[發(fā)明專利]一種高鍺濃度的鍺硅外延方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010533250.3
• 申請日: 2010-11-05
• 公開（公告）號: CN102465336A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 繆燕;季偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: C30B25/14
• 分類號: C30B25/14;C30B25/16;C30B29/52
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

1.一種高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，當(dāng)通入硅烷和鍺烷氣體時(shí)，以降低硅烷和鍺烷的百分比來增加鍺硅外延的鍺的含量，在相同的鍺源流量時(shí)，隨著硅源流量的降低，鍺濃度有較大的提高，最終能夠得到鍺原子百分比為25～35％的無缺陷的鍺硅外延薄膜。

2.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，所述鍺硅外延薄膜中的高鍺濃度區(qū)是通過低硅烷分壓來生長的，即以降低硅烷的流量來實(shí)現(xiàn)鍺濃度的提高。

3.如權(quán)利要求1或2所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，所述高鍺濃度區(qū)生長時(shí)其硅烷流量為20～50sccm，鍺烷流量為300～500sccm，硅烷流量/鍺烷流量為1/20～1/5。

4.如權(quán)利要求1或2所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，所述高鍺濃度區(qū)生長時(shí)其硅烷流量為20～50sccm，鍺烷流量為300～500sccm，硅烷流量/鍺烷流量為1/12～1/8。

5.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，所述鍺硅外延薄膜中鍺的分布為梯形、矩形或三角形分布。

6.如權(quán)利要求5所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，為了實(shí)現(xiàn)鍺硅外延薄膜中高鍺濃度梯形分布，采用如下方法從右往左依次生長低鍺濃度區(qū)、高鍺濃度區(qū)和低鍺濃度區(qū)：

首先采用高硅烷分壓生長低鍺濃度區(qū)，高硅烷分壓中硅烷流量/鍺烷流量為1/3.5～1/0，鍺烷流量為0～100sccm，硅烷流量為50～200sccm；然后再切換到低硅烷分壓生長高鍺濃度區(qū)，低硅烷分壓中硅烷流量/鍺烷流量為1/20～1/5，硅烷流量為20～50sccm，鍺烷流量為300～500sccm；最后再切換到高硅烷分壓生長低鍺濃度區(qū)，高硅烷分壓中硅烷流量/鍺烷流量為1/3.5～1/0，鍺烷流量為0～100sccm，硅烷流量為50～200sccm。

7.如權(quán)利要求5所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，為了實(shí)現(xiàn)鍺硅外延薄膜中高鍺濃度梯形分布，采用如下方法從右往左依次生長硅緩沖層、鍺硅層和硅覆蓋層：

首先采用高硅烷分壓生長硅緩沖層，該硅緩沖層生長過程中鍺烷流量為0sccm，硅烷流量為50-200sccm，生長出的硅緩沖層不含鍺，即鍺濃度為0；然后再切換到低硅烷分壓生長鍺硅層，低硅烷分壓中硅烷流量/鍺烷流量為1/20～1/5，硅烷流量為20～50sccm，鍺烷流量為300～500sccm；最后再切換到高硅烷分壓生長硅覆蓋層，該硅覆蓋層生長過程中鍺烷流量為0sccm，硅烷流量為50-200sccm，生長出的硅覆蓋層的鍺濃度為0。

8.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，所述鍺硅外延薄膜單晶區(qū)為沒有缺陷的單晶體。

9.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，所述鍺硅外延生長采用減壓化學(xué)氣相淀積工藝，生長壓力為60～700Torr，硅源氣體為硅烷，鍺源氣體為鍺烷，載氣為氫氣，生長溫度為600～680℃。

10.如權(quán)利要求1所述的高鍺濃度的鍺硅外延方法，其特征在于，所述鍺硅外延薄膜中硼的濃度為1E18～5E20/cm3，所述鍺硅外延薄膜中碳的濃度為1E19～5E20/cm3。