发明名称 包括基材及异质磊晶沉积在其上面之矽及锗层之多层结构,及制造方法
摘要 本发明之内容系关于一种多层结构,包括一基材及一异质磊晶沉积在该基材上之矽与锗层(SiGe层),其组成为Si1-xGex且其晶格常数与矽之晶格常数不同;及一薄界面层,其系沉积在该SiGe层上且具有Si1-yGey之组成,该薄界面层局限螺纹差排(threading dislocations);以及至少另一沉积在该界面层上面之层。本发明亦关于一种制造该多层结构之方法。
申请公布号 TWI289881 申请公布日期 2007.11.11
申请号 TW094138355 申请日期 2005.11.02
申请人 世创电子材料公司 发明人 彼特.施陶尔克
分类号 H01L21/20(2006.01);C30B25/00(2006.01) 主分类号 H01L21/20(2006.01)
代理机构 代理人 陈翠华 台北市松山区南京东路3段261号6楼
主权项 1.一种多层结构,包括一基材及一异质磊晶沉积在 该基材上之矽与锗层(SiGe层),该SiGe层之组成为Si1-x Gex且其晶格常数与矽之晶格常数不同,该多层结 构包括一薄界面层,其系沉积在该SiGe层上且具有Si 1-y Gey之组成,该薄界面层系具2至30奈米之厚度且 局限螺纹差排(threading dislocations),该等差排系存在 于该SiGe层与该界面层间之边界平面内;以及包括 至少另一沉积在该界面层上之层。 2.如请求项1之多层结构,其中锗浓度随该SiGe层之 厚度而增加。 3.如请求项1或2之多层结构,其表面上之螺纹差排 密度最多为1.5104螺纹差排/平方公分。 4.如请求项1或2之多层结构,其螺纹差排堆集之密 度最多为1公分/平方公分。 5.如请求项1或2之多层结构,其表面粗糙度最多为2 rms(1微米1微米窗口)。 6.如请求项1或2之多层结构,其包括一沉积在该界 面层上之松弛之异质磊晶缓冲层(具有组成Si1-xGex) ,及一沉积在该松弛之异质磊晶缓冲层上之应变矽 层(具有组成Si1-zGez)。 7.如请求项1或2之多层结构,其包括一沉积在该界 面层上之应变矽层。 8.一种制造多层结构之方法,包括以下步骤: 提供一异质磊晶沉积在一基材上之矽与锗层(SiGe 层),其组成为Si1-x Gex且其晶格常数与矽之晶格常 数不同;及藉由将该SiGe层暴露于含有氢、一卤化 氢化合物、一矽化合物及一锗化合物之气态混合 物,以大于0奈米/分钟且最多50奈米/分钟之沉积速 率沉积一具有Si1-yGey组成之薄界面层于该SiGe层上, 该薄界面层系具2至30奈米之厚度且局限螺纹差排; 以及沉积至少另一层于该界面层上。 9.如请求项8之方法,其中该界面层系在900至1100℃ 间之温度下沉积。 10.如请求项8或9之方法,其中该界面层系在大气压 力或较低压力下沉积。 11.如请求项8之方法,其中在沉积该界面层期间所 使用之卤化氢为HCl。 12.如请求项8之方法,其中在沉积该界面层期间所 使用之矽化合物系二氯矽烷。 13.如请求项8之方法,其中在沉积该界面层期间所 使用之锗化合物系GeH4。 14.如请求项8之方法,其中该气态混合物含有卤化 氢,且与该矽化合物及该锗化合物之体积比率为100 :1至1:1。 15.如请求项8或9之方法,其中该SiGe层系经提供为一 锗浓度随该SiGe层之厚度而增加之层。 16.如请求项8或9之方法,其中一具有组成Si1-zGez之 松弛之异质磊晶层系沉积在该界面层上,及一具Si1 -zGez组成之应变矽层系沉积在该松弛之异质磊晶 层上。 17.如请求项8或9之方法,其中一应变矽层系沉积在 该界面层上。 图式简单说明: 第一图显示递级层(具差排网络)与恒定组成层间 之界面层。界面层之厚度约为2至3奈米。 第二图显示如何在界面层内吸收来自较低位SiGe层 之差排。该差排存在于该SiGe层与界面层间之边界 平面内并未进一步成长为缓冲层。
地址 德国