JPH08213578A - Soi substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Soi substrate and manufacturing method thereof

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JPH08213578A
JPH08213578A JP1771695A JP1771695A JPH08213578A JP H08213578 A JPH08213578 A JP H08213578A JP 1771695 A JP1771695 A JP 1771695A JP 1771695 A JP1771695 A JP 1771695A JP H08213578 A JPH08213578 A JP H08213578A
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JP
Japan
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single crystal
substrate
crystal layer
semiconductor
silicon single
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Application number
JP1771695A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruo Kato
照男 加藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPH08213578A publication Critical patent/JPH08213578A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a technology enabling the prevention of the uneven rotation of an SOI substrate in processing with rotation of the substrate. CONSTITUTION: An SOI substrate 1 is composed of a completely circuit Si single crystal substrate 2 and an incompletely circular Si single crystal layer 4 having a main orientation flat 5 which is formed on that substrate 2 through an oxide film 3. Thus, the imcompletely circular layer 4 is supported on the completely circular substrate 2, this causing the center of gravity of the substrate 1 to coincide with the geographic symmetric center and hence in a processing with rotation of the substrate the uneven rotation of the SOI substrate 1 can be prevented during rotation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、SOI基板及びその製
造方法に関し、特に、支持基板上に絶縁体を介して形成
された半導体単結晶層に所望の素子領域を形成する分野
に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an SOI substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly to the field of forming a desired element region in a semiconductor single crystal layer formed on a supporting substrate via an insulator. Regarding effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば酸化膜のような絶縁体上に形成さ
れたシリコン単結晶のような半導体単結晶層に、拡散、
イオン打ち込みのような不純物ドーピング方法で所望の
素子領域を形成する技術として、SOI(Semico
nductor On In−sulator)技術が
知られている。
2. Description of the Related Art For example, diffusion into a semiconductor single crystal layer such as a silicon single crystal formed on an insulator such as an oxide film,
As a technique for forming a desired element region by an impurity doping method such as ion implantation, SOI (Semico
The technique of "nducer on in-sulator" is known.

【0003】例えば、株式会社誠文堂新光社発行、「最
新図解半導体ガイド」、1989年10月2日発行、P
98〜P99には、絶縁体(Insulator)とし
てサファイア基板を用いて、このサファイア基板上にシ
リコン単結晶からなる半導体単結晶層をエピタキシャル
法によって形成して、この半導体単結晶層にデバイスと
してp−MOS及びn−MOSからなるC−MOS(C
omplement−ary Metal Oxide
Semiconductor)インバータを形成し
た、SOS(Silicon On Sapphir
e)技術が記載されている。
For example, "Latest Illustrated Semiconductor Guide", published by Seibundo Shinkosha Co., Ltd., October 2, 1989, P
98 to P99, a sapphire substrate is used as an insulator, a semiconductor single crystal layer made of a silicon single crystal is formed on the sapphire substrate by an epitaxial method, and a p-type semiconductor device is formed on the semiconductor single crystal layer. C-MOS consisting of MOS and n-MOS (C
equipment-ary Metal Oxide
SOS (Silicon On Sapphir) formed by a Semiconductor (Inductor) inverter.
e) Technology is described.

【0004】このようなSOSを含むSOI技術は、絶
縁体上に形成した半導体単結晶層に素子領域を形成する
ので、従来のように半導体基板に直接素子領域を形成す
る技術と比較して、寄生容量(浮遊容量)を小さくでき
るという利点が得られる。
Since the SOI technique including such an SOS forms an element region in a semiconductor single crystal layer formed on an insulator, compared with the conventional technique of directly forming an element region on a semiconductor substrate, The advantage that the parasitic capacitance (stray capacitance) can be reduced is obtained.

【0005】このようなSOI技術に用いられるSOI
基板には、半導体単結晶層の位置検出のためのオリエン
テーションフラットが形成される。このオリエンテーシ
ョンフラットには、基板面内の結晶方位を示すととも
に、デバイス製造時のプロセスにおいてマスク合せ等の
基板の位置決めに使用するための主オリエンテーション
フラットと、結晶方位や導電型を識別するための副オリ
エンテーションフラットとがある。通常は主オリエンテ
ーションフラットのみが形成されていることが多い。
SOI used in such SOI technology
An orientation flat for detecting the position of the semiconductor single crystal layer is formed on the substrate. This orientation flat shows the crystal orientation in the plane of the substrate, the main orientation flat used for positioning the substrate such as mask alignment in the process of device manufacturing, and the sub orientation for identifying the crystal orientation and conductivity type. There is an orientation flat. Usually, only the main orientation flat is formed.

【0006】このようにSOI基板に主オリエンテーシ
ョンフラットあるいは副オリエンテーションフラットが
存在すると、SOI基板は形状が非真円形状でなくなる
ので非対称になる。
When the SOI substrate has the main orientation flat or the sub-orientation flat as described above, the SOI substrate becomes asymmetric because the shape of the SOI substrate is not a non-round shape.

【0007】また、オリエンテーションフラットと同様
な働きをするものとして、オリエンテーションノッチが
知られている。
Further, an orientation notch is known as one having a function similar to that of the orientation flat.

【0008】例えば日経BP社発行、「日経マイクロデ
バイス」、1989年10月号、P105〜P110に
は、このようなオリエンテーションフラット及びオリエ
ンテーションノッチに関する技術が記載されている。
For example, "Nikkei Microdevice", October 1989, P105-P110, published by Nikkei BP, describes a technique relating to such orientation flats and orientation notches.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前記のようなSOI基
板の半導体単結晶層に所望の素子領域を形成する際、C
VD膜形成工程等の多くのプロセス処理工程を経るが、
SOI基板は形状がオリエンテーションフラットが形成
されていることによって非真円形状になっているので、
基板の回転を伴うプロセス処理工程において、SOI基
板に回転むらが生ずるという問題がある。
When a desired element region is formed in the semiconductor single crystal layer of the SOI substrate as described above, C
Although many process processing steps such as a VD film forming step are performed,
Since the SOI substrate has a non-round shape due to the formation of the orientation flat,
There is a problem that unevenness of rotation occurs in the SOI substrate in a process step involving the rotation of the substrate.

【0010】例えばCVD膜形成工程においては、反応
室内でSOI基板をサセプタで支持した状態で回転しな
がら反応を行うが、SOI基板は非真円形状になってい
ることにより、その重心が幾何学的な対称中心からずれ
てくるので、回転時に回転むらが生ずるようになる。こ
の結果、形成される膜厚にばらつきが生ずる原因とな
る。
For example, in the CVD film forming process, the reaction is performed while rotating the SOI substrate while being supported by the susceptor in the reaction chamber. However, since the SOI substrate has a non-round shape, its center of gravity is geometric. Since it deviates from the center of symmetry, uneven rotation occurs during rotation. As a result, variations in the formed film thickness occur.

【0011】このような回転むらは、SOI基板の寸法
が大口径化(直径が約150mm以上)するほど著しく
なる。このため、今後ますます大口径化の要求が高くな
ってくることを考慮すると、プロセス処理工程における
回転むらの防止が必要になる。
Such rotation unevenness becomes more remarkable as the size of the SOI substrate becomes larger (the diameter is about 150 mm or more). Therefore, considering that the demand for larger diameters will increase in the future, it is necessary to prevent uneven rotation in the process steps.

【0012】本発明の目的は、基板の回転を伴うプロセ
ス処理工程において、回転時にSOI基板に生ずる回転
むらを防止することが可能な技術を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing uneven rotation occurring in an SOI substrate during rotation in a process step involving the rotation of the substrate.

【0013】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。
Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

【0015】(1)本発明のSOI基板は、支持基板上
に絶縁体を介して半導体単結晶層が形成されるSOI基
板において、前記支持基板は真円形状の半導体基板から
なるとともに、前記半導体単結晶層は非真円形状の単結
晶半導体単結晶層からなっている。
(1) The SOI substrate of the present invention is an SOI substrate in which a semiconductor single crystal layer is formed on a supporting substrate with an insulator interposed therebetween, wherein the supporting substrate is a semiconductor substrate having a perfect circular shape, and The single crystal layer is a non-round circular single crystal semiconductor single crystal layer.

【0016】(2)本発明のSOI基板の製造方法は、
真円形状の半導体基板、及び予め主オリエンテーション
フラットが形成されかつ両面に酸化膜が形成された非真
円形状の半導体単結晶基板を用意する工程と、前記真円
形状の半導体基板及び非真円形状の半導体単結晶基板を
酸化膜を介して一体に結合する工程と、前記非真円形状
の半導体単結晶基板を所望の厚さに加工する工程と、を
含んでいる。
(2) The method for manufacturing an SOI substrate of the present invention is
A step of preparing a perfectly circular semiconductor substrate and a non-round semiconductor single crystal substrate in which a main orientation flat is formed in advance and an oxide film is formed on both surfaces, and the round semiconductor substrate and the non-round circle The method includes the steps of integrally bonding the shaped semiconductor single crystal substrates through an oxide film, and processing the non-round circular semiconductor single crystal substrate to a desired thickness.

【0017】(3)本発明の他のSOI基板の製造方法
は、真円形状の半導体単結晶基板を用意する工程と、前
記半導体単結晶基板の所望の内部深さに酸化膜を形成し
て半導体単結晶基板を薄い第1の単結晶層と厚い第2の
単結晶層とに区分する工程と、前記第1の単結晶層の表
面の所望部分以外をマスクする工程と、前記第1の単結
晶層のマスクされていない所望部分を除去して主オリエ
ンテーションフラットを形成する工程と、を含んでい
る。
(3) Another method of manufacturing an SOI substrate according to the present invention comprises the steps of preparing a perfect circular semiconductor single crystal substrate and forming an oxide film at a desired internal depth of the semiconductor single crystal substrate. Dividing the semiconductor single crystal substrate into a thin first single crystal layer and a thick second single crystal layer; masking a portion of the surface of the first single crystal layer other than a desired portion; Removing the unmasked desired portion of the single crystal layer to form a main orientation flat.

【0018】[0018]

【作用】上述した(1)の手段によれば、本発明のSO
I基板は、支持基板上に絶縁体を介して半導体単結晶層
が形成されるSOI基板において、前記支持基板は真円
形状の半導体基板からなるとともに、前記半導体単結晶
層は非真円形状の単結晶半導体単結晶層からなっている
ので、基板の回転を伴うプロセス処理工程において、回
転時にSOI基板に生ずる回転むらを防止することが可
能となる。
According to the above-mentioned means (1), the SO of the present invention is
The I substrate is an SOI substrate in which a semiconductor single crystal layer is formed on a support substrate via an insulator, and the support substrate is a semiconductor substrate having a perfect circular shape, and the semiconductor single crystal layer is a non-perfect circular shape. Since the single crystal semiconductor is composed of a single crystal layer, it is possible to prevent uneven rotation occurring in the SOI substrate during rotation in a process step involving rotation of the substrate.

【0019】上述した(2)の手段によれば、本発明の
SOI基板の製造方法は、真円形状の半導体基板、及び
予め主オリエンテーションフラットが形成されかつ両面
に酸化膜が形成された非真円形状の半導体単結晶基板を
用意する工程と、前記真円形状の半導体基板及び非真円
形状の半導体単結晶基板を酸化膜を介して一体に結合す
る工程と、前記非真円形状の半導体単結晶基板を所望の
厚さに加工する工程と、を含んでいるので、基板の回転
を伴うプロセス処理工程において、回転時にSOI基板
に生ずる回転むらを防止することが可能となる。
According to the above-described means (2), the method for manufacturing an SOI substrate of the present invention is a semiconductor substrate having a perfect circular shape, and a non-true semiconductor substrate in which a main orientation flat is previously formed and an oxide film is formed on both surfaces. A step of preparing a circular semiconductor single crystal substrate, a step of integrally bonding the perfectly circular semiconductor substrate and the non-round semiconductor single crystal substrate through an oxide film, and the non-round semiconductor Since the step of processing the single crystal substrate to a desired thickness is included, it is possible to prevent the rotation unevenness that occurs in the SOI substrate during the rotation in the process processing step involving the rotation of the substrate.

【0020】上述した(3)の手段によれば、本発明の
他のSOI基板の製造方法は、真円形状の半導体単結晶
基板を用意する工程と、前記半導体単結晶基板の所望の
内部深さに酸化膜を形成して半導体単結晶基板を薄い第
1の単結晶層と厚い第2の単結晶層とに区分する工程
と、前記第1の単結晶層の表面の所望部分以外をマスク
する工程と、前記第1の単結晶層のマスクされていない
所望部分を除去して主オリエンテーションフラットを形
成する工程と、を含んでいるので、基板の回転を伴うプ
ロセス処理工程において、回転時にSOI基板に生ずる
回転むらを防止することが可能となる。
According to the above-mentioned means (3), another SOI substrate manufacturing method of the present invention comprises a step of preparing a semiconductor semiconductor crystal substrate having a perfect circular shape and a desired internal depth of the semiconductor single crystal substrate. And forming an oxide film to divide the semiconductor single crystal substrate into a thin first single crystal layer and a thick second single crystal layer, and masking a portion other than a desired portion of the surface of the first single crystal layer. And a step of removing a desired portion of the first single crystal layer which is not masked to form a main orientation flat. Therefore, in the process step involving the rotation of the substrate, the SOI during rotation is included. It is possible to prevent uneven rotation of the substrate.

【0021】以下、本発明について、図面を参照して実
施例とともに詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments.

【0022】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0023】[0023]

【実施例】図1は本発明の実施例によるSOI基板を示
すもので、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断
面図である。本実施例のSOI基板1は、支持基板であ
る真円形状のシリコン単結晶基板2と、このシリコン単
結晶基板2上に絶縁体である酸化膜3を介して形成さ
れ、かつ側面に主オリエンテーションフラット5が形成
された半導体単結晶層である非真円形状のシリコン単結
晶層4とから構成されている。
1A and 1B show an SOI substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG. The SOI substrate 1 of the present embodiment is formed by a perfect circular silicon single crystal substrate 2 which is a supporting substrate, an oxide film 3 which is an insulator on the silicon single crystal substrate 2, and a main orientation on the side surface. It is composed of a non-round circular silicon single crystal layer 4 which is a semiconductor single crystal layer on which a flat 5 is formed.

【0024】ここで、シリコン単結晶基板2は例えば、
直径200mm(8インチ)、厚さ725μm、面方位
(100)を有している。また、酸化膜3は例えば厚さ
0.5μmを有し、シリコン単結晶層4は例えば厚さ1
〜2μmを有している。さらに、主オリエンテーション
フラット5は、例えば面方位(110)の位置に形成さ
れている。この主オリエンテーションフラット5が形成
される位置は、シリコン単結晶層4の面方位(100)
に対して適した面方位が選ばれる。この主オリエンテー
ションフラット5が形成される位置は、一般的に、
(0、1バー、1バー)で示される面方位が選ばれる。
Here, the silicon single crystal substrate 2 is, for example,
It has a diameter of 200 mm (8 inches), a thickness of 725 μm, and a plane orientation (100). The oxide film 3 has a thickness of, for example, 0.5 μm, and the silicon single crystal layer 4 has a thickness of, for example, 1 μm.
˜2 μm. Further, the main orientation flat 5 is formed, for example, at the position of the plane orientation (110). The position where this main orientation flat 5 is formed is the plane orientation (100) of the silicon single crystal layer 4.
A plane orientation suitable for is selected. The position where this main orientation flat 5 is formed is generally
The plane orientation indicated by (0, 1 bar, 1 bar) is selected.

【0025】次に、本実施例のSOI基板1の製造方法
を、図2乃至図8を参照して工程順に説明する。
Next, a method of manufacturing the SOI substrate 1 of this embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0026】まず、図2に示すように、例えば直径20
0mm(8インチ)、厚さ725μm、面方位(10
0)を有する真円形状のシリコン単結晶基板2を用意す
る。このシリコン単結晶基板2はベース基板となる。
(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図であ
る。同様にして、図3に示すように、例えば直径200
mm、厚さ725μm、面方位(100)を有し、主オ
リエンテーションフラット5が形成されるとともに、両
面に例えば厚さ0.5μmの酸化膜3が形成された非真
円形状のシリコン単結晶基板(ボンド基板)6を用意す
る。このシリコン単結晶基板6は、後程必要なデバイス
の素子領域を形成するための半導体領域となる。
First, as shown in FIG. 2, for example, a diameter of 20
0 mm (8 inches), thickness 725 μm, plane orientation (10
A perfect circular silicon single crystal substrate 2 having 0) is prepared. This silicon single crystal substrate 2 becomes a base substrate.
(A) is a plan view and (b) is a sectional view taken along line AA of (a). Similarly, as shown in FIG.
mm, thickness 725 μm, plane orientation (100), main orientation flat 5 is formed, and non-circular silicon single crystal substrate having oxide film 3 having a thickness of 0.5 μm formed on both sides, for example. (Bond substrate) 6 is prepared. This silicon single crystal substrate 6 will be a semiconductor region for forming an element region of a device which will be required later.

【0027】この非真円形状のシリコン単結晶基板6
は、図7に示すようにシリコン単結晶インゴット7の状
態で予め主オリエンテーションフラット5を加工し、続
いて図3(a)のように、面方位(100)となるよう
にウエハ状に加工した後、図3(b)のように、熱酸化
処理してその両面に酸化膜3を形成して製造する。
This non-round silicon single crystal substrate 6
As shown in FIG. 7, the main orientation flat 5 was processed in advance in the state of the silicon single crystal ingot 7, and then, as shown in FIG. 3A, it was processed into a wafer so as to have a plane orientation (100). Then, as shown in FIG. 3B, a thermal oxidation process is performed to form an oxide film 3 on both surfaces of the oxide film 3 for manufacturing.

【0028】次に、図4に示すように、図2の真円形状
のシリコン単結晶基板2上に、図3の非真円形状のシリ
コン単結晶基板6を載置して両者を、1000℃〜11
00℃で酸素あるいは窒素を含む雰囲気内で2〜3時間
熱処理する。これによって、両者は酸化膜3を介して化
学的に結合されることにより、完全に一体化する。
Next, as shown in FIG. 4, the non-round circular silicon single crystal substrate 6 of FIG. 3 is placed on the round circular silicon single crystal substrate 2 of FIG. ℃ ~ 11
Heat treatment is performed at 00 ° C. for 2-3 hours in an atmosphere containing oxygen or nitrogen. As a result, both are chemically bonded through the oxide film 3 and are completely integrated.

【0029】続いて、図5に示すように、シリコン単結
晶基板6の表面側を例えば平面研削盤で研磨処理を行っ
て、厚さ数10μmになるまで研磨する。破線は研磨以
前の位置を示している。厚さが薄くなることによって、
シリコン単結晶基板6はシリコン単結晶層8に変わる。
Then, as shown in FIG. 5, the surface side of the silicon single crystal substrate 6 is polished by, for example, a surface grinder to polish it to a thickness of several 10 μm. The broken line shows the position before polishing. By reducing the thickness,
The silicon single crystal substrate 6 is changed to a silicon single crystal layer 8.

【0030】次に、図6に示すように、さらにシリコン
単結晶層8の表面側を機械的・化学的な研磨法により鏡
面研磨処理を行って、シリコン単結晶層8を所望の厚さ
例えば1〜2μmになるまで鏡面研磨処理を行う。
Next, as shown in FIG. 6, the surface side of the silicon single crystal layer 8 is further mirror-polished by a mechanical / chemical polishing method so that the silicon single crystal layer 8 has a desired thickness, for example. Mirror polishing treatment is performed until it becomes 1 to 2 μm.

【0031】以上によって、図1に示したようなSOI
基板1が完成する。このようにして製造されたSOI基
板1に対しては、そのシリコン単結晶層8に対して拡
散、イオン打ち込み等のプロセス処理を施すことによ
り、後述のように、所望の素子領域の形成が行われる。
As described above, the SOI as shown in FIG.
The substrate 1 is completed. The SOI substrate 1 thus manufactured is subjected to process treatment such as diffusion and ion implantation on the silicon single crystal layer 8 to form a desired element region as described later. Be seen.

【0032】なお、図4の工程で、予め主オリエンテー
ションフラット5を形成したシリコン単結晶基板6をシ
リコン単結晶基板2と結合処理する場合、主オリエンテ
ーションフラット5をシリコン単結晶基板2の特定の結
晶方位に一致させる必要がある場合には、図8に示すよ
うに、予めシリコン単結晶基板2にオリエンテーション
ノッチ9を形成しておいて、このオリエンテーションノ
ッチ9を基準にしてシリコン単結晶基板6を結合するよ
うにすれば良い。また、必要に応じてシリコン単結晶基
板6には、副オリエンテーションフラットを形成してお
く。この副オリエンテーションフラットの形成方法は、
前記したような主オリエンテーションフラット5の形成
方法と同じようにして行うことができる。
In the process of FIG. 4, when the silicon single crystal substrate 6 on which the main orientation flat 5 is formed in advance is bonded to the silicon single crystal substrate 2, the main orientation flat 5 is subjected to a specific crystal of the silicon single crystal substrate 2. When it is necessary to match the orientations, as shown in FIG. 8, an orientation notch 9 is formed in advance in the silicon single crystal substrate 2, and the silicon single crystal substrate 6 is bonded based on this orientation notch 9. It should be done. Further, a sub-orientation flat is formed on the silicon single crystal substrate 6 if necessary. The method of forming this sub-orientation flat is
It can be performed in the same manner as the method of forming the main orientation flat 5 as described above.

【0033】次に、本実施例のSOI基板1の他の製造
方法の例を、図9乃至図14を参照して説明する。この
製造方法においては、予め1枚のシリコン単結晶基板を
出発材料として用いて、このシリコン単結晶基板に対し
て、徐々に各種のプロセス処理を施すことにより、最終
的に、非真円形状のシリコン単結晶層を真円形状のシリ
コン単結晶基板上に形成することを特徴としている。
Next, an example of another method of manufacturing the SOI substrate 1 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 14. In this manufacturing method, one silicon single crystal substrate is used as a starting material in advance, and various process treatments are gradually applied to this silicon single crystal substrate to finally obtain a non-perfect circular shape. It is characterized in that the silicon single crystal layer is formed on a perfectly circular silicon single crystal substrate.

【0034】まず、図9に示すように、例えば直径20
0mm(8インチ)、厚さ725μm、面方位(10
0)を有し、予め所望の内部深さに酸化膜11を形成す
ることにより、薄い第1のシリコン単結晶層13と厚い
第2のシリコン単結晶層14とに区分する真円形状のシ
リコン単結晶基板12を用意する。第1のシリコン単結
晶層13は素子領域を形成するための半導体領域となる
とともに、第2のシリコン単結晶層14はベース基板と
なる。酸化膜11は例えば厚さ0.4μmを有し、第1
のシリコン単結晶層13は例えば厚さ0.2μmを有
し、第2のシリコン単結晶層14はほぼ725μmの厚
さを有している。(a)は平面図、(b)は(a)のA
−A断面図である。
First, as shown in FIG. 9, for example, a diameter of 20
0 mm (8 inches), thickness 725 μm, plane orientation (10
0), and by forming an oxide film 11 to a desired internal depth in advance, a perfect circular silicon which is divided into a thin first silicon single crystal layer 13 and a thick second silicon single crystal layer 14. A single crystal substrate 12 is prepared. The first silicon single crystal layer 13 becomes a semiconductor region for forming an element region, and the second silicon single crystal layer 14 becomes a base substrate. The oxide film 11 has a thickness of 0.4 μm, for example.
The silicon single crystal layer 13 has a thickness of 0.2 μm, for example, and the second silicon single crystal layer 14 has a thickness of approximately 725 μm. (A) is a plan view, (b) is A of (a)
It is -A sectional drawing.

【0035】このシリコン単結晶基板12は、図9
(a)のように、ウエハ加工によって得られたシリコン
単結晶基板12に対して、その表面から酸素イオンを、
例えば加速エネルギー:180KeV、ドーズ量:2.
0×1018/cm2の条件で注入した後、窒素雰囲気内
で約1280℃で6時間処理することにより、図9
(b)のように、酸化膜11をシリコン単結晶基板12
の内部深さに形成して製造する。いわゆる、SIMOX
(Separation−by−implanted−
oxygen)技術により、シリコン単結晶基板12を
形成する。
This silicon single crystal substrate 12 is shown in FIG.
As shown in (a), oxygen ions are introduced from the surface of the silicon single crystal substrate 12 obtained by wafer processing,
For example, acceleration energy: 180 KeV, dose: 2.
After being implanted under the condition of 0 × 10 18 / cm 2, the treatment is performed in a nitrogen atmosphere at about 1280 ° C. for 6 hours.
As shown in (b), the oxide film 11 is formed on the silicon single crystal substrate 12
It is manufactured by forming it to the inner depth of. So-called SIMOX
(Separation-by-implanted-
The silicon single crystal substrate 12 is formed by the oxygen) technique.

【0036】次に、図10に示すように、シリコン単結
晶基板12のシリコン単結晶層13表面の主オリエンテ
ーションフラットを形成すべきラインを境にして、除去
する部分に粘着テープ15を覆う。
Next, as shown in FIG. 10, the adhesive tape 15 is covered on the portion to be removed with the line forming the main orientation flat on the surface of the silicon single crystal layer 13 of the silicon single crystal substrate 12 as a boundary.

【0037】続いて、図11に示すように、シリコン単
結晶層12表面に粘着テープ15上を含めてフォトレジ
スト16を塗布する。
Subsequently, as shown in FIG. 11, a photoresist 16 is applied to the surface of the silicon single crystal layer 12 including the adhesive tape 15.

【0038】次に、図12に示すように、粘着テープ1
5を剥がすことにより、この上のフォトレジスト16を
同時に除去する。これによって、主オリエンテーション
フラットを形成すべき部分以外はフォトレジスト16に
よってマスクされたことになる。
Next, as shown in FIG. 12, the adhesive tape 1
By peeling 5 away, the photoresist 16 on this is removed at the same time. As a result, the photoresist 16 is masked except for the portion where the main orientation flat is to be formed.

【0039】続いて、図13に示すように、シリコン単
結晶基板12をフッ酸・硝酸系のエッチング液に浸すこ
とにより、フォトレジスト16をマスクとしてマスクさ
れていないシリコン単結晶層13を部分的に除去して、
主オリエンテーションフラット5を形成する。この工程
は、ウエットエッチングに限らず、ドライエッチングを
利用して行うこともできる。
Then, as shown in FIG. 13, the silicon single crystal substrate 12 is immersed in a hydrofluoric acid / nitric acid type etching solution to partially remove the unmasked silicon single crystal layer 13 using the photoresist 16 as a mask. To remove
Form the main orientation flat 5. This step can be performed not only by wet etching but also by dry etching.

【0040】次に、図14に示すように、フォトレジス
ト16を有機溶剤によって除去した後、シリコン単結晶
基板12を洗浄処理する。
Next, as shown in FIG. 14, after removing the photoresist 16 with an organic solvent, the silicon single crystal substrate 12 is washed.

【0041】以上によって、図1に示したようなSOI
基板1が完成する。このようにして製造されたSOI基
板1に対しては、前記の製造方法によって得られたSO
I基板1の場合と同様に、そのシリコン単結晶層13に
対して拡散、イオン打ち込み等のプロセス処理を施すこ
とにより、所望の素子領域の形成が行われる。
As described above, the SOI as shown in FIG.
The substrate 1 is completed. For the SOI substrate 1 manufactured in this way, the SO substrate obtained by the above-mentioned manufacturing method is used.
Similar to the case of the I substrate 1, the silicon single crystal layer 13 is subjected to process treatment such as diffusion and ion implantation to form a desired element region.

【0042】また、シリコン単結晶層13の主オリエン
テーションフラット5を特定の結晶方位に一致させる必
要がある場合には、図9のシリコン単結晶基板12にお
ける厚い第2のシリコン単結晶層14に予めオリエンテ
ーションノッチを形成しておけば良い。さらに、必要に
応じてシリコン単結晶基板12には、副オリエンテーシ
ョンフラットを形成しておくようにすることもできる。
When it is necessary to match the main orientation flat 5 of the silicon single crystal layer 13 with a specific crystal orientation, the thick second silicon single crystal layer 14 in the silicon single crystal substrate 12 of FIG. 9 is previously formed. The orientation notch should be formed. Further, a sub-orientation flat may be formed on the silicon single crystal substrate 12 if necessary.

【0043】図15は本実施例によって得られたSOI
基板1を用いて、シリコン単結晶層4にデバイスとして
シリコンゲートからなるC−MOSインバータを形成し
た例を示すものである。18はp−MOSトランジスタ
で、19はP+型ソース領域、20はP+型ドレイン領
域、21はゲート酸化膜、22はN型チャネル領域、2
3はソース電極、24はドレイン電極、25はシリコン
ゲート金属、26は保護用酸化膜である。なお、シリコ
ンゲート金属25に対しては図示しない位置でゲート電
極が接続される。一方、28はn−MOSトランジスタ
で、29はN+型ソース領域、30はN+型ドレイン領
域、31はゲート酸化膜、32はP型チャネル領域、3
3はソース電極、34はシリコンゲート金属である。な
お、ドレイン電極24、保護用酸化膜26は共通であ
る。
FIG. 15 shows the SOI obtained by this embodiment.
1 shows an example in which a C-MOS inverter having a silicon gate is formed as a device on a silicon single crystal layer 4 using a substrate 1. 18 is a p-MOS transistor, 19 is a P + type source region, 20 is a P + type drain region, 21 is a gate oxide film, 22 is an N type channel region, 2
3 is a source electrode, 24 is a drain electrode, 25 is a silicon gate metal, and 26 is a protective oxide film. A gate electrode is connected to the silicon gate metal 25 at a position not shown. On the other hand, 28 is an n-MOS transistor, 29 is an N + type source region, 30 is an N + type drain region, 31 is a gate oxide film, 32 is a P type channel region, 3
Reference numeral 3 is a source electrode, and 34 is a silicon gate metal. The drain electrode 24 and the protective oxide film 26 are common.

【0044】このような本実施例によれば次のような効
果が得られる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.

【0045】(1)SOI基板1は、真円形状のシリコ
ン単結晶基板2上に酸化膜3を介して、主オリエンテー
ションフラット5が形成された非真円形状のシリコン単
結晶層4が形成されて構成されているので、回転を伴う
プロセス処理工程において、回転時にSOI基板に生じ
る回転むらを防止することが可能となる。
(1) In the SOI substrate 1, a non-round circular silicon single crystal layer 4 in which a main orientation flat 5 is formed is formed on a true circular silicon single crystal substrate 2 via an oxide film 3. Since it is configured as described above, it is possible to prevent uneven rotation occurring in the SOI substrate at the time of rotation in a process step involving rotation.

【0046】すなわち、非真円形状のシリコン単結晶層
4が真円形状のシリコン単結晶基板2によって支持され
ていることにより、SOI基板1の重心が幾何学的な対
称中心に一致するようになるので、例えばCVD膜形成
工程のように基板の回転を伴うプロセス処理工程におい
ても、回転時に回転むらが生じないため、膜厚にばらつ
きが生じない。この結果、特に大口径化の要求が高まっ
ても十分に対処可能となる。
That is, the non-round circular silicon single crystal layer 4 is supported by the round circular silicon single crystal substrate 2 so that the center of gravity of the SOI substrate 1 coincides with the geometric center of symmetry. Therefore, even in a process step involving the rotation of the substrate such as a CVD film forming step, the uneven rotation does not occur during the rotation, so that the film thickness does not vary. As a result, it becomes possible to sufficiently cope with the demand for a larger diameter in particular.

【0047】(2)SOI基板1は、周知のプロセス処
理技術を組み合わせて容易に製造することができるの
で、コストアップを伴うことなく、SOI基板1を量産
することが可能になる。
(2) Since the SOI substrate 1 can be easily manufactured by combining well-known process treatment techniques, the SOI substrate 1 can be mass-produced without increasing the cost.

【0048】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
As described above, the invention made by the present inventor is
Although the present invention has been specifically described based on the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0049】例えば、前記実施例では支持基板、半導体
単結晶層及び絶縁体の各材料としては特定の材料に例を
あげて説明したが、これに限らず同等の材料を用いるこ
とができる。
For example, in the above-mentioned embodiment, the material of the supporting substrate, the semiconductor single crystal layer and the insulator has been described by taking a specific material as an example, but the material is not limited to this and equivalent materials can be used.

【0050】また、前記実施例ではシリコン単結晶基
板、シリコン単結晶層等における厚さ、結晶方位等の
値、あるいは各種プロセス処理工程おける条件は一例を
示したものであり、これら目的、用途等に応じて任意に
変更することができる。
In the above embodiments, the values of the thickness, crystal orientation, etc. in the silicon single crystal substrate, the silicon single crystal layer, etc., or the conditions in various process treatment steps are merely examples. It can be changed as desired.

【0051】さらに、素子領域を形成するシリコン単結
晶層に形成する主オリエンテーションフラットは単独の
ままでも目的を達成できるが、必要に応じて副オリエン
テーションフラットを形成するようにしても良い。
Further, the main orientation flat formed in the silicon single crystal layer forming the element region can achieve the purpose by itself, but a sub orientation flat may be formed if necessary.

【0052】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるSOI
技術に適用した場合について説明したが、それに限定さ
れるものではない。本発明は、少なくとも絶縁体上に形
成した半導体単結晶層に所望の素子領域を形成する条件
のものには適用できる。
In the above description, the invention made by the present inventor is the field of application which is the background of the invention.
Although the case where the technology is applied to the technology has been described, the invention is not limited thereto. The present invention is applicable at least under the condition that a desired element region is formed in a semiconductor single crystal layer formed on an insulator.

【0053】[0053]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0054】真円形状の半導体基板上に絶縁体を介し
て、主オリエンテーションフラットが形成された非真円
形状の半導体単結晶層が形成されてSOI基板が構成さ
れているので、回転を伴うプロセス処理工程において、
回転時にSOI基板に生じる回転むらを防止することが
可能となる。
Since the non-round semiconductor single crystal layer having the main orientation flat is formed on the perfect circular semiconductor substrate via the insulator to form the SOI substrate, a process involving rotation is performed. In the processing process,
It is possible to prevent uneven rotation occurring in the SOI substrate during rotation.

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

【図1】本発明の実施例によるSOI基板を示すもの
で、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図で
ある。
1A and 1B show an SOI substrate according to an embodiment of the present invention, FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図2】本発明の実施例によるSOI基板の製造方法の
一工程を示すもので、(a)は平面図、(b)は(a)
のA−A断面図である。
FIG. 2 shows one step of a method for manufacturing an SOI substrate according to an embodiment of the present invention, (a) is a plan view, (b) is (a).
FIG.

【図3】本発明の実施例によるSOI基板の製造方法の
他の工程を示すもので、(a)は平面図、(b)は
(a)のA−A断面図である。
3A and 3B show another step of the method for manufacturing an SOI substrate according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図4】本発明の実施例によるSOI基板の製造方法の
その他の工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another step of the method for manufacturing the SOI substrate according to the example of the present invention.

【図5】本発明の実施例によるSOI基板の製造方法の
その他の工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another step of the method for manufacturing the SOI substrate according to the example of the present invention.

【図6】本発明の実施例によるSOI基板の製造方法の
その他の工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another step of the method for manufacturing an SOI substrate according to the example of the present invention.

【図7】本発明の実施例によるSOI基板の製造方法の
その他の工程を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing another step of the method for manufacturing the SOI substrate according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例によるSOI基板の製造方法の
その他の工程を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing another step of the method for manufacturing the SOI substrate according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例によるSOI基板の他の製造方
法の一工程を示すもので、(a)は平面図、(b)は
(a)のA−A断面図である。
9A and 9B show a step of another method of manufacturing an SOI substrate according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a sectional view taken along line AA of FIG. 9A.

【図10】本発明の実施例によるSOI基板の他の製造
方法の他の工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another step of another method of manufacturing an SOI substrate according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例によるSOI基板の他の製造
方法のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another step of another method of manufacturing an SOI substrate according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例によるSOI基板の他の製造
方法のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another step of another method of manufacturing an SOI substrate according to the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例によるSOI基板の他の製造
方法のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing another step of another method of manufacturing an SOI substrate according to the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例によるSOI基板の他の製造
方法のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing another step of another method of manufacturing an SOI substrate according to the example of the present invention.

【図15】本発明の実施例によるSOI基板にC−MO
Sインバータを形成した例を示す断面図である。
FIG. 15 illustrates a C-MO on an SOI substrate according to an embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the example which formed the S inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…SOI基板、2、12…真円形状のシリコン単結晶
基板、3、11…酸化膜、4…シリコン単結晶層、5…
主オリエンテーションフラット、6…非真円形状のシリ
コン単結晶基板、7…シリコン単結晶インゴット、8…
非真円形状のシリコン単結晶層、9…オリエンテーショ
ンノッチ、13…薄いシリコン単結晶層、14…厚いシ
リコン単結晶層、15…粘着テープ、16…フォトレジ
スト、18…n−MOSトランジスタ、19…P+型ソ
ース領域、20…P+型ドレイン領域、21、31…ゲ
ート酸化膜、22…N型チャネル領域、23、33…ソ
ース電極、24…ドレイン電極、25、34…シリコン
ゲート金属、26…保護用酸化膜、28…n−MOSト
ランジスタ、29…N+型ソース領域、30…N+型ド
レイン領域、32…P型チャネル領域。
1 ... SOI substrate, 2, 12 ... True circular silicon single crystal substrate, 3, 11 ... Oxide film, 4 ... Silicon single crystal layer, 5 ...
Main orientation flat, 6 ... Non-circular silicon single crystal substrate, 7 ... Silicon single crystal ingot, 8 ...
Non-round circular silicon single crystal layer, 9 ... Orientation notch, 13 ... Thin silicon single crystal layer, 14 ... Thick silicon single crystal layer, 15 ... Adhesive tape, 16 ... Photoresist, 18 ... N-MOS transistor, 19 ... P + type source region, 20 ... P + type drain region, 21, 31 ... Gate oxide film, 22 ... N type channel region, 23, 33 ... Source electrode, 24 ... Drain electrode, 25, 34 ... Silicon gate metal, 26 ... Protection Oxide film, 28 ... N-MOS transistor, 29 ... N + type source region, 30 ... N + type drain region, 32 ... P type channel region.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持基板上に絶縁体を介して半導体単結
晶層が形成されるSOI基板において、前記支持基板は
真円形状の半導体基板からなるとともに、前記半導体単
結晶層は非真円形状の半導体単結晶層からなることを特
徴とするSOI基板。
1. In an SOI substrate in which a semiconductor single crystal layer is formed on a supporting substrate via an insulator, the supporting substrate is a semiconductor substrate having a perfect circular shape, and the semiconductor single crystal layer has a non-perfect circular shape. 2. An SOI substrate comprising the semiconductor single crystal layer of.
【請求項2】 前記半導体単結晶層には主オリエンテー
ションフラットが形成されてなることを特徴とする請求
項1に記載のSOI基板。
2. The SOI substrate according to claim 1, wherein a main orientation flat is formed on the semiconductor single crystal layer.
【請求項3】 前記半導体単結晶層には主オリエンテー
ションフラットとともに、副オリエンテーションフラッ
トが形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の
SOI基板。
3. The SOI substrate according to claim 1, wherein the semiconductor single crystal layer has a main orientation flat and a sub-orientation flat.
【請求項4】 前記半導体基板にはオリエンテーション
ノッチが形成されてなることを特徴とする請求項1乃至
3のいずれか1項に記載のSOI基板。
4. The SOI substrate according to claim 1, wherein an orientation notch is formed in the semiconductor substrate.
【請求項5】 前記半導体基板及び半導体単結晶層はと
もにシリコンからなることを特徴とする請求項1乃至4
のいずれか1項に記載のSOI基板。
5. The semiconductor substrate and the semiconductor single crystal layer are both made of silicon.
The SOI substrate according to any one of 1.
【請求項6】 真円形状の半導体基板、及び予め主オリ
エンテーションフラットが形成されかつ両面に酸化膜が
形成された非真円形状の半導体単結晶基板を用意する工
程と、前記真円形状の半導体基板及び非真円形状の半導
体単結晶基板を酸化膜を介して一体に結合する工程と、
前記非真円形状の半導体単結晶基板を所望の厚さに加工
する工程と、を含むことを特徴とするSOI基板の製造
方法。
6. A step of preparing a perfect circular semiconductor substrate and a non-perfect circular semiconductor single crystal substrate in which a main orientation flat is formed in advance and an oxide film is formed on both surfaces thereof, and the perfect circular semiconductor. A step of integrally bonding the substrate and the non-circular semiconductor single crystal substrate through an oxide film,
And a step of processing the non-circular semiconductor single crystal substrate into a desired thickness.
【請求項7】 真円形状の半導体単結晶基板を用意する
工程と、前記半導体単結晶基板の所望の内部深さに酸化
膜を形成して半導体単結晶基板を薄い第1の単結晶層と
厚い第2の単結晶層とに区分する工程と、前記第1の単
結晶層の表面の所望部分以外をマスクする工程と、前記
第1の単結晶層のマスクされていない所望部分を除去し
て主オリエンテーションフラットを形成する工程と、を
含むことを特徴とするSOI基板の製造方法。
7. A step of preparing a semiconductor single crystal substrate having a perfect circular shape, and an oxide film is formed at a desired internal depth of the semiconductor single crystal substrate to form the semiconductor single crystal substrate as a thin first single crystal layer. Dividing into a thick second single crystal layer, masking a portion other than a desired portion of the surface of the first single crystal layer, and removing an unmasked desired portion of the first single crystal layer. And a step of forming a main orientation flat.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6864534B2 (en) 2000-10-25 2005-03-08 Renesas Technology Corp. Semiconductor wafer
US7291542B2 (en) 2002-09-30 2007-11-06 Renesas Technology Corp. Semiconductor wafer and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6864534B2 (en) 2000-10-25 2005-03-08 Renesas Technology Corp. Semiconductor wafer
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