Die Arbeit beschäftigt sich mit der Reinigung und Gasphasenepitaxie in einem Ultrahochvakuum-Mehrkammersystem (UHV-Mehrkammersystem) für zukünftige CMOS-Technologien. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt dabei in der Entwicklung von Prozessen für das \"Kontakt-Engineering\" von Source- und Drain (S/D) für sub-100 nm MOSFETs. Mögliche Anwendungen liegen in der Implementierung von erhöhten S/D-Kontakten zur Erniedrigung der Source/Drain-Anschusswiderstände oder dem epitaktischen Auffüllen von S/D-Extension-Gebieten zur Minimierung von Kurzkanaleffekten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zum ersten Mal in einem Clustertool eine Wasserstoff-Plasmareinigung zur in-situ-LT-Reinigung von planaren oder vorstrukturierten Substraten mit UHV-CVD-Epitaxie kombiniert. Die Verwendung eines SiH4/GeH4-Prekursorengemisches erlaubt es, bei den typischen Prozessdrücken von 10−4 mbar bis 10−2 mbar auch ohne Chlorchemie selektive Abscheidung von Silizium und Silizium-Germanium-Legierungen zu gewährleisten. Insgesamt lässt sich damit ein Gesamtprozess inklusive Vorreinigung und selektiver Abscheidung (SEG) bei Temperaturen T ≤ 800 °C für die Si-UHV-CVD und T ≤ 600 °C für die SiGe-UHV-CVD etablieren. Die technologischen Rahmenbedingungen, welche in der Entwicklung eines selektiven LT-Epitaxieprozesses ohne chlorierte Prekursoren in Kombination mit einer in-situ-LT-Reinigung in einem Clustertool gegeben sind, wurden damit voll erfüllt. «
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Reinigung und Gasphasenepitaxie in einem Ultrahochvakuum-Mehrkammersystem (UHV-Mehrkammersystem) für zukünftige CMOS-Technologien. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt dabei in der Entwicklung von Prozessen für das \"Kontakt-Engineering\" von Source- und Drain (S/D) für sub-100 nm MOSFETs. Mögliche Anwendungen liegen in der Implementierung von erhöhten S/D-Kontakten zur Erniedrigung der Source/Drain-Anschusswiderstände oder dem epitaktischen Auffüllen von S/D-Exte... »
Übersetzte Kurzfassung:
The dissertation deals with cleaning and gas phase epitaxy in an ultra high vacuum multi chamber system (UHV cluster tool) for future CMOS technologies. The emphasis of the work is the development and discussion of processes for the \"contact engineering\" of source and drain (S/D) for sub-100 nm MOSFETs. Appropriate applications focus on the implementation of elevated S/D contacts to reduce S/D contact resistances or an epitaxial refilling of S/D extensions to minimize short channel effects. In the context of this work for the first time a hydrogen plasma cleaning for the in-situ-LT-cleaning of planar or pre-structured substrates was combined with UHV-CVD epitaxy in a cluster tool. The use of a SiH4/GeH4 precursor gas mixture with typical process pressures of 10-4 mbar to 10-2 mbar ensures selective epitaxial growth of silicon and silicon germanium alloys even without chlorine chemistry. As a conclusion one can establish a full process including pre-cleaning and selective epitaxial growth (SEG) at temperatures T<800 °C for Si-UHV-CVD and T<600 °C for SiGe-UHV CVD. The technological conditions, which are given in the development of a selective LT epitaxy process without chlorinated precursors in combination with a in situ LT cleaning in a cluster tool, were fully fulfilled.
Veröffentlichung:
Erschienen im Cuvillier-Verl., Göttingen (978-3-86727-984-5)