insulator)構造を持つSOI基板を製造するための製造方法および製造装置に関する。1993)に記載されている。oxygen)法を開示している。discloses.【0003】図2に従来技術で用いられているイオン注入器の概略を示す。2のイオンを注入した。lessI基板を比較的容易に形成することができる。SIMOX法は、通常の集積回路製造プロセスで行われるイオン注入に比べて、100倍以上の数の酸素イオンを注入する必要がある。このため、SIMOX法は、イオン注入時間が増大し、その時間を短縮するためには大掛かりな専用装置を開発することが必要である。time.その結果、製造コスト即ちSOI基板の価格の増大を招いている。prices.【0005】また、本発明に関連する種々の先行技術が提案されている。2層の上に存在するSi層との界面が平坦化された、埋込絶縁膜を得ることを可能にした「シリコン基板中に埋込絶縁膜を形成する方法」が開示されている。firstの酸素イオンを注入する。substrate2層を形成する。2層の上に存在するSi層との、界面付近で最大値となるような酸素濃度分布を与える第2の高エネルギーで、第2の酸素イオンを注入する。第2の酸素イオンが注入されたシリコン基板を熱処理する。implanted.【0006】特開平4−356960号公報(以下、先行技術2と呼ぶ)には、厚さが均一で、容易に制御され、しかも表面近傍に殆ど結晶欠陥のない薄いSi単結晶層を有する「SOI基板の製造方法」が開示されている。2)層を形成する工程とを有する。layer.【0007】特開平5−275048号公報(以下、先行技術3と呼ぶ)には、表面シリコン層の制御が自由にでき、かつ良質なシリコン層を追加形成でき、さらに多層化されたSOI構造も形成できる「酸素イオン注入装置」が開示されている。先行技術3では、真空にされたイオン注入室内に単結晶シリコンウェーハを保持し、シリコン原料から蒸発したシリコン蒸発原子がシリコンウェーハ加熱源で加熱されたシリコンウェーハ表面にシリコン単結晶層を気相成長させる。シャッターはシリコン蒸発原子がシリコンウェーハ表面に到達することを任意に遮る。膜厚計がシリコン蒸発の速度を検出し、液体窒素シュラウドが不用ガス分子を吸着排除する。"SOI基板の製造方法」が開示されている。先行技術4は、半導体基板上に結晶シリコン膜を有しているSOI基板の製造方法であって、半導体基板と結晶シリコン膜との間の絶縁部形成を、酸素のイオンインプランテーションとその後のエキシマレーザー光の照射によるアニールで行うとともに、その上に結晶シリコン膜を形成し、更に必要に応じシリコン層をエピタキシャル成長し、必要に応じ上記をくり返すSOI基板の製造方法である。necessary.【0009】特開平5−299349号公報(以下、先行技術5と呼ぶ)には、半導体層の結晶性に優れ、不純物汚染の少ない極薄膜SOI基板を作製する「SOI基板の製造方法」が開示されている。SOI層を形成し、SOI基板を作製している。"high-energy,続いて熱処理することにより製造される、深く、薄い酸化物層を備えたSOI構造」が開示されている。2の酸素流量における第二イオン注入工程、1150〜1400°Cの温度における最終熱処理工程を行う方法を開示している。SIMOX法では、薄膜SOI基板を比較的容易に製造できる長所を持つが、イオン注入時間が増大し、その時間を短縮するためには大掛かりな専用装置を開発する必要があり、結果的に製造コスト即ちSOI基板価格の増大を招いている。price.【0012】また、従来法では、通常のイオン注入プロセスに一般的な課題として、イオン注入中に基板の温度を制御することが困難であった。implantation.【0013】上述した先行技術1〜6のいずれも、上記SIMOX法と同様に、酸素イオンを注入してSOI基板を製造する技術を開示しているに過ぎない。ions.【0014】本発明は、SIMOX法の上記課題を克服し、簡便な装置で低価格のSOI基板を製造する方法および製造装置を提供することを目的とする。[0015]【課題を解決するための手段】上記課題の解決は以下に示す本発明によって達成される。本発明によれば、酸素原子を含む分子をプラズマ室内でイオンにプラズマ解離する工程と、質量分離せずに加速電極を用いて前記プラズマ室内で生成されたイオンを所定のエネルギーをもつ加速イオンに加速する工程と、この加速イオンを反応室内に設置されたシリコン基板上に照射する工程と、シリコン基板に熱処理を加えることでシリコン基板内部にシリコン酸化膜を形成する工程とを含むSOI基板の製造方法が得られる。obtained.【0016】上記製造方法において、酸素原子を含む分子の代わりに、窒素原子を含む分子、酸素原子を含む分子および窒素原子を含む分子、或いは酸素原子と窒素原子の両方を含む分子を用いても良い。この場合、シリコン基板内部にはシリコン酸化膜の代わりに、シリコン窒化膜或いはシリコン酸窒化膜が形成される。O分子のいずれか一方或いは両方を用いることができる。3分子のいずれか一方或いは両方を用いることができる。O分子及びNO分子のいずれか一方或いは両方を用いることができる。プラズマ室内で酸素原子を含む分子あるいは窒素原子を含む分子あるいは酸素原子と窒素原子の両方を含む分子と同時に、この分子を希釈するガスを加えるようにしても良い。Ar,Kr、Xeの中から選択された少なくとも一種類の不活性ガスを用いることができる。イオン照射中のシリコン基板の温度を所望の温度に制御することが望ましい。temperature.【0017】本発明によれば、酸素原子および窒素原子のいずれか一方或いは両方を含む分子をイオンにプラズマ解離する解離手段と、この解離手段で生成されたイオンを所定のエネルギーをもつ加速イオンに加速する加速手段と、加速イオンをシリコン基板に照射する照射手段とを備えたことを特徴とするSOI基板の製造装置が得られる。substrate.【0018】また、本発明によれば、酸素原子および窒素原子のいずれか一方或いは両方を含む分子をイオンにプラズマ解離するプラズマ室と、このプラズマ室で生成されたイオンを所定のエネルギーをもつ加速イオンに加速する加速電極と、シリコン基板に加速イオンを照射させるための反応室とを備えたことを特徴とするSOI基板の製造装置が得られる。substrate.【0019】上記製造装置において、反応室は加速イオン照射中のシリコン基板の温度を制御する機構を備えていることが好ましい。RF(高周波)を透過する材質、例えばシリコン酸化物とシリコン窒化物とシリコン酸窒化物のいずれか或は複数の材料などからなり、反応室はシリコンを含む材料からなる防護壁で覆われ、これによってシリコン基板への不純物汚染の混入を防止するようにすることが望ましい。costI基板を得ることができる作用について詳細に説明する。substrate.【0021】本発明では、従来技術と異なり、プラズマ室内で形成されたすべてのイオンのうち、正イオン(もしくは負イオン)のみを加速電極の極性で選択し加速した後、反応室内でシリコン基板に照射させる。required,装置が大幅に簡便となり、プロセスの低コスト化に寄与する。質量分離を伴うイオン注入では、通常細い(最大でも10×100mm程度)ビームとして取り出されるイオンを走査してシリコン基板全面に注入するのに対して、本発明では、質量分離を行わない為、ビームにする必要がなく、その結果、大面積への一括照射が可能になる。本発明では、質量分離に伴うイオン電流の損失がないこともあわせて、単位照射量あたりの所要時間を短縮でき、低コスト化を達成できる。2分子をプラズマ室内で解離する場合を例に挙げて説明する。+.通常プラズマ解離プロセスでは、ガス圧や印加電力等の種々のパラメータを変化させることで、生じるイオンの生成比を変化させることが可能である。+イオンの数を数倍から数十倍にすることができる。wayIMOX法によるもとの同等のSOI基板を作製することができる。+イオンは、シリコン中で特に電気的な悪影響を及ぼすものではない。2膜に拡散吸収されるか、基板外部に拡散し放出される。process基板を作製することが可能となる。実施形態について図面を参照して詳細に説明する。drawings.【0025】図1を参照して、本発明の一実施形態で用いたSOI基板の製造装置(イオン照射装置)について説明する。chamberと、加速電極20と、反応室30と、Si基板40のプロセス中の温度を制御するための加熱源50とから構成されている。RF,反応室30の内壁はすべてSiの板で覆われており、プラズマ室用真空容器10で母分子から解離されたイオン以外の汚染物質がSi基板40に混入しないようにしている。プラズマ室用真空容器10に導入された母分子から解離されたすべてのイオンは、加速電極20の極性にしたがって正イオンもしくは負イオンのすべてが所望のエネルギーをもつ加速イオンに加速され、温度制御されたSi基板40に照射される。40.【0026】ここで、プラズマ室用真空容器10と反応室30が加速電極20で分離されているのが重要である。従来のいわゆるプラズマドーピングのようにSi基板をプラズマ中に配置し、Si基板もしくは基板ホルダーに電圧を印加する方法では、加速イオンのエネルギーを揃えることが困難であり、結果的に急俊な界面を持つ良好なSOI構造は得られない。【Example】(実施例1)次に、本発明の第1の実施例について説明する。(100)Si基板40を2組用意し、その一方のSi基板40に対して図1に示したイオン照射装置を用いてイオン照射を行った。obtainedVの範囲の加速電圧で加速して加速イオンを得、この加速イオンを反応室30内に設置したSi基板40にイオン照射した。照射中のSi基板40を加熱源50を用いて加熱し、Si基板30の温度を室温から600°Cの範囲に制御した。2で、20分から5時間の範囲の照射時間でイオン照射を行った。hours.【0028】このようにして得たSOI基板と、図2に示した従来の製造方法(製造装置)で得られたSOI基板とを次のようにして比較した。X線トポグラフ法を用いてその詳細を評価した。ionsOX法により得られたSOI基板と同等のSOI構造がイオン照射で得られた。2に拡散したと考えられる。treatment.【0029】以上に説明したように、イオン照射法を用いても通常のSIMOX法と同等の品質のSOI基板が得られた。2,イオン照射法の方がはるかに単純であり、したがって装置コストが低減された。1/2〜1/10で同じ構造が得られたため、スループットの観点からもプロセスコストの低減が達成された。achieved.【0030】さらに、イオン照射中の基板温度に関しては、特に低加速エネルギーの加速イオンでイオン照射を行った際に、照射中の基板温度を500°C以上に制御することで、SOI活性層に結晶欠陥の少なく良好な膜が得られた。difficult,結果的に本発明よりもSOI基板の品質が劣った。invention.【0031】なお、ここで述べたイオン照射や熱処理は、あくまでも一例を示したにすぎず、条件が限定されているわけではない。2に限定されず、他の分子でも同様の効果が得られる。60kVから200kVの範囲の加速電圧で加速して加速イオンを得、この得られた加速イオンを反応室30内に設置したSi基板40にイオン照射した。roomの範囲に制御した。2で、20分から5時間の範囲の照射時間でイオン照射を行った。X線トポグラフ法を用いてその詳細を評価したところ、本発明者らは、第1の実施例と同様に、第2の実施例でも良好なSOI構造が形成されていることを確認した。+が考えられるが、電気的な特性にも特に大きな変化は見られなかった。したがって、Si基板40に導入された水素原子に由来するイオンのほとんどは、高温熱処理で基板外に拡散したと考えられる。2分子をプラズマ室10内で解離しても、得られるイオン種は全く同じであり、したがって同等の効果が得られた。O分子を解離する場合に比べてSOI基板の製造条件の自由度が増した。2分子をプラズマ解離してイオン照射を行った。2膜)と同様に絶縁性であり、SOI基板としてSi酸化膜が埋め込まれたのと同等の効果が得られる。O分子をプラズマ解離して同様のプロセスを行うと、Si酸窒化膜(SiON膜)が形成された。Si酸窒化膜もSi酸化膜やSi窒化膜と同様に絶縁性であり、SOI基板の構成要素となり得る。substrate.【0035】尚、本発明は上記実施例に限定せず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更・変形が可能なのは言うまでもない。上記実施例では、イオンとして正イオンを使用しているが、負イオンでも良いのは勿論である。2の代わりに、He、Ar、Kr、Xeの中から選択された少なくとも一種類の不活性ガスを用いても良い。RFを透過する材質からなることが好ましい。反応室30の室壁を覆う防護壁の材料としては、シリコンの他に、シリコン酸化物若しくはシリコン窒化物若しくはシリコン酸窒化物を使用しても良い。[0036]【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従来のSIMOX法に比べて、簡便で低コストなプロセスで、良好なSOI構造を形成することができる。DRAWINGS【図1】本発明の一実施形態によるSOI基板の製造装置(イオン照射装置)を示す概略図である。FIG.【図2】従来技術で用いられているイオン注入器を示す概略図である。該シリコン基板に熱処理を加えることで該シリコン基板内部にシリコン酸化膜を形成する工程とを含むSOI基板の製造方法。O分子のいずれか一方或いは両方を用いる、請求項1に記載のSOI基板の製造方法。前記プラズマ室内で前記酸素原子を含む分子と同時に、当該分子を希釈するガスを加えることを特徴とする、請求項1または2に記載のSOI基板の製造方法。2を用いることを特徴とする、請求項3に記載のSOI基板の製造方法。Kr,Xeの中から選択された少なくとも一種類の不活性ガスを用いることを特徴とする、請求項3に記載のSOI基板の製造方法。該シリコン基板に熱処理を加えることで該シリコン基板内部にシリコン窒化膜を形成する工程とを含むSIO基板の製造方法。3分子のいずれか一方或いは両方を用いる、請求項6に記載のSOI基板の製造方法。前記プラズマ室内で前記窒素原子を含む分子と同時に、当該分子を希釈するガスを加えることを特徴とする、請求項6または7に記載のSOI基板の製造方法。2を用いることを特徴とする、請求項8に記載のSOI基板の製造方法。SOI基板の製造方法。including基板の製造方法。3分子のいずれか一方或いは両方を用いる、請求項11に記載のSOI基板の製造方法。前記プラズマ室内で前記酸素原子を含む分子および前記窒素原子を含む分子と同時に、これら分子を希釈するガスを加えることを特徴とする、請求項11または12に記載のSOI基板の製造方法。2を用いることを特徴とする、請求項13に記載のSOI基板の製造方法。SOI基板の製造方法。including基板の製造方法。O分子およびNO分子のいずれか一方あるいは両方を用いる、請求項16に記載のSOI基板の製造方法。前記プラズマ室内で前記酸素原子と前記窒素原子の両方を含む分子と同時に、当該分子を希釈するガスを加えることを特徴とする、請求項16または17に記載のSOI基板の製造方法。2を用いることを特徴とする、請求項18に記載のSOI基板の製造方法。SOI基板の製造方法。1〜20のいずれか1つに記載のSOI基板の製造方法。前記加速イオンをシリコン基板に照射する照射手段とを備えたことを特徴とするSOI基板の製造装置。シリコン基板上に前記加速イオンを照射させるための反応室とを備えたことを特徴とするSOI基板の製造装置。前記反応室は前記加速イオン照射中のシリコン基板の温度を制御する機構を備えていることを特徴とする、請求項23に記載のSOI基板の製造装置。前記プラズマ室の真空容器が、RFを透過する材質から成る、請求項23または請求項24に記載のSOI基板の製造装置。chamber,シリコン酸化物、シリコン窒化物およびシリコン酸窒化物の少なくともいずれかから選択される、請求項25に記載のSOI基板の製造装置。23または請求項24に記載のSOI基板の製造装置。