JP2002134722A - Ｓｏｉウェーハの製造方法及びｓｏｉウェーハ - Google Patents
Ｓｏｉウェーハの製造方法及びｓｏｉウェーハInfo
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- JP2002134722A JP2002134722A JP2000327413A JP2000327413A JP2002134722A JP 2002134722 A JP2002134722 A JP 2002134722A JP 2000327413 A JP2000327413 A JP 2000327413A JP 2000327413 A JP2000327413 A JP 2000327413A JP 2002134722 A JP2002134722 A JP 2002134722A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高いゲッター能を有し、結晶欠陥を低減した
ＳＯＩウェーハの製造方法及びＳＯＩウェーハを提供す
ること。 【解決手段】 ウェーハに酸化膜を形成すると共に、水
素イオン等を注入してイオン注入層を形成する工程と、
前記ウェーハのイオン注入層を形成した面と他のウェー
ハを重ね合わせて低温熱処理し、前記イオン注入した方
のウエーハにて剥離する工程と、前記剥離したウェーハ
に高温熱処理とを行う工程を備えたＳＯＩウェーハの製
造方法であって、前記イオン注入層を形成するウェーハ
は、格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ
ＡＳＴＭ）以上であり、前記工程にて形成したＳＯＩウ
ェーハ上にエピタキシャル層を成長させる工程を備える
ＳＯＩウェーハの製造方法及びＳＯＩウェーハである。
ＳＯＩウェーハの製造方法及びＳＯＩウェーハを提供す
ること。 【解決手段】 ウェーハに酸化膜を形成すると共に、水
素イオン等を注入してイオン注入層を形成する工程と、
前記ウェーハのイオン注入層を形成した面と他のウェー
ハを重ね合わせて低温熱処理し、前記イオン注入した方
のウエーハにて剥離する工程と、前記剥離したウェーハ
に高温熱処理とを行う工程を備えたＳＯＩウェーハの製
造方法であって、前記イオン注入層を形成するウェーハ
は、格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ
ＡＳＴＭ）以上であり、前記工程にて形成したＳＯＩウ
ェーハ上にエピタキシャル層を成長させる工程を備える
ＳＯＩウェーハの製造方法及びＳＯＩウェーハである。
Description
【０００１】
【従来の技術】従来、二枚の半導体ウェーハの間に酸化
膜（ＳｉＯ２）を介在させて貼り合わせた後、活性側と
なる半導体ウェーハを薄膜化して形成する、ＳＯＩ（Si
liconon Insulator）ウェーハが知られている。
膜（ＳｉＯ２）を介在させて貼り合わせた後、活性側と
なる半導体ウェーハを薄膜化して形成する、ＳＯＩ（Si
liconon Insulator）ウェーハが知られている。
【０００２】例えば、特開平５−２１１１２８号公報に
は、水素イオン剥離法、又はスマートカット法といわれ
る技術で製造するＳＯＩウェーハの製造方法が開示され
ている。前記公報に記載された製造方法を図２を用いて
詳細に説明する。
は、水素イオン剥離法、又はスマートカット法といわれ
る技術で製造するＳＯＩウェーハの製造方法が開示され
ている。前記公報に記載された製造方法を図２を用いて
詳細に説明する。
【０００３】先ず、水素イオン剥離法を用いてＳＯＩウ
ェーハを製造するには、二枚のシリコンウェーハ５０，
５１を用意し（ａ参照）、一方のシリコンウェーハ５０
の表面に酸化膜５００を形成（ｂ参照）する。そして、
前記シリコンウェーハ５０に前記酸化膜を形成した面か
ら水素イオン又は希ガスイオンを所定条件で注入し、イ
オン注入層５０１を形成する（ｃ参照）。
ェーハを製造するには、二枚のシリコンウェーハ５０，
５１を用意し（ａ参照）、一方のシリコンウェーハ５０
の表面に酸化膜５００を形成（ｂ参照）する。そして、
前記シリコンウェーハ５０に前記酸化膜を形成した面か
ら水素イオン又は希ガスイオンを所定条件で注入し、イ
オン注入層５０１を形成する（ｃ参照）。
【０００４】次に、剥離・薄膜化工程について説明す
る。シリコンウェーハ５０は、酸化膜５００が形成され
た面と支持側のウェーハとなる５１を重ね合わせる（ｄ
参照）。そして、低温（例えば、４００℃〜６００℃）
で熱処理を施すと、イオン注入層５０１を劈開面とし
て、重ね合わされたシリコンウェーハ５０，５１は剥離
し、薄膜化したシリコンウェーハ６が形成される（ｅ参
照）。
る。シリコンウェーハ５０は、酸化膜５００が形成され
た面と支持側のウェーハとなる５１を重ね合わせる（ｄ
参照）。そして、低温（例えば、４００℃〜６００℃）
で熱処理を施すと、イオン注入層５０１を劈開面とし
て、重ね合わされたシリコンウェーハ５０，５１は剥離
し、薄膜化したシリコンウェーハ６が形成される（ｅ参
照）。
【０００５】その後、薄膜化したシリコンウェーハ６
は、高温で熱処理が施され、支持側のシリコンウェーハ
５１と、酸化膜５００が形成された面の結合強度が高め
られ、ＳＯＩ層５０２を備えたＳＯＩウェーハ５が形成
される（ｆ参照）。
は、高温で熱処理が施され、支持側のシリコンウェーハ
５１と、酸化膜５００が形成された面の結合強度が高め
られ、ＳＯＩ層５０２を備えたＳＯＩウェーハ５が形成
される（ｆ参照）。
【０００６】このような水素イオン剥離法で形成したＳ
ＯＩウェーハは、以下のような利点を有している。例え
ば、（１）ＳＯＩ層及び埋め込み酸化膜の膜厚の設計に
大きな自由度がある。（２）ＳＯＩ層の膜厚均一性が優
れている。（３）埋め込み酸化膜の信頼性が高い。
（４）ウェーハの利用効率が高い。このため、前述した
方法で形成されたＳＯＩウエーハは、実用化への期待が
大きい。
ＯＩウェーハは、以下のような利点を有している。例え
ば、（１）ＳＯＩ層及び埋め込み酸化膜の膜厚の設計に
大きな自由度がある。（２）ＳＯＩ層の膜厚均一性が優
れている。（３）埋め込み酸化膜の信頼性が高い。
（４）ウェーハの利用効率が高い。このため、前述した
方法で形成されたＳＯＩウエーハは、実用化への期待が
大きい。
【０００７】また、特開平２−３７７７１号公報には、
他のＳＯＩウェーハの製造方法が開示されている。この
方法では、熱処理を行ってゲッタリング・サイトを生成
させた第一のシリコンウエーハに酸化膜を形成した後、
前記ウェーハの酸化膜を形成した面と、酸化膜を形成し
た第二のシリコンウェーハとを重ね合わせ、その後、第
一のシリコンウェーハを研磨して、エピタキシャル層を
成長させることによりゲッタリング・サイトを有するＳ
ＯＩウェーハを製造する。
他のＳＯＩウェーハの製造方法が開示されている。この
方法では、熱処理を行ってゲッタリング・サイトを生成
させた第一のシリコンウエーハに酸化膜を形成した後、
前記ウェーハの酸化膜を形成した面と、酸化膜を形成し
た第二のシリコンウェーハとを重ね合わせ、その後、第
一のシリコンウェーハを研磨して、エピタキシャル層を
成長させることによりゲッタリング・サイトを有するＳ
ＯＩウェーハを製造する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のように
水素イオン剥離法で製造されたＳＯＩウェーハには、現
状のＳＯＩウェーハの製造プロセスや電子デバイスの製
造プロセスにおいて、デバイス形成層に多数の結晶欠陥
が発生している。この結晶欠陥の存在が、水素イオン剥
離法で製造されたＳＯＩウェーハの実用化を阻む要因と
なっている。
水素イオン剥離法で製造されたＳＯＩウェーハには、現
状のＳＯＩウェーハの製造プロセスや電子デバイスの製
造プロセスにおいて、デバイス形成層に多数の結晶欠陥
が発生している。この結晶欠陥の存在が、水素イオン剥
離法で製造されたＳＯＩウェーハの実用化を阻む要因と
なっている。
【０００９】また、前記特開平２−３７７７１号公報に
記載のＳＯＩウェーハの製造方法では、第一のシリコン
ウェーハにゲッタリング・サイトを形成するため、わざ
わざＩＧ熱処理を行う必要があり、製造工程が煩雑とな
る問題があった。
記載のＳＯＩウェーハの製造方法では、第一のシリコン
ウェーハにゲッタリング・サイトを形成するため、わざ
わざＩＧ熱処理を行う必要があり、製造工程が煩雑とな
る問題があった。
【００１０】そこで、本発明は、水素イオン剥離法で製
造したＳＯＩウェーハの製造プロセス及び電子デバイス
の製造プロセスにおいて、高いゲッター能を有し、且
つ、デバイス形成層の結晶欠陥を低減した良品のＳＯＩ
ウェーハの製造方法及びＳＯＩウェーハを提供すること
を目的とする。
造したＳＯＩウェーハの製造プロセス及び電子デバイス
の製造プロセスにおいて、高いゲッター能を有し、且
つ、デバイス形成層の結晶欠陥を低減した良品のＳＯＩ
ウェーハの製造方法及びＳＯＩウェーハを提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載し
た発明は、二枚のシリコンウェーハのうち、少なくとも
一方のシリコンウェーハに酸化膜を形成すると共に、一
方のシリコンウェーハに水素イオン又は希ガスイオンを
注入してイオン注入層を形成する工程と、前記シリコン
ウェーハのイオン注入層を形成した面と他方のシリコン
ウェーハとを重ね合わせて３００℃〜９００℃で熱処理
し、前記イオン注入をした方のウエーハにて剥離する工
程と、前記剥離したウェーハに１０００℃〜１３００℃
で熱処理を行う工程とを備えたＳＯＩウェーハの製造方
法であって、前記イオン注入層を形成するウェーハは、
格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳ
ＴＭ）以上であり、前記工程にて形成したＳＯＩウェー
ハ上にエピタキシャル層を成長させる工程を備えるＳＯ
Ｉウェーハの製造方法である。
た発明は、二枚のシリコンウェーハのうち、少なくとも
一方のシリコンウェーハに酸化膜を形成すると共に、一
方のシリコンウェーハに水素イオン又は希ガスイオンを
注入してイオン注入層を形成する工程と、前記シリコン
ウェーハのイオン注入層を形成した面と他方のシリコン
ウェーハとを重ね合わせて３００℃〜９００℃で熱処理
し、前記イオン注入をした方のウエーハにて剥離する工
程と、前記剥離したウェーハに１０００℃〜１３００℃
で熱処理を行う工程とを備えたＳＯＩウェーハの製造方
法であって、前記イオン注入層を形成するウェーハは、
格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳ
ＴＭ）以上であり、前記工程にて形成したＳＯＩウェー
ハ上にエピタキシャル層を成長させる工程を備えるＳＯ
Ｉウェーハの製造方法である。
【００１２】このように、格子間酸素濃度が１×１０
１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上のウェーハを用
いてＳＯＩウェーハを製造すると、ウェーハ中の過飽和
酸素により、剥離後の熱処理で酸素析出物が形成される
ため、ＳＯＩウェーハには、充分なＩＧ効果が期待され
る。また、これに加え、ＳＯＩウェーハには、イオン注
入によるダメージ層によるゲッタリング効果も期待でき
る。すなわち、本発明の製造方法により製造されたＳＯ
ＩウェーハのＳＯＩ層には、酸素析出物などの欠陥が高
密度に発生し、結晶欠陥密度が１×１０２〜１×１０７
／ｃｍ２に達するゲッタリングサイトが形成され、高い
ゲッター能を有するＳＯＩウェーハの製造が可能とな
る。
１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上のウェーハを用
いてＳＯＩウェーハを製造すると、ウェーハ中の過飽和
酸素により、剥離後の熱処理で酸素析出物が形成される
ため、ＳＯＩウェーハには、充分なＩＧ効果が期待され
る。また、これに加え、ＳＯＩウェーハには、イオン注
入によるダメージ層によるゲッタリング効果も期待でき
る。すなわち、本発明の製造方法により製造されたＳＯ
ＩウェーハのＳＯＩ層には、酸素析出物などの欠陥が高
密度に発生し、結晶欠陥密度が１×１０２〜１×１０７
／ｃｍ２に達するゲッタリングサイトが形成され、高い
ゲッター能を有するＳＯＩウェーハの製造が可能とな
る。
【００１３】また、ＳＯＩ層上に、エピタキシャル層
（以下、「エピ層」という。）を形成すると、デバイス
形成層となるＳＯＩウェーハ表層の結晶欠陥を低減させ
た良品のＳＯＩウェーハの製造が可能となる。
（以下、「エピ層」という。）を形成すると、デバイス
形成層となるＳＯＩウェーハ表層の結晶欠陥を低減させ
た良品のＳＯＩウェーハの製造が可能となる。
【００１４】また、本発明の製造方法によれば、低温熱
処理（３００℃〜９００℃）で行う剥離工程は、酸素析
出核の形成工程を兼ねており、更に、その後に行う高温
（１０００℃〜１３００℃）での結合強度の強化工程が
酸素析出物の形成工程を兼ねている。このため、ゲッタ
リングサイトを形成するために、わざわざ、酸素析出物
の形成だけを目的としたＩＧ熱処理を施す必要がなくな
り、製造工程数を少なくして、効率良く、良品のＳＯＩ
ウェーハを製造することが可能となる。
処理（３００℃〜９００℃）で行う剥離工程は、酸素析
出核の形成工程を兼ねており、更に、その後に行う高温
（１０００℃〜１３００℃）での結合強度の強化工程が
酸素析出物の形成工程を兼ねている。このため、ゲッタ
リングサイトを形成するために、わざわざ、酸素析出物
の形成だけを目的としたＩＧ熱処理を施す必要がなくな
り、製造工程数を少なくして、効率良く、良品のＳＯＩ
ウェーハを製造することが可能となる。
【００１５】本願第２請求項に記載した発明は、二枚の
シリコンウェーハのうち、少なくとも一方のシリコンウ
ェーハに酸化膜を形成すると共に、一方のシリコンウェ
ーハに水素イオン又は希ガスイオンを注入してイオン注
入層を形成する工程と、前記シリコンウェーハのイオン
注入層を形成した面と他方のシリコンウェーハとを重ね
合わせて３００℃〜９００℃で熱処理し、前記イオン注
入をした方のウエーハにて剥離する工程とを備えたＳＯ
Ｉウエーハの製造方法であって、前記イオン注入層を形
成するウェーハは、格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃ
ｍ３(ｏｌｄＡＳＴＭ)以上であり、前記工程にて形成し
たＳＯＩウェーハ上に１０００℃〜１３００℃でエピタ
キシャル層を成長させる工程を備えている。
シリコンウェーハのうち、少なくとも一方のシリコンウ
ェーハに酸化膜を形成すると共に、一方のシリコンウェ
ーハに水素イオン又は希ガスイオンを注入してイオン注
入層を形成する工程と、前記シリコンウェーハのイオン
注入層を形成した面と他方のシリコンウェーハとを重ね
合わせて３００℃〜９００℃で熱処理し、前記イオン注
入をした方のウエーハにて剥離する工程とを備えたＳＯ
Ｉウエーハの製造方法であって、前記イオン注入層を形
成するウェーハは、格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃ
ｍ３(ｏｌｄＡＳＴＭ)以上であり、前記工程にて形成し
たＳＯＩウェーハ上に１０００℃〜１３００℃でエピタ
キシャル層を成長させる工程を備えている。
【００１６】このように、エピ層を成長させる工程が１
０００℃〜１３００℃の高温で行われると、エピ層の成
長と同時にＳＯＩ層中にゲッタリングサイトを形成する
ことができ、製造工程を簡略化するとともに、ＳＯＩウ
ェーハ表層に結晶欠陥の存在しない良品のＳＯＩウェー
ハを得ることが可能となる。
０００℃〜１３００℃の高温で行われると、エピ層の成
長と同時にＳＯＩ層中にゲッタリングサイトを形成する
ことができ、製造工程を簡略化するとともに、ＳＯＩウ
ェーハ表層に結晶欠陥の存在しない良品のＳＯＩウェー
ハを得ることが可能となる。
【００１７】本願第３請求項に記載した発明は、エピタ
キシャル層を設けたＳＯＩウェーハにおいて、ＳＯＩ層
中に結晶欠陥密度が１×１０２〜１×１０７個／ｃｍ２
のＩＧ層を備えたＳＯＩウエーハである。
キシャル層を設けたＳＯＩウェーハにおいて、ＳＯＩ層
中に結晶欠陥密度が１×１０２〜１×１０７個／ｃｍ２
のＩＧ層を備えたＳＯＩウエーハである。
【００１８】本発明のＳＯＩウェーハは、格子間酸素濃
度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄＡＳＴＭ）以上であ
り、主にこの過飽和酸素により、結晶欠陥密度が１×１
０ ２〜１×１０７個／ｃｍ２となるゲッタリングサイト
をＳＯＩ層中に形成でき、高いイントリンシックゲッタ
リング効果が発揮される。また、ＳＯＩウェーハ表層に
は、エピ層を形成するため、デバイス形成層の結晶欠陥
を低減させた良品となる。
度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄＡＳＴＭ）以上であ
り、主にこの過飽和酸素により、結晶欠陥密度が１×１
０ ２〜１×１０７個／ｃｍ２となるゲッタリングサイト
をＳＯＩ層中に形成でき、高いイントリンシックゲッタ
リング効果が発揮される。また、ＳＯＩウェーハ表層に
は、エピ層を形成するため、デバイス形成層の結晶欠陥
を低減させた良品となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体例を図面に基
づいて詳細に説明する。
づいて詳細に説明する。
【００２０】図１は、本発明の製造工程を示すフロー図
である。
である。
【００２１】先ず、二枚のシリコンウェーハ１０，１１
を用意する（ａ参照）。本例において、ウェーハ１０
は、イオン注入層を形成するウェーハとし、ウェーハ１
１は、支持側ウェーハとした。イオン注入層を形成する
ウェーハ１０は、格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ
３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ 以下同じ）以上の高酸素濃度で
あるシリコンウェーハを用いた。
を用意する（ａ参照）。本例において、ウェーハ１０
は、イオン注入層を形成するウェーハとし、ウェーハ１
１は、支持側ウェーハとした。イオン注入層を形成する
ウェーハ１０は、格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ
３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ 以下同じ）以上の高酸素濃度で
あるシリコンウェーハを用いた。
【００２２】二枚のウェーハ１０，１１のうち少なくと
も一方のウェーハ、本例においては、ウェーハ１０に、
熱処理を施し、表面に０．１μｍの熱酸化膜１００を形
成する（ｂ参照）。次いで、ウェーハ１０に水素イオン
又は希ガスイオンを注入し、イオン注入層１０１を形成
する（ｃ参照）。本例においては、水素イオンを、加速
電圧８０ＫｅＶ、ドーズ量５×１０１６／ｃｍ２の条件
で、酸化膜１００を通してウェーハ１０に注入した。
も一方のウェーハ、本例においては、ウェーハ１０に、
熱処理を施し、表面に０．１μｍの熱酸化膜１００を形
成する（ｂ参照）。次いで、ウェーハ１０に水素イオン
又は希ガスイオンを注入し、イオン注入層１０１を形成
する（ｃ参照）。本例においては、水素イオンを、加速
電圧８０ＫｅＶ、ドーズ量５×１０１６／ｃｍ２の条件
で、酸化膜１００を通してウェーハ１０に注入した。
【００２３】次に、ウェーハ１０の熱酸化膜１００が形
成された表面と、支持側ウェーハ１１とを重ね合わせ
（ｄ参照）、Ｎ２雰囲気中、５００℃で１時間の熱処理
を行い、イオン注入層１０１の位置で重ね合わせたシリ
コンウェーハのうちウェーハ１０の一部を剥離した（ｅ
参照）。
成された表面と、支持側ウェーハ１１とを重ね合わせ
（ｄ参照）、Ｎ２雰囲気中、５００℃で１時間の熱処理
を行い、イオン注入層１０１の位置で重ね合わせたシリ
コンウェーハのうちウェーハ１０の一部を剥離した（ｅ
参照）。
【００２４】更に、Ｎ２雰囲気中、１１００℃で２時間
熱処理を行い、残ったウェーハ１０の酸化膜１００と、
支持側ウェーハ１１との結合強度を高め、ＳＯＩ層１０
２を有するＳＯＩウェーハ１２を形成した（ｆ参照）。
ここで、高温熱処理により、ＳＯＩウェーハ１２には、
ウェーハ中の過飽和酸素から酸素析出物が形成され、Ｓ
ＯＩ層１０２中にゲッタリングサイトが形成される。
熱処理を行い、残ったウェーハ１０の酸化膜１００と、
支持側ウェーハ１１との結合強度を高め、ＳＯＩ層１０
２を有するＳＯＩウェーハ１２を形成した（ｆ参照）。
ここで、高温熱処理により、ＳＯＩウェーハ１２には、
ウェーハ中の過飽和酸素から酸素析出物が形成され、Ｓ
ＯＩ層１０２中にゲッタリングサイトが形成される。
【００２５】その後、ＳｉＨＣｌ３雰囲気中、１１００
℃で熱処理を行い、ＳＯＩ層上に厚み５μｍのエピ層１
０３を形成したＳＯＩウェーハ１を得た（ｇ参照）。
℃で熱処理を行い、ＳＯＩ層上に厚み５μｍのエピ層１
０３を形成したＳＯＩウェーハ１を得た（ｇ参照）。
【００２６】得られたＳＯＩウェーハ１の欠陥密度を選
択エッチング法により評価した。評価の結果、エピ層１
０３中の欠陥密度は、１×１０２個／ｃｍ２以下の良好
な値を示し、エピ層１０３下部のＳＯＩ層１０２中の欠
陥密度は、１×１０2〜１×１０５個／ｃｍ２であり、
ゲッタリング効果を得るのに充分な値を示した。また、
ＳＯＩ層１０２中の欠陥を透過電子顕微鏡により観察し
た結果、これらの欠陥が、酸素析出物であることが確認
できた。
択エッチング法により評価した。評価の結果、エピ層１
０３中の欠陥密度は、１×１０２個／ｃｍ２以下の良好
な値を示し、エピ層１０３下部のＳＯＩ層１０２中の欠
陥密度は、１×１０2〜１×１０５個／ｃｍ２であり、
ゲッタリング効果を得るのに充分な値を示した。また、
ＳＯＩ層１０２中の欠陥を透過電子顕微鏡により観察し
た結果、これらの欠陥が、酸素析出物であることが確認
できた。
【００２７】このように、水素イオン剥離法によりＳＯ
Ｉウェーハ１を製造する方法において、イオン注入層を
形成するウェーハ１０として格子間酸素濃度が１×１０
１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上のものを用いる
と、この過飽和酸素により、剥離後の熱処理で充分なゲ
ッタリングサイトが形成されるとともに、これに加え、
イオン注入によるダメージ層のゲッタリング効果も期待
できる。
Ｉウェーハ１を製造する方法において、イオン注入層を
形成するウェーハ１０として格子間酸素濃度が１×１０
１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上のものを用いる
と、この過飽和酸素により、剥離後の熱処理で充分なゲ
ッタリングサイトが形成されるとともに、これに加え、
イオン注入によるダメージ層のゲッタリング効果も期待
できる。
【００２８】したがって、ＳＯＩ層１０２においては、
酸素析出物などの欠陥が高密度に発生し、結晶欠陥密度
が１×１０２〜1×１０７個／ｃｍ２に達するゲッタリ
ングサイトが形成され、高いゲッター能を有するＳＯＩ
ウェーハを製造できる。
酸素析出物などの欠陥が高密度に発生し、結晶欠陥密度
が１×１０２〜1×１０７個／ｃｍ２に達するゲッタリ
ングサイトが形成され、高いゲッター能を有するＳＯＩ
ウェーハを製造できる。
【００２９】また、ＳＯＩウエーハ１は、表層にエピ層
１０３を形成するため、デバイス形成層となるＳＯＩウ
ェーハ１の表層の結晶欠陥は低減し、良品のＳＯＩウェ
ーハ１を製造できる。
１０３を形成するため、デバイス形成層となるＳＯＩウ
ェーハ１の表層の結晶欠陥は低減し、良品のＳＯＩウェ
ーハ１を製造できる。
【００３０】また、本例の製造方法によれば、低温熱処
理（３００℃〜９００℃）で行う剥離工程（ｅ参照）は
酸素析出核の形成工程を兼ねており、更に、その後に行
う高温（１０００℃〜１３００℃）での結合強度の強化
工程（ｆ参照）は酸素析出物の形成工程を兼ねている。
このため、わざわざ、ゲッタリングサイトを形成するた
めに、酸素析出物の形成だけを目的としたＩＧ熱処理を
施す必要がなくなり、製造工程数を少なくして、効率良
く良品のＳＯＩウェーハ１を製造できる。
理（３００℃〜９００℃）で行う剥離工程（ｅ参照）は
酸素析出核の形成工程を兼ねており、更に、その後に行
う高温（１０００℃〜１３００℃）での結合強度の強化
工程（ｆ参照）は酸素析出物の形成工程を兼ねている。
このため、わざわざ、ゲッタリングサイトを形成するた
めに、酸素析出物の形成だけを目的としたＩＧ熱処理を
施す必要がなくなり、製造工程数を少なくして、効率良
く良品のＳＯＩウェーハ１を製造できる。
【００３１】次に、ＳＯＩウェーハの製造工程の第二の
具体例について説明する。本例の方法は、図１に示す製
造工程フローにおいて、剥離工程（ａ〜ｅ参照）まで同
一の操作を行う。
具体例について説明する。本例の方法は、図１に示す製
造工程フローにおいて、剥離工程（ａ〜ｅ参照）まで同
一の操作を行う。
【００３２】本例の方法においては、図１（ｆ）に示す
高温熱処理による結合強度の強化工程を省略し、図１
（ｅ）に示す剥離工程を行った後、図１（ｇ）に示すＳ
ｉＨＣｌ３雰囲気中、１１００℃で熱処理を行い、ＳＯ
Ｉ層１０２及びエピ層１０３を形成する工程を行う。
高温熱処理による結合強度の強化工程を省略し、図１
（ｅ）に示す剥離工程を行った後、図１（ｇ）に示すＳ
ｉＨＣｌ３雰囲気中、１１００℃で熱処理を行い、ＳＯ
Ｉ層１０２及びエピ層１０３を形成する工程を行う。
【００３３】本例の方法で製造したＳＯＩウェーハにお
いても、エピ層１０３中の欠陥密度は、１×１０２個／
ｃｍ２以下の良好な値を示し、エピ層１０３下部のＳＯ
Ｉ層１０２中の欠陥密度は、１×１０２〜１×１０５個
／ｃｍ２であり、ゲッタリング効果を得るのに充分な値
を示した。
いても、エピ層１０３中の欠陥密度は、１×１０２個／
ｃｍ２以下の良好な値を示し、エピ層１０３下部のＳＯ
Ｉ層１０２中の欠陥密度は、１×１０２〜１×１０５個
／ｃｍ２であり、ゲッタリング効果を得るのに充分な値
を示した。
【００３４】このように、エピ層１０３を成長させる工
程が１０００℃〜１３００℃の高温で行われると、エピ
層１０３の成長と同時にＳＯＩ層１０２中にゲッタリン
グサイトを形成することができ、製造工程を簡略化する
とともに、デバイス形成層となるＳＯＩウェーハ表層の
結晶欠陥を低減した良品のＳＯＩウェーハを製造でき
る。
程が１０００℃〜１３００℃の高温で行われると、エピ
層１０３の成長と同時にＳＯＩ層１０２中にゲッタリン
グサイトを形成することができ、製造工程を簡略化する
とともに、デバイス形成層となるＳＯＩウェーハ表層の
結晶欠陥を低減した良品のＳＯＩウェーハを製造でき
る。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、二枚の
シリコンウェーハのうち、少なくとも一方のシリコンウ
ェーハに酸化膜を形成すると共に、一方のシリコンウェ
ーハに水素イオン又は希ガスイオンを注入してイオン注
入層を形成する工程と、前記シリコンウェーハのイオン
注入層を形成した面と他方のシリコンウェーハとを重ね
合わせて３００℃〜９００℃で熱処理し、前記イオン注
入した方のウエーハにて剥離する工程と、前記剥離した
ウェーハに１０００℃〜１３００℃で熱処理を行う工程
とを備えたＳＯＩウェーハの製造方法であって、前記イ
オン注入層を形成するウェーハは、格子間酸素濃度が１
×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上であり、
前記工程にて形成したＳＯＩウェーハ上にエピタキシャ
ル層を成長させる工程を備えるＳＯＩウエーハの製造方
法である。
シリコンウェーハのうち、少なくとも一方のシリコンウ
ェーハに酸化膜を形成すると共に、一方のシリコンウェ
ーハに水素イオン又は希ガスイオンを注入してイオン注
入層を形成する工程と、前記シリコンウェーハのイオン
注入層を形成した面と他方のシリコンウェーハとを重ね
合わせて３００℃〜９００℃で熱処理し、前記イオン注
入した方のウエーハにて剥離する工程と、前記剥離した
ウェーハに１０００℃〜１３００℃で熱処理を行う工程
とを備えたＳＯＩウェーハの製造方法であって、前記イ
オン注入層を形成するウェーハは、格子間酸素濃度が１
×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上であり、
前記工程にて形成したＳＯＩウェーハ上にエピタキシャ
ル層を成長させる工程を備えるＳＯＩウエーハの製造方
法である。
【００３６】このように、水素イオン剥離法によりＳＯ
Ｉウェーハを製造する方法において、格子間酸素濃度が
１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上のウェ
ーハを用いると、この過飽和酸素により、剥離後の熱処
理で酸素析出物が形成されて、ＳＯＩウェーハには、充
分なゲッタリング効果が期待される。また、これに加
え、ＳＯＩウェーハには、イオン注入によるダメージ層
のゲッタリング効果も期待できる。すなわち、ＳＯＩウ
ェーハには、酸素析出物などの欠陥が高密度に発生し、
結晶欠陥密度が１×１０２〜１×１０７個／ｃｍ２に達
するゲッタリングサイトが形成され、高いゲッター能を
有するＳＯＩウェーハを製造できる。
Ｉウェーハを製造する方法において、格子間酸素濃度が
１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上のウェ
ーハを用いると、この過飽和酸素により、剥離後の熱処
理で酸素析出物が形成されて、ＳＯＩウェーハには、充
分なゲッタリング効果が期待される。また、これに加
え、ＳＯＩウェーハには、イオン注入によるダメージ層
のゲッタリング効果も期待できる。すなわち、ＳＯＩウ
ェーハには、酸素析出物などの欠陥が高密度に発生し、
結晶欠陥密度が１×１０２〜１×１０７個／ｃｍ２に達
するゲッタリングサイトが形成され、高いゲッター能を
有するＳＯＩウェーハを製造できる。
【００３７】このように、ＳＯＩウェーハ表層には、エ
ピ層を成長させるため、デバイスを形成するＳＯＩウェ
ーハの表層に結晶欠陥の存在しない良品のＳＯＩウェー
ハを製造できる。
ピ層を成長させるため、デバイスを形成するＳＯＩウェ
ーハの表層に結晶欠陥の存在しない良品のＳＯＩウェー
ハを製造できる。
【００３８】更に、本発明の製造方法によれば、低温熱
処理（３００℃〜９００℃）で行う剥離工程は、酸素析
出核の形成工程を兼ねており、その後に行う高温（１０
００℃〜１３００℃）での結合強度の強化工程が酸素析
出物の形成工程を兼ねているため、わざわざ、ゲッタリ
ングサイトを形成するために、酸素析出物の形成だけを
目的としたＩＧ熱処理を施す必要がなくなり、製造工程
数を少なくして、効率良くＳＯＩウェーハを製造するこ
とが可能となる。
処理（３００℃〜９００℃）で行う剥離工程は、酸素析
出核の形成工程を兼ねており、その後に行う高温（１０
００℃〜１３００℃）での結合強度の強化工程が酸素析
出物の形成工程を兼ねているため、わざわざ、ゲッタリ
ングサイトを形成するために、酸素析出物の形成だけを
目的としたＩＧ熱処理を施す必要がなくなり、製造工程
数を少なくして、効率良くＳＯＩウェーハを製造するこ
とが可能となる。
【００３９】また、前記工程において、剥離工程後の高
温熱処理工程を省略し、重ね合わせたウェーハを剥離し
た後、１０００℃〜１３００℃の高温でエピ層を形成す
る工程と行うと、エピ層の成長と同時にＳＯＩ層中にＩ
Ｇサイトを形成することができ、製造工程を簡略化する
とともに、ＳＯＩウェーハの表層に結晶欠陥の存在しな
い良品のＳＯＩウェーハを製造できる。
温熱処理工程を省略し、重ね合わせたウェーハを剥離し
た後、１０００℃〜１３００℃の高温でエピ層を形成す
る工程と行うと、エピ層の成長と同時にＳＯＩ層中にＩ
Ｇサイトを形成することができ、製造工程を簡略化する
とともに、ＳＯＩウェーハの表層に結晶欠陥の存在しな
い良品のＳＯＩウェーハを製造できる。
【００４０】また、このような製造方法によって形成し
たエピタキシャル層を設けたＳＯＩウェーハは、ウェー
ハの格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ
ＡＳＴＭ）以上のものを用いて、結晶欠陥密度が１×１
０２〜１×１０７個／ｃｍ２であるゲッタリングサイト
を備えたＳＯＩ層が形成され、高いゲッター能を有して
いる。
たエピタキシャル層を設けたＳＯＩウェーハは、ウェー
ハの格子間酸素濃度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ
ＡＳＴＭ）以上のものを用いて、結晶欠陥密度が１×１
０２〜１×１０７個／ｃｍ２であるゲッタリングサイト
を備えたＳＯＩ層が形成され、高いゲッター能を有して
いる。
【図１】本発明の具体例に係り、ＳＯＩウェーハの各製
造工程を示すフロー図である。
造工程を示すフロー図である。
【図２】従来例に係り、ＳＯＩウェーハの各製造工程を
示すフロー図である。
示すフロー図である。
１ ＳＯＩウェーハ ５ シリコンウエーハ ６ 薄膜化したシリコンウェーハ １０ ＳＯＩ層を形成する側のシリコンウェーハ １１ 支持側のシリコンウェーハ １２ ＳＯＩウェーハ ５０ シリコンウェーハ ５１ シリコンウェーハ １００ 熱酸化膜 １０１ イオン注入層 １０２ ＳＯＩ層 １０３ エピ層 ５００ 酸化膜 ５０１ イオン注入層 ５０２ ＳＯＩ層
Claims (3)
- 【請求項１】 二枚のシリコンウェーハのうち、少なく
とも一方のシリコンウェーハに酸化膜を形成すると共
に、一方のシリコンウェーハに水素イオン又は希ガスイ
オンを注入してイオン注入層を形成する工程と、前記シ
リコンウェーハのイオン注入層を形成した面と他方のシ
リコンウェーハとを重ね合わせて３００℃〜９００℃で
熱処理し、前記イオン注入をした方のウエーハにて剥離
する工程と、前記剥離したウェーハに１０００℃〜１３
００℃で熱処理を行う工程とを備えたＳＯＩウェーハの
製造方法であって、 前記イオン注入層を形成するウェーハは、格子間酸素濃
度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上で
あり、前記工程にて形成したＳＯＩウェーハ上にエピタ
キシャル層を成長させる工程を備えることを特徴とする
ＳＯＩウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 二枚のシリコンウェーハのうち、少なく
とも一方のシリコンウェーハに酸化膜を形成すると共
に、一方のシリコンウエーハに水素イオン又は希ガスイ
オンを注入してイオン注入層を形成する工程と、前記シ
リコンウェーハのイオン注入層を形成した面と他方のシ
リコンウェーハとを重ね合わせて３００℃〜９００℃で
熱処理し、前記イオン注入をした方のウエーハにて剥離
する工程とを備えたＳＯＩウエーハの製造方法であっ
て、 前記イオン注入層を形成するウエーハは、格子間酸素濃
度が１×１０１８／ｃｍ３（ｏｌｄ ＡＳＴＭ）以上で
あり、前記工程にて形成した形成したウエーハ上に１０
００℃〜１３００℃でエピタキシャル層を成長させる工
程を備えることを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方
法。 - 【請求項３】 エピタキシャル層を設けたＳＯＩウェー
ハにおいて、 ＳＯＩ層中に結晶欠陥密度が１×１０２〜１×１０７個
／ｃｍ２のイントリンシックゲッタリング（ＩＧ）層を
備えたことを特徴とするＳＯＩウェーハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327413A JP2002134722A (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Ｓｏｉウェーハの製造方法及びｓｏｉウェーハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327413A JP2002134722A (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Ｓｏｉウェーハの製造方法及びｓｏｉウェーハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134722A true JP2002134722A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18804438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000327413A Pending JP2002134722A (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | Ｓｏｉウェーハの製造方法及びｓｏｉウェーハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134722A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006134925A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Nec Electronics Corp | Ｓｏｉ基板及びその製造方法 |
| JP2006294737A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Sumco Corp | Ｓｏｉ基板の製造方法及びその製造における剥離ウェーハの再生処理方法。 |
| WO2010122701A1 (ja) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | パナソニック株式会社 | Ｓｏｉウェーハ、その製造方法および半導体装置の製造方法 |
| KR20110014083A (ko) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | 에스.오.아이. 테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스 | 반도체 기판을 제조하기 위한 방법 |
-
2000
- 2000-10-26 JP JP2000327413A patent/JP2002134722A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006134925A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Nec Electronics Corp | Ｓｏｉ基板及びその製造方法 |
| JP2006294737A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Sumco Corp | Ｓｏｉ基板の製造方法及びその製造における剥離ウェーハの再生処理方法。 |
| WO2010122701A1 (ja) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | パナソニック株式会社 | Ｓｏｉウェーハ、その製造方法および半導体装置の製造方法 |
| US8531000B2 (en) | 2009-04-22 | 2013-09-10 | Panasonic Corporation | SOI wafer, method for producing same, and method for manufacturing semiconductor device |
| KR20110014083A (ko) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | 에스.오.아이. 테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스 | 반도체 기판을 제조하기 위한 방법 |
| JP2011035390A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Soitec Silicon On Insulator Technologies | 半導体基板を作製する方法 |
| KR101698434B1 (ko) | 2009-08-04 | 2017-01-20 | 소이텍 | 반도체 기판을 제조하기 위한 방법 |
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