JP3295171B2 - 半導体基板の製造方法 - Google Patents
半導体基板の製造方法Info
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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
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- H01L21/3226—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering of silicon on insulator
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内部に酸化シリコン膜
を埋め込んだ半導体基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎ
ｓｕｌａｔｏｒ。以下、ＳＯＩ基板と称する）の製造方
法に関するものである。
を埋め込んだ半導体基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎ
ｓｕｌａｔｏｒ。以下、ＳＯＩ基板と称する）の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＳＯＩ基板は、各種の方法で製作
されている。例えば、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏ
ｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ ＯＸｙｇｅｎ）は、シ
リコン基板に酸素イオンを注入することにより、シリコ
ンを内部酸化して埋め込み酸化シリコン膜を形成し、表
面に単結晶シリコン層を残すことにより、ＳＯＩ基板を
製作している。
されている。例えば、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏ
ｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ ＯＸｙｇｅｎ）は、シ
リコン基板に酸素イオンを注入することにより、シリコ
ンを内部酸化して埋め込み酸化シリコン膜を形成し、表
面に単結晶シリコン層を残すことにより、ＳＯＩ基板を
製作している。
【０００３】このＳＩＭＯＸ法によりＳＯＩ基板を製造
した場合、酸素イオン注入の行程において、酸素イオン
ビームが装置の構成部材をスパッタし、望ましくない不
純物をＳＩＭＯＸ基板に混入させることがある。ＳＩＭ
ＯＸ法により製造したＳＯＩ基板に限らず、ＳＯＩ基板
の表面シリコン層に混入不純物があると、基板の表面シ
リコン層に形成した半導体装置の特性を劣化させるとい
う問題があった。
した場合、酸素イオン注入の行程において、酸素イオン
ビームが装置の構成部材をスパッタし、望ましくない不
純物をＳＩＭＯＸ基板に混入させることがある。ＳＩＭ
ＯＸ法により製造したＳＯＩ基板に限らず、ＳＯＩ基板
の表面シリコン層に混入不純物があると、基板の表面シ
リコン層に形成した半導体装置の特性を劣化させるとい
う問題があった。
【０００４】通常の半導体基板では、埋め込み酸化シリ
コン膜がないため、半導体装置を形成する表面シリコン
部分にある混入不純物を基板内部あるいは基板裏面にゲ
ッタリング領域を形成することにより混入不純物を固着
して、表面シリコン層に形成した半導体装置への悪影響
を避けている。
コン膜がないため、半導体装置を形成する表面シリコン
部分にある混入不純物を基板内部あるいは基板裏面にゲ
ッタリング領域を形成することにより混入不純物を固着
して、表面シリコン層に形成した半導体装置への悪影響
を避けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらＳＯＩ基
板は、半導体装置を形成する表面シリコン層の下に、裏
面シリコン層への混入不純物の移動を妨げる埋め込み酸
化シリコン膜があるため、半導体装置を形成する表面シ
リコン層に混入した不純物を除去することが困難であっ
た。
板は、半導体装置を形成する表面シリコン層の下に、裏
面シリコン層への混入不純物の移動を妨げる埋め込み酸
化シリコン膜があるため、半導体装置を形成する表面シ
リコン層に混入した不純物を除去することが困難であっ
た。
【０００６】そこで、本発明の目的は、ＳＯＩ基板にお
いて、混入不純物を低減することにより、清浄なＳＯＩ
基板を得ることができる半導体基板の製造方法を提供す
ることにある。
いて、混入不純物を低減することにより、清浄なＳＯＩ
基板を得ることができる半導体基板の製造方法を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、シリコン基板内部に酸化シリコン膜を埋め
込んだ表面シリコン層を有する半導体基板の製造におい
て、前記シリコン基板内部に酸化シリコン膜を埋め込ん
だ後、前記シリコン基板を１２５０℃以上の温度で高温
熱処理する際、雰囲気中に酸化性ガスを含ませることに
より、前記表面シリコン層の表面に酸化シリコン膜を形
成し、前記表面シリコン層表面に形成した該酸化シリコ
ン膜を除去し、前記シリコン層表面に形成した該酸化シ
リコン膜を除去したことにより露出した前記表面シリコ
ン層を洗浄することを特徴とする半導体基板の製造方法
である。
の本発明は、シリコン基板内部に酸化シリコン膜を埋め
込んだ表面シリコン層を有する半導体基板の製造におい
て、前記シリコン基板内部に酸化シリコン膜を埋め込ん
だ後、前記シリコン基板を１２５０℃以上の温度で高温
熱処理する際、雰囲気中に酸化性ガスを含ませることに
より、前記表面シリコン層の表面に酸化シリコン膜を形
成し、前記表面シリコン層表面に形成した該酸化シリコ
ン膜を除去し、前記シリコン層表面に形成した該酸化シ
リコン膜を除去したことにより露出した前記表面シリコ
ン層を洗浄することを特徴とする半導体基板の製造方法
である。
【０００８】
【作用】上述のように構成された本発明の半導体基板の
製造方法は、高温熱処理により、混入不純物を、表面シ
リコン層から埋め込み酸化シリコン膜を通過させてシリ
コン基板へ移動させることにより、表面シリコン層から
除去するものである。熱処理の際、温度が高いほど、混
入不純物のシリコン・酸化シリコン内での移動が早いた
め、短時間でも移動させられる。また、熱処理の際、雰
囲気中に酸化性ガスを含ませることにより、表面シリコ
ン層表面に酸化シリコン膜を形成して、表面シリコン層
の混入不純物を形成した酸化シリコン膜中に吸いだし、
形成した酸化シリコン膜を除去し、基板を洗浄すること
によって、より表面を清浄にする。さらに、シリコン基
板に熱処理の前に、あらかじめゲッタリング領域を形成
しておくことにより、シリコン基板に形成したゲッタリ
ング領域により移動してきた混入不純物が元の表面シリ
コン層に戻らないようにする。ＳＯＩ基板のゲッタリン
グ領域をＳＯＩ基板の裏面に形成し、混入不純物を固着
した裏面を混入不純物と共に除去すると、半導体装置を
形成する行程において固着された混入不純物が再び表面
シリコン層・埋め込み酸化シリコン層の界面へ戻ること
がなくなる。
製造方法は、高温熱処理により、混入不純物を、表面シ
リコン層から埋め込み酸化シリコン膜を通過させてシリ
コン基板へ移動させることにより、表面シリコン層から
除去するものである。熱処理の際、温度が高いほど、混
入不純物のシリコン・酸化シリコン内での移動が早いた
め、短時間でも移動させられる。また、熱処理の際、雰
囲気中に酸化性ガスを含ませることにより、表面シリコ
ン層表面に酸化シリコン膜を形成して、表面シリコン層
の混入不純物を形成した酸化シリコン膜中に吸いだし、
形成した酸化シリコン膜を除去し、基板を洗浄すること
によって、より表面を清浄にする。さらに、シリコン基
板に熱処理の前に、あらかじめゲッタリング領域を形成
しておくことにより、シリコン基板に形成したゲッタリ
ング領域により移動してきた混入不純物が元の表面シリ
コン層に戻らないようにする。ＳＯＩ基板のゲッタリン
グ領域をＳＯＩ基板の裏面に形成し、混入不純物を固着
した裏面を混入不純物と共に除去すると、半導体装置を
形成する行程において固着された混入不純物が再び表面
シリコン層・埋め込み酸化シリコン層の界面へ戻ること
がなくなる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
【００１０】実施例１ 図１に示すＳＯＩ基板において、埋め込み酸化シリコン
膜２の膜厚は０．４μｍ、表面シリコン層３の膜厚は
０．１５μｍであり、表面シリコン層に含まれる混入不
純物が鉄１０×１０ll／ｃｍ2 、銅１０×１０ll／ｃｍ
2 であった。
膜２の膜厚は０．４μｍ、表面シリコン層３の膜厚は
０．１５μｍであり、表面シリコン層に含まれる混入不
純物が鉄１０×１０ll／ｃｍ2 、銅１０×１０ll／ｃｍ
2 であった。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】このＳＯＩ基板において、１３００℃で６
時間の高温熱処理する際の炉の雰囲気に０．５％の酸素
ガスを混入し、図２に示すように、表面に０．０６μｍ
の酸化シリコン膜４を形成した。この酸化シリコン膜４
を弗酸の希薄水溶液で除去し、さらに塩酸と過酸化水素
水とを混合した酸系の洗浄液で表面シリコン層３を僅か
に除去しつつ洗浄した。
時間の高温熱処理する際の炉の雰囲気に０．５％の酸素
ガスを混入し、図２に示すように、表面に０．０６μｍ
の酸化シリコン膜４を形成した。この酸化シリコン膜４
を弗酸の希薄水溶液で除去し、さらに塩酸と過酸化水素
水とを混合した酸系の洗浄液で表面シリコン層３を僅か
に除去しつつ洗浄した。
【００１５】（ａ）ＳＯＩ基板の表面から２μｍまでに
含まれる混入不純物は、鉄１×１０ll／ｃｍ2 、銅６×
１０ll／ｃｍ2 と減少した （ｂ）高温熱処理による表面シリコン層３の酸化の工程
と表面の酸化シリコン膜４と表面シリコン層３の表面付
近を除去・洗浄する工程との組み合わせを２回繰り返す
と、ＳＯＩ基板の表面から２μｍまでに含まれる混入不
純物は、鉄０．２×１０ll／ｃｍ2 、銅４×１０ll／ｃ
ｍ2 と、さらに減少した。また、複数回に亙り高温熱処
理および表面酸化シリコン膜と表面シリコン層に表面付
近の除去・洗浄を繰り返すと、さらに、ＳＯＩ基板表面
の混入不純物が減少した。
含まれる混入不純物は、鉄１×１０ll／ｃｍ2 、銅６×
１０ll／ｃｍ2 と減少した （ｂ）高温熱処理による表面シリコン層３の酸化の工程
と表面の酸化シリコン膜４と表面シリコン層３の表面付
近を除去・洗浄する工程との組み合わせを２回繰り返す
と、ＳＯＩ基板の表面から２μｍまでに含まれる混入不
純物は、鉄０．２×１０ll／ｃｍ2 、銅４×１０ll／ｃ
ｍ2 と、さらに減少した。また、複数回に亙り高温熱処
理および表面酸化シリコン膜と表面シリコン層に表面付
近の除去・洗浄を繰り返すと、さらに、ＳＯＩ基板表面
の混入不純物が減少した。
【００１６】実施例２ 上記実施例１のＳＯＩ基板において、図３に示すよう
に、ＳＯＩ構造を形成する前に、基板シリコン１の裏面
に混入不純物を固着するゲッタリング領域５を次のよう
に形成した。
に、ＳＯＩ構造を形成する前に、基板シリコン１の裏面
に混入不純物を固着するゲッタリング領域５を次のよう
に形成した。
【００１７】（ａ）ゲッタリング領域として、基板シリ
コンの裏面に０．３μｍの多結晶シリコン膜を付けた。
コンの裏面に０．３μｍの多結晶シリコン膜を付けた。
【００１８】（ｂ）ゲッタリング領域として、基板シリ
コンの裏面に研磨剤を吹き付けて粗面とした。
コンの裏面に研磨剤を吹き付けて粗面とした。
【００１９】（ｃ）ゲッタリング領域として、基板シリ
コンの内部に酸化シリコンの微細な析出物を形成した。
コンの内部に酸化シリコンの微細な析出物を形成した。
【００２０】上記のようにあらかじめゲッタリング領域
５を形成した後、ＳＯＩ構造を形成し、混入不純物を除
去した。その後、１０００℃の熱処理をしたところ、固
着された混入不純物は、固着状態に留まり、表面シリコ
ン層およびその近傍に移動することはなかった。
５を形成した後、ＳＯＩ構造を形成し、混入不純物を除
去した。その後、１０００℃の熱処理をしたところ、固
着された混入不純物は、固着状態に留まり、表面シリコ
ン層およびその近傍に移動することはなかった。
【００２１】実施例３ 上記実施例２において、ＳＯＩ基板の混入不純物を固着
したゲッタリング領域５を混入不純物と共に除去した。
その後、１０００℃以上の熱処理をしても表面シリコン
層およびその近傍において混入不純物が増すことはなか
った。
したゲッタリング領域５を混入不純物と共に除去した。
その後、１０００℃以上の熱処理をしても表面シリコン
層およびその近傍において混入不純物が増すことはなか
った。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体基
板の製造方法によれば、不純物が混入したＳＯＩ基板
を、１２５０℃以上に高温熱処理して混入不純物を移動
させ、その後に表面付近を除去・洗浄し、あるいは、あ
らかじめＳＯＩ基板の内部・裏面に混入不純物を固着す
る領域を形成し、あるいは、混入不純物を固着領域と共
に排除することにより、表面シリコン層に混入した不純
物を低減できる。したがって、この表面シリコン層に半
導体装置を形成してもＳＯＩ基板形成時に混入した不純
物の悪影響を現れなくするという効果がある。
板の製造方法によれば、不純物が混入したＳＯＩ基板
を、１２５０℃以上に高温熱処理して混入不純物を移動
させ、その後に表面付近を除去・洗浄し、あるいは、あ
らかじめＳＯＩ基板の内部・裏面に混入不純物を固着す
る領域を形成し、あるいは、混入不純物を固着領域と共
に排除することにより、表面シリコン層に混入した不純
物を低減できる。したがって、この表面シリコン層に半
導体装置を形成してもＳＯＩ基板形成時に混入した不純
物の悪影響を現れなくするという効果がある。
【図１】 本発明による半導体基板の製造方法の第１の
実施例を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
実施例を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
【図２】 本発明による半導体基板の製造方法の実施例
２を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
２を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
【図３】 本発明による半導体基板の製造方法の実施例
３を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
３を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
【図４】 本発明による半導体基板の製造方法の実施例
４を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
４を説明するＳＯＩ基板の断面図である。
１…シリコン基板、 ２…埋め込
み酸化シリコン膜、３…表面シリコン層、
４…酸化シリコン膜、５…ゲッタリング領域。
み酸化シリコン膜、３…表面シリコン層、
４…酸化シリコン膜、５…ゲッタリング領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶山 健二 神奈川県相模原市淵野辺５−10−１ 新 日本製鐵株式会社 エレクトロニクス研 究所内 (56)参考文献 特開 平５−235007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−129633（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−58873（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−82525（ＪＰ，Ａ) ＲＡＶＩＳＨＡＮＫＡＲ ＳＵＮＤＡ ＲＥＳＡＮ，ｅｔ．ａｌ．，”Ｃｈａｒ ａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅ ａｋａｇｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ Ｂ ｕｒｒｉｅｄ−Ｏｘｉｄｅ ＳＯＩ Ｔ ｒａｎｓｉｓｔｏｒ”，ＩＥＥＥ ＴＲ ＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣ ＴＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ，1989年 ９ 月30日，ＶＯＬ．36，ＮＯ．９ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/12 H01L 21/26 - 21/268 H01L 21/322 - 21/326
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板内部に酸化シリコン膜を埋
め込んだ表面シリコン層を有する半導体基板の製造にお
いて、 前記シリコン基板内部に酸化シリコン膜を埋め込んだ
後、前記シリコン基板を１２５０℃以上の温度で高温熱
処理する際、 雰囲気中に酸化性ガスを含ませることにより、前記表面
シリコン層の表面に酸化シリコン膜を形成し、 前記表面シリコン層表面に形成した該酸化シリコン膜を
除去し、 前記シリコン層表面に形成した該酸化シリコン膜を除去
したことにより露出した前記表面シリコン層を洗浄する
ことにより、前記表面シリコン層に混入した混入不純物
を前記埋め込み酸化シリコン膜を通過させて前記シリコ
ン基板中あるいは前記埋め込み酸化シリコン膜中あるい
は表面酸化シリコン膜中へ移動させることを特徴とする
半導体基板の製造方法。 - 【請求項２】 高温熱処理および洗浄を複数回に亙り繰
り返すことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の
製造方法。 - 【請求項３】 前記高温熱処理の前に、前記シリコン基
板にゲッタリング領域を形成することを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の半導体基板の製造方法。 - 【請求項４】 前記ゲッタリング領域がシリコン基板裏
面に形成され、前記高温熱処理後、前記ゲッタリング領
域を除去することを特徴とする請求項３に記載の半導体
基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08082893A JP3295171B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 半導体基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08082893A JP3295171B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 半導体基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296003A JPH06296003A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3295171B2 true JP3295171B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=13729285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08082893A Expired - Lifetime JP3295171B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 半導体基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3295171B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2806277B2 (ja) * | 1994-10-13 | 1998-09-30 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2755185B2 (ja) * | 1994-11-07 | 1998-05-20 | 日本電気株式会社 | Ｓｏｉ基板 |
| JP4491851B2 (ja) * | 1999-04-06 | 2010-06-30 | ソニー株式会社 | 表面に識別パターンを有する多層基板の製造方法 |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP08082893A patent/JP3295171B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＲＡＶＩＳＨＡＮＫＡＲ ＳＵＮＤＡＲＥＳＡＮ，ｅｔ．ａｌ．，"Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｅａｋａｇｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ Ｂｕｒｒｉｅｄ−Ｏｘｉｄｅ ＳＯＩ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ"，ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ，１９８９年 ９月３０日，ＶＯＬ．３６，ＮＯ．９ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06296003A (ja) | 1994-10-21 |
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