JPH07161948A - 半導体基体及びその製造方法 - Google Patents

半導体基体及びその製造方法

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JPH07161948A
JPH07161948A JP31018993A JP31018993A JPH07161948A JP H07161948 A JPH07161948 A JP H07161948A JP 31018993 A JP31018993 A JP 31018993A JP 31018993 A JP31018993 A JP 31018993A JP H07161948 A JPH07161948 A JP H07161948A
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JP
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substrate
semiconductor
insulating film
film
semiconductor layer
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JP31018993A
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Masaru Sakamoto
勝 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体基体外周部の膜はがれを防止して、信
頼性の高い半導体基体を提供し、これにより歩留まりの
高い半導体装置を作製可能とする。 【構成】 支持基体101上に、絶縁膜102、半導体
層103を順に積層して有する半導体基体において、少
なくとも前記絶縁膜102外周部が絶縁膜又は半導体層
からなる保護膜104で覆われていることを特徴とする
半導体基体。また、前記保護膜104は、半導体膜とし
ての多結晶シリコンであることを特徴とする半導体基
体。保護膜104で絶縁膜102の外周部が保護される
ため、後工程でエッチング処理されても、絶縁膜102
の外周部がエッチングされるおそれがなく、それによる
半導体層103のリフトオフ及び剥離も防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基体及びその製
造方法に関し、特に貼り合わせ方式のSOI(Sili
con On Insulator)基板に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、高性能半導体素子として、SOI
型半導体装置が盛んに研究されている。そのSOI基板
の作成方法として、(1)SIMOX及び(2)Si基
板の貼り合わせ方式が注目されている。
【0003】図2は、従来例の半導体基体の製造工程を
示す概略断面図であり、図において、201は支持基
体、202は絶縁膜、203は半導体層である。
【0004】図2(2−1)は、貼り合わせSOI基板
を示し、支持基体201を、絶縁膜202を有する半導
体層203と貼り合わせて作製されたものである。
【0005】貼り合わせSOI基板では、界面特性を良
好にするため、半導体層203を熱酸化することによ
り、絶縁膜202を形成する。熱酸化により形成された
絶縁膜202は、ピンホールがなく、半導体層との界面
電荷が抑制される等の利点がある。
【0006】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、実
際に半導体層203にデバイスを形成させるプロセスを
考えた場合、表面側の絶縁膜をエッチングする際、ウェ
ハ外周部からエッチング液が浸み込み、図2(2−2)
に示すように、下側絶縁膜202もエッチングしてしま
い、半導体層203が支持基体201から浮いてしまう
ため、ウェハ外周部の半導体層203が物理的な強度に
対して弱くなるという現象が発生する。このため、外周
部の半導体層203が剥離してしまい、図2(2−2)
に示す様に、この剥離した半導体片204が半導体層2
03に再付着することで、実デバイスに欠陥を誘発する
という問題点があった。
【0007】すなわち、従来の貼り合わせ方式のSOI
基板の問題として、ウェハ外周部からの半導体層の膜ハ
ガレという問題があった。これはSi基板の外周部の表
面性及び面とり等に起因し、支持基体に比較して半導体
層が小さくなるためである。
【0008】そのため、半導体層下の絶縁膜が、後工程
によりエッチングされ、半導体層がリフトオフされてし
まう。リフトオフされた半導体層は、パーティクルとし
て、半導体層表面に再付着し、欠陥を生じさせてしま
い、その結果、歩留りの高いICをSOI基板で作成す
ることが困難となる問題があった。
【0009】[発明の目的]本発明の目的は、半導体基
体外周部の膜はがれを防止して、信頼性の高い半導体基
体を提供し、これにより歩留まりの高い半導体装置を作
製可能とすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するための手段として、支持基体上に、絶縁膜、
半導体層を順に積層して有する半導体基体において、少
なくとも前記絶縁膜外周部が半導体又は絶縁膜の保護膜
で覆われていることを特徴とする半導体基体を提供する
ものである。
【0011】また、本発明は、半導体基体の製造方法に
おいて、支持基体上に絶縁膜を挟んで半導体層を有する
基体を形成し、前記絶縁膜及び半導体層の表面及び外周
部に保護膜を形成し、平面研磨により前記外周部のみに
前記保護膜を残す、ことを特徴とする半導体基体の製造
方法を手段とする。
【0012】また、前記支持基体上に絶縁膜を挟んで半
導体層を有する基体の形成方法において、前記支持基体
に、前記絶縁膜を形成した半導体基体を貼り合わせ、表
面側の前記絶縁膜及び半導体基体の一部を除去する、こ
とにより形成することを特徴とし、また、前記支持基体
上に絶縁膜を挟んで半導体層を有する基体の形成方法に
おいて、第1の半導体基体上に陽極化成層、エピタキシ
ャル層、絶縁膜を順に形成した第1の基体を、支持基体
となる第2の基体に貼り合わせ、該貼り合わせた基体の
前記第1の半導体基体を除去して前記陽極化成層を露出
させ、選択的エッチングにより前記陽極化成層を除去す
る、ことにより形成することを特徴とする半導体基体の
製造方法である。
【0013】
【作用】本発明によれば、エッチングされてしまう絶縁
膜を、他種の絶縁膜又は半導体層により被覆して保護す
ることで、半導体層の膜ハガレを防止し、高歩留りのI
Cを作製できるSOI基板を提供するものである。
【0014】更に、この被覆膜をSOI基板作成の最終
研磨工程直前にウェハ全面に被覆した後、最終研磨を行
うことで、工程数増加を最小にしたSOI基板の作製方
法を提供するものである。
【0015】
【実施例】[実施例1]図1は、本発明の好適な実施態
様例の半導体基体を示す図であり、(1−1)は上面
図、(1−2)は(1−1)のA−A’断面図である。
図において、101は支持基体、102は絶縁膜、10
3は半導体層、104は本発明の特徴である保護膜であ
り、絶縁膜又は半導体膜である。
【0016】本発明においては、絶縁膜102を被覆す
る保護膜104が形成されているため、下側絶縁膜10
2がエッチングされることは無く、その結果、半導体片
も発生しないため、SOIデバイスを高歩留りで得るこ
とができる。
【0017】次に、本発明の具体的なSOI基板の作成
方法について図3を用いて説明する。
【0018】まず、半導体層となる半導体基体303を
熱酸化し、絶縁膜302を形成する。
【0019】これを支持基体301となる例えば半導体
基体301と貼り合わせる(3−1図)。
【0020】続いて、貼り合わせた基体に熱処理を加え
ることで強度が向上する。支持基体301を半導体層3
03と同一成分とすることにより熱膨張係数等に差が生
じないため高温の熱処理(800℃以上)が可能とな
る。
【0021】次に半導体層303側より研削を行い、半
導体層303を〜5μm程度まで薄膜化する。研削の方
法としては、バックグラインダーを用いた物理的な研削
であってもエッチング液を用いた化学的な研削であって
もよいし、交互に用いてもよい(3−2図)。
【0022】この後に、保護膜304を形成する。例え
ば、半導体層303がシリコンである場合、保護膜30
4としてはアモルファスシリコンや多結晶シリコンを用
いると、後工程での熱処理のストレスも小さいため、良
好の基体ができる。
【0023】保護膜304としての多結晶シリコンの成
膜は、〜600℃、〜30Torr、SiH2 Cl2
用いればLP−CVD法で可能である。
【0024】またアモルファスシリコンを保護膜として
成膜する場合は、〜250℃、〜0.2Torr、Si
4 /H2 のグロー放電を用いればP−CVD法で可能
である。
【0025】保護膜の膜厚としては、側壁に〜1000
Åも付着すれば十分である(3−3図)。
【0026】最後に研削を施す。ここでの研削は、支持
基体301を基準に平面度を出し、半導体層303上の
保護膜304を研削除去することにより、図1に示すS
OI基板が得られる。
【0027】[実施例2]実施例1では、単純な貼り合
わせ方式のSOI基板の製造方法について説明した。
【0028】本発明の適用範囲としては、選択エッチン
グを用いる貼り合わせSOI基板でも同様に可能であ
る。
【0029】例えば、陽極化成層を用いた選択エッチン
グによるSOI基板の製造方法について図4を用いて説
明する。
【0030】図4において、405はP+ 基板であり、
406はこれを陽極化成して作成した化成層である。陽
極化成の方法は、HF/C2 5 OH溶液中で、〜1.
0A/waferの電流を流すことで、〜1μm/mi
n程度の化成層を形成することができる。
【0031】続いて、この化成層上にエピタキシャル層
403を形成させる。次にこのエピタキシャル層を熱酸
化することで、絶縁膜402を形成する(4−1図)。
【0032】この絶縁膜402を、支持基体401と貼
り合わせる。前述の実施例では、半導体基板を支持基体
としたが、本実施例では石英基板を用いても良い。但
し、熱膨張係数が大きく異なるため、高温で熱処理する
ことはできない。そのため、〜400℃で100時間程
度熱処理することで、高温処理と同程度の強度を得る
(4−2図)。
【0033】続いて、P+ 基板405側から研削を行
い、化成層406を露呈させる。これを選択エッチング
液(HF/H2 2 ≒1/5)によりエッチングする。
これにより、選択的に化成層406のみがエッチングさ
れ、エピタキシャル層403のみが残る。
【0034】これに、保護膜404として、多結晶シリ
コンを成膜することにより、絶縁膜402の側壁に保護
膜404が形成される(4−3図)。
【0035】最後に実施例1と同様に半導体層403研
磨を行うことにより、図1に示した外周部のみに保護膜
404を有するSOI基板が形成できる。
【0036】なお、上述した保護膜に用いる半導体とし
ては、上述したアモルファスシリコン、多結晶シリコン
に限ることはなく、後工程でのエッチングに耐性のある
ものであれば良い。
【0037】また、保護膜として絶縁膜を用いる場合
は、シリコン窒化膜(Sixy ),シリコン酸化窒化
膜(Sixyz ),シリコン酸化膜(Sixy
等の絶縁膜を、CVD法、スパッタ法、又は熱処理する
ことにより形成することができ、これにより同様の効果
を得ることができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、SOI基板の絶縁
層側壁に保護膜を設けることで、高歩留りのSOIデバ
イスを作成することが可能となる効果が得られる。
【0039】更に、保護膜を多結晶シリコン等の導電性
膜(半導体膜含)とした場合、SOIデバイス作成中に
用いられる、イオン注入、RIEといったプロセスにお
いて、ウェハ面内均一性に優れた処理が可能となる。こ
れは、SOI基板の場合、絶縁膜上に半導体膜が形成さ
れているため、半導体膜がチャージアップを起こし均一
性が劣化するという問題があったが、本発明では、絶縁
膜側壁に多結晶シリコンを用いることで、支持基体と半
導体層が接続されているためチャージアップ等の発生を
防止できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施したSOI基板の構造を示す図。
【図2】従来例のSOI基板の断面図。
【図3】本発明の実施例1のSOI基板の製造工程断面
図。
【図4】本発明の実施例2のSOI基板の製造工程断面
図。
【符号の説明】
101,201,301,401は支持基体 102,202,302,402は絶縁膜 103,203,303,403は半導体層 104,304,404は、本発明の特徴である保護膜 204は半導体片(パーティクル)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持基体上に、絶縁膜、半導体層を順に
    積層して有する半導体基体において、 少なくとも前記絶縁膜外周部を半導体又は絶縁物の保護
    膜で覆ったことを特徴とする半導体基体。
  2. 【請求項2】 支持基体上に絶縁膜が形成され、その上
    に半導体層が形成されており、前記半導体層が前記支持
    基体より小さく形成された基体において、 少なくとも前記絶縁膜外周部を半導体又は絶縁物の保護
    膜で覆ったことを特徴とする半導体基体。
  3. 【請求項3】 前記保護膜としての半導体膜が、多結晶
    シリコンであることを特徴とする請求項1又は2に記載
    の半導体基体。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の半
    導体基体の製造方法において、 支持基体上の絶縁膜上に半導体層を有する基体を形成
    し、 前記絶縁膜及び半導体層の表面及び外周部に半導体の保
    護膜を形成し、 平面研磨により前記外周部のみに前記保護膜を残す、こ
    とを特徴とする半導体基体の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記保護膜が、絶縁膜である請求項4に
    記載の半導体基体の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記支持基体上の絶縁膜上に半導体層を
    有する基体の形成方法において、 前記支持基体に、前記絶縁膜を形成した半導体基体を貼
    り合わせ、表面側の前記絶縁膜及び半導体基体の一部を
    除去する、ことにより形成することを特徴とする請求項
    4又は5に記載の半導体基体の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記支持基体上の絶縁膜上に半導体層を
    有する基体の形成方法において、 第1の半導体基体上に陽極化成層、エピタキシャル層、
    絶縁膜を順に形成した第1の基体の前記絶縁膜側を、支
    持基体となる第2の基体に貼り合わせ、該貼り合わせた
    基体の前記第1の半導体基体を除去して前記陽極化成層
    を露出させ、選択的エッチングにより前記陽極化成層を
    除去することにより、前記支持基体上に前記絶縁膜及び
    前記エピタキシャル層を有する基体を形成することを特
    徴とする請求項4又は5に記載の半導体基体の製造方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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