは、900℃以上では非常に不安定になるので、アニール温度は900℃以下であるのが好ましい。
【0056】
この安定化工程は、従来のマルチウェハ炉で実施してもよいが、枚葉式(単一ウェハ)炉内において炭素および酸素種による汚染を防止するため、もとの位置(ゲルマニウム層の堆積後)で実施することが好ましい。
【0057】
アニール後、ゲルマニウム層に上記説明した化学機械研磨を実施してもよい。
【0058】
例えば、オゾン化水浴、希釈HF浴およびIPA存在下での乾燥を用いてウェハを洗浄した後、ヘテロエピタキシー層、例えばGeまたはGaAsを堆積させてもよい。
【0059】
本発明法を実施する第1の方法の好ましい実施形態について、図1を参照して以下に説明する。
単結晶シリコンウェハ(200mm)を枚葉式工業炉中に設置する。
図1の曲線Bおよび対応する曲線Aの部分によって図式的に示される以下の条件での化学気相成長によりウェハの表面にシリコンを含浸させる。
全体圧:大気圧
堆積温度:550℃
SiH4 前駆体ガス:350cm3 /min
H2 キャリアガス:20l/min
堆積速度:30秒
約3nmの厚さのシリコン層が堆積される。
【0060】
(a)SiH4 の流入を停止し、450℃で安定するように温度を下げる。
(b)その後、以下の条件でのCVDにより単結晶ゲルマニウム層を堆積させる。
全体圧:大気圧
堆積温度:450℃
GeH4 前駆体ガス:300cm3 /min
H2 キャリアガス:20l/min
堆積時間:10分
厚さが1μmよりもわずかに薄いGe層が得られる。
【0061】
(c)温度を450℃から850℃まで上昇させながら、他の全ての堆積条件を維持しつつ、ゲルマニウムの堆積を60秒間続ける。
(d)最後に、厚さ1μmの純粋な単結晶ゲルマニウム層を得るため、850℃(T2)で120秒間ゲルマニウムの堆積を維持する。
【0062】
図3は、走査電子顕微鏡において得られた生成膜の断面の顕微鏡写真であり、図4は、膜の平面の電子顕微鏡写真である。これらの図は、ゲルマニウム膜に創発性転位が発生していないことを示している。
【0063】
最終堆積温度(T2)を変化させて同じ堆積方法を繰り返して、創発性転位密度を決定した。
その結果を表1に示す。
【0064】
表 1
T2 (最終堆積温度) 創発性転位密度(defect/cm2)
700℃ 5×105
750℃ 5×104
800℃ 5×103
830℃ <10
850℃ <10
【0065】
本発明の方法を実施する第2の方法の好ましい実施形態を図2を参照して以下に説明する。
本方法の実施は、前もってウェハの表面を含浸することで開始され、工程(a)、(b)および(c)を実施する。
【0066】
(c1)工程(c)の後、H2 の流量をそのままの状態に保った状態で、GeH4 の流入を停止し、約1分間で850℃から550℃まで温度を下げる。
(c2)その後、以下の条件でSi0.1 Ge0.9 合金相をCVDにより堆積する。
全体圧:大気圧
堆積温度:550℃
GeH4 流量:300cm3 /min
SiH4 流量:10cm3 /min
H2 流量:20l/min
堆積時間:120秒
厚さ約15nmのSi0.1 Ge0.9 合金層が得られる。
【0067】
(c3)120秒間の堆積後、60秒間をかけてSiH4 の流入を次第に停止する。
(c4)その後、550℃でゲルマニウムを60秒間堆積し続ける(ゲルマニウム流量:300cm3)。
(c5)その後、ゲルマニウムの堆積を続けながら、120秒間をかけて温度を550℃から850℃(T4)まで上げる。そして、
(d)SiGe合金層を含んだ約1μmの所望の厚さの単結晶ゲルマニウム層を得るために、850℃でゲルマニウムの堆積を続ける。
【0068】
工程(b)の温度(T2)と工程(d)の最終温度(T4)を変えて、この方法を繰り返す。
各々の温度の組み合わせについて、転位密度を測定した。その結果を表2に示す。
【0069】
表 2
T2 T4 創発性転位密度(欠陥/cm2)
750℃ 700℃ 1.6×103
750℃ 850℃ 2.5×102
850℃ 850℃ 1.6×103
800℃ 700℃ 2×104
【0070】
上記本発明法を実施する第1の方法の好ましい実施により得られた多結晶ゲルマニウム層で被覆されたウェハに対し、以下の工程を実施した。
・オゾン水浴、希釈HF浴およびIPA下での乾燥を用いて、ウェハを乾燥する工程
・枚葉式装置中で約650℃の温度で30分間ウェハをアニールする(温度上昇は約1分間続ける)工程、そして
・アニールされたゲルマニウム層(I)上に、以下の条件で化学気相成長(CVD)を行い、新たなゲルマニウム層(II)をエピタキシャル再成長させる工程
前駆体ガス:GeH4
キャリアガス:H2
圧力:2666Pa(20Torr)
温度:約760℃
エピタキシャル再成長したゲルマニウム層(II)は、厚さ500nmを有している。
【0071】
ゲルマニウム層(II)のエピタキシャル再成長は、大気圧下670℃以上の温度で実施してもよい。
比較のため、アニール工程を行わないこと以外は同一の方法で得られたウェハ上にゲルマニウム層(II)をエピタキシャル再成長させた。
【0072】
図5および6に示すように、安定化アニール処理を実施したゲルマニウム層(I)上にエピタキシャル再成長したゲルマニウム層(II)(図6)(平均粗度 Ra=0.311nm)は、安定化していないゲルマニウム層(I)上にエピタキシャル再成長したゲルマニウム層(II)(図5)(平均粗度 Ra=1.412nm)に比べて極めて低い粗度を有していた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法を実施する第1の方法において、堆積温度を時間の関数で表したグラフ(曲線A)であり、前駆体ガスSiH4 およびGeH4 の流量を時間の関数で表したグラフ(曲線B、C)である。
【図2】 前駆体ガスSiH4 の流量を時間の関数で表したグラフであり(曲線B、D)、前駆体ガスGeH4 の流量を時間の関数で表したグラフであり(曲線C、E)、堆積速度を時間の関数で表したグラフである(曲線A)。
【図3】 本発明の方法を実施する第1の方法による、単結晶ゲルマニウムの膜y(電子顕微鏡でウェハ上に観察された領域)で被覆された単結晶シリコン基板の断面の顕微鏡写真である。
【図4】 本発明の方法を実施する第1の方法による、単結晶ゲルマニウム膜で被覆された単結晶シリコン基板の面(平面の電子顕微鏡で観察された領域)の電子顕微鏡写真である。
【図5】 安定化工程を含まない本発明の方法により得られたゲルマニウム層上にエピタキシャル再成長させたゲルマニウム層の原子間力顕微鏡(AFM)プロフィールである。
【図6】 安定化工程を含む本発明の方法により得られたゲルマニウム層上にエピタキシャル再成長させたGe層のAFMプロフィールである。
Claims (21)
- (a)単結晶シリコン基板の温度を、400〜500℃の第1の所定の温度(T 1 )に安定させる工程と、
(b)前記基板上に、所望の最終的な厚さ未満の所定の厚さのゲルマニウムベース層が得られるまで、前記第1の所定の温度(T 1 )で、ゲルマニウムの化学気相成長(CVD)を行う工程と、
(c)前記ゲルマニウムのCVDの温度を、前記第1の所定の温度(T 1 )から750〜850℃の第2の所定の温度(T 2 )に上昇させる工程と、
(c 1 )前記ゲルマニウムのCVDを停止し、その温度を前記第2の所定の温度(T 2 )から500〜600℃の第3の所定の温度(T 3 )まで下げる工程と、
(c 2 )所定の厚さのSi 1-X Ge X 合金(X≧0.9)の中間層が得られるまで、前記第3の所定の温度でSi 1-X Ge X 合金のCVDを行う工程と、
(c 3 )前記第3の所定の温度(T 3 )で前記Si 1-X Ge X 合金のCVDから純粋なゲルマニウムのCVDに移行する工程と、
(c 4 )前記ゲルマニウムベース層と、前記Si 1-X Ge X 合金の中間層およびゲルマニウム上層を有する、厚さが所望の最終的な厚さ未満の多層スタックを得るために前記第3の所定の温度(T 3 )で前記純粋なゲルマニウムのCVDを継続する工程と、
(c 5 )前記純粋なゲルマニウムのCVDの温度を、前記第3の所定の温度(T 3 )から750〜800℃の第4の所定の温度(T 4 )に上昇させる工程と、
(d)前記所望の最終的な厚さの前記単結晶ゲルマニウム層が得られるまで、前記第4の所定の温度(T 4 )でCVDを継続する工程とを含むことを特徴とする単結晶シリコン基板上に単結晶ゲルマニウム層を形成する方法。 - 前記第3の所定の温度(T 3 )が、540〜560℃の温度範囲から選ばれることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第4の所定の温度(T 4 )が、800〜850℃の温度範囲から選ばれることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記Si 1-X Ge X 合金(X≧0.9)の中間層が、5〜10nmの厚さを有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の方法。
- 前記Si 1-X Ge X 合金のCVDが、GeH 4 およびSiH 4 を含む前駆体ガスの混合物を用いて実施させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の所定の温度(T 2 )が、800〜850℃の温度範囲から選択されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の所定の温度(T 1 )が、430〜460℃の温度範囲から選択されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の方法。
- 前記ゲルマニウムのCVDに前駆体ガスとしてGeH 4 を用いることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の方法。
- 前記(a)ないし(d)の工程全てを水素の存在下で実施することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の方法。
- 前記の工程を全て大気圧下で実施することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の方法。
- 前記工程(a)の前に、500〜600℃の範囲の温度でシリコン含浸層のCVDを行う工程を含むことを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の方法。
- 前記シリコン含浸層が、1〜5nmの厚さを有することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記シリコン含浸層のCVDを大気圧下で実施することを特徴とする請求項11または12に記載の方法。
- 前記純粋な単結晶ゲルマニウム層を化学機械研磨する工程を含むことを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに記載の方法。
- 枚葉式の反応装置で実施することを特徴とする請求項1ないし14のいずれかに記載の方法。
- (e)前記工程(d)で得られた前記ゲルマニウム層を安定化するためのアニール工程を含む請求項1ないし15のいずれかに記載の方法。
- 前記アニール工程を650℃以上900℃未満の温度で実施することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記アニール工程を少なくとも10分間継続することを特徴とする請求項16または17に記載の方法。
- さらに、周期表のIII族からV族の元素またはそれらの化合物をエピタキシャル再成長させる工程を含むことを特徴とする請求項16ないし18のいずれかに記載の方法。
- 前記エピタキシャル再成長元素または化合物が、GeまたはGaAsであることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記エピタキシャル再成長層を化学機械研磨する工程を含むことを特徴とする請求項19または20に記載の方法。
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