[发明专利]贴合SOI晶圆的制造方法

说明书

提供一种利用基础氧化法进行的贴合SOI晶圆的制造方法，其能够抑制滑移位错的发生并抑制基础晶圆的氧析出物的形成。该贴合SOI晶圆的制造方法的特征在于，具有：准备初始间隙氧浓度在15ppma(’79ASTM)以上的单晶硅晶圆作为基础晶圆的工序；当通过对所述基础晶圆在氧化性气氛下实施热处理而在所述基础晶圆的表面形成硅氧化膜时，将所述基础晶圆向进行所述热处理的热处理炉的投入温度设为800℃以上，并以该投入温度以上的温度来进行所述基础晶圆的所述热处理而形成硅氧化膜的工序；经由所述硅氧化膜使所述基础晶圆与接合晶圆贴合的工序；使贴合的所述接合晶圆薄膜化而形成SOI层的工序。

技术领域

本发明涉及贴合SOI晶圆的制造方法，尤其涉及在SOI层的支撑基板即基础晶圆上形成硅氧化膜并进行贴合的贴合SOI晶圆的制造方法。

背景技术

除了高性能CPU之外，SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)还用于RF元件、SiPhotonics(硅光子)的领域。开发了在Si芯片中集成由现有分立元件的组合实现的功能的技术，从而其功能显著提高。

随着贴合SOI的用途扩大，在要求的SOI层厚/BOX层(埋入氧化膜层)厚与以往相比更薄或者更厚的情况下，所要求的变化范围均变广。

Si Photonics将SOI层用作光波导，BOX层和围绕于周围的SiO₂层用作反射层，为了保证与所使用的波长对应的较高反射率，BOX层所要求厚度增厚，相应地用于形成BOX层而进行的BOX氧化热处理的时间也增长。

在利用离子注入层进行剥离的薄膜贴合SOI晶圆的制造方法中，当在形成SOI层的接合晶圆侧形成较厚的BOX层时，需要较深地注入形成剥离层的离子，其深度受离子注入机的加速电压的上限制约。因此，为了制作BOX层的厚度达到一定程度以上的SOI晶圆，采用不在进行离子注入的接合晶圆侧而是在基础晶圆侧形成BOX层并进行贴合来制造SOI晶圆的方法。该方法被称为基础氧化SOI法(以下也称为基础氧化法)。

当以基础氧化法形成BOX层时，在用于强化剥离后的结合力并进一步用于调整表面粗糙度、膜厚的SOI工序中的热处理之前，在基础晶圆侧执行BOX氧化热处理工序，因此对基础晶圆追加该相应的热处理热历史。尤其是在BOX层较厚的SOI晶圆的制造中，有时BOX氧化热处理会需要极长的时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－69240号公报

专利文献2：日本特开2006－80461号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

在对SOI晶圆的基础晶圆实施蚀刻施来形成纵孔、槽等结构的情况下，基础晶圆的氧析出物有可能妨碍蚀刻而影响结构的形成。因此，在该目的下希望使基础晶圆的氧析出物的密度、大小尽可能地小。但是，如果为了形成较厚的BOX层而对基础晶圆进行较长时间的BOX氧化热处理，则会导致基础晶圆的氧析出物的密度、大小也增长变大。这样，在使用基础氧化法的SOI晶圆中抑制并降低基础晶圆的氧析出成为一大课题。

另一方面，作为用于抑制当进行较长时间的BOX氧化热处理时所形成的氧析出物的密度、大小的一种方法，可以考虑将低氧浓度(例如小于15ppma(’79ASTM))的单晶硅晶圆用作基础晶圆。例如专利文献1记载了一种通过基础氧化法制作较厚的BOX的SOI晶圆的技术，并记载了对Oi(初始间隙氧浓度)≤10ppma(’79ASTM)的基础晶圆以700℃～1000℃的温度进行5小时以上的氧化的方案。但是，这种低氧浓度的晶圆存在由于热处理而导致滑移位错的问题。另外，专利文献1没有记载与氧化时的投入温度、BMD有关的内容。