JPH0472617A - Ｓｏｉ基板の製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板の製造方法Info
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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５０１（Ｓ １ｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉ ｎ５
ｕｌａｔｏｒ）基板の製造方法に関するものである。
ｕｌａｔｏｒ）基板の製造方法に関するものである。
ＳＯ［構造は、素子分離が容易であり、寄生容量を小さ
くでき、ランチアップ耐性がある等の特徴から半導体集
積回路の高集積化、高速化が図れるものとして研究開発
が盛んに行われている。シリコン（Ｓｉ）基板上に単結
晶絶縁膜をエピタキシャル成長させ、その上に単結晶Ｓ
ｉ膜をエピタキシャル成長させる方法は、大面積のＳＯ
Ｉ基板を製造するのに適している。
くでき、ランチアップ耐性がある等の特徴から半導体集
積回路の高集積化、高速化が図れるものとして研究開発
が盛んに行われている。シリコン（Ｓｉ）基板上に単結
晶絶縁膜をエピタキシャル成長させ、その上に単結晶Ｓ
ｉ膜をエピタキシャル成長させる方法は、大面積のＳＯ
Ｉ基板を製造するのに適している。
そしてマグネシアスピネル（ＭｇＡ １．２０４）はＳ
ｉとの格子整合性が良く、高品質なＳＯｔ基板が得られ
る可能性が高いことから、絶縁膜としてこれを用いたＳ
ｉ／ＭｇＡ ｌ 、０４１５１構造のｓｏｒ技術の開発
が進められている。
ｉとの格子整合性が良く、高品質なＳＯｔ基板が得られ
る可能性が高いことから、絶縁膜としてこれを用いたＳ
ｉ／ＭｇＡ ｌ 、０４１５１構造のｓｏｒ技術の開発
が進められている。
ＭｇＡ ｌ ｔｅａ膜は、例えば特公昭６０−３３３０
４号公報及びＪ、ＥＩｅｃｔｒｏｃｈｅ＋ｗ、 Ｓｏｃ
、 Ｖｏｌ、１２９ Ｐ、２５６９などに記載されてい
るようにＣＶＤ法を用いてＳｔ基板上に成長させること
ができる。ところが成長したままのＭｇＡ ｌ ｔｏｐ
膜は結晶性及び絶縁特性が不充分であるので、ＭｇＡ
／！ 、０．膜の結晶性の向上によるＳｉ膜の高品質化
及びＳｉ基板とＳｉ膜との間の絶縁特性の向上を図るた
め、Ｓｉ基板とＭｇＡ ｌ ｚＯａ膜との間に酸化シリ
コン（ＳｉＯ□）層を形成する方法が開発された（Ｅｘ
ｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ １５ｔｈ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎＳＯ目ｄ ５ｔａｔｅ Ｄ
ｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、 Ｔｏｋ
ｙｏ ３１）。
４号公報及びＪ、ＥＩｅｃｔｒｏｃｈｅ＋ｗ、 Ｓｏｃ
、 Ｖｏｌ、１２９ Ｐ、２５６９などに記載されてい
るようにＣＶＤ法を用いてＳｔ基板上に成長させること
ができる。ところが成長したままのＭｇＡ ｌ ｔｏｐ
膜は結晶性及び絶縁特性が不充分であるので、ＭｇＡ
／！ 、０．膜の結晶性の向上によるＳｉ膜の高品質化
及びＳｉ基板とＳｉ膜との間の絶縁特性の向上を図るた
め、Ｓｉ基板とＭｇＡ ｌ ｚＯａ膜との間に酸化シリ
コン（ＳｉＯ□）層を形成する方法が開発された（Ｅｘ
ｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ １５ｔｈ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎＳＯ目ｄ ５ｔａｔｅ Ｄ
ｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、 Ｔｏｋ
ｙｏ ３１）。
第３図はその製造方法を示す模式的断面構造図である。
図中１はＳｉ基板であり、Ｓｉ基板ｌ上にＣＶＤ法によ
り、ＭｇＡ ｌ ｚＯａ膜２を形成する（第３図（ａ）
）。
り、ＭｇＡ ｌ ｚＯａ膜２を形成する（第３図（ａ）
）。
次に酸化性雰囲気中で熱処理を行い、Ｓｉ基板１とＭｇ
Ａ ＩＩ ｔｏａ膜２との間にＳｉＯ□層３を形成する
（第３図（ｂ））。
Ａ ＩＩ ｔｏａ膜２との間にＳｉＯ□層３を形成する
（第３図（ｂ））。
そしてＰｌｇＡ ｆ 、０．膜２上にＳｉ膜４を形成す
る（第３図（Ｃ））。
る（第３図（Ｃ））。
ところが、前述の製造方法ではＳｉ基板とＭｇＡ ｌ
ｚｏａ膜との間にＳｉ０ｇ層を形成するためには、酸化
性雰囲気中、１１５０〜１２００°Ｃの高温で１．５〜
２時間の長時間の熱処理を行う必要があり、この熱処理
中にＳｉ基板とＭｇＡ １ ｚＯａ膜との間に反応又は
相互拡散が生じ、形成されるＳｉＯ□層中にＭｇ原子、
Ａｊ２原子がオートドープされ、充分な絶縁特性が得ら
れないという問題点があった。
ｚｏａ膜との間にＳｉ０ｇ層を形成するためには、酸化
性雰囲気中、１１５０〜１２００°Ｃの高温で１．５〜
２時間の長時間の熱処理を行う必要があり、この熱処理
中にＳｉ基板とＭｇＡ １ ｚＯａ膜との間に反応又は
相互拡散が生じ、形成されるＳｉＯ□層中にＭｇ原子、
Ａｊ２原子がオートドープされ、充分な絶縁特性が得ら
れないという問題点があった。
そしてこのＳＯ■構造を三次元回路素子製造プロセスへ
適用するには、下層デバイスへの悪影響を防止するため
高温、長時間の熱処理は回避しなければならない。
適用するには、下層デバイスへの悪影響を防止するため
高温、長時間の熱処理は回避しなければならない。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、Ｓｉ
基板とＭｇＡ １ ｔｏｐ膜との間に酸素をイオン注入
し、Ｓｉ基板を短時間熱処理することにより、高温、長
時間の熱処理を行うことなく、絶縁特性に優れたＳｉ０
ｇ層を形成し、ＳＯＩ基板を製造することを目的とする
。
基板とＭｇＡ １ ｔｏｐ膜との間に酸素をイオン注入
し、Ｓｉ基板を短時間熱処理することにより、高温、長
時間の熱処理を行うことなく、絶縁特性に優れたＳｉ０
ｇ層を形成し、ＳＯＩ基板を製造することを目的とする
。
本発明に係るＳＯＩ基板の製造方法は、シリコン基板上
に単結晶のマグネシアスピネル膜をエピタキシャル成長
させ、前記シリコン基板とマグネシアスピネル膜との間
に酸化シリコン層を形成し、前記マグネシアスピネル膜
の上に単結晶のシリコン膜をエピタキシャル成長させる
ＳＯＩ基板の製造方法において、前記シリコン基板上に
前記マグネシアスピネル膜をエピタキシャル成長させた
後に、前記マグネシアスピネル膜とシリコン基板との間
に酸素をイオン注入し、前記シリコン基板を短時間熱処
理することにより、前記酸化シリコン層を形成すること
を特徴とする。
に単結晶のマグネシアスピネル膜をエピタキシャル成長
させ、前記シリコン基板とマグネシアスピネル膜との間
に酸化シリコン層を形成し、前記マグネシアスピネル膜
の上に単結晶のシリコン膜をエピタキシャル成長させる
ＳＯＩ基板の製造方法において、前記シリコン基板上に
前記マグネシアスピネル膜をエピタキシャル成長させた
後に、前記マグネシアスピネル膜とシリコン基板との間
に酸素をイオン注入し、前記シリコン基板を短時間熱処
理することにより、前記酸化シリコン層を形成すること
を特徴とする。
〔作用］
Ｓｉ基板とＭｇＡ ｌ ｚＯａ膜との間に、イオン注入
法により酸素を供給し、Ｓｉ基板の短時間熱処理を行う
ことにより、Ｓｉ基板とＭｇＡ １２ ｚＯａ膜との間
に反応及び相互拡散が生じることなく、またＭｇ原子及
びＡ！原子がオートドープされることもなく、絶縁特性
の優れたＳｉＯ□層が形成される。
法により酸素を供給し、Ｓｉ基板の短時間熱処理を行う
ことにより、Ｓｉ基板とＭｇＡ １２ ｚＯａ膜との間
に反応及び相互拡散が生じることなく、またＭｇ原子及
びＡ！原子がオートドープされることもなく、絶縁特性
の優れたＳｉＯ□層が形成される。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体的
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明方法を示す模式的断面構造図である。
図中１は単結晶のＳｉ基板（厚み略０．５■）であり、
このＳｉ基板ｌ上にＡ １４１Ｃｅ −ＭｇＣ１ｔ−Ｃ
ｏ□−Ｈ８系ＣＶＤ法ニヨり単結晶（７） ＭｇＡ ｌ
ｚＯａ Ｈ２（厚み略０．２μ■）を気相エピタキシ
ャル成長させる（第１図（ａ）） 、このときの成長条
件を第１表に示す。
このＳｉ基板ｌ上にＡ １４１Ｃｅ −ＭｇＣ１ｔ−Ｃ
ｏ□−Ｈ８系ＣＶＤ法ニヨり単結晶（７） ＭｇＡ ｌ
ｚＯａ Ｈ２（厚み略０．２μ■）を気相エピタキシ
ャル成長させる（第１図（ａ）） 、このときの成長条
件を第１表に示す。
次にＩ ４ Ｑ ＋を例えば加速エネルギー１３０ｋｅ
Ｖ、吸入量１．２ ＸＩＯ’″１ｏｎｓ／ｃｍ’の条件
でＭｇＡ （！ ｚＯａ膜２とＳｉ基板１との界面に上
方よりイオン注入する（第１図（ｂ））。
Ｖ、吸入量１．２ ＸＩＯ’″１ｏｎｓ／ｃｍ’の条件
でＭｇＡ （！ ｚＯａ膜２とＳｉ基板１との界面に上
方よりイオン注入する（第１図（ｂ））。
そして、乾燥Ｎｔ中、１２００°Ｃの温度で６０秒間ハ
ロゲンランプを用いた短時間熱処理（ラピッドサーマル
アニール： １ｉＴＡ）を行い、５ｉ０２層３ （厚み
略０．２μ■）を形成する（第１図（Ｃ））。
ロゲンランプを用いた短時間熱処理（ラピッドサーマル
アニール： １ｉＴＡ）を行い、５ｉ０２層３ （厚み
略０．２μ■）を形成する（第１図（Ｃ））。
第１表
第２表
最後にＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐ
ｉｔａｘｙ）法により、ＭｇＡ ｆｆｉ ｔＯ，膜２上
に単結晶のＳｉ膜４をエピタキシャル成長させる（第１
図（ｄ））。このときの条件を第２表に示す。
ｉｔａｘｙ）法により、ＭｇＡ ｆｆｉ ｔＯ，膜２上
に単結晶のＳｉ膜４をエピタキシャル成長させる（第１
図（ｄ））。このときの条件を第２表に示す。
以上の如くにして絶縁特性に優れるＳｉＯ□層が形成さ
れたＳＯ１基板が得られた。なお、本発明方法における
Ｓｉ基板の熱処理時間は数分以内とする。
れたＳＯ１基板が得られた。なお、本発明方法における
Ｓｉ基板の熱処理時間は数分以内とする。
第２図に本発明方法及び従来方法によりＭｇＡ ｆ□０
４膜２とＳｉ基板１との間にＳｉｎ、層３を形成した場
合におけるＳｉｎ、層３中のＭｇ原子及びＡ２原子の濃
度分布を２次イオン質量分析法により調べた結果を示す
、第２図より本発明方法により形成したＳｉｎ。
４膜２とＳｉ基板１との間にＳｉｎ、層３を形成した場
合におけるＳｉｎ、層３中のＭｇ原子及びＡ２原子の濃
度分布を２次イオン質量分析法により調べた結果を示す
、第２図より本発明方法により形成したＳｉｎ。
層３中へはＭｇ及びＡｌのオートドープがされていない
ことがわかる。
ことがわかる。
〔効果］
以上の如く本発明方法においてはＳｉ基板とＭｇＡ ｌ
ｚＯａ膜との間にＳｉＯ□層を形成するとき、イオン
注入法により酸素の供給を行うので酸化性雰囲気中、高
温で長時間熱処理を行う従来方法と異なり、Ｓｉ基板と
ＭｇＡ ｆｆｉ 、０．膜との間に反応又は相互拡散が
生じることがない、また、Ｍｇ原子及び＾ｌ原子がＳｉ
ｎ。
ｚＯａ膜との間にＳｉＯ□層を形成するとき、イオン
注入法により酸素の供給を行うので酸化性雰囲気中、高
温で長時間熱処理を行う従来方法と異なり、Ｓｉ基板と
ＭｇＡ ｆｆｉ 、０．膜との間に反応又は相互拡散が
生じることがない、また、Ｍｇ原子及び＾ｌ原子がＳｉ
ｎ。
層中にオートドープされることがないので絶縁特性の優
れたＳｉｎ、層を形成することができ、本発明方法を用
いればＭｇＡ ｊ！ ｔｅａ膜を三次元回路素子の層間
絶縁膜として利用することが可能となる等、優れた効果
を奏するものである。
れたＳｉｎ、層を形成することができ、本発明方法を用
いればＭｇＡ ｊ！ ｔｅａ膜を三次元回路素子の層間
絶縁膜として利用することが可能となる等、優れた効果
を奏するものである。
第１図は本発明方法を示す模式的縦断面構造図、第２図
はＳｉｎ、層中のＭｇ原子及びＡｊ！原子の濃度分布を
示す図、第３図は従来方法を示す模式的断面構造図であ
る。 １・・・Ｓｉ基板 ２・・・ＭｇＡ ｊ！ ＊＊＊膜
３・・・Ｓｉｎ、層４・・・Ｓｉ膜 代理人 弁理士 河 野 登 大男 図 第 図 ＭｇＡα２０４膜上面からの下降距離（μｍ）ＭｇＡ１
２０４膜上匪からの下降距離（μｍ）（ａ） Ｍｇ原子の濃度分布 （ｂ） Ａｌ原子の濃度分布 第 図
はＳｉｎ、層中のＭｇ原子及びＡｊ！原子の濃度分布を
示す図、第３図は従来方法を示す模式的断面構造図であ
る。 １・・・Ｓｉ基板 ２・・・ＭｇＡ ｊ！ ＊＊＊膜
３・・・Ｓｉｎ、層４・・・Ｓｉ膜 代理人 弁理士 河 野 登 大男 図 第 図 ＭｇＡα２０４膜上面からの下降距離（μｍ）ＭｇＡ１
２０４膜上匪からの下降距離（μｍ）（ａ） Ｍｇ原子の濃度分布 （ｂ） Ａｌ原子の濃度分布 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコン基板上に単結晶のマグネシアスピネル膜を
エピタキシャル成長させ、前記シリコン基板とマグネシ
アスピネル膜との間に酸化シリコン層を形成し、前記マ
グネシアスピネル膜の上に単結晶のシリコン膜をエピタ
キシャル成長させるＳＯＩ基板の製造方法において、 前記シリコン基板上に前記マグネシアスピネル膜をエピ
タキシャル成長させた後に、前記マグネシアスピネル膜
とシリコン基板との間に酸素をイオン注入し、前記シリ
コン基板を短時間熱処理することにより、前記酸化シリ
コン層を形成することを特徴とするＳＯＩ基板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18547990A JPH0472617A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18547990A JPH0472617A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472617A true JPH0472617A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16171487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18547990A Pending JPH0472617A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0472617A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5859761A (en) * | 1996-03-28 | 1999-01-12 | Nec Corporation | Electric double-layer capacitor |
| US5959830A (en) * | 1996-07-30 | 1999-09-28 | Nec Corporation | Electric double layer capacitor |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP18547990A patent/JPH0472617A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5859761A (en) * | 1996-03-28 | 1999-01-12 | Nec Corporation | Electric double-layer capacitor |
| US5959830A (en) * | 1996-07-30 | 1999-09-28 | Nec Corporation | Electric double layer capacitor |
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