JPS63217657A - 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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- JPS63217657A JPS63217657A JP5130687A JP5130687A JPS63217657A JP S63217657 A JPS63217657 A JP S63217657A JP 5130687 A JP5130687 A JP 5130687A JP 5130687 A JP5130687 A JP 5130687A JP S63217657 A JPS63217657 A JP S63217657A
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Landscapes
- Element Separation (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板の製造方法に関し、特に大規模集
積回路に用いられる絶縁体膜上に単結晶シリコン層を有
する半導体基板の製造方法に関する。
積回路に用いられる絶縁体膜上に単結晶シリコン層を有
する半導体基板の製造方法に関する。
大規模集積回路は、各種コンビーータや家庭電化製品等
の広い分野に用いられており、その性能は著しく向上し
て来ているが、集積度が向上するにつれて、ラッチ・ア
ップ、ソフト・エラー等の信頼性に関わる問題や、消費
電力、動作速度等の性能に関わる問題が生じ始めている
。
の広い分野に用いられており、その性能は著しく向上し
て来ているが、集積度が向上するにつれて、ラッチ・ア
ップ、ソフト・エラー等の信頼性に関わる問題や、消費
電力、動作速度等の性能に関わる問題が生じ始めている
。
これらの問題を解決するための１つの手法として、二酸
化ケイ素（Ｓｔｏｗ）の上に形成した単結晶シリコン層
に半導体装置を形成する技術が試みられている。
化ケイ素（Ｓｔｏｗ）の上に形成した単結晶シリコン層
に半導体装置を形成する技術が試みられている。
Ｓｔｏｗ膜の上に単結晶シリコン層を形成する技術の例
としては、“イオン注入技術”を用いて、通常の単結晶
シリコン基板の内部へ、高濃度の酸素原子を導入して埋
め込み５ｉＯｚ層を形成するＳ ＯＩ （Ｓｉ、１ｉｃ
ｏ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術（例えばＢ、Ｙ、
ＭａＯｅｔａｌ 、Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、
４８（１２）。
としては、“イオン注入技術”を用いて、通常の単結晶
シリコン基板の内部へ、高濃度の酸素原子を導入して埋
め込み５ｉＯｚ層を形成するＳ ＯＩ （Ｓｉ、１ｉｃ
ｏ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術（例えばＢ、Ｙ、
ＭａＯｅｔａｌ 、Ａｐｐｌ 、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、
４８（１２）。
２４ Ｍａｕｃｈ １９８６． ｐ、７９４）がある
。
。
上述した従来のＳＯＩ技術では、酸素イオン注入工程に
おいて、いわゆる「チャネリング現象」を生じる原子が
多数あるため、形成される埋め込み５ｉＯｚ膜の厚さや
、この５ｔｏ２膜の上に形成される単結晶シリコン層の
厚さが、シリコン基板全面にわたって均一でＦｉなくな
ってしまう。その結果、この基板の上に作成された集積
回路の特性がよ 均一でなくなってしすう、という欠点がある。
おいて、いわゆる「チャネリング現象」を生じる原子が
多数あるため、形成される埋め込み５ｉＯｚ膜の厚さや
、この５ｔｏ２膜の上に形成される単結晶シリコン層の
厚さが、シリコン基板全面にわたって均一でＦｉなくな
ってしまう。その結果、この基板の上に作成された集積
回路の特性がよ 均一でなくなってしすう、という欠点がある。
本発明の半導体基板の製造方法は、単結晶シリコン基板
に酸素以外の元素からなるイオンを注入して半導体基板
内部に非晶質領域を形成する工程と、その後酸素からな
るイオンを注入する工程とを有している。
に酸素以外の元素からなるイオンを注入して半導体基板
内部に非晶質領域を形成する工程と、その後酸素からな
るイオンを注入する工程とを有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施例の縦断
面図である。
面図である。
第１図（ａ）に示すように通常の高品質単結晶シリコン
基板１０１に対し、表面に垂直な方向から７ｊｆ傾けた
角度から、注入エネルギー２００ｋｅｙ。
基板１０１に対し、表面に垂直な方向から７ｊｆ傾けた
角度から、注入エネルギー２００ｋｅｙ。
ドース量１ｘｌＯ”Ｓｔ＋乙ｍ１．基板温度８０にのリ
コン層１０４を形成する。
コン層１０４を形成する。
次に、！１図（ｂ）に示すように注入エネルギー１５Ｑ
ｋｅｖ、ドース量Ｚ ５ ＸＩ Ｏ” Ｏ／ｃｔｄ 、
基板温度をほぼ５５０℃に保った条件で、酸素原子１０
５をイオン注入する事によって、埋め込み５ｉＯｚ層１
０６を形成する。シリコン原子１０２及び酸素原子１０
５のイオン注入によって生じた注入損傷を回復させ、ま
た埋め込みＳｉ０ｇ層の形成に不要な過剰酸素を外部拡
散させるために１０″″’Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中
で、１２８０℃で４時間の熱処理を行なうことによって
、第１図（ｅ） Ｋ示すように均一な厚さの表面単結晶
シリコ７ＰＪ１０９と埋め込みＳｉ０２層１０６を得る
。
ｋｅｖ、ドース量Ｚ ５ ＸＩ Ｏ” Ｏ／ｃｔｄ 、
基板温度をほぼ５５０℃に保った条件で、酸素原子１０
５をイオン注入する事によって、埋め込み５ｉＯｚ層１
０６を形成する。シリコン原子１０２及び酸素原子１０
５のイオン注入によって生じた注入損傷を回復させ、ま
た埋め込みＳｉ０ｇ層の形成に不要な過剰酸素を外部拡
散させるために１０″″’Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空中
で、１２８０℃で４時間の熱処理を行なうことによって
、第１図（ｅ） Ｋ示すように均一な厚さの表面単結晶
シリコ７ＰＪ１０９と埋め込みＳｉ０２層１０６を得る
。
第２図は、本発明の第２の実施例の縦断面図である。
まず、第１の実施例の場合と同様にシリコン原子１０２
、酸素原子１０５をイオン注入する（第２図（ａ）、伽
））。
、酸素原子１０５をイオン注入する（第２図（ａ）、伽
））。
次に、第２図（ｅ）に示すように、注入損傷１０７゜１
０８を回復し、埋め込みＳ ｉ ０２層１０６の形成に
不要な温剰酸素原子を外部拡散させるために窒素ガス中
で熱処理を行なう際に、シリコン基板が窒素ガスにより
窒化されるのを防ぐために常圧気相成長法によって厚さ
３０００Ａ程度の酸化Ｍ２Ｏ９を形成する。
０８を回復し、埋め込みＳ ｉ ０２層１０６の形成に
不要な温剰酸素原子を外部拡散させるために窒素ガス中
で熱処理を行なう際に、シリコン基板が窒素ガスにより
窒化されるのを防ぐために常圧気相成長法によって厚さ
３０００Ａ程度の酸化Ｍ２Ｏ９を形成する。
次に、第２図（ｄ）に示すように、窒素ガス中、１２８
０℃と、４時間の熱処理を行なうことによって、均一な
厚さの単結晶シリコン層１０９と埋め込み５ｉＯｚ４１
０６を得る。
０℃と、４時間の熱処理を行なうことによって、均一な
厚さの単結晶シリコン層１０９と埋め込み５ｉＯｚ４１
０６を得る。
この第２の実施例に示す方法によれば、通常の電気炉を
用いて熱処理を行なうことができるため、量産性の点で
利点がある。
用いて熱処理を行なうことができるため、量産性の点で
利点がある。
以上説明したように、本発明は、酸素イオン注入工程に
先立って、シリコンイオン注入を用いて、あらかじめシ
リコン基板内部にシリコンの非晶質層を形成しておくこ
とによって、酸素イオンのチャネリング現象全抑制でき
るため、シリコン基板全面にわたって、厚さが均一であ
り、かつ結晶性の高い表面単結晶シリコン層と、均一な
厚さの埋め込み５ｉＯｚ層及び良好な酸化膜／シリコン
界面を形成する事が可能になり、この基板上に作成され
る集積回路の特性を均一化できる効果がある。
先立って、シリコンイオン注入を用いて、あらかじめシ
リコン基板内部にシリコンの非晶質層を形成しておくこ
とによって、酸素イオンのチャネリング現象全抑制でき
るため、シリコン基板全面にわたって、厚さが均一であ
り、かつ結晶性の高い表面単結晶シリコン層と、均一な
厚さの埋め込み５ｉＯｚ層及び良好な酸化膜／シリコン
界面を形成する事が可能になり、この基板上に作成され
る集積回路の特性を均一化できる効果がある。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施例の縦断面
図、第２図（ａ）〜（ｄ） ＃−を本発明の第２の実施
例の縦断面図である。 １０】・・・・・・単結晶シリコン基板、１０２・・・
・・・シリコンイオン、１０３・・・・・・表面単結晶
シリコン層、１０４・・・・・・非晶質シリコン層、１
０５・・・・・・酸素イオン、１０６・・・・・・埋め
込み酸化膜層、１０７．１０８゛・・・・・・注入損傷
層、２０９・・・・・・酸化膜、１０９・・・・・・表
面嚇結晶シリコン層。 代理人 弁理士 内 原 晋 ′°会・′ −
図、第２図（ａ）〜（ｄ） ＃−を本発明の第２の実施
例の縦断面図である。 １０】・・・・・・単結晶シリコン基板、１０２・・・
・・・シリコンイオン、１０３・・・・・・表面単結晶
シリコン層、１０４・・・・・・非晶質シリコン層、１
０５・・・・・・酸素イオン、１０６・・・・・・埋め
込み酸化膜層、１０７．１０８゛・・・・・・注入損傷
層、２０９・・・・・・酸化膜、１０９・・・・・・表
面嚇結晶シリコン層。 代理人 弁理士 内 原 晋 ′°会・′ −
Claims (1)
- 単結晶シリコン基板に酸素以外の元素からなるイオンを
注入する工程と、その後酸素からなるイオンを注入する
工程とを有することを特徴とする半導体基板の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051306A JPH069227B2 (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051306A JPH069227B2 (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217657A true JPS63217657A (ja) | 1988-09-09 |
| JPH069227B2 JPH069227B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=12883234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62051306A Expired - Lifetime JPH069227B2 (ja) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | 半導体基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069227B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5288650A (en) * | 1991-01-25 | 1994-02-22 | Ibis Technology Corporation | Prenucleation process for simox device fabrication |
| JPH08191140A (ja) * | 1995-01-09 | 1996-07-23 | Nec Corp | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
| EP0926725A2 (en) * | 1997-12-22 | 1999-06-30 | International Business Machines Corporation | Defect induced buried oxide (dibox) for throughput SOI |
| US6486037B2 (en) | 1997-12-22 | 2002-11-26 | International Business Machines Corporation | Control of buried oxide quality in low dose SIMOX |
| US6541356B2 (en) | 2001-05-21 | 2003-04-01 | International Business Machines Corporation | Ultimate SIMOX |
| US6602757B2 (en) | 2001-05-21 | 2003-08-05 | International Business Machines Corporation | Self-adjusting thickness uniformity in SOI by high-temperature oxidation of SIMOX and bonded SOI |
| US6846727B2 (en) | 2001-05-21 | 2005-01-25 | International Business Machines Corporation | Patterned SOI by oxygen implantation and annealing |
| US6967376B2 (en) | 2001-06-19 | 2005-11-22 | International Business Machines Corporation | Divot reduction in SIMOX layers |
| US7492008B2 (en) * | 2002-07-22 | 2009-02-17 | International Business Machines Corporation | Control of buried oxide in SIMOX |
| US8338277B2 (en) | 2007-03-28 | 2012-12-25 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62293637A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1987
- 1987-03-05 JP JP62051306A patent/JPH069227B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62293637A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH069227B2 (ja) | 1994-02-02 |
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