JPH1126735A - 結合soiウェハ - Google Patents
結合soiウェハInfo
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Abstract
ェハを提供する。 【解決手段】ボンドウェハ11上に、絶縁性薄膜12と
ポリシリコン薄膜14とをこの順に形成し、ベースウェ
ハ30のシリコン単結晶表面をポリシリコン薄膜14に
密着させ、熱処理によって接合させた後、ボンドウェハ
11を研削研磨して活性層15を形成し、結合SOI2
ウェハを構成させる際、絶縁性薄膜12に予め孔20を
設けておき、孔20内部をポリシリコン薄膜14で充填
し、活性層15が孔20内のポリシリコン薄膜14を介
してベースウェハ30に接続されるようにする。活性層
15内の重金属がベースウェハ30側に拡散し、ゲッタ
リングされるので、電気素子の特性が向上する。
Description
子用のSOIウェハにかかり、特に、結合SOIウェハ
に関する。
れた集積回路素子内のトランジスタやコンデンサ等の多
数の電気素子間は電気的に互いに分離されており、導電
性薄膜で構成された配線薄膜や基板内の拡散層等によっ
て接続され、種々の回路が構成されている。
による分離方法と、絶縁性物質による分離方法とがある
が、近年では、シリコン基板中に予め絶縁層が形成され
たウェハを用い、絶縁性物質によって分離する技術が注
目されている。
ation by implanted Oxygen)ウェハや、結合SOIウェ
ハ等があるが、大口径化が容易であり、厚い活性層を形
成できる点で、結合SOIウェハが有望視されている。
方法と共に説明する。図4(a)〜(c)を参照し、先ず、
シリコン単結晶基板から成るボンドウェハ111を高温
で熱酸化し、表面にシリコン酸化膜から成る絶縁層11
2を形成する。次いで、絶縁層112表面に、ポリシリ
コン薄膜から成るポリシリコン層114を堆積させる
(図4(a))。
シリコン単結晶基板から成るベースウェハ(支持基板)1
30を用意しておき、表面処理をしてシリコン単結晶を
露出させた後、ボンドウェハ111上のシリコン層11
4と密着させ、熱処理を行うと、ボンドウェハ111と
ベースウェハ130とがシリコン層114を介して接合
される(同図(b))。
ると、ベースウェハ130上に所望膜厚の活性層115
が形成され、かくて結合SOIウェハ102が完成する
(同図(c))。
活性層115を厚く形成できるため、高耐圧の電気素子
を容易に形成でき、また、絶縁層112を厚く形成でき
ることから、活性層115とベースウェハ130との短
絡が無い高歩留まりの集積回路素子が得られるようにな
っている。
102では、活性層115中に形成された電気素子のゲ
ート酸化膜が低耐圧であったり、リーク電流が観察され
る場合があり、集積回路素子の特性を悪化させる原因に
なっている。
量の重金属をゲッタリングすれば解決できることが知ら
れているが、上記ベースウェハ120の酸素濃度を上げ
たり、裏面にポリシリコン薄膜を形成する等の多欠陥化
処理を行い、ゲッタリング能力を付与してもゲート酸化
膜の耐圧は向上せず、不良品が発生するため、その解決
が望まれていた。
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、特性の
よい電気素子を形成できる結合SOIウェハを提供する
ことにある。
め、請求項1記載の発明は、表面に絶縁性薄膜が形成さ
れたボンドウェハが、前記絶縁性薄膜上に形成されたシ
リコン層を介してベースウェハと接合され、前記ボンド
ウェハが研削研磨されて活性層が形成された結合SOI
ウェハであって、前記絶縁性薄膜には孔が設けられ、該
孔内は前記シリコン層で充填されたことを特徴とする。
前記シリコン層をポリシリコン薄膜で構成することがで
きる。そのポリシリコン薄膜については、請求項3記載
の発明のように、平坦化処理をした後、前記ベースウェ
ハを接合するとよい。
れか1項記載の結合SOIウェハについては、請求項4
記載の発明のように、前記ベースウェハに多欠陥化処理
を施すことが好ましい。
によれば、表面に絶縁性薄膜が形成されたボンドウェハ
が、ポリシリコン薄膜等のシリコン層を介してベースウ
ェハと接合されており、ボンドウェハ側を研削研磨し、
残った部分で活性層を構成させている。
を絶縁層が露出するまで窓開けし、その内部を絶縁物で
充填すると、pn接合ではなく、絶縁性物質によって電
気素子間を分離させることができる。
際にボンドウェハ(活性層)が無欠陥化するが、従来技術
の結合SOIウェハでは、その活性層とベースウェハと
が絶縁性薄膜によって完全に分離されてしまうため、活
性層内の重金属原子はベースウェハ側に拡散できず、活
性層内に不活性化していない重金属原子が残ってしまっ
ていた。
は、絶縁層に孔を設け、その内部をポリシリコン薄膜等
のシリコン層によって充填しており、従って、活性層と
ベースウェハとは、孔内に充填されたシリコン層を介し
て接続されている。この場合活性層内の重金属原子は、
孔内のシリコン層を通ってベースウェハ側に拡散される
ので、活性層が無欠陥化していても、シリコン層やベー
スウェハ内の欠陥に重金属原子をゲッタリングさせるこ
とができるので、活性層内に電気素子を形成しても、重
金属の影響によって特性が悪化することはない。
しておくと、ゲッタリング能力が向上するので、重金属
による影響が一層低減する。
の実施形態における結合SOIウェハの製造方法を説明
する。符号11はシリコン単結晶基板から成るボンドウ
ェハであり、熱酸化によって、表面と裏面に膜厚1μm
のシリコン熱酸化膜から成る絶縁層12、13がそれぞ
れ形成されている(図1(a))。
ジスト膜を形成し、エッチング処理によって絶縁層12
を窓開けし、一辺が約4mm〜5mmの正方形形状の孔
20を形成する。その孔20は、中央に一個、周辺に四
個形成した。
層13は全部除去されており、レジストを剥離した後
(図1(b))、表面に膜厚3μmのポリシリコン薄膜を形
成し、そのポリシリコン薄膜によってシリコン層14を
構成させると、孔20内はシリコン層14で充填される
(図1(c))。
れているため、段差が生じており、その表面に形成され
たシリコン層14には、孔20上で凹部21が生じてい
る。そのため、シリコン層14表面を平坦化する為に、
ポリッシュ処理を行って凹部21を除去しておく。
晶基板から成るベースウェハ30を用意し、その表面に
研磨等の表面処理を施し、シリコン単結晶面を露出さ
せ、平坦化したシリコン層14に密着させた。その状態
で、1200℃、1時間の熱処理を行うと、ボンドウェ
ハ11とベースウェハ30とが、シリコン層14を介し
て接着された(図1(d))。
削研磨し、ボンドウェハ11の残った部分で活性層15
を構成させると、図2の符号2に示した結合SOIウェ
ハが完成する。
ハ30上に、絶縁性薄膜12と、シリコン層14と、活
性層15とがこの順で位置しており、絶縁層12に形成
された孔20内にはシリコン層14が充填されている。
従って、活性層15とベースウェハ30とは、孔20内
に充填されたシリコン層14を介して、互いに接続され
ていることになる。
無欠陥化されており、鉄原子等の重金属をゲッタリング
する能力が失われているが、この結合SOIウェハ2で
は、図3に示すように、活性層15内の重金属23は、
孔20内のシリコン層14を通って、絶縁層12とベー
スウェハ30に挟まれたシリコン層14に拡散したり、
シリコン層14を通り抜けて、ベースウェハ30内に拡
散する。
されているため、欠陥が多く、また、ベースウェハ30
は、高濃度酸素の存在によって内部が多欠陥化されてい
る。従って、活性層が無欠陥であっても、重金属はベー
スウェハ30側の欠陥31でゲッタリングされ、不活性
化される。
形成し、耐圧を測定したところ、6〜7MV/cm程度
あり、理論値の10MV/cmに近い値が得られた。
度にすることで多欠陥化処理を行ったが、ベースウェハ
30の裏面にシリコン層を形成し、機械的ストレスによ
って多欠陥化してもよい。また、ベースウェハ30の裏
面側を粗面処理し、多欠陥化してもよい。
ウェハ30と活性層15とが電気的に接続されてしまう
ため、その部分には集積回路素子を形成できないが、結
合SOIウェハ2の周辺の無効領域に孔20を形成すれ
ば経済的である。その孔20の数は1個でも複数でもよ
く、また形状も正方形に限定されるものではない。
ッタリングされるので、リーク電流が減少し、集積回路
素子の歩留まりが向上する。
工程を説明するための図
明するための図
14……シリコン層(ポリシリコン薄膜) 15……活
性層 30……ベースウェハ
Claims (4)
- 【請求項1】表面に絶縁性薄膜が形成されたボンドウェ
ハが、前記絶縁性薄膜上に形成されたシリコン層を介し
てベースウェハと接合され、前記ボンドウェハが研削研
磨されて活性層が形成された結合SOIウェハであっ
て、 前記絶縁性薄膜には孔が設けられ、該孔内は前記シリコ
ン層で充填されたことを特徴とする結合SOIウェハ。 - 【請求項2】前記シリコン層はポリシリコン薄膜で構成
されたことを特徴とする請求項1記載の結合SOIウェ
ハ。 - 【請求項3】前記ポリシリコン薄膜は平坦化処理がされ
た後、前記ベースウェハが接合されたことを特徴とする
請求項2記載の結合SOIウェハ。 - 【請求項4】前記ベースウェハには多欠陥化処理が施さ
れたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
1項記載の結合SOIウェハ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19505497A JPH1126735A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 結合soiウェハ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19505497A JPH1126735A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 結合soiウェハ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1126735A true JPH1126735A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16334795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19505497A Pending JPH1126735A (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 結合soiウェハ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1126735A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000010195A3 (en) * | 1998-08-10 | 2000-05-18 | Memc Electronic Materials | Preparation of metal-precipitates permeable insulator for soi substrate |
JP2010062414A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Sumco Corp | 裏面照射型固体撮像素子用ウェーハの製造方法 |
US8293613B2 (en) | 2007-03-12 | 2012-10-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Gettering structures and methods and their application |
-
1997
- 1997-07-04 JP JP19505497A patent/JPH1126735A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000010195A3 (en) * | 1998-08-10 | 2000-05-18 | Memc Electronic Materials | Preparation of metal-precipitates permeable insulator for soi substrate |
US8293613B2 (en) | 2007-03-12 | 2012-10-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Gettering structures and methods and their application |
JP2010062414A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Sumco Corp | 裏面照射型固体撮像素子用ウェーハの製造方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060301 |
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