JP2006351612A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体装置の製造方法において、埋め込み酸化膜12上にSiGe層21が形成された基板を用意し、この基板を第1の温度以下で熱処理し、SiGe層21の表面に保護用酸化膜23を形成し、次いで保護用酸化膜23が形成された基板を、非酸化性雰囲気下で第1の温度よりも高い第2の温度まで昇温し、次いで昇温された基板を酸化性雰囲気下で第2の温度以上で熱処理することにより、SiGe層21を酸化すると共に該SiGe層21を薄層化してGe濃度を高め、Ge濃度が高められたSiGe層24を形成する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図である。
図3は、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
第1の実施形態で説明したように、(100)表面を有するSOI基板上にSiGe層及びSiキャップ層を積層し、酸化濃縮法により緩和SGOI層を形成する工程において、1000℃以下の低温で保護酸化膜を形成する第1の熱酸化工程を導入することにより、その後の高温での酸化濃縮工程(第2の熱酸化工程)時に導入される貫通転位の量を抑制することが可能になり、低転位密度のSGOI基板を得ることが可能である。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。第1の実施形態では、埋め込み酸化膜上のSi層上にSiGe層を形成したが、埋め込み酸化膜上に直接SiGe層を形成しても良い。また、第1及び第2の実施形態では、酸化濃縮の前工程としてSiGe層の表面に保護用酸化膜を形成するために、予めSiGe層の表面にSiキャップ層を形成したが、このSiキャップ層は省略することも可能である。これは、Siキャップ層が無くても、後工程の酸化によりSiGe層の表面に酸化膜を形成することができるためである。
11…Si基板
12…埋め込み酸化膜
13…Si層(SOI層)
21…SiGe層
22…Siキャップ層(保護膜)
23…酸化膜(保護膜)
51…埋め込み酸化膜
52…Si層
53…SiGe層
71…埋め込み酸化膜
72…SGOI層
73…歪みSi層
74…ゲート絶縁膜
75…ゲート電極
76…側壁絶縁膜
77…双晶
78…ミスフィット転位
Claims (12)
- 埋め込み酸化膜上にSiGe層が形成された基板を用意する工程と、
前記基板を第1の温度以下で熱処理し、前記SiGe層の表面に保護用酸化膜を形成する工程と、
前記保護用酸化膜が形成された基板を、非酸化性雰囲気下で第1の温度よりも高い第2の温度まで昇温する工程と、
前記昇温された基板を酸化性雰囲気下で第2の温度以上で熱処理することにより、前記SiGe層を酸化すると共に該SiGe層を薄層化してGe濃度を高め、Ge濃度が高められたSiGe層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記基板を用意する工程として、前記埋め込み酸化膜上にSi層が形成されたSOI基板を用い、このSOI基板上に前記SiGe層を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 酸素とSi原子、或いは酸素とSi及びGe原子を含む層を有し、その上にSiGe層が形成された基板を用意する工程と、
前記基板を第1の温度以下で熱処理し、前記SiGe層の表面に保護用酸化膜を形成する工程と、
前記保護用酸化膜が形成された基板を、非酸化性雰囲気下で第1の温度よりも高い第2の温度まで昇温する工程と、
前記昇温された基板を酸化性雰囲気下で第2の温度以上で熱処理することにより、前記基板の内部に埋め込み酸化膜を形成し、且つ前記SiGe層を酸化すると共に該SiGe層を薄層化してGe濃度を高め、Ge濃度が高められたSiGe層を前記埋め込み酸化膜に接して形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記基板を用意する工程として、Si基板上にSiGe層を形成した後、前記Si基板内に酸素イオンを注入することを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記昇温する工程により、前記基板を第2の温度よりも高い第3の温度まで昇温し、この第3の温度で一定時間熱処理した後、前記酸化性雰囲気下の熱処理温度まで降温することを特徴とする請求項3又は4記載の半導体装置の製造方法。
- 主面の軸方位が<100>方向から<011>方向に0.5〜2度傾斜したSOI基板の主面上にSiGe層を形成する工程と、
前記基板を第1の温度以下で熱処理し、前記SiGe層の表面に保護用酸化膜を形成する工程と、
前記保護用酸化膜が形成された基板を酸化性雰囲気下で第1の温度よりも高い第2の温度以上で熱処理し、前記SiGe層を酸化すると共に該SiGe層を薄層化し、Ge濃度を高められたSiGe層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記保護用酸化膜を形成する工程と前記酸化性雰囲気下で熱処理する工程との間に、前記基板を非酸化性雰囲気下で第2の温度まで昇温する工程を有することを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。
- 第1の温度は1000℃であり、第2の温度は1100℃であることを特徴とする請求項1,3,又は6記載の半導体装置の製造方法。
- 前記基板を用意する工程として、前記SiGe層を形成した後に、該SiGe層上にSi保護膜を形成することを特徴とする請求項1又は3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記Ge濃度が高められたSiGe層上にSi層を形成し、このSi層に格子歪みを持たせることを特徴とする請求項1,3,又は6記載の半導体装置の製造方法。
- 前記格子歪みを持たせたSi層にMOSトランジスタを形成することを特徴とする請求項10記載の半導体装置の製造方法。
- 絶縁膜上に形成され、主面の軸方位が<100>方向から<011>方向に0.5〜2度傾斜されたSiGe層と、このSiGe層又はその上に形成した半導体層に作製されたMOSトランジスタとを具備してなり、前記MOSトランジスタのチャネル長方向を<011>方向に設定したことを特徴とする半導体装置。
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