AFM:一种自下而上形成硅的新方法

硅的微结构(图案化)是制造集成电路(IC)的关键步骤之一，集成电路是现代电子学的基石。微结构是通过一系列工艺实现的，包括光刻以产生所需结构的模板(掩模)，在受控条件下蚀刻以去除材料，和/或通过掩模的离子注入或扩散。)将外来原子如硼或磷引入硅中。典型的微结构工艺使用光刻掩模方法从上到下在硅衬底上产生任意图案。

德国莱布尼茨-德累斯顿聚合研究所的研究人员报道了一种新的自下而上的微结构制作方法，该方法可以在刻蚀过程中不使用刻蚀掩膜或模板，实现N掺杂硅衬底的图形化。相反，这里开发的结构化工艺包括在照明下进行的简单碱性蚀刻，并且由埋在0.25到1？在深度为m的均匀n掺杂层下远程控制p掺杂微米级注入。这种工艺的微结构可以实现，因为嵌入的植入物在光照下充当微型光伏电池，产生电子流并增加植入物上方区域的负表面电荷。局部增加的表面电荷导致局部保护天然氧化硅层免受碱性蚀刻，这最终导致衬底的微结构。以这种方式，可以构建在其顶部具有厚且均匀的N掺杂硅层的衬底，从而减少对昂贵且耗时的光刻步骤的需要。相关论文发表在《高级功能材料》上。

纸质链接:

https://doi . org/10.1002/adfm . 202100105

图1。选择性刻蚀实验起始衬底示意图

图二。(a、c、e)原子力显微镜地形图

图3。本文中提出的负责自我复制的机制的示意图。

图4。原子力显微镜图像显示了埋在250nm外延硅下的样品上的植入物的选择性蚀刻的时间相关结果。

图5。这里的示例结构的图示

综上所述，本文开发了一种新的微结构工艺，用于在N掺杂硅衬底的内部结构中掩埋P掺杂注入区。该工艺包括在照明下进行的简单碱性蚀刻，并导致掩埋图案的复制。微结构的出现是因为嵌入的注入结构在蚀刻过程中提供了远程控制，并且充当微型光伏电池，并且其照射产生了从嵌入的注入到表面的光生电子通量。累积在表面上的电子增加了这些植入物上方区域的表面负电荷。表面电荷的局部增加导致天然氧化硅层免受埋在植入物上方区域的碱性腐蚀，这是硅腐蚀选择性的原因。通过研究开发过程背后的机制，本文认为这种方法是自下而上的而不是自上而下的(正文:SSC)