JPH04186815A - シリコンオンインシュレータ基板の製造方法 - Google Patents
シリコンオンインシュレータ基板の製造方法Info
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- JPH04186815A JPH04186815A JP2314433A JP31443390A JPH04186815A JP H04186815 A JPH04186815 A JP H04186815A JP 2314433 A JP2314433 A JP 2314433A JP 31443390 A JP31443390 A JP 31443390A JP H04186815 A JPH04186815 A JP H04186815A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Element Separation (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (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】
〔概要〕
シリコンオンインンユレータ基板(以下、SOI基板と
云う。)の製造方法、特に、金属シリサイドよりなる低
抵抗の埋め込み層を有するS○■基板の製造方法に関し
、 抵抗の低い金属シリサイドを埋め込み層に使用し、しか
も、基板全面にわたって均一な接着強度が得られるよう
にするSOI基板の製造方法を提供することを目的とし
、 絶縁基板上にタンタルの薄層を形成し、このタンタルの
薄石上に第1のシリコンウェーハを重ね合わせ、不活性
ガス中において400〜1,100℃の温度に加熱して
接着するように構成する。
云う。)の製造方法、特に、金属シリサイドよりなる低
抵抗の埋め込み層を有するS○■基板の製造方法に関し
、 抵抗の低い金属シリサイドを埋め込み層に使用し、しか
も、基板全面にわたって均一な接着強度が得られるよう
にするSOI基板の製造方法を提供することを目的とし
、 絶縁基板上にタンタルの薄層を形成し、このタンタルの
薄石上に第1のシリコンウェーハを重ね合わせ、不活性
ガス中において400〜1,100℃の温度に加熱して
接着するように構成する。
本発明は、Sol基板の製造方法、特に、金属シリサイ
ドよりなる低抵抗の埋め込み層を有するSOI基板の製
造方法に関する。
ドよりなる低抵抗の埋め込み層を有するSOI基板の製
造方法に関する。
[従来の技術]
近年のコンピュータの高速化、高密度化にともない、S
OI基板による半導体装置間の電気的分離、および、埋
め込み層の低抵抗化が必要になってきている。
OI基板による半導体装置間の電気的分離、および、埋
め込み層の低抵抗化が必要になってきている。
埋め込み層を有するSol基板の製造方法にはいくつか
の方法が知られている。
の方法が知られている。
第1の方法は、第3図に示すよう↓こ、第1のノリコン
ウェーハ4の表層にヒ素、ホウ素、リン等をイオン注入
し、このイオン注入された面が、表面に絶縁膜2の形成
された第2のシリコンウェーハlに接触するように第1
のシリコンウェーハ4と第2のシリコンウェーハ1とを
重ね合わせ、加熱して相互に接着した後、第1のシリコ
ンウェーハ4を薄膜化する方法である。
ウェーハ4の表層にヒ素、ホウ素、リン等をイオン注入
し、このイオン注入された面が、表面に絶縁膜2の形成
された第2のシリコンウェーハlに接触するように第1
のシリコンウェーハ4と第2のシリコンウェーハ1とを
重ね合わせ、加熱して相互に接着した後、第1のシリコ
ンウェーハ4を薄膜化する方法である。
第2の方法は、第4図に示すように、埋め込み層を低抵
抗化するために、絶縁膜2の形成された第2のシリコン
ウェーハ1の表面にチタン等の金属とシリコンとを同時
にスパッタして金属シリサイド膜5を形成した後、第1
のシリコンウェーハ4を重ね合わせて加熱し接着する方
法である。
抗化するために、絶縁膜2の形成された第2のシリコン
ウェーハ1の表面にチタン等の金属とシリコンとを同時
にスパッタして金属シリサイド膜5を形成した後、第1
のシリコンウェーハ4を重ね合わせて加熱し接着する方
法である。
第3の方法は、第5図に示すように、絶縁WJ、2の形
成された第2のソリコンウェーハl上にチタン、ジルコ
ニウム、または、ハフニウムの金属薄膜6を形成した後
、第1のシリコンウェーハ4を重ね合わせて加熱し、金
属薄膜6と第1のシリコンウェーハ4とのシリサイド化
反応によって相互に接着する方法である。
成された第2のソリコンウェーハl上にチタン、ジルコ
ニウム、または、ハフニウムの金属薄膜6を形成した後
、第1のシリコンウェーハ4を重ね合わせて加熱し、金
属薄膜6と第1のシリコンウェーハ4とのシリサイド化
反応によって相互に接着する方法である。
第1の方法においては、第1のシリコンウェーハ4のイ
オン注入された領域が埋め込み層となるが、埋め込み層
を低抵抗化するためには埋め込み層の厚さを厚く形成す
る必要がある。埋め込み層が厚くなると、溝分離法、L
OCO3法等による素子分離構造の形成が困難になると
云う欠点がある。
オン注入された領域が埋め込み層となるが、埋め込み層
を低抵抗化するためには埋め込み層の厚さを厚く形成す
る必要がある。埋め込み層が厚くなると、溝分離法、L
OCO3法等による素子分離構造の形成が困難になると
云う欠点がある。
第2の方法においては、高温度中において金属ソリサイ
ド膜5の表面が平坦でなくなってしまうため、張り合わ
せ面の接着強度が低下すると云う欠点がある。
ド膜5の表面が平坦でなくなってしまうため、張り合わ
せ面の接着強度が低下すると云う欠点がある。
第3の方法においては、チタン、ジルコニウム、または
、ハフニウムのシリサイドは絶縁膜2との密着性が悪く
、絶縁膜2と金属ノリサイドとの界面において剥離が発
生することがあり、基板全面にわたって均一な接着が得
られないと云う欠点がある。
、ハフニウムのシリサイドは絶縁膜2との密着性が悪く
、絶縁膜2と金属ノリサイドとの界面において剥離が発
生することがあり、基板全面にわたって均一な接着が得
られないと云う欠点がある。
本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
抵抗の低い金属シリサイドを埋め込み層に使用し、しか
も、基板全面にわたって均一な接着強度が得られるよう
にするSOI基板の製造方法を提供することにある。
抵抗の低い金属シリサイドを埋め込み層に使用し、しか
も、基板全面にわたって均一な接着強度が得られるよう
にするSOI基板の製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
上記の目的は、絶縁基板上にタンタルの薄層(3)を形
成し、このタンタルの薄層(3)上に第1のシリコンウ
ェーハ(4)を重ね合わせ、不活性ガス中において40
0〜1 、100℃の温度に加熱して接着する工程を有
するSol基板の製造方法によって達成される。なお、
前記の接着工程は減圧中において実行され、また、前記
の加熱温度は600〜800℃であることが効果的であ
る。
成し、このタンタルの薄層(3)上に第1のシリコンウ
ェーハ(4)を重ね合わせ、不活性ガス中において40
0〜1 、100℃の温度に加熱して接着する工程を有
するSol基板の製造方法によって達成される。なお、
前記の接着工程は減圧中において実行され、また、前記
の加熱温度は600〜800℃であることが効果的であ
る。
また、前記の絶縁基板は、第2のシリコンウェーハ(1
)の表面に二酸化シリコンまたは窒化シリコンよりなる
絶縁膜(2)が形成されていることでもよく、また、前
記の接着工程において、前記の絶縁基板と前記の第1の
シリコンウェーハ(4)との間に3MV/cmの交番電
界を印加することが効果的である。さらに、前記の第1
のシリコンウェーハ(4)の前記タンタルの薄層(3)
との接着面にヒ素、ホウ素またはリンを100Ke■以
下の注入工フルギーとI X 10 ”cm−”以上の
ドーズ量とをもってイオン注入することが効果的であり
、また、前記の接着工程に引き続き800〜1,000
”Cの温度において熱処理をなすことが好ましい。
)の表面に二酸化シリコンまたは窒化シリコンよりなる
絶縁膜(2)が形成されていることでもよく、また、前
記の接着工程において、前記の絶縁基板と前記の第1の
シリコンウェーハ(4)との間に3MV/cmの交番電
界を印加することが効果的である。さらに、前記の第1
のシリコンウェーハ(4)の前記タンタルの薄層(3)
との接着面にヒ素、ホウ素またはリンを100Ke■以
下の注入工フルギーとI X 10 ”cm−”以上の
ドーズ量とをもってイオン注入することが効果的であり
、また、前記の接着工程に引き続き800〜1,000
”Cの温度において熱処理をなすことが好ましい。
本発明に係るSol基板の製造方法においては、第2図
(a)に示すように、絶縁膜2の形成された第2のシリ
コンウェーハ1上にタンタルの薄層3を形成し、その上
に第1のシリコンウェーハ4重ね合わせて加熱すると、
タンタルのyiN3中に第1のシリコンウェーハ4のノ
リコンが拡散し、反応して金属ソリサイド31が形成さ
れ、タンタルの薄層3と第1のシリコンウェーハ4とは
良好に接着する。さらに熱処理を施すと、第2図(b)
に示すようにシリサイド化が進行してタンタル1槽3は
すべてシリサイド化する。この状態においては、もはや
タンタルの薄層3と第1のシリコンウェーハ4との接着
面は存在しなくなり、むしろ、タンタルシリサイド31
と絶縁膜2との密着力の方が問題となるが、タンタルシ
リサイド31と絶縁膜2との密着性は良好で、剥離が発
生しないことが実験により確認されている。
(a)に示すように、絶縁膜2の形成された第2のシリ
コンウェーハ1上にタンタルの薄層3を形成し、その上
に第1のシリコンウェーハ4重ね合わせて加熱すると、
タンタルのyiN3中に第1のシリコンウェーハ4のノ
リコンが拡散し、反応して金属ソリサイド31が形成さ
れ、タンタルの薄層3と第1のシリコンウェーハ4とは
良好に接着する。さらに熱処理を施すと、第2図(b)
に示すようにシリサイド化が進行してタンタル1槽3は
すべてシリサイド化する。この状態においては、もはや
タンタルの薄層3と第1のシリコンウェーハ4との接着
面は存在しなくなり、むしろ、タンタルシリサイド31
と絶縁膜2との密着力の方が問題となるが、タンタルシ
リサイド31と絶縁膜2との密着性は良好で、剥離が発
生しないことが実験により確認されている。
以下、図面を参照っ\、本発明の一実施例に係るSOI
基板の製造方法について説明する。
基板の製造方法について説明する。
第1図(a)参照
第2の7リコンウエーハ1の表面を熱酸化して0.2層
厚以上の二酸化シリコン絶縁1/j2を形成する。
厚以上の二酸化シリコン絶縁1/j2を形成する。
第1図(b)参照
スパッタ法、版着法等を使用して、0.04〜0.08
1厚のタンタル薄層3を形成する。
1厚のタンタル薄層3を形成する。
第1図(c)参照
第1図(c)は接着装置の構成図である。図において、
1]は真空層であり、12は不活性ガス供給口であり、
13はガス排気口であり、14はヒータであり、15は
ヒータ用電源であり、16はパルス電圧発生装置である
。
1]は真空層であり、12は不活性ガス供給口であり、
13はガス排気口であり、14はヒータであり、15は
ヒータ用電源であり、16はパルス電圧発生装置である
。
第2のシリコンウェーハ1上に形成されたタンタル薄層
3上に第1のシワコンウェーハ4を重ねてヒータ14上
に載置し、真空槽1]をガス排気口13から排気して真
空にした後、不活性ガス供給口12から窒素ガス等の不
活性ガスを供給し、ヒータ電源15を使用してヒータ1
4を600〜800 ℃の温度に加熱する。第1のシリ
コンウェーハ4と第2のシリコンウェーハIとの間にI
M〜3.5 M V /lの電界が加わるようにパルス
電圧発生装置16の発生する100〜350Vのパルス
電圧を毎秒1〜2回の周期をもって3分間程度W極17
とヒータ14との間に印加し接着する。
3上に第1のシワコンウェーハ4を重ねてヒータ14上
に載置し、真空槽1]をガス排気口13から排気して真
空にした後、不活性ガス供給口12から窒素ガス等の不
活性ガスを供給し、ヒータ電源15を使用してヒータ1
4を600〜800 ℃の温度に加熱する。第1のシリ
コンウェーハ4と第2のシリコンウェーハIとの間にI
M〜3.5 M V /lの電界が加わるようにパルス
電圧発生装置16の発生する100〜350Vのパルス
電圧を毎秒1〜2回の周期をもって3分間程度W極17
とヒータ14との間に印加し接着する。
すべてのタンタル薄層3をシリサイド化するために、引
き続き8oo〜1.000 ℃の温度で30分間以上の
熱処理を施す。
き続き8oo〜1.000 ℃の温度で30分間以上の
熱処理を施す。
なお、第1のシリコンウェーハ4と第2のシリコンウェ
ーハ1とを重ね合わせて、ヒ〜り14上に′R置すると
きに、第1のシリコンウェーハ4を下側にしてもよい。
ーハ1とを重ね合わせて、ヒ〜り14上に′R置すると
きに、第1のシリコンウェーハ4を下側にしてもよい。
また、第1のシリコンウェーハ4の表面にヒ素、ホウ素
、リン等の不純物を100KeV以下の圧入エネルギー
とlXl0”ロー2以上のドーズ量とをもってイオン注
入しておけば、ソリコンとソリサイド層との間の電位バ
リアを低くすることができ、オーミックな特性を得るこ
とができる。
、リン等の不純物を100KeV以下の圧入エネルギー
とlXl0”ロー2以上のドーズ量とをもってイオン注
入しておけば、ソリコンとソリサイド層との間の電位バ
リアを低くすることができ、オーミックな特性を得るこ
とができる。
(発明の効果つ
以上説明するとおり、本発明に係るSOI基板の製造方
法においては、絶縁基板上に形成されたタンタル薄層と
第1のシリコンウェーハとの間にシリサイド化反応が発
生して相互に良好に接着し、また、タンタルソリサイド
と絶縁基板との間の密着性が優れているので、全面にわ
たって良好に接着したSol基板が形成される。また、
埋め込み層は金属シリサイド層よりなるため、抵抗が低
く且つ薄く形成されるので、このSol基板を使用する
ことによって半導体装Wの高速化、高密度化が可能にな
り、しかも、素子分離等の製造工程を簡略化することが
できる。
法においては、絶縁基板上に形成されたタンタル薄層と
第1のシリコンウェーハとの間にシリサイド化反応が発
生して相互に良好に接着し、また、タンタルソリサイド
と絶縁基板との間の密着性が優れているので、全面にわ
たって良好に接着したSol基板が形成される。また、
埋め込み層は金属シリサイド層よりなるため、抵抗が低
く且つ薄く形成されるので、このSol基板を使用する
ことによって半導体装Wの高速化、高密度化が可能にな
り、しかも、素子分離等の製造工程を簡略化することが
できる。
第1図は、本発明の一実施例に係るSol基板の製造方
法を説明する工程図である。 第2図は、本発明の原理説明図である。 □第3図〜
第5図は、従来技術に係るSOI基板の製造方法の説明
図である。 1・・・第2のシリコンウェーハ、 2 ・・絶縁腹、 3・・・タンタル薄層、 4・・・第1のソリコンウェーハ、 5・・・金属シリサイド膜、 6・・・金属薄膜、 1]・・・真空槽、 12・・・不活性ガス供給口、 13・・・ガス排気口、 14・ ・ ・ヒータ、 15・・・ヒータ用電源、 16・・・パルス電圧発生装置、 17・・・電極。
法を説明する工程図である。 第2図は、本発明の原理説明図である。 □第3図〜
第5図は、従来技術に係るSOI基板の製造方法の説明
図である。 1・・・第2のシリコンウェーハ、 2 ・・絶縁腹、 3・・・タンタル薄層、 4・・・第1のソリコンウェーハ、 5・・・金属シリサイド膜、 6・・・金属薄膜、 1]・・・真空槽、 12・・・不活性ガス供給口、 13・・・ガス排気口、 14・ ・ ・ヒータ、 15・・・ヒータ用電源、 16・・・パルス電圧発生装置、 17・・・電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [1]絶縁基板上にタンタルの薄層(3)を形成し、 該タンタルの薄層(3)上に第1のシリコンウェーハ(
4)を重ね合わせ、不活性ガス中において400〜1,
100℃の温度に加熱して接着する工程を有する ことを特徴とするシリコンオンインシュレータ基板の製
造方法。 [2]前記の接着工程は減圧中において実行されること
を特徴とする請求項[1]記載のシリコンオンインシュ
レータ基板の製造方法。 [3]前記の加熱温度は600〜800℃であることを
特徴とする請求項[1]または[2]記載のシリコンオ
ンインシュレータ基板の製造方法。[4]前記絶縁基板
は、第2のシリコンウェーハ(1)の表面に二酸化シリ
コンまたは窒化シリコンよりなる絶縁膜(2)が形成さ
れてなることを特徴とする請求項[1]、[2]または
[3]記載のシリコンオンインシュレータ基板の製造方
法。[5]前記接着工程において、前記絶縁基板と前記
第1のシリコンウェーハ(4)との間に10K〜5MV
/cmの交番電界を印加することを特徴とする請求項[
1]、[2]、[3]または[4]記載のシリコンオン
インシュレータ基板の製造方法。[6]前記第1のシリ
コンウェーハ(4)の前記タンタルの薄層(3)との接
着面にヒ素、ホウ素またはリンを100KeV以下の注
入エネルギーと1×10^1^4cm^−^2以上のド
ーズ量とをもってイオン注入することを特徴とする請求
項[1]、[2]、[3]、[4]または[5]記載の
シリコンオンインシュレータ基板の製造方法。 [7]前記接着工程に引き続き800〜1,000℃の
温度において熱処理をなす工程を有することを特徴とす
る請求項[1]、[2]、[3]、[4]、[5]また
は[6]記載のシリコンオンインシュレータ基板の製造
方法。
Priority Applications (1)
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