JP2006303201A - Process for producing soi substrate - Google Patents

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秀樹 西畑
Nobuyuki Morimoto
信之 森本
Akihiko Endo
昭彦 遠藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing an SOI substrate in which the amount of heavy metal contamination that is produced internally is reduced. <P>SOLUTION: The process for producing an SOI substrate comprises a step for forming a first oxide film 21 at least on the surface of a first silicon substrate 14; a step for forming an ion implanted region 16 in the first silicon substrate 14, by implanting hydrogen ions from the surface of the first silicon substrate 14 on which the first oxide film 21 is formed; a step for removing the first oxide film 21 entirely or partially; a step for forming a laminate 15 by bonding the first oxide film, or a second oxide film 22, formed on the surface of a second silicon substrate 12 or the surface of the first silicon substrate 14, where hydrogen ions are implanted via the first and second oxide films to the second silicon substrate 12; and a step for obtaining an SOI substrate 11, where a thin-film SOI layer 13 is formed on the second silicon substrate 12 via an oxide film by heat-treating the laminate 15 at a predetermined temperature, thereby separating the first silicon substrate 14 in the ion implantated region 16. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸化膜上にＳＯＩ層を設けたＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を水素イオン注入技術を用いて製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing an SOI (Silicon On Insulator) substrate in which an SOI layer is provided on an oxide film by using a hydrogen ion implantation technique.

従来、ＳＯＩ基板の製造方法として、第１シリコン基板の表面に酸化膜を形成した後、その内部に高濃度の水素イオンを注入し、シリコン基板表面から所定の深さにイオン注入領域を形成し、その後この第１シリコン基板に第２シリコン基板を重ね合せて両者が接合した積層体を形成し、この積層体を５００℃以上の温度に昇温して上記第１シリコン基板を上記水素イオン注入領域で第２シリコン基板から分離し、第２シリコン基板の表面に半導体ＳＯＩ層を形成する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、第２シリコン基板とこの基板上に形成されて埋込み酸化膜として作用する酸化膜とこの酸化膜上に形成された半導体ＳＯＩ層とを有するＳＯＩ基板を製造することができるようになっている。   Conventionally, as a method for manufacturing an SOI substrate, after forming an oxide film on the surface of the first silicon substrate, high concentration hydrogen ions are implanted therein, and an ion implantation region is formed at a predetermined depth from the surface of the silicon substrate. Then, a second silicon substrate is superimposed on the first silicon substrate to form a laminated body, and the two are bonded together. The laminated body is heated to a temperature of 500 ° C. or higher, and the first silicon substrate is implanted with the hydrogen ions. A manufacturing method has been proposed in which the semiconductor SOI layer is formed on the surface of the second silicon substrate by separating the region from the second silicon substrate (see, for example, Patent Document 1). This method makes it possible to manufacture an SOI substrate having a second silicon substrate, an oxide film formed on the substrate and acting as a buried oxide film, and a semiconductor SOI layer formed on the oxide film. ing.

このＳＯＩ基板の製造において、第１シリコン基板と第２シリコン基板とを接合する際、第１シリコン基板と第２シリコン基板の接合面にパーティクルや有機物等の異物が存在すると、それらが第１シリコン基板と第２シリコン基板の接合を妨げ、その接合界面に未接合部を形成してしまう場合がある。接合界面に未接合部が形成されると、得られたＳＯＩ基板の結合界面にボイド不良やブリスター不良が引き起こされる。特に、接合界面の接合力が弱い場合は、結合熱処理を行ってもボイド不良やブリスター不良が発生し易く、また、そのサイズも大きくなる傾向にある。この点を解消するために、第１シリコン基板と第２シリコン基板を接合する以前に、第１シリコン基板と第２シリコン基板を洗浄・乾燥してから、それらの基板を接合することがなされている（例えば、特許文献２参照。）。このように第１シリコン基板と第２シリコン基板を接合する以前にそれらを洗浄・乾燥することにより、第１シリコン基板と第２シリコン基板の接合面に存在するパーティクルや有機物等の異物を除去し、これによりＳＯＩ基板における接合界面に未接合部が形成されることを防止できるものとしている。
特開平５−２１１１２８（特許請求の範囲） 特開２００３−３０９１０１号公報（特許請求の範囲） In the manufacture of this SOI substrate, when the first silicon substrate and the second silicon substrate are bonded together, if foreign matter such as particles or organic matter is present on the bonding surface of the first silicon substrate and the second silicon substrate, these are the first silicon substrate. In some cases, the bonding between the substrate and the second silicon substrate is hindered, and an unbonded portion is formed at the bonding interface. If an unbonded portion is formed at the bonded interface, void defects or blister defects are caused at the bonded interface of the obtained SOI substrate. In particular, when the bonding force at the bonding interface is weak, void defects and blister defects are likely to occur even when bonding heat treatment is performed, and the size tends to increase. In order to solve this problem, before bonding the first silicon substrate and the second silicon substrate, the first silicon substrate and the second silicon substrate are cleaned and dried, and then the substrates are bonded. (For example, refer to Patent Document 2). Thus, before bonding the first silicon substrate and the second silicon substrate, they are cleaned and dried to remove foreign matters such as particles and organic substances present on the bonding surface between the first silicon substrate and the second silicon substrate. Thus, it is possible to prevent an unbonded portion from being formed at the bonding interface in the SOI substrate.
JP-A-5-211128 (Claims) JP 2003-309101 A (Claims)

しかし、第１シリコン基板に水素イオンを注入してその第１シリコン基板の内部にイオン注入領域を形成して第２シリコン基板と接合し、その後このイオン注入領域で第１シリコン基板を分離することによりＳＯＩ基板を得る製造方法においては、第１シリコン基板と第２シリコン基板の接合面に存在するパーティクルや有機物等の異物を洗浄により除去できたとしても、水素イオンを注入する際にその装置や部品に使用されているＡｌや他のＳＵＳ系の重金属（Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等）が第１シリコン基板に同時に注入されて第１シリコン基板の内部に重金属からなる汚染を生じさせる未だ解決すべき課題が残存していた。そして、水素イオン注入時に第１シリコン基板の内部に生じた重金属汚染は、その後の接合工程やデバイスの作製工程において歩留まりを低下させる原因となる。
本発明の目的は、内部に生じる重金属汚染量を減少し得るＳＯＩ基板の製造方法を提供することにある。 However, hydrogen ions are implanted into the first silicon substrate, an ion implantation region is formed inside the first silicon substrate and bonded to the second silicon substrate, and then the first silicon substrate is separated in the ion implantation region. In the manufacturing method for obtaining the SOI substrate by the method, even if foreign matters such as particles and organic substances existing on the bonding surface between the first silicon substrate and the second silicon substrate can be removed by cleaning, Al and other SUS heavy metals (Fe, Cr, Ni, etc.) used for parts are injected into the first silicon substrate at the same time to cause contamination of heavy metals inside the first silicon substrate. The problem remained. The heavy metal contamination generated inside the first silicon substrate during hydrogen ion implantation causes a reduction in yield in the subsequent bonding process and device manufacturing process.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an SOI substrate capable of reducing the amount of heavy metal contamination generated inside.

請求項１に係る発明は、図１に示すように、第１シリコン基板１４の少なくとも表面に第１酸化膜２１を形成する工程と、第１酸化膜２１が形成された第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを注入して第１シリコン基板１４内部にイオン注入領域１６を形成する工程と、第１酸化膜２１の全部を除去する工程と、第２シリコン基板１２の表面に第２酸化膜２２を形成する工程と、第２酸化膜２２を介して第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を第２シリコン基板１２に接合して積層体１５を形成する工程と、積層体１５を所定の温度で熱処理することにより第１シリコン基板１４をイオン注入領域１６で分離して第２シリコン基板１２上に第２酸化膜２２を介して薄膜のＳＯＩ層１３が形成されたＳＯＩ基板１１を得る工程とを含むＳＯＩ基板の製造方法である。
この請求項１に記載されたＳＯＩ基板の製造方法では、第１シリコン基板１４に水素イオンを注入した後に、その第１シリコン基板１４の表面に形成された第１酸化膜２１の全部を除去するので、イオン注入工程において第１シリコン基板１４に注入された重金属をこの第１酸化膜２１とともに第１シリコン基板１４から除去することができる。このため、得られたＳＯＩ基板１１では、第１酸化膜２１を除去することのない従来品に比較して、その内部に生じる重金属汚染量を減少させることができる。 As shown in FIG. 1, the invention according to claim 1 includes a step of forming a first oxide film 21 on at least a surface of the first silicon substrate 14, and a step of forming the first silicon substrate 14 on which the first oxide film 21 is formed. A step of implanting hydrogen ions from the surface to form an ion implantation region 16 inside the first silicon substrate 14, a step of removing all of the first oxide film 21, and a second oxide film on the surface of the second silicon substrate 12 22, a step of bonding the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ions are implanted through the second oxide film 22 to the second silicon substrate 12 to form the stacked body 15, An SOI in which a thin SOI layer 13 is formed on a second silicon substrate 12 via a second oxide film 22 by separating the first silicon substrate 14 at the ion implantation region 16 by heat-treating the body 15 at a predetermined temperature. Get substrate 11 It is a manufacturing method of an SOI substrate and a step.
In the method for manufacturing an SOI substrate according to the first aspect, after implanting hydrogen ions into the first silicon substrate 14, the entire first oxide film 21 formed on the surface of the first silicon substrate 14 is removed. Therefore, the heavy metal implanted into the first silicon substrate 14 in the ion implantation process can be removed from the first silicon substrate 14 together with the first oxide film 21. For this reason, the obtained SOI substrate 11 can reduce the amount of heavy metal contamination generated in the SOI substrate 11 as compared with the conventional product in which the first oxide film 21 is not removed.

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、第１シリコン基板１４の表面に形成された第１酸化膜２１の厚さが３０〜５００ｎｍであるＳＯＩ基板の製造方法である。
この請求項２に記載されたＳＯＩ基板の製造方法では、イオン注入工程において第１シリコン基板１４に注入された重金属を確実に第１シリコン基板１４から除去することができる。 The invention according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein the first oxide film 21 formed on the surface of the first silicon substrate 14 has a thickness of 30 to 500 nm. .
In the method for manufacturing an SOI substrate according to the second aspect, the heavy metal implanted into the first silicon substrate 14 in the ion implantation step can be reliably removed from the first silicon substrate 14.

請求項３に係る発明は、図２に示すように、第１シリコン基板１４の少なくとも表面に第１酸化膜２１を形成する工程と、第１酸化膜２１が形成された第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを注入して第１シリコン基板１４内部にイオン注入領域１６を形成する工程と、第１酸化膜２１の一部を除去する工程と、第１酸化膜２１を介して第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を第２シリコン基板１２に接合して積層体１５を形成する工程と、積層体１５を所定の温度で熱処理することにより第１シリコン基板１４をイオン注入領域１６で分離して第２シリコン基板１２上に第１酸化膜２１を介して薄膜のＳＯＩ層１３が形成されたＳＯＩ基板１１を得る工程とを含むＳＯＩ基板の製造方法である。
この請求項３に記載されたＳＯＩ基板の製造方法であっても、イオン注入工程において第１シリコン基板１４に注入された重金属をこの第１酸化膜２１から除去することができ、得られたＳＯＩ基板１１の内部に生じる重金属汚染量を減少させることができる。この場合、第２シリコン基板１２に別に酸化膜を形成する必要はないので、第２シリコン基板１２に別に酸化膜を形成する場合に比較してＳＯＩ基板の製造工程を単純にすることができる。 As shown in FIG. 2, the invention according to claim 3 includes a step of forming a first oxide film 21 on at least a surface of the first silicon substrate 14 and a step of forming the first silicon substrate 14 on which the first oxide film 21 is formed. A step of implanting hydrogen ions from the surface to form an ion implantation region 16 inside the first silicon substrate 14, a step of removing a part of the first oxide film 21, and a first silicon through the first oxide film 21. A step of bonding the surface of the substrate 14 on which hydrogen ion implantation has been performed to the second silicon substrate 12 to form a stacked body 15 and a heat treatment of the stacked body 15 at a predetermined temperature cause the first silicon substrate 14 to be ionized. And a step of obtaining an SOI substrate 11 in which a thin SOI layer 13 is formed on a second silicon substrate 12 via a first oxide film 21 after being separated at an implantation region 16.
Even in the method for manufacturing an SOI substrate according to the third aspect, the heavy metal implanted into the first silicon substrate 14 in the ion implantation step can be removed from the first oxide film 21, and the obtained SOI is obtained. The amount of heavy metal contamination that occurs inside the substrate 11 can be reduced. In this case, since it is not necessary to separately form an oxide film on the second silicon substrate 12, the manufacturing process of the SOI substrate can be simplified as compared with the case where another oxide film is formed on the second silicon substrate 12.

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明であって、第１シリコン基板１４の表面に形成された第１酸化膜２１の除去される厚さが３０〜５００ｎｍであるＳＯＩ基板の製造方法である。
この請求項４に記載されたＳＯＩ基板の製造方法では、第１シリコン基板１４に注入された重金属を確実に第１シリコン基板１４から除去することができる。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the removal of the first oxide film 21 formed on the surface of the first silicon substrate 14 has a thickness of 30 to 500 nm. Is the method.
In the method for manufacturing an SOI substrate according to the fourth aspect, the heavy metal injected into the first silicon substrate 14 can be reliably removed from the first silicon substrate 14.

請求項５に係る発明は、図３に示すように、第１シリコン基板１４の少なくとも表面に第１酸化膜２１を形成する工程と、第１酸化膜２１が形成された第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを注入して第１シリコン基板１４内部にイオン注入領域１６を形成する工程と、第１酸化膜２１の一部を除去する工程と、第２シリコン基板１２の表面に第２酸化膜２２を形成する工程と、第１酸化膜２１に第２酸化膜２２が重なるように第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を第２シリコン基板１２に接合して積層体１５を形成する工程と、積層体１５を所定の温度で熱処理することにより第１シリコン基板１４をイオン注入領域１６で分離して第２シリコン基板１２上に第１酸化膜２１及び第２酸化膜２２を介して薄膜のＳＯＩ層１３が形成されたＳＯＩ基板１１を得る工程とを含むＳＯＩ基板の製造方法である。
この請求項５に記載されたＳＯＩ基板の製造方法でも、イオン注入工程において第１シリコン基板１４に注入された重金属をこの第１酸化膜２１から除去することができる。このため、得られたＳＯＩ基板１１の内部に生じる重金属汚染量を減少させることができる。そして、ＳＯＩ層１３は、第２シリコン基板１２上に第１酸化膜２１及び第２酸化膜２２を介して第２シリコン基板１２に接合させられるので、第１酸化膜２１の一部を除去しても必要な酸化膜の厚さを十分に確保することができる。 As shown in FIG. 3, the invention according to claim 5 includes a step of forming a first oxide film 21 on at least the surface of the first silicon substrate 14, and a step of forming the first silicon substrate 14 on which the first oxide film 21 is formed. A step of implanting hydrogen ions from the surface to form an ion implantation region 16 inside the first silicon substrate 14, a step of removing a part of the first oxide film 21, and a second oxidation on the surface of the second silicon substrate 12. A step of forming the film 22 and the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ions are implanted so that the second oxide film 22 overlaps the first oxide film 21 is bonded to the second silicon substrate 12 to form a laminate. 15, and heat treatment of the stacked body 15 at a predetermined temperature to separate the first silicon substrate 14 at the ion implantation region 16, so that the first oxide film 21 and the second oxide film are formed on the second silicon substrate 12. 22 through the thin film S It is a manufacturing method of an SOI substrate and a step of obtaining an SOI substrate 11 that I layer 13 is formed.
Also in the method for manufacturing an SOI substrate according to the fifth aspect, the heavy metal implanted into the first silicon substrate 14 in the ion implantation step can be removed from the first oxide film 21. For this reason, the amount of heavy metal contamination occurring inside the obtained SOI substrate 11 can be reduced. Since the SOI layer 13 is bonded to the second silicon substrate 12 via the first oxide film 21 and the second oxide film 22 on the second silicon substrate 12, a part of the first oxide film 21 is removed. However, a sufficient thickness of the oxide film can be ensured.

請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明であって、第１シリコン基板１４の表面に形成された第１酸化膜２１の除去される厚さが３０〜５００ｎｍであるＳＯＩ基板の製造方法である。
この請求項５に記載されたＳＯＩ基板の製造方法では、第１シリコン基板１４に注入された重金属を確実に第１シリコン基板１４から除去することができる。 The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein the removal of the first oxide film 21 formed on the surface of the first silicon substrate 14 has a thickness of 30 to 500 nm. Is the method.
In the method for manufacturing an SOI substrate according to the fifth aspect, the heavy metal injected into the first silicon substrate 14 can be reliably removed from the first silicon substrate 14.

本発明のＳＯＩ基板の製造方法では、第１酸化膜が形成された第１シリコン基板の表面から水素イオンを注入して第１シリコン基板内部にイオン注入領域を形成した後、その第１酸化膜の全部又は一部を除去するので、イオン注入工程において第１シリコン基板に注入された重金属をこの第１酸化膜とともに第１シリコン基板から除去することができる。このため、最終的に得られたＳＯＩ基板では、第１酸化膜を除去することのない従来品に比較して、その内部に生じる重金属汚染量を減少させることができる。
この場合、第１酸化膜の一部を除去し、その第１酸化膜を介して第１シリコン基板を第２シリコン基板に接合するようにすれば、第２シリコン基板に別に酸化膜を形成する必要はないので、第２シリコン基板に別に酸化膜を形成する場合に比較してＳＯＩ基板の製造工程を単純にすることができる。
一方、第２シリコン基板の表面にも第２酸化膜を形成するようにすれば、得られたＳＯＩ基板におけるＳＯＩ層は、第２シリコン基板上に形成された第２酸化膜を介して、又はこの第２酸化膜と第１酸化膜を介して第２シリコン基板に接合させられるので、第１酸化膜の一部又は全部を除去しても必要な酸化膜の厚さを十分に確保することができる。 In the method for manufacturing an SOI substrate according to the present invention, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate on which the first oxide film is formed to form an ion implantation region inside the first silicon substrate, and then the first oxide film is formed. Therefore, the heavy metal implanted into the first silicon substrate in the ion implantation process can be removed from the first silicon substrate together with the first oxide film. For this reason, in the finally obtained SOI substrate, the amount of heavy metal contamination generated in the interior of the SOI substrate can be reduced as compared with the conventional product in which the first oxide film is not removed.
In this case, if a part of the first oxide film is removed and the first silicon substrate is bonded to the second silicon substrate via the first oxide film, another oxide film is formed on the second silicon substrate. Since it is not necessary, the manufacturing process of the SOI substrate can be simplified as compared with the case where an oxide film is separately formed on the second silicon substrate.
On the other hand, if the second oxide film is also formed on the surface of the second silicon substrate, the SOI layer in the obtained SOI substrate passes through the second oxide film formed on the second silicon substrate, or Since it is bonded to the second silicon substrate via the second oxide film and the first oxide film, a sufficient thickness of the oxide film is ensured even if part or all of the first oxide film is removed. Can do.

次に本発明を実施するための第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１（ｌ）に示すように、ＳＯＩ基板１１は、シリコン単結晶からなる第２シリコン基板１２と、第２シリコン基板１２上に第２酸化膜２２を介して接合させられるシリコン単結晶からなるＳＯＩ層１３とを備える。上記第２酸化膜２２は電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）であり、当初は第２シリコン基板１２に形成されるものである。ＳＯＩ層１３の厚さは１０〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜７０ｎｍの範囲に形成されることが望ましいが、実際のＳＯＩ層１３の膜厚はデバイスメーカーの要求によるものであるので、この限りではない。 Next, a first embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1L, the SOI substrate 11 is made of a second silicon substrate 12 made of a silicon single crystal and a silicon single crystal bonded to the second silicon substrate 12 via a second oxide film 22. And an SOI layer 13. The second oxide film 22 is a silicon oxide film (SiO 2 film) having electrical insulation, and is initially formed on the second silicon substrate 12. It is desirable that the thickness of the SOI layer 13 be 10 to 200 nm, preferably 10 to 70 nm. However, the actual thickness of the SOI layer 13 depends on the requirements of the device manufacturer, and is not limited to this. .

このようなＳＯＩ基板１１の本発明における製造方法を説明する。
先ずシリコン単結晶からなる第１シリコン基板１４を準備し、その第１シリコン基板１４の表面のみならず裏面及び側面（図示せず）を含む全面に熱酸化により電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）からなる第１酸化膜２１を形成する（図１（ａ））。この第１酸化膜２１は３０〜５００ｎｍ、好ましくは５０〜３５０ｎｍの厚さになるように形成される。なお、上記第１酸化膜２１は、熱酸化ではなくＣＶＤ法により第１シリコン基板１４の表面に形成してもよい。 A method for manufacturing such an SOI substrate 11 in the present invention will be described.
First, a first silicon substrate 14 made of a silicon single crystal is prepared, and a silicon oxide film having an electrical insulating property by thermal oxidation on the entire surface including the back surface and side surfaces (not shown) as well as the surface of the first silicon substrate 14 ( A first oxide film 21 made of (SiO 2 film) is formed (FIG. 1A). The first oxide film 21 is formed to have a thickness of 30 to 500 nm, preferably 50 to 350 nm. The first oxide film 21 may be formed on the surface of the first silicon substrate 14 by CVD instead of thermal oxidation.

次いで上記第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを４×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ2〜１０×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ2のドーズ量及び２０〜２００ｋｅＶの加速エネルギでイオン注入する。これにより第１シリコン基板１４内部にイオン注入領域１６を形成する（図１（ｂ））。ここで、水素イオンのドーズ量を４×１０16／ｃｍ2〜１０×１０16／ｃｍ2の範囲に限定したのは、４×１０16／ｃｍ2未満では第１熱処理で劈開できず、１０×１０16／ｃｍ2を越えると水素イオン注入時に第１シリコン基板１４表面の自己剥離が発生しパーティクルが発生し易くなるからである。また加速エネルギを２０〜２００ｋｅＶの範囲に限定したのは、２０ｋｅＶ未満ではＳＯＩ層１３が薄くなり過ぎ、２００ｋｅＶを越えると特殊なイオン注入装置が必要になるからである。 Next, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate 14 at a dose of 4 × 10 16 atoms / cm 2 to 10 × 10 16 atoms / cm 2 and an acceleration energy of 20 to 200 keV. Thereby, an ion implantation region 16 is formed inside the first silicon substrate 14 (FIG. 1B). Here, The reason for limiting the dose of hydrogen ions in the range of 4 × 10 16 / cm 2 ~10 × 10 16 / cm 2 can not cleaved by the first heat treatment is less than 4 × 10 16 / cm 2, 10 This is because if it exceeds × 10 16 / cm 2 , self-peeling of the surface of the first silicon substrate 14 occurs during hydrogen ion implantation, and particles are easily generated. The reason why the acceleration energy is limited to the range of 20 to 200 keV is that if it is less than 20 keV, the SOI layer 13 becomes too thin, and if it exceeds 200 keV, a special ion implantation apparatus is required.

次に、第１酸化膜２１の全部を除去する（図１（ｄ））。この第１酸化膜２１の除去は、ＨＦ洗浄により行われ、イオン注入工程においてこの第１酸化膜２１に注入された重金属とともにその全てを除去する。このため、第１酸化膜２１の厚さは３０〜５００ｎｍの範囲であることが好ましく、５０〜３５０ｎｍの範囲であることが更に好ましい。この第１酸化膜２１の厚さが３０ｎｍ未満では注入された重金属汚染を十分に除去することが困難になり、また、加速エネルギ２００ｋｅＶ以下のイオン注入においては、５００ｎｍより深い領域には重金属は注入されない。なお、上記第１酸化膜２１の除去は、ＨＦ洗浄でなく、反応性イオンエッチングや、ＥＣＲプラズマエッチングにより行っても良い。   Next, the entire first oxide film 21 is removed (FIG. 1D). The removal of the first oxide film 21 is performed by HF cleaning, and all of the heavy metal implanted into the first oxide film 21 is removed in the ion implantation process. For this reason, the thickness of the first oxide film 21 is preferably in the range of 30 to 500 nm, and more preferably in the range of 50 to 350 nm. If the thickness of the first oxide film 21 is less than 30 nm, it is difficult to sufficiently remove the implanted heavy metal contamination. In addition, in ion implantation with an acceleration energy of 200 keV or less, heavy metal is implanted in a region deeper than 500 nm. Not. The removal of the first oxide film 21 may be performed by reactive ion etching or ECR plasma etching instead of HF cleaning.

一方、上記第１シリコン基板１４と同一表面積を有するシリコン単結晶からなる第２シリコン基板１２を用意する（図１（ｃ））。そしてこの第２シリコン基板１２の表面のみならず裏面及び側面（図示せず）を含む全面に熱酸化により電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）からなる第２酸化膜２２を形成する（図１（ｅ））。この第２酸化膜２２は１０〜３００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの厚さになるように形成される。ここで、第２酸化膜２２の厚さを１０〜３００ｎｍの範囲に限定したのは、１０ｎｍ未満では後述する第１シリコン基板１４との接合において高温時の酸化膜の流動性を使ったブリスタ消滅という効果が小さくなりその結果ブリスタが発生し易くなり、３００ｎｍを越えると埋込み酸化膜の均一性がデバイス要求より劣化するからである。なお、上記第２酸化膜（ＳｉＯ2膜）を熱酸化ではなくＣＶＤ法により第２シリコン基板１２の表面にのみ形成してもよい。 On the other hand, a second silicon substrate 12 made of a silicon single crystal having the same surface area as the first silicon substrate 14 is prepared (FIG. 1C). Then, a second oxide film 22 made of an electrically insulating silicon oxide film (SiO 2 film) is formed by thermal oxidation on the entire surface including the back surface and side surfaces (not shown) as well as the surface of the second silicon substrate 12. (FIG. 1 (e)). The second oxide film 22 is formed to have a thickness of 10 to 300 nm, preferably 50 to 200 nm. Here, the thickness of the second oxide film 22 is limited to the range of 10 to 300 nm. If the thickness is less than 10 nm, the blister annihilation using the fluidity of the oxide film at a high temperature is performed in bonding with the first silicon substrate 14 described later. As a result, blisters are likely to occur, and if the thickness exceeds 300 nm, the uniformity of the buried oxide film deteriorates from the device requirement. Note that the second oxide film (SiO 2 film) may be formed only on the surface of the second silicon substrate 12 by CVD instead of thermal oxidation.

次に、上記第２酸化膜２２を介して第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を第２シリコン基板１２に重ね合せて積層体１５を形成する（図１（ｆ））。この積層体１５を形成する工程には、第１シリコン基板１４を第２シリコン基板１２に重ね合せてその位置合せを行う工程と、その後第１シリコン基板１４に重ね合せた第２シリコン基板１２の中央に第１シリコン基板１４に向かう荷重を加える工程が含まれる。第１シリコン基板１４と第２シリコン基板１２を重ね合わせて加重を加えると、その間に存在する気体が周囲から徐々に外部に排出され、第１シリコン基板１４と第２シリコン基板１２の接合面積が第１シリコン基板１４又は第２シリコン基板１２の接合側主面の全面積まで拡大した状態で両者の接合が完了し、この完了により第１シリコン基板１４と第２シリコン基板１２が接合した積層体１５が得られる。   Next, the stacked body 15 is formed by superimposing the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ions have been implanted through the second oxide film 22 on the second silicon substrate 12 (FIG. 1F). . In the step of forming the stacked body 15, the first silicon substrate 14 is overlaid on the second silicon substrate 12 and the alignment is performed, and then the second silicon substrate 12 overlaid on the first silicon substrate 14 is aligned. A step of applying a load toward the first silicon substrate 14 at the center is included. When the first silicon substrate 14 and the second silicon substrate 12 are overlapped and a load is applied, the gas existing between them is gradually discharged from the surroundings to the outside, and the bonding area between the first silicon substrate 14 and the second silicon substrate 12 is increased. In the state where the first silicon substrate 14 or the second silicon substrate 12 is expanded to the entire area of the main surface on the bonding side, the bonding of both is completed. 15 is obtained.

その後この積層体１５を窒素雰囲気中で４００〜８００℃、好ましくは４５０〜６００℃に、１〜３０分間、好ましくは１０〜３０分間保持して第１熱処理を行う。これにより第１シリコン基板１４が水素イオンの注入ピーク位置付近に相当するイオン注入領域１６のところで割れて、下部の厚肉部１７と上部の薄いＳＯＩ層１３に分離する（図１（ｇ））。上部のＳＯＩ層１３は第２酸化膜２２を介して第２シリコン基板１２に密着し貼合せ基板１８となる（図１（ｈ））。下部の厚肉部１７はその後分離面が研磨されて再利用される（図１（ｉ）及び（ｋ））。
次に貼合せ基板１８を一般的な手法で、最終的な膜厚になるまで平坦化及び薄膜化処理を行う。例えば、分離の際に生じたダメージの存在する領域をＣＭＰ加工や酸化処理等により除去した後、貼合せ強度を向上させる熱処理を行う。更にＣＭＰ加工、水素やアルゴンガス等の雰囲気による高温熱処理によって平坦化を行い（図１（ｊ））、次いで所定のＳＯＩ層１３の膜厚になるまで、ＣＭＰ加工や酸化処理による薄膜化を行い、ＳＯＩ基板１１を得る（図１（ｌ））。 Thereafter, the laminated body 15 is held at 400 to 800 ° C., preferably 450 to 600 ° C. in a nitrogen atmosphere for 1 to 30 minutes, preferably 10 to 30 minutes, and a first heat treatment is performed. As a result, the first silicon substrate 14 breaks at the ion implantation region 16 corresponding to the vicinity of the hydrogen ion implantation peak position, and is separated into a lower thick portion 17 and an upper thin SOI layer 13 (FIG. 1G). . The upper SOI layer 13 is in close contact with the second silicon substrate 12 via the second oxide film 22 to become a bonded substrate 18 (FIG. 1 (h)). The lower thick portion 17 is then reused after the separation surface is polished (FIGS. 1 (i) and (k)).
Next, the bonded substrate 18 is flattened and thinned by a general method until the final film thickness is obtained. For example, after removing a region where damage has occurred during separation by CMP processing, oxidation treatment, or the like, heat treatment for improving the bonding strength is performed. Further, planarization is performed by CMP processing and high-temperature heat treatment in an atmosphere such as hydrogen or argon gas (FIG. 1 (j)), and then thinning is performed by CMP processing or oxidation processing until a predetermined SOI layer 13 thickness is obtained. Then, an SOI substrate 11 is obtained (FIG. 1L).

このようなＳＯＩ基板１１の製造方法では、第１シリコン基板１４に水素イオンを注入した後に、その第１シリコン基板１４の表面に形成された第１酸化膜２１の全部を除去するので、イオン注入工程において第１シリコン基板１４に注入された重金属をこの第１酸化膜２１ととも第１シリコン基板１４から除去することができる。このため、その後この第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を第２シリコン基板１２に重ね合せて両者が接合した積層体１５を形成し、この積層体１５を水素イオン注入領域１６で分離することにより得られたＳＯＩ基板１１では、第１酸化膜２１を除去することのない従来品に比較して、その内部に生じる重金属汚染量を減少させることができる。   In such a method for manufacturing the SOI substrate 11, all the first oxide film 21 formed on the surface of the first silicon substrate 14 is removed after implanting hydrogen ions into the first silicon substrate 14. The heavy metal injected into the first silicon substrate 14 in the process can be removed from the first silicon substrate 14 together with the first oxide film 21. Therefore, after that, the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ion implantation has been performed is superimposed on the second silicon substrate 12 to form a laminated body 15 in which both are bonded, and this laminated body 15 is formed into a hydrogen ion implanted region. In the SOI substrate 11 obtained by the separation at 16, the amount of heavy metal contamination generated in the SOI substrate 11 can be reduced as compared with the conventional product in which the first oxide film 21 is not removed.

図２の本発明の第２の実施の形態を示す。図２において上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。
図２（ｋ）に示すように、ＳＯＩ基板１１は、シリコン単結晶からなる第２シリコン基板１２と、第２シリコン基板１２上に第１酸化膜２１を介して接合させられるシリコン単結晶からなるＳＯＩ層１３とを備える。上記第１酸化膜２１は電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）であり、当初は第１シリコン基板１４に形成されるものである。 The 2nd Embodiment of this invention of FIG. 2 is shown. In FIG. 2, the same reference numerals as those of the above-described embodiment denote the same parts, and repeated description will be omitted.
As shown in FIG. 2 (k), the SOI substrate 11 is made of a second silicon substrate 12 made of silicon single crystal and a silicon single crystal bonded to the second silicon substrate 12 via the first oxide film 21. And an SOI layer 13. The first oxide film 21 is a silicon oxide film (SiO 2 film) having electrical insulation and is initially formed on the first silicon substrate 14.

このようなＳＯＩ基板の本発明の第２の実施の形態における製造方法を説明する。
先ずシリコン単結晶からなる第１シリコン基板１４を準備し、その第１シリコン基板１４の表面のみならず裏面及び側面（図示せず）を含む全面に熱酸化により電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）からなる第１酸化膜２１を形成する（図２（ａ））。なお、上記第１酸化膜２１は、熱酸化ではなくＣＶＤ法により第１シリコン基板１４の表面にのみ形成してもよい。次いで上記第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを注入する（図２（ｂ））。この注入条件及び手順は上述した実施の形態と同一であるので繰り返しての説明を省略する。 A method of manufacturing such an SOI substrate in the second embodiment of the present invention will be described.
First, a first silicon substrate 14 made of a silicon single crystal is prepared, and a silicon oxide film having an electrical insulating property by thermal oxidation on the entire surface including the back surface and side surfaces (not shown) as well as the surface of the first silicon substrate 14 ( A first oxide film 21 made of (SiO 2 film) is formed (FIG. 2A). The first oxide film 21 may be formed only on the surface of the first silicon substrate 14 by CVD instead of thermal oxidation. Next, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate 14 (FIG. 2B). Since the injection conditions and procedures are the same as those in the above-described embodiment, repeated description will be omitted.

その後、第１酸化膜２１の一部を除去する（図２（ｃ））。この第１酸化膜２１の除去は、ＨＦ洗浄等により行われ、イオン注入工程においてこの第１酸化膜２１に注入された重金属を除去するために行う。除去される第１酸化膜２１の厚さは３０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０〜３５０ｎｍの範囲であることが更に好ましい。このようにして、第１シリコン基板１４に残存する第１酸化膜２１の厚さが１０〜３００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの厚さになるように当初形成された第１酸化膜２１の一部を除去する。ここで、第１シリコン基板１４に残存する第１酸化膜２１の厚さを１０〜３００ｎｍに限定したのは１０ｎｍ未満では後述する第２シリコン基板１２との接合において高温時の酸化膜の流動性を使ったブリスタ消滅という効果が少なくなり、その結果ブリスタが発生しやすくなり、３００ｎｍを越えると埋込酸化膜の均一性がデバイス要求より劣化するからである。除去する第１酸化膜２１の厚さが３０ｎｍ未満では注入された重金属汚染を十分に除去することが困難になり、また、加速エネルギ２００ｋｅＶ以下のイオン注入においては、５００ｎｍより深い領域には重金属は注入されない。   Thereafter, a part of the first oxide film 21 is removed (FIG. 2C). The removal of the first oxide film 21 is performed by HF cleaning or the like, and is performed in order to remove heavy metals implanted into the first oxide film 21 in the ion implantation process. The thickness of the first oxide film 21 to be removed is preferably 30 to 500 nm, and more preferably 50 to 350 nm. In this way, a part of the first oxide film 21 initially formed so that the thickness of the first oxide film 21 remaining on the first silicon substrate 14 is 10 to 300 nm, preferably 50 to 200 nm. Remove. Here, the thickness of the first oxide film 21 remaining on the first silicon substrate 14 is limited to 10 to 300 nm. If the thickness is less than 10 nm, the fluidity of the oxide film at a high temperature in bonding with the second silicon substrate 12 to be described later. This is because the effect of eliminating the blister using GaN is reduced, and as a result, the blister is likely to be generated. If the thickness exceeds 300 nm, the uniformity of the buried oxide film deteriorates from the device requirement. If the thickness of the first oxide film 21 to be removed is less than 30 nm, it is difficult to sufficiently remove the implanted heavy metal contamination. In addition, in ion implantation with an acceleration energy of 200 keV or less, heavy metal is not present in a region deeper than 500 nm. Not injected.

一方、上記第１シリコン基板１４と同一表面積を有するシリコン単結晶からなる第２シリコン基板１２を用意する（図２（ｄ））。そしてこの第２シリコン基板１２の表面に酸化膜を形成することなく、上記第１酸化膜２１を介して第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面をこの第２シリコン基板１２に重ね合せて積層体１５を形成する（図２（ｅ））。その後この積層体１５に上述した実施の形態と同様に第１熱処理を行い、これによりイオン注入領域１６のところで割って、下部の厚肉部１７と上部の薄いＳＯＩ層１３に分離する（図２（ｆ））。次に貼合せ基板１８を上述した実施の形態と同様に一般的な手法で、最終的な膜厚になるまで平坦化及び薄膜化処理を行い（図２（ｇ）及び（ｉ））、ＳＯＩ基板１１を得る（図２（ｋ））。   On the other hand, a second silicon substrate 12 made of a silicon single crystal having the same surface area as the first silicon substrate 14 is prepared (FIG. 2D). Then, without forming an oxide film on the surface of the second silicon substrate 12, the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ions are implanted through the first oxide film 21 is formed on the second silicon substrate 12. The laminated body 15 is formed by overlapping (FIG. 2E). Thereafter, the laminated body 15 is subjected to the first heat treatment in the same manner as in the above-described embodiment, and is divided at the ion implantation region 16 to be separated into the lower thick portion 17 and the upper thin SOI layer 13 (FIG. 2). (F)). Next, the bonded substrate 18 is flattened and thinned until the final film thickness is obtained by a general method in the same manner as in the above-described embodiment (FIGS. 2G and 2I). The substrate 11 is obtained (FIG. 2 (k)).

このようなＳＯＩ基板１１の製造方法では、第１シリコン基板１４に水素イオンを注入した後に、その第１シリコン基板１４の表面に形成された第１酸化膜２１の一部を除去するので、イオン注入工程において第１シリコン基板１４に注入された重金属をこの第１酸化膜２１から除去することができる。このため、その後この第１シリコン基板１４を第２シリコン基板１２に重ね合せて両者が接合した積層体１５を形成し、この積層体１５を水素イオン注入領域１６で分離することにより得られたＳＯＩ基板１１では、第１酸化膜２１の一部を除去することのない従来品に比較して、その内部に生じる重金属汚染量を減少させることができる。
一方、ＳＯＩ層１３は、第１シリコン基板１４上に残存する第１酸化膜２１を介して第２シリコン基板１２に接合させられるので、第２シリコン基板１２に別に酸化膜を形成する必要はなく、第２シリコン基板１２に別に酸化膜を形成する場合に比較してＳＯＩ基板の製造工程を単純にすることができる。 In such a method for manufacturing the SOI substrate 11, after hydrogen ions are implanted into the first silicon substrate 14, a part of the first oxide film 21 formed on the surface of the first silicon substrate 14 is removed. Heavy metal implanted into the first silicon substrate 14 in the implantation step can be removed from the first oxide film 21. For this reason, the first silicon substrate 14 is then overlapped with the second silicon substrate 12 to form a laminated body 15 in which both are bonded, and the laminated body 15 is separated by the hydrogen ion implantation region 16. The substrate 11 can reduce the amount of heavy metal contamination generated in the substrate 11 as compared with a conventional product in which a part of the first oxide film 21 is not removed.
On the other hand, since the SOI layer 13 is bonded to the second silicon substrate 12 via the first oxide film 21 remaining on the first silicon substrate 14, it is not necessary to separately form an oxide film on the second silicon substrate 12. Compared with the case where an oxide film is separately formed on the second silicon substrate 12, the manufacturing process of the SOI substrate can be simplified.

図３の本発明の第３の実施の形態を示す。図３において上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。
図３（ｌ）に示すように、ＳＯＩ基板１１は、シリコン単結晶からなる第２シリコン基板１２と、第２シリコン基板１２上に第１酸化膜２１及び第２酸化膜２２を介して接合させられるシリコン単結晶からなるＳＯＩ層１３とを備える。上記第１酸化膜２１及び第２酸化膜２２は電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）であり、上記第1酸化膜２１は第１シリコン基板１４に当初形成され、上記第２酸化膜２２は第２シリコン基板１２に当初形成される。 Fig. 3 shows a third embodiment of the present invention in Fig. 3. In FIG. 3, the same reference numerals as those of the above-described embodiment denote the same components, and repeated description is omitted.
As shown in FIG. 3L, the SOI substrate 11 is bonded to the second silicon substrate 12 made of silicon single crystal, and the first oxide film 21 and the second oxide film 22 on the second silicon substrate 12. And an SOI layer 13 made of a silicon single crystal. The first oxide film 21 and the second oxide film 22 are electrically insulating silicon oxide films (SiO 2 films). The first oxide film 21 is initially formed on the first silicon substrate 14, and the second oxide film The film 22 is initially formed on the second silicon substrate 12.

このようなＳＯＩ基板１１の本発明における製造方法を説明する。
先ずシリコン単結晶からなる第１シリコン基板１４を準備し、その第１シリコン基板１４の表面のみならず裏面及び側面（図示せず）を含む全面に熱酸化により電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）からなる第１酸化膜２１を形成する（図３（ａ））。なお、上記第１酸化膜２１は、熱酸化ではなくＣＶＤ法により第１シリコン基板１４の表面に形成してもよい。次いで上記第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを注入する（図３（ｂ））。この注入条件及び手順は上述した実施の形態と同一であるので繰り返しての説明を省略する。 A method for manufacturing such an SOI substrate 11 in the present invention will be described.
First, a first silicon substrate 14 made of a silicon single crystal is prepared, and a silicon oxide film having an electrical insulating property by thermal oxidation on the entire surface including the back surface and side surfaces (not shown) as well as the surface of the first silicon substrate 14 ( A first oxide film 21 made of (SiO 2 film) is formed (FIG. 3A). The first oxide film 21 may be formed on the surface of the first silicon substrate 14 by CVD instead of thermal oxidation. Next, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate 14 (FIG. 3B). Since the injection conditions and procedures are the same as those in the above-described embodiment, repeated description will be omitted.

その後、第１酸化膜２１の一部を除去する（図３（ｄ））。この第１酸化膜２１の除去は、ＨＦ洗浄等により行われ、イオン注入工程においてこの第１酸化膜２１に注入された重金属を除去するために行う。除去される第１酸化膜２１の厚さは３０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０〜３５０ｎｍの範囲であることが更に好ましい。このようにして、第１シリコン基板１４に残存する第１酸化膜２１の厚さが１０〜３００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの厚さになるように当初形成された第１酸化膜２１の一部を除去する。除去する第１酸化膜２１の厚さが３０ｎｍ未満では注入された重金属汚染を十分に除去することが困難になり、また、加速エネルギ２００ｋｅＶ以下のイオン注入においては、５００ｎｍより深い領域には重金属が注入されない。更に、第１シリコン基板１４の表面に残存する第１酸化膜２１の厚さを１０〜３００ｎｍの範囲に限定したのは、１０ｎｍ未満では後述する第２シリコン基板１２との接合において高温時の酸化膜の流動性を使ったブリスタ消滅という効果が少なくなりその結果ブリスタが発生しやすくなり、３００ｎｍを越えると埋込酸化膜の均一性がデバイス要求より劣化するからである。   Thereafter, a part of the first oxide film 21 is removed (FIG. 3D). The removal of the first oxide film 21 is performed by HF cleaning or the like, and is performed in order to remove heavy metals implanted into the first oxide film 21 in the ion implantation process. The thickness of the first oxide film 21 to be removed is preferably 30 to 500 nm, and more preferably 50 to 350 nm. In this way, a part of the first oxide film 21 initially formed so that the thickness of the first oxide film 21 remaining on the first silicon substrate 14 is 10 to 300 nm, preferably 50 to 200 nm. Remove. If the thickness of the first oxide film 21 to be removed is less than 30 nm, it is difficult to sufficiently remove the implanted heavy metal contamination. In addition, in ion implantation with an acceleration energy of 200 keV or less, heavy metal is present in a region deeper than 500 nm. Not injected. Furthermore, the thickness of the first oxide film 21 remaining on the surface of the first silicon substrate 14 is limited to the range of 10 to 300 nm. If the thickness is less than 10 nm, oxidation at a high temperature is performed in bonding with the second silicon substrate 12 described later. This is because the effect of eliminating the blister using the fluidity of the film is reduced, and as a result, the blister is likely to be generated. If the thickness exceeds 300 nm, the uniformity of the buried oxide film is deteriorated from the device requirement.

一方、上記第１シリコン基板１４と同一表面積を有するシリコン単結晶からなる第２シリコン基板１２を用意する（図３（ｃ））。そしてこの第２シリコン基板１２の表面のみならず裏面及び側面（図示せず）を含む全面に熱酸化により電気絶縁性を有するシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）からなる第２酸化膜２２を形成する（図３（ｅ））。この第２酸化膜２２は、一部を除去して第１シリコン基板１４の表面に残存させる第１酸化膜２１の厚さとの和が１０〜３００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍになるように形成される。なお、上記第２酸化膜（ＳｉＯ2膜）を熱酸化ではなくＣＶＤ法により第２シリコン基板１２の表面にのみ形成してもよい。 On the other hand, a second silicon substrate 12 made of a silicon single crystal having the same surface area as the first silicon substrate 14 is prepared (FIG. 3C). Then, a second oxide film 22 made of an electrically insulating silicon oxide film (SiO 2 film) is formed by thermal oxidation on the entire surface including the back surface and side surfaces (not shown) as well as the surface of the second silicon substrate 12. (FIG. 3 (e)). The second oxide film 22 is formed such that the sum of the thickness of the first oxide film 21 that is partially removed and remains on the surface of the first silicon substrate 14 is 10 to 300 nm, preferably 50 to 200 nm. The Note that the second oxide film (SiO 2 film) may be formed only on the surface of the second silicon substrate 12 by CVD instead of thermal oxidation.

そして上記第１酸化膜２１及び第２酸化膜２２を介して第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面をこの第２シリコン基板１２に重ね合せて積層体１５を形成する（図３（ｆ））。その後この積層体１５に上述した実施の形態と同様に第１熱処理を行い、これによりイオン注入領域１６のところで割って、下部の厚肉部１７と上部の薄いＳＯＩ層１３に分離する（図３（ｇ））。次に貼合せ基板１８を上述した実施の形態と同様に一般的な手法で、最終的な膜厚になるまで平坦化及び薄膜化処理を行い（図３（ｈ）及び（ｊ））、ＳＯＩ基板１１を得る（図３（ｌ））。   Then, the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ion implantation has been performed is superimposed on the second silicon substrate 12 via the first oxide film 21 and the second oxide film 22 to form a stacked body 15 (FIG. 3 (f)). Thereafter, the laminated body 15 is subjected to the first heat treatment in the same manner as in the above-described embodiment, whereby it is divided at the ion implantation region 16 and separated into the lower thick portion 17 and the upper thin SOI layer 13 (FIG. 3). (G)). Next, the bonded substrate 18 is flattened and thinned until the final film thickness is obtained by a general method in the same manner as in the above-described embodiment (FIGS. 3H and 3J). The substrate 11 is obtained (FIG. 3 (l)).

このようなＳＯＩ基板１１の製造方法では、第１シリコン基板１４に水素イオンを注入した後に、その第１シリコン基板１４の表面に形成された第１酸化膜２１の一部を除去するので、イオン注入工程において第１シリコン基板１４に注入された重金属をこの第１酸化膜２１から除去することができる。このため、その後この第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を第２シリコン基板１２に重ね合せて両者が接合した積層体１５を形成し、この積層体１５を水素イオン注入領域１６で分離することにより得られたＳＯＩ基板１１では、第１酸化膜２１の一部を除去することのない従来品に比較して、その内部に生じる重金属汚染量を減少させることができる。
一方、ＳＯＩ層１３は、第２シリコン基板１２上に第１酸化膜２１及び第２酸化膜２２を介して第２シリコン基板１２に接合させられるので、第１酸化膜２１の一部を除去しても必要な酸化膜の厚さを十分に確保することができる。 In such a method for manufacturing the SOI substrate 11, after hydrogen ions are implanted into the first silicon substrate 14, a part of the first oxide film 21 formed on the surface of the first silicon substrate 14 is removed. Heavy metal implanted into the first silicon substrate 14 in the implantation step can be removed from the first oxide film 21. Therefore, after that, the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ion implantation has been performed is superimposed on the second silicon substrate 12 to form a laminated body 15 in which both are bonded, and this laminated body 15 is formed into a hydrogen ion implanted region. In the SOI substrate 11 obtained by the separation at 16, the amount of heavy metal contamination generated in the SOI substrate 11 can be reduced as compared with a conventional product in which a part of the first oxide film 21 is not removed.
On the other hand, the SOI layer 13 is bonded to the second silicon substrate 12 via the first oxide film 21 and the second oxide film 22 on the second silicon substrate 12, so that a part of the first oxide film 21 is removed. However, a sufficient thickness of the oxide film can be ensured.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
図１に示すように、先ずシリコン単結晶からなり、外径及び厚さが３００ｍｍ及び０．７８ｍｍである第１シリコン基板１４をｗｅｔ酸素雰囲気中で１０００℃×１５分間保持する熱処理を行って、第１シリコン基板１４の表面に厚さが１００ｎｍの第１酸化膜２１を形成した。次いで上記第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを６×１０16／ｃｍ2のドーズ量及び５０ｋｅＶの加速エネルギで注入して第１シリコン基板１４内部にイオン注入領域１６を形成した（図１（ｂ））。その後、第１酸化膜２１の全てをＨＦエッチングにより除去した（図１（ｄ））。 Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.
<Example 1>
As shown in FIG. 1, first, heat treatment is performed by holding a first silicon substrate 14 made of silicon single crystal and having an outer diameter and thickness of 300 mm and 0.78 mm in a wet oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 15 minutes, A first oxide film 21 having a thickness of 100 nm was formed on the surface of the first silicon substrate 14. Next, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate 14 at a dose of 6 × 10 16 / cm 2 and an acceleration energy of 50 keV to form an ion implantation region 16 inside the first silicon substrate 14 (FIG. 1 ( b)). Thereafter, all of the first oxide film 21 was removed by HF etching (FIG. 1D).

一方、上記第１シリコン基板１４と同形同大の第２シリコン基板１２を用意し（図１（ｃ））、この第２シリコン基板１２をｗｅｔ酸素雰囲気中で１０００℃×２０分間保持する熱処理を行って、第２シリコン基板１２の表面に厚さが１５０ｎｍの第２酸化膜２２を形成した（図１（ｅ））。この第２酸化膜２２を介して第２シリコン基板１２に上記第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を重ね合せて密着させて積層体１５を得た（図１（ｆ））。
次にこの積層体１５を窒素雰囲気中で５００℃に３０分間の熱処理を施し、イオン注入領域１６のところで割って上部のＳＯＩ層１３が第２酸化膜２２を介して第２シリコン基板１２に密着した貼合せ基板１８を得た（図１（ｈ））。この貼合せ基板１８を酸化処理により剥離時のダメージ層を除去した後、更に貼合せ界面の結合力を完全させるたにアルゴンガス雰囲気中での高温熱処理を行い、その後表面の平坦化を行った（図１（ｈ）及び（ｊ））。次いで酸化性雰囲気による熱処理で、所定のＳＯＩ層の膜厚になるまで、薄膜化処理を行った。こうして得られたＳＯＩ基板１１を実施例１とした（図１（ｌ））。 On the other hand, a second silicon substrate 12 having the same shape and size as the first silicon substrate 14 is prepared (FIG. 1C), and the second silicon substrate 12 is heat-treated in a wet oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 20 minutes. The second oxide film 22 having a thickness of 150 nm was formed on the surface of the second silicon substrate 12 (FIG. 1E). Through this second oxide film 22, the surface of the first silicon substrate 14 on the side where the hydrogen ions were implanted is superimposed and brought into close contact with the second silicon substrate 12 to obtain a laminate 15 (FIG. 1 (f)). ).
Next, the laminated body 15 is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, and is split at the ion implantation region 16 so that the upper SOI layer 13 adheres to the second silicon substrate 12 through the second oxide film 22. The obtained bonded substrate 18 was obtained (FIG. 1 (h)). After removing the damage layer at the time of peeling off this bonded substrate 18 by an oxidation treatment, a high-temperature heat treatment was performed in an argon gas atmosphere to complete the bonding force at the bonding interface, and then the surface was flattened. (FIG. 1 (h) and (j)). Next, a thinning process was performed by heat treatment in an oxidizing atmosphere until a predetermined SOI layer thickness was obtained. The SOI substrate 11 obtained in this manner was used as Example 1 (FIG. 1 (l)).

＜実施例２＞
図２に示すように、先ずシリコン単結晶からなり、外径及び厚さが３００ｍｍ及び０．７８ｍｍである第１シリコン基板１４をｗｅｔ酸素雰囲気中で１０００℃×４０分間保持する熱処理を行って、第１シリコン基板１４の表面に厚さが２５０ｎｍの第１酸化膜２１を形成した。次いで上記第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを６×１０16／ｃｍ2のドーズ量及び５０ｋｅＶの加速エネルギで注入して第１シリコン基板１４内部にイオン注入領域１６を形成した（図２（ｂ））。その後、第１酸化膜２１をＨＦエッチングにより１００ｎｍ除去し、第１シリコン基板１４に厚さが１５０ｎｍの第１酸化膜２１を残存させた（図２（ｃ））。 <Example 2>
As shown in FIG. 2, first, heat treatment is performed to hold the first silicon substrate 14 made of silicon single crystal and having an outer diameter and thickness of 300 mm and 0.78 mm in a wet oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 40 minutes, A first oxide film 21 having a thickness of 250 nm was formed on the surface of the first silicon substrate 14. Next, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate 14 at a dose of 6 × 10 16 / cm 2 and an acceleration energy of 50 keV to form an ion implantation region 16 inside the first silicon substrate 14 (FIG. 2 ( b)). Thereafter, the first oxide film 21 was removed by 100 nm by HF etching, and the first oxide film 21 having a thickness of 150 nm was left on the first silicon substrate 14 (FIG. 2C).

一方、上記第１シリコン基板１４と同形同大の第２シリコン基板１２を用意し（図２（ｄ））、この第２シリコン基板１２に酸化膜を形成することなく、第１酸化膜２１を介して第２シリコン基板１２に第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を重ね合せて密着させて積層体１５を得た（図２（ｅ））。
次にこの積層体１５を窒素雰囲気中で５００℃×３０分間の熱処理を施し、イオン注入領域１６のところで割って（図２（ｆ））上部のＳＯＩ層１３が第１酸化膜２１を介して第２シリコン基板１２に密着した貼合せ基板１８を得た（図２（ｇ））。この貼合せ基板１８を酸化処理により剥離時のダメージ層を除去した後、更に貼合せ界面の結合力を完全させるたにアルゴンガス雰囲気中での高温熱処理を行い、その後表面の平坦化を行った（図２（ｇ）及び（ｉ））。次いで酸化性雰囲気による熱処理で、所定のＳＯＩ層の膜厚になるまで、薄膜化処理を行った。こうして得られたＳＯＩ基板１１を実施例２とした（図２（ｋ））。 On the other hand, a second silicon substrate 12 having the same shape and size as the first silicon substrate 14 is prepared (FIG. 2D), and the first oxide film 21 is not formed on the second silicon substrate 12. The surface of the first silicon substrate 14 on which the hydrogen ions were implanted is superposed on and closely adhered to the second silicon substrate 12 to obtain a laminated body 15 (FIG. 2E).
Next, the laminated body 15 is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere and divided at the ion implantation region 16 (FIG. 2F), so that the upper SOI layer 13 is interposed through the first oxide film 21. A bonded substrate 18 in close contact with the second silicon substrate 12 was obtained (FIG. 2G). After removing the damage layer at the time of peeling off this bonded substrate 18 by an oxidation treatment, a high-temperature heat treatment was performed in an argon gas atmosphere to complete the bonding force at the bonding interface, and then the surface was flattened. (FIGS. 2 (g) and (i)). Next, a thinning process was performed by heat treatment in an oxidizing atmosphere until a predetermined SOI layer thickness was obtained. The SOI substrate 11 obtained in this way was referred to as Example 2 (FIG. 2 (k)).

＜実施例３＞
図３に示すように、先ずシリコン単結晶からなり、外径及び厚さが３００ｍｍ及び０．７８ｍｍである第１シリコン基板１４をｗｅｔ酸素雰囲気中で１０００℃×２０分間保持する熱処理を行って、第１シリコン基板１４の表面に厚さが１５０ｎｍの第１酸化膜２１を形成した。次いで上記第１シリコン基板１４の表面から水素イオンを６×１０16／ｃｍ2のドーズ量及び５０ｋｅＶの加速エネルギで注入して第１シリコン基板１４内部にイオン注入領域１６を形成した（図３（ｂ））。その後、第１酸化膜２１をＨＦエッチングにより１００ｎｍ除去し、第１シリコン基板１４に厚さが５０ｎｍの第１酸化膜２１を残存させた（図３（ｄ））。 <Example 3>
As shown in FIG. 3, first, heat treatment is performed by holding the first silicon substrate 14 made of silicon single crystal and having an outer diameter and thickness of 300 mm and 0.78 mm in a wet oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 20 minutes, A first oxide film 21 having a thickness of 150 nm was formed on the surface of the first silicon substrate 14. Next, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate 14 at a dose of 6 × 10 16 / cm 2 and an acceleration energy of 50 keV to form an ion implantation region 16 inside the first silicon substrate 14 (FIG. 3 ( b)). Thereafter, the first oxide film 21 was removed by 100 nm by HF etching, and the first oxide film 21 having a thickness of 50 nm was left on the first silicon substrate 14 (FIG. 3D).

一方、上記第１シリコン基板１４と同形同大の第２シリコン基板１２を用意し（図３（ｃ））、この第２シリコン基板１２をｗｅｔ酸素雰囲気中で１０００℃×１５分間保持する熱処理を行って、第２シリコン基板１２の表面に厚さが１００ｎｍの第２酸化膜２２を形成した（図３（ｅ））。この第１及び第２酸化膜２１，２２を介して第２シリコン基板１２に上記第１シリコン基板１４の水素イオン注入を行った側の面を重ね合せて密着させて積層体１５を得た（図３（ｆ））。
次にこの積層体１５を窒素雰囲気中で５００℃×３０分間の熱処理を施し、イオン注入領域１６のところで割って（図３（ｇ））、上部のＳＯＩ層１３が第１及び第２酸化膜２１，２２を介して第２シリコン基板１２に密着した貼合せ基板１８を得た（図３（ｈ））。この貼合せ基板１８を酸化処理により剥離時のダメージ層を除去した後、更に貼合せ界面の結合力を完全させるたにアルゴンガス雰囲気中での高温熱処理を行い、その後表面の平坦化を行った（図３（ｈ）及び（ｊ））。次いで酸化性雰囲気による熱処理で、所定のＳＯＩ層の膜厚になるまで、薄膜化処理を行った。こうして得られたＳＯＩ基板１１を実施例３とした（図３（ｌ））。 On the other hand, a second silicon substrate 12 having the same shape and size as the first silicon substrate 14 is prepared (FIG. 3C), and the second silicon substrate 12 is heat-treated in a wet oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 15 minutes. The second oxide film 22 having a thickness of 100 nm was formed on the surface of the second silicon substrate 12 (FIG. 3E). Through this first and second oxide films 21, 22, the surface of the first silicon substrate 14 on which hydrogen ion implantation has been performed is superposed and brought into close contact with the second silicon substrate 12 to obtain a laminate 15 ( FIG. 3 (f)).
Next, the laminated body 15 is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, and is divided at the ion implantation region 16 (FIG. 3G), so that the upper SOI layer 13 becomes the first and second oxide films. A bonded substrate 18 in close contact with the second silicon substrate 12 through 21 and 22 was obtained (FIG. 3H). After removing the damage layer at the time of peeling off this bonded substrate 18 by an oxidation treatment, a high-temperature heat treatment was performed in an argon gas atmosphere to complete the bonding force at the bonding interface, and then the surface was flattened. (FIGS. 3 (h) and (j)). Next, a thinning process was performed by heat treatment in an oxidizing atmosphere until a predetermined SOI layer thickness was obtained. The SOI substrate 11 obtained in this manner was used as Example 3 (FIG. 3L).

＜比較例１＞
図示しないが、実施例１と同形同大のシリコン単結晶からなる第１シリコン基板を準備し、その第１シリコン基板を酸素雰囲気中で１０００℃×２０分間保持する熱処理を行って、第１シリコン基板の表面に厚さが１５０ｎｍの第１酸化膜を形成した。次いで上記第１シリコン基板の表面から水素イオンを６×１０16／ｃｍ2のドーズ量及び５０ｋｅＶの加速エネルギで注入して第１シリコン基板内部にイオン注入領域を形成した。
一方、上記第１シリコン基板と同形同大の第２シリコン基板を用意し、第１酸化膜を介して第２シリコン基板に上記第１シリコン基板を重ね合せて密着させて積層体を得た。
次にこの積層体を窒素雰囲気中で５００℃×３０分間の熱処理を施し、イオン注入領域のところで割って上部のＳＯＩ層が第２酸化膜を介して第２シリコン基板に密着した貼合せ基板を得た。この貼合せ基板を酸化処理により剥離時のダメージ層を除去した後、更に貼合せ界面の結合力を完全させるたにアルゴンガス雰囲気中での高温熱処理を行い、その後表面の平坦化を行った。次いで酸化性雰囲気による熱処理で、所定のＳＯＩ層の膜厚になるまで、薄膜化処理を行い、ＳＯＩ基板を得た。こうして第１シリコン基板に形成された酸化膜を除去することなく得られたＳＯＩ基板を比較例１とした。 <Comparative Example 1>
Although not shown, a first silicon substrate made of a silicon single crystal of the same shape and size as in Example 1 is prepared, and a heat treatment is performed by holding the first silicon substrate in an oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 20 minutes. A first oxide film having a thickness of 150 nm was formed on the surface of the silicon substrate. Next, hydrogen ions were implanted from the surface of the first silicon substrate with a dose of 6 × 10 16 / cm 2 and an acceleration energy of 50 keV to form an ion implantation region inside the first silicon substrate.
On the other hand, a second silicon substrate having the same shape and size as the first silicon substrate was prepared, and the first silicon substrate was superposed on and adhered to the second silicon substrate via the first oxide film to obtain a laminate. .
Next, this laminated body was subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, and a bonded substrate in which the upper SOI layer was in close contact with the second silicon substrate through the second oxide film by being divided at the ion implantation region. Obtained. After removing the damage layer at the time of peeling from this bonded substrate by oxidation treatment, a high-temperature heat treatment was performed in an argon gas atmosphere to complete the bonding force at the bonding interface, and then the surface was flattened. Next, a thinning process was performed by heat treatment in an oxidizing atmosphere until the film thickness of the predetermined SOI layer was reached, thereby obtaining an SOI substrate. The SOI substrate obtained without removing the oxide film formed on the first silicon substrate in this manner was used as Comparative Example 1.

＜比較試験１＞
実施例１〜３において水素イオンの注入後であって第１酸化膜の表面におけるＡｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの汚染量をそれぞれ測定した。また、比較例１において水素イオンを注入した後における第１シリコン基板の表面におけるＡｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの汚染量を測定した。汚染量の測定は誘導結合プラズマ発光分光分析法を用いて行った。そして、比較例１における汚染量を１．０とした場合における実施例１〜３の汚染量を図４に示す。 <Comparison test 1>
In Examples 1 to 3, the amount of contamination of Al, Fe, Ni, and Cr on the surface of the first oxide film after the implantation of hydrogen ions was measured. In Comparative Example 1, the amount of contamination of Al, Fe, Ni, and Cr on the surface of the first silicon substrate after implantation of hydrogen ions was measured. The amount of contamination was measured using inductively coupled plasma optical emission spectrometry. And the contamination amount of Examples 1-3 when the contamination amount in the comparative example 1 is set to 1.0 is shown in FIG.

＜比較試験２＞
実施例１〜３において水素イオンの注入後であって第１酸化膜の一部又は全部を除去した後における第１シリコン基板の内部におけるＡｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの汚染量をそれぞれ測定した。また、比較例１において水素イオンを注入した後における第１シリコン基板の内部におけるＡｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの汚染量を測定した。汚染量は第１シリコン基板の表面から１μｍ内側における内部を測定し、その測定は原子吸光分析法を用いて行った。そして、比較例１における汚染量を１．０とした場合における実施例１〜３の汚染量を図５に示す。 <Comparison test 2>
In Examples 1 to 3, the amounts of contamination of Al, Fe, Ni, and Cr inside the first silicon substrate after hydrogen ion implantation and after removing a part or all of the first oxide film were measured. In Comparative Example 1, the amount of contamination of Al, Fe, Ni, and Cr inside the first silicon substrate after the implantation of hydrogen ions was measured. The amount of contamination was measured inside 1 μm from the surface of the first silicon substrate, and the measurement was performed using atomic absorption spectrometry. And the contamination amount of Examples 1-3 when the contamination amount in the comparative example 1 is set to 1.0 is shown in FIG.

＜比較試験３＞
実施例１〜３におけるＳＯＩ基板をそれぞれ１００枚ずつ製造し、その内の良品の数をそれぞれ測定した。また、比較例１におけるＳＯＩ基板を１００枚製造し、その内の良品の数を測定した。ここで、判定は目視による外観検査にてＳＯＩ基板表面にボイド、及びブリスタ不良が無い場合を良品、ボイド、或いはブリスタ不良がある場合を不良品として、その数をそれぞれ測定した。そして、比較例１における良品の数を１．０とした場合における実施例１〜３における良品の数を図６に示す。 <Comparison test 3>
100 SOI substrates in each of Examples 1 to 3 were manufactured, and the number of non-defective products was measured. In addition, 100 SOI substrates in Comparative Example 1 were manufactured, and the number of non-defective products was measured. Here, the number of each was measured by visually checking the surface of the SOI substrate with no voids or blister defects as a non-defective product, with voids or blister failures as defective products. FIG. 6 shows the number of good products in Examples 1 to 3 when the number of good products in Comparative Example 1 is 1.0.

＜評価＞
図４の結果から明らかなように、ＳＯＩ基板の製造に用いる第１シリコン基板の表面の第１酸化膜表面における汚染量は実施例と比較例の間に差異はなく、ほぼ等しく汚染されることが判る。しかし、図５に結果から明らかなように、その内部に生じうる汚染は第１シリコン基板の表面における第１酸化膜を全部又は一部除去した実施例１〜３の方が比較例１に比較して低減されていることが判る。従って、第１シリコン基板の表面における第１酸化膜の全部又は一部除去する本発明の製造方法により得られたＳＯＩ基板では、その内部における汚染を低減できることが判る。また、図６から明らかなように、実施例１〜３の方が比較例１に比較してその良品率が向上することが判る。これは内部汚染が比較例１よりも実施１〜３の方が低減されていることに起因するものと考えられる。 <Evaluation>
As is clear from the results of FIG. 4, the amount of contamination on the surface of the first oxide film on the surface of the first silicon substrate used for the production of the SOI substrate is not different between the example and the comparative example, and the contamination is almost equal. I understand. However, as is apparent from the results in FIG. 5, the contamination that may occur inside is compared with Comparative Example 1 in Examples 1 to 3 where the first oxide film on the surface of the first silicon substrate is completely or partially removed. It can be seen that this is reduced. Therefore, it can be seen that the SOI substrate obtained by the manufacturing method of the present invention in which all or part of the first oxide film on the surface of the first silicon substrate is removed can reduce contamination in the inside thereof. Further, as is apparent from FIG. 6, it can be seen that the non-defective rate is improved in Examples 1 to 3 as compared with Comparative Example 1. It is considered that this is because the internal contamination is reduced in the first to third embodiments than in the first comparative example.

本発明第１実施形態のＳＯＩ基板の製造方法を工程順に示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the SOI substrate of 1st Embodiment of this invention in order of a process. 本発明第２実施形態のＳＯＩ基板の製造方法を工程順に示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the SOI substrate of 2nd Embodiment of this invention in order of a process. 本発明第３実施形態のＳＯＩ基板の製造方法を工程順に示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the SOI substrate of 3rd Embodiment of this invention in order of a process. その実施例における第１比較試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the 1st comparative test in the Example. その実施例における第２比較試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the 2nd comparative test in the Example. その実施例における第３比較試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the 3rd comparative test in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

１１ ＳＯＩ基板
１２ 第２シリコン基板
１３ ＳＯＩ層
１４ 第１シリコン基板
１５ 積層体
１６ イオン注入領域
２１ 第１酸化膜
２２ 第２酸化膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 SOI substrate 12 2nd silicon substrate 13 SOI layer 14 1st silicon substrate 15 Laminated body 16 Ion implantation area | region 21 1st oxide film 22 2nd oxide film

Claims (6)

第１シリコン基板(14)の少なくとも表面に第１酸化膜(21)を形成する工程と、
前記第１酸化膜(21)が形成された前記第１シリコン基板(14)の表面から水素イオンを注入して前記第１シリコン基板(14)内部にイオン注入領域(16)を形成する工程と、
前記第１酸化膜(21)の全部を除去する工程と、
第２シリコン基板(12)の表面に第２酸化膜(22)を形成する工程と、
前記第２酸化膜(22)を介して前記第１シリコン基板(14)の水素イオン注入を行った側の面を前記第２シリコン基板(12)に接合して積層体(15)を形成する工程と、
前記積層体(15)を所定の温度で熱処理することにより前記第１シリコン基板(14)を前記イオン注入領域(16)で分離して前記第２シリコン基板(12)上に前記第２酸化膜(22)を介して薄膜のＳＯＩ層(13)が形成されたＳＯＩ基板(11)を得る工程と
を含むＳＯＩ基板の製造方法。 Forming a first oxide film (21) on at least the surface of the first silicon substrate (14);
A step of implanting hydrogen ions from the surface of the first silicon substrate (14) on which the first oxide film (21) is formed to form an ion implantation region (16) in the first silicon substrate (14); ,
Removing all of the first oxide film (21);
Forming a second oxide film (22) on the surface of the second silicon substrate (12);
A surface of the first silicon substrate (14) on which hydrogen ions are implanted is bonded to the second silicon substrate (12) through the second oxide film (22) to form a stacked body (15). Process,
The laminated body (15) is heat-treated at a predetermined temperature, whereby the first silicon substrate (14) is separated by the ion implantation region (16), and the second oxide film is formed on the second silicon substrate (12). And obtaining a SOI substrate (11) on which a thin SOI layer (13) is formed via (22). 第１シリコン基板(14)の表面に形成された第１酸化膜(21)の厚さが３０〜５００ｎｍである請求項１記載のＳＯＩ基板の製造方法。   The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 1, wherein the thickness of the first oxide film (21) formed on the surface of the first silicon substrate (14) is 30 to 500 nm. 第１シリコン基板(14)の少なくとも表面に第１酸化膜(21)を形成する工程と、
前記第１酸化膜(21)が形成された前記第１シリコン基板(14)の表面から水素イオンを注入して前記第１シリコン基板(14)内部にイオン注入領域(16)を形成する工程と、
前記第１酸化膜(21)の一部を除去する工程と、
前記第１酸化膜(21)を介して前記第１シリコン基板(14)の水素イオン注入を行った側の面を第２シリコン基板(12)に接合して積層体(15)を形成する工程と、
前記積層体(15)を所定の温度で熱処理することにより前記第１シリコン基板(14)を前記イオン注入領域(16)で分離して前記第２シリコン基板(12)上に前記第１酸化膜(21)を介して薄膜のＳＯＩ層(13)が形成されたＳＯＩ基板(11)を得る工程と
を含むＳＯＩ基板の製造方法。 Forming a first oxide film (21) on at least the surface of the first silicon substrate (14);
A step of implanting hydrogen ions from the surface of the first silicon substrate (14) on which the first oxide film (21) is formed to form an ion implantation region (16) in the first silicon substrate (14); ,
Removing a part of the first oxide film (21);
A step of bonding the surface of the first silicon substrate (14) on which hydrogen ions are implanted through the first oxide film (21) to the second silicon substrate (12) to form a laminate (15). When,
The laminated body (15) is heat-treated at a predetermined temperature so that the first silicon substrate (14) is separated by the ion implantation region (16), and the first oxide film is formed on the second silicon substrate (12). And obtaining a SOI substrate (11) on which a thin SOI layer (13) is formed via (21). 第１シリコン基板(14)の表面に形成された第１酸化膜(21)の除去される厚さが３０〜５００ｎｍである請求項３記載のＳＯＩ基板の製造方法。   The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 3, wherein the thickness of the first oxide film (21) formed on the surface of the first silicon substrate (14) is 30 to 500 nm. 第１シリコン基板(14)の少なくとも表面に第１酸化膜(21)を形成する工程と、
前記第１酸化膜(21)が形成された前記第１シリコン基板(14)の表面から水素イオンを注入して前記第１シリコン基板(14)内部にイオン注入領域(16)を形成する工程と、
前記第１酸化膜(21)の一部を除去する工程と、
第２シリコン基板(12)の表面に第２酸化膜(22)を形成する工程と、
前記第１酸化膜(21)に前記第２酸化膜(22)が重なるように前記第１シリコン基板(14)の水素イオン注入を行った側の面を前記第２シリコン基板(12)に接合して積層体(15)を形成する工程と、
前記積層体(15)を所定の温度で熱処理することにより前記第１シリコン基板(14)を前記イオン注入領域(16)で分離して前記第２シリコン基板(12)上に前記第１酸化膜(21)及び前記第２酸化膜(22)を介して薄膜のＳＯＩ層(13)が形成されたＳＯＩ基板(11)を得る工程と
を含むＳＯＩ基板の製造方法。 Forming a first oxide film (21) on at least the surface of the first silicon substrate (14);
A step of implanting hydrogen ions from the surface of the first silicon substrate (14) on which the first oxide film (21) is formed to form an ion implantation region (16) in the first silicon substrate (14); ,
Removing a part of the first oxide film (21);
Forming a second oxide film (22) on the surface of the second silicon substrate (12);
The surface of the first silicon substrate (14) on which hydrogen ions are implanted is bonded to the second silicon substrate (12) so that the second oxide film (22) overlaps the first oxide film (21). And forming the laminate (15),
The laminated body (15) is heat-treated at a predetermined temperature so that the first silicon substrate (14) is separated by the ion implantation region (16), and the first oxide film is formed on the second silicon substrate (12). And a step of obtaining an SOI substrate (11) on which a thin SOI layer (13) is formed via the second oxide film (22). 第１シリコン基板(14)の表面に形成された第１酸化膜(21)の除去される厚さが３０〜５００ｎｍである請求項５記載のＳＯＩ基板の製造方法。
6. The method of manufacturing an SOI substrate according to claim 5, wherein the thickness of the first oxide film (21) formed on the surface of the first silicon substrate (14) is 30 to 500 nm.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009003434A (en) * 2007-05-18 2009-01-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2009088497A (en) * 2007-09-14 2009-04-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and electronic appliance
JP2009212387A (en) * 2008-03-05 2009-09-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing semiconductor substrate
JP2016119490A (en) * 2008-03-26 2016-06-30 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device manufacturing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10321548A (en) * 1997-05-15 1998-12-04 Denso Corp Manufacture of semiconductor substrate
JPH11121310A (en) * 1997-10-09 1999-04-30 Denso Corp Manufacture of semiconductor substrate
JP2000030992A (en) * 1998-07-10 2000-01-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacture of bonded wafer and bonded water
JP2003309101A (en) * 2002-04-18 2003-10-31 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacturing method for laminated substrate
JP2004128389A (en) * 2002-10-07 2004-04-22 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacturing method of laminated soi wafer
JP2005079109A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp Method for manufacturing lamination soi wafer, lamination soi wafer manufactured by the method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10321548A (en) * 1997-05-15 1998-12-04 Denso Corp Manufacture of semiconductor substrate
JPH11121310A (en) * 1997-10-09 1999-04-30 Denso Corp Manufacture of semiconductor substrate
JP2000030992A (en) * 1998-07-10 2000-01-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacture of bonded wafer and bonded water
JP2003309101A (en) * 2002-04-18 2003-10-31 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacturing method for laminated substrate
JP2004128389A (en) * 2002-10-07 2004-04-22 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacturing method of laminated soi wafer
JP2005079109A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp Method for manufacturing lamination soi wafer, lamination soi wafer manufactured by the method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009003434A (en) * 2007-05-18 2009-01-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same
US8471272B2 (en) 2007-05-18 2013-06-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having a display portion
JP2009088497A (en) * 2007-09-14 2009-04-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and electronic appliance
JP2009212387A (en) * 2008-03-05 2009-09-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing semiconductor substrate
JP2016119490A (en) * 2008-03-26 2016-06-30 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device manufacturing method

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