DD266888A1 - Verfahren zur oberflaechenglaettung dicker soi-schichten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflaechenglaettung dicker SOI-Schichten, die der Herstellung von dielektrisch isolierten elektronischen Bauelementen dienen. Das Verfahren zur Oberflaechenglaettung dient der Schaffung einer reproduzierbaren Planparallelitaet der rekristallisierten Halbleitermaterialschicht, dabei wird die Glaettung der Rauhtiefen der Oberflaeche durch Ausfuellen dieser Rauhtiefen erreicht. Ermoeglicht wird dies dadurch, dass die Schicht einem einkristallinem Aufwachsprozess ausgesetzt wird, und derartige Prozessparameter ausgewaehlt werden, die eine Anlagerung der Quellensubstanzatome vorrangig am Boden der Senken der Rauhtiefen ermoeglichen.
Description
0,1-1,5 μηΊ min"1, für die Dauer der Anlagerung der Quellünsubstanzetome in den Rauhtiofen der einkristallinen Schicht ausgesetzt wird. Die Schichtquellensubstanz kann dabei in einr Konzentration von 0,01-1 Mol-% in oinom Waseerstoffträgergas enthalten eoln.
Austuhrungsbeltplel
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbnlspiels näher orläutort werden. Auf einem oxidiorton Siliclumwafer wird zunächst eine 8pm dicke SOI-Schlcht durch einen Rekristallisationsprozeß erzeugt. Die durch die Abscheidung dor polykristallinen Ausgangsschicht bedingte Rnuhtiefe von etwa 300ηm hat sich durch das für don Rekristallisationsprozoß erforderliche Deckschichtsystem konserviert. Nach der Entfernung dos Deckschichtsystoms und dom Üborätzon dor oinkristnllinen SOI-Schicht im Epitaxiereaktor durch Einleitung von HCI-Gas in diesen, wird vorzugsweise die rekristallisiorto Schicht auf dom Sillciumwafor geätzt. Die Ätzzeit beträgt dabei etwii 5-2Os. Dor Epitaxiereaktor wird danach je Minute von etwa 200IH2 als Trägergas durchströmt, welches 0,05Mol-% der Schlchtquellensubstanz SiCI4 enthält. Für dio Abscheidung dor Quellensubstanzatome an den Kanten und Stufen der Oberflächenrauhlgkoit wird eine Temperatur im Epitaxioreaktor von 11600C eingestellt, Die Erzeugung der einkristallen Abscheidung des Materials in don Rauhtiofen wird dabei durch die Prozeßbedingungen dahingehend beeinflußt, daß die Siliciumatome ein beschleunigtes laterales Wachstum am Soden der Senken, der Rauhtiefen aufweisen.
Claims (2)
1. Verfahren zur Oberflächenglättung >1 pm dicker einkristalliner SOI-Sc.hicht.in, die sich durch Abscheidung und Rekristallisation einer Schicht aus polykristf'linem Material auf einer auf einem Halbleitermaterial aufgebrachten Isolierschicht ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erzeugung der einkristallinen Schicht durch Rekristallisation, diese einen Ätzprozeß mit HCI-Qas und anschließend einem einkristallinen Aufwachsprozeß einer Schichtquellensubstanz bei einer Temperatur von 900°C-12600C und einem Aufwachsratebereich von 0,1-1,5 μηη · min"1, für die Dauer der Anlagerung der Quellensubstanzatome in den Rauhtiefen der einkristallinen Schicht ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtquellensubstanz eine Konzentration von 0,01-1 Mol-% aufweisend, in ein Wasserstoffgas eingegeben wird.
Anwendungsgebiet der Erfindung-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenglättung dicker SOI-Schichten, die der Erstellung dioloktrisch isolierton Halbloiternnordnungen und damit der Herstellung von Halbleiterbauelementen mit besonderen Elgonschafton, wie beispielsweise Strahlungsfostlgkoit dienen.
Charakteristik dor bekannten technischen Lösungen
Die Erzeugung dicker einkristalliner SilloiumscWchten auf einen mit einem Isolator versehenen Halbleitersubstrat mittels einos durch einen Energieeintrag Initiierten Rekrlstallis itlonsprozesses, bedingt das Auftreten einer relativ großen Oberflächenrauhigkeit der einkristalle ausgebildeten SOI-Siliclumschicht, doron Ursache bereits in der Abscheidung dicker polykristalliner Siliclumschlchton begründet ist, da deren Oberflächenrauhigkeit übor den Rekristallisationsprozeß orhalten bleibt. Diese Obeiflöchenrauhigkeit wirkt sich negativ auf die nachfolgenden Prozeßschritte der Herstellung von mlkroelekironischen Bauelementen in diesen Schichten aus, deren Ergebnis an die Ebenheit dieser Flachen gebunden Ist, wio b&lspielsweioe Lithografie und Metallisierung. Des weiteren bewirkt t im. derartige Oberflächenrauhigkeit Voränderungen in den Funktionsparametern der Bauelementestiukturen, da dabei Oberflächbndurchbrüche der Bauelemente zu erwarten sind. Zur Beseitigung der diese negativen Auswirkungen aufweisenden Oberflächonrauhigkeit der rekristallisieren Sillciumschlcht sind dabei eine Roihe von Verfahren bekannt geworden. Danach wird die Oberflächenrauhlgkelt durch abrasiven Abtrag der abgeschiedenen polykristallinen und anschließend rekristallisierten Sillciumschlcht vermindert. Nuchteiilg an diesem Verfahren ist der aufwendige Pollerprozeß mit dem eine Homogenität der SOI-Schlchtdlcko, sowohl über dem einzelnen Wafer, als auch über größere Substratscheibenchargen nur sehr schwer zu garantieren ist, da in diesem Prozeß außer den an den Scheiben auftretenden Planparallolitätsfehlern auch mechanisch induzierte Störungon in der Schichtoberfläche auftreten, die die Erzeugung hochintegrierter elektronischer Bauelemente stark behindern. Beim mech.-chem. Pollerprozeß wird das pich-valley Verhältnis weiter zu Ungunsten verschoben und eine nur ungenügenden Glättung der Schichtoberfläche bezüglich der Herstellung von hochlntogrlorton Bauelementestrukturen erreicht. Auch sind Verfahron zur Herstellung der rekristallinen SOI-Schicht bekannt, die nach Abscheidung und Rekristallisation einer dünnen SOI-Schicht von etwa 0,5 \im die notwendige Endschichtdicke für die Herstellung von Halbleiterbauelementen mittels eines Epitaxleprozossee erreichen. Die so hergestellte Schicht zeichnet sich dabei durch eine relativ gut geglättote Oberfläche aus. Nachteilig dabei ist die Entstehung von linearen Strukturen 'n der Epitaxieschicht, wwelche durch die für dünne rekristallisierte SOI-Schlchten typischen Defekte bedingt sind, und die Ausbildung eines Versetzungsnotzworkes auch in der Epitaxieschicht nach sich ziehen. Das Auftreten dieser und weiterer auch makroskopischen Schichtbaufehler (spikes) schränkt die Einsatzmöglichkeiten derartig hergestellter SOI-Schichten stark ein, da die Schichtbaufehler (spikes) selbst in geringer Anzahl einige Waferprobleme beispielsweise in der Fotolithografie nach sich ziehen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Oberflächenglättung dicker SOI-Schichten zu schaffen, das eine reproduzierbare Planparallolität der rekristallisieren Halbleitermaterialschicht und eine im wesentlichen defektfreie Glättung der Schichtoberfläche der rekristallisierten Schicht gewährleistet.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt dabei die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Oberflächenglättung dicker SOI-Schichten zu schaffen, daß eine Glättung der Oberfläche der rekristallisierten Halbleitermaterialschicht durch ein Ausfüllen der Rauhtiefen dieser Oberfläche ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur OberJlächenglöttung > 1 μιη dicker einkristalliner SOI-Schichten, die sich durch Abscheidung und Rekristallisation einer Schicht aus polykristallinem Material auf einer auf einem Halbleitermaterial aufgebrachten Isolierschicht ausbilden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach der Erzeugung der einkristallen Schicht durch Rekristallisation, diese einem Ätzprozeß mit HCI-Gas und anschließend einem einkristallinen Aufwachsprozeß einer Schichtquellensubstanz bei einer Temperatur von 9000C-12600C und einem Aufwachsratebereich von
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD30895087A DD266888A1 (de) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Verfahren zur oberflaechenglaettung dicker soi-schichten |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DD266888A1 true DD266888A1 (de) | 1989-04-12 |
Family
ID=5593850
Family Applications (1)
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| DD30895087A DD266888A1 (de) | 1987-11-12 | 1987-11-12 | Verfahren zur oberflaechenglaettung dicker soi-schichten |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DD (1) | DD266888A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2762136A1 (fr) * | 1997-03-31 | 1998-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | Procede pour fabriquer une tranche de silicium et tranche de silicium fabriquee par ce procede |
| EP1043768A1 (de) * | 1992-01-30 | 2000-10-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Herstellungsverfahren für Halbleitersubstrat |
-
1987
- 1987-11-12 DD DD30895087A patent/DD266888A1/de not_active IP Right Cessation
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| FR2762136A1 (fr) * | 1997-03-31 | 1998-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | Procede pour fabriquer une tranche de silicium et tranche de silicium fabriquee par ce procede |
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