AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN DER DDR ZfK ...

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4.16. PARASITÄRE KOHLfflSTOFF-RÜCKSTOSSIMPLANTATION
F.K. Naehring, A. Schmidt und J. Schöneich
Zentralinstitut für Kernforschung Rossendorf, Bereich 2
Der Ionenstrahl eines Implanters crackt und polymerisiert Kohlenwasserstoff-Adsorbat-Schichten
und implantiert durch Rückstoß Kohlenstoffatome aus dieser
Schicht in die zu bestrahlende Probe. Diese Kohlenstoffverunreinigung kann bei
der Herstellung von Halbleiterbauelementen unerwünschte Folgen haben. Zur Reduzierung
dieser Auswirkungen gibt es zwei Wege: die Schaffung eines kohlenwasserstoffarmen
Implantervakuums oder die nachträgliche Beseitigung der kohlenstoffhaltigen
Schicht. Um eine Vorstellung
von der Größe der Kohlenstoffverunreinigung
in einem Silizium-Substrat zu
erhalten, wurde an einem Implanter, der
mit öldiffusionspumpen und Tiefkühlfallen
ausgerüstet ist, die parasitäre
Kohlenstoffimplantation in Abhängigkeit
von der Dosis implantierter Phosphorionen
gemessen (Energie der Phosphorionen
30 keV, Einschuß senkrecht zur
Oberfläche). Verschiedene Kohlenwasserstoff
-Partialdrücke 'wurden durch Variation
der Temperatur der Tiefkühlfallen
eingestellt und mit einem Quadrupol-
Massenspektrometer gemessen. Die Flächenkonzentration
des parasitären Koh-
L 8 12
Implantierte Phosphordosis in [ю' 5РУст 2] .
Abb. 1
Dosis des parasitär rückstoßimplantierten
Kohlenstoffs in Abhängigkeit von
der Dosis der 30 keV-Phosphorionen, die
in Silizium implantiert wurden, aufgenommen
für zwei Werte des Kohlenwasserstoff
-Partialdruckes am Ort der Probe.
lenstoffs im Silizium wurde mit einer
Elektronenstrahl-Hikrosonde bestimmt.
Abb. 1 zeigt für zwei Kohlenwasserstoff-
Partialdruckwerte pg-^ die Abhängigkeit
der parasitären Kohlenstoffdosis von
der implantierten Phosphordosis. Nach
der Implantation wurde eine etwa 80 1
dicke Siliziumschicht abgeätzt. Die
Flächenkonzentration des rückstoßimplantierten Kohlenstoffs verringerte sich dadurch
um ca. 50 %. Aus der Kenntnis des Konzentrationsprofils rückstoßimplantierter
Atome [1] folgt, daß die Kohlenstoffverunreinigung in den obersten
20...50 Atomlagen des Silizium-Substrats lokalisiert ist.
L i t e r a t u r
[1] Grötzschel, R. et al., Jahresbericht ZfK-262 (1973) 156