Abstract
The electrical characteristic of SiGe-on-SOI (SGOI) wafer with different Ge concentration were evaluated by pseudo-MOSFET. Epitaxial SiGe layers was grown directly on top of SOI with Ge concentrations of 16.2, 29.7, 34.3 and 56.5 at.%. As Ge concentration increased, leakage current increased and threshold voltage shifted from 3 V to 7 V in nMOSFET, from -7 V to -6 V in pMOSFET. The interface states between buried oxide and top of Si was significantly increased by the rapid thermal annealing (RTA) process, and so the electrical characteristic of SGOI wafer degraded. On the other hand, additional post RTA annealing (PRA) showed that it was effective in decreasing the interface states generated by RTA processes and the electrical characteristic of SGOI wafer enhanced higher than initial state.
Pseudo-MOSFET 방법을 이용하여 Ge농도에 따른 SiGe-on-Insulator(SGOI) 기판의 특성을 평가하였다. SGOI 기판은 compressive-SiGe / Relaxed-Si / Buried oxide / Si-substrate 구조로 SOI 기판 위에 에피택셜 성장법으로 SiGe층을 형성하였으며 compressive SiGe층의 Ge 농도는 각각 16.2％, 29.7％, 34.3％, 56.5％ 이다. 실험결과 Ge 농도가 증가함에 따라 누설전류가 증가하는 특성을 보였으며 threshold voltage는 nMOSFET의 경우 3V에서 7V로 이동하였으며 pMOSFET의 경우도 -7 V에서 -6 V로 이동하는 특성을 보였다. 급속 열처리 공정 (rapid thermal anneal) 후에 매몰 산화층과 기판 계면간의 스트레스에 의한 포획준위가 발생하여 소자특성이 열화되었지만, $H_2/N_2$ 분위기에서 후속 열처리 공정 (post RTA anneal) 을 통하여 계면 간의 포획준위를 감소시켜 SGOI Pseudo-MOSFET의 전기적 특성이 개선되었다.
