DE3856465T2 - Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterverbundkörpers - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung gebondeter Halbleiterkörper bzw. Halbleiter- Verbundkörpern und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterkörpern, bei dem Siliziumsubstrate direkt zusammen gebondet werden oder bei dem ein Substrat aus Si, GaAs oder einem anderen Halbleitermaterial mit einem Substrat des gleichen Materials oder einem unterschiedlichen Halbleitermaterial direkt gebondet werden.
• Mit einem gebondeten Halbleiterkörper können pn-Übergänge und Heteroübergänge, deren Bildung beim Stand der Technik als schwierig angesehen wurde, ohne weiteres in einer kurzen Zeitspanne gebildet werden. Beispielsweise werden, um einen pn-Übergang mit n&supmin;-Typ- und p-Typ-Schichten mit einer Dicke von 50 bis 100 um zu bilden, die Kosten hoch sein, wenn ein herkömmliches Epitaxieverfahren verwendet wird, und es werden bis zu 3 bis 10 Tage benötigt, wenn ein Dreifach- Diffusionsverfahren verwendet wird. Der pn-Übergang kann jedoch in einer so kurzen Zeitspanne wie zwei Stunden erhalten werden, in dem die n&supmin;-Typ- und p-Typ-Schichten direkt zusammen gebondet werden.
• Gemäß einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung des gebondeten Halbleiterkörpers werden beide Oberflächen der 51- Substrate 1 und 2, die sich an der Bonding-Grenzfläche 3 gegenüberliegen, gereinigt und poliert, um eine Spiegeloberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit (maximale Höhe) kleiner als 500 Å herzustellen. Die Spiegeloberflächen werden in einer reinen Atmosphäre ohne Staub physisch miteinander zusammengebracht, und dann werden die beiden Substrate einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur höher als 200ºC, normalerweise bei einer Temperatur von 1100ºC, für 2 Stünden in einer N&sub2;-Gasatmosphäre unterzogen, um die chemische Bondingstärke zwischen den beiden Substraten zu erhöhen (japanische Patentoffenbarung 60-51700 und US- Patentanmeldung Nr. 824 100, die am 30. Januar 1986 eingereicht und nun fallengelassen ist).
• Mit einem derartigen gebondeten Halbleiterkörper (4) ist die Bondingstärke zwischen den beiden kontaktierten Substraten vor der Wärmebehandlung etwa 5 kg/cm², wobei jedoch die Bondingstärke auf 100 kg/cm² nach der Wärmebehandlung erhöht werden kann. Die äußere Oberfläche des gebondeten Halbleiterkörpers, die sich von der gebondeten Oberfläche unterscheidet, wird einer groben Polierung und einer Endpolierung in dieser Reihenfolge unterzogen, und dann werden die Halbleiterelemente und Elektroden in und an dem gebondeten Halbleiterkörper auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Fall mit einem einzigen Halbleitersubstrat gebildet.
• Bei dem obigen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung des gebondeten Halbleiterkörpers können, falls Staub an der Bondingoberfläche vor dem Schritt des Kontaktierens oder Anhaftens der beiden Substrate verbleibt, die beiden Spiegeloberflächen nicht in einem guten Kontaktzustand haften, und ein Hohlraum wird zwischen ihnen auftreten. Es ist beim Stand der Technik bekannt, daß konzentrische Interferenzstreifen um den Staub erfaßt werden, wenn der gebondete Halbleiterkörper mit derartigen Hohlräumen aufgrund von Staub mittels Infrarot-Topographie beobachtet wird (was The technical report of disclosure 85-6424, herausgegeben von dem japanischen Patentverband (HATSUMEI KYOKUKAI), offenbart). Herkömmlicherweise kann ein gebondeter Halbleiterkörper (4) mit der oben erwähnten großen Bondingstärke (100 kg/cm²) auf eine Art und Weise erhalten werden, daß ein Paar von Halbleiterwafern, die jeweils eine Oberflächenrauhigkeit kleiner als 500 Å und einen Gesamtdicken-Abweichungsbereich für den Bondingbereich kleiner als 5 um aufweisen, vorbereitet und dann miteinander unter der Bedingung einer reinen Atmosphäre Zustand gebondet werden, wodurch ein Interferenzstreifen von Hohlräumen infolge von Staub entfernt werden kann.
• Dem Erfinder der Patentanmeldung ist bekannt, daß manchmal, wenn ein auf die obige Art und Weise erhaltener gebondeter Halbleiterkörper 4 durch Infrarot-Topographie beobachtet wird, dunkle Abschnitte - ähnlich der Oberfläche des Mondes oder Mars - beobachtet werden können, wie es in Fig. 1A gezeigt ist. Gegenwärtig kennt der Erfinder jedoch niemand, der eine besondere Beziehung zwischen den dunklen Abschnitten, wie in Fig. 1A gezeigt, und einem Fehler des resultierenden gebondeten Halbleiterkörpers untersucht hat. Dies liegt wahrscheinlich daran, daß die der Oberfläche des Mars ähnlichen, dunklen Abschnitte nach einer geeigneten Wärmebehandlung verschwinden, wie es in Fig. 1B gezeigt ist, und daß nach einer derartigen Wärmebehandlung das Endprodukt des gebondeten Halbleiterkörpers 4 eine große Bondingstärke aufweist, wie es oben erwähnt wurde.
• Somit weiß gegenwärtig niemand, welche Vorteile durch Entfernen der oben erwähnten, der Oberfläche des Mars ähnlichen dunklen Abschnitte, erhalten werden können. Natürlich weiß niemand, wie die Oberflächenrauhigkeit der Halbleiterwafer bestimmt wird, um die dunklen Abschnitte vor der Anwendung einer Wärmebehandlung zu entfernen. Beim Stand der Technik wurden die dunklen Abschnitte nicht als ein fehlerbedingender Faktor in Verbindung mit der Oberflächenrauhigkeit angesehen.
• Der Fehler des gebondeten Halbleiterkörpers kann gefunden werden, nachdem das Endprodukt des gebondeten Halbleiterkörpers, auf dem viele Schaltelemente gebildet sind, in kleine Teile oder Chips getrennt wird. Der in Fig. 1B gezeigte gebondete Halbleiterkörper 4 erscheint als nicht fehlerhaft. Viele Schaltelemente sind auf dem Körper 4 gebildet, und dann wird der Körper 4 in kleine Chips (0,5 · 0,5 mm oder 0,5 mm²) getrennt. Fig. 1C zeigt ein Beispiel des resultierenden getrennten Körpers 4 (beobachtet mittels Photographie, nicht mittels Infrarot-Topographie).
• Bei der Darstellung von Fig. 1C geben die vertikalen und horizontalen Linien die Trennlinien mit einer Beabstandung von 0,5 mm an, und die schrägen Linien geben die fehlerhaften Abschnitte an, in denen Teile der gebondeten 0,5 mm²-Chips von ihren gebondeten Grenzflächen abgeblättert sind, wie es in Fig. 1D gezeigt ist. Selbst wenn ein derartiges Abblättern nicht stattfindet, verursacht ein unzureichendes Kontaktieren der Chips einen anormalen Anstieg deren elektrischen Widerstands, und daher sind derartige Chips ebenfalls fehlerhaft. Bei kritischen Fällen springt und zerbricht der gebondete Halbleiterkörper 4 selber während des Prozesses des Polierens oder Herstellens des Bauelements (dicing).
• Das vorbekannte Dokument EP-A-0 190 935 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit einem Bondingsprozeß. Bei diesem Verfahren werden spiegelpolierte Oberflächen der beiden Störstellen-dotierten Schichten der ersten und zweiten Halbleitersubstrate bei einer Temperatur von nicht weniger als 200ºC miteinander in Kontakt gebracht, um sie zusammen zu bonden. Die Oberflächenrauhigkeit der spiegelpolierten Oberfläche ist vorzugsweise 500 Å oder kleiner, und bei dem Fall eines 51- Substrats ist die Temperatur vorzugsweise 1000ºC bis 1200 ºC.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung gebondeter Halbleiterkörper bzw. Halbleiter- Verbundkörper zu liefern, die frei von den Problemen sind, daß der elektrische Widerstand bei einigen Körperpositionen groß wird und daß ein Zerspringen oder Zerbrechen bei dem Polier- oder Bauelement-Bildungsschritt auftritt, sein können, wodurch eine hohe Ausbeute erreicht wird.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung gebondeter Halbleiterkörper bereitzustellen, das ein im wesentliches gleichförmiges Bild liefern kann, wenn er mit Infrarot-Topographie beobachtet wird.
• Um diese Aufgabe zu lösen, liefert die Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1.
• Das Verfahren zur Herstellung gebondeter Halbleiterkörper umfaßt die Schritte eines in engen Kontakt Bringens der Spiegeloberflächen von Halbleitersubstraten der gleichen Art oder unterschiedlichen Arten, die Halbleitersubstrate von chemischen Verbindungen von GaAs, InP oder GaP, Siliziumsubstrate und Germaniumsubstrate sein können, und dann eines Unterziehens der Halbleitersubstrate einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von höher als 200ºC, um die kontaktierten Spiegeloberflächen zusammen zu bonden. Bei diesem Herstellungsverfahren wird die Oberflächenrauhigkeit der Spiegeloberflächen der verwendeten Halbleitersubstrate gleich oder kleiner als 130 Å bei ihrer maximalen Höhe für einen gemessenen Bereich von 1 mm eingestellt, die die Länge ist, die auf einer Bezugsebene definiert ist, die in einem vorbestimmten Bereich auf der Spiegeloberfläche vorgesehen ist.
• Falls die Oberflächenrauhigkeit auf kleiner als 130 Å bei ihrer maximalen Höhe für den gemessenen Bereich von 1 mm auf der in einem zu beobachtenden Bereich vorgesehenen Bezugsebene eingestellt ist, werden dunkle Abschnitte, die einem Meer auf der Oberfläche des Mondes oder des Mars ähnlich sind, nicht in dem mit Infrarot-Topographie beobachteten Bild erscheinen.
• Als nächstes wurden Halbleitersubstrate mit der Oberflächenrauhigkeit (maximaler Betrag zwischen oben und unten) im Bereich von 50 bis 300 Å vorbereitet, wobei eine Mehrzahl von Paaren von Halbleitersubstraten mit der gleichen Oberflächenrauhigkeit miteinander gebondet wurden, um eine Mehrzahl von gebondeten Halbleiterkörpern zu bilden, dann wurden die gebondeten Halbleiterkörper einem Bruchtest unterzogen, und der Prozentsatz nicht gebondeter Halbleitersubstrate, in denen Risse oder ein Bruch auftrat, wird als die Bondingeigenschaft (%) für die jeweilige Oberflächenrauhigkeit hergeleitet. Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der Bondingeigenschaft von der Oberflächenrauhigkeit. Wie aus Fig. 2 klar ersichtlich ist, wird die Bondingeigenschaft schlagartig abgesenkt, wenn die Oberflächenrauhigkeit 130 Å überschreitet (durch eine strichpunktierte Linie angegeben).
• Ferner wurden Al-Elektroden an jedem der im gleichen gebondeten Test-Halbleiterkörper gebildet, wie sie in dem in Fig. 2 gezeigten Test verwendet wurden, und in 2 mm²- Teststücke getrennt, und dann wurde der Widerstand der Teststücke gemessen. In diesem Fall war der für das Bonding verwendete Wafer eine p-Typ-Schicht mit dem spezifischen elektrischen Widerstand von 0,014 bis 0,015 Ω · cm. Dann wurde die Abweichung σ in den Widerständen der getrennten Teststücke als der Prozentsatz (%) des durchschnittlichen Widerstands hergeleitet. Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit der Widerstandsabweichung von der Oberflächenrauhigkeit. Wie aus Fig. 3 klar ersichtlich ist, steigt die Widerstandsabweichung schlagartig an, wenn die Oberflächenrauhigkeit 130 Å überschreitet, wie im Fall der in Fig. 2 gezeigten Bondingeigenschaft.
• Aus den oben beschriebenen Testergebnissen ist es offensichtlich, daß, falls die Oberflächenrauhigkeit in einem Bereich von 1 mm auf der Bezugsebene auf der Oberfläche kleiner als 130 Å eingestellt ist, die dunklen Abschnitte aus den mittels Infrarot-Topographie beobachteten Bild entfernt werden können, und die Gleichmäßigkeit des Widerstands und der Bondingeigenschaft erheblich verbessert werden kann. Das heißt, daß die dunklen Abschnitte in dem mittels Infrarot-Topographie beobachteten Bild einen unvollständigen Kontaktabschnitt angeben und die Eigenschaft des gebondeten Halbleiterkörpers durch Einstellen der Oberflächenrauhigkeit auf kleiner als 130 Å erheblich verbessert werden kann.
• Es sei bei dieser Erfindung bemerkt, daß der gemessene Bereich in der auf der Oberfläche vorgesehenen Bezugsebene auf 1 mm und die maximale Oberflächenrauhigkeit auf 130 Å eingestellt ist. Ferner ist die Gesamtabweichung der Dicke (TTV = total thickness variation) der gesamten Oberfläche der hier verwendeten Wafer auf kleiner als 5 um eingestellt.
• Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen zeigen:
• Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines gebondeten Halbleiterkörpers schematisch zeigt;
• Fig. 1A ein Darstellungsbeispiel der der Oberfläche des Mondes oder Mars ähnlichen dunklen Abschnitte, die gesehen werden können, wenn ein gebondeter Halbleiterkörper mittels Infrarot-Topographie beobachtet wird;
• Fig. 1B den durch Infrarot-Topographie beobachteten Zustand eines wärmebehandelten gebondeten Halbleiterkörpers;
• Fig. 1C ein Darstellungsbeispiel des gebondeten Halbleiterkörpers, der in kleine Chips getrennt ist, wobei der Bereich der schrägen Linien fehlerhaft ist;
• Fig. 1D einen Teil des in Fig. 1C gezeigten fehlerhaften Bereichs, wobei Teile der gebondeten Chips von ihren Bonding- Grenzflächen abblättern;
• Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit und der Bondingeigenschaft des gebondeten Halbleiterkörpers zeigt;
• Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit und der Widerstandsabweichung (a) des gebondeten Halbleiterkörpers zeigt;
• Fig. 4 eine graphische Darstellung, die das Ergebnis des mittels Infrarot-Topographie hergeleiteten Hohlraumtests bezüglich Vergleichsproben, auf die diese Erfindung nicht angewendet wurde, und Proben gemäß dieser Erfindung zeigt;
• Fig. 5 eine graphische Darstellung, die das Ergebnis des Ausbeutetests für gebondete Halbleiterkörper bezüglich Vergleichsproben, auf die diese Erfindung nicht angewendet wird, und Proben gemäß dieser Erfindung zeigt;
• Fig. 6 den Bondingzustand eines gebondeten Halbleiterkörpers (Probe A) gemäß dieser Erfindung, wobei die Probe A in 0,5 mm² Stücke getrennt und mittels Infrarot-Topographie beobachtet wird;
• Fig. 6A bis 6 D die Ergebnisse der Messung der Oberflächenrauhigkeit bei drei gegebenen Punkten in Fig. 6;
• Fig. 7 den Bondingzustand eines gebondeten Halbleiterkörpers (Probe B), auf den diese Erfindung nicht angewendet wurde, wobei die Probe B in 0,5 mm² Stücke getrennt und mittels Infrarot-Topographie beobachtet wird, wobei der kreuzschraffierte Abschnitt unvollständige Bondingabschnitte angibt; und
• Fig. 7A bis 7C die Ergebnisse der Messung der Oberflächenrauhigkeit bei drei gegebenen Punkten in Fig. 7.
• Nun wird diese Erfindung mit Bezug auf die Proben 1 und 2 beschrieben.
[Probe-1]
• Zuerst wurden mehr als 500 N-Typ-Siliziumwafer vorbereitet, von denen jeder einen Durchmesser von 100 mm und einen spezifischen Widerstand von 20 bis 30 Ω · cm aufweist, wobei jede deren Gesamtdicken-Abweichung (TTV) kleiner als 5 um ist, und jeder dieser Oberflächenrauhigkeitsbereiche von 30 Å bis 280 Å reicht. Die Messung der Oberflächenrauhigkeit wurde durch eine Rauhigkeitsmeßvorrichtung für nicht gebondete Oberflächen, Modell "Surfcom 920A" (Punktdurchmesser von 1,2 um), hergestellt von Tokyo Seimitsu Co., Ltd., Japan, bewirkt, und die maximale Höhe wurde in fünf Bereiche auf dem Wafer mit einem Vergrößerungsfaktor von 1000000 und einem Meßabstand von 1 mm gemessen. Der Mittelwert der Messung wurde verwendet, um die Oberflächenrauhigkeit zu bestimmen.
• Dann wurden 500 Wafer mit einer Oberflächenrauhigkeit von kleiner 130 Å aus den ursprünglich vorbereiteten und gemessenen Wafern als ein Los ausgewählt, und 250 Sätze von Kontaktwafern wurden durch jeweiliges Zusammenkontaktieren von zwei aus dem Los ausgewählten Wafern gebildet. Danach wurden die 250 Sätze von Kontaktwafern einer Bondingwärmebehandlung bei einer Temperatur von 1100ºC (niedriger als der Schmelzpunkt des Wafers) in einer N&sub2;- Gasatmosphäre (der Schmelzpunkt des Si-Wafers ist etwa 1400 ºC) unterzogen.
• Als eine Vergleichsprobe wurden 500 Wafer, deren Oberflächenrauhigkeit von 30 Å bis 280 Å reicht, zufallsmäßig vorbereitet, und 250 gebondete Wafer der Vergleichsprobe wurden auf die gleiche Art und Weise wie bei der Probe-1 gebildet.
• Fig. 4 zeigt den mittels Infrarot-Topographie beobachteten Hohlraumzustand der gebondeten Wafer der Probe-1 und der Vergleichsprobe. Wie es aus Fig. 4 ersichtlich ist, umfassen die Hohlräume in der Vergleichsprobe Hohlräume, die durch Staub verursacht und durch Interferenzstreifen angegeben sind, und Hohlräume infolge der Rauhigkeit, die durch dunkle Abschnitte ähnlich einem Meer auf dem Mond oder Mars angegeben sind. Die Hohlräume in der Probe-1 umfassen nur durch Staub verursachte Hohlräume, und deren Menge ist im wesentlichen die gleiche wie bei der Vergleichsprobe, und keine Hohlräume infolge von Rauhigkeit sind vorhanden.
• Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Ausbeute gebondeter Halbleiterkörper bezüglich der Vergleichsprobe und der Probe-1 zeigt, wobei beide dem gleichen Bauelementerzeugungsprozeß unterworfen wurden. Wie aus Fig. 5 klar ersichtlich ist, ist die Ausbeute der Probe-1 um 13% größer als diejenige der Vergleichsprobe, und es wurde bestimmt, daß die Verbesserung der Ausbeute erreicht werden konnte, da die Oberflächenrauhigkeit auf kleiner als 130 Å eingestellt war, um dadurch ein Auftreten von Sprung oder Bruch der Halbleitersubstrate vollständig zu verhindern.
• Ferner wurde ebenfalls festgestellt, daß die Abweichung in den Elementmerkmalen (vgl. Fig. 3) bezüglich der Bonding- Grenzfläche in dem Element der Probe-1 im Vergleich mit derjenigen der Vergleichsprobe erheblich verbessert war.
• Die gleichen Tests wie diejenigen, die oben beschrieben wurden, wurden wiederholt durchgeführt, und die gleichen Ergebnisse, daß die Oberflächenrauhigkeit von 130 Å ein kritischer Wert ist, wurden erhalten.
• Gegenwärtig sind Wafer mit einer Rauhigkeit von kleiner als 130 Å ohne weiteres von verschiedenen Wafer-Herstellern verfügbar. Ferner können vollständige Spiegeloberflächenwafer mit der Oberflächenrauhigkeit von 130 Å oder kleiner mittels der in den folgenden japanischen Dokumenten offenbarten Polierverfahren erhalten werden:
• "Papers in the scientific lectures in autumn meeting of "SEIKKI GAKKAI", Showa-56 (1981)", Seiten 440-451 von Michio Ishikawa.
• Bei der obigen Erläuterung wird die Infrarot-Topographie zur Beobachtung der Bonding-Grenzfläche verwendet.
• Die JP-A-62-122 141 detailliert ferner die Verwendung von Infrarotstrahlen, um eine Bonding-Grenzfläche zu beobachten. Die Bonding-Technik zweier Halbheiterwafer mittels Wärmebehandlung wird beispielsweise in US-A-4 671 846 und US- A-4 700 466 offenbart.
• Fig. 6 zeigt den Kontaktierungszustand eines gebondeten Halbleitersubstratwafers (Probe A) gemäß dieser Erfindung. Die Oberflächenrauhigkeit der Probe A ist kleiner als 130 Å. Die Probe A ist in 0,5 mm² Stücke getrennt und mittels Infrarot-Topographie beobachtet. Ferner zeigen die Fig. 6A bis 6C die Ergebnisse der Messung der Oberflächenrauhigkeit (92 Å, 124 und 106 Å) bei drei voreingestellten Punkten in Fig. 6. Fig. 6 gibt an, daß auf der gesamten Oberfläche des Wafers kein Hohlraum beobachtet wird.
• Nebenbei bemerkt gibt der weiße Ring, der an dem äußeren Umfang des in Fig. 6 gezeigten plattenähnlichen Wafers A dargestellt ist, einen nicht gebondeten Bereich an. Die Breite eines derartigen nicht gebondeten Bereichs ist im allgemeinen etwa 2 mm für den Wafer von 100 mm Durchmesser, und das Auftreten eines derartigen Bereichs infolge einer unvermeidbaren Abrundung an der Kante eines plattenähnlichen Wafers kann in der Praxis nicht verhindert werden. Ein derartiger nicht gebondeter Bereich verursacht jedoch kein Problem, da er während des Herstellungsprozesse entfernt wird und für den Inhalt der Erfindung nicht relevant ist.
• Fig. 7 zeigt den Bondingzustand eines gebondeten Halbleitersubstratwafers (Probe B), auf die diese Erfindung nicht angewendet ist. Die Probe B umfaßt nicht nur Bereiche mit einer Oberflächenrauhigkeit kleiner als 130 Å, sondern auch diejenigen, die eine Oberflächenrauhigkeit größer als 130 Å aufweisen. Die Probe B wird in 0,5 mm² Stücke getrennt und mittels Infrarot-Topographie beobachtet, wobei ein kreuzschraffierter Abschnitt einen Abschnitt mit unvollständigem Bonding angibt. Fig. 7A bis 7C zeigen die Ergebnisse der Messung der Oberflächenrauhigkeit (286 Å, 124 und 146 Å) bei drei voreingestellten Punkten in Fig. 7. In Fig. 7 gibt der weiße Bereich an, daß die Oberflächenrauhigkeit (124 Å) kleiner als 130 Å ist und es daher keinen Hohlraum gibt, und der kreuzschraffierte Teil gibt an, daß die Oberflächenrauhigkeit (286 Å und 146 Å) größer als 130 Å und ein unvollständiger Kontakt infolge des Hohlraums aufgetreten ist.
[Probe-2]
• Der gleiche Test wie der oben beschriebene wurde mit einem Halbleitersubstrat aus Ge, GaAs, InP oder GaP mit der Oberflächenrauhigkeit von etwa 70 bis 80 Å bewirkt, und das gleiche Ergebnis wie bei der Probe-1, bei der die Eigenschaft mit der Oberflächenrauhigkeit größer oder kleiner als 130 Å stark verändert wird, wurde erhalten.
• Demgemäß wurde zur Herstellung gebondeter Halbleiterkörper die Oberflächenrauhigkeit des Halbleitersubstrats vor dem Bonding auf kleiner als 130 Å eingestellt, so daß ein unvollständiger Kontakt infolge der Rauhigkeit der Substratoberfläche wirksam verhindert werden kann. Folglich wird es möglich, die Anzahl fehlerhafter gebondeter Halbleiterkörper infolge von Sprung oder Bruch des Substrats erheblich zu verringern. Ferner kann eine Abweichung in den elektrischen Eigenschaften bei der Bonding-Grenzfläche ausreichend unterdrückt werden, und daher können die Elementkennlinien in dem gebondeten Halbleiterkörper stabil gemacht werden.
• Wie es oben beschrieben ist, trägt das Herstellungsverfahren der Erfindung zu niedrigen Herstellungskosten bei und erhöht die Ausbeute von Chips für gebondete Halbleiterkörper.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Verbundkörpers mit den Schritten:

a) Vorbereiten eines ersten Halbleitersubstrats (1) mit einer ebenen Spiegeloberfläche,

b) Vorbereiten eines zweiten Halbleitersubstrats (2) mit einer ebenen Spiegeloberfläche,

c) Bringen der Spiegeloberfläche des ersten Halbleitersubstrats (1) in engen Kontakt mit der Spiegeloberfläche des zweiten Halbleitersubstrats (2) zum Bilden eines Halbleiterkörpers (4),

d) Unterziehen des Halbleiterkörpers (4) einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur, die gleich oder höher als 200ºC und niedriger als der Schmelzpunkt der ersten und zweiten Halbleitersubstrate (1, 2) ist, für eine vorgegebene Zeitspanne in einer vorbestimmten Atmosphäre, wodurch der Halbleiterverbundkörper gebildet wird, gekennzeichnet durch:

e) Versehen der ebenen Spiegeloberflächen der ersten und zweiten Halbleitersubstrate (1, 2) mit einer Oberflächenrauhigkeit die gleich oder kleiner ist als 13 nm (130 Å) in einem Bereich von 1 mm Länge,

f) Betrachten des Halbleiterkörpers (4) mittels Infrarot-Topographie vor dem Wärmebehandlungsschritt, um diejenigen Halbleiterkörper für die Wämebehandlung auszuwählen, die ein Bild gleichmäßiger Intensität ergeben.

2. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterverbundkörpers gemäß Anspruch 1, wobei

das erste Halbleitersubstrat (1) ein Ge, ein GaAs, ein InP oder ein GaP-Substrat ist,

das zweite Halbleitersubstrat (2) ein Ge, ein GaAs, ein InP oder ein GaP-Substrat ist,

und die ebenen Spiegeloberflächen der ersten und zweiten Halbleitersubstrate (1, 2) eine Oberflächenrauhigkeit von 7 nm (70 Å) bis 8 nm (80 Å) in einem Bereich von 1 mm Länge aufweisen.

3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdickenschwankung der ersten und zweiten Halbleitersubstrate (1 und 2) auf weniger als 5 um auf der gesamten kontaktierten Oberfläche derselben eingestellt ist.

4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitspanne länger als etwa 2 Stunden ist.

5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Atmosphäre durch Nitrogen- bzw. Stickstoffgas geliefert wird.