SE511721C2 - Substrat för integrerade högfrekvenskretsar samt förfarande för substratframställning - Google Patents

Substrat för integrerade högfrekvenskretsar samt förfarande för substratframställning

Info

Publication number
SE511721C2
SE511721C2 SE9702346A SE9702346A SE511721C2 SE 511721 C2 SE511721 C2 SE 511721C2 SE 9702346 A SE9702346 A SE 9702346A SE 9702346 A SE9702346 A SE 9702346A SE 511721 C2 SE511721 C2 SE 511721C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
particles
silicon
layer
surface layer
substrate material
Prior art date
Application number
SE9702346A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9702346L (sv
SE9702346D0 (sv
Inventor
Andrej Litwin
Anders Soederbaerg
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE9702346A priority Critical patent/SE511721C2/sv
Publication of SE9702346D0 publication Critical patent/SE9702346D0/sv
Priority to PCT/SE1998/001178 priority patent/WO1998058404A2/en
Priority to CN988061139A priority patent/CN1132226C/zh
Priority to KR10-1999-7011963A priority patent/KR100510582B1/ko
Priority to CA002294290A priority patent/CA2294290A1/en
Priority to EP98928804A priority patent/EP0990263A2/en
Priority to US09/098,515 priority patent/US6183857B1/en
Priority to AU80512/98A priority patent/AU8051298A/en
Priority to JP50430099A priority patent/JP2002503398A/ja
Priority to TW087109782A priority patent/TW406380B/zh
Publication of SE9702346L publication Critical patent/SE9702346L/sv
Publication of SE511721C2 publication Critical patent/SE511721C2/sv
Priority to US09/737,263 priority patent/US6475926B2/en

Links

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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28537—Deposition of Schottky electrodes
    • 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
    • H01L21/185—Joining of semiconductor bodies for junction formation
    • H01L21/187—Joining of semiconductor bodies for junction formation by direct bonding
    • 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
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/2003—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy characterised by the substrate
    • H01L21/2007—Bonding of semiconductor wafers to insulating substrates or to semiconducting substrates using an intermediate insulating layer
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28518—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising silicides
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • 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
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
    • H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/773—Nanoparticle, i.e. structure having three dimensions of 100 nm or less
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/252—Glass or ceramic [i.e., fired or glazed clay, cement, etc.] [porcelain, quartz, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/256—Heavy metal or aluminum or compound thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/259—Silicic material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

20 25 30 35 511721 2 role in the semi-insulating behaviour of InP:Cu", Applied Physics Letters, 23 nov. 1992, vol. 61, (nr 2l):2545 - 7.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att anvisa ett substratmaterial, som är lämpat för vanliga behandlingsförfaranden inom tekniken med integrerade kretsar baserade på kisel, vilka särskilt är lämpade för att tillverka komponenter, som fungerar vid höga och myc- ket höga frekvenser, såsom inom gigahertzområdet.
Det är ett ytterligare ändamål med uppfinningen att anvisa ett förfarande för att fram- ställa ett kiselsubstrat, som är särskilt lämpat för komponenter, vilka avses drivas vid höga frekvenser, men är inte begränsat till tillämpningar med höga frekvenser och kan t ex an- vändas i högspänningsanordningar.
Det av uppfinningen lösta problemet är sålunda, hur man skall tillhandahålla ett kisel- substrat för högfrekvenstillämpningar, vilket är i stånd att tillverkas med standardförfaranden vid bearbetning av kisel och vilket medger, att komponenter uppbyggs i och/eller vid dettas yta, också med användning av standardförfaranden vid bearbetning av kisel, varvid dessa förfaranden inte påverkar substratets grundegenskaper.
Uppfinningen är baserad på insikten, att halvisolerande kiselsubstrat kan åstadkommas på ett sätt liknande det som används för III-V-materialen, GaAs och InP, såsom beskrivits ovan, med användning av heteroövergängsbarriärer såsom Schottky- eller pn-heteroövergång- ar för att utarma kiselmaterialet på elektriska laddningsbärare, för att bilda ett material med en ytterst hög resistivitet, jämförbar med resistiviteten hos halvisolerande GaAs.
Sålunda bildas kiselsubstrat, vilka skall användas för framställning av integrerade kret- sar, varvid substratet innefattar minst ett halvisolerande kiselskikt, som bildas genom att däri innefattas partiklar med metallegenskaper och med godtycklig form i skiktet. Partiklarna kan bildas av metaller, t ex W och Mo, metallsilicider, t ex CoSix, PtSix, WSix och MoSix, eller andra material, som bildar heteroövergångar, t ex SiC, GaN och AlN, i kisel. Partiklarna skall vara små och normalt ha diametrar av 1 - 1000 nm, dvs hållas inom ett submikronom- råde, och skall föreligga i en sådan täthet, att utarmningsområdena från angränsande partiklar överlappar varandra. Det av partiklarna bildade gittret kan vara väsentligen tvådimensionellt eller tredimensionellt.
Kiselsubstrat med ett inre stabilt halvisolerande skikt är uppenbarligen väl lämpat för att tillverka integrerade kretsar vid sina ytor, varvid de mycket utarbetade och effektiva stan- dardmetoderna för bearbetning av kisel direkt kan användas och de integrerade kretsarna är väl lämpade för elektriska signaler med höga frekvenser, eftersom det halvisolerande skiktet isolerar kretsarna från substratets huvuddel och sålunda minskar parasitkapacitanserria och de dielektriska förlusterna i substratet.
Substratmaterialet är sålunda allmänt baserat på kisel och har minst ett halvisolerande skikt, som är baserat på kisel och ofta är ett inre skikt, och det innefattar partiklar med ut- annningsområden omkring dessa. För att bilda det halvisolerande skiktet fördelas partiklarna 20 25 35 511721 3 på sådant sätt, att utarrnningsområdena för angränsande partiklar överlappar varandra. Särskilt kan partiklarna vara utförda eller valda, så att utarmningsområdena alstras av heteroövergång- ar mellan kislet och partiklarna. Alternativt kan partiklarna ha åstadkommits så, att utann- ningsområdena bildas av Schortky-barriärer mellan kislet och partiklarna.
Partiklarna kan exempelvis innefatta metallatomer, särskilt atomer av molybden och/el- ler volfram, och/eller silicidmolekyler, såsom molekyler av en silicid av en eller flera metal- ler valda bland kobolt, molybden, volfram, titan, platina, nickel. Partiklarna kan också in- nehålla ett karbidmaterial såsom en kiselkarbid eller ett nitridrnaterial såsom aluminiurnnitrid, galliumnitrid, titannitrid.
Substratmaterialet kan då framställas av en kiselplatta genom att i ett ytskikt i denna framställa partiklar med Schottlcy-barliärer eller heteroövergångar. Partiklarna är gjorda så, att de ligger fördelade på sådant sätt, att ummningsområdena erhållna från Schottky-barriä- rema eller heteroövergångarna hos angränsande partiklar överlappar varandra. Alternativt kan ytskiktet bearbetas eller framställas, så att partiklar kan bildas i ett senare steg, t ex genom uppvärmning av materialet. Då ett skikt baserat på kisel, särskilt av kisel och/eller kiseldioxid, ovanpå på ytskiktet, såå att det överst anbragta skiktet alltid är ett kisel- skikt. När partiklarna redan har framställts, måste anbringningssteget utföras, så att Schottky- barriärema eller heteroövergångarna hos inte ändras något väsentligt. När ytskiktet bara har framställts för att bilda partiklarnagkan partiklarna bildas efter eller företrädesvis i anbringningssteget, eftersom detta i innefattar ett värmebehandlings- eller upp- värmningssteg. i- Substratmaterialet kan tillverkas, så innefattar ett tjockare halvisolerande skikt, genom att vid anbringande av det på kisel baserade skiktet använda* ett skikt gjort endast av kisel. Sedan uttunnas detta översta kiselskiktrsøch i ett ytskikt hos det uttunnade kiselskiktet bildas partiklar med Schottlty-barriärer elletsàøteroövergångar, vilka är fördelade såsom be- skrivits ovan. Alternativt kan ytskiktet eller framställas, så att sådana partiklar kan bildas senare. Ytterligare ett skikt av anbringas sedan ovanpå ytskiktet, varvid liksom ovan anbringningssteget utförs, så partiklarna redan har framställts, partiklar- nas ssnrirdry-liarriarar inte andras i nagan vqfifanrlig grad. Nar yislrilrtar endast liar fdrfrain- ställts för att bilda partiklarna, bildas i eller efter detta steg. Dessa steg upprepas, tills en önskad skikttjocklek har uppnåtts.
Det översta kiselskiktet kan alltid att få en tjocklek lämpad för att uppbygga integrerade kretsar och elektroniska kompo vid och/eller i detta skikt. vid framställning av partiklarna i vid fdrfrarnsiallning fdr arr bilda panik- larna kan ytan hos kiselplattan sputtras, implanteras eller besprutas med något material, som bildar en silicid eller halvledašl-fiireningar med kisel. Ytskiktet, särskilt hela plattan, uppvärms sedan för att bilda eller nämnda halvledande föreningar i ytskiktet. Vid sputtrings-, förångnings-, implfirings- eller påsprutningssteget kan ett metall- material eller förening av ett sådant användasçfllrskilt ett metallmaterial innehållande en eller 10 15 20 25 30 35 511721 4 flera metaller valda bland kobolt, molybden, volfram, titan, platina, nickel, i synnerhet kobolt eller en förening med denna. Partiklarna i ytskiktet kan också inbäddas i substratet under kristallodling av ett kiselämne, ur vilket kiselplattan är tillverkad.
FIGURBESKRIVNING Uppñnningen skall nu beskrivas i detalj såsom ej begränsande utföringsexempel med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: Fig. 1 är en sektion genom ett kiselsubstrat med ett halvisolerande inre skikt, Fig. 2 är en sektion av ett isolerande SOl-substrat med ett halvisolerande inre skikt.
BESKRIVNING Av FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Ett kiselsubstrat med ett inre halvisolerande skikt framställs med Schottlcy-barriärer för att utarma kiselmaterialet på elektriska laddningsbärare, så att ett substrat erhålls med minst ett inre skikt, som har en ytterst hög elektrisk resistivitet. Det inre skiktet är utfört, så att det innefattar partiklar med metallegenskaper eller halvledaregenskaper. Partiklarna kan bildas av metaller, silicider eller andra material, som bildar lämpliga Schottky-barriärer i kisel. Par- tiklarna kan också bildas av halvledande material, som bildar heteroövergängar med kislet.
Partiklarna är små och typiskt diarnetrar av 1 - 1000 nm. De har en sådan fördelning i skik- tet, att utarrnningsområdena från angränsande partiklar överlappar varandra. Det av partiklar- na bildade gittret är väsentligen tvådimensionellt såsom för ett enkelskíkt eller fås att bli tredimensionellt genom att anordna flera likadana enkelskíkt ovanpå varandra. Två utförings- former av ett kiselsubstrat med halvisolerande skikt skall nu beskrivas i detalj.
EXEMPEL l: Kiselskiva med ett begravt halvisolerande inre skikt Ytan hos en Si-platta 1, t ex en monokristallin skiva, se ñg. 1, sputtras med ett lämpligt material innehållande kobolt (Co), så att ytan beläggs med en mycket tunn Co-ñlm, t ex med en tjocklek av mindre än 100 Ä. Sedan silicideras det belagda skiktets yta med hjälp av ett uppvärmningsförfarande, varvid skivan uppvärms till en tillräckligt hög temperatur under lämplig tid i en lämplig omgivande atmosfär, som beskrivs i doktorsavhandlingen "Process Integration Issues for High-Perforrnance Bipolar Technology" av T.E. Karlin, KTH, Stock- holm 1997, ISSN 0284-0545. Ett alternativt sätt att åstadkomma partiklar är att bespruta skivans yta med en metallaerosol och sedan framställa siliciden. Den på detta sätt bildade koboltsiliciden agglomererar i isolerade ansamlingar med storlekar beroende på det ursprung- liga koboltskiktet och förhållandena vid uppvärrnningsförloppet och bildar partiklar 3, som har Schottky-barriärer mot kisel. Därigenom bildas utarrnningsomräden kring partiklarna, som har en utsträckning beroende på kiselsubstratets dopningsnívå, och de sträcker sig åt sidorna och nedåt, sålunda också in i ett ytskikt 5 av kiselskivan, som är beläget direkt under ett skikt, vilket innehåller agglomeraten. En annan kiselskiva 7 binds direkt till den första skivan, se t ex K. Ljungberg, A. Söderbärg, A. Tiensuu, S. Johansson, G. Thunström och S. Peters- son, "Buried Cobalt Silicide Layers in Silicon Created by Wafer Bonding", J. Electrochem.
Soc. 141 (10), sid. 2829, 1994. Den övre skivan 7 uttunnas sedan, så att den får en tjocklek, vilken är lämplig för att tillverka komponenter och integrerade kretsar i och vid denna. Ut- 10 20 .25 30 35 511 721 s armningsområdena från Schottlcy-barriärerria hos partiklarna sträcker sig då också uppåt, mot ytan av det tillagda uttunnade skiktet 7, som skall uppta de ej visade elektroniska anordning- arna, och särskilt sträcker de sig upp till ett undre skikt 9 av det övre uttunnade kiselskiktet.
Det halvisolerande skiktet 5 + 9, som bildas av partiklarnas Schottlcy-barriärer, kan eller kan också inte nå upp till den övre ytan av den övre uttunnade skivan 7 beroende på de kompo- nenter, vilka skall framställas.
För att öka bindningsstyrkan mellan de båda skivorna 1, 7 kan det vara nödvändigt att införa ett uppvärmningssteg efter själva bindningen av skivorna till varandra, varvid uppvärm- ningen genomförs vid en lämplig temperatur, under en vald tidsperiod och i omgivande atmo- sfär. Det är därför också därför möjligt att bilda silicidansamlingarna eller heteroövergångar- na under detta uppvärmningssteg i stället för att bilda dessa, såsom har beskrivits ovan, innan skivorna binds till varandra.
EXEMPEL 2: SOI-skiva Ytan hos en Si-skiva l, t ex en monofljistallin skiva, se fig. 2, sputtras med ett lämpligt material innehållande kobolt (Co), så att belâggs med en mycket tunn Co-ñlm 3, t ex med en tjocklek av mindre än 100 Å. silicideras det belagda skiktets yta genom an- vändning av ett uppvärmningsförfarande, skivan utsätts för lärnpligt hög temperatur under lämplig tid i lämplig atmosfär. Den sflunda bildade koboltsiliciden agglomererar i iso- lerade ansamlingar med storlekar, som berdtipå det anbragta koboltskiktet och de vid upp- värmningsförfarandet använda fÖrhållandeQ' i Då bildas partiklar med Schottlcy-barriärer, vilka ger upphov till utarmningsomrâden, vifils utsträckning beror på det använda kiselmate- rialets dopningsnivå. Utarrnningsområdena wsflcker sig åt sidorna och nedåt och sålunda också in i ett ytskikt 5 hos kiselskivan, som är beläget direkt under det agglomeratinnehållande skiktet. Ytterligare en kiselskiva ll med ett SiOz-skikt 13 på en av sina ytor binds direkt till den första skivan, varvid SiOz-skiktet 13Zdå bindsmot det siliciderade skiktet 3, se den anförda artikeln av Ljungberg et al. Den öv§slcivan ll har sålunda sin kiseldel riktad uppåt och detta skikt uttunnas sedan, så att det tjocklek, vilken är lämplig för att tillverka komponenter och integrerade kretsar i och Den allmänna fördelen med exempel den likströmsisolering, som tillhandahålls av SiOz-ñlmen 13 mellan skiktet ll innehållandçianordningarna och substratet 1.
Variationer av geometrin hos den i exqïítpel 2 beskrivna strukturen, vid vilken ett inre skikt av ett dielektriskt material, t ex kiselßidskiktet, placeras direkt ovanpå det halviso- lerande kiselskiktet och placeras under ett kiselskikt, skulle kunna vara att det halv- isolerande skiktet är beläget på den u i av den slutliga sammansatta skivan, dvs mellan det uttunnade kiselskiktet och det e få ' skiktet, eller också att de halvisoleraride skikten är placerade på båda sidor om ett elektriskt lager, t ex av kisel- oxid.
Ett annat förfarande för att inbädda i ett kiselskikt innefattar epitaxiell odling. Detta förfarande har visats för GaAs, je L.-E. Wernersson, K. Georgsson, A. Litwin, L. Samuelson och W. Seifert, "GaAs Metalqganic Vapour Phase Epitaxial Overgrowth over 20 511721 6 nm-Sized Tungsten Wires", Jpn. J. Appl. Phys. 34, augusti 1995, sid. 4419. Slutresultatet liknar det ovan beskrivna skivbundna kiselsubstratet.
Ett annat förfarande för att bilda partiklar eller ansamlingar av material inuti kislet är med hjälp av jonimplantering av materialet. Implanteringen åstadkommer då en kiselzon, som har gjorts amorf och som är begravd i den monokristallina kiselskivan och har en hög kon- centration av det implanterade materialet. Genom en eftervârmebehandling, efter det att im- planteringen har utförts, kan det implanterade materialet diffundera och bilda ansamlingar med heteroövergångs- eller metallegenskaper i förhållande till det omgivande kislet.
För att bilda ett tjockare halvisolerande skikt i en kiselskiva med ett tredimensionellt gitter av lämpliga partiklar kan de ovan beskrivna stegen innefattande antingen skivbindning eller epitaxi upprepas ett antal gånger, tills den erforderliga tjockleken har uppnåtts, varvid förfarandet då innefattar, att ett skikt framställs med agglornerat vid den översta delen av en utgångskiselskiva, att en övre kiselskiva anbringas, att den övre kiselskivan uttunnas, så att den får en tjocklek av t ex omkring två gånger tjockleken hos det övre skiktet 5 enligt fig. l och 2, att åstadkomma ett skikt med agglomerat vid den övre delen av det uttunnade kisel- skiktet, att anbringa en ny övre kiselskiva, etc., varvid slutsteget år att anbringa antingen en kiselskiva eller en kiselskiva med ett oxidskikt vid sin undre yta och att slutligen uttunna det övre kiselskiktet, så att det får en tjocklek, vilken är lämplig för att uppbygga komponenter.
Ytterligare ett förfarande för att bilda ett tjockt halvisolerande substrat är att inbädda partiklar, såsom anges ovan, under kristallodling av det ursprungliga kiselâmnet, ur vilket skivorna har framställts.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 511 721 7 PATENTKRAV
1. Substratmaterial baserat på kisel, kännetecknat av ett halvisolerande skikt, som är baserat på kisel, och innefattar partiklar med utarmningsområden omkring dessa, varvid partiklarna är så fördelade, att utarmningsområdena hos angränsande partiklar överlappar varandra.
2. Substratmaterial enligt krav 1, kännetecknat av att partiklama är så valda, att ut- armningsområdena kring partiklarna alstras av heteroövergångar mellan kislet och partiklarna.
3. Substratmaterial enligt krav 1, kännetecknat av att partiklarna är så valda, att ut- arrnningsområdena kring partiklarna alstras av Schottlcy-barriårer mellan kislet och partiklar-
4. Substratmaterial enligt något av kravä - 3, kännetecknat av att partiklarna innehål- ler metallatomer och/eller silicidmolekyler.
5. Substratmaterial enligt något av krav 1 - 4, kännetecknat av att partiklarna innehål- ler en silicid av en eller flera metaller valdaïbland kobolt, molybden, volfram, titan, platina, nickel.
6. Substratmaterial enligt något av - 5, kännetecknat av att partiklarna innehål- ler atomer av molybden och/eller volfram.
7. Substratmaterial enligt något av lcrav 'l - 6, kännetecknat av att partiklarna innehål- ler karbid, särskilt kiselkarbid, aluminiumniàíd, galliumnitrid, titannitrid.
8. Substratmaterial enligt något av krašfl - 7, kännetecknat av en kiselskiva, ovanpå vilken det halvisolerande skíktet är beläget.
9. Substratmaterial enligt något av 1 - 8, kännetecknat av ett kiseloxidskikt på ytan av en övre skiva, varvid ytan hos kiseàidskíktet är bunden till det halvisolerande skik- tet.
10. Förfarande för att framställa ett pfiisel baserat Substratmaterial, kännetecknat av stegen att tillhandahålla en kiselplatta, att i ett ytskikt hos kiselplattan framsåfila partiklar med Schottlcy-barriärer eller hetero- övergångar, varvid partiklarna fördelas, så att utarmningsområdena från Sehottky-barriärerna eller heteroövergängarna hos angränsande partiklar överlappar varandra, eller att framställa ytskiktet, så att sådana partiklar kan bildas, .- e att anbringa ett på kisel baserat skiktšrfilärskilt av kisel och/eller kiseloxid, ovanpå yt- skíktet, varvid det överst anbragta skíktet kiselskikt, varvid anbringningssteget utförs, så att när partiklar har framställts, SchottkšïÜ-barriärerria eller heteroövergångarna hos partik- larna inte ändras i väsentlig grad, och så att när ytskiktet har förframställts, att partiklarna bildas.
11. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat av att när ytskiktet har förfrarnstållts, bildas partiklarna vid steget att anbringa detlpå kisel baserade skiktet.
12. Förfarande enligt något av krav 10 - 11, kânnetecknat av vid anbringande ett 10 20 25 30 511721 s kiselbaserat skikt, ett skikt gjort endast av kisel används, innefattande de ytterligare stegen att detta översta kiselskikt uttunnas, att i ett ytskikt av det uttunnade kiselskiktet åstadkoms partiklar med Schottlcy-barriärer eller heteroövergångar, varvid partiklarna fördelas, så att utarmningsomtådena från Schottky- barriärerna eller heteroövergångarna hos angränsande partiklar överlappar varandra, eller att ytskiktet förframställs, så att sådana partiklar kan bildas, att ytterligare ett skikt av enbart kisel anbringas ovanpå ytskiktet, varvid anbringnings- steget utförs, så att när partiklar har åstadkommits, Schottlty-barriärerria hos partiklarna inte ändras i väsentlig grad, och att när ytskiktet har fórfrain-ställts, partiklarna bildas, att upprepa dessa steg fram till slutsteget, efter steget med att åstadkomma partiklarna i ett ytskikt eller att förframställa ytan, så att sådana partiklar kan bildas, varvid slutsteget in- nefattar i att anbringa ett på kisel baserat skikt, särskilt av kisel och/eller kiseloxid, ovanpå det översta ytskiktet, varvid det översta anbragta skiktet är ett kiselskikt, varvid anbring-ningsste- get utförs, så att när partiklar åstadkoms, Schottky-barriârerna eller heteroövergångarna hos partiklarna inte ändras i väsentlig grad, och så att när ytskiktet har förframställts, partiklarna bildas.
13. Förfarande enligt krav 12, kännetecknat av att när ett ytskikt har förframställts, partiklarna bildas i steget med att anbringa det på kisel baserade skiktet.
14. Förfarande enligt något av krav 10 - 13, kännetecknat av att det översta kiselskik- tet uttunnas, så att det får en lämplig tjocklek för att uppbygga integrerade kretsar eller elek- troniska komponenter vid och/eller i det översta skiktet.
15. Förfarande enligt något av krav 10 - 14, kännetecknat av att vid åstadkommande av partiklarna i ytskiktet sputtras, förångas, implanteras eller påsprutas kiselplattans yta med ett material, som bildar en silicid eller halvledarföreningar med kisel, och att sedan ytskiktet, särskilt hela plattan, uppvärms för att bilda denna silicid eller dessa halvledarföreningar i ytskiktet.
16. Förfarande enligt krav 15, kännetecknat av att vid sputtringen, förångningen, implanteringen eller påsprutningen, används ett metallmaterial eller en förening av ett sådant, särskilt ett metallmaterial innefattande en eller flera metaller valda bland kobolt, molybden, volfram, titan, platina, nickel, särskilt kobolt eller en förening med derma.
17. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat av att vid åstadkommande av partiklarna i ytskiktet inbäddas partiklarna i substratet under kristallodling av ett kiselåmne.
SE9702346A 1997-06-18 1997-06-18 Substrat för integrerade högfrekvenskretsar samt förfarande för substratframställning SE511721C2 (sv)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9702346A SE511721C2 (sv) 1997-06-18 1997-06-18 Substrat för integrerade högfrekvenskretsar samt förfarande för substratframställning
JP50430099A JP2002503398A (ja) 1997-06-18 1998-06-17 高周波集積回路用基板
CA002294290A CA2294290A1 (en) 1997-06-18 1998-06-17 A substrate for high frequency integrated circuits
CN988061139A CN1132226C (zh) 1997-06-18 1998-06-17 用于高频集成电路的衬底
KR10-1999-7011963A KR100510582B1 (ko) 1997-06-18 1998-06-17 고주파 집적회로용 기판
PCT/SE1998/001178 WO1998058404A2 (en) 1997-06-18 1998-06-17 A substrate for high frequency integrated circuits
EP98928804A EP0990263A2 (en) 1997-06-18 1998-06-17 A substrate for high frequency integrated circuits
US09/098,515 US6183857B1 (en) 1997-06-18 1998-06-17 Substrate for high frequency integrated circuits
AU80512/98A AU8051298A (en) 1997-06-18 1998-06-17 A substrate for high frequency integrated circuits
TW087109782A TW406380B (en) 1997-06-18 1998-06-18 A substrate for high frequency integrated circuits
US09/737,263 US6475926B2 (en) 1997-06-18 2000-12-13 Substrate for high frequency integrated circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9702346A SE511721C2 (sv) 1997-06-18 1997-06-18 Substrat för integrerade högfrekvenskretsar samt förfarande för substratframställning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9702346D0 SE9702346D0 (sv) 1997-06-18
SE9702346L SE9702346L (sv) 1998-12-19
SE511721C2 true SE511721C2 (sv) 1999-11-15

Family

ID=20407433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9702346A SE511721C2 (sv) 1997-06-18 1997-06-18 Substrat för integrerade högfrekvenskretsar samt förfarande för substratframställning

Country Status (10)

Country Link
US (2) US6183857B1 (sv)
EP (1) EP0990263A2 (sv)
JP (1) JP2002503398A (sv)
KR (1) KR100510582B1 (sv)
CN (1) CN1132226C (sv)
AU (1) AU8051298A (sv)
CA (1) CA2294290A1 (sv)
SE (1) SE511721C2 (sv)
TW (1) TW406380B (sv)
WO (1) WO1998058404A2 (sv)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6423614B1 (en) * 1998-06-30 2002-07-23 Intel Corporation Method of delaminating a thin film using non-thermal techniques
US6463656B1 (en) * 2000-06-29 2002-10-15 Eastman Kodak Company Laminate and gasket manfold for ink jet delivery systems and similar devices
DE10134900B4 (de) * 2001-07-18 2007-03-15 Infineon Technologies Ag Haltevorrichtung mit Diffusionssperrschicht für Halbleitereinrichtungen
US6743662B2 (en) * 2002-07-01 2004-06-01 Honeywell International, Inc. Silicon-on-insulator wafer for RF integrated circuit
US7155746B2 (en) * 2002-12-27 2007-01-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Anti-wicking protective workwear and methods of making and using same
KR100539274B1 (ko) * 2003-07-15 2005-12-27 삼성전자주식회사 코발트 막 증착 방법
US7419915B2 (en) * 2005-02-17 2008-09-02 The Aerospace Corporation Laser assisted chemical etching method for release microscale and nanoscale devices
US7371662B2 (en) * 2006-03-21 2008-05-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for forming a 3D interconnect and resulting structures
GB0717997D0 (en) * 2007-09-14 2007-10-24 Isis Innovation Substrate for high frequency integrated circuit
US8129817B2 (en) * 2008-12-31 2012-03-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Reducing high-frequency signal loss in substrates
CN106711027B (zh) * 2017-02-13 2021-01-05 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 晶圆键合方法及异质衬底制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4901121A (en) 1985-03-29 1990-02-13 American Telephone & Telegraph Co., At&T Bell Labs. Semiconductor device comprising a perforated metal silicide layer
US4827324A (en) * 1986-11-06 1989-05-02 Siliconix Incorporated Implantation of ions into an insulating layer to increase planar pn junction breakdown voltage
US5387555A (en) 1992-09-03 1995-02-07 Harris Corporation Bonded wafer processing with metal silicidation
US5344793A (en) * 1993-03-05 1994-09-06 Siemens Aktiengesellschaft Formation of silicided junctions in deep sub-micron MOSFETs by defect enhanced CoSi2 formation
JPH07263721A (ja) * 1994-03-25 1995-10-13 Nippondenso Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
US5449642A (en) * 1994-04-14 1995-09-12 Duke University Method of forming metal-disilicide layers and contacts
US5605865A (en) * 1995-04-03 1997-02-25 Motorola Inc. Method for forming self-aligned silicide in a semiconductor device using vapor phase reaction
US5773151A (en) * 1995-06-30 1998-06-30 Harris Corporation Semi-insulating wafer
WO1997011498A1 (en) * 1995-09-18 1997-03-27 Philips Electronics N.V. A varicap diode and method of manufacturing a varicap diode

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010013941A (ko) 2001-02-26
CN1132226C (zh) 2003-12-24
US6183857B1 (en) 2001-02-06
WO1998058404A3 (en) 1999-03-11
CN1260906A (zh) 2000-07-19
US20010001045A1 (en) 2001-05-10
EP0990263A2 (en) 2000-04-05
SE9702346L (sv) 1998-12-19
WO1998058404A2 (en) 1998-12-23
US6475926B2 (en) 2002-11-05
JP2002503398A (ja) 2002-01-29
KR100510582B1 (ko) 2005-08-26
TW406380B (en) 2000-09-21
CA2294290A1 (en) 1998-12-23
AU8051298A (en) 1999-01-04
SE9702346D0 (sv) 1997-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230072964A1 (en) Semiconductor on insulator structure comprising a buried high resistivity layer
JP2022070890A (ja) 多層構造
US9831115B2 (en) Process flow for manufacturing semiconductor on insulator structures in parallel
US10796905B2 (en) Manufacture of group IIIA-nitride layers on semiconductor on insulator structures
US20020185686A1 (en) Relaxed SiGe layers on Si or silicon-on-insulator substrates by ion implantation and thermal annealing
US7629666B2 (en) Method and structure for implanting bonded substrates for electrical conductivity
CN107484431A (zh) 半导体基板的制造方法以及半导体基板
CN103515419A (zh) 用于硅衬底上的iii-v族氮化物层的梯度氮化铝镓和超晶格缓冲层
US10468294B2 (en) High resistivity silicon-on-insulator substrate comprising a charge trapping layer formed on a substrate with a rough surface
SE511721C2 (sv) Substrat för integrerade högfrekvenskretsar samt förfarande för substratframställning
EP3739620B1 (en) A silicon germanium-on-insulator structure
CN103050432B (zh) 一种GaAsOI结构及Ⅲ-ⅤOI结构的制备方法
US7749817B2 (en) Single-crystal layer on a dielectric layer
WO2016081363A1 (en) A system-on-chip on a semiconductor-on-insulator wafer and a method of manufacturing
US20060131687A1 (en) Method and structure for implanting bonded substrates for electrical conductivity
US10504771B2 (en) Semiconductor device including strained germanium and method for manufacturing the same
CN107195534B (zh) Ge复合衬底、衬底外延结构及其制备方法
Clavelier et al. Review of some critical aspects of Ge and GeOI substrates
JP6347081B2 (ja) プレーナ型異種デバイス、及びその製造方法
CN103021812B (zh) 一种ⅲ-ⅴoi结构的制备方法
US20020094678A1 (en) Process for fabricating a single-crystal substrate and integrated circuit comprising such a substrate
Sordes et al. Nanopackaging of Si (100) H wafer for atomic-scale investigations
EP4287239A1 (en) A low loss semiconductor substrate
Gylfason et al. Process considerations for layer-by-layer 3D patterning of silicon, using ion implantation, silicon deposition, and selective silicon etching
JPH01723A (ja) ３−ｖ族化合物結晶物品およびその形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed