JPH10223870A - Wafer for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Wafer for manufacturing semiconductor device

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JPH10223870A
JPH10223870A JP3550997A JP3550997A JPH10223870A JP H10223870 A JPH10223870 A JP H10223870A JP 3550997 A JP3550997 A JP 3550997A JP 3550997 A JP3550997 A JP 3550997A JP H10223870 A JPH10223870 A JP H10223870A
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JP
Japan
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wafer
sic
substrate
silicon
semiconductor device
Prior art date
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Application number
JP3550997A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Abe
孝夫 阿部
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP3550997A priority Critical patent/JPH10223870A/en
Publication of JPH10223870A publication Critical patent/JPH10223870A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To do away with problems of heating resulting from realizing a high integration degree and high speed and signal propagation delay by forming a semiconductor Si layer on a high electric resistance substrate having a higher thermal conductivity than that of the semiconductor Si. SOLUTION: A base wafer having a higher thermal conductivity than that of Si and high electric resistance is used, instead of a Si wafer. In the case an Si wafer 21 is adhered to e.g. a SiC wafer 20, SiC is deposited on a graphite substrate formed like a wafer by the CVD method and separated to obtain a wafer-shaped SiC substrate. It may be directly polished in the next step to form a mirror surface. After cleaning the mirror-surface finished SiC substrate and Si wafer, the mirror surfaces are bonded and heat treated in an oxidative atmosphere to raise the bond strength. The Si wafer is ground and polished to obtain an Si thin film in the last step.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置製造用ウ
ェーハに関する。更に詳しくは、高集積化及び高速化が
可能な半導体装置製造用ウェーハに関する。
The present invention relates to a wafer for manufacturing a semiconductor device. More particularly, the present invention relates to a semiconductor device manufacturing wafer capable of high integration and high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置製造用ウェーハの一つとし
て、SOI(Silicon On Insulato
r)ウェーハがある。SOIウェーハは、電気的絶縁体
(電気抵抗率が例えば1010Ω・cm以上)からなる基
板又は層上に半導体シリコン層が形成されたものであ
り、近年の高集積化や高耐圧化の高まりとともにその重
要性が増してきている。SOI構造は、現在一般に用い
られているバルクウェーハに対して、基板浮遊効果とい
うネガティブな効果を除いてほぼ全ての電気特性に優れ
た性質を持っている。その結果、低電圧、低消費電力、
高速、高集積そしてプロセスの簡略化が図れる。
2. Description of the Related Art As one of semiconductor device manufacturing wafers, SOI (Silicon On Insulato) is used.
r) There is a wafer. An SOI wafer is one in which a semiconductor silicon layer is formed on a substrate or a layer made of an electrical insulator (electrical resistivity is, for example, 10 10 Ω · cm or more). Together with its importance. The SOI structure has almost all electrical characteristics superior to those of a bulk wafer that is currently used, except for a negative effect such as a substrate floating effect. As a result, low voltage, low power consumption,
High speed, high integration and simplification of the process can be achieved.

【0003】図5は、現在一般的に用いられているSO
Iウェーハの一例を示す。このSOIウェーハは、シリ
コンウェーハ(ボンドウェーハ)52にシリコン酸化膜
(SiO2)51を形成して絶縁し、この下にシリコン
ウェーハ(ベースウェーハ)50を貼り付けた構造を持
っている。このシリコンウェーハ(シリコン層)52に
トランジスタ等の素子が形成される。
FIG. 5 shows an SO that is currently generally used.
1 shows an example of an I wafer. This SOI wafer has a structure in which a silicon oxide film (SiO 2 ) 51 is formed on a silicon wafer (bond wafer) 52 to be insulated, and a silicon wafer (base wafer) 50 is attached below the silicon oxide film (SiO 2 ). Elements such as transistors are formed on the silicon wafer (silicon layer) 52.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、高集積が進む
とともに、上記のような従来のSOI構造では次の二つ
の障害が顕在化する。一つは素子が形成されるシリコン
層の温度の上昇であり、もう一つは高速化の飽和であ
る。
However, as the degree of integration increases, the following two obstacles become apparent in the conventional SOI structure as described above. One is an increase in the temperature of the silicon layer on which the element is formed, and the other is saturation of high-speed operation.

【0005】まず、シリコン層の温度の上昇は、シリコ
ン層に形成される各トランジスタ等の素子からの発熱に
よるものである。ベースウェーハを構成するシリコンは
熱の良導体なので、熱をベースウェーハ側に逃がすこと
ができればよいが、シリコン層とベースウェーハとの間
に介在しているシリコン酸化膜は、電気的絶縁体である
ばかりでなく、熱に対しても極端な絶縁体である。従っ
て、シリコン酸化膜を薄くすればシリコン層で発生した
熱をベースウェーハに逃がすことができるが、その場合
は電気絶縁性に問題が生じる。
First, the rise in the temperature of the silicon layer is caused by heat generated from elements such as transistors formed in the silicon layer. Since the silicon that constitutes the base wafer is a good conductor of heat, any heat can be released to the base wafer, but the silicon oxide film interposed between the silicon layer and the base wafer is only an electrical insulator. In addition, it is an extreme insulator against heat. Therefore, if the silicon oxide film is made thinner, the heat generated in the silicon layer can be released to the base wafer, but in that case, there is a problem in electrical insulation.

【0006】一方、高速化については、電子デバイスの
高速化を図るためには電流を増加すればよいが、電流が
増加すると発熱し、高速化を阻害する。また、高集積化
するほど面積当たりの発熱量も増加し、特性向上の障害
になる。また、微細素子を移動する電子の速度は高周波
化とともに、ベースウェーハの荷電状態によって減速す
る。これが半絶縁性GaAsが有望視された理由であ
る。
On the other hand, in order to increase the speed, it is sufficient to increase the current in order to increase the speed of the electronic device. However, when the current increases, heat is generated, which hinders the increase in speed. Further, as the degree of integration increases, the amount of heat generated per area also increases, which is an obstacle to improving characteristics. In addition, the speed of the electrons moving through the fine element is reduced with the increase in the frequency and the charge state of the base wafer. This is the reason why semi-insulating GaAs is promising.

【0007】また、高速化は、より高周波化によって得
られるが、その時、ベースウェーハに電荷があると高周
波によって誘導を受け、その分だけ高周波信号のエネル
ギーを消費することになる。すなわち、信号伝播速度の
遅れが発生する。
[0007] Higher speed can be obtained by increasing the frequency. At this time, if there is an electric charge in the base wafer, the base wafer is induced by the high frequency, and the energy of the high frequency signal is consumed correspondingly. That is, a delay in the signal propagation speed occurs.

【0008】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、高集積化や高速化に伴う発熱の問題や
信号伝播速度の遅れを解決し、高速化と高集積化を同時
に図ることができる半導体装置製造用ウェーハを提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and solves the problem of heat generation and delay in signal propagation speed accompanying high integration and high speed. An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing wafer that can be achieved.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1記載の発
明は、半導体シリコンより熱伝導率が大きな高電気抵抗
率基板上に半導体シリコン層が形成された半導体装置製
造用ウェーハを提供する。ここで「高電気抵抗率基板」
とは絶縁基板も含む概念である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing wafer in which a semiconductor silicon layer is formed on a high electrical resistivity substrate having higher thermal conductivity than semiconductor silicon. Here, "high electrical resistivity substrate"
Is a concept including an insulating substrate.

【0010】本願の請求項2記載の発明は、半導体シリ
コンより熱伝導率が大きな高電気抵抗率基板上に酸化膜
を介して半導体シリコン層が形成された半導体装置製造
用ウェーハを提供する。
The invention described in claim 2 of the present application provides a semiconductor device manufacturing wafer in which a semiconductor silicon layer is formed on a high electrical resistivity substrate having a higher thermal conductivity than semiconductor silicon via an oxide film.

【0011】本願の請求項3記載の発明は、前記高電気
抵抗率基板はSiC又はAlNを主成分とする基板であ
る請求項1又は2記載の半導体装置製造用ウェーハを提
供する。ここで「SiC又はAlNを主成分とする」と
は「SiC又はAlN以外にドーパントを含まないノン
ドープの場合、およびその他に抵抗率を変化させるため
のドーパントを含む場合、の両者を含む概念である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor device manufacturing wafer according to the first or second aspect, wherein the high electrical resistivity substrate is a substrate containing SiC or AlN as a main component. Here, the term “having SiC or AlN as a main component” is a concept including both the case of non-doping containing no dopant other than SiC or AlN, and the case of containing a dopant for changing the resistivity in addition. .

【0012】本願の請求項4記載の発明は、前記SiC
又はAlNを主成分とする基板はCVDにより形成され
た基板である請求項3記載の半導体装置製造用ウェーハ
を提供する。
[0012] The invention described in claim 4 of the present application is the above-mentioned SiC.
4. The semiconductor device manufacturing wafer according to claim 3, wherein the substrate mainly composed of AlN is a substrate formed by CVD.

【0013】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0014】(ベースウェーハの選択)前述のように、
SOIウェーハにおいては、高集積化及び高速化に伴っ
て発熱の問題及び信号伝播速度の遅れという二つの障害
が生じるが、この二つの障害を同時に解決するために
は、ベースウェーハとして、シリコンウェーハの替わり
に、熱伝導率がシリコンより大きく、且つ電気的に高抵
抗体である代替ウェーハを用いることが考えられる。ま
た、その形状がシリコンウェーハに代替できる物質から
なるものである必要がある。
(Selection of Base Wafer) As described above,
In SOI wafers, two obstacles, ie, a heat generation problem and a delay in signal propagation speed, occur with high integration and high speed operation. To solve these two obstacles simultaneously, a silicon wafer is used as a base wafer. Instead, it is conceivable to use an alternative wafer having a higher thermal conductivity than silicon and an electrically high resistance. In addition, the shape must be made of a material that can be substituted for a silicon wafer.

【0015】上記のように、ベースウェーハとしてシリ
コンウェーハに代替でき、しかも発熱や信号伝播速度の
遅れという二つの障害を同時に解決できる物質として
は、少なくとも電気抵抗率が104Ω・cm以上の物
質、具体的にはSiC及びAlNが選択される。SiC
及びAlNは、熱伝導率がシリコンより2倍以上高く、
代替物質の候補として十分良好な物性を有している。し
かも、SiCは、最近300mmウェーハのサセプター
として化学気相成長法(Chemical Vapor
Deposition:以下「CVD法」と言う。)
によりSiCウェーハが量産されつつあり、実用上の純
度とコストの問題はクリアできる。また、AlNは、焼
結法により製造できるので、製造された焼結体をウェー
ハ形状に加工すればよい。
As described above, a substance that can be replaced with a silicon wafer as a base wafer and that can simultaneously solve two obstacles such as heat generation and a delay in signal propagation speed is a substance having an electric resistivity of at least 10 4 Ω · cm or more. Specifically, SiC and AlN are selected. SiC
And AlN have a thermal conductivity more than twice as high as silicon,
It has sufficiently good physical properties as a candidate for a substitute substance. Moreover, SiC has recently been used as a susceptor for 300 mm wafers by chemical vapor deposition (Chemical Vapor).
Deposition: Hereinafter, referred to as “CVD method”. )
As a result, SiC wafers are being mass-produced, and the problems of practical purity and cost can be solved. Since AlN can be manufactured by a sintering method, the manufactured sintered body may be processed into a wafer shape.

【0016】(ベースウェーハの表面処理)次に、貼り
合わせの前工程としての表面処理について述べる。CV
D−SiCは、グラファイト基板上に成長させるので、
シリコンのようにシリコン棒からウェーハに切断した
り、ラッピングやエッチングの工程はないから、直接鏡
面加工に入ることができる。但し、硬度が高いので、ダ
イヤモンド砥粒による研磨が好適である。シリコンの場
合は加工のダメージが熱処理工程でスリップ転位を発生
させ、ウェーハの変形を引き起こすが、多結晶体のSi
Cではウェーハの変形は起こらない。従って、シリコン
ウェーハとの貼り合わせに必要な面粗さRa<0.3n
mが得られる。また、より低温(1000℃>)での熱
処理でも充分な結合が得られるように、ダイヤモンド砥
粒によるスクラッチを消去するために、ケミカルメカニ
カル研磨(CMP)によっても平滑化が図れる。AlN
焼結体に関しても同様の平滑化が可能である。
(Surface Treatment of Base Wafer) Next, a surface treatment as a process prior to bonding will be described. CV
Since D-SiC is grown on a graphite substrate,
Since there is no step of cutting or lapping or etching silicon wafers into silicon wafers as in silicon, mirror processing can be performed directly. However, since the hardness is high, polishing with diamond abrasive grains is preferable. In the case of silicon, processing damage causes slip dislocations in the heat treatment process and causes deformation of the wafer.
In C, no deformation of the wafer occurs. Therefore, the surface roughness Ra <0.3n required for bonding to the silicon wafer
m is obtained. In addition, in order to obtain a sufficient bond even by heat treatment at a lower temperature (1000 ° C.>), smoothing can be achieved by chemical mechanical polishing (CMP) in order to eliminate scratches caused by diamond abrasive grains. AlN
Similar smoothing is possible for the sintered body.

【0017】シリコンとSiCまたはAlNともに充分
な粗さが得られたとしても、室温で両者が貼り合わされ
るためには、SiCまたはAlN表面にOH基が必要で
ある。本発明者が調査したところ、図1に示すように、
SiC基板10にSi基板11を貼り合わせる場合、S
iC表面のOH基密度はシリコンよりは低いものの充分
にあるので、シリコンや酸化膜付きシリコンと貼り合わ
せることが可能であることがわかった。また、AlN表
面に関してもOH基密度は充分にあることが確認でき
た。SiCまたはAlNウェーハを絶縁体化した場合に
は、酸化膜付きシリコンの必要はないが、貼り合わせ面
の不純物からシリコン層を保護する目的で、酸化膜付き
シリコンを使うこともできる。これに充分な結合力を与
えるために、例えば、1100℃、2時間wet O2
中で熱処理する。この熱処理が可能な理由は、シリコン
とSiCまたはAlNの熱膨張係数が極めて近い値を持
っているからである。もし、合成石英やサファイアのよ
うにシリコンと異なる熱膨張係数を持つウェーハの時
は、例えば特開平7−130590に記載されているよ
うに、次の薄膜化の工程は複雑になる。
Even if silicon and SiC or AlN are both sufficiently rough, an OH group is required on the surface of SiC or AlN in order to bond them at room temperature. When the present inventor investigated, as shown in FIG.
When bonding the Si substrate 11 to the SiC substrate 10, S
Since the OH group density on the iC surface is lower than that of silicon but sufficient, it was found that the iC surface can be bonded to silicon or silicon with an oxide film. It was also confirmed that the OH group density was sufficient for the AlN surface. When the SiC or AlN wafer is made into an insulator, silicon with an oxide film is not necessary, but silicon with an oxide film can be used for the purpose of protecting the silicon layer from impurities on the bonding surface. In order to give a sufficient bonding force to this, for example, wet O 2 for 2 hours at 1100 ° C.
Heat treatment inside. This heat treatment is possible because the thermal expansion coefficients of silicon and SiC or AlN are very close. If the wafer has a thermal expansion coefficient different from that of silicon such as synthetic quartz or sapphire, the next thinning process becomes complicated as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130590.

【0018】(シリコン層の薄膜化)シリコン層の薄膜
化の工程は、次の二つの方法を用いる。一つは、シリコ
ン層の目標厚さに対して10μm程度の厚さまで平面研
削によりシリコンを除去して、残りの10μmをポリシ
ングによって仕上げる。シリコン層が0.1μm程度の
超薄膜を得る時は、さらにPACE(Plasma A
ssisted Chemical Etching)
法を用いる。この方法は、気相エッチングによる薄膜化
方法であり、例えば特開平5−160074に記載され
ているように、予め薄膜化しようとするシリコン層の厚
さの分布を測定して、厚さ分布のマップを作成し、数値
制御によりその厚い部分を局所的に気相エッチング法に
よって薄膜化し、必要に応じてこの作業を繰り返し行う
ものである。第2の方法は、特開平5−211128に
記載されているように、シリコン層となるボンドウェー
ハに予め水素イオンを所定の深さに打ち込み、ベースウ
ェーハと結合した後、数100℃で熱処理すると剥離が
生じ、シリコン層が形成される。残りのボンドウェーハ
を再びポリシングして、水素イオンを打込むことによ
り、繰り返しシリコン層に用いることができる。第2の
方法の場合の結合強度を高める熱処理は、剥離後に例え
ば1100℃、2時間程度行う。
(Thinning of Silicon Layer) In the step of thinning the silicon layer, the following two methods are used. One is to remove silicon by surface grinding to a thickness of about 10 μm with respect to the target thickness of the silicon layer, and finish the remaining 10 μm by polishing. When an ultra-thin silicon layer of about 0.1 μm is obtained, PACE (Plasma A
ssisted Chemical Etching)
Method. This method is a method of thinning by vapor phase etching. For example, as described in JP-A-5-160074, the thickness distribution of a silicon layer to be thinned is measured in advance and the thickness distribution is measured. A map is created, the thick portion is locally thinned by a vapor phase etching method by numerical control, and this operation is repeated as necessary. In the second method, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-211128, hydrogen ions are implanted into a bond wafer to be a silicon layer in advance to a predetermined depth, bonded to a base wafer, and then heat-treated at several hundred degrees Celsius. Peeling occurs and a silicon layer is formed. The remaining bond wafer is polished again and implanted with hydrogen ions, so that it can be repeatedly used for the silicon layer. The heat treatment for increasing the bonding strength in the second method is performed, for example, at 1100 ° C. for about 2 hours after the separation.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
Next, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0020】図2は、本発明の第1の実施形態を示す。
この例では、CVD法により形成したSiCウェーハ2
0にシリコンウェーハ21を貼り合わせたものである。
具体的には以下の工程で製造した。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
In this example, a SiC wafer 2 formed by a CVD method
In this example, the silicon wafer 21 is bonded to the substrate 0.
Specifically, it was manufactured by the following steps.

【0021】(ベースウェーハの製造工程)直径100
mmのウェーハ形状をしたグラファイト基板上に、CV
D法により厚さ400μmのSiCを堆積し、SiCを
グラファイト基板から分離することにより、ウェーハ形
状をしたSiC基板を得た。この時のSiC基板の抵抗
率は104Ω・cmであった。
(Manufacturing process of base wafer) Diameter 100
mm on a graphite substrate in the form of a wafer
A 400 μm-thick SiC was deposited by Method D, and the SiC was separated from the graphite substrate to obtain a wafer-shaped SiC substrate. At this time, the resistivity of the SiC substrate was 10 4 Ω · cm.

【0022】(表面加工工程)SiC基板の一表面をガ
ラスプレートにワックスで接着し、ウレタン製の研磨ク
ロスを貼った研磨テーブル上で、粒径0.02μmのシ
リカ砥粒を含む研磨剤を用いて表面を約2μm研磨する
ことにより、鏡面を作製した。
(Surface processing step) One surface of the SiC substrate is bonded to a glass plate with wax, and an abrasive containing silica abrasive grains having a particle size of 0.02 μm is used on a polishing table on which a polishing cloth made of urethane is stuck. By polishing the surface by about 2 μm, a mirror surface was produced.

【0023】(貼り合わせ工程)鏡面研磨したSiC基
板と、直径100mm、厚さ400μmのシリコン鏡面
ウェーハとを洗浄した後、室温で清浄な雰囲気下でその
鏡面同士を結合し、さらに結合強度を高めるため、酸化
性雰囲気下で1100℃、2時間の熱処理を加えた。そ
の結果、SiC基板の抵抗率は初期の値よりも増加し
た。
(Laminating Step) After the mirror-polished SiC substrate and a silicon mirror wafer having a diameter of 100 mm and a thickness of 400 μm are washed, the mirror surfaces are bonded together in a clean atmosphere at room temperature to further increase the bonding strength. Therefore, heat treatment was performed at 1100 ° C. for 2 hours in an oxidizing atmosphere. As a result, the resistivity of the SiC substrate increased from the initial value.

【0024】(シリコン層薄膜化工程)結合ウェーハの
シリコンウェーハ側を、平面研削により厚さ20μmま
で研削し、さらにその表面を、メカノケミカル研磨によ
りシリコン層が約4μmの厚さになるまで研磨した。そ
の後、さらにPACE法により加工することにより、厚
さ0.1±0.01μm程度のシリコン薄膜が得られ
た。
(Silicon Layer Thinning Step) The silicon wafer side of the bonded wafer was ground to a thickness of 20 μm by surface grinding, and the surface was further polished by mechanochemical polishing until the silicon layer became about 4 μm thick. . Thereafter, by further processing by the PACE method, a silicon thin film having a thickness of about 0.1 ± 0.01 μm was obtained.

【0025】図3は、本発明の第2の実施形態を示す。
この例では、CVD法により形成したSiCウェーハ3
0の全面にシリコン酸化膜32を形成した後、シリコン
ウェーハ31を貼り合わせたものである。具体的には以
下の工程で製造した。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
In this example, a SiC wafer 3 formed by a CVD method is used.
The silicon wafer 31 is bonded after forming a silicon oxide film 32 on the entire surface of the wafer 0. Specifically, it was manufactured by the following steps.

【0026】(ベースウェーハの製造工程)直径100
mmのウェーハ形状をしたグラファイト基板上に、CV
D法により厚さ400μmのSiCを堆積し、SiCを
グラファイト基板から分離することにより、ウェーハ形
状をしたSiC基板を得た。この時のSiC基板の抵抗
率は104Ω・cmであった。
(Base Wafer Manufacturing Process) Diameter 100
mm on a graphite substrate in the form of a wafer
A 400 μm-thick SiC was deposited by Method D, and the SiC was separated from the graphite substrate to obtain a wafer-shaped SiC substrate. At this time, the resistivity of the SiC substrate was 10 4 Ω · cm.

【0027】(表面加工工程)SiC基板の一表面をガ
ラスプレートにワックスで接着し、ウレタン製の研磨ク
ロスを貼った研磨テーブル上で、粒径0.02μmのシ
リカ砥粒を含む研磨剤を用いて表面を約2μm研磨する
ことにより、鏡面を作製した。さらに、このSiC基板
に1000℃、1時間の酸化熱処理を加え、表面に酸化
膜を形成した。
(Surface processing step) One surface of the SiC substrate is bonded to a glass plate with wax, and an abrasive containing silica abrasive grains having a particle size of 0.02 μm is used on a polishing table on which a polishing cloth made of urethane is stuck. By polishing the surface by about 2 μm, a mirror surface was produced. Further, an oxidizing heat treatment at 1000 ° C. for 1 hour was applied to the SiC substrate to form an oxide film on the surface.

【0028】(貼り合わせ工程)鏡面研磨したSiC基
板と、直径100mm、厚さ400μmのシリコン鏡面
ウェーハとを洗浄した後、室温で清浄な雰囲気下でその
鏡面同士を結合し、さらに結合強度を高めるため、酸化
性雰囲気下で1100℃、2時間の熱処理を加えた。そ
の結果、SiC基板の抵抗率は初期の値よりも増加し
た。
(Laminating Step) After the mirror-polished SiC substrate and the silicon mirror wafer having a diameter of 100 mm and a thickness of 400 μm are washed, the mirror surfaces are bonded together in a clean atmosphere at room temperature to further increase the bonding strength. Therefore, heat treatment was performed at 1100 ° C. for 2 hours in an oxidizing atmosphere. As a result, the resistivity of the SiC substrate increased from the initial value.

【0029】(シリコン層薄膜化工程)結合ウェーハの
シリコンウェーハ側を、平面研削により厚さ20μmま
で研削し、さらにその表面を、メカノケミカル研磨によ
りシリコン層が約4μmの厚さになるまで研磨した。そ
の後、さらにPACE法により加工することにより、厚
さ0.1±0.01μm程度のシリコン薄膜が得られ
た。
(Silicon Layer Thinning Step) The silicon wafer side of the bonded wafer was ground to a thickness of 20 μm by surface grinding, and the surface was further polished by mechanochemical polishing until the silicon layer became about 4 μm thick. . Thereafter, by further processing by the PACE method, a silicon thin film having a thickness of about 0.1 ± 0.01 μm was obtained.

【0030】図4は、本発明の第3の実施形態を示す。
この例では、CVD法により形成したSiCウェーハ4
0に、全面にシリコン酸化膜42を形成したシリコンウ
ェーハ41を貼り合わせたものである。具体的には以下
の工程で製造した。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
In this example, a SiC wafer 4 formed by a CVD method is used.
In FIG. 2, a silicon wafer 41 having a silicon oxide film 42 formed on the entire surface is bonded. Specifically, it was manufactured by the following steps.

【0031】(ベースウェーハの製造工程)直径100
mmのウェーハ形状をしたグラファイト基板上に、CV
D法により厚さ400μmのSiCを堆積し、SiCを
グラファイト基板から分離することにより、ウェーハ形
状をしたSiC基板を得た。この時のSiC基板の抵抗
率は104Ω・cmであった。
(Manufacturing process of base wafer) diameter 100
mm on a graphite substrate in the form of a wafer
A 400 μm-thick SiC was deposited by Method D, and the SiC was separated from the graphite substrate to obtain a wafer-shaped SiC substrate. At this time, the resistivity of the SiC substrate was 10 4 Ω · cm.

【0032】(表面加工工程)SiC基板の一表面をガ
ラスプレートにワックスで接着し、ウレタン製の研磨ク
ロスを貼った研磨テーブル上で、粒径0.02μmのシ
リカ砥粒を含む研磨剤を用いて表面を約2μm研磨する
ことにより、鏡面を作製した。
(Surface processing step) One surface of the SiC substrate is bonded to a glass plate with wax, and a polishing agent containing silica abrasive grains having a particle size of 0.02 μm is used on a polishing table on which a polishing cloth made of urethane is stuck. By polishing the surface by about 2 μm, a mirror surface was produced.

【0033】(貼り合わせ工程)直径100mm、厚さ
400μmのシリコン鏡面ウェーハの表面に酸化膜を形
成した後、鏡面研磨したSiC基板と共に洗浄し、室温
で清浄な雰囲気下でその鏡面同士を結合し、さらに結合
強度を高めるため、酸化性雰囲気下で1100℃、2時
間の熱処理を加えた。その結果、SiC基板の抵抗率は
初期の値よりも増加した。
(Lamination process) After an oxide film is formed on the surface of a mirror-polished silicon wafer having a diameter of 100 mm and a thickness of 400 μm, it is washed together with a mirror-polished SiC substrate, and the mirror surfaces are bonded together at room temperature under a clean atmosphere. In order to further increase the bonding strength, heat treatment was performed at 1100 ° C. for 2 hours in an oxidizing atmosphere. As a result, the resistivity of the SiC substrate increased from the initial value.

【0034】(シリコン層薄膜化工程)結合ウェーハの
シリコンウェーハ側を、平面研削により厚さ20μmま
で研削し、さらにその表面を、メカノケミカル研磨によ
りシリコン層が約4μmの厚さになるまで研磨した。そ
の後、さらにPACE法により加工することにより、厚
さ0.1±0.01μm程度のシリコン薄膜が得られ
た。
(Silicon Layer Thinning Step) The silicon wafer side of the bonded wafer was ground to a thickness of 20 μm by surface grinding, and the surface was further polished by mechanochemical polishing until the silicon layer became about 4 μm thick. . Thereafter, by further processing by the PACE method, a silicon thin film having a thickness of about 0.1 ± 0.01 μm was obtained.

【0035】上記した発明の実施形態では、ベースウェ
ーハにCVD−SiCを用いた例を示したが、SiC焼
結体やAlN焼結体から作製したベースウェーハを用い
ても、同様の工程により、本発明の半導体装置製造用ウ
ェーハが得られることは言うまでもない
In the above-described embodiment of the present invention, an example in which CVD-SiC is used for the base wafer has been described. However, even when a base wafer manufactured from a SiC sintered body or an AlN sintered body is used, the same process is performed. Needless to say, the semiconductor device manufacturing wafer of the present invention can be obtained.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
熱の問題や信号伝播速度の遅れを解決し、高速化と高集
積化を同時に図ることができる半導体装置製造用ウェー
ハを提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a wafer for manufacturing a semiconductor device which can solve the problem of heat generation and the delay in signal propagation speed, and can achieve both high speed and high integration at the same time. Can be.

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

【図1】本発明におけるベースウェーハ及びボンドウェ
ーハの表面状態を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing surface states of a base wafer and a bond wafer in the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態を示す概略断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施形態を示す概略断面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態を示す概略断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図5】従来のSOIウェーハの一例を示す概略断面図
である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of a conventional SOI wafer.

【符合の説明】[Description of sign]

10,30,40 SiCウェーハ 11,31,41 シリコンウェーハ 32,42 シリコン酸化膜 10, 30, 40 SiC wafer 11, 31, 41 Silicon wafer 32, 42 Silicon oxide film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体シリコンより熱伝導率が大きな高
電気抵抗率基板上に半導体シリコン層が形成された半導
体装置製造用ウェーハ。
1. A semiconductor device manufacturing wafer in which a semiconductor silicon layer is formed on a high electrical resistivity substrate having higher thermal conductivity than semiconductor silicon.
【請求項2】 半導体シリコンより熱伝導率が大きな高
電気抵抗率基板上に酸化膜を介して半導体シリコン層が
形成された半導体装置製造用ウェーハ。
2. A semiconductor device manufacturing wafer in which a semiconductor silicon layer is formed on a high electrical resistivity substrate having a higher thermal conductivity than semiconductor silicon via an oxide film.
【請求項3】 前記高電気抵抗率基板はSiC又はAl
Nを主成分とする基板である請求項1又は2記載の半導
体装置製造用ウェーハ。
3. The high electric resistivity substrate is made of SiC or Al.
3. The wafer for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, which is a substrate containing N as a main component.
【請求項4】 前記SiC又はAlNを主成分とする基
板は化学気相成長法により形成された基板である請求項
3記載の半導体装置製造用ウェーハ。
4. The semiconductor device manufacturing wafer according to claim 3, wherein the substrate containing SiC or AlN as a main component is a substrate formed by a chemical vapor deposition method.
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