JPH04199632A - Soiウエハ及びその製造方法 - Google Patents

Soiウエハ及びその製造方法

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JPH04199632A
JPH04199632A JP2325972A JP32597290A JPH04199632A JP H04199632 A JPH04199632 A JP H04199632A JP 2325972 A JP2325972 A JP 2325972A JP 32597290 A JP32597290 A JP 32597290A JP H04199632 A JPH04199632 A JP H04199632A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
semiconductor
film
active layer
soi wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2325972A
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English (en)
Inventor
Toru Miyayasu
宮保 徹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P36/00Gettering within semiconductor bodies
    • H10P36/03Gettering within semiconductor bodies within silicon bodies
    • H10P36/07Gettering within semiconductor bodies within silicon bodies of silicon-on-insulator structures

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 SOIうエバ及びそれを製造する方法の改良に関し、 簡単な手段を採ることに依り、不′IkThをゲッタリ
ングする為のシンクをもったSOIウエノ\が得られる
ようにすることを目的とし、 半導体支持基板上に第二の絶縁膜とゲ・ンタリングのシ
ンク膜と第一の絶縁膜と半導体活性層とが順に積層され
てなるよう構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、SOI  (silicon  on  1
nsulator)ウェハ及びその製造方法の改良に関
する。
SOI構造を利用した半導体装置は、接合容量及び配線
容量を低減することができ、従って、素子特性は向上す
る。
SOI構造のなかでも、素子が作り込まれる活性層の結
晶性、或いは、従来からの半導体装置の製造プロセスと
の整合性などの面から貼り合わせSOIウェハが注目さ
れているが、未だ、解消されなければならない問題を抱
えている。
〔従来の技術〕
第7図は従来のSOIウェハを説明する為の要部切断側
面図を表している。
図に於いて、1はSi活性層、2はSiO□からなる絶
縁膜、3はSt半導体支持基板をそれぞれ示している。
図示のSOIウェハを作成するには、次のような工程を
採る。
(1)Si活性層1の母体となるSi半導体基板にm縁
WA2を形成する。尚、絶縁膜2はSi半導体支持基板
3側に形成したり、或いは、それ等の両方に形成しても
良い。
(2)絶縁膜2で覆われたSi半導体基板とSt半導体
支持基板3とを貼り合わせる。
(3)Si半導体基板を研削及び研磨を行って薄膜化さ
れたSi活性層lとする。
〔発明が解決しようとする課題〕
一般に、半導体装置の製造プロセス中では、製造装置や
雰囲気からウェハに重金属などの不純物が入り込んでく
る。その不純物は、半導体装置に於けるリーク電流を増
大させるなど、特性に悪影響を及ぼす為、製造歩留りを
低下させる。
通常、前記のようなことが起こらないように、重金属な
どの不純物をウェハのデバイス作成領域外に閉じ込める
、所謂、ゲッタリングを行う。例えば、バルク・ウェハ
の場合、その裏面や中央部分をゲッタリングのシンクと
して用いるようにしている。
然しなから、第7図について説明したSOIウェハの場
合には、絶縁膜2上のSi活性層lは全てデバイス作成
領域となるので、ゲッタリングのシンクを設けることが
できない。
従って、不純物はSi活性層1と絶縁膜2との界面に残
り、デバイスの特性を劣化させることになる。
本発明は、簡単な手段を採ることに依り、不純物をゲッ
タリングする為のシンクをもったSOIウェハが得られ
るようにする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の詳細な説明する為のSOIウェハの要
部切断側面図を表している。
図に於いて、11は半導体活性層、12は第一の絶縁膜
、13は重金属などの不純物に対するシンク膜、14は
第二の絶縁膜、15は半導体支持基板をそれぞれ示す。
図示のSO■ウェハに於ける第一の絶縁膜12の膜厚は
半導体活性層ll中の不純物が半導体装置の製造プロセ
ス中の熱処理でシンク膜13にまで拡散し得る程度の厚
さとし、また、第二の絶縁膜12の膜厚はSOIウェハ
としてソフト・エラーや雑音などに対する耐性を充分に
発揮し得る程度にする。
前記したところから、本発明に依るSOIウェハ及びそ
の製造方法に於いては、 (1)半導体支持基板(例えばSi半導体支持基板15
)上に第二の絶縁膜(例えばSin、からなる第二の絶
縁膜14)とゲッタリングのシンク膜(例えば多結晶S
iからなるゲッタリングのシンク膜13)と第一の絶縁
膜(例えばSiO□からなる第一の絶縁膜12)と半導
体活性層(例えばSi活性N11)とが順に積層されて
なること を特徴とするか、或いは、 (2)前記(1)に於いて、第一の絶縁膜は半導体装置
を製造するプロセス中に半導体活性層に侵入する重金属
等の不純物が通り抜けてゲッタリングのシンク膜に達し
得る厚さ(例えば1100(n〕以下)であること を特徴とするか、或いは、 (3)半導体基板に第一の絶縁膜とゲッタリングのシン
ク膜と第二の絶縁膜とを順に形成し、次いで、前記半導
体基板に於ける第二の絶縁膜に半導体支持基板を対向さ
せて貼り合わせ、次いで、前記半導体基板を薄膜化し半
導体活性層とする工程 が含まれてなるか、或いは、 (4)表面に第一の絶縁膜とゲッタリングのシンク膜と
を順に形成した半導体基板並びに表面に第二の絶縁膜を
形成した半導体支持基板とを用意し、次いで、前記半導
体基板に於けるゲッタリングのシンク膜と前記半導体支
持基板に於ける第二の絶縁膜とを対向させて貼り合わせ
、次いで、前記半導体基板を薄膜化し半導体活性層とす
る工程 が含まれてなるか、或いは、 (5)表面に第一の絶縁膜を形成した半導体基板並びに
表面に第二の絶縁膜とゲッタリングのシンク膜とを順に
形成した半導体支持基板とを用意し、次いで、前記半導
体基板に於ける第一の絶縁膜と前記半導体支持基板に於
けるゲッタリングのシンク膜とを対向させて貼り合わせ
、次いで、前記半導体基板を薄膜化し半導体活性層とす
る工程 、が含まれてなるか、或いは、 (6)前記(3)、或いは(4)、或いは(5)に於い
て、半導体基板に半導体装置を製造するプロセス中に半
導体活性層に侵入する重金属などの不純物が通り抜けて
ゲッタリングのシンク膜に達し得る厚さの第一の絶縁膜
を形成すること が含まれてなるか、或いは、 (7)前記(3)、或いは(4)、或いは(5)、或い
は(6)に於いて、半導体基板がStであってSiO□
からなる第一の絶縁膜が熱酸化法を適用して生成され、
また、第二の絶縁膜が化学気相堆積法を適用して形成さ
れること を特徴とする。
〔作用〕
前記手段を採ることに依り、半導体装置の製造プロセス
中に於いて半導体活性層11に侵入した不純物は、第一
の絶縁M12を通り抜けてシンク膜13に達し、そこに
閉じ込められてしまうがらSOIウェハを用いた半導体
装置の特性を大きく向上させることが可能であり、しか
も、第一の絶縁Wi!12並びに第二の絶縁膜14が存
在することから、α線などの放射線に対する耐性が充分
に高くなり、また、SOIウェハの一般的な効果、例え
ば、表面から第二絶縁膜14に達す゛る絶縁領域を形成
することで雑音に対する耐性が高くなる、などの効果も
当然に発揮することができる。
〔実施例〕
第2図乃至第6図は第1図に示した本発明のSO■ウェ
ハを作成する工程を説明するための工程要所に於けるS
OIウェハの要部切断側面図を表し、以下、これ等の図
を参照しつつ詳細に解説する。尚、第1図に於いて用い
た記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つ
ものとする。
第2図参照 熱酸化法を適用することに依り、Si半導体基板11’
に厚さが例えば20(nm)程度のSiO□からなる絶
縁膜12を形成する。
第3図参照 化学気相堆積(chemical  vap。
ur  deposition:CVD)法を適用する
ことに依り、絶縁膜12上に厚さが例えば500(nm
)程度の多結晶Siからなるシンク)l!13を形成す
る。
第4図参照 CVD法を適用することに依り、多結晶Siからなるシ
ンク膜13上に厚さが例えばl(μm〕程度のSin、
からなる第二の絶縁膜14を形成する。
第5図参照 Si半導体支持基板15を用意し、Si半導体基板11
′に於ける第二の絶縁膜14と対向させ、貼り合わせる
この貼り合わせは、Si半導体支持基板15とSi半導
体基板11′の第二の絶縁膜14とを温度700[”C
)の雰囲気で密着させ、次いで、温度を1000(”C
)とした窒素雰囲気で30[分]間の熱処理を施すこと
に依って行う。
第6図参照 アミンの水溶液にコロイダル・シリカを僅かに混入した
研磨剤、及び、不織布を用い、Si半導体基板11′の
表面を研磨して厚さ例えば1[μm]のSi活性層11
とする。
このようにして作成したSOIウェハでは、そのSi活
性111に半導体装置を作り込むプロセス中に重金属な
どの不純物が侵入しても、第一の絶縁ff12を通り抜
けて多結晶Stからなるシンク膜13に達する。多結晶
Siからなるシンク膜13に於いては、多結晶Siの粒
界がゲッタリングのシンクとなり得るので、不純物を充
分に閉じ込めることができるものである。
本発明に於いて、ゲッタリングのシンク膜の材料として
は、多結晶Siのみならず、例えばアモルファスSt膜
、或いは、アモルファスSi窒化膜などを用いることが
できる。
〔発明の効果〕
本発明に依るSOIウェハ及びその製造方法に於いては
、半導体支持基板上に第二の絶縁膜とゲッタリングのシ
ンク膜と第一の絶縁膜と半導体活性層とが順に積層され
る。
前記構成を採ることに依って、半導体装置の製造プロセ
ス中に於いて半導体活性層に侵入した不純物は、第一の
絶縁膜を通り抜けてシンク膜に達し、そこに閉じ込めら
れてしまうからSOIウェハを用いた半導体装置の特性
を大きく向上させることが可能であり、しかも、第一の
絶縁膜並びに第二の絶縁膜が存在することから、α線な
どの放射線に対する耐性が充分に高くなり、また、SO
Iウェハの一般的な効果、例えば、表面から第二絶縁膜
に達する絶縁領域を形成することで雑音に対する耐性が
高(なる、などの効果も当然に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明する為のSO■ウェハの要
部切断側面図、第2図乃至第6図は第1図に示した本発
明のSOIウェハを作成する工程 。 を説明するための工程要所に於けるS○■ウェハの要部
切断側面図、第7図は従来のSOIウェハを説明する為
の要部切断側面図を表している。 図に於いて、11は半導体活性層、12は第一の絶縁膜
、13は重金属などの不純物に対するシンク膜、14は
第二の絶縁膜、15は半導体支持基板をそれぞれ示す。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  相 谷 昭 司 代理人弁理士  渡 邊 弘 − 13シンク膜 原理を説明する為のSOIウェハの要部切断側面図第1
図 工程要所に於けるSOIウェハの要部切断側面図工程要
所に於けるSOIウェハの要部切断側面図第3図 14・第二の絶縁膜 工程要所に於けるSOIウェハの要部切断側面図工程要
所に於けるSOIウェハの要部切断側面図第5図 工程要所に於けるSOIウェハの要部切断側面図第6図 従来のSo1ウェハの要部切断側面図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)半導体支持基板上に第二の絶縁膜とゲッタリング
    のシンク膜と第一の絶縁膜と半導体活性層とが順に積層
    されてなること を特徴とするSOIウェハ。 (2)第一の絶縁膜は半導体装置を製造するプロセス中
    に半導体活性層に侵入する重金属などの不純物が通り抜
    けてゲッタリングのシンク膜に達し得る厚さであること を特徴とする請求項1記載のSOIウェハ。(3)半導
    体基板に第一の絶縁膜とゲッタリングのシンク膜と第二
    の絶縁膜とを順に形成し、 次いで、前記半導体基板に於ける第二の絶縁膜に半導体
    支持基板を対向させて貼り合わせ、次いで、前記半導体
    基板を薄膜化し半導体活性層とする工程 が含まれてなることを特徴とするSOIウェハの製造方
    法。 (4)表面に第一の絶縁膜とゲッタリングのシンク膜と
    を順に形成した半導体基板並びに表面に第二の絶縁膜を
    形成した半導体支持基板とを用意し、 次いで、前記半導体基板に於けるゲッタリングのシンク
    膜と前記半導体支持基板に於ける第二の絶縁膜とを対向
    させて貼り合わせ、 次いで、前記半導体基板を薄膜化し半導体活性層とする
    工程 が含まれてなることを特徴とするSOIウェハの製造方
    法。 (5)表面に第一の絶縁膜を形成した半導体基板並びに
    表面に第二の絶縁膜とゲッタリングのシンク膜とを順に
    形成した半導体支持基板とを用意し、 次いで、前記半導体基板に於ける第一の絶縁膜と前記半
    導体支持基板に於けるゲッタリングのシンク膜とを対向
    させて貼り合わせ、 次いで、前記半導体基板を薄膜化し半導体活性層とする
    工程 が含まれてなることを特徴とするSOIウェハの製造方
    法。 (6)半導体基板に半導体装置を製造するプロセス中に
    半導体活性層に侵入する重金属などの不純物が通り抜け
    てゲッタリングのシンク膜に達し得る厚さの第一の絶縁
    膜を形成すること が含まれてなることを特徴とする請求項3或いは4或い
    は5記載のSOIウェハの製造方法。(7)半導体基板
    がSiであってSiO_2からなる第一の絶縁膜が熱酸
    化法を適用して生成され、また、第二の絶縁膜が化学気
    相堆積法を適用して形成されること を特徴とする請求項3或いは4或いは5或いは6記載の
    SOIウェハの製造方法。
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Cited By (7)

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