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1、六石全国固体薄膜学术会议论丈 G S M B E 大组分 S i G e 合金中B 原位掺杂 刘金平， 黄大定，李建 平， 刘学锋，李灵宵， 朱世 荣， 孙殿照， 孔梅影 中科院 半导体所材料中心，北京 1 0 0 0 8 3 P 型掺杂是外延生长S i G e / S i n - p - n H B T , P 型 S i G e 沟道 ,O S F E T , M O D F E T 等券件结 构的关键技术.在S S M B E 中主要 采用固 源B o B 炉温度一般 在1 8 0 0 0 C 以上， 对设备要求很 高， 同时还可能 造成污染。 在G S M B E 中 主要采用气源，
2、一 般为B : H . ， 不需高温炉， 易于控制。 用B 2 1 L 为源在G S M B E 外延S i G e ，S i 中 的掺杂 特性已有报道， 但主要局限于制备n - p - n H B T 器件，G e 组分在0 . 2 0 以 下。这里我 们报道用B 2 H , 为 源在G S M B E 外延G e含量大于0 . 4的 5 i G e合金中 B 掺杂特性。 实验在国产G S M B E 设备上 进行. 采用S i 扎及固态G 。 为源。 衬底经过预处理后， 8 5 0 0 C 除 氧化层后 通过 R H E E D 可清晰的 看到( 2 x 1 ) 再构.生长S i G e
3、合金前，先在7 0 0 0 C 时长1 0 0 n m b u f f e r S i , S i : H ， 流量为4 s c c m 采用高纯H z 稀释的1 . i % % 1H 为掺 杂气， 流量固定为2 . 5 s c c m , 在同一衬底上变 化G e 炉温， 生长不同组分的S i G e 合金， 研究G e 含量对B 掺入的影响。生 长S i G e 合金a , 衬底温度为4 5 0 0 C 。 样品中B 的 含量由S I M S 澎量得 到。 G 。 含量主k E S测得 图 1 是S I M S测量结果。从甲可以看出G e 的二次离子产额成台阶分;Tp- .与.A E S结
4、果相 符， 这是由 变化G e 炉温引起的。S i 的二次离子产额台 阶分 布不明显.可能是S i , , e 的相 对灵 敏度因子不同 所致。 B 的二 次离子 产额也成台阶分布， 而且变化趋势正好于G e 的相反. 说明G e 的引人使B 不易 掺入 由于没有掺杂B的 S i G e标# l . 不能定量分析 B 。 我们用S i 标样对 B 做了初步的定量分 析。 B , S i 的含量( A E S 测得) 与G 。 炉温的关系见图2 。可以 看H ; 随看G e i p 温的增D A , S i ， B的含it均变小。 G e 在低温S : 外延中E zi i T 用得到了 较多的
5、研究， _ 一般认 为G e 能增强H 脱附， mm表面 的悬挂键的密度.从而提高生长速率。采用 S i , H s 及 B A 生长时，这两种分子面对同一个表 面， 因此S i ， B 的 掺入速率更 应受这两种气体的粘附系数的 影响。 由子G e 的s i t e - b l o c k i n g 效应， S Ub 及B A H 的 粘附系数 均应随着G e 的增多而降低，从 而S i ，B 的含量降低。 感谢电 子工业部4 6 所刘容， 马农农的S I M S 测量 与讨论。 图 1 G. 合口 600004000020000 1 00 0 尸 0二 功 0 口 。勺 |JJ栖 助助4
6、00200 妞e必一sua一u- Da 口 甲娜 1 0 T i me ( min) 1 5 2 0 IE2 0 已 5 x 1 0 0 日c on c en t r a t i o n S i c o mp o s i t io n SI MS r e s u lt s AE S r e s u lt s 4 x 1 0 O. 07 价任。l)uoleu。uoo。 0_ 6 3 x 1 0 0. 5 2 x 1 口， uol一sodujoo一5 0 . 4 1 X 1 0 0 . 3 1 1 6 们1 1 &1 G e 2 0 们 1 2 2 0 ( 0 c ) 1 2 4 0 c e ll t e mp e r a t u r e
