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Title:
METHOD FOR PRODUCING THIN, UNIFORM OXIDE LAYERS ON SILICON SURFACES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/059016
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing thin, uniform oxide layers on silicon surfaces. Within the next 10 years, the lateral dimensions of silicon components will be reduced to an interatomic distance of approximately 200 and the vertical extensions of the doping concentration profile to an interatomic distance of approximately 50. This requires, among other things, atomically smooth ultra-thin oxide layers on silicon surfaces, for example, gate-oxide layers. The invention thereby aims to provide a method for producing thin, uniform oxide layers on silicon surfaces which provides oxides with a thickness of less than 6 nm. This is achieved by oxidising a silicon surface of increased evenness using an increased tensile stress.

Inventors:
MUESSIG HANS-JOACHIM (DE)
DABROWSKI JAROSLAW (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/000799
Publication Date:
October 05, 2000
Filing Date:
March 11, 2000
Export Citation:
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Assignee:
INST HALBLEITERPHYSIK GMBH (DE)
MUESSIG HANS JOACHIM (DE)
DABROWSKI JAROSLAW (DE)
International Classes:
C30B33/00; H01L21/28; H01L21/316; H01L29/04; (IPC1-7): H01L21/28
Foreign References:
US4969031A1990-11-06
US4454525A1984-06-12
US5422306A1995-06-06
US4000019A1976-12-28
Other References:
MUESSIG H -J ET AL: "ATOMICALLY SMOOTH ULTRATHIN OXIDE LAYERS ON SI(113)" MATERIALS RESEARCH SOCIETY SYMPOSIUM PROCEEDINGS. VOL. 567,US,WARRENDALE, PA: MRS, 5. April 1999 (1999-04-05), Seiten 169-180, XP000897823 ISBN: 0-55899-474-2
Attorney, Agent or Firm:
EISENFÜHR, SPEISER & PARTNER (Pacelliallee 43/45 Berlin, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. l.
2. Verfahren zur Herstellung dünner gleichförmiger Oxidschichten auf Silizium oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass die SiliziumOberfläche mit erhöhter Zugspannung oxydiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die SiliziumOberfläche mit natürlicher Zugspannung oxydiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die SiliziumOberfläche mit einer durch eine Präparation verursachte erhöhte Zugspannung oxydiert wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Si (l 13)0berfläche oxydiert wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Si (00 1)Oberfläche eine Zugspannung erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugspannung mittels mechanischer Deformation erzeugt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugspannung mittels Ätzen erzeugt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugspannung mittels lokaler Spannungsfelder erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsfelder durch eine Nitridmaske (1) auf der SiliziumOberfläche erzeugt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitridmaske (1) mindestens eine Öffnung (2) aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitridmaske (1) mehrere Öffnungen (2) aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) etwa quadratisch ist.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (2) eine Breite g 100 nm aufweist.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation bei einer Raumtemperatur (25 °C) erfolgt.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation in einem Bereich von 500 °C bis 700 °C, vorzugsweise bei 600 °C erfolgt.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation in mehreren Schritten durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation in einem ersten Schritt bei einer niedrigen Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur von 25 °C durchgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation in einem weiteren Schritt bei einer hohen Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur von 600 °C durchgeführt wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die SiliziumOberfläche bis zu einer Dicke < 6 nm oxydiert wird.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die SiliziumOberfläche bis zu einer Dicke < 3 nm oxydiert wird.
Description:
C. (Continuation) DOCUMENTS CONSIDERED TO BE RELEVANT Category Citation of document, with indication, where appropriate, of the relevant passages Relevant to claim No. A US 4 000 019 A (VAN DEN BREKEL CORNELIS 1-20 HENDRI) 28 December 1976 (1976-12-28) column 3, line 61-column 4, line 8 P, X MUESSIG H-J ET AL:"ATOMICALLY SMOOTH 1-5, ULTRATHIN OXIDE LAYERS ON SI (113)" 14-18 MATERIALS RESEARCH SOCIETY SYMPOSIUM PROCEEDINGS. VOL. 567, US, WARRENDALE, PA: MRS, 5 April 1999 (1999-04-05), pages 169-180, XP000897823 ISBN: 0-55899-474-2 the whole document 3 Patent document Publication Patent cited in search report date member (s) date US 4969031 A 06-11-1990 JP 1938084 C 09-06-1995 JP 6056887 B 27-07-1994 JP 58132975 A 08-08-1983 DE 3378872 D 09-02-1989 EP 0085434 A 10-08-1983 US 4454525 A 12-06-1984 JP 1017265 B 29-03-1989 JP 56094732 A 31-07-1981 DE 3071046 D 03-10-1985 EP 0032042 A 15-07-1981 US 4461072 A 24-07-1984 US 5422306 A 06-06-1995 JP 2750063 B 13-05-1998 JP 5243266 A 21-09-1993 US 4000019 A 28-12-1976 NL 7306948 A 20-11-1974 AU 6912674 A 20-11-1975 CH 588163 A 31-05-1977 DE 2423816 A 05-12-1974 FR 2230083 A 13-12-1974 GB 1471736 A 27-04-1977 IT 1012429 B 10-03-1977 JP 1030273 C 22-01-1981 JP 50020674 A 05-03-1975 JP 55022022 B 13-06-1980