JP2007287965A - Ｓｏｉウェーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯＩ層の上に、より確実に高品質のエピタキシャル層を成長させることのできるＳＯＩウェーハの製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製し、該ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させて、絶縁体上にＳＯＩ層、エピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハを製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製した後、前記エピタキシャル層を成長させる前に、前記基板をＨＦで処理し、その後、前記ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させることを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁体上にＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）層、エピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハの製造方法に関する。

ＳＯＩ層を用いた半導体デバイスとしては、例えば、ＣＭＯＳ等のＭＯＳ型ＩＣや、高耐圧型ＩＣさらには、Ｄ−ＲＡＭなどのＲＡＭ等の半導体メモリやシステムＬＳＩといったものがあり、種々の電子部品として開発・製品化されている。ＳＯＩウェーハとしては、例えば、シリコン単結晶基板（以下、ベースウェーハともいう）上に絶縁体となるシリコン酸化膜を形成し、その上にシリコン単結晶をＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）層として積層形成したものがある。

上記したＳＯＩウェーハを製造するにあたり、その代表的な製造方法に貼り合わせ法がある。この貼り合わせ法は、支持基板となる第一基板（ベースウェーハ）と、デバイス形成領域であるＳＯＩ層となる第二基板（以下、ボンドウェーハともいう）とをシリコン酸化膜などの絶縁体を介して貼り合わせた後、ボンドウェーハを所望の膜厚まで減厚し、薄膜化する過程を経てボンドウェーハをＳＯＩ層とするものである（例えば、特許文献１参照）。また、ＳＯＩウェーハを製造する方法としては、貼り合わせに水素イオン注入を組み合わせたイオン注入剥離法（ＵＮＩＢＯＮＤ、Ｓｍａｒｔ Ｃｕｔ（登録商標）ともいう）（例えば、特許文献２，３参照）や、あるいは、酸素イオンを注入し熱処理により絶縁体となる埋め込み酸化膜（ＢＯＸ膜）を形成するＳＩＭＯＸ法などもある。

この貼り合わせ法やその他の方法により製造されるＳＯＩウェーハは、鏡面研磨ウエーハ（ＰＷ）と比較して多種多様な熱処理工程を経ている。例えば、貼り合わせ法では、ＢＯＸ膜となる酸化膜形成のための熱処理や、結合強度を得るための熱処理、ＳＩＭＯＸ法では、注入酸素イオンを元にしたＢＯＸ膜形成のための熱処理などである。

このようにして製造したＳＯＩウェーハには色々な使用方法がある。例えば、ＳＯＩ層に拡散などを施して、ヒ素、アンチモン等の不純物を導入し、高濃度拡散層を作り込み、そのＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させて、デバイス形成に用いることが考えられる。高濃度拡散層を作り込むことで、バイポーラＩＣ等の３次元構造化、高耐圧化を図ることができる。

ところが、この場合、ＳＯＩ層上に成長させたエピタキシャル層の品質が必ずしも良好とはいえないことがあった。すなわち、ＳＯＩ層上に成長させたエピタキシャル層に結晶欠陥（エピ欠陥）が発生するなどし、エピタキシャル層の品質が劣化するという問題が多発していた。このようにエピタキシャル層に結晶欠陥が発生すると、例えば、ゲート酸化膜耐圧などに悪影響を及ぼすことになる。

特開平８−２６４７４０号公報 特許第３０４８２０１号明細書 特開２０００−３０９９２号公報

本発明は、ＳＯＩ層の上に、より確実に高品質のエピタキシャル層を成長させることのできるＳＯＩウェーハの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製し、該ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させて、絶縁体上にＳＯＩ層、エピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハを製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製した後、前記エピタキシャル層を成長させる前に、前記基板をＨＦで処理し、その後、前記ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させることを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法を提供する（請求項１）。

例えば、チョクラルスキー（ＣＺ）法により製造したシリコン単結晶には、多かれ少なかれＣＯＰが存在する。このようなシリコン単結晶を用いてＳＯＩ層を形成した場合、ＳＯＩウェーハの製造工程での多種多様な熱処理でＣＯＰの内壁に酸化膜が形成され、その内壁酸化膜がＳＯＩ層の表面に露出した状態となる。そして、このような状態でエピタキシャル層を成長させると、エピタキシャル層に結晶欠陥が生じてしまう。
また、ＣＺウェーハには、酸素が溶解しており、熱処理により酸素析出物となり、これを核にして、エピ欠陥が生じる。
これに対して、本発明では、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製した後、エピタキシャル層を成長させる前に、基板をＨＦで処理する。これにより、ＳＯＩ層の表面に露出したＣＯＰの内壁酸化膜及び酸素析出物を除去する（請求項８）。そして、その後、該ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させる。このため、ＳＯＩ層の上に、ＣＯＰの内壁酸化膜や酸素析出物に起因するエピ欠陥の発生を防止して、より確実に高品質のエピタキシャル層を成長させることができる。

また、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法では、前記絶縁体上に形成したＳＯＩ層を、不純物を導入したものとすることができる（請求項２）。

例えば、ＳＯＩ層に、ヒ素、アンチモン等の不純物を導入することで、高濃度拡散層を作り込む。このように、高濃度拡散層を作り込むことで、バイポーラＩＣ等の３次元構造化、高耐圧化を図ることができる。また、このような高濃度拡散層であるＳＯＩ層上にエピタキシャル層を成長させる場合に、特にエピ欠陥が発生し易いので、本発明が有効である。

また、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法では、前記絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板の作製を、少なくとも、支持基板となるベースウェーハとＳＯＩ層となるボンドウェーハを貼り合わせて、該ボンドウェーハを薄膜化してＳＯＩ層とする貼り合わせ法により行うことができる（請求項３）。

このように、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板の作製を貼り合わせ法により行うことで、比較的に結晶性の高い薄膜ＳＯＩ層を形成することができる。

この場合、前記ボンドウェーハの薄膜化を、研削・研磨により行うことができる（請求項４）。

このように、ボンドウェーハの薄膜化を、研削・研磨により行うことで、結晶性の良好なＳＯＩ層をより確実に形成することができる。特に研磨後にＣＯＰや酸素析出物が露出していると、酸化膜の存在により、エピタキシャル層に欠陥が発生し易いので、本発明が有効である。

あるいは、前記ボンドウェーハの薄膜化を、少なくとも、前記ボンドウェーハ内部にイオン注入層を形成し、該ウェーハのイオン注入した側の面を前記ベースウェーハと貼り合わせて、該貼り合わされたウェーハに対して熱処理を施し、前記イオン注入層を境界として剥離させるイオン注入剥離法により行うこともできる（請求項５）。

このように、ボンドウェーハの薄膜化をイオン注入剥離法により行うことで、比較的容易に膜厚均一性の高い極薄のＳＯＩ層を形成することができる。

そして、この場合、前記イオン注入剥離法により薄膜化を行った後、ＳＯＩ層の表面を鏡面研磨するのが好ましい（請求項６）。

このように、ＳＯＩ層の表面を鏡面研磨することで、剥離処理で入ったヘイズと呼ばれる表面粗さや、イオン注入により生じた結晶欠陥を十分に除去することができる。そして、この場合も、特に研磨後にＣＯＰや酸素析出物が露出していると、酸化膜の存在により、エピタキシャル層に欠陥が発生し易いので、本発明が有効である。こうして、ＳＯＩ層の上により一層確実に高品質のエピタキシャル層を成長させることができる。

また、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法では、前記絶縁体を、シリコン酸化膜とするのが好ましい（請求項７）。

シリコン酸化膜は、緻密な膜質のものを比較的容易に形成することができる。このため、比較的に優れた絶縁耐圧を得ることができる。

以上説明したように、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法では、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製した後、エピタキシャル層を成長させる前に、基板をＨＦで処理し、その後、ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させる。このため、ＳＯＩ層の上に、より確実にエピ欠陥のない高品質のエピタキシャル層を成長させることができる。

以下、本発明についてさらに詳述する。
前述のように、ＳＯＩ層上へエピタキシャル層を成長させる場合、エピタキシャル層に結晶欠陥が発生するなどし、エピタキシャル層の品質が劣化するという問題が多発していた。そこで、本発明者は、エピタキシャル層に結晶欠陥が発生する原因を解明すべく鋭意調査を行った。

その結果、本発明者は、エピタキシャル層に結晶欠陥が発生する大きな原因の一つが、ＳＯＩ層の表面に露出したＣＯＰの内壁酸化膜及び酸素析出物であることを見出した。以下、この点について詳しく説明する。
ＳＯＩウェーハの製造には、一般的に、チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶が利用されている。このチョクラルスキー法によるシリコン単結晶からなる基板には、ＣＯＰと呼ばれる結晶欠陥が多かれ少なかれ存在することは周知の事実である。

ここで、ＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ）とは、シリコン単結晶基板中に存在する空孔欠陥で、Ｓｅｃｃｏ エッチではＦＰＤ（Ｆｌｏｗ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｅｆｅｃｔ）になる欠陥が、ＳＣ−１洗浄（ＮＨ₄ ＯＨ：Ｈ₂ Ｏ₂ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：１：１０の混合液による洗浄）では選択エッチング液として働き、ＣＯＰになる。このＣＯＰは光散乱法で調べられる（例えば、「M. Kato et. al., Jpn. J. Appl. Phys., 35, 5597 (1996)」参照）。

ＳＯＩウェーハは、例えばこのＣＯＰが存在するシリコン単結晶基板を用いて、多種多様な高温熱処理を施して作製される。そうすると、熱処理により、基板の表面に存在するＣＯＰはもとより、表面近傍のバルク中に存在するＣＯＰも、その内壁が酸化される。ＣＯＰの大きさは０．２μｍ程度と比較的小さい。このため、高温熱処理により内部が酸化され、条件によっては、完全に酸化膜で埋まってしまう。

図４は、内壁が酸化されたＣＯＰの様子を示す模式図である。
この内壁酸化膜７が形成されたＣＯＰは、表面近傍バルク中に存在するものであり、薄膜化してＳＯＩ層とする前には、基板中に完全に埋没している。ところが、この状態で、研削・研磨等により薄膜化しＳＯＩ層を形成すると、ＣＯＰの内壁酸化膜７が、研磨面８に露出する。

この表面に露出したＣＯＰをＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察した例を、図５に示す。図５を見ると、ＣＯＰ特有のツイン形状をしており、さらに内部が酸化膜で埋まっていることが分かる。

この空孔内を満たしている内壁酸化膜は非常に厚く、通常の研磨後に行なう洗浄では、このような酸化膜の存在を想定していないために、除去することが困難である。このため、図６に示すように、表面に内壁酸化膜７が部分的に残留することになる。従来は、このような状態でエピタキシャル層１０を成長させるため、内壁酸化膜７が残留した箇所において、エピタキシャル層１０に結晶欠陥（エピ欠陥）９が生じていたのである。

そこで、本発明者は、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製した後、エピタキシャル層を成長させる前に、該基板をＨＦで処理することで、ＳＯＩ層の表面に露出したＣＯＰの内壁酸化膜を完全に除去することができ、そして、その後、該ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させることで、ＳＯＩ層の上に、エピ欠陥のない高品質のエピタキシャル層を成長させることができることに想到し、本発明を完成させた。尚、酸素析出物は、ＣＯＰの内壁酸化膜よりも短時間でＨＦ処理できるため、内壁酸化膜に注目している。

以下、図面を参照しながら、本発明についてより具体的に説明する。
図２は、本発明の方法で製造したＳＯＩウェーハの一例を示す概略断面図である。
このＳＯＩウェーハは、ベースウェーハ５上の絶縁体３の上にＳＯＩ層２、エピタキシャル層１を形成したものである。そして、ＳＯＩ層２の上のエピタキシャル層１は、エピ欠陥がほとんどなく、非常に高品質である。このため、このＳＯＩウェーハを用いることで、高品質のデバイスを高い歩留りで製造することができる。

絶縁体３としては、シリコン単結晶基板上に形成されたシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜等が挙げられる他、ベースウェーハ自体を絶縁性の石英、炭化珪素、アルミナ等とすることができる。特に、シリコン酸化膜は、緻密な膜質のものを比較的容易に形成することが可能である。このため、シリコン酸化膜を絶縁体として用いることで、比較的に優れた絶縁耐圧を得ることができる。

また、絶縁体３上に形成したＳＯＩ層２を、不純物を高濃度に拡散して導入したものとすることができる。例えば、ＳＯＩ層に、ヒ素、アンチモン等の不純物を導入することで、高濃度拡散層を作り込む。このように、高濃度拡散層を作り込むことで、バイポーラＩＣ等の３次元構造化、高耐圧化を図ることができる。
尚、高濃度拡散層のヒ素、アンチモン等の濃度は、規格に応じて適宜選択される。

このようなＳＯＩウェーハは、例えば、図１に示す本発明の方法を用いて製造することができる。以下では、ＳＯＩ層を、チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶から形成した場合を例に挙げて説明する。
先ず、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製する（図１（ａ）参照）。
このＳＯＩ基板中のＳＯＩ層は、チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶から形成する。この基板を作製した直後のＳＯＩ層表面には、前述のように、ＣＯＰの内壁酸化膜が露出している。

次に、上記作製した基板をＨＦで処理する（図１（ｂ）参照）。
このＨＦ処理により、ＳＯＩ層の表面に露出したＣＯＰの内壁酸化膜と酸素析出物を除去する。
ＨＦ処理に用いるＨＦの濃度は、ＣＯＰの内壁酸化膜と酸素析出物を十分に除去することができれば、特に制限されない。ただし、０．１容量％以上とすれば、エッチング速度が十分に速くなり、比較的短時間でＨＦ処理を終えることができる。一方、１０容量％以下とすれば、ＳＯＩ層の表面あれを効果的に抑制することができる。
また、ＨＦ処理の時間も、ＣＯＰの内壁酸化膜と酸素析出物を十分に除去することができれば、特に制限されない。ただし、生産性の観点から、ＨＦ処理の時間は、短ければ短いほど好ましい。一方、ＳＯＩ層の表面あれを効果的に抑制するという観点から、２４時間以内とするのが好ましい。

その後、ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させる（図１（ｃ）参照）。
これにより、絶縁体上にＳＯＩ層、エピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハを製造することができる。
上記のようにＨＦ処理により、ＳＯＩ層表面に露出したＣＯＰの内壁酸化膜と酸素析出物を除去することにより、内壁酸化膜や酸素析出物が原因で生じていた結晶欠陥の発生を効果的に抑制することができるので、ＳＯＩ層の上に、より確実にエピ欠陥のない高品質のエピタキシャル層を成長させることができる。

尚、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板の作製（図１（ａ））は、例えば、以下に説明する貼り合わせ法により行うことができる（図３参照）。
先ず、支持基板となるベースウェーハ５とＳＯＩ層となるボンドウェーハ４を用意する（図３（ａ）参照）。
ベースウェーハ５、ボンドウェーハ４としては、例えば、シリコン単結晶からなるものを用いる。

次に、ボンドウェーハ４に絶縁体となるシリコン酸化膜６を形成する（図３（ｂ）参照）。シリコン酸化膜６の形成は、例えば、ウエット酸化やドライ酸化により形成することができるが、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方法を採用することも可能である。シリコン酸化膜の膜厚は、製品の規格により適宜選択されるが、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ等の絶縁層として使用することを考慮する場合には、５０ｎｍ以上２μｍ以下程度の膜厚とする。

なお、上記では、シリコン酸化膜を形成して絶縁体としているが、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜等を形成して絶縁体としても良い。また、石英、炭化珪素、アルミナ等の基板をベースウェーハとし、これを絶縁体としても良い。ただし、シリコン酸化膜は、上記のようにウエット酸化やドライ酸化などを用いて緻密な膜質のものを簡便に形成することができるという利点がある。さらに、シリコン酸化膜は、ベースウェーハ５の方に形成してもよく、ボンドウェーハとベースウェーハの両方に形成しても良い。

次に、ベースウェーハ５とシリコン酸化膜６を形成したボンドウェーハ４を貼り合わせる（図３（ｃ）参照）。常温の清浄な雰囲気下で２枚のウエーハ４，５の表面同士を接触させることにより、接着剤等を用いることなくウェーハ同士が接合する。その後、所定の結合強度を得るために、熱処理（結合熱処理）を施す。一般的には酸化雰囲気を利用し、温度も１０００℃以上の高温を利用する。

そして、最後に、研削・研磨によりボンドウェーハの薄膜化を行い、所望の厚さのＳＯＩ層を形成する（図３（ｄ）参照）。これにより、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板が作製される。
ボンドウェーハの薄膜化を、研削・研磨により行うことで、結晶性の良好なＳＯＩ層をより確実に形成することができる。研削・研磨の方法としては、通常用いられるいずれの方法を用いることもできるが、研削としては、平面研削が良く、研磨としては、通常の鏡面研磨ウェーハの製造工程と同様の機械化学研磨（ＣＭＰ）による鏡面研磨が好ましい。

一方、ボンドウェーハの薄膜化は、上記研削・研磨による方法の他、イオン注入剥離法により行うこともできる。ボンドウェーハの薄膜化をイオン注入剥離法により行うことで、比較的容易に膜厚均一性の高いＳＯＩ層を形成することができる。

この場合、先ず、図３（ｂ）でシリコン酸化膜６を形成した後、ボンドウェーハ４の内部にイオン注入層（不図示）を形成する。
すなわち、ボンドウェーハの片面に対して水素イオンを注入し、イオンの平均進入深さにおいて表面に平行なイオン注入層を形成する。このときの注入温度は例えば２５〜４５０℃とすることができる。なお、水素イオンのほかに、例えば希ガスイオンあるいは、これらの両方を注入することもできる。

そして、イオン注入層の形成後、ボンドウェーハ４のイオン注入した側の面をベースウェーハ５と貼り合わせる（図３（ｃ）参照）。

次に、貼り合わせたウェーハに対して熱処理を施し、前記イオン注入層を境界として剥離させることにより、ボンドウェーハを薄膜化する（図３（ｄ）参照）。この時、例えば、不活性ガス雰囲気下で約５００℃の熱処理（剥離熱処理）を施す。この剥離熱処理により、イオン注入層において原子レベルでの割れが生じ、これを境界として剥離させることができる。
その後、所定の結合強度を得るために、熱処理（結合熱処理）を施す。
これにより、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製する。

尚、前記イオン注入剥離法により薄膜化を行った後、ＳＯＩ層の表面を鏡面研磨するのが好ましい。すなわち、タッチポリッシュと呼ばれる研磨代の極めて少ない鏡面研磨を行うのが好ましい。この時の研磨代は、例えば、５ｎｍ〜４００ｎｍ程度とする。これにより、剥離熱処理で入ったヘイズと呼ばれる表面粗さや、イオン注入により生じた結晶欠陥を除去することができる。このため、ＳＯＩ層の上により一層確実に高品質のエピタキシャル層を成長させることができる。

また、ＳＯＩ層へのヒ素、アンチモン等の不純物の導入は、前記拡散法によるのみならずイオン注入等により行うことができる。不純物の導入をイオン注入で行う場合は、例えば、貼り合わせ前のボンドウェーハに不純物を導入しておき、これをベースウェーハと貼り合わせて絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製する。これにより、絶縁体上に形成したＳＯＩ層を、不純物を導入したものとすることができる。

以下に本発明の実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
（実施例１）
先ず、導電型Ｎ型、直径１５０ｍｍ、結晶方位＜１００＞であるシリコン単結晶ウェーハを、ベースウェーハとボンドウェーハとして用意した（図３（ａ）参照）。なお、このウェーハをＮ型にするためのドーパントとしてリンを用いた。
次に、ボンドウェーハを酸化炉に投入し、パイロ雰囲気下で１．５ミクロンの酸化膜を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、酸化膜付きボンドウェーハを、もう一枚のウェーハ(ベースウェーハ)と貼り合わせた（図３（ｃ）参照）。その後結合熱処理として、１１００℃ / パイロ雰囲気下で処理を行なった。
次に、ボンドウェーハ側を研削・研磨し、膜厚を１ミクロンのＳＯＩ層（活性層）２とし、酸化膜６は絶縁体３とした（図３（ｄ）参照）。

こうして作製した絶縁体（シリコン酸化膜）上にＳＯＩ層を形成した基板を、１容量％のＨＦにて１０分間洗浄した。その後、ＲＣＡ洗浄を行なった。洗浄後にＳＯＩ層の表面を観察したところ、ＣＯＰの内壁酸化膜及び酸素析出物が除去されていることを確認できた。
次に、このＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させた。エピタキシャル層の厚さは、５ミクロンとした。また、導電型はリンドープのＮ型とし、抵抗率を５Ω・ｃｍとした。
このようにして、絶縁体（シリコン酸化膜）上にＳＯＩ層、エピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハを製造した。

この後、ゲート酸化膜として２５ｎｍの酸化膜を成長後、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ電極をＣＶＤ及びフォトリソグラフィーにより形成した。そして、破壊電圧測定を行なった。その結果を、図７に示す。図７を見ると、偶発破壊は観察されておらず良好な特性を示し、エピタキシャル層が高品質であることが分かる。

（比較例１）
先ず、導電型Ｎ型、直径１５０ｍｍ、結晶方位＜１００＞であるシリコン単結晶ウェーハを、ベースウェーハとボンドウェーハとして用意した（図３（ａ）参照）。なお、このウェーハをＮ型にするためのドーパントとしてリンを用いた。
次に、ボンドウェーハを酸化炉に投入し、パイロ雰囲気下で１．５ミクロンの酸化膜を形成した（図３（ｂ）参照）。
次に、酸化膜付きボンドウェーハを、もう一枚のウェーハ(ベースウェーハ)と貼り合わせた（図３（ｃ）参照）。その後結合熱処理として、１１００℃ / パイロ雰囲気下で処理を行なった。
次に、ボンドウェーハ側を研削・研磨し、ＳＯＩ層（活性層）の膜厚を１ミクロンとした（図３（ｄ）参照）。

こうして作製した絶縁体（シリコン酸化膜）上にＳＯＩ層を形成した基板に対して、ＨＦ処理は行わず、ＲＣＡ洗浄のみを行なった。洗浄後にＳＯＩ層の表面を観察したところ、ＣＯＰの内壁酸化膜及び酸素析出物が露出していた。
次に、このＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させた。エピタキシャル層の厚さは、５ミクロンとした。また、導電型はリンドープのＮ型とし、抵抗率を５Ω・ｃｍとした。
このようにして、絶縁体（シリコン酸化膜）上にＳＯＩ層、エピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハを製造した。

この後、ゲート酸化膜として２５ｎｍの酸化膜を成長後、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ電極をＣＶＤ及びフォトリソグラフィーにより形成した。そして、破壊電圧測定を行なった。その結果を、図８に示す。図８を見ると、実施例とは異なり、高電界側で偶発破壊が観察されており、エピタキシャル層が実施例と比較して劣っていることが分かる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

上記では、ボンドウェーハとしてチョクラルスキー法によるものを用い、貼り合わせ法でＳＯＩ層を作製する場合につき例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。エピタキシャル層を成長させる前のＳＯＩ層上に酸化膜に基づく欠陥があれば、その上に形成されるエピタキシャル層にエピ欠陥が形成される原因となり得るので、これをＨＦにて除去すれば良いことは、ＦＺ法に基づく基板やＳＩＭＯＸ法でＳＯＩ基板を作製した場合も同様であり、本発明を適用できる。

本発明のＳＯＩウェーハの製造方法の一例を示すフローシートである。 本発明の方法で製造したＳＯＩウェーハの一例を示す概略断面図である。 貼り合わせ法についての説明図である。 内壁が酸化されたＣＯＰの様子を示す模式図である 研磨後表面に露出したＣＯＰの内壁酸化膜の様子を示すＳＥＭ像である。 エピタキシャル層に発生した結晶欠陥の様子を示す概略断面図である。 ＳＯＩウェーハの破壊電圧測定の結果を示すグラフ（電流−電圧特性）である（実施例１）。 ＳＯＩウェーハの破壊電圧測定の結果を示すグラフ（電流−電圧特性）である（比較例１）。

符号の説明

１，１０…エピタキシャル層、２…ＳＯＩ層、 ３…絶縁体、 ４…ボンドウェーハ、
５…ベースウェーハ、 ６…シリコン酸化膜、 ７…ＣＯＰの内壁酸化膜、
８…研磨面、 ９…結晶欠陥。

Claims (8)

1. 少なくとも、絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製し、該ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させて、絶縁体上にＳＯＩ層、エピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハを製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板を作製した後、前記エピタキシャル層を成長させる前に、前記基板をＨＦで処理し、その後、前記ＳＯＩ層の上にエピタキシャル層を成長させることを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法。
2. 前記絶縁体上に形成したＳＯＩ層を、不純物を導入したものとすることを特徴とする請求項１に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
3. 前記絶縁体上にＳＯＩ層を形成した基板の作製を、少なくとも、支持基板となるベースウェーハとＳＯＩ層となるボンドウェーハを貼り合わせて、該ボンドウェーハを薄膜化してＳＯＩ層とする貼り合わせ法により行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
4. 前記ボンドウェーハの薄膜化を、研削・研磨により行うことを特徴とする請求項３に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
5. 前記ボンドウェーハの薄膜化を、少なくとも、前記ボンドウェーハ内部にイオン注入層を形成し、該ウェーハのイオン注入した側の面を前記ベースウェーハと貼り合わせて、該貼り合わされたウェーハに対して熱処理を施し、前記イオン注入層を境界として剥離させるイオン注入剥離法により行うことを特徴とする請求項３に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
6. 前記イオン注入剥離法により薄膜化を行った後、ＳＯＩ層の表面を鏡面研磨することを特徴とする請求項５に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
7. 前記絶縁体を、シリコン酸化膜とすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
8. 前記ＳＯＩ層を、チョクラルスキー法により製造したシリコン単結晶からなるものとし、前記ＨＦ処理により、前記ＳＯＩ層の表面に露出したＣＯＰの内壁酸化膜及び酸素析出物を除去することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。

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