Разработка технологии КМОП ИС на структурах КНД

• Автор: Кольцов, Борис Борисович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 224 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Структуры КНД в микроэлектронике
1.1 Основные типы КНД структур
1.1.1. Структуры кремний на сапфире (КНС)
1.1.2. Структуры, сформированные имплантацией атомов кислорода или азота (вІМОХ)
1.1.3. Структуры, сформированные рекристаллизацией аморфных или поликристаллических слоев кремния (2МЮ
1.1.4.Структуры, полученные методом молекулярно-лучевой эпитаксии кремния на пористом кремнии (КНПК)
1.1.5. Структуры, полученные методом последовательного наращивания диэлектрических слоев фторида кальция и кремния на поверхность
кремниевой подложки (КНФ)
1.2,Особенности технологии КМОП ИС на структурах КНД
ГЛАВА 2. Технология КМОП ИС на структурах КНС
2.1. Электрофизические параметры КНС структур
2.1.1. Распределение легирующей примеси в кремниевом слое
2.1.2. Структурные дефекты кремниевого слоя
2.1.3. Влияние границы раздела на параметры кремниевого слоя
2.2. Проблемы технологии КМОП ИС на структурах КНС
2.2.1. Фотолитография на структурах КНС

2.2.2. Формирование кремниевых островков
2.2.3. Ионное легирование «кармана» и границы раздела кремний-сапфир
2.2.4. Создание затворного окисла МОП транзисторов на КНС
2.3. Параметры КМОП ИС структурах КНС
2.4. Выводы к главе
ГЛАВА 3. Технология КМОП ИС на структурах КНПК
3.1. Электрофизические параметры КНПК структур
3.1.1 Дефекты КНПК структур
3.1.2. Особенности получения пористого слоя
3.1.3. Особенности получения кремниевого слоя
3.1.4. Особенности окисления пористого кремния
3.1.5. Граница раздела кремний- окисел
3.2. Проблемы технологии КМОП ИС на структурах КНПК
3.2.1. Особенности создания кремниевого островка
3.2.2. Особенности получения окисла из пористого слоя
3.2.3. Особенности разделения структур КНПК на кристаллы
3.3. Параметры КМОПИС на структурах КНПК
3.5. Выводы к главе
ГЛАВА 4. Технология КМОП ИС на структурах КНФ
4.1. Электрофизические параметры КНФ структур
4.1.1 Особенности получения слоев фторида кальция
4.1.2. Особенности эпитаксии слоев кремния на фториде кальция
4.1.3. Дефекты кремниевого слоя структур КНФ
4.1.4. Граница раздела кремний - фторид кальция
4.2. Проблемы технологии КМОП ИС на структурах КНФ
4.2.1. Особенности травления кремниевого слоя
4.2.2. Особенности химической обработки структур КНФ
4.2.3. Особенности термообработки структур КНФ
4.3. Параметры КМОП ИС на структурах КНФ
4.4. Выводы к главе
ГЛАВА 5. Технико-экономические показатели изготовления и использования КНД структур
5.1. Сравнение технических и технологических параметров КНД структур
5.2. Сравнение экономических параметров КНД структур
5.3. Выводы к главе
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Отмечается [40], что структура, как поверхностного слоя кремния, так и заглубленного слоя окисла, зависит от температуры пластины кремния в процессе имплантации. Высокая температура способствует сохранению кристаллической структуры, но одновременно стимулирует диффузию кислорода в поверхностный слой кремния. Этим обусловливается очень узкий диапазон температур (500°С - 570°С) кремниевых пластин в процессе имплантации для оптимизации условий формирования скрытого изолированного слоя[41].
Последующая термообработка позволяет восстановить структуру кремния от области кристаллической поверхности в глубину к сильно поврежденной области над скрытым слоем окисла. Высокотемпературный процесс также требуется для завершения автодиффузии кислорода к границе ЭЮг и для протекания химической реакции с образованием вЮг. Для получения стабильного слоя двуокиси кремния термообработка осуществляется при 1150°С в течение двух часов[35, 36]. После отжига кристаллическое совершенство поверхностного слоя кремния толщиной 0,1 - 0,3 мкм удовлетворительное. Эти тонкие слои можно использовать в качестве затравки дополнительного толстого (до 10 мкм) эпитаксиального слоя[42]. Полагают [3], что этот процесс можно многократно повторять для образования последовательности гетероэпитоксиальных пленок КНД, что дает возможность изготавливать трехмерные ИС. Однако, необходимость неоднократного жесткого ионного легирования и высокотемпературного отжига, делает эту идею труднореализуемой и слишком сложной.
Основным недостатком метода 81МОХ является большая доза имплантируемого кислорода для создания окисного слоя, реализация которой на совре-