JP2007281316A - Simoxウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸素イオンを注入する工程を有するSIMOXウェーハの製造方法において、前記酸素イオン注入工程の前後いずれかで、水素イオンを、1015〜1017/cm2のドーズ量で注入する工程を有する。
【選択図】図1
Description
高ドーズSIMOX形成法は、典型的には、酸素(16O+)イオンを、加速エネルギー:150keV、ドーズ量:1.5×1018/cm2超え、基板温度:500℃の条件下で注入し、その後、1300℃超えの温度で、酸素を0.5〜2%含むアルゴン(Ar)あるいは窒素(N2)雰囲気で、10〜20時間のアニールを行う方法である(例えば非特許文献1等)。
K.Izumi et al. Electron. Lett.(UK)vol.14(1978)p593)
S. Nakashima et al. Proc. IEEE int. SOI Conf. (1994) p71-72)
O.W.Holland et al. Appl.Phys.Lett.(USA)vol. 69 (1996) p574
(1)酸素イオンを注入する工程を有するSIMOXウェーハの製造方法において、
前記酸素イオン注入工程の前後いずれかで、水素イオンを、1015〜1017/cm2のドーズ量で注入する工程を有することを特徴とするSIMOXウェーハの製造方法。
図1(a)、(b)は、本発明に従うSIMOXウェーハの製造方法の主要工程を説明するための図であり、図中1はシリコン基板、2は酸素イオン注入層、3は表面シリコン層および4は埋め込み酸化層(BOX層)である。
次に、本発明法をMLD形成法に適用した場合を説明する。
図3(a)、(b)、(c)は、本発明法をMLD形成法に適用した場合のウェーハの断面構成を示したものである。
試験例は、酸素イオンを、加速エネルギー:170keV、ドーズ量:2.5×1017/cm2、基板温度:400℃の条件下で注入の後、加速エネルギー:155keV、ドーズ量:2×1015/cm2、基板温度:25℃(室温)の条件下で注入し、次いで、水素イオンを、加速エネルギ:35keV、基板温度:25℃(室温)の条件下で(0.1〜100)×1015/cm2の範囲内で異なるドーズ量で注入し、その後、酸素45体積%を含むアルゴン雰囲気にて1320℃の温度で10時間のITOX処理を行った後、酸素を2%含むアルゴン雰囲気にて、1350℃の温度で、5、7、10時間のアニールを行うことにより、SIMOXウェーハを得た。
参考のため、上記試験例において、水素イオン注入工程を有さない製造方法を、従来例とした。
SOI層の表面と、SOI層とBOX膜の界面におけるラフネスは、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、10μm×10μmのサイズに関して測定を行い、二乗平均平方根(Rms)値を求め、この値により評価した。
二乗平均平方根(Rms)値は、平均表面レベルからの垂直方向(Z方向)の変位をZiとする下記式により求めた。
記
N
Rms=√(1/N)ΣZi
i=1
ここで、Nは測定点数であり、
N
ΣZi=0を満足する。
i=1
表1にSOI層の表面およびSOI層とBOX膜の界面におけるラフネスの測定結果を示す。
2 酸素イオン注入層
3 表面シリコン層
4 埋め込み酸化層(BOX層)
5 水素イオン注入層
6 第1酸素イオン注入層
7 第2酸素イオン注入層
Claims (6)
- 酸素イオンを注入する工程を有するSIMOXウェーハの製造方法において、
前記酸素イオン注入工程の前後いずれかで、水素イオンを、1015〜1017/cm2のドーズ量で注入する工程を有することを特徴とするSIMOXウェーハの製造方法。 - 前記水素イオンは、前記酸素イオンの注入深さと同等位置になる加速エネルギで注入される請求項1記載のSIMOXウェーハの製造方法。
- 前記水素イオン注入工程は、前記酸素イオン注入工程の後に行われる請求項1または2記載のSIMOXウェーハの製造方法。
- 前記酸素イオン注入工程が、200〜650℃の比較的高温で(1〜10)×1017/cm2の高ドーズ量で酸素イオンを注入した後、アモルファス領域を形成するため、低温で(1〜10)×1015/cm2の低ドーズ量で酸素イオンを注入する2段注入工程である請求項3記載のSIMOXウェーハの製造方法。
- 前記高温高ドーズ工程における酸素イオン注入時の加速エネルギ(E1)は、100〜250keVであり、前記低温低ドーズ工程における酸素イオン注入時の加速エネルギ(E2)は、100〜250keVであり、かつ、これら加速エネルギの差(E1−E2)が5〜30keVである請求項4記載のSIMOXウェーハの製造方法。
- 前記酸素イオン注入工程が、200〜650℃の比較的高温で(1〜10)×1017/cm2の高ドーズ量で酸素イオンを注入する高温高ドーズ工程のみの1段注入工程である請求項3記載のSIMOXウェーハの製造方法。
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