发明名称 SIMOX基材及其制备方法
摘要 一种具有包埋氧化物层以及在其中利用将氧离子植入矽单晶基材内,然后在高温下对该基材进行热处理而形成表面单晶矽层之SIMOX基材,该方法的特征是在藉由将部分分压不大于1%之氧气加入惰性气体内而得之气氛中,在不低于1150℃,同时低于单晶矽的熔点之温度下进行前段热处理,然后藉由将氧气的部份分压增加至该氧化物层中不会发生内部氧化反应的范围,以进行至少部份之后段热处理。它也可以由在含有不大于1%之氧气的气氛下,在不低于1150℃,同时低于单晶矽的熔点之温度下进行高温热处理之前段,同时在不大于1300℃的温度下进行该包埋氧化物层的ITOX处理。
申请公布号 TW505993 申请公布日期 2002.10.11
申请号 TW090105587 申请日期 2001.03.09
申请人 新制铁股份有限公司 发明人 川村启介;松村笃树;水谷敏行
分类号 H01L21/265;H01L21/324 主分类号 H01L21/265
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种用于生产SIMOX基材的方法,该SIMOX基材具有包 埋氧化物层以及利用将氧离子植入矽单晶基材,然 后在高温下对该基材进行热处理而在其中形成表 面单晶矽层,该方法的特征是在藉由将部分分压不 大于1%之氧气加入惰性气体内而得之气氛中,在不 低于1150℃,同时低于单晶矽的熔点之温度下进行 前段热处理,然后藉由将氧气的部份分压增加至该 氧化物层中不会发生内部氧化反应的范围,以至少 进行部份之后段热处理。2.依据申请专利范围第1 项的方法,其中该热处理之后段的温度是不低于 1150℃,同时低于单晶矽之熔点。3.依据申请专利范 围第1项的方法,其中该热处理之前段与后段的温 度分别不小于1300℃,而且低于单晶矽之熔点。4.依 据申请专利范围第1项的方法,其中该热处理后段 至少有一部份是将部分分压不大于1-10%之氧气加 入惰性气体内而得之气氛中进行。5.依据申请专 利范围第1项的方法,其中该热处理之前段与后段 的个别温度是不小于1350℃,而且低于单晶矽之熔 点,同时该热处理后段至少有一部份是在将部分分 压不大于1-10%之氧气加入惰性气体内而得之气氛 中进行。6.一种用于生产SIMOX基材的方法,该SIMOX基 材具有包埋的氧化物层以及利用将氧离子植入其 中,然后在高温下对该基材进行热处理而形成表面 单晶矽层,该方法的特征是在藉由将部分分压不大 于1%之氧气加入惰性气体内而得之气氛中,在不低 于1150℃,同时低于单晶矽的熔点之温度下进行前 段热处理,然后在不高于1300℃的温度下至少进行 部份之后段热处理,以诱发该包埋氧化物层中之内 部氧化作用。7.依据申请专利范围第6项的方法,其 中该热处理前期的温度是不低于1300℃,而且低于 单晶矽之熔点。8.依据申请专利范围第6项的方法, 其中用于内部氧化作用之该热处理的温度是在1150 - 1280℃的范围之中。9.依据申请专利范围第6项的 方法,其中用于内部氧化作用之该热处理的温度是 在1150- 1250℃的范围之中。10.依据申请专利范围 第6项的方法,其中用于内部氧化作用之该处理中 氧气的部份分压不小于50%。11.依据申请专利范围 第6项的方法,其中用于内部氧化作用之该热处理 前段的温度不低于1300℃,用于内部氧化作用之该 热处理后段的温度是在1150- 1280℃的范围之中,而 且氧气的部份分压不小于50%。12.一种用于生产 SIMOX基材的方法,该SIMOX基材具有包埋的氧化物层 以及利用将氧离子植入其中,然后在高温下对该基 材进行热处理而形成表面单晶矽层,该方法的特征 是在藉由将部分分压不大于1%之氧气加入惰性气 体内而得之气氛中,在不低于1150℃,同时低于单晶 矽的熔点之温度下进行前段热处理,然后藉由将氧 气的部份分压增加至该包埋氧化层中不会诱发内 部氧化的范围进行热处理,之后,在藉由增加氧气 的部份分压以及进行热处理而在包埋氧化物层中 诱发产生内部氧化作用期间,所使用的温度不高于 1300℃。13.依据申请专利范围第12项的方法,其中该 热处理之前段及其后的热处理之个别温度是不小 于1300℃,而且低于单晶矽之熔点。14.依据申请专 利范围第12项的方法,其中用于内部氧化作用之该 处理的温度是在1150- 1280℃的范围之中。15.依据 申请专利范围第12项的方法,其中用于内部氧化作 用之该处理的温度是在1150- 1250℃的范围之中。16 .依据申请专利范围第12项的方法,其中该用于内部 氧化作用之该处理中氧气的部份分压不小于50%。 17.依据申请专利范围第12项的方法,其中该热处理 之前段及其后的热处理之个别温度是不小于1300℃ ,而且低于单晶矽之熔点,用于内部氧化作用之后 段处理的温度是在1150- 1280℃的范围之中,同时氧 气的部份分压不小于50%。18.依据申请专利范围第 12项的方法,其中该热处理之前期与随后的热处理 之个别温度是不小于1300℃,而且低于单晶矽之熔 点,用于内部氧化作用之后续处理的温度是在1150- 1250℃的范围之中,同时氧气的部份分压不小于50% 。19.一种SIMOX基材,其含有厚度在10-120奈米之间的 表面单晶矽层与厚度在80-200奈米之间的包埋氧化 物层,而且特征是该基材表面的不规则性之振幅不 大于8奈米。图式简单说明: 第1A、1B和1C图示意说明用于SIMOX基材制备之本发 明的方法中,SIMOX基材截面结构改变的的情况, 第2A、2B和2C图示意说明用于SIMOX基材制备之传统 ITOX技术的方法中,SIMOX基材截面结构改变的的情况 , 第3图是在一个使用1350℃ITOX温度之样品中SOI层的 表面轮廓图, 第4图是在一个使用1250℃ITOX温度之样品中SOI层的 表面轮廓图,和 第5图是本发明第二种实施例之工作样品测试评级 的结果。
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