JPH04148526A - シリコン基板の製造方法 - Google Patents
シリコン基板の製造方法Info
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- JPH04148526A JPH04148526A JP27416290A JP27416290A JPH04148526A JP H04148526 A JPH04148526 A JP H04148526A JP 27416290 A JP27416290 A JP 27416290A JP 27416290 A JP27416290 A JP 27416290A JP H04148526 A JPH04148526 A JP H04148526A
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Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＳＯＩ基板、あるいは集積回路用の高品位単結
晶半導体基板の製造方法に関する。
晶半導体基板の製造方法に関する。
最近、半導体基板の接合による製造方法が注目されるよ
うになり、この技術を用いた基板を利用してセンサーや
パワーデバイスが実用化され始めている。基板を接合す
る方法として以前は、基板表面に親水性を持たせる処理
を行った後に低温で基板同士を接触し高温で熱処理を行
っていたが、最近はそれに加えて、基板を反らせながら
接合させる、接触させる前に基板を加熱したり紫外線を
照射する、静電圧力を加えるなどの操作を併用して接合
している。
うになり、この技術を用いた基板を利用してセンサーや
パワーデバイスが実用化され始めている。基板を接合す
る方法として以前は、基板表面に親水性を持たせる処理
を行った後に低温で基板同士を接触し高温で熱処理を行
っていたが、最近はそれに加えて、基板を反らせながら
接合させる、接触させる前に基板を加熱したり紫外線を
照射する、静電圧力を加えるなどの操作を併用して接合
している。
上記のような半導体接合技術を用いてデバイスを製造す
る場合、デバイスの電気的特性や歩留りは、いかに大面
積を完全に接合できるかによって決まる。しかしながら
、従来の方法では接合に用いる基板の接合面の平坦度等
によっても、接合面にわずかなガスが残り、接合界面に
ボイド等の接合状態の芳しくない部分が形成されてしま
う。
る場合、デバイスの電気的特性や歩留りは、いかに大面
積を完全に接合できるかによって決まる。しかしながら
、従来の方法では接合に用いる基板の接合面の平坦度等
によっても、接合面にわずかなガスが残り、接合界面に
ボイド等の接合状態の芳しくない部分が形成されてしま
う。
本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、
接合界面にボイド等が生ずることなく良好に接合するこ
とのできるシリコン基板の製造方法を提供することを目
的とする。
接合界面にボイド等が生ずることなく良好に接合するこ
とのできるシリコン基板の製造方法を提供することを目
的とする。
上記の目的を達成するためには以下の構成としたもので
ある。即ち、貼り合わせ法によるＳＯＩ基板を製造する
ものにおいて、接合するシリコン基板の少なくとも一方
の基板表面上に多孔質シリコン層を形成して接合を行う
ようにしたことを特徴とする。
ある。即ち、貼り合わせ法によるＳＯＩ基板を製造する
ものにおいて、接合するシリコン基板の少なくとも一方
の基板表面上に多孔質シリコン層を形成して接合を行う
ようにしたことを特徴とする。
具体的には例えば、接合に用いるシリコン基板の前処理
工程において、フン化水素溶液中の陽極化成反応により
少なくとも一方のシリコン基板の接合表面上に多孔質シ
リコン層を形成し、室温で接触させた後に熱酸化処理に
よって接合を行うものである。なお上記の多孔質シリコ
ン層はＳＯＩ基板の酸化シリコン膜厚となるので、用途
別に多孔質シリコン膜厚を制御する。
工程において、フン化水素溶液中の陽極化成反応により
少なくとも一方のシリコン基板の接合表面上に多孔質シ
リコン層を形成し、室温で接触させた後に熱酸化処理に
よって接合を行うものである。なお上記の多孔質シリコ
ン層はＳＯＩ基板の酸化シリコン膜厚となるので、用途
別に多孔質シリコン膜厚を制御する。
上記のような陽極化成反応等によって形成した多孔質シ
リコン層の体積密度は、単結晶シリコンに比べて小さく
、熱酸化を行うことによって単結晶シリコンと同等な密
度となる。また熱酸化中において、電気炉内のガスと接
合界面に残存しているガスが、多孔質シリコンと反応を
起こしながら酸化シリコンを形成するため、ボイドのな
い接合が可能となる。
リコン層の体積密度は、単結晶シリコンに比べて小さく
、熱酸化を行うことによって単結晶シリコンと同等な密
度となる。また熱酸化中において、電気炉内のガスと接
合界面に残存しているガスが、多孔質シリコンと反応を
起こしながら酸化シリコンを形成するため、ボイドのな
い接合が可能となる。
〔実施例］
以下、本発明によるシリコン基板の製造方法を実施例に
基づいて具体的に説明する。
基づいて具体的に説明する。
実施例１
はじめに接合すべきシリコン基板のうち、一方の基板に
のみ多孔質シリコン層を形成して接合する場合の一例を
第１図に基づいて順に説明する。
のみ多孔質シリコン層を形成して接合する場合の一例を
第１図に基づいて順に説明する。
１）まずＰ型シリコン基板（アクセプタ濃度１×１０
”／ｄ、４４インチ）１を、鏡面を内側（図で上側）に
して第１図（ａ）のようにテフロン治具１１に取付ける
。その治具１１を化成槽１２内に配置し、その治具１１
と化成槽１２内にフッ化水素水（４０％）Ｗを入れる。
”／ｄ、４４インチ）１を、鏡面を内側（図で上側）に
して第１図（ａ）のようにテフロン治具１１に取付ける
。その治具１１を化成槽１２内に配置し、その治具１１
と化成槽１２内にフッ化水素水（４０％）Ｗを入れる。
またシリコン基板１の鏡面側に陰極、ラップ面側に陽極
としてそれぞれ白金電極１３・１４をフッ化水素水中に
入れ、マグネット１５を回転させてラップ面側のフッ化
水素水の撹拌を行う。
としてそれぞれ白金電極１３・１４をフッ化水素水中に
入れ、マグネット１５を回転させてラップ面側のフッ化
水素水の撹拌を行う。
２）そして、シリコン基板ｌに１０ｍＡ／ｃ４の電流を
約２分間流して、同図（５）のように鏡面側に深さ（厚
さ）１ｔＩｍの多孔質シリコン層１ａを形成する。
約２分間流して、同図（５）のように鏡面側に深さ（厚
さ）１ｔＩｍの多孔質シリコン層１ａを形成する。
３）次に、その多孔質シリコン層１ａを形成したシリコ
ン基板ｌに、同図（Ｃ）のように予め熱酸化によって酸
化膜（４０００人）２ａを形成した酸化シリコン基板２
を室温中において接触させる。
ン基板ｌに、同図（Ｃ）のように予め熱酸化によって酸
化膜（４０００人）２ａを形成した酸化シリコン基板２
を室温中において接触させる。
４）その接触させたシリコン基板１・２を、同図（ロ）
に示すように治具１６に装着してヒータ、例えば電気炉
１７の石英管１７ａ内に入れ、約１０００度３００分間
の熱処理（水蒸気酸化）によって内幕板１・２を接合さ
せるものである。そして、その接合を終えたら電気炉１
７から取出し、必要に応じて第２図のように酸化シリコ
ン基板側の研磨を行ってＳＯＩ基板を得るものである。
に示すように治具１６に装着してヒータ、例えば電気炉
１７の石英管１７ａ内に入れ、約１０００度３００分間
の熱処理（水蒸気酸化）によって内幕板１・２を接合さ
せるものである。そして、その接合を終えたら電気炉１
７から取出し、必要に応じて第２図のように酸化シリコ
ン基板側の研磨を行ってＳＯＩ基板を得るものである。
なお上記のように多孔質シリコン基板１と熱酸化したシ
リコン基板２とを接合する場合の多孔質シリコン密度は
、１．０ｇ／ｄ±５％の範囲内になるようにするのが望
ましい、 １．０ ｇ ／ｄ＋ ５％以上にすると、
基板１が第３図（ａ）のように変形し、１．０ｇ／ｃｄ
−５％以下にすると同図（ｂ）のように変形するおそれ
があるからである。
リコン基板２とを接合する場合の多孔質シリコン密度は
、１．０ｇ／ｄ±５％の範囲内になるようにするのが望
ましい、 １．０ ｇ ／ｄ＋ ５％以上にすると、
基板１が第３図（ａ）のように変形し、１．０ｇ／ｃｄ
−５％以下にすると同図（ｂ）のように変形するおそれ
があるからである。
実施例２
次に、多孔質シリコン層を形成した基板同士を接合する
例を説明する。
例を説明する。
１）〜２）前記実施例１における１）〜２）と同様の要
領で２枚の多孔質シリコン基板１・１を製作する。
領で２枚の多孔質シリコン基板１・１を製作する。
３）次に、その２枚の多孔質シリコン基板１・１を第４
図のように室温中において接触させる。
図のように室温中において接触させる。
４）その接触させた２枚の多孔質シリコン基板１・ｌを
実施例１における４）と同様の要領で熱処理して内幕板
１・ｌを一体的に接合させるものである。その接合を終
えたら必要に応じて実施例１の場合と同様に研磨を行っ
てＳＯＩ基板を得るものである。
実施例１における４）と同様の要領で熱処理して内幕板
１・ｌを一体的に接合させるものである。その接合を終
えたら必要に応じて実施例１の場合と同様に研磨を行っ
てＳＯＩ基板を得るものである。
なお上記のように多孔質シリコン基板同士を接合する場
合の多孔質シリコン密度は、１．ｏｇ／ｃｌ！＋５％か
ら１．０ｇ／ａ＋１−７％の範囲内になるようにするの
が望ましい、１．５ ｇ／ｃｄ＋ ５％以上にすると第
５図（ａ）のように変形し、１．５ ｇ ／ｄ −７％
以下にすると同図（ロ）のように変形するおそれがある
からである。
合の多孔質シリコン密度は、１．ｏｇ／ｃｌ！＋５％か
ら１．０ｇ／ａ＋１−７％の範囲内になるようにするの
が望ましい、１．５ ｇ／ｃｄ＋ ５％以上にすると第
５図（ａ）のように変形し、１．５ ｇ ／ｄ −７％
以下にすると同図（ロ）のように変形するおそれがある
からである。
以上説明したように本発明によるシリコン基板の製造方
法によれば、熱酸化中において、電気炉内のガスと接合
界面に残存しているガスとが、多孔質シリコンと反応を
起こしながら酸化シリコンを形成するため、ボイド等が
生ずることなく、基板全体が完全に密着した半導体基板
が得られ、電気的特性や歩留りを大幅に向上させること
ができるものである。実際、従来の方法による場合の製
品歩留りは８０％程度であったが、本発明による前記実
施例１および実施例２の要領で半導体基板を作成したと
ころ、いずれも２０枚中１８枚のボイドフリーのＳＯＩ
基板が得られ、歩留りを９０％程度まで向上させること
ができた。
法によれば、熱酸化中において、電気炉内のガスと接合
界面に残存しているガスとが、多孔質シリコンと反応を
起こしながら酸化シリコンを形成するため、ボイド等が
生ずることなく、基板全体が完全に密着した半導体基板
が得られ、電気的特性や歩留りを大幅に向上させること
ができるものである。実際、従来の方法による場合の製
品歩留りは８０％程度であったが、本発明による前記実
施例１および実施例２の要領で半導体基板を作成したと
ころ、いずれも２０枚中１８枚のボイドフリーのＳＯＩ
基板が得られ、歩留りを９０％程度まで向上させること
ができた。
第１図（ａ）・＠）・（Ｃ）・（ｄ）は本発明によるシ
リコン基板の製造方法の一実施例の工程説明図、第２図
はその方法によって得られたＳＯＩ基板の正面図、第３
図（ａ）・（ｂ）は多孔質シリコン密度の増減による不
良接合状態を示す説明図、第４図は多孔質シリコン層を
形成した基板同士を接合する例の説明図、第５図（ａ）
・（ハ）は多孔質シリコン密度の増減による不良接合状
態を示す説明図である。 ｌはシリコン基板、１ａは多孔質シリコン層、２は酸化
シリコン基板、２ａは酸化膜、１１はテフロン治具、１
２は化成槽、１３・１４は白金電極、１７はヒータ（電
気炉）。 第 図 第 図
リコン基板の製造方法の一実施例の工程説明図、第２図
はその方法によって得られたＳＯＩ基板の正面図、第３
図（ａ）・（ｂ）は多孔質シリコン密度の増減による不
良接合状態を示す説明図、第４図は多孔質シリコン層を
形成した基板同士を接合する例の説明図、第５図（ａ）
・（ハ）は多孔質シリコン密度の増減による不良接合状
態を示す説明図である。 ｌはシリコン基板、１ａは多孔質シリコン層、２は酸化
シリコン基板、２ａは酸化膜、１１はテフロン治具、１
２は化成槽、１３・１４は白金電極、１７はヒータ（電
気炉）。 第 図 第 図
Claims (1)
- （１）貼り合わせ法によりＳＯＩ基板等を製造するもの
において、接合するシリコン基板の少なくとも一方の基
板表面上に多孔質シリコン層を形成して接合を行うこと
を特徴とするシリコン基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27416290A JPH04148526A (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | シリコン基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27416290A JPH04148526A (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | シリコン基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04148526A true JPH04148526A (ja) | 1992-05-21 |
Family
ID=17537903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27416290A Pending JPH04148526A (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | シリコン基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04148526A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5277748A (en) * | 1992-01-31 | 1994-01-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device substrate and process for preparing the same |
| JP2014143399A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-08-07 | Nikon Corp | 基板および基板接合方法 |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP27416290A patent/JPH04148526A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5277748A (en) * | 1992-01-31 | 1994-01-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device substrate and process for preparing the same |
| JP2014143399A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-08-07 | Nikon Corp | 基板および基板接合方法 |
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