Abstract
本篇論文主要分成兩大架構，第一部份著重於如何解決以往在整合鍺基板製作邏輯元件上遇到的困難點，例如：如何於矽晶圓上形成高品質的鍺磊晶層以及氧化層、解決n型鍺/金屬接面的費米能階釘扎現象。利用氧化矽鍺還原的方式，在第二、三章中成功於在矽晶圓上形成高濃度單晶鍺薄膜以及高品質之二氧化矽氧化層，其中包含利用單晶矽鍺氧化還原或是非晶鍺薄膜氧化還原兩個方式，以上這兩個方式替將來鍺電子元件應用上提供了一個更便利且經濟的選擇，此外氧化層經過氨氣氮化後再處以額外的一氧化二氮氣體處理可以的成功提高薄膜介電常數且改善元件漏電特性。第四章利用四氟化碳電漿處理修補鍺介面斷鍵來改善n型鍺/金屬接面的費米能階釘札現象。論文的第二部分著重於新穎鍺電子元件開發，利用先前的研究基礎成功於矽晶圓上製作鍺類型快閃記憶體以及鍺電阻式記憶體。相較於傳統矽類型快閃記憶體，鍺類型快閃記憶體能有更快的操作速度，並且在可靠度上也有相當不錯的電性表現，並發現利用鍺向外擴散摻雜穩定二氧化鋯電荷捕捉層的結晶態能有效的提高電荷捕捉層的介電係數以及提供更多電荷儲存的空間，詳細內容述於第五、六章。第七章探討鍺電阻式記憶體的製作，利用鍺的高介面陷阱特性進而改變氧空缺移動的現象。所有實驗結果總結於第八章。傳統矽電子元件在尺寸微縮已遇到極大的挑戰，鍺電子元件在未來高速元件應用上是個相當具有潛力的選擇，本論文解決了以往於整合鍺基板製作邏輯元件的種種困難，並且成功的於矽晶圓開發出高效能鍺電子元件，能相容於現行的互補式金氧半電晶體製程並應用於新世代鍺電子元件開發。