JP2000156484A - 気孔率変動多孔質珪素絶縁体 - Google Patents

気孔率変動多孔質珪素絶縁体

Info

Publication number
JP2000156484A
JP2000156484A JP11214770A JP21477099A JP2000156484A JP 2000156484 A JP2000156484 A JP 2000156484A JP 11214770 A JP11214770 A JP 11214770A JP 21477099 A JP21477099 A JP 21477099A JP 2000156484 A JP2000156484 A JP 2000156484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porosity
layer
porous silicon
region
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11214770A
Other languages
English (en)
Inventor
Leland S Swanson
エス．スワンソン レランド
Keith A Joyner
エイ．ジョイナー ケイス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
Publication of JP2000156484A publication Critical patent/JP2000156484A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02203—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being porous
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/0223—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
    • H01L21/02233—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer
    • H01L21/02236—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer group IV semiconductor
    • H01L21/02238—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor substrate or a semiconductor layer group IV semiconductor silicon in uncombined form, i.e. pure silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/02258—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by anodic treatment, e.g. anodic oxidation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3063—Electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314—Inorganic layers
    • H01L21/316—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass
    • H01L21/3165—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass formed by oxidation
    • H01L21/31654—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass formed by oxidation of semiconductor materials, e.g. the body itself
    • H01L21/3167—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass formed by oxidation of semiconductor materials, e.g. the body itself of anodic oxidation
    • H01L21/31675—Inorganic layers composed of oxides or glassy oxides or oxide based glass formed by oxidation of semiconductor materials, e.g. the body itself of anodic oxidation of silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76245—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using full isolation by porous oxide silicon, i.e. FIPOS techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76264—SOI together with lateral isolation, e.g. using local oxidation of silicon, or dielectric or polycristalline material refilled trench or air gap isolation regions, e.g. completely isolated semiconductor islands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/84—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being other than a semiconductor body, e.g. being an insulating body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1203—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
    • H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76264—SOI together with lateral isolation, e.g. using local oxidation of silicon, or dielectric or polycristalline material refilled trench or air gap isolation regions, e.g. completely isolated semiconductor islands
    • H01L21/7627—Vertical isolation by full isolation by porous oxide silicon, i.e. FIPOS techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76264—SOI together with lateral isolation, e.g. using local oxidation of silicon, or dielectric or polycristalline material refilled trench or air gap isolation regions, e.g. completely isolated semiconductor islands
    • H01L21/76283—Lateral isolation by refilling of trenches with dielectric material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路構造体(特にＳＯＩ基体)及びその製
法を提供する。 【解決手段】 多孔質珪素領域を有する基体を有し、前
記領域の気孔率が予測可能な仕方で変化している集積回
路構造体;及び、珪素のブロックに多孔質珪素の領域を
形成する工程を有し、然も、前記形成工程の条件を、前
記領域の気孔率が予測可能な仕方で変化するように変動
させながら行う、集積回路構造体の製法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路構造体及
びその製法に関し、特にＳＯＩ（silicon-on-insulato
r）基体を造る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】多孔質珪素は、フッ化水素酸溶液とエタ
ノール等の表面活性剤との中でシリコンウエーハをアノ
ード酸化することにより形成する。気孔の大きさ、気孔
率、及び多孔質珪素の厚さを制御することができる。気
孔孔径は１０〜２０ｎｍの範囲にあるのが典型的である
が、気孔率は３０〜７０％の範囲にあるのが典型的であ
る。
【０００３】多孔質珪素は低い誘電率及び大きな抵抗率
を有し、そのため絶縁に有用である。多孔質珪素はその
体積に対し大きな表面積（数百ｍ2／ｃｍ3）を有するの
で、それは珪素本体よりも遥かに速く酸化することがで
きる。
【０００４】多孔質珪素の従来の一つの用途は、多孔質
酸化珪素によるＦＩＰＯＳ−完全絶縁での利用であり、
それは高度にドープした珪素表面上に成長させたエピタ
キシャル層を使用している。高度にドープした層は、エ
ピタキシャル層中の孔を通るアノード処理により多孔質
珪素へ選択的に変化させ、次に酸化して埋込み酸化物層
を形成する。
【０００５】気孔率変動多孔質珪素 本願は、多孔質珪素の層全体に亙って気孔率を変化させ
ることについて開示する。例えば、低い気孔率は、エピ
タキシャル珪素成長のために良好な表面を与え、材料強
度を与えるのには有利であるが、大きな気孔率の層は、
多孔質珪素と基体との間の一層良好な絶縁及び応力の減
少を与える。変動する気孔率は、これらの異なった要件
が層内の種々の領域によって満たされるようにすること
ができる。
【０００６】開示する方法の利点には、多孔質珪素の層
が相反する要件を満たすように最適にすることができる
ことが含まれる。
【０００７】開示する発明を図面を参照して説明する
が、それら図面は本発明の重要な見本としての態様を示
し、言及することによって本明細書に取り入れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本願の数多くの革新的な教示を、
現在好ましい態様に特に関連して記述する。しかし、こ
の種の態様は、それら革新的教示の多くの有利な利用の
僅か数例だけをここで与えるものであることを理解すべ
きである。一般に、本明細書中に与える記述は、特許請
求する種々の発明のいずれに対しても必ずしも限定する
ものではない。更に、或る記述は或る発明の特徴に対し
て適用されるが、他のものには適用されないことがあ
る。
【０００９】概要 一般に、多孔質珪素の層は、珪素ウエーハの頂部層のア
ノード酸化により形成されている。電解質は一般にフッ
化水素酸（ＨＦ）と水及び表面活性剤であり、例えば、
約１：２：１のＨＦ／Ｃ2Ｈ5ＯＨ／Ｈ2Ｏ溶液である。
気孔の形成は、珪素ウエーハの露出表面で始まり、等方
的に進行する。好ましくは（しかし、必ずしも必要では
ないが）露出した表面を低い電流密度で酸化し、低い気
孔率の表面部分を形成する。次に電流密度を増大し、一
層高い気孔率を与え、その気孔率を特定の工程に対し最
適にし、一層よい絶縁を与えるようにする。好ましくは
（必ずしも必要ではないが）珪素基体への界面の所に大
きな気孔率の領域が形成された時に酸化を止め、二つの
層の間に応力の解放を与えるようにする。
【００１０】第一の態様：ＳＯＩとしての使用 １９９８年５月２８日に出願された暫定的特許出願６０
／０８６，９５９（その開示内容は、言及することによ
り本明細書に取り入れる）には、ＳＯＩ基体を形成する
のに使用される多孔質珪素の層が記載されている。開示
されている気孔率変動多孔質珪素を用いることができる
その方法は、図２Ａ〜２Ｅに関連して次に論ずるが、そ
れらの図は開示されている工程の種々の点でのウエーハ
の断面を示している。
【００１１】図２Ａに示す通り、硼素をドープした基体
２００をアノード酸化して多孔質珪素の層２１０を形成
する。図１Ａは図２Ａを簡単化したものであり、多孔質
珪素層２１０及び基体２００だけを示す。エピタキシャ
ル層を成長させる場所である外側層２１０Ａについて
は、約１〜１０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を用いて、約１
０〜５０ｎｍの厚さの低い気孔率（約１５〜３５％）の
領域を形成する。次に電流密度を約１０〜１００ｍＡ／
ｃｍ2へ増大し、約５μ厚の領域２１０Ｂに約３０〜７
０％の気孔率を生じさせる。基体に最も近い領域２１０
Ｃについては、約３５〜１００ｍＡ／ｃｍ2の電流密度
を用いて、約５０〜５００ｎｍの厚さ及び約６０〜８０
％の気孔率を有する領域を形成する。この大きな気孔率
の層は、多孔質珪素層と下の基体との間で応力の解放を
与える。
【００１２】図２Ｂから分かるように、多孔質珪素の部
分的酸化を行い、気孔２０５の表面上にＳｉＯ2 ２１５
の領域を形成する。ＨＦ中への短い浸漬、又はプラズマ
エッチングを用いて、ウエーハの頂部表面から酸化物を
除去する。表面酸化物が除去されたならば、ウエーハを
Ｈ2の雰囲気中で９００〜１１００℃で約５〜１０分間
加熱し、結晶質珪素を再流動させ、表面の気孔を密封
し、ウエーハ表面をもう一度単結晶珪素にする。次に多
孔質珪素２１０の上にエピタキシャル層２２０を成長さ
せ、化学蒸着（ＣＶＤ）Ｓｉ3Ｎ4のようなキャップ層２
４０をそのエピタキシャル層の上に形成する。キャップ
層は次に行われるアニーリング中、薄いエピタキシャル
層に対する構造体支持を与える。
【００１３】次にウエーハを約１３２５℃で約６時間ア
ニーリングする。この温度で珪素及び二酸化珪素が流動
し、分離し始める。時間がたつと部分的に酸化した多孔
質珪素層は分離し、僅かに厚くしたエピタキシャル層と
基体層との間で凝集して酸化物層２３０となる。図２Ｃ
は、この工程が部分的に完了した時のそれらの層を示
し、基体２００、酸化物層２３０、及びエピタキシャル
領域２２０の間の不規則な境界を示している。アニーリ
ングが完了した後（即ち、界面が滑らかになった後）、
ウエーハを冷却し、次に窒化物キャップ層をストリップ
するか又は残して浅いトレンチ絶縁（ＳＴＩ）のような
絶縁構造体を更に形成し易くすることができる。図２Ｄ
は、窒化物層をストリップした後のウエーハを示す。次
にトランジスタの形成を進行させることができる。図２
Ｅは、部分的に製造したトランジスタを示し、それはト
レンチ絶縁２６０、ゲート酸化物２７０、ゲート２８
０、側壁スペーサ２９０、及び打込みされた（implante
d）領域２９２及び２９４、及び上にある埋め込み酸化
物層２３０を有する。
【００１４】第二の態様：ＲＦ用としての使用 １９９７年１２月１２日に出願された暫定的特許出願６
０／０６９，５２２（その開示内容は、言及することに
よって本明細書に取り入れる）には、希望の領域に多孔
質珪素を選択的に形成するため、基体のパターン化した
アノード酸化により無線周波（ＲＦ）回路中に垂直基体
絶縁を形成する方法が記載されている。この出願では気
孔率変動多孔質珪素が用いられており、それについて図
３Ａ〜３Ｃを参照して次に論ずる。
【００１５】この態様では図３Ａから分かるように、フ
ィールド酸化物１０８を成長させ、トランジスタ１０２
を形成し、それには珪化物１１０が含まれている。
【００１６】レジスト層１１２を堆積し（deposited,蒸
着し）、パターン化して、多孔質珪素絶縁が望まれる領
域にフィールド酸化物を露出する。フィールド酸化物１
０８の露出部分を除去し、図３Ｂの構造を与え、次にレ
ジストを灰化する。
【００１７】例えば、ＳｉＣからなる堅いマスク層１０
４を堆積し、レジスト層によりパターン化し、開口１１
８を与え、その開口は多孔質珪素が望まれる領域のほぼ
中心部にある。次にアノード酸化を行い、多孔質珪素の
領域１０６を形成する。
【００１８】絶縁領域を簡単化したものが図１Ｂに示さ
れており、基体１００の上に横たわる領域１０６は、異
なった気孔率の４つの領域を有する。頂部領域１０６Ａ
では、約１〜４０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を用いて、約
２５〜５０％の気孔率を有する約５０〜５００ｎｍの厚
さの領域を形成する。この低い気孔率は多孔質珪素領域
に希望の材料強度を与える。
【００１９】次に、電流密度を約３５〜１００ｍＡ／ｃ
ｍ2へ変化させ、領域１０６Ｂ中に約６０〜８０％の気
孔率を生じさせる。この領域の厚さは多孔質珪素領域の
全厚さの約３０％になり、絶縁の主要部分を与える。次
に、約１〜４０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度により、約２５
〜５０％の気孔率を有する領域１０６Ｃを形成し、更に
材料強度を与える。この領域は、層の全厚さの約２０％
の厚さを有する。
【００２０】最後に、約３５〜１００ｍＡ／ｃｍ2の電
流密度により最終領域１０６Ｄを形成し、それは約１μ
の厚さを有する。約６０〜８０％の気孔率は、多孔質珪
素と下にある基体との間の応力減少を与える。
【００２１】多孔質珪素領域を形成した後、中間レベル
の誘電体の堆積及び金属化層の形成と共にウエーハの処
理を継続する。
【００２２】第三の態様：混合信号用途での利用 １９９８年７月２１日に出願した特許出願０９／１２
０，２１５（代理人文書番号ＴＩ−２７３８２）（その
開示内容は、言及することによって本明細書に取り入れ
る）には、高周波での横の多孔質珪素絶縁体及び混合信
号回路を形成するための方法が記載されている。この出
願での気孔率変動多孔質珪素の使用について、図４Ａ〜
Ｂを参照して次に論ずる。
【００２３】図４Ａでは、珪素基体１の上に、多孔質珪
素の形成が望まれる窓２を除き、例えば、炭化珪素から
なるマスク層３が形成されている。多孔質珪素５の領域
は、例えば、ＲＦの態様に関し上述したような方法を用
いて窓２を通して形成する。
【００２４】ＳｉＣ層をストリップした後、デジタル回
路７及びアナログ回路９を多孔質珪素で分離されたウエ
ーハの異なった領域中に形成する。ウエーハの表面上に
誘電体を形成することができ、相互接続部１３はデジタ
ル回路と及びアナログ回路とを接続し、それら接続部の
少なくとも幾つかは多孔質珪素領域を通っている。
【００２５】アノード酸化のための別の解決法 アノード酸化法では、メタノール、イソプロパノール、
トリトン（Triton）Ｘ−１００等の他の表面活性剤を用
いることができ、後者は工業的に周知の湿潤剤である。
予備的試験では、トリトンＸ−１００は遥かに僅かな
量、例えば、全溶液の１〜３％の量で用いることができ
ることが明らかになっている。更に、アノード酸化につ
いての文献は、研究されつつある多くの有機物について
も言及している。従って、上述した湿潤剤が全リストを
構成するのではなく、単に可能性のある一例を示してい
るだけである。
【００２６】用いる表面活性剤を変えることの外に、希
望の特性を有する多孔質珪素を生成するため、材料の割
合を変化させることができる。
【００２７】別の態様：種々の電解質 それ程好ましい態様ではないが、電解質の濃度を変える
ことにより気孔率を修正することもでき、低いＨＦ濃度
で一層大きな気孔率を生ずる。しかし、アノード処理
中、例えば一方の電解質浴からウエーハを取り出し、別
の浴中に浸漬することにより、ウエーハが空気に触れな
いようにすることは重要であると予想される。この態様
は、好ましい態様よりもかなり遅い。なぜなら、電解質
を変えると、アノード処理が継続される前の気孔中に濃
度変化を浸透させるための時間が必要になるからであ
る。例えば、ＨＦ濃度を減少し、気孔率を増大するため
一層多くの水をポンプで送ることにより電解質濃度を変
化させることができるが、電流を流す前の気孔内に電解
質濃度の平衡を到達させるため待ち時間を必要とする。
【００２８】修正及び変更 本明細書で記載した革新的概念は、膨大な範囲の用途に
わたって修正及び変化させることができ、従って、特許
請求される事柄の範囲は、特別に例示した教示のいずれ
によっても限定されるものではなく、特許請求の範囲に
よってのみ限定されるものであることは、当業者に認め
られるであろう。
【００２９】開示した態様は、多孔質珪素構造体中に変
化した気孔率を生じさせることができる例だけでないこ
とは当業者に明らかであろう。開示した方法は、多孔質
珪素を用いる多くの他の用途でも用いることができる。
【００３０】別の態様として、パラメータに適当な修正
を加えて、他の絶縁構造体で用いられる多孔質珪素層中
に変化した気孔率を生じさせることができる。
【００３１】更に別の態様として、ＲＦ用途のための絶
縁を、トランジスタを形成する前に行うことができる。
【００３２】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) 多孔質珪素領域を有する基体を有し、前記領域の気
孔率が予測可能な仕方で変化している、集積回路構造
体。 (2) 多孔質珪素領域の第一表面上にエピタキシャル層を
更に有する、第１項記載の集積回路構造体。 (3) 多孔質珪素の領域が、第一表面の所で低い気孔率を
有し、前記第一表面から離れた位置では一層大きな気孔
率を有する、第１項記載の集積回路構造体。 (4) 多孔質珪素の領域が、回路素子のための横の絶縁を
与える、第１項記載の集積回路構造体。 (5) 多孔質珪素の領域が、回路素子のための垂直の絶縁
を与える、第１項記載の集積回路構造体。 (6) 珪素のブロックに多孔質珪素の領域を形成する工程
を有し、然も、前記形成工程の条件を、前記領域の気孔
率が予測可能な仕方で変化するように変動させながら行
う、集積回路構造体の製法。 (7) 変化させる条件が電流密度である、第６項記載の製
法。 (8) 変化させる条件がＨＦの濃度である、第６項記載の
製法。 (9) 珪素のブロック中にＲＦ回路を形成する工程を更に
有する、第６項記載の製法。 (10) 珪素のブロック中に混合信号回路を形成する工程
を更に有する、第６項記載の製法。 (11) 多孔質珪素層２１０の厚さを通して気孔率を変化
させることにより、相反する必要条件が同じ層によって
満足できるようにする。低い気孔率の表面層２１０Ａ
は、高品質のエピタキシャル珪素層を成長できるように
し、或は構造体支持を与えることができ、層の他の部分
２１０Ｂ、２１０Ｃ中の一層大きな気孔率は回路の絶縁
を増大し、層間の応力解放を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】ＳＯＩ基体に用いられる気孔率変動多孔質珪
素層を示す。
【図１Ｂ】ＲＦ絶縁で用いられる気孔率変動多孔質珪素
層を示す図である。
【図２Ａ】部分的に製造した集積回路構造体の断面を示
し、トランジスタの形成と同様、開示したＳＯＩ構造体
の形成を示す。
【図２Ｂ】部分的に製造した集積回路構造体の断面を示
し、トランジスタの形成と同様、開示したＳＯＩ構造体
の形成を示す。
【図２Ｃ】部分的に製造した集積回路構造体の断面を示
し、トランジスタの形成と同様、開示したＳＯＩ構造体
の形成を示す。
【図２Ｄ】部分的に製造した集積回路構造体の断面を示
し、トランジスタの形成と同様、開示したＳＯＩ構造体
の形成を示す。
【図２Ｅ】部分的に製造した集積回路構造体の断面を示
し、トランジスタの形成と同様、開示したＳＯＩ構造体
の形成を示す。
【図３Ａ】部分的に製造した集積回路構造体の断面図で
あり、開示したＲＦ絶縁構造体の形成を示す図である。
【図３Ｂ】部分的に製造した集積回路構造体の断面図で
あり、開示したＲＦ絶縁構造体の形成を示す。
【図３Ｃ】部分的に製造した集積回路構造体の断面図で
あり、開示したＲＦ絶縁構造体の形成を示す。
【図４Ａ】部分的に製造した集積回路構造体の断面図で
あり、開示した混合信号絶縁構造体の形成を示す。
【図４Ｂ】部分的に製造した集積回路構造体の断面図で
あり、開示した混合信号絶縁構造体の形成を示す。
【符号の説明】
１ 珪素基体 ２ 窓 ３ マスク層 ５ 多孔質珪素領域 ７ デジタル回路 ９ アナログ回路 １３ 相互接続部 １００ 基体 １０２ トランジスタ １０４ 堅いマスク層 １０６ 多孔質珪素 １０８ フィールド酸化物 １１０ 珪化物 １１２ レジスト層 １１８ 開口 ２００ 珪素基体 ２０５ 気孔 ２１０ 多孔質珪素層 ２１５ ＳｉＯ2領域 ２２０ エピタキシャル層 ２３０ 酸化物層 ２４０ キャップ層 ２６０ 絶縁トレンチ ２７０ ゲート酸化物 ２８０ ゲート ２９０ 側壁スペーサ ２９２ 打込みした領域 ２９４ 打込みした領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多孔質珪素領域を有する基体を有し、前
    記領域の気孔率が予測可能な仕方で変化している、集積
    回路構造体。
  2. 【請求項２】 珪素のブロックに多孔質珪素の領域を形
    成する工程を有し、然も、前記形成工程の条件を、前記
    領域の気孔率が予測可能な仕方で変化するように変動さ
    せながら行う、製法。
JP11214770A 1998-07-29 1999-07-29 気孔率変動多孔質珪素絶縁体 Pending JP2000156484A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9450398P 1998-07-29 1998-07-29
US094503 1998-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000156484A true JP2000156484A (ja) 2000-06-06

Family

ID=22245546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11214770A Pending JP2000156484A (ja) 1998-07-29 1999-07-29 気孔率変動多孔質珪素絶縁体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6376859B1 (ja)
JP (1) JP2000156484A (ja)
KR (1) KR100591222B1 (ja)
TW (1) TW512460B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008504704A (ja) * 2004-07-02 2008-02-14 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 埋め込みｐ＋シリコン・ゲルマニウム層の陽極酸化による歪みシリコン・オン・インシュレータ
JP2009508323A (ja) * 2005-06-27 2009-02-26 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 浅溝を形成するための方法
US7566482B2 (en) 2003-09-30 2009-07-28 International Business Machines Corporation SOI by oxidation of porous silicon
JP4856544B2 (ja) * 2003-09-12 2012-01-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 埋込多孔質シリコン層の酸化によるシリコン・ゲルマニウムオンインシュレータ構造の形成
WO2012098825A1 (ja) * 2011-01-20 2012-07-26 信越半導体株式会社 貼り合わせ基板及びその製造方法

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6407441B1 (en) * 1997-12-29 2002-06-18 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit and method of using porous silicon to achieve component isolation in radio frequency applications
US6541863B1 (en) * 2000-01-05 2003-04-01 Advanced Micro Devices, Inc. Semiconductor device having a reduced signal processing time and a method of fabricating the same
US6489217B1 (en) * 2001-07-03 2002-12-03 Maxim Integrated Products, Inc. Method of forming an integrated circuit on a low loss substrate
WO2003009364A2 (en) * 2001-07-18 2003-01-30 Trikon Holdings Limited Low dielectric constant layers
US6791155B1 (en) 2002-09-20 2004-09-14 Integrated Device Technology, Inc. Stress-relieved shallow trench isolation (STI) structure and method for forming the same
DE10320201A1 (de) * 2003-05-07 2004-12-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung mit einer Halbleiterschaltung
FR2857155B1 (fr) * 2003-07-01 2005-10-21 St Microelectronics Sa Procede de fabrication de couches contraintes de silicium ou d'un alliage de silicium-germanium
US20050181572A1 (en) * 2004-02-13 2005-08-18 Verhoeven Tracy B. Method for acoustically isolating an acoustic resonator from a substrate
CN1315160C (zh) * 2004-09-30 2007-05-09 北京大学 Soc硅衬底的加工方法
WO2006131177A2 (de) * 2005-06-06 2006-12-14 Universität Stuttgart Verfahren zur herstellung von saatschichten zur abscheidung von halbleitermaterial
JP2007127734A (ja) * 2005-11-02 2007-05-24 Fujifilm Corp 放射線画像情報検出パネルおよび放射線画像情報読取装置
US8178426B2 (en) * 2007-02-15 2012-05-15 Stmicroelectronics S.A. Method for manufacturing a structure of semiconductor-on-insulator type
CN103081107B (zh) * 2010-03-09 2017-02-08 得克萨斯州大学系统董事会 多孔和非多孔纳米结构
US8415555B2 (en) * 2010-08-24 2013-04-09 Corning Incorporated Dimensional silica-based porous silicon structures and methods of fabrication
CN102064186A (zh) * 2010-11-15 2011-05-18 王楚雯 半导体结构及其形成方法
CN102104060B (zh) * 2010-11-15 2013-03-20 王楚雯 一种半导体结构及其形成方法
FR2994489B1 (fr) * 2012-08-08 2015-07-31 Commissariat Energie Atomique Substrat pour lithographie electronique a haute resolution et procede de lithographie correspondant
KR102061563B1 (ko) * 2013-08-06 2020-01-02 삼성전자주식회사 반도체 발광소자
RU2554298C1 (ru) * 2013-12-05 2015-06-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Омский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ОНЦ СО РАН) Способ получения многослойной структуры пористый кремний на изоляторе
US10833175B2 (en) * 2015-06-04 2020-11-10 International Business Machines Corporation Formation of dislocation-free SiGe finFET using porous silicon
US10008382B2 (en) * 2015-07-30 2018-06-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor device having a porous low-k structure
WO2021015816A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-28 Iqe Plc Semiconductor material having tunable permittivity and tunable thermal conductivity
GB2617811A (en) * 2022-01-31 2023-10-25 Iqe Plc A layered structure

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3954523A (en) * 1975-04-14 1976-05-04 International Business Machines Corporation Process for fabricating devices having dielectric isolation utilizing anodic treatment and selective oxidation
US4180416A (en) * 1978-09-27 1979-12-25 International Business Machines Corporation Thermal migration-porous silicon technique for forming deep dielectric isolation
EP0499488B9 (en) 1991-02-15 2004-01-28 Canon Kabushiki Kaisha Etching solution for etching porous silicon, etching method using the etching solution and method of preparing semiconductor member using the etching solution
US5525374A (en) * 1992-09-17 1996-06-11 Golden Technologies Company Method for making ceramic-metal gradient composites
JP3801624B2 (ja) * 1993-12-06 2006-07-26 キネテイツク・リミテツド 多孔質半導体材料、多孔質半導体材料を含む発光デバイス、及び多孔質半導体材料製造方法
US5767561A (en) * 1997-05-09 1998-06-16 Lucent Technologies Inc. Integrated circuit device with isolated circuit elements
US6008540A (en) * 1997-05-28 1999-12-28 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit dielectric and method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4856544B2 (ja) * 2003-09-12 2012-01-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 埋込多孔質シリコン層の酸化によるシリコン・ゲルマニウムオンインシュレータ構造の形成
US7566482B2 (en) 2003-09-30 2009-07-28 International Business Machines Corporation SOI by oxidation of porous silicon
JP2008504704A (ja) * 2004-07-02 2008-02-14 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 埋め込みｐ＋シリコン・ゲルマニウム層の陽極酸化による歪みシリコン・オン・インシュレータ
JP2009508323A (ja) * 2005-06-27 2009-02-26 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 浅溝を形成するための方法
WO2012098825A1 (ja) * 2011-01-20 2012-07-26 信越半導体株式会社 貼り合わせ基板及びその製造方法
JP2012151316A (ja) * 2011-01-20 2012-08-09 Shin Etsu Handotai Co Ltd 貼り合わせ基板及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000012018A (ko) 2000-02-25
KR100591222B1 (ko) 2006-06-19
TW512460B (en) 2002-12-01
US6376859B1 (en) 2002-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000156484A (ja) 気孔率変動多孔質珪素絶縁体
US6376285B1 (en) Annealed porous silicon with epitaxial layer for SOI
JP3957038B2 (ja) 半導体基板及びその作製方法
EP2709140B1 (en) Method for producing laminated substrate having insulating layer at portion of substrate
US6103590A (en) SiC patterning of porous silicon
KR100286073B1 (ko) 측벽막을 갖는 mosfet의 제조 방법
US6727157B2 (en) Method for forming a shallow trench isolation using air gap
JPH05206422A (ja) 半導体装置及びその作製方法
US6187649B1 (en) Shallow trench isolation process
JP2004103600A (ja) 基板及びその製造方法
JPH04250620A (ja) 半導体素子における金属接点の自己整合方法及び自己整合性半導体
KR19980030045A (ko) 반도체 소자의 필드 산화막 형성방법
JP3114894B2 (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方法、半導体装置の製造方法及び絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
RU2262774C2 (ru) Способ изготовления биполярного транзистора
JPS62186551A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100418299B1 (ko) 반도체소자의필드산화막형성방법
JP3128076B2 (ja) バイポーラトランジスタの製造方法及びそれを用いた半導体装置の製造方法
JP3098811B2 (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ及びそれを用いた半導体装置
KR100226483B1 (ko) 반도체장치의 소자분리방법
KR19980084714A (ko) 반도체소자의 분리영역 제조방법
JP3080196B2 (ja) 半導体基材及びその作製方法
JP3191960B2 (ja) Ｓｉ基体の加工方法
KR20000075301A (ko) 반도체 소자의 트렌치형 소자 분리막 형성방법
JPH01256147A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20000056448A (ko) 반도체장치의 트랜치형 소자분리막 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080926

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090331