半导体基材之制造方法

摘要

一种生产半导体矽基材之方法，包含经由半导体矽基材一面植入氧离子而于半导体矽基材上生成高浓度氧层之阶段，然后加热处理半导体矽基材而使植入的氧离子与矽间发生化学反应因而与半导体矽基材生成绝缘矽氧化物膜之阶段，其中该加热处理阶段包含使用氧分压为5xI0^3帕(Pa)或以上之气氛至少进行一次加热处理步骤。该方法之优点为可生产高品质SOI半导体矽基材，其中可提供漏电路径的瑕疵数目减少，包埋氧化物层具有改良的介电崩溃强度，包埋氧化物与其毗邻矽层间之介面有小的粗度，包埋氧化物膜可以较广的厚度范围生产。

主权项

1.一种生产具有一氧化矽膜埋入其中之半导体基材的方法,包含经由半导体矽基材一面植入氧离子而于半导体矽基材上生成高浓度氧层之阶段,以及之后加热处理半导体矽基材而使植入的氧离子与矽之间发生化学反应,因而于半导体矽基材生成绝缘矽氧化物膜之阶段,其中:该加热处理阶段包含至少一次加热处理步骤,该加热处理步骤系使用氧分压为5103帕(Pa)或以上之气氛、1100℃至1410℃之加热处理温度以及5分钟至8小时之加热处理时间。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该使用具有氧气分压5103帕或以上之气氛加热处理步骤系于由1330℃至1410℃之温度进行。3.如申请专利范围第1或2项之方法,在进行该使用含氧分压为5103帕或以上之气氛的加热处理步骤之前,还包含另一次使用氧分压0.1103帕或以上并小于5103帕、加热处理温度1300℃至1410℃及加热处理时间5分钟至6小时的加热处理步骤。4.如申请专利范围第1或2项之方法,在进行该使用具有氧分压为5103帕或以上之气氛的加热处理之后,还包含另一次使用氧分压小于5103帕、加热处理温度1300℃至1410℃及加热处理时间5分钟至6小时的加热处理步骤。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该加热处理阶段系以使用氧分压为5103帕或以下及降低加热处理温度为1300℃或以下的最终加热处理步骤作为完成。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该加热处理阶段系以使用为氧分压低于5103帕及降低加热处理温度为1050℃或以下的最终加热处理步骤作为完成。7.如申请专利范围第5或6项之方法,其中该氧分压低于5103帕及该加热处理温度之降低速度为2.5℃/分钟或以下。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该使用氧分压为5103帕或以上之气氛的加热处理步骤之气氛,系由100%氧或者氧与选自氩、氦及氮中至少一种之混合物所组成。9.如申请专利范围第3项之方法,其中该使用氧分压低于5103帕之气氛的加热处理步骤之气氛,系由下列任一者组成:氧与选自氩、氦及氮中至少一种之混合物;100%氮;及100%氩。10.如申请专利范围第1项之方法,其中该氧离子植入之剂量为0.31018离子/cm2至0.41018离子/cm2及植入能量为150keV至220keV。11.如申请专利范围第1项之方法,其中该氧离子植入之剂量为由1.251018离子/cm2至2.21018离子/cm2及植入能量为150keV至220keV。12.如申请专利范围第4项之方法,其中该使用氧分压低于5103帕之气氛的加热处理步骤之气氛,系由下列任一者组成:氧与选自氩、氦及氮中至少一种之混合物;100%氮;及100%氩。图式简单说明:第一图a至第一图d为横剖面图,显示于有离子植入之氧原子密度小于4.01022原子/cm3之半导体膜之基材生成包埋氧化物膜之习知方法步骤。第二图a至第二图c为横剖面图,显示于有离子植入之氧原子密度小于4.01022原子/cm3之半导体膜基材生成包埋氧化物膜之习知方法步骤。第三图a至第三图b为横剖面图,显示根据本发明,加热处理气氛之氧分压对生成包埋氧化物膜之第一影响。第四图a至第四图c为横剖面图,显示根据本发明,加热处理气氛之氧分压对生成包埋氧化物膜之第二影响。第五图为显示根据本发明之较佳之具体例温度-氧分压组合呈时间之函数图。第六图为显示根据本发明之另一较佳之具体例温度-氧分压组合呈时间之函数图。第七图为显示根据本发明之另一较佳之具体例温度-氧分压组合呈时间之函数图。第八图为显示根据本发明之完整加热处理计画(计画A)之范例图。第九图为显示根据本发明之完整加热处理计画(计画B)之另一范例图。第十图为显示根据本发明之完整加热处理计画(计画C)之又一范例图。第十一图为显示昔之加热处理计画(计画D)之典型范例图。