JP2735150B2 - Method for manufacturing composite semiconductor substrate - Google Patents

Method for manufacturing composite semiconductor substrate

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JP2735150B2
JP2735150B2 JP27882494A JP27882494A JP2735150B2 JP 2735150 B2 JP2735150 B2 JP 2735150B2 JP 27882494 A JP27882494 A JP 27882494A JP 27882494 A JP27882494 A JP 27882494A JP 2735150 B2 JP2735150 B2 JP 2735150B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】本発明は、半導体基板及びその製造方法に
係り、特に高機能あるいは高性能な半導体デバイスを作
り込むのに適した素子形成用基板のための半導体基板の
接合方法に関する
[0001] The present invention relates to a semiconductor substrate and a manufacturing method thereof, and more particularly to a bonding method of a semiconductor substrate for element formation substrate suitable for fabricate the high performance or high-performance semiconductor devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体単結晶領域を相互に分離する方法
として知られている誘電体分離技術は、標準的な接合分
離技術に比べてデバイス間の絶縁分離が極めて良好であ
り、適用回路の制限が少ないことから、高耐圧や大電流
のパワーICに適している。典型的な誘電体分離方式と
してEPIC(Epitaxial Passivated Integrated Cir
cuit)方式が知られているが、大口径ウェハへの対応
や、製造コスト等に問題があり、種々の他の方法が検討
されている。複数の半導体基板を張り合わせて基板を製
造するSOI(Silicon On Insulator)技術もその一つ
である。基板の張り合わせ方法としては、例えば、特開
昭61−242033号公報、特開昭62−17793
8号公報に開示された方法がある。このうち、特開昭6
1−242033号公報は、四塩化珪素を主成分とする
原料を酸水素炎で燃焼して得られるすす状物質を半導体
基板表面に堆積し、保持基板を重ね合わせた後、ヘリウ
ムガスと酸素ガスの混合ガス雰囲気で加熱処理しすす状
物質を焼結して半導体基板を接合する方法を開示してい
る。この方法は、結晶欠陥の少ない、大口径の複合半導
体基板を比較的低コストで製造できる点で優れた方法で
ある。
2. Description of the Related Art A dielectric isolation technique, which is known as a method of isolating semiconductor single crystal regions from each other, has extremely good insulation isolation between devices as compared with a standard junction isolation technique, and limits the application circuit. Therefore, it is suitable for a power IC having a high withstand voltage and a large current. A typical dielectric isolation method is EPIC (Epitaxial Passivated Integrated Circuit).
Although the cuit) method is known, there are problems in handling large-diameter wafers and manufacturing costs, and various other methods are being studied. SOI (Silicon On Insulator) technology for manufacturing a substrate by bonding a plurality of semiconductor substrates is one of them. As a method of bonding substrates, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-242033 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-17793
No. 8 discloses a method. Of these,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-242033 discloses that a soot-like substance obtained by burning a raw material containing silicon tetrachloride as a main component in a oxyhydrogen flame is deposited on a surface of a semiconductor substrate, and a holding substrate is overlapped with the helium gas and oxygen gas. Discloses a method of bonding a semiconductor substrate by sintering a soot-like substance by heat treatment in a mixed gas atmosphere. This method is excellent in that a large-diameter composite semiconductor substrate having few crystal defects can be manufactured at a relatively low cost.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭61−
242033号公報に記載された貼り合わせ方法に従っ
て、図1に示すような複数個の半導体単結晶領域を有す
る複合半導体基板を製造するには、いくつかの問題点を
生ずる場合がある。この製造工程は、図2に示すよう
に、四塩化珪素を主成分とする原料を酸水素炎中で燃焼
させて得られたすす状物質130を用いて、V溝の付い
た半導体基板10と支持基板15とを貼り合わせた後、
半導体基板10を研磨加工し互いに絶縁分離された半導
体単結晶領域11を形成することからなる。しかし、こ
の製造方法では、研磨加工の時に割れたり、欠けが生じ
たり、また半導体単結晶領域11に素子を形成するプロ
セス時に、島状の半導体単結晶領域11の微小な動きが
生じたり、さらには、貼り合わせた半導体基板間に剥離
が発生したりすることが頻繁に生ずるという問題があっ
た。また、高価なヘリウムガスを大量に使用しなければ
ならないという問題もあった。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Manufacturing a composite semiconductor substrate having a plurality of semiconductor single crystal regions as shown in FIG. 1 according to the bonding method described in Japanese Patent No. 242033 may cause some problems. As shown in FIG. 2, this manufacturing process uses a soot-like substance 130 obtained by burning a raw material containing silicon tetrachloride as a main component in an oxyhydrogen flame to form a semiconductor substrate 10 having a V-groove. After bonding with the support substrate 15,
The semiconductor substrate 10 is polished to form semiconductor single crystal regions 11 which are insulated and separated from each other. However, in this manufacturing method, cracking or chipping occurs at the time of polishing, or minute movement of the island-shaped semiconductor single crystal region 11 occurs during a process of forming an element in the semiconductor single crystal region 11, and furthermore, However, there is a problem that peeling frequently occurs between the bonded semiconductor substrates. Another problem is that a large amount of expensive helium gas must be used.

【0004】本発明の目的は、従来の複合半導体基板の
製造方法における上記の欠点を解消し、歩留まり良く、
しかも安価に複合半導体基板を製造する方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages in the conventional method for manufacturing a composite semiconductor substrate, to improve the yield,
It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a composite semiconductor substrate at low cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本願発明者らは、上記の
問題点、即ち、研磨加工の時の割れ、欠け、さらに島状
の半導体単結晶領域の微小な動きの原因を詳細に調べた
結果、半導体基板とガラス層(前記すす状物質を焼結し
て得られる)との接合面に微小な空孔が欠陥として存在
することによって、このような問題が生ずることが分か
った。そして、このような空孔は、特に溝付き基板の溝
の谷の部分に生じ易いことをつきとめた。そこで本願発
明者らは、前記の空孔が生じないような製造方法を見い
だすべく研究を進めた結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明は、ケイ素化合物を主成分とする原料
を酸水素炎中で燃焼させることで得られるSiO2 を主
成分とする、すす状物質を半導体基板表面に堆積せし
める工程と、前記すす状物質の堆積上に、接合すべき他
の保持基板を載置して、実質的に酸素ガスからなる雰囲
気中で加熱処理し、前記すす状物質の堆積物を焼結せし
める工程とからなることを特徴とする複合半導体基板
製造方法に関する。
Means for Solving the Problems The present inventors have investigated in detail the above problems, namely, the causes of cracks and chips during polishing, and the minute movements of island-like semiconductor single crystal regions. As a result, it has been found that such a problem is caused by the presence of minute holes as defects at the joint surface between the semiconductor substrate and the glass layer (obtained by sintering the soot-like substance). It has been found that such holes are likely to be formed particularly in the valleys of the grooves of the grooved substrate. The inventors of the present application have conducted research to find a manufacturing method that does not generate the above-mentioned voids, and as a result, have completed the present invention. That is, the present invention provides a step of depositing a soot-like substance containing SiO 2 as a main component obtained by burning a raw material containing a silicon compound as a main component in an oxyhydrogen flame on a surface of a semiconductor substrate ; Placing another holding substrate to be bonded on the deposition of the particulate matter, performing heat treatment in an atmosphere substantially consisting of oxygen gas, and sintering the deposit of the soot-like substance. And a method for manufacturing a composite semiconductor substrate .

【0006】さらに本発明は、前記ケイ素化合物にホウ
素化合物、リン化合物およびゲルマニウム化合物のうち
少なくとも一種を添加した原料を用いることを特徴とす
る複合半導体基板の製造方法に関する。
Further, the present invention relates to a method for manufacturing a composite semiconductor substrate , characterized by using a raw material obtained by adding at least one of a boron compound, a phosphorus compound and a germanium compound to the silicon compound.

【0007】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明に用いられるケイ素化合物は、酸水素炎中で燃焼さ
せることによりSiO2 を生成する化合物であればよ
く、一般式SiR1 2 3 4 で表される化合物(置
換基R1 、 R2 、 R3 およびR4 は互いに同一でも異な
っていてもよく、ハロゲン、水素、アルキル基、アルキ
ルオキシ基から選ばれる置換基である。);ジシロキサ
ン、ポリシロキサン等のケイ素原子を2個以上含有する
シロキサン類;ジシラン、ポリシラン等のケイ素原子を
2個以上含有するシラン類等を挙げることができる。こ
の中でも、得られるSiO2 の質および粒度等の観点か
ら好ましいのは、一般式SiR1 2 3 4 で表され
る化合物であって、置換基R1 、 R2 、 R3 およびR4
( R1 〜R4 は互いに同一でも異なっていてもよい)
が、塩素、水素、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1
〜3のアルキルオキシ基から選ばれる置換基である場合
である。この中でも特に好ましいのは、上記の置換基R
1 、 R2 、 R3 およびR4 ( R1 〜R4 は互いに同一で
も異なっていてもよい)が、塩素または水素である場合
である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The silicon compound used in the present invention may be any compound that generates SiO 2 by burning in an oxyhydrogen flame, and may be a compound represented by the general formula SiR 1 R 2 R 3 R 4 (substituent R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and each is a substituent selected from halogen, hydrogen, an alkyl group and an alkyloxy group.); Two silicon atoms such as disiloxane and polysiloxane Silanes containing two or more silicon atoms such as disilane and polysilane. Among them, preferred from the viewpoint of the quality and particle size of the obtained SiO 2 are compounds represented by the general formula SiR 1 R 2 R 3 R 4 , wherein the substituents R 1 , R 2 , R 3 and R Four
(R 1 to R 4 may be the same or different from each other)
Is chlorine, hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, 1 carbon atom
This is the case where the substituent is a substituent selected from the above-mentioned alkyloxy groups. Among them, particularly preferred are the substituents R
1 , R 2 , R 3 and R 4 (R 1 to R 4 may be the same or different) are chlorine or hydrogen.

【0008】本発明では、上記のケイ素化合物にさらに
ホウ素化合物、リン化合物およびゲルマニウム化合物の
うち少なくとも一種を添加した原料を、酸水素炎中に供
給することが好ましい。これらの化合物の添加によっ
て、すす状物質を焼結する温度を低下することができる
からである。ホウ素化合物、リン化合物およびゲルマニ
ウム化合物は酸水素炎中で燃焼させることにより、それ
ぞれホウ素、リンおよびゲルマニウムの酸化物を生成す
るような化合物であれば良く、ホウ素化合物としては、
三塩化ホウ素、ボラン(BH3 、 B2 H 6 ) 等を挙げる
ことができ、またリン化合物としては、五塩化リン、オ
キシ塩化リン(POCl3 ) 、ホスフィン(PH3 ) 等
を挙げることができ、さらに、ゲルマニウム化合物とし
ては、四塩化ゲルマニウム、ゲルマン(GeH4 ) 等を
挙げることができる。この中でも、供給が容易であるこ
とから好ましいのは三塩化ホウ素、五塩化リン、オキシ
塩化リン(POCl3 ) および四塩化ゲルマニウムであ
る。
In the present invention, it is preferable to supply a raw material obtained by further adding at least one of a boron compound, a phosphorus compound and a germanium compound to the above-mentioned silicon compound into an oxyhydrogen flame. This is because the temperature at which the soot-like substance is sintered can be lowered by adding these compounds. The boron compound, the phosphorus compound and the germanium compound may be compounds that generate oxides of boron, phosphorus and germanium by burning in an oxyhydrogen flame, respectively.
Examples include boron trichloride and borane (BH 3 , B 2 H 6 ). Examples of the phosphorus compound include phosphorus pentachloride, phosphorus oxychloride (POCl 3 ), and phosphine (PH 3 ). Further, examples of the germanium compound include germanium tetrachloride and germane (GeH 4 ). Of these, boron trichloride, phosphorus pentachloride, phosphorus oxychloride (POCl 3 ), and germanium tetrachloride are preferred because they are easily supplied.

【0009】上記原料の酸水素炎中への供給は、上記原
料が気体であればバルブ等で流量を調整しながら、直接
酸水素炎中に、または水素若しくは酸素に混合して酸素
炎中に供給して行う。上記原料が液体であれば、噴霧装
置によって供給するか、あるいは水素ガス、酸素ガスま
たはアルゴンガス若しくは窒素ガス等の不活性ガスをキ
ャリアーとして、原料の蒸気を同伴させることにより、
供給することができる。
If the raw material is supplied to the oxyhydrogen flame, the raw material is a gas, while the flow rate is adjusted with a valve or the like, directly into the oxyhydrogen flame, or mixed with hydrogen or oxygen into the oxygen flame. Supply and do. If the raw material is a liquid, it is supplied by a spraying device, or by using an inert gas such as hydrogen gas, oxygen gas or argon gas or nitrogen gas as a carrier, and accompanying the vapor of the raw material,
Can be supplied.

【0010】酸水素炎に供給された上記原料は、火炎加
水分解され、SiO2 を主成分とするすす状物質を生成
する。このすす状物質はガラスの超微粒子であって、粒
径は0.05〜0.2μm程度のものができる。尚、酸
水素炎とは、酸素と水素を同時に供給することによって
得られる燃焼炎である。
The raw material supplied to the oxyhydrogen flame is flame-hydrolyzed to form a soot-like substance mainly composed of SiO 2 . This soot-like substance is ultrafine glass particles having a particle size of about 0.05 to 0.2 μm. The oxyhydrogen flame is a combustion flame obtained by simultaneously supplying oxygen and hydrogen.

【0011】生成するすす状物質は、貼り合わせを行う
半導体基板の表面に直ちに堆積させられる。堆積は、酸
水素炎を半導体基板に直接吹き付けることによって行う
ことが好ましい。ここで用いられる半導体基板は、使用
の目的によって選ぶことができるが、通常はシリコン等
の半導体の単結晶基板である。該基板の表面の形状は、
平坦であってもよいが、特に本発明の効果が現れるの
は、V字溝、トレンチ溝等の溝を表面に有している基板
である。特に溝の谷の部分に空孔が生じ易いからであ
る。半導体基板の表面は、必要に応じてシリコン酸化物
等の絶縁膜で覆われていることが好ましい。
The soot-like substance produced is immediately deposited on the surface of the semiconductor substrate to be bonded. Preferably, the deposition is performed by blowing an oxyhydrogen flame directly onto the semiconductor substrate. The semiconductor substrate used here can be selected depending on the purpose of use, but is usually a single crystal substrate of a semiconductor such as silicon. The shape of the surface of the substrate is
Although the substrate may be flat, the effect of the present invention is particularly exhibited in a substrate having a groove such as a V-shaped groove or a trench on the surface. This is because voids are likely to be formed particularly in the valleys of the grooves. It is preferable that the surface of the semiconductor substrate is covered with an insulating film such as silicon oxide as necessary.

【0012】次いで、接合すべき他の保持基板を、すす
状物質の堆積の上に載置する。ここで用いる保持基板
は、前記半導体基板と、熱膨張率の近いものが好まし
い。熱膨張率が大きく異なると、接合面に歪を生じた
り、接合後の基板が反ったりするからである。
Next, another holding substrate to be bonded is placed on the soot-like material stack. It is preferable that the holding substrate used here has a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor substrate. This is because if the thermal expansion coefficients are significantly different, the joint surface may be distorted or the joined substrate may warp.

【0013】次いで、前記すす状物質を加熱処理するこ
とによって焼結させるが、本発明に於いては、この工程
を実質的に酸素ガス中において行う。即ち、酸素ガスが
90%以上且つヘリウムガスが2%以下であり、その他
のガスとして半導体基板等に対し反応性があるものを含
まない雰囲気である。好ましくは、酸素ガスが95%以
上、さらに好ましくは99%以上である。酸素ガスの含
有率が大きいほど本願発明の効果が大きく現れるからで
ある。即ち、従来は、このような焼結を行うのに、酸素
ガスとヘリウムガスの混合ガス中で行うのが常識化して
いた。しかしながら、本願発明者らは焼結を行うのに実
質的に酸素ガス中で熱処理すると、驚くべきことに前述
の空孔が全く生じないか、生じても極めて発生率が小さ
く、あるいは微小であることを見いだした。
Next, the soot-like substance is sintered by heat treatment. In the present invention, this step is performed substantially in oxygen gas. That is, the atmosphere contains 90% or more of oxygen gas and 2% or less of helium gas, and does not include other gases that are reactive with the semiconductor substrate or the like. Preferably, the oxygen gas content is 95% or more, more preferably 99% or more. This is because the effect of the present invention increases as the oxygen gas content increases. That is, conventionally, such sintering has been commonly performed in a mixed gas of oxygen gas and helium gas. However, when the present inventors heat-treat in substantially oxygen gas to perform sintering, surprisingly, the above-mentioned vacancies are not generated at all, or even if they are generated, the generation rate is extremely small or minute. I found something.

【0014】焼結時の熱処理温度は、800℃〜140
0℃である。添加するホウ素化合物、リン化合物および
ゲルマニウム化合物の量が多いほど低温で処理すること
ができる。
The heat treatment temperature during sintering is 800 ° C. to 140 ° C.
0 ° C. The larger the amount of the boron compound, the phosphorus compound and the germanium compound to be added, the lower the temperature.

【0015】このように、すす状物質は焼結されるとガ
ラス化し、半導体基板と保持基板が貼り合わされるので
ある。この後、半導体基板を、貼り合わせ面と反対側か
ら研削しさらに研磨することにより、複合半導体基板が
製造される。貼り合わせに用いる半導体基板がV字状の
溝、トレンチ溝等の溝付き基板であれば、研削・研磨工
程を経て、島状に分離された半導体単結晶領域が得られ
る。
As described above, the soot-like substance is vitrified when sintered, and the semiconductor substrate and the holding substrate are bonded to each other. Then, the composite semiconductor substrate is manufactured by grinding and polishing the semiconductor substrate from the side opposite to the bonding surface. If the semiconductor substrate used for bonding is a substrate having a groove such as a V-shaped groove or a trench groove, an island-shaped separated semiconductor single crystal region can be obtained through a grinding / polishing process.

【0016】[0016]

【作用】本発明は、以上のようにケイ素化合物を主成分
とする原料を酸水素炎中で燃焼させることで得られるS
iO2 を主成分とする、すす状物質を半導体基板の表面
に堆積せしめてから、他の保持基板を載置して、実質的
に酸素ガスからなる雰囲気中で加熱処理することで、半
導体基板とガラス層との間に空孔が生じないようにする
ことができる。この効果は、酸素ガスとヘリウムガスと
の混合ガス中で焼結することによっては得られないもの
である。
According to the present invention, as described above, sulfur obtained by burning a raw material containing a silicon compound as a main component in an oxyhydrogen flame is used.
After depositing a soot-like substance containing iO 2 as a main component on the surface of the semiconductor substrate, another holding substrate is placed, and heat treatment is performed in an atmosphere substantially composed of oxygen gas. It is possible to prevent the occurrence of voids between the glass layer and the glass layer. This effect cannot be obtained by sintering in a mixed gas of oxygen gas and helium gas.

【0017】[0017]

【実施例】本発明について、さらに具体的に以下に示す
が、本発明はこれに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically below, but the present invention is not limited thereto.

【0018】まず、V字状に加工した凹部を有する基板
は次のようにして製作した。図3に示すように、面方位
(001)面を有する4インチ径、厚さ525μmのシ
リコン基板10の表面に、フォトリソグラフィ及び異方
性エッチングにより50μmの深さにV溝を形成した。
V溝の形成は、フォトエッチングにより、SiO2 のマ
スクを作製し、Siが露出した領域を、KOHの20%
水溶液90重量部、イソプロピルアルコール5重量部及
びn−ブチルアルコール5重量部を加えた、いわゆる異
方性エッチング液で温度80℃でエッチングすることに
より作製した。引き続き熱酸化によってV溝の表面に絶
縁膜12としてSiO2 を形成した(図3(c))。
First, a substrate having a concave portion processed into a V-shape was manufactured as follows. As shown in FIG. 3, a V-groove was formed at a depth of 50 μm by photolithography and anisotropic etching on the surface of a silicon substrate 10 having a (001) plane and a diameter of 4 inches and a thickness of 525 μm.
To form the V-groove, a mask of SiO 2 was prepared by photoetching, and the region where Si was exposed
It was prepared by etching at a temperature of 80 ° C. with a so-called anisotropic etching solution to which 90 parts by weight of an aqueous solution, 5 parts by weight of isopropyl alcohol and 5 parts by weight of n-butyl alcohol were added. Subsequently, SiO 2 was formed as an insulating film 12 on the surface of the V groove by thermal oxidation (FIG. 3C).

【0019】ガス状のSiCl4 (供給量210ml/
min)及びガス状のBCl3 (供給量105ml/m
in)を石英製バーナーの中心管20に導入し、水素
(0.85l/min)と酸素(5l/min)からな
る燃焼炎(酸水素炎)中に供給し、分解して得られるす
す状物質を、V溝の付いた半導体基板表面に堆積させた
(図4および図3(d))。
Gaseous SiCl 4 (supply amount 210 ml /
min) and gaseous BCl 3 (supply rate 105 ml / m
in) is introduced into a central tube 20 of a quartz burner, and supplied into a combustion flame (oxyhydrogen flame) composed of hydrogen (0.85 l / min) and oxygen (5 l / min), soot obtained by decomposition. The material was deposited on the surface of the semiconductor substrate with the V-groove (FIGS. 4 and 3 (d)).

【0020】別に用意した支持基板であるシリコン基板
15を、すす状物質の堆積の上に重ね合わせ、加熱炉内
において、酸素雰囲気中で1280℃に昇温し加熱した
ところ、すす状物質が焼結し、厚さ20μmまで体積収
縮すると同時に均一にガラス化し、二枚のシリコン基板
同士が均一に貼り合わされた(図3(e))。
A silicon substrate 15, which is a supporting substrate prepared separately, is superimposed on the soot-like substance, and heated to 1280 ° C. in an oxygen atmosphere in a heating furnace. Then, the volume shrunk to a thickness of 20 μm, and at the same time vitrified uniformly, and the two silicon substrates were uniformly bonded to each other (FIG. 3E).

【0021】このようにして接合された基板を、超音波
画像探査装置(オリンパス社製 UH Pulse20
0)で調べたところ、空孔が全く存在しないことを確認
した。さらに、この基板のへき開面を走査型電子顕微鏡
で観察したところ、V字状の溝の隅々までガラスが充填
されていた。
The substrate thus bonded is connected to an ultrasonic image probe (UH Pulse 20 manufactured by Olympus Corporation).
Inspection in 0) confirmed that no holes were present. Further, when the cleaved surface of this substrate was observed with a scanning electron microscope, it was found that the glass was filled in every corner of the V-shaped groove.

【0022】次にシリコン基板10の貼り合わせの反対
面から研削加工を施し、所定の厚みに加工後、さらにメ
カノケミカル研磨法を用いて研磨加工し、互いに絶縁分
離された島状の半導体単結晶領域を形成した(図3
(f))。このとき、研磨加工の際に基板の割れや、欠
けが生ずることもなく歩留まりよく製造することができ
た。また、このようにして製造された複合半導体基板
は、素子形成のために熱処理を含むプロセスを経ても、
島状の半導体単結晶領域が微小に動く等の問題がなかっ
た。
Next, grinding is performed from the opposite side of the bonding of the silicon substrate 10 to a predetermined thickness, and further, is polished by using a mechanochemical polishing method. An area was formed (FIG. 3
(F)). At this time, the substrate could be manufactured with good yield without cracking or chipping of the substrate during polishing. In addition, the composite semiconductor substrate manufactured in this manner is subjected to a process including heat treatment for forming an element,
There was no problem such as minute movement of the island-shaped semiconductor single crystal region.

【0023】[比較例]実施例において、加熱炉内にお
いて加熱してすす状物質をガラス化させる際に、酸素6
0%とヘリウム40%とからなる混合ガスを用いた以外
は実施例を繰り返した。実施例と同様に貼り合わせ後に
超音波画像探査装置(オリンパス社製 UHPulse
200)で調べたところ、図5のように空孔が基板上の
いたるところに存在していた。さらに、この基板のへき
開面を走査型電子顕微鏡で観察すると、図6のようにV
字状の溝の部分に空孔が存在していた。さらに、研磨加
工時において、割れや、欠けが生ずる場合があった。
COMPARATIVE EXAMPLE In the example, when the soot-like substance was vitrified by heating in a heating furnace, oxygen
The example was repeated except that a gas mixture consisting of 0% and 40% helium was used. After bonding as in the example, an ultrasonic image search device (UHPulse manufactured by Olympus Corporation)
Inspection by (200) revealed that holes existed everywhere on the substrate as shown in FIG. Further, when the cleaved surface of this substrate was observed with a scanning electron microscope, as shown in FIG.
Voids existed in the portion of the letter-shaped groove. Furthermore, cracking and chipping may occur during polishing.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の複合半導体基板の製造方法によ
れば、研磨加工の時に割れたり、欠けが生じたり、また
半導体単結晶領域に素子を形成するプロセス時に、島状
の半導体単結晶領域11の微小な動きが生じたりする問
題が生じないため、歩留まり良く複合半導体基板を製造
することができる。また、高価なヘリウムガスを使用し
なくてもよいので製造コストを低くすることができると
いう効果も有する。
According to the method of manufacturing a composite semiconductor substrate of the present invention, cracks or chips occur during polishing, and an island-shaped semiconductor single crystal region is formed during a process of forming an element in a semiconductor single crystal region. Since there is no problem that the eleventh minute movement occurs, a composite semiconductor substrate can be manufactured with high yield. In addition, since it is not necessary to use expensive helium gas, there is an effect that the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】複数個の半導体単結晶領域を有する複合半導体
基板を示すものである。
FIG. 1 shows a composite semiconductor substrate having a plurality of semiconductor single crystal regions.

【図2】複合半導体基板の貼り合わせの状況を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a state of bonding of a composite semiconductor substrate.

【図3】複合半導体基板の製造工程の一態様を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating one embodiment of a manufacturing process of the composite semiconductor substrate.

【図4】すす状物質を溝の付いた半導体基板に堆積する
工程を示すものである。
FIG. 4 shows a step of depositing a soot-like substance on a grooved semiconductor substrate.

【図5】従来の製造法によって得られた複合半導体基板
を、超音波画像探査装置にて観察したときの空孔の分布
を示す図である。1チップとなる部分を拡大したもので
ある。尚、空孔が発生している部分50は、空孔そのも
のの大きさや形状を示したものではなく、空孔の存在し
ている領域を図示したものである。また、島状の半導体
単結晶領域の大部分は図示するのを省略してある。
FIG. 5 is a diagram showing a distribution of holes when a composite semiconductor substrate obtained by a conventional manufacturing method is observed with an ultrasonic image search device. This is an enlargement of a portion that becomes one chip. It should be noted that the portion 50 in which a hole is generated does not indicate the size or shape of the hole itself, but illustrates the region where the hole exists. In addition, most of the island-shaped semiconductor single crystal regions are not shown.

【図6】従来の製造法によって得られた複合半導体基板
をへき開し、その破断面を走査型電子顕微鏡で観察した
ときの空孔の存在の様子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the presence of holes when a composite semiconductor substrate obtained by a conventional manufacturing method is cleaved and its fracture surface is observed with a scanning electron microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体基板 11 半導体単結晶領域 尚、図5においてその他の半導体単結晶領域は図示する
のを省略してある。 111 半導体単結晶領域が形成されている部分 12 絶縁膜(SiO2 膜) 13 焼結後のすす状物質 130 すす状物質の堆積物 131 溝の谷の部分に充填された焼結後のすす状物質 15 支持基板 20 石英製バーナー 50 空孔が発生している部分 51 空孔
10 Semiconductor substrate 11 Semiconductor single crystal region In FIG. 5, other semiconductor single crystal regions are not shown. Reference Signs List 111 Part where semiconductor single crystal region is formed 12 Insulating film (SiO 2 film) 13 Soot-like substance after sintering 130 Deposit of soot-like substance 131 Soot-like after sintering filled in groove valley part Substance 15 Support substrate 20 Quartz burner 50 Portion where vacancy is generated 51 Vacancy

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ケイ素化合物を主成分とする原料を酸水
素炎中で燃焼させることで得られるSiO2 を主成分と
する、すす状物質を半導体基板の表面に堆積せしめる工
程と、 前記すす状物質の堆積上に、接合すべき他の保持基板を
載置して、実質的に酸素ガスからなる雰囲気中で加熱処
理し、前記すす状物質の堆積物を焼結せしめる工程とか
らなることを特徴とする複合半導体基板の製造方法。
A step of depositing a soot-like substance containing SiO 2 as a main component obtained by burning a raw material containing a silicon compound as a main component in an oxyhydrogen flame on a surface of a semiconductor substrate; Placing another holding substrate to be bonded on the material deposition, performing a heat treatment in an atmosphere substantially consisting of oxygen gas, and sintering the soot-like material deposit. A method for manufacturing a composite semiconductor substrate , characterized by:
【請求項2】 前記ケイ素化合物にホウ素化合物、リン
化合物およびゲルマニウム化合物のうち少なくとも一種
を添加した原料を用いることを特徴とする請求項1記載
の複合半導体基板の製造方法。
2. A boron compound to the silicon compound, method for manufacturing a composite semiconductor substrate according to claim 1, characterized by using a raw material obtained by adding at least one of the phosphorus compound and germanium compound.
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