SIMS study of deuterium distribution and thermal stability in ZMR SOI structures

Abstract

SIMS measurements and thermal effusion experiments were performed to study the distribution and thermal stability of deuterium in SOI structures fabricated by zone melting recrystallization technique. It was found that the disordered structure at the silicon-buried oxide interfaces is directly related to the distribution of deuterium in the SOI system. The diffusion coefficient of deuterium in the top silicon layer at 250°C was determined. For the first time, the high-temperature (up to 600°C) stability of deuterium in the buried oxide was demonstrated, without any diffision into silicon layers.

У роботі вивчались методами вторинної іонної мас-спектрометрії (ВІМС) і термостимульованої десорбції дейтерію розподілення дейтерію і його термічна стабільність у системі кремній-на-ізоляторі (КНІ), виготовленій за допомогою технології зонної лазерної рекристалізації полікремнію. Показано існування прямого зв.язку між розупорядкуванням структури на межах розподілу кремній-внутрішній діелектрик і розподіленням дейтерію у системі КНІ. Визначено коефіцієнт дифузії дейтерію у кремнієвій рекристалізованій плівці при 250°С. Вперше продемонстровано високотемпературну стабільність дейтерію (до 600°С включно) у внутрішньому діелектрику системи КНІ, за відсутності дифузії дейтерію до кремнієвих шарів.

В работе методами вторичной ионной масс-спектрометрии (ВИМС) и термостимулированной десорбции дейтерия изучались распределение дейтерия и его термическая стабильность в структурах кремния-на-изоляторе (КНИ), изготовленных с помощью технологии зонной лазерной рекристаллизации поликремния. Показано существование прямой связи между разупорядочением структуры на границах кремний-внутренний окисел и распределением дейтерия в КНИ системе. Определен коэффициент диффузии дейтерия в рекристаллизованном слое кремния при 250°С. Впервые продемонстрирована высокотемпературная стабильность дейтерия (до 600°С включительно) во внутреннем окисле КНИ структуры при отсутствии диффузии дейтерия в кремниевые слои.