Способ получения кристаллической кремниевой пленки
Изобретение относигся к электротехмвсе, преимущественно полупроводниковой микроэлектронике , может быть использовано для создания БИС, СБИС на основе кремния и позволяет получать текстурировамные кремниевые пленки на неориентирукнцих подломках. На поверхность термически (шсленкой кремниевой подложки осаждают пленку аморфного крегцнт разложением моносилана Пленку облучают потоком ионов массой не менее 28.аем и энергией, более 1 кэВ при температуре «е M«iee 500°С и менее температуры начала (этонтзнной |фистаялизации пленки. Такое же облучение повторяютпри250-500°С. Зафиксировано получение текстурирова юй пленки с осью температуры 11Сз. параллельной направлению облучения на первой стадии: 1 тйбя
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ПЛЬСТВУ (21) 4094468/26 (22} 1 l.0736 (46) 15.10.93 Бюп. % 37-38
{71) Институт физики полупроводников CO AH
СССР (72) Романов С.И. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАВЙИЧЕСКОЙ КРЕМНИЕВОЙ ПЛЕНКИ (57) Изобретение относится к электротехнике, преимущественно полупроводниковой микроэлектронике, может быть использовано дпя создания БИС, СБИС на основе кремния и позволяет получать (is) Я (щ 1422957 Al (51) 5 СЗОВЗЗ 64 СЗОВ29 Об текстурированные кремниевые пленки на неориентирующих подложках На поверхность термически окисленной кремниевой подложки осаждают пленку аморфного кремния разложением моносилана
Пленку облучают потоком ионов массой не менее
28 аем и энергией, более 1 кэВ при температуре не менее 500"С и менее температуры начала спонтанной кристаллизации пленки. Такое же облучение повторяют при 250 — 500 С. Зафиксировано получение текстурированной пленки с осью температуры <1N>, параллельной направлению облучения на первой стадии. 1 табл.
1422957 (емп атм ной
Изобретение относится к электронике, преимущественно полупроводниковой микроэлектронике. и может быть использовано для создания БИС, СБИС на основе Sl u соединений А" В . 5
Цель изобретения — получение текстурированной пленки и снижение температуры процесса, На графике представлена зависимость мещения границы зародышей от темпера- 10 ры обработки на стадии разращивания.
Пример 1. На поверхность термически окисленного кремния осаждают пленку аморфного кремния разложением моноси",лана при 580 С, Облучение осуществляют 15 жанами 7ч Аз с энергией 16 кэ8, дозой
;1015 см при 600 С, Последующее разра щивание осуществляют облучением ионами
ЗР"+ с энергией 60 кэВ, Дозой 5 10 см
:.:при 270 С, Получена текстурированная 20 кремниевая пленка с осью текстуры < 110> ° ., параллельной направлению первого облу1
:чения.
Пример 2. На поверхность термически окисленного Si (толщина SiGz ЗОО нм) осаж- 25 дают пленку аморфного Р толщиной 80 нм в реакторе пониженного давлению посредством разложения моносилана при 580 С, Облучение осуществляют ионами Аз с энергией 16 кэВ дрзами 10 "-5 ° 101в cv ЗО при температуре аморфной пленки, изменяемой от ЗОО до 700 С.
С помощью метода дифракции быстрых электронов на отражение исследуют структуру пленок. 35
Полученные данные сведены в таблицу.
Как видно из таблицы, начиная от температуры 500 С и выше, в аморфной пленке под действием ионов As образуются ориентированные по < 110> направлению кристаллические зародыши. В результате получены кристаллические пленки с осью текстуры < 110>, параллельной направлению пучка ионов. ,Оалее проводят второе облучение ионами Si с энергией 60 кэВ дозой 5 10 см при температуре кристалла, изменяемой от
100до ЗОО С.
С помощью прецизионной электронографии исследуют перемещение границы раздела аморфной и кристаллических областей.
На графике представлена зависимость смещения границы зародышей от температуры обработки на стадии разращивания.
Как видно из графика, рост кристаллического зародыша начинается при температуре облучения, превышающей 250 С. Это. нижняя граница температурного интервала, достаточного для роста, верхняя граница, равная 500 С, определяет начало зародышеобразования, Использование способа создания кристаллической пленкй из аморфного Si на неориентирующей подложке обеспечивает возможность получения кристаллических текстурированных пленок с контролируемым размером зерна, что особенно важно для улучшения электрофизических свойств
КНИ-структур; понижение температуры кристаллизации Si при изготовлении многофазных интегральных схем; возможность проведения направленной кристаллизации при создании трехмерных структур для по- лупроводниковой субмикронной электроники, (56) Geis M.Elanders D.C. et.а!. Craphoepilaxy
of Si on Pused silica using surface
rnicropatterns and laser crystallisation, АЧас.Sci. Technol. 1979, ч.16, ¹ 6, р.16401643,Патент США N 4379020, кл. 61 — 46, 1983.
1422957 6
Формула изобретения
Способ получения кристаллической кремниевой пленки, включающий осаждение аморфной кремниевой пленки, на неориентирующую подложку, формирование в, пленке кристаллических зародышей локаль ными микроразрушающими воздействиями при нагреве и последующее раэращивание, отличающийся тем, что, с целью получения текстуры пленки с контролируеСоставитель В.Безбородова
Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Мотыль
Редактор Л.Курасова
Тираж Подписное.
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Заказ 3185
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
О
1О М
8 Ь мым размером зерна и снижения температуры процесса, микроразрушающие воздействия осуществляют облучением ионами с массой не менее 28 а.е,м. и энер;
5 гией, не менее 1 «зВ при температуре, не менее 500 С и не болеетемпчоатуры начала спонтанной кристаллизации планки, а разрзщивание осуществляют таким же облучением при 250-500О С.
