專利名稱：：Simox基板的制造方法以及由該方法得到的simox基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及SIMOX基板，該基板是在硅晶片內(nèi)部注入氧離子，然后通過(guò)熱處理在距晶片表面規(guī)定深度的區(qū)域形成埋氧層，在該晶片表面形成SOI層。如圖2所示，本發(fā)明的SIMOX基板的制造方法是將注入了氧離子后的晶片11分三階段或四階段進(jìn)行熱處理，然后除去在晶片11表面形成的氧化膜llb、llc。上述各步驟如下所示。(2_1)氧離子注入步驟首先如圖2(a)所示，準(zhǔn)備硅晶片11,向該晶片11中注入氧離子。使準(zhǔn)備的注入氧離子之前的硅晶片11具有8xlO「1.8xlO"個(gè)原子/cm3(舊ASTM)的氧濃度。該準(zhǔn)備的硅晶片可以是外延晶片或退火晶片。向準(zhǔn)備的上述硅晶片11的內(nèi)部注入氧離子。該氧離子的注入可通過(guò)與以往進(jìn)行的方法相同的方法進(jìn)行。向距晶片11表面身見(jiàn)定深度的區(qū)域lla注入氧離子，使最終得到的SIMOX基板中SOI層13的厚度為10-200nm,優(yōu)選20-100nm。SOI層13的厚度低于10nm,則難以控制SOI層13的厚度，SOI層13的厚度超過(guò)200nm,則氧離子注入機(jī)的加速電壓方面出現(xiàn)困難。另外，通過(guò)在硅晶片11表面所希望的位置上部分地形成掩模等，然后向硅晶片11的內(nèi)部注入氧離子，由此，在不形成掩模的位置的下方，氧離子注入晶片內(nèi)部，在形成掩模的位置的下方，氧離子未注入到晶片內(nèi)部，因此，通過(guò)實(shí)施后續(xù)的第1熱處理，只在未形成掩模的位置的下方部分地形成埋氧層12。(2-2)第1熱處理步驟接著如圖2(b)所示，在氧和惰性氣體的混合氣體氣氛中，在1300-139(TC的溫度下對(duì)注入了氧離子的晶片ll進(jìn)行第1熱處理。惰性氣體有氬氣或氮?dú)?。因此，該?熱處理的氣體氣氛優(yōu)選氧和氬的混合氣體、或氧和氮的混合氣體。該第1熱處理的熱處理時(shí)間為1-20小時(shí)，優(yōu)選10-20小時(shí)。通過(guò)該第l熱處理，在晶片11表面和背面形成氧化膜llb、llc,在距晶片11表面規(guī)定深度的區(qū)域lla,埋氧層12在晶片整面上形成。并且，在通過(guò)掩模等向距晶片11表面規(guī)定深度的區(qū)域部分地注入氧離子時(shí)，部分地形成埋氧層12。并且，在表面一側(cè)的氧化膜llb和埋氧層12之間形成SOI層13。另外，在埋氧層12緊鄰下方必然地形成缺陷聚集層14a。(2-3)快速熱處理步驟接著如圖2(c)所示，將經(jīng)第1熱處理的晶片在105(TC-1350。C下保持1秒-卯0秒，然后實(shí)施以降溫速度10。C/秒或以上進(jìn)^t降溫的快速熱處理。該快速熱處理的氣體氣氛優(yōu)選為含有氬氣或氨的氣體氣氛?？焖贌崽幚?xiàng)l件是在1050。C-135(TC下保持1秒-900秒?？焖贌崽幚頊囟认薅ㄔ?05(TC-1350。C的范圍內(nèi)，這是由于如果低于下限值，則無(wú)法向晶片內(nèi)注入為促進(jìn)氧析出核形成所足夠的空位量；超過(guò)上限值，則熱處理時(shí)在晶片中產(chǎn)生滑動(dòng)位錯(cuò)，制作器件時(shí)出現(xiàn)障礙，不優(yōu)選。優(yōu)選的熱處理溫度為1100-1300°C。將保持時(shí)間設(shè)定為l秒-卯0秒，這是由于如果低于下限值，則晶片面內(nèi)和深度方向上達(dá)到所希望的熱處理到達(dá)溫度所需時(shí)間不同，可能會(huì)產(chǎn)生品質(zhì)偏差。規(guī)定上限值，這是為了減小滑動(dòng)以及考慮到生產(chǎn)性。優(yōu)選的保持時(shí)間為10-60秒。通過(guò)在上述快速熱處理溫度下保持規(guī)定時(shí)間，向晶片內(nèi)部注入空位，但為了將注入的空位保留在晶片內(nèi)部，晶片降溫時(shí)的冷卻速度發(fā)揮著重要的作用。據(jù)推斷，注入的空位到達(dá)晶片表面則消失，在最表面附近濃度降低，通過(guò)由此產(chǎn)生的濃度差，空位由內(nèi)部向表面發(fā)生向外擴(kuò)散。因此推斷，冷卻速度慢，則降溫所需的時(shí)間長(zhǎng)，相應(yīng)地，向外擴(kuò)散也得以進(jìn)展，通過(guò)高溫的RTA熱處理注入的空位減少，不能確保氧析出核形成所需要的足夠量。因此，在進(jìn)行了規(guī)定的保持之后，以降溫速度10。C/秒或以上進(jìn)行降溫。將降溫速度規(guī)定為1(TC/秒或以上，這是由于如果低于下限值，則無(wú)法得到抑制空位消失的效果。不設(shè)定上限值的理由是只要超過(guò)IO。C/秒，則其效果幾乎無(wú)變化。但是，如果過(guò)高設(shè)定降溫速度，則在冷卻過(guò)程中，晶片面內(nèi)溫度均勻性變差，產(chǎn)生滑動(dòng)，因此，考慮到生產(chǎn)性，降溫速度優(yōu)選控制在10-100。C/秒。更優(yōu)選的降溫速度是15-50。C/秒。通過(guò)進(jìn)行該快速熱處理，向比埋氧層12更下方的體層14中注入空位15。通過(guò)實(shí)施該快速熱處理，確保晶片面內(nèi)的氧析出物密度分布的面內(nèi)均勻性，即使是低氧濃度的硅晶片，也可以確保氧析出物的生長(zhǎng)。如果不實(shí)施該快速熱處理，即使實(shí)施后續(xù)步驟，晶片面內(nèi)氧析出物密度分布也可能不均勻。(2-4)第2熱處理步驟接著如圖2(d)所示，在殘留氧化膜llb、llc的狀態(tài)或除去氧化膜llb、llc的狀態(tài)下、在氧、氮、氬、氫或它們的混合氣體氣氛中，對(duì)經(jīng)快速熱處理的晶片11進(jìn)行第2熱處理。在殘留氧化膜llb、llc的狀態(tài)下進(jìn)行第2熱處理，特別是如果為非氧化性氣體氣氛，則不會(huì)出現(xiàn)SOI層13的厚度減少、產(chǎn)生不均勻的問(wèn)題，因此優(yōu)選。其原因是由于第一，在氧化性氣體氣氛中進(jìn)行第2熱處理，則氧化膜llb、llc進(jìn)一步生長(zhǎng)，晶片表面的硅被消耗；第二，在氫或氬氣氣氛中進(jìn)行第2熱處理，則SOI層13被刻蝕。另一方面，SOI層13較厚時(shí)，即使SOI層13的厚度減少也可以得到規(guī)定厚度的SOI層13，因此也可以在除去了氧化膜llb、llc的狀態(tài)下進(jìn)行第2熱處理。該第2熱處理的氣體氣氛優(yōu)選氮?dú)?、氬氣或加入了微量氧的氮或氬氣。?熱處理?xiàng)l件是在500-100(TC的溫度下進(jìn)行1-96小時(shí)。第2熱處理溫度規(guī)定為500-100(TC的范圍內(nèi)，是因?yàn)槿绻陀谙孪拗祫t核形成溫度過(guò)低，必須進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，超過(guò)上限值則不會(huì)發(fā)生氧析出核的形成。另外，將第2熱處理時(shí)間規(guī)定在l-96小時(shí)的范圍內(nèi)，這是由于如果低于下限值則形成氧析出核的時(shí)間過(guò)短，而超過(guò)上限值則出現(xiàn)生產(chǎn)性變差的問(wèn)題。進(jìn)一步優(yōu)選該第2熱處理在500-800。C的溫度下進(jìn)行4-35小時(shí)。另外，第2熱處理也可以是在500。C-1000。C的部分范圍或全部范圍內(nèi)，通過(guò)以0.1-5.0。C/分鐘的速度、優(yōu)選0.1-1.(TC/分鐘進(jìn)行升溫，在1-96小時(shí)、優(yōu)選4-35小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行。通過(guò)進(jìn)行該第2熱處理，在比埋氧層12緊鄰下方形成的缺陷聚集層14a更下方的體層14中形成氧析出核14b。進(jìn)行至該第2熱處理的SIMOX基板在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)廠家的器件制造步驟中進(jìn)行熱處理，則上述氧析出核生長(zhǎng)為氧析出物，在晶片整面上具有IG效果。(2-5)第3熱處理步驟接著如圖2(e)所示，將經(jīng)第2熱處理的晶片11進(jìn)行第3熱處理。該第3熱處理在氧、氮、氬、氫或它們的混合氣體氣氛下以比第2熱處理溫度高的900-125(TC的溫度進(jìn)行1-96小時(shí)。該第3熱處理的氣體氣氛優(yōu)選氮?dú)?、氬氣或加入了微量氧的氮或氬氣。將?熱處理溫度規(guī)定在900-1250。C的范圍內(nèi)，這是由于低于下限值，則氧析出核的生長(zhǎng)難以充分發(fā)生；而超過(guò)上限值，則產(chǎn)生氧析出物的溶解等問(wèn)題。另外，將第3熱處理時(shí)間規(guī)定在l-96小時(shí)的范圍內(nèi)，這是由于如果低于下限值，則氧析出物的生長(zhǎng)不充分；如果超過(guò)上限值，則發(fā)生生產(chǎn)性降低的問(wèn)題。進(jìn)一步優(yōu)選第3熱處理在1000-1200。C下進(jìn)行8-24小時(shí)。第3熱處理還可以在900。C-125(TC的部分范圍或整個(gè)范圍內(nèi)，通過(guò)以0.1-20。C/分鐘的速度、優(yōu)選l-5。C/分鐘進(jìn)行升溫，在1-96小時(shí)、優(yōu)選8-24小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行。通過(guò)進(jìn)行該第3熱處理，可以使在體層14中形成的氧析出核14b生長(zhǎng)為氧析出物14c。(2-6)氧化膜llb、llc的除去步驟最后，如圖2(f)所示，通過(guò)氳氟酸等將經(jīng)第3熱處理的晶片11表面和背面的氧化膜llb、llc除去。由此得到SIMOX基板，該基板的特征在于具備在距晶片表面規(guī)定深度的區(qū)域形成的埋氧層12、在埋氧層上的晶片表面上形成的SOI層13、在埋氧層12緊鄰下方形成的缺陷聚集層14a、和埋氧層12下方的體層14，比缺陷聚集層14a更下方的體層14具有含有氧析出物14c的吸雜源，氧析出物14c的密度為1x108-1x1012個(gè)/cm3，氧析出物14c的尺寸為50nm或以上。該SIMOX基板中，比缺陷聚集層14a更下方的體層14具有密度為lxl0Mxl(P個(gè)/cm3、尺寸為50nm或以上的氧析出物14c,因此，通過(guò)該氧析出物14c可以有效地捕獲器件工藝中突發(fā)的重金屬污染。另外，該氧化析出物14c成為比缺陷聚集層14a更強(qiáng)的吸雜源，因此，以往捕獲到缺陷聚集層14a中的重金屬污染物可以吸雜到體層14的氧析出物14c中。結(jié)果，例如，以使重金屬濃度為lxl()H-lxl(p個(gè)/cm2對(duì)基板進(jìn)行重金屬?gòu)?qiáng)制污染時(shí)，可以使缺陷聚集層14a所捕獲的重金屬濃度降低至5xl(^個(gè)/cn^或以下的水平。實(shí)施例下面，將本發(fā)明的實(shí)施例與比較例一起進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。<實(shí)施例1>首先，如圖l(a)所示，準(zhǔn)備由硅錠切取成規(guī)定厚度的CZ硅晶片，該硅錠通過(guò)CZ法培育，氧濃度為1.3xlO"個(gè)原子/cmS(舊ASTM),電阻率為20Q'cm。接著，將該晶片加熱至55CTC的溫度，在該狀態(tài)下，按照以下條件向硅晶片的-見(jiàn)定區(qū)域(例如距基板表面約0.4)mi的區(qū)域)注入氧離子。加速電壓180keV束電流50mA劑量4xl017/cm2離子注入后，對(duì)晶片表面進(jìn)行SC-1和SC-2洗滌。接著，如圖l(b)所示，將晶片ll裝入熱處理爐內(nèi)，在氧分壓為0.5%的氬氣氣氛下，在1350。C的恒定溫度下保持4小時(shí)，接著將爐內(nèi)氣氛的氧分壓增加至700/0,再保持4小時(shí)，進(jìn)行第1熱處理。經(jīng)該第1熱處理的晶片如圖l(c)所示，在殘留表面的氧化膜llb、IIC的狀態(tài)下、在1%氧氣氛中，以l.O'C/分鐘的升溫速度由500。C連續(xù)升溫至85CTC,然后在85CTC保持1小時(shí)，進(jìn)行第2熱處理。該經(jīng)第2熱處理的晶片11如圖l(d)所示，在1%氧氣氛中，以5.0。C/分鐘的升溫速度由850。C升溫至IIO(TC,然后在1100。C保持8小時(shí)，進(jìn)行第3熱處理。然后將該經(jīng)第3熱處理的晶片以3.(TC/分鐘的降溫速度降溫至700°C。用HF溶液將完成了熱處理的晶片表面和背面的氧化膜llb、llc除去，得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為實(shí)施例1。<實(shí)施例2>首先，如圖l(a)所示，準(zhǔn)備由硅錠切取成規(guī)定厚度的CZ硅晶片，該珪錠通過(guò)CZ法培育，氧濃度為1.4xl0"個(gè)原子/cn^(舊ASTM),氮濃度為4.0xl0"個(gè)原子/cm、舊ASTM),電阻率為10^cm。接著，將該晶片加熱至550。C的溫度，在該狀態(tài)下，按照下述條件向硅晶片的規(guī)定區(qū)域(例如距基寺反表面約0.4jim的區(qū)域)注入氧離子。加速電壓180keV束電流50mA劑量4xl017/cm2離子注入后，對(duì)晶片表面進(jìn)行SC-l和SC-2洗滌。接著，如圖l(b)所示，將晶片ll裝入熱處理爐內(nèi)，在氧分壓為0.5%的氬氣氣氛下，在1350。C的恒定溫度下保持4小時(shí)，接著將爐內(nèi)氣氛的氧分壓增加至70%，再保持4小時(shí)，進(jìn)行第1熱處理。該經(jīng)第1熱處理的晶片如圖l(c)所示，在殘留表面的氧化膜llb、llc的狀態(tài)下、在1%氧(氬基礎(chǔ))氣氛中，以0.5。C/分鐘的升溫速度由600。C連續(xù)升溫至700°C，然后在70(TC保持1小時(shí)，進(jìn)行第2熱處理。該經(jīng)第2熱處理的晶片11如圖l(d)所示，在1%氧氣氛中，以5.0。C/分鐘的升溫速度由700。C升溫至IOOO"C,然后在IOO(TC保持16小時(shí)，進(jìn)行第3熱處理。然后將該經(jīng)第3熱處理的晶片以3.0。C/分鐘的降溫速度降溫至70(TC。用HF溶液將完成了熱處理的晶片表面和背面的氧化膜llb、llc除去，得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為實(shí)施例2。<實(shí)施例3>在700。C下保持4小時(shí)，以此作為第2熱處理，除此之外與實(shí)施例2同樣地得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為實(shí)施例3。<實(shí)施例4〉在700。C下保持8小時(shí)，以此作為第2熱處理，除此之外與實(shí)施例2同樣地得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為實(shí)施例4。<實(shí)施例5>首先，如圖l(a)所示，準(zhǔn)備由硅錠切取成規(guī)定厚度的CZ硅晶片，該珪錠通過(guò)CZ法培育，氧濃度為1.4xl0"個(gè)原子/cn^(舊ASTM),碳濃度為2.02xl0"個(gè)原子/cm3(舊ASTM),電阻率為10Q.cm。接著，在該CZ硅晶片的表面堆積3^m硅外延膜。接著將該晶片加熱至550。C的溫度，在該狀態(tài)下，按照下述條件向硅晶片的規(guī)定區(qū)域(例如距基板表面約0.4pm的區(qū)域)注入氧離子。加速電壓180keV束電流50mA劑量4xl017/cm2離子注入后，對(duì)晶片表面進(jìn)行SC-1和SC-2洗滌。接著，如圖l(b)所示，將晶片ll裝入熱處理爐內(nèi)，在氧分壓為0.5%的氬氣氣氛下，在1350°C的恒定溫度下保持4小時(shí)，接著將爐內(nèi)氣氛的氧分壓增加至70%,再保持4小時(shí)，進(jìn)行第1熱處理。該經(jīng)第1熱處理的晶片如圖l(c)所示，在殘留表面的氧化膜llb、llc的狀態(tài)下、在氮?dú)夥罩?、?0(TC保持8小時(shí)，進(jìn)行第2熱處理。如圖l(d)所示，在氮?dú)夥罩?，將該?jīng)第2熱處理的晶片11以5.0。C/分鐘的升溫速度由70(TC升溫至IOO(TC，然后在IOO(TC保持16小時(shí)，進(jìn)行第3熱處理。然后將該經(jīng)第3熱處理的晶片以3.0。C/分鐘的降溫速度降溫至700°C。用HF溶液將完成了熱處理的晶片表面和背面的氧化膜llb、lie除去，得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為實(shí)施例5。<比^支例1>不實(shí)施第2熱處理和第3熱處理，除此之外與實(shí)施例1同樣地得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為比較例1。<比4支例2〉由50(TC起始，以1.0。C/分鐘連續(xù)升溫至最終到達(dá)溫度85(TC,實(shí)施熱處理，以此代替第2熱處理和第3熱處理，除此之外與實(shí)施例1同樣地得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為比較例2。<比較試驗(yàn)1〉將實(shí)施例1-5和比較例1、2的各SIMOX基板10的表面氧化膜llb、llc除去，然后用氫氟酸硝酸水溶液分別溶解回收各SIMOX基板的SOI層13、埋氧層12和埋氧層緊鄰下方的缺陷聚集層14a,對(duì)該回收的溶解液進(jìn)行ICP-MS(電感耦合等離子體質(zhì)"i普)測(cè)定，測(cè)定溶解液中所含的鐵、鎳、鋅和銅的重金屬濃度。另夕卜，分別全部溶解實(shí)施例1-5和比較例l、2的體層14,測(cè)定全部溶解的溶解液中的重金屬濃度。對(duì)于鎳以外的重金屬即鐵、鋅和銅，在實(shí)施例1-5和比較例1、2的SIMOX基板的SOI層、埋氧層、缺陷聚集層和體層中均未觀察到。實(shí)施例1-5和比較例1、2的SIMOX基板的各層分別含有的鎳濃度結(jié)果分別如表1所示。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>由表1可知，比較例1、2的SIMOX基板中，在SOI層、埋氧層和缺陷聚集層中分別觀察到換算成表面濃度為5.0xl0^個(gè)原子/ci^左右的鎳。而體層中的鎳濃度是檢測(cè)下限值以下。與此相對(duì)，在實(shí)施例卜5的SIMOX基板中，在SOI層、埋氧層和缺陷聚集層中，鎳濃度為檢測(cè)下限值以下。體層中的鎳濃度顯示為2.6xl0"-4.8x1011個(gè)原子/cm3，在體層中形成的氧析出物確實(shí)地吸雜重金屬雜質(zhì)。<比4支試馬全2>將實(shí)施例1-5和比較例1、2中的SIMOX基板分別劈開(kāi)成兩部分。將該劈開(kāi)的兩個(gè)基板用Wright蝕刻液進(jìn)行選擇性蝕刻。首先，將一片基板通過(guò)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，測(cè)定距基板劈開(kāi)面表面深度2pm處的氧析出物，求出其密度。比較例1、2的SIMOX基板中氧析出物密度為5x107個(gè)/cm2或以下。實(shí)施例1-5的SIMOX基板中氧析出物密度在lxl()S-lxl(P個(gè)/cm3的范圍內(nèi)。從埋氧層緊鄰下方至10pm的區(qū)域內(nèi)存在不存在氧析出物的DZ層(除雜區(qū))。將另一片基板用電子顯微鏡觀察，求出氧析出物的尺寸。比較例1、2的SIMOX基板的氧析出物尺寸為50nm以下，而實(shí)施例1-5的SIMOX基板的氧析出物的尺寸幾乎均為50nm以上。<比較試-驗(yàn)3〉將實(shí)施例5所得的樣品的一部分通過(guò)FT-IR(傅立葉變換紅外光謙)裝置進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定熱處理后殘留氧濃度，結(jié)果殘留氧濃度為5xl017個(gè)原子/cm3,氧析出物生長(zhǎng)熱處理前后的翹曲量沒(méi)有變化。<實(shí)施例6>首先，如圖2(a)所示，準(zhǔn)備由硅錠切取成身見(jiàn)定厚度的CZ硅晶片，該珪錠通過(guò)CZ法培育，氧濃度為1.0xl0"個(gè)原子/cm"舊ASTM),電阻率為20Q.cm。接著，將該晶片加熱至550。C的溫度，在該狀態(tài)下，按照下述條件向硅晶片的,見(jiàn)定區(qū)域(例如距基^反表面約0.4jim的區(qū)域)注入氧離子。加速電壓180keV束電流50mA劑量4xlOI7/cm2離子注入后，對(duì)晶片表面進(jìn)行SC-l和SC-2洗滌。接著，如圖2(b)所示，將晶片ll裝入立式熱處理爐內(nèi)，在氧分壓為0.5%的氬氣氣氛下，在1350。C的恒定溫度下保持4小時(shí)，接著將爐內(nèi)氣氛的氧分壓增加至70%,再保持4小時(shí)，進(jìn)行第1熱處理。該經(jīng)第1熱處理的晶片如圖2(c)所示，在含有氨的氣體氣氛下，以50。C/秒的升溫速度升溫至115CTC,然后保持120秒，之后以5(TC/秒的降溫速度降溫至40(TC,進(jìn)行快速熱處理。如圖2(d)所示，在殘留了表面氧化膜llb、llc的狀態(tài)下，將該經(jīng)快速熱處理的晶片11裝入臥式間歇式爐內(nèi)，在氬氣氛中以80(TC的恒定溫度保持48小時(shí)，進(jìn)行第2熱處理。用HF溶液將完成了熱處理的晶片表面和背面的氧化膜除去，得到SIMOX基板。將該SIMOX基板作為實(shí)施例6。<比4交試馬全4〉將實(shí)施例1和6中的SIMOX基板劈開(kāi)成兩部分。將該劈開(kāi)的基板用Wright蝕刻液進(jìn)行選擇性蝕刻。將基板通過(guò)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，測(cè)定距基板劈開(kāi)面表面深度3pm處的氧析出物，求出其密度。實(shí)施例1的SIMOX基板中氧析出物密度為lxl(^個(gè)/cn^或以下。而實(shí)施例6的SIMOX基板中氧析出物密度在8x104個(gè)/cm3的范圍內(nèi)。<比較試驗(yàn)5>將實(shí)施例6和比較例1的各SIMOX基板10的表面氧化膜llb、llc除去，然后用氫氟酸硝酸水溶液分別溶解回收各SIMOX基板的SOI層13、埋氧層12和埋氧層緊鄰下方的缺陷聚集層14a，對(duì)該回收的溶解液進(jìn)行ICP-MS測(cè)定，測(cè)定溶解液中所含的l臬濃度。另外，對(duì)于實(shí)施例6和比較例1的體層14j皮分為除去距背面1]im的體層和距背面1pm的區(qū)域，全部溶解，測(cè)定全部溶解的各溶解液中的鎳濃度。對(duì)于實(shí)施例6的SIMOX基板，在除去距背面1)im的體區(qū)域檢測(cè)出鎳，在其它區(qū)域未檢測(cè)出鎳。而在比較例1的SIMOX基板中，在埋氧層緊鄰下方的缺陷聚集層14a中檢測(cè)出鎳。產(chǎn)業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的SIMOX基板中，在缺陷聚集層下方的體層中具有含氧析出物的吸雜源，氧析出物的密度為lxl()S-lxlO"個(gè)/cm3,氧析出物的尺寸為50nm或以上，因此成為比缺陷聚集層更強(qiáng)的吸雜源，可降低缺陷聚集層的重金屬捕獲濃度，且可將重金屬有效地捕獲到體層內(nèi)部。權(quán)利要求1.SIMOX基板的制造方法，該方法包含以下步驟向硅晶片(11)的內(nèi)部注入氧離子的步驟；在氧和惰性氣體的混合氣體氣氛中、在1300-1390℃下對(duì)上述晶片(11)實(shí)施第1熱處理，由此在距上述晶片(11)表面規(guī)定深度的區(qū)域形成埋氧層(12)，同時(shí)在上述埋氧層(12)上的晶片表面形成SOI層(13)的步驟；其中上述注入氧離子之前的硅晶片(11)具有8×1017-1.8×1018個(gè)原子/cm3(舊ASTM)的氧濃度，上述埋氧層(12)在晶片上整面形成，并包含以下步驟在氧、氮、氬、氫或它們的混合氣體氣氛中，將上述經(jīng)第1熱處理的晶片在400-900℃下進(jìn)行1-96小時(shí)的第2熱處理，由此在比在上述埋氧層(12)緊鄰下方形成的缺陷聚集層(14a)更為下方的體層(14)中形成氧析出核(14b)的步驟；和在氧、氮、氬、氫或它們的混合氣體氣氛中，將上述經(jīng)第2熱處理的晶片在比上述第2熱處理溫度高的900-1250℃下進(jìn)行1-96小時(shí)的第3熱處理，由此使在上述體層(14)中形成的氧析出核(14b)生長(zhǎng)為氧析出物(14c)的步驟。2.權(quán)利要求l的制造方法，其中，在400。C-90(TC的部分范圍或全部范圍內(nèi)通過(guò)以0.1-5.0。C/分鐘的速度升溫，在1-96小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行第2熱處理；在900。C-1250。C的部分范圍或全部范圍內(nèi)通過(guò)以0.1-20°C/分鐘的速度升溫，在1-96小時(shí)范圍內(nèi)進(jìn)行第3熱處理。3.SIMOX基板的制造方法，該方法包含以下步驟向硅晶片(11)的內(nèi)部注入氧離子的步驟；在氧和惰性氣體的混合氣體氣氛中，在1300。C-1390。C下對(duì)上述晶片(ll)進(jìn)行第1熱處理，由此在距上述晶片(ll)表面規(guī)定深度的區(qū)域形成埋氧層(12),同時(shí)在上述埋氧層(12)上的晶片表面形成SOI層(13)的步驟；其中上述注入氧離子之前的硅晶片(ll)具有8xl0^1.8xl0"個(gè)原子/cm"舊ASTM)的氧濃度，上述埋氧層(12)在晶片的整面或部分上形成，并包含以下步驟實(shí)施將上述經(jīng)第1熱處理的晶片在1050-135(TC保持1-900秒、然后以降溫速度10。C/秒或以上進(jìn)行降溫的快速熱處理，由此向比上述埋氧層(12)更下方的體層(14)注入空位的步驟；和在氧、氮、氬、氫或它們的混合氣體氣氛中，在500。C-1000。C下將上述快速熱處理的晶片進(jìn)行1-96小時(shí)的第2熱處理，由此在比在上述埋氧層(12)緊鄰下方形成的缺陷聚集層(14a)更為下方的體層(14)中形成氧析出核(14b)的步驟。4.權(quán)利要求3的制造方法，該方法進(jìn)一步包含以下步驟在氧、氮、氬、氬或它們的混合氣體氣氛中，將經(jīng)第2熱處理的晶片用比上述第2熱處理溫度高的900-1250。C進(jìn)行1-96小時(shí)的第3熱處理，由此使在體層(14)中形成的氧析出核(14b)生長(zhǎng)為氧析出物(14c)。5.權(quán)利要求3的制造方法，其中，在500。C-100(TC的部分范圍或全部范圍內(nèi)，以0.1-5.0。C/分鐘的速度進(jìn)行升溫，由此在l-96小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行第2熱處理。6.權(quán)利要求4的制造方法，其中，在90(TC-125(TC的部分范圍或全部范圍內(nèi)，以0.1-20。C/分鐘的速度升溫，由此在1-96小時(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行第3熱處理。7.SIMOX基板，該基板由權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法制備，并且具備在距晶片表面規(guī)定深度的區(qū)域形成的埋氧層(12)、在上述埋氧層上的晶片表面形成的SOI層(13)、在上述埋氧層(12)緊鄰下方形成的缺陷聚集層(14a)、和上述埋氧層(12)下方的體層(14);其中在比上述缺陷聚集層(14a)更下方的上述體層(14)中具有含氧析出物(14c)的吸雜源，上述氧析出物(14c)的密度為lxl()S-lxlO^個(gè)/cm3,上述氧析出物(14c)的尺寸為50nm或以上。全文摘要本發(fā)明涉及可以將器件步驟中的重金屬污染有效地捕獲在基板內(nèi)部的SIMOX基板的制造方法，其包含向晶片內(nèi)部注入氧離子的步驟；和在規(guī)定氣體氣氛中、在1300-1390℃下對(duì)晶片實(shí)施第1熱處理而形成埋氧層，同時(shí)在晶片表面形成SOI層的步驟；其中注入氧離子之前的晶片具有8×10¹⁷-1.8×10¹⁸個(gè)原子/cm³(舊ASTM)的氧濃度，埋氧層在晶片上整面形成，并包含在規(guī)定氣體氣氛中，將經(jīng)第1熱處理的晶片在400-900℃下進(jìn)行1-96小時(shí)的第2熱處理，在比在埋氧層緊鄰下方形成的缺陷聚集層更下方的體層中形成氧析出核的步驟；和在規(guī)定氣體氣氛中，將經(jīng)第2熱處理的晶片在比第2熱處理溫度高的900-1250℃下進(jìn)行1-96小時(shí)的第3熱處理，使形成的氧析出核生長(zhǎng)為氧析出物的步驟。文檔編號(hào)H01L27/12GK101223641SQ20058005105公開(kāi)日2008年7月16日申請(qǐng)日期2005年7月11日優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日發(fā)明者小松幸夫,足立尚志申請(qǐng)人:株式會(huì)社上睦可