(57)【要約】【課題】Ｇｅ含有層の下に生成される多孔質シリコンの層（または領域）を酸化することによりＳｉＧｅオンインシュレータを形成する簡単で直接的な方法を提供すること。【解決手段】この方法は、正孔を多く含む領域が中に形成されたＳｉ含有基板、およびこのＳｉ含有基板の上のＧｅ含有層を備える構造を提供するステップと、この正孔を多く含む領域を多孔質領域に転換するステップと、実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供するために、この多孔質領域を含む構造をアニールするステップとを含む。【選択図】図３
2007505502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法であって、
正孔を多く含む領域が中に形成されたＳｉ含有基板、および前記Ｓｉ含有基板の上のＧｅ含有層を備える構造を提供すること、
前記正孔を多く含む領域を多孔質領域に転換すること、および、
実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供するために、前記多孔質領域を含む前記構造をアニールすることを含む、方法。
【請求項２】
前記提供するステップは、初期Ｓｉ含有基板上でｐ型を多く含むエピタキシャル層を成長させ、前記ｐ型を多く含むエピタキシャル層の上に単結晶Ｓｉ含有層を形成し、前記単結晶Ｓｉ含有層上に前記Ｇｅ含有層を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記提供するステップは、初期単結晶Ｓｉ含有基板にｐ型ドーパントをイオン注入し、次いで、前記基板上に前記Ｇｅ含有層を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ｐ型ドーパントは、Ｇａ、Ａｌ、Ｂ、またはＢＦ２である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ｐ型ドーパントはＢであり、前記Ｂは、約１００ｋｅＶ〜約５００ｋｅＶのエネルギー、かつ、約５×１０１５原子／ｃｍ２〜約５×１０１６原子／ｃｍ２のドーズで注入される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ｐ型ドーパントはＢＦ２であり、前記ＢＦ２は、約５００ｋｅＶ〜約２５００ｋｅＶのエネルギー、かつ、約５×１０１５原子／ｃｍ２〜約５×１０１６原子／ｃｍ２のドーズで注入される、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記提供するステップは、初期単結晶Ｓｉ含有基板上に前記Ｇｅ含有層を形成し、次いで、前記基板にｐ型ドーパントを注入して前記正孔を多く含む領域を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記正孔を多く含む領域のｐ型ドーパント濃度は、約１×１０１９原子／ｃｍ３であるか、またはそれよりも高い、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記正孔を多く含む領域のｐ型ドーパント濃度は、約１×１０２０原子／ｃｍ３〜約５×１０２０原子／ｃｍ３である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
アニール・ステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記アニール・ステップは、熱処理炉によるアニール、急速熱アニール、およびスパイク・アニールからなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アニール・ステップは熱処理炉によるアニール・ステップであり、前記熱処理炉によるアニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、約６００℃またはそれよりも高い温度で約１５分またはそれよりも長く実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アニール・ステップは急速熱アニール（ＲＴＡ）ステップであり、前記ＲＴＡステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、約８００℃またはそれよりも高い温度で約５分またはそれよりも短く実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記アニール・ステップはスパイク・アニール・ステップであり、前記スパイク・アニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、約９００℃またはそれよりも高い温度で約１秒またはそれよりも短く実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
アニール・ステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１６】
前記アニール・ステップは、熱処理炉によるアニール、急速熱アニール、またはスパイク・アニールからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記アニール・ステップは熱処理炉によるアニール・ステップであり、前記熱処理炉によるアニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、約６００℃またはそれよりも高い温度で約１５分またはそれよりも長く実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アニール・ステップは急速熱アニール（ＲＴＡ）ステップであり、前記ＲＴＡステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、約８００℃またはそれよりも高い温度で約５分またはそれよりも短く実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記アニール・ステップはスパイク・アニール・ステップであり、前記スパイク・アニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、約９００℃またはそれよりも高い温度で約１秒またはそれよりも短く実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記転換ステップは、電解陽極化プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記陽極化プロセスは、ＨＦ含有溶液の存在下で実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記陽極化プロセスは、約０．０５〜約５０ミリアンペア／ｃｍ２の電流密度で動作する定電流源を使用して実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記多孔質領域の多孔率は約１％であるか、またはそれよりも高い、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記転換ステップの後、前記アニールの前に、前記Ｇｅ含有層の上にキャップ層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記キャップ層はＳｉ材料を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記アニールは、酸素含有環境で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記酸素含有環境はさらに、不活性ガスを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記酸素含有環境は、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、オゾン、および空気からなる群から選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アニール・ステップは、約６５０℃〜約１３５０℃の温度で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記アニールにより、前記実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料の上に表面酸化物が形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＳｉＧｅオンインシュレータ材料の絶縁体は熱酸化物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料の上にＳｉ層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記正孔を多く含む領域は連続体である、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記正孔を多く含む領域は離散アイランドを含み、前記実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料は、熱酸化物の離散アイランドを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記提供するステップ、転換するステップ、およびアニール・ステップを任意の回数繰り返して、多層ＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法であって、
高濃度のｐ型ドーパントの領域が中に形成されたＳｉ含有基板、および前記Ｓｉ含有基板の上のＧｅ含有層を備える構造を提供すること、
ＨＦ含有溶液を使用する陽極化プロセスを利用して、前記ｐ型ドーパントの領域を多孔質領域に転換すること、および、
実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供するために、前記多孔質領域を含む前記構造を酸化することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体構造を製作する方法に関し、より詳細には、製作プロセスにおいてウエハ接合または酸素注入あるいはその両方を用いないＳｉＧｅオンインシュレータ（ＳＧＯＩ）構造を製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、最近、ＣＭＯＳに応用するために、歪みシリコン系ヘテロ構造を使用して高キャリア移動度構造を実現する高水準の活動がなされている。従来、ＮＦＥＴ型およびＰＦＥＴ型のデバイスの性能を高めるためにこれを実施するための先行技術の方法は、（約１〜約５ミクロン程度の）厚い緩和ＳｉＧｅ緩衝層上に歪みシリコン層を成長させることであった。
【０００３】
厚いＳｉＧｅ緩衝層を使用すると、先行技術のヘテロ構造について報告されているようにチャネル電子移動度が高くなるが、それに伴ういくつかの顕著な欠点が生じる。第１に、厚いＳｉＧｅ緩衝層は一般に、既存のシリコン系ＣＭＯＳ技術と合わせて用いるのが容易ではない。第２に、貫通転位（ＴＤ）およびミスフィット転位を含めて欠陥密度が約１０６〜約１０８欠陥／ｃｍ２になり、これは現実的なＶＬＳＩ（超大規模集積）応用例にとって依然として大きすぎる値である。第３に、先行技術の構造の性質により、ＳｉＧｅ緩衝層が選択的に成長することができず、そのため、歪みＳｉ、無歪みＳｉ、およびＳｉＧｅの材料を含む素子を使用する回路が難しくなり、ある種の例では、集積化がほぼ不可能である。
【０００４】
Ｓｉ基板上に緩和ＳｉＧｅ材料を形成するために、先行技術の方法では一般に、均一な、または傾斜状に変化する、あるいは階段状に変化するＳｉＧｅ層を準安定臨界厚さ（すなわち、それ以上厚くなると、転位が形成されて応力が緩和される厚さ）よりも厚く成長させ、ＳｉＧｅ緩衝層全体にわたってミスフィット転位を、それに関連する貫通転位とともに形成させる。様々な緩衝構造を用いてこれらの構造内でミスフィット転位部分の長さを長くし、それによってＴＤ密度を低くすることが試みられてきた。
【０００５】
先行技術による典型的な準安定歪みＳｉＧｅ層を十分に高い温度でアニールすると、ミスフィット転位が形成され成長して、この被膜の全歪みが緩和される。すなわち、結晶格子の塑性変形の開始によって、この被膜の初期弾性歪みが緩和される。シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板で成長させた先行技術の準安定な歪みＳｉＧｅでは、ほとんどのアニール／酸化条件下で、約７００℃よりも高い温度のアニール履歴の初期にミスフィット転位が形成されることが実験により示されている。その後、これらの欠陥の多くは、この構造を高温アニールする間に、消滅するか、あるいは完全になくなるが、当初のミスフィット・アレイの表面トポロジーは、酸化中も残ったままである。さらに、熱拡散によって製作されるＳＧＯＩ基板材料では、ＳｉＧｅ合金層は完全には緩和しない。その代わり、最終的なＳｉＧｅ格子は、平衡値の何分の一かまでしか膨張しない。
【０００６】
ＳＯＩ基板の上で厚いＳｉＧｅ緩衝層を成長させ、次いで、このＳｉＧｅ層をアニール／酸化によって緩和させることに加えて、ウエハ接合、または酸素注入、あるいはその両方によってＳｉＧｅオンインシュレータ基板を形成することが知られている。これらの先行技術のプロセスにより、緩和ＳｉＧｅオンインシュレータ基板を形成することができるが、これらのプロセスでは、ＳｉＧｅオンインシュレータ基板を製作するために、特にウエハ接合の場合に追加の処理ステップが必要になるか、または、余分なコストがかかるか、あるいはその両方が生じる。
【０００７】
先行技術に伴う上記欠点に鑑みて、歪みＳｉ層を上に形成するための格子不整合テンプレートとして使用し得る実質的に緩和した高品質ＳｉＧｅオンインシュレータ基板を形成する簡単でコストが低い方法を提供することが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一目的は、実質的に緩和した高品質ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、実質的に緩和した高品質ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を、実質的に緩和したＳｉＧｅ層が薄く（すなわち、約２０００Å程度またはそれ未満の厚さに）なるように製作する方法を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、熱力学的に安定しておりミスフィット転位および貫通転位などの欠陥が生成されない、実質的に緩和した薄い高品質ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）処理ステップと適合する、実質的に緩和した薄い高品質ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、歪みＳｉ層を形成する格子不整合のテンプレートすなわち基板として使用し得る、実質的に緩和した薄い高品質ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、キャリア移動度が大きく、高性能ＣＭＯＳ応用例で有用な、歪みＳｉと、実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータとの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記その他の目的および利点は、本発明において、Ｇｅ含有層の下に生成される多孔質シリコンの層（または領域）を酸化することによる簡単かつ直接的な方法を用いることによって実現される。本発明の方法は、ウエハ接合または酸素注入あるいはその両方を利用してＳｉＧｅオンインシュレータ（ＳＧＯＩ）基板材料を製作する先行技術のプロセスに代わる低コストの方法を提供する。さらに、ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を形成する本発明の方法は、単独で、ウエハ接合技術または酸素イオン注入技術あるいはその両方に頼ることなく、ＳｉＧｅ合金層の下に埋込酸化物領域を同時に形成することができる。
【００１５】
具体的には、本発明の方法は広義には、
正孔を多く含む領域が中に形成されたＳｉ含有基板、およびこのＳｉ含有基板の上のＧｅ含有層を備える構造を提供するステップと、
この正孔を多く含む領域を多孔質領域に転換するステップと、
この多孔質領域を含む構造をアニールして、実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供するステップとを含む。
【００１６】
本発明では、この多孔質領域は、陽極化浴がＨＦ含有溶液を含む陽極化処理ステップを用いることによって形成される。この陽極化プロセスにより、この構造の他の領域よりも、正孔を多く含む領域、すなわち高濃度のｐ型ドーパントを含む領域内で速く多孔質が生成される。本発明のアニール・ステップは、多孔質Ｓｉ領域が埋込酸化物領域に転換され、同時に、この埋込酸化物の上に実質的に緩和したＳｉＧｅ合金層が形成される酸化条件下で実施される。このアニール・ステップ中には表面酸化物も形成され、そのため、効果的な相互混合が可能になり、実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本出願に添付の図面を参照して、ウエハ接合または酸素注入あるいはその両方を利用せずに、実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を形成する低コストの方法を提供する本発明をより詳細に説明する。添付の図面では、同様の要素、または対応する要素、あるいはその両方を同様の参照数字で参照する。
【００１８】
まず、ウエハの表面全体を延びる連続埋込酸化物の上に実質的に緩和したＳｉＧｅ合金層が形成される本発明の実施形態を示す図１〜図４を参照する。図１に、本発明の初期段階における構造を示す。具体的には、図１に示す構造はＳｉ含有基板１０を含み、Ｓｉ含有基板１０の中に、正孔を多く含む領域１２が形成される。
【００１９】
本発明では、「Ｓｉ含有基板」という用語を用いて、少なくともシリコンを含む半導体材料を示す。このようなＳｉ含有材料の例には、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅＣ、Ｓｉ／Ｓｉ、Ｓｉ／ＳｉＣ、Ｓｉ／ＳｉＧｅＣ、ならびに、任意の数の（連続的な、または不連続的な、あるいは連続と不連続を組み合わせた）埋込絶縁領域を内部に含み得るあらかじめ形成されたシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）またはＳｉＧｅオンインシュレータが含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明で使用するＳｉ含有基板は、ドープしていないものとすることもできるし、電子または正孔を多く含むＳｉ含有基板とすることもできる。
【００２０】
正孔を多く含む領域１２は、周囲のＳｉ含有材料よりも濃くドープされた領域である。典型的には、この正孔を多く含む領域は、約１×１０１９原子／ｃｍ３以上の濃度のｐ型ドーパント、より好ましくは、約１×１０２０〜約５×１０２０原子／ｃｍ３の濃度のｐ型ドーパントを含む。
【００２１】
本発明の一実施形態では、正孔を多く含む領域１２は、まず、初期Ｓｉ含有基板の表面上でｐ型を多く含むエピタキシャル層を成長させ、次いで、先に成長させた層の上で、このｐ型を多く含むエピタキシャル層よりも薄くドープした単結晶Ｓｉ含有層を成長させることによって形成することができる。このｐ型を多く含むエピタキシャル層は、Ｓｉ供給源ガスがドーパントを含む周知のエピタキシャル成長法を利用して成長させる。本発明のこの時点で利用し得る様々なエピタキシャル成長法の例には、例えば、低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ）、急速加熱化学気相堆積法（ＲＴＣＶＤ）、低エネルギー・プラズマ堆積法（ＬＥＰＤ）、超高真空化学気相堆積法（ＵＨＶＣＶＤ）、大気圧化学気相堆積法（ＡＰＣＶＤ）、分子ビーム・エピタキシ法（ＭＢＥ）、およびプラズマ励起化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）が含まれる。
【００２２】
これらｐ型を多く含むエピタキシャル層および単結晶Ｓｉ含有層の厚さは、ＳＧＯＩ層またはＳＯＩ層内の最終的な埋込酸化物の厚さの要件に応じて変化し得る。典型的には、ｐ型を多く含むエピタキシャル層の厚さは、約５〜約５００ｎｍ、極めて好ましくは約１００〜約２００ｎｍであり、単結晶Ｓｉ含有層の厚さは、約５０〜約１０００ｎｍ、極めて好ましくは約１００〜約５００ｎｍである。
【００２３】
これらｐ型を多く含むエピタキシャル層および単結晶Ｓｉ含有層は、異なる２つのステップで成長させることもできるし、あるいは、真空を保ったまま、１つのステップを用いてｐ型を多く含むエピタキシャル層および単結晶Ｓｉ含有層を形成することもできる。図１では、単結晶Ｓｉ含有層は、正孔を多く含む領域１２の上に配置される。この単結晶Ｓｉ含有層は、Ｓｉ含有基板１０と同じＳｉ材料とすることもできるし、異なるものでもよい。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、図１に示す構造は、初期単結晶Ｓｉ含有基板の上面の下の所定の深さのところでｐ型ドーパントの濃度が最大になるように、基板にｐ型ドーパントをイオン注入することによって形成される。
【００２５】
本明細書では、「ｐ型ドープ」という用語を用いて、元素周期表のＩＩＩ−Ａ群の元素を指す。正孔を多く含む領域を形成するのに使用し得るｐ型ドープの例には、Ｇａ、Ａｌ、Ｂ、およびＢＦ２が含まれるが、これらに限定されるものではない。ｐ型注入物の場合、本発明では、ＢまたはＢＦ２が特に好ましい。好ましい実施形態では、約５×１０１５原子／ｃｍ２〜約５×１０１６原子／ｃｍ２のドーズで、ホウ素を約１００ｋｅＶ〜５００ｋｅＶのエネルギーで使用するか、あるいはＢＦ２を約５００ｋｅＶ〜約２５００ｋｅＶのエネルギーで使用して正孔を多く含む領域１２を形成し得る。
【００２６】
Ｓｉ含有基板１０内に正孔を多く含む領域１２を形成するのにイオン注入を利用する実施形態では、任意選択のアニール・ステップを実施してホウ素を電気的に活性化し、それによって正孔を生成することができる。
【００２７】
本発明のこの時点で用いるアニール処理は、熱処理炉によるアニール、急速熱アニール、またはスパイク・アニールを含み得る。熱処理炉によるアニールを用いる場合、この熱処理炉によるアニールは、典型的には、約６００℃またはそれよりも高い温度で約１５分またはそれよりも長く実施する。好ましくは、この熱処理炉によるアニールは、約６５０℃〜約８００℃の温度で約１５分〜約２５０分実施する。熱処理炉によるアニールは、典型的には、例えばＨｅ、Ａｒ、Ｏ２、Ｎ２およびこれらの混合物を含む不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその両方の存在下で実施する。
【００２８】
急速熱アニール（ＲＴＡ）を用いる場合、このＲＴＡは、典型的には、約８００℃またはそれよりも高い温度で約５分またはそれよりも短く実施する。好ましくは、ＲＴＡは、約９００℃〜約１０５０℃の温度で約５秒〜約３０秒実施する。ＲＴＡは、典型的には、例えばＨｅ、Ａｒ、Ｏ２、Ｎ２およびこれらの混合物を含む不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその両方の存在下で実施する。
【００２９】
スパイク・アニールを実施する場合、このスパイク・アニールは、典型的には、約９００℃またはそれよりも高い温度で約１秒またはそれよりも短く実施する。好ましくは、スパイク・アニールは、約９００℃〜約１１００℃の温度で実施する。スパイク・アニールは、典型的には、例えばＨｅ、Ａｒ、Ｏ２、Ｎ２およびこれらの混合物を含む不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその両方の存在下で実施する。
【００３０】
図１に示す構造が得られた後で、正孔を多く含む領域１２を含むＳｉ含有基板１０の上面の上にＧｅ含有層１４が形成される。例えば図２に、得られた構造がＧｅ含有層１４を含むところを示す。「Ｇｅ含有層」という用語は、１００原子％のＧｅを含む純粋なＧｅ層、または最大で９９．９９原子％のＧｅを含むＳｉＧｅ合金を示す。ＳｉＧｅ合金を使用する場合、このＳｉＧｅ合金中のＧｅ含有率は、好ましくは約０．１〜約９９．９原子％であり、極めて好ましくは、Ｇｅ原子％は、約１０〜約３５原子％である。
【００３１】
本発明によれば、Ｇｅ含有層１４は、（ｉ）熱力学的に安定な（臨界厚さ未満の）Ｇｅ含有層を成長させることができるか、（ｉｉ）欠陥、すなわちミスフィット転位およびＴＤ転位が実質的にない準安定なＧｅ含有層を成長させることができるか、あるいは、（ｉｉｉ）欠陥を含む緩和Ｇｅ含有層を成長させることができる当業者に周知の任意の従来のエピタキシャル成長法を利用して、Ｓｉ含有基板１０の上面の上に形成される。
【００３２】
（ｉ）、（ｉｉ）、または（ｉｉｉ）の条件を満足し得るエピタキシャル成長プロセスの例には、低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ）、急速加熱化学気相堆積法（ＲＴＣＶＤ）、低エネルギー・プラズマ堆積法（ＬＥＰＤ）、超高真空化学気相堆積法（ＵＨＶＣＶＤ）、大気圧化学気相堆積法（ＡＰＣＶＤ）、分子ビーム・エピタキシ法（ＭＢＥ）、およびプラズマ励起化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
本発明のこの時点で形成されるＧｅ含有層１４の厚さは様々なものとし得るが、典型的には、Ｇｅ含有層１４の厚さは、約１０〜約５００ｎｍ、極めて好ましくは約２０〜約２００ｎｍである。
【００３４】
本発明の任意選択の実施形態では、図１および図２に示す構造を形成する際に用いる各ステップは、１つの被着ステップですべての層をエピタキシャル成長させることによって１つにすることができる。すなわち、正孔を多く含む領域をエピタキシャル成長させた後で、単結晶Ｓｉ層を成長させ、次いで、Ｇｅ含有層を成長させる。
【００３５】
本発明の別の代替実施形態では、正孔を多く含む領域１２は、Ｓｉ含有基板１０の上にＧｅ含有層１４が形成された後でこの構造に導入される。このような実施形態では、正孔を多く含む領域１２は、Ｇｅ含有層１４の形成後、イオン注入によって形成され、そのため、２つの別々の処理ステップが不要になる。イオン注入ステップ後、先に述べたアニール技術の１つを利用してドーパントを活性化させる。
【００３６】
次に、図２に示す構造を、正孔を多く含む領域１２を多孔質領域１６に転換し得る電解陽極化プロセスにかける。例えば図３に、得られた構造が、陽極化処理後に形成された多孔質領域１６を含むところを示す。
【００３７】
この陽極化処理は、図２に示す構造をＨＦ含有溶液内に浸し、この構造に、やはりＨＦ含有溶液内に配置された電極に関して電気的なバイアスを印加することによって実施される。このようなプロセスでは、この構造は、典型的には、電気化学的な電池の陽極として働き、Ｓｉなどの別の半導体材料または金属が陰極として用いられる。
【００３８】
一般に、ＨＦによる陽極化により、ｐ型にドープした単結晶Ｓｉが多孔質Ｓｉに転換される。このようにして形成される多孔質Ｓｉの形成速度および性質（多孔率および微細構造）は、材料の特性、すなわちドープのタイプおよび濃度と、陽極化プロセス自体の反応条件（電流密度、バイアス、照明、およびＨＦ含有溶液内の添加物）とによって決まる。具体的には、より濃くドープされた領域内では極めて効率よく多孔質Ｓｉが形成され、したがって、正孔を多く含む埋込領域１２が、効率よく多孔質Ｓｉに転換される。
【００３９】
一般に、本発明で形成される多孔質Ｓｉ領域１６は、約０．１％またはそれよりも高い多孔率を有する。この構造の最上面から多孔質Ｓｉの最上面まで測定した多孔質Ｓｉ領域１６の深さは、約５０ｎｍまたはそれよりも深い。
【００４０】
「ＨＦ含有溶液」という用語には、濃縮ＨＦ（４９％）、ＨＦと水の混合物、ＨＦと１価アルコール、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなどとの混合物、またはＨＦと少なくとも１種類の界面活性剤との混合物が含まれる。ＨＦ溶液中に存在する界面活性剤の量は、典型的には、４９％ＨＦの場合には約１〜約５０％である。
【００４１】
正孔を多く含む領域１２を多孔質Ｓｉ領域１６に転換する陽極化プロセスは、約０．０５〜約５０ミリアンペア／ｃｍ２の電流密度で動作する定電流源を使用して実施される。任意選択で光源を使用して、このサンプルを照明する。より好ましくは、本発明で用いる陽極化プロセスでは、約０．１〜約５ミリアンペア／ｃｍ２の電流密度で動作する定電流源を使用する。
【００４２】
この陽極化プロセスは、典型的には、室温または室温よりも高い温度で実施される。陽極化プロセス後、典型的には、この構造を脱イオン水で洗浄し、乾燥させる。
【００４３】
本発明の任意選択の実施形態では、本発明のこの時点で、Ｇｅ含有層１４の上に任意選択のキャップ層１８が形成される。例えば図４に、任意選択のキャップ層１８を含む構造を示す。本発明で使用する任意選択のキャップ層１８は、例えば、エピタキシャルＳｉ（ｅｐｉ−Ｓｉ）、アモルファスＳｉ（ａ：Ｓｉ）、単結晶または多結晶のＳｉ，またはこれらの任意の組合せを含めて、任意のＳｉ材料を含む。上記で列挙した様々なＳｉ材料のうち、任意選択のキャップ層１８としてｅｐｉ−Ｓｉを使用することが好ましい。
【００４４】
任意選択のキャップ層１８を設ける場合、この層の厚さは、約１〜約１００ｎｍであり、極めて好ましくは約１〜約３０ｎｍである。任意選択のキャップ層１８は、先に述べたエピタキシャル成長プロセスの１つを含む周知の被着プロセスを利用して形成される。
【００４５】
次いで、Ｇｅ含有層１４およびこのように形成された多孔質Ｓｉ領域１６を含み、かつ任意選択のキャップ層１８も含む（図３参照）構造、または任意選択のキャップ層１８は含まない構造（図４参照）を、多孔質Ｓｉの上の主に単結晶Ｓｉ層内でＧｅが相互拡散し得る温度で加熱し、すなわちアニールして実質的に緩和した単結晶ＳｉＧｅ層２２を形成し、同時に、多孔質Ｓｉ領域１６を埋込酸化物層２０に転換する。例えば図５に、得られた構造を示す。すなわち、この加熱ステップにより、埋込酸化物層２０の上に緩和した単結晶ＳｉＧｅ層２２が形成される。この加熱ステップ中に、ＳｉＧｅ層２２の上に酸化物層２４が形成されることに留意されたい。この表面酸化物層、すなわち酸化物層２４は、典型的には、加熱ステップの後で、ＳｉＧｅよりも酸化物を除去する選択性が大きいＨＦなどの化学エッチ液を使用する従来方式のウェット・エッチング・プロセスを利用してこの構造から除去されるが、常にそうではない。
【００４６】
この酸化物層を除去するときに、第２単結晶Ｓｉ層をＳｉＧｅ層２２の上に形成し得ることに留意されたい。この第２単結晶Ｓｉ層を歪ませるか、歪ませないかは、ＳｉＧｅ層の緩和状態によって決まる。本発明の上記処理ステップを任意の数だけ繰り返して、緩和した多層ＳｉＧｅ基板材料を生成することができる。この第２のＳｉ層の歪みを測定すると、典型的には０％〜約１．５％になる。
【００４７】
本発明の加熱ステップ後に形成される表面酸化物層２４の厚さは、約１０から約１０００ｎｍの範囲で様々であるが、極めて好ましい厚さは、約２０〜約５００ｎｍである。
【００４８】
具体的には、本発明の加熱ステップは、約６５０℃〜約１３５０℃の温度、極めて好ましくは、約１２００℃〜約１３２０℃の温度で実施されるアニール・ステップである。さらに、本発明の加熱ステップは、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、オゾン、空気その他類似の酸素含有ガスなど、少なくとも１種類の酸素含有ガスを含む酸化環境で実施される。この酸素含有ガスは、（Ｏ２とＮＯの混合物など）互いに混合することもできるし、このガスを、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２、Ｘｅ、Ｋｒ、またはＮｅなどの不活性ガスで希釈することもできる。希釈した環境を用いる場合、この希釈環境は、約０．５〜約１００％の酸素含有ガスを含み、最大１００％までの残りの部分は不活性ガスである。
【００４９】
この加熱ステップを実施する時間は、典型的には約１０〜約１８００分の範囲で様々であるが、極めて好ましい時間は、約６０〜約６００分である。この加熱ステップは、単一の目標温度で実施することもできるし、様々な増加減少速度および浸漬時間を用いる様々な増加減少／浸漬サイクルを採用することもできる。
【００５０】
この加熱ステップは、Ｇｅ原子に対する拡散障壁として働く酸化物層、すなわち酸化物層２０および２４が設けられる酸化環境下で実施される。多孔質Ｓｉ領域と拡散する酸素とが反応する速度は速いことに留意されたい。これらの酸化物層（表面酸化物および埋込酸化物）が形成されると、Ｇｅはこれらの酸化物層間に捕捉される。この酸化プロセスが継続し、Ｇｅ含有層および単結晶が使い尽くされると、合金層内のＳｉに対するＧｅの比は増加する。というのは、Ｇｅは酸化物から追い出され、Ｓｉは成長中の表面酸化物層に組み込まれるからである。
【００５１】
本発明では、加熱ステップが、希釈酸素含有ガス中で約１２００℃〜約１３２０℃の温度で実施されるときに、効率的な熱混合が実現される。
【００５２】
本明細書では、ＳｉＧｅ層の融点に基づいて調整した加熱サイクルを用いることも企図されている。このような例では、温度は、ＳｉＧｅ層の融点未満で推移するように調節される。
【００５３】
酸化が急激すぎると、Ｇｅは表面酸化物／ＳｉＧｅ界面から十分に高速に拡散することができず、この酸化物の中を運ばれる（かつ失われる）か、界面Ｇｅ濃度がかなり高くなり、そのため、合金の溶融温度に達することになることに留意されたい。
【００５４】
本発明の加熱ステップの役割は、（１）Ｇｅ原子をより迅速に拡散させて、アニール処理中の均一な分布を維持し、（２）（「初期」）歪み層構造を、平衡構成を容易にするサーマル・バジェットにかけ、（３）多孔質Ｓｉ領域を熱による埋込酸化物領域に転換することである。この加熱ステップが実施された後で、この構造に、埋込酸化物層２０と表面酸化物層２４の間に挟まれた実質的に緩和した均一なＳｉＧｅ合金層、すなわちＳｉＧｅ層２２が設けられる。
【００５５】
本発明によれば、実質的に緩和したＳｉＧｅ層２２の厚さは、約２０００ｎｍ以下、極めて好ましくは、約１０〜約１００ｎｍである。本発明で形成される実質的に緩和したＳｉＧｅ層２２は、先行技術のＳｉＧｅ緩衝層よりも薄く、ミスフィットおよびＴＤを含めて欠陥の密度が、約１０８欠陥／ｃｍ２未満になることに留意されたい。加熱ステップ中に形成される埋込酸化物層２０の厚さは、約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、極めて好ましくは、約１００〜約２００ｎｍである。埋込酸化物層２０は、その上にある実質的に緩和したＳｉＧｅ層２２との間に、滑らかで連続した界面を有する。
【００５６】
本発明で形成される実質的に緩和したＳｉＧｅ層２２の最終的なＧｅ含有率は、約０．１〜約９９．９原子％、極めて好ましくは、約１０〜約３５原子％である。実質的に緩和したＳｉＧｅ層２２の別の特性上の特徴は、その格子緩和測定値が、約１〜約１００％、極めて好ましくは、約５０〜約８０％であることである。
【００５７】
先に述べたように、本発明のこの時点で、表面酸化物層２４を除去することができ、それによって、例えば図６に示すＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料が得られる。
【００５８】
上記図１〜図６に示すパターン形成しない構造に加えて、本発明は、パターン形成した構造を形成することも企図している。例えば図７〜図９に、パターン形成した構造およびこの構造を形成するのに用いるプロセスを示す。具体的には、図７に、Ｓｉ含有基板１０が、その中に形成された正孔を多く含む領域１２からなる離散的な分離アイランドを有する実施形態の初期構造を示す。これら正孔を多く含む離散領域１２は、マスク付きイオン注入プロセスを利用することによって、あるいは、正孔を多く含む連続層を成長させ、この新たに成長させた層をリソグラフィおよびエッチングにかけることによって形成し得る。エッチング・ステップの後で、構造全体の上に単結晶Ｓｉ層を成長させ、それによって図７に示す構造が得られる。
【００５９】
図８に、図７に示す構造の表面上にＧｅ含有層１４が形成された後で形成される構造を示す。Ｇｅ含有層１４は、先に述べたエピタキシャル成長法の１つを利用して形成される。図１〜図６で説明した実施形態の場合と同様に、Ｓｉ含有基板１０上にＧｅ含有層１４を形成した後で、Ｓｉ含有基板１０内に正孔を多く含む領域１２を形成することができる。次に、Ｇｅ含有層１４および正孔を多く含む領域１２を含む図８に示す構造を、先に述べた陽極化プロセスにかける。先に述べたように、この陽極化プロセスにより、基板内の正孔を多く含む領域内に多孔質Ｓｉ領域１６が形成される。次いで、この構造の上に、（図示しない）任意選択のキャップ層を形成し得る。
【００６０】
その後、任意選択のキャップ層の有無にかかわらず、この構造を先に述べたアニール・ステップにかけ、それによって、例えば図９に示す構造が得られる。参照数字１０、２０、および２２は上記で説明したのと同じものを指し、この構造から表面酸化物層２４が除去されていることに留意されたい。
【００６１】
図１０および図１１に、同じ構造内に２重ＳＧＯＩ層が形成される本発明の別の代替実施形態を示す。この２重ＳＧＯＩ層は、まず、図６に示す構造を提供する際に先に述べたステップを実施することによって形成される。この構造が得られた後で、この構造の上に、正孔を多く含む領域１２’を有するＳｉ含有層１０’が形成され、次いで、Ｓｉ含有層１０’の上にＧｅ含有層１４’が形成される。最初にＳｉ含有層１０’およびＧｅ含有層１４’ を形成し、次いで、Ｓｉ含有層１０’ 内に正孔を多く含む領域１２’を形成することも可能である。図１０に、この構造を示す。次に、陽極化ステップおよびアニール・ステップを繰り返し、それによって、例えば図１１に示す構造が得られる。図１１では、第２の埋込酸化物層２０’および第２の実質的に緩和したＳｉＧｅ層２２’が形成される。同じ手順を多数回繰り返して、複数のＳＧＯＩの積層構造を提供することができる。この複数のＳＧＯＩの層は、すべて連続体または不連続体とすることもできるし、これらの組合せとして設けることもできる。
【００６２】
図１２および図１３に、本発明の方法を用いて生成した実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料の実際のＳＥＭ画像を示す。図１２は、多孔質Ｓｉ層を酸化することによって形成されたＳＧＯＩ基板材料の断面ＳＥＭ画像である。Ｈ２（１０７ｎｍ）と標示された薄く暗い帯は、埋込酸化物層である。その上の層Ｈ３（４０６）は、２原子％ＧｅのＳｉＧｅ層である。この層の中の小さな空所は、第２埋込酸化物層を形成しようと試みたものである。最上部の灰色の層は、表面酸化物である。図１３は、多孔質Ｓｉを酸化することによって形成された２層ＳＧＯＩ基板材料の断面ＳＥＭ画像である。Ｈ１（７５ｎｍ）と標示された薄く暗い帯は、第１埋込酸化物層である。その上の層Ｈ２（１４４ｎｍ）は、第１のＳｉＧｅ層（０．２原子％Ｇｅ）である。Ｈ３（１３１ｎｍ）と標示された隣の暗い帯は、第２埋込酸化物層であり、隣の層Ｈ４（１４０ｎｍ）は、第２のＳｉＧｅ層（４．５原子％Ｇｅ）である。最上部の暗い灰色の層は、表面酸化物層である。
【００６３】
図１４に、図１２および図１３に示すのと類似の基板から得られたＳＧＯＩ構造を示すが、この構造は、高温アニール中の酸化を強め、この強められた酸化によって図１２および図１３の上部ＳＧＯＩ層およびＢＯＸ層が使い尽くされた後に得られたものである。酸化は、図１２および図１３に示す構造をアニールするのに用いたものに比べてアニール環境中の酸素濃度を高くするか、あるいは、図１２および図１３の構造を生成するのに用いたものと酸素濃度は同じにしてアニール時間を長くすることによって増強することができる。図１４は、ＳＧＯＩの断面ＳＥＭ画像である。Ｈ１（１２３ｎｍ）と標示された薄い暗い帯は、Ｇｅが推定４．５％であるＳＧＯＩ層である。Ｈ２（１１４ｎｍ）と標示された薄い暗い帯は、ＢＯＸ層である。最上部の暗い灰色の層は、表面酸化物層である。
【００６４】
先に述べた実施形態のいずれかを実施した後で、当業者に周知の従来方式のエピタキシャル被着プロセスを利用して、ＳｉＧｅ層の上にＳｉ層を形成することができる。このｅｐｉ−Ｓｉ層の厚さは様々であるが、典型的には、約１〜約１００ｎｍである。
【００６５】
ある種の例では、先に述べた処理ステップを用いて緩和ＳｉＧｅ層の上に追加のＳｉＧｅを形成し、その後、ｅｐｉ−Ｓｉを形成することができる。この緩和ＳｉＧｅ層の面内格子パラメータは、ｅｐｉ−Ｓｉ層に比べて大きいので、このｅｐｉ−Ｓｉ層は、引張歪みを受けることになる。
【００６６】
本発明では、少なくとも本発明のＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を含む超格子構造および格子不整合構造も企図されている。超格子構造の場合、このような構造は、少なくとも本発明の実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料と、この基板材料の上に形成されたＳｉとＳｉＧｅの交互層とを含むことになる。
【００６７】
格子不整合構造の場合、本発明の実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料の上に、ＧａＡｓ、ＧａＰその他の類似の化合物が形成されることになる。
【００６８】
本発明の好ましい実施形態に関して本発明を具体的に示し説明してきたが、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、上記その他の形態および細部の変更を加えることができることが当業者には理解されよう。したがって、本発明は、上記で説明し例示したそのままの形態および細部に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲の範囲に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の基本処理ステップを（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図２】本発明の基本処理ステップを（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図３】本発明の基本処理ステップを（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図４】本発明の基本処理ステップを（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図５】本発明の基本処理ステップを（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図６】本発明の基本処理ステップを（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図７】本発明の代替実施形態を（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図８】本発明の代替実施形態を（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図９】本発明の代替実施形態を（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図１０】本発明の代替実施形態を（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図１１】本発明の代替実施形態を（断面図で）示す、絵画的に表現した図である。
【図１２】本発明の方法を用いて形成したＳｉＧｅオンインシュレータ材料の断面ＳＥＭ画像である。
【図１３】本発明の方法を用いて形成した２層ＳｉＧｅオンインシュレータ材料の断面ＳＥＭ画像である。
【図１４】本発明のＳＧＯＩ基板の断面ＳＥＭ画像である。
【図１】
2007505502.tif 000003
【図２】
2007505502.tif 000004
【図３】
2007505502.tif 000005
【図４】
2007505502.tif 000006
【図５】
2007505502.tif 000007
【図６】
2007505502.tif 000008
【図７】
2007505502.tif 000009
【図８】
2007505502.tif 000010
【図９】
2007505502.tif 000011
【図１０】
2007505502.tif 000012
【図１１】
2007505502.tif 000013
【図１２】
2007505502.tif 000014
【図１３】
2007505502.tif 000015
【図１４】
2007505502.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月15日(2005.8.15)
【手続補正１】
【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】
ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法であって、
前記基板の周囲の領域よりも濃くドープされた領域を有するＳｉ含有基板、および前記Ｓｉ含有基板の上のＧｅ含有層を備える構造を提供すること、
濃くドープされた前記領域を多孔質領域に転換すること、および、
実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供するために、酸素含有環境で前記多孔質領域を含む前記構造をアニールすることを含む、方法。
【請求項２】
前記提供するステップは、初期Ｓｉ含有基板上でｐ型を多く含むエピタキシャル層を成長させ、前記ｐ型を多く含むエピタキシャル層の上に単結晶Ｓｉ含有層を形成し、前記単結晶Ｓｉ含有層上に前記Ｇｅ含有層を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記提供するステップは、初期単結晶Ｓｉ含有基板にｐ型ドーパントをイオン注入し、次いで、前記基板上に前記Ｇｅ含有層を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ｐ型ドーパントは、Ｇａ、Ａｌ、Ｂ、またはＢＦ２である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ｐ型ドーパントはＢ（ボロン）であり、前記Ｂは、１００ｋｅＶ〜５００ｋｅＶのエネルギー、かつ、５×１０１５原子／ｃｍ２〜５×１０１６原子／ｃｍ２のドーズで注入される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ｐ型ドーパントはＢＦ２であり、前記ＢＦ２は、５００ｋｅＶ〜２５００ｋｅＶのエネルギー、かつ、５×１０１５原子／ｃｍ２〜５×１０１６原子／ｃｍ２のドーズで注入される、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記提供するステップは、初期単結晶Ｓｉ含有基板上に前記Ｇｅ含有層を形成し、次いで、前記基板にｐ型ドーパントを注入して濃くドープされた前記領域を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
濃くドープされた前記領域のｐ型ドーパント濃度は、１×１０１９原子／ｃｍ３であるか、またはそれよりも高い、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
濃くドープされた前記領域のｐ型ドーパント濃度は、１×１０２０原子／ｃｍ３〜５×１０２０原子／ｃｍ３である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
アニール・ステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記アニール・ステップは、熱処理炉によるアニール、急速熱アニール、およびスパイク・アニールからなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アニール・ステップは熱処理炉によるアニール・ステップであり、前記熱処理炉によるアニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、６００℃またはそれよりも高い温度で１５分またはそれよりも長く実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アニール・ステップは急速熱アニール（ＲＴＡ）ステップであり、前記ＲＴＡステップは、不活性ガス雰囲気または酸化雰囲気あるいはその組合せの存在下で、８００℃またはそれよりも高い温度で５分またはそれよりも短く実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記アニール・ステップはスパイク・アニール・ステップであり、前記スパイク・アニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化雰囲気あるいはその組合せの存在下で、９００℃またはそれよりも高い温度で１秒またはそれよりも短く実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
アニール・ステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１６】
前記アニール・ステップは、熱処理炉によるアニール、急速熱アニール、またはスパイク・アニールからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記アニール・ステップは熱処理炉によるアニール・ステップであり、前記熱処理炉によるアニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化雰囲気あるいはその組合せの存在下で、６００℃またはそれよりも高い温度で１５分またはそれよりも長く実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アニール・ステップは急速熱アニール（ＲＴＡ）ステップであり、前記ＲＴＡステップは、不活性ガス雰囲気または酸化雰囲気あるいはその組合せの存在下で、８００℃またはそれよりも高い温度で５分またはそれよりも短く実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記アニール・ステップはスパイク・アニール・ステップであり、前記スパイク・アニール・ステップは、不活性ガス雰囲気または酸化環境あるいはその組合せの存在下で、９００℃またはそれよりも高い温度で１秒またはそれよりも短く実施される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記転換ステップは、電解陽極化プロセスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記陽極化プロセスは、ＨＦ含有溶液の存在下で実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記陽極化プロセスは、０．０５〜５０ミリアンペア／ｃｍ２の電流密度で動作する定電流源を使用して実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記多孔質領域の多孔率は１％であるか、またはそれよりも高い、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記転換ステップの後、前記アニールの前に、前記Ｇｅ含有層の上にキャップ層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記キャップ層はＳｉ材料を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
（削除）
【請求項２７】
前記酸素含有環境はさらに、不活性ガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記酸素含有環境は、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、オゾン、および空気からなる群から選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記アニールは、６５０℃〜１３５０℃の温度で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記アニールにより、前記実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料の上に表面酸化物が形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ＳｉＧｅオンインシュレータ材料は熱酸化物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料の上にＳｉ層を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
濃くドープされた前記領域は連続体である、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
濃くドープされた前記領域は離散アイランドを含み、前記実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料は、熱酸化物の離散アイランドを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記提供するステップ、転換するステップ、およびアニール・ステップを任意の回数繰り返して、多層ＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
ＳｉＧｅオンインシュレータ基板材料を製作する方法であって、
高濃度のｐ型ドーパントの領域が中に形成されたＳｉ含有基板、および前記Ｓｉ含有基板の上のＧｅ含有層を備える構造を提供すること、
ＨＦ含有溶液を使用する陽極化プロセスを利用して、前記ｐ型ドーパントの領域を多孔質領域に転換すること、および、
実質的に緩和したＳｉＧｅオンインシュレータ材料を提供するために、前記多孔質領域を含む前記構造を酸化することを含む、方法。
【国際調査報告】
2007505502.tif 000017
2007505502.tif 000018
2007505502.tif 000019