Characteristics of the Heteroepitaxial $Si_{1-x}Ge_{x}$ Films Grown by RTCVD Method

RTCVD 법으로 성장한 $Si_{1-x}Ge_{x}$ 에피막의 특성

The growth and characterization of heteroepitaxial $Si_{1-x}Ge_{x}$ films grown by the RTCVD (Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition) method were described. For the growth of $Si_{1-x}Ge_{x}$ heteroepitaxial layers, $SiH_{4}$ / $GeH_{4}$ / $H_{2}$ gas mixtures were used. The growth conditions were varied to investigate their effects on the Si / Ge composition ratios, the interface abruptness and crystalline properties. The experimental data shows that the misfit threading dislocation in $Si_{1-x}Ge_{x}$ / Si heteroepitaxial film of about $400\;{\AA}$ thickness was not observed at the growth temperature of as low as $650^{\circ}C$, and the composition ratios of Si / Ge changed linearly with $SiH_{4}$ / $GeH_{4}$ gas mixing ratios in our experimental ranges. In the in-situ boron doping experiments, the doping abruptness would be controlled within several hundreds ${\AA}$/decade.

RTCVD (rapid thermal chemical vapor deposition) 법으로 $SiH_{4}$ / $GeH_{4}$ / $H_{2}$ 혼합가스를 사용하여 $Si_{1-x}Ge_{x}$ 구조의 이종접합 에피막을 성장한 후, 성장에 사용된 원료가스의 혼합비에 대한 Ge 조성비 변화와 성장계면 특성 그리고 격자 부정합에 의한 에피막의 결함에 대하여 조사하였다. $650^{\circ}C$의 비교적 낮은 온도에서 $Si_{1-x}Ge_{x}$ /Si 이종접합 에피막을 약 $400\;{\AA}$ 두께로 성장하였을 때 격자부정합에 의한 결함은 관찰되지 않았으며, 공정조건에 따른 Ge 조성비 변화는 $SiH_4$ / $GeH_{4}$의 유량비에 따라 선형적인 특성을 나타내었다. 200 ppm $B_{2}H_{6}$ 가스를 사용한 in-situ 불순물 첨가 공정에서는 $Si_{1-x}Ge_{x}$ / Si 구조의 불순물 농도분포 변화가 접합계면에서 수 백${\AA}$ / decade 로 조절될 수 있었으며, Ge 조성비 변화도 동등한 수준의 계면특성을 나타내었다.