Wasserstoff-induzierte Silizium-Schichtabtrennung durch Implantations- und Plasmaprozesse für die Herstellung von SOI-Substraten

Der Einsatz von Silicon-on-Insulator (SOI)-Substraten hat sich mittlerweile bei zahlreichen elektronischen Halbleiterbauelementen etabliert. Zur Herstellung der dünnen Halbleiterschicht auf einem Isolatorsubstrat stellt die Wasserstoff-induzierten Schichtabtrennung eine interessante Möglichkeit dar, die mit dem Smart-Cut Prozess industriell angewandt wird. In der vorliegenden Arbeit wird zunächst der zugrunde liegende Mechanismus dieses Herstellungsprozesses untersucht. Insbesondere wird die thermische Evolution Wasserstoff-induzierter Defekte nach der Ionenimplantation und die Wechselwirkung von Wasserstoff mit Silizium betrachtet. Zur Reduzierung der für die Delamination notwendig hohen und kostspieligen Wasserstoff-Ionenimplantation wird das Verfahren weiterentwickelt. Es wird untersucht und gezeigt wie die Implantationsdosis durch eine anschließende Wasserstoff-Plasmabehandlung reduziert werden kann. Da der Einfluss der Temperatur wird dabei als ein entscheidender Faktor für die Art der Silizium-Wasserstoff-Defektbildung hervorgehoben. Abschließend werden die Prinzipien des experimentell erforschten, erweiterten Verfahrens erläutert.