Ionenstrahlsynthese (IBS) mit fein fokussierten Ionenstrahlen

Kobalt Implantation in Silicum mit stoichiometrischen Dosen und  einer folgenden Ausheilung führt zu Kobaltdisilizid Schichten (A.E. White et al., Appl. Phys. Lett. 52(1987)95). CoSi₂ zeigt metallisches Verhalten mit einem niedrigen spezifischen Widerstand von ca. 15 µOhmcm und hoher thermischer Stabilität, und seine Herstellung ist kompatibel mit der Silicium-Technologie. Kristallines CoSi₂ hat ein kubisches Gitter mit einer Fehlanpassung zum Silicium von nur -1.2 %. Es konnte gezeigt werden, daß die Ionenstrahlsynthese die Herstellung vergrabener  oder oberflächennaher  epitaktischer Schichten im Silicium erlaubt. Submikrometerstrukturen können direkt durch eine schreibende Co Implantation mittels FIB erzeugt werden. Die  Ionenstrahlsynthese mittels eines Co-FIB kombiniert mit einer dynamischen Fokussteuerung kann für die Herstellung von leitenden Verbindungen in dreidimensionalen Bauelementen eingesetzt werden. Zur Zeit werden Metal-Halbleiter-Metal Photodioden mit CoSi₂ Elektroden hergestellt und untersucht.

Ein neues Phänomen bei der Ionenstrahlsynthese mit dem schreibenden Ionenfeinstrahl hängt mit dessen um 4 - 6 Größenordnungen höheren Stromdichte als bei konventionellen Ionenimplantern zusammen. So ist es möglich, Si auch bei hohen Implantations- temperaturen und langen Pixelverweilzeiten zu amorphisieren , wodurch keine geschlossenen  CoSi₂ - Schichten mehr herstellbar sind. Es konnte gezeigt werden, daß das Verhältnis von Kristallschadenserzeugung und dynamischer Ausheilung während der FIB Implantation wesentlich von der Pixelverweilzeit und der Implantationstemperatur beeinflußt wird. Die Erzeugung von geschlossenen CoSi₂ - Schichten ist nur durch eine geeignete Wahl dieser Parameter möglich.
 

	Die Abbildung zeigt den spezifischen Widerstand von CoSi2 Linien, hergestellt durch FIB Kobalt Implantation in (111) Si als Funktion der Linienbreite.
	FIB implantierte CoSi2 Leitbahnen zwischen oberer und unterer Ebene einer anisotrop geätzten Grube.
	REM Abbildung eines MSM Detektors mit einer aktiven Fläche von 40*80 µm2 , einer Fingerbreite von 0.8 µm und  einem Fingerabstand von 3.15 µm.

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