Low temperature UHV bonding with laser pre-cleaning [article]

Alin Mihai Fecioru, Universitäts- Und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt, Martin-Luther Universität
2018
Neuartige elektronische Anwendungen erfordern häufig einkristalline Schichten sehr hoher Qualität auf passenden Substraten. Verschiedene Methoden wie heteroepitaktisches Wachstum durch Molekularstrahlepitaxie oder chemische Dampfphasenabscheidung resultieren in Schichten mit einer hohen Dichte von Versetzungen, wenn Materialien mit unterschiedlichen Gitterkonstanten wie Silizium und Galliumarsenid verwendet werden. Waferbonden ist eine attraktive, flexible Methode für die Herstellung solcher
more » ... kristalliner Schichten auf Substraten, die eine freie Auswahl von Dotierungsprofilen, Oberflächenorientierung, der relativen Rotation der Kristalle und beliebige Gitterfehlanpassungen erlaubt. Es ist ein Ziel der vorliegenden Arbeit, zu zeigen, dass glatte und Oxid-freie Silizium-Silizium und Silizium-GaAs Grenzflächen durch Ultrahochvakuum Waferbonden bei Zimmertemperatur erhalten werden können. Da die meisten Anwendungen homogene Schichten von einigen Hundert nm Dicke auf passenden Substraten erfordern, es ist notwendig, eine Methode zu entwickeln, die es erlaubt eine dünne Schicht zu übertragen, ohne das ganze restliche Material opfern zu müssen. Eine neuartige Methode, die auf Ionenimplantation, Oberflächenaktivierung durch ultraviolette Photonen und UHV Waferbonden basiert, wird für die Übertragung des ultradünnen einkristallinen Siliziums und der GaAs Schichten auf Siliziumsubstrate vorgeschlagen und realisiert. Ein spezieller Schwerpunkt der Arbeit war die Bestimmung der elektrischen Eigenschaften der gebondeten Grenzflächen, indem man temperaturabhängige I/V-Messungen und Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) durchführte. Für ein besseres Verständnis des elektrischen Transportes über die gebondeten Grenzflächen wurden numerische Simulationen durchgeführt, die auf dem Drift-Diffusion Modell basierten. Untersuchungen mit der Transmissionselektronenmikroskopie zeigten eine Relaxation der Grenzfläche nach dem Tempern, wobei sich ein fast ideales Versetzungsnetzwerk an der gebondeten Grenzfläche entwickelte.
doi:10.25673/3701 fatcat:gqlg45fjungite3tp5b5kkarx4