Herstellung von "Silicon-On-Insulator"-Schichten durch Ionenimplantation bei geringen Dosen in Kombination mit anschließenden Plasmabehandlungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. John Thomas Horstmann; Professor Dr. Reinhart Job
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5401295

Das Forschungsprojekt hat die Entwicklung von Niedertemperatur-, "Low-Cost"-Verfahren zur Abschälung von dünnen Siliziumschichten für die Herstellung von SOI- ("Silicon On Insulator"-) Substraten zum Ziel. Vergrabene Defektschichten, die als Getterzentren für Wasserstoff wirken, sollen durch Implantationen von H-, He-, Ar- und Xe-Ionen mit kleinen Dosen (zur Minimierung von Strahlendefekten im Hinblick ULSI-Anwendungen) hergestellt werden. Die implantierten Wafer sind zu tempern, um Fehlstellenkomplexe ("Multi Vacancy Complexes") in der vergrabenen Defektschicht zu erzeugen, die als Keime für quasi-zweidimensionale Defekte ("Platelets") wirken, die parallel zur Waferoberfläche liegen. Die Defektkeime werden durch H-Plasmabehandlungen bei moderaten Temperaturen mit Wasserstoff gefüllt, ohne dass später abzuschälende oberflächennahe Waferschichten stark geschädigt werden. Bei diesem Prozessschritt wachsen die "Platelets", und sie enthalten ausreichend Wasserstoff, so dass "Blister"-Bildung oder (nach Waferbonden) die Abschälung dünner Si-Schichten erfolgen kann. Einige grundlegende physikalische Fragen sind für die Entwicklung der Technologie zu klären (u.a. mit REM, TEM, AFM, DLTS, Ramanspektroskopie, Spreading Resistance): z.B. die Natur der Keime ("Multi Vacancy Complexes") und die treibende Kraft für die Evolution von "Platelets". Die optimalen Parameter für die kombinierten Implantations-/Plasmahydrogenisierungsverfahren sollen ermittelt werden, um eine defektarme, umweltfreundliche und preiswerte technologische Alternative zum bekannten "Smart-Cut"-Prozess zu entwickeln, d.h. einen "Soft-Cut".

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen