Deliverables and Services - IHP Microelectronics

Selektives Ätzen von Poly- Si / SiGe und
epitaktischem SiGe
Poly-Si und epitaktisches SiGe wurden als Opferschichten
in Kombination mit selektivem Ätzen aufgrund
ihres Potentials für verschiedene Anwendungen,
z.B. für MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) oder
SON (Silicon-on-Nothing)-Strukturen, untersucht.
Ziel dieser Arbeiten ist es, für Poly-Si und epitaktisches
SiGe Ätzverfahren mit hoher Selektivität gegenüber
epitaktischem Si zu entwickeln. Dabei werden die Epitaxieprozesse
des IHP für Si und SiGe genutzt.
Selektives chemisches Gasphasenätzen (CVE) von Poly-
Si / SiGe und epitaktischem SiGe gegenüber Si wird
mittels HCl in einer Einscheiben-CVD-Anlage bei reduziertem
Druck durchgeführt. Dadurch ist es möglich
differentielle SiGe and Si Abscheidung und selektive
polykristalline SiGe und Si Ätzung zu kombinieren und
als alternative Lösung zum herkömmlichen selektiven
Epitaxiewachstum unter Vermeidung des bekannten
„Loading Effect“ zu nutzen.
Der Arrhenius-Plot der Ätzrate von Si and SiGe ist in
Abb. 28 dargestellt. Bei konstanter Temperatur steigt
die Ätzrate mit wachsender Ge-Konzentration, d.h. die
Selektivität gegenüber Si wächst mit höherer Ge-Konzentration.
Die Ätzrate von Si und SiGe steigt mit der
Temperatur. Die Temperaturabhängigkeit der Ätzraten
ist unabhängig von der Ge-Konzentration (innerhalb
der Toleranz von ±10%). Das bedeutet, dass die Aktivierungsenergie
nicht von der Ge-Konzentration abhängt.
Die effektive Aktivierungsenergie wurde auf etwa 2,1 eV
geschätzt.
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A U S G E w ä H L T E P R O J E K T E – S E L E C T E d P R O J E C T S
Selective Etching of Poly-Si / SiGe and Epitaxial
SiGe
poly-Si and epitaxial SiGe as sacrificial layers in combination
with selective etching were investigated because
of their potential for various applications, e.g.
for MeMS (Microelectromechanical Systems) or for
Son (Silicon-on-nothing) structures.
the goal of this project is to develop poly-Si and epitaxial
SiGe etching processes with high selectivity
versus epitaxial Si by using IHp Si / SiGe epitaxy process
capability.
Selective chemical vapor phase etching (CVe) of poly-
Si / SiGe and epitaxial SiGe versus epitaxial Si is carried
out using HCl in a single wafer reduced pressure
CVD system. therefore, it is possible to combine differential
SiGe and Si growth and selective polycrystalline
SiGe and Si etching as an alternative solution
to selective epitaxial growth, suppressing the known
“loading effect” of the selective epitaxy process.
the Arrhenius plot of etch rate of Si and SiGe is shown
in Fig. 28. At constant etching temperature, the etch
rate increases with increasing Ge concentration, i.e.
selectivity for Si increases with increasing Ge concentration.
the etch rate of Si and SiGe increases with
increasing temperature. the slopes of the etch rate
as a function of the reciprocal temperature are almost
identical for all Ge concentrations (within a tolerance
of ±10%). this means that the activation energy does
not depend on the Ge concentration. the effective
activation energy was estimated to be about 2.1 eV.