SOI < gX c l ù p § ü X ¢ ø p ©Å k Ä ° Ç m× DT c l; c 6 X ¢ ÷ m Ç] M öX ì Ä w ² o
_
@* å ? ∗ · »0 ï F- ! H
ô
Dz D G õ < Æl Õ ü t ½ ¨" é ¶ F g l Õ ü t ½ ¨G ' p , " fÖ ¦ 130-650 (2003¸ 3 Z 4 6{ 9 ~ à Î6 £ §)
Smart-cut l Õ ü t` ¦ s 6 x # SOI ] j \ 9 כ ¹ô Ç \ P í ß o(thermal oxidation) / B N& ñ s _ þ vd í ß o ~ ½ ÓZ O
`
¦ s 6 x # ½ ¨÷ &% 3 . í ß o} { [ þ t É r í Ðo èÕ ª x / B N& ñ l Õ ü t õ _ þ vd d y ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # ] j
÷ &% 3 . í ß o} { _ ; ¤ É r F g Û ¼ß ¼ © \ " f 3, 4, 5 µms % 3 . TENCO 500 surface profiler í ß
o} { _ ¿ ºa \ ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK s 6 x ÷ &% 3 . \ P í ß o} É r í ß or ç ß , í ß èÄ »| ¾ Ó, í ß o : r ¸, Õ ªo ¦ [ j
&
ñ ~ ½ ÓZ O ` ¦ or & " f $ í © ÷ &% 3 . Õ ª õ í ß o} ¿ ºa 7 £ x H í ß o : r ¸\ ß ¼> _ > rô Ç כ ` ¦
· ú
¤ .
PACS numbers: 81
Keywords: z ´o B H] X ^ , Û ¼ à Ô] X é ß , í ß o
I. " e  ] Ø
SOI(Silicon on insulator) H SiO
2ü < ° ú É r ] X ^ 0 A\ z
´o B H(Si) ~ Ã Ì} 8 £ x s Z ~ # e H ½ ¨ ¸ Ð" f F g è [
þ
t s z ´o B H ~ Ã Ì} 8 £ x 0 A\ ë ß [ þ t # Q [1]. SOI_ l : r& h
Ò q ty É r l Ò q t & ñ 6 x| ¾ Ó(parasitic capacitance)` ¦ y è r
( Ü ¼ Ð+ è _ Û ¼0 Ag A 5 Å q ¸\ ¦ 8 Ø Ô> H כ s
. SOI J ?s ( \ ¦ s 6 x # ] j ) a è H ¦ : r \
"
f 1 l x s î ß & ñ | ¨ c ÷ rë ß m í ¦5 Å q 1 l x s 0 p x ¦,
6 x èq § 4 s ± ú ¦, é ß 0 A è _ | 9 & h ´ òÖ ¦ s Ä ºÃ ºK
Ö
¸µ 1 Ïô Ç ½ ¨ s À Ò# Qt ¦ e . þ j H \ í ¦5 Å q F g è ü
< é ß 0 A F g è [ þ t_ | 9 & h ` ¦ 0 AK z ´o B H s ü @_ GaAs [2], InP [3], SiC [4] 1 p x_ ì ø Í ¸^ ~ Ã Ì} ` ¦ ] X 8 £ x 0 A\ ë ß
×
¼ H ½ ¨ ´ ú §s ' ÷ & ¦ e . " f íl \ ] X ^ 0 A\ z ´o B H ~ Ã Ì} ` ¦ + þ A$ í H Silicon on insulator(SOI) l
Õ ü t É r ª ô Ç 7 á x À Ó_ ì ø Í ¸^ ~ Ã Ì} ` ¦ ] X ^ 0 A\ + þ A$ í
H Semiconductor on insulator Ð SOI_ _ p S X ©
÷
& ¦ e .
z
´o B H é ß & ñ ~ Ã Ì} ` ¦ SiO
2] X 8 £ x 0 A\ + þ A$ í ô Ç SOI J ?s ( \ ¦ ] j H l Õ ü t É r í ß o} s $ í © ) a z ´o B H J ? s
( \ ¦ f ] X ] X ½ + Ëô Ç Ê ê õ & ñ ` ¦ u H BESOI(bond and etch back SOI) l Õ ü t [5], í ß è s : r Å Ò{ 9 Ê ê \ P % o õ
&
ñ \ _ ô Ç SIMOX(separated by implantation of oxygen) l
Õ ü t [6], ] X ½ + Ë ) a J ?s ( ÷ & H @ / \ s : r Å Ò{ 9 ) a
% ò
% i s \ P % o \ _ # ì r o ÷ & H Smart-cut l Õ ü t [7] Ð
∗
E-mail: [email protected]
µ
1 Ï ÷ &# Q M ® o . © þ j l Õ ü t Smart-Cut l Õ ü t É r s
: r Å Ò{ 9 õ J ?s ( ] X ½ + Ë(wafer bonding)` ¦ l : r Ü ¼ Ð ¦ e
. s : r Å Ò{ 9 é ß > H SOI ~ Ã Ì} _ ¿ ºa ç H{ 9 $ í ` ¦ Ð © K
Å Ò ¦, J ?s ( ] X ½ + Ëé ß > H \ P & h Ü ¼ Ð $ í © ) a í ß o} õ z
´o B H ~ Ã Ì} 8 £ x_ ¢ - a# 4 ô Ç & ñ $ í ` ¦ Ð © K ï r .
Smart-cut l Õ ü t` ¦ s 6 x # SOI J ?s ( \ ¦ ] j l 0 AK " f H \ P \ _ K z ´o B H l ó ø Í` ¦ { 9 & ñ ô Ç ¿ ºa Ð í ß o r
v H \ P í ß o(thermal oxidation) / B N& ñ , { 9 & ñ ô Ç ¿ ºa _ z
´o B H ~ Ã Ì} ` ¦ ì r o l 0 AK ª $ í \ ¦ \ P í ß o} ¿ ºa
Ð U ·s Å Ò{ 9 H s : r Å Ò{ 9 (ion implantation) / B N& ñ , s
: r Å Ò{ 9 ) a J ?s ( \ ¦ É r z ´o B H l ó ø Í\ · ¡ s H J ?s ( ] X
½ + Ë / B N& ñ , ] X ½ + Ë ) a J ?s ( \ ¦ ¦ : r \ " f \ P % o < ÊÜ ¼ Ð+
ª $ í s : r s Å Ò{ 9 ) a 8 £ x s ì r o ÷ & H \ P % o / B N& ñ , ì r o
) a ~ Ã Ì} ³ ð ` ¦ H CMP(chemical-mechanical polishing) / B N& ñ ` ¦ 5 g ô Ç . © l / B N& ñ l Õ ü t É r { 9 F c
#
Smart-cut l Õ ü t s Ô ¦ 2 ; . : r 7 Hë H \ " f H Smart-cut l
Õ ü t_ ' Í P : / B N& ñ z ´o B H l ó ø Í 0 A\ \ P í ß o} ` ¦ $ í
© r v H ] j / B N& ñ õ \ P í ß o} _ ¿ ºa 8 £ ¤& ñ \ ' aô Ç z ´ +
«
> õ \ ¦ [ O " î ô Ç . : £ ¤ y , \ P í ß o} $ í © \ ß ¼> % ò ¾ Ó` ¦ Å
Ò H כ ¹ ` ¦ ¹ 1 Ôl 0 AK í ß or ç ß o, í ß o : r ¸ o, í
ß è Ä »{ 9 | ¾ Ó_ o, \ P í ß o} $ í © [ j& ñ ~ ½ ÓZ O _ o
\
É r í ß o} ¿ ºa ½ ¨÷ &% 3 .
II. ÷ m Ç ] M ö
-297-
1. Si S Å Ç U ØR
: r 7 Hë H \ " f 6 x ) a z ´o B H l ó ø Í É r ] X é ß (cleaving)` ¦
~ 1
> l 0 AK " f © 6 x o ) a 2 u ß ¼l Ð × þ ÷ &% 3 .
é
ß & ñ z ´o B H J ?s ( _ & ñ ~ ½ Ó ¾ Ó É r (100) s % 3 ¦, q $
½ Ó(resistivity) É r 12 ∼ 18 Ω · cms % 3 . Õ ªo ¦ borons
¸i ç ) a p-+ þ A z ´o B H J ?s ( H f â s 50.8 mms ¦, ¿ º a
330 µms l M :ë H \ q §& h ] X é ß s / ' ° ? . \ P í
ß o} $ í © z ´+ « >\ s 6 x| ¨ c z ´o B H r ¼ # É r í ß o} _ ¿ º a
\ ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK í Ðo èÕ ª x / B N& ñ ` ¦ 5 g l
M :ë H \ 2 u z ´o B H l ó ø Ís 10 × 10 mm Ð ] X é ß ÷ &
% 3 .
ï
r q ) a 10 × 10 mm ß ¼l _ r ¼ # É r \ P í ß o} s $ í ©
÷
&l \ Ä »l Ó ü t õ Á ºl Ó ü t` ¦ ¸¿ º ] j H [ j& ñ / B N& ñ
`
¦ 5 g ô Ç . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð Á ºl Ó ü t ] j \ ¦ 0 AK " f H r
¼ #
³ ð s  Ò× ¼ Qî r [ j& ñ 6 x 4 x Ü ¼ Ð ë H| 9 Q" f [ j& ñ ÷ &
í6 £ § s 6 x ÷ & 9, Ä »l Ó ü t` ¦ ] j l 0 AK " f H TCE(trichloroethylene), [ j : r, B jò ø Í` ¦_ í H " f Ð Ä »l 6
x B [ j& ñ ` ¦ ô Ç Ê ê » 1 Ïs : r à º(18 MΩ) Ð [ j' ô Ç . ô Ǽ # ì
ø Í ¸^ z ´o B H / B N& ñ \ " f H RCA [ j& ñ ~ ½ ÓZ O s ´ ú §s s 6 x
÷
& ¦ e . RCA [ j& ñ ~ ½ ÓZ O É r z ´o B H õ z ´o B H í ß o} ` ¦ p
è d y H 6 x` ¦ 9 p | ¾ Ó_ Ä »l Ó ü t õ { 9 _ ] j
$ í 0 p x s 8 A# Qè ß RCA1(1:1:5 NH
4OH : H
2O
2: H
2O) õ
% i í ß õ õ í ß oà º è_ í ß o§ 4 Ü ¼ Ð F K5 Å q ¸% i Ó ü t` ¦ ] j
H RCA2(1:1:5 HCl : H
2O
2: H
2O) Ð ½ ¨$ í ) a . Õ ª
Q z ´o B H J ?s ( _ ; í ß o} (native oxide)_ ¿ ºa
H 10 ∼ 100 ˚ A s ¦ [8] í ß o} s + þ A$ í ÷ & H í ß oõ & ñ É r Si õ SiO
2â > \ " f { 9 # Q H כ Ü ¼ Ð · ú 94 R e l M : ë
H \ [9] í ß o} $ í © z ´+ « >\ " f H ; í ß o} s : £ ¤Z > y ]
j | ¨ c 9 כ ¹ \ O . " f : r 7 Hë H É r RCA [ j& ñ ~ ½ ÓZ O
@
/ \ z ´o B H ³ ð _ Á ºl Ó ü t õ Ä »l Ó ü t` ¦ ] j H [ j
&
ñ õ & ñ s × þ ÷ &% 3 . 7 £ ¤ ì ø Í ¸^ / B N& ñ 6 x 4 x` ¦ s 6 x
#
z ´o B H ³ ð \ Û ¼ß ¼A u t · ú §` ¦ & ñ ¸ Ð Z > > ë
H| 9 Q" f [ j' ` ¦ H Á ºl Ó ü t [ j& ñ Ê ê Ä »l Ó ü t` ¦ ] j l
0 AK > p wô Ç TCE, [ j : r, B jò ø Í` ¦, » 1 Ïs : r à º_ í H Ü ¼
Ð r ¼ # s [ j' ) a Ê ê | 9 è Û ¼\ ¦ s 6 x # r ¼ # ³ ð _ Ã
ºì r s ] j ÷ &% 3 .
2. ° Ç m× DT c l ] k ùV R Ë ÷ m Ç] M ö
SOI J ?s ( \ ¦ ] j l 0 AK " f H z ´o B H ³ ð ` ¦ { 9
&
ñ ô Ç U ·s Ð í ß or & SiO
2\ P í ß o} ` ¦ + þ A$ í H l Õ ü t s
9 Ã º& h s . \ P í ß o} ` ¦ $ í © r v H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð | d í ß
o(dry oxidation) ~ ½ Ód õ _ þ vd í ß o(wet oxidation) ~ ½ Ód Õ
ªa Ë > 1. \ P í ß o} $ í © ` ¦ 0 Aô Ç (a) \ P í ß o Ð_ ½ ¨ ¸ü <
(b) \ P í ß o Ð_ : r ¸ o : £ ¤$ í .
s
´ ú §s s 6 x ÷ & ¦ e H X < 1 l x{ 9 ô Ç \ P % o ¸| \ " f _ þ vd í
ß o | d í ß o Ð í ß o} _ ¿ ºa 8 H כ Ü ¼ Ð · ú
94 R e [10]. " f : r ½ ¨\ " f H _ þ vd í ß o ~ ½ Ód ` ¦ s
6 x # í ß o} $ í © l Õ ü t s ½ ¨÷ &% 3 . \ P í ß o} ` ¦
$ í
© r v l 0 AK [ j& ñ ) a z ´o B H r ¼ # É r ¦ : r6 x \ P í ß o
Ð(thermal oxidation furnace) î ß \ Z ~ # . Õ ªa Ë > 1 É r
\ P
í ß o Ð_ ½ ¨ ¸ü < í ß or ç ß _ < Êà º Ð 8 £ ¤& ñ ) a í ß o Ð_
: r ¸ o\ ¦ Ð# ï r . r ¼ # É r ? / â s 60 mms ¦ U ´s
1200 mm $ 3 % ò ' a(quartz tube) × æd \ 0 Au ô Ç $ 3 % ò ó ø Í 0 A\ Z ~ # . í ß è(O
2) 90
◦C Ð \ P ) a à º ¸\ ¦ : x õ
< ÊÜ ¼ Ð+ í ß è7 £ x l © I Ð $ 3 % ò ' a î ß Ü ¼ Ð Ä »{ 9 ) a .
\ P
í ß o Ð H 3 zone Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e l M :ë H \ [ j % ò % i _
: r ¸ [ j > h_ : r ¸ ¸] X l \ _ K & ñ S X > ¸] X ) a
. \ P í ß o Ð_ : r ¸ 1050
◦C{ 9 M : í ß or ç ß _ < ÊÃ º Ð 8
£
¤& ñ ) a í ß o Ð_ : r ¸ o H Õ ªa Ë > 1(b)% ! 3 1050
◦C t
\ P ÷ & H r ç ß (heating time)s 2r ç ß s ¦, 200
◦C
t Í ty ÷ & H r ç ß (cooling time) É r 7r ç ß s . 1050
◦
C \ " f { 9 & ñ > Ä »t ÷ & H í ß or ç ß (oxidation time) 1 l x î
ß \ íl _ 5ì r` ¦ ] jü @ ¦ : r ¸ o H 1
◦C s s
. " f ô Ç \ V Ð í ß o} $ í © r ç ß s 3r ç ß r ¼ #
`
¦ ë ß × ¼ H â Ä º r ¼ # ` ¦ ? /l 0 AK © : r t Í ty ÷ & H r
ç ß ` ¦ ¦ 9 À Ò& ñ ¸ r ç ß s èכ ¹ ) a .
Õ
ªa Ë > 2. í ß o} ¿ ºa 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 Aô Ç (a) f í ß o} {
(strip)_ ] j / B N& ñ õ (b) Û ¼ß ¼_ ½ ¨ ¸.
í
ß o} _ ¿ ºa H Ellipsometer\ ¦ s 6 x H ~ ½ ÓZ O õ SiO
2í ß o} ` ¦ d y ô Ç Ê ê Stylus depth profiler\ ¦ s 6 x
H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ÷ & H X < ¿ º ~ ½ ÓZ O É r ¸ # 3 0 A ? /\ " f í
ß o} ¿ ºa ° ú [11]. \ P í ß o} s $ í © ) a r ¼ # _ í ß
o} ¿ ºa H Stylus profilometry ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ ÷ &
%
3 . : r 7 Hë H \ " f H l > r_ ì ø Í ¸^ F g è ] j / B N& ñ \
"
f s 6 x ÷ & H í Ðo èÕ ª x ~ ½ ÓZ O [12]Ü ¼ Ð í ÐY Ut Û ¼ à
Ô d y Û ¼ß ¼ ] j ) a Ê ê BOE(buffered oxide etcher) 6
xÓ oÜ ¼ Ð SiO
2ü < Si â > t í ß o} s d y H d Ü ¼ Ð+ í
ß o} { (oxide strip) ] j ÷ &% 3 . Õ ªo ¦ Tenco 500 surface profiler í ß o} { \ ¦ ; ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð Û ¼ ± p(scan) < Ê Ü
¼ Ð+ í ß o} _ ¿ ºa 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 .
Õ
ªa Ë > 2 H f í ß o} { (strip)\ ¦ ë ß [ þ t l 0 Aô Ç í Ðo
èÕ ª x / B N& ñ õ s M : 6 x ) a F g Û ¼ß ¼_ ½ ¨ ¸s . { 9
&
ñ ô Ç ¿ ºa _ í ß o} s $ í © ) a z ´o B H r ¼ # 0 A\ AZ5214
í ÐY Ut Û ¼à Ô Û ¼ 2 ; ïh A ) a Ê ê 90
◦C_ hot plate\
"
f \ P % o (baking) ) a . s r ¼ # É r Û ¼ß ¼ & ñ § > =l (mask aligner) ü < F g Û ¼ß ¼\ ¦ s 6 x # ü @ F g \ ¸Ø ¦ ) a .
Õ
ªo ¦ ¸ F g ) a r ¼ # É r & ³ © Ó o` ¦ s 6 x # 60 í 1 l xî ß & ³
© ) a Ê ê » 1 Ïs : r à º Ð [ j' ÷ & ¦ | 9 èÛ ¼ Ð ³ ð _ à ºì r s
] j ) a . ] j ) a í ÐY Ut Û ¼à Ô { (strip) H d y / B N& ñ
\
" f d y Û ¼ß ¼ Ð s 6 x ÷ &l M :ë H \ y © ¸\ ¦ y © or v l
0 AK 120
◦C_ hot plate\ " f r \ P % o ) a . t }
Ü ¼ Ð r ¼ # É r BOE d y 6 xÓ o` ¦ s 6 x # í ß o} s d y
) a Ê ê í ÐY Ut Û ¼à Ô H [ j : r` ¦ s 6 x # ¢ - a y ] j
) a .
III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý
1. m× DS m ì Å× D
[
j& ñ / B N& ñ ` ¦ 2 ; 10 × 10 mm ß ¼l _ z ´o B H r ¼ # É r 1050
◦C \ " f í ß o} s $ í © ÷ &% 3 . 5> h_ r ¼ # \ " f í ß
or ç ß É r 1 r ç ß Â Ò' 9r ç ß t 2r ç ß ç ß Ü ¼ Ð o÷ &
%
3 . í ß o} $ í © r í ß o Ð_ ì r0 Al H 100 sccm_ í ß
èl ^ 90
◦C Ð \ P ) a à º ¸\ ¦ : x õ < ÊÜ ¼ Ð+ à º7 £ x l ü
< í ß è D ¥½ + Ë ) a © I s Ù ¼ Ð _ þ vd í ß o / B N& ñ s s 6 x ÷ &
Õ
ªa Ë > 3. 1050
◦C \ " f 9r ç ß $ í © ) a (a) í ß o} _ scan profile õ (b) surface profiler\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ ) a í ß o} {
(strip)_ ¿ ºa .
%
3 . y y _ í ß or ç ß s = å Qè ß Ê ê 600
◦C t Í ty õ & ñ
\
" f í ß è í ß o Ð\ Å Ò{ 9 ÷ &% 3 .
]
j ) a r ¼ # É r Õ ªa Ë > 2(b)ü < ° ú s í ß o} { (strip)_
;
¤ s 3 µm, 4 µm, 5 µms ¦, y y _ ; ¤ \ @ /K 8> h_ í ß
o} { ë ß [ þ t # Qt Ù ¼ Ð ô Ç > h_ r ¼ # É r 24 > h_ f í
ß o} { Ð ½ ¨$ í ) a . í ß o} _ ¿ ºa H " fÚ Ô s ß ¼ : r
9
` ¦ ° ú ¦ e H TENCO 500 surface profiler\ ¦ s 6 x # 8
£
¤& ñ ÷ &% 3 . í ß o} _ ¿ ºa \ ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK 24 > h_ í ß
o} { H y y surface profiler\ ¦ s 6 x # Û ¼ ± p(scan)
÷
&% 3 .
Õ
ªa Ë > 3(a) H 24 > h_ f í ß o} { × æ ô Ç > h\ ¦ 25 µm Û
¼ ± p Ù þ ¡` ¦ M : í ß o} _ é ß (oxide step)\ ¦ Ð# ï r . s M
: Ã ºf ~ ½ Ó ¾ Ó_ Z } s 9r ç ß 1 l xî ß $ í © r SiO
2í ß o }
_ ¿ ºa s . Õ ªa Ë > 3(a) ÐÂ Ò' 0 AA á ¤ õ A A á ¤_ ; ¤ s y
y 2.1 µm ü < 3.6 µms Ù ¼ Ð d y Û ¼ß ¼_ ; ¤ s 3 µm í ß o} { BOE 6 xÓ oÜ ¼ Ð d y ÷ & H õ & ñ \ " f B j
(mesa) + þ AI ÷ &% 3 6 £ §` ¦ · ú Ã º e . s õ H SEM
\ " f S X ÷ &% 3 . Õ ªa Ë > 3(a)ü < 1 l x{ 9 ô Ç ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 24> h_ f
í ß o} { \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç í ß o} ¿ ºa Õ ªa Ë > 3(b)s
. Õ ªa Ë > 3(b) H Õ ªa Ë > 2(b)_ Û ¼ß ¼ © \ “bottom” % ò % i
\
e H í ß o} { [ þ t` ¦ í ß o} { ~ ½ Ó ¾ Óõ Ã ºf Ü ¼ Ð Û ¼ ± p
# % 3 É r õ s . 8 £ ¤& ñ ) a í ß o} _ ¨ î ç H ¿ ºa 4533
˚ A s ¦ X <s ' ì r í H 35 ˚ A ? /_ e .
Õ
ªa Ë > 4 H í ß o} $ í © r ç ß \ É r í ß o} _ ¿ ºa
o\ ¦ Ð# ï r . Bottom, middle, top É r Õ ªa Ë > 2(b)_ Û ¼ ß
¼\ ³ ðr ) a % ò % i ` ¦ Û ¼ ± p # 8 £ ¤& ñ ) a í ß o} ¿ ºa _ ¨ î ç
H° ú כ` ¦ · p . 7 £ ¤ y y _ í ß o r ç ß \ " f bottom X <s '
H 24 > h_ í ß o} { _ ¿ ºa \ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç Ê ê ¨ î ç Hô Ç ° ú כs
. s Õ ªa Ë > É r z ´o B H l ó ø Í\ PECVD\ ¦ s 6 x # SiO
x~ Ã
Ì} ` ¦ 7 £ x à Ìô Ç Ê ê \ P % o \ ¦ < ÊÜ ¼ Ð" f SiO
xSiO
2 Ð
Õ
ªa Ë > 4. _ þ vd í ß o ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # í ß or ç ß _ < ÊÃ º Ð 8
£
¤& ñ ) a í ß o} ¿ ºa o.
o| ¨ c M : \ P % o r ç ß \ 8 £ ¤& ñ ô Ç SiO
2~ Ã Ì} _ ¿ ºa
oü < q 5 p wô Ç â ¾ Ó` ¦ Ð [13]. $ í © ) a í ß o} _ ¿ ºa
H í ß or ç ß \ q Y V t · ú § ¦ r ç ß s 7 £ x < Ê\ í
o÷ & H â ¾ Ó` ¦ Ðs l M :ë H \ 5000 ˚ A s © _ í ß o} ¿ º a
\ ¦ $ í © r v 9 ´ ú § É r í ß or ç ß s 9 כ ¹ . " f í
ß o} _ $ í © 5 Å q ¸\ ¦ Ð Ø Ô> ½ + É Ã º e H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ¹ 1 Ô l
0 AK í ß è Ä »| ¾ Ó o\ É r í ß o} ¿ ºa “2. O
2Ä »
| ¾
Ó o”\ " f ½ ¨÷ &% 3 .
2. O
28 ý ¥S ë s ì Å× D
í
ß o Ð\ Å Ò{ 9 ÷ & H í ß è_ Ä »| ¾ Ó(flow rate)s \ P í ß o }
¿ ºa \ p u H % ò ¾ Ó` ¦ ¸ l 0 AK " f í ß è_ Ä »| ¾ Ó s
50 sccm, 100 sccm, 150 sccmÜ ¼ Ð o÷ & " f \ P í ß o }
r ¼ # s ] j ÷ &% 3 . s M : í ß o : r ¸ H 1050
◦C s ¦ í
ß or ç ß É r 5 r ç ß s % 3 . ¢ ¸ _ þ vd í ß o\ ¦ 0 AK Ã º ¸_ : r
¸ H 90
◦C Ð Ä »t ÷ &% 3 . Õ ªa Ë > 5 H í ß o Ð\ Å Ò{ 9 ÷ & H í
ß è Ä »| ¾ Ós í ß o} ¿ ºa \ p u H % ò ¾ Ó` ¦ Ð# Å Ò ¦ e
. í ß è Ä »| ¾ Ós 7 £ x < Ê\ í ß o} _ ¿ ºa 7 £ x ô Ç
. Õ ª Q í ß èÄ »| ¾ Ós 50 sccm\ " f 100 sccmÜ ¼ Ð 7 £ x
½ +
É M : í ß o} _ ¿ ºa 7 £ x H 223 ˚ A ì ø Í \ í ß èÄ »| ¾ Ó s
100 sccm\ " f 150 sccmÜ ¼ Ð 7 £ x | ¨ c M : í ß o} _ ¿ º a
H 100 ˚ A µ 1 Ú\ 7 £ x t · ú § H . " f í ß è Ä »| ¾ Ós 7
£
x < Ê\ í ß o} _ $ í © 5 Å q ¸ & h í o÷ & H â
¾ Ó` ¦ Ðs l M :ë H \ í ß èÄ »| ¾ Ós 150 sccm s © Ü ¼ Ð 7 £ x
\ ¦ K ¸ í ß o} ¿ ºa ß ¼> 7 £ x t 3 l w½ + É כ Ü ¼ Ð \ V
© ) a .
3. m× DT c l V R ËX ê s Æ X Øy ¢ ì Å× D
Õ
ªa Ë > 5. í ß è Ä »| ¾ Ó o\ É r í ß o} ¿ ºa o.
·
ú ¡\ " f í ß è Ä »| ¾ Ós 50 sccm\ " f 150 sccmÜ ¼ Ð 7 £ x
\
¦ K ¸ í ß o} _ $ í © 5 Å q ¸ ß ¼> 7 £ x t · ú §6 £ §` ¦ · ú Ã
º e % 3 . " f \ P í ß o} $ í © : r ¸ í ß o} ¿ ºa \ p
u H % ò ¾ Ó` ¦ ¸ l 0 AK í ß è_ Ä »| ¾ Ós 100 sccm{ 9 M
: 950
◦C, 1050
◦C, 1150
◦C \ " f r ¼ # s ] j ÷ &% 3 . s M
: í ß or ç ß É r 3 r ç ß s ¦, Ã º ¸_ : r ¸ H 90
◦C Ð Ä »t
÷
&% 3 . Õ ªa Ë > 6 É r í ß o : r ¸_ < ÊÃ º Ð 8 £ ¤& ñ ) a í ß o} _
¿
ºa o\ ¦ Ð# ï r . í ß o : r ¸ 950
◦C \ " f 1050
◦C
Ð 7 £ x ½ + É M : í ß o} _ ¿ ºa o H 1482 ˚ A s ¦, 1050
◦C
\
" f 1150
◦C Ð 7 £ x ½ + É M : í ß o} _ ¿ ºa 7 £ x H 1240
˚ A s . Õ ªa Ë > 5ü < Õ ªa Ë > 6` ¦ q § í ß or ç ß s ° ú ` ¦ M : í
ß o} _ ¿ ºa H í ß è Ä »| ¾ Ós 7 £ x < Ê\ í o÷ &t ë
ß (Õ ªa Ë > 5) í ß o : r ¸ 7 £ x < Ê\ + þ AÜ ¼ Ð 7 £ x ô Ç
(Õ ªa Ë > 6). " f \ P í ß o} _ ¿ ºa \ ¦ 7 £ x r v l 0 AK
"
f H í ß è Ä »| ¾ Ó` ¦ 7 £ x r v H כ Ð í ß o : r ¸\ ¦ 7 £ x r
v H כ s 8 ´ òÖ ¦& h e ` ¦ · ú Ã º e .
ô
Ǽ # Õ ªa Ë > 4ü < Õ ªa Ë > 6` ¦ q § í ß or ç ß s 3r ç ß s
¦ í ß è Ä »| ¾ Ós 100 sccmÜ ¼ Ð ° ú É r ¸| \ " f í ß o}
¿
ºa _ s e 6 £ §` ¦ ^ ¦ Ã º e . 7 £ ¤ Õ ªa Ë > 4\ " f í ß o }
_ ¿ ºa 2403 ˚ A X < ì ø ÍK Õ ªa Ë > 6\ " f í ß o} _ ¿ º a
3035 ˚ A Ü ¼ Ð í ß o} _ ¿ ºa s H 632 ˚ A & ñ
¸s . s ¿ ºa s H í ß o Ð\ 6 x ) a $ 3 % ò ' a_ U ´s
Ù þ ¡l M :ë H Ü ¼ Ð K $ 3 ) a . Õ ªa Ë > 4 H $ 3 % ò ' a_ ? / â õ
U ´s y y 60.6 µmü < 1201 mm{ 9 M : % 3 # Q ì ø Í
\
Õ ªa Ë > 6 É r $ 3 % ò ' a_ ? / â õ U ´s y y 60.8 mmü <
1162 mm{ 9 M : % 3 # Q õ s . $ 3 % ò ' a_ U ´s y è
$ 3 % ò ' a_ Â Òx × ¦ # Q[ þ t > ) a . Õ ª õ í ß è Ä »| ¾ Ó s
100 sccmÜ ¼ Ð ° ú É r ¸| \ " f U ´s  ú ª É r $ 3 % ò ' a î ß _
í ß è 0 l x ¸ 7 £ x Ù ¼ Ð Õ ªa Ë > 5_ õ (7 £ ¤, í ß o} _
¿
ºa í ß è Ä »| ¾ Ó\ 7 £ x ) a )\ _ ^ & h s
É
r $ 3 % ò ' a î ß \ " f $ í © ) a í ß o} _ ¿ ºa ^ & h s H $ 3
Õ
ªa Ë > 6. í ß o : r ¸ o\ É r í ß o} ¿ ºa o.
% ò
' a î ß \ " f $ í © ) a í ß o} ¿ ºa Ð 8 & . · ú ¡_ õ
\ ¦ 7 á x½ + ËK Ð $ 3 % ò ' a_ ^ & h s ¦& ñ ) a © I \ " f í ß
è Ä »| ¾ Ó` ¦ 7 £ x r v H כ Ð $ 3 % ò ' a_ ^ & h ` ¦ y èr v
H כ s í ß o} $ í © \ 8 H % ò ¾ Ó` ¦ p u H כ ` ¦ · ú Ã
º e . Õ ª Q Ð & ñ S X ô Ç & ñ | ¾ Ó& h õ \ ¦ % 3 l 0 AK
"
f H $ 3 % ò ' a_ U ´s \ ¦ or v " f $ 3 % ò ' a_ ^ & h y
è\ É r í ß o} _ ¿ ºa o\ @ /ô Ç ½ ¨ 8 9 כ ¹
.
4. ë Å ì Å m× DT c l8 ý < g
; í ß o} (native oxide)s í ß o} $ í © \ p u H % ò
¾ Ó` ¦ ¸ l 0 AK r ¼ # s í ß o Ð\ [ þ t # Ql \ [ j
&
ñ ~ ½ ÓZ O ` ¦ Ø Ô> # ï r q ÷ &% 3 . r ¼ # A H TCE, [ j
: r, B jò ø Í` ¦ë ß ` ¦ s 6 x # Ä »l 6 x B [ j& ñ (solvent clean- ing)ë ß ¦, r ¼ # B H Ä »l 6 x B [ j& ñ Ê ê RCA [ j& ñ , Õ ª o
¦ r ¼ # C H Ä »l 6 x B [ j& ñ Ê ê BOE 6 xÓ o` ¦ s 6 x # 1ì rç ß ; í ß o} ` ¦ d y # ï r q ÷ &% 3 . [ j > h_ r
¼ #
[ þ t É r í ß èÄ »| ¾ Ós 100 sccm{ 9 M : 1050
◦C \ " f 3r ç ß 1 l x î
ß í ß o} s $ í © ÷ &% 3 . Õ ªa Ë > 7 É r [ j& ñ ~ ½ ÓZ O \ 8 £ ¤
&
ñ ) a í ß o} _ ¿ ºa o\ ¦ Ð# ï r . r ¼ # A, B, C_ ¿ º a
H y y 3035 ˚ A, 2977 ˚ A, 2968 ˚ A s Ù ¼ Ð r ¼ # Aü < C_
¿
ºa s 67 ˚ A s .
s
° ú כ É r : r ½ ¨\ " f 6 x ) a ; í ß o} _ ¿ ºa Ð Æ Ò
&
ñ ) a . = Ä »l 6 x B [ j& ñ É r í ß o} ` ¦ d y t 3
l
w H ì ø Í \ BOE H í ß o} ` ¦ ] j H 6 x d y 6 x Ó
os ¦ à Р¦ë H ³ 8\ " f Ð ¦ ) a ; í ß o} _ ¿ ºa # 3 0 A(10 ∼ 100 ˚ A) ? /\ e l M :ë H s . r ¼ # B H Ä »l 6 x B [
j& ñ Ê ê RCA [ j& ñ ` ¦ Ù þ ¡l M :ë H \ RCA [ j& ñ \ _ K ;
í ß o} _ { 9 Â Ò(58 ˚ A) d y ÷ &% 3 6 £ §` ¦ · ú Ã º e .
Õ
ªa Ë > 7. í ß o} $ í © [ j& ñ ~ ½ ÓZ O \ É r í ß o} ¿ ºa
o.
" f í ß o} $ í © \ r ¼ # ³ ð \ + þ A$ í ) a ; í ß o}
É
r \ P í ß o} $ í © \ _ % ò ¾ Ó` ¦ p u t 3 l wô Ç . Õ ª s Ä
» H à Р¦ë H ³ 9\ _ í ß o 6 x É r SiO
2ü < Si â >
\
" f { 9 # Q l M :ë H s .
IV. + s Ç Â ] Ø
Smart-cut l Õ ü t` ¦ s 6 x # SOI J ?s ( \ ¦ ] j l 0 AK " f z ´o B H l ó ø Í` ¦ { 9 & ñ ô Ç ¿ ºa Ð í ß or v H \ P í ß
o(thermal oxidation) / B N& ñ s _ þ vd í ß o ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x
#
½ ¨÷ &% 3 . \ P í ß o} $ í © \ s 6 x ) a z ´o B H l ó ø Í_
& ñ ~ ½ Ó ¾ Ó É r (100) s ¦ ¸i ç 7 á x À Ó H boron s ¸i ç ) a p-+ þ A s
% 3 . \ P í ß o} _ ¿ ºa \ ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK ì ø Í ¸^ ¸
Ð+ þ A F g è ] j \ s 6 x ÷ & H í Ðo èÕ ª x / B N& ñ l Õ ü t õ
BOE\ ¦ s 6 xô Ç _ þ vd d y ~ ½ ÓZ O s s 6 x ÷ &% 3 . ] j
)
a í ß o} { _ ; ¤ É r 3 ∼ 5 µms ¦ d y ¸ ª É r B j + þ
AI Ð ] j ÷ &% 3 . ] j ) a 24 > h_ í ß o} { _ ¿ ºa H TENCO 500 surface profiler\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 .
í
ß è Ä »| ¾ Ós 100 sccm{ 9 M : 1050
◦C \ " f í ß or ç ß _
<
ÊÃ º Ð 8 £ ¤& ñ ) a í ß o} ¿ ºa ÐÂ Ò' SOI J ?s ( ] j \ & h
½ +
Ëô Ç ] X ^ ¿ ºa 3000 ∼ 4000 ˚ A_ í ß o} ` ¦ $ í © r v
H X < 9 כ ¹ô Ç í ß or ç ß É r 4 r ç ß 30ì r \ " f 7r ç ß & ñ ¸
Ð U ´ . " f í ß o} _ $ í © 5 Å q ¸\ ¦ Z } s l 0 AK " f í ß
èÄ »| ¾ Óõ í ß o : r ¸ í ß o} ¿ ºa \ p u H % ò ¾ Ós
½
¨÷ &% 3 . Õ ª õ í ß è Ä »| ¾ Ó Ð H í ß o : r ¸\ ¦ 7 £ x r v
H כ s í ß o} $ í © 5 Å q ¸\ ¦ 7 £ x r v H X < e # Q Ð
´
òÖ ¦& h e ` ¦ · ú ¤ . ¢ ¸ [ j& ñ ¸| \ 8 £ ¤& ñ ) a í ß o}
¿
ºa ÐÂ Ò' ; í ß o} s \ P í ß o} $ í © \ # Q " % ò ¾ Ó
¸ Å Òl 3 l wô Ç H z ´` ¦ · ú ¤ . Õ ª õ í ß o} $ í ©
\ ; í ß o} s ] j | ¨ c 9 כ ¹ \ O ` ¦ ÷ rë ß m , [ j
&
ñ / B N& ñ É r r ¼ # _ Á ºl Ó ü t ] j Ê ê Ä »l Ó ü t ] j \ ¦ 0 AK Ä » l
6 x B \ ¦ 6 x H כ Ü ¼ Ð Ø æì r .
Y c
p w à U Ø ô
[1] J. L. Pelloie, C. Raynaud, O. Faynot, A. Groullet and J. Du Port de Pontcharra, Microelectron. Eng.
48, 327 (1999).
[2] E. Jalaguier, B. Aspar, S. Pocas, J. F. Michaud, M.
Zussy, A. M. Papon and M. Bruel, Electron. Lett.
34, 408 (1998).
[3] E. Jalaguier, B. Aspar, S. Pocas, J. F. Michaud, A.
M. Papon and M. Bruel, in Proceedings of the 11th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials (Davos, Switzerland, 16-20 May, 1999), p. 26.
[4] L. Di Cioccio, Y. Letiec, F. Letertre, C. Jaussaud and M. Bruel, Electron. Lett. 32, 1144 (1996).
[5] J. B. Lasky, Appl. Phys. Lett. 48, 78 (1986).
[6] J. Margail, J. M. Larnure, A. M. Papon, in Pro- ceedings of the 5th International Symposium on SOI Technology and Devices, ed. W. E. Bailey (The Elec- trochem. Society Series, Pennington, 1992), Vol. 92- 13, p. 207.
[7] M. Bruel, Electron. Lett. 31, 1201 (1995).
[8] F. Li, M. K. Balazs and B. E. Deal, Solid State Technol. 43, 87 (2000).
[9] H. Kageshima, K. Shiraishi and M. Uematsu, Jpn.
J. Appl. Phys. 38, L971 (1999).
[10] P. V. Zant, Microchip Fabrication, 4th ed.
(McGraw-Hill, New York, 2000), Chap. 7, p. 159.
[11] P. J. McMarr, B. J. Mrstik, R. K. Lawrence and G.
G. Jernigan, IEEE Trans. Nucl. Sci. 44, 2115 (1997).
[12] Young Tae Byun, Kyung Hyun Park, Sun Ho Kim, Sang Sam Choi, Jong Chang Yi and Tong Kun Lim, Appl. Opt. 37, 496 (1998).
[13] Q. Lai, P. Pliska, J. Schmid, W. Hunziker and H.
Melchior, Electron. Lett. 29, 714 (1993).
Experimental Study on Wet Thermal Oxides for SOI Fabrication
Young Tae Byun
∗and Hyoung Kwon Kim
Photonics Research Center, Korea Institute of Science and Technology, Seoul 130-650 (Received 6 March 2003)
The thermal oxidation processes necessary for SOI fabrication with smart-cut technology were studied by using a wet oxidation technique. Oxide strips were fabricated by using both a photolitho- graphic process and a wet etching technique. Their widths were 3, 4 and 5µm on an optical mask.
A TENCO 500 surface profiler was used to measure the thickness of the oxide strips. Thermal oxides were grown for various oxidation times, O
2flow rates, oxidation temperatures and cleaning methods. As a result, we found that the increase in the oxide thickness strongly depended on the oxidation temperature.
PACS numbers: 81
Keywords: SOI, Smart-cut, Oxidation
∗
