in-situリンドープGe層の構造的,電気的および光学的特性

HARTMANN J.m.; BARNES J.p.; VEILLEROT M.; FEDELI J.m.; BENOIT A LA GUILLAUME Q.; CALVO V.

文献

J-GLOBAL ID：201202233534383632 整理番号：12A0684949

in-situリンドープGe層の構造的,電気的および光学的特性

Structural, electrical and optical properties of in-situ phosphorous-doped Ge layers

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資料名：
巻： 347 号： 1 ページ： 37-44 発行年： 2012年05月15日
JST資料番号： B0942A ISSN： 0022-0248 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)

Si(001)上の厚いGe緩衝層にGeH₄+PH₃で成長したGe:P層の構造的,電気的特性に及ぼす温度と圧力の影響を研究した。リン原子濃度[P]の最大値は成長温度が増加すると,圧力(20,100および250Torr)に関係なく指数関数的に減少した。しかし,最高値は100Torrで得られた(400°Cで3.6×10²⁰cm^-3,600°Cで2.5×10¹⁹cm^-3および750°Cで10¹⁹cm^-3)。400°CでのP原子の深さ方向分布は「箱状」,600°Cと750°Cでは台形分布になったが,この理由として,表面偏析の可能性が最も高かった。100TorrでのPH₃流量の増加に対する[P]は,400°Cではほとんど直線的に増加したが,600°Cと750°Cではあまり増加せず,かなり低い[P]濃度に急速に飽和した。しかし,PH₃添加は,Ge成長速度にほとんど影響を与えなかった(400°Cあるいは750°Cで,そのようになった)。成長温度400°Cでは,Ge緩衝層下部に引っ張り歪みのあるGe:P層が生じ,極めて高濃度の置換型P原子(5.4×10²⁰cm^-3)を有していた。しかし,そのような層は粗く,X線回折では,かなり低品質の結晶性であった。600°Cと700°Cで成長したGe:P層は同じ格子パラメータと滑らかな表面形態を有していたが,これは,Ge:B緩衝層下部でのときと同じように,P原子濃度が低い可能性が最も高かった(それぞれ,2.5×10¹⁹cm^-3,10¹⁹cm^-3)。四探針測定から,600°Cと750°Cでは,ほとんどすべてのP原子は電気的活性であることが明らかになった(400°Cでは,1/4th)。最後に,室温フォトルミネセンス測定から,直接バンドギャップのピークが同じ厚さの真性Ge層よりもわずかに少し低い(750°C),あるいは,少し高い(600°C)のどちらかであり,高温Ge:P層が光学的に高品質層であることを確認した。対照的に,400°Cで成長した高リンドープGe層は光学的品質が不良であり,このことは構造的,電気的結果と一致していた。Copyright 2012 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

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半導体薄膜 , 半導体のルミネセンス , 半導体結晶の電気伝導

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