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    題名: 絕緣層上矽鍺磊晶之可行性研究
    作者: 陳邦旭
    貢獻者: 材料系
    關鍵詞: 緣層覆矽鍺薄膜，鬆弛矽鍺，鍺沉澱法，超高真空化學氣相沉積法
    日期: 2008-12
    上傳時間: 2010-03-24 10:41:16 (UTC+8)
    摘要: 在下世代的互補式金氧場效應電晶體的研究中，在使用絕緣層覆矽與應變矽做為元
    件基板與載子通道受到廣泛的注意。在本研究計畫中，我們將兩者結合，研究絕緣
    層覆矽鍺薄膜的可行性。利用二氧化矽為鍺元素的擴散阻擋層特性，鍺沉澱法適合
    用來製備絕緣層覆鬆弛矽鍺薄膜。矽晶隔離法之晶圓，50 奈米厚度之smart cut 之絕
    緣矽晶圓以及20 奈米厚度之smart cut 之絕緣矽晶圓當初始基材。使用超高真空化
    學氣相沉積法來製備應變矽鍺薄膜。在研究結果顯示，絕緣矽晶圓之矽薄膜表面品
    質與應力影響後續成長之應變矽鍺磊晶薄膜鍺原子濃度，表面形貌與薄膜厚度。其
    所成長應變矽鍺磊晶已有鬆馳與表面粗化的現象，此矽鍺磊晶並不適用於後續氧化
    與熱處理之用。使用50 奈米厚度之smart cut 之絕緣矽晶圓，可以成長高品質絕緣
    層覆應變Si0.9Ge0.1 薄膜與絕緣層覆應變Si0.95Ge0.05 薄膜。然而所成長絕緣層覆
    Si0.85Ge0.15 薄膜已有鬆馳與表面粗化的現象。在50 奈米厚度之絕緣矽上，在550 度
    C 的成長環境中，形成一個平坦的連續矽鍺薄膜，其鍺濃度要小於13%，同時此絕
    緣矽基板之矽薄膜應力增加在應變矽鍺薄膜中的鍺濃度。應用高溫氧化(1050 度C，
    7 小時)與後續均質化熱處理方式(4 小時)在絕緣層覆應變Si0.9Ge0.1 薄膜上，完成鍺
    濃度約為43.6%，17 奈米厚之矽鍺薄膜內殘餘的應力約為0.0242 的薄鬆弛矽鍺薄
    膜。應用高溫氧化(1050 度C，7 小時)與後續均質化熱處理方式(4 小時)在絕緣層
    覆應變Si0.95Ge0.05 薄膜上鍺薄膜的鍺濃度約為33.4%，矽鍺內殘餘的應力約為0.0329
    左右。連續的氧化處理，有助於高鍺之絕緣矽上矽鍺薄膜鍺沉澱的進行，以達到高
    鍺濃度的鬆弛矽鍺薄膜。本計畫使用20 奈米厚度之smart cut 之絕緣矽晶圓為基材，
    可以成功的成長高濃度的高品質與低粗糙度應變Si0.85Ge0.15 薄膜。成長高濃度絕緣
    矽基板之應變矽鍺薄膜，其絕緣矽上矽薄膜厚度要降低。然而鍺沉澱法進行過程中
    所產生的缺陷，會造成應用鬆弛矽鍺薄膜的元件的良率下降，是目前亟待克服的難
    題。
    關鍵詞: 緣層覆矽鍺薄膜，鬆
    顯示於類別:[化學工程與材料科技系] 校內專題研究計畫

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