Regensburg 2000 – scientific programme

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DS: Dünne Schichten

DS 6: Laserverfahren III

DS 6.3: Fachvortrag

Monday, March 27, 2000, 16:00–16:15, H31

Instabilität bei laserinduzierter Sub-µm-Oxidation auf dünnen Siliziumfilmen: Experiment und Theorie — •M. Huber, R. A. Deutschmann, R. Neumann, K. Brunner und G. Abstreiter — Walter Schottky Institut, Am Coulombwall, 85748 Garching

In dieser Arbeit untersuchen wir ein Verfahren zur direkten, sub-µm genauen, lateralen Strukturierung dünner Silicon-On-Insulator-Schichten (SOI). Mit einem auf eine SOI-Probenoberfläche fokussierten Laserstrahl läßt sich die Probe lokal aufheizen. Ab einer kritischen Laserleistung ist eine schnelle lokale Oxidation der gesamten SOI-Schichtdicke unter dem Laserspot zu beobachten. Unterhalb dieser Leistung ist auch auf einer längeren Zeitskala keine Veränderung der Probe erkennbar. Ein detailliertes Modell zur Berechnung der Temperaturverteilung beschreibt diesen abrupten Übergang als eine Instabilität in der Temperaturverteilung. Bereits ab einer Oberflächentemperatur von etwa 400^∘C führt diese Instabilität zu einer schnellen selbstverstärkenden Erwärmung der SOI-Schicht bis zur Oxidation. Mit dieser Methode können auf SOI-Schichten Oxidlinien beliebiger lateraler Geometrie erzeugt werden. AFM-Messungen solcher Oxidlinien zeigen Linienbreiten deutlich unterhalb der verwendeten Laserwellenlänge. Die ausgezeichneten Isolationseigenschaften der Linien lassen sich zur Herstellung von In-Plane-Bauelementen nutzen. [1]

[1] R. A. Deutschmann, M. Huber, R. Neumann, K. Brunner, and G. Abstreiter, Int. J. of Microelectronic Engineering 48 (1999) 367-370