FORNEL

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR NANOELEKTRONIK

Photonenaktivierte Reinigungs- und Abscheideprozesse

Arbeitsfeld:

Mit zunehmender Verkleinerung der physikalischen Dimensionen von Silizium-basierten Halbleiterbauelementen wird der Einfluss der einzelnen Grenzflächen in diesen Bauteilen (Halbleiter-Halbleiter-, Halbleiter-Isolator-, Isolator-Leiter- bzw. Halbleiter-Leiter-Übergänge) auf das elektrische Verhalten immer stärker zum dominierenden Faktor. Aus diesem Grund gehören Fragestellungen zur Reinigung und zur geeigneten Präparation (Passivierung, Versiegelung oder Glättung) von Grenzflächen – man spricht in diesem Zusammenhang oft vom „Surface engineering“ – derzeit zu den dringendsten der Silizium-basierten Halbleitertechnologie. Im Teilprojekt soll ein neues Verfahren zur Reinigung und zur Präparation von solchen Grenzflächen und zur CVD-ähnlichen Abscheidung dünnster Materialfilme entwickelt und charakterisiert werden, wobei der Schwerpunk auf Silizium/SiGe-Isolator- und Isolator-Leiter-Übergänge gelegt wird, die in aktuellen „State-of-the-Art“-MOSFETs auftreten. Kernidee ist die Benutzung eines gepulsten quasi 2-dimensionalen Photonenfeldes (erzeugt durch die optische Auffächerung eines Excimer-Laserstrahls), welches parallel zum Substrat und sehr nahe zur Oberfläche geführt wird. Sinn ist die chemische Aktivierung von Reagenzien aus der Gasphase nahe der Oberfläche zur Entfernung von Oberflächenkontaminationen wie O, C und N (Ätzen) bzw. zur Initiation von Abscheidevorgängen ähnlich den Abläufen bei Plasma-induzierten Prozessen, allerdings ohne Erzeugung von Plasmaschäden. Weiterer Vorteil dieser Methode ist, dass die chemische Aktivierung der Reaktanten unabhängig von den Prozessparametern Druck und Temperatur über die Wellenlänge der benutzten Laserstrahlung vorgenommen werden kann, was mit bisherigen Verfahren nicht möglich ist.