ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ БОРОМ НА МЕТРОЛОГИЮ ВЫСОКОРАЗРЕШАЮЩЕЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИФРАКЦИИ
Аннотация
Исследовано влияние легирования бором (B) на результаты измерений с помощью высокоразрешающей рентгеновской дифракции (HXRD). 12 образцов пленок Si1-xGex эпитаксиально выращены на кремниевых Si (100) подложках разной толщины с различной концентрацией германия (Ge) при наличии и без добавок бора. Для измерения концентрации добавки B, содержания Ge, деформации и толщины слоев использованы методы масс-спектроскопии вторичных ионов (SIMS) и HXRD. Результаты SIMS свидетельствуют об отсутствии B в двух образцах. В остальных образцах концентрация бора [B] = 8.40´1018-8.7´1020 атомов/см3 при содержании [Ge] = 13.3-55.2 ат.%. Согласно HXRD-измерениям, толщина слоев составляет 7.07-108.13 нм при [Ge] = 12.82-49.09 ат.%. Разница в концентрации Ge, измеренной методами SIMS и HXRD, зависит от легирования бором. Для беспримесных образцов различие составляет ~0.5 ат.% и увеличивается с добавкой B, но не линейно. Для сильнолегированного бором (8.7´1020 атомов/см3) образца разница в концентрации Ge 7.11 ат.%. Легирование бором влияет на структуру Si1-xGex, вызывая изменения постоянной решетки, и создает деформации растяжения, сдвигая пики Si1-xGex к пикам подложки Si (100) в дифрактограммах HXRD. В результате правило Вегарда не действует, и это сильно влияет на измерения методом HXRD. Сравнение симметричных (004) и асимметричных (+113, +224) обратных пространственных отображений (RSM) показывает небольшое различие концентрации Ge в нелегированных и слаболегированных образцах. Однако для сильнолегированных образцов Si1-xGex изменение достигает 0.21 ат.%. В данных по RSM (+113) наблюдается небольшое уширение пика SiGe при увеличении содержания примеси B, что свидетельствует о незначительной деформации кристалла.
Об авторах
M. . Faheem
GLOBALFOUNDRIES Inc
Россия
Россия
Y. . Zhang
GLOBALFOUNDRIES Inc
Россия
Россия
X. . Dai
GLOBALFOUNDRIES Inc
Россия
Россия
Список литературы
1. Qing Hua Wang, Kourosh Kalantar-Zadeh, A. Kis, J. N. Coleman, M. S. Strano, Nature Nanotechnol., 7, 702-712 (2012).
2. F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, A. C. Ferrari, Nature Photonics, 4, 611-622 (2010). 173-7
3. M. Z. Mohd Yusoff, A. Mahyuddin, Z. Hassan, Y. Yusof, M. A. Ahmad, C. W. Chin, H. Abu Hassan, M. J. Abdullah, Superlattices Microstruct., 60, 500-550 (2013).
4. Wai Hoe Tham, Ding Shenp Ang, Lakshmi Kanta Bera, Surani Bin Dolmanan, Thirumaleshwara N. Bhat, Vivian K. X. Lin, Sudhiranjan Tripathy, IEEE Trans. Electron. Devices, 63, No. 1, 345-351 ( 2016).
5. X. Chen, K. Liu, Q. C. Quyang, S. K. Jayanarayanan, S. K. Banerjee, IEEE Trans. Electron. Devices, 48, 1975-1980 (2001).
6. Kamal Prakash Pandey, Rakesh Kumar Singh, Anil Kumar, Int. J. Adv. Res. Comput. Commun. Eng., 2, No. 4, 1831-1834 (2013).
7. A. K. Okyay, A. J. Pethe, D. Kuzum, S. Latif, D. A. B. Miller, Kr. C. Saraswat, Opt. Lett., 32, No. 14, 2022-2024 (2007).
8. M. Mitsui, K. Arimoto, J. Yamanaka, K Nakagawa, K. Sawano, Y. Shiraki, Appl. Phys. Lett., 89, 192102-05 (2006).
9. J.-S. Rieh, B. Jagannathan, D. R. Greenberg, M. Meghelli, A. Rylyakov, F. Guarin, Zh. Yang, D. C. Ahlgren, G. Freeman, P. Cottrell, D. Harame, IEEE Trans. Microwave Theory Techn., 52, No. 10, 2390-2407 (2004).
10. J. F. Woitok, C. C. G. Visser, T. L. M. Scholtes, Mater. Sci. Eng., B89, 216-220 (2002).
11. H. Rucker, B. Heinemann, Solid State Electron., 44, 783-789 (2000).
12. M. Valden, S. Pak, X. Lai, D. W. Goodman, Catal. Lett., 56, 7-10 (1998).
13. N. Sugiyama, T. Mizuno, S. Takagi, M. Koike, A. Kurobe, Thin Solid Films, 369, No. 3, 199-202 (2000).
14. M. Faheem, A. Kumar, Y. Liang, P. van Der Heide, Mater. Sci. Semiconductor Proc., 44, No. 15, 8-12 (2016).
15. P. F. Fewster, J. Appl. Crystallogr., 25, 714-723 (1992).
16. DIFFRAC Plus, Bruker’s User Manual, DOC-M88-EXX052, 7, No. 2-5 (2009).
17. Yong Seok Suh, M. S. Carroll, R. A. Levy, G. Bisognin, D. de Salvador, M. A. Sahiner, C. A. King, IEEE Trans. Electron. Devices, 52, No. 11, 2416-2421 (2005).
18. Y. Bogumilowicz, J. M. Hartmann, Thin Solid Films, 557, 4-9 (2014).
19. N. R. Zangenberg, J. Fage-Pedersen, J. Lundsgaard Hansen, A. Nylandsted Larsen, J. Appl. Phys., 94, 3883-3889 (2003).
20. N. E. B. Cowern, P. C. Zalm, P. van der Sluis, D. J. Gravesteijn, W. B. de Boer, Phys. Rev. Lett., 72, 2585-2588 (1994).
Рецензия
Для цитирования:
Faheem M., Zhang Y., Dai X. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ БОРОМ НА МЕТРОЛОГИЮ ВЫСОКОРАЗРЕШАЮЩЕЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИФРАКЦИИ. Журнал прикладной спектроскопии. 2018;85(1):173(1)-173(7).
For citation:
Faheem M., Zhang Y., Dai X. EFFECT OF BORON DOPING ON HIGH RESOLUTION X-RAY DIFFRACTION METROLOGY. Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2018;85(1):173(1)-173(7). (In Russ.)
Просмотров: 273
Послать статью по эл. почте 