[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SOI(Silicon on Insulator；绝缘体上硅)衬底 的制造方法以及使用该衬底的半导体装置的制造方法。

背景技术

近年来，对利用在绝缘表面上存在有较薄的单晶半导体层的SOI (Silicon on Insulator：绝缘体上硅)衬底来代替大块状硅片的集成 电路进行了研究开发。通过使用SOI衬底，可以减小由晶体管的漏极 与衬底形成的寄生电容，为此SOI衬底因其可以提高半导体集成电路 的性能而倍受关注。

作为SOI衬底的制造方法之一，已知智能切割(注册商标)法 (例如，参照专利文献1)。以下对利用智能切割法的SOI衬底的制 造方法的概要进行说明。首先，利用离子注入法对硅片进行氢离子注 入，以在离其表面有预定的深度处形成微小气泡层。接着，隔着氧化 硅膜，将注入有氢离子的硅片与其他的硅片接合。然后，通过进行加 热处理，将注入有氢离子的硅片的一部分以微小气泡层为边界分离为 薄膜状，并在接合的其他的硅片上形成单晶硅膜。在此，有时将智能 切割法也称为氢离子注入剥离法。

此外，还提出有一种利用该种智能切割法将单晶硅层形成在由玻 璃构成的支撑衬底上的方法(例如，参照专利文献2)。与硅片相比， 玻璃衬底容易实现大面积化，并且其是廉价的衬底，因此被主要用于 液晶显示装置等的制造。通过使用玻璃衬底作为支撑衬底，可以制造 大面积且廉价的SOI衬底。

[专利文献1]日本专利申请公开H05-211128号公报

[专利文献2]日本专利申请公开2005-252244号公报

当通过上述智能切割法等在玻璃衬底上形成单晶硅层时，会在硅 层的表面上产生条纹状的图案(不均匀)。这种不均匀引发后面形成 的半导体元件的特性不均匀，而成为使半导体装置的成品率降低的主 要因素。例如，当制造用于显示装置的面板时等，作为开关元件的半 导体元件的特性不均匀给显示品质带来的影响是极为严重的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个方式的目的之一在于抑制当通过贴 合玻璃衬底和单晶半导体衬底制造SOI衬底时产生的条纹状的图案 (不均匀)。并且，本发明的另一目的在于通过抑制上述不均匀的产 生来提供高品质的半导体装置。

在本发明的一个方式中，当通过贴合制造SOI衬底时，在贴合 的表面的一部分(特别是边缘部)预先设置凹部或凸部，来意图性地 形成不贴合的区域。此外，当在后面形成半导体元件时去除形成在该 区域中的单晶半导体层。下面进行详细的说明。

本发明之一为一种半导体装置的制造方法，其包括如下步骤：对 单晶半导体衬底照射加速了的离子以在单晶半导体衬底形成脆化区； 在形成在单晶半导体衬底的绝缘层的表面的对应于单晶半导体衬底 的边缘部的区域形成凹部或凸部；隔着绝缘层贴合单晶半导体衬底和 支撑衬底；通过热处理，在脆化区中分离单晶半导体衬底来在支撑衬 底上形成单晶半导体层；以及当对单晶半导体层进行构图以形成半导 体元件时，去除对应于边缘部的区域的单晶半导体层。

本发明之另一为一种半导体装置的制造方法，其包括如下步骤： 对单晶半导体衬底照射加速了的离子以在单晶半导体衬底形成脆化 区；在形成在支撑衬底的绝缘层的表面的与单晶半导体衬底的边缘部 贴合的区域形成凹部或凸部；隔着绝缘层贴合单晶半导体衬底和支撑 衬底；通过进行热处理，在脆化区中分离单晶半导体衬底来在支撑衬 底上形成单晶半导体层；以及当通过对单晶半导体层进行构图以形成 岛状半导体层时，去除对应于边缘部的区域的单晶半导体层。

本发明之另一为一种半导体装置的制造方法，其包括如下步骤： 对单晶半导体衬底照射加速了的离子以在单晶半导体衬底形成脆化 区；在支撑衬底表面的与单晶半导体衬底的边缘部贴合的区域形成凹 部或凸部；隔着绝缘层贴合单晶半导体衬底和支撑衬底；通过进行热 处理，在脆化区中分离单晶半导体衬底来在支撑衬底上形成单晶半导 体层；当通过对单晶半导体层进行构图以形成岛状半导体层时，去除 对应于边缘部的区域的单晶半导体层。

在上述步骤中，优选对单晶半导体层照射激光以提高单晶半导体 层的特性。此外，作为支撑衬底，可以使用玻璃衬底。