JPH1174209A - Manufacture of semiconductor substrate - Google Patents

Manufacture of semiconductor substrate

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JPH1174209A
JPH1174209A JP9231189A JP23118997A JPH1174209A JP H1174209 A JPH1174209 A JP H1174209A JP 9231189 A JP9231189 A JP 9231189A JP 23118997 A JP23118997 A JP 23118997A JP H1174209 A JPH1174209 A JP H1174209A
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JP
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substrate
semiconductor
layer
forming
semiconductor layer
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JP9231189A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisazumi Oshima
大島  久純
Shoichi Yamauchi
庄一 山内
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a SOI substrate having a thick semiconductor layer, without the use of an ion implantation apparatus requiring a high energy output. SOLUTION: An ion implantation layer 6 is formed to a predetermined depth by ion implantation of hydrogen ions in a single-crystal silicon substrate 5 for a semiconductor layer, and an amorphous silicon film 7 of a desired thickness is formed thereon. An oxide film 3 is formed on the surface of a single- crystal silicon substrate 2 as a supporting substrate and is bonded with the silicon substrate 5. Through a separation step, an amorphous silicon film 7 and a single-crystal silicon film 4a are formed on the silicon substrate 2 via an oxide film 3 provided between these films and the silicon substrate 2. After that, through a solid phase growth step, the amorphous silicon film 7 is grown by a solid-phase growing, thus forming a single-crystal silicon film 4. The surface is polished as required, and a SOI substrate 1 is thus provided.

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、支持基板上に絶縁
状態で素子形成用の半導体層を設けてなる半導体基板の
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor substrate having a semiconductor layer for forming an element in an insulated state on a support substrate.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】基板上に絶縁膜を介し
て素子形成用の単結晶の半導体層を形成してなる半導体
基板としては、例えば、半導体層としてシリコン単結晶
を設ける構成のSOI(Silicon On Insulator)基板が
ある。これは、基板となるシリコン基板上に絶縁膜とし
ての酸化膜が形成され、その上に単結晶シリコン膜が形
成された構造を有するもので、このような半導体基板を
用いることにより、基板との絶縁分離工程を別途に実施
する必要がなくなり、分離性能が良く、高い集積度でシ
リコン単結晶膜に素子を形成して集積回路を作込むこと
ができるものである。
As a semiconductor substrate in which a single-crystal semiconductor layer for element formation is formed on a substrate with an insulating film interposed therebetween, for example, an SOI (silicon single crystal) having a structure in which a silicon single crystal is provided as a semiconductor layer Silicon On Insulator) substrate. This has a structure in which an oxide film as an insulating film is formed on a silicon substrate serving as a substrate, and a single crystal silicon film is formed thereon. This eliminates the necessity of separately performing an insulation separation step, and has a good separation performance, and can form an integrated circuit by forming elements on a silicon single crystal film with a high degree of integration.

【0003】この場合、SOI基板に設けているシリコ
ン単結晶膜の製造方法としては、従来より種々の方法が
あるが、その中で以下の3段階の工程を経て製造するよ
うにした半導体薄膜製造技術が特開平5−211128
に開示されている。以下に、その製造方法について簡単
に説明する。
[0003] In this case, there are various conventional methods for manufacturing a silicon single crystal film provided on an SOI substrate. Among them, there is a semiconductor thin film manufacturing method which is manufactured through the following three steps. The technology is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-211128.
Is disclosed. Hereinafter, the manufacturing method will be briefly described.

【0004】まず、第1段階として、半導体基板中へ水
素もしくは希ガスをイオン化して所定の注入エネルギで
加速して注入することにより、半導体基板の表面から所
定深さに注入イオンが分布するようにしてイオン注入領
域を形成する。次に、第2段階として、この半導体基板
のイオン注入をした側の面に、少なくとも1つの剛性材
料から形成された支持基板を貼り合わせ法などにより結
合させる。この場合の支持基板は半導体製の基板を用い
ることが可能で最終的にSOI基板を形成させるという
点では、酸化膜のような絶縁膜を成膜させた状態として
おくことが望ましい。
First, as a first step, hydrogen or a rare gas is ionized into a semiconductor substrate, and accelerated and implanted with a predetermined implantation energy so that the implanted ions are distributed at a predetermined depth from the surface of the semiconductor substrate. To form an ion implantation region. Next, as a second step, a supporting substrate formed of at least one rigid material is bonded to the surface of the semiconductor substrate on the side where the ions are implanted by a bonding method or the like. In this case, it is preferable that an insulating film such as an oxide film is formed in that a semiconductor substrate can be used as the supporting substrate and an SOI substrate is finally formed.

【0005】次に、第3段階として、半導体基板および
支持基板を結合させた状態で熱処理を施すことにより、
イオン注入領域に形成されるマイクロボイド部分を境界
として半導体基板と薄膜部分が分離するように剥離し、
支持基板上に絶縁膜を介してシリコン単結晶膜が接着さ
れた構造のSOI基板が形成される。
Next, as a third stage, a heat treatment is performed in a state where the semiconductor substrate and the supporting substrate are bonded,
Separated so that the semiconductor substrate and the thin film part are separated with the microvoid part formed in the ion implantation region as a boundary,
An SOI substrate having a structure in which a silicon single crystal film is bonded over a supporting substrate with an insulating film interposed therebetween is formed.

【0006】実際には、この剥離された面には数nm程
度の凹凸が存在するため、この剥離面に研磨処理および
エッチング処理などを施してシリコン単結晶膜を平坦に
仕上げると共に所定膜厚(例えば0.1μm)に調整し
てSOI基板として形成されるものである。
Actually, since the peeled surface has irregularities of about several nm, the peeled surface is polished and etched to finish the silicon single crystal film flat and to have a predetermined thickness ( The thickness of the SOI substrate is adjusted to, for example, 0.1 μm.

【0007】ところで、上述した技術においては、半導
体基板内に形成したイオン注入領域部分で欠陥層を形成
して剥離を行なう原理であるから、形成しようとする単
結晶シリコン膜の厚さ寸法は、イオン注入領域の深さを
制御するためのイオン注入エネルギーのレベルにより設
定することになる。しかし、この場合において、例えば
単結晶シリコン膜を1μm以上の膜厚とするためには、
注入すべき水素イオンの加速エネルギーが大きくなる
(例えば膜厚13.5μmのときに1MeV程度の加速
エネルギーが必要となる)ことに伴って、高エネルギー
で且つ大電流のイオン注入機が必要となる。
In the above-mentioned technique, the principle is that a defect layer is formed in an ion-implanted region formed in a semiconductor substrate and separation is performed. Therefore, the thickness dimension of a single-crystal silicon film to be formed is as follows. It is set according to the level of the ion implantation energy for controlling the depth of the ion implantation region. However, in this case, for example, in order to make the single crystal silicon film have a thickness of 1 μm or more,
As the acceleration energy of hydrogen ions to be implanted increases (for example, acceleration energy of about 1 MeV is required when the film thickness is 13.5 μm), an ion implanter with high energy and large current is required. .

【0008】したがって、現実的にはこのようなイオン
注入を行うには、高エネルギー出力のイオン注入装置が
必要となり装置が高価なものになると共に、イオン注入
処理を行うのに大電力が必要になるためランニングコス
トが高くなるなどの問題がある。換言すれば、使用する
イオン注入装置の性能によって形成可能な単結晶シリコ
ン膜の膜厚の制約を受けることになる。
Therefore, in reality, to perform such ion implantation, a high energy output ion implantation apparatus is required, which makes the apparatus expensive, and requires a large amount of electric power to perform the ion implantation processing. Therefore, there is a problem that the running cost is increased. In other words, the thickness of the single crystal silicon film that can be formed is restricted by the performance of the ion implantation apparatus used.

【0009】また、上述の製造方法では、イオン注入工
程において半導体基板の表面にダメージが発生したり、
ノックオン現象による酸素や重金属の混入が発生するの
で、特に、厚膜のSOI基板を製造する場合において
は、このイオン注入工程を経てイオン注入層の部分で剥
離してその上部に形成されている部分を単結晶シリコン
膜として利用する場合に、素子形成用の単結晶膜として
の結晶品質が劣化したり歩留まりが低下するという不具
合が大きな課題となる。さらに、上述のような従来の方
法では、SOI基板の表面にピットやボイドといった欠
陥領域が発生しやすく、この点においても歩留まりや品
質上の問題となっている。
In the above-described manufacturing method, the surface of the semiconductor substrate may be damaged in the ion implantation step,
Since the mixing of oxygen and heavy metal occurs due to the knock-on phenomenon, particularly in the case of manufacturing a thick-film SOI substrate, a portion formed by peeling off the ion-implanted layer through this ion-implantation step and forming an upper portion thereof When using as a single-crystal silicon film, there is a great problem that crystal quality as a single-crystal film for element formation is degraded or the yield is reduced. Further, in the conventional method as described above, a defect area such as a pit or a void is easily generated on the surface of the SOI substrate, and this also poses a problem in yield and quality.

【0010】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、厚膜の半導体層を備えた半導体基板を
形成する際に、半導体層の膜厚を厚くするためにイオン
注入法などにより表面から深い領域に欠陥層を形成する
場合に比べて安価で簡単に剥離用の欠陥層を形成するこ
とができると共に、半導体層のダメージを極力低減する
ことができるようにした半導体基板の製造方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to form a semiconductor substrate having a thick semiconductor layer by using an ion implantation method to increase the thickness of the semiconductor layer. It is possible to form a defect layer for separation easily and inexpensively as compared with a case where a defect layer is formed in a deep region from the surface by, for example, and to reduce damage to the semiconductor layer as much as possible. It is to provide a manufacturing method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、イオン注入層形成工程において、半導体層用基板の
表面から所定深さにイオン注入を行なってイオン注入層
を形成し、非晶質膜形成工程において、イオン注入層を
形成した面に半導体非晶質膜を形成した状態とし、この
後、貼り合わせ工程において支持基板と貼り合わせを行
ない、剥離工程において熱処理を行なうことにより、支
持基板上に絶縁状態で非晶質膜の部分を接着面としてそ
の上部に半導体層を設けた状態で剥離されるようにな
る。
According to the first aspect of the present invention, in the step of forming an ion-implanted layer, an ion-implanted layer is formed by performing ion implantation to a predetermined depth from the surface of the semiconductor layer substrate. In the step of forming a porous film, a semiconductor amorphous film is formed on the surface on which the ion-implanted layer is formed, and thereafter, the substrate is bonded to a supporting substrate in a bonding step, and heat treatment is performed in a peeling step, thereby supporting the semiconductor substrate. The substrate is peeled off in a state where the amorphous film portion is insulated on the substrate and the semiconductor layer is provided on the amorphous film portion.

【0012】そして、上述のように形成された半導体基
板を、この後、熱処理を行なうことにより、非晶質膜を
半導体層を核として再結晶化させて半導体層として形成
することができるようになり、これによって全体として
半導体層を非晶質膜の膜厚を加算した膜厚とすることが
できるようになる。
The semiconductor substrate formed as described above is then subjected to a heat treatment so that the amorphous film can be recrystallized using the semiconductor layer as a nucleus to form a semiconductor layer. As a result, the thickness of the semiconductor layer as a whole can be obtained by adding the thickness of the amorphous film.

【0013】したがって、イオン注入層形成工程におけ
るイオン注入を高エネルギーで行なうことなく、通常の
イオン注入装置を用いる程度のイオン注入工程を経るこ
とで、所望の膜厚の半導体層を形成することができるよ
うになる。また、イオン注入時に副次的に発生する半導
体層内への重金属汚染や酸素の混入を極力少なくしてし
かもピットやボイドについても非晶質膜を再結晶化させ
るときに解消することができるようになる。
Therefore, it is possible to form a semiconductor layer having a desired film thickness by performing an ion implantation step using an ordinary ion implantation apparatus without performing ion implantation at a high energy in the ion implantation layer forming step. become able to. In addition, heavy metal contamination and oxygen mixed into the semiconductor layer which are generated by the ion implantation can be minimized, and pits and voids can be eliminated when the amorphous film is recrystallized. become.

【0014】請求項2の発明によれば、イオン注入層形
成工程において、半導体層用基板の表面から所定深さに
イオン注入を行なってイオン注入層を形成し、非晶質膜
形成工程において、支持基板側に絶縁状態で半導体非晶
質膜を形成した状態とし、この後、貼り合わせ工程にお
いて支持基板と貼り合わせを行ない、剥離工程において
熱処理を行なうことにより、支持基板上の非晶質膜の表
面を接着面として半導体層を設けた状態で剥離されるよ
うになる。これによって、上述同様の効果を得ることが
できる。
According to the second aspect of the present invention, in the step of forming an ion-implanted layer, an ion-implanted layer is formed by performing ion implantation to a predetermined depth from the surface of the substrate for a semiconductor layer. A state in which a semiconductor amorphous film is formed in an insulated state on the support substrate side, and thereafter, bonding is performed with the support substrate in a bonding step, and heat treatment is performed in a separation step, thereby forming an amorphous film on the support substrate. Is peeled in a state where the semiconductor layer is provided with the surface of the substrate as an adhesive surface. Thereby, the same effect as described above can be obtained.

【0015】請求項3の発明によれば、上述のようにし
て支持基板上に形成された非晶質膜を、剥離工程あるい
はその後の工程において熱処理することにより、その上
部に形成されている半導体層を核として再結晶化を図る
ことができ、これによって、イオン注入装置の注入エネ
ルギーのレベルに関係なく所望の膜厚の半導体層を簡単
なプロセスを経ることにより形成することができるよう
になる。また、このような製造方法を採用することによ
り、イオン注入層形成工程においてイオン注入を行なう
ことによりダメージを受ける半導体層を少なくして極力
ダメージのない半導体層を形成することができると共
に、この固相成長によりピットやボイドの部分を再結晶
させて解消することができるようになる。
According to the third aspect of the present invention, the amorphous film formed on the support substrate as described above is subjected to a heat treatment in a peeling step or a subsequent step, thereby forming a semiconductor formed on the amorphous film. Recrystallization can be achieved by using the layer as a nucleus, so that a semiconductor layer having a desired film thickness can be formed by a simple process regardless of the implantation energy level of the ion implantation apparatus. . In addition, by adopting such a manufacturing method, it is possible to form a semiconductor layer which is not damaged as much as possible by minimizing a semiconductor layer which is damaged by performing ion implantation in the ion implantation layer forming step. The pits and voids can be recrystallized and eliminated by the phase growth.

【0016】請求項4の発明によれば、イオン注入層形
成工程において、半導体層用基板の表面から所定深さに
イオン注入を行なってイオン注入層を形成し、貼り合わ
せ工程において、支持基板に対して半導体層用基板のイ
オン注入層側を貼り合わせて、この後、剥離工程におい
て、半導体層用基板および支持基板に熱処理を行なって
イオン注入層により形成される剥離用欠陥層部分で半導
体層用基板を剥離して半導体層を形成し、非晶質膜形成
工程において、支持基板上に形成された半導体層上に半
導体非晶質膜を形成すると共に、固相成長工程におい
て、半導体非晶質膜を半導体層を核として固相成長する
ことにより結晶化させることにより、所望の膜厚の半導
体層を形成することができる。これによっても、前述と
同様の効果を得ることができるようになる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the step of forming an ion-implanted layer, an ion-implanted layer is formed by performing ion implantation to a predetermined depth from the surface of the substrate for a semiconductor layer. On the other hand, the side of the ion implantation layer of the substrate for the semiconductor layer is bonded, and then, in a separation step, a heat treatment is performed on the substrate for the semiconductor layer and the supporting substrate to form a semiconductor layer at the defect layer for separation formed by the ion implantation layer. Forming a semiconductor layer by peeling the substrate for use, forming an amorphous semiconductor film on the semiconductor layer formed on the support substrate in the amorphous film forming step, and forming a semiconductor amorphous film in the solid phase growing step. The semiconductor layer having a desired thickness can be formed by crystallizing the solid film by solid phase growth using the semiconductor layer as a nucleus. With this, the same effect as described above can be obtained.

【0017】請求項5の発明によれば、非晶質膜形成工
程において、半導体非晶質膜をプラズマCVD法により
形成するので、特殊な工程を採用することなく半導体非
晶質膜を形成して上述の構成の半導体基板を得ることが
できるようになる。
According to the fifth aspect of the present invention, in the amorphous film forming step, the semiconductor amorphous film is formed by the plasma CVD method, so that the semiconductor amorphous film can be formed without employing a special step. Thus, a semiconductor substrate having the above-described configuration can be obtained.

【0018】請求項6の発明によれば、研磨工程を設け
て、剥離工程において剥離された半導体層の表面を研磨
することにより、剥離面に存在する微小な凹凸を平滑に
仕上げて素子形成に適した表面を有する半導体基板を得
ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, a polishing step is provided, and the surface of the semiconductor layer peeled off in the peeling step is polished, so that minute unevenness existing on the peeled surface is smoothly finished to form an element. A semiconductor substrate having a suitable surface can be obtained.

【0019】請求項7の発明によれば、イオン注入層形
成工程において、半導体層の膜厚を、半導体非晶質膜を
固相成長させるための核となる半導体層として必要な膜
厚となる深さ寸法にイオン注入層を形成するので、イオ
ン注入層の形成深さを極力浅く設定することでイオン注
入のエネルギーを高くすることなく形成することがで
き、しかも、イオン注入により受けるダメージを極力少
なくした半導体層を得ることができるようになる。
According to the seventh aspect of the present invention, in the step of forming the ion-implanted layer, the thickness of the semiconductor layer becomes a thickness necessary for a semiconductor layer serving as a nucleus for solid-phase growth of a semiconductor amorphous film. Since the ion-implanted layer is formed to the depth dimension, the ion-implanted layer can be formed without increasing the energy of ion implantation by setting the depth of the ion-implanted layer as shallow as possible. A reduced semiconductor layer can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)以下、本発明の第1の実施形態につ
いて図1および図2を参照しながら説明する。図2
(f)は本発明でいうところの半導体基板であるSOI
基板1を模式的断面で示すもので、その構造は、支持基
板としての単結晶シリコン基板2上に絶縁膜としてのシ
リコン酸化膜3が形成され、この上に素子形成用の半導
体層としての単結晶シリコン膜4が設けられたもので、
これによって、SOI(Silicon OnInsulator)構造と
して形成されたものである。この場合、単結晶シリコン
膜4は、10μm以上の膜厚で形成されているもので、
このようなSOI基板1は、例えば、単結晶シリコン膜
4部分に、パワー素子や表面にマイクロアクチュエータ
を設ける構成のサーフェスマイクロマシンなどの素子を
形成するのに適したものである。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
(F) is an SOI which is a semiconductor substrate according to the present invention.
The substrate 1 is shown in a schematic cross section. The structure is such that a silicon oxide film 3 as an insulating film is formed on a single crystal silicon substrate 2 as a supporting substrate, and a single oxide film 3 as a semiconductor layer for element formation is formed thereon. Provided with a crystalline silicon film 4,
Thus, it is formed as an SOI (Silicon On Insulator) structure. In this case, the single crystal silicon film 4 is formed with a thickness of 10 μm or more.
Such an SOI substrate 1 is suitable for forming, for example, a power element or an element such as a surface micromachine having a structure in which a microactuator is provided on the surface of the single crystal silicon film 4.

【0021】次に、このSOI基板1の製造方法につい
て説明する。製造工程は、図1に示すように、イオン注
入層形成工程P1,アモルファスシリコン膜形成工程P
2,酸化膜形成工程P3,貼り合わせ工程P4,剥離工
程P5,固相成長工程P6および研磨工程P7の7つの
工程に分けられている。
Next, a method of manufacturing the SOI substrate 1 will be described. As shown in FIG. 1, the manufacturing process includes an ion-implanted layer forming process P1, an amorphous silicon film forming process P
2, an oxide film forming step P3, a bonding step P4, a peeling step P5, a solid phase growth step P6, and a polishing step P7.

【0022】まず、イオン注入層形成工程P1では、半
導体層用基板としての単結晶シリコン基板5上に酸化膜
を形成した状態で、その表面に水素(プロトン)あるい
は希ガスをイオン注入することにより、所定深さにイオ
ン注入層6を形成する(図2(a)参照)。この場合、
例えば、イオン注入の注入深さは2μm以下である。こ
の後、表面に形成していた酸化膜をウエットエッチング
処理などにより除去する。
First, in the ion-implanted layer forming step P1, hydrogen (proton) or a rare gas is ion-implanted into the surface of a single-crystal silicon substrate 5 serving as a semiconductor layer substrate with an oxide film formed thereon. Then, the ion implantation layer 6 is formed at a predetermined depth (see FIG. 2A). in this case,
For example, the implantation depth of the ion implantation is 2 μm or less. Thereafter, the oxide film formed on the surface is removed by wet etching or the like.

【0023】次に、非晶質膜形成工程であるアモルファ
スシリコン膜形成工程P2において、単結晶シリコン基
板5上のイオン注入層6を形成した側の面に、半導体非
晶質膜としてのアモルファスシリコン膜7を形成する
(同図(b)参照)。この場合、アモルファスシリコン
膜7の形成にあたっては、例えば、プラズマCVD法な
どの方法を用い、その膜厚は、最終的に半導体基板1と
して必要とする単結晶シリコン膜4の膜厚とほぼ等しい
膜厚(例えば10μm程度)となるように設定してお
く。
Next, in an amorphous silicon film forming step P2 which is an amorphous film forming step, the surface of the single crystal silicon substrate 5 on which the ion implantation layer 6 is formed is made of amorphous silicon as a semiconductor amorphous film. A film 7 is formed (see FIG. 3B). In this case, in forming the amorphous silicon film 7, for example, a method such as a plasma CVD method is used, and the film thickness is substantially equal to the film thickness of the single crystal silicon film 4 finally required as the semiconductor substrate 1. The thickness is set so as to be thick (for example, about 10 μm).

【0024】続いて、酸化膜形成工程P3にて、支持基
板としての単結晶シリコン基板2の表面に酸化膜3を熱
酸化などの方法により形成し、続く、貼り合わせ工程P
4において、アモルファスシリコン膜7を形成した単結
晶シリコン基板5と酸化膜3を形成した単結晶シリコン
基板2とを貼り合わせる(同図(c)参照)。この場
合、貼り合わせに先だって、単結晶シリコン基板2およ
び5の各表面は、親水化処理として、例えば、硫酸(H
SO)と過酸化水素水(H)の混合液(H
SO:H=4:1)による洗浄及び純水洗浄を
順次行ない、この後、スピン乾燥で基板表面に吸着する
水分量を制御する。これにより、単結晶シリコン基板1
5とベースシリコン基板12との貼り合わせ面を密着さ
せると、それぞれの表面に形成されたシラノール基、お
よび表面に吸着した水分子の水素結合によって接着され
るようになる。
Subsequently, in an oxide film forming step P3, an oxide film 3 is formed on the surface of the single crystal silicon substrate 2 as a supporting substrate by a method such as thermal oxidation, and then, in a bonding step P3.
In 4, the single-crystal silicon substrate 5 on which the amorphous silicon film 7 is formed and the single-crystal silicon substrate 2 on which the oxide film 3 is formed are bonded (see FIG. 4C). In this case, prior to the bonding, the surfaces of the single-crystal silicon substrates 2 and 5 are subjected to a hydrophilic treatment, for example, using sulfuric acid (H
Mixture of 2 SO 4) and hydrogen peroxide (H 2 O 2) (H 2
Cleaning with SO 4 : H 2 O 2 = 4: 1) and pure water cleaning are sequentially performed, and thereafter, the amount of moisture adsorbed on the substrate surface by spin drying is controlled. Thereby, the single-crystal silicon substrate 1
When the bonding surfaces of the base 5 and the base silicon substrate 12 are brought into close contact with each other, they are bonded by hydrogen bonds of silanol groups formed on the respective surfaces and water molecules adsorbed on the surfaces.

【0025】そして、続く剥離工程P5においては、貼
り合わせた状態の単結晶シリコン基板2,5を400℃
〜600℃の範囲で熱処理をすることにより、イオン注
入層6を剥離用欠陥層として剥離を行ない、単結晶シリ
コン膜4aを形成する(同図(d)参照)。また、この
剥離の熱処理に続いて、固相成長工程P6においては、
アモルファスシリコン膜7を固相成長させると共に、貼
り合わせた2枚の単結晶シリコン基板2,5の接合強度
を高めるために、1100℃以上で、例えば1150℃
程度で60分程度熱処理を行なう。これにより、アモル
ファスシリコン膜7は、剥離により形成した単結晶シリ
コン膜4aを核として再結晶することにより全体が単結
晶となり、半導体層としての単結晶シリコン膜4が形成
されるようになる(同図(e)参照)。
In the subsequent peeling step P5, the single crystal silicon substrates 2 and 5 in the bonded state are
By performing heat treatment at a temperature in the range of up to 600 ° C., the ion implantation layer 6 is peeled off as a peeling defect layer to form a single-crystal silicon film 4a (see FIG. 4D). Further, following the heat treatment for the separation, in the solid phase growth process P6,
In order to grow the amorphous silicon film 7 in the solid phase and to increase the bonding strength between the two bonded single crystal silicon substrates 2 and 5, the temperature is set to 1100 ° C. or more, for example, 1150 ° C.
Heat treatment is performed for about 60 minutes. As a result, the amorphous silicon film 7 is entirely recrystallized with the single crystal silicon film 4a formed by peeling as a nucleus, and the single crystal silicon film 4 as a semiconductor layer is formed. Fig. (E).

【0026】なお、上述のように剥離工程P5および固
相成長工程P6の各熱処理を2段階に分ける場合に加え
て、工程を簡略化する目的で、一度の熱処理で行なうこ
ともできる。この場合には、熱処理温度は、例えば11
00℃以上が好ましく、より好ましくは1150℃程度
で60分程度行うことで、接合された単結晶シリコン基
板2および5の剥離を行なうと共にアモルファスシリコ
ン層7の固相成長を行なうこともできる。
It should be noted that, in addition to the case where each of the heat treatments in the peeling step P5 and the solid phase growth step P6 is divided into two stages as described above, the heat treatment can be performed by a single heat treatment for the purpose of simplifying the steps. In this case, the heat treatment temperature is, for example, 11
The temperature is preferably at least 00 ° C., more preferably at about 1150 ° C. for about 60 minutes, so that the bonded single-crystal silicon substrates 2 and 5 can be separated and the amorphous silicon layer 7 can be grown in a solid phase.

【0027】剥離面は、イオン注入工程P1において形
成されたイオン注入層6に対して、形成された剥離用欠
陥層が非常に薄い範囲となることから面粗度数nm以下
の状態で剥離するため、その後の研磨工程P7により容
易に平坦な表面が形成可能である。この結果、単結晶シ
リコン基板2上に酸化膜3を介した状態で所望の膜厚の
単結晶シリコン膜4を形成したSOI基板1を得ること
ができる(同図(f)参照)。
Since the peeling defect layer formed in the ion implantation step P1 has a very thin range with respect to the ion-implanted layer 6 formed in the ion implantation step P1, the peeled surface has a surface roughness of several nm or less. A flat surface can be easily formed by the subsequent polishing step P7. As a result, it is possible to obtain the SOI substrate 1 in which the single-crystal silicon film 4 having a desired thickness is formed on the single-crystal silicon substrate 2 with the oxide film 3 interposed therebetween (see FIG. 4F).

【0028】この場合、この研磨工程P7では、剥離面
を平坦化および平滑化することに加えて、剥離により形
成した単結晶シリコン膜4aの部分を除去するように研
磨しても良い。これは、前述のように、単結晶シリコン
基板5の表層部にイオン注入工程P1において発生した
ダメージを除去する目的であり、この表層部分はアモル
ファスシリコン膜7を単結晶シリコン膜4として固相成
長させるための核となる機能を果しているものであるか
ら、必要に応じて除去することによりダメージのない単
結晶シリコン膜4として形成することができるのであ
る。
In this case, in the polishing step P7, in addition to flattening and smoothing the peeled surface, polishing may be performed so as to remove the portion of the single crystal silicon film 4a formed by the peeling. This is for the purpose of removing the damage generated in the ion implantation step P1 in the surface layer of the single crystal silicon substrate 5 as described above, and this surface layer is formed by solid phase growth using the amorphous silicon film 7 as the single crystal silicon film 4. Since it functions as a nucleus for the removal, it can be formed as a single-crystal silicon film 4 without damage by removing it as necessary.

【0029】上述の場合において、本実施形態において
形成するSOI基板1を得るときに、単結晶シリコン基
板5は、単結晶シリコン膜4aの品質を確保するため
に、通常半導体装置を形成する場合のものと同様に不純
物濃度が一定値に管理されると共に結晶性が確保された
製品ウェハを用いることが望ましいのに対して、貼り合
わせる支持基板としての単結晶シリコン基板2は、酸化
膜3を介して単結晶シリコン膜4を保持する基板として
の機能を果すことで十分であるから、不純物濃度を管理
していないダミーウェハを用いることで低コスト化を図
ることができる。
In the above-described case, when obtaining the SOI substrate 1 formed in the present embodiment, the single-crystal silicon substrate 5 is usually used for forming a semiconductor device in order to ensure the quality of the single-crystal silicon film 4a. It is desirable to use a product wafer in which the impurity concentration is controlled to a constant value and the crystallinity is ensured as in the case of the substrate, whereas the single crystal silicon substrate 2 as a supporting substrate to be bonded is interposed via an oxide film 3. It is sufficient to perform the function as a substrate for holding the single crystal silicon film 4 by using the dummy wafer, and the cost can be reduced by using a dummy wafer whose impurity concentration is not controlled.

【0030】これにより、単結晶シリコン基板5は、S
OI基板1を製造するために減少する厚さ寸法は、単結
晶シリコン膜4aを形成するために必要な厚さ寸法で済
むので、実質的にごく薄い層が消費されるだけである。
したがって、剥離後に残った部分の剥離面側の表面を研
磨等の平坦化処理を行うことで再び他のSOI基板1を
製造するためのものとして繰り返し何度も使用すること
ができるようになり(リサイクル)、資源の有効活用が
できると共に、総じてコストの低減を図ることができる
ものである。
As a result, the single crystal silicon substrate 5
Since the thickness dimension required for manufacturing the OI substrate 1 is the thickness dimension required for forming the single-crystal silicon film 4a, only a very thin layer is consumed.
Therefore, by performing a flattening process such as polishing on the surface on the peeling surface side of the portion remaining after the peeling, the portion can be repeatedly and repeatedly used for manufacturing another SOI substrate 1 ( Recycling), resources can be effectively used, and costs can be reduced as a whole.

【0031】このような本実施形態によれば、単結晶シ
リコン基板5にイオン注入層6を形成した後にアモルフ
ァスシリコン膜7を形成し、支持基板2と貼り合わせお
よび剥離を行なって支持基板2上にアモルファスシリコ
ン膜7を介して単結晶シリコン膜4aを剥離形成した状
態で固相成長を行なうことによりアモルファスシリコン
膜7を再結晶させて単結晶シリコン膜4を形成するの
で、膜厚の厚い単結晶シリコン膜4を高エネルギー出力
のイオン注入装置を用いることなく形成することができ
る。
According to this embodiment, the amorphous silicon film 7 is formed after the ion implantation layer 6 is formed on the single-crystal silicon substrate 5, and the amorphous silicon film 7 is bonded to and separated from the support substrate 2. The single-crystal silicon film 4 is formed by peeling the single-crystal silicon film 4a through the amorphous silicon film 7 to recrystallize the amorphous silicon film 7 to form the single-crystal silicon film 4. The crystalline silicon film 4 can be formed without using a high energy output ion implantation apparatus.

【0032】また、固相成長を行なった後に研磨工程に
おいて剥離面を研磨することにより、イオン注入により
発生するダメージや汚染を受けた層としての単結晶シリ
コン膜4a部分を除去することもでき、品質の優れた単
結晶シリコン膜4を有する構成のSOI基板1を得るこ
とができるようになる。
Further, by polishing the peeled surface in the polishing step after the solid phase growth is performed, it is possible to remove the portion of the single crystal silicon film 4a as a layer damaged or contaminated by ion implantation, It is possible to obtain the SOI substrate 1 having a configuration including the single crystal silicon film 4 having excellent quality.

【0033】また、本実施形態によれば、SOI基板1
の単結晶シリコン膜4を形成するための単結晶シリコン
基板5の1回に使用する厚さ寸法もごく薄くなるので、
単結晶シリコン基板5を何度も繰り返し使用することが
できるようになり、また、SOI基板1の支持基板とし
ての単結晶シリコン基板2としては高品質のものが必要
ないので、総じてコストの低減を図ることができるよう
になる。
According to the present embodiment, the SOI substrate 1
Since the single-crystal silicon substrate 5 for forming the single-crystal silicon film 4 is also very thin in one use,
The single-crystal silicon substrate 5 can be used over and over again, and a high-quality single-crystal silicon substrate 2 as a support substrate for the SOI substrate 1 is not required. You can plan.

【0034】(第2の実施形態)図3および図4は、本
発明の第2の実施形態を示すもので、第1の実施形態と
異なるところは、アモルファスシリコン膜7を支持基板
としての単結晶シリコン基板2側に形成したところであ
る。
(Second Embodiment) FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the amorphous silicon film 7 is simply used as a supporting substrate. It has just been formed on the crystalline silicon substrate 2 side.

【0035】すなわち、この実施形態においては、半導
体層用基板である単結晶シリコン基板5に対しては、イ
オン注入層形成工程P1においてイオン注入層6を形成
した状態として準備する(図4(a)参照)。そして、
支持基板である単結晶シリコン基板2に対しては、酸化
膜形成工程P3にて酸化膜3を形成した後に、その酸化
膜3の表面に、非晶質膜形成工程としてのアモルファス
シリコン膜形成工程Q1において半導体非晶質膜である
アモルファスシリコン膜7を所望の膜厚で形成する(同
図(b)参照)。
That is, in this embodiment, the single-crystal silicon substrate 5, which is a substrate for a semiconductor layer, is prepared in a state where the ion-implanted layer 6 is formed in the ion-implanted layer forming step P1 (FIG. 4A )reference). And
An oxide film 3 is formed on a single-crystal silicon substrate 2 as a support substrate in an oxide film forming step P3, and an amorphous silicon film forming step is performed on the surface of the oxide film 3 as an amorphous film forming step. In Q1, an amorphous silicon film 7, which is a semiconductor amorphous film, is formed with a desired film thickness (see FIG. 2B).

【0036】上述した状態に準備した2枚の単結晶シリ
コン基板5および2を前述同様にして貼り合わせ工程P
4にて貼り合わせ(同図(c)参照)、以下同様にして
剥離工程P5,固相成長工程P6,研磨工程P7を順次
実施することにより、支持基板としての単結晶シリコン
基板2上に酸化膜3を介した状態で所望の膜厚の単結晶
シリコン膜4を形成したSOI基板1を得ることができ
るようになる。そして、このような第2の実施形態によ
っても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができ
る。
The two single-crystal silicon substrates 5 and 2 prepared in the above state are bonded in the same manner as described above.
4 (see FIG. 3 (c)), and thereafter, the peeling step P5, the solid-phase growth step P6, and the polishing step P7 are sequentially performed in the same manner, thereby oxidizing the single-crystal silicon substrate 2 as a support substrate. The SOI substrate 1 on which the single crystal silicon film 4 having a desired film thickness is formed with the film 3 interposed therebetween can be obtained. Further, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0037】(第3の実施形態)図5および図6は、本
発明の第3の実施形態を示すもので、第1の実施形態と
異なるところは、剥離工程P5の後に非晶質膜としての
アモルファスシリコン膜7を形成して固相成長を行なう
ことによりSOI基板8を形成する方法としたところで
ある。
(Third Embodiment) FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that an amorphous film is formed after the peeling step P5. The method is to form an SOI substrate 8 by forming an amorphous silicon film 7 and performing solid phase growth.

【0038】すなわち、この実施形態においては、イオ
ン注入層形成工程P1にて半導体層用基板である単結晶
シリコン基板5にイオン注入層6を所望の深さ(2μm
以下程度)に形成し(図6(a)参照)、一方、酸化膜
形成工程P3にて支持基板である単結晶シリコン基板2
に酸化膜3を形成した状態とし、これらの単結晶シリコ
ン基板5を2に貼り合わせ工程P4にて前述同様にして
貼り合わせる(同図(b)参照)。
That is, in this embodiment, in the ion-implanted layer forming step P1, the ion-implanted layer 6 is formed to a desired depth (2 μm
(See FIG. 6A). On the other hand, in the oxide film forming step P3, the single crystal silicon substrate 2 serving as a support substrate is formed.
Then, the single crystal silicon substrate 5 is bonded to 2 in the same manner as described above in the bonding step P4 (see FIG. 3B).

【0039】以下、剥離工程P5を経て単結晶シリコン
基板2上に酸化膜3を介した状態で単結晶シリコン膜4
aを形成したものを得ることができる(同図(c)参
照)。この後、研磨工程R1にて剥離面を研磨して単結
晶シリコン膜4aの表面を平滑化する(同図(d)参
照)。
Hereinafter, the single crystal silicon film 4 is formed on the single crystal silicon substrate 2 via the oxide film 3 through the peeling step P5.
It is possible to obtain one in which a is formed (see FIG. 3C). Thereafter, in the polishing step R1, the peeled surface is polished to smooth the surface of the single crystal silicon film 4a (see FIG. 4D).

【0040】次に、非晶質膜形成工程であるアモルファ
スシリコン膜形成工程R2において、単結晶シリコン膜
4aの表面に、半導体非晶質膜としてアモルファスシリ
コン膜7を所望の膜厚で形成する(同図(e)参照)。
この場合、アモルファスシリコン膜7の形成は、前述同
様にしてプラズマCVD法などを用いて行なう。この
後、固相成長工程R3においては、前述同様にして、単
結晶シリコン膜4aを核としてアモルファスシリコン膜
7を固相成長させることにより単結晶シリコンに再結晶
させ、全体として半導体層としての単結晶シリコン膜4
を得る(同図(f)参照)。そして、この後、必要に応
じて単結晶シリコン膜4の表面を研磨することにより表
面を平滑な状態に仕上げてSOI基板8を得る。
Next, in an amorphous silicon film forming step R2, which is an amorphous film forming step, an amorphous silicon film 7 having a desired thickness is formed as a semiconductor amorphous film on the surface of the single crystal silicon film 4a (see FIG. FIG. (E).
In this case, the amorphous silicon film 7 is formed using a plasma CVD method or the like in the same manner as described above. Thereafter, in the solid-phase growth step R3, the amorphous silicon film 7 is solid-phase grown using the single-crystal silicon film 4a as a nucleus to recrystallize into single-crystal silicon, and the single-crystal silicon as a whole is formed in the same manner as described above. Crystalline silicon film 4
Is obtained (see (f) in the figure). Then, after that, the surface of the single crystal silicon film 4 is polished as necessary to finish the surface in a smooth state, thereby obtaining the SOI substrate 8.

【0041】このような第3の実施形態によれば、上述
同様の効果を得ることができると共に、あらかじめ薄い
膜厚の単結晶シリコン膜を形成したSOI基板を用い
て、アモルファスシリコン膜形成工程R2以降の工程を
実施することにより、膜厚の厚い(10μm以上程度)
SOI基板を簡単な製造工程を経ることにより得ること
ができるようになる。
According to the third embodiment, the same effects as described above can be obtained, and an amorphous silicon film forming step R2 can be performed by using an SOI substrate on which a single-crystal silicon film having a small thickness is formed in advance. By performing the subsequent steps, the film thickness is large (about 10 μm or more)
An SOI substrate can be obtained through a simple manufacturing process.

【0042】本発明は、上記実施形態にのみ限定される
ものではなく、次のように変形また拡張できる。半導体
層用基板としては、シリコン以外の材料として、4族元
素を主体とした単結晶であれば、例えば、Ge(ゲルマ
ニウム),SiC(炭化シリコン),SiGe(シリコ
ンゲルマニウム)あるいはダイヤモンドなどの基板を用
いることができる。この場合において、SiC基板など
を用いる場合には、基板自体が非常に高価なものである
ので、剥離後に研磨して再生しすることにより、資源の
有効活用およびコストダウンの効果が大きくなる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified or expanded as follows. As the semiconductor layer substrate, a substrate other than silicon, such as Ge (germanium), SiC (silicon carbide), SiGe (silicon germanium) or diamond, may be used if it is a single crystal mainly composed of a group 4 element. Can be used. In this case, when a SiC substrate or the like is used, the substrate itself is very expensive, and therefore, by polishing and regenerating after peeling, the effects of effective use of resources and cost reduction are increased.

【0043】支持基板としては、単結晶シリコン基板2
に限らず、他の半導体基板あるいはセラミック基板でも
良いし、支持基板自体が絶縁性を有するものであっても
良く、この場合には、支持基板そのものが絶縁性を有す
ることから、本実施形態のように酸化膜3などを絶縁膜
として別途に形成する必要はない。
As a supporting substrate, a single crystal silicon substrate 2
Not limited to this, another semiconductor substrate or a ceramic substrate may be used, or the support substrate itself may have an insulating property. In this case, the support substrate itself has the insulating property. As described above, it is not necessary to separately form the oxide film 3 or the like as an insulating film.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す製造工程の概略
FIG. 1 is a schematic view of a manufacturing process showing a first embodiment of the present invention.

【図2】各工程における模式的断面図FIG. 2 is a schematic sectional view in each step.

【図3】本発明の第2の実施形態を示す図1相当図FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1, showing a second embodiment of the present invention;

【図4】支持基板の各工程における模式的断面図FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of each step of the supporting substrate.

【図5】本発明の第3の実施形態を示す図1相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1, showing a third embodiment of the present invention;

【図6】図2相当図FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,8はSOI基板(半導体基板)、2は単結晶シリコ
ン基板(支持基板)、3は酸化膜、4は単結晶シリコン
膜(半導体層)、5は単結晶シリコン基板(半導体層用
基板)、6はイオン注入層、7はアモルファスシリコン
層(半導体非晶質膜)である。
1 and 8 are SOI substrates (semiconductor substrates), 2 is a single crystal silicon substrate (support substrate), 3 is an oxide film, 4 is a single crystal silicon film (semiconductor layer), and 5 is a single crystal silicon substrate (semiconductor layer substrate). , 6 are ion implantation layers, and 7 is an amorphous silicon layer (semiconductor amorphous film).

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 素子形成用の半導体層(4)を支持基板
(2)上に絶縁状態で設けてなる半導体基板(1)の製
造方法において、 前記半導体層(4)を形成するための半導体層用基板
(5)の表面から所定深さにイオン注入を行なってイオ
ン注入層(6)を形成するイオン注入層形成工程(P
1)と、 前記半導体層用基板(5)の前記イオン注入層(6)を
形成した面に半導体非晶質膜(7)を形成する非晶質膜
形成工程(P2)と、 前記支持基板(2)に対して前記半導体層用基板(5)
の前記半導体非晶質膜(7)側を貼り合わせる貼り合わ
せ工程(P4)と、 貼り合わせた前記半導体層用基板(5)および前記支持
基板(2)に熱処理を行なって前記イオン注入層(6)
により形成される剥離用欠陥層部分で前記半導体層用基
板(5)を剥離する剥離工程(P5)とを設けたことを
特徴とする半導体基板の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor substrate (1) in which a semiconductor layer (4) for forming an element is provided on a supporting substrate (2) in an insulated state, wherein a semiconductor for forming the semiconductor layer (4) is provided. An ion implantation layer forming step (P) of forming an ion implantation layer (6) by ion implantation to a predetermined depth from the surface of the layer substrate (5);
1) an amorphous film forming step (P2) of forming a semiconductor amorphous film (7) on a surface of the semiconductor layer substrate (5) on which the ion implantation layer (6) is formed; (2) The semiconductor layer substrate (5)
A bonding step (P4) for bonding the side of the semiconductor amorphous film (7), and performing heat treatment on the bonded semiconductor layer substrate (5) and the supporting substrate (2) to form the ion implanted layer ( 6)
A peeling step (P5) of peeling the semiconductor layer substrate (5) at the peeling defect layer portion formed by the method (1).
【請求項2】 素子形成用の半導体層(4)を支持基板
(2)上に絶縁状態で設けてなる半導体基板(1)の製
造方法において、 前記半導体層(4)を形成するための半導体層用基板
(5)の表面から所定深さにイオン注入を行なってイオ
ン注入層(6)を形成するイオン注入層形成工程(P
1)と、 前記支持基板(2)の表面に半導体非晶質膜(7)を形
成する非晶質膜形成工程(Q1)と、 前記支持基板(2)の前記半導体非晶質膜(7)を形成
した面に対して前記半導体層用基板(5)の前記イオン
注入層(6)側の面を貼り合わせる貼り合わせ工程(P
4)と、 貼り合わせた前記半導体層用基板(5)および前記支持
基板(2)に熱処理を行なって前記イオン注入層(6)
により形成される剥離用欠陥層部分で前記半導体層用基
板(5)を剥離する剥離工程(P5)とを設けたことを
特徴とする半導体基板の製造方法。
2. A method for manufacturing a semiconductor substrate (1) comprising a semiconductor layer (4) for element formation provided on a support substrate (2) in an insulated state, wherein a semiconductor for forming the semiconductor layer (4) is provided. An ion implantation layer forming step (P) of forming an ion implantation layer (6) by ion implantation to a predetermined depth from the surface of the layer substrate (5);
1), an amorphous film forming step (Q1) of forming a semiconductor amorphous film (7) on the surface of the support substrate (2), and the semiconductor amorphous film (7) of the support substrate (2). ) Is attached to the surface of the substrate for semiconductor layer (5) on the side of the ion-implanted layer (6).
4) performing heat treatment on the bonded semiconductor layer substrate (5) and the support substrate (2) to form the ion-implanted layer (6).
A peeling step (P5) of peeling the semiconductor layer substrate (5) at the peeling defect layer portion formed by the method (1).
【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体基板の
製造方法において、 前記半導体非晶質膜(7)は、前記剥離工程(P5)あ
るいはその後の工程で行なう熱処理(P6)により前記
半導体層(4)を核として再結晶化させることを特徴と
する半導体基板の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the semiconductor amorphous film is formed by the peeling step (P5) or a heat treatment (P6) performed in a subsequent step. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising recrystallizing a layer (4) as a nucleus.
【請求項4】 素子形成用の半導体層(4)を支持基板
(2)上に絶縁状態で設けてなる半導体基板(8)の製
造方法において、 前記半導体層(4)を形成するための半導体層用基板
(5)の表面から所定深さにイオン注入を行なってイオ
ン注入層(6)を形成するイオン注入層形成工程(P
1)と、 前記支持基板(2)に対して前記半導体層用基板(5)
の前記イオン注入層(6)側を貼り合わせる貼り合わせ
工程(P4)と、 前記半導体層用基板(5)および前記支持基板(2)に
熱処理を行なって前記イオン注入層(6)により形成さ
れる剥離用欠陥層部分で前記半導体層用基板(5)を剥
離する剥離工程(P5)と、 前記支持基板(2)上に形成された前記半導体層(4)
上に半導体非晶質膜(7)を形成する非晶質膜形成工程
(R2)と、 前記半導体非晶質膜(7)を前記半導体層(4)を核と
して固相成長することにより結晶化させる固相成長工程
(R3)とを設けたことを特徴とする半導体基板の製造
方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor substrate (8) comprising a semiconductor layer (4) for element formation provided on a supporting substrate (2) in an insulated state, wherein a semiconductor for forming the semiconductor layer (4) is provided. An ion implantation layer forming step (P) of forming an ion implantation layer (6) by ion implantation to a predetermined depth from the surface of the layer substrate (5);
1) and the substrate for semiconductor layer (5) with respect to the support substrate (2).
A bonding step (P4) of bonding the side of the ion-implanted layer (6), and a heat treatment performed on the substrate for semiconductor layer (5) and the support substrate (2) to form the ion-implanted layer (6). A peeling step (P5) of peeling the semiconductor layer substrate (5) at the peeling defect layer portion, and the semiconductor layer (4) formed on the support substrate (2).
An amorphous film forming step (R2) for forming a semiconductor amorphous film (7) thereon; and crystallizing the semiconductor amorphous film (7) by solid phase growth using the semiconductor layer (4) as a nucleus. And a solid-phase growth step (R3).
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の半
導体基板の製造方法において、 前記非晶質膜形成工程(P2,Q1,R2)では、前記
半導体非晶質膜(7)をプラズマCVD法により形成す
ることを特徴とする半導体基板の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein in the amorphous film forming step (P2, Q1, R2), the semiconductor amorphous film (7) is formed by plasma. A method for manufacturing a semiconductor substrate, characterized by being formed by a CVD method.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の半
導体基板の製造方法において、 前記剥離工程(P5)において剥離された前記半導体層
(4)の表面を研磨する研磨工程(P7,R1)を設け
たことを特徴とする半導体基板の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein a polishing step (P7, R1) for polishing a surface of the semiconductor layer (4) peeled in the peeling step (P5). A method for manufacturing a semiconductor substrate, the method comprising:
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の半
導体基板の製造方法において、 前記イオン注入層形成工程(P1)においては、前記半
導体非晶質膜(7)を固相成長させるための核となる前
記半導体層(4)として必要な膜厚となる深さ寸法に前
記イオン注入層(6)を形成することを特徴とする半導
体基板の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein in the ion-implanted layer forming step (P1), the semiconductor amorphous film (7) is grown in a solid phase. Forming the ion-implanted layer (6) to a depth dimension that is required for the semiconductor layer (4) serving as a nucleus of the semiconductor substrate.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の半
導体基板の製造方法において、 前記非晶質膜形成工程(P2,Q1,R2)において
は、前記半導体層用基板として単結晶シリコン基板
(5)が用いられる場合に、前記半導体非晶質膜として
アモルファスシリコン膜(7)を形成することを特徴と
する半導体基板の製造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein in the amorphous film forming step (P2, Q1, R2), a single crystal silicon substrate is used as the semiconductor layer substrate. When (5) is used, an amorphous silicon film (7) is formed as the semiconductor amorphous film.
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