Способ получения структур кремний-на-изоляторе Советский патент 1995 года по МПК H01L21/265 

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники и может быть использовано для создания приборов на изолирующих подложках.

Целью предложенного способа является сохранение окислительного свойства пористого кремния (ПК) за счет исключения высокотемпературных операций и получение заданного топологического рисунка структуры кремний-на-изоляторе (КНИ) путем локальной обработки ионным пучком.

В известном способе получения структуры КНИ, включающем создание в монокристаллической пластине Si поверхностного слоя ПК и его термическое окисление, на ПК формируют пленку аморфного Si и осуществляют облучение ионами с массой не менее 28 а.е.м. и энергией, достаточной для проникновения на толщину аморфной пленки, находящейся при 300-500°С. Причем формирование пленки аморфного Si осуществляют осаждением вещества как в аморфном состоянии с уплотняющим отжо- гом при 200 500°С без выноса на воздух, так и кристаллическом при температуре не более 700°С и последующей ее аморфиза- ции ионным облучением.

Пример1.1. Образование поверхностного слоя ПК толщиной 1,5 мкм осуществляют в пластине Si (100) КЭС-0,01 анодным растворением в водном растворе HF при плотности тока 100 мкА/см ,

2. Формирование пленки аморфного Si толщиной 50 нм проводят в высоковакуумной установке методом молекулярно-луче- вого осаждения при 150°С с последующим уплотняющим отжигом при 400°С 40 мин. Кроме того, уплотняющий отжим проводят при температурах 200°С в течение 1,5 ч и 500°С-20мин.

З.Ионно-стимулированный рост монокристаллической пленки от границы с ПК осуществляют облучением ионами через маску в виде решетки из полосок тантала шириной 0,3 мм с зазорами 0,3 мм - 1 мм при следующих условиях: ион 131Хе+, энергия 140 кэВ, доза 1016 , температура 500°С.

П р и м е р 2. Структуру, полученную аналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обрабатывают по п.З при следующих условиях:

1 414ион г Хе , энергия 140 кэВ, доза 5 1015 , температура 400°С.

Примерз. Структуру, полученную аналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обра- батывают по п.З, при следующих условиях (комбинированное облучение):

Ион As,

Энергия 130 кэВ, доза - 1016 см2

80кэВ-1016см 2

40кэВ-1016см 2

Температура 500°С

П р и м е р 4. Структуру, полученную аналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обрабатывают по п.З при следующих условиях: ион - 31Р+, энергия - 100 кэВ, доза 1016 , температура 500°С.

П р и м е р 5. Структуру, полученную аналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обрабатывают по п.З при следующих усло- виях: он - 28Si+, энергия - 60 кэВ, доза - 5 -1015 см2, температура - 300°С.

П р и м е р 6. На поверхность слоя ПК, полученного аналогично п.1 примера 1, осаждают поликристаллическую пленку Si толщиной 120 нм в реакторе пониженного давления посредством разложения моноси- лана при температуре 700°С. Последующую ее аморфизацию осуществляют комбинированным облучением при комнатной темпе- ратуре ионами As+ с энергией 130, 80 и 40 кэВ дозами 1015 на каждой ступени. Заключительную обработку проводят тем же комбинированным облучением, только

16 „. -2

при температуре 500 С и дозами 10 см

Использование предлагаемого способа получения структуры КНИ обеспечивает надежное сохранение окислительных свойств ПК в процессе создания структуры КНИ, что

особенно важно при массовом производстве приборов, возможность привлечения к производству приборов на основе структур КНИ, широко используемых о технологии микроэлектроники методом химического и

плазмо-химического осаждения пленок, упрощение процесса получения структур КНИ за счет сокращения числа операций, возможность создания структур КНИ с заданным топологическим рисунком посредством

управления ионным облучением.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУР КРЕМНИЙ-НА-ИЗОЛЯТОРЕ, включающий создание на поверхности кремниевой пластины слоя пористого кремния и его термическое окисление, отличающийся тем, что, с целью сохранения окислительных свойств пористого кремния за счет исключения высокотемпературных п

операций и получения заданного топологического рисунка, на слое пористого кремния формируют пленку аморфного, кремния, после чего осуществляют облучение пленки аморфного кремния при температуре 300-500 С всей поверхности или локально ионами с массовой не менее 28 а.е.м. и энергией, достаточной для проникновения на толщину аморфной пленки.

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники и может быть использовано для создания ИС с полной диэлектрической изоляцией. Цепью изобретения является сохранение окислительного свойства пористого кремния за счет снижения температуры процессов и получение заданного топологического рисунка структуры КНИ путем локальной обработки ионным пучком. Поставленная цель достигается за счет ускоренного термического окисления пористого кремния по сравнению с монокристаллической пленкой кремния образующейся за счет облучения ионами с массой не менее 28 ае.м. при 300-500° С.