JP2012064802A - Manufacturing method for bonded wafer - Google Patents

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哲史 岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an SOI wafer with a high-concentration layer at a bottom of an SOI layer at lost cost in a manner that a bonded SOI wafer manufactured by an ion implantation separation method with a wafer with general dopant concentration used as a bonding wafer is subjected to epitaxial growth after the dopant concentration of a seed layer is increased.SOLUTION: A manufacturing method for a bonded wafer comprises the steps of: manufacturing a bonded wafer with a silicon thin film on a base wafer by an ion implantation separation method; performing flattening thermal treatment in an atmosphere including hydrogen or hydrogen chloride on the bonded wafer; and performing thermal treatment after the flattening thermal treatment while feeding a dopant gas to a thermal treatment chamber where the flattening thermal treatment has been performed in order to control the dopant concentration of the silicon thin film.

Description

本発明は、イオン注入剥離法を用いたシリコン薄膜を有する貼り合わせウェーハに関し、特に、シリコン薄膜であるSOI層と埋め込み酸化膜層の界面近傍(すなわち、SOI層の底部)に高濃度層を有する貼り合わせSOIウェーハの製造方法に関する。   The present invention relates to a bonded wafer having a silicon thin film using an ion implantation delamination method, and in particular, has a high-concentration layer in the vicinity of the interface between an SOI layer that is a silicon thin film and a buried oxide film layer (that is, at the bottom of the SOI layer). The present invention relates to a method for manufacturing a bonded SOI wafer.

貼り合わせウェーハの作製方法として、2枚のウェーハを貼り合せた後、一方のウェーハの薄膜化を研削・研磨で行う方法とイオン注入剥離法(スマートカット(登録商標)法ともいう)が知られているが、シリコン薄膜が500nm以下の貼り合わせウェーハの製造に限定すればイオン注入剥離法が主流となっている。   As a method for manufacturing a bonded wafer, there are known a method in which two wafers are bonded together, and then one wafer is thinned by grinding and polishing, and an ion implantation separation method (also referred to as Smart Cut (registered trademark) method). However, if the silicon thin film is limited to the manufacture of bonded wafers having a thickness of 500 nm or less, the ion implantation delamination method has become the mainstream.

これは、2枚のシリコンウェーハの少なくとも一方のウェーハ(ボンドウェーハ)の一主面に水素イオン、希ガスイオンの少なくとも一種類を注入し、ウェーハ内部にイオン注入層(剥離層)を形成させた後、該イオン注入した面と他方のシリコンウェーハ(ベースウェーハ)の一主面を直接あるいは酸化膜を介して貼り合わせ、その後熱処理を加えて剥離層で分離する方法であり、この方法で薄膜SOIウェーハを製造すると、±10nm以下のSOI層膜厚均一性を有する薄膜SOIウェーハを容易に作製できる優位性と、剥離したボンドウェーハを複数回再利用しコスト低減を図れる優位性を有しているからである。   In this method, at least one of hydrogen ions and rare gas ions is implanted into one main surface of at least one of two silicon wafers (bond wafer) to form an ion implantation layer (separation layer) inside the wafer. Thereafter, the ion-implanted surface and one main surface of the other silicon wafer (base wafer) are bonded together directly or through an oxide film, and then heat treatment is performed to separate them by a release layer. When a wafer is manufactured, it has an advantage that a thin-film SOI wafer having an SOI layer thickness uniformity of ± 10 nm or less can be easily manufactured, and an advantage that a bonded bond wafer can be reused multiple times to reduce costs. Because.

ところで、SOI層厚が数μm〜数10μmで、かつ優れた膜厚均一性を有するSOIウェーハは、パワーデバイスあるいはCMOSイメージセンサー用途などで要求が強く、これに対しては、特許文献1,2のように、イオン注入剥離法で作製した薄膜SOIウェーハの上にエピタキシャル成長を行う方法により所望のSOI層厚と優れた膜厚均一性を有するSOIウェーハが作製されている。   By the way, an SOI wafer having an SOI layer thickness of several μm to several tens of μm and having excellent film thickness uniformity is strongly demanded for power devices or CMOS image sensor applications. As described above, an SOI wafer having a desired SOI layer thickness and excellent film thickness uniformity is produced by a method of performing epitaxial growth on a thin film SOI wafer produced by an ion implantation separation method.

上述のパワーデバイスあるいはCMOSイメージセンサー向けなどのSOIウェーハにおいては、デバイス特性改善のために、SOI層と埋め込み酸化膜層の界面近傍(すなわち、SOI層の底部)にドーパントを高濃度に含有する領域(高濃度層)を有する構造のSOIウェーハが望まれている。   In the SOI wafer for the power device or the CMOS image sensor described above, a region containing a high concentration of dopant in the vicinity of the interface between the SOI layer and the buried oxide film layer (that is, the bottom of the SOI layer) in order to improve device characteristics. An SOI wafer having a structure having a (high concentration layer) is desired.

これを実現するためには、特許文献2に記載されている様に、SOI層を形成するボンドウェーハとして、ドーパントを高濃度に含有するシリコン単結晶から作製されたウェーハを用いることで対応可能であるが、ドーパントを高濃度(1×1018/cm以上)に含有するシリコン単結晶は、通常のドーパント濃度(1×1015/cmオーダー程度の比較的低濃度)に比べて鏡面研磨を行う際の研磨速度が遅いため、ウェーハ加工が困難でコストアップとなり、かつ、研磨後の表面粗さや研磨キズなどに起因して、貼り合わせSOIウェーハの製造工程におけるボイドやブリスタなどの貼り合わせ不良が多く発生しがちである。そのため、貼り合わせ強度を高めるための特別な表面処理(プラズマ処理等)が別途必要となり、製造コストアップとなっている。 In order to realize this, as described in Patent Document 2, as a bond wafer for forming an SOI layer, a wafer made from a silicon single crystal containing a high concentration of dopant can be used. However, a silicon single crystal containing a dopant at a high concentration (1 × 10 18 / cm 3 or more) is mirror-polished compared to a normal dopant concentration (relatively low concentration of the order of 1 × 10 15 / cm 3 ). Due to the slow polishing speed when performing the wafer processing, the wafer processing becomes difficult and the cost increases, and due to surface roughness after polishing and polishing scratches, bonding of voids and blisters in the manufacturing process of bonded SOI wafers Many defects tend to occur. For this reason, a special surface treatment (plasma treatment or the like) for increasing the bonding strength is required separately, which increases the manufacturing cost.

更に、ドーパントを高濃度に含有したボンドウェーハから作製された薄膜SOIウェーハのSOI層をシード層としてその表面にエピタキシャル成長を行うことによってSOI層を厚膜化するので、シード層のドーパント濃度は、エピ成長プロセスにおいて拡散により濃度が低下してしまうために、エピ成長が完了した時点では、初期濃度より大幅に低下したものとなってしまい、要求された規格を満足できない場合があった。   Furthermore, the SOI layer of the thin film SOI wafer produced from the bond wafer containing the dopant at a high concentration is used as a seed layer, and the SOI layer is thickened by epitaxial growth on the surface thereof. Since the concentration is reduced by diffusion in the growth process, when the epi growth is completed, the concentration is significantly lower than the initial concentration, and the required standard may not be satisfied.

特開2000−30995JP2000-30995 特開2010−153637JP 2010-153637 A

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、シード層に高濃度ドーパントを含有する貼り合わせSOIウェーハ作製工程において、平坦化熱処理時にドーパントが外方拡散することにより、シード層が高抵抗化することを抑制し、またボイドやブリスタなどの貼り合わせ不良を抑制し、さらに、ボンドウェーハ加工時におけるコストダウンを図ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a bonded SOI wafer manufacturing process in which a high concentration dopant is contained in a seed layer, the dopant is diffused outward during the planarization heat treatment, thereby increasing the seed layer. The purpose is to suppress resistance, to suppress bonding defects such as voids and blisters, and to reduce costs when processing bond wafers.

本発明は、前記課題を解決するために、ボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンのうち少なくとも一種類のガスイオンを注入してイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接あるいは酸化膜を介して貼り合わせた後、前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離させることにより、前記ベースウェーハ上にシリコン薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製し、該貼り合せウェーハに水素もしくは塩化水素を含む雰囲気で平坦化熱処理を行う貼り合わせウェーハの製造方法において、前記シリコン薄膜のドーパント濃度を制御するために、前記平坦化熱処理後に、前記平坦化熱処理を行った熱処理装置内にドーパントガスを流して熱処理することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention forms an ion implantation layer by implanting at least one kind of gas ions of hydrogen ions and rare gas ions from the surface of the bond wafer, and the ion-implanted surface of the bond wafer. And the surface of the base wafer are bonded directly or through an oxide film, and then the bond wafer is peeled off by the ion implantation layer to produce a bonded wafer having a silicon thin film on the base wafer. In the method for manufacturing a bonded wafer in which planarizing heat treatment is performed in an atmosphere containing hydrogen or hydrogen chloride on the bonded wafer, the planarizing heat treatment is performed after the planarizing heat treatment in order to control the dopant concentration of the silicon thin film. A bonding process characterized by flowing a dopant gas into the heat treatment apparatus and performing heat treatment. To provide a process for the preparation of Doha.

このように、シード層のドーパント濃度を、ドーパントガス熱処理におけるドーパントガス濃度を制御することにより容易に変更することができるので、ボンドウェーハとして、通常のドーパント濃度のウェーハを使用することができる。このために、剥離後のSOI層上のボイドやブリスタの発生率を抑制でき、プラズマ処理などの特殊な表面処理プロセスも省くことができるため、コストを削減することができる。また高いドーパント濃度のウェーハと比べ研磨速度を速めることができ、ボンドウェーハの作製に伴う基板コストの削減をすることができる。さらに、平坦化処理までは、他の仕様の貼り合わせSOIウェーハとプロセスの共通化が可能となり、さらなるコスト削減が可能となる。
また、前記平坦化熱処理後に、前記平坦化熱処理を行った熱処理装置内にドーパントガスを流して熱処理することにより、前記シリコン薄膜中のドーパント濃度を確実に所望の濃度、特に1×1018/cm以上の高濃度に調整することができる。また、当初より低抵抗結晶をボンドウェーハとした場合のように、熱処理時にドーパントが外方拡散することにより高抵抗化することを抑制することができる。
Thus, since the dopant concentration of the seed layer can be easily changed by controlling the dopant gas concentration in the dopant gas heat treatment, a wafer having a normal dopant concentration can be used as the bond wafer. For this reason, since the incidence rate of voids and blisters on the SOI layer after peeling can be suppressed and a special surface treatment process such as plasma treatment can be omitted, the cost can be reduced. Further, the polishing rate can be increased as compared with a wafer having a high dopant concentration, and the substrate cost associated with the production of the bond wafer can be reduced. Furthermore, the process can be shared with the bonded SOI wafer having other specifications until the planarization process, and the cost can be further reduced.
Further, after the planarization heat treatment, the dopant concentration in the silicon thin film is surely set to a desired concentration, particularly 1 × 10 18 / cm, by performing a heat treatment by flowing a dopant gas into the heat treatment apparatus that has performed the planarization heat treatment. It can be adjusted to a high density of 3 or more. Further, as in the case where a low-resistance crystal is used as a bond wafer from the beginning, it is possible to suppress an increase in resistance due to the outward diffusion of the dopant during the heat treatment.

またこのとき、前記ボンドウェーハとして、ドーパント濃度が1×1018/cm未満のものを用いることが好ましい。さらには、ドーパント濃度が1×1017/cm以下のものを用いることが好ましい。またさらには、ドーパント濃度が1×1015/cm以下のものを用いることがより好ましい。 At this time, it is preferable to use a bond wafer having a dopant concentration of less than 1 × 10 18 / cm 3 . Furthermore, it is preferable to use a dopant concentration of 1 × 10 17 / cm 3 or less. Furthermore, it is more preferable to use a dopant concentration of 1 × 10 15 / cm 3 or less.

このように、前記ボンドウェーハとして、ドーパント濃度が1×1018/cm未満の通常のドーパント濃度のものを用いることができる。用いるボンドウェーハのドーパント濃度を1×1018/cm未満とすれば、高濃度にはならないため、研磨速度の低下が抑制され、その結果、貼り合わせ不良、高コスト、外方拡散による抵抗率不良等を抑制し、本発明による効果を十分に得ることができる。 Thus, the said bond wafer can use the thing of a normal dopant concentration whose dopant concentration is less than 1 * 10 < 18 > / cm < 3 >. If the dopant concentration of the bond wafer to be used is less than 1 × 10 18 / cm 3 , the concentration does not become high, so that a decrease in the polishing rate is suppressed. As a result, bonding failure, high cost, resistivity due to outward diffusion Defects etc. can be suppressed and the effects of the present invention can be sufficiently obtained.

またこのとき、前記ドーパントガスを流して熱処理した後の前記シリコン薄膜に含まれるドーパント濃度を、1×1018/cm以上に制御することが好ましい。 At this time, it is preferable to control the dopant concentration contained in the silicon thin film after the heat treatment by flowing the dopant gas to 1 × 10 18 / cm 3 or more.

このように、前記ドーパントガスを流して熱処理した後の前記シリコン薄膜に含まれるドーパント濃度を、1×1018/cm以上に制御することができる。本発明では、たとえ通常抵抗のボンドウェーハを用いたとしても、1×1018/cm以上の、所望の高いドーパント濃度のSOIウェーハを得ることができる。 Thus, the dopant concentration contained in the silicon thin film after the heat treatment by flowing the dopant gas can be controlled to 1 × 10 18 / cm 3 or more. In the present invention, an SOI wafer having a desired high dopant concentration of 1 × 10 18 / cm 3 or more can be obtained even if a normal-resistance bond wafer is used.

また、本発明では、前記ドーパントガス熱処理後の前記貼り合わせウェーハの前記シリコン薄膜上に、シリコンエピタキシャル成長を行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。   Moreover, in this invention, silicon epitaxial growth is performed on the said silicon | silicone thin film of the said bonded wafer after the said dopant gas heat processing, The manufacturing method of the bonded wafer characterized by the above-mentioned is provided.

このように、前記ドーパントガス熱処理後の貼り合わせウェーハの前記シリコン薄膜上に、シリコンエピタキシャル成長を行うことにより、所望のSOI層厚と優れた膜厚均一性を有するSOIウェーハを作製することができ、さらに低抵抗率のSOI層(シード層)上に、それよりも高い抵抗率のSOI層(エピタキシャル層)を有する構造のSOIウェーハを得ることができる。   Thus, by performing silicon epitaxial growth on the silicon thin film of the bonded wafer after the dopant gas heat treatment, an SOI wafer having a desired SOI layer thickness and excellent film thickness uniformity can be produced. Furthermore, an SOI wafer having a structure having an SOI layer (epitaxial layer) having a higher resistivity on an SOI layer (seed layer) having a lower resistivity can be obtained.

またこのとき、前記平坦化熱処理、前記ドーパントガス熱処理及び前記シリコンエピタキシャル成長を同一装置内で連続的に処理することが好ましい。   At this time, it is preferable that the planarization heat treatment, the dopant gas heat treatment, and the silicon epitaxial growth are successively processed in the same apparatus.

このように、前記平坦化熱処理、前記ドーパントガス熱処理及び前記シリコンエピタキシャル成長を同一装置内で連続的に処理することにより、より効率的に厚膜の貼り合わせウェーハを製造することができる。   As described above, the planarized heat treatment, the dopant gas heat treatment, and the silicon epitaxial growth are successively processed in the same apparatus, whereby a thick bonded wafer can be manufactured more efficiently.

またこのとき、前記ドーパントガス熱処理終了後から前記シリコンエピタキシャル成長を行うまでの間に、前記ドーパントガス熱処理温度よりも低温に保持した状態で前記ドーパントガスをパージする処理を行うことが好ましい。   Further, at this time, it is preferable to perform a process of purging the dopant gas while being kept at a temperature lower than the dopant gas heat treatment temperature after the end of the dopant gas heat treatment and before performing the silicon epitaxial growth.

このように、前記ドーパントガス熱処理終了後から前記シリコンエピタキシャル成長を行うまでの間に、前記ドーパントガス熱処理温度よりも低温に保持した状態で前記ドーパントガスをパージする処理を行うことにより、前記ドーパントガスパージ処理によって引き起こされる、シード層に取り込まれているボロンの外方拡散を抑制することができるとともに、エピタキシャル層に意図しないドーピングが生じることを防止することができる。   As described above, the dopant gas purge process is performed by purging the dopant gas while being held at a temperature lower than the dopant gas heat treatment temperature after the dopant gas heat treatment is completed and before the silicon epitaxial growth is performed. As a result, it is possible to suppress the outward diffusion of boron incorporated in the seed layer and to prevent unintentional doping from occurring in the epitaxial layer.

またこのとき、前記ドーパントガスパージ処理を行う温度を1050℃以下とすることが好ましい。   At this time, it is preferable that the temperature at which the dopant gas purge process is performed is 1050 ° C. or lower.

このように、前記ドーパントガスパージ処理を行う温度を1050℃以下とすることにより、シード層に取り込まれているボロンの外方拡散を確実に抑制することができる。   Thus, by setting the temperature at which the dopant gas purging process is performed to 1050 ° C. or less, the outward diffusion of boron taken into the seed layer can be reliably suppressed.

以上説明したように、本発明によれば、貼り合わせ及び剥離工程後のSOIウェーハに対して、水素もしくは塩化水素を含む雰囲気で熱処理を行い、ウェーハ表面を平坦化した後に熱処理装置内にドーパントガスを流して熱処理することにより、SOI層の全面を高濃度化し、その後にエピタキシャル成長を行うことによって、シード層のドーパント濃度を、ドーパントガス熱処理におけるドーパントガス濃度を制御することにより容易に変更することができる。従って、ボンドウェーハとして、通常のドーパント濃度のウェーハを使用することができるために、剥離後のSOI層上のボイドやブリスタの発生率を抑制でき、プラズマ処理などの特殊な表面処理プロセスも省くことができるため、コストを削減することができる。また高いドーパント濃度のウェーハと比べ研磨速度を速めることができ、ボンドウェーハの作製に伴う基板コストの削減をすることができる。さらに、平坦化処理までは、他の仕様の貼り合わせSOIウェーハとプロセスの共通化が可能となり、さらなるコスト削減が可能となる。   As described above, according to the present invention, the SOI wafer after the bonding and peeling process is heat-treated in an atmosphere containing hydrogen or hydrogen chloride, and after planarizing the wafer surface, the dopant gas is contained in the heat treatment apparatus. The concentration of the entire surface of the SOI layer can be increased by performing a heat treatment and then the epitaxial growth is performed, whereby the dopant concentration of the seed layer can be easily changed by controlling the dopant gas concentration in the dopant gas heat treatment. it can. Therefore, since a wafer having a normal dopant concentration can be used as a bond wafer, the generation rate of voids and blisters on the SOI layer after peeling can be suppressed, and a special surface treatment process such as plasma treatment can be omitted. Therefore, the cost can be reduced. Further, the polishing rate can be increased as compared with a wafer having a high dopant concentration, and the substrate cost associated with the production of the bond wafer can be reduced. Furthermore, the process can be shared with the bonded SOI wafer having other specifications until the planarization process, and the cost can be further reduced.

本発明による高濃度シード層を有するSOIウェーハの作製フローを示している。3 shows a manufacturing flow of an SOI wafer having a high concentration seed layer according to the present invention. 高濃度シード層を有するSOIウェーハの従来法による作製フローを示している。The flow for producing an SOI wafer having a high concentration seed layer by a conventional method is shown. ガス流量と熱処理温度を一定にして熱処理を行い、熱処理後のシード層抵抗率とB濃度、熱処理時間との関係を示している。The heat treatment is performed with the gas flow rate and the heat treatment temperature constant, and the relationship between the seed layer resistivity after the heat treatment, the B 2 H 6 concentration, and the heat treatment time is shown. 比較例と実施例によって作製した高濃度シード層を有するSOIウェーハの、エピ温度1080℃におけるボロン濃度プロファイルを示している。3 shows a boron concentration profile at an epi temperature of 1080 ° C. of an SOI wafer having a high-concentration seed layer manufactured according to a comparative example and an example. 比較例と実施例によって作製した高濃度シード層を有するSOIウェーハの、エピ温度1000℃におけるボロン濃度プロファイルを示している。3 shows a boron concentration profile at an epi temperature of 1000 ° C. of an SOI wafer having a high-concentration seed layer manufactured according to a comparative example and an example.

以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、従来、シード層に高濃度ドーパントを含有する貼り合わせSOIウェーハ作製工程において、平坦化熱処理時にドーパントが外方拡散することにより、シード層が高抵抗化することを抑制し、またボイドやブリスタなどの貼り合わせ不良を抑制し、さらに、ボンドウェーハ加工時におけるコストダウンを図る方法が求められていた。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.
As described above, conventionally, in a bonded SOI wafer manufacturing process in which a seed layer contains a high-concentration dopant, it is possible to suppress the seed layer from increasing in resistance due to the dopant diffusing out during the planarization heat treatment, There has been a demand for a method of suppressing bonding defects such as voids and blisters, and further reducing costs when processing bond wafers.

本発明者らが種々検討した結果、貼り合わせ及び剥離工程後のSOIウェーハに対して、水素もしくは塩化水素を含む雰囲気で熱処理を行いウェーハ表面を平坦化した後に、熱処理装置内にドーパントガスを流して熱処理をすることによって、SOI層の全面が高濃度化し、シード層のドーパント濃度を、ドーパントガス熱処理におけるドーパントガス濃度を制御することにより容易に変更することができる。このために、ボンドウェーハとして、通常のドーパント濃度のウェーハを使用することができるために、剥離後のSOI層上のボイドやブリスタの発生率を抑制でき、さらにプラズマ処理などの特殊な表面処理プロセスも省くことができるため、コストを削減することができる。また高いドーパント濃度のウェーハと比べ研磨速度を速めることができ、ボンドウェーハの作製に伴う基板コストの削減をすることができる。さらに、平坦化処理までは、他の仕様の貼り合わせSOIウェーハとプロセスの共通化が可能となり、さらなるコスト削減が可能となる。以上これらのことを見出し、本発明を完成させた。   As a result of various studies by the present inventors, the SOI wafer after the bonding and peeling process is heat-treated in an atmosphere containing hydrogen or hydrogen chloride to flatten the wafer surface, and then a dopant gas is flowed into the heat treatment apparatus. By performing the heat treatment, the entire surface of the SOI layer is highly concentrated, and the dopant concentration of the seed layer can be easily changed by controlling the dopant gas concentration in the dopant gas heat treatment. For this reason, since a wafer having a normal dopant concentration can be used as a bond wafer, the generation rate of voids and blisters on the SOI layer after peeling can be suppressed, and a special surface treatment process such as plasma treatment can be performed. Cost can be reduced. Further, the polishing rate can be increased as compared with a wafer having a high dopant concentration, and the substrate cost associated with the production of the bond wafer can be reduced. Furthermore, the process can be shared with the bonded SOI wafer having other specifications until the flattening process, and the cost can be further reduced. As a result, the present invention has been completed.

即ち、本発明は、ボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンのうち少なくとも一種類のガスイオンを注入してイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接あるいは酸化膜を介して貼り合わせた後、前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離させることにより、前記ベースウェーハ上にシリコン薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製し、該貼り合せウェーハに水素もしくは塩化水素を含む雰囲気で平坦化熱処理を行う貼り合わせウェーハの製造方法において、前記シリコン薄膜のドーパント濃度を制御するために、前記平坦化熱処理後に、前記平坦化熱処理を行った熱処理装置内にドーパントガスを流して熱処理することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法である。   That is, according to the present invention, an ion implantation layer is formed by implanting at least one kind of hydrogen ion or rare gas ion from the surface of the bond wafer, and the surface of the bond wafer and the surface of the base wafer are implanted. Is bonded directly or through an oxide film, and then the bond wafer is peeled off by the ion implantation layer to produce a bonded wafer having a silicon thin film on the base wafer. In a method for manufacturing a bonded wafer in which planarization heat treatment is performed in an atmosphere containing hydrogen chloride, in order to control the dopant concentration of the silicon thin film, after the planarization heat treatment, a dopant gas is contained in the heat treatment apparatus that has performed the planarization heat treatment. Is a method for manufacturing a bonded wafer, characterized in that .

以下、本発明の実施の形態を、図1を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。比較のため、図2に従来法によるフローを示した。
まず、図1(a)に示すように、Pウェーハをボンドウェーハ1として熱処理を行い、酸化膜3を形成する。その後、水素イオン注入を行い、イオン注入層4を形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited thereto. For comparison, FIG. 2 shows a flow according to the conventional method.
First, as shown in FIG. 1A, heat treatment is performed using a P - wafer as a bond wafer 1 to form an oxide film 3. Thereafter, hydrogen ion implantation is performed to form the ion implantation layer 4.

ここで、ボンドウェーハ1として、通常ドーパント濃度(例えば、2×1015/cm)のウェーハを用いることができる。このとき、結合強度を高める特別な処理(プラズマ処理)は不要であり、図1(a)、(b)に示すように、そのままベースウェーハ2(酸化膜なし)と貼り合わせることができる。酸化膜3の厚さ等は仕様により決定されるべきもので特に限定されるものではないが、例えば150nm程度の厚さの酸化膜を形成させることができる。熱酸化条件としては、例えばパイロジェニック酸化、温度は800〜1200℃、酸化時間は30〜120分とすることができる。
準備するボンドウェーハ1のドーパント濃度としては、貼り合わせ不良、高コスト、外方拡散による抵抗率不良等を抑制し、本発明による効果を十分に得るため、1×1018/cm未満のものを用いることができる。好ましくは、ドーパント濃度が1×1017/cm以下のものを用いることができる。より好ましくは、ドーパント濃度が1×1015/cm以下のものを用いることができる。一方従来法では、図2(a)のように、ボンドウェーハ1´として、ドーパント濃度が1×1018/cm以上のPウェーハが準備される。
Here, as the bond wafer 1, a wafer having a normal dopant concentration (for example, 2 × 10 15 / cm 3 ) can be used. At this time, a special process (plasma process) for increasing the bonding strength is not required, and can be directly bonded to the base wafer 2 (no oxide film) as shown in FIGS. The thickness and the like of the oxide film 3 should be determined according to the specifications and are not particularly limited. For example, an oxide film having a thickness of about 150 nm can be formed. As thermal oxidation conditions, for example, pyrogenic oxidation, temperature can be 800 to 1200 ° C., and oxidation time can be 30 to 120 minutes.
The dopant concentration of the bond wafer 1 is prepared, bonding defects, high cost, suppressing the outward resistivity such as defective by diffusion, to obtain a sufficient effect according to the invention, of less than 1 × 10 18 / cm 3 Can be used. Preferably, a dopant concentration of 1 × 10 17 / cm 3 or less can be used. More preferably, a dopant concentration of 1 × 10 15 / cm 3 or less can be used. On the other hand, in the conventional method, as shown in FIG. 2A, a P + wafer having a dopant concentration of 1 × 10 18 / cm 3 or more is prepared as a bond wafer 1 ′.

次に、図1(c)に示すように、ボンドウェーハ1の剥離熱処理を行い、通常濃度のSOI層5(シード層)を有するSOIウェーハを作製する。   Next, as shown in FIG. 1C, the heat treatment for peeling the bond wafer 1 is performed to produce an SOI wafer having a normal concentration SOI layer 5 (seed layer).

ここで、剥離条件としては、例えば不活性ガス雰囲気で500℃程度の熱処理を行うことでボンドウェーハ1の剥離を行うことができる。
尚、剥離後のボイドやブリスタの発生率については、ボンドウェーハ1として通常のドーパント濃度のウェーハを用いた場合、貼り合わせ前に結合強度を高める特別な処理(プラズマ処理)は行わないが、図2に示す従来のSOIウェーハ製造法において、結合強度を上げるため(剥離後のボイド発生を抑制するため)に高濃度ドーパントのボンドウェーハ表面を貼り合わせ前にプラズマ処理している(図2(b))。これら本発明と従来の製造法とで比較すると、ボイドやブリスタの発生率において同等の結果を得ることができる。
Here, as a peeling condition, for example, the bond wafer 1 can be peeled by performing a heat treatment at about 500 ° C. in an inert gas atmosphere.
As for the occurrence rate of voids and blisters after peeling, when a wafer with a normal dopant concentration is used as the bond wafer 1, no special treatment (plasma treatment) is performed to increase the bond strength before bonding. In the conventional SOI wafer manufacturing method shown in FIG. 2, the bond wafer surface of the high-concentration dopant is plasma-treated before bonding to increase the bond strength (to suppress the generation of voids after peeling) (FIG. 2B )). When these inventions are compared with conventional manufacturing methods, the same results can be obtained in the incidence of voids and blisters.

次に、図1(d)では、HClガス含有雰囲気で平坦化熱処理を行い、その後、平坦化熱処理をしたときの温度を維持したまま、あるいは、所望の温度に調整した後、導入ガスをHCl含有雰囲気からBガス、あるいはPHガスなどのドーパントガス含有雰囲気に切り替え、ドーパントガス熱処理を行う。その後、ドーパントガスをパージするために、一旦ドーパントガス熱処理を行ったときの温度よりも低い温度に降温し、水素ガスのみでパージをする。その後、図1(e)に示すように、シランガス等の原料ガスを導入し、SOI層5上にシリコンエピタキシャル成長を行い、エピタキシャル層6を形成する。
本発明では、ドーパント濃度が低いボンドウェーハを用いて作製した、低ドーパント濃度SOI層の平坦化熱処理をした後に、ドーパントガス熱処理をするため、平坦化熱処理におけるドーパントの外方拡散は問題とはならず、ドーパントガス熱処理時の条件でシード層のドーパント濃度を所望のものとすることができる。一方図2に示すように、従来法では、ドーパント濃度が高いボンドウェーハを用いて作製した、高ドーパント濃度SOI層に対して平坦化熱処理をするため、外方拡散による高抵抗化の問題が生じる。
Next, in FIG. 1 (d), planarization heat treatment is performed in an HCl gas-containing atmosphere, and then the temperature of the planarization heat treatment is maintained or adjusted to a desired temperature, and then the introduced gas is HCl. Switching from the containing atmosphere to an atmosphere containing a dopant gas such as B 2 H 6 gas or PH 3 gas, a dopant gas heat treatment is performed. Thereafter, in order to purge the dopant gas, the temperature is lowered to a temperature lower than the temperature when the dopant gas heat treatment is once performed, and the purge is performed only with hydrogen gas. Thereafter, as shown in FIG. 1E, a source gas such as silane gas is introduced, and silicon epitaxial growth is performed on the SOI layer 5 to form an epitaxial layer 6.
In the present invention, since the dopant gas heat treatment is performed after the planarization heat treatment of the low dopant concentration SOI layer manufactured using the bond wafer having a low dopant concentration, the outward diffusion of the dopant in the planarization heat treatment is not a problem. First, the dopant concentration of the seed layer can be set to a desired value under the conditions during the dopant gas heat treatment. On the other hand, as shown in FIG. 2, in the conventional method, a planarization heat treatment is performed on a high dopant concentration SOI layer manufactured using a bond wafer having a high dopant concentration, which causes a problem of high resistance due to outward diffusion. .

ここで、平坦化熱処理条件としては、特に限定されないが、例えばHClガス含有雰囲気(水素ガス:80slm、HClガス:400sccm)、1100℃、常圧(1013hPa)とすることができる。
また、SOI層と埋め込み酸化膜層の界面近傍を高濃度にするために、ドーパントガス熱処理後のSOI層5に含まれるドーパント濃度を、例えば1×1018/cm以上とすることができる。ドーパントガス熱処理条件としては、特に限定されないが、例えばBガス含有雰囲気(水素ガス:80slm、Bガス:180sccm)、時間は1.5分間とすることができる。
さらに、ドーパントガス熱処理後の貼り合わせウェーハのSOI層5上に、シリコンエピタキシャル成長を行うことができる。これにより、所望のSOI層厚と優れた膜厚均一性を有するSOIウェーハを作製することができ、さらに低抵抗率のSOI層(シード層)上に、それよりも高い抵抗率のSOI層(エピタキシャル層)を有する構造のSOIウェーハを得ることができる。
Here, the planarization heat treatment conditions are not particularly limited, but for example, an atmosphere containing HCl gas (hydrogen gas: 80 slm, HCl gas: 400 sccm), 1100 ° C., and normal pressure (1013 hPa) can be used.
In order to increase the concentration in the vicinity of the interface between the SOI layer and the buried oxide film layer, the dopant concentration contained in the SOI layer 5 after the dopant gas heat treatment can be set to, for example, 1 × 10 18 / cm 3 or more. The dopant gas heat treatment conditions are not particularly limited, for example, B 2 H 6 gas containing atmosphere (hydrogen gas: 80slm, B 2 H 6 gas: 180 sccm), time may be between 1.5 minutes.
Furthermore, silicon epitaxial growth can be performed on the SOI layer 5 of the bonded wafer after the dopant gas heat treatment. As a result, an SOI wafer having a desired SOI layer thickness and excellent film thickness uniformity can be manufactured, and a higher resistivity SOI layer (seed layer) is formed on the lower resistivity SOI layer (seed layer). An SOI wafer having a structure having an epitaxial layer) can be obtained.

また、平坦化熱処理、ドーパントガス熱処理及びエピタキシャル成長を同一装置内で連続的に処理することにより、より効率的に厚膜のSOIウェーハを作製することができる。
さらに、ドーパントガス熱処理終了後からエピタキシャル成長を行うまでの間に、一旦ドーパントガス熱処理を行ったときの温度よりも低い温度に降温したのは、ドーパントガス熱処理とエピタキシャル成長を同一装置で行っているので、エピタキシャル層へドーパントがオートドープしてしまうが、これを低減するためにはドーパントガス熱処理後に所定時間のドーパントガスのパージが必要であり、この時間を高温下で保持することにより引き起こされる、シード層に取り込まれているドーパントの外方拡散による濃度低下を抑制するためである。
また、ドーパントガスパージ処理よる、シード層に取り込まれているボロンの外方拡散を確実に抑制するために、ドーパントガスパージ処理温度を、例えば1050℃以下とすることができる。
Further, by performing the planarization heat treatment, the dopant gas heat treatment and the epitaxial growth continuously in the same apparatus, a thick-film SOI wafer can be produced more efficiently.
Furthermore, since the dopant gas heat treatment and the epitaxial growth were performed in the same apparatus, the temperature was lowered to a temperature lower than the temperature when the dopant gas heat treatment was performed once after the dopant gas heat treatment was completed until the epitaxial growth was performed. The dopant layer is auto-doped into the epitaxial layer, and in order to reduce this, the dopant gas needs to be purged for a predetermined time after the dopant gas heat treatment, and this is caused by holding this time at a high temperature. This is to suppress a decrease in concentration due to the outward diffusion of the dopant incorporated in.
Further, in order to surely suppress the outward diffusion of boron taken into the seed layer by the dopant gas purge process, the dopant gas purge process temperature can be set to, for example, 1050 ° C. or less.

このように本発明の貼り合わせウェーハの製造方法を用いれば、シード層のドーパント濃度を、ドーパントガス熱処理におけるドーパントガス濃度を制御することにより容易に変更することができるので、ボンドウェーハとして、通常のドーパント濃度のウェーハを使用することができる。このために、剥離後のSOI層上のボイドやブリスタの発生率を抑制でき、プラズマ処理などの特殊な表面処理プロセスも省くことができるため、コストを削減することができる。また高いドーパント濃度のウェーハと比べ研磨速度を速めることができ、ボンドウェーハの作製に伴う基板コストの削減をすることができる。さらに、平坦化処理までは、他の仕様の貼り合わせSOIウェーハとプロセスの共通化が可能となり、さらなるコスト削減が可能となる。   As described above, when the bonded wafer manufacturing method of the present invention is used, the dopant concentration of the seed layer can be easily changed by controlling the dopant gas concentration in the dopant gas heat treatment. Dopant concentration wafers can be used. For this reason, since the incidence rate of voids and blisters on the SOI layer after peeling can be suppressed and a special surface treatment process such as plasma treatment can be omitted, the cost can be reduced. Further, the polishing rate can be increased as compared with a wafer having a high dopant concentration, and the substrate cost associated with the production of the bond wafer can be reduced. Furthermore, the process can be shared with the bonded SOI wafer having other specifications until the planarization process, and the cost can be further reduced.

以下、実験例、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to experimental examples, examples, and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.

(実験例)
図3は、枚葉式エピタキシャル成長装置に下記のSOIウェーハをセットし、ガス流量(水素ガス:53slm、Bガス:180sccm)と熱処理温度(1100℃)を一定として熱処理を行い、熱処理後のシード層(SOI層)抵抗率とB濃度、熱処理時間(1.5分、3分、5分間)との関係を示したものである。尚、抵抗率は四探針法で測定した。
図3によれば、抵抗率はB濃度が高くなるに従って、また処理時間が長くなるほど低くなっており、ボロンのドーピング量は、B濃度と時間で制御することが可能であることを示している。さらに本実験の範囲では1×1019/cm以上の高濃度ドープが可能であることも示している。

(エピ成長用SOIウェーハ)
SOI層(シード層):p型、<100>、ドーパント濃度1×1015/cm
BOX層:145nm
ベースウェーハ:p型、<100>、ドーパント濃度1×1015/cm
直径:300mm
(Experimental example)
In FIG. 3, the following SOI wafer is set in a single wafer epitaxial growth apparatus, heat treatment is performed at a constant gas flow rate (hydrogen gas: 53 slm, B 2 H 6 gas: 180 sccm) and heat treatment temperature (1100 ° C.). 3 shows the relationship between the seed layer (SOI layer) resistivity, the B 2 H 6 concentration, and the heat treatment time (1.5 minutes, 3 minutes, 5 minutes). The resistivity was measured by the four probe method.
According to FIG. 3, the resistivity decreases as the B 2 H 6 concentration increases and the treatment time increases, and the boron doping amount can be controlled by the B 2 H 6 concentration and time. It shows that there is. Further, in the range of this experiment, it is shown that high concentration doping of 1 × 10 19 / cm 3 or more is possible.

(Epitaxial SOI wafer)
SOI layer (seed layer): p-type, <100>, dopant concentration 1 × 10 15 / cm 3
BOX layer: 145 nm
Base wafer: p-type, <100>, dopant concentration 1 × 10 15 / cm 3
Diameter: 300mm

(比較例)
図2は、高濃度シード層を有するSOIウェーハの従来法による作製フローを示している。ボンドウェーハとしてPウェーハ(B濃度:1×1019/cm)を用意し、150nmの酸化膜を形成したのちに水素イオン注入を行った。
次に、結合強度を上げるため(剥離後のボイドやブリスタの発生を抑制するため)にウェーハ表面をプラズマ処理し、ベースウェーハ(酸化膜なし)と貼り合わせ、500℃で剥離熱処理を行い、高濃度のSOI層(シード層)を有するSOIウェーハを作製した。
次に、枚葉式エピ装置により、HClガス含有雰囲気(水素ガス:80slm、HClガス:400sccm)で平坦化熱処理(1100℃、常圧(1013hPa))を行い、その後、連続して下記の条件で3.5μmのエピタキシャル成長を行った。

(エピ成長条件)
圧力:常圧(1013hPa(760torr))
温度:1080℃、1000℃
ガス:H 60slm、SiHCl 7slm
(Comparative example)
FIG. 2 shows a flow of manufacturing an SOI wafer having a high concentration seed layer by a conventional method. A P + wafer (B concentration: 1 × 10 19 / cm 3 ) was prepared as a bond wafer, and after forming an oxide film of 150 nm, hydrogen ion implantation was performed.
Next, in order to increase the bond strength (to suppress the generation of voids and blisters after peeling), the wafer surface is plasma treated, bonded to a base wafer (no oxide film), and subjected to peeling heat treatment at 500 ° C. An SOI wafer having a concentration SOI layer (seed layer) was produced.
Next, planarization heat treatment (1100 ° C., normal pressure (1013 hPa)) is performed in an HCl gas-containing atmosphere (hydrogen gas: 80 slm, HCl gas: 400 sccm) using a single wafer type epi apparatus, and then the following conditions are continuously applied. Then, epitaxial growth of 3.5 μm was performed.

(Epi growth conditions)
Pressure: Normal pressure (1013 hPa (760 torr))
Temperature: 1080 ° C, 1000 ° C
Gas: H 2 60 slm, SiHCl 3 7 slm

(実施例)
図1は、本発明による高濃度シード層を有するSOIウェーハの作製フローを示している。ボンドウェーハにはPウェーハ(B濃度:2×1015/cm)を用い、150nmの熱酸化膜を形成したのちに水素イオン注入を行った。
ボンドウェーハは通常のドーパント濃度(比較的低濃度)であるので結合強度を高める特別な処理(プラズマ処理)は不要で、そのままベースウェーハ(酸化膜なし)と貼り合わせ、500℃で剥離熱処理を行い、通常濃度のSOI層(シード層)を有するSOIウェーハを作製した。
次に枚葉式エピ装置により、HClガス含有雰囲気(水素ガス:80slm、HClガス:400sccm)で平坦化熱処理(1100℃、常圧(1013hPa))を行い、その後、1100℃を維持したまま、枚葉式エピ装置の導入ガスをHClガス含有雰囲気からBガス含有雰囲気(水素ガス:53slm、Bガス(100ppm):180sccm)に切替え、1.5分間のドーパントガス熱処理を行った。その後、ドーパントガスをパージするために一旦1000℃まで降温し、1分間水素ガスのみでパージした後に、比較例と同一条件で3.5μmのエピタキシャル成長を行った。(この際、平坦化熱処理、ドーパントガス熱処理、及び、エピ成長は、同一装置内で連続処理にて行った。)
(Example)
FIG. 1 shows a manufacturing flow of an SOI wafer having a high concentration seed layer according to the present invention. A P - wafer (B concentration: 2 × 10 15 / cm 3 ) was used as a bond wafer, and after forming a thermal oxide film of 150 nm, hydrogen ion implantation was performed.
Since the bond wafer has a normal dopant concentration (relatively low concentration), no special treatment (plasma treatment) to increase the bond strength is required, and it is directly bonded to the base wafer (no oxide film) and subjected to a peeling heat treatment at 500 ° C. Then, an SOI wafer having a normal concentration SOI layer (seed layer) was produced.
Next, planarization heat treatment (1100 ° C., normal pressure (1013 hPa)) is performed in an HCl gas-containing atmosphere (hydrogen gas: 80 slm, HCl gas: 400 sccm) by a single wafer epi apparatus, and then, while maintaining 1100 ° C., The introduction gas of the single wafer type epi apparatus is switched from an HCl gas-containing atmosphere to a B 2 H 6 gas-containing atmosphere (hydrogen gas: 53 slm, B 2 H 6 gas (100 ppm): 180 sccm), and a dopant gas heat treatment is performed for 1.5 minutes. went. Thereafter, in order to purge the dopant gas, the temperature was once lowered to 1000 ° C., and after purging with only hydrogen gas for 1 minute, epitaxial growth of 3.5 μm was performed under the same conditions as in the comparative example. (At this time, the planarization heat treatment, the dopant gas heat treatment, and the epi growth were performed by continuous treatment in the same apparatus.)

図4及び図5は、比較例(従来プロセス)と実施例(本発明プロセス)によって作製した高濃度シード層を有するSOIウェーハのボロン濃度プロファイルを示している。
また、表1にはシード層のボロン濃度について、比較例(従来プロセス)と実施例(本発明プロセス)の比較を示している。
比較例(従来プロセス)では、初期ボロン濃度1×1019/cmのウェーハを使用したとしてもSOI製造後はシード層のボロン濃度(ピーク濃度)が初期の半分以下の濃度になってしまっている。これに対して、実施例(本発明プロセス)では、ボロン濃度2×1015/cmのウェーハを用いてもドーパントガス熱処理によってエピタキシャル成長後のシード層のボロン濃度(ピーク濃度)を1×1019/cm程度まで高めることができることを示している。
また、シード層のボロン濃度はエピタキシャルの成長温度にも影響され、低温エピ成長程シード層のボロン濃度の低下は抑制できる。
尚、図4及び図5のBOX、BASEはそれぞれ、埋め込み酸化膜、ベースウェーハを示している。
4 and 5 show boron concentration profiles of an SOI wafer having a high-concentration seed layer produced by a comparative example (conventional process) and an example (process of the present invention).
Table 1 shows a comparison between the comparative example (conventional process) and the example (process of the present invention) regarding the boron concentration in the seed layer.
In the comparative example (conventional process), even if a wafer having an initial boron concentration of 1 × 10 19 / cm 3 is used, the boron concentration (peak concentration) of the seed layer is less than half of the initial concentration after the SOI manufacturing. Yes. On the other hand, in the example (process of the present invention), the boron concentration (peak concentration) of the seed layer after epitaxial growth by the dopant gas heat treatment is 1 × 10 19 even when a wafer having a boron concentration of 2 × 10 15 / cm 3 is used. It shows that it can be increased to about / cm 3 .
Further, the boron concentration of the seed layer is also affected by the epitaxial growth temperature, and the lowering of the boron concentration of the seed layer can be suppressed as the temperature is low.
Note that BOX and BASE in FIGS. 4 and 5 indicate a buried oxide film and a base wafer, respectively.

Figure 2012064802
Figure 2012064802

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。
また、本発明は、ボンドウェーハとして高抵抗ウェーハを用いる場合を中心に説明したが、ボンドウェーハとしてドーパント濃度が1×1018/cm以上の低抵抗ウェーハを用いることを排除するものではない。この場合であっても、本発明では、平坦化熱処理後にドーパントガス熱処理をするため、平坦化熱処理での外方拡散によるシード層の高抵抗化の問題を改善することはできる。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
Although the present invention has been described mainly using a high-resistance wafer as a bond wafer, it does not exclude the use of a low-resistance wafer having a dopant concentration of 1 × 10 18 / cm 3 or more as the bond wafer. Even in this case, in the present invention, since the dopant gas heat treatment is performed after the flattening heat treatment, the problem of increasing the resistance of the seed layer due to outward diffusion in the flattening heat treatment can be improved.

1,1´…ボンドウェーハ、 2…ベースウェーハ、 3…酸化膜、 4…イオン注入層、 5…SOI層、 6…エピタキシャル層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1 '... Bond wafer, 2 ... Base wafer, 3 ... Oxide film, 4 ... Ion implantation layer, 5 ... SOI layer, 6 ... Epitaxial layer.

Claims (7)

ボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンのうち少なくとも一種類のガスイオンを注入してイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接あるいは酸化膜を介して貼り合わせた後、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させることにより、前記ベースウェーハ上にシリコン薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製し、該貼り合せウェーハに水素もしくは塩化水素を含む雰囲気で平坦化熱処理を行う貼り合わせウェーハの製造方法において、
前記シリコン薄膜のドーパント濃度を制御するために、前記平坦化熱処理後に、前記平坦化熱処理を行った熱処理装置内にドーパントガスを流して熱処理することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。
At least one kind of hydrogen ion or rare gas ion is implanted from the surface of the bond wafer to form an ion implantation layer, and the surface of the bond wafer and the surface of the base wafer are directly or oxide-coated. Then, a bonded wafer having a silicon thin film is produced on the base wafer by peeling the bond wafer with the ion implantation layer, and the bonded wafer is flattened in an atmosphere containing hydrogen or hydrogen chloride. In the manufacturing method of the bonded wafer that performs the chemical heat treatment,
In order to control the dopant concentration of the silicon thin film, after the planarization heat treatment, a thermal treatment is performed by flowing a dopant gas into a heat treatment apparatus that has performed the planarization heat treatment.
前記ボンドウェーハとして、ドーパント濃度が1×1018/cm未満のものを用いることを特徴とする請求項1に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。 The method for producing a bonded wafer according to claim 1, wherein the bond wafer has a dopant concentration of less than 1 × 10 18 / cm 3 . 前記ドーパントガスを流して熱処理した後の前記シリコン薄膜に含まれるドーパント濃度を、1×1018/cm以上に制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。 3. The bonded wafer according to claim 1, wherein the dopant concentration contained in the silicon thin film after the heat treatment by flowing the dopant gas is controlled to 1 × 10 18 / cm 3 or more. Manufacturing method. 前記ドーパントガス熱処理後の前記貼り合わせウェーハの前記シリコン薄膜上に、シリコンエピタキシャル成長を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。   The method for producing a bonded wafer according to any one of claims 1 to 3, wherein silicon epitaxial growth is performed on the silicon thin film of the bonded wafer after the dopant gas heat treatment. 前記平坦化熱処理、前記ドーパントガス熱処理及び前記シリコンエピタキシャル成長を同一装置内で連続的に処理することを特徴とする請求項4に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。   The method for producing a bonded wafer according to claim 4, wherein the planarization heat treatment, the dopant gas heat treatment, and the silicon epitaxial growth are successively processed in the same apparatus. 前記ドーパントガス熱処理終了後から前記シリコンエピタキシャル成長を行うまでの間に、前記ドーパントガス熱処理温度よりも温度を下げた状態で前記ドーパントガスをパージする処理を行うことを特徴とする請求項5に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。   6. The process of purging the dopant gas in a state where the temperature is lower than the dopant gas heat treatment temperature after the dopant gas heat treatment is completed and before the silicon epitaxial growth is performed. Manufacturing method for bonded wafers. 前記ドーパントガスパージ処理を行う温度を1050℃以下とすることを特徴とする請求項6に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。

The method for producing a bonded wafer according to claim 6, wherein a temperature at which the dopant gas purge process is performed is set to 1050 ° C. or less.

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