Sapphire(1¯ 102) ü; c V R ËX ê sc Ü R ‰ ˜ m+ s ÇX N Ë ÷ m ÇP É b Ø8 ý + s ÇX N ËV R Ë ] ‚ §V ê s ù p § ü” X ¢ ° ‚ Ǎ ˜ m× DT c l

Sapphire(1¯ 102)  ü; c V R ËX ê sc Ü R ‰ ˜ m+ s ÇX N Ë ÷ m ÇP  É b Ø8 ý + s ÇX N ËV R Ë ] ‚ §V ê s ù p §  ü” X ¢ ° ‚ Ǎ ˜ m× DT c l

Œ

Ÿ

«X N Ë

+ ä ‡ Ú ·  ™ »† : ;* å 

1 l

x² D G @ /† < Ɠ § ì ø ͕ ¸^ ‰õ † < Æõ , " fÖ  ¦ 100-715

ƒ

‘

š¾ 6 Ò. > · - ! H* å A I · ‚ Ð0 å * å  ^∗

1 l

x² D G @ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , " fÖ  ¦ 100-715

T a : @ Z 9 

1 l

x² D G @ /† < Ɠ § & ñ ˜ Ð: Ÿ x’  / B N† < Æõ ,  â Å Ò 780-714 (2003¸   1 Z 4 7{ 9  ~ à Î6 £ §)

/ å

L5 Å q\ P  o† < Æ7 £ x‚ à ÌZ O `  ¦ s 6   x # Œ (1¯102) ~ ½ ӆ ¾ Ó_    s # Q l ó ø Í 0 A\  z  ´o – B H \ x 8 £ x`  ¦ $ í  © œ # Œ, \ x  8

£

x_    & ñ $ í `  ¦ † ¾ Ó © œr v “ ¦ ¿ ºa \  ¦ › ¸] X  l  0 A # Œ \ P í ß – o} Œ • / B N& ñ `  ¦ à º' Ÿ  % i  . 900

^◦

C \ " f $ í  © œ

 )

a z  ´o – B H \ x 8 £ x_   â Ä º (100)€  _  é ß –  & ñ : £ ¤$ í `  ¦
 ? /% 3 Ü ¼ 9, \ P í ß – o õ & ñ `  ¦ : Ÿ x # Œ   & ñ $ í s  † ¾ Ó



©

œH † d`  ¦ S X ‰ “   % i  . \ P í ß – o} Œ • + þ A$ í „  \  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç Raman ì  r$ 3 `  ¦ ô  Ç   õ  bulk z  ´o – B H ˜ Ð



 · ú š» ¡ ¤   + þ A§ 4 “ É r €  • 1.09 × 10

⁹

dyne/cm

²

s % 3 Ü ¼
 \ P í ß – o} Œ • / B N& ñ Ê ê 0.74 × 10

⁹

dyne/cm

²

– Ð y Œ ™

™

è % i  . \ P í ß – o} Œ • + þ A$ í r ç ß –`  ¦ 4 r ç ß –, 6r ç ß – x 9  8r ç ß –Ü ¼– Ð    or v  9 : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç   õ  4r ç ß – { 9

  â Ä º\   © œ Ä ºÃ ºô  Ç : £ ¤$ í `  ¦
 ? /% 3 “ ¦, í ß – o} Œ • + þ A$ í r ç ß –s  U  ´€   U  ´Ã º2 Ÿ ¤ í ß – o} Œ • ¿ ºa  7 £ x  

%

i  . s  õ & ñ \ " f í ß – o} Œ •s  z  ´o – B H \ x 8 £ x`  ¦  Œ ™d ” † < Ê\    , Õ ª Ê ê\  ”  ' Ÿ  ) a í ß – o} Œ • ] j õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K

 Ä »´ ò z  ´o – B H 8 £ x_  ¿ ºa  · û ª t €  " f > €  \   0 >| 9 à º2 Ÿ ¤   & ñ † < Æ& h “   8 £ ¤€  \ " f_  : £ ¤$ í s  $  

 )

a  כ Ü ¼– Ð ] jî ß –ô  Ç .

PACS numbers: 61.72.-y, 61.82.Fk, 72.80.Ey, 81.65.-b

Keywords: z  ´o – B H ³ ð€  , / å L5 Å q\ P  o† < Æ7 £ x‚ à ÌZ O , s ×  æ  & ñ כ ¹1 l x  , Ramanì  rF  g† < Æ

I. " e  ] Ø

z 

´o – B H“ É r ì ø ͕ ¸^ ‰ % i  ü < ° ú  s  µ 1 τ  ·ƒ  ½ ¨÷ &# Q“ : r Ó ü t| 9 

–

Ð | 9 & h  r– Ð\  e ” # Q" f  © œ ´ ú §s   6   x ÷ &“ ¦ e ”   H ì ø ͕ ¸^ ‰ Ó

ü t| 9 s  . @ / Òì  r_  z  ´o – B H J ?s (  0 A\  ] j Œ •÷ &  H „   

™

è   H J ?s ( _  · û ª“ É r ³ ð€  8 £ x(0.1 ∼ 0.2 µm) 0 A\ " f ë ß – [

þ

t # Qt  9  6   x ÷ &t  · ú §  H J ?s ( _  99.9 %  H „  • ¸$ í `  ¦ ° ú 



 H z  ´o – B H_  : £ ¤$ í Ü ¼– Ð ™ è ü < ™ è _  ì  r o \  ¦ # Q§ > >   9, “ ¦“ : r1 l x Œ •\ " f ¾ º[ O  „  À Ó_  Å Òכ ¹ " é ¶ “  Ü ¼– Ð  Œ •6   x   H 1

p

x_  l Ò q t´ òõ – Ð z  ´] j ™ è _  1 l x Œ •\   H % ò † ¾ Ó`  ¦ ï  r  .

s

 Qô  Ç : £ ¤$ í `  ¦ K    l  0 AK  ] jî ß – ) a ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ] X ƒ  ^ ‰ 0 A\  z  ´] j ™ è \  & h 6   x ÷ &  H  Ö ¸$ í 8 £ xë ß –`  ¦ + þ A$ í  
, <  Ê

“ É

r  Ö ¸$ í 8 £ x õ  bulk8 £ x \  ] X ƒ  8 £ x`  ¦ s “ : r Å Ò{ 9  # Œ “ ¦w n r v 



 H silicon-on-insulator (SOI) l Õ ü t s  ƒ  ½ ¨÷ &# Q4 R M ® o   [1].

∗

E-mail: [email protected]

s

×  æ f ” ] X & h Ü ¼– Ð ] X ƒ  ^ ‰ 0 A\  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ   H

~

½ ÓZ O Ü ¼– Ð silicon on sapphire (SOS) l Õ ü t“ É r SOI_  ô  Ç ì  r



– Ð" f SOI\ " f ƒ  ½ ¨ “ ¦ e ”   H SiO

2

˜ Ð  Ä »„   © œÃ º(9.39



_o

)  ß ¼“ ¦,  © œ@ /& h “   \ P „  • ¸• ¸ a % ~“ É r(0.46 Wcm

⁻¹

K

⁻¹

) :

£

¤$ í `  ¦ ° ú “ ¦ e ”   [2]. ¢ ¸ô  Ç, l ” > r_  z  ´o – B H ˜ Ð  ± ú “ É r & ñ

„ 

 6   x| ¾ Ó ° ú כ`  ¦ t  9 ™ è ] j Œ •r  ™ è ç ß – ] X ƒ  `  ¦ 0 AK    6

 

x ÷ &  H latch-up ½ ¨› ¸ Ô  ¦€ 9 כ ¹† < ÊÜ ¼– Ð ™ è _  | 9 & h • ¸\  ¦

†

¾ Ó © œr ~  ´ à º e ” “ ¦,
” ¸½ ¨› ¸_  „   ™ è  ½ ¨$ í r  à ºf ” ] X 

½ +

Ë ½ ¨› ¸– Ð ˜ Ð  · û ª>  ~ à Ì} Œ • o ½ + É Ã º e ”  . ¢ ¸ô  Ç,   s # Q l

ó ø Ís  ° ú   H È Ò" î $ í _  : £ ¤$ í `  ¦ s 6   x K  È Ò + þ A Ó  o& ñ n Û ¼ e

 ¦ Y Us  ™ è 
 F  g: Ÿ x’   ™ è \ • ¸ s 6   x| ¨ c à º e ”   [3].

Õ

ª Q
,   s # Q l ó ø Í0 A\  é ß –  & ñ z  ´o – B H_  $ í  © œ“ É r

>

€  \ " f     © œÃ º_  s ü < $ í  © œ Ê ê Í ‰ ty Œ •õ & ñ \ " f \ P  Ø Ÿ

‚ ½ Ó> à º_  s \  _ K  micro-twin, dislocation1 p x õ  ° ú  

“ É

r ´ ú §“ É r   & ñ   † < Ê[ þ t – Ð “  K  ½ ¨› ¸& h Ü ¼– Ð, „  l & h Ü ¼– Ð ë  H ]

j& h [ þ t s  µ 1 ÏÒ q tô  Ç  [1, 2, 4]. z  ´o – B H“ É r face-centered cu-

bic(FCC) s “ ¦, ì ø ̀     s # Q  H rhombohedal ½ ¨› ¸\  ¦ 

-130-

t

Ù ¼– Ð ¿ º Ó ü t| 9 ç ß –_      © œÃ º_  (Si : 5.430 ˚ A, Al

2

O

3

: 4.75/5.20 ˚ A) 
 
>   ) a  . s ˜ Ð   8  H " é ¶ “  Ü ¼– Ѝ  H

\ P

Ø Ÿ ‚ ½ Ó> à º_  s (Si : 3.8 × 10

^−8◦

C

⁻¹

, Al

₂

O

₃

: 9.2 × 10

^−8◦

C

⁻¹

) – Ð $ í  © œ Ê ê Í ‰ ty Œ •õ & ñ \ " f z  ´o – B H ³ ð€  \  · ú š» ¡ ¤

 

+ þ A§ 4 `  ¦ Å Ò>   ) a   [5–7]. Sapphire l ó ø Í 0 A_  é ß –  & ñ z  ´ o

– B H“ É r H. M. Manasevit \  _ K  % ƒ6 £ § Ü ¼– Ð 1960¸   ×  æì ø Í

\

 ˜ Г ¦÷ &# Q& ’  . $ í  © œ ) a Si“ É r š ¸Z þ t± ú ˜õ  ° ú  “ É r (100)_  ~ ½ Ó

†

¾ Ó`  ¦ ”     & ñ $ í s      (100), (110), (111)õ  ° ú  “ É r cu- bic ½ ¨› ¸ü < q 5 p wô  Ç   & ñ ½ ¨› ¸\  ¦ & ’  . Õ ªo “ ¦, œ íl _  SOS  H sapphire l ó ø Í`  ¦ c-plane“   (0001) ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦  6   x 

#

Œ (111)~ ½ ӆ ¾ Ó_  Si`  ¦ $ í  © œ % i  . t ë ß –, 1980¸  @ /\  ü <

"

f sapphire l ó ø Í`  ¦ r-plane (1102)“    _  Cubic ½ ¨› ¸\  ¦



6   x # Œ Si (100)`  ¦ % 3 `  ¦ à º e ”  . t ë ß –, sapphire l  ó

ø Íõ  Si \ x 8 £ x  s _  > €  \ " f lattice mismatch\  _  ô 

Ç dislocation, twin defect 1 p x õ  ° ú  “ É r   † < Ê[ þ t s  µ 1 ÏÒ q t # Œ

½

¨› ¸& h Ü ¼– Ð, „  l & h Ü ¼– Ð ë  H ] j& h [ þ t s  µ 1 ÏÒ q tô  Ç  [8,9].

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H / å L5 Å q\ P % ƒo   o† < Æ7 £ x‚ à ÌZ O (rapid thermal chemical vapor deposition)`  ¦ s 6   x # Œ   s # Q l ó ø Í 0 A

\

 “ ¦“ : r    & ñ x 9  é ß –  & ñ z  ´o – B H`  ¦ $ í  © œ % i Ü ¼ 9, ¢ ¸ô  Ç

$ í

 © œ ) a z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa \  ¦ z  ´] j ™ è \  & h 6   x ÷ &  H # 3  0 A(100 ∼ 200 nm) t  [6] d ” y Œ • # Œ ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸ü < F  g

† <

Æ& h , „  l & h  : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  .

II. ÷ m Ç ] M ö

/ å

L5 Å q\ P  o† < Æ7 £ x‚ à ÌZ O `  ¦ s 6   x # Œ (1¯102)~ ½ ӆ ¾ Ó_    s 

#

Q 0 A\  z  ´o – B H \ x 8 £ x`  ¦ $ í  © œ l  0 AK " f  H Ä º‚  & h  Ü

¼– Ð   s # Q l ó ø Í ³ ð€  `  ¦ [ j' ‘  % i  . Ä »l Ó ü t [ j' ‘ 

`

 ¦ TCE(trichloroethylene) 6   xÓ  o\ " f 10ì  rç ß – = å X“   Ê ê, Aceton-Methanol í  H Ü ¼– Ð ' Ÿ  % i  . Õ ªo “ ¦ sapphire l  ó

ø Í`  ¦ H

2

SO

4

: H

2

PO

4

 o† < Æ6   xÓ  oÜ ¼– Ð 10ì  rç ß – = å X s €  " f d ”  y

Œ • õ & ñ `  ¦  • 2 ; Ê ê, z  ´o – B H \ x 8 £ x`  ¦ $ í  © œ % i  . $ í  © œ

“

É r 2 r ç ß – 1 l xî ß – 900

^◦

C, 3 Torr \ " f SiH

4

õ  H

₂

\  ¦ 1 : 15_  q

Ö  ¦ – Ð z  ´o – B H \ x 8 £ x`  ¦ $ í  © œ % i  .

s

X O >  $ í  © œ ) a SOS r « Ñ_  z  ´o – B H \ x 8 £ x“ É r „  l – Ð

\

 ¦ s 6   x # Œ 1100

^◦

C \ " f O

2

(20 sccm)ì  r0 Al \ " f \ P  í ß –



o} Œ •`  ¦ + þ A$ í % i   [10, 15]. s M : [ O & ñ “ : r • ¸\  s Ø Ôl   t

 N

2

Û ¼\  ¦ f  Ë  9Šғ ¦ [ O & ñ “ : r • ¸\  s Ø Ô! 3 `  ¦ M : O

2

 Û

¼\  ¦ f  Ë  9Å Ò% 3 Ü ¼ 9, í ß – o} Œ •_  ¿ ºa     o\  ¦ 0 AK  í ß – or  ç

ß –`  ¦ y Œ •y Œ • 2hr, 4hr, 6hr, 8hr_  r ç ß –_    à º– Ð % i  . s  X O

>  + þ A$ í  ) a í ß – o} Œ •`  ¦ ] j  l  0 AK  10 %_  HF6   xÓ  o`  ¦ s

6   x % i  .

s

ü < ° ú  s  “ ¦“ : r \ " f í ß – o} Œ •`  ¦ + þ A$ í ô  Ç s Ä »  H ¿ º î  r í

ß – o} Œ •`  ¦ s 6   x K  s M : ™ è— ¸÷ &  H z  ´o – B H_  ¿ ºa \  ¦ í ß – o }

Œ

•_  ¿ ºa _  40 % & ñ • ¸ ] j  | ¨ c   – Ð \ V © œ % i Ü ¼ 9, í ß –



o} Œ • + þ A$ í õ & ñ ×  æ gettering ´ òõ \  _ ô  Ç > €  \  ” > r F  



 H Ô  ¦í  HÓ ü t õ    † < Ê[ þ t`  ¦ y Œ ™™ èr & Šҍ  H ´ òõ \  ¦ % 3 l  0 A† < Ê s

  [11–13]. ¢ ¸ô  Ç s   H z  ´o – B H ³ ð€   } 9 l “   rms(root mean square)° ú כ`  ¦ ×  ¦ # Œ×  ¦  כ Ü ¼– Ð \ V © œ % i “ ¦, s  Qô  Ç

´

òõ  „  l & h “   : £ ¤$ í \  % ò † ¾ Ó`  ¦ Šҍ  H t \  ¦ S X ‰ “   l  0 A K

 AFM, SEM  « Ñü < DLTS(deep level transient spec- troscopy) : £ ¤$ í `  ¦ q “ § % i  . SEMõ  AFM`  ¦ s 6   x # Œ

³

ð€   x 9  é ß –€  _  — ¸_ þ v`  ¦ › ' a¹ 1 Ï % i “ ¦,   & ñ $ í `  ¦ S X ‰ “   l  0 AK  XRD, DCRC ü <  ë ß – ì  rF  g l \  ¦ s 6   x # Œ ì  r$ 3  

%

i  .  ë ß – ì  rF  g l _  Y Us $ c ” “ É r r « Ñ_  €  \  à ºf ” ô  Ç ~ ½ Ó

†

¾ ÓÜ ¼– Ð { 9  ÷ &“ ¦ & ñ ì ø Í   ) a í ß –ê ø ÍF  g`  ¦  Ž Ø  ¦   H Ê ê~ ½ Ó í ß – ê

ø Í(backscattering) + þ AI – Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e ”  . r « Ñ ? /_  Ÿ í



7 H — ¸× ¼\  ¦ # Œl  r v l  0 A # Œ 514.5 nm_    © œ`  ¦ ° ú 



 H  Ø ÔŒ 4 H Y Us 4 R y n C`  ¦ › ¸ r (  Ü ¼ 9, Ê ê~ ½ Ó í ß –ê ø ͝ ) a y n C“ É r 1800 gr/min_   r] X    \  ¦ ? / © œô  Ç ì  rF  g > \  ¦ : Ÿ x K  ì  rí ß –

 )

a  6 £ § CCD array – Ð  Ž Ø  ¦ ÷ &% 3  .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o



 s # Q l ó ø Í (1¯ 102) 0 A\  900

^◦

C_  “ : r • ¸\ " f $ í  © œ

 )

a z  ´o – B H \ x 8 £ x ³ ð€  õ  é ß –€  — ¸_ þ v`  ¦ SEM  ”  `  ¦ Õ ªa Ë >

1 \ 
 ? /% 3  . s ˜ Ð  ± ú “ É r $ í  © œ“ : r • ¸\ " f  H $ í  © œ  Ö ¸$ í

 o \  -t   -Á º ± ú      & ñ ¢ ¸  H q & ñ | 9  + þ AI – Ð $ í  © œ

% i  . 900

^◦

C_  “ : r • ¸\ " f $ í  © œ½ + É M :\  œ íl \       © œ Ã

º s  M :ë  H \  z  ´o – B H island  + þ A$ í H † d`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3 



. Õ ªa Ë > 1(a)  H $ í  © œ ) a z  ´o – B H 8 £ x_  ³ ð€  + þ A © œÜ ¼– Ð" f  

´ n

qó ø ͗ ¸€ ª œ_  crosshatch pattern`  ¦ › ' a8 £ ¤½ + É Ã º e ” % 3  . s 

 כ

“ É r y Œ •y Œ •_      © œÃ ºü < \ P Ø Ÿ ‚ ½ ÓÒ  ¦ \    É r · ú š» ¡ ¤ y © œ• ¸\  _

ô  Ç  כ Ü ¼– Ð $ í  © œs  ”  ' Ÿ † < Ê\     stress release\  l “   ô 

Ç  כ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  . Õ ª ß ¼l   H €  • 1 ∼ 2 µm ß ¼l – Ð" f y Œ • y

Œ

•“ É r $ í  © œ œ íl M : Ò q t$ í  ) a  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ • ) a  . Õ ªa Ë > 1(b)  H

$ í

 © œ ) a z  ´o – B H \ x 8 £ x_  é ß –€   SEM ”  Ü ¼– Ð" f z  ´o – B H

\

x 8 £ x õ    s # Q l ó ø Í8 £ x s  ‚  " î >  ³ ðr   ) a  . s M :

$ í

 © œ ) a \ x 8 £ x_  ¿ ºa   H €  • 774 nm– Ð" f › ' a8 £ ¤ ÷ &% 3  .

Õ

ªa Ë > 1. 900

^◦

C \ " f $ í  © œ ) a SOS r « Ñ_  SEM  ”   (a)

³

ð€  + þ A © œ, (b) $ í  © œ ) a Si_  é ß –€   ”  .

Õ

ªa Ë > 2. $ í  © œ ) a SOS r « Ñ_  XRD ’    ñ (a)   s # Q (1¯ 102) l ó ø Í, (b) $ í  © œ ) a SOS.

$ í

 © œ ) a SOS r « Ñ_    & ñ $ í `  ¦ S X ‰ “   l  0 AK " f  H XRD (X-ray Diffraction) ü < DCRC (Double Crystal Rocking Curve)\  ¦ : Ÿ x # Œ   s # Q (1¯102) 0 A\  z  ´o – B H (100) ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ S X ‰ “  † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ é ß –  & ñ z  ´o – B H \ x e ” `  ¦ S X ‰

“

 ½ + É Ã º e ”  . ¢ ¸ô  Ç, XRD\  ¦ : Ÿ x K " f SOS\ " f_  $ í ì  r`  ¦ S X

‰ “  ½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, s  Qô  Ç $ í ì  rì  r$ 3 `  ¦ : Ÿ x # Œ  r & h Ü ¼

–

Ð Ô  ¦í  HÓ ü t_  7 á x À Ó\  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . Õ ªo “ ¦, @ /| Ä Ì& h 

“

    & ñ $ í õ  $ í  © œ ) a   & ñ $ í _  ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  .

DCRC  H XRD ˜ Ð  & ñ S X ‰ >    & ñ $ í `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, single crystalline“  t  polycrystalline“  t \  ¦   & ñ % i 



. 7 £ ¤, peak_  Ä »·Á º\  ¦ : Ÿ x K " f $ í  © œ ) a \ x _    & ñ $ í `  ¦ S X

‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . ¢ ¸ô  Ç ’    ñ_  ì ø Íu ; Ÿ ¤`  ¦ : Ÿ x # Œ SOS\ 

"

f µ 1 ÏÒ q t   H compressive strain_  & ñ • ¸\  ¦ · ú ˜ à º e ” Ü ¼ 9,



 s # Q l ó ø Íõ  z  ´o – B H \ x 8 £ x  s _  > €  \ " f lattice mismatch (12.5 %, 4.2 %) \  _ ô  Ç   † < Ê& ñ • ¸• ¸ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”

% 3   [12]. Õ ªa Ë > 2  H $ í  © œô  Ç z  ´o – B H \ x 8 £ x õ    s # Q l

ó ø Í\  @ /ô  Ç XRD Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 s  .  A  ’    ñ  H $ í  © œ s „   _    s # Q l ó ø Í ë ß –_  ’    ñs  9, 0 A ’    ñ  H 900

^◦

C \ " f

$ í

 © œô  Ç r « Ñ_  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 s  . ¿ º ’    ñ\ " f ^  ¦ à º e ” 1 p w s , 50

^◦

% ò % i \ " f_  ’    ñ  H   s # Q R-plane (2202)_  ’    ñ

 › ' a8 £ ¤ ÷ &  H X <, $ í  © œ Ê ê s  ’    ñ  H Õ ª y © œ• ¸ B Ä º €  • 

>


 
 9  © œ@ /& h Ü ¼– Ð 25

^◦

  H % ƒ\ " f (1¯102) ’    ñ
 

è ß – . s  כ “ É r $ í  © œ Ê ê z  ´o – B H \ x 8 £ x \  _ K  l ó ø Í_  (2202) ’    ñ y © œ• ¸ €  •K & ’ 6 £ §`  ¦ _ p ô  Ç . s  כ `  ¦ : Ÿ x 

#

Œ SOS\  ¦ $ í  © œ l  0 AK   6   xô  Ç l ó ø ͓ É r R-plane (1¯ 102)

Õ

ªa Ë > 3. í ß – o} Œ • + þ A$ í Ê ê d ” y Œ • ) a z  ´o – B H \ x ³ ð€  _  AFM  ”  . y Œ •y Œ •“ É r d ” y Œ • Ê ê ³ ð€    } 9 l  (a) as-grown, (b) 4 r ç ß –, (c) 6r ç ß –, (d) 8r ç ß – / B N& ñ Ê ê r « Ñ ³ ð€  s  .

e ”

`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . ¢ ¸ô  Ç,   s # Q l ó ø Í ’    ñ s ü @

\

 68

^◦

  H % ƒ\ " f D h– Ðî  r ’    ñ ˜ Ðs   H X <, s   H z  ´o – B H (004) \ " f
š ¸  H ’    ñ– Ð" f RTCVD– Ð $ í  © œô  Ç SOS r « Ñ

 cubic ½ ¨› ¸_  z  ´o – B H \ x – Ð $ í  © œ÷ &% 3 6 £ §`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”

> ô  Ç . ÷  rë ß –  m   DCRC\  _ K " f• ¸ \ x  z  ´o – B H s

 é ß –{ 9    & ñ e ” `  ¦ S X ‰ “   % i   H X <. Õ ªM : ì  r$ 3  ) a Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  _

 ì ø Íu ; Ÿ ¤(FWHM)  €  • 480 arcsec s % 3  .

€

ª œ| 9 _  é ß –  & ñ z  ´o – B H \ x \  ¦ % 3 l  0 AK " f 900

^◦

C s 



© œ_  “ : r • ¸\ " f „  l – Ð\  ¦ s 6   x # Œ í ß – o} Œ •/ B N& ñ `  ¦ : Ÿ x K  € 9  כ

¹ô  Ç z  ´o – B H ¿ ºa \  ¦ › ¸] X  % i  . Õ ªa Ë > 3(a)-(d)  H $ í  © œô  Ç SOS r « Ñ\  ¦ 1100

^◦

C \ " f y Œ •y Œ • 4 ∼ 8 r ç ß –1 l xî ß – í ß – o/ B N

&

ñ `  ¦ à º' Ÿ ô  Ç r « Ñü < à º' Ÿ  l  „  _  r « Ñ\  ¦ q “ §·ì  r$ 3 ô  Ç AFM ³ ð€    ”  s  . Õ ªa Ë >\ " f ˜ Ð1 p w s  í ß – oõ & ñ „  _  z  ´ o

– B H ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€  (a)õ  í ß – o} Œ •`  ¦ + þ A$ í ô  Ç Ê ê ] j  ô  Ç ³ ð

€ 

_  s \  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  . Õ ªa Ë > 4_  (b)  H 4 r ç ß – 1 l xî ß – + þ

A$ í  ) a í ß – o} Œ • + þ A$ í Ê ê s \  ¦ ] j ô  Ç  © œI _  ³ ð€  _  RMS

° ú

כ`  ¦ q “ §ô  Ç  כ Ü ¼– Ð RMS ° ú כ“ É r 4 r ç ß – í ß – o} Œ •/ B N& ñ › ¸| 

\

" f  © œ ± ú “ É r ° ú כ`  ¦ ˜ Ðs  9, : £ ¤ y  Schottky „  À Ó-„  · ú š :

£

¤$ í • ¸  © œ Ä ºÃ º > 
 z Œ ¤ .

Õ

ªa Ë > 4(a)  H 1100

^◦

C \ " f í ß – or ç ß –\    É r í ß – o} Œ • ¿ º a

\  ¦ ³ ðr ô  Ç  כ Ü ¼– Ð" f 4r ç ß –\ " f 8r ç ß –_  í ß – or ç ß –\ 



  17.7 nm\ " f 159.7 nm  t  7 £ x  % i  . Õ ªa Ë > 4_  (b)  H í ß – o} Œ •] j  Ê ê AFMÜ ¼– Ð ì  r$ 3 ô  Ç ³ ð€   } 9 l “   RMS ° ú כ`  ¦ ³ ðr ô  Ç Õ ªa Ë >Ü ¼– Ð" f · ú ¡\ " f ƒ  / å LÙ þ ¡1 p w s  4r  ç ß

– í ß – o} Œ •/ B N& ñ Ê ê 8r ç ß – › ¸| \ " f  © œ  H ° ú כ“   30.3 nm

\

 ¦ ˜ Г    כ “ É r í ß – o} Œ •_  ¿ ºa  ´ ú §s  $ í  © œ÷ &“ ¦ s \  ¦  o

† <

Æ& h  d ” y Œ •ô  Ç Ê ê\  ” ¸Ø  ¦ ) a ³ ð€  s  > €  \  ” > r F    H   † < Ê Ü

¼– РÒ' _  % ò † ¾ ÓÜ ¼– Ð RMS ° ú כs  Z  }  ”    כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ • ) a

Õ

ªa Ë > 4. SOS0 A\  + þ A$ í  ) a í ß – or ç ß –\    É r (a) í

ß – o} Œ •_  ¿ ºa ü < (b) í ß – o} Œ • ] j Ê ê z  ´o – B H ³ ð€  _ 



} 9 l (RMS).



. í ß – o} Œ • + þ A$ í r  “ : r • ¸› ¸| s  as-grown  © œI _  ¿ º î  r z 

´o – B H_  ³ ð€  \ " f s À Ò# Q”    כ s Ù ¼– Ð 4 r ç ß – 1 l xî ß –_  \ P  í

ß – o  H > €  \  % ò † ¾ Ó`  ¦ ´ ú §s  ~ à Ît  · ú §  H ì ø ̀   6 ∼ 8r ç ß – 1

l

xî ß –_  í ß – o} Œ •õ  d ” y Œ • õ & ñ “ É r > €  _  % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à Γ É r  כ Ü ¼

–

Ð Ò q ty Œ • ) a  . Õ ª Q
 l ‘ : r& h “   as-grown  © œI _   H ³ ð€   RMS e ” \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ s    õ  : Ÿ x K " f, í ß – oõ & ñ „  õ  Ê

ê_  roughness  H €  • 20C  & ñ • ¸_  † ¾ Ó © œ`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” 

%

3  . ¢ ¸ô  Ç, í ß – oõ & ñ `  ¦ : Ÿ x K " f z  ´o – B H \ x ¿ ºa \  ¦ › ¸] X 

½ +

É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  .

s

ü < ° ú  s  r « Ñ% ƒ! 3  lattice mismatch\  _ K  $ í  © œ ) a strain r « э  H Raman ì  rF  g l \  ¦ : Ÿ x K " f• ¸ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” 



.  ë ß –ì  rF  g l \  ¦ s 6   x €  , Å Ò   ) a F  g " é ¶ \  q K  \  - t

   ¨ 8 Š ) a y n C`  ¦ y Œ ™t  # Œ r « ѳ ð€  \  ” > r F    H   + þ A

§

4 (stress)`  ¦ › ' a¹ 1 Ͻ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, s [ þ t ’    ñ– РÒ'  ³ ð€  

\

 ” > r F    H   + þ A§ 4 \  ¦ > í ß –½ + É Ã º e ”   H X <, ’    ñ_  s 1 l x (∆ω) õ    + þ A§ 4 (P )“ É r  6 £ § õ  ° ú  “ É r q Y Vd ” Ü ¼– Ð æ ¼# Œ”    [5].

∆ω = P

6ω

₀

(2q + p)(S

11

+ 2S

12

) (1)

Õ

ªa Ë > 5. 1100

^◦

C \ " f í ß – o} Œ • $ í  © œr ç ß –\    É r í ß – o} Œ • ]

j Ê ê z  ´o – B H ³ ð€  \ " f_  Raman Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 .

ω

0

  H stress  \ O   H  © œI \ " f_  Ÿ í 7 H Å Ò à ºs “ ¦, qü < p  H

 

+ þ A• ¸\  @ /ô  Ç ò ø Í$ í > à º_     o| ¾ Ó`  ¦
 ? /  H  © œÃ ºs 



. S

^ij

  H ò ø Í$ í 6   x| ¾ Ó © œÃ º(elastic compliance constant)– Ð

 

& ñ _  Ï ã Lj Ë µ © œÃ º(elastic stiffness constant, C

ij

)_  % i à º

–

Ð ½ ¨K ”   . z  ´o – B H \  @ /ô  Ç ò ø Í$ í 6   x| ¾ Ó © œÃ º S

ij

  H S

11

= 0.602 × 10

⁻¹²

cm

²

/dyne, S

12

= 1.55 × 10

⁻¹²

cm

²

/dyne s

“ ¦, p, q\  @ /ô  Ç › ' a >   H (p − q)/2ω

0

= 0.31 ± 0.06õ 

−(p + 2q)/6ω

0

= 0.90 ± 0.15_  › ' a > d ” `  ¦ ° ú   H  . d ”  (1) – РÒ'   s   7 H × ¼ ½ ¨› ¸_  z  ´o – B H ³ ð€  \  ” > r F    H

 

+ þ A§ 4 (P )`  ¦ ½ ¨½ + É Ã º e ”   [6,7].

P = 2.95 × 10

⁸

δω(dyne/cm

²

) (2)

Õ

ªa Ë > 5\  ˜ Ѝ  H  ü < ° ú  s  Raman 8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K  $ í  © œ ) a z 

´o – B H \ x  ³ ð€  \  ” > r F    H · ú š» ¡ ¤   + þ A§ 4 `  ¦ S X ‰ “   % i 



. (100) z  ´o – B H_   â Ä º LO phonon mode  H › ' a8 £ ¤ ÷ &t ë ß –, TO phonon mode  H ¸ ú ˜ › ' a8 £ ¤ ÷ &t  · ú §  H  . Bulk z  ´o – B H“  

 â

Ä º 520 cm

⁻¹

\ " f LO Ÿ í 7 H ’    ñ  Ž Ø  ¦ ÷ &  H  כ \  q K 



 s # Q l ó ø Í 0 A\  $ í  © œô  Ç z  ´o – B H_   â Ä º 523.7 cm

⁻¹

\ 

"

f  Ž Ø  ¦ ÷ &% 3   [7,14–16]. s   H z  ´o – B H õ    s # Q l ó ø Í



s \  ” > r F    H     © œÃ º_  (12.5 %, 4.2 %)ü < \ P Ø Ÿ 

‚

½ Ó > à º\  _ ô  Ç  כ Ü ¼– Ð" f, d ” (2)\  ¦ s 6   x K  > í ß – ) a · ú š» ¡ ¤

 

+ þ A§ 4 “ É r €  • 1.09 × 10

⁹

dyne/cm

²

s % 3  .

#

Œ Qt  \ P í ß – o} Œ • + þ A$ í r ç ß –\    É r r « Ñ\  ¦ \ P  í ß – o} Œ • ]

j Ê ê   & ñ $ í S X ‰ “  `  ¦ 0 A # Œ Raman ì  rF  g l ü < DCRC

\

 ¦ s 6   x # Œ q “ §, ì  r$ 3  % i  . Õ ªa Ë > 5\ " f ˜ Ѝ  H  ü < ° ú   s

 4 r ç ß – 1 l xî ß – í ß – oõ & ñ `  ¦  • 2 ; r « Ñ as-grown  © œI 

\

 ” > r F    H   + þ A§ 4 ˜ Ð  ×  ¦ # QŽ  H  כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3 Ü ¼

Õ

ªa Ë > 6. í ß – o} Œ • ] j Ê ê z  ´o – B H \ x _  Raman õ  DCRC Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 _  FWHM q “ § / B G‚  .

9, Õ ªM : 0.74 × 10

⁹

dyne/cm

²

s % i  . Õ ª Q
 í ß – o} Œ • + þ A

$ í

r ç ß –s   8 7 £ x † < Ê\       + þ A§ 4 “ É r  r  7 £ x  # Œ 8r  ç ß

– Ê ê\   H as-grown r « Ñü < ° ú  “ É r ß ¼l – Ð [  t   M ® o  . s  כ

“ É

r · ú ¡\ " f › ' a8 £ ¤ ) a ³ ð€    } 9 l (RMS)_     oü < ° ú  “ É r  â

†

¾ Ó`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ғ ¦ e ”  . s  Qô  Ç ³ ð€    } 9 l   H   ² D G   + þ A§ 4  _

 % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à Γ ¦ e ”   H  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ • ) a  .

 

+ þ A§ 4 õ   H  Ø Ô>  Raman ’    ñü < DCRC_  ì ø Íu 

;

Ÿ ¤(FWHM) ° ú כ`  ¦ : Ÿ x K " f• ¸   & ñ $ í s     o÷ &  H  כ `  ¦ S X ‰

“

  ½ + É Ã º e ” % 3  . Õ ªa Ë > 6“ É r y Œ • \ P í ß – o} Œ • + þ A$ í r ç ß –\   



É r Raman õ  DCRC ’    ñ[ þ t_  ì ø Íu ; Ÿ ¤    o\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H Õ

ªa Ë >Ü ¼– Ð" f \ P í ß – o} Œ • r ç ß –s  7 £ x † < Ê\     Raman ’    

ñ_  ì ø Íu ; Ÿ ¤  H 3.96 cm

⁻¹

\ " f 3.79 cm

⁻¹

 t  ×  ¦ # Q[ þ t # Q bulk Si à ºï  r  t  ] X   H “ ¦ e ”   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . ¢ ¸ô  Ç DCRC – Ð ì  r$ 3 ô  Ç ì ø Íu ; Ÿ ¤ % i r  480 arcsec\ " f 340 arcsec



t  y Œ ™™ è   H  כ `  ¦ S X ‰ “   % i  . s  כ “ É r \ P í ß – o} Œ • + þ A$ í õ

& ñ s    s # Q 0 A\  $ í  © œô  Ç Si \ x 8 £ x ? /   + þ A§ 4 s  q 

&

ñ  © œ& h “      o\ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦   & ñ $ í `  ¦ > h‚  r ~  ´ à º e ”  6

£

§`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H   õ s  .

s

ü < ° ú  s    s # Q 0 A\  $ í  © œô  Ç Si \ x 8 £ x_    & ñ $ í



r4 Ÿ ¤ \  › ' a # Œ í ß – o} Œ •+ þ A$ í x 9  ] j  ~ ½ ÓZ O “ É r \ x 8 £ x   & ñ

$ í

x 9    † < Ê © œI  ] j \  ´ òõ & h e ” `  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . s  כ “ É r “ ¦

“

: r \ " f_  \ P % ƒo  > €  \ " f Ò'  Ò q t$ í  ) a Si ? /_    & ñ   

† <

Ê  © œI [ þ t`  ¦  r4 Ÿ ¤ r ~  ´ ÷  rë ß –  m  ,   † < Ê © œI ü < Ô  ¦í  HÓ ü t [

þ

t`  ¦ > €  Ü ¼– РÒ'  í ß – o} Œ •s  + þ A$ í ÷ &  H ³ ð€    H % ƒ t  s  1

l

x r & , þ j7 á x& h Ü ¼– Ð í ß – o} Œ •`  ¦  o† < Æ& h Ü ¼– Ð ] j Ù þ ¡`  ¦  â Ä

º Õ ª   † < Ê © œI ü < Ô  ¦í  HÓ ü t[ þ t s  í ß – o} Œ •õ  † < Êa  ] j ÷ &  H

 

õ – РÒ'  l “  ô  Ç  כ Ü ¼– Ð Ò q ty Œ • ) a  . Õ ª Q
  8 € ª œ| 9 _ 

\

x 8 £ x`  ¦ % 3 l  0 AK " f  H   s # Q l ó ø Í_  „  % ƒo  › ¸| , í ß

– o} Œ • + þ A$ í r  7 á §  8 F  g# 3 0 Aô  Ç “ : r • ¸ › ¸| õ  + þ A$ í  ) a í ß – o }

Œ

•_  ] j  ~ ½ ÓZ O  : r& h  8 £ ¤€   x 9    s # Qü < z  ´o – B H > €  \ 

"

f_    & ñ † < Æ& h “   8 £ ¤€  \ " f_  ƒ  ½ ¨ Ê ê5 Å q ÷ &# Q  ½ + É  כ Ü

¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  .

IV. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H / å L5 Å q\ P  o† < Æ7 £ x‚ à ÌZ O `  ¦ s 6   x # Œ (1¯102)

~

½ ӆ ¾ Ó_    s # Q l ó ø Í 0 A\  z  ´o – B H \ x 8 £ x`  ¦ $ í  © œ % i 

“

¦, \ x 8 £ x_  : £ ¤$ í `  ¦ † ¾ Ó © œr v l  0 AK  \ P í ß – o} Œ • / B N& ñ `  ¦ s

6   x % i  . $ í  © œr  l ó ø Í_  “ : r • ¸  H 900

^◦

C – Ð # Œ \ x  8

£

x`  ¦ €  • 799 nm ¿ ºa – Ð $ í  © œ % i  . ~ à Ì} Œ • $ í  © œ Ê ê \ P í ß – o }

Œ

• / B N& ñ `  ¦ : Ÿ x K  í ß – o} Œ •`  ¦  o† < Æ& h Ü ¼– Ð d ” y Œ •† < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ z  ´ o

– B H ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa \  ¦ · û ª>  ½ + É Ã º e ” % 3  . í ß – o} Œ •`  ¦ + þ A$ í r

v l  „   z  ´o – B H \  @ /ô  Ç XRD x 9  DCRC   õ  z  ´o – B H 8

£

x“ É r (100)€  _  é ß –  & ñ : £ ¤$ í `  ¦
 ? /% 3 Ü ¼ 9, \ P í ß – o} Œ •

`

 ¦  • 2 ; r « Ñ\  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç   õ    & ñ $ í s  † ¾ Ó © œH † d`  ¦ ˜ Ð% i  .

í

ß – o} Œ • + þ A$ í „  \  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç Raman ì  r$ 3 

`

 ¦ ô  Ç   õ  bulk z  ´o – B H ˜ Ð  · ú š» ¡ ¤   + þ A§ 4 “ É r €  • 1.09 × 10

⁹

dyne/cm

²

s % 3  . s   H l ó ø Íõ  z  ´o – B H \ x ç ß –_  \ P  Ø Ÿ

‚ ½ Ó > à º x 9      © œÃ º_  s \  l “     H  כ Ü ¼– Ð ˜ Ð% i  Ü

¼
, s  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ • 0 A\  \ P í ß – o} Œ • / B N& ñ Ê ê 0.74 × 10

⁹

dyne/cm

²

– Ð ×  ¦% 3  . \ P í ß – o} Œ • + þ A$ í r ç ß –`  ¦ 4 r ç ß –, 6r  ç

ß – x 9  8r ç ß –Ü ¼– Ð    or v  9 : £ ¤$ í `  ¦ ì  r$ 3 ô  Ç   õ  4r ç ß – { 9

  â Ä º\   © œ Ä ºÃ ºô  Ç : £ ¤$ í `  ¦
 ? /% 3 “ ¦, s   H í ß – o} Œ • + þ

A$ í r ç ß –s  U  ´€   U  ´Ã º2 Ÿ ¤ í ß – o} Œ • ¿ ºa  7 £ x  “ ¦, s  õ 

&

ñ \ " f í ß – o} Œ •s  z  ´o – B H ~ à Ì} Œ •`  ¦  Œ ™d ” † < Ê\    , Õ ª Ê ê\ 

”

 ' Ÿ  ) a í ß – o} Œ • ] j õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K  Ä »´ ò z  ´o – B H 8 £ x_  ¿ ºa 

 · û ª t €  " f > €  \   0 >| 9 à º2 Ÿ ¤   & ñ † < Æ& h “   8 £ ¤€  \ 

"

f_  : £ ¤$ í s  $  ÷ &% 3 l  M :ë  H“    כ Ü ¼– Ð ó ø Íé ß – ) a  .

P c

p 8 ý ò k >

s

 ƒ  ½ ¨  H 2001¸  • ¸ 1 l x² D G @ /† < Ɠ § ƒ  ½ ¨¸   t " é ¶ \  _  

#

Œ s À Ò# Q& ’ 6 £ §.

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] Sorin Cristoloveanu and Sheng S. Li, Electrical char- acterization of Silicon-on-Insulator Materials and Devices (Kluwer Academic Publishers Inc. 1995).

[2] Andreas Ploβl, Gertrud Krauter, Solid-state elec- tronics 44, 775 (2000).

[3] G. Barbottin, A. Vapaille and J. L. Leray, Insta- bilities in silicon devices; A review of buried oxide structrues and SOI technologies (Elservier Science B.V., 1999).

[4] Seung-Ik Jun, Yong-Ho Yang, Jae-Bok Lee and

Duck-Kyun Choi, Appl. Phys. Lett. 75, 2235 (1999).

[5] H. S. Mavi, A. K. Shukla, K. P. Jain and S. C. Abbi, J. Appl. Phys. 69, 7815 (1991).

[6] E. Gartstein, S. Lach, D. Mogilyanski, H. Metzger, J. Peisl, Physica B 248, 79 (1998).

[7] J. van Wingerden, A. van Dam, M. J. Haye, P. M.

L. O. Scholte and F. Tuinstra, Phys. Rev. 55, 9352 (1996).

[8] S. M. Gates, C. M. Greenlief, D. B. Beach and P. A.

Holbert, J. Chem. Phys. 92, 3144 (1990).

[9] Won Cheol Lee, Characteristics of Metal-Oxide- Silicon structures fabricated by rapid thermal chemi- cal vapor deposition (Ph. D. Thesis. Dongguk. Univ., 2000).

[10] S. Wolf, Silicon Processing for the VLSI Era, (LAT- TICE PRESS, 1995), p. 539.

[11] Victor E. Borisenko, Peter J. Hesketh, Rapid Ther- mal Processing of Semiconductors (Plenum Press, 1991), p. 212.

[12] R. A. Yankov, J. R. Kaschny, P. F. P. Fichtner, A.

Mucklich, U. Kreiβig and W. Skorupa, Microelec- tronic Engineering 36, 129 (1997).

[13] Sorab K. Ghandhi, VLSI Fabrication Principles ; Silicon and Gallium Arsenide (Wiley Interscience, 1983), p. 475.

[14] M. E. Twigg, E. D. Richmond, J. Appl. Phys. 64, 3037 (1988).

[15] M. E. Twigg, E. D. Richmond, J. G. Pellegrino, J.

Appl. Phys. 67, 3706 (1990).

[16] Seigo Kishino, Shinya Iida, Shigeru Aoki and Tat-

sumi Mizutani, J. Appl. Phys. 48, 3138 (1977).

Thermal Oxidation Process for Enhancing the crystallinity in Silicon-on-Sapphire (1¯ 102) Epilayers

J. H. Cha and D. Y. Kim

Department of Semiconductor Science, Dongguk University, Seoul 100-715

C. J. Park, Y. H. Kwon and H. Y. Cho

^∗

Department of Physics, Dongguk University, Seoul 100-715

Y. H. Lee

Department of Information Communication Engeneering, Dongguk University, Gyeongju 780-714 (Received 7 January 2003)

Silicon epilayers were grown on (1¯ 102) sapphire substrates by using rapid thermal chemical vapor deposition (RTCVD) and a thermal oxidation process was used to enhance the crystal quality and to control the epilayer thickness. In the case of the Si epilayer grown at 900

^◦

C, the properties of single crystal Si(100) appeared and the epilayers had good crystallinity after the ensuing thermal oxidation process. From Raman spectroscopy, the compressive strain of the as-grown samples was about 1.09 × 10

⁹

dyne/cm

²

, while that of the sample after thermal oxidation was reduced to 0.74

×10

⁹

dyne/cm

²

. As the oxidation time was increased from 4 h to 8 h, the oxidation thichness thicker. The sample processed for 4h showed the least surface roughness and the best crystal qualities. The decrease in crystal quality after with increasing processing time is thought to be due to the thinner epilayers during removal of the effective Si epilayer having more defects near the interface between the substrate and the Si epilayer.

PACS numbers: 61.72.-y, 61.82.Fk, 72.80.Ey, 81.65.-b

Keywords: Silicon on sapphire (SOS), Rapid thermal chemical vapor deposition (RTCVD), DCRC, Raman spectroscopy

∗

E-mail: [email protected]