贴合式SOI晶圆的制造方法技术

本发明专利技术是关于一种贴合式SOI晶圆的制造方法，为关于将均以单晶硅所构成的贴合晶圆及基底晶圆透过绝缘膜贴合的贴合式SOI晶圆的制造方法，其中包含：将基底晶圆的贴合面侧堆积多晶硅的步骤，研磨多晶硅层的表面的步骤，于贴合晶圆的贴合面形成绝缘膜的步骤，透过绝缘膜将基底晶圆的多晶硅层的研磨面与贴合晶圆贴合的步骤，以及将经贴合的贴合晶圆薄膜化而形成SOI层的步骤；使用电阻率100Ω·cm以上的单晶硅晶圆，堆积多晶硅层的步骤进一步包含于贴合晶圆的堆积多晶硅层的表面预先形成氧化膜的阶段，多晶硅层的堆积分为二个阶段进行，包含以1010℃以下的第一温度进行的第一成长，及以较第一温度更高温的第二温度进行较第一成长更厚的堆积的第二成长。借此，即使在用以作为载子捕陷层而运作的多晶层的厚度已堆积至充分的厚度时，也能抑制基底晶圆的翘曲的扩大，同时防止多晶硅的单晶化。

Method for manufacturing laminated SOI wafer

The present invention relates to a manufacturing method of laminated type SOI wafer, and the wafer substrate for the bonded wafer on a monocrystalline silicon are through the method of producing bonded SOI wafer an insulating film which contains: the surface side of the substrate wafer bulk polysilicon steps, the surface grinding steps of the polysilicon layer an insulating film is formed on the steps of the bonded wafer bonding surface of the insulating film, through the grinding surface of the polysilicon layer substrate wafer and wafer bonding bonding steps, and the bonded wafer formed SOI film laminating layer step; using resistivity 100. Cm above the monocrystalline silicon wafer, the accumulation of accumulation of polysilicon layer steps further included in the bonded wafer surface of the polysilicon layer pre oxidation film formation stage, the polysilicon layer stack integration into two stages, including 1010 DEG C The first growth is carried out under the first temperature, and the second growth is thicker than the first growth at a higher temperature than the first temperature at a higher temperature than the first one. Thus, even if the thickness of the polycrystalline layer, which is used as a carrier trapping layer, has been accumulated to a sufficient thickness, the warpage of the substrate wafer can be suppressed, and the single crystal of the polysilicon can be prevented.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种贴合式SOI晶圆的制造方法。
技术介绍
作为对应高频率(Radio Frequency,RF)装置的SOI晶圆，一直是以将基底晶圆予以高电阻率以解决。但是，为对应进一步的高速化，而逐渐有对应更高的频率的必要，仅使用已知的高电阻晶圆已经逐渐无法解决。在此，作为对应策提出有于SOI晶圆的埋入氧化膜层(BOX层)正下方，加入具有使产生的载子消灭的层(载体捕陷层)，逐渐有必要将用以使高电阻晶圆中所产生的载子再结合的多晶硅层形成于基底晶圆上。专利文献1中，记载有于BOX层及基底晶圆的境界面形成作为载子捕陷层的多晶硅层或非晶硅层。另一方面，专利文献2中，也记载有于BOX层及基底晶圆的境界面形成作为载子捕陷层的多晶硅层，进一步限制多晶硅层形成后的热处理温度以防止多晶硅层的再结晶化。在另一专利文献3中，虽未记载有形成作为载子捕陷层的多晶硅层或非晶硅层，但记载有透过将与贴合晶圆贴合的一侧的基底晶圆表面的表面粗糙度放大，能够得到与载子捕陷层同样的效果。〔现有技术文献〕专利文献1：日本特表2007-507093号公报专利文献2：日本特表2013-513234号公报专利文献3：日本特开2010-278160号公报
技术实现思路
[专利技术所欲解决的问题]如同前述，为了制造对应更高频率的装置，逐渐有必要于SOI晶圆的BOX层下形成载子捕陷层。进一步而言，用以使其作为载子捕陷层而运作的多晶硅层的厚度，由于为相对较厚，例如0.5μm以上，因此以尽可能以高速而仅于单面成长为佳。但是，经本申请专利技术人研讨的结果，得知若仅于单面堆积较厚的多晶硅层，则随着厚度增加晶圆的翘曲也会变大，而成为贴合不良的原因。另一方面，得知虽然为了尽可能以高速堆积多晶硅层而有提高成长温度的必要，但若成长温度提高，将会有基底晶圆表面的自然氧化膜的一部分消失，该部分将不成长多晶硅而单晶化的问题。鉴于前述问题，本专利技术的目的在于提出一种贴合式SOI晶圆的制造方法，即使在用以作为载子捕陷层而运作的多晶层的厚度已堆积至充分的厚度时，也能抑制基底晶圆的翘曲的扩大，同时防止多晶硅的单晶化。[解决问题的技术手段]为达成前述目的，本专利技术提供一种贴合式SOI晶圆的制造方法，系关于将皆以单晶硅所构成的贴合晶圆及基底晶圆透过绝缘膜贴合的贴合式SOI晶圆的制造方法，其中包含：将该基底晶圆的贴合面侧堆积多晶硅的步骤，研磨该多晶硅层的表面的步骤，于该贴合晶圆的贴合面形成该绝缘膜的步骤，透过该绝缘膜将该基底晶圆的该多晶硅层的研磨面与该贴合晶圆贴合的步骤，以及将经贴合的该贴合晶圆薄膜化而形成SOI层的步骤；使用电阻率100Ω·cm以上的单晶硅晶圆，该堆积多晶硅层的步骤进一步包含于贴合晶圆的堆积该多晶硅层的表面预先形成氧化膜的阶段，该多晶硅层的堆积分为二个阶段进行，包含以1010℃以下的第一温度进行的第一成长，及以较第一温度更高温的第二温度进行较第一成长更厚的堆积的第二成长。如此，预先于基底晶圆的单晶硅表面形成氧化膜，透过使多晶硅层的堆积温度为1010℃以下，能够防止基底晶圆表面的氧化膜的一部份消失，借此能够防止多晶层的单晶化，而能够维持其作为载子捕陷层的效果。进一步以1010℃以下的低温堆积多晶层后，以较其更高温，且堆积更厚的多晶硅层，能够高速而有效率的堆积充分厚度的多晶硅层，并能够抑制晶圆的翘曲。此时，该氧化膜以透过湿洗形成为佳。由于使氧化膜存在基底晶圆及多晶硅层之间可能影响RF装置的特性，因此所形成的氧化膜厚度以较薄为佳，例如以10nm以下的厚度为佳。作为形成如此厚度的氧化膜的方法，能够举出湿洗为最简易的方法。此时，以该第一温度为900℃以上，该第二温度为1100℃以上为佳。若使第一温度为900℃以上，则能够防止堆积速度太慢而使生产性低落。又若使第二温度为1100℃以上，则在得到充分快速的堆积速度而生产性上升的同时，也能充分抑制多晶硅层堆积后的晶圆翘曲。进一步而言，即使SOI晶圆的制造步骤的热处理步骤或装置制造步骤的热处理为相对高温(例如，1000至1200℃度)，由于以与其同等的温度进行多晶硅层的堆积，因此能够充分抑制多晶硅层的晶界成长，维持作为载子捕陷层的效果。此时，以该多晶硅层贴合时的厚度在2μm以上为佳。借由使多晶硅层的贴合时厚度在2μm以上虽然会由于晶圆的翘曲的影响而提高贴合不良的机率，但即使多晶硅层的贴合时的厚度在2μm以上，若是多晶硅层的堆积中以较第一成长时更高的高温进行第二成长，则能够降低晶圆的翘曲，因此能够提高作为载子捕陷层的效果，同时追求贴合不良的减低。[对照现有技术的功效]如同前述，依照本专利技术，透过预先于基底晶圆的单晶硅的表面形成氧化膜，并使多晶硅层的堆积温度为1010℃以下，能够防止基底晶圆表面的氧化膜的一部分消失，防止多晶硅层的单晶化的发生，并维持作为载子捕陷的效果。进一步而言，以1010℃以下的低温堆积多晶硅层后，以较其更高温，且堆积更厚的多晶硅层，能够高速而有效率的堆积充分厚度的多晶硅层，并能够抑制晶圆的翘曲。附图简要说明图1是显示本专利技术的贴合式SOI晶圆的制造方法的实施例之一的制造流程图。图2是显示本专利技术的贴合式SOI晶圆的制造方法的实施例之一的步骤剖面示意图。具体实施方式以下关于本专利技术，虽作为实施例之一参照图式进行说明，但本专利技术并非限定于此。如同前述，虽然为了制作对应更高频率的装置而逐渐有必要于SOI晶圆的BOX层下形成载子捕陷层，但由于用以作为载子捕陷层运作的多晶硅层要求有较厚的膜厚度，以尽可能高速仅于单面成长较为适合。但是，若仅于单面堆积较厚的多晶硅层，则会有随着厚度增加晶圆的翘曲也会变大，而成为贴合不良的原因的问题。进一步而言，为了尽可能以高速堆积多晶硅层而有提高成长温度的必要，但若成长温度提高，将会有基底晶圆表面的自然氧化膜的一部分消失，该部分将不成长多晶硅而单晶化的问题。在此，本申请专利技术人研究一种贴合式SOI晶圆的制造方法，该贴合式SOI晶圆的制造方法即使在用以作为载子捕陷层而运作的多晶层的厚度已堆积至充分的厚度时，也能抑制基底晶圆的翘曲的扩大，同时防止多晶硅的单晶化。结果，本案专利技术人发现预先于基底晶圆的单晶硅表面形成氧化膜，之后透过使多晶硅层的堆积温度为1010℃以下，能够防止基底晶圆表面的氧化膜的一部份消失，借此能够防止多晶层的单晶化，而能够维持其作为载子捕陷层的效果，进一步，以1010℃以下的低温堆积多晶层后，以较其更高温，且堆积更厚的多晶硅层，能够高速而有效率的堆积充分厚度的多晶硅层，并能够抑制晶圆的翘曲，而完成本专利技术。以下，参照第1至2图，说明本专利技术的贴合式SOI晶圆的制造方法的实施例之一。首先，准备由单晶硅所构成的贴合晶圆10(参照图1的步骤S11及图2步骤(a))。接着，透过例如热氧化或化学气相沉积等，于贴合晶圆10，使成为埋入氧化膜层(BOX层)16的绝缘膜(例如氧化膜)13成长(参照图1的步骤S12及图2的步骤(b))。接着，于该绝缘膜13的上方以离子注入机注入氢离子及堕性气体离子中的至少一种，于贴合晶圆10内形成离子注入层17(参照图1的步骤S13及图2的步骤(c))。此时，选择离子注入加速电压以得到目标的SOI层15的厚度。接着进行贴合前洗净(参照图1的步骤S14)，以除去贴合晶圆10的贴合面的微粒子。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种贴合式SOI晶圆的制造方法，为关于将均以单晶硅所构成的贴合晶圆及基底晶圆透过绝缘膜贴合的贴合式SOI晶圆的制造方法，其中包含：将该基底晶圆的贴合面侧堆积多晶硅的步骤，研磨该多晶硅层的表面的步骤，于该贴合晶圆的贴合面形成该绝缘膜的步骤，透过该绝缘膜将该基底晶圆的该多晶硅层的研磨面与该贴合晶圆贴合的步骤，以及将经贴合的该贴合晶圆薄膜化而形成SOI层的步骤；使用电阻率100Ω·cm以上的单晶硅晶圆，该堆积多晶硅层的步骤进一步包含于贴合晶圆的堆积该多晶硅层的表面预先形成氧化膜的阶段，该多晶硅层的堆积分为二个阶段进行，包含以1010℃以下的第一温度进行的第一成长，及以较第一温度更高温的第二温度进行较第一成长更厚的堆积的第二成长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.24 JP 2014-0900121.一种贴合式SOI晶圆的制造方法，为关于将均以单晶硅所构成的贴合晶圆及基底晶圆透过绝缘膜贴合的贴合式SOI晶圆的制造方法，其中包含：将该基底晶圆的贴合面侧堆积多晶硅的步骤，研磨该多晶硅层的表面的步骤，于该贴合晶圆的贴合面形成该绝缘膜的步骤，透过该绝缘膜将该基底晶圆的该多晶硅层的研磨面与该贴合晶圆贴合的步骤，以及将经贴合的该贴合晶圆薄膜化而形成SOI层的步骤；使用电阻率100Ω·cm以上的单晶硅晶圆，该堆积...

【专利技术属性】
技术研发人员：若林大士，目黑贤二，中野正刚，八木真一郎，吉田知佐，
申请(专利权)人：信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP