JPH11219914A - Ｓｏｉ基板の製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH11219914A JPH11219914A JP2133398A JP2133398A JPH11219914A JP H11219914 A JPH11219914 A JP H11219914A JP 2133398 A JP2133398 A JP 2133398A JP 2133398 A JP2133398 A JP 2133398A JP H11219914 A JPH11219914 A JP H11219914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- oxygen
- holder
- mask
- silicon substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Element Separation (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン基板に注入された酸素イオンによっ
て形成されるＳｉ基板中の酸素原子層の分布が浅く、不
均一で、しかも注入速度が遅いという問題があった。 【解決手段】 基板ホルダ７の上面に載置したＳｉ基板
９の周縁部を、その全周に渡って覆う筒状のマスク１８
を配置する。
て形成されるＳｉ基板中の酸素原子層の分布が浅く、不
均一で、しかも注入速度が遅いという問題があった。 【解決手段】 基板ホルダ７の上面に載置したＳｉ基板
９の周縁部を、その全周に渡って覆う筒状のマスク１８
を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は絶縁層上に半導体層
が形成された構造、所謂ＳＯＩ（Silicon On Insulator
又はSemiconductor On Insulator) 構造を持つＳＯＩ基
板の製造方法に関する。
が形成された構造、所謂ＳＯＩ（Silicon On Insulator
又はSemiconductor On Insulator) 構造を持つＳＯＩ基
板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＯＩ基板は、半導体素子を作製するシ
リコン層の下に絶縁層（埋め込み酸化膜）が形成された
構造を持ち、絶縁層によりシリコン層上の半導体素子間
の完全分離が可能で、従来のバルクシリコンウェハと比
較してデバイスの高集積化及び信頼性向上が図れ、次世
代デバイス用基板として注目されている。
リコン層の下に絶縁層（埋め込み酸化膜）が形成された
構造を持ち、絶縁層によりシリコン層上の半導体素子間
の完全分離が可能で、従来のバルクシリコンウェハと比
較してデバイスの高集積化及び信頼性向上が図れ、次世
代デバイス用基板として注目されている。
【０００３】ＳＯＩ基板の製造方法としては従来、次の
ような技術が知られている。 貼り合わせ法 表面にシリコン酸化膜を作製した２枚のシリコン基板を
貼り合わせ、高温炉を使用して融合させる。その後、一
方のシリコン基板を所定の厚さまで切削、研磨し、表面
シリコン層、絶縁体である埋め込み酸化膜層、基板シリ
コン層からなる三層構造に加工する方法である。 イオン注入機を用いた酸素イオン注入法（ＳＩＭＯ
Ｘ法： Sepration by Implantation of Oxygen法) イオン注入機によりシリコン基板に酸素イオンを注入し
た後、これに高温の熱処理を施し、基板中に埋め込み酸
化膜を形成する方法である。 プラズマ源を用いた酸素イオン注入法（ＳＰＩＭＯ
Ｘ法：Separation by plasma Implantation of Oxygen
法) プラズマ源としてＥＣＲプラズマ発生装置又はＩＣＰプ
ラズマ発生装置を用い、発生させた酸素イオンを高いバ
イアス電圧を印加した状態のシリコン基板に加速注入す
る方法である。
ような技術が知られている。 貼り合わせ法 表面にシリコン酸化膜を作製した２枚のシリコン基板を
貼り合わせ、高温炉を使用して融合させる。その後、一
方のシリコン基板を所定の厚さまで切削、研磨し、表面
シリコン層、絶縁体である埋め込み酸化膜層、基板シリ
コン層からなる三層構造に加工する方法である。 イオン注入機を用いた酸素イオン注入法（ＳＩＭＯ
Ｘ法： Sepration by Implantation of Oxygen法) イオン注入機によりシリコン基板に酸素イオンを注入し
た後、これに高温の熱処理を施し、基板中に埋め込み酸
化膜を形成する方法である。 プラズマ源を用いた酸素イオン注入法（ＳＰＩＭＯ
Ｘ法：Separation by plasma Implantation of Oxygen
法) プラズマ源としてＥＣＲプラズマ発生装置又はＩＣＰプ
ラズマ発生装置を用い、発生させた酸素イオンを高いバ
イアス電圧を印加した状態のシリコン基板に加速注入す
る方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】貼り合わせ法は、ＳＯ
Ｉ基板として、表面シリコン層に高い結晶性が得られる
と共に、表面シリコン層及び埋め込み酸化膜の膜厚制御
を広範囲に行える利点を有する反面、２枚のシリコン基
板を用意する必要があり、しかも表面の平坦性を確保す
るために複雑な工程が必要で、製造コストが高いという
難点がある。
Ｉ基板として、表面シリコン層に高い結晶性が得られる
と共に、表面シリコン層及び埋め込み酸化膜の膜厚制御
を広範囲に行える利点を有する反面、２枚のシリコン基
板を用意する必要があり、しかも表面の平坦性を確保す
るために複雑な工程が必要で、製造コストが高いという
難点がある。
【０００５】またＳＩＭＯＸ法は、表面シリコン層の平
坦度がバルク基板と同等に優れる反面、イオン注入機は
高価な上、シリコン基板表面を走査しつつイオン注入を
行うため注入に時間を要し、スループットが小さく、製
造コストが高いという難点があった。
坦度がバルク基板と同等に優れる反面、イオン注入機は
高価な上、シリコン基板表面を走査しつつイオン注入を
行うため注入に時間を要し、スループットが小さく、製
造コストが高いという難点があった。
【０００６】これに対し、ＳＰＩＭＯＸ法は、プラズマ
源としてＥＣＲプラズマ発生装置又はＩＣＰプラズマ装
置を用いるためシリコン基板全域に同時に酸素イオンを
注入することが可能となり、イオン注入時間が短くて済
み、複雑なイオン光学系を必要としないため設備コスト
も安価である。しかしながらＳＰＩＭＯＸ法は表面シリ
コン層厚さが薄く、また絶縁膜の厚さが薄く、これらの
調節範囲が狭いという問題があった。本発明はかかる事
情に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは絶縁層の厚さを広範囲に調節出来、しかも短時間で
注入が可能で製造コストの低減を図れるようにしたＳＯ
Ｉ基板の製造方法を提供するにある。
源としてＥＣＲプラズマ発生装置又はＩＣＰプラズマ装
置を用いるためシリコン基板全域に同時に酸素イオンを
注入することが可能となり、イオン注入時間が短くて済
み、複雑なイオン光学系を必要としないため設備コスト
も安価である。しかしながらＳＰＩＭＯＸ法は表面シリ
コン層厚さが薄く、また絶縁膜の厚さが薄く、これらの
調節範囲が狭いという問題があった。本発明はかかる事
情に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは絶縁層の厚さを広範囲に調節出来、しかも短時間で
注入が可能で製造コストの低減を図れるようにしたＳＯ
Ｉ基板の製造方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ＳＰＩＭＯＸ法では、シ
リコン基板にバイアス電圧を印加して、酸素イオンを加
速し、シリコン基板に注入するが、時間が経過すると注
入された酸素イオンはＳｉ基板内で酸化シリコンとな
り、絶縁層を形成する。絶縁層が形成されてゆくに従っ
て抵抗が増大し、絶縁層がＳｉ基板の表面下の全域に形
成されるとＳｉ基板の表面に＋電荷が滞留し、酸素イオ
ンの注入が出来ない状態となる。バイアス電圧として直
流パルス電圧を用いると、パルス間の電位が０の時に基
板に到達するプラズマ中の電子により上述した如き帯電
が解消される。
リコン基板にバイアス電圧を印加して、酸素イオンを加
速し、シリコン基板に注入するが、時間が経過すると注
入された酸素イオンはＳｉ基板内で酸化シリコンとな
り、絶縁層を形成する。絶縁層が形成されてゆくに従っ
て抵抗が増大し、絶縁層がＳｉ基板の表面下の全域に形
成されるとＳｉ基板の表面に＋電荷が滞留し、酸素イオ
ンの注入が出来ない状態となる。バイアス電圧として直
流パルス電圧を用いると、パルス間の電位が０の時に基
板に到達するプラズマ中の電子により上述した如き帯電
が解消される。
【０００８】しかしながら、直流パルス電圧を用いるに
は高価なパルスジェネレーターが必要であるし、パルス
間の電位が０の時間分注入時間が長くなるという問題が
生じる。本発明者は、注入時においては絶縁層を全面に
形成することを防止できればよいと考え、本発明に至っ
た。
は高価なパルスジェネレーターが必要であるし、パルス
間の電位が０の時間分注入時間が長くなるという問題が
生じる。本発明者は、注入時においては絶縁層を全面に
形成することを防止できればよいと考え、本発明に至っ
た。
【０００９】本発明に係るＳＯＩ基板の製造方法は、シ
リコン基板にバイアス電圧を印加することにより酸素プ
ラズマ中の酸素イオンを前記シリコン基板に向けて加速
させ、前記酸素イオンを前記シリコン基板に注入し前記
シリコン基板内に絶縁層を形成する方法において、前記
シリコン基板の周縁部の少なくとも一部、又は全域に亘
ってマスクを施して前記酸素イオンの注入を行うことを
特徴とする。
リコン基板にバイアス電圧を印加することにより酸素プ
ラズマ中の酸素イオンを前記シリコン基板に向けて加速
させ、前記酸素イオンを前記シリコン基板に注入し前記
シリコン基板内に絶縁層を形成する方法において、前記
シリコン基板の周縁部の少なくとも一部、又は全域に亘
ってマスクを施して前記酸素イオンの注入を行うことを
特徴とする。
【００１０】シリコン基板の周縁部にマスクを施すこと
で、その部分の内部には絶縁膜が形成されることがない
ため、この部分を通じて＋電荷が流れ、シリコン基板表
面に＋電荷が帯電し、酸素イオンプラズマの注入が出来
なくなるという不都合が解消される。
で、その部分の内部には絶縁膜が形成されることがない
ため、この部分を通じて＋電荷が流れ、シリコン基板表
面に＋電荷が帯電し、酸素イオンプラズマの注入が出来
なくなるという不都合が解消される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づき具体的に説明する。図１はＳＯＩ基板を
製造する装置であるＳＰＩＭＯＸ装置の一例の構成を示
す模式図であり、図中１は円筒形状をなす容器で構成さ
れたチャンバ、２は酸素プラズマ発生室、３は処理室を
示している。チャンバ１の上部は所定長さにわたって縮
径してあり、この縮径領域の外囲に励磁コイル４が配設
され、またチャンバ１の上部壁には原料ガスの導入管
５、マイクロ波の導波管６が連結されており、励磁コイ
ル４で囲まれたチャンバ１内が酸素プラズマ発生室２と
なっている。
す図面に基づき具体的に説明する。図１はＳＯＩ基板を
製造する装置であるＳＰＩＭＯＸ装置の一例の構成を示
す模式図であり、図中１は円筒形状をなす容器で構成さ
れたチャンバ、２は酸素プラズマ発生室、３は処理室を
示している。チャンバ１の上部は所定長さにわたって縮
径してあり、この縮径領域の外囲に励磁コイル４が配設
され、またチャンバ１の上部壁には原料ガスの導入管
５、マイクロ波の導波管６が連結されており、励磁コイ
ル４で囲まれたチャンバ１内が酸素プラズマ発生室２と
なっている。
【００１２】チャンバ１内であって、前記酸素プラズマ
発生室２の下方には導電性材料、例えばアルミニウム製
の基板ホルダ７が昇降装置によって昇降移動可能、換言
すれば、酸素プラズマ発生室２に対し遠近移動可能に設
置され、その上にシリコン（Ｓｉ）基板９が載置される
ようにしてある。
発生室２の下方には導電性材料、例えばアルミニウム製
の基板ホルダ７が昇降装置によって昇降移動可能、換言
すれば、酸素プラズマ発生室２に対し遠近移動可能に設
置され、その上にシリコン（Ｓｉ）基板９が載置される
ようにしてある。
【００１３】なお基板ホルダ７の下部周縁とチャンバ１
の底壁に穿った孔１ａとの間には密閉維持と昇降装置の
一部を兼ねるベローズ１０が設けられている。基板ホル
ダ７にはその上面中央部に、ここに載置されているＳｉ
基板９の温度を検出する熱電対１１が設置されている。
また基板ホルダ７には直流電源１２の負極側がスイッチ
ＳＷを介在させて直接又はパルス変調器１３を介在させ
て接続され、直流電源１２の正極側は接地されており、
酸素イオン注入時にＳｉ基板９にバイアス電圧を印加し
得るようにしてある。
の底壁に穿った孔１ａとの間には密閉維持と昇降装置の
一部を兼ねるベローズ１０が設けられている。基板ホル
ダ７にはその上面中央部に、ここに載置されているＳｉ
基板９の温度を検出する熱電対１１が設置されている。
また基板ホルダ７には直流電源１２の負極側がスイッチ
ＳＷを介在させて直接又はパルス変調器１３を介在させ
て接続され、直流電源１２の正極側は接地されており、
酸素イオン注入時にＳｉ基板９にバイアス電圧を印加し
得るようにしてある。
【００１４】更に基板ホルダ７の内部には図面には表わ
れていないが、絶縁油の通流路が形成されており、ここ
には冷却装置１５を通じて温度及び流量を調節された絶
縁油が通流せしめられ、Ｓｉ基板９の温度制御、主とし
て抜熱を行うようにしてある。１８はマスクであり、石
英製であって円筒形に形成され、上端部周縁は内方に折
り曲げられてひさし部１８ａが設けられている。マスク
１８は基板ホルダ７の上面に載置され、そのひさし部１
８ａはＳｉ基板９の周縁部の上方に、これと所定の間隔
を隔てて臨み、Ｓｉ基板９の周縁部の全周を覆い、周縁
部に対する酸素イオンの入射を阻止するようにしてあ
る。１９は真空ポンプに連なる排気管である。
れていないが、絶縁油の通流路が形成されており、ここ
には冷却装置１５を通じて温度及び流量を調節された絶
縁油が通流せしめられ、Ｓｉ基板９の温度制御、主とし
て抜熱を行うようにしてある。１８はマスクであり、石
英製であって円筒形に形成され、上端部周縁は内方に折
り曲げられてひさし部１８ａが設けられている。マスク
１８は基板ホルダ７の上面に載置され、そのひさし部１
８ａはＳｉ基板９の周縁部の上方に、これと所定の間隔
を隔てて臨み、Ｓｉ基板９の周縁部の全周を覆い、周縁
部に対する酸素イオンの入射を阻止するようにしてあ
る。１９は真空ポンプに連なる排気管である。
【００１５】次にＳＰＩＭＯＸ装置の動作を説明する。
基板ホルダ７上にＳｉ基板９を載置し、スイッチＳＷを
基板ホルダ７側に投入し、基板ホルダ７、換言すればＳ
ｉ基板９に直流電源１２から最高−１００keＶの直流バ
イアスを印加する。チャンバ１内を所定の真空度に排気
した後、酸素プラズマ発生室２内に原料ガス導入管５を
通じて酸素ガスを導入し、またここに導波管６を通じて
マイクロ波 (出力１．５kW、周波数２．４５GHz)を、更
に励磁コイル４に通電して磁界を印加する。酸素プラズ
マ発生室２内に導入された酸素ガスは電子サイクロトロ
ン共鳴励起されて酸素プラズマが発生する。Ｓｉ基板９
には直流電源１２から所定のバイアス電圧（負電圧）が
印加されており、酸素プラズマ中の酸素イオン（正に帯
電）は基板ホルダ７側に向けて加速され、Ｓｉ基板表面
に衝突し、表面下に注入され、Ｓｉ基板９の表面下に図
２に示す如き絶縁層９ａが形成される。
基板ホルダ７上にＳｉ基板９を載置し、スイッチＳＷを
基板ホルダ７側に投入し、基板ホルダ７、換言すればＳ
ｉ基板９に直流電源１２から最高−１００keＶの直流バ
イアスを印加する。チャンバ１内を所定の真空度に排気
した後、酸素プラズマ発生室２内に原料ガス導入管５を
通じて酸素ガスを導入し、またここに導波管６を通じて
マイクロ波 (出力１．５kW、周波数２．４５GHz)を、更
に励磁コイル４に通電して磁界を印加する。酸素プラズ
マ発生室２内に導入された酸素ガスは電子サイクロトロ
ン共鳴励起されて酸素プラズマが発生する。Ｓｉ基板９
には直流電源１２から所定のバイアス電圧（負電圧）が
印加されており、酸素プラズマ中の酸素イオン（正に帯
電）は基板ホルダ７側に向けて加速され、Ｓｉ基板表面
に衝突し、表面下に注入され、Ｓｉ基板９の表面下に図
２に示す如き絶縁層９ａが形成される。
【００１６】図２はマスク１８を用いた場合とマスク１
８を用いない場合とを対比して示す作用説明図であり、
図２(a) はマスク１８を用いた場合を、また図２(b) は
マスク１８を用いない場合を夫々示している。Ｓｉ基板
９内に注入された酸素イオンはＳｉ基板９内で酸化シリ
コンＳｉＯ2となり、絶縁層９ａを形成し、またＳｉ基
板９の表面に帯電した＋電荷は−のバイアス電圧が印加
されているＳｉ基板９、基板ホルダ７を通じて地中に流
れる。ところが、Ｓｉ基板９に絶縁層９ａが形成されて
ゆくに従って抵抗が増大し、マスク１８がない場合には
図２(b) に示す如く、絶縁層９ａがＳｉ基板９の表面下
の全域に形成されると＋電荷はＳｉ基板９の表面に帯電
し始め、それ以降入射してくる酸素イオンを反発し、こ
れを反転させ、酸素イオンの注入が出来ない状態となっ
てしまう。
８を用いない場合とを対比して示す作用説明図であり、
図２(a) はマスク１８を用いた場合を、また図２(b) は
マスク１８を用いない場合を夫々示している。Ｓｉ基板
９内に注入された酸素イオンはＳｉ基板９内で酸化シリ
コンＳｉＯ2となり、絶縁層９ａを形成し、またＳｉ基
板９の表面に帯電した＋電荷は−のバイアス電圧が印加
されているＳｉ基板９、基板ホルダ７を通じて地中に流
れる。ところが、Ｓｉ基板９に絶縁層９ａが形成されて
ゆくに従って抵抗が増大し、マスク１８がない場合には
図２(b) に示す如く、絶縁層９ａがＳｉ基板９の表面下
の全域に形成されると＋電荷はＳｉ基板９の表面に帯電
し始め、それ以降入射してくる酸素イオンを反発し、こ
れを反転させ、酸素イオンの注入が出来ない状態となっ
てしまう。
【００１７】これに対し、図２(a) に示す如くＳｉ基板
９の周縁部にマスク１８が設置されている場合、酸素プ
ラズマ発生室２からＳｉ基板９側に向けて加速される酸
素イオンは略Ｓｉ基板９表面に垂直に導かれるため、マ
スク１８のひさし部１８ａにて覆われているＳｉ基板９
の周縁部には、酸素イオンが注入されず、従ってＳｉ基
板９の周縁部には絶縁層９ａが形成されない部分９ｂが
生じる。これによってＳｉ基板９内に絶縁層９ａが形成
され初めてもＳｉ基板９の周縁部には形成されないか
ら、この周縁部を通じて＋電荷が基板ホルダ７側に流出
し、Ｓｉ基板９の表面に＋電荷が滞留することが防止さ
れ、酸素イオン注入が阻害されることがない。＋電荷の
滞留が防止できれば絶縁層９ａが形成されない部分９ｂ
は必ずしもＳｉ基板９の全周に亘らなくてもよく、一部
に形成してもよい。なおマスク１８は基板ホルダ７の周
縁部に載置する他、リング状に構成して直接Ｓｉ基板９
上に載置してもよく、この場合はマスクの形状が簡単と
なる利点がある。
９の周縁部にマスク１８が設置されている場合、酸素プ
ラズマ発生室２からＳｉ基板９側に向けて加速される酸
素イオンは略Ｓｉ基板９表面に垂直に導かれるため、マ
スク１８のひさし部１８ａにて覆われているＳｉ基板９
の周縁部には、酸素イオンが注入されず、従ってＳｉ基
板９の周縁部には絶縁層９ａが形成されない部分９ｂが
生じる。これによってＳｉ基板９内に絶縁層９ａが形成
され初めてもＳｉ基板９の周縁部には形成されないか
ら、この周縁部を通じて＋電荷が基板ホルダ７側に流出
し、Ｓｉ基板９の表面に＋電荷が滞留することが防止さ
れ、酸素イオン注入が阻害されることがない。＋電荷の
滞留が防止できれば絶縁層９ａが形成されない部分９ｂ
は必ずしもＳｉ基板９の全周に亘らなくてもよく、一部
に形成してもよい。なおマスク１８は基板ホルダ７の周
縁部に載置する他、リング状に構成して直接Ｓｉ基板９
上に載置してもよく、この場合はマスクの形状が簡単と
なる利点がある。
【００１８】（実施例）ＳＰＩＭＯＸ装置としてＥＣＲ
プラズマ発生装置（マイクロ波出力、１．５kW、周波数
２．４５GHz ）を備えたチャンバ１を用い、またＳｉ基
板としては直径６インチ、Ｐ+ シリコン基板を用い、こ
れに直流電源により最高−１００keＶの直流バイアス電
圧を印加した。昇降装置は酸素プラズマ発生室２の下端
からＳｉ基板９までの距離を２５０mmとし、また試料温
度は５５０±２０℃となるように調節した。結果は図３
および図４に示すとおりである。
プラズマ発生装置（マイクロ波出力、１．５kW、周波数
２．４５GHz ）を備えたチャンバ１を用い、またＳｉ基
板としては直径６インチ、Ｐ+ シリコン基板を用い、こ
れに直流電源により最高−１００keＶの直流バイアス電
圧を印加した。昇降装置は酸素プラズマ発生室２の下端
からＳｉ基板９までの距離を２５０mmとし、また試料温
度は５５０±２０℃となるように調節した。結果は図３
および図４に示すとおりである。
【００１９】図３は内径１３cmの穴のあいた石英製のマ
スクを６インチのＳｉ基板９に載せ、直流電源から−６
０keＶのバイアス電圧を印加し、酸素イオン注入を行っ
た時の注入電流量の時間依存性を示す。なおトータル注
入ドーズ量を４×１０17／cm 2 とし、注入電流値（ｍ
Ａ）は直流電源１２に流れる電流値をモニタして評価し
た。マスクありの場合は、注入時間に依らず略一定の酸
素イオン注入が行われたが、マスクなしの場合は、注入
時間に伴って電流値が低下した。また両者ともドーズ量
が等しいにも拘らず、マスクがない場合と比較して注入
時間が約２倍長くなった。これは、Ｓｉ基板９への帯電
による実効バイアスの低下によるものと考えられる。
スクを６インチのＳｉ基板９に載せ、直流電源から−６
０keＶのバイアス電圧を印加し、酸素イオン注入を行っ
た時の注入電流量の時間依存性を示す。なおトータル注
入ドーズ量を４×１０17／cm 2 とし、注入電流値（ｍ
Ａ）は直流電源１２に流れる電流値をモニタして評価し
た。マスクありの場合は、注入時間に依らず略一定の酸
素イオン注入が行われたが、マスクなしの場合は、注入
時間に伴って電流値が低下した。また両者ともドーズ量
が等しいにも拘らず、マスクがない場合と比較して注入
時間が約２倍長くなった。これは、Ｓｉ基板９への帯電
による実効バイアスの低下によるものと考えられる。
【００２０】図４はＳＩＭＳ分析によりシリコン基板中
の酸素原子の深さの分布図であり、横軸に表面からの深
さ（μｍ）を、また縦軸に酸素濃度（１／cm3 ）をとっ
て示してある。図４から明らかなようにマスクありと比
較してマスクなしの場合は酸素分布が広く、しかも表面
から浅い方へピーク位置がシフトしている様子がわか
る。これは、シリコン基板が正の電荷に帯電すること
で、実際に基板にかかるバイアスが直流電源により印加
した−６０keＶと異なり、それに伴って注入される酸素
イオンのエネルギーが減少したためと考えられる。これ
らの基板をＳＯＩ化熱処理（Ａｒ−Ｏ2 １％雰囲気中で
１３００℃で５時間）を施した後、埋め込み酸化膜及び
表面シリコン層を評価した結果を表１に示す。
の酸素原子の深さの分布図であり、横軸に表面からの深
さ（μｍ）を、また縦軸に酸素濃度（１／cm3 ）をとっ
て示してある。図４から明らかなようにマスクありと比
較してマスクなしの場合は酸素分布が広く、しかも表面
から浅い方へピーク位置がシフトしている様子がわか
る。これは、シリコン基板が正の電荷に帯電すること
で、実際に基板にかかるバイアスが直流電源により印加
した−６０keＶと異なり、それに伴って注入される酸素
イオンのエネルギーが減少したためと考えられる。これ
らの基板をＳＯＩ化熱処理（Ａｒ−Ｏ2 １％雰囲気中で
１３００℃で５時間）を施した後、埋め込み酸化膜及び
表面シリコン層を評価した結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】図４の酸素イオン分布に対応して、マスク
有りと比較してマスクなしの表面シリコン層厚さが薄く
なり、また埋め込み酸化膜の均一性が劣化した。更にマ
スクなしの場合には基板ホルダの周縁部が露出している
ため、基板ホルダが若干エッチングされ、基板ホルダか
らの混入と考えられるアルミニウムの不純物量が大幅に
増加した。以上の結果より直流バイアスを印加する場合
においてもマスクを設置することにより、パルス直流バ
イアスと同様、ＳＰＩＭＯＸ法においても酸素イオン注
入が可能となり良質のＳＯＩ基板が製造することができ
る。
有りと比較してマスクなしの表面シリコン層厚さが薄く
なり、また埋め込み酸化膜の均一性が劣化した。更にマ
スクなしの場合には基板ホルダの周縁部が露出している
ため、基板ホルダが若干エッチングされ、基板ホルダか
らの混入と考えられるアルミニウムの不純物量が大幅に
増加した。以上の結果より直流バイアスを印加する場合
においてもマスクを設置することにより、パルス直流バ
イアスと同様、ＳＰＩＭＯＸ法においても酸素イオン注
入が可能となり良質のＳＯＩ基板が製造することができ
る。
【００２３】また、パルス電流バイアスのように高価な
パルスジェネレーターが不要であり、連続的にバイアス
電圧を印加できるため、注入時間を短縮化できる。以
上、プラズマ発生源としてＥＣＲプラズマ発生装置を例
にとって説明したが、ＩＣＰプラズマ発生装置へも適用
可能なことは言うまでもない。
パルスジェネレーターが不要であり、連続的にバイアス
電圧を印加できるため、注入時間を短縮化できる。以
上、プラズマ発生源としてＥＣＲプラズマ発生装置を例
にとって説明したが、ＩＣＰプラズマ発生装置へも適用
可能なことは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上の如く本発明にあってはマスクを設
けてシリコン基板の周縁部の少なくとも一部を覆った状
態でイオン注入を行うことで注入速度が向上し、またシ
リコン基板中における酸素原子の分布がより深い位置に
集中して存在することとなり、酸化膜を厚く、均一に形
成することが可能となる。またパルスによりバイアス電
圧を印加する必要が必ずしもないため、高価なパルスジ
ェネレーターが不要となり、かつ注入時間の短縮化が可
能となる。
けてシリコン基板の周縁部の少なくとも一部を覆った状
態でイオン注入を行うことで注入速度が向上し、またシ
リコン基板中における酸素原子の分布がより深い位置に
集中して存在することとなり、酸化膜を厚く、均一に形
成することが可能となる。またパルスによりバイアス電
圧を印加する必要が必ずしもないため、高価なパルスジ
ェネレーターが不要となり、かつ注入時間の短縮化が可
能となる。
【図１】本発明の実施の形態１におけるＳＰＩＭＯＸ装
置の構成を示す模式図である。
置の構成を示す模式図である。
【図２】マスクの作用説明図である。
【図３】マスクの有無と注入電流値の時間依存性との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図４】マスクの有無とシリコン基板中の酸素原子層の
深さの分布図である。
深さの分布図である。
１ チャンバ ２ 酸素プラズマ発生室 ３ 処理室 ４ 励磁コイル ５ 導入管 ６ 導波管 ７ 基板ホルダ １０ ベローズ １１ 熱電対 １５ 冷却装置
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン基板にバイアス電圧を印加する
ことにより酸素プラズマ中の酸素イオンを前記シリコン
基板に向けて加速させ、前記酸素イオンを前記シリコン
基板に注入し前記シリコン基板内に絶縁層を形成する方
法において、前記シリコン基板の周縁部の少なくとも一
部にマスクを施して前記酸素イオンの注入を行うことを
特徴とするＳＯＩ基板の製造方法。 - 【請求項２】 前記マスクは、シリコン基板の周縁部の
略全周にわたって設けられていることを特徴とするＳＯ
Ｉ基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133398A JPH11219914A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133398A JPH11219914A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11219914A true JPH11219914A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12052214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2133398A Pending JPH11219914A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11219914A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833050B2 (en) | 2001-05-03 | 2004-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for manufacturing semiconductor device |
-
1998
- 1998-02-02 JP JP2133398A patent/JPH11219914A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6833050B2 (en) | 2001-05-03 | 2004-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for manufacturing semiconductor device |
| US7442272B2 (en) | 2001-05-03 | 2008-10-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for manufacturing semiconductor device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6213050B1 (en) | Enhanced plasma mode and computer system for plasma immersion ion implantation | |
| KR101090918B1 (ko) | 이온 주입 장치 및 이온 주입 방법 | |
| KR100351489B1 (ko) | 반도체기판내에회로및매립절연층을형성하는방법 | |
| US6300227B1 (en) | Enhanced plasma mode and system for plasma immersion ion implantation | |
| JPH0610348B2 (ja) | イオン注入装置 | |
| JP3499104B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US5883016A (en) | Apparatus and method for hydrogenating polysilicon thin film transistors by plasma immersion ion implantation | |
| WO1993018201A1 (en) | Plasma implantation process and equipment | |
| US7858155B2 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
| JP4052454B2 (ja) | 酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜の製造方法 | |
| JPS6136589B2 (ja) | ||
| EP1144717A1 (en) | Enhanced plasma mode, method, and system for plasma immersion ion implantation | |
| JPH07122546A (ja) | プラズマ処理装置の制御方法 | |
| JPH11219914A (ja) | Ｓｏｉ基板の製造方法 | |
| JP2003077904A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US20020098664A1 (en) | Method of producing SOI materials | |
| JP4443818B2 (ja) | プラズマドーピング方法 | |
| US20080124941A1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device manufacturing apparatus | |
| JP4443819B2 (ja) | プラズマドーピング方法 | |
| JPH06168895A (ja) | 絶縁膜形成方法及び装置 | |
| JP2003077903A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP3077144B2 (ja) | 試料保持装置 | |
| JPS5980932A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2683509B2 (ja) | イオン注入装置 | |
| JP2012178474A (ja) | 不純物導入方法 |