【手続補正書】
【提出日】平成27年3月12日(2015.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】ハンドルウエハ内に高抵抗率領域を有するシリコン・オン・インシュレータ構造体およびそのような構造体の製法
【技術分野】
【０００１】
本出願は米国仮特許出願第６１／４５３，４０９号（２０１１年３月１６出願）、米国仮特許出願第６１／５４５，８９１号（２０１１年１０月１１日出願）の優先権を主張し、参照することによりその両方が本明細書に取り込まれる。
【０００２】
本開示の分野はシリコン・オン・インシュレータ構造体に関連し、とりわけシリコン・オン・インシュレータ構造体のハンドルウエハ内に高抵抗率領域を有するシリコン・オン・インシュレータ構造体に関する。本開示は、このようなシリコン・オン・インシュレータ構造体の製造方法にも関連する。
【背景技術】
【０００３】
高抵抗率のシリコンは、高周波（“ＲＦ”）の用途（または印加、application）によく適するように知られてきた。とりわけ、高抵抗率のシリコンは、ＲＦシステムの能動素子および受動素子に有利となるＲＦ電力損失を低減するように知られ、絶縁特性を向上させるように知られてきた。高抵抗率のハンドルウエハを有するシリコン・オン・インシュレータ構造体（“ＳＯＩ構造体”）は、高抵抗率のバルクシリコンウエハと比較して増大した収量および増大した装置の性能を特徴とする。
【０００４】
このようなＳＯＩ構造体は、多くのＲＦ用途で適応性を有する。Ｆｉｏｒｅｎｚａおよびその他の者によって、“ＲＦ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ａｎ  ＬＤＭＯＳＦＥＴ  ｏｎ  Ｈｉｇｈ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ  ＳＯＩ”（ＩＥＥＥ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１（２００５））に記載されるように、例えば高抵抗率のハンドルウエハを有するＳＯＩ構造体は、デジタル論理およびデジタルメモリーを同一のチップ上に備える高性能のＲＦ回路に用いられてもよい。高抵抗率のＳＯＩ構造体上に形成されたＬＤＭＯＳＦＥＴｓは、例えば、携帯電話、無線ＬＡＮ、固定無線および耐放射線利用を含む、統合されたＲＦ電力利用での様々な用途を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高抵抗率の基板上に形成されたＳＯＩ構造体は、いわゆるチョクラルスキー法によって、（抵抗率を高めるように不純物をその中にカウンタードープ（counter-doped）してもよい）シリコン溶液から引っ張られるインゴットから作られたハンドルウエハを用いて形成されてもよい。しかし、多結晶シリコン融液および／または坩堝等の中の微量のドーパント不純物が抵抗率を目標値から著しく変化させるかもしれず、結晶が引っ張られるときに、大半のドーパント不純物の析出係数は単一に等しくないので融液内のドーパント不純物は濃度が等しくないので、このようなハンドルウエハを確実に製造することは困難である。さらに、チョクラルスキー法により成長したシリコンは、比較的高い格子間酸素濃度を有することができる。いくつかの装置加工段階の間、この酸素は凝集し、ウエハの抵抗率に影響を及ぼすサーマルドナー（または熱ドナー、thermal donor）を形成することができる。さらに、高抵抗率のハンドルウエハは、誘電層（例えば、埋め込み酸化層）付近で接地反転層の形成の反応を受けやすい。基板表面の反転を防ぐ方法（例えば、界面の損傷、または界面での多結晶シリコン層の使用）は、費用がかかりＳＯＩの製造方法を複雑にするので、概して望ましくない。
【０００６】
ＲＦ用途で使用される時に、特に高性能のＲＦ回路で使用され時に、向上した信頼性と収率を示すＳＯＩ構造体については、継続的な必要性が存在する。このようなＳＯＩ構造体を準備し、特にこのような構造を信頼性があり費用効率の高い方法により作ることができる方法についても、継続的な必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１つの態様は、ハンドルウエハと、シリコン素子層（silicon device layer）と、ハンドルウエハとシリコン素子層との間の誘電層とを有するシリコン・オン・インシュレータ構造体を準備する方法に関する。ハンドルウエハは軸と、半径と、前面と、後面と前面から後面に軸方向に延在する周縁とを有する。ハンドルウエハの前面は、誘電層との界面を形成する。ハンドル−誘電体界面および後面は、軸に垂直である。ハンドルウエハは、ハンドル−誘電体界面から後面に向かって深さＤｓｌの軸方向に延在する表層をさらに含む。表層は、高抵抗率の領域を含む。ハンドルウエハは、表層から後面に向かって延在するバルク層を含む。ハンドルウエハは、ピーク抵抗率が高抵抗率の領域に存在する抵抗率プロファイルを有し、抵抗率は概してバルク層に向かってピーク抵抗率から低下する。方法は、所定のドーパント濃度および格子間酸素濃度を備えるハンドルウエハの選択を含む。ハンドルウエハは第１型のドーパントでドープされ、第１型のドーパントはｐ型またはｎ型のドーパントである。高抵抗率の領域は、（１）ハンドルウエハ内の酸素の不均一な分布を形成するようにハンドルウエハの中に、またはハンドルウエハから外に酸素を拡散し、不均一なサーマルドナーの分配を形成するように不均一な酸素の分布を有するウエハをアニールすること、および（２）ハンドルウエハの表層を第２型のドーパントでドープし、第２型のドーパントはｐ型またはｎ型のドーパントであり第１型とは異なる型であること、の少なくとも１つによってハンドルウエハの表層に形成される。誘電層は、ドナーウエハの少なくとも１つの表面および／またはハンドルウエハの前面に形成される。貼り合わせ（または接合、接着、bonded）ウエハを形成するように、ドナーウエハおよびハンドルウエハは張り合わせられ、ドナーウエハとハンドルウエハは誘電層によって軸に沿って分離されている。誘電層は、ドナーウエハと誘電層との間にドナー−誘電体界面を形成し、誘電層とハンドルウエハの前面との間にハンドル−誘電体界面を形成する。張り合わせウエハは、ドナー−誘電体界面、ハンドル−誘電体界面または２つの界面の間の誘電層内に位置する貼り合わせ界面を有する。ドナーウエハの一部は、貼り合わせウエハから取り除かれ、シリコン・オン・インシュレータ構造体を形成するようにシリコン層は誘電層に張り合わされたままである。
【０００８】
本開示の別の態様は、ハンドルウエハと、シリコン素子層と、ハンドルウエハとシリコン素子層との間の誘電層と、を含むシリコン・オン・インシュレータ構造体に関する。ハンドルウエハは誘電層との界面を形成し、軸と、半径と、後面とハンドル−誘電体界面から後面に軸方向に延在する周縁とを有する。ハンドル−誘電体界面および後面は、軸に対して垂直である。ハンドルウエハは、ハンドル−誘電体界面から後面に向かって深さＤｓｌの軸方向に延在する表層を含む。表層は、高抵抗率の領域を含む。ハンドルウエハは、表層から後面に向かって延在するバルク層を含む。ハンドルウエハは、ピーク抵抗率Ｒｐｅａｋが高抵抗率の領域内に存在する抵抗率プロファイルを有し、抵抗率は概してピーク抵抗率からハンドル−誘電体界面に向かって、およびピーク抵抗率からバルク層に向かって低下する。ピーク抵抗率は、界面から少なくとも１μｍで起こる。
【０００９】
本開示のさらなる態様は、ハンドルウエハと、シリコン素子層と、ハンドルウエハとシリコン素子層との間の誘電層と、を含むシリコン・オン・インシュレータ構造体に関する。ハンドルウエハは誘電層との界面を形成し、軸と、半径と、後面とハンドル−誘電体界面から後面に軸方向に延在する周縁とを有する。ハンドル−誘電体界面および後面は、軸に対して垂直である。ハンドルウエハは、ハンドル−誘電体界面から後面に向かって深さＤｓｌの軸方向に延在する表層を含む。表層は、高抵抗率の領域を含む。ハンドルウエハは、表層から後面に向かって延在するバルク層を含み、バルク層は平均抵抗率Ｒｂｕｌｋを有する。高抵抗率の領域は、高抵抗率の領域の全体にわたって、バルクの抵抗率Ｒｂｕｌｋを少なくとも約５０％上回る抵抗率を有し、高抵抗率領域は軸方向に測定した少なくとも約１μｍの厚さＤｒｅｓを有する。
【００１０】
本開示の更なる態様は、ハンドルウエハと、シリコン素子層と、ハンドルウエハとシリコン素子層との間の誘電層と、を含むシリコン・オン・インシュレータ構造体に関する。ハンドルウエハは誘電層との界面を形成し、軸と、半径と、後面とハンドル−誘電体界面から後面に軸方向に延在する周縁とを有する。ハンドル−誘電体界面および後面は、軸に対して垂直である。表層は、ハンドル−誘電体界面から後面に向かって深さＤｓｌの軸方向に延在する。表層はその中にｐｎ接合を有する。ハンドルウエハは、表層から後面に向かって延在するバルク層を含む。ハンドルウエハは第１型のドーパントを含み、第１型のドーパントはｐ型またはｎ型のドーパントである。ハンドルウエハは第２型のドーパントも含み、第２型のドーパントはｐ型またはｎ型のドーパントであり、第１型とは異なる型である。第２型のドーパントは、ハンドルウエハの表層において、または表層付近でピーク濃度を有する。前面における第２型のドーパントの濃度は、ハンドルウエハ内の第１型のドーパントの平均濃度を超える。第２型のドーパントの濃度は概して、ハンドルウエハの前面からバルク層に向かって低下する。第２型のドーパントの濃度は実質的に、表層内の点Ｐｅｑｕａｌにおける第１型のドーパントの濃度に等しい。第２型のドーパントの濃度は、Ｐｅｑｕａｌからバルク層に向かって第１型のドーパント濃度より低い。
【００１１】
さらに本開示の別の態様において、シリコン・オン・インシュレータ構造体は、ハンドルウエハと、シリコン素子層と、ハンドルウエハとシリコン素子層との間の誘電層を含む。ハンドルウエハは、誘電層との界面を形成し、軸と、半径と、後面とハンドル−誘電体界面から後面に軸方向に延在する周縁とを有する。ハンドル−誘電体界面および後面は、軸に対して垂直である。表層は、ハンドル−誘電体界面から後面に向かって深さＤｓｌの軸方向に延在する。ハンドルウエハは、表層から後面に向かって延在するバルク層を含む。ハンドルウエハは第１型のドーパントを含み、第１型のドーパントはｐ型またはｎ型のドーパントである。ハンドルウエハは表層内に酸素濃度プロファイルを有し、その後に起こるサーマルドナー形成アニールに際しハンドルウエハは表層内にｐｎ接合を形成することができる。
【００１２】
本開示の上述の態様に関連して述べられた特徴の、様々な改良が存在する。なお、さらなる特徴が本開示の上述の態様に取り込まれてもよい。これらの改良および付加的な特徴は個別に、または任意の組み合わせで存在してもよい。例えば、本開示において示される任意の実施形態に関して後述する様々な特徴が、単独または任意の組み合わせで、任意の上述する本開示の態様内に取り込まれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、高抵抗率領域をその中に有する（後述のように必ずしも表面自体において有するわけではない）表層を備えるハンドルウエハを有するシリコン・オン・インシュレータ構造体である。
【図２】図２は、本開示の実施形態に係る、表層内にピーク抵抗率を有する抵抗率プロファイルを形成するようにさらなる加工を受けてもよいウエハバルクの全体にわたって、概して均一な高抵抗率を有する例示的なｐ型のハンドルウエハ内における、アクセプタ（ｐ型のドーパント）とサーマルドナーの数を示すグラフである。
【図３】図３は、図２のハンドルウエハが酸素内方拡散処理（oxygen in-diffusion process）およびサーマルドナー形成アニールを受けた後の、アクセプタ（ｐ型のドーパント）とサーマルドナーの数を示すグラフである。
【図４】図４は、打ち込みアニールの後、その前面を通じてｎ型のドーパントをドープした例示的なｐ型のハンドルウエハにおける、アクセプタ（ｐ型のドーパント）とドナー（ｎ型のドーパント）の数を示すグラフである。
【図５】図５は、打ち込みアニールの後、その前面を通じてｎ型のドーパントをドープした例示的なｐ型のハンドルウエハ内における、アクセプタ（ｐ型のドーパント）と、ドナー（ｎ型のドーパント）と、サーマルドナーの数を示すグラフである。
【図６】図６は、本開示の実施形態に係る、表層内にピーク抵抗率を有する抵抗率プロファイルを形成するようにさらなる加工を受けてもよいウエハバルクの全体にわたって、概して均一な高抵抗率を有する例示的なｐ型のハンドルウエハ内における、アクセプタ（ｐ型のドーパント）とサーマルドナーの数を示すグラフである。
【図７】図７は、図７のハンドルウエハが酸素外方拡散処理（oxygen out-diffusion process）およびサーマルドナー形成アニールを受けた後の、アクセプタ（ｐ型のドーパント）とサーマルドナーの数を示すグラフである。
【図８】図８は、ｐ型の表面不純物（surface contamination）を有するハンドルウエハが酸素外方拡散処理、サーマルドナー形成アニールおよび打ち込みアニールを受けた後の、アクセプタ（ｐ型のドーパント）とサーマルドナーの数を示すグラフである。
【図９】図９は、本開示の実施形態に係り、表層内にピーク抵抗率を有する抵抗率プロファイルを形成するのに適している例示的なｎ型ハンドルウエハにおける、ドナー（ｎ型）とサーマルドナーの数を示すグラフである。
【図１０】図１０は、打ち込みアニールの後、その前面を通じて図８のハンドルウエハがｐ型のドーパントでドープされた後の、ドナー（ｎ型のドーパント）とアクセプタ（ｐ型のドーパントの）とサーマルドナーの数を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例１に係り作られた２つのハンドルウエハについての抵抗率プロファイルを示すグラフである。
【図１２】図１２は、その上に配置された誘電層を備えるドナーウエハの断面図である。
【図１３】図１３は、ドナーウエハおよびハンドルウエハに張り合わされた誘電層の断面図である。
【図１４】図１４は、切断面でドナーウエハを切断したＳＯＩ構造体の断面図である。
【図１５】図１５は、実施例２に係り作られた第１のハンドルウエハの抵抗率プロファイルと、モデル化した酸素濃度（modeled oxygen content）と、ｐ型およびｎ型の抵抗率を示すグラフである。
【図１６】図１６は、実施例２に係り作られた第２のハンドルウエハの抵抗率プロファイルと、モデル化した酸素濃度と、ｐ型およびｎ型の抵抗率を示すグラフである。
【００１４】
図面を通して、一致する符号は一致する部分を意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示に係り、誘電層界面において、またはその付近において高抵抗率の領域を有する表層を備えるハンドルウエハを有するＳＯＩ構造体が提供される。概してハンドルウエハは、概してハンドルウエハの後面に向かって低下する抵抗率を備える高抵抗率領域内に、ピーク抵抗率が存在する抵抗率プロファイルを有する。いくつかの実施形態において、抵抗率はまた誘電体−ハンドル界面に向かって低下する。特定の理論に束縛されるものではないが、このような抵抗率プロファイルを持つＳＯＩ構造体はより少ない高調波歪み（harmonic distortion）を有し、および／またはよりハンドルウエハ表面の反転（inversion）を受けにくいことと考えられている。
【００１６】
図１を参照して、本開示の１つ以上の実施形態に従い作られたＳＯＩ構造体３１が示される。ＳＯＩ構造体３１はハンドルウエハ１０と、シリコン層２５と、ハンドルウエハ１０とシリコン層２５との間の誘電層１５と、を含む。ハンドルウエハ１０は誘電層１５との界面４０を形成する。ハンドルウエハ１０は概して薄い円柱形状（cylinder）であり、軸、半径、後面４３およびハンドル−誘電体界面４０から後面４３へ軸方向に延在する周縁３９を有する。ハンドル−誘電体界面４０と後面４３は軸に対して垂直である。ハンドルウエハ１０はハンドル−誘電体界面４０から後面４３に向かって深さＤｓｌで軸方向に延在する表層４４を含む。表層４４は、その中（非表示）にピーク抵抗率を有する高抵抗率の領域を含む。バルク層５２は、表層４４から後面４３に向かって延在する。ハンドルウエハ１０は、高抵抗率の領域内にピーク抵抗率が存在し、概してピーク抵抗率からバルク層５２に向かって低下する抵抗率を備える抵抗率プロファイルを有する。いくつかの実施形態において、抵抗率はまた、ピーク抵抗率からハンドル−誘電体界面４０に向かって概して低下する。
【００１７】
多層構造および特にシリコン・オン・インシュレータ構造体、ならびにシリコン・オン・インシュレータ構造体の製造方法は、概して当業者により知られている（例えば、米国特許第５，１８９，５００号、第５，４３６，１７５号および第６，７９０，７４７号に示され、参照することにより、全ての関連した一貫した目的のために、それぞれが本明細書に取り込まれる）。多層構造を作る例示的な方法において、２つの分離した構造体が準備され、付着界面に沿って互いに貼り合わされ、それから薄くされる（例えば、注入により、および／または  エッチング、研磨または同様のものにより形成されてもよい分離面に沿った層間剥離によりその一部分を取り除く）。一方の構造体が概して、“ハンドル”ウエハ（または構造体）とされ、もう一方が概して“ドナー”ウエハ（または構造体）とされる。誘電層はドナーウエハ、ハンドルウエハまたは予め貼り合わしたドナーとハンドルの両方の表面上に形成（例えば、蒸着または成長）されてもよい。この点について、本開示の範囲から逸脱することなく、例えばエピタキシャル層転移法（epitaxial layer transfer process）のような、ＳＯＩ構造体を準備する他の方法が使用されてもよい。
【００１８】
一般的に少なくともドナーウエハが、より一般的にはドナーウエハとハンドルウエハの両方が、単結晶シリコンウエハから成るが、当然ながら多層および／またはヘテロ層（heterolayered）構造のような他の出発（starting）構造体（および特に他のドナーウエハ構造）が、本開示から逸脱することなく使用されてもよいことに留意するべきである。
【００１９】
ハンドルウエハは単結晶シリコンまたはシリコンゲルマニウム合金であってもよく、好ましくは単結晶シリコンウエハである。ドナーウエハはシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、シリコンゲルマニウム、窒化ガリウム、窒化アルミニウムおよびこれらの組み合わせであってもよい。しかし一般的に、本開示の方法に従って使用されるハンドルウエハおよびドナーウエハは単結晶シリコンウエハであり、概して従来的なチョクラルスキー結晶成長法に係り成長した単結晶インゴットから切られた単結晶シリコンウエハである。そのようなものとして、以下の記述はしばしば特定の種類の多層構、すなわちＳＯＩ構造について、例証を目的として言及する。この点について、当然のことながら、本開示に係り使用されるハンドルウエハおよび／またはドナーウエハ（さらに、後述する研磨および清掃工程を受けるバルクシリコンウエハ）は、当業者が使用するのに適した任意の直径であってもよく、例えば、１５０ｍｍ、２００ｍｍｍ、３００ｍｍ、３００ｍｍを超える、または４５０ｍｍの直径のウエハを含む。
【００２０】
本開示の実施形態に係り、本開示ＳＯＩ構造体を作るのに用いられる出発ハンドルウエハは、１つ以上のｐ型ドーパントまたは１つ以上のｎ型ドーパントをドープされる。典型的なｎ型ドーパントは、例えば、リン、ヒ素およびアンチモンを含む。典型的なｐ型ドーパントは、例えば、ホウ素、アルミニウムおよびガリウムを含む。（１つまたは複数の）ドーパントに関わらず、（１つまたは複数の）ドーパントの総濃度は、ハンドルウエハが少なくとも約５０Ω−ｃｍの抵抗率（すなわち、バルク抵抗率）を有するようになる。本開示のいくつかの実施形態において、出発基板（または基質、substrate）は少なくとも約１００Ω−ｃｍ、少なくとも約２５０Ω−ｃｍ、少なくとも約５００Ω−ｃｍ、少なくとも約１０００Ω−ｃｍまたは少なくとも約５，０００Ω−ｃｍ（例えば、約５０Ω−ｃｍから約１０，０００Ω−ｃｍ、約１００Ω−ｃｍから約５，０００Ω−ｃｍまたは約１００Ω−ｃｍから約１，０００Ω−ｃｍ）の抵抗率を有する。
【００２１】
１つ以上のｐ型またはｎ型ドーパントに加えて、後述する本開示の方法に従って高抵抗率領域が形成される出発ハンドルウエハは、酸素を含む。概して、出発ハンドルウエハは、一般的にチョクラルスキー法により成長したシリコンに備わる酸素濃度を有し、例えば、約１．５×１０１７から約９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲内または約１．５×１０１７から約９×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（例えば、約３ｐｐｍａから約１８ｐｐｍａ、より好ましくは約４ｐｐｍａから約７ｐｐｍａまたは約８ｐｐｍａ）の範囲の酸素濃度を有する。いくつかの実施形態において、酸素濃度は約３ｐｐｍａよりも低くてもよい。しかし当然ながら、本開示の範囲から逸脱することなく酸素濃度は幅広く異なってもよいことを留意すべきである。概して、単結晶シリコンウエハは、チョクラルスキー法によって典型的に到達される範囲内または外のどちらにも下降する酸素濃度を有してもよい。
【００２２】
ひとたびハンドルウエハが選択されると、複数の代わりの工程段階の少なくとも１つ（組み合わせて実施してもよい）を受け、概してウエハバルクに向かって低下する抵抗率を有し、ハンドルウエハの表面から離れて（例えば、表面から１μｍまたはそれ以上）またはハンドルウエハの表面においてピーク抵抗率が形成される抵抗率プロファイルを作る。抵抗率プロファイルを操作するように用いられる工程段階は、ドーパントの型（すなわち、ｐ型またはｎ型）と濃度、および／または出発ハンドルウエハの酸素濃度に基づいて選ばれる。
【００２３】
ドーパントの型と濃度に応じて、かつ後のサーマルドナーの形成に影響を及ぼす酸素濃度に応じて、外方拡散または内方拡散処理によってハンドルウエハ内の酸素プロファイルは操作されてもよく、および／または抵抗率がハンドルウエハのバルク抵抗率を超える、ハンドルウエハの高補償領域（highly compensated region）を形成するようにドーパント濃度は異なってもよい。当然のことながら、後述するこのような高抵抗率の領域を形成するための方法は例示であり、意味を限定するように考えられるべきでないことに留意すべきである。この点について、ドーパントの型、ドーパント濃度および酸素濃度の全ての組み合わせが、組み合わせの多さによって記載されなくてもよい。例示されない組み合わせについてのハンドルウエハ内に高抵抗率の領域を形成する方法は、後述する例示的な方法を参照することにより当業者によって決定されてもよい。
【００２４】
・ｐ型出発ハンドルウエハ
ｐ型ハンドルウエハ内の高抵抗率の領域は、ウエハ内の酸素濃度（すなわち酸素に起因するサーマルドナーの形成）、およびｐ型ドーパントの濃度によって、２つの方法のうちの少なくとも１つにより形成されてもよい。ｐ型ドーパントはハンドルウエハ内の電子アクセプタとして機能する。その結果、（１）ウエハ内のサーマルドナーの形成のための型板（template）として機能する酸素プロファイルを作ることにより補償（compensation）はウエハ内で達成される。酸素プロファイルされたウエハがサーマルドナーを引き起こすアニールにさらされると、型板に従ってサーマルドナーは形成され、電子アクセプタと結合し、それにより抵抗率プロファイルに影響をおよぼす。いくつかの実施形態において、（サーマルドナー形成前の酸素の内方拡散または外方拡散により操作される）ウエハ内のサーマルドナープロファイルは、サーマルドナーの数が、ウエハの厚み内部である時点で実質的にドーパントアクセプタ（すなわちｐ型ドーパント）の数に等しくなるようになり、および／または（２）ｎ型ドーパント（および、今はサーマルドナーも）の数が実質的にドーパントアクセプタに等しくなるように、ウエハはｎ型ドーパントでドープされる。
【００２５】
本開示のいくつかの実施形態において、および図２に示されるように、出発ｐ型ウエハは比較的に低い酸素濃度を有し、ウエハがサーマルドナー形成アニール（例えば、１から２時間で約４００°Ｃから４５０°Ｃ）にさらされると、サーマルドナーの数（ＮＴＤ）はアクセプタ（すなわちｐ型ドーパント）の数（Ｎａ）より少ない。このハンドルウエハは、ｐ型ウエハとして効果的に機能する（Ｎｅｆｆ）。この点について、当然のことながら、図２〜９のアクセプタ（Ｎａ、時々Ｎｅｆｆ）は実践で示され、ドナー（Ｎａ、時々Ｎｅｆｆ）は点線で示されることに留意すべきである。当然のことながら、ハンドルウエハの抵抗率が１／Ｎｅｆｆに比例する（すなわちＮｅｆｆが低いとき抵抗率は高く、その逆も同じである）ことも留意すべきである。
【００２６】
本開示に係り、および図３に示されるように、ハンドルウエハ内に不均一な酸素分布を形成するように、サーマルドナー形成アニールに先立って、酸素の内方拡散によって高抵抗率の領域が図２のウエハ内に形成されてもよい。ハンドルウエハの表面付近の領域の付加的な酸素は、この領域に形成されるサーマルドナーの数を増加させる。サーマルドナーのこの増加は、サーマルドナーの数をアクセプタの数と実質的に等しくなるようにし、このようにして、この領域内のウエハを補償し、抵抗率を上昇させる。図３にされるように、Ｎｅｆｆは表面領域付近で０に近づき、後述する図１０に示すピーク抵抗率値と似ているピーク抵抗率をもたらす。その際、拡散酸素のより高い酸素濃度で、追加的なサーマルドナーは結果として、ｐｎ接合で成される補償を伴って、ウエハ内にｐｎ接合を形成する。当然のことながら、本開示の目的のために、“ｐｎ接合”は、（１）サーマルドナーおよびｎ型ドーパントの総数と（２）ｐ型ドーパントとの間の補償の結果として生じる接合であることに留意すべきである。当然のことながら、図３のウエハのいくつかの実施形態において、ハンドルウエハの表面に進むと、ハンドルウエハの前面においてサーマルドナーがアクセプタの数を超えない（すなわち、表面においてアクセプタは実質的にサーマルドナーの数と等しい、または超える）割合で、サーマルドナーの数は増加してもよい。このような実施形態において、ｐｎ接合はウエハ内に形成されないが、抵抗率は表面に向かって増加し、図３に示すように、表面から離れたところよりもむしろ表面においてピーク抵抗率が成される。
【００２７】
本開示のいくつかの実施形態において、および図４に示すように、ｐ型のハンドルウエハにｎ型のドーパント量をドープすることにより、高抵抗率領域はｐ型のハンドルウエハ内に作られてもよく、ドープは概してハンドルウエハの前面を通じて生じる。概して、表面ドーピングは、内部に向かって低下する濃度を伴うハンドルウエハの表面において、ｎ型のドーパントのピーク濃度を引き起こす。このドーパントプロファイルはｐ型のドーパントを補償する。いくつかの実施形態において、ドーパントの補償は十分に表面を反転し、かつハンドルウエハ内でｐｎ接合の形成を引き起こすほど、高くてもよい。ウエハ内の離れたところで、ｎ型のドーパント（すなわち、ドナー）およびｐ型のドーパント（すなわち、アクセプタ）の数は、実質的に等しくなり（すなわち、ｐｎ接合において）、補償およびハンドルウエハ内のピーク抵抗率を引き起こす。いくつかの実施形態において、ウエハ内のｐ型ドーパントおよびｎ型ドーパントの数は、ハンドルウエハの表面において実質的に等しく、表面において起こるピーク抵抗率をもたらす。
【００２８】
当然のことながら、図４はサーマルドナーを説明（account for）しないことを留意すべきである。いくつかの実施形態において、ハンドル内の酸素濃度は十分に高く、補償が達成される点に影響を及ぼす。その際、サーマルドナーおよびｎ型ドーパントは、両方とも電子供与体として追加的な効果を有する。図５は、図４に似ているウエハプロファイルを示すが、図５のプロファイルはサーマルドナーの存在を示している。図５に示されるように、サーマルドナーおよびｎ型のドーパントの追加的な効果は、ハンドルウエハの前面において抵抗率を低下させ、図４に係るハンドルウエハの表面から離れたピーク抵抗率を起こす。当然のことながら、いくつかの実施形態において、酸素濃度は十分に低く、ごく少量のサーマルドナーを形成し、サーマルドナーが抵抗率のプロファイルに著しくは影響を及ぼさない図４のハンドルウエハのようにウエハが機能することが理解されるべきである。
【００２９】
いくつかの実施形態において、および図６に示すように、サーマルドナー形成アニールの後にハンドルウエハ内で形成するサーマルドナーは、比較的に高い酸素濃度に起因してｐ型ドーパントの数を上回る。その結果、図６のハンドルウエハは、ｎ型ウエハとして効果的に機能する。本開示の実施形態に係り、高抵抗率領域（および特にこのような領域内のピーク抵抗率）は、ハンドルウエハの前面を通る、ハンドルウエハからの酸素の外方拡散（後述にて詳細を説明する）により図６のウエハ内に形成されてもよく、不均一な酸素の分布を形成し、結果として図７に示すサーマルドナーをもたらす。外方拡散処理は結果として、ハンドルウエハの表面付近により少ないサーマルドナーの形成をもたらし、ウエハが表層内で補償され、それにより表面付近（または表面自体）でピーク抵抗率を形成する。当然のことながら、図６のｐ型のウエハは、ｎ型のドーパントは追加的なｎ型ドーパントを相殺し、補償を成すように追加的な酸素の外方拡散を必要とするので、特にウエハの表層においてｐ型のドーパントに加えてｎ型のドーパントでドープされないことが好ましいことを留意するべきである。
【００３０】
いくつかの実施形態において、および図６に示すようにｐ型のウエハは、その中に比較的均一なｐ型のドーパント濃度を備えるｐ型のウエハであるが、（例えば、アルミニウムのようなｐ型の不純物を打ち込むことにより）ウエハはその前面を通じて追加的なｐ型のドーパントでドープされる。図８に示すように、ウエハが比較的多い数のサーマルドナーを含む場合（すなわち、サーマルドナーがｐ型ドーパントを上回る場合）、ウエハからの酸素の外方拡散によりｐｎ接合は形成されてもよく、後に続くサーマルドナー形成アニールの後にハンドルウエハの表面付近でサーマルドナーの数（ＮＴＤ）が低下する。サーマルドナーの数が初めにｐ型ドーパントのより少ない場合（非表示）、酸素はｐｎ接合を作るようにウエハ内に内方拡散されてもよい。
【００３１】
その際、当然のことながらｐ型の出発ハンドルウエハは、酸素の外方拡散、酸素の内方拡散および／またはｎ型のドーピングの任意の組み合わせを受けて、ハンドルウエハ内で補償を達成し、その結果として補償領域の付近で起こるピーク抵抗率を達成してもよいことが理解されるべきである。外方拡散、内方拡散および／またはドーピングの相対量は、このような補償を成すのに十分であるべきであり、出発ハンドルウエハのｐ型のドーパント濃度および酸素濃度によって決まるべきである。当然のことながら、図３、４、５、７および８において表面から離れたところで生じるピーク抵抗率（すなわち、Ｎｅｆｆの低下）が示され、一方ピークはその表面においても起こってもよいことに留意するべきである。さらに当然のことながら、特に指定がない限り、図２〜１０におけるハンドルウエハの前面はｙ軸に相当することを留意するべきである。当然のことながら、いくつかの実施形態において、１つ以上のアニール工程の結果としてｐ型またはｎ型のドーパント自体がウエハから外方拡散してもよく、このドーパントの外方拡散は当業者に好まれるようにウエハの抵抗率プロファイルに影響を及ぼしてもよいことも理解されるべきである。
【００３２】
当然のことながら、図２〜８のｐ型の出発ハンドルウエハは、不純物として（たとえば、結晶融液内に存在した複数の不純物）ウエハ内に存在する多数のｎ型ドーパントを含んでもよく、これらのドーパントはハンドルウエハの抵抗率プロファイルに影響を与えてもよいことに留意すべきである。さらに、後述する図９および１０におけるｎ型の出発ハンドルウエハは、抵抗率プロファイルに影響を及ぼすかもしれないｐ型のドーパントの不純物を含んでもよいことに留意すべきである。その際、本明細書で記載される“ｐ型”の出発ハンドルウエハは、結晶が形成される時にｎ型のドーパントの不純物で補償されるものとして考えられ、その逆もまた同様であると理解されるべきである。
【００３３】
・ｎ型出発ハンドルウエハ
ウエハのサーマルドナープロファイルは、補償によって高抵抗率領域を作るように単独で操られることが出来ないので、ｎ型出発ハンドルウエハ（すなわち、バルク全体に渡ってｎ型のドーパントを備えたウエハ）はｐ型の出発ハンドルウエハとは異なる。１つ以上のｐ型ドーパントによってウエハをドーピングすることにより、高抵抗率領域がｎ型の出発ウエハ内に形成されてもよい。例えば、図９に示すようにハンドルウエハは出発ｎ型のドーパント濃度（Ｎｄ）とサーマルドナーの数（ＮＴＤ）を有する。図１０に示されるように、高抵抗率の領域は、多数のｐ型のドーパント（Ｎａ）を、ウエハの表面を通してウエハにドーピングすることにより、図９のハンドルウエハ内に形成されてもよい。ｐ型のドーパントは、結果としてｎ型のハンドルウエハ内にｐｎ接合の形成をもたらし、ウエハの抵抗率が増加する高い補償領域を作り出す。
【００３４】
当然のことながら、ｎ型の出発ハンドルウエハへの酸素の外方拡散または内方拡散は、概して単独でハンドルウエハ内に高抵抗率プロファイルを形成することが出来ないが、外方拡散および／または内方拡散の工程はハンドルウエハの抵抗率プロファイルに影響を及ぼしてもよいことに留意すべきである。例えば、ハンドルウエハの表面からの酸素の外方拡散は、ウエハ表面におけるサーマルドナーの数を減少し、それにより高い補償領域を形成するのに使われるｐ型のドーパント数を低減する。さらに、酸素がウエハ内に内法拡散された場合、比較的多い数のｐ型ドーパントが、ウエハ内のピーク抵抗率を形成するのに必要とされる。
【００３５】
その際に、当然のことながらｎ型の出発ハンドルウエハが、ハンドルウエハ内に高抵抗率の領域を形成するように、ｐ型ドーピング、酸素の外方拡散または酸素の内方拡散の任意の組み合わせを受けてもよいことが理解されるべきである。ｐ型のドーピングは、ウエハ内に高い補償領域を形成するように十分な量となるべきであり、出発ハンドルウエハのｎ型ドーパントの濃度および酸素濃度によって決まる。当然のことながら、図１０のピーク抵抗率は表面から離れて現れるように示されるが、ピークは表面において現れてもよいことに留意すべきである。
【００３６】
・酸素の内方拡散および外方拡散の方法とサーマルドナーの形成
上述のように、本開示のいくつかの実施形態において、出発ハンドルウエハへの酸素の内方拡散または外方拡散は、その抵抗率プロファイルに影響を及ぼすのに望ましい。その際に、酸素の内方拡散および外方拡散を達成するように、当業者に知られたいくつかの方法が使用されてもよい。本開示のいくつかの実施形態において、酸素の内方拡散または外方拡散は、さらに後述するように、酸素の内方拡散または外方拡散に都合のよい一連の加工条件の下で、ウエハをアニールすることにより達成される。
【００３７】
ハンドルの前面が酸素の影響を受けていない（例えば、その上に配置されている自然酸化膜のような酸化物層が存在しない）実施形態において、および表面が酸素を含む（例えば、自然酸化膜またはＳＯＩ製造後の誘電帯層のような酸化物層がハンドルウエハの前面に存在する）実施形態において、酸素はハンドルウエハから外方拡散されてもよい。酸化物層がない実施形態において、比較的酸素の影響を受けない環境（例えば、約１００ｐｐｍに満たない）においてウエハを加熱することにより、酸素はハンドルウエハの前面から外方拡散されてもよい。このような実施形態において、周囲環境より高い任意の温度で、外方拡散は起こってもよく、より高い温度にはより速い外方拡散速度が相当する。ハンドルが表面の酸化物層を含まない実施形態において外方拡散のアニールが実行されるのに適切な環境は、例えば、実質的にシリコンに挿入されるガス（例えば、希ガス）および水素を含む。
【００３８】
ハンドルウエハがその表面に酸化物層を有する実施形態において、酸素の平衡溶解度限界Ｏｅｑｕｉｌがバルク酸素の濃度Ｏｉよりも小さくなる温度でウエハをアニールすることにより、酸素は外方拡散されてもよい。別の言い方をすれば、アニールの温度は概して、平衡酸素濃度Ｏｅｑｕｉｌがバルク酸素の濃度Ｏｉと等しく、または超えるような温度よりも低くなるように維持されるべきである。当然のことながら、大気中の酸素の許容量はアニールの温度に依存してもよく、逆にアニールの温度は大気中の酸素量を考慮して選択されてもよいことに留意すべきである。ウエハの表面に酸化物層がある場合、環境の酸素含有量は大きく異なることができ、適切な環境は、例えば、不活性ガス、水素および酸素を含む。
【００３９】
ハンドルウエハがその前面上に表面酸化物を含むかどうかに関わらず、外方拡散のアニールの時間は、ハンドルウエハの前面からウエハへの酸素の拡散が望ましい深さによって決まる。好ましくは、アニールは少なくとも約１０分間の長さ、または少なくとも３０分、少なくとも１時間、少なくとも２時間もしくは少なくとも４時間である（例えば、約１０分から約６時間）。当然のことながら、酸素プロファイルも、ＳＯＩ製造方法（例えば、約１１００°Ｃから約１１２５°Ｃでの約１〜４時間のアニールのような、高温の貼り合わせアニール（bond anneal））および／または電子デバイス製造方法の一部として起こるサーマルアニール（thermal anneal）によって影響を及ぼされてもよいことに留意するべきである。さらに、外方拡散のアニール自体が、このような製造方法の間に起こるアニールであってもよい。
【００４０】
概して、アニールの時間およびアニールの温度は、ハンドルウエハの表面領域で高抵抗率領域を形成するように（例えば、ピーク抵抗率が概して貼り合わせ部において現れ、またはハンドルウエハの前面に向かってウエハがますます補償されるようになるｐｎ接合）、十分な量が選択されるべきである。その際、当然のことながらこれらの変数は、ウエハが、バルクウエハのドーパントの型と異なる型のドーパントによってもドープされるかどうか（例えば、ｐ型ハンドルウエハがウエハの前面を通じてｎ型ドーパントによりドープされるかどうか（またはその逆））によってもよく、かつ出発ハンドルウエハの酸素含有量によってもよいことを留意するべきである。
【００４１】
酸素の内方拡散に関して、酸素はウエハの前面を通じて、表面に酸化物を形成し（例えば、自然酸化物またはＳＯＩ製造後の誘電帯層）、かつ平衡酸素濃度Ｏｅｑｕｉａｌがバルク酸素濃度Ｏｂｕｌｋを超える温度まで加熱することにより、酸素は内方拡散されてもよい。その際、アニール温度は、酸素の平衡濃度Ｏｅｑｕｉａｌがバルク濃度Ｏｂｕｌｋと実質的に等しくなる温度よりも高くなるべきである。当然のことながら、酸素を含む大気中でのアニールによるそれ自体のアニールの間、例えば、表面酸化物層はウエハの表面上に形成されてもよいことに留意すべきである。様々な実施形態において、内方拡散のアニールは少なくとも約１０分の長さ、または約３０分、少なくとも約１時間、少なくとも約２時間もしくは少なくとも約４時間（例えば、約１０分から約６時間）である。
【００４２】
上述の外方拡散の方法と同様に、概してアニールの気体中の酸素含有量（もしあれば）、内方拡散のアニールの時間およびアニールの温度は、ハンドルウエハの表面領域内に高抵抗率領域を形成するのに十分な量が選択されるべきである。これらの変数は、ウエハもバルクウエハのドーパントの型とは異なる型のドーパントによりドープされるかどうかによってもよく、出発ハンドルウエハ酸素含有量と所望の抵抗層の厚さによってもよい。
【００４３】
当然のことながら、酸素外方拡散のアニールおよび酸素内方拡散のアニールについて上述で列挙した作業条件（the process conditions）は例示であり、上述以外の条件が使用されてもよいことに留意すべきである。ハンドルウエハ内で所望の抵抗率プロファイルが得られるように、変数の任意の組み合わせが選択されてもよい。その際、このような変数の選択は概して当業者の技術の内で有り、例えば、日常の実験を通じて経験的に決定してもよい。
【００４４】
酸素の内方拡散に望まれる実施形態（例えば、ｐ型のウエハ内にサーマルドナーを形成する）において、サーマルドナーを形成するように格子間の酸素が凝集するサーマルドナー形成アニールを実行することにより、サーマルドナーは形成されてもよい。その際、本明細書における“サーマルドナー”という言葉の使用は、いかなる特定の構造物にも限定されるべきではない。このようなサーマルドナーは、例えば、酸素の凝集（例えば、少なくとも２つまたは３つの酸素原子の凝集）を含んでもよい。
【００４５】
本開示の様々な実施形態において、サーマルドナー形成アニールは少なくとも約３５０°Ｃの温度で実行される。約５５０°Ｃを超える温度はサーマルドナーを格子間酸素に分離し直させるので、概してサーマルドナー形成アニールは約５５０°Ｃより低い温度で実行される。いくつかの実施形態において、サーマルドナーは形成され、それからＳＯＩ形成またはＲＦ処理のようなその後の処理に起因して分離される。このような実施形態において、２回目のサーマルドナー形成アニールは、ハンドルウエハ内にサーマルドナーを形成するように実行されてもよい（すなわち、５５０°Ｃを超える全ての工程段階が実行された後、サーマルドナー形成アニールが実行されてもよい）。
【００４６】
サーマルドナー形成アニールは、少なくとも約５分間、または少なくとも１０分間、少なくとも３０分間もしくは少なくとも約１時間（例えば、約５分間から約５時間、約５分間から約３時間または約３０分から約３時間）行われてもよい。概して、サーマルドナー形成アニールは、いかなる環境で行われてもよい。例示的な環境は、例えば、希ガス（例えば、アルゴン）、窒素、酸素、水素およびこれらの気体の組み合わせを含む。
【００４７】
当然のことながら、サーマルドナー形成アニールは、ＳＯＩ製造方法の部分を形成してもよく、および／またはＲＦ回路製造方法の部分を形成してもよいことに留意すべきである。概して、ハンドルウエハが約３５０°Ｃから約５５０°Ｃまで加熱され、およびその後の解離事象が生じない任意の方法（例えば、ウエハが約５５０°Ｃを超えて加熱される方法）が適している。サーマルドナー形成アニールが装置製造方法（例えば、ＲＦ製造方法）の部分を形成するいくつかの実施形態において、その後に起こるサーマルドナー形成アニールの際にハンドルウエハが表層においてｐｎ接合を形成できるように、このような製造方法に先立ってＳＯＩ構造体のハンドルウエハは表層において酸素濃度プロファイルを有してもよい（または、他の実施形態において、ハンドルウエハの前面においてピーク濃度を形成する）。このようなＳＯＩ構造は、ｎ型またはｐ型であってもよい（すなわち、ｎ型ドーパントのみ含む、もしくはｐ型ドーパントの不純物濃度に満たない追加的な多数のｐ型ドーパントを含む、またはｐ型ドーパントのみ含む、もしくはｎ型ドーパントの不純物濃度に満たない追加的な多数のｎ型ドーパントを含む）。
【００４８】
さらに、当然のことながら、サーマルドナーはｎ型出発ハンドルウエハ内にｐｎ接合を形成することができないが、ｎ型ウエハは酸素の量を含み、かつサーマルドナー形成アニールはＳＯＩまたはＲＦ装置製造の一部として起こってもよいので、このようなサーマルドナーは典型的にこのようなウエハ内に偶然に形成する。このような方法の不可避な形成部分であるサーマルドナー形成アニールの結果として、本開示のいくつかの実施形態において、このような偶然形成されるサーマルドナーのプロファイルを制御するように、酸素は外方拡散される。
【００４９】
その際、当然のことながら、サーマルドナー形成アニールが実行される温度および実行される時間の長さは、サーマルドナープロファイルに影響を及ぼしてもよく、より高い温度およびより長いアニールで比較的に多いサーマルドナーを形成することに留意すべきである。温度およびアニールの時間が、酸素の外方拡散または内方拡散の変数と組み合わせて選択されるべきであり、いくつかの実施形態において、ウエハ内に所望の抵抗率プロファイルを作るようにドーパントプロファイルと組み合わせて選択されるべきである。概して、これらの変数の組み合わせの選択は当業者の有する技術の範囲内である。
【００５０】
・ｐｎ接合を形成するハンドルウエハドーピング
上述のように、ｐ型の出発ハンドルウエハは、多くの補償領域を形成するように、その前面を通じて多数のｎ型のドーパントでドープされてもよく、または貼り合わせおよびその結果としての高抵抗率領域を形成するようにハンドルウエハの表層のｐｎ接合もしくはｎ型の出発ハンドルウエハは多数のｐ型のドーパントでドープされてもよい。当業者により知られた任意の数の技術が利用されて、ハンドルウエハに第２型のドーパントをドープしてもよい。例えば、出発ハンドルウエハは、ハンドルウエハの前面に適用されるドーパント原子の注入（implantation）または“打ち込み（driving in）”によってドープされてもよい。ドーパント原子は、ウエハの前面をドーパント原子を含む溶液に接触することにより、もしくは液体金属ドーパントに接触することにより、またはスパッタリングにより、ウエハの表面に適用されてもよい。ひとたび適用されると、バルク内のドーパントの平衡溶解度が第２型のドーパントの濃度を超える温度までウエハをアニールすることにより、第２型のドーパントがウエハに打ち込まれてもよい。典型的なドーパント（例えば、ホウ素またはリン）については、打ち込みアニールは、少なくとも約９００°Ｃ、少なくとも約１，０００°Ｃまたは少なくとも約１，１００°Ｃの温度で実行されてもよく、アニールの時間は少なくとも約１５分間、少なくとも約３０分間または少なくとも約１時間であってもよい。当然のことながら、特定される温度およびアニール時間は単なる例示であり、他の温度およびアニール時間が制限無く用いられてもよいことに留意するべきである。
【００５１】
その際、当然のことながらアニールは、ウエハにドーパントを打ち込む目的のために、既存の製造方法の部分を形成し、単独で実施される独立したアニールである必要はないことが理解されるべきである。さらに打ち込みアニールは、上述したサーマルドナー形成アニールと同じアニール工程の間に起こってもよいが、当然のことながら独立したアニールは十分な量のドーパントの拡散をもたらすことが好ましいことに留意すべきである。当然のことながら、本開示のいくつかの実施形態において、第２型のドーパントは分離した工程段階によってウエハの前面に適用されず、むしろウエハの表面上のこれらの第２型のドーパントは１つ以上の既存の工程段階に起因する不純物であることに留意すべきである。このような表面の不純物を作るかもしれない例示的な工程段階は、例えば、ウエハ清掃工程およびウエハの前面が空気中の不純物にさらされる任意の工程（例えば、ハンドルウエハの表面にホウ素を積もらせるかもしれない無塵室（clean-room）環境にさらすこと）を含む。
【００５２】
ドーピングの量は、ハンドルウエハ内にｐｎ接合が形成されるように（または、いくつかの実施形態において、表面に向かってウエハがより補償され、それによりピーク抵抗率を表面において作るようになるように）選択されるべきである。その際、ドーピングもハンドルウエハ内のサーマルドナーのプロファイルによって決まる。さらに、ハンドルウエハがｎ型のハンドルウエハであり（すなわち、ウエハの至る所で比較的均一な濃度でｎ型のドーパントでドープされる）、前面を通してｐ型のドーパントによりドープされるいくつかの実施形態において、ハンドルウエハのバルク層に向かって概して低下するｐ型のドーパントの濃度を有するウエハの表面付近で、一般的にｐ型のドーパントの濃度はｎ型のドーパントの濃度を超える。ｐ型のドーパントは、実質的にｎ型ドーパント（および、必要に応じてサーマルドナー）の数に等しい点Ｐｅｑｕａｌまで低下する。この点（または領域）において、ウエハは大いに補償され、ピーク抵抗率をもたらす（Ｐｅｑｕａｌで起こるとは限らず、サーマルドナーの存在により決まる）。ウエハ内のこの点を超えると、ドナーの濃度はｐ型のドーパントの濃度を超える。ハンドルウエハがｐ型のハンドルウエハで、前面を通じてｎ型のドーパントでドープされている実施形態において、点Ｐｅｑｕａｌにおいて２つの型のドーパントの濃度が実質的に等しくなるまでｎ型ドーパントの濃度は概してハンドルウエハのバルク層に向かって低下するウエハの表面付近で、概してｎ型ドーパントの濃度はｐ型ドーパントの濃度を上回る。Ｐｅｑｕａｌからバルク層に進むと、ｐ型ドーパントの濃度は概してｎ型ドーパントの濃度を上回る。
【００５３】
当然のことながら、記載されるのとは他のｎ型およびｐ型のドーパントのそれぞれの濃度プロファイルが限定無く利用されてもよいことに留意するべきである。例えば、出発ハンドルウエハ内の第１型のドーパントは、ウエハの全体にわたって比較的均一として概して記載される。しかし、出発ドーパントの濃度は、ハンドルウエハ内で変わってもよい。例えば、出発ハンドルウエハは、ウエハの表面からある距離Ｄ１だけ第１型のドーパントでドープされてもよい。概して、これらの実施形態において、第２型のドーパントは距離Ｄ２（Ｄ２はＤ１より小さい）だけウエハに打ち込まれる。
【００５４】
・ハンドルウエハの抵抗率プロファイル
実施例１に従って準備された、いくつかのハンドルウエハの抵抗率プロファイルは、図１１に示される。図１１に示されるように、および本開示のいくつかの実施形態に係り、ハンドルウエハはピーク抵抗率（Ｒｐｅａｋ）がハンドルウエハの前面から離れて生じる抵抗率プロファイルを有する。しかし当然のことながら、図１１の抵抗率プロファイルは単なる例示であり、本開示の他の実施形態においてはウエハの表面においてピークが生じることを理解すべきである。表面から離れてピークが生じる実施形態において、Ｒｐｅａｋは表面（またはＳＯＩウエハに取り込まれるとき、誘電体−ハンドル界面）から少なくとも約０．１μｍ、または表面から少なくとも約１μｍ、もしくは少なくとも約２μｍで生じてもよい（例えば、約０．１μｍから約１５μｍ、約１μｍから約１５μｍ、約２μｍから約１０μｍ、約０．１μｍから約５μｍまたは約１μｍから約５μｍ）。本開示のいくつかの実施形態において、ピーク抵抗率（Ｒｐｅａｋ）は少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍであり、または他の実施形態においては少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍもしくは少なくとも約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍである（例えば、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１００，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約５０，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍまたは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ）。
【００５５】
さらにその際、ピーク抵抗率Ｒｐｅａｋとバルク抵抗率Ｒｂｕｌｋとの抵抗率の違いは、少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍまたは少なくとも約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍであってもよい（例えば、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍまたは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ）。さらに、バルク抵抗率Ｒｂｕｌｋに対するピーク抵抗率Ｒｐｅａｋの比率は、少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、少なくとも約５：１または少なくとも約７：１であってもよい（例えば、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１または約３：１から約２５：１）。
【００５６】
ハンドルウエハは、その前面でまた抵抗率ＲＨＤを有し、ＳＯＩ製造後に前面は誘電層との界面を形成する。上述したように、いくつかの実施形態においてピーク抵抗率Ｒｐｅａｋは、表面／界面で生じる。このような実施形態において、ＲｐｅａｋはＲＨＤに等しい。しかし、他の実施形態において、および図１１に示すように、抵抗率は概してＲｐｅａｋからウエハの表面に減少する。これらの実施形態において、ＲＨＤに対するＲｐｅａｋの比率は、少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、少なくとも約５：１または少なくとも約７：１であってもよい（例えば、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１または約３：１から約２５：１）。いくつかの実施形態において、抵抗率Ｒｐｅａｋと抵抗率ＲＨＤとの抵抗率の違いは、少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍまたは少なくとも約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍであってもよい（例えば、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍまたは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ）。
【００５７】
本開示の実施形態のハンドルウエハは概して、抵抗率がウエハバルク内のハンドルウエハの抵抗率を上回る高抵抗率領域を有する。本開示の目的で、ウエハバルクの抵抗率は、ウエハが高抵抗率領域を作る本開示の方法（例えば、ウエハ内でのサーマルドナーの形成および第２型のドーパントの使用）を受ける前の、バルク内の平均的な抵抗率である。さらにその際、本開示のいくつかの実施形態において、あるウエハの深さでウエハの抵抗率がバルクの抵抗率を、バルクの抵抗率の少なくとも約５０％上回る時に、高抵抗率領域が開始する（例えば、約２，０００ｏｈｍ−ｃｍのバルク抵抗率を有するハンドルウエハの高抵抗率領域は、抵抗率が約３，０００ｏｈｍ−ｃｍを上回る任意の軸領域（axial region）を含む）。他の実施形態において、あるウエハの深さでのウエハの抵抗率がバルクの抵抗率を少なくとも約７５％、少なくとも約１００％、少なくとも約１５０％または少なくとも約２００％上回るときに、高抵抗率領域は開始する。
【００５８】
本開示の実施形態のハンドルウエハの高抵抗率領域は、ハンドルウエハの前面から深さＤＳＬに延在するハンドルウエハの表面領域に生じるとして一般的に記載される。当然のことながら、いくつかの実施形態において、ピークから表面に向かう抵抗率は、高抵抗率領域に対する閾値（例えば、バルク抵抗率より約５０％大きい）を下回って、またはバルク自体の抵抗率を下回って低下するかもしれないので、本開示のハンドルウエハの高抵抗率領域は、ハンドルウエハの前面まで延在しないことに留意するべきである。さらに当然のことながら、高抵抗率領域はこの表層内に存在するが、ハンドルウエハの前面まで延在する必要がないことが理解されるべきである。
【００５９】
その際、表層の深さＤＳＬは概してウエハの前面から（または、ハンドルウエハがＳＯＩ構造体に取り込まれた実施形態における、誘電体−ハンドル界面から）高抵抗率領域の最下点（すなわち、ウエハバルクと高抵抗率領域との間の界面）への距離に相当する。本開示の１つ以上の実施形態において、表面領域の深さＤＳＬは少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約１５μｍ、少なくとも約２０μｍまたは少なくとも約２５μｍである（例えば、約５μｍから約１００μｍ、約５μｍから約５０μｍ、約５μｍから約４０μｍまたは約１０μｍから約５０μｍ）。当然のことながら、ハンドルウエハは表層からハンドルウエハの後面に延在するバルク層も含むことに留意すべきである。
【００６０】
上述のように、抵抗率領域自体の厚さＤｒｅｓは、表層の深さＤＳＬよりも小さくてもよい。本開示の様々な実施形態において、抵抗率領域の厚さＤｒｅｓは少なくとも約１μｍ、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約１５μｍ、少なくとも約２０μｍまたは少なくとも約２５μｍである（例えば、約１μｍから約１００μｍ、約１μｍから約５０μｍ、約５μｍから約４０μｍまたは約１０μｍから約５０μｍ）。
【００６１】
当然のことながら、図１１で示される抵抗率プロファイルおよび上述したプロファイルは、ハンドルウエハのＳＯＩ構造体への取り込み前、ＳＯＩ構造体への取り込み後またはＳＯＩ構造体の表面へのＲＦ装置の形成後のハンドルウエハについてのプロファイルであってもよいことに留意すべきである。その際、“下の”、“上の”、“１番上の”および／または“１番下の”という用語は限定された意味で考えられるべきでなく、これらの用語はハンドルウエハおよび／またはＳＯＩ構造体の任意の特定の方向を意味するように意図していないことが理解されるべきである。
【００６２】
当然のことながら、サーマルドナー形成アニールが実行される（例えば、約２時間で約４５０°Ｃのアニール）前に、またはこのようなサーマルドナー形成アニールの実行後に、（ＳＯＩ製造の前または後）ハンドルウエハは、上述の、および／または図（例えば、図１１、１５および／または１６）に示される抵抗率プロファイルを有してもよい。さらに、本開示のいくつかの実施形態が、ハンドルウエハの“前面”に関して記載され、当然のことながら望ましい（複数の）特徴を有するハンドルウエハがＳＯＩ構造体に取り込まれてもよく、この“前面”は誘電層との界面を形成することを理解されるべきである（すなわち、貼り合わせ工程の間および後で、誘電体−ハンドル界面を形成する）。本明細書で参照するハンドルウエハの“前面”は、概して“誘電体−ハンドル界面”と置き換え可能であり、“前面”という用語は限定的な意味で考えられるべきではない。
【００６３】
・ＳＯＩ構造体の製造
様々な実施形態における上述のハンドルウエハは、当業者に知られたいずれかのＳＯＩ構造体を形成するための方法に従ってＳＯＩ構造体に取り込まれる。その際、当然ながら上述の１つ以上の工程段階がＳＯＩ製造方法の部分を形成してもよいことが理解されるべきである（例えば、サーマルドナー形成アニール、ドーパントを“打ち込む”アニール等）。ＳＯＩ構造体を形成するための例示的な方法はウエハ貼り合わせ工程（例えば、ドナーとハンドルウエハを少なくとも１つのその表面に取り付けられた誘電層と貼り合わせることと、エッチングおよび／または研磨、または切断によるドナーウエハの部分を除去すること）、および高温のアニールにより埋め込み酸素層に変換される損傷領域を形成するように酸素イオンがバルクシリコン基質に埋め込まれるＳＩＭＯＸ工程を含む。
【００６４】
上述の抵抗率プロファイルを有する（例えば、ＳＯＩ製造前、ＳＯＩ製造後または装置（例えば、ＲＦ装置）製造後に生じる所望の抵抗率プロファイルを有する）ハンドルウエハが使用されるウエハ貼り合わせ工程に従って作られたＳＯＩウエハは図１２−１４に示され、後述される。貼り合わせ工程に従って、ドナーとハンドルを一緒に貼り合わせるに先だって、ドナーウエハ、ハンドルウエハまたはその両方の表面に誘電層が形成（例えば、蒸着または成長）されてもよい。その際、ＳＯＩ構造体およびＳＯＩ構造体を準備する方法は、ドナーウエハに蒸着または成長する誘電層を有するとして、および誘電層の表面に貼り合わされたハンドルウエハの表面を有するとして本明細書に記載される。しかし当然のことながら、誘電層はハンドルウエハ上に成長または蒸着してもよく、あるいはドナーウエハ上への誘電層の成長または蒸着に加えて、かつこれらの構造体は制限無く任意の様々な方法（arrangement）で貼り合わされてもよいことを理解されるべきである。本明細書で参照するハンドルウエハ上に個別に蒸着される誘電層は、限定的な意味で考えられるべきではない。
【００６５】
図１２を参照して、誘電層１５（例えば、酸化ケイ素および／または窒化ケイ素の層）は、ドナーウエハ１２の研磨された（polished）前面に形成（例えば、蒸着または成長）される。誘電層１５は当業者に既知の任意の技術に従って適用されてもよく、例えば、熱酸化（例えば、湿式酸化または乾式酸化）、化学蒸着またはこれらの技術の組み合わせ等である。当然のことながら、ドナーウエハ１２の前面にのみあるとして誘電層が図１２に示されるが、ハンドルウエハの全表面上に誘電層が成長することがより実用的であることに留意すべきである。
【００６６】
一般的に言えば、誘電層１５は、最終的な構造体（final structure）に所望の絶縁特性を提供するのに十分な実質的に均一な厚さに成長する。しかし、典型的には、誘電層は少なくとも約１ｎｍと約５，０００ｎｍ未満、約３，０００ｎｍ未満、約１，０００ｎｍ未満、約５００ｎｍ未満、約３００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、約１５０ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満または約５０ｎｍ未満の厚みを有する。誘電層１５は、ＳＯＩ構造体での使用に適する任意の電気的な絶縁材料をであってもよく、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４または酸化アルミニウム、窒化アルミニウムもしくは酸化マグネシウムを含む材料などである。１つの実施形態において、誘電層１５はＳｉＯ２である（すなわち、誘電層は本質的にＳｉＯ２から成る）。
【００６７】
その際当然のことながら、ＳＯＩ構造体は本明細書で誘電層を有するとして記載されるが、いくつかの実施形態において、誘電層は除外されハンドルウエハおよびドナーウエハは“直接的に貼り合わされる”ことを理解されるべきである。このような誘電層の本明細書の参照は、限定的な意味で考えられないべきである。このような直接貼り合わされた構造体を作るのに、当業者に知られた多数の技術の任意の１つが使われてもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態において、イオン（例えば、水素原子、ヘリウム原子または水素およびヘリウム原子の組み合わせ）は、十分均一に規定された深さで、切断面１７を規定するドナーウエハの前面の真下に注入される。当然ながら、イオンの組み合わせが注入される時、イオンは同時にまたは連続的に注入されてもよいことに留意すべきである。イオン注入は当業者に知られた手段を用いて行われてもよい。例えばこの注入は、米国特許第６，７９０，７４７で開示される工程と同様の方法で行われてもよい。注入の変数は、例えば、約２０〜約１２５ｋｅＶ（例えば、Ｈ２＋は２０ｋｅＶのエネルギー、２．４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２）または約４０〜約１２５ｋｅＶの総エネルギーで、例えば、約１×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２から約１×１０１７のｉｏｎｓ／ｃｍ２（例えば、約１×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２から約７．５×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２）のイオン注入の総量を含んでもよい。イオンの組み合わせが使用されるとき、量はイオンの組み合わせの間でそれに応じて調整されてもよい（例えば、Ｈｅ＋が３６ｋｅＶのエネルギーで注入されてもよく、約１×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２の量のＨ２が続いて４８ｋｅＶのエネルギーおよび約５×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２の量が注入される。）
【００６９】
誘電体層の蒸着に先立って注入が実行されるとき、それに続くドナーウエハ上の誘電体層の成長または蒸着が、未成熟分離（premature separation）またはドナー層の平面１７に沿った切断を防止するのに十分な低温で適切に実行される（すなわち、ウエハ貼り合わせ工程段階に先立って）。分離または切断の温度は、注入された種類、注入された量および注入された材料の複合関数である。しかし、一般的には未成熟分離または切断は、蒸着または成長温度を約５００°Ｃより低く維持することにより避けられてもよい。
【００７０】
今、図３３を参照されたい。親水性接着工程を通して貼りあわされたウエハ２０を形成するように（必要に応じて、その上に形成される誘電体層（例えば、酸化物層）を有してもよい）、誘電体層１５の前面はそれからハンドルウエハ１０の前面に貼り合わされる。誘電体層１５およびハンドルウエハ１０は、ウエハの表面を、例えば酸素または窒素を含むプラズマに曝すことで、共に貼り合わされてもよい。プラズマに曝すことは、しばしば表面活性化として参照される方法で表面の構造を修正する。ウエハはそれから互いに押し付けられ、貼り合わせ界面１８で貼り合わせがその間に形成される。
【００７１】
貼り合わせに先立って、誘電体層およびハンドルウエハの表面は、当業者に知られた技術を用いて、その貼り合わせのための表面を準備するように、必要に応じて洗浄および／または簡単なエッチングまたは平坦化が受けてもよい。特定の理論にとらわれることなく、ＳＯＩ構造体のシリコン表面の質は、一部分において、貼り合わせに先立つ表面の質の働きであると、一般的に考えられる。さらに、貼り合わせに先立つ両方の表面の質は、結果として得られる貼り合わせ界面の質または強さに直接的な影響を有する。
【００７２】
ある場合は、それ故に、例えば、貼り合わせに先立って低い表面粗さ（例えば、０．５ｎｍ未満の二条平均平方根粗さ（ＲＭＳ））を得るために、誘電体層および／またはハンドルウエハは１つ以上の次の手順を受けてもよく、（ｉ）例えば、ＣＭＰによる平坦化、および／または（ｉｉ）例えば、親水性表面処理加工（例えば、約６５°Ｃで約２０分間、例えば１：２：５０の比率の水酸化アンモニウム、過酸化水素および水を含む溶液と表面が接触するＲＣＡ  ＳＣ−１洗浄加工、その後の脱イオン水のすすぎ、乾燥）のような、湿式化学洗浄手順による洗浄である。１つまたは両方の表面はまた、湿式洗浄加工の後、または代わりに、結果としての貼り合わせの強さを増加するように、必要に応じてプラズマ活性化を受けてもよい。プラズマ環境は、例えば、酸素、アンモニア、アルゴン、窒素、ジボランまたはホスフィンを含んでもよい。
【００７３】
一般的に言えば、ウエハの貼り合わせは、当業者に知られた任意の技術を基本的に用いて実行されてもよく、貼り合わせ界面の形成を達成するのに用いられる供給されるエネルギーは、確実に貼り合わせ界面の完全性（integrity）がその後の処理（すなわち、ドナーウエハ内の、切断面または分離面１７に沿った分離による層転写）の間持続することができる十分な量である。しかし、一般的には、ウエハの貼り合わせは、大気圧または低下させた圧力（例えば、約５０ｍＴｏｒｒ）で、室温と後に続く加熱により上昇した温度（例えば、少なくとも約２００°Ｃ、少なくとも約３００°Ｃ、少なくとも約４００°Ｃまたは少なくとも約５００°Ｃ）で、十分な時間（例えば、少なくとも約１０秒間、少なくとも約１分間、少なくとも約１５分間、少なくとも約１時間または少なくとも約３時間）で、誘電体層とハンドルウエハの表面を（必要に応じて、その上の別の誘電体層と）接触させることにより達成される。例えば、加熱は約３５０°Ｃで約２時間行われてもよい。結果としての界面は、約５００ｍＪ／ｍ２より大きい、または約１０００ｍＪ／ｍ２より大きい、約１５００ｍＪ／ｍ２より大きい、または約２０００ｍＪ／ｍ２より大きい貼り合わせ強度を有してもよい。上昇した温度は、ドナーウエハとハンドルウエハとの隣接する表面の間の共有結合の形成を引き起こし、そのようにしてドナーウエハとハンドルウエハとの間の結合を固める。貼り合わされたウエハの加熱またはアニールと同時に、ドナーウエハに早期に注入されたイオンは切断面を弱める。ドナーウエハの一部分はそれから、ＳＯＩ構造体を形成するように、切断面に沿って貼り合わされたウエハから分離（すなわち切断）される。
【００７４】
貼り合わせ界面が形成された後、結果として生じる貼り合わされた界面は、ドナーウエハ（図１４）内の分離または切断面に沿って裂け目を誘発するのに十分な状態にさらされる。一般的に言うと、この裂け目は当業者に知られた技術を用いて達成されてもよく、例えば、熱的および／または機械的に誘発される切断技術等である。しかし、一般的には、割裂（fracturing）は、少なくとも約２００°Ｃ、少なくとも約３００°Ｃ、少なくとも約４００°Ｃ、少なくとも約５００°Ｃ、少なくとも約６００°Ｃ、少なくとも約７００°Ｃまたは少なくとも約８００°Ｃの温度（温度は、例えば、約２００°Ｃから約８００°Ｃ、または約２５０°Ｃから約６５０°Ｃの範囲である）で少なくとも約１０秒、少なくとも約１分間、少なくとも約１５分間、少なくとも約１時間または少なくとも約３時間の時間（より高い温度はより短いアニール時間を必要とし、その逆も同様である）で、不活性（例えば、アルゴンまたは窒素）雰囲気または周囲の環境の下で、貼り合わされた構造をアニールすることにより達成される。
【００７５】
その際、別の実施形態においてこの分離は、単独でまたはアニールに加えて機械力の手段により誘発または達成されてもよいことに留意すべきである。例えば、貼り合わされたウエハは、ドナーウエハの一部を貼り合わされたウエハから離れて引っ張るために、貼り合わされたウエハの反対面に対して垂直に機械力が適用される治具内に配置されてもよい。いくつかの手法に従い、吸着カップ（suction cup）が利用されて機械力が適用される。ドナーウエハの部分の分離は、切断面に沿った割れの伝搬を開始するために、機械的なくさび（mechanical wedge）を貼り合わせたウエハの縁の切断面に適用することにより開始される。吸着カップにより適用される機械力はそれから、貼り合わせたウエハからドナーウエハの部分を引っ張り、そのようにしてＳＯＩ構造体を形成する。
【００７６】
図１４を参照して、分離すると、２つの構造体３０、３１が形成される。貼り合わせた構造体２０の分離はドナーウエハ１２（図１３）内の切断面１７に沿って起こるので、ドナーウエハの一部分は両方の構造体の一部に残る（すなわちドナーウエハの一部分は誘電体層と共に移動する）。構造体３０はドナーウエハの一部分を含む。構造体３１はシリコン・オン・インシュレータ構造体であり、ハンドルウエハ１６、電体層１５およびシリコン層２５を含む。
【００７７】
結果として生じるＳＯＩ構造体３１は、誘電体層１５とハンドルウエハ１０の上に配置するシリコンの薄い層２５（切断後に残るナーウエハの部分）を含む。ＳＯＩ構造体の切断層（すなわち、ドナーウエハのシリコンの薄い層）は、付加的な加工により平滑化されてもよい粗い表面を有する。構造体３１は、その上へのデバイス製造のための望の特徴を有するシリコン層表面を作るように、付加的な加工を受けてもよい。そのような特徴は、例えば減少した表面粗さ、および／または重要でない（light）点欠陥の減少した濃度を含む。さらに、例えば、層の厚みを増加させるエピタキシャル析出により付加的なシリコンを堆積するように、シリコン２５の薄い層はさらに処理される。
【００７８】
ＳＯＩ構造体はまた、２つのウエハを貼り合わせて、ＢＧＳＯＩまたはＢＥＳＯＩ処理のそれぞれで研磨および／またはエッチングすることにより貼り合わせたウエハの１つの部分を除去することによって準備されてもよい。例えばＳＯＩ構造体は、別のウエハに１つのウエハを貼り合わせることにより（そのうちの１つは上述のハンドルウエハ）準備することができ、それからウエハの１つの実質的な部分が、既知のウエハを薄くする技術を用いてエッチング除去（etched away）され、素子層が得られる（例えば、米国特許第５，０２４，７２３号および５，１８９，５００号を参照するが、すべての関連する一貫した目的のために、これらは参照することにより本明細書に取り込まれる）。ＢＥＳＯＩ製造方法に先立って、ＢＥＳＯＩ工程の後に、またはＢＥＳＯＩ工程により準備されたＳＯＩ構造体を用いて電子デバイスが組み立てられる後に、ハンドルウエハは上述の抵抗率プロファイルを有してもよい。
【００７９】
本開示のいくつかの実施形態において、および上述の貼り合わせたウエハの方法に変わる手段として、シリコン・オン・インシュレータ構造体は、バルクウエハが当技術分野で標準的なイオン注入加工を受けるＳＩＭＯＸ方法を用いて準備される（例えば、米国特許第５，４３６，１７５号およびＰｌａｓｍａ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｉｏｎ  Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ４６（１９９６）１３２−１３９）を参照するが、これらの両方ともすべての関連する一貫した目的のために参照することにより本明細書に取り込まれる）。その際、ＳＩＭＯＸ方法に係り用いられるバルクシリコンウエハは、上述の“ハンドル”ウエハであってもよく、“ハンドルウエハ”という言葉は限定的な意味で考えられるべきでないことを理解されるべきである。そのようなＳＩＭＯＸ方法において、ハンドルウエハへの酸素の内方拡散は、埋め込み酸化層の形成の間起こってもよい（例えば、１３２５°Ｃ付近のアニール）。外方拡散は、実質的により低い温度でのアニールを介して起こってもよい。ドーパントはイオン注入法により注入されてもよい。
【００８０】
・電子デバイスの製造（例えば、ＲＦ装置）
その際、ＳＯＩ構造体および上述のハンドルウエハが電子デバイスに取り込まれてもよく、高周波（ＲＦ）装置の製造にとりわけよく適していることを理解されるべきである。そのような電子デバイス（例えば、ＲＦ装置）は、シリコン素子層、誘電体層（例えば、埋め込み酸化層）およびハンドルウエハの少なくとも１つを通じて形成される溝（trench）および／または接点（contacts）を有してもよい。さらに、接点および／またはゲート構造は、そのようなデバイスの製品内のシリコン層の表面上に形成されてもよい。デバイス製造方法自体が、上述の抵抗率プロファイルを備えるハンドルウエハを準備するための工程の部分を形成してもよい（例えば、サーマルドナー形成アニールおよび／またはドーパントを“打ち込む”アニールがデバイス製造方法の一部分であってもよい）ことが理解されるべきである。あるいは、ハンドルウエハは、デバイス（例えば、ＲＦデバイス）製造方法に先立って所望の抵抗率を有していてもよい。上述の抵抗率プロファイルは備えるハンドルウエハを有するＳＯＩ構造体上に作られるデバイスは、低減された信号歪み、周波数応答および／または電力損失を特徴としてもよい。
【実施例】
【００８１】
本開示の工程はさらに、次の実施例により示される。これらの実施例は限定的な意味で考えられないべきである。
【００８２】
・実施例１：表層内にピーク抵抗率を有するハンドルウエハの生産
２つのハンドルウエハが準備され、拡がり抵抗プロファイル（ＳＲＰ）がそれぞれのウエハに対して決定された。抵抗率プロファイルが変わる工程をウエハが受ける前は、それぞれのハンドルウエハはｎ型ウエハであった。ハンドルウエハの抵抗率プロファイルを変え、ほぼ完全に補償された領域またはｐｎ接合（すなわち、ピーク抵抗率を備える高抵抗率領域）をハンドルウエハの表層内に作るように、それぞれのｎ型ウエハは、ｐ型の表面不純物および／または酸素の外方拡散もしくは内方拡散処理（サーマルドナー形成アニールを伴う）に曝された。当然ながら、図１１の最も高いピークを備えるプロファイルと、最も低いピークを備えるプロファイルは同じウエハであったが、ＳＲＰは２回計測された（一方のＳＲＰは社内で決定され、もう一方は外部の実験室により決定された）。
【００８３】
ＳＲＰ分析の結果は図１１に示される。図１１に示されるように、それぞれのウエハは約９００ｏｈｍ−ｃｍから約１，５００ｏｈｍ−ｃｍのバルク抵抗率を有し、少なくとも約９，０００ｏｈｍ−ｃｍのピーク抵抗率を有する。概して、ピーク抵抗率はハンドルウエハの前面から約１μｍから約５μｍの間で起こった。抵抗率プロファイルは、主にｐ型不純物（例えば、ホウ素および／またはアルミニウム）のウエハの前面からの内方拡散により影響を受けると考えられた。
【００８４】
・実施例２：ハンドルウエハ内のｐｎ接合の形成
いくつかのハンドルウエハの抵抗率プロファイルが、図１５および１６（凡例にラベル無し）に点線により示される。いくつかの変数（バルク酸素およびｐｎ接合のｐ型およびｎ型側の抵抗率）は、ハンドルウエハの抵抗率プロファイルの生産（production）を示すようにモデル化された。これらの変数は、ウエハ内のドーパントと酸素のプロファイルに基づいてモデル化された。酸素の外方拡散処理およびサーマルドナー形成アニールを受け、アニール前にその表面でアルミニウム（第２のｐ型ドーパント）を含む、ｐ型ウエハ（ホウ素でドープされた）の抵抗率プロファイルが図１５に示される。格子間酸素の初期濃度は７ｐｐｍａであった。アニールに先立って、ｐ型の出発ハンドルウエハは約４，０００ｏｈｍ−ｃｍの抵抗率を有した。酸素の外方拡散処理は、１１２５°Ｃで４時間（すなわち、典型的なＳＯＩ平滑化アニールのアニール状態）実行された（すなわち、シュミレーションされた）。サーマルドナー形成アニールは４６０°Ｃで２時間実行された。ウエハの表面でのアルミニウム濃度は３×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であった。酸素の外方拡散のアニールの間（すなわち、外方拡散のアニールおよび打ち込みアニールは同じアニール工程の間に起こった）、アルミニウムはウエハに“打ち込まれた”。
【００８５】
サーマルドナー形成アニールの前のウエハ内の酸素プロファイルも、図１５に示される。図１５に示されるように、酸素濃度はウエハ（すなわち、ウエハは外方拡散処理を受けた）の前面に向かって低下した。図１５の“ｐ型の抵抗率”の傾向線（trend line）は、ｐ型ドーパントの濃度がｎ型ドーパントの濃度を超えるハンドルの部分のハンドルウエハ内の、モデル化された比較的な抵抗率の変化を示す。“ｎ型の抵抗率”の傾向線は、ｎ型ドーパント（サーマルドナーを含む）の濃度がｎ型ドーパントの濃度を超えるハンドルの部分のハンドルウエハ内の、モデル化された比較的な抵抗率の変化を示す。図１５に示されるように、モデル化されたピーク抵抗率は、ハンドルウエハ内の実際のピーク抵抗率（“ハンドルウエハ抵抗率”）に比較的に近接して起こる。ウエハの表面におけるウエハの抵抗率は、付加的なｐ型ドーパント（アルミニウム）により比較的低い。ウエハの後面に向かって進むと（約１０μｍの深さ）、アルミニウムのドーパント（すなわちアクセプタ）濃度は低下し、サーマルドナーは増加し、補償およびその結果としてのピーク抵抗率をもたらす。ピーク抵抗率から後面に進むと、著しいサーマルドナーの形成によりドナーはアクセプタを超える。
【００８６】
別のｐ型ウエハ（ホウ素でドープされた）の抵抗率プロファイルが、図１６に示される。いくつかのモデル化された変数が、いかに抵抗率プロファイルが達成されてよいかを実証するように示される。図１６のウエハは、内方拡散処理およびサーマルドナー形成アニール（または、ハンドルウエハの表面から酸素濃度が低下する酸素プロファイルを作る処理）を受け、アニール前にその表面でアルミニウム（第２のｐ型ドーパント）を含む。格子間酸素の初期濃度は５ｐｐｍａであった。アニールの前に、ｐ型出発ハンドルウエハは約４，０００ｏｈｍ−ｃｍの抵抗率を有した。酸素の内方拡散処理は、１１２５°Ｃで４時間（すなわち、典型的なＳＯＩ平滑化アニールのアニール状態）実行された（すなわち、シュミレーションされた）。サーマルドナー形成アニールは４００°Ｃで２時間実行された。ウエハの表面でのアルミニウム濃度は３×１０１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３であった。酸素の内方拡散のアニールの間（すなわち、内方拡散のアニールおよび打ち込みアニールは同じアニール工程の間に起こった）、アルミニウムはウエハに“打ち込まれた”。
【００８７】
サーマルドナー形成アニールの前のウエハ内の酸素プロファイルも、図１６に示される。図１６に示されるように、酸素濃度はウエハ（すなわち、ウエハは内方拡散処理を受けた）の前面に向かって増加した。図１６の“ｐ型の抵抗率”の傾向線は、ｐ型ドーパントの濃度がｎ型ドーパントの濃度を超える（すなわち、ウエハ全体）ハンドルの部分のハンドルウエハ内の、モデル化された比較的な抵抗率の変化を示す。図１６に示されるように、ハンドルウエハの全部分においてｐ型ドーパントはｎ型ドーパント（すなわち、サーマルドナー）を超え、結果として“ｎ型の抵抗率”の傾向線は見られない。アルミニウムのドーパントは表面付近のサーマルドナーから補償を相殺する（off-sets compensation）ので、ウエハの表面における抵抗率は比較的低い。アルミニウムのドーパント濃度が表面から低下するにつれ、サーマルドナー補償および抵抗率の増加を引き起こす。サーマルドナーの数はハンドルウエハの中ではさらに減少し、抵抗率をピークにし、ハンドルウエハの後面に向かってピークから減少し始める。図１６に示されるように、モデル化されたピーク抵抗率は、ハンドルウエハ内の実際のピーク抵抗率（“ハンドルウエハ抵抗率”）に比較的近接して起こる。
【００８８】
本開示またはその好ましい実施形態の要素を導入するとき、冠詞“ａ”、“ａｎ”、“ｔｈｅ”および“ｓａｉｄ”は、１つ以上の要素があることを意味することを意図する。言葉“含む（comprising）”、“含む（including）”および“有する（having）”は、包含的であることを意図し、記載された要素以外の付加的な要素があってもよいことを意味する。
【００８９】
上述の装置および方法は、本開示の範囲から逸脱することなく様々な変更がされてもよいので、上の記載に含まれ、添付の図面に示される全ての事項は例示であり限定的な意味でないとして解釈されるべきであることを意図する。
【００９０】
なお、本発明は以下の態様を含む。
第１態様：
ハンドルウエハと、シリコン素子層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン素子層との間の誘電体層とを含み、前記ハンドルウエハが軸と、半径と、前面と、後面および前面から後面へ軸方向に延在する周辺端部とを有し、前記ハンドルウエハの前記前面が前記誘電体層との界面を形成し、前記ハンドル−誘電体界面および後面が前記軸に垂直であり、前記ハンドルウエハが、前記軸方向に前記ハンドル−誘電体界面から前記後面に向かって深さＤｓｌで延在する高抵抗率の領域を含む表層と前記表層から前記後面に向かって延在するバルク層とをさらに含み、前記ハンドルウエハはピーク抵抗率が前記高抵抗率領域に存在する抵抗率プロファイルを有し、前記抵抗率が概して前記ピーク抵抗率から前記バルク層に向かって低下する、シリコン・オン・インシュレータ構造体を準備する方法であって、
所定のドーパント濃度および格子間酸素濃度を備えるハンドルウエハを選択する工程であって、ハンドルウエハが第１型のドーパントでドープされ、第１型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかである、ハンドルウエハを選択する工程と、
ハンドルウエハの表層内に高抵抗率領域を形成する工程であって、
（１）前記ハンドルウエハ内の酸素の不均一な分布を形成するように前記ハンドルウエハの内に、またはハンドルウエハの外に、のいずれかに酸素を拡散し、不均一なサーマルドナーの分配を形成するように不均一な酸素の分布を有する前記ウエハをアニールすること、および
（２）ｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、かつ前記第１型とは異なる型である第２型のドーパントを、前記ハンドルウエハの前記表層にドープすること
の少なくとも１つによりハンドルウエハの表層内に高抵抗率領域を形成する工程と、
少なくとも１つのドナーウエハの表面および／または前記ハンドルウエハの前記前面に誘電体層を形成する工程と、
貼り合わせウエハを形成するようにドナーウエハおよび前記ハンドルウエハを張り合わせる工程であって、前記ドナーウエハとハンドルウエハが前記誘電体層によって前記軸に沿って分離され、前記誘電体層が前記ドナーウエハと前記誘電体層との間にドナー−誘電体界面を形成し、前記誘電体層と前記ハンドルウエハの前面との間にハンドル−誘電体界面を形成し、前記張り合わせウエハが、前記ドナー−誘電体界面、前記ハンドル−誘電体界面または前記２つの界面の間の前記誘電体層内に位置する貼り合わせ界面を含む、ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハを張り合わせる工程と、
シリコン・オン・インシュレータ構造体を形成するように、シリコン層が前記誘電体層に貼り合わせたままであるように、前記ドナーウエハの一部分を前記貼り合わせたウエハから取り除く工程と、
を含む方法。
第２態様：
前記ピーク抵抗率が、前記ピーク抵抗率から、前記ハンドル−誘電体界面まで概して減少する第１態様に記載の方法。
第３態様：
前記高抵抗率を形成する前に、前記ハンドルウエハが少なくとも５０ｏｈｍ−ｃｍのバルク抵抗率を有する、第１または第２態様に記載の方法。
第４態様：
サーマルドナーを形成する前記アニールが、シリコン・オン・インシュレータ構造体の製造方法または電子デバイス製造方法の一部分である、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第５態様：
前記ハンドルウエハの内部にその前面を通じて酸素を拡散すること；および
酸素が凝集しサーマルドナーを形成する、サーマルドナー形成アニールを実行すること、
から本質的に成る方法により、前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られる、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第６態様：
前記ハンドルウエハの内部にその前面を通じて酸素を拡散すること；
ｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、かつ前記第１型のドーパントと異なる型である第２型のドーパントを、前記ハンドルウエハにその前面を通じてドーピングすること；
酸素が凝集しサーマルドナーを形成する、サーマルドナー形成アニールを実行すること、
から本質的に成る方法により、前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られる、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第７態様：
前記ハンドルウエハの外側にその前面を通じて酸素を拡散すること；
酸素が凝集しサーマルドナーを形成する、サーマルドナー形成アニールを実行すること、
から本質的に成る方法により前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られる、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第８態様：
前記ハンドルウエハの外側にその前面を通じて酸素を拡散すること；
ｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、かつ前記第１型のドーパントと異なる型である第２型のドーパントを、前記ハンドルウエハにその前面を通じてドーピングすること；および
酸素が凝集しサーマルドナーを形成する、サーマルドナー形成アニールを実行すること、
から本質的に成る方法により前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られる、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第９態様：
ｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、かつ前記第１型のドーパントと異なる型である第２型のドーパントを、前記ハンドルウエハにその前面を通じてドーピングすること、から本質的に成る方法により前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られる、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第１０態様：
第２型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、かつ前記第１型のドーパントと異なる型であり、第１型のドーパントがｐ型で第２型のドーパントがｎ型であり、前記ハンドルウエハにその前面を通じて前記第２型のドーパントをドーピングすること、を含む方法により前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られる、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第１１態様：
第２型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、かつ前記第１型のドーパントと異なる型であり、第１型のドーパントがｎ型で第２型のドーパントがｐ型であり、前記ハンドルウエハにその前面を通じて前記第２型のドーパントをドーピングすること、を含む方法により前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られる、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第１２態様：
前記ハンドルウエハ内に不均一な酸素の分布を形成するように、その前面を通じて前記ハンドルウエハの内部またはハンドルウエハの外側のいずれかに酸素が拡散され、サーマルドナーを形成するように不均一な酸素の分布を有する前記ウエハがアニールされ、前記サーマルドナー形成アニールが前記ＳＯＩ製造方法の一部分である、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第１３態様：
前記ハンドルウエハ内に不均一な酸素の分布を形成するように、その前面を通じて前記ハンドルウエハの内部またはハンドルウエハの外側のいずれかに酸素が拡散され、サーマルドナーを形成するように不均一な酸素の分布を有する前記ウエハがアニールされ、前記サーマルドナー形成アニールが高周波装置製造方法の一部分である、第１〜第３態様のいずれかに記載の方法。
第１４態様：
前記ピーク抵抗率Ｒｐｅａｋが、前記ハンドル−誘電体界面から少なくとも約０．１μｍ、または前記界面から少なくとも約１μｍ、少なくとも約２μｍ、約０．１μｍから約１５μｍ、約１μｍから約１５μｍ、約２μｍから約１０μｍ、約０．１μｍから約５μｍ、もしくは約１μｍから約５μｍで生じる、第１〜第１３態様のいずれかに記載の方法。
第１５態様：
Ｒｐｅａｋが少なくとも約１０００ｏｈｍ−ｃｍである第１〜第１４態様のいずれかに記載の方法。
第１６態様：
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、Ｒｂｕｌｋに対するＲｐｅａｋの比率が少なくとも約２：１、または少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、少なくとも約７：１、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１もしくは約３：１から約２５：１である、第１〜第１５態様のいずれかに記載の方法。
第１７態様：
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、前記Ｒｐｅａｋと前記Ｒｂｕｌｋとの抵抗率の違いが少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、または少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍもしくは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍである、第１〜第１６態様のいずれかに記載の方法。
第１８態様：
前記ハンドル−誘電体界面において前記ハンドルウエハが抵抗率ＲＨＤを有し、ＲＨＤに対するＲｐｅａｋの比率が少なくとも約２：１、または少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、少なくとも約７：１、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１もしくは約３：１から約２５：１である、第１〜第１７態様のいずれかに記載の方法。
第１９態様：
前記ハンドル−誘電体界面において前記ハンドルウエハが抵抗率ＲＨＤを有し、前記Ｒｐｅａｋと前記ＲＨＤとの抵抗率の違いが少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、または少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍ、約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍもしくは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍである、第１〜第１８態様のいずれかに記載の方法。
第２０態様：
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、前記高抵抗率領域が前記高抵抗率領域の全体にわたって前記バルクの抵抗率Ｒｂｕｌｋを少なくとも約５０％上回る抵抗率を有し、前記高抵抗率領域が軸方向に測定された少なくとも約１μｍ、または少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約１５μｍ、少なくとも約２０μｍ、少なくとも約２５μｍ、約１μｍから約１００μｍ、約１μｍから約５０μｍ、約５μｍから約４０μｍもしくは約１０μｍから約５０μｍの厚さＤｒｅｓを有する、第１〜第１９態様のいずれかに記載の方法。
第２１態様：
第１〜第２０態様のいずれかに方法に従ってＳＯＩ構造体を形成する工程と、前記ＳＯＩ構造体上に高周波装置を形成するように前記ＳＯＩ構造体にさらなる加工を行う工程とを含む、高周波装置を準備する方法。
第２２態様：
ハンドルウエハと、シリコン素子層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン素子層との間の誘電体層とを含み、前記ハンドルウエハが前記誘電体層との界面を形成し、前記ハンドルウエハが軸と、半径と、後面と前記ハンドル−誘電体界面から後面へ軸方向に延在する周辺端部とを有し、前記ハンドル−誘電体界面および後面が前記軸に垂直であり、前記ハンドルウエハが、前記軸方向に前記ハンドル−誘電体界面から前記後面に向かって深さＤｓｌで延在する高抵抗率の領域を含む表層および前記表層から前記後面に向かって延在するバルク層を含み、前記ハンドルウエハがピーク抵抗率が前記高抵抗率領域に存在する抵抗率プロファイルを有し、前記抵抗率が概して前記ピーク抵抗率から前記ハンドル−誘電体界面に向かって低下し、かつ前記ピーク抵抗率から前記バルク層に向かって低下し、前記ピーク抵抗率が前記界面から少なくとも０．１μｍで生じる、シリコン・オン・インシュレータ構造体。
第２３態様：
Ｒｐｅａｋが少なくとも約１０００ｏｈｍ−ｃｍである、第２２態様に記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第２４態様：
Ｒｐｅａｋが前記ハンドル−誘電体界面から１５μｍ未満で生じる、第２２または第２３態様に記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第２５態様：
前記Ｒｐｅａｋが前記界面から少なくとも約１μｍ、または前記界面から少なくとも約２μｍ、約０．１μｍから約１５μｍ、約１μｍから約１５μｍ、約２μｍから約１０μｍ、約０．１μｍから約５μｍもしくは約１μｍから約５μｍで生じる、第２２または第２３態様に記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第２６態様：
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、Ｒｂｕｌｋに対するＲｐｅａｋの比率が少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、少なくとも約７：１、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１または約３：１から約２５：１である、第２２〜第２５態様のいずれかに記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第２７態様：
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、前記Ｒｐｅａｋと前記Ｒｂｕｌｋとの抵抗率の違いが、少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍまたは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍである、第２２〜第２６態様のいずれかに記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第２８態様：
前記ハンドル−誘電体界面において前記ハンドルウエハが抵抗率ＲＨＤを有し、ＲＨＤに対するＲｐｅａｋの比率が少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、少なくとも約７：１、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１または約３：１から約２５：１である、第２２〜第２７態様のいずれかに記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第２９態様：
前記ハンドル−誘電体界面において前記ハンドルウエハが抵抗率ＲＨＤを有し、前記Ｒｐｅａｋと前記ＲＨＤとの抵抗率の違いが、少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍ、約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍまたは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍである、第２２〜第２８態様のいずれかに記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第３０態様：
第２２〜第２９態様のいずれかのＳＯＩ構造体の少なくとも一部を含む高周波装置。
第３１態様：
ハンドルウエハと、シリコン素子層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン素子層との間の誘電体層とを含み、前記ハンドルウエハが前記誘電体層との界面を形成し、前記ハンドルウエハが軸と、半径と、後面と前記ハンドル−誘電体界面から後面へ軸方向に延在する周辺端部とを有し、前記ハンドル−誘電体界面および後面が前記軸に垂直であり、前記ハンドルウエハが、前記軸方向に前記ハンドル−誘電体界面から前記後面に向かって深さＤｓｌで延在する高抵抗率の領域を含む表層および平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し前記表層から前記後面に向かって延在するバルク層を含み、前記高抵抗率領域が前記高抵抗率領域の全体にわたってバルクの抵抗率Ｒｂｕｌｋを少なくとも約５０％上回る抵抗率を有し、前記高抵抗率領域が軸方向に測定した少なくとも約１μｍの厚さＤｒｅｓを有する、シリコン・オン・インシュレータ構造体。
第３２態様：
前記高抵抗率領域の前記厚さＤｒｅｓが、少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約１５μｍ、少なくとも約２０μｍ、少なくとも約２５μｍ、約１μｍから約１００μｍ、約１μｍから約５０μｍ、約５μｍから約４０μｍまたは約１０μｍから約５０μｍである、第３１態様に記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第３３態様：
第３１または第３２態様に記載のＳＯＩ構造体の少なくとも一部を含む高周波装置。
第３４態様：
ハンドルウエハと、シリコン素子層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン素子層との間の誘電体層とを含み、前記ハンドルウエハが前記誘電体層との界面を形成し、前記ハンドルウエハが軸と、半径と、後面と前記ハンドル−誘電体界面から後面へ軸方向に延在する周辺端部とを有し、前記ハンドル−誘電体界面および後面が前記軸に垂直であり、表層が前記ハンドル−誘電体界面から前記後面に向かって深さＤｓｌの前記軸方向に延在し、表層がその中にｐｎ接合を有し、バルク層が前記表層から前記後面に向かって延在し、前記ハンドルウエハが第１型のドーパントを含み、第１型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、前記ハンドルウエハが第２型のドーパントを含み、第２型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかで、第１型のドーパントと異なる型であり；第２型のドーパントが前記ハンドルウエハの前記表層において、または表層付近でピーク濃度を有し、前記前面における第２型のドーパントの前記濃度が前記ハンドルウエハ内の第１型のドーパントの前記平均濃度を超え、前記第２型のドーパントの前記濃度が概して前記ハンドルウエハの前記前面から前記バルク層に向かって低下し、前記第２型の前記ドーパントの前記濃度が前記表層内の点Ｐｅｑｕａｌにおける前記第１型の前記ドーパントの前記濃度に実質的に等しく、前記第２型の前記ドーパントの前記濃度がＰｅｑｕａｌからバルク層に向かって前記第１型の前記ドーパントの前記濃度より低い、シリコン・オン・インシュレータ構造体。
第３５態様：
Ｐｅｑｕａｌが前記ｐｎ接合が生じる点である、第３４態様に記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第３６態様：
前記表層がサーマルドナーを含み、かつＰｅｑｕａｌと異なる点においてｐｎ接合が生じる、第３４態様に記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
第３７態様：
ハンドルウエハと、シリコン素子層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン素子層との間の誘電体層とを含み、前記ハンドルウエハが前記誘電体層との界面を形成し、前記ハンドルウエハが軸と、半径と、後面と前記ハンドル−誘電体界面から後面へ軸方向に延在する周辺端部とを有し、前記ハンドル−誘電体界面および後面が前記軸に垂直であり、表層が前記ハンドル−誘電体界面から前記後面に向かって深さＤｓｌの前記軸方向に延在し、バルク層が前記表層から前記後面に向かって延在し、前記ハンドルウエハが第１型のドーパントを含み、第１型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、その後のサーマルドナー形成アニールに際し前記ハンドルウエハが前記表層内にｐｎ接合を形成することができるように前記ハンドルウエハが前記表層内に酸素濃度プロファイルを有する、シリコン・オン・インシュレータ構造体。
第３８態様：
前記シリコン・オン・インシュレータ構造体が第２型のドーパントを含み、前記第２型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかであり、前記第１型のドーパントと異なる型であり、前記第２型のドーパントの前記濃度が、前記第２型のドーパントの不純物準位を上回らない、第３７態様に記載のシリコン・オン・インシュレータ構造体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルウエハと、シリコン素子層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン素子層との間の誘電体層とを含み、前記ハンドルウエハが軸と、半径と、前面と、後面と、前面から後面へ軸方向に延在する周辺端部とを有し、前記ハンドルウエハの前記前面が前記誘電体層との界面を形成し、前記ハンドル−誘電体界面および後面が前記軸に垂直であり、前記ハンドルウエハが、前記軸方向に前記ハンドル−誘電体界面から前記後面に向かって深さＤｓｌで延在する高抵抗率の領域を含む表層と前記表層から前記後面に向かって延在するバルク層とをさらに含み、前記ハンドルウエハはピーク抵抗率が前記高抵抗率領域に存在する抵抗率プロファイルを有し、前記抵抗率が概して前記ピーク抵抗率から前記バルク層に向かって低下する、シリコン・オン・インシュレータ構造体を準備する方法であって、
所定のドーパント濃度および格子間酸素濃度を備えるハンドルウエハを選択する工程であって、ハンドルウエハが第１型のドーパントでドープされ、第１型のドーパントがｐ型またはｎ型のドーパントのいずれかである、ハンドルウエハを選択する工程と、
ハンドルウエハの表層内に高抵抗率領域を形成する工程であって、前記ハンドルウエハ内の酸素の不均一な分布を形成するように前記ハンドルウエハの内に、またはハンドルウエハの外に、のいずれかに酸素を拡散すること、および不均一なサーマルドナーの分配を形成するように不均一な酸素の分布を有する前記ウエハをアニールすることによりハンドルウエハの表層内に高抵抗率領域を形成する工程と、
少なくとも１つのドナーウエハの表面および／または前記ハンドルウエハの前記前面に誘電体層を形成する工程と、
貼り合わせウエハを形成するようにドナーウエハおよび前記ハンドルウエハを張り合わせる工程であって、前記ドナーウエハとハンドルウエハが前記誘電体層によって前記軸に沿って分離され、前記誘電体層が前記ドナーウエハと前記誘電体層との間にドナー−誘電体界面を形成し、前記誘電体層と前記ハンドルウエハの前面との間にハンドル−誘電体界面を形成し、前記張り合わせウエハが、前記ドナー−誘電体界面に、前記ハンドル−誘電体界面に、または前記２つの界面の間の前記誘電体層内に位置する貼り合わせ界面を含む、ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハを張り合わせる工程と、
シリコン・オン・インシュレータ構造体を形成するように、シリコン層が前記誘電体層に貼り合わせたままであるように、前記ドナーウエハの一部分を前記貼り合わせたウエハから取り除く工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記ピーク抵抗率が、前記ピーク抵抗率から、前記ハンドル−誘電体界面まで概して減少する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高抵抗率を形成する前に、前記ハンドルウエハが少なくとも５０ｏｈｍ−ｃｍのバルク抵抗率を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
サーマルドナーを形成する前記アニールが、シリコン・オン・インシュレータ構造体の製造方法または電子デバイス製造方法の一部分である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ハンドルウエハがＰ型であり、かつ
前記ハンドルウエハの内部にその前面を通じて酸素を拡散すること；および
酸素を凝集させ、サーマルドナーを形成する、サーマルドナー形成アニールを実行すること、
から本質的に成る方法により、前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ハンドルウエハがＰ型であり、かつ
前記ハンドルウエハの外側にその前面を通じて酸素を拡散すること；
酸素を凝集させ、サーマルドナーを形成する、サーマルドナー形成アニールを実行すること、
から本質的に成る方法により前記ハンドルウエハ内の高抵抗率領域が作られている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ハンドルウエハ内に不均一な酸素の分布を形成するように、その前面を通じて前記ハンドルウエハの内部または外側のいずれかに酸素が拡散され、サーマルドナーを形成するように不均一な酸素の分布を有する前記ウエハがアニールされ、サーマルドナー形成アニールが前記ＳＯＩ製造方法の一部分または高周波装置製造方法の一部分である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ピーク抵抗率Ｒｐｅａｋが、前記ハンドル−誘電体界面から少なくとも約０．１μｍ、または前記界面から少なくとも約１μｍ、少なくとも約２μｍ、約０．１μｍから約１５μｍ、約１μｍから約１５μｍ、約２μｍから約１０μｍ、約０．１μｍから約５μｍ、もしくは約１μｍから約５μｍで生じる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
Ｒｐｅａｋが少なくとも約１０００ｏｈｍ−ｃｍである請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、Ｒｂｕｌｋに対するＲｐｅａｋの比率が少なくとも約２：１、または少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、少なくとも約７：１、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１もしくは約３：１から約２５：１である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、前記Ｒｐｅａｋと前記Ｒｂｕｌｋとの抵抗率の違いが少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、または少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍもしくは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ハンドル−誘電体界面において前記ハンドルウエハが抵抗率ＲＨＤを有し、ＲＨＤに対するＲｐｅａｋの比率が少なくとも約２：１、または少なくとも約３：１、少なくとも約５：１、少なくとも約７：１、約２：１から約１００：１、約２：１から約７５：１、約２：１から約５０：１、約３：１から約５０：１もしくは約３：１から約２５：１である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ハンドル−誘電体界面において前記ハンドルウエハが抵抗率ＲＨＤを有し、前記Ｒｐｅａｋと前記ＲＨＤとの抵抗率の違いが少なくとも約１，０００ｏｈｍ−ｃｍ、または少なくとも約２，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、少なくとも約７，５００ｏｈｍ−ｃｍ、約１０，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約７５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍ、約１，０００ｏｈｍ−ｃｍから約１５，０００ｏｈｍ−ｃｍもしくは約５，０００ｏｈｍ−ｃｍから約２５，０００ｏｈｍ−ｃｍである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記バルク層が平均的な抵抗率Ｒｂｕｌｋを有し、前記高抵抗率領域が前記高抵抗率領域の全体にわたって前記バルクの抵抗率Ｒｂｕｌｋを少なくとも約５０％上回る抵抗率を有し、前記高抵抗率領域が軸方向に測定された少なくとも約１μｍ、または少なくとも約５μｍ、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約１５μｍ、少なくとも約２０μｍ、少なくとも約２５μｍ、約１μｍから約１００μｍ、約１μｍから約５０μｍ、約５μｍから約４０μｍもしくは約１０μｍから約５０μｍの厚さＤｒｅｓを有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項の方法に従ってＳＯＩ構造体を形成する工程と、前記ＳＯＩ構造体上に高周波装置を形成するように前記ＳＯＩ構造体にさらなる加工を行う工程とを含む、高周波装置を準備する方法。