Способ изготовления монокристаллических островков кремния на изоляторе

 

Изобретение относится к полупроводникой технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов на изолирующих аморфных подложках. Цель изобретения -расширение диапазона используемых разделительных диэлектриков и упрощение технологии при сохранении качества крепления на изоляторе. На пластине крепления термическим окислением либо пиролитическим разложением формируют слой двуокиси кремния толщиной 0,3 - 1,5 мкм. На слой двуокиси кремния в реакторе пониженного давления осаждают слой поликристаллического кремния толщиной 0,5 - 2,0 мкм. Из слоя поликристаллического кремния формируют островки с расстоянием между ними 5 - 50 мкм. Для устранения эффекта собирания в капли наносят капсулирующий слой. После этого проводят импульсный рекристаллизационный отжиг с длительностью импульса 1 - 30 мс и плотностью энергии 24 - 100 Дж/см².

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов на изолирующих (аморфных) подложках. Цель изобретения расширение диапазона используемых разделительных диэлектриков и упрощение технологии при сохранении качества кремния на изоляторе. Пример 1. На пластине кремния термическим окислением либо пиролитическим разложением получают слой двуокиси кремния толщиной 0,3 -1,5 мкм. Далее на слой двуокиси кремния в реакторе пониженного давления осаждают слой поликристаллического кремния толщиной 0,5 2,0 мкм. Из слоя поликристаллического кремния формируются островки в тех местах, где в дальнейшем в них будут формироваться элементы интегральных схем; расстояние между соседними островками 5 50 мкм. С целью устранения эффекта собирания наносится капсулирующий слой. Образец, приготовленный описанным способом, подвергается рекристаллизационному отжигу импульсом света длительностью 30 мс. Предварительный нагрев образца 1100^oC, плотность энергии в импульсе 24 Дж/см². Исследование поверхности показывает, что проколы разделительного диэлектрика полностью отсутствуют на участке образца, где расстояние между соседними островками поликремния меньше 50 мкм. Если длительность импульса превышает 30 мс, то невозможно подобрать режим плавления слоя поликремния, при котором не происходит собирание расплава в капли. Пример 2. Образец по примеру 1 подвергается рекристаллизационному отжигу импульсом света длительностью 1 мс. Предварительный подогрев образца 1100^oC, плотность энергии в импульсе 26 Дж/см². При расстоянии между островками менее 50 мкм полностью отсутствуют дефекты, связанные с локальным плавлением монокристаллической подложки. При длительности импульса меньше 1 мс вырастают слои кремния, содержащие большое количество структурных нарушений. Пример 3. Образец по примеру 1 подвергают рекристаллизационному отжигу импульсом света длительностью 11 мс. Температура предварительного подогрева образца 1100^oC, плотность энергии в импульсе 25 Дж/см². Расстояние между соседними островками 5,10,20 мкм. Вид поверхности образца с участками различной топологии не отличается от вида поверхности образцов, обработанных при длительностях импульсов 30 мс. Пример 4. Образец по примеру 1 подвергают рекристаллизационному отжигу света длительностью 30 мс. Плотность энергии в импульсе 100 Дж/см². Вид поверхности образца с участками различной топологии не отличается от вида поверхности, полученной в примере 1. Предлагаемый способ имеет следующие технико-экономические преимущества: позволяет использовать различные типы разделительного диэлектрика; отсутствует операция нанесения промежуточного слоя поликремния.

Формула изобретения

Способ изготовления монокристаллических островков кремния на изоляторе, включающий формирование на монокристаллической подложке разделительного диэлектрика, осаждение слоя поликремния, формирование островков поликремния, осаждение капсулирующего диэлектрического слоя и рекристаллизационный отжиг импульсным нагревом в режиме плавления поликремния, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона используемых разделительных диэлектриков и упрощения технологии, островки поликремния располагают на расстоянии 5 50 мкм друг от друга, а рекристаллизационный отжиг проводят при длительности импульса 1 30 мс и плотности энергии излучения 24 100 Дж/см².