Рост монокристаллического $\alpha\text{-Si}_{3}\text{N}_{4}$ в захороненных слоях, полученных низкоинтенсивной имплантацией ионов N$^{+}$ в нагретый кремний

Г. А. Качурин, И. Е. Тысченко, А. Е. Плотников, В. П. Попов

Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, г. Новосибирск

Аннотация: Для создания структур "кремний$-$на$-$изоляторе" в кремний внедряли ${(7\div 8)\cdot 10^{17}}$ ионов N$^{+}$ с энергией 135 кэВ. В отличие от обычного метода использованы плотности ионного тока $j$ не более ${3\div 5\,\text{мкА/см}^{2}}$, а подложки предварительно нагревались до ${T_{i}= 600\div900^{\circ}}$C. Показано, что с увеличением $T_{i}$ выше $600^{\circ}$C структура верхнего слоя кремния существенно улучшается, и в результате постимплантационного отжига при ${1100\div1200^{\circ}}$C в захороненном слое растет монокристаллический $\alpha$-Si$_{3}$N$_{4}$, ориентированный матрицей. Отмечен эффект ионно-стимулированной кристаллизации нитрида при ${T_{i}\gtrsim 700^{\circ}}$C. Подчеркнуто, что использование малых $j$ и предварительного нагрева подложки позволяет преодолеть основной недостаток изолирующих слоев Si$_{3}$N$_{4}$ — переход в поликристаллическое состояние при отжиге.

Поступила в редакцию: 25.10.1991
Принята в печать: 11.02.1992