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目前半導體元件發展的方向, 為縮小元件尺寸; 亦即希望在單位面積內容
納最多的元件. 而低溫之下的固態擴散係數較小, 可有效避免磊晶內的擴
散發生, 另外一方面, 低溫矽磊晶可使元件由二維平面的構造進展到三維
立體的構造. 故低溫矽磊晶成長對元件發展極有助益.本文係討論以電漿
輔助氣相沉積法, 所成長之低溫矽磊晶, 其結構性質與反應機構. 實驗設
備主要為一非超高真空的電漿輔助化學氣相沉積系統, 製程溫度( 攝氏一
百一十度至三百五十度 ), 反應氣體的流量比例與供給的電漿能量(
5-50W ), 為主要的反應變數.最低可於攝氏一百六十五度得到矽磊晶成
長.由實驗的結果可得, 改良過的旋蝕法清洗後的試片, 可得到一氫鈍化
的矽表面, 可有效的避免雜質污染及與空氣產生氧化反應. 而在氫氣氛中
進行的加熱過程則可有效的降低試片表面的有機雜質量.較高且適當的反
應氣體流量比( H2/SiH4 約4), 較高的製程溫度( 攝氏三百度以上 ), 以
及較低的電漿功率( 10W 以下 ), 可得到品質較佳的矽磊晶.在反應機構
方面, 矽磊晶的成長速率與反應氣體流量比( SiH4/H2 )及電漿功率之間
均存在一線性關係, 與製程溫度間攝氏一百六十五度至三百度之間則存有
一阿瑞尼斯關係, 其活化能約為 0.05 eV. 在三百至三百五十度之間則成
長速度隨溫度昇高而降低.本文分七部分, 分為摘要; 簡介; 實驗步驟;
結果與討論; 結論; 未來的實驗方向; 及參考文獻.
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