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Growth kinetics of SiGe/Si superlattices on bulk and silicon-on-insulator substrates for multi-channel devices

机译：多通道器件的块状和绝缘体上硅衬底上SiGe / Si超晶格的生长动力学

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We have studied in reduced pressure chemical vapor deposition the growth kinetics of Si and Si_(0.8)Ge_(0.2) on bulk Si(001) and on silicon-on-insulator (145 nm buried oxide/20nm Si over-layer) substrates. For this, we have grown at 650℃, 20Torr 19 periods (Si_(0.8)Ge_(0.2) 19 nm/Si 32 nm) superlattices on both types of substrates that we have studied in secondary ion mass spectrometry, X-ray diffraction and cross-sectional transmission electron microscopy. The Si and SiGe growth rates together with the Ge content are steady on bulk Si(001), with mean values around 9.5nmmin~(-1) and 20.2%, respectively. In contrast, growth rates decrease from ~9.5nmmin~(-1) down to values around 7.0nmmin~(-1) (SiGe) and 6.3nmmin~(-1) (Si), when the deposited thickness on SOI increases from 0 up to slightly more than 100 nm. They then go back up to values around 8.8-9.0 nm min~(-1) as the thickness increases from 100 up to 400 nm. They then slowly decrease to values around 8.4-8.6 nmmin~(-1) as the thickness increases from 400 up to 800 nm. The Ge concentration follows on SOI exactly the opposite trend: an increase from 19.9% (0 nm) up to 20.6% (～100 nm) followed by a decrease to values around 20.1% (400 nm) then a slow re-increase up to 20.4% (800 nm). These fluctuations are most likely due to the following SOI surface temperature variations: from 650℃down to 638℃ (l00nm), back up to 648 C (400 nm) followed by a slow decrease to 646℃ (800 nm). These data curves will be most useful to grow on conventional SOI substrates large number of periods, regular Si/Si_(0.8)Ge_(0.2) superlattices that will serve as the core of multi-channel or three-dimensional nano-wires field effect transistors.
机译：我们已经在减压化学气相沉积中研究了Si和Si_（0.8）Ge_（0.2）在块体Si（001）和绝缘体上硅（145 nm埋入氧化物/ 20nm Si覆盖层）衬底上的生长动力学。为此，我们在二次离子质谱，X射线衍射和X射线衍射研究的两种类型的衬底上均在650℃，20Torr 19周期（Si_（0.8）Ge_（0.2）19 nm / Si 32 nm）超晶格上生长。截面透射电子显微镜。在块状Si（001）上，Si和SiGe的生长速率以及Ge含量稳定，平均值分别约为9.5nmmin〜（-1）和20.2％。相反，当SOI上的沉积厚度从0增加时，生长速率从〜9.5nmmin〜（-1）下降到7.0nmmin〜（-1）（SiGe）和6.3nmmin〜（-1）（Si）左右。直至略大于100 nm。然后，随着厚度从100纳米增加到400纳米，它们返回到大约8.8-9.0 nm min〜（-1）左右的值。然后随着厚度从400增大到800 nm，它们逐渐减小到8.4-8.6 nmmin〜（-1）左右的值。 Ge浓度遵循SOI的趋势完全相反：从19.9％（0 nm）增加到20.6％（〜100 nm），然后降低到20.1％（400 nm）附近，然后缓慢增加直到20.4％（800纳米）。这些波动最可能归因于以下SOI表面温度变化：从650℃降至638℃（100nm），回升至648 C（400 nm），然后缓慢降至646℃（800 nm）。这些数据曲线对于在常规SOI衬底上生长大量周期，规则的Si / Si_（0.8）Ge_（0.2）超晶格将最有用，它将用作多通道或三维纳米线场效应晶体管的核心。

著录项

  • 来源
    《Journal of Crystal Growth》 |2009年第11期|3152-3157|共6页
  • 作者

    J.M. Hartmann; A.M. Papon; J.P. Barnes; T. Billon;

  • 作者单位

    CEA-LETI, MINATEC, 17, Avenue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France;

    CEA-LETI, MINATEC, 17, Avenue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France;

    CEA-LETI, MINATEC, 17, Avenue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France;

    CEA-LETI, MINATEC, 17, Avenue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    A3. Chemical vapor deposition processes; B1. Germanium silicon alloys;

    机译：A3。化学气相沉积工艺;B1。锗硅合金;

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