Proton implantation mechanism involved in the fabrication of SOI wafer by ion-cut process

The SOI wafer fabrication technique has been developed by using ion-cut process, based on proton implantation and wafer bonding techniques. It has been shown by TRIM simulation that 65 keV proton implantation is required for the standard SOI wafer (200 nm SOI, 400 nm BOX) fabrication. In order to investigate the optimum proton dose and primary annealing condition for wafer splitting, the surface morphologic change has been observed such as blistering and flaking. As a result, effective dose is found to be in the 6∼$9\times10^{16}$ $H^{+}/\textrm{cm}^2$ range, and the annealing at $550^{\circ}C$ for 30 minutes is expected to be optimum for wafer splitting. The depth distribution of implanted hydrogen has been experimentally confirmed by ERD and SIMS measurements. The microstructure evolution in the damaged layer was also studied by X-TEM analysis.

Ion-cut에 의한 SOI웨이퍼 제조에서의 양성자조사기구

양성자 주입과 웨이퍼접합기술을 접목한 ion-cut기술로서 SOI 웨이퍼를 제조하는 기술을 개발하고자 하였다. TRIM 전산모사결과 표준 SOI 웨이퍼 (200 nm SOI, 400 nm BOX) 제조를 위해서는 65 keV의 양성자주입이 요구됨을 알 수 있었다. 웨이퍼분리를 위한 최적 공정조건을 얻기 위해 조사선량과 열처리조건(온도 및 시간)에 따른 표면변화를 조사하였다. 실험결과 유효선량범위는 6∼$9\times10^{16}$ $H^{+}/\textrm{cm}^2$이며, 최적 아닐링조건은 $550^{\circ}C$에서 30분 정도로 나타났다. 주입된 수소의 깊이분포는 ERD(Elastic Recoil Detection)와 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)측정에 의해 실험적으로 확인되었다. 아울러 상해층의 미세구조 형성기구를 X-TEM측정을 통해 조사하였다.