- •Технология сращивания протонированных пластин кремния с поверхностью гидрофильных подложек с целью получения структур кремний на изоляторе
- •Содержание
- •Введение
- •Преимущества структур кни перед структурами на основе объемного кремния
- •Перспективы применения структур "кремний на изоляторе" (кни)
- •2. Экспериментальные данные по очистке и окислению стандартных пластин кремния
- •2.1 Очистка пластин кремния в процессах полупроводникового производства
- •2.4. Синергетический подход к процессу окисления
- •2.2 Окисление пластин кремния и германия
- •2.3. Процесс окисления кремния в структурах кни
- •Вводя обозначения
- •2.5. Возможность синергетического подхода к эволюции свойств структур кни
- •3. Теоретическое обоснование метода протонирования стандартных пластин
- •4. Физико-химические основы smurt-cut технологий
- •4.1.Стадия ядрообразования
- •Стадия роста
- •4.3. Стадия слипания
- •4.4. Отщепление
- •7. Технология гёзеля-тонга связывания гидрофильных пластин во влажных условиях (включая возможность использования химической сборки поверхности методом молекулярного наслаивания)
- •8. Экспериментальные данные по технологИи газового скалывания получения структур кни c использованием методов термообработки поверхности во влажных условиях
- •9. Рассмотрение технологии процессов обработки
- •Поры для случая SiO2// SiO2 связывания пластин
- •Состояние сращенных пластин
- •9.3. Плоскостность пластин
- •9.4. Утончение и полировка сращенных пластин
- •9.5. Микродефекты сращенных структур
- •10. Радиационные свойства smart-cut структур кни
- •E.P. Prokop'ev, s.P.Timoshenkov. Possible synergetic approach to problem of silicon oxidation. Abstracts of Int. Conf. On Thin Films (12 th). Bratislava, Slovakia. 01.09.02 – 06.09.02. В печати.
4.1.Стадия ядрообразования
Установлено.
что ПД наблюдаются при любом способе
гидрогенизации (травлении, диффузии,
плазменной обработке, ионной имплантации)
в кремнии обоих типов проводимости с
различным содержанием легирующих
примесей. При этом температура образца
не должна превышать 200÷2500
С. В качестве зародышей ПД предлагаются
различные комплексы с участием водорода:
1) Гидрогеонизированный бор
,
содержащий несколько атомов водорода.
Такой центр вызывает значительные
смещения окружающих атомов кремния.
Тем самым ослабляются соответствующие
Si-Si
связи, что облегчает их замену более
сильными Si-H
связями 2) Гексавакансия
,
которая создается из дивакансий
-типичного вакансионного дефекта с
температурой отжига 2000
С, является весьма устойчивой, электрически
и оптически неактивной и обладает той
же симметрией, что и ПД (плоская кольцевая
конфигурация) [32,33]. 3) Гидрогенизированные
вакансия -VН4
и дивакансия –V2Н6.
Важная роль вакансионных центров в
образовании ПД установлена при
экспериментальном исследовании
соответствующих ИК полос поглощения и
сопоставлении этих результатов с данными
просвечивающей электронной микроскопии.
Кроме того, теоретические расчеты
показали, что образование ПД путем
присоединения водорода к таким комплексам
энергетически выгодно. В связи с
изложенным, делается предпроложение о
том, что в качестве зародышей при
гетерогенном образовании ПД могут
выступать различные центры. В случае
гидрогенизации путем ионной имплантации
это, предпочтительно, вакансионные
центры; в сильнолегированных материалах
- атомы основной легирующей примеси.
Отметим, что ими могут быть не только
атомы В, но и атомы фосфора. (Для фосфора
также известны центры с несколькими
атомами водорода типа РН1÷3).
Более того, принципиально возможно
гомогенное образование ПД, обусловленное
флуктуациями концентрации водорода.
Однако такой механизм требует значительно
большей степени пересыщения и потому
мало эффективен.
Стадия роста
Стадия
роста определяется следующими процессами:
диффузией водорода; захватом водорода;
перестройкой ПД, обусловленной внутренним
давлением. Водород в Si
и Ge
может находиться в решетке в различных
междоузельных положениях ( Г или Т ) и
иметь разные зарядовые состояния ( +1, 0
или -1 ) в зависимости от положения
соответствующих энергетических уровней
относительно уровня Ферми. Известно,
что коэффициент диффузии водорода
зависит от его зарядового состояния,
причем
.
Отсюда следует, что скорость роста ПД
может зависеть от типа легирующей
примеси и уровня легирования, так как
зависит от локального значения
коэффициента диффузии [32,33].
4.3. Стадия слипания
Слипание происходит, когда концентрация ПД становится настолько большой, что они начинают взаимодействовать друг с другом. Согласно теоретическим представлениям на этой стадии происходит рост дефектов большого размера за счёт поглощения ими малых дефектов. При этом происходит увеличение характерных размеров ПД и сужение их распределения по размерам.
Были проведены облучения кремния дозами Н+ примерно на порядок большими, чем дозы, характерные для Smart-cut процесса [32,33]. После этого в обычный оптический микроскоп наблюдались пластинчатые дефекты с размерами от 1,0 до 6,0 мкм. Распределение этих дефектов по размерам зависело от глубины и энергии иона и было более узким, чем для ПД на стадии роста. Более подробных исследований стадии слипания не проводилось.
