JPH10189459A - Forming method for boron-doped silicon-germanium mixed crystal - Google Patents
Forming method for boron-doped silicon-germanium mixed crystalInfo
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- JPH10189459A JPH10189459A JP34921396A JP34921396A JPH10189459A JP H10189459 A JPH10189459 A JP H10189459A JP 34921396 A JP34921396 A JP 34921396A JP 34921396 A JP34921396 A JP 34921396A JP H10189459 A JPH10189459 A JP H10189459A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン−ゲルマ
ニウム混晶を気相成長させると同時に、これにボロンを
ドーピングしてボロンドープ・シリコン−ゲルマニウム
混晶を形成する方法に関する。The present invention relates to a method for forming a boron-doped silicon-germanium mixed crystal by vapor-growing a silicon-germanium mixed crystal and simultaneously doping the same with boron.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、Si系高速バイポーラ素子や超格
子素子などへの応用の期待から、シリコン−ゲルマニウ
ム(以下、Si(1-X) GeX と記す)混晶が注目されて
いる。このようなSi(1-X) GeX 混晶の実用化を図る
ため、Si系下地として例えばSi基板を用い、これの
上にSi(1-X) GeX 混晶をエピタキシャル成長させる
方法が種々検討され、一部実施されている。In recent years, from the expected of applications such as Si-based high-speed bipolar devices and super lattice element, silicon - germanium (hereinafter, referred to as Si (1-X) Ge X ) mixed crystal has been attracting attention. In order to commercialize such a Si (1-X) Ge X mixed crystal, there are various methods for using, for example, a Si substrate as a Si-based base and epitaxially growing a Si (1-X) Ge X mixed crystal thereon. Considered and partially implemented.
【0003】このような方法で得られるSi(1-X) Ge
X /Siの歪超格子構造については、その格子歪に起因
して起こる電気的および光学的性質を利用した、種々の
デバイスの開発がなされており、例えばその一つとし
て、バイポーラトランジスタのベース部分にSi(1-X)
GeX /Siを用いてなる、ヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタ(以下、HBTと略称する)が知られている。
このSi(1-X) GeX /Si系HBTは、ホモ接合のも
のよりエミッタからベースへのキャリアの注入を大きく
することができ、RbやτEBを増大することなしにh
FEを確保することが可能になり、fmax=50GH
z程度の高速バイポーラトランジスタを実現することが
できる。[0003] Si (1-X) Ge obtained by such a method
With respect to the strained superlattice structure of X / Si, various devices have been developed utilizing electric and optical properties caused by the lattice strain. For example, one of the devices is a base portion of a bipolar transistor. To Si (1-X)
2. Related Art A heterojunction bipolar transistor (hereinafter abbreviated as HBT) using Ge x / Si is known.
This Si (1-x) Ge x / Si-based HBT can increase the injection of carriers from the emitter to the base as compared with the homojunction HBT, and can increase the h without increasing Rb or τEB.
FE can be secured, fmax = 50 GH
A high-speed bipolar transistor of about z can be realized.
【0004】ところで、前記Si(1-X) GeX /Siの
構造を用いてNPN型のHBTを製造するには、Si
(1-X) GeX 混晶層内にボロンをドーピングする必要が
ある。一般に、Si(1-X) GeX 混晶の形成は、ガスソ
ースMBE法、超高真空化学気相成長(UHV−CV
D)法、あるいは減圧化学気相成長(LP−CVD)法
によって行われる。これらの各種成膜方法において、ボ
ロンをドーピングする方法としては、例えば、Si
(1-X) GeX 混晶成膜用のガスである水素化ケイ素(S
in H(2n+2);n≧1)ガスあるいはジクロルシラン
(SiH2 Cl2 )ガスと、水素化ゲルマニウム(Ge
n H(2n+2);n≧1)ガスとを反応炉内で反応させる
際、これと同時にジボラン(B2 H6 )ガスを反応炉内
に供給し、反応に供するといった手法が採られる。By the way, in order to manufacture an NPN type HBT using the structure of Si (1-X) Ge x / Si, it is necessary to use Si
It is necessary to dope boron in (1-X) Ge X mixed crystal layer. In general, the formation of a Si (1-X) Ge X mixed crystal is performed by gas source MBE, ultra-high vacuum chemical vapor deposition (UHV-CV).
D) or the low pressure chemical vapor deposition (LP-CVD) method. In these various film forming methods, as a method of doping boron, for example, Si
Silicon hydride (S) is a gas for (1-X) Ge X mixed crystal film formation.
i n H (2n + 2) ; n ≧ 1) and gas or dichlorosilane (SiH 2 Cl 2) gas, hydrogenated germanium (Ge
When reacting with nH (2n + 2) ; n ≧ 1) gas in the reaction furnace, a method of simultaneously supplying diborane (B 2 H 6 ) gas into the reaction furnace and supplying it to the reaction is employed. .
【0005】このとき、Geの濃度を変化させて所望の
Geプロファイルを得たい場合、従来では、図5に示す
ように前記水素化ゲルマニウムガスの流量(供給量)を
変化させ、かつ、そのときのB2 H6 ガスの流量(供給
量)を図5中Aで示す範囲のように一定にして反応を行
わせている。At this time, when it is desired to obtain a desired Ge profile by changing the concentration of Ge, conventionally, as shown in FIG. 5, the flow rate (supply amount) of the above-mentioned germanium hydride gas is changed. The reaction is performed while the flow rate (supply amount) of the B 2 H 6 gas is constant as shown in the range indicated by A in FIG.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、表面反応律速状態である630℃以下に
おいて、Si(1-X) GeX 混晶膜の成長速度が低下する
ことに起因して、図6中○で囲った部分Aで示すように
Si(1-X) GeX 混晶膜中のGe組成比が低下すると、
これに反して膜中のボロン濃度が増加するといった現象
が起きてしまう。[SUMMARY OF THE INVENTION However, in this method, at 630 ° C. or less which is the surface reaction rate-limiting conditions, due to the growth rate of the Si (1-X) Ge X mixed crystal layer is reduced When the Ge composition ratio in the Si (1-X) Ge X mixed crystal film decreases as indicated by a portion A surrounded by a circle in FIG.
On the contrary, a phenomenon such as an increase in the boron concentration in the film occurs.
【0007】そして、このような現象が起こると、例え
ば前記のSi(1-X) GeX 混晶の形成方法を、Si
(1-X) GeX 混晶層をベースとするNPN型のHBTの
製造に適用した場合に、Si(1-X) GeX 混晶からなる
ベースがその層中にてボロン濃度が変わってしまうこと
により、hFE等のデバイス特性がばらつくといった不
都合を招いてしまう。When such a phenomenon occurs, for example, the above-described method for forming a Si (1-X) Ge X mixed crystal is described as follows.
(1-X) Ge X mixed crystal layer when applied to the production of an NPN-type HBT based, base made of Si (1-X) Ge X mixed crystal is boron concentration is changed in the layer during the This leads to inconvenience that device characteristics such as hFE vary.
【0008】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ボロンがドーピングされ
てなるシリコン−ゲルマニウム混晶として、ゲルマニウ
ムのプロファイルに関係なく一定のボロン濃度を有し
た、ボロンドープ・シリコン−ゲルマニウム混晶を形成
することのできる方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a silicon-germanium mixed crystal doped with boron, which has a constant boron concentration regardless of the profile of germanium. An object of the present invention is to provide a method capable of forming a boron-doped silicon-germanium mixed crystal.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のボロンドープ・
シリコン−ゲルマニウム混晶の形成方法では、シリコン
−ゲルマニウム混晶を気相成長させると同時に、これに
ボロンをドーピングしてボロンドープ・シリコン−ゲル
マニウム混晶を形成するにあたり、シリコン−ゲルマニ
ウム混晶を気相成長させる際に、ゲルマニウム原料であ
る水素化ゲルマニウムガスの供給量を所望する度合いに
変化させ、かつ、ボロンのドープ源となるジボランガス
の供給量を、前記水素化ゲルマニウムガスの供給量の変
化に対応させて変化させることを前記課題の解決手段と
した。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a boron-doped
In the method for forming a silicon-germanium mixed crystal, a silicon-germanium mixed crystal is vapor-phase grown, and at the same time, a boron-doped silicon-germanium mixed crystal is formed by doping it with boron. During the growth, the supply amount of the germanium hydride gas, which is a germanium source, is changed to a desired degree, and the supply amount of the diborane gas, which is a boron doping source, is changed according to the change in the supply amount of the germanium hydride gas. This change is defined as a means for solving the above problem.
【0010】このボロンドープ・シリコン−ゲルマニウ
ム混晶の形成方法によれば、シリコン−ゲルマニウム混
晶を気相成長させる際に、ジボランガスの供給量を、水
素化ゲルマニウムガスの供給量の変化に対応させて変化
させているので、本来水素化ゲルマニウムガスの供給量
が変化することにより、形成されるSi(1-X) GeX混
晶中のボロン濃度が変化する分が、B2 H6 ガスの供給
量が変化することによって前記ボロン濃度の増加分が相
殺され、これによりSi(1-X) GeX 混晶中のボロン濃
度が一定になる。According to the method of forming a boron-doped silicon-germanium mixed crystal, the supply amount of diborane gas is changed in accordance with a change in the supply amount of germanium hydride gas when the silicon-germanium mixed crystal is grown in vapor phase. The B 2 H 6 gas supply is changed by the change in the boron concentration in the formed Si (1-X) Ge X mixed crystal due to the change in the supply amount of the germanium hydride gas. amount increase of the boron concentration is offset by changing, thereby Si (1-X) boron concentration in Ge X mixed crystal is constant.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明をその一実施形態例
に基づいて詳しく説明する。なお、この実施形態例で
は、図2に示すように、まずSi基板1上にSiバッフ
ァ層2を形成し、次いでSi(1-X) GeX 混晶層3を形
成し、その後Siキャップ層4を形成するようにしてい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 2, first, a Si buffer layer 2 is formed on a Si substrate 1, then a Si (1-X) Ge X mixed crystal layer 3 is formed, and then a Si cap layer is formed. 4 is formed.
【0012】まず、図2に示したSi基板1として、以
下の通りにして洗浄したものを用意する。Si基板1を
洗浄するには、まず、所定の温度に加熱した硫酸−過酸
化水素液によってSi基板1表面を処理し、基板表面に
付着している有機物を除去する。次いで、所定の温度に
加熱したアンモニア−過酸化水素液によってSi基板1
表面を処理し、基板表面に付着しているパーティクルを
除去する。その後、希フッ酸によってSi基板1表面を
処理し、基板表面の金属汚染物および酸化膜を除去す
る。First, as the Si substrate 1 shown in FIG. 2, a substrate cleaned as follows is prepared. To clean the Si substrate 1, first, the surface of the Si substrate 1 is treated with a sulfuric acid-hydrogen peroxide solution heated to a predetermined temperature to remove organic substances adhering to the substrate surface. Next, the Si substrate 1 was heated with an ammonia-hydrogen peroxide solution heated to a predetermined temperature.
Treat the surface to remove particles adhering to the substrate surface. Thereafter, the surface of the Si substrate 1 is treated with dilute hydrofluoric acid to remove metal contaminants and oxide films on the substrate surface.
【0013】このようにして洗浄処理を行ったら、この
Si基板1を直ちにエピタキシャル反応炉内に入れてエ
ピタキシャル成長を行わせ、Si基板1上に図2に示し
たごとくSiバッファ層2、Si(1-X) GeX 混晶層
3、Siキャップ層4をこの順に形成する。このエピタ
キシャル成長には、エピタキシャル反応炉として赤外線
ランプ加熱型の減圧化学気相成長装置を用いている。な
お、前記洗浄後のSi基板1を該反応炉(減圧化学気相
成長装置)内に入れたら、エピタキシャル成長による成
膜に先立ち、該Si基板1を水素ガス雰囲気にて850
〜1100℃(望ましくは900℃)の温度で5分程度
加熱処理し、前記の洗浄処理後にSi基板1表面に形成
された自然酸化膜を除去する。After the cleaning process is performed in this manner, the Si substrate 1 is immediately placed in an epitaxial reactor for epitaxial growth, and the Si buffer layer 2 and Si (1) are formed on the Si substrate 1 as shown in FIG. -X) a Ge X mixed crystal layer 3, Si cap layer 4 are formed in this order. In this epitaxial growth, a low-pressure chemical vapor deposition apparatus of an infrared lamp heating type is used as an epitaxial reactor. When the cleaned Si substrate 1 is placed in the reaction furnace (a low-pressure chemical vapor deposition apparatus), the Si substrate 1 is placed in a hydrogen gas atmosphere at 850 prior to film formation by epitaxial growth.
Heat treatment is performed at a temperature of about 1100 ° C. (preferably 900 ° C.) for about 5 minutes to remove a natural oxide film formed on the surface of the Si substrate 1 after the above-described cleaning treatment.
【0014】次に、図1に示す成膜シーケンスにしたが
ってエピタキシャル成長法による成膜を行う。成膜で
は、まず、反応炉内にH2 ガスを供給している状態で、
図1に示したように反応炉内の温度を700℃にして水
素化ケイ素ガスであるSiH4 ガスを供給し、Si基板
1表面上にSiバッファ層2を30nm程度の厚さに形
成する。Next, a film is formed by an epitaxial growth method according to the film forming sequence shown in FIG. In film formation, first, while supplying H 2 gas into the reaction furnace,
As shown in FIG. 1, the temperature in the reaction furnace is set to 700 ° C., and SiH 4 gas, which is a silicon hydride gas, is supplied to form a Si buffer layer 2 on the surface of the Si substrate 1 to a thickness of about 30 nm.
【0015】続いて、反応炉内にH2 ガスおよびSiH
4 ガスを供給している状態で反応炉内の温度を625℃
にする。そして、この状態で水素化ゲルマニウムガスで
あるGeH4 ガスの反応炉内への供給を開始する。ただ
しこのとき、ゲルマニウムをデルタ型ドーピングプロフ
ァイルとするため、図1に示すようにGeH4 ガスの供
給量を、時間の経過に連れて段々少なくなるよう階段状
に変化させる。そして、GeH4 ガスの供給開始から数
分遅れて、すなわち、この例では図1に示したようにG
eH4 ガスの供給量が最大量から次に大きい量に移ると
きにB2 H6 ガスの供給を開始し、以降、該B2 H6 ガ
スの供給量についても、前記水素化ゲルマニウムガスの
供給量の変化に対応させて時間の経過に連れ段々少なく
なるよう階段状に変化させる。Subsequently, H 2 gas and SiH are introduced into the reactor.
4 While supplying gas, the temperature inside the reactor
To Then, in this state, the supply of GeH 4 gas, which is a germanium hydride gas, into the reactor is started. However, at this time, in order to make germanium have a delta-type doping profile, as shown in FIG. 1, the supply amount of the GeH 4 gas is changed stepwise so as to gradually decrease over time. Then, a few minutes after the start of the supply of the GeH 4 gas, that is, in this example, as shown in FIG.
The supply of the B 2 H 6 gas is started when the supply amount of the eH 4 gas shifts from the maximum amount to the next largest amount, and thereafter, the supply amount of the B 2 H 6 gas is also changed to the supply amount of the germanium hydride gas. It is changed stepwise so as to gradually decrease with the passage of time in accordance with the change in the amount.
【0016】ここで、GeH4 ガスの供給量を階段状に
変化させた状態で少なくしていくと、Si(1-X) GeX
混晶の成膜速度が低下する。これは、SiH4 とGeH
4 の基板(この例ではSiバッファ層2)表面上での吸
着速度定数が、Si−Ge対の結合サイトが他のSi−
Si対の結合サイト、Ge−Ge対の結合サイトより大
きく、またSiH4 の表面反応速度定数が、Ge−Ge
対の結合サイトで最大となることから、Si(1-X) Ge
X 混晶中のGeの組成比が、その成膜速度に対して大き
く影響を及ぼすためである。Here, when the supply amount of the GeH 4 gas is reduced in a state of being changed stepwise, Si (1-X) Ge X
The film formation speed of the mixed crystal decreases. This is because SiH 4 and GeH
4 , the adsorption rate constant on the surface of the substrate (in this example, the Si buffer layer 2) is such that the bonding site of the Si—Ge pair is another Si—Ge pair.
The binding site of the Si pair is larger than the binding site of the Ge—Ge pair, and the surface reaction rate constant of SiH 4 is Ge—Ge.
Si (1-X) Ge
This is because the composition ratio of Ge in the X mixed crystal greatly affects the film formation rate.
【0017】しかし、このようにSi(1-X) GeX 混晶
層3の形成時にGeの組成比を減少させると、該混晶層
3の成長速度が低下するものの、本発明では、図1に示
したように、GeH4 ガスの供給量の変化(低下)に伴
い、B2 H6 ガスの供給量もこれに対応させて変化(低
下)させている。すなわち、この実施形態例では、図1
中破線で示すようにGeH4 ガスの供給量変化の傾きを
Kgとし、B2 H6 ガスの供給量変化の傾きをKbとす
ると、Kg=Kbとしているのである。However, if the composition ratio of Ge is reduced during the formation of the Si (1-X) Ge X mixed crystal layer 3 as described above, the growth rate of the mixed crystal layer 3 is reduced. As shown in FIG. 1, as the supply amount of GeH 4 gas changes (decreases), the supply amount of B 2 H 6 gas changes (decreases) accordingly. That is, in this embodiment, FIG.
As shown by the middle broken line, if the slope of the change in the supply amount of GeH 4 gas is Kg and the slope of the change in the supply amount of B 2 H 6 gas is Kb, then Kg = Kb.
【0018】ここで、Si(1-X) GeX 混晶へのボロン
のドーピング量と該混晶層の成長速度との関係につい
て、以下に説明する。単位面積あたりに単位時間で堆積
するボロンの量を堆積率Dbとし、Si(1-X ) GeX 混
晶中のボロン濃度をCb(cm-3)、Si(1-X) GeX
混晶の成長速度R(cm/sec)とすると、Dbは、 Db=Cb×R(cm2 ・sec-1) で表される。Here, the relationship between the doping amount of boron in the Si (1-X) Ge X mixed crystal and the growth rate of the mixed crystal layer will be described below. The amount of boron deposited in unit time per unit area and the deposition rate Db, Si (1-X) Ge boron concentration in X mixed crystal Cb (cm -3), Si ( 1-X) Ge X
Assuming that the growth rate of the mixed crystal is R (cm / sec), Db is represented by Db = Cb × R (cm 2 · sec −1 ).
【0019】また、Dbは成膜中のボロン分圧によって
決定される。よって、Si(1-X) GeX 混晶中のボロン
濃度Cbは、成長速度Rが増加すると低下し、逆にRが
低下すればCbは増加する。すなわち、成長速度Rによ
ってSi(1-X) GeX 混晶中のボロン濃度が変化するの
である。さらに、Si(1-X) GeX 混晶においては、G
eH4 ガスと、SiH4 およびGeH4 からなる混合ガ
スとのガス比〔GeH4 〕/(〔SiH4 〕+〔GeH
4 〕)によってGe組成比が決定され、また、これによ
り該ガス比とSi(1-X)GeX 混晶の成長速度とは、図
3に示すような関係となる。Db is determined by the partial pressure of boron during film formation.
It is determined. Therefore, Si(1-X)GeXBoron in mixed crystals
The concentration Cb decreases as the growth rate R increases.
If it decreases, Cb increases. That is, the growth rate R
Tte Si(1-X)GeXThe boron concentration in the mixed crystal changes
It is. Furthermore, Si(1-X)GeXIn mixed crystals, G
eHFourGas and SiHFourAnd GeHFourMixed gas consisting of
Gas ratio [GeHFour] / ([SiHFour] + [GeH
Four]) Determines the Ge composition ratio.
Gas ratio and Si(1-X)GeXThe figure shows the mixed crystal growth rate.
The relationship shown in FIG.
【0020】したがって、本実施形態例では、前述した
ようにGeH4 ガスの供給量変化の傾きKgとB2 H6
ガスの供給量変化の傾きKbとを等しくしているので、
前述したように、本来GeH4 ガスの供給量が少なくな
りGe組成比が小さくなることによって前記成長速度R
が小さくなり、これによってCbが増加する分が、B 2
H6 ガスの供給量が少なくなることによって該Cbの増
加分が相殺されることにより、Si(1-X) GeX 混晶中
のボロン濃度が一定になるのである。よって、本実施形
態例では、図2に示すSi(1-X) GeX 混晶3の成膜に
あたり、図1中Aで示す範囲において前述した関係(K
g=Kb)でB2 H6 流量を変化させているので、図4
中○で囲った部分Aで示すように、ゲルマニウム(G
e)がデルタ型ドーピングプロファイルを有し、かつボ
ロン濃度が一定なSi(1 -X) GeX 混晶層3が得られ
る。Therefore, in this embodiment, the aforementioned
GeHFourSlope Kg and B of change in gas supplyTwoH6
Since the inclination Kb of the change in the gas supply amount is made equal,
As described above, GeHFourGas supply is low
As the Ge composition ratio decreases, the growth rate R
Becomes smaller, and as a result, Cb increases, Two
H6As the gas supply decreases, the Cb increases.
With the addition being offset, Si(1-X)GeXIn mixed crystal
The boron concentration becomes constant. Therefore, this embodiment
In the example, the Si shown in FIG.(1-X)GeXFor film formation of mixed crystal 3
The relationship (K) described above in the range indicated by A in FIG.
g = Kb) and BTwoH6Since the flow rate is changed, FIG.
As shown by the part A surrounded by the middle circle, germanium (G
e) has a delta doping profile and
Constant concentration of Si(1 -X)GeXMixed crystal layer 3 was obtained.
You.
【0021】このようにしてSi(1-X) GeX 混晶3を
形成したら、図1に示すように反応炉内にH2 ガスを供
給した状態でGeH4 ガスの供給を止め、温度を700
℃に上げる。そして、反応炉内にSiH4 およびB2 H
6 ガスを供給し、Siキャップ層4を約80nmの厚さ
に形成する。そして、このようにして成膜を終了させた
後、Si基板1を反応炉から取り出し、これにより、ボ
ロンがドーピングされてなるSi(1-X) GeX 混晶層3
として、ゲルマニウムがデルタ型ドーピングプロファイ
ルを有し、一方、ボロンは一定の濃度を有してなる層が
得られる。After the Si (1-X) Ge X mixed crystal 3 is formed in this way, the supply of GeH 4 gas is stopped while the H 2 gas is supplied into the reaction furnace as shown in FIG. 700
Increase to ° C. Then, SiH 4 and B 2 H are introduced into the reactor.
6 gas is supplied to form the Si cap layer 4 to a thickness of about 80 nm. After the film formation is completed in this manner, the Si substrate 1 is taken out of the reaction furnace, and thereby, the boron-doped Si (1-X) Ge X mixed crystal layer 3 is formed.
As a result, a layer is obtained in which germanium has a delta-type doping profile, while boron has a constant concentration.
【0022】なお、前記実施形態例では、Si(1-X) G
eX 混晶層3の成膜温度を625℃としたが、この成膜
温度としては550℃〜630℃の範囲内であればよ
い。また、Si原料となるガスについては、SiH4 以
外の水素化ケイ素(SinH(2n+2);n≧1)や、ジク
ロルシラン(SiH2 Cl2 )を用いることもでき、ま
た、Ge原料となるガスについても、GeH4 のみでな
く水素化ゲルマニウムGen H(2n+2);n≧1)を用い
ることができる。In the above embodiment, Si (1-X) G
Although the film forming temperature of the e X mixed crystal layer 3 was set to 625 ° C., the film forming temperature may be in the range of 550 ° C. to 630 ° C. As a gas serving as a Si raw material, silicon hydride other than SiH 4 (Si n H (2n + 2) ; n ≧ 1) and dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) can be used. As for the gas to be used, not only GeH 4 but also germanium hydride Ge n H (2n + 2) ; n ≧ 1) can be used.
【0023】さらに、前記実施形態例では、特にSi
(1-X) GeX 混晶層3の形成法として、減圧化学気相成
長法を採用した例について述べたが、本発明はこれに限
定されることなく、他に例えば、ガスソースMBEや超
高真空化学気相成長法などを採用することもできる。ま
た、前記実施形態例では、Ge原料ガスおよびB2 H6
ガスを階段状に変化させる例について示したが、前記ガ
スの供給量を制御するマスフローコントローラを調節
し、階段状でなく連続的に変化させるようにしてもよ
い。Further, in the above embodiment, in particular, Si
As an example of the method of forming the (1-X) Ge X mixed crystal layer 3, a low pressure chemical vapor deposition method has been described. However, the present invention is not limited to this. An ultra-high vacuum chemical vapor deposition method or the like can also be employed. In the above embodiment, the Ge source gas and B 2 H 6
Although the example in which the gas is changed stepwise has been described, the mass flow controller that controls the supply amount of the gas may be adjusted so that the gas is changed not stepwise but continuously.
【0024】また、前記実施形態例では、Si基板1の
全面にわたってSi(1-X) GeX 混晶薄膜を成長するよ
うにしたが、Si表面上に絶縁物マスクを形成し、該絶
縁マスクの開口部に露出するSi表面に選択的にエピタ
キシャル成長を行うようにしてもよい。この場合に、前
記のSi原料ガス、Ge原料ガスおよびB2 H6 ガス
に、塩化水素(HCl)や塩素(Cl2 )を添加しても
よい。また、前記実施形態例では、Geをデルタ型にド
ーピングしてそのプロファイルを形成するようにした
が、本発明はこれに限定されることなく、例えば台形状
にGeをドーピングする場合のように、Ge濃度を変化
させる部分の形成に適用可能なのはもちろんである。[0024] In the above embodiment, although so as to grow the Si (1-X) Ge X mixed crystal thin film over the entire surface of the Si substrate 1, to form an insulator mask on the Si surface, said insulating mask Alternatively, epitaxial growth may be selectively performed on the Si surface exposed at the opening. In this case, hydrogen chloride (HCl) or chlorine (Cl 2 ) may be added to the Si source gas, the Ge source gas, and the B 2 H 6 gas. Further, in the above-described embodiment, Ge is doped in a delta type to form the profile, but the present invention is not limited to this. For example, as in the case of doping Ge in a trapezoidal shape, It is needless to say that the present invention can be applied to the formation of the portion for changing the Ge concentration.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明のボロンドー
プ・シリコン−ゲルマニウム混晶の形成方法は、シリコ
ン−ゲルマニウム混晶を気相成長させる際に、ジボラン
ガスの供給量を、水素化ゲルマニウムガスの供給量の変
化に対応させて変化させる方法であるから、本来水素化
ゲルマニウムガスの供給量が変化することにより、形成
されるSi(1-X) GeX 混晶中のボロン濃度が変化する
分を、B2 H6 ガスの供給量を変化させることによって
前記ボロン濃度の増加分を相殺し、これによりSi
(1-X) GeX 混晶中のボロン濃度を一定にすることがで
きる。したがって、この方法をSi(1-X) GeX 系HB
TやSi(1-X) GeX 系MOSなどの製造に適用するこ
とにより、優れた電気特性を有するデバイスを得ること
ができる。As described above, in the method of forming a boron-doped silicon-germanium mixed crystal of the present invention, when the silicon-germanium mixed crystal is grown in a vapor phase, the supply amount of diborane gas is controlled by the supply of germanium hydride gas. Since the method is changed in accordance with the change in the amount, the change in the boron concentration in the formed Si (1-X) Ge X mixed crystal due to the change in the supply amount of the germanium hydride gas is originally considered. , B 2 H 6 gas supply amount is changed to offset the increase in boron concentration.
(1-X) the boron concentration in the Ge X mixed crystal can be made constant. Therefore, this method is used for Si (1-X) Ge X based HB
By applying the present invention to the manufacture of T or Si (1-X) Ge X- based MOS, a device having excellent electric characteristics can be obtained.
【図1】本発明の一実施形態例を説明するための成膜シ
ーケンスを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a film forming sequence for explaining an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示した成膜シーケンスによって得られる
構造の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a structure obtained by a film forming sequence shown in FIG.
【図3】ガス比と成長速度との関係を示すグラフ図であ
る。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a gas ratio and a growth rate.
【図4】図1に示した成膜シーケンスによって得られる
構造のGeとBとの濃度プロファイルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing concentration profiles of Ge and B of a structure obtained by the film forming sequence shown in FIG.
【図5】従来の一例を説明するための成膜シーケンスを
示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a film forming sequence for explaining an example of the related art.
【図6】図5に示した成膜シーケンスによって得られる
構造のGeとBとの濃度プロファイルを示す図である。6 is a diagram showing a concentration profile of Ge and B of a structure obtained by the film forming sequence shown in FIG.
1 Si基板 2 Siバッファ層 3 Si
(1-X) GeX 混晶層 4 Siキャップ層Reference Signs List 1 Si substrate 2 Si buffer layer 3 Si
(1-X) Ge X mixed crystal layer 4 Si cap layer
Claims (1)
させると同時に、これにボロンをドーピングしてボロン
ドープ・シリコン−ゲルマニウム混晶を形成する方法で
あって、 シリコン−ゲルマニウム混晶を気相成長させる際に、ゲ
ルマニウム原料である水素化ゲルマニウムガスの供給量
を所望する度合いに変化させ、かつ、ボロンのドープ源
となるジボランガスの供給量を、前記水素化ゲルマニウ
ムガスの供給量の変化に対応させて変化させることを特
徴とするボロンドープ・シリコン−ゲルマニウム混晶の
形成方法。1. A method for forming a silicon-germanium mixed crystal by vapor-phase growth of a silicon-germanium mixed crystal at the same time as forming a boron-doped silicon-germanium mixed crystal by doping boron. At this time, the supply amount of the germanium hydride gas as the germanium raw material is changed to a desired degree, and the supply amount of the diborane gas serving as the boron doping source is made to correspond to the change in the supply amount of the germanium hydride gas. A method for forming a boron-doped silicon-germanium mixed crystal, characterized in that the mixed crystal is changed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34921396A JPH10189459A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Forming method for boron-doped silicon-germanium mixed crystal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34921396A JPH10189459A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Forming method for boron-doped silicon-germanium mixed crystal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10189459A true JPH10189459A (en) | 1998-07-21 |
Family
ID=18402251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34921396A Pending JPH10189459A (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Forming method for boron-doped silicon-germanium mixed crystal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10189459A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007537601A (en) * | 2004-05-14 | 2007-12-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Method for fabricating MOSFET devices using a selective deposition process |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP34921396A patent/JPH10189459A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007537601A (en) * | 2004-05-14 | 2007-12-20 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Method for fabricating MOSFET devices using a selective deposition process |
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