WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

слоями В процессе постимплантационного геттерирующего отПод геттерированием обычно подразумевается техно- жига наблюдался процесс перераспределения меди с логический процесс удаления неконтролируемых приме- поверхности кристалла на внутреннюю поверхность пор сей и дефектов из активной зоны полупроводниковых в нарушенном слое. С повышением температуры отприборов и их перенос в пассивные области. Для этого жига количество меди, локализованной у поверхности, в пассивных областях пластин или приборов формиру- уменьшалось, а в пористом слое — возрастало и при ются либо специальные стоки и центры преципитации Tann = 780C превышало 95% всей имплантированной геттерируемой примеси (релаксационное геттерирова- меди. Следует отметить, что в равновесных условиях при ние), либо создаются условия для повышенной рас- Tann = 780C примерно одна треть имплантированной творимости этой примеси (сегрегационное геттерирова- меди могла бы раствориться в пластине Si, обеспечив Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 144 В.В. Козловский, В.А. Козлов, В.Н. Ломасов среднюю концентрацию на уровне растворимости меди ионов гелия с энергией 1.5 МэВ. Представленные в рабо 3 · 1016 см-3. Тем не менее почти вся медь была те результаты показали, что геттерирование пористыми поглощена пористым слоем, заполнив внутреннюю по- слоями имеет ряд преимуществ:

верхность пор и даже образовав в порах объемную фазу a) пористый слой может быть сформирован в непоCu3Si. Результаты исследований, показывающие высосредственной близости от рабочей поверхности;

кую эффективность геттерирования меди на пористые б) поры в пористом слое образуют плотную квазислои, созданные имплантацией гелия, можно также найти непрерывную систему геттерирующих стоков в отличие в работах [45,72] для случая внешнего геттерирования на от рассредоточенных по объему всей пластины центров тыльную поверхность.

внутреннего геттерирования;

В работе [73] проведен сравнительный анализ эфв) в порах геттерирование примесей происходит как за фективности геттерирования золота с использованием счет их захвата на ненасыщенные связи на внутренней высокодозной имплантации протонов H+ и ионов кремповерхности пор, так и за счет образования и роста ния. Имплантация H+ проводилась с энергией 97 кэВ силицидов металлов.

и дозой 3 · 1016 см-2, имплантация Si+ проводилась с Первые два преимущества обеспечивают ускоренную энергией 250 кэВ и дозой 1015 см-2, имплантация золота кинетику геттерирования металлических примесей изпроводилась в поверхность пластин со стороны геттеза малой дистанции диффузии примесей к геттерируюрирующего слоя с энергией 95 кэВ и дозой 1015 см-2.

щему пористому слою. Третье преимущество позволяет Процесс геттерирования золота на пористый скрытый уменьшать концентрацию геттерируемой примеси до слой был аналогичен случаю геттерированной меди и существенно меньших значений в сравнении со случаем при использовании постимплантационного отжига при внутреннего геттерирования. Физический механизм внуTann = 850C практически все имплантированное золото треннего геттерирования не может обеспечить снижение ( 96%) было сосредоточено в узком пористом слое.

концентрации металлических примесей ниже уровня их Исследование динамики накопления золота в пористом равновесной растворимости в кристалле, так как уменьслое показало, что сперва атомы золота захватываются шение концентрации примеси в рабочем слое пластин ненасыщенными связями на поверхности пор, а когда вся происходит за счет образования и роста силицидов меповерхность пор покрывается монослоем атомов золота, таллов на внутренних геттерирующих стоках (включенистановится возможным процесс образования объемной ях SiO2). Это возможно лишь в случае, когда исходная фазы в виде эвтектического расплава Si–Au. При концентрация примесей в кристалле превышает предел последующем охлаждении такой расплав приводит к равновесной растворимости при заданной температуре образованию обогащенных золотом кристаллитов в погеттерирующего отжига. При геттерировании примерах нарушенного слоя. Эффективность геттерирования сей пористым слоем помимо образования силицидов золота на пористые слои была максимальной в сравнении геттерируемая примесь захватывается ненасыщенными с захватом золота на дефектные слои, созданные имплансвязями на внутренней поверхности пор, т. е. работает тацией ионов кремния, или преципитацией золота вблизи дополнительный механизм геттерирования — хемосорбповерхности.

ция. Действие этого механизма не зависит от исходной Наиболее полное теоретическое и экспериментальконцентрации геттерируемой примеси в кристалле, что ное исследование процессов геттерирования золота на обеспечивает возможность снижения концентрации мескрытые пористые слои в кремнии было проведено в таллических примесей в рабочем слое пластин сущеработе [74]. Авторы данной работы исследовали пественно ниже предела их растворимости. Все это делает рераспределение атомов золота из приповерхностного технологию геттерирования с использованием пористых слоя преципитатов равновесной фазы Au–Si на захорослоев более эффективной в сравнении с методами внуненный пористый слой и с одного пористого слоя на треннего геттерирования. Аналогичные результаты были другой. Данные измерения позволили определить свополучены в работе [76] для случая геттерирования меди.

бодную энергию взаимодействия золота со стенками пор Помимо рассмотренных выше примеров эффект геттеи теоретически описать процесс геттерирования золота рирования металлических примесей пористыми слоями внутренними пористыми слоями. Практически важным был также продемонстрирован для Pt, Ni и Co [45,77–79].

следствием данной работы является возможность определения оптимальных режимов геттерирования приме- Подводя итог анализа работ по геттерированию примесей скрытыми пористыми слоями путем теоретического сей с использованием скрытых пористых слоев, можно моделирования процесса. заключить, что данный метод геттерирования является Детальное исследование геттерирования железа пори- наиболее эффективным при геттерировании примесей стыми слоями было проведено в работе [75]. Отличи- металлов в кремниевых пластинах. Он может быть с тельной особенностью данной работы является сравне- успехом использован как для внешнего геттерирования ние эффективностей геттерирования железа с исполь- примесей на тыльную сторону пластин, так и для лозованием внутреннего геттерирования и геттерирования кального геттерирования примесей из приборной зоны скрытыми пористыми слоями, созданными имплантацией интегральных схем на близкорасположенные стоки.

Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. Модифицирование полупроводников пучками протонов 6. Заключение использовано в родственных областях (сегнетоэлектрические материалы, высокотемпературные сверхпроводАнализ имеющихся на сегодняшний день основных на- ники, фуллерены и др.) [82,83].

правлений модифицирования полупроводников пучками Настоящая работа выполнена при частичной поддержпротонов, проведенный в предыдущих [1,3,80,81] и наке программы ”Перспективные технологии и устройства стоящем обзоре, показывает, что рассматриваемый метод микро- и наноэлектроники” Министерства науки и техмодифицирования (легирования) открывает новые вознологий РФ (грант 02.04.330.89.1.2).

можности управления свойствами полупроводниковых материалов и создания приборов на их основе по сравАвторы признательны В.Ф. Мастерову, который ининению с традиционными методами легирования — дифциировал написание данного обзора и был его первым фузионным, эпитаксиальным, ионно-имплантационным.

доброжелательным рецензентом.

Общей особенностью всех анализируемых методов легирования является их локальность. Глубина модиСписок литературы фицированного слоя определяется энергией протонов и их тормозными потерями в полупроводнике и реально [1] И.В. Васильева, Г.А. Ефремов, В.В. Козловский, В.Н. Ломаможет регулироваться от десятков нанометров до сотен сов, В.С. Иванов. Радиационные процессы в технологии микрометров.

материалов и изделий электронной техники, под ред.

В работах [3,80] нами уже указывалось, что трансВ.С. Иванова, В.В. Козловского (М., Энергоатомиздат, мутационное легирование с использованием протонов 1997).

наиболее перспективно при создании силовых и гальва[2] В.С. Вавилов, Б.М. Горин, Н.С. Динилин, А.Е. Кив, номагнитных приборов.

Ю.Л. Нуров, В.И. Шаховцов. Радиационные методы в Легирование радиационными дефектами под действитвердотельной электронике (М., Наука, 1990).

ем протонного облучения успешно используется в произ- [3] Л.Ф. Захаренков, В.В. Козловский, Б.А. Шустров. ФТП, 26, водстве электронных (полевые транзисторы с барьером 3 (1992).

[4] L.F. Zakharenkov, V.V. Kozlovski. In: Semiconductor TechШоттки, лавинно-пролетные диоды, силовые диоды и nology: Processing and Novel Fabrication Techniques, ed.

тиристоры, интегральные схемы) и оптоэлектронных by M. Levinshtein, M. Shur (N.–Y., John Wiley & Sons, 1997) приборов (полупроводниковые гетеролазеры, светодиоChap. 2, p. 17.

ды, фотодиоды [1,2,81]).

[5] Н.Б. Плешивцев, А.И. Бажин. Физика воздействия ионГлавное достоинство протонно-стимулированной дифных пучков на материалы (М., Вузовская книга, 1998).

фузии — создание сложных профилей распределения [6] J. Lindhard, M. Scharff, H. Schiett. Kgl. Danske vid selskab.

примесей, которые невозможно формировать другими mat. fys. medd., 33, 3 (1963).

методами. Так, например, сложные профили распре[7] Вопросы радиационной технологии полупроводников, деления с повышенной крутизной, полученные метопод ред. Л.С. Смирнова (Новосибирск, Наука, 1980).

дом протонно-стимулированной диффузии, представля- [8] Модифицирование и легирование поверхности лазерют большой интерес для производства СВЧ приборов. ными, ионными и электронными пучками, под ред.

А.А. Углова (М., Машиностроение, 1987). [Пер. с англ.:

Весьма перспективным направлением является ионноSurface modification and alloying by laser, ion and electron лучевое перемешивание (ИЛП). Это направление в beams, ed. by J.M. Poate, G. Foti and D.C. Jacobson (N.–Y., настоящее время интенсивно развивается, и уже полуPlenum Press, 1983)].

чен ряд экспериментальных результатов, в частности с [9] P. Baruch, C. Constantin, J.C. Pfister, R. Saintesprit. Disc. Far.

применением современных методов анализа (вторичноSoc., 31, 86 (1961).

ионная масс-спектрометрия, обратное резерфордовское [10] G.J. Dienes, A.C. Damask. J. Appl. Phys., 29, 1713 (1958).

рассеяние ионов, электронная спектроскопия), указы[11] P. Baruch. Inst. Phys. Conf. Ser., 31, 126 (1977).

вающих на возможность практического использования [12] Y. Morikawa, K. Yamamoto, K. Nagami. Appl. Phys. Lett., 36, ИЛП, например, для создания омических контактов к 997 (1980).

материалам AIIIBV.

[13] Е.Д. Горнушкина, И.В. Кириллова, Р.Ш. Малкович. ФТТ, Анализируемые работы дают достаточно полную ин- 24, 1088 (1982).

формацию о формировании пористых слоев в полу- [14] Т.Д. Джафаров. Радиационно-стимулированная диффузия в полупроводниках (М., Энергоатомиздат, 1991).

проводниках при протонном облучении. Перспективно [15] Физические процессы в облученных полупроводниках, использование пористых слоев для геттерирования припод ред Л.С. Смирнова (Новосибирск, Наука. 1977).

месей и прецизионного расслаивания (технология Smart [16] G.D. Watkins. In: Effects des rayonnements sur les Cut) полупроводниковых пластин. Однако эксперименsemiconductors, ed. by P. Baruch (Paris, Dunod, 1964) p. 97.

тальные работы, посвященные прямому сравнению воз[17] V.V. Kozlovski, V.N. Lomasov, L.S. Vlasenko. Rad. Eff., 106, можностей пучков трех видов ионов — водорода, кисло37 (1988).

рода, азота — для формирования структур ”кремний на [18] Г.А. Качурин, В.И. Ободников, В.Я. Принц, И.Е. Тысченко.

изоляторе”, до сих пор отсутствуют.

ФТП, 28, 519 (1994).

Применение протонных пучков не ограничивается [19] Г.А. Качурин, Г.В. Гадияк, В.И. Шатров, И.Е. Тысченко.

сферой полупроводниковой электроники и может быть ФТА, 26, 1977 (1992).

2 Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 146 В.В. Козловский, В.А. Козлов, В.Н. Ломасов [20] В.В. Козловский, В.Н. Ломасов, Г.М. Гурьянов, А.П. Ковар- [52] S.J. Jeng, G.S. Oehrlein. Appl. Phys. Lett., 50, 1912 (1987).

ский. ФТП, 16, 2089 (1982). [53] J. Wong-Leung, C.E. Ascheron, M. Petravic, R.G. Elliman, [21] В.В. Козловский, В.Н. Ломасов. ЖТФ, 54, 1157 (1984). J.S. Williams. Appl. Phys. Lett., 66, 1231 (1995).

[22] В.В. Козловский, В.Н. Ломасов. ФТП, 19, 143 (1985). [54] X. Lu, N.W. Cheung, M.D. Strathman, P.K. Chu, B. Doyle.

[23] В.В. Козловский, С.А. Мазуров, Б.Я. Бер, А.Л. Закгейм, Appl. Phys. Lett., 71, 1804 (1997).

Д.А. Зушинский, И.А. Козловская, И.В. Кочиев, Б.С. Явич. [55] M. Bruel. Electron. Lett., 31, 1201 (1995).

Письма ЖТФ, 19(23), 65 (1993). [56] A.-J. Auberton-Herve. Sol. St. Technol., 37, 89 (1994).

[24] В.Н. Абросимова, В.В. Козловский, Н.Н. Коробков, [57] S. Bengtsson. J. Electron. Mater., 21, 841 (1992).

В.Н. Ломасов. Изв. АН СССР. Неорг. матер., 26, 488 [58] C.M. Varma. Appl. Phys. Lett., 71, 3519 (1997).

(1990). [59] W.K. Chu, R.H. Kastl, R.F. Lever, S.F. Mader, B.J. Masters.

[25] O.V. Alexandrov, V.V. Kozlovski, V.V. Popov, B.E. Samorukov. Phys. Rev. B, 16, 3851 (1977).

Phys. St. Sol. (a), 110, k61 (1988). [60] C.C. Criffoen, J.H. Evans, P.C.D. Jong, A. van Veen. Nucl.

[26] M.A. Betuganov, M.U. Digilov, V.I. Kosticov, M.A. Kumakhov. Instr. Meth. B, 27, 417 (1987).

Phys. St. Sol. (a), 59(2), 835 (1980). [61] Q.-Y. Tong, K. Gutjahr, S. Hopfe, U. Gosele, T.-H. Lee. Appl.

[27] Ю.Н. Казаринов, В.В. Козловский, В.Н. Ломасов, М.В. Пит- Phys. Lett., 70, 1390 (1997).

кевич. ФТП, 20, 1577 (1986). [62] A. Agarwal, T.E. Haynes, V.C. Venezia, O.W. Holland, [28] E. Ibe. Nucl. Instr. Meth. B, 39, 148 (1989). D.J. Eaglesham. Appl. Phys. Lett., 72, 1086 (1998).

[29] L.S. Hung, Q.Z. Hong, J.W. Mayer. Nucl. Instr. Meth. B, 37/38, [63] L.D. Cioccio, Y. Le Tiec, F. Letertre, C. Jaussand, M. Bruel.

414 (1989). Electron. Lett., 32, 1144 (1996).

[30] J.W. Mayer, B.Y. Tsaur, S.S. Lau, L.S. Hung. Nucl. Instr. Meth., [64] L.D. Cioccio, Y. Le Tiec, C. Jaussand, E. Hugonnard-Bruyere, 182/183, 1 (1981). M. Bruel. Mater. Sci. Forum, 264–268, 765 (1998).

[31] D.L. Santes, J.P. de Souza, L. Amaral, H. Boudinov. Nucl. Instr. [65] Q.-Y. Tong, T.-H. Lee, L.-J. Huang, Y.-L. Chao, U. Gosele.

Meth. B, 103, 56 (1995). Electron. Lett., 34, 407 (1998).

[32] L.S. Hung, J.W. Mayer, C.S. Pai, S.S. Law. J. Appl. Phys., 58, [66] E. Jalaguir, B. Aspar, S. Pocas, J.F. Michaud, M. Zussy, 1527 (1985). A.M. Papon, M. Bruel. Electron. Lett., 34, 408 (1998).

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.