Способ получения структур кремний-на-изоляторе

(19) (1) ТЕНИЯ к автор видетельст 8,й СОЮЗ СОВЕТСКИХСОциАлистических РеспуБликГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ ССог) ОПИСАНИ(71) Институт физики полупроводников СО АнСССР(56) Веае М е 1 а. А Мису 01 Б МВЕ ол рогопвцЫга 1 ев, Час Зо (1985), ВЗ, й 2, 732.Бп Т е 1 а 100-рБ-оп-пвцаког Б 1 ас 1Ьу В МВЕ оп рогопв й Арр. Ртув. .ей (1986), 426, 1973.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТРУКТУР КРЕМНИЙ-НА-ИЗОЛЯТОРЕ(57) Изобретение относится к области полулроводниковой микроэлектроники и может быть использовано дпя создания ИС с полной диэлектрической изоляцией. Цепью изобретения является сохранение окислительного свойства пористого кремния эа счет снижения температуры процессов и получение заданного топологического рисунка структуры КНИ путем локальной обработки ионным пучком. Поставленная цель достигается эа 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.Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники и можетбыть использовано для создания приборовна изолирующих подложках.Целью предложенного способа является сохранение окислительного свойства пористого кремния (ПК) эа счет исключениявысокотемпературных операций и получение заданного топологического рисункаструктуры кремний-на-изоляторе (КНИ) путем локальной обработки ионным пучком.В известном способе полученияструктуры КНИ, включающем создание вмонокристаллической пластине Я поверхностного слоя ПК и его термическое окисление, на ПК формируют пленку аморфного Яи осуществляют облучение ионами с массойне менее 28 а.е,м, и энергией, достаточнойдля проникновения на толщину аморфнойпленки,.находящейся при 300-500 С. Причем формирование пленки аморфного Яосуществляют осаждением вещества как ваморфном состоянии с уплотняющим отжогом при 200 - 500 С без выноса на воздух,так и кристаллическом при температуре неболее 700 С и последующей ее аморфизации ионным облучением.П р и м е р 1.1. Образование поверхностного слоя ПК толщиной 1,5 мкм осуществляют в пластине Я (100) КЭС,01 аноднымрастворением в водном растворе НГ приплотности тока 100 мкА(см,2. Формирование пленки аморфного 5толщиной 50 нм проводят в высоковакуумной установке методом молекулярно-лучевого осаждения при 150 С с последующимуплотняющим отжигом при 400 С 40 мин.Кроме того, уплотняющий отжим проводятпри температурах 200 С в течение 1,5 ч и500 С - 20 мин,З.Ионно-стимулированный рост монокристаллической пленки от границы с ПКосуществляют 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 Хе, энергия140 кэВ, доза 10 6 см 2, температура 500 С.П р и м е р 2. Структуру, полученнуюаналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обрабатывают по п.З при следующих условиях: ион Хе, энергия 140 кэВ, доза1 з 1 +5 10 см, температура 400 С.П р и м е р 3, Структуру, полученнуюаналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обрабатывают по п,З, при следующих условиях(комбиникованное облучение):ИонАз,Энергия 130 кэВ, доза - 10 см 280 кэВ - 10 см 210 40 кэВ - 10 смТемпература 500 СП р и м е р 4, Структуру, полученнуюаналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обрабатывают по п,З при следующих условиях;ион - Р, энергия - 100 кэВ, доза 10 смтемпература 500 С,П р и м е р 5, Структуру, полученнуюаналогично пунктам 1 и 2 примера 1, обрабатывают по п.З при следующих усло 20 виях; ион - Я, энергия - 60 кэВ, доза -2 В +5 101" см 2, температура - 300 С.П р и м е р 6, На поверхность слоя ПК,полученного аналогично п.1 примера 1,осаждают поликристаллическую пленку Ртолщиной 120 нм в реакторе пониженногодавления посредством разлокения моносилана при температуре 700 С. Последующуюее аморфизацию осуществляют комбинированным облучением при комнатной темпе 30 ратуре ионами Аз+ с энергией 130, 80 и 40кэВ дозами 10 см на каждой ступени.Заключительную обработку проводят темже комбинированным облучением, толькопри температуре 500 С и дозами 10 см35Использование предлагаемого способаполучения структуры КНИ обеспечивает надекное 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 в 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 50 управления ионным облучением.lСоставитель Е.ЛюбушкинРедактор А.Хмелинина Техред М.Моргентал, Корректор Н. Король Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 224 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения СПОСОБ ПОЛУЧ ЕНИЯ 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 операций и получения заданного топо- логического рисунка, на слое пористого кремния формируют пленку аморфного.кремния, после чего осуществляют облу чение пленки аморфного кремния притемпературе 300-500 С всей поверхности или локально ионами с массовой не менее 28 а,е,м. и энергией, достаточной для проникновения на толщину аморф ной пленки.