начальник группы Института информационных технологий центра перспективной микроэлектроники
к. ф-м. н., ученый секретарь Института информационных технологий центра перспективной микроэлектроники
д. ф-м. н., директор Института информационных технологий центра перспективной микроэлектроники
ведущий научный сотрудник КК НБИКС - ПТ
инженер КК НБИКС – ПТ
Рассматривается вопрос высокодозной имплантации ионов гелия малой энергии (24 кэВ). В этом случае средний проецируемый пробег находится на глубине 20-30 нм от поверхности образца. Имплантация ионов гелия в кремний весьма привлекательна для создания захороненных пористых слоёв в кремнии при последующем высокотемпературном отжиге. Естественным способом увеличение пористости захороненного слоя является увеличение дозы имплантации. Однако этому препятствуют радиационные повреждения поверхностного кремния (блистеринг и флекинг), приводящие к невозможности создания в последнем электронных приборов. Поскольку при уменьшении энергии имплантации имплантационный профиль внедрённых ионов гелия приближается к поверхности подложки, то возрастает доля вакансий и слабосвязанных приповерхностных атомов, влияющих на протекание диффузионных процессов и значительно изменяются прочностные характеристики поверхностного слоя, включающего в себя пористый слой. Появляется возможность имплантировать значительно большие дозы ионов гелия без механических нарушений поверхностного кремния. В работе представлены результаты исследования захороненного пористого слоя после имплантации дозы 1.75∙1017 He+/см2 при энергии 24 кэВ и последующего высокотемпературного отжига при температуре 1150о C в течение 30 минут. Огромные поры диаметром 120-170 нм возникают в области первоначального концентрационного максимума. Пористость этого слоя достигает 50%.
The issue of high-dose implantation of low-energy helium ions (24 keV) is being considered. In this case, the average projected range is at a depth of 20-30 nm from the sample surface. Implantation of helium ions into silicon is very attractive for creating buried porous layers in silicon during subsequent high-temperature annealing. A natural way to increase the porosity of the buried layer is to increase the implantation dose. However, this is hindered by radiation damage to the surface silicon (blistering and flecking), which makes it impossible to create electronic devices in the latter. As the implantation energy decreases, the implantation profile of embedded helium ions approaches the surface of the substrate, the proportion of vacancies and loosely bound near-surface atoms increases, affecting the course of diffusion processes, and the strength characteristics of the surface layer, including the porous layer, significantly change. It becomes possible to implant significantly higher doses of helium ions without mechanical damage to the surface silicon. The paper presents the results of a study of a buried porous layer after implantation of a dose of 1.75∙1017 He+/cm2 at an energy of 24 keV and subsequent high-temperature annealing at a temperature of 1150 ° C for 30 minutes. Huge pores with a diameter of 120-170 nm appear in the area of the initial concentration maximum. The porosity of this layer reaches 50%.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.