Generation and Characterization of Thick Silicon-on-Insulator Films

Abstract

Seeded recrystallization of thick (up to 25 μm) polycrystalline silicon on SiO2 using zone melting technique provides films which contain no grain boundaries and exhibit large areas without subgrain boundaries (mm2). The results, especially the comparison of the two irradiation systems used (laser and strip heater), indicate the dominating role of the thermal gradient at the crystallization front for the origin and arrangement of defects. The electrical properties measured at CMOS transistors and diodes are comparable to a bulk reference preparation. Die Rekristallisation von dickem, polykristallinem Silizium auf SiO2 in einem Zonenschmelzprozes fuhrt bei Verwendung eines Kristallisationskeimes zu Schichten, die keine Krongrenzen enthalten und ausgedehnte Gebiete ohne Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen (mm2). Die dargestellten Ergebnisse, besonders der Vergleich der Bestrahlung mit Laser und Streifenheizer, zeigen den dominierenden Einflus des Temperaturgradienten an der Kristallisationsfront auf die Entstehung und Anordnung der Defekte. CMOS-Transistoren und Dioden, erzeugt in den SOI-Schichten, haben mit in einkristallinen Substraten praparierten Strukturen vergleichbare Eigenschaften.