Способ рекристаллизации кремниевых слоев

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к способам созданиякремниевых структур с заданными электрофизическими и структурными свойствами, иможет быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых приборов иинтегральных схем.Цель изобретения - создание однород-.ных дендритных слоев микронного размера,На фиг,1 представлен процесс осаждения на подложку монокристаллическогокре 4 чия слоя поликристаллического кремния; на фиг.2 - процесс плавления слоя поликристаллического кремния импульсомлазерного излучения; на фиг.З - реализуемая структура с дендритным слоем.Способ рекристаллизации кремниевыхслоев осуществляется следующим образом.На поверхность монокристаллическойкремниевой пластины 1 осаждают тонкийслой поликристаллического кремния 2 сразмером зерна 10 - 10 мкм (фиг.1), Затемимпульсным лазерным излучением 3 наносекундной (7 - 100 нс) длительности, последовательно сканируя подложкой,обрабатывают поверхность слоя поликристаллического кремния, расплавляя его навсю толщину. Плотность энергии лазерногоизлучения при этом 2,7 - 3,2 Дж/см . Пригкристаллизации области расплава в данныхусловиях формируется тонкий дендритныйслой 4 (фиг.2), На фиг.З представлена реализуемая структура со сформированным.дендритным слоем 5.Способ создания дендритных кремниевых слоев можно пояснить следующимипримерами,П р и м е р 1. На пластину монокристаллического кремния, например типа КДБ с ориентацией поверхности (И), методомпиролиза силЪна на установке "Лада"при 780+10 С с расходом силана, фосфинаи водорода 6; 0,4 и 60 л/мин соответственно, осаждали слой поликристаллическогокремния толщиной 0,45 мкм с размером зерна 0,1 мкм. Затем поверхность слоя поликристаллического кремния облучалиимпульсным излучением лазера на неодимовом стекле с длиной волны 1,06 мкм, работающего в режиме модулированнойдобротности с длительностью импульса5 10 с, при плотности энергии 3 Дж/см,гдостаточной для плавления слоя поликристаллического кремния на всю толщину. Лаэерную обработку поверхностиосуществляли в режиме сканирования подложкой с пошаговым смещением. В результате процесса лазерной рекристаллизациии 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 слоя поликристаллического кремния формируется слой монокристаллического кремния с большой плотностью двойников, однородно распределенных по толщине.0 двойниковании в структуре свидетельствовало появление симметричных точечных рефлексов в электронограммах поверхности и характерного рельефа .травленной поверхности. При этом данный способ позволяет формировать микронные дендритные слои однородные по толщине и достичь поставленной цели,П р и м е р 2, В отличие от примера 1 длительность импульса лазерного излучения составляла 7 нс. Положительный эффект достигался.П р и м е р 3, В отличие от примера 1 длительность импульса лазерного излучения составляла 0,5 нс (лазер работал в режиме синхронизации мод). Положительный эффект не достигался,П р и м е р 4. В отличие от примера 1 длительность импульса лазерного излучения составляла 100 нс. Положительный эффект достигался,П р и м е р 5. В отличие от примера 1 длительность импульса лазерного излучения составляла 500 нс, Положительный эффект не достигался.П р и м ер б, В отличие от примера 1 плотность энергии лазерного излучения была равна 2,7 Дж/см . Положительный эффект достигался.П р и м е р 7, В отличие от примера 1 плотность энергии была равна 2,5 Дж/см,г Положительный эффект не достигался.П р и м е р 8, В отличие от примера 1 плотность энергии была равна 3,2 Дж/см . Положительньй эффект достигался.П р и м е р 9, В отличие от примера 1 плотность энергии была равна 3,4 Дж/см,г Положительный эффект не достигался.П р и м е р 10. В отличие от примера 1, размер зерна слоя поликристаллического кремния был равен 10 мкм, Положительный эффект достигался.П р и м е р 11. В отличие от примера 1 размер зерна был равен 5 10 мкм. Положительный эффект не достигался.П р и м е р 12, В отличие от примера 1 размер зерна был равен 10 мкм, Положительный эффект достигадся.П р и м е р 13, В отличие от примера 1 размер зерна был равен 5 10 мкм, Положительный эффект не достигался.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать однородные как по толщине так, и по структуре микронные дероиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 ндритные слои, что делает его наиболее перспективным при использовании в технологии изготовления интегральных приборов Формула изобретения СПОСОБ РЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ КРЕМНИЕВЫХ СЛОЕВ, включающий осаждение поликристаллического кремния на монокристаллическую кремние вую подложку и рекристаллиэацию его с помощью импульсного лазерного излучения при длительности лазерного импульса 7 - 100 нс на длине волны,на основе дислокационных структур с микронными размерами элементов, например воптоэлектронике,лежащей в полосе межзонного поглощения кремния, отличающийся тем, что, с целью создания однородных дендритных слоев микронного размера, осаждают поликристаллический кремний с размером зерна 102 - 102 мкм, а плотность энергии лазерного излучения 2,7 - 3,2 Дж/см .