(57)【要約】  埋め込み酸化物層の厚さを減少させるためにＳｅＯＩウェーハの埋め込み酸化物層を溶解させるための方法であって、このＳｅＯＩウェーハは、１つ以上の半導体材料からなる薄い加工層と、支持層と、加工層と支持層との間に存在する埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層とを備え、埋め込み酸化物層の溶解速度が０．０６Å／秒よりも小さくなるように制御および設定されることを特徴とする方法。【選択図】  図１
2011504655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み酸化物層の厚さを減少させるためにＳｅＯＩウェーハの前記埋め込み酸化物層を溶解させるための方法であって、
前記ＳｅＯＩウェーハが、
１つ以上の半導体材料からなる薄い加工層と、
支持層と、
前記加工層と前記支持層との間に存在する埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層と、
を備え、
前記埋め込み酸化物層の溶解速度が、０．０６Å／秒よりも小さくなるように制御および設定される、
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記溶解速度が、０．０１Å／秒よりも大きくなるようにさらに設定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶解速度が、
溶解が実行される雰囲気の制御、および／または、
溶解が実行される温度の制御、および／または、
前記加工層の前記厚さの選択、
によって制御されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記雰囲気が、１ｐｐｍよりも少ない酸素を含むように制御されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記温度が、１１５０℃よりも高くなるように制御されることを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記加工層の前記厚さが、５５０Åから２３００Åまでの範囲内にあるように選択されることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法によって初期ＳｅＯＩウェーハの前記埋め込み酸化物を溶解させた後に得られるＳｅＯＩウェーハであって、前記ＳｅＯＩウェーハが、１Ｅ１２ｃｍ−２ｅＶ−１よりも小さいＤｉｔを有することを特徴とする、ＳｅＯＩウェーハ。
【請求項８】
前記埋め込み酸化物層の前記厚さが、２００Åよりも小さい値にまで減少させられることを特徴とする、請求項７に記載のＳｅＯＩウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｅＯＩ（半導体オンインシュレータ）ウェーハの埋め込み酸化物層の厚さを減少させるために、上記埋め込み酸化物層を溶解させる方法に関する。本発明は、また、初期ＳｅＯＩウェーハの埋め込み酸化物をそのような方法によって溶解させた後に得られるＳｅＯＩウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｅＯＩウェーハは、本明細書においては、以下のものを備えたウェーハと解釈される。すなわち、
−シリコンなど、１つ以上の半導体材料からなる薄い加工層（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）、
−支持層、
−加工層と支持層との間に存在する埋め込み酸化物（ＢＯＸ）層。
【０００３】
本発明は、特に、ＢＯＸを有するＳｅＯＩウェーハを製造するのにうまく適合するものであり、このＢＯＸは、超薄膜埋め込み酸化物（ＵＴＢＯＸ）層である。本明細書においてＵＴＢＯＸ層は、５００Åよりも薄い厚さを有する埋め込みＢＯＸと解釈される。
【０００４】
ＵＴＢＯＸ層を有するＳｅＯＩウェーハは、最先端ＣＭＯＳ用に選択される材料となりつつある。
【０００５】
ＵＴＢＯＸ層を有するＳｅＯＩウェーハを製造するための有望な方法は、初期ＳｅＯＩウェーハのＢＯＸを所望の値にまで減少させた厚さにするために、上記ＢＯＸを溶解させることを必要とする。
【０００６】
ＳｅＯＩウェーハのＢＯＸを溶解させるためのいくつかの試みは、１３００℃を超える温度で数時間にわたり初期ウェーハをアニーリングすることが必要であった。したがって、そのような試みは、ウェーハの工業的処理には適合しない。
【０００７】
国際公開第２００６／０５９５８６号は、初期ＳｅＯＩウェーハのＢＯＸを完全に溶解させるための方法を開示している。この方法においては、ＳｅＯＩウェーハは、例えばアルゴンまたは水素からなる雰囲気において、好ましくは１１００℃を超える温度でアニーリングされる。初期ＳｅＯＩは、ボイドとして知られている特定の種類の欠陥が過度に形成されるのを防止するために、１５０ｎｍ（１５００Å）よりも厚いＳｉ加工層を有する。したがって、この文献は、得られるウェーハの品質を改善するための興味のある潜在的な情報を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、溶解によって薄くされたＢＯＸを有するＳｅＯＩウェーハに関する品質問題は、いまだに解決されていない。
【０００９】
特に、得られたＳｅＯＩのＤｉｔは、得られたウェーハの電気的品質を代表する。Ｄｉｔは、界面トラップ密度に関するものである。Ｄｉｔは、加工層とＢＯＸ層との界面の特性を特徴付ける。
【００１０】
本発明の目的は、特に、ＵＴＢＯＸ層を有する、良好なＤｉｔ（すなわち、小さいＤｉｔ）を有する品質の高いＳｅＯＩを提供することである。小さいＤｉｔは、本明細書においては、１Ｅ１２ｃｍ−２ｅＶ−１よりも小さいＤｉｔと解釈されてもよい。
【００１１】
また、一般的な工業条件に適合する歩留まりを有するＳｅＯＩウェーハを得ることは、可能であれば、望ましいことである。
【００１２】
本発明の他の目的は、ＵＴＢＯＸ層および小さいＤｉｔを備えた品質の高いＳｅＯＩを製造するための方法を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、大量のＳｅＯＩウェーハ製造に適した方法を提供することである。
【００１４】
この目的を達成するために、本発明は、特許請求の範囲に記載された方法およびＳｅＯＩウェーハを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】アルゴン雰囲気中におけるＢＯＸ溶解のモデルを示す図であり、特に、アニーリング中のＳｅＯＩウェーハにおける酸素分布を示す。
【図２ａ】１２００℃で１時間アニーリングされたＳｅＯＩウェーハ全体における溶解されたＢＯＸの厚さのマップを示す図である。
【図２ｂ】１２００℃で１時間アニーリングされたＳｅＯＩウェーハ全体におけるエッチングされたＳｉの厚さのマップを示す図である。
【図３】ＳｅＯＩの同じ場所において測定された、溶解されるＢＯＸの厚さに応じて、ＳｅＯＩにおいてエッチングされる最上部Ｓｉの量の変化を示すグラフである。
【図４】最上部Ｓｉ層の厚さと１２００℃でのアニーリング時間とに応じて、ＳｅＯＩにおいて溶解されるＢＯＸの厚さの変化を示すグラフである。
【図５】最上部Ｓｉ層の厚さと１１５０℃でのアニーリング時間とに応じて、ＳｅＯＩにおいて溶解されるＢＯＸの厚さの変化を示すグラフである。
【図６】アニーリングされたＳｅＯＩウェーハのＴＥＭ断面画像であり、特に、アニーリング後の溶解されたＢＯＸの量を示す。
【図７】アニーリング中に達成されるＢＯＸ溶解速度に応じて、ＳｅＯＩのＢＯＸを溶解させるためにアニーリングを施されたＳｅＯＩに関連するＤｉｔの変化を示すグラフである。
【図８】アルゴン雰囲気中におけるＢＯＸ溶解のモデルにおいて使用された線形かつ放物線の係数を示す表である。
【図９】異なる条件下における溶解アニーリングを有するＳｅＯＩに関連する擬似ＭＯＳＦＥＴ測定から抽出された電気的パラメータを集めた表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のその他の特徴、目的、および利点が、図面に例示される以下の説明を読むことによってより詳細に理解されよう。
【００１７】
ＳｅＯＩウェーハのアニーリングは、純粋なアルゴンまたは水素またはそれらの混合物からなる雰囲気などの実質的に酸素のない雰囲気中において、好ましくは、１ｐｐｍよりも少ない酸素含有量を伴う純粋なアルゴン中において、実行される。
【００１８】
薄い最上部層（約５００ｎｍよりも薄い）（例えば、Ｓｉからなる）を有するＳｅＯＩの場合、ＢＯＸ溶解は、ベースウェーハ内への拡散によってではなく、最上部層を介しての酸素輸送と表面からの蒸発とによって、決定される。非酸化雰囲気を使用することは、溶解速度を増加させることができる。
【００１９】
図１を参照して、アルゴン雰囲気中および高い温度におけるＢＯＸ溶解のモデルが、以下で説明される。
【００２０】
いくつかのプロセスＰｉが存在し、これらのプロセスは、定常状態条件における酸化物溶解速度を規定する。すなわち、
Ｐ１：ベースウェーハからの格子間酸素Ｏｉの拡散。これは、ＢＯＸ／ベース界面において埋め込み酸化物の成長をもたらす。
Ｐ２：ＢＯＸ／最上部Ｓｉ界面におけるＢＯＸのＯｉおよびＳｉへの分解。これは、最上部界面においてＳｉエピタキシャル再成長をもたらす。
Ｐ３：最上部Ｓｉ層を介しての格子間酸素の拡散。
Ｐ４：最上部Ｓｉ表面におけるＯｉのシリコンとの反応。揮発性ＳｉＯをもたらす。
Ｓｉ＋Ｏｉ→ＳｉＯ（ｇ）          （１）
Ｐ５：アニーリング雰囲気中における残留酸素汚染による最上部Ｓｉ層のエッチング。これは、反応（１）と競合する。
Ｏ２＋Ｓｉ→ＳｉＯ２
ＳｉＯ２＋２Ｓｉ→２ＳｉＯ（ｇ）          （２）
Ｐ６：アルゴン雰囲気を介しての気相ＳｉＯ輸送。
【００２１】
より正確に言えば、定常状態条件において、酸化物溶解速度は、酸化物から酸素が輸送されるメカニズムの中の最も遅いものによって決定される。
【００２２】
酸素が、ＳｉＯ２／Ｓｉ界面において平衡状態にあるとみなされるならば、かつ、界面における格子間酸素濃度が、アニーリング温度における酸素固溶度に等しいならば、プロセスＰ１は無視されてもよい。実際に、ベース基板から発生する酸素原子の流量Ｊ１は時間ｔとともに減少し、
【数１】
2011504655.tif 000003
ここで、最上部Ｓｉ層を介しての拡散流量Ｊ２は、一定であり、
【数２】
2011504655.tif 000004
ここで、ＣｏおよびＤはシリコン［１４］における格子間酸素の溶解度および拡散率であり、δＳｉは最上部Ｓｉ層の厚さであり、Ｃ＊およびＣｓｕｂはそれぞれ、最上部Ｓｉ表面における格子間酸素濃度およびベースウェーハにおける格子間酸素濃度である。
【００２３】
最上部Ｓｉの厚さが約０．１μｍであるという推定は、流量Ｊ２は、１２００℃での１秒のアニーリングの後にはすでにＪ１よりも大きいことを示している。また、酸化物分解／エピタキシャルＳｉ再成長は素早いものであり、かつ、酸化物溶解反応速度論の律速要因ではないと仮定することができる。この仮定は、酸素析出反応速度論に関する文献データによって支持されており、酸素析出溶解は反応律速プロセスではなく拡散律速プロセスであることが知られている。
【００２４】
アルゴン中における酸素の残留分圧の影響が無視されるならば、化学反応（１）は一次反応である。したがって、最上部表面における格子間酸素の濃度Ｃ＊と最上部表面におけるアルゴン中のＳｉＯの分圧Ｐ＊との比例関係は、
Ｃ＊＝ＫＰ＊          （５）
と書くことができる。
【００２５】
アルゴンを介してのＳｉ表面からのＳｉＯの移動は、混合ガス拡散および強制対流によって表現されてもよい。物質移動係数Ｋは、系の幾何学的配置、ガスパラメータ、温度、および境界層の厚さに依存し、これは、局所的ガス速度に依存する。すなわち、
Ｊ３＝ｋＰ＊          （６）
【００２６】
最後に、埋め込み酸化物の溶解された分子ごとに、１個のシリコン原子が、ＳｉＯの蒸発を介して、最上部Ｓｉ層から除去される。したがって、Ｓｉ最上部層は、ＢＯＸエッチング速度に比例した速度でエッチングされる。すなわち、
Δδｂｏｘ＝（ＮＳｉ／ＮＳｉＯ２）ΔδＳｉ          （７）
ここで、ＮＳｉ＝５×１０２２ｃｍ−３、およびＮＳｉＯ２＝２．３×１０２２ｃｍ−３である。Ｓｉ原子流量は最上部シリコン層の厚さによって以下の式のように表現されてもよいことを考慮に入れ、
【数３】
2011504655.tif 000005
かつ、式（４）〜（８）を組み合わせると、解を持つＳｉ層の厚さに対する微分方程式、
【数４】
2011504655.tif 000006
が得られ、ここで、δｏは、ｔ＝０における最上部Ｓｉ層の初期厚さであり、Ｋ＊は、ｋ／Ｋに完全に等しい。この式は、典型的な線形放物線モデルの形式で書き直すことができる。すなわち、
【数５】
2011504655.tif 000007
ここで、
【数６】
2011504655.tif 000008
である。
【００２７】
酸化物溶解を律速する２つの場合が存在する。ガス雰囲気を介しての物質輸送が素早い場合、溶解は、格子間酸素拡散によって律速され、溶解速度は最上部Ｓｉ層の厚さに反比例する。ガス輸送律速の状態のもう一方の場合においては、拡散速度は温度および局所的物質輸送係数Ｋ＊だけに依存する。このモデルによれば、ＢＯＸの溶解速度は、ＢＯＸの厚さにもベースウェーハ材料にも依存しない。
【００２８】
図２〜図９は、異なる条件下において処理されたＳｅＯＩウェーハを評価するために実行された様々な実験から得られた結果を示す。
【００２９】
スマートカット（商標）技術によって製造された、市販されている３００ｍｍのＳＯＩウェーハが使用された。埋め込み酸化物は、Ｈ２Ｏを含む酸素雰囲気中におけるドナーＳｉウェーハの熱酸化によって製造され、接合界面がＢＯＸ／ベースウェーハ界面において得られた。ベースウェーハにおける格子間酸素濃度は、１．２×１０１８ｃｍ−３であり、４．８×１０１７ｃｍ−２の較正定数を備えたＦＴＩＲ分光法によって測定された。ウェーハは、残留酸素ガス汚染を減少させるように特別に設計された垂直炉内のアルゴン雰囲気中でアニーリングされた。異なる４つの種類の炉が、同じ結果が得られるかどうか試された。排気中の酸素ガスの濃度は、アニーリング中に５ｐｐｍよりも小さかった。アニーリングは、１１００℃〜１２００℃で数分から数時間の期間にわたって実行された。高温におけるスリップ生成（ｓｌｉｐ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）を最小限に抑制するために、すべての実験に対して同じ緩やかな温度勾配が使用された。最上部Ｓｉ層およびＢＯＸ層の厚さは、それぞれ、５００〜５０００Åおよび１５０〜１５００Åの範囲内において変化した。
【００３０】
図２は、それぞれ、１２００℃で１時間アニーリングする前と後におけるＢＯＸ層の厚さの差（ａ）と最上部Ｓｉ層の厚さの差（ｂ）とを示すマップである。アニーリング前の層の厚さは、それぞれ、１４５０Åおよび５００Åであった。
【００３１】
溶解の前と後の層の厚さは、分光偏光解析器によって測定された。５ｍｍの端部除外領域（ｅｄｇｅ  ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ）を伴う４９個のデータ点が、ウェーハごとに測定された。ＳｉおよびＳｉＯ２のための標準的な分散関数を備えた３層モデルが使用され、そして、スペクトルのきわめて良好な一致が確認された。いくつかのサンプルは、偏光解析データを確認するためのＸＴＥＭおよびＸＲＲ（Ｘ線反射）によって分析された。これらの技術によって決定された層の厚さは、本技術の精度に良好に合致した。
【００３２】
基板における格子間酸素が過飽和である場合、埋め込み酸化物の溶解は、１２００℃で発生することがはっきりとわかる。溶解されたＢＯＸ層および最上部シリコン層のパターンは、互いにきわめて良好に相関し、かつ、垂直炉内におけるガス流の分布ときわめて良好に相関している。酸化物の溶解速度およびＳｉのエッチング速度は、ガス速度が速ければより速くなり、これは、プロセスが、混合拡散／ガス輸送の状態において発生することを示している。
【００３３】
図３は、溶解されるＢＯＸの厚さとエッチングされる最上部Ｓｉ層の厚さとの間の比例関係を示す。それぞれの点は、一定半径の位置において平均化された、１２００℃で異なる時間にわたりアニーリングされた様々なウェーハの厚さの測定値を表現する。データは、式（７）によって予測されたＳｉとＳｉＯ２との比容積である４５％の傾きを有する直線にきわめて良好に一致する。これは、１２００℃での反応（２）によるＳｉのさらなるエッチングは発生しないことを示しており、品質の高いアニーリング雰囲気を示している。
【００３４】
したがって、１１５０℃よりも高い温度は、ＢＯＸ溶解に適したものであり、好ましくは、１２００℃の温度である。
【００３５】
溶解されたＢＯＸの厚さが最上部Ｓｉ層の初期厚さに実験的に依存することが、１２００℃および１１５０℃でのアニーリングに対応する図４および図５にそれぞれ示される。実線は、端部の点に対する式（１０）および式（７）の理論的な一致であり、点線は、中央の点に対するものである。
【００３６】
溶解特性は、１１５０℃よりも１２００℃のアニーリング温度の場合の方がより良好であることがわかる。また、１１５０℃よりも高い温度条件の場合におけるアニーリング時間は、ＳＯＩウェーハを大量に製造するのにより適したものであり、好ましくは、１２００℃の温度である。
【００３７】
端部のデータと中央のデータとを一致させるために、それぞれのアニーリング条件ごとに、Ｂは同じ値が使用されたが、Ａは異なる値が使用された。ＢおよびＡは、式（１０）に示される係数である。長時間にわたる温度勾配におけるＢＯＸ溶解を考慮に入れるために、それぞれのアニーリング時間およびアニーリング温度ごとのデータは、個々の有効係数ＡｅｆｆおよびＢｅｆｆを当てはめたが、同じアニーリング条件に対する中央の点および端部の点は、同じ値のＢｅｆｆを当てはめた。
【００３８】
すべてのアニーリングは同じ勾配プロフィールを有していたので、図４の挿入図に示されるように、Ｂｅｆｆ（およびＢｅｆｆ／Ａｅｆｆのそれぞれ）のアニーリング温度における保持時間依存をプロットすることによって、係数ＢおよびＡの等温値を抽出することができる。曲線の傾きは、Ｂの値を提供する（より正確には、この線形性はエッチングされるＳｉの厚さが小さい場合にのみ正しい）。Ｂの理論値とともにパラメータを当てはめた結果が、図８に示される。
【００３９】
１２００℃で、ウェーハ端部におけるＢＯＸの溶解は、最上部Ｓｉ層における格子間酸素拡散によって律速され、実験値Ｂと式（１１）から計算される理論値Ｂとは良好に一致する。
【００４０】
予想通りに、ウェーハ中央においては、ガス輸送は、溶解を鈍化させ、その結果として、より大きいＡ値をもたらす（１２００℃および１１５０℃のそれぞれにおいて、３０Åおよび１０７０Åの中央値に対して０Åおよび２３６Åの端部値）。温度が減少するにつれて、反応速度論的な溶解速度は、鈍化し、かつ、拡散律速の状態から大きく逸脱するが、依然としてガス速度パターンを示す。
【００４１】
また、Ｓｉの初期厚さは、溶解速度に影響を及ぼすと考えられる。Ｓｉの初期厚さが薄くなればなるほど、溶解速度はより速くなる。
【００４２】
図６は、アルゴン中において１２００℃で１時間だけアニーリングされたＳＯＩウェーハの最上部Ｓｉ／ＢＯＸ界面のＴＥＭ画像を示す。Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の粗さは、２〜３枚の原子面であり、これは、アニーリングされる前のＳＯＩ界面の粗さとほぼ同じである（そして、熱酸化物に典型的な粗さでもある）。最上部Ｓｉ層内または再成長Ｓｉ層の境界においては、結晶学的欠陥は検出されなかった。
【００４３】
擬似ＭＯＳＦＥＴ技術は、最上部ＳｅＯＩ界面の界面品質にきわめて敏感である。したがって、最上部Ｓｉ層および最上部界面の電気的特性評価は、擬似ＭＯＳＦＥＴ技術によって実行された。
【００４４】
この技術は、ＭＯＳＦＥＴ型電流輸送特性を実現するために、特別の構造のＳｅＯＩウェーハを使用する。バイアス勾配が基板に適用され、トランジスタゲートとして動作する。
【００４５】
埋め込み酸化物は、ゲート酸化物の役割をなし、膜上に付加された２つの金属プローブは、ソースおよびドレインとして動作する。ソースおよびドレインはドーピングされていないので、デバイスは、ｎＭＯＳトランジスタとしてもｐＭＯＳトランジスタとしても動作させることができる。同様に、完全に処理されたＭＯＳＦＥＴに対して、典型的なパラメータ、すなわち、正孔移動度および電子移動度（μｈおよびμｅ）、サブスレッショルド係数（Ｓ）、界面トラップ密度（ＤＩＴ）、フラットバンド電圧およびしきい値電圧（ＶＦＢおよびＶＴ）が抽出されてもよい。すべての測定値に対してソースは接地され、ドレインは、線形モード動作を保証するために小さい値（２００ｍＶ）にバイアスされ、そして、ゲート電圧（ＶＧ）は、多数（少数）キャリア特性を（それぞれ）抽出するために、０Ｖから蓄積方向に（逆方向に）掃引される。界面および再成長Ｓｉの電気的品質を評価するために、様々な条件においてアニーリングされたサンプルの集合が、擬似ＭＯＳＦＥＴ法によって測定された。正孔移動度および電子移動度の値は、曲線
【数７】
2011504655.tif 000009
対ＶＧから抽出され、ここで、Ｇｍは、記載されるように、相互コンダクタンス
【数８】
2011504655.tif 000010
である。Ｓは、Ｌｏｇ（ＩＤ）対ＶＧ曲線のサブスレッショルド傾きの逆数と考えられる。界面トラップ密度は、式、
【数９】
2011504655.tif 000011
を用いてＳから計算され、ここで、ｑは電気素量であり、ｋＴ／ｑは熱ポテンシャルであり、ＣＳｉおよびＣＯＸはそれぞれ、膜キャパシタンスおよび埋め込み酸化物キャパシタンスである。図９は、擬似ＭＯＳＦＥＴ測定の結果を簡単に示す図である。
【００４６】
Ｓｉ膜の上面は、測定中にパッシベーションされないので、抽出されたパラメータは、最上部Ｓｉ膜の厚さに依存する。したがって、正しく比較するために、ＢＯＸ溶解処理を施されていない等価なウェーハに対する結果も提供される。アニーリングされた最も薄いサンプルは、トランジスタ動作を現すことはなく、最も大きい溶解速度は界面の品質の低下をもたらすことを示した。
【００４７】
ＤｉｔがＢＯＸ溶解速度に依存することの結果が、図７にプロットされる。図７において、正方形記号は、様々な厚さのＳｉ層のサンプルの測定値を示し、菱形記号は、同じ厚さのＳｉ層を有するがアニーリングされない比較対照サンプルの測定値を示す。
【００４８】
これらの実施例はアニーリングをまったく施されず、したがってＢＯＸ溶解速度は得られなかったので、比較対照サンプルの結果の横座標は仮想的なものである。これらの結果は、アニーリングを施されたサンプルとの比較を容易にするためにプロットされた。
【００４９】
図７および図９から、ＢＯＸ溶解速度が増加するにつれて界面トラップ密度は増加し、キャリア移動度は減少することがはっきりとわかり、アニーリング時間または溶解されたＢＯＸの量はほとんど、またはまったく影響を与えないようであった。速い速度の固相Ｓｉ再成長は、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面に欠陥を発生させることがあるが、０．０６Å／秒よりも遅いＢＯＸ溶解速度の場合、アニーリングされたＳＯＩ構造の電気的な品質は、１Ｅ１２ｃｍ−２ｅＶ−１よりも小さいＤｉｔ値を備えた基準ウェーハとほぼ同じであると推測することができる。Ｄｉｔ値が小さければ小さいほど、ウェーハの電気的品質はより良好なものとなる。
【００５０】
したがって、本発明の一側面によれば、溶解速度は律速された値、つまり、０．０６Å／秒よりも小さい値に維持されるように制御される。
【００５１】
本発明のこの側面は、プロセスを迅速化するために溶解速度を最大化しなければならないという自然な傾向に逆らうものである。
【００５２】
工業的利用に適合する溶解速度を維持するために、上述した最大値は尊重されるべきであるが、溶解速度はあまりにも小さい値に維持されるべきではない。例として、０．０１Å／秒よりも小さい溶解速度は、大量生産には適さない。したがって、溶解速度は、好ましくは、この値よりも大きい値に維持されるべきである。
【００５３】
ウェーハ品質を低下させることなく埋め込み酸化物の厚さを相当に減少させることは、酸素のない雰囲気中においてＳｅＯＩウェーハをアニーリングすることによって達成されてもよい。酸化物溶解速度は、最上部Ｓｉ層を介しての格子間酸素拡散によって決定され、最上部Ｓｉの厚さに反比例的に依存する。
【００５４】
一般的に言えば、本出願人は、そもそも、溶解速度の制御は、以下のパラメータを制御することによって達成されるという結論に到達した。すなわち、
−溶解が実行される雰囲気の制御、および／または、
−溶解が実行される温度の制御、および／または、
−当該加工層の厚さの選択。
【００５５】
アニーリングが、１ｐｐｍよりも少ない酸素を有するアルゴンのような非酸化雰囲気（または、より一般的には、１ｐｐｍよりも少ない酸素を有する雰囲気）中において実行される場合、速い速度の酸化物溶解が可能であり、温度と最上部Ｓｉの初期厚さとによって制御されてもよい。
【００５６】
より正確には、アルゴン雰囲気中における最適酸化物溶解速度は、１１５０℃よりも高いアニーリング温度を設定することによって、および５５０Å〜２３００Åの範囲内にある最上部Ｓｉの初期厚さを選択することによって、制御される。
【図１】
2011504655.tif 000012
【図２ａ】
2011504655.tif 000013
【図２ｂ】
2011504655.tif 000014
【図３】
2011504655.tif 000015
【図４】
2011504655.tif 000016
【図５】
2011504655.tif 000017
【図６】
2011504655.tif 000018
【図７】
2011504655.tif 000019
【図８】
2011504655.tif 000020
【図９】
2011504655.tif 000021
【国際調査報告】
2011504655.tif 000022
2011504655.tif 000023
2011504655.tif 000024