DE4224686C2 - Verfahren zur Implantation von Ionen in einen Festkörper - Google Patents
Verfahren zur Implantation von Ionen in einen FestkörperInfo
- Publication number
- DE4224686C2 DE4224686C2 DE4224686A DE4224686A DE4224686C2 DE 4224686 C2 DE4224686 C2 DE 4224686C2 DE 4224686 A DE4224686 A DE 4224686A DE 4224686 A DE4224686 A DE 4224686A DE 4224686 C2 DE4224686 C2 DE 4224686C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- implantation
- layer
- solid
- ions
- cover layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 21
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 title claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YXLXNENXOJSQEI-UHFFFAOYSA-L Oxine-copper Chemical compound [Cu+2].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 YXLXNENXOJSQEI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
- H01L21/26533—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors of electrically inactive species in silicon to make buried insulating layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/48—Ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/266—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76243—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using silicon implanted buried insulating layers, e.g. oxide layers, i.e. SIMOX techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Implantation von Ionen in einen
Festkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Einbringen von Fremdatomen in einen Festkörper durch
Ionenimplantation ist seit langem bekannt (S.M. Sze: VLSI Technology,
Mc Graw Hill Book Company, N.Y., 1983, S. 224-226). Bei der
Ionenimplantation tritt eine Verteilung der Fremdatome derart auf, daß
sie ein Maximum im Inneren des Festkörpers aufweisen. Während die
Energie der implantierten Ionen im wesentlichen die Eindringtiefe
bestimmt, wird durch die Implantationsdosis deren Konzentration im
wesentlichen bestimmt. Wenn zur Implantation Dotierstoffe verwendet
werden, können in dem Festkörper vergrabene Schichten mit vorbestimmter
Dotierung bzw. eines vorbestimmten Leitungstyps erzeugt werden.
Erfolgt die Implantation mit einer hohen Dosis von größer als 1018
Atome/cm2, so ist es möglich, stöchiometrische Mischungsverhältnisse
zwischen den Atomen des Festkörpers und den implantierten Atomen zur
Synthese von chemischen Verbindungen herzustellen. Im Falle von Silicium
ist es in diesem Zusammenhang bekannt, vergrabene Schichten aus
Siliciumdioxid als Isolationsschichten oder vergrabene Schichten aus
Titansilicit als vergrabene Leiterbahnen herzustellen.
Insbesondere die Herstellung von vergrabenen Isolierschichten durch
Bildung von Siliciumoxid ist technologisch von besonderer Bedeutung
(Applied Physics Letters, 48, 1986, S. 532-534). Wie bereits erwähnt,
bestimmt die implantierte Dosis die Dicke der Siliciumoxidschicht,
während die Energie der implantierten Ionen die Eindringtiefe und damit
die Lage der Siliciumoxidschicht bestimmt.
Die Implantation selbst kann bei erhöhter Temperatur durchgeführt
werden, wobei in jedem Falle zur Ausheilung von Strahlenschäden nach der
Implantation eine nachfolgende Temperung bei erhöhter Temperatur
erforderlich ist. Mittels der Hochdosis-Sauerstoffimplantation in
Silicium lassen sich Bauelemente herstellen, die erhebliche Vorteile
gegenüber den herkömmlichen Isolationsmethoden aufweisen (IEEE Electron
Device Letters, Band 5, Nr. 3, 1984, S. 91-93). Das gleiche gilt auch
für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen.
Das bekannte Verfahren zur Herstellung vergrabener Siliciumoxidschichten
weist jedoch den Nachteil auf, daß nur eine relativ schmale Verteilung
der implantierten Atome möglich ist und sich damit nur dünne
Oxidschichten herstellen lassen, beispielsweise mit einer Dicke von
0,38 µm bei einer Sauerstoffimplantation mit einer Energie von 200 KeV.
Mit derartig dünnen Isolationsschichten lassen sich nur
Durchbruchsspannungen von weniger als 150 V erzielen.
Aus der US-PS 5 080 730 ist bekannt, daß ein Teil der
Festkörperoberfläche beim Implantieren abgetragen wird. Dieser Effekt,
welcher schon lange bekannt ist, wird als störend empfunden und durch
eine Nachsteuerung der Beschleunigungsspannung der Ionenquelle
ausgeglichen. Darüber hinaus wird durch eine Verstärkung der
Strahlenenergie im Laufe der Implantierungsperiode das Maximum der
Ionenverteilung in der Tiefe des Festkörpers variiert. Damit wird, wie in
Spalte 2, Zeilen 25-33, ausgeführt, die natürliche Verbreiterung der
Tiefenverteilung vorteilhaft ausgeweitet.
Bei dem aus der US-PS 4 394 180 bekannten Verfahren wird eine
keilförmige Schicht zwischen Ionenstrahl und Target gebracht und mit
ihrer Verschiebung eine mit der Zeit variierende Energie bzw. Eindringtiefe
der Ionen erreicht. Die Verbreiterung der Tiefenverteilung erfordert einen
Manipulator, der einen erhöhten Aufwand bedeutet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Implantation
von Atomen in einem Festkörper verfügbar zu machen, mit dem sich eine
größere Schichtdicke der implantierten Atome herstellen läßt, welche
darüber hinaus gezielt einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schicht
vor der Implantation auf die Oberfläche des Festkörpers aufgebracht wird
und daß diese Deckschicht aus einem Material besteht, dessen
Verdampfungs- und/oder Sputterrate so gewählt ist, daß während des
Implantationsprozesses die Dicke der Deckschicht in vorbestimmter Weise
variiert wird.
Bei diesem Verfahren wird durch die kontinuierliche Veränderung der
Schichtdicke die Energie der implantierten Ionen und damit ihre
Eindringtiefe kontinuierlich variiert. Das führt dazu, daß sich in dem
Festkörper ein etwa kastenförmiges Profil der implantierten Ionen
einstellt und damit zu einer relativ dicken, homogenen
Implantationsschicht führt. Im Falle der Ionenimplantation in Silicium wird
auf diese Weise eine Isolationsschicht mit einer gegenüber den
bekannten Schichten vergrößerten Schichtdicke erreicht, die zu einer
wesentlichen Erhöhung der Isolationsspannung führt. In dem Falle der
Implantation von z. B. Titan werden Leiterbahnen mit relativ großem
Querschnitt und damit kleinem Widerstand erzielt.
In besonders vorteilhafter Weise ist eine Verringerung der Dicke der Deckschicht
durch Verdampfen oder durch Kathodenzerstäuben möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen anhand der Zeichnung
näher erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 die Verteilung implantierter Atome in einem Festkörper nach
einer Mehrfachimplantation mit unterschiedlichen Energien;
Fig. 2 den Einfluß von Deckschichten verschiedener Dicke auf die
Reichweiten von Ionen in einem Festkörpersubstrat;
Fig. 3 die Verteilung implantierter Atome in einem Festkörpersubstrat
nach Implantation mit Atomen kontinuierlich geänderter Reich
weite;
Fig. 4 die Oberflächenzerstäubung verschiedener Elemente durch 1 Mev
Sauerstoffionen und
Fig. 5 die Herstellung einer dicken Isolationsschicht aus Silicium
oxid durch Sauerstoffimplantation in ein Siliciumsubstrat.
In Fig. 1 ist die Konzentration der implantierten Atome N in
Abhängigkeit von der Eindringtiefe X dargestellt für den Fall, daß das
zu implantierende Festkörpersubstrat nacheinander mit den gleichen Ionen
implantiert wird, wobei jedoch jeweils die Energie und die Teilchendosis
neu eingestellt wird. Mit zunehmender Implantationsenergie verschieben
sich die gestrichelt dargestellten Verteilungskurven der implantierten
Atome zu größeren Reichweiten in dem Substrat. Als Resultierende dieser
Konzentrationen ergibt sich die ausgezogene Kurve, die eine Welligkeit
zeigt, die durch die Anzahl und die Energiedifferenz der einzelnen
Implantationsschritte bestimmt ist.
In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie sich die Reichweite der
implantierten Ionen in dem Substrat in Abhängigkeit von der Dicke einer
auf dem Substrat 1 angeordneten Deckschicht 2 verändert.
Die Bestrahlung erfolgt unter der Voraussetzung, daß die Dosis und
Energie der zu implantierenden Atome konstant bleibt. Mit abnehmender
Dichte der Deckschicht 2 verschiebt sich das Maximum R der implantierten
Atome nach rechts. In dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die
Dicke der Deckschicht durch Kathodenzerstäubung reduziert wird, wobei
die Kathodenzerstäubung durch die zu implantierenden Ionen selbst
bewirkt wird. Da der Schichtabtrag kontinuierlich erfolgt, verschieben
sich auch die Verteilungskurven kontinuierlich nach rechts. Als
Resultierende ergibt sich dann eine etwa kastenförmige
Konzentrationsverteilung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Zwischen
der kleinsten Reichweite R1 und der größten Reichweite R3 wird somit
eine Zone konstanter Konzentration erhalten, beispielsweise bei der
Implantation mit Sauerstoffionen, einer homogenen Siliciumoxidschicht,
deren Dicke durch die Eindringtiefen R2 und R3 bestimmt ist.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere zur
Bildung relativ dicker Siliciumoxidschichten in einem Siliciumsubstrat
von besonderer Bedeutung.
Für den notwendigen Abtrag der Deckschicht
läßt sich die Kathodenzerstäubung besonders einfach und wirkungsvoll
einsetzen. Durch die Verwendung nur eines einzigen Materials für die
Deckschicht ist jedoch die Variationsmöglichkeit der zu erzeugenden,
vergrabenen Schicht bezüglich Schichtbreite und Lage der Schicht in dem
Substrat sehr begrenzt. Eine Modifizierung dieser Parameter ist
insbesondere durch die Wahl des Materials für die Deckschicht möglich.
Dazu sind in Fig. 4 die Oberflächenzerstäubung verschiedener Elemente
durch 1 Mev Sauerstoffionen aufgetragen. In dem Diagramm ist der
Kathodenzerstäubungsabtrag (Verhältnis der Anzahl der von der Oberfläche
abgetragenen Atome zu der Anzahl der auftreffenden Ionen) in
Abhängigkeit von E, einem Parameter, der im wesentlichen von der Masse
der Atome der Deckschicht und ihrer Bindungsenergie abhängt. Die
Zuordnung zu den verschiedenen Materialien ergibt sich aus der
nachfolgenden Tabelle:
1 Beryllium
2 Aluminium
3 Silicium
4 Titan
5 Chrom
6 Nickel
7 Kupfer
8 Germanium
9 Molybdän
10 Silber
11 Tantal
12 Wolfram
13 Platin
14 Gold
15 Selen.
2 Aluminium
3 Silicium
4 Titan
5 Chrom
6 Nickel
7 Kupfer
8 Germanium
9 Molybdän
10 Silber
11 Tantal
12 Wolfram
13 Platin
14 Gold
15 Selen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist dieser Abtrag bei den Elementen Silber,
Gold und Kupfer besonders hoch.
Anhand der Fig. 5 soll nun noch die Herstellung einer vergrabenen
Oxidschicht in einem Siliciumsubstrat im einzelnen erläutert werden.
Das Siliciumsubstrat 1 wird zum Schutz gegen Verunreinigungen mit einem
dünnen thermischen Oxidfilm 2, beispielsweise mit einer Dicke von 50 nm,
überzogen und auf den Oxidfilm anschließend eine Deckschicht 3 aus Gold
mit einer Dicke von 0,24 µm aufgedampft (Fig. 5a). In Fig. 5b ist
schematisch dargestellt, daß anschließend das derart beschichtete
Substrat mit Sauerstoffionen implantiert wird, wobei die Sauerstoffionen
die Zonen 2 und 3 durchdringen und in dem Substrat die vergrabene Zone 4
bilden. Bei einer Energie der Sauerstoffionen von 1 Mev erfolgt die
Bestrahlung mit einer Dosis von 2×1018 Sauerstoffionen/cm2 . Bei einer
Kathodenzerstäubungsrate für Gold von Y = 0,7 ergibt sich bei
vollständigem Abtrag der Deckschicht eine mit Sauerstoffionen stark
angereicherte, vergrabene Schicht, deren Dicke durch die anfängliche
Reichweite R1 von 0,384 µm und die bei vollständigem Schichtabtrag
erzielte Reichweite R2 von 0,906 µm bestimmt ist. Damit wird eine
vergrabene Siliciumoxidschicht mit einer Dicke von mehr als 0,5 µm
erzielt. Zur endgültigen Bildung der Siliciumoxidschicht und zur
Ausheilung der Implantationsschäden wird das Substrat dann noch einer
Temperung bei erhöhter Temperatur unterworfen. Fig. 5c zeigt als
Ergebnis der Implantation ein Substrat 1, das mit einer Oxidschicht 3
bedeckt ist, eine vergrabene Siliciumoxidschicht 4 aufweist, die durch
einen Bereich aus reinem Silicium von der oxidierten Oberfläche getrennt
ist.
Während bei der Ionenimplantation in Silicium beim Stand der Technik nur
Siliciumoxidschichten mit einer Durchbruchsspannung von etwa 120 bis
150 V erzielt wird, erhöht sich dieser Wert bei der gemäß
Ausführungsbeispiel erhaltenden Oxidschicht auf etwa 270 V. In beiden
Fällen wurde eine Durchbruchfeldstärke von etwa 3×106 V/cm gewählt.
Selbstverständlich lassen sich nach dem Implantationsverfahren noch
dickere Deckschichten und damit auch dickere Isolationsschichten mit
entsprechend erhöhter Durchbruchsspannung herstellen.
Claims (13)
1. Verfahren zur Implantation von Ionen in einen Festkörper, wobei die
Ionen vor der Implantation eine Schicht durchlaufen, in der ein Teil
der Ionenenergie absorbiert wird, und daß die Dicke dieser Schicht während
der Implantation in vorbestimmter Weise variiert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht vor der Implantation auf die Oberfläche des Körpers
aufgebracht wird und daß diese Deckschicht (3) aus einem Material
besteht, dessen Verdampfungs- und/oder Sputterrate so gewählt ist,
daß sich während des Implantationsprozesses die Dicke der Deckschicht
derart ändert, daß die Eindringtiefe der implantierten Ionen in
vorbestimmter Weise variiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Festkörper (1) nach der Ionenimplantation zur Ausheilung von
Strahlenschäden getempert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der Deckschicht (3) durch Verdampfen verringert wird,
wobei das Verdampfen durch Temperaturerhöhung des Festkörpers (1)
erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckschicht (3) durch Kathodenzerstäubung abgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Deckschicht (3) und der Oberfläche des Festkörpers
(1) eine Zwischenschicht (2) angeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Festkörper (1) ein Halbleiter verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Halbleiter Silicium verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Implantation mit Sauerstoffionen erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch
eine Deckschicht (3) aus Gold.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch
die Verwendung einer Zwischenschicht aus Siliciumoxid.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Siliciumoxidschicht durch thermische Oxidation erzeugt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Implantation mit Metallionen erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Metallionen Titanionen verwendet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4224686A DE4224686C2 (de) | 1992-07-25 | 1992-07-25 | Verfahren zur Implantation von Ionen in einen Festkörper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4224686A DE4224686C2 (de) | 1992-07-25 | 1992-07-25 | Verfahren zur Implantation von Ionen in einen Festkörper |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4224686A1 DE4224686A1 (de) | 1994-01-27 |
DE4224686C2 true DE4224686C2 (de) | 1994-07-14 |
Family
ID=6464144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4224686A Expired - Fee Related DE4224686C2 (de) | 1992-07-25 | 1992-07-25 | Verfahren zur Implantation von Ionen in einen Festkörper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4224686C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2727974A1 (fr) * | 1994-12-07 | 1996-06-14 | Commissariat Energie Atomique | Procede de production de reactions chimiques dans un film de polymere |
DE19835528A1 (de) * | 1998-08-06 | 2000-02-10 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur Einstellung der Trägerlebensdauer in einem Halbleiterbauelement |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5420676A (en) * | 1977-07-15 | 1979-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | Production of semiconductor heat-sensitive switching elements |
GB2050802B (en) * | 1979-06-12 | 1983-03-02 | Imp Group Ltd | Feeding tobacco webs |
GB2137806B (en) * | 1983-04-05 | 1986-10-08 | Standard Telephones Cables Ltd | Ion implantation in semiconductor bodies |
SE454309B (sv) * | 1986-08-29 | 1988-04-18 | Stiftelsen Inst Mikrovags | Forfarande att framstella tunna ledande eller halvledande skikt inbeddade i kisel medelst implantering av metallatomer |
US5080730A (en) * | 1989-04-24 | 1992-01-14 | Ibis Technology Corporation | Implantation profile control with surface sputtering |
-
1992
- 1992-07-25 DE DE4224686A patent/DE4224686C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4224686A1 (de) | 1994-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2046833C3 (de) | Verfahren zur Herstellung elektrisch isolierter Halbleiterzonen | |
DE1806643C3 (de) | Verfahren zum Dotieren von Halbleitermaterial durch Ionenimplantation mit anschließender Glühbehandlung | |
DE1966237A1 (de) | Verfahren zur Erhoehung des Gradienten von Stoerstellenkonzentrationen | |
DE3541587A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines duennen halbleiterfilms | |
DE2160427C3 (de) | ||
DE1952626A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Isolationsschichten auf Halbleitersubstraten | |
DE2808701A1 (de) | Verfahren zum herstellen von metallisierungsmustern | |
DE1544275C3 (de) | Verfahren zur Ausbildung von Zonen unterschiedlicher Leitfähigkeit in Halbleiterkristallen durch Ionenimplantation | |
DE2048915A1 (de) | Verfahren zur Veränderung von Eigen schäften eines metallischen Films | |
EP0048288B1 (de) | Verfahren zur Dotierung von Halbleiterbauelementen mittels Ionenimplantation | |
DE2262024A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen bzw. halbleiterschaltungen | |
DE2752698A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleitervorrichtungen | |
DE2231891C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer wannenartigen, amorphen Halbleiterschicht | |
DE3123949A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen durch ionenimplantation | |
DE2217737A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Leitungssystems | |
DE2816517C3 (de) | Verfahren zur Änderung der Konzentration eines Fremdstoffes in einem Festkörper | |
DE4224686C2 (de) | Verfahren zur Implantation von Ionen in einen Festkörper | |
DE2649134A1 (de) | Verfahren zur ionenimplantation in halbleitersubstrate | |
DE3839210A1 (de) | Verfahren zum axialen einstellen der traegerlebensdauer | |
DE2060348A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung und durch dieses Verfahren hergetellte Halbleiteranordnung | |
EP0912995B1 (de) | Halbleiterbauelement mit niedrigem kontaktwiderstand zu hochdotierten gebieten | |
DE2253683A1 (de) | Ionengespickter widerstand und verfahren zum herstellen eines derartigen widerstands | |
DE10260286B4 (de) | Verwendung eines Defekterzeugnungsverfahrens zum Dotieren eines Halbleiterkörpers | |
DE1097571B (de) | Flaechentransistor mit drei Zonen abwechselnden Leitfaehigkeitstyps | |
EP0003733A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung abgestufter Fenster in Materialschichten aus Isolations- bzw. Elektrodenmaterial für die Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung und nach diesem Verfahren hergestellter MIS-Feldeffekttransistor mit kurzer Kanallänge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |