JPH1074918A - Ｓｏｉ基板及びその製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板及びその製造方法Info
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- JPH1074918A JPH1074918A JP22915496A JP22915496A JPH1074918A JP H1074918 A JPH1074918 A JP H1074918A JP 22915496 A JP22915496 A JP 22915496A JP 22915496 A JP22915496 A JP 22915496A JP H1074918 A JPH1074918 A JP H1074918A
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- silicon wafer
- wafer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】絶縁層上のＳＯＩ層中の酸素析出物及び転位を
同時に低減することにより、ＳＯＩ層の電気特性及び機
械的強度を向上できる。 【解決手段】第１シリコンウェーハ１１上の絶縁層１３
上に形成されたデバイス形成用のＳＯＩ層１２ａの酸素
析出物密度は１×１０6／ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3であ
って、かつＳＯＩ層１２ａの転位密度は２．５×１０7
ｃｍ／ｃｍ3以下である。ＳＯＩ基板は第２シリコンウ
ェーハ１２の表面に絶縁層１３を形成し、ウェーハ１１
とウェーハ１２とを上記絶縁層１３を介して接合し、こ
の接合したウェーハ１１，１２を熱処理して貼り合わせ
た後、ウェーハ１２を所定の厚さに研削・研磨してデバ
イス形成用のＳＯＩ層１２ａとすることにより作製され
る。また上記ＳＯＩ層１２ａとなるウェーハ１２はＭＣ
Ｚ法又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単結晶棒から
作製されたシリコンウェーハである。
同時に低減することにより、ＳＯＩ層の電気特性及び機
械的強度を向上できる。 【解決手段】第１シリコンウェーハ１１上の絶縁層１３
上に形成されたデバイス形成用のＳＯＩ層１２ａの酸素
析出物密度は１×１０6／ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3であ
って、かつＳＯＩ層１２ａの転位密度は２．５×１０7
ｃｍ／ｃｍ3以下である。ＳＯＩ基板は第２シリコンウ
ェーハ１２の表面に絶縁層１３を形成し、ウェーハ１１
とウェーハ１２とを上記絶縁層１３を介して接合し、こ
の接合したウェーハ１１，１２を熱処理して貼り合わせ
た後、ウェーハ１２を所定の厚さに研削・研磨してデバ
イス形成用のＳＯＩ層１２ａとすることにより作製され
る。また上記ＳＯＩ層１２ａとなるウェーハ１２はＭＣ
Ｚ法又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単結晶棒から
作製されたシリコンウェーハである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は絶縁層上にシリコン
層（以下、ＳＯＩ層という）を形成したＳＯＩ（Silico
n-On-Insulator）基板に関する。更に詳しくは、２枚の
シリコンウェーハを絶縁層を介して貼り合わせるＳＯＩ
基板の製造方法に関するものである。
層（以下、ＳＯＩ層という）を形成したＳＯＩ（Silico
n-On-Insulator）基板に関する。更に詳しくは、２枚の
シリコンウェーハを絶縁層を介して貼り合わせるＳＯＩ
基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高集積ＣＭＯＳ（Complementary
Metal Oxide Semiconductor）−ＩＣ、高耐圧素子など
がＳＯＩ基板を利用して製作されるようになってきてい
る。絶縁層の上にデバイス作製領域として使用される単
結晶シリコン層を形成したＳＯＩ基板は、高集積ＣＭＯ
Ｓの場合にはラッチアップ（寄生回路による異常発振現
象）の防止に、また高耐圧素子の場合にはベース基板と
の絶縁分離にそれぞれ有効である。このＳＯＩ基板の製
造方法には、シリコンウェーハ同士を一方或いは両方の
ウェーハ表面に形成した絶縁層である二酸化シリコン層
（以下、シリコン酸化層という）を介して貼り合わせる
方法、絶縁性基板又は絶縁性薄膜を表面に有する基板の
上にまず多結晶シリコン薄膜をＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition）法により堆積させ、次いでレーザーアニ
ールによって単結晶化するＺＭＲ（Zone Melt Recrysta
llization）法、シリコン基板内部に高濃度の酸素イオ
ンを注入した後、高温でアニール処理してこのシリコン
基板表面から所定の深さの領域に埋込みシリコン酸化層
（絶縁層）を形成し、その表面側のシリコン層を活性領
域とするＳＩＭＯＸ（Separation by IMplanted OXyge
n）法などがある。これらの方法の中でも、貼り合わせ
法により作製されたＳＯＩ基板は、ＳＯＩ層の結晶性が
極めて良好であることから、有望視されて来ている。
Metal Oxide Semiconductor）−ＩＣ、高耐圧素子など
がＳＯＩ基板を利用して製作されるようになってきてい
る。絶縁層の上にデバイス作製領域として使用される単
結晶シリコン層を形成したＳＯＩ基板は、高集積ＣＭＯ
Ｓの場合にはラッチアップ（寄生回路による異常発振現
象）の防止に、また高耐圧素子の場合にはベース基板と
の絶縁分離にそれぞれ有効である。このＳＯＩ基板の製
造方法には、シリコンウェーハ同士を一方或いは両方の
ウェーハ表面に形成した絶縁層である二酸化シリコン層
（以下、シリコン酸化層という）を介して貼り合わせる
方法、絶縁性基板又は絶縁性薄膜を表面に有する基板の
上にまず多結晶シリコン薄膜をＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition）法により堆積させ、次いでレーザーアニ
ールによって単結晶化するＺＭＲ（Zone Melt Recrysta
llization）法、シリコン基板内部に高濃度の酸素イオ
ンを注入した後、高温でアニール処理してこのシリコン
基板表面から所定の深さの領域に埋込みシリコン酸化層
（絶縁層）を形成し、その表面側のシリコン層を活性領
域とするＳＩＭＯＸ（Separation by IMplanted OXyge
n）法などがある。これらの方法の中でも、貼り合わせ
法により作製されたＳＯＩ基板は、ＳＯＩ層の結晶性が
極めて良好であることから、有望視されて来ている。
【０００３】このシリコンウェーハの貼り合わせ法は、
具体的にはそれぞれ約６００μｍの２枚のシリコンウェ
ーハをシリコン酸化層からなる絶縁層を介して接合し、
酸素雰囲気中、１１００℃で２時間熱処理して貼り合わ
せた後、２枚のシリコンウェーハの一方のシリコンウェ
ーハの表面を砥石で研削し、更に研磨布で研磨してこの
シリコンウェーハの厚さを約０．１〜１０μｍの範囲に
し、この研磨した側の厚さ約０．１〜１０μｍのシリコ
ン層をデバイス形成用のＳＯＩ層としている。上記ＳＯ
Ｉ層となるシリコンウェーハはチョクラルスキー法（以
下、ＣＺ法という）又はフローティングゾーン法（以
下、ＦＺ法という）で引上げたシリコン単結晶棒から切
出して作製される。
具体的にはそれぞれ約６００μｍの２枚のシリコンウェ
ーハをシリコン酸化層からなる絶縁層を介して接合し、
酸素雰囲気中、１１００℃で２時間熱処理して貼り合わ
せた後、２枚のシリコンウェーハの一方のシリコンウェ
ーハの表面を砥石で研削し、更に研磨布で研磨してこの
シリコンウェーハの厚さを約０．１〜１０μｍの範囲に
し、この研磨した側の厚さ約０．１〜１０μｍのシリコ
ン層をデバイス形成用のＳＯＩ層としている。上記ＳＯ
Ｉ層となるシリコンウェーハはチョクラルスキー法（以
下、ＣＺ法という）又はフローティングゾーン法（以
下、ＦＺ法という）で引上げたシリコン単結晶棒から切
出して作製される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＣＺ法
で引上げたシリコン単結晶棒から作製されたシリコンウ
ェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成する場合には、この
ＳＯＩ層となるウェーハ中の格子間酸素濃度が１．０〜
１．５×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ値：以
下同じ）と高いため、ＳＯＩ層の機械的強度が強くな
り、熱処理中の熱応力起因によるウェーハ周辺部での転
位（スリップ）発生が抑制される一方で、酸素原子が貼
り合わせ熱処理中、及びＳＯＩ基板上にデバイスを形成
するプロセス中に析出して酸素析出物を形成する恐れが
あるため、ウェーハ全面にわたってＳＯＩ基板の電気特
性に悪影響を及ぼす不具合があった。また、従来のＦＺ
法で引上げたシリコン単結晶棒から作製されたシリコン
ウェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成する場合には、こ
のＳＯＩ層となるウェーハ中の酸素濃度が１．０×１０
17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下と、ＣＺ法により作製したウ
ェーハと比較して、約１桁以上も低いため、ＳＯＩ層中
の酸素析出物の発生量は殆ど完全に抑制され、ウェーハ
中心部でのＳＯＩ基板の電気特性は良好であるけれど
も、ウェーハ周辺部における機械的強度が低下し、貼り
合わせ熱処理中或いはデバイスプロセス中に転位が発生
するという問題点があった。本発明の目的は、シリコン
ウェーハを２枚貼り合わせて作られる絶縁層上のＳＯＩ
層中の酸素析出物及び転位を同時に低減することによ
り、ＳＯＩ層の電気特性及び機械的強度の両者を向上で
きるＳＯＩ基板及びその製造方法を提供することにあ
る。
で引上げたシリコン単結晶棒から作製されたシリコンウ
ェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成する場合には、この
ＳＯＩ層となるウェーハ中の格子間酸素濃度が１．０〜
１．５×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ値：以
下同じ）と高いため、ＳＯＩ層の機械的強度が強くな
り、熱処理中の熱応力起因によるウェーハ周辺部での転
位（スリップ）発生が抑制される一方で、酸素原子が貼
り合わせ熱処理中、及びＳＯＩ基板上にデバイスを形成
するプロセス中に析出して酸素析出物を形成する恐れが
あるため、ウェーハ全面にわたってＳＯＩ基板の電気特
性に悪影響を及ぼす不具合があった。また、従来のＦＺ
法で引上げたシリコン単結晶棒から作製されたシリコン
ウェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成する場合には、こ
のＳＯＩ層となるウェーハ中の酸素濃度が１．０×１０
17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下と、ＣＺ法により作製したウ
ェーハと比較して、約１桁以上も低いため、ＳＯＩ層中
の酸素析出物の発生量は殆ど完全に抑制され、ウェーハ
中心部でのＳＯＩ基板の電気特性は良好であるけれど
も、ウェーハ周辺部における機械的強度が低下し、貼り
合わせ熱処理中或いはデバイスプロセス中に転位が発生
するという問題点があった。本発明の目的は、シリコン
ウェーハを２枚貼り合わせて作られる絶縁層上のＳＯＩ
層中の酸素析出物及び転位を同時に低減することによ
り、ＳＯＩ層の電気特性及び機械的強度の両者を向上で
きるＳＯＩ基板及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、シリコンウェーハ１１上に絶縁層１
３が形成され、絶縁層１３上にデバイス形成用のＳＯＩ
層１２ａが形成されたＳＯＩ基板の改良である。その特
徴ある構成は、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度が１×
１０6／ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3であって、かつＳＯＩ
層１２ａの転位密度が２．５×１０7ｃｍ／ｃｍ3以下で
あるところにある。この請求項１に係るＳＯＩ基板で
は、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度を１×１０6／ｃ
ｍ3〜１×１０7／ｃｍ3の範囲に低減することにより、
ＳＯＩ層１２ａの電気的特性を向上でき、かつＳＯＩ層
１２ａの機械的強度の向上が図られることから、ＳＯＩ
層１２ａのウェーハ周辺部における転位密度を２．５×
１０7ｃｍ／ｃｍ3以下に低減することができる。
図１に示すように、シリコンウェーハ１１上に絶縁層１
３が形成され、絶縁層１３上にデバイス形成用のＳＯＩ
層１２ａが形成されたＳＯＩ基板の改良である。その特
徴ある構成は、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度が１×
１０6／ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3であって、かつＳＯＩ
層１２ａの転位密度が２．５×１０7ｃｍ／ｃｍ3以下で
あるところにある。この請求項１に係るＳＯＩ基板で
は、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度を１×１０6／ｃ
ｍ3〜１×１０7／ｃｍ3の範囲に低減することにより、
ＳＯＩ層１２ａの電気的特性を向上でき、かつＳＯＩ層
１２ａの機械的強度の向上が図られることから、ＳＯＩ
層１２ａのウェーハ周辺部における転位密度を２．５×
１０7ｃｍ／ｃｍ3以下に低減することができる。
【０００６】請求項２に係る発明は、図１に示すよう
に、第１シリコンウェーハ１１又は第２シリコンウェー
ハ１２の表面に絶縁層１３を形成し、第１シリコンウェ
ーハ１１と第２シリコンウェーハ１２とを上記絶縁層１
３を介して接合し、この接合した第１及び第２シリコン
ウェーハ１１，１２を熱処理して貼り合わせた後、第１
シリコンウェーハ１１又は第２シリコンウェーハ１２を
所定の厚さに研削・研磨してデバイス形成用のＳＯＩ層
１２ａとするＳＯＩ基板の製造方法の改良である。その
特徴ある構成は、ＳＯＩ層１２ａとなる第１シリコンウ
ェーハ１１又は第２シリコンウェーハ１２が、ＭＣＺ法
又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単結晶棒から作製
されたシリコンウェーハであるところにある。
に、第１シリコンウェーハ１１又は第２シリコンウェー
ハ１２の表面に絶縁層１３を形成し、第１シリコンウェ
ーハ１１と第２シリコンウェーハ１２とを上記絶縁層１
３を介して接合し、この接合した第１及び第２シリコン
ウェーハ１１，１２を熱処理して貼り合わせた後、第１
シリコンウェーハ１１又は第２シリコンウェーハ１２を
所定の厚さに研削・研磨してデバイス形成用のＳＯＩ層
１２ａとするＳＯＩ基板の製造方法の改良である。その
特徴ある構成は、ＳＯＩ層１２ａとなる第１シリコンウ
ェーハ１１又は第２シリコンウェーハ１２が、ＭＣＺ法
又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単結晶棒から作製
されたシリコンウェーハであるところにある。
【０００７】この請求項２に係るＳＯＩ基板の製造方法
では、ＳＯＩ層１２ａとなる第１シリコンウェーハ１１
又は第２シリコンウェーハ１２を、ＣＺ法で引上げたシ
リコン単結晶棒から作製されたシリコンウェーハを薄膜
化して形成した場合と比較して、上記ウェーハ１１又は
１２中の酸素濃度が低く、かつＳＯＩ層１２ａとなる第
１シリコンウェーハ１１又は第２シリコンウェーハ１２
を、ＦＺ法で引上げたシリコン単結晶棒から作製された
シリコンウェーハを薄膜化して形成した場合と比較し
て、上記ウェーハ１１又は１２中の酸素濃度が高いた
め、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度及び転位密度の両
者を同時に低く抑えることができる。
では、ＳＯＩ層１２ａとなる第１シリコンウェーハ１１
又は第２シリコンウェーハ１２を、ＣＺ法で引上げたシ
リコン単結晶棒から作製されたシリコンウェーハを薄膜
化して形成した場合と比較して、上記ウェーハ１１又は
１２中の酸素濃度が低く、かつＳＯＩ層１２ａとなる第
１シリコンウェーハ１１又は第２シリコンウェーハ１２
を、ＦＺ法で引上げたシリコン単結晶棒から作製された
シリコンウェーハを薄膜化して形成した場合と比較し
て、上記ウェーハ１１又は１２中の酸素濃度が高いた
め、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度及び転位密度の両
者を同時に低く抑えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。第１シリコンウェーハ又は第
２シリコンウェーハのいずれか一方のシリコンウェーハ
は、磁場印加ＣＺ法（Magnetic-field-applied CZ 法：
以下、ＭＣＺ法という）又は連続チャージ磁場印加ＣＺ
法（以下、連続ＭＣＺ法という）で引上げたシリコン単
結晶棒から切り出されたシリコンウェーハである。ＭＣ
Ｚ法は石英るつぼ内のシリコン融液に外部から水平方向
の磁場を印加しながらシリコン単結晶を引上げる方法で
あり、連続ＭＣＺ法はシリコン融液又は粒状多結晶シリ
コンを連続的に供給することにより石英るつぼ内のシリ
コン融液の量を一定に保ち、かつこのシリコン融液に外
部から水平方向の磁場を印加しながらシリコン単結晶を
引上げる方法である。他方のシリコンウェーハは上記Ｍ
ＣＺ法、連続ＭＣＺ法に限らずＣＺ法、ＦＺ法で引上げ
たシリコン単結晶棒により作製されたシリコンウェーハ
でも、或いはシリコン多結晶棒により作製されたシリコ
ンウェーハでもよい。
基づいて詳しく説明する。第１シリコンウェーハ又は第
２シリコンウェーハのいずれか一方のシリコンウェーハ
は、磁場印加ＣＺ法（Magnetic-field-applied CZ 法：
以下、ＭＣＺ法という）又は連続チャージ磁場印加ＣＺ
法（以下、連続ＭＣＺ法という）で引上げたシリコン単
結晶棒から切り出されたシリコンウェーハである。ＭＣ
Ｚ法は石英るつぼ内のシリコン融液に外部から水平方向
の磁場を印加しながらシリコン単結晶を引上げる方法で
あり、連続ＭＣＺ法はシリコン融液又は粒状多結晶シリ
コンを連続的に供給することにより石英るつぼ内のシリ
コン融液の量を一定に保ち、かつこのシリコン融液に外
部から水平方向の磁場を印加しながらシリコン単結晶を
引上げる方法である。他方のシリコンウェーハは上記Ｍ
ＣＺ法、連続ＭＣＺ法に限らずＣＺ法、ＦＺ法で引上げ
たシリコン単結晶棒により作製されたシリコンウェーハ
でも、或いはシリコン多結晶棒により作製されたシリコ
ンウェーハでもよい。
【０００９】絶縁層は第１シリコンウェーハ又は第２シ
リコンウェーハのいずれか一方又は双方のウェーハに形
成される。接合界面の連続性を良好にするために、絶縁
層はいずれか一方のシリコンウェーハに形成されること
が好ましい。図１（ａ）に示すように、図では第２シリ
コンウェーハ１２に絶縁層１３が形成されている。貼り
合わせ後の絶縁層とＳＯＩ層との界面として、２枚のシ
リコンウェーハの接合界面（図１ではシリコンウェーハ
１１との界面）と、接合前に絶縁層を形成したシリコン
ウェーハとの界面（図１ではシリコンウェーハ１２との
界面）がある。本発明のＳＯＩ層１２ａと絶縁層１３と
の界面は、前者の接合界面であるよりも後者の絶縁層を
形成したウェーハとの界面である方が、界面の連続性に
優れているため好ましい。即ち、図１（ｄ）に示すよう
にＳＯＩ層１２ａが形成されるシリコンウェーハ１２を
ＳＯＩ層用のシリコン基板とし、別のシリコンウェーハ
１１をその支持基板とすることが好ましい。
リコンウェーハのいずれか一方又は双方のウェーハに形
成される。接合界面の連続性を良好にするために、絶縁
層はいずれか一方のシリコンウェーハに形成されること
が好ましい。図１（ａ）に示すように、図では第２シリ
コンウェーハ１２に絶縁層１３が形成されている。貼り
合わせ後の絶縁層とＳＯＩ層との界面として、２枚のシ
リコンウェーハの接合界面（図１ではシリコンウェーハ
１１との界面）と、接合前に絶縁層を形成したシリコン
ウェーハとの界面（図１ではシリコンウェーハ１２との
界面）がある。本発明のＳＯＩ層１２ａと絶縁層１３と
の界面は、前者の接合界面であるよりも後者の絶縁層を
形成したウェーハとの界面である方が、界面の連続性に
優れているため好ましい。即ち、図１（ｄ）に示すよう
にＳＯＩ層１２ａが形成されるシリコンウェーハ１２を
ＳＯＩ層用のシリコン基板とし、別のシリコンウェーハ
１１をその支持基板とすることが好ましい。
【００１０】絶縁層の厚さは作製するＳＯＩの用途にも
よるが、約０．５〜２．０μｍの範囲にあり、絶縁層は
シリコン酸化層（ＳｉＯ2層）であって、シリコンウェ
ーハを熱酸化することにより、或いはＣＶＤ法によりウ
ェーハの片面に形成される。上記熱酸化により絶縁層を
形成する場合には、シリコンウェーハを湿潤酸素（ｗｅ
ｔＯ2）雰囲気中、１０００〜１１５０℃で１〜３時間
熱処理することにより行われる。図１（ｂ）に示すよう
に２枚のシリコンウェーハを絶縁層を介して接合する前
に、接合しようとする表面を活性化するために所定の洗
浄液でシリコンウェーハを洗浄することが好ましい。例
えば、２枚のシリコンウェーハをＨ2Ｏと比重１．１の
Ｈ2Ｏ2水溶液と比重０．９のＮＨ4ＯＨの水溶液とをＨ2
Ｏ：Ｈ2Ｏ2：ＮＨ4ＯＨ＝７：２：１の容量比で混合し
て調製したＳＣ１（Standard Cleaning 1）の洗浄液を
約８０℃に保持して洗浄し、これらのシリコンウェーハ
の表面を活性化させることが好ましい。図１（ｃ）に示
すように、接合した後の熱処理は２枚のシリコンウェー
ハ１１，１２を接合した状態で乾燥酸素（ｄｒｙＯ2）
雰囲気又は窒素（Ｎ2）雰囲気中で１１００℃の温度
下、１〜３時間、好ましくは２時間程度行う。これによ
り接合界面でシリコンの共有結合が生じ、２枚のシリコ
ンウェーハ１１，１２は貼り合わされ、両者は一体化す
る。
よるが、約０．５〜２．０μｍの範囲にあり、絶縁層は
シリコン酸化層（ＳｉＯ2層）であって、シリコンウェ
ーハを熱酸化することにより、或いはＣＶＤ法によりウ
ェーハの片面に形成される。上記熱酸化により絶縁層を
形成する場合には、シリコンウェーハを湿潤酸素（ｗｅ
ｔＯ2）雰囲気中、１０００〜１１５０℃で１〜３時間
熱処理することにより行われる。図１（ｂ）に示すよう
に２枚のシリコンウェーハを絶縁層を介して接合する前
に、接合しようとする表面を活性化するために所定の洗
浄液でシリコンウェーハを洗浄することが好ましい。例
えば、２枚のシリコンウェーハをＨ2Ｏと比重１．１の
Ｈ2Ｏ2水溶液と比重０．９のＮＨ4ＯＨの水溶液とをＨ2
Ｏ：Ｈ2Ｏ2：ＮＨ4ＯＨ＝７：２：１の容量比で混合し
て調製したＳＣ１（Standard Cleaning 1）の洗浄液を
約８０℃に保持して洗浄し、これらのシリコンウェーハ
の表面を活性化させることが好ましい。図１（ｃ）に示
すように、接合した後の熱処理は２枚のシリコンウェー
ハ１１，１２を接合した状態で乾燥酸素（ｄｒｙＯ2）
雰囲気又は窒素（Ｎ2）雰囲気中で１１００℃の温度
下、１〜３時間、好ましくは２時間程度行う。これによ
り接合界面でシリコンの共有結合が生じ、２枚のシリコ
ンウェーハ１１，１２は貼り合わされ、両者は一体化す
る。
【００１１】図１（ｄ）に示すように、一体化した２枚
のシリコンウェーハ１１，１２が放冷され室温になった
後に、シリコン基板となる第２シリコンウェーハ１２を
砥石で研削し、その後研磨剤を流しながら研磨布で研磨
して、約０．１〜１０μｍの厚さの薄膜に加工する。こ
れにより厚さ約０．１〜１０μｍのデバイス形成用のＳ
ＯＩ層１２ａが絶縁層１３上に得られる。このＳＯＩ層
１２ａは、ＳＯＩ層１２ａとなる第２シリコンウェーハ
１２がＭＣＺ法又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単
結晶棒から作製されたシリコンウェーハを薄膜化して形
成されているので、その酸素析出物密度が１×１０6／
ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3の範囲内にあり、かつその転
位密度が２．５×１０7ｃｍ／ｃｍ3以下となる。これ
は、ＭＣＺ法及び連続ＭＣＺ法では水平方向の磁場を印
加することにより、シリコン融液の温度変動や対流を抑
制でき、石英るつぼからの酸素の溶け込みを最小限に抑
制できるため、育成中の単結晶中に取り込まれる酸素濃
度がＣＺ法とＦＺ法の中間レベルとなることに起因す
る。
のシリコンウェーハ１１，１２が放冷され室温になった
後に、シリコン基板となる第２シリコンウェーハ１２を
砥石で研削し、その後研磨剤を流しながら研磨布で研磨
して、約０．１〜１０μｍの厚さの薄膜に加工する。こ
れにより厚さ約０．１〜１０μｍのデバイス形成用のＳ
ＯＩ層１２ａが絶縁層１３上に得られる。このＳＯＩ層
１２ａは、ＳＯＩ層１２ａとなる第２シリコンウェーハ
１２がＭＣＺ法又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単
結晶棒から作製されたシリコンウェーハを薄膜化して形
成されているので、その酸素析出物密度が１×１０6／
ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3の範囲内にあり、かつその転
位密度が２．５×１０7ｃｍ／ｃｍ3以下となる。これ
は、ＭＣＺ法及び連続ＭＣＺ法では水平方向の磁場を印
加することにより、シリコン融液の温度変動や対流を抑
制でき、石英るつぼからの酸素の溶け込みを最小限に抑
制できるため、育成中の単結晶中に取り込まれる酸素濃
度がＣＺ法とＦＺ法の中間レベルとなることに起因す
る。
【００１２】このような単結晶から切り出されたウェー
ハにより製造されたＳＯＩ基板では、ＳＯＩ層１２ａと
なる第２シリコンウェーハ１２を、ＣＺ法で引上げたシ
リコン単結晶棒から作製されたシリコンウェーハを薄膜
化して形成したときと比較して、上記ウェーハ１２中の
酸素濃度が低く、かつＳＯＩ層１２ａとなる第２シリコ
ンウェーハ１２を、ＦＺ法で引上げたシリコン単結晶棒
から作製されたシリコンウェーハを薄膜化して形成した
ときと比較して、上記ウェーハ１２中の酸素濃度が高く
なる。この結果、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度を１
×１０6／ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3の範囲内に低減でき
るので、ＳＯＩ層１２ａのウェーハ中心部での電気特性
を向上でき、またＳＯＩ層１２ａの転位密度を２．５×
１０7ｃｍ／ｃｍ3以下に低減できるので、ＳＯＩ層１２
ａのウェーハ周辺部における機械的強度の向上を図るこ
とができる。
ハにより製造されたＳＯＩ基板では、ＳＯＩ層１２ａと
なる第２シリコンウェーハ１２を、ＣＺ法で引上げたシ
リコン単結晶棒から作製されたシリコンウェーハを薄膜
化して形成したときと比較して、上記ウェーハ１２中の
酸素濃度が低く、かつＳＯＩ層１２ａとなる第２シリコ
ンウェーハ１２を、ＦＺ法で引上げたシリコン単結晶棒
から作製されたシリコンウェーハを薄膜化して形成した
ときと比較して、上記ウェーハ１２中の酸素濃度が高く
なる。この結果、ＳＯＩ層１２ａの酸素析出物密度を１
×１０6／ｃｍ3〜１×１０7／ｃｍ3の範囲内に低減でき
るので、ＳＯＩ層１２ａのウェーハ中心部での電気特性
を向上でき、またＳＯＩ層１２ａの転位密度を２．５×
１０7ｃｍ／ｃｍ3以下に低減できるので、ＳＯＩ層１２
ａのウェーハ周辺部における機械的強度の向上を図るこ
とができる。
【００１３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、シ
リコンウェーハ上の絶縁層上に形成されたデバイス形成
用のＳＯＩ層の酸素析出物密度が１×１０6／ｃｍ3〜１
×１０7／ｃｍ3の範囲に低減でき、かつＳＯＩ層１２ａ
の転位密度が２．５×１０7ｃｍ／ｃｍ3以下に低減でき
るので、ＳＯＩ層の電気特性及び機械的強度の両者を同
時に向上できる。また第１又は第２シリコンウェーハを
ＭＣＺ法又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単結晶棒
から作製し、第１又は第２シリコンウェーハの表面に絶
縁層を形成し、第１シリコンウェーハと第２シリコンウ
ェーハとを絶縁層を介して接合し、更にこの接合した第
１及び第２シリコンウェーハを熱処理して貼り合わせた
後、第１又は第２シリコンウェーハを所定の厚さに研削
・研磨してデバイス形成用のＳＯＩ層とする方法でＳＯ
Ｉ基板を製造すれば、ＳＯＩ層をＣＺ法で引上げたシリ
コンウェーハにより形成したＳＯＩ基板と比較して、本
発明ではＳＯＩ層の酸素濃度が低いため、ＳＯＩ層の酸
素析出物密度を低く抑えることができ、またＳＯＩ層を
ＦＺ法で引上げたシリコンウェーハにより形成したＳＯ
Ｉ基板と比較して、本発明では酸素濃度が高いため、こ
の酸素の含有によりＳＯＩ層の機械的強度の向上を図る
ことができ、ウェーハ周辺部における転位の発生を抑え
ることができる。
リコンウェーハ上の絶縁層上に形成されたデバイス形成
用のＳＯＩ層の酸素析出物密度が１×１０6／ｃｍ3〜１
×１０7／ｃｍ3の範囲に低減でき、かつＳＯＩ層１２ａ
の転位密度が２．５×１０7ｃｍ／ｃｍ3以下に低減でき
るので、ＳＯＩ層の電気特性及び機械的強度の両者を同
時に向上できる。また第１又は第２シリコンウェーハを
ＭＣＺ法又は連続ＭＣＺ法で引上げたシリコン単結晶棒
から作製し、第１又は第２シリコンウェーハの表面に絶
縁層を形成し、第１シリコンウェーハと第２シリコンウ
ェーハとを絶縁層を介して接合し、更にこの接合した第
１及び第２シリコンウェーハを熱処理して貼り合わせた
後、第１又は第２シリコンウェーハを所定の厚さに研削
・研磨してデバイス形成用のＳＯＩ層とする方法でＳＯ
Ｉ基板を製造すれば、ＳＯＩ層をＣＺ法で引上げたシリ
コンウェーハにより形成したＳＯＩ基板と比較して、本
発明ではＳＯＩ層の酸素濃度が低いため、ＳＯＩ層の酸
素析出物密度を低く抑えることができ、またＳＯＩ層を
ＦＺ法で引上げたシリコンウェーハにより形成したＳＯ
Ｉ基板と比較して、本発明では酸素濃度が高いため、こ
の酸素の含有によりＳＯＩ層の機械的強度の向上を図る
ことができ、ウェーハ周辺部における転位の発生を抑え
ることができる。
【図１】本発明一実施形態のＳＯＩ基板の製造方法を示
す部分断面図。
す部分断面図。
１１ 第１シリコンウェーハ １２ 第２シリコンウェーハ １２ａ ＳＯＩ層 １３ 絶縁層（シリコン酸化層）
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコンウェーハ(11)上に絶縁層(13)が
形成され、前記絶縁層(13)上にデバイス形成用のＳＯＩ
層(12a)が形成されたＳＯＩ基板において、 前記ＳＯＩ層(12a)の酸素析出物密度が１×１０6／ｃｍ
3〜１×１０7／ｃｍ3であって、かつ前記ＳＯＩ層(12a)
の転位密度が２．５×１０7ｃｍ／ｃｍ3以下であること
を特徴とするＳＯＩ基板。 - 【請求項２】 第１シリコンウェーハ(11)又は第２シリ
コンウェーハ(12)の表面に絶縁層(13)を形成し、前記第
１シリコンウェーハ(11)と前記第２シリコンウェーハ(1
2)とを前記絶縁層(13)を介して接合し、前記接合した第
１及び第２シリコンウェーハ(11,12)を熱処理して貼り
合わせた後、前記第１シリコンウェーハ(11)又は第２シ
リコンウェーハ(12)を所定の厚さに研削・研磨してデバ
イス形成用のＳＯＩ層(12a)とするＳＯＩ基板の製造方
法において、 前記ＳＯＩ層(12a)となる前記第１シリコンウェーハ(1
1)又は第２シリコンウェーハ(12)が、ＭＣＺ法又は連続
ＭＣＺ法で引上げたシリコン単結晶棒から作製されたシ
リコンウェーハであることを特徴とするＳＯＩ基板の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22915496A JPH1074918A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Ｓｏｉ基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22915496A JPH1074918A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Ｓｏｉ基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1074918A true JPH1074918A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16887632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22915496A Pending JPH1074918A (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Ｓｏｉ基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1074918A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2782572A1 (fr) * | 1998-04-17 | 2000-02-25 | Nec Corp | Substrat "silicium-sur-isolant" (soi) et methode de fabrication dudit substrat |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP22915496A patent/JPH1074918A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2782572A1 (fr) * | 1998-04-17 | 2000-02-25 | Nec Corp | Substrat "silicium-sur-isolant" (soi) et methode de fabrication dudit substrat |
| FR2834821A1 (fr) * | 1998-04-17 | 2003-07-18 | Nec Corp | Substrat "silicium-sur-isolant" (soi) et methode de fabrication dudit substrat |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040107 |