JP2005322891A - 少なくともその表面にゲルマニウムまたはケイ素−ゲルマニウム合金を持つ基板上において、高温酸化により二酸化ケイ素層を調製する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】式Si1−xGexの基板上において、高温酸化により二酸化ケイ素層を調製する方法であって、式中、xは0よりも大きく1以下であり、該方法は、以下の連続ステップ: a)厚さがhyであり全体式がSi1−yGey(式中、yは0よりも大きくx未満)である少なくとも1つの追加層13が、式Si1−xGexの該基板12上に塗布されるステップ; b)全体式がSi1−yGeyである該追加層13の高温酸化が行われ、これにより、該追加層13が、完全もしくは部分的に、酸化ケイ素SiO2層14へと変換されるステップを含む。
【選択図】図1
Description
ウェーハ表面の質。非常に高いGe濃度を持つゲルマニウムもしくはSiGe合金の層もしくはフィルムは、それらが酸化的雰囲気下に熱処理される場合分解され、SiO2が形成されるだけでなく、酸化ゲルマニウムも形成され、これはその不安定さで知られるものである。
ウェーハの熱処理の間の、酸化的雰囲気下におけるシリコン−ゲルマニウム層もしくはフィルム。その狙いは、シリコンを酸化する表面近くに位置させることにある。ゲルマニウムを有さない酸化物を何とか得た場合、これによって、酸化ゲルマニウムの形成に関わる上記問題を避けることができ、このことは、特にゲルマニウムの移動によって説明され得、ゲルマニウムのこの移動は、酸化の最前線の「前」でのゲルマニウム濃度の制御できない上昇を招いてしまう。酸化の最前線の前でのこのようにしてもたらされる制御できないゲルマニウム濃度勾配は、例えば高周波マイクロエレクトロニクスにおけるもののような引き続いて意図される適用の殆どにとって、許容できるものではない。
a)厚さhyおよび全体式Si1−yGey(式中、yは0よりも大きくx未満)を有する更に少なくとも1つの層が、式Si1−xGexの該基板上に塗布される。
b)全体式Si1−yGeyのこの更なる層が高温酸化され、これによって、この更なる層が完全もしくは部分的に、酸化ケイ素SiO2層へと変換される。
Si1−yGeyも完全に酸化される:その後、該Si1−xGex上にはSiO2層ができ、この組成はコントロールされた最前線のGeを持つ(その後、Si1−xGex表面上にはSi1−x’Gex’層(x’>x)ができる);あるいは
Si1−yGeyが部分的に酸化される:その後、Si1−xGex上のSi1−zGez上にはSiO2層ができ(z>y)、z=xを確実にすることが有益である。
この実施例では、本発明による方法の履行が、従来技術から既知の種々の技術、例えばCVDまたはRPCVDエピタキシー、例えば塗布に関する連続勾配技術を使用して、基板上において、例えばシリコンでできた基板(200nmのシリコン「初期」基板)上において、SiGe緩衝層の塗布をもって始まり、Si1−xGex層の濃度xが、その表面において0から所望の濃度へと連続的に変動する。
この第2の実施例は、第1の実施例の酸化に関しての変法である。この実施例では、以前と同一の構造が、蒸気、H2(流速8L/分)、およびO2(流速4L/分)により、900℃の温度において、湿式酸化を受ける。
Claims (16)
- 式Si1−xGex(式中、xは0よりも大きく1以下)の基板上で、高温酸化により二酸化ケイ素層を調製する方法であって、該方法が以下の連続ステップ:
a)厚さhyであり全体式Si1−yGey(式中、yは0よりも大きくx未満)の少なくとも1つの追加層が、式Si1−xGexの該基板上に塗布されるステップ;および
b)全体式Si1−yGeyの該追加層の該高温酸化が実施され、これにより、該追加層が、完全または部分的に、酸化ケイ素SiO2層へと変換されるステップ
を含む方法。 - 前記基板が、支持体上で、好ましくは単一晶のSi1−xGex層から構成され、該支持体が、ゲルマニウムまたはケイ素のような単一材料でできているか、あるいは、例えばSiでできているような基礎基板を含み、該基礎基板上で、例えばSiGeでできている1つ以上の緩衝適合層(単数または複数)が作られる、請求項1に記載の方法。
- yおよび/またはhyが、前記酸化後に、前記酸化ケイ素層下に横たわる前記SiGe合金層のゲルマニウム濃度をコントロールするよう選ばれる、請求項1または2に記載の方法。
- yおよび/または前記厚さhyにより定義される前記追加層の組成が、前記Si1−xGex基板および/または前記酸化ケイ素SiO2層の厚さおよび/または前記酸化ケイ素層直下に横たわる前記ケイ素−ゲルマニウム合金層のゲルマニウム濃度によって選ばれる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- yおよび/または前記厚さhyにより定義される前記追加層の組成が、Si1−xGexおよびSi1−yGey間の結晶格子パラメーターにおける違いにより生成される歪みを制限するよう選ばれる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- ステップb)の間に、前記追加層が部分的に酸化ケイ素へと変換され、式Si1−zGezおよび厚さhzの層上に酸化ケイ素層を与える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- zが実質的にxに等しい、請求項6に記載の方法。
- 前記追加層が、前記ゲルマニウム濃度が連続的に変動し、好ましくは前記ゲルマニウム濃度が前記基板(側)から連続的に減少して行く勾配を付けられた組成の層である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- y値において異なる幾つかの追加層が塗布される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板近くに位置する前記追加層(側)から前記厚さhyに位置する層までy値が減少して行く、請求項9に記載の方法。
- SiGe補完層もまた、少なくとも1つの前記追加層上に塗布され、該補完層もまた、酸化ケイ素SiO2層へと完全に変換される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- SiO2補完層もまた、少なくとも1つの前記追加層上に塗布される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記酸化が、乾式および/または湿式酸化熱処理による酸化である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 光学部品または電子部品を調製する方法であって、二酸化ケイ素層が、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法により調製される少なくとも1つのステップを含む、方法。
- Si1−xGexOI構造体を調製する方法であって、酸化ケイ素SiO2層により覆われるSi1−xGexフィルムを含む構造体が、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法により調製され、該Si1−xGexフィルム内に位置する層が、ステップb)前もしくは後に、例えば気体状化学種の侵入により弱体化され、この弱められた層を含むこの構造体が、基板、例えばシリコン基板へと結合され、該基板および該構造体を含む組み立て品を得、この組み立て品が、熱処理および/または機械処理により、この弱められた層において分離される方法。
- Si1−xGexOI構造体を調製する方法であって、酸化ケイ素SiO2層により覆われるSi1−xGexフィルムを含む構造体が、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法により調製され、この構造体が基板へと結合され、該基板および該構造体を含む組み立て品を得、この組み立て品が、機械的および/または化学的に薄くされる方法。
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