JP2016516304A - ライトポイント欠陥と表面粗さを低減するための半導体オンインシュレータウエハの製造方法 - Google Patents
ライトポイント欠陥と表面粗さを低減するための半導体オンインシュレータウエハの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本開示の具体例での使用に適した半導体層構造が、図1に数字1で全体が示される。構造の半導体部分2は、一般に、その中または上にマイクロエレクトロニクスデバイスが形成される部分である。本願で使用される(デバイス層とも呼ばれる)半導体層の1つのタイプは、シリコンまたはシリコンゲルマニウムであるが、例えばシリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコンゲルマニウム、窒化ガリウムのような材料を含む半導体層や多層が、本願の範囲から外れることなく、以下で述べるように使用できる。例示目的で、以下の議論は、半導体層としてシリコンについて述べる。(ハンドルウエハとも呼ばれる)基板4は、層構造(例えば、シリコン、ゲルマニウム、砒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコンゲルマニウム、窒化ガリウム、サファイア、およびそれらの組み合わせ)を形成するのに適したいずれの材料でも良い。様々な具体例では、層半導体構造は、また、半導体層2とハンドルウエハ4の間に配置された誘電体層3を含む。
本開示では、層転写プロセスで形成されたSOI構造は、劈開後に熱アニールされる。SOI構造の熱アニールは、シリコン層の表面粗さを減らし、誘電体層の密度を高くし、シリコン層と誘電体層との間の接合を強くするように働く。
本開示にかかる熱アニールは、酸素の外部拡散による小さな酸素の凝集を分解し、シリコンの表面拡散の結果として表面が平坦化される。このアニール工程が有益であるが、熱アニールは、SOI構造中で、全ての潜在的な65nmのもやのようなパターンを除去しない。このように、本開示は、第2の、非接触平坦化処理と呼ばれる、更なる平坦化工程を含む。このプロセスは、SOI構造の表面粗さを更に低減するだけでなく、また熱アニールで完全には治癒しなかった注入ダメージを除去する。
以下に記載された本方法にかかる多くSOI構造が準備された。構造は、劈開面、誘電値酸化層の上のシリコンの薄層、およびハンドルウエハを有した。テストウエハは、プロセスオブレコード(POR)製造プロセスを用いるプレエピ平坦化アニール(PESA)工程までのSOI製造ラインで処理された。
同じ結晶セクションからの2つの姉妹SOIウエハが例2で準備された。第1のSOIウエハは、標準PORプロセスで処理された。第2のSOIウエハは、例1で設定された方法および条件で処理された。図6Aは、標準PORプロセスで準備されたSOIウエハの上の、析出したもやのようなパターンを示す。図6Bは、本開示の方法により製造されたSOIウエハ中の、65nmLPDの存在についての画期的な改良を示す。このように、本開示の方法は、SOIウエハ中の65nmLPDの存在をうまく低減できる。
Claims (15)
- ハンドルウエハ、シリコン層、およびハンドルウエハとシリコン層との間の誘電体層を含み、シリコン層は構造の外の面を規定する劈開面を有する、シリコンオンインシュレータ構造を処理する方法であって、この方法は、
アルゴン、水素、ヘリウム、およびそれらの混合からなるグループから選択されたガスを含む雰囲気中で、少なくとも約950℃の温度で、構造を熱アニールする工程であって、この雰囲気は、約10ppmより少ない酸素を含む工程と、
劈開面の上で非接触平坦化処理を行う工程と、を含む方法。 - ハンドルウエハ、シリコン層、およびハンドルウエハとシリコン層との間の誘電体層を含み、シリコン層は構造の外の面を規定する劈開面を有する、シリコンオンインシュレータ構造のライトポイント欠陥を低減する方法であって、この方法は、
アルゴン、水素、ヘリウム、およびそれらの混合からなるグループから選択されたガスを含む雰囲気中で、少なくとも約950℃の温度で、構造を熱アニールする工程であって、この雰囲気は、約10ppmより少ない酸素を含む工程と、
構造の上で非接触平坦化処理を行う工程と、を含む方法。 - ハンドルウエハ、シリコン層、およびハンドルウエハとシリコン層との間の誘電体層を含み、シリコン層は構造の外の面を規定する劈開面を有する、シリコンオンインシュレータ構造の表面粗さを低減する方法であって、この方法は、
アルゴン、水素、ヘリウム、およびそれらの混合からなるグループから選択されたガスを含む雰囲気中で、少なくとも約950℃の温度で、構造を熱アニールする工程であって、この雰囲気は、約10ppmより少ない酸素を含む工程と、
構造の上で非接触平坦化処理を行う工程と、を含む方法。 - ハンドルウエハ、シリコン層、およびハンドルウエハとシリコン層との間の誘電体層を含み、シリコン層は構造の外の面を規定する劈開面を有する、シリコンオンインシュレータ構造を処理する方法であって、この方法は、
純アルゴン雰囲気中で、少なくとも約950℃の温度で、構造を熱アニールする工程であって、この雰囲気は、約10ppmより少ない酸素を含む工程と、
劈開面の上で非接触平坦化処理を行う工程と、を含む方法。 - 構造は、純アルゴン雰囲気中でアニールされる請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 構造は、約1050℃から約1200℃までの温度でアニールされる請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 構造は、約15分間から約10時間の期間アニールされる請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 構造は、約1100℃の温度で、約2時間の期間アニールされる請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 雰囲気は、約5ppmより少ない酸素を含む請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 雰囲気は、約1ppmより少ない水蒸気を含む請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 非接触平坦化処理は、劈開面上でのエピ平坦化処理を含む請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- アニールは、バッチアニール処理である請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 方法は、直径が約60nmから約70nmのライトポイント欠陥を、構造あたりわずか約150まで減らす請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 方法は、直径が約65nmのライトポイント欠陥を、構造あたりわずか約50まで減らす請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- 方法は、構造の表面の粗さ測定システム粗さを、約1μm×約1μmから約30μm×約30μmのスキャンサイズでの測定で、約0.2nmより小さく減らす請求項1〜14のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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