JP5481078B2 - 半導体基板の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)単結晶半導体層の貼り合わせが、支持基板と、単結晶半導体ウエハとが密着接合され、その後、予め単結晶半導体ウエハに形成されていた層状の損傷領域で分離することにより、該単結晶半導体ウエハの一部を薄層状に残存させることによるものであること。
(2)支持基板と、単結晶半導体ウエハとの密着接合が、支持基板上又は/及び単結晶半導体ウエハ表面に絶縁層を形成した後に行われること。
(3)支持基板と、単結晶半導体ウエハとの密着接合が、支持基板に単結晶半導体ウエハを密接後、その一端部を加圧することにより行うものであること。
(4)支持基板と、単結晶半導体ウエハとの密着接合が、支持基板に単結晶半導体ウエハを密接し、その一端部を加圧した後に、200℃以上450℃以下の加熱処理を行うものであること。
(5)層状の損傷領域が、電界で加速されたイオンビームを、単結晶半導体ウエハに照射して、該単結晶半導体ウエハの所定の深さに薄層状に形成されたものであること。
(6)単結晶半導体ウエハからの前記単結晶半導体層の分離が、550℃以上650℃以下の加熱処理を行い、前記層状の損傷領域に亀裂を生じさせることにより行うものであること。
(7)単結晶半導体層の厚さが20〜500nmであること。
(8)欠損検知装置が、CCDと、画像解析に必要な欠損領域の位置座標を出力するための画像解析プログラム及びそれを機能させるコンピュータを有する画像解析部と、を具備すること。
(9)非単結晶半導体層を結晶化する、又は結晶性を高める処理が、レーザ照射処理であること。
(10)平坦化処理が化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)、DRYエッチング、又はそれらの組み合わせであること。
(11)平坦化処理が、支持基板に単結晶半導体層を貼り合わせ、更に異物除去処理を行った後に行われること。
(12)異物除去処理は、欠損検知装置により得られた半導体層欠損領域の位置情報に基づいて行うものであること。
本実施の形態を図1ないし図4を用いて説明する。単結晶半導体ウエハには、例えば、単結晶シリコン、単結晶ゲルマニウム、単結晶シリコンゲルマニウムなど、第14族元素でなる単結晶半導体を用いることができる。さらに、ガリウムヒ素やインジウムリン等の化合物半導体も用いることができる。なお、ここでは単結晶半導体ウエハとして単結晶シリコンウエハを用い、支持基板としてガラス基板を用いる。
該接合層は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム等を材料とすることができ、単層構造でも、積層構造でもよい。これらの接合層は、バッファ層あるいはブロッキング層としての機能も有する。
本実施の形態は、支持基板上に単結晶半導体層を転写するまでの製造工程の詳細を示すものである。本実施の形態では、絶縁層からなるバッファ層を介して単結晶半導体層が支持基板に固定されている半導体基板について説明する。なお、バッファ層の介在は好ましいものではあるが必ずしも必要とされるものではない。また、本実施の形態では、バッファ層は、単結晶半導体ウエハ上に形成されるが、実施の形態1のように支持基板上に形成してもよい。本実施の形態の製造方法で製造する半導体基板の一例を図5に斜視図にて図示する。
2 レーザ直描装置
10 半導体基板
11 単結晶シリコン層を支持基板に形成する工程
12 異物を除去する工程
13 光学検査器で半導体層欠損領域の情報を取得する工程
14 非単結晶シリコン層を形成する工程
15 レーザで半導体層欠損領域の非単結晶シリコン層を結晶化する、
又は結晶性を高める工程
16 平坦化されたシリコン層を形成する工程
17 半導体素子層を形成する工程
21 画像解析部
22 欠損領域の位置情報
23 データ処理部
24 レーザ光源
25 シャッター
26 可動ミラー
27 基板
28 ミラードライバー
29 ステージ
30 位置駆動制御部
31、33 CCD
32 モニタ
50 ガラス基板(支持基板)
51 絶縁層
52 接合層
53 単結晶シリコン層
54 非単結晶シリコン層
55 レーザ光
56 領域
57 平坦化されたシリコン層
58 異物(ゴミ)
100 支持基板
101 バッファ層
110 単結晶半導体ウエハ
112 絶縁層
112a 絶縁膜
112b 絶縁膜
113 損傷領域
114 接合層
115 単結晶半導体層
116 単結晶半導体層
117 単結晶半導体層115が分離された単結晶半導体ウエハ110
Claims (14)
- 支持基板に単結晶半導体層を貼り合わせ、
前記単結晶半導体層の欠損領域である半導体層欠損領域を欠損検知装置により検出し、
前記単結晶半導体層及び前記半導体層欠損領域の支持基板上に非単結晶半導体層を形成し、
前記欠損検知装置により検出された前記半導体層欠損領域の位置情報に基づいて、前記半導体層欠損領域の前記非単結晶半導体層を結晶化する、又は結晶性を高める処理を行い、結晶化した、又は結晶性が高められた非単結晶半導体層を形成し、
前記単結晶半導体層及び前記結晶化した、又は結晶性が高められた非単結晶半導体層に平坦化処理をすることを特徴とする半導体基板の製造方法。 - 支持基板に単結晶半導体層を貼り合わせ、
前記単結晶半導体層及び前記単結晶半導体層の欠損領域である半導体層欠損領域の支持基板上に非単結晶半導体層を形成し、
前記半導体層欠損領域を欠損検知装置により検出し、
前記欠損検知装置により検出された前記半導体層欠損領域の位置情報に基づいて、前記半導体層欠損領域の前記非単結晶半導体層を結晶化する、又は結晶性を高める処理を行い、結晶化した、又は結晶性が高められた非単結晶半導体層を形成し、
前記単結晶半導体層及び前記結晶化した、又は結晶性が高められた非単結晶半導体層に平坦化処理をすることを特徴とする半導体基板の製造方法。 - 前記支持基板への前記単結晶半導体層の貼り合わせが、
前記支持基板と、単結晶半導体ウエハとが密着接合され、前記単結晶半導体ウエハに形成されていた層状の損傷領域で分離することにより、前記単結晶半導体ウエハの一部を薄層状に残存させることによるものである請求項1又は2に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記支持基板への前記単結晶半導体層の貼り合わせが、
前記支持基板上に絶縁層を形成し、前記支持基板と、単結晶半導体ウエハとが密着接合され、前記単結晶半導体ウエハに形成されていた層状の損傷領域で分離することにより、前記単結晶半導体ウエハの一部を薄層状に残存させることによるものである請求項1又は2に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記支持基板への前記単結晶半導体層の貼り合わせが、
前記支持基板と、表面に絶縁層が形成された単結晶半導体ウエハとが密着接合され、前記単結晶半導体ウエハに形成されていた層状の損傷領域で分離することにより、前記単結晶半導体ウエハの一部を薄層状に残存させることによるものである請求項1又は2に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記支持基板への前記単結晶半導体層の貼り合わせが、
前記支持基板上に絶縁層を形成し、前記支持基板と、表面に絶縁層が形成された単結晶半導体ウエハとが密着接合され、前記単結晶半導体ウエハに形成されていた層状の損傷領域で分離することにより、前記単結晶半導体ウエハの一部を薄層状に残存させることによるものである請求項1又は2に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記支持基板と、前記単結晶半導体ウエハとの密着接合が、
前記支持基板に前記単結晶半導体ウエハを密接し、その一端部を加圧することにより行うものである請求項3ないし6のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記支持基板と、前記単結晶半導体ウエハとの密着接合が、
前記支持基板に前記単結晶半導体ウエハを密接し、その一端部を加圧した後に、200℃以上450℃以下の加熱処理を行うものである請求項3ないし6のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記層状の損傷領域が、
前記単結晶半導体ウエハに電界で加速されたイオンビームを照射することによって形成される請求項3ないし8のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記単結晶半導体ウエハからの前記単結晶半導体層の分離が、
550℃以上650℃以下の加熱処理を行い、前記層状の損傷領域に亀裂を生じさせることにより行うものである請求項3ないし9のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記単結晶半導体層の厚さが、
20〜500nmである請求項1ないし10のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記欠損検知装置が、
CCDと、画像解析に必要な前記半導体層欠損領域の位置座標を出力するための画像解析プログラム及び前記画像解析プログラムを機能させるコンピュータを有する画像解析部と、を具備するものである請求項1ないし11のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記非単結晶半導体層を結晶化する、又は結晶性を高める処理が、
レーザ照射処理である請求項1ないし12のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。 - 前記平坦化処理が、
化学機械研磨、DRYエッチング、又はそれらの組み合わせである請求項1ないし13のいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。
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