JP2007507872A - 平板型構造物、特にシリコンの平板型構造物を製造する方法、前記方法の使用、及び、特にシリコンからこのようにして製造した平板型構造物 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3
Description
本発明によれば、前記方法は基本物質の原子又は分子とは異なる外因性原子又は分子と呼ばれる原子又は分子を含む少なくとも1つの基本物質で構成される中間層を選び、前記構造物に熱処理を加えることによって、前記熱処理の温度範囲内で、中間層が可塑的に変形可能となり、選ばれた基本物質中に、選ばれた外因性原子又は分子が存在するために、中間層内に微小バブル又は微小空隙部が不可逆的に形成される方法により構成される。
本発明の1つの変形例では、前記分離方法は、前記基板と前記上部層の間に力を加えることによって、前記微小バブル又は微小空隙部の存在によって基板と上部層の間の中間層を破断する方法が提供される。
本発明によれば、リンの濃度が、6%〜14%の範囲内にあることが有利である。
本発明によれば、ホウ素の濃度が、0%〜4%の範囲内にあることが有利である。
本発明によれば、前記熱処理の前に、前記基板上又は前記上部層上に前記中間層を形成し、前記上部層又は前記基板を分子ウェーハ結合によって前記中間層に付着することが有利である。
本発明によれば、基板の厚さを低減させるための補足的段階を含むと有利である。
本発明によれば、前記中間層の側面で、基板と上部層がそれぞれ熱酸化ケイ素を含むと有利である。
本発明によれば、前記中間層の側面へと延びる直線状の突出部を形成すると有利である。
本発明によれば、前記微小バブル又は微小空隙部のうちの少なくともいくつかが開放状態であり、少なくともその一部がチャネル(通路)を形成していると有利である。
本発明はまた、電子集積回路及び/又は光電子集積回路を製造するために絶縁(S.O.I)板状にシリコンを形成する方法の応用に関するものである。
本発明によれば、前記基本物質が、基本物質の原子又は分子とは異なる外因性原子又は分子と呼ばれる原子又は分子を含む少なくとも1つの基本物質によって構成され、前記構造物に熱処理を加えることによって、前記熱処理の作用により中間層が可塑的に変形可能となり、選ばれた基本物質中に、選ばれた外因性原子又は分子が存在するために、前記中間層内に微小バブル又は微小空隙部が不可逆的に形成されることを特徴とする構造物が提供される。
本発明によれば、リンの濃度が、8%〜14%の範囲内にあることが好ましい。
本発明によれば、ホウ素の濃度が、0%〜4%の範囲内にあることが好ましい。
本発明によれば、中間層の側面へと延びている直線状の突出部を形成することが好ましい。
本発明によれば、前記微小バブル又は微小空隙部のうちの少なくともいくつかが開放状態であり、少なくともその一部がチャネル(通路)を形成していることが好ましい。
基板2は、厚さが数百ミクロン、例えば、500〜1000ミクロンの範囲の単結晶シリコンによって構成されている。
この膜5は、酸化炉の中で、950℃〜1100℃の温度範囲で形成することができ、厚さは約0.5ミクロンとすることができる。
例えば、中間層4を構成する物質中でのリンの割合を6〜14%とすることができる。このような析出物は、CVD、LPCVD又はPECVD型の蒸着装置により既知の技術を用いて作り出すことができる。
このように構成した中間層4の厚さは、5ミクロンの範囲とすることができる。
選択により、また好ましくは、洗浄処理の前又は後に、中間層4に化学機械的研磨(CMP)作業を行うことが好ましい。
また同様に、上部層3の酸化面6に中間層4を形成することができる。
このようにして構造物が得られ、これは、シリコンで形成された基板と、シリコンで形成された上層部3が電気絶縁材料でできた中間層4で分離された状態となっている。
このような薄い基板3は、当初は図2に関して述べたような構造物1を作るのに用いることができる。
また、基板2の厚さを低減させる作業も行うことができる。
上記のような選ばれた材質に関しては、選ばれた温度範囲で熱処理を行うと、中間層4は可塑的に変形可能となり、中間層中の微小バブル又は微小空隙部7により構成される気相が不可逆的に形成され、その結果、前記中間層の厚さが増大する。
微小バブル又は微小空隙部7の分量と体積は、中間層4の組成及び構造物1に加えられる熱処理の条件によって左右される。
例えば、5ミクロンから開始して、熱処理後には、中間層の厚さは15〜20ミクロンとなる。
これは、電気絶縁体を構成する中間層4を挟んで(経由して)厚い基板2上に取付けられたシリコン上部層3上に電子又は光電子集積回路を形成するのに用いることができ、上部層3により構成される表面層と基板により構成される支持層の間のキャパシタンス(静電容量)は、微小バブル又は微小空隙部7が存在するため、特に低くなる。
既知の手段によって、基板2と上部層3の間に力を加えることによって、また例えば、基板2と上部層3の間に細い刃や高圧の水のジェット流を加えることによって、中間層4が破断し、ウェーハを構成する基板2とウェーハを構成する上部層3が、微小バブル又は微小空隙部7の間にある中間層4の材質が破断することにより分離する。
したがって、図3を参照して説明した構造物1から開始して、薄い上部層3によって構成される薄いシリコンウェーハを製造することができる。
Claims (28)
- 少なくとも1つの基板(2)と、上部層(3)と、前記基板と前記上部層の間に挟まれ少なくとも1つの中間層(4)とによって構成される平板型の構造物を製造する方法であって、基本物質の原子又は分子とは異なる外因性原子又は分子と呼ばれる原子又は分子を含む少なくとも1つの基本物質によって構成される中間層(4)を選び、前記構造物(1)に熱処理を加えることによって、前記熱処理の温度範囲内で、中間層が可塑的に変形可能となり、選ばれた基本物質中に、選ばれた外因性原子又は分子が存在するために、中間層内に微小バブル又は微小空隙部(7)が不可逆的に形成されることを特徴とする方法。
- 熱処理によって前記微小バブル又は前記微小空隙部(7)が形成され、これによって前記中間層が弱められることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 熱処理によって前記中間層が破断し、その結果、基板と上部層が分離することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記構造物中の前記基板と前記上部層を分離する方法であって、前記基板(2)と前記上部層(3)の間に力を加えることによって、前記微小バブル又は微小空隙部(7)の存在によって、基板と上部層の間の中間層を破断することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の方法。
- 構造物中の基板と上部層を分離する方法であって、構造物の中間層(4)に化学的作用を加えて、基板と上部層の間の前記中間層を少なくとも部分的に除去することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の方法。
- 前記基板(2)及び前記上部層(3)が単結晶シリコンで形成され、前記中間層(4)がドーピングされたシリカで形成されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の方法。
- シリコンウェーハを製造する方法であって、
・シリコンで形成される基板(2)と、シリコンで形成される上部層(3)と、誘電性中間層(4)とで構成される構造物(1)であって、基本物質の原子又は分子とは異なる外因性原子又は分子と呼ばれる原子又は分子を含む少なくとも1つの基本物質を製造する段階と、
・前記構造物に熱処理を加えて、前記熱処理の温度範囲内で、前記中間層が可塑的に変形可能となり、選ばれた基本物質内に選ばれた外因性原子又は分子が存在することによって、前記中間層(4)内に微小バブル又は微小空隙部(7)が不可逆的に形成される段階と、
によって構成されることを特徴とする方法。 - 基本物質がシリカで形成され、外因性原子がリン又はホウ素であり、リン珪酸塩ガラス(PSG)又はホウ素リン珪酸塩ガラス(BPSG)の中間層が形成されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- リンの濃度が、6%〜14%の範囲内にあることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- ホウ素の濃度が、0%〜4%の範囲内にあることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記熱処理が、900℃〜1200℃の温度範囲で行われることを特徴とする請求項7から10のいずれか1つに記載の方法。
- 前記熱処理の前に、前記基板(2)上又は前記上部層(3)上に前記中間層(4)を形成し、前記上部層又は前記基板を分子ウェーハ結合によって前記中間層(4)に付着することを特徴とする請求項7から11のいずれか1つに記載の方法。
- 前記中間層(4)の側で、前記基板と前記上部層がそれぞれ熱酸化ケイ素(5、6)を含むことを特徴とする請求項7から12のいずれか1つに記載の方法。
- 前記構造物(1)に力を加えることによって、前記中間層が破断し、前記微小バブル又は微小空隙部(7)の存在によって前記基板と前記上部層を分離し、前記基板(2)により構成される前記ウェーハ及び/又は前記上部層(3)により構成されるウェーハが得られることを特徴とする請求項7から13のいずれか1つに記載の方法。
- 前記構造物(1)の前記中間層(4)に化学的作用を加えて、前記微小バブル又は微小空隙部(7)の存在によって前記基板と上部層を分離し、前記基板(2)により構成される前記ウェーハ及び/又は上部層(3)により構成されるウェーハが得られることを特徴とする請求項7から14のいずれか1つに記載の方法。
- 前記中間層(4)の側面で、前記基板(2)及び/又は前記上部層(3)に突出(8)を形成することを特徴とする請求項1から15のいずれか1つに記載の方法。
- 前記中間層(4)の側面へと延びる直線状の突出部(8)を形成することを特徴とする請求項1から16のいずれか1つに記載の方法。
- 前記微小バブル又は前記微小空隙部(7)のうちの少なくともいくつかが開放状態であり、少なくともその一部がチャネル(通路)を形成していることを特徴とする請求項1から17のいずれか1つに記載の方法。
- 前記上部層(3)及び/又は前記基板(2)の厚さを低減させる補足的段階を含むことを特徴とする請求項1から18のいずれか1つに記載の方法。
- 電子集積回路及び/又は光電子集積回路を製造するために絶縁(S.O.I)板状にシリコンを形成することを特徴とする請求項1から19のいずれか1つに記載の方法。
- 少なくとも1つの基板(2)と、上部層(3)と、基板と上部層の間に挟まれた少なくとも1つの中間層(4)とによって構成される平板型の構造物であって、基本物質の原子又は分子とは異なる外因性原子又は分子と呼ばれる原子又は分子を含む少なくとも1つの基本物質によって構成される中間層(4)を選び、前記構造物(1)に熱処理を加えることによって、前記熱処理の作用により、前記中間層が可塑的に変形可能となり、選ばれた基本物質中に、選ばれた外因性原子又は分子が存在するために、前記中間層内に微小バブル又は微小空隙部(7)が不可逆的に形成されることを特徴とする構造物。
- 前記基板(2)及び前記上部層(3)が単結晶シリコンで形成され、前記中間層(4)がドーピングされたシリカで形成されることを特徴とする請求項21に記載の構造物。
- 前記基本物質がシリカで形成され、前記外因性原子がリン又はホウ素であり、リン珪酸塩ガラス(PSG)又はホウ素リン珪酸塩ガラス(BPSG)の中間層が形成されることを特徴とする請求項21又は22に記載の構造物。
- リンの濃度が、8%〜14%の範囲内にあることを特徴とする請求項23に記載の構造物。
- ホウ素の濃度が、0%〜4%の範囲内にあることを特徴とする請求項23に記載の構造物。
- 前記基板及び/又は前記上部層が、前記中間層(4)内に突出する部分(8)を含むことを特徴とする請求項21から25のいずれか1つに記載の構造物。
- 前記突出部(8)が直線状であり、側面へと延びていることを特徴とする請求項26に記載の構造物。
- 前記微小バブル又は微小空隙部(7)のうちの少なくともいくつかが開放状態であり、少なくともその一部がチャネル(通路)を形成していることを特徴とする請求項21から27のいずれか1つに記載の構造物。
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