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J-GLOBAL ID：201002269924493412   整理番号：10A0760244

仮想基板としてのSi上にGeを成長させるためのナノスケール界面工学と続くGaAsの集積化

Nanoscale interfacial engineering to grow Ge on Si as virtual substrates and subsequent integration of GaAs

著者 (6件)： LEONHARDT Darin (Dep. of Chemical and Nuclear Engineering, Univ. of New Mexico, Albuquerque, NM 87131, USA) ,  SHENG Josephine (Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM 87185, USA) ,  CEDERBERG Jeffrey G. (Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM 87185, USA) ,  LI Qiming (Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM 87185, USA) ,  CARROLL Malcolm S. (Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM 87185, USA) ,  HAN Sang M. (Dep. of Chemical and Nuclear Engineering, Univ. of New Mexico, Albuquerque, NM 87131, USA)
資料名： Thin Solid Films  (Thin Solid Films)
巻： 518  号： 21  ページ： 5920-5927  発行年： 2010年08月31日 
JST資料番号： B0899A  ISSN： 0040-6090  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 化学的に酸化した2インチ直径Si基板上に成長させたGe薄膜中の貫通転位を10⁷/cm²以下に減少させるためのSi上のGe「タッチダウン」として前もってダビングするプロセススケーラビリティを実証した。本研究ではタッチダウンプロセスの全機構についても説明した。1.4nm厚みの化学酸化膜をSi基板をH₂O₂とH₂SO₄の溶液に浸漬することによってまず形成した。続いてGeフラックスに曝露し,酸化物中に3~7nmのボイドを10¹¹/cm²の密度で形成した。多数の従来研究からのデータと著者らのデータを比較し,酸化物膜厚さとボイド形成温度の逆数との間に指数関数依存性があることが分かった。さらにGeまたはSi原子フラックスは酸化物中にボイドが形成し始める温度が低下した。これらの結果はGeがボイド形成過程においてSiO₂との反応において活発に分配するということを強く示唆している。ボイドがGeフラックス下で酸化物中に形成されるや否や,Geアイランドが新たに曝露したSi上のボイド開口内に選択的に核形成した。次いで,アイランド核形成と成長がボイド成長反応と競合した。823と1053Kの間の基板温度では,ボイド内で核形成したナノメータサイズのGeアイランドは成長を続け,残りの酸化物上の連続薄膜に合体した。Geアイランドが成長し合体するとGe膜中に積層欠陥が5×10⁷/cm²の密度で形成した。希薄H₂O₂により膜を研磨することができた。しかし,Ge-SiO₂界面で発生し,Ge表面で終端する積層欠陥はわずかな還元時間で研磨され,研磨されたGe表面に1から2nmの持ち上がった線が現れた。これらの線は続いて有機金属化学蒸着により堆積されたGaAsのモルフォロジーに転写された。このGaAsの室温光ルミネセンスは,市販のGeまたはGaAs基板上で成長したGaAsの強度と比べ20から25%の強度を有する。カソードルミネセンスの結果から,非輻射欠陥はGe表面で終端している積層欠陥に空間的に対応したGaAsで生じていることが示された。アニールすると積層欠陥が除去され,GaAs基板上で成長したGaAsの強度に匹敵する光ルミネセンス強度が得られた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 基板 ,  *ケイ素 ,  *ゲルマニウム ,  界面 ,  *ヒ化ガリウム ,  *MBE成長 ,  *半導体薄膜 ,  多層膜 ,  貫通転位 ,  二酸化ケイ素 ,  空孔欠陥 ,  積層欠陥 ,  *化学研磨 ,  MOCVD ,  *光ルミネセンス ,  陰極線ルミネセンス ,  透過型電子顕微鏡 ,  電子顕微鏡観察 ,  原子間力顕微鏡 ,  走査電子顕微鏡 ,  赤外発光スペクトル ,  核形成 ,  化合物半導体
準シソーラス用語： Siウエハ ,  表面モルフォロジー

分類 (2件)： 半導体薄膜  (BK14040E) ,  半導体のルミネセンス  (BM08092S)

タイトルに関連する用語 (9件)： 仮想 ,  Si ,  Ge ,  成長 ,  ナノスケール ,  界面 ,  工学 ,  GaAs ,  集積化