УДК 621.382.002
БУТЫВСКАЯ М.В.
ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ СТРУКТУР КРЕМНИЙ НА
ИЗОЛЯТОРЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМПЛАНТАЦИИ
ВОДОРОДА
ОАО НИИМЭ и Микрон
124460, г. Москва, Зеленоград, 1-й Западный проезд, д. 12, стр. 1
Телефон: + 7 495 229-72-79; E-mail: butyvskaya@mikron.ru
Технология кремний на изоляторе (КНИ) выбрана рядом ве-
дущих мировых фирм основным направлением развития кремниевой
микроэлектроники.
Использование в современной микроэлектронике структур КНИ
вызвано перспективностью данного материала для миниатюризации
ИС и возможностью перехода к нанотехнологии. КНИ-подложки
обеспечивают полную электрическую изоляцию отдельных приборов
на чипе, что ведет к целому набору достоинств: увеличение быстро-
действия, снижение потребляемой мощности, снижение напряжения
питания без потери быстродействия. Снижение площади микросхемы
и уменьшение количества операций технологического маршрута при-
водит к снижению стоимости продукции. КНИ приборы могут функ-
ционировать вплоть до температур 350°С, а также они менее чувстви-
тельны к воздействию альфа частиц и к другим радиационным
воздействиям.
Рассмотрены ключевые проблемы технологии создания КНИ
структур методом водородного переноса:
- имплантация ионами водорода донорной пластины;
- методы подготовки поверхности донорной и несущей пластин к со-
единению;
- финишная полировка поверхности приборного слоя КНИ структуры
и восстановление донорной пластины после скалывания.
Проведены исследования условий формирования однородного
пористого слоя в кремнии, имплантированном ионами водорода или
совместно ионами водорода и ионами гелия. Полученные эксперимен-
тальные данные показывают, что факт образования пористого слоя и
его структура (размер и однородность пор) зависят не только от дозы и
энергии имплантации, но и существенно зависят от вида имплантера и
условий имплантации.
Исследованы различные методы подготовки пластин к соедине-
нию. Пластины подвергались химической обработке, обработке в ки-
слородной плазме и химико-механической полировке (ХМП). Полу-
ченные результаты показывают, что оптимальными методами
подготовки пластин к соединению являются обработка в кислородной
плазме и ХМП.

Качество поверхности исходных (стандартных) кремниевых
пластин, приборного слоя кремния в КНИ структуре до и после ХМП
оценивалось по измерению микрошероховатости поверхности методом
атомно-силовой микроскопии (АСМ) (см. рис.1).
Микрошероховатость поверхности исходных (стандартных)
кремниевых пластин составляла 0,093 ÷ 0,17 нм.
Микрошероховатость поверхности приборного слоя Si после
скалывания (до ХМП) составляла 6,3 ÷ 7,1 нм, а после ХМП 0,054 ÷
0,119 нм.


а) б)
в)

Рис. 1. Снимки микрошероховатости поверхности, полученные с по-
мощью АСМ: а) исходная пластина; б) приборный слой кремния
структуры КНИ после скалывания (до ХМП); в) приборный слой
кремния структуры КНИ после ХМП.
Получены экспериментальные образцы КНИ структур с пара-
метрами:
- толщина приборного слоя кремния - d = 0,
Si
2 ÷0,6 мкм;
- толщина скрытого диэлектрика - dSiО2 = 0,2 ÷0,4 мкм.

Рис. 2. Сечение КНИ структуры,
полученной методом импланта-
ции водорода.





Document Outline