[发明专利]半导体用复合基板的操作基板

说明书

技术领域

本发明涉及半导体用复合基板的操作基板。

背景技术

以往已知的是，通过将被称为Silicon on Quartz(SOQ)、Silicon on Glass (SOG)、Silicon on Sapphire(SOS)的操作基板、透明·绝缘基板构成的SOI和GaN、ZnO、金刚石、AlN等透明宽带隙半导体与硅等施主基板键合，可以得到贴合晶片。由于SOQ、SOG、SOS等操作基板的绝缘性·透明性等，被期待应用于投影仪、高频器件等。此外，宽带隙半导体的薄膜与操作基板的复合化贴合晶片，被期待应用于高性能激光器和功率器件等。

以具备高绝缘性、低介质损耗、高热传导等特征的蓝宝石为衬底基板、其表面形成有用于构成半导体器件的硅薄膜的贴合基板，被用于高频开关IC等。以前，在衬底基板上通过外延生长形成硅区域的方法是主流，但近年来，开发了直接键合形成的方法，对半导体器件的性能改善有所帮助(专利文献1、2、3)。

但是，由于蓝宝石很昂贵，为了降低成本，希望能将蓝宝石以外的材料基板用作操作基板。伴随上述键合技术的进步，也提出了由石英、玻璃、氧化铝等蓝宝石以外的材质构成的操作基板的各种提案。

其中，以往用作高亮度放电灯用的发光管和半导体制造装置的挡片的多晶透光性氧化铝，通过使用高纯度原料、在高温的还原气氛下致密烧成，具有与蓝宝石同等的高绝缘性、低介质损耗、高热传导等良好特性，同时具有无需高成本的结晶培养工序的优点(专利文献4、5、6)。

使用透光性的衬底基板时，无法很好地通过半导体制造装置内的光学传感器进行检测，会造成装置内出现问题。为防止这一问题，有提案提出，在衬底基板的背面通过喷砂处理或微影蚀刻、激光加工实施粗面化的方法(同7、8、9、10、11、12)。此外，也有提案提出，通过将多晶的透光性基板进行低密度化而降低透光性的方法(专利文献12)。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开H08-512432

【专利文献2】日本专利特开2003-224042

【专利文献3】日本专利特开2010-278341

【专利文献4】WO2010/128666

【专利文献5】日本专利特开平05-160240

【专利文献6】日本专利特开平05-160240

【专利文献7】日本专利特开2008-288556

【专利文献8】日本专利特开2009-246320

【专利文献9】日本专利特开2009-246321

【专利文献10】日本专利特开2009-246323

【专利文献11】日本专利特开2009-252755

【专利文献12】日本专利特开平11-026339

发明内容

但是，专利文献7～11记载的方法，都是通过追加加工实施粗面化的方法，加工会造成主面一侧污染和晶片破损·变形，并且必须增加工序。此外，如专利文献12所记载，将操作基板低密度化的话，基板内的微细气孔会增加，因此研磨贴合面时的面粗糙度会恶化，无法很好地键合硅区域。

本发明的课题是，半导体用复合基板的操作基板中，可以容易的通过光学传感器检测操作基板，并且防止与施主基板的键合强度下降。

本发明是一种半导体用复合基板的操作基板，其特征在于，

操作基板由透光性陶瓷构成，所述操作基板的接合面一侧的表面区域包含大小0.5～3.0μm的气孔，所述接合面一侧的表面区域所含的大小0.5～3.0μm的气孔的平均密度在50个/mm²以下，操作基板内形成有大小0.5～3.0μm的气孔的平均密度在100个/mm²以上的区域，透光性陶瓷的平均粒径为5～60μm。

此外，本发明涉及半导体用复合基板，其特征在于，具有所述操作基板，以及直接或通过接合区域键合在操作基板的接合面的施主基板。

本发明人研究了通过多晶陶瓷形成操作基板，进行了试制。多晶陶瓷具有黏附有许多微细颗粒的微结构。本发明人想到，在此种多晶陶瓷中，采用减少其键合一侧的主表面上的气孔、同时在操作基板内部保留多气孔区域的结构。

通过采用在操作基板内部保留多气孔区域的结构，可以容易地通过光学传感器检测操作基板。与此同时，通过减少键合一侧的主表面上的气孔的结构，可以使得加工后的接合面的Ra极小，可以防止与施主基板的键合强度下降。

附图说明