고게 함량 SiGe 선택적 에피택시를 위한 물리 기반 지수 모델 설계

초록

본 논문은 60 nm 이하 나노트렌치를 대상으로, 표면 확산·스트레인 구배·경쟁 흡착을 결합한 물리‑기반 지수 함수 모델을 제시한다. 모델을 통해 HCl 부분압, GeH₄/DCS 비율, 온도 등을 최적화하여 57.93 at.%의 고Ge 함량과 SiN·SiO₂에 대한 100 % 선택성을 달성했으며, TEM·EDS 분석으로 계층적 Ge 구배와 낮은 결함 밀도를 확인하였다.

상세 분석

이 연구는 고게 함량 SiGe 선택적 에피택시(SEG)의 공정 물리를 정량화하기 위해 두 가지 핵심 접근법을 도입한다. 첫째, 기존의 경험적 관계식(Ge % ∝ P_GeH4/P_SiH2Cl2) 대신, Arrhenius 형태의 자연 지수 함수를 기반으로 한 모델(식 2)을 구축하였다. 여기서 y = y₀ · exp