[发明专利]三维结构体的制造方法、垂直晶体管的制造方法、垂直晶体管用晶元以及垂直晶体管用基板

说明书

【技术问题】提供一种三维结构体的制造方法、垂直晶体管的制造方法、垂直晶体管用晶元以及垂直晶体管用基板，其能够抑制热处理造成的Si释放，并能够使以Si为主体的芯部与氧化膜的边界面比较平滑。【解决方案】当通过蚀刻对具有氧浓度为1×10¹⁷atoms/cm³以上的表层的单晶硅基板的表层进行加工而形成了三维形状后，通过进行热处理而在该三维形状的表面形成氧化膜，从而制造三维结构体。三维结构体形成在硅基板的厚度方向具有凹凸的形状，沿着硅基板的厚度方向的高度是1nm以上且1000nm以下，优选是1nm以上且100nm以下。

技术领域

本发明涉及一种三维结构体的制造方法、垂直晶体管的制造方法、垂直晶体管用晶元以及垂直晶体管用基板。

背景技术

以往，当使用硅基板制造具有三维结构体的垂直晶体管时，为了形成栅极区域等，在对硅基板的表面进行蚀刻而形成由柱状物、沟槽等构成的三维形状后，通过利用热处理等而使其表面氧化，从而能够形成内部由以Si为主体的芯部构成、其表面被二氧化硅等氧化膜覆盖的三维结构体(例如参照专利文献1或2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5176180号公报

专利文献2：日本特表2007-529115号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

但是，在专利文献1及2所记载的方法中，作为硅基板而使用形成三维形状的表层的氧浓度在1×10¹⁶atoms/cm³程度以下的硅基板，当进行热处理时，Si从该三维形状中释放出来，因此存在以Si为主体的芯部变细的技术问题。另外，由于在三维结构体的芯部与氧化膜的边界面形成有凹凸，因此也存在电阻变大，电特性降低的技术问题。

本发明着眼于这样的技术问题而完成，其目的在于提供一种三维结构体的制造方法、垂直晶体管的制造方法、垂直晶体管用晶元以及垂直晶体管用基板，其能够抑制热处理造成的Si释放，并能够使以Si为主体的芯部与氧化膜的边界面比较平滑。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明的三维结构体的制造方法，其特征在于，在对具有氧浓度在1×10¹⁷atoms/cm³以上的表层的硅基板的所述表层进行加工而形成了三维形状后，通过进行热处理而在所述三维形状的表面形成氧化膜，从而制造三维结构体。

本发明的三维结构体的制造方法能够制造具有以Si为主体的芯部和在其表面形成的氧化膜的三维结构体。本发明的三维结构体的制造方法由于使用具有氧浓度在1×10¹⁷atoms/cm³以上的表层的硅基板，因此在进行热处理时，包含于表层的氧向外方扩散，不仅能够从热处理气氛中、也能够同时从硅基板中供给形成氧化膜所需要的氧原子。由此，能够进行均匀的氧化膜生长。另外，由于从硅基板供给氧，因此该氧立刻与从三维形状的表面释放的Si键合而形成Si－O键。这样，使Si不从氧化膜升华而能够有助于形成氧化膜，并能够抑制热处理造成的Si释放。另外，由此，能够抑制以Si为主体的芯部变细。

本发明的三维结构体的制造方法由于利用热处理而形成有均匀的氧化膜，因此与使用了氧浓度低的硅基板时相比，能够使芯部与氧化膜的边界面变得平滑。由此，在芯部上的电子的移动变得顺畅，因此电阻变小，从而能够抑制功耗，并且能够提高电特性。另外，由于位错(転位)、堆叠缺陷等结晶缺陷的导入源减少，因此也有助于抑制变形、断裂等结构不良。

在本发明的三维结构体的制造方法中，认为所述表层的氧浓度越大，则抑制热处理造成的Si释放的效果、芯部与氧化膜的边界面的平滑性越高，因此氧浓度特别优选在1×10¹⁸atoms/cm³以上。