JP2004363592A5

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Publication number: JP2004363592A5
Application number: JP2004158994A
Authority: JP
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2007-04-05

Claims

格子緩和された高品質ＳｉＧｅオン・インシュレータ基板材料を製造する方法において、
Ｇｅの拡散バリアの働きをするのに充分なイオン濃度を有する注入リッチ領域を形成するためにＳｉ含有基板にイオンを注入する工程を含み、
前記注入リッチ領域は、その上にＳｉ含有基板の表面層が配置され、
注入されたＳｉ含有基板の上にＧｅ含有層を形成する工程を含み、
（ｉ）拡散バリア層の形成と、（ｉｉ）前記Ｇｅ含有層、および注入リッチ領域の上に配置されるＳｉ含有基板の前記表面層に渡るＧｅの相互拡散とを可能にする温度で基板を加熱する工程とを含み、これにより前記拡散バリア層の上に格子緩和されたＳｉＧｅ層を形成する、製造方法。
前記注入イオンは、酸素イオン，窒素イオン，ＮＯイオン，不活性ガスまたはこれらの混合物を含む請求項１に記載の製造方法。
前記注入イオンは、酸素イオンを含む請求項１に記載の製造方法。
前記注入する工程は、ブランケット注入処理またはマスクされた注入処理を含む請求項１に記載の製造方法。
前記注入する工程は、４×１０¹⁷／ｃｍ² 以上のイオン・ドーズを用いて行われる高ドーズ・イオン注入処理を含む請求項１に記載の製造方法。
前記高ドーズ・イオン注入は、０．０５〜５００ｍＡ／ｃｍ²のビーム電流密度および１５０〜１０００ｋｅＶのエネルギーで作動するイオン注入装置内で行われる請求項５に記載の製造方法。
前記高ドーズ・イオン注入処理は、２００℃〜８００℃の温度で行われる請求項５に記載の製造方法。
前記高ドーズ・イオン注入処理は、ベース・イオン注入工程の後に続いて４Ｋ〜２００℃の温度で行われる更なるイオン注入工程を含む請求項５に記載の製造方法。
前記更なるイオン注入工程は、０．０５〜１０ｍＡ／ｃｍ²のビーム電流密度で、１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶／ｃｍ² のイオン・ドーズ、４０ｋｅＶ以上のエネルギーを用いて行われる請求項８に記載の製造方法。
前記注入する工程は、４×１０¹⁷／ｃｍ² 以下のイオン・ドーズを用いて行われる低ドーズ・イオン注入処理を含む請求項１に記載の製造方法。
前記低ドーズ・イオン注入は、０．０５〜５００ｍＡ／ｃｍ² のビーム電流密度および４０〜１００００ｋｅＶのエネルギーで作動するイオン注入装置内で行われる請求項１０に記載の製造方法。
前記低ドーズ・イオン注入処理は、１００℃〜８００℃の温度で行われる請求項１０に記載の製造方法。
前記低ドーズ・イオン注入処理は、ベース・イオン注入工程の後に続いて４Ｋ〜２００℃の温度で行われる更なるイオン注入工程を含む請求項１０に記載の製造方法。
前記更なるイオン注入工程は、０．０５〜１０ｍＡ／ｃｍ² のビーム電流密度で、１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶／ｃｍ²のイオン・ドーズ、４０ｋｅＶ以上のエネルギーを用いて行われる請求項１３に記載の製造方法。
前記Ｇｅ含有層は、ＳｉＧｅ合金層または純Ｇｅである請求項１に記載の製造方法。
前記Ｇｅ含有層は、最大９９．９９原子パーセントのＧｅからなるＳｉＧｅ合金層である請求項１に記載の製造方法。
前記Ｇｅ含有層は、減圧化学気相成長、常圧化学気相成長、超高真空化学気相成長、分子線エピタキシおよびプラズマ化学気相成長からなるグループから選択されるエピタキシャル成長処理によって形成される請求項１に記載の製造方法。
前記加熱する工程の前に前記Ｇｅ含有層の上にＳｉキャップ層を形成する工程を更に含む請求項１に記載の製造方法。
前記Ｓｉキャップ層は、エピＳｉ、エピＳｉＧｅ、ａ：Ｓｉ、ａ：ＳｉＧｅ、単結晶または多結晶Ｓｉ、またはこれらの多層の組み合わせを含む請求項１８に記載の製造方法。
表面酸化膜層は、前記加熱する工程の間に形成される請求項１に記載の製造方法。
ウエット化学エッチング処理を利用して前記表面酸化膜層を除去する工程を更に含む請求項２０に記載の製造方法。
前記加熱する工程は、少なくとも１つの酸素含有ガスを含む酸化雰囲気中で行われる請求項１に記載の製造方法。
不活性ガスを更に含み、前記不活性ガスが前記少なくとも１つの酸素含有ガスを希釈するために用いられる請求項２２に記載の製造方法。
前記加熱する工程は、９００℃〜１３５０℃の温度で行われる請求項１に記載の製造方法。
前記格子緩和されたＳｉＧｅ層の上に追加のＳｉＧｅ層を成長する工程を更に含む請求項１に記載の製造方法。
前記追加のＳｉＧｅ層の上に歪みＳｉ層を形成する工程を更に含む請求項２５に記載の製造方法。
前記格子緩和されたＳｉＧｅ層の上に歪みＳｉ層を形成する工程を更に含む請求項１に記載の製造方法。
Ｓｉ含有基板と、
前記Ｓｉ含有基板の上に存在してＧｅ拡散を妨げる絶縁領域と、
前記絶縁領域の上に存在する格子緩和されたＳｉＧｅ層とを備え、
前記格子緩和されたＳｉＧｅ層は、２０００ｎｍ以下の厚さおよび５×１０^@7 原子／ｃｍ² 以下の欠陥密度を有する基板材料。
前記絶縁領域は、パターニングされた請求項２８に記載の基板材料。
前記絶縁領域は、埋め込み酸化膜領域である請求項２８に記載の基板材料。
前記格子緩和されたＳｉＧｅ層は、１〜１００％の測定された格子緩和を有する請求項２８に記載の基板材料。
Ｓｉ含有基板と、
前記Ｓｉ含有基板の上に存在してＧｅ拡散を妨げる絶縁領域と、
前記絶縁領域の上に存在する格子緩和されたＳｉＧｅ層と、
前記格子緩和されたＳｉＧｅ層の上に形成される歪みＳｉ層とを備え、
前記格子緩和されたＳｉＧｅ層は、２０００ｎｍ以下の厚さおよび５×１０⁷原子／ｃｍ²以下の欠陥密度を有するヘテロ構造。
前記絶縁領域は、パターニングされた請求項３２に記載のヘテロ構造。
前記絶縁領域は、埋め込み酸化膜領域である請求項３２に記載のヘテロ構造。
前記格子緩和されたＳｉＧｅ層は、１〜１００％の測定された格子緩和を有する請求項３２に記載の基板材料。
前記歪みＳｉ層は、エピＳｉ層を含む請求項３２に記載のヘテロ構造。
格子緩和されたＳｉＧｅと歪みＳｉの交互層が、前記歪みＳｉ層の上に形成される請求項３２に記載のヘテロ構造。
前記歪みＳｉ層は、ＧａＡｓとＧａＰからなるグループから選択される格子間不整合化合物で置き換えられる請求項３２に記載のヘテロ構造。