УДК 621.315.592
КАБАЛЬНОВ Ю.А.1, ПЕТУРОВ Н.И.1
ПАВЛОВ Д.А.2, ЕРМОЛАЕВ О.А.2

ПРЕДЭПИТАКСИАЛЬНАЯ ИОННО-ЛУЧЕВАЯ
МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ R-СРЕЗА САПФИРА
1ФГУП НИИИС им. Ю.Е. Седакова, 603950, Н. Новгород, ул. Тропинина, 47
2ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 603950, Н. Новгород, пр. Гагарина, 23

Современная технология получения ультратонких слоёв кремния на
сапфире (КНС) основана на имплантации ионов кремния в область
дефектного слоя с последующей твердофазной рекристаллизацией и
утонением путём окисления и стравливания [1]. При этом исходные слои
получают методом газофазной эпитаксии, при котором на ранних стадиях
роста формируется дефектный слой толщиной ~0.1-0.3 мкм. Совершенно
очевидно, что при облучении структур КНС затрагивается не только сам
дефектный слой кремния, но и приграничный слой сапфира. Этому
аспекту проблемы до сих пор не было уделено должного внимания.
Альтернативным методом промышленного производства структур
КНС может стать молекулярно-лучевая гетероэпитаксия, которая
позволяет получать структурно-совершенные слои кремния, не прибегая к
их перекристаллизации [2]. В этом случае метод ионной имплантации
может быть применён для активного воздействия на структуру подложки.
В настоящей работе исследовалось влияние облучения ионами Ar+ с
энергией E= 100 кэВ в интервале доз D= (1÷60)·1014 см-2 и ионами Si+,
E=80 кэВ, D=(3÷10)·1014
см-2
на
структуру
поверхности
и
приповерхностного слоя пластин сапфира 100 мм с ориентацией
1
( 1 0 2) . При облучении часть поверхности маскировалась толстым
(0.6 мкм) слоем кремния. Воздействие имплантации выявлялось путём
сравнения дифрактограмм, снятых при отражении электронного пучка (50
кэВ) от облучённой и необлучённой (маскированной) поверхности
сапфира. Степень структурного совершенства оценивалась по Кикучи-
линиям, присутствие которых сохранялось вплоть до доз 1015 см-2 при
некотором изменении взаимных углов между отдельными линиями.

1. U.S. Pat. No. 5,973,363, entitled CMOS circuitry with shortened p-
channel length on ultrathin silicon on insulator /D.R. Staab et al., date of
patent: oct. 26, 1999, 73 p.
2. Структурные и фотолюминесцентные свойства гетероэпитаксиальных
слоёв кремния на сапфире /С.П. Светлов и др. //ФТТ, 2004, т. 46, вып.
1, с. 15-17.

Document Outline