DE10024857A1 - Production of a partially single crystalline silicon carbide layer in a silicon wafer comprises preparing a silicon wafer, implanting carbon ions into the wafer by ion implantation, and subjecting the wafer to a thermal radiation source - Google Patents

Production of a partially single crystalline silicon carbide layer in a silicon wafer comprises preparing a silicon wafer, implanting carbon ions into the wafer by ion implantation, and subjecting the wafer to a thermal radiation source

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Abstract

Producing a partially single crystalline SiC layer (4) in a silicon wafer comprises preparing a silicon wafer (1); implanting carbon ions (3) or carbon-containing ions into the wafer by ion implantation, in which the implantation dose and energy are adjusted so that an approximate stoichiometric ratio of silicon ions and carbon ions is formed in the region of the wafer provided with the SiC layer; and subjecting the wafer to a thermal radiation source (5) at 900-1300 deg C during ion implantation. Preferred Features: The carbon ions or carbon-containing ions are implanted at a dose of 1 x 10<17> - 5 x 10<18> cm<-2>. The heat source comprises a number of halogen lamps. A protective layer (7) containing silicon dioxide and/or silicon nitride is applied to the surface of the wafer to be implanted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einkristallinen SiC-Schicht in einem Siliziumwafer durch Hochdosis-Ionenstrahlsynthese.The invention relates to a method for producing a single-crystal SiC layer in a silicon wafer High dose ion beam synthesis.

Heutige Halbleiterbauelemente werden vorwiegend aus einem Halbleitermaterial wie Silizium, Galliumarsenid und Galliump­ hosphit erzeugt. Diese Halbleitermaterialien weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie eine geringe thermische, chemische und physikalische Stabilität aufweisen.Today's semiconductor devices are mainly made from one Semiconductor material such as silicon, gallium arsenide and gallium p generated phosphite. However, these semiconductor materials have the disadvantage of having low thermal, chemical and have physical stability.

Siliziumcarbid (SiC) hingegen ist ein Halbleitermaterial, das insbesondere aufgrund seines Wurtzite- bzw. Zinkblende-Kris­ tallgitters eine physikalisch hochstabile Kristallstruktur aufweist. SiC-Einkristalle weisen je nach Polytyp einen ver­ schieden großen energetischen Bandabstand von 2,2 bis 3,3 eV auf, wodurch sie thermisch und mechanisch besonders stabil und widerstandsfähig gegen Strahlenschäden sind. Dies macht SiC sehr attraktiv für solche Halbleiterbauelemente, die ex­ tremen Betriebs- und Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Der große Bandabstand verringert zudem Leitungsprobleme aufgrund der bei hohen Temperaturen erzeugten Ladungsträger. Halblei­ terbauelemente aus SiC können bei sehr hohen Temperaturen im Bereich von über 600°C betrieben werden, die bei konventio­ nellen Halbleiterbauelementen aus Silizium nicht erreichbar sind. Allerdings erschwert die sehr große Stabilität des SiC- Kristalls auch dessen industriell einfache Herstellung, wo­ durch SiC-Wafer derzeit im Vergleich zu Silizium einen deut­ lich geringeren Waferdurchmesser aufweisen und damit sehr viel teuerer in der Herstellung sind. Silicon carbide (SiC), on the other hand, is a semiconductor material that especially because of its Wurtzite or zincblende crisis tallgitters a physically highly stable crystal structure having. SiC single crystals have a ver depending on the poly type differed large energetic band gap of 2.2 to 3.3 eV which makes them particularly stable thermally and mechanically and are resistant to radiation damage. This does SiC very attractive for those semiconductor devices that ex are exposed to operating and environmental conditions. The large bandgap also reduces line problems due to the charge carriers generated at high temperatures. Half lead Subcomponents made of SiC can in very high temperatures Range of over 600 ° C operated at konventio nell semiconductor devices made of silicon not reachable are. However, the very high stability of the SiC Kristalls also its industrially simple manufacture, where SiC wafers currently make a significant difference compared to silicon Lich smaller wafer diameter and therefore very are much more expensive to manufacture.  

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Ionen­ strahlsynthese von SiC-Schichten in Siliziumwafern. Bei der Ionenstrahlsynthese von SiC in Silizium werden Kohlenstoffio­ nen mit hoher Dosis und Energie in eine Siliziumscheibe im­ plantiert. Ähnlich wie bei der SOI-Technologie (engl.: Sili­ con on Isolator), wo vergrabenes Siliziumdioxid (SiO2) bzw. Siliziumnitrid (Si3N4) gebildet wird, werden hier SiC-Schich­ ten durch Implantation von Kohlenstoff geformt. Eine hohe Kohlenstoffdosis gewährleistet, dass im Implantationsgebiet ein stöchiometrisches Verhältnis von Kohlenstoff und Silizium vorliegt. Mittels Ionenstrahlsynthese lassen sich somit auf einfache Weise und sehr kostengünstig großflächige einkri­ stalline SiC-Schichten im Siliziumwafer erzeugen.The present invention describes a method for ion beam synthesis of SiC layers in silicon wafers. In the ion beam synthesis of SiC in silicon, carbon ions with a high dose and energy are implanted in a silicon wafer. Similar to SOI technology (Silicon on Insulator), where buried silicon dioxide (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) is formed, SiC layers are formed here by the implantation of carbon. A high carbon dose ensures that there is a stoichiometric ratio of carbon and silicon in the implantation area. Large-area single-crystal SiC layers can thus be produced in the silicon wafer in a simple and very cost-effective manner by means of ion beam synthesis.

Ein Verfahren zur Herstellung von SiC durch Ionenstrahlsyn­ these, bei dem eine sehr hohe Dosis Kohlenstoffionen in ein bereits dotierten Siliziumwafer implantiert wird, ist in der DE 44 40 072 C1 beschrieben. Hier wird zunächst ein nach dem Czochralski-Verfahren hergestellter Siliziumwafer einer Lang­ zeitwärmebehandlung (50 Stunden, 650°C) unterzogen, wodurch SiO2-Präzipitate im Siliziumwafer gebildet werden. Durch die­ se SiO2-Präzipitate wird insbesondere die Bindungsenergie der Siliziumatome verringert, was später das SiC-Wachstum stimu­ lieren soll. Die so wärmevorbehandelten Siliziumwafer werden anschließend bei Raumtemperatur mit Kohlenstoffionen oder mit kohlenstoffhaltigen Ionen implantiert. Die Kohlenstoffdosis bei dieser Implantation ist so gewählt, dass sich in einer vorbestimmten Eindringtiefe der Kohlenstoffionen ein stöchio­ metrisches Verhältnis von Silizium und Kohlenstoff ergibt. Auf diese Weise wird dort eine dünne SiC-Schicht erzeugt. Um den Siliziumwafer auszuheilen, wird er anschließend einer Temperaturbehandlung im Bereich von 1000°C bis 1300°C unter­ zogen.A process for the production of SiC by ion beam synthesis, in which a very high dose of carbon ions is implanted in an already doped silicon wafer, is described in DE 44 40 072 C1. Here, a silicon wafer produced by the Czochralski process is first subjected to a long-term heat treatment (50 hours, 650 ° C.), as a result of which SiO 2 precipitates are formed in the silicon wafer. The SiO 2 precipitates in particular reduce the binding energy of the silicon atoms, which is later to stimulate SiC growth. The silicon wafers pretreated in this way are then implanted at room temperature with carbon ions or with carbon-containing ions. The carbon dose in this implantation is chosen so that a stoichiometric ratio of silicon and carbon results in a predetermined penetration depth of the carbon ions. In this way, a thin SiC layer is created there. In order to heal the silicon wafer, it is then subjected to a temperature treatment in the range from 1000 ° C to 1300 ° C.

Allerdings bleiben bei der Implantation von Kohlenstoff in Silizium bei Raumtemperatur folgende Probleme offen:
However, the following problems remain when implanting carbon in silicon at room temperature:

  • - Es ist allgemein bekannt, dass zur Erzeugung von einkri­ stallinem SiC es nicht ausreicht, lediglich ein stöchio­ metrisches Verhältnis von Kohlenstoff und Silizium be­ reitzustellen und die Bindungsenergie von Silizium durch eine geeignete Maßnahmen derart herabzusetzen, dass sich jedes implantierte Kohlenstoffion mit genau einem Sili­ ziumion verbindet. Auf diese Weise erhält man amorphes oder polykristallines SiC oder bestenfalls vereinzelte SiC-Präzipitate bzw. SiC-Inseln, jedoch nicht einen durchgehend einkristallinen SiC-Kristall.- It is generally known that for the generation of single cri stallinem SiC it is not enough, just a stoichio metric ratio of carbon and silicon be and the binding energy of silicon to reduce a suitable measure in such a way that each implanted carbon ion with exactly one sili ziumion connects. In this way you get amorphous or polycrystalline SiC or at best isolated SiC precipitates or SiC islands, but not one single crystal SiC throughout.
  • - Wie bereits eingangs erwähnt, ist SiC derart temperatur­ beständig, dass es keinen Schmelzpunkt aufweist und erst ab einer Temperatur von mehr als 2100 K sublimiert. Zur Erzeugung von qualitativ hochwertigem, einkristallinem SiC, d. h. zur Herstellung eines Zinkblende- bzw. eines Zinkblende-/Wurtzite-Kristallgitters, wie es bei ver­ schiedenen SiC-Polytypen vorliegen, sind also zusätzlich zu dem erforderlichen stöchiometrischen Verhältnis Tem­ peraturen von < 1800°C erforderlich. Bei solch hohen Temperaturen schmilzt jedoch Silizium, das seinen Schmelzpunkt bei 1690 Kelvin hat.- As already mentioned at the beginning, SiC is this temperature resistant that it has no melting point and only sublimed from a temperature of more than 2100 K. For Generation of high quality, single crystal SiC, i.e. H. for the production of a zinc screen or Zinc diaphragm / Wurtzite crystal lattice, as in ver different SiC polytypes exist, are additional to the required stoichiometric ratio Tem temperatures of <1800 ° C required. At such high However, silicon melts its temperature Has melting point at 1690 Kelvin.
  • - Zudem wären Prozessöfen, die für die genannt hohen Tem­ peraturen ausgelegt sind, nicht mehr kompatibel zu der herkömmlichen Silizium-Planartechnologie.- In addition, process ovens that are designed for the high temperatures temperatures are no longer compatible with the conventional silicon planar technology.
  • - Bei einer Implantationsdosis, die die Amorphisierungsdo­ sis überschreitet, wie dies bei der Ionenstrahlsynthese von SiC erforderlich ist, wird das Kristallgitter des Halbleiters durch nachträgliches Ausheilen nur zum Teil wieder hergestellt, da der Halbleiterkristall in seiner Struktur bereits zu stark gestört wurde, um wieder her­ gestellt zu werden.- With an implantation dose that the amorphization do sis exceeds, as in ion beam synthesis of SiC is required, the crystal lattice of the Only partially due to subsequent healing restored since the semiconductor crystal in its Structure has already been disturbed too much to restore to be asked.

Aufgrund dieser offenen Probleme ist es derzeit nicht mög­ lich, qualitativ hochwertige einkristalline SiC-Schichten durch Hochdosis-Ionenstrahlsynthese von Kohlenstoffionen in Silizium herzustellen.Due to these open problems, it is currently not possible Lich, high quality single-crystal SiC layers by high-dose ion beam synthesis of carbon ions in To manufacture silicon.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues, wesentlich verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem qualitativ hochwertige, einkristalline SiC-Schichten großflächig durch Ionenstrahlsynthese auf Silizium herge­ stellt werden können.The present invention is therefore based on the object to specify a new, significantly improved process with the high-quality, single-crystal SiC layers large area by ion beam synthesis on silicon can be put.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with solved the features of claim 1.

Demgemäss ist ein Verfahren zur Herstellung einer zumindest teilweise einkristallinen SiC-Schicht in einem Siliziumwafer durch Hochdosis-Ionenstrahlsynthese mit den folgenden Verfah­ rensschritten vorgesehen:
Accordingly, a method for producing an at least partially single-crystalline SiC layer in a silicon wafer by high-dose ion beam synthesis is provided with the following method steps:

  • - Ein Siliziumwafer wird bereitgestellt;- A silicon wafer is provided;
  • - Mittels Ionenimplantation werden Kohlenstoffionen oder koh­ lenstoffhaltige Ionen in den Siliziumwafer implantiert, wo­ bei die Implantationsdosis und die Implantationsenergie derart eingestellt werden, dass sich in demjenigen Bereich des Siliziumwafers, in dem die SiC-Schicht vorgesehen ist, ein annähernd stöchiometrisches Verhältnis von Siliziumio­ nen und Kohlenstoffionen ausbildet;- Using ion implantation, carbon ions or koh ionic ions implanted in the silicon wafer where at the implantation dose and the implantation energy be set so that in that area the silicon wafer in which the SiC layer is provided, an approximately stoichiometric ratio of silicon and carbon ions;
  • - Mittels einer Wärmestrahlungsquelle mit hoher Strahlungs­ leistung wird der Siliziumwafer während der Ionenimplanta­ tion einer Temperatur im Bereich von 900°C bis 1300°C aus­ gesetzt.- By means of a heat radiation source with high radiation The silicon wafer will perform during the ion implantation tion of a temperature in the range of 900 ° C to 1300 ° C set.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Advantageous refinements and developments of the Erfin result from the subclaims and the following Description with reference to the drawing.  

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher beschrieben. Die Figur zeigt in einem Teil­ schnitt schematisch das Verfahren zur Herstellung von einkri­ stallinen SiC-Schichten in Silizium.The invention is described below with reference to the single figure in FIG Drawing described in more detail. The figure shows in one part schematically cut the process for producing single crystals stalline SiC layers in silicon.

Die Figur zeigt einen Teilschnitt eines Siliziumwafers 1, in den über eine Ionenstrahlquelle an der Scheibenvorderseite 2 Kohlenstoffionen 3 implantiert werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird der Siliziumwafer 1 zur Erzeugung einer ein­ kristallinen SiC-Schicht 4 während der Implantation einer Temperatur zwischen 900 und 1300°C ausgesetzt. Die sehr hohen Temperaturen bei der Ionenimplantation führen zu einer chemi­ schen Reaktion der implantierten Kohlenstoffatome mit den Si­ liziumatomen und zur Ausbildung einer (vergrabenen) SiC- Schicht 4 im Siliziumwafer 1. Dadurch lassen sich einkristal­ line SiC-Schichten 4 in einer auch für den Fachmann überra­ schenden, nicht vorhersehbaren Art und Weise bei weitaus niedrigeren Temperaturen erzeugen, als dies ohne Bestrahlung möglich wäre.The figure shows a partial section of a silicon wafer 1 , in which 2 carbon ions 3 are implanted via an ion beam source on the front side of the wafer. In the present invention, the silicon wafer 1 is exposed to a temperature between 900 and 1300 ° C. during the implantation in order to produce a crystalline SiC layer 4 . The very high temperatures during the ion implantation lead to a chemical reaction of the implanted carbon atoms with the silicon atoms and to the formation of a (buried) SiC layer 4 in the silicon wafer 1 . As a result, single-crystal line SiC layers 4 can be produced in a manner which is also surprising for the person skilled in the art and cannot be foreseen at far lower temperatures than would be possible without irradiation.

In der Halbleitertechnologie wird eine Temperaturbehandlung eines Halbleiterkörpers typischerweise zur elektrischen Akti­ vierung und/oder zur Ausheilung des Halbleiterkörpers nach der Implantation verwendet. Im vorliegenden Fall wird die Temperaturbehandlung des Siliziumwafers 1 während der Implan­ tation zusätzlich dazu verwendet, dass die implantierten Koh­ lenstoffionen 3 während der Implantation besser diffundieren und sich somit leichter zu einem SiC-Kristall formieren. Die Erfindung nutzt hier den Effekt der strahlenunterstützten bzw. der strahleninduzierten Diffusion aus, bei der die Dif­ fusionskoeffizienten bzw. die Beweglichkeiten der Atome und Ionen im Kristallgitters sehr viel größer sind, als dies ohne Bestrahlung der Fall wäre.In semiconductor technology, temperature treatment of a semiconductor body is typically used for electrical activation and / or for healing of the semiconductor body after the implantation. In the present case, the temperature treatment of the silicon wafer 1 during the implantation is additionally used to ensure that the implanted carbon ions 3 diffuse better during the implantation and thus form more easily into an SiC crystal. The invention exploits the effect of radiation-assisted or radiation-induced diffusion, in which the diffusion coefficients or the mobility of the atoms and ions in the crystal lattice are much larger than would be the case without radiation.

Es ist somit bereits bei für SiC verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von 900°C bis 1300°C möglich, qualitativ hoch­ wertige und weitestgehend einkristalline SiC-Schichten im Siliziumwafer zu erzeugen. Die so erzeugten SiC-Schichten sind dabei um so ausgeprägter, je höher die Implantationstempera­ tur gewählt wird.It is therefore already relatively low for SiC Temperatures from 900 ° C to 1300 ° C possible, high quality valuable and largely single-crystalline SiC layers in the silicon wafer  to create. The SiC layers produced in this way are the more pronounced the higher the implantation temperature is selected.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, dass hier mindesten ein Prozessschritt eingespart wer­ den kann, da der Siliziumwafer 1 bereits während der Hochtem­ peraturimplantation ausgeheilt wird und somit ein Ausheilpro­ zess nach der Implantation nicht notwendigerweise erforder­ lich ist.The particular advantage of the method according to the invention is that at least one process step can be saved here, since the silicon wafer 1 is already healed during the high temperature implantation and thus a healing process after the implantation is not necessarily required.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht darüber hinaus die großtechnische Herstellung von einkristallinen SiC-Halblei­ terschichten 4 auf besonders wirtschaftliche Weise und er­ schließt darauf aufbauenden SiC-Halbleiterbauelementen alte Anwendungsbereiche.The method according to the invention also enables the large-scale production of single-crystal SiC semiconductor layers 4 in a particularly economical manner and it closes old application areas based on SiC semiconductor components.

Zur Durchführung der Hochtemperaturionenimplantation wird ei­ ne eigens dafür modifizierte Implantationsmaschine bereitge­ stellt, bei der die Implantationskammer eine Waferheizung 5 zur Aufheizung des zu implantierenden Siliziumwafers 1 wäh­ rend der Implantation aufweist. Die Implantationsmaschine und die Implantationskammer sind in der Figur der besseren Über­ sicht wegen nicht dargestellt. Eine solche Waferheizung 5 kann beispielsweise durch eine Vielzahl von Halogenlampen 5 mit hoher Strahlleistung ausgebildet sein, wobei die Halogen­ lampen 5 in der Implantationskammer derart angeordnet sein sollten, dass die abgestrahlte Energie die zu implantierende Siliziumscheibe 1 in ausreichendem Maße erhitzt. Im vorlie­ genden Fall wird der Siliziumwafer 1 lediglich von einer Scheibenrückseite 6 bestrahlt. Selbstverständlich ist die An­ ordnung der Halogenlampen 5 beliebig, solange gewährleistet wird, dass der Siliziumwafer 1 ausreichend erhitzt wird. Als Halogenlampen 5 sollten solche Lampen verwendet werden, die jeweils eine sehr hohe Strahlleistung - vorzugsweise größer als 1000 Watt - aufweisen. To carry out the high-temperature ion implantation, a specially modified implantation machine is provided, in which the implantation chamber has a wafer heater 5 for heating the silicon wafer 1 to be implanted during the implantation. The implantation machine and the implantation chamber are not shown in the figure for the better overview. Such a wafer heater 5 can be formed, for example, by a plurality of halogen lamps 5 with high beam power, the halogen lamps 5 should be arranged in the implantation chamber in such a way that the radiated energy heats the silicon wafer 1 to be implanted to a sufficient extent. In the vorlie case, the silicon wafer 1 is irradiated only from the back of a disk 6 . Of course, the arrangement of the halogen lamps 5 is arbitrary, as long as it is ensured that the silicon wafer 1 is heated sufficiently. Such lamps should be used as halogen lamps 5 , each of which has a very high beam power - preferably greater than 1000 watts.

Zu beachten ist hier, dass sämtliche Materialien in der Im­ plantationskammer entweder aus einem Material bestehen soll­ ten, welches bei den angestrebt hohen Temperaturen tempera­ turbeständig ist oder sehr stark gekühlt wird. Da sich mit der verwendeten Waferheizung 5 Temperaturen im Bereich der Schmelzgrenze von Silizium erzielen lassen, ist als weitere, wesentliche Anforderung eine äußerst exakte und verlässliche Temperaturmessung, beispielsweise mittels Thermoelemente, und eine geeignete Temperaturregelung erforderlich.It should be noted here that all materials in the implantation chamber should either consist of a material that is temperature-resistant at the desired high temperatures or is very strongly cooled. Since temperatures in the melting range of silicon can be achieved with the wafer heater 5 used, a further essential requirement is an extremely exact and reliable temperature measurement, for example by means of thermocouples, and a suitable temperature control.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn vor der Hochtemperaturim­ plantation auf der Siliziumoberfläche 2 eine Schutzschicht 7 zur Reduzierung von Sputtereffekten aufgebracht wird. Diese Schutzschicht 7 kann beispielsweise SiO2, Si3N4 enthalten. Durch die Schutzschicht 7 wird zum einen eine kompressive Vorspannung auf dem Siliziumwafer 1 erzeugt, die den SiC- Wachstumsprozess unterstützen soll. Zum anderen dient die Schutzschicht 7 auch zum Schutz gegen thermisches Ätzen bzw. Absputtern der Waferoberfläche 2 - in der Figur wurde dieses Absputtern mit 8 bezeichnet - das insbesondere bei sehr hohen Temperaturen einsetzt. Besonders effektiv ist hier eine dünne Si3N4-Schicht an der Oberfläche 2 des Siliziumwafers 1, die weitaus härter ist als eine SiO2-Schutzschicht 7. Die Schutz­ schicht 7 weist typischerweise eine Dicke d1 von 20 bis 250 nm im Falle von SiO2 und eine Dicke von 10 bis 100 nm im Fal­ le von Si3N4 auf. Als Schutzschicht 7 könnte jedoch auch ein dünner Photolack, eine dünne Epitaxieschicht oder ähnliches verwendet werden.It is particularly advantageous if a protective layer 7 for reducing sputtering effects is applied to the silicon surface 2 before the high-temperature implantation. This protective layer 7 can contain, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 . On the one hand, the protective layer 7 generates a compressive bias on the silicon wafer 1 , which is intended to support the SiC growth process. On the other hand, the protective layer 7 also serves to protect against thermal etching or sputtering of the wafer surface 2 - this sputtering was designated 8 in the figure - which is used particularly at very high temperatures. A thin Si 3 N 4 layer on the surface 2 of the silicon wafer 1 , which is far harder than an SiO 2 protective layer 7, is particularly effective here. The protective layer 7 typically has a thickness d1 of 20 to 250 nm in the case of SiO 2 and a thickness of 10 to 100 nm in the case of Si 3 N 4 . However, a thin photoresist, a thin epitaxial layer or the like could also be used as the protective layer 7 .

Nach der Hochtemperaturionenimplantation kann gegebenenfalls die an der Siliziumoberfläche 2 noch übrig gebliebene Schutz­ schicht 7 durch nass- oder trockenchemisches Ätzen abgelöst werden.After the high-temperature ion implantation, the protective layer 7 remaining on the silicon surface 2 can optionally be removed by wet or dry chemical etching.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich zu der Bestrah­ lung mit Halogenlampen 5 eine oder mehrere weitere Strah­ lungsquellen, beispielsweise eine Elektronenbestrahlungsquelle oder Gammabestrahlungsquelle, eingesetzt werden. Durch diese weiteren Strahlungsquellen wird die strahlenunterstütz­ te Diffusion und somit die Erzeugung von einkristallinen SiC- Schichten noch verbessert.It is particularly advantageous if, in addition to the irradiation with halogen lamps 5, one or more further radiation sources, for example an electron radiation source or gamma radiation source, are used. These further radiation sources further improve the radiation-assisted diffusion and thus the production of single-crystal SiC layers.

Die Dichte von Kohlenstoffatomen und Siliziumatomen in einem SiC-Kristall beträgt jeweils 4,8 × 1022 cm-3. Die Implantati­ onsenergie und die Implantationsdosis müssen somit unter Ein­ beziehung der Dichte von Kohlenstoffatomen in SiC geeignet gewählt werden, damit sich ein stöchiometrisches Verhältnis von Siliziumatomen und Kohlenstoffatomen ergibt. Typische Werte liegen hier bei Implantationsenergien von 75 keV bis 250 keV und Implantationsdosen von 2 × 1017 cm-2 bis 5 × 1018 cm-2, jedoch sind auch andere Implantationsenergien und Im­ plantationsdosen denkbar.The density of carbon atoms and silicon atoms in an SiC crystal is 4.8 × 1022 cm -3 each. The implantation energy and the implantation dose must therefore be chosen appropriately, taking into account the density of carbon atoms in SiC, so that a stoichiometric ratio of silicon atoms and carbon atoms results. Typical values here are implantation energies from 75 keV to 250 keV and implantation doses from 2 × 10 17 cm -2 to 5 × 10 18 cm -2 , but other implantation energies and implantation doses are also conceivable.

Besonders vorteilhaft ist es, eine Mehrfachionenimplantation bei verschiedenen Implantationsenergien und somit Implantati­ onsdosen vorzunehmen, um ein angestrebtes SiC-Tiefenprofil zu erhalten. Durch Mehrfachionenimplantation lässt sich eine mehr oder weniger breite, vergrabene SiC-Schicht von mehreren 100 nm Dicke (d2) erzeugen. In der Figur wurde dies durch die in drei Bereichen unterteilte vergrabene Schicht 4 darge­ stellt. Da bei der Ionenimplantation sehr hoher Implantati­ onsdosen ein beträchtlicher Teil der Oberfläche 2 des Silizi­ umwafers 1 bzw. dessen Schutzschicht 6 abgesputtert wird bzw. durch thermisches Ätzen abgelöst wird, sollte dieser Mate­ rialabtrag bei der Berechnung zur Herstellung eines SiC-Tie­ fenprofils mitberücksichtigt werden. Damit kann gewährleistet werden, dass auch bei sehr breiten SiC-Schichten im Silizium­ wafer 1 von einigen 100 nm Dicke ein stöchiometrisches Ver­ hältnis von Silizium und Kohlenstoff über die gesamte Dicke d2 der vergrabenen Schicht 4 beibehalten wird und damit die Grundlage zur Herstellung von einkristallinem SiC auch bei derartig dicken Schichten vorhanden ist. It is particularly advantageous to carry out a multiple ion implantation at different implantation energies and thus implantation doses in order to obtain a desired SiC depth profile. Multiple ion implantation can produce a more or less wide, buried SiC layer several hundred nm thick (d2). In the figure, this was represented by the buried layer 4 divided into three regions. Since a considerable part of the surface 2 of the silicon wafer 1 or its protective layer 6 is sputtered off or replaced by thermal etching during ion implantation of very high implantation doses, this material removal should be taken into account in the calculation for producing a SiC deep profile. This can ensure that even with very wide SiC layers in the silicon wafer 1 of a few 100 nm thickness, a stoichiometric ratio of silicon and carbon is maintained over the entire thickness d2 of the buried layer 4 and thus the basis for the production of single-crystal SiC is also present in such thick layers.

Bei der Implantation können Kohlenstoffionen oder Ionen koh­ lenstoffhaltiger Stoffe - beispielsweise CO, CO2. CxHy, CxFy, etc. - verwendet werden. Typischerweise werden hier einfach negative Kohlenstoffionen zur Implantation verwendet. Beson­ ders vorteilhaft wäre es jedoch, wenn alternativ oder zusätz­ lich doppelt oder mehrfach geladene Kohlenstoffionen zum Ein­ satz kommen, da damit die Impantationszeit signifikant redu­ ziert werden kann.During the implantation, carbon ions or ions of carbon-containing substances - for example CO, CO 2 . C x H y , C x F y , etc. - can be used. Typically, negative carbon ions are simply used for implantation. However, it would be particularly advantageous if, alternatively or additionally, double or multiply charged carbon ions are used, since this can significantly reduce the implantation time.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Siliziumwafer 1 be­ reits vor der Ionenstrahlsynthese dotiert ist, da bei Verwen­ dung von SiC zur Herstellung von Halbleiterbauelementen der Halbleiterkörper nicht mehr dotiert werden muss.It is particularly advantageous if the silicon wafer 1 is already doped before the ion beam synthesis, since when using SiC for the production of semiconductor components the semiconductor body no longer has to be doped.

Nach der Hochtemperaturionenimplantation kann vorteilhafter­ weise noch ein Ausheilprozess zur Ausheilung von Strahlen­ schäden und/oder zur elektrischen Aktivierung von Dotierstof­ fen durchgeführt werden. Jedoch macht ein solcher Temperatur­ prozess nur dann Sinn, wenn die Ausheiltemperatur deutlich höher als die Implantationstemperatur gewählt ist, d. h. zur Ausheilung sollte eine Temperatur von 1000°C bis zu 1400°C, d. h. knapp unter der Schmelztemperatur von Silizium, verwen­ det werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass Dotiera­ tome, die bereits im Siliziumwafer 1 vorhanden waren, durch den zusätzlichen Temperaturschritt elektrisch aktiviert wer­ den und Kristallschäden im Silizium und in der SiC-Schicht 4 SiC so gut wie möglich ausgeheilt werden.After the high-temperature ion implantation, a healing process for healing radiation damage and / or for electrically activating dopants can advantageously be carried out. However, such a temperature process only makes sense if the annealing temperature is selected to be significantly higher than the implantation temperature, ie a temperature of 1000 ° C to 1400 ° C, ie just below the melting temperature of silicon, should be used for the healing process. This can ensure that dotiera tome, which were already present in the silicon wafer 1 , electrically activated by the additional temperature step and the crystal damage in the silicon and in the SiC layer 4 SiC are healed as well as possible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die durch Ionenstrahlsyn­ these erzeugte SiC-Schicht 4 als vergrabene Schichten im Si­ liziumwafer 1, wie dies in der Figur dargestellt ist, ausge­ bildet ist. In diesem Fall könnte diese SiC-Schicht 4 bei­ spielsweise als Isolationsschichten bei Halbleiterbauelemen­ ten und/oder bei integrierten Schaltungen Verwendung finden. Solche Isolationsschichten weisen gegenüber Si3N4 bzw. SiO2, wie sie in der SOI-Technik eingesetzt werden, den Vorteil auf, dass sie einen deutlich höheren Wärmeleitkoeffizienten innehaben. Auf diese Weise können unerwünscht hohe Temperatu­ ren, die beim Betrieb von Halbleiterbauelementen entstehen, sehr viel effektiver abgeleitet werden.It when the SiC layer 4 generated by ion beam synthesis is formed as buried layers in the silicon wafer 1 , as shown in the figure, is particularly advantageous. In this case, this SiC layer 4 could be used for example as insulation layers in semiconductor components and / or in integrated circuits. Such insulation layers have the advantage over Si 3 N 4 or SiO 2 , as used in SOI technology, that they have a significantly higher coefficient of thermal conductivity. In this way, undesirably high temperatures, which arise during the operation of semiconductor components, can be derived much more effectively.

Die vorliegende Erfindung eignet sich jedoch nicht aus­ schließlich zur Herstellung von als vergrabene Schichten aus­ gebildete SiC-Schichten 4. Vielmehr können diese SiC-Schich­ ten 4 nach der Hochtemperaturionenimplantation auch an der Siliziumoberfläche 2 ausgebildet sein. Alternativ kann, für den Fall, dass die SiC-Schicht 4 als vergrabene Schicht aus­ gebildet ist, die an der Oberfläche 2 befindlichen Silizium­ bereiche abgelöst werden, so dass die SiC-Schicht 4 an die Oberfläche 2 tritt. Sodann können Halbleiterbauelemente in dieser einkristallinen SiC-Schicht 4 hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung eignet sich sehr vorteilhaft zur Herstellung von großflächigen, beispielsweise über die gesam­ te Breite eines Siliziumwafers 1, sich ausdehnenden SiC- Schichten 4. Die Erfindung ist jedoch nicht ausschließlich auf die Herstellung von großflächigen SiC-Schichten 4 be­ schränkt. Mittels konventioneller Photolack-, Strukturie­ rungs- und Ätztechniken können hier für Halbleiterbauelemente übliche Strukturen mittels SiC-Ionenstrahlsynthese in den Halbleiterkörper eingebracht werden.However, the present invention is not exclusively suitable for producing SiC layers 4 formed as buried layers. Rather, these SiC layers 4 can also be formed on the silicon surface 2 after the high-temperature ion implantation. Alternatively, in the event that the SiC layer 4 is formed as a buried layer, the silicon regions located on the surface 2 can be detached so that the SiC layer 4 comes to the surface 2 . Semiconductor components can then be produced in this single-crystalline SiC layer 4 . The present invention is very advantageously suitable for producing large-area SiC layers 4 , for example over the entire width of a silicon wafer 1 . However, the invention is not exclusively limited to the production of large-area SiC layers 4 be. Using conventional photoresist, structuring and etching techniques, structures customary for semiconductor components can be introduced into the semiconductor body by means of SiC ion beam synthesis.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass zur Herstellung von einkristallinem SiC die Gerätschaf­ ten der herkömmlichen Silizium-Planartechnologie in gebräuch­ licher Art und Weise herangezogen werden können, wobei hier lediglich die Ionenimplantation derart modifiziert werden muss, dass sie die Siliziumwafer 1 während der Implantation mit den genannt hohen Temperaturen beaufschlagen kann.The particular advantage of the present invention lies in the fact that the devices of conventional silicon planar technology can be used in the customary manner for the production of single-crystal SiC, only the ion implantation having to be modified here in such a way that it wafers the silicon wafer 1 during the process Implantation with the high temperatures mentioned.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass durch das wie beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von SiC-Schichten 4 durch Hochtemperaturionenimplantation nahezu ohne Mehraufwand und vorteilhafterweise unter Verwendung der herkömmlichen Silizium-Planartechnologie einkristalline SiC- Schichten 4 unter Einsparung eines zusätzlichen Temperatur­ prozesses herstellbar sind, ohne dass gleichzeitig die Nach­ teile bei der Ionenstrahlsynthese von SiC-Schichten 4 nach dem Stand der Technik in Kauf genommen werden müssen.In summary, it can be stated that the inventive method for the production of SiC layers 4 by high-temperature ion implantation as described almost without additional effort and advantageously using the conventional silicon planar technology, single-crystal SiC layers 4 can be produced while saving an additional temperature process, without simultaneously After parts in the ion beam synthesis of SiC layers 4 according to the prior art must be accepted.

Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand der vorstehenden Beschreibung so dargelegt, um das Prinzip der Erfindung und dessen praktische Anwendung am besten zu erklä­ ren. Selbstverständlich lässt sich das erfindungsgemäße Ver­ fahren im Rahmen des fachmännischen Handelns und Wissens in geeigneter Weise in mannigfaltiger Art und Weise abwandeln. The present inventive method was based on the above description so spelled out the principle of Invention and its practical application best to explain ren. Of course, the Ver drive in the context of professional action and knowledge suitably in a variety of ways.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Siliziumwafer
Silicon wafer

22

Wafervorderseite, -oberfläche
Wafer front, surface

33rd

Kohlenstoffionen
Carbon ions

44

(vergrabene) SiC-Schicht
(buried) SiC layer

55

Halogenlampen, Waferheizung
Halogen lamps, wafer heating

66

Waferrückseite
Wafer back

77

Schutzschicht
Protective layer

88th

Abtrag von Teilchen durch Absputterung und/oder thermisches Ätzen
d1 Dicke der Schutzschicht
d2 Dicke der vergrabenen Schicht
Removal of particles by sputtering and / or thermal etching
d1 thickness of the protective layer
d2 thickness of the buried layer

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer zumindest teilweise ein­ kristallinen SiC-Schicht (4) in einem Siliziumwafer (1) durch Hochdosis-Ionenstrahlsynthese mit den folgenden Verfahrens­ schritten:
  • - Ein Siliziumwafer (1) wird bereitgestellt;
  • - Mittels Ionenimplantation werden Kohlenstoffionen (3) oder kohlenstoffhaltige Ionen in den Siliziumwafer (1) implan­ tiert, wobei die Implantationsdosis und die Implantationse­ nergie derart eingestellt werden, dass sich in demjenigen Bereich des Siliziumwafers (1), in dem die SiC-Schicht (4) vorgesehen ist, ein annähernd stöchiometrisches Verhältnis von Siliziumionen und Kohlenstoffionen (3) ausbildet;
  • - Mittels einer Wärmestrahlungsquelle (5) mit hoher Strah­ lungsleistung wird der Siliziumwafer (1) während der Io­ nenimplantation einer Temperatur im Bereich von 900°C bis 1300°C ausgesetzt.
1. A method for producing an at least partially a crystalline SiC layer ( 4 ) in a silicon wafer ( 1 ) by high-dose ion beam synthesis using the following method:
  • - A silicon wafer ( 1 ) is provided;
  • - By means of ion implantation, carbon ions ( 3 ) or carbon-containing ions are implanted in the silicon wafer ( 1 ), the implantation dose and the implantation energy being set such that the area of the silicon wafer ( 1 ) in which the SiC layer ( 4 ) is provided, forms an approximately stoichiometric ratio of silicon ions and carbon ions ( 3 );
  • - By means of a heat radiation source ( 5 ) with high radiation power, the silicon wafer ( 1 ) is exposed to a temperature in the range from 900 ° C to 1300 ° C during ion implantation.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffionen (3) oder kohlenstoffhaltigen Ionen bei einer Dotierungsdosis im Bereich von 1 × 1017 cm-2 und 5 × 1018 cm-2 in den Siliziumwafer (1) implantiert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the carbon ions ( 3 ) or carbon-containing ions are implanted in the silicon wafer ( 1 ) at a doping dose in the range of 1 × 10 17 cm -2 and 5 × 10 18 cm -2 . 3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmestrahlungsquelle (5) eine Mehrzahl von Halogen­ lampen (5) mit hoher Strahlungsleistung vorgesehen sind. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a heat radiation source (5) a plurality of lamps halo (5) are provided with high radiation performance. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Mehrzahl von Halogenlampen (5) noch mindestens eine weitere, als Gammastrahler oder Elektronen­ strahler ausgebildete Strahlungsquelle vorgesehen ist.4. The method according to claim 3, characterized in that in addition to the plurality of halogen lamps ( 5 ) at least one further radiation source designed as a gamma emitter or electron emitter is provided. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberfläche (2) des zu implantierenden Silizi­ umwafers (1) eine Schutzschicht (7), die Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid enthält, aufgebracht wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a protective layer ( 7 ) containing silicon dioxide and / or silicon nitride is applied to a surface ( 2 ) of the silicon wafer to be implanted ( 1 ). 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumdioxid enthaltende Schutzschicht (7) eine Dicke (d1) im Bereich von 20 nm bis 250 nm aufweist.6. The method according to claim 5, characterized in that the silicon dioxide-containing protective layer ( 7 ) has a thickness (d1) in the range from 20 nm to 250 nm. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumnitrid enthaltende Schutzschicht (7) eine Dicke (d1) im Bereich von 10 nm bis 100 nm aufweist.7. The method according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the protective layer ( 7 ) containing silicon nitride has a thickness (d1) in the range from 10 nm to 100 nm. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der SiC-Schicht (4) eine Mehrfachimplan­ tation von Kohlenstoffionen (3) oder kohlenstoffhaltigen Io­ nen bei verschiedenen Implantationsenergien und bei verschie­ denen Dotierungsdosen angewandt wird, wobei die Implantation­ senergien und Dotierungsdosen für die jeweilige Ionenimplan­ tation in der Art eingestellt werden, dass im Siliziumwafer (1) im Bereich der zu erzeugenden SiC-Schicht (4) ein Tiefen­ profil mit einem annähernd stöchiometrischen Verhältnis von Siliziumatomen und Kohlenstoffatomen erzeugt wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for the production of the SiC layer ( 4 ) a multiple implantation of carbon ions ( 3 ) or carbon-containing ions is used at different implantation energies and at different doping doses, the implantation energies and Doping doses for the respective ion implantation are set in such a way that a depth profile with an approximately stoichiometric ratio of silicon atoms and carbon atoms is generated in the silicon wafer ( 1 ) in the region of the SiC layer ( 4 ) to be produced. 9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Absputtern und/oder durch thermisches Ätzen (8) abgetragene Schutzschicht (7) und/oder Siliziumschicht bei der Herstellung eines SiC-Tiefenprofils mitberücksichtigt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the protective layer ( 7 ) and / or silicon layer removed by sputtering and / or by thermal etching ( 8 ) is also taken into account in the production of a SiC depth profile. 10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Siliziumwafer (1) bereits vor der Hochtemperatur­ ionenimplantation dotiert ist.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the silicon wafer ( 1 ) is doped before the high temperature ion implantation. 11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Siliziumwafer (1) nach der Hochtemperaturionen­ implantation einem weiteren Temperaturschritt bei einer Tem­ peratur im Bereich von 1000°C bis 1400°C ausgesetzt wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the silicon wafer ( 1 ) after the high-temperature ion implantation is exposed to a further temperature step at a temperature in the range from 1000 ° C to 1400 ° C. 12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Ionenstrahlsynthese erzeugte SiC-Schicht (4) als vergrabene Schicht (4) ausgebildet ist.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the SiC layer ( 4 ) generated by ion beam synthesis is designed as a buried layer ( 4 ). 13. Verwendung der gemäß einem Verfahren nach Anspruch 12 hergestellten vergrabenen SiC-Schicht (4) als Isolations­ schicht bei Halbleiterbauelementen und/oder bei integrierten Halbleiterschaltungen.13. Use of the buried SiC layer ( 4 ) produced according to a method according to claim 12 as an insulation layer in semiconductor components and / or in integrated semiconductor circuits. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Herstellung der vergrabenen SiC-Schicht (4) die sie bedeckende Schichten des Siliziumwafers (1) entfernt wer­ den.14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that after the production of the buried SiC layer ( 4 ) it covering the layers of the silicon wafer ( 1 ) who removed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1727190A1 (en) * 2005-05-25 2006-11-29 Siltronic AG Semiconductor layer structure and method of fabricating it
WO2009080177A1 (en) * 2007-12-21 2009-07-02 Siltronic Ag Method of manufacturing semiconductor substrate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212101A (en) * 1989-04-14 1993-05-18 Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Substitutional carbon in silicon
US5874348A (en) * 1993-03-30 1999-02-23 Sony Corporation Semiconductor wafer and method of manufacturing same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5212101A (en) * 1989-04-14 1993-05-18 Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Substitutional carbon in silicon
US5874348A (en) * 1993-03-30 1999-02-23 Sony Corporation Semiconductor wafer and method of manufacturing same

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Frangis N. et al: The formation of 3C-SIC in crystalline Si by carbon implantation at 950 DEG C and annealing-a structurel study. In: J. Cryst. Growth Bd. 181, 1997, S.218-228 *
Frey L.: Synthesis of SIC by High Temperature C·+·Implantation into Si 02. In: J Electrochem. Soc. Vol. 144, 1997, S. 4314-4320 *
HCAplus auf STN:AN=1999:443626 [benutzt am 27.03.01] *
JP 07-082098 A. Englischprachige Übersetzung http.//www1. ipdl.jpo.go.in/PA1/result/detail/main/wAAAa02656DA407082098P1.htlm[benutzt am 27.03.01 *
Nejim A.: SiC buried layer formation by ion beam synthesis at 950 DEG C. In: Appl. Phys. Letters 66 (20), 1995, S.2646-2648 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1727190A1 (en) * 2005-05-25 2006-11-29 Siltronic AG Semiconductor layer structure and method of fabricating it
WO2009080177A1 (en) * 2007-12-21 2009-07-02 Siltronic Ag Method of manufacturing semiconductor substrate

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