Herstellung ultraflacher pn-Übergänge in Silizium durch Kurzzeit-Diffusion aus einer durch Atomic Layer Deposition abgeschiedenen Dotierstoffquelle

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Edmund P. Burte
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 21481364

Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll die Entwicklung eines Prozesses zur Dotierung des Halbleiters Silizium mit Antimon oder Bor aus der Gasphase durch Aufwachsen einer dünnsten Antimonoxid- bzw. Boroxidschicht mittels Atomic Layer Deposition und anschließendem Eintreiben des Dotierstoffes in das Silizium in einer Kurzzehprozessanlage (RTF-Anlage) vorgenommen werden. Die Aufgabenstellung und Anwendung dieser Prozesse liegt an erster Stelle in der Dotierung von einkristallinen Siliziumschichtbereichen zwei- oder dreidimensionaler Topographien zur Erzeugung flachster pn-Übergänge im Bereich von ca. 10 nm bis 70 um Tiefe. Dieser Ansatz eines Gasphasendotierungsprozesses soll eine alternative, wenig aufwendige und strukturdefektfreie Methode zur Herstellung von Source-/Drain- Extension-Bereichen von Silizium-Feldeffekttransistoren und zur Realisierung von Bauelementen mit so genannten ¿Superjunctions darstellen. Darüber hinaus zielt die Methode auch auf die Dotierung von Gate-Bereichen aus porykristallinem Silizium. Neben der Entwicklung der Methode für diesen Prozessansatz wird die Untersuchung des Wachstums der Antimonoxid - bzw. Boroxid-Schichten bei niedrigen Temperaturen sowie die Untersuchung der Abhängigkeit des Schichtwiderstandes, der Oberflächenkonzentration und des Dotierprofils von den Parametern des Dotierschrittes breiten Raum einnehmen. Dabei werden das Schichtwachstum charakterisierende Verfahren sowie elektrische und analytische Methoden, zur Bestimmung des Schichtwiderstandes bzw. des Dotierstoffprofils zum Einsatz kommen. Besondere Aufmerksamkeit ist dabei auf die Homogenität der DotierstofÜVerteilung bezüglich der gesamten Oberfläche der Siliziumsubstrate und auf die Tiefe der pnÜbergänge zu richten. Erzeugte pn-Übergänge werden anhand der elektrischen Eigenschaften von Testbauelementen charakterisiert und bewertet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen