JPH08148660A - Ｓｏｉ基板の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膜厚のばらつきが小さくて均一なＳｉ活性層
を有しかつ小さな表面粗度を有するＳｉ活性層を絶縁層
上に形成する。Ｓｉ活性層と絶縁層との界面の特性が良
好で、貼り合わせ時の高温熱処理に起因した不純物のＳ
ｉ活性層への拡散が少ない。 【構成】 Ａｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含む
第１Ｓｉ基板１１上に不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³
未満で あるか又は不純物を含まないＳｉ活性層１４を形
成し、このＳｉ活性層１４上に絶縁層１６を形成し、こ
の絶縁層１６上に支持基板１７の主面を貼り合わせる。
次いで第１Ｓｉ基板１１の大部分を除去して厚さ５μｍ
以下のＳｉ薄膜１１ａにした後、このＳｉ薄膜１１ａを
所定の化学エッチング液で除去して支持基板１７の主面
上に絶縁層１６とＳｉ活性層１４とを残す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＳｉＯ₂絶縁層上にＳｉ
活性層を形成するＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）基板
の製造法に関する。更に詳しくはシリコンウェーハ同士
を絶縁膜を介して貼り合わせる貼り合わせウェーハ法に
基づくＳＯＩ基板の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコン（Ｓｉ）を用いた超ＬＳＩの限
界を打破するために、絶縁基体上に単結晶Ｓｉ層を形成
するＳＯＩ技術が世界的に広く研究されている。このＳ
ＯＩ技術としては、現在、ＳＩＭＯＸ（Separation by
Implanted Oxygen）法及び貼り合わせウェーハ法が注目
されている。このうちＳＩＭＯＸ法は、Ｓｉ基板中に酸
素を高濃度にイオン注入してＳＯＩ（ＳｉＯ₂絶縁層上
のＳｉ活性層）を形成する方法であるが、このように酸
素を高濃度にイオン注入することによりＳｉ活性層に発
生する転位などの結晶欠陥がこのＳｉ活性層を用いて形
成される素子（例えば、ＣＭＯＳ）の性能を制限してし
まう。一方、貼り合わせウェーハ法では、二枚のウェー
ハのうち一枚又は二枚のウェーハを熱酸化した後、二枚
のウェーハ同士を接着し、一方のウェーハを薄膜化する
ことによりＳＯＩを形成する。このウェーハの薄膜化の
ための技術としては、研削や研磨などの技術が用いられ
ているが、現状の機械研磨法では研磨精度に限界があ
り、１μｍ±１０％程度の膜厚でしかも膜厚のばらつき
が大きいＳｉ活性層しか得ることができなかった。

【０００３】この点を解決するため、従来、図４に示す
ＳＯＩ基板の製造法が提案されている（特開平５−２３
４９８５）。この製造法では、表面から一定の深さに濃
度ピークが現れるようにシードウェーハであるＳｉ基板
１にホウ素（Ｂ）イオン注入して高濃度Ｂ層２を形成し
（図４（ａ），（ｂ））、一方、ハンドルウェーハとも
呼ばれる別のＳｉ基板の支持基板７に絶縁層６を形成し
（図４（ｃ），（ｄ））、高濃度Ｂ層２の上層のＳｉ活
性層１ａ及び絶縁層６を介して両基板１及び７を互いに
重ね合わせて熱処理することにより貼り合わせ（図４
（ｅ））、貼り合わせたＳｉ基板１の裏面を高濃度Ｂ層
２の近傍まで機械的に研削してＳｉ基板１をＳｉ薄膜１
ｂにし（図４（ｆ））、次いでＢ濃度が高いほどエッチ
ング速度が小さいエッチング液を用いてＳｉ薄膜１ｂを
除去した後（図４（ｇ））、更にこのエッチング面を研
磨して高濃度Ｂ層２を除去することにより支持基板７上
に絶縁層６とＳｉ活性層１ａが残される。この製造法に
よれば、表面平滑度や膜厚の均一性が優れたＳｉ活性層
が形成できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のＳＯＩ基板の製造方法では、Ｓｉ活性層と絶縁
層との界面が二枚の基板の貼り合わせ面であるため、Ｓ
ｉ活性層と絶縁層との界面の特性が良好でない欠点があ
った。また選択エッチング比を高くしようとして高濃
度Ｂ層２へのＢイオン濃度を高めた場合には、高濃度Ｂ
層２内に転位などの結晶欠陥が生じたりする不具合があ
った。更にＳｉ中のＢの拡散係数は比較的大きいた
め、ウェーハ貼り合わせ時の高温熱処理により高濃度Ｂ
層２中のＢがＳｉ活性層１ａ中に拡散し、Ｓｉ活性層の
膜のＴＴＶ（Total Thickness Variation）を膜厚の１
０％以下にすることが困難な問題点があった。

【０００５】本発明の目的は、膜厚のばらつき（ＴＴ
Ｖ）が小さくて均一なＳｉ活性層を有しかつ小さな表面
粗度を有するＳｉ活性層を絶縁層上に形成するＳＯＩ基
板の製造法を提供することにある。本発明の別の目的
は、Ｓｉ活性層と絶縁層との界面の特性が良好で、ウェ
ーハ貼り合わせ時の高温熱処理に起因した不純物のＳｉ
活性層への拡散が少ないＳＯＩ基板の製造法を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のＳ
ＯＩ基板の製造方法の上記課題を解決すべく鋭意研究を
行った結果、従来のＳＯＩ基板の製造方法において、高
濃度Ｂ層の代わりに、Ｓｉ中の拡散係数がＢより小さ
く、Ｓｉと比べてエッチング速度を高めることができる
Ａｓ又はＳｂを高濃度に含む層を用いることにより本発
明に到達した。

【０００７】(a) 第１のＳＯＩ基板の製造方法 本発明の第１のＳＯＩ基板の製造方法は、図１に示すよ
うに、Ａｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含む第１
Ｓｉ基板１１上に不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満
のＳｉ活性層１４を形成する工程と（図１（ａ））、こ
のＳｉ活性層１４上に絶縁層１６を形成する工程と（図
１（ｂ））、この絶縁層１６上に支持基板１７の主面を
貼り合わせる工程と（図１（ｃ），（ｄ））、第１Ｓｉ
基板１１の大部分を除去して厚さ５μｍ以下のＳｉ薄膜
１１ａにする工程と（図１（ｅ））、このＳｉ薄膜１１
ａを所定の化学エッチング液で除去して支持基板１７の
主面上に絶縁層１６とＳｉ活性層１４とを残す工程と
（図１（ｆ））を有することを特徴とする。

【０００８】第１Ｓｉ基板１１はＳｉ中における拡散係
数が比較的小さいＡｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以
上含むｎ⁺型Ｓｉ単結晶基板である。Ａｓ又はＳｂの濃
度は１０¹⁹／ｃｍ³以上であることが好ましい。このＳ
ｉ基板１１のＡｓ又はＳｂの濃度及びＳｉ活性層１４の
不純物濃度が上記値でないと、エッチング選択比を十分
にとることができない。Ｓｉ基板１１に含まれる不純物
として、ＡｓとＳｂを比較した場合、Ａｓの方がＳｂよ
りＳｉ中への固溶度が高く、かつ拡散係数がより小さい
ため、好ましい。Ｓｉ活性層１４はＢ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ
等の不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満のものであっ
て、不純物を含まない所謂「ノンドープ」層であっても
よい。このＳｉ活性層の膜厚はＳＯＩ基板の用途に応じ
て３ｎｍ〜３μｍの範囲で形成される。このＳｉ活性層
の形成方法としては、ＣＶＤ（化学気相成長）法、ＭＢ
Ｅ（分子線エピタキシャル成長）法等によりエピタキシ
ャル成長させるか、或いはＳｉ基板１１を熱処理して基
板表層のＳｉ中のＡｓ又はＳｂを外方拡散させる方法が
ある。

【０００９】Ｓｉ活性層１４上に形成される絶縁層１６
は、ＳｉＯ₂層であって、熱酸化又はＣＶＤ法により形
成される。熱酸化の場合、Ｓｉ基板１１中のＡｓ又はＳ
ｂがＳｉ活性層１２に熱拡散することを防止するために
熱酸化温度は９５０℃以下が好ましい。７００〜９００
℃程度がより好ましい。絶縁層１６上に支持基板１７の
主面を貼り合わせるには、両基板１１，１７の表面をＳ
Ｃ１等の洗浄液で洗浄して活性化した後、互いに重ね合
わせて熱処理を行い固着させる。熱処理温度は熱酸化と
同じ理由で９５０℃以下が好ましく、７００〜９００℃
程度がより好ましい。第１Ｓｉ基板１１を研削、研磨し
て除去し、Ａｓ又はＳｂが高濃度のＳｉ薄膜１１ａにす
る。このＳｉ薄膜１１ａは５μｍ以下、好ましくは１μ
ｍ以下にする。この膜厚を薄くし、膜厚のばらつきを小
さくする程最終的なＳｉ活性層の平坦度が良くなる。Ｓ
ｉ薄膜１１ａを所定の化学エッチング液で完全に除去す
ることにより、Ｓｉ活性層１４を最終的な活性層とする
ＳＯＩ基板が得られる。所定の化学エッチング液として
は、例えばフッ酸−硝酸−酢酸の混合液が挙げられる。
不純物濃度が１×１０¹⁷／ｃｍ³以下のＳｉ単結晶と１
×１０¹⁹／ｃｍ³以上のＳｉ単結晶とでは１：１００以
上のエッチング選択比が得られる。なお、最終的なＳｉ
活性層を熱酸化してＳｉＯ₂膜を形成し、このＳｉＯ₂膜
をフッ酸処理して除去すると、この活性層をより薄くす
ることができる。またＳｉ活性層１４を形成した後、深
さ５〜２００ｎｍの範囲で層表面を研磨すると、表面粗
度がより向上し、好ましい。

【００１０】(b) 第２のＳＯＩ基板の製造方法 本発明の第２のＳＯＩ基板の製造方法は、図２に示すよ
うに、不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満の第２Ｓｉ
基板１８上にＡｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含
む不純物リッチＳｉ層１９を形成する工程と（図２
（ａ））、この不純物リッチＳｉ層１９上に不純物濃度
が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満のＳｉ活性層１４を形成する
工程と（図２（ｂ））、このＳｉ活性層１４上に絶縁層
１６を形成する工程と（図２（ｃ））、この絶縁層１６
上に支持基板１７の主面を貼り合わせる工程と（図２
（ｄ），（ｅ））、第２Ｓｉ基板１８の全部及び不純物
リッチＳｉ層１９の一部を除去して厚さ５μｍ以下のＳ
ｉ薄膜１９ａにする工程と（図３（ｆ））、このＳｉ薄
膜１９ａを所定の化学エッチング液で除去して支持基板
１７の主面上に絶縁層１６とＳｉ活性層１４とを残す工
程と（図２（ｇ））を有することを特徴とする。

【００１１】第２Ｓｉ基板１８はＢ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ等
の不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満のものである。
不純物濃度がこの数値未満であれば、Ｓｉ基板１８はｎ
型のＳｉ単結晶基板であってもｐ型のＳｉ単結晶基板で
あってもよい。不純物リッチＳｉ層１９は図１の第１Ｓ
ｉ基板１１に相当するものである。不純物リッチ層１９
の不純物は所謂「ドーパント（dopant）」をいう。この
不純物リッチＳｉ層１９の形成方法としてはイオン注入
法の他に熱拡散法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法等のエピタキシ
ャル成長法がある。なお、不純物リッチＳｉ層１９を形
成した後、深さ５〜２００ｎｍの範囲で層表面を研磨す
ると、表面粗度がより向上し、好ましい。

【００１２】(c) 第３のＳＯＩ基板の製造方法 本発明の第３のＳＯＩ基板の製造方法は、図３に示すよ
うに、不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満の第３Ｓｉ
基板２１中に基板表面から所定の深さにＡｓ又はＳｂを
１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含むように埋込んだ埋込みＳｉ
層２２を形成する工程と（図３（ａ），（ｂ））、この
埋込みＳｉ層２２より上層の第３Ｓｉ基板２１のＳｉ活
性層２１ａ上に絶縁層１６を形成する工程と（図３
（ｃ））、この絶縁層１６上に支持基板１７の主面を貼
り合わせる工程と（図３（ｄ），（ｅ））、埋込みＳｉ
層２２より下層の第３Ｓｉ基板２１及び埋込みＳｉ層２
２の一部を除去して厚さ５μｍ以下のＳｉ薄膜２２ａに
する工程と（図３（ｆ））、このＳｉ薄膜２２ａを所定
の化学エッチング液で除去して支持基板１７の主面上に
絶縁層１６とＳｉ活性層２１ａとを残す工程と（図３
（ｇ））を有することを特徴とする。埋込みＳｉ層２２
はＡｓイオン又はＳｂイオンを高濃度に第３Ｓｉ基板２
１の内部に注入した後、アニール処理して形成される。
この埋込みＳｉ層２２はＳｉ基板２１表面から所定の深
さ、例えば３ｎｍ〜３μｍの領域に５００ｎｍ〜３μｍ
の厚さで形成される。

【００１３】

【作用】従来では、Ｓｉ中の拡散係数の大きなＢをイオ
ン注入した高濃度Ｂ層をエッチングストップ層とする
と、表面粗度が大きく、しかも絶縁層を形成するための
熱酸化、又は貼り合わせ後のアニール処理でＢの濃度の
プロファイルが大きく変化して、化学エッチング後の層
表面の平坦性及び層厚の均一性に劣ったものが、本発明
ではＳｉ中の拡散係数がＢより小さいＡｓ又はＳｂを高
濃度に含むＳｉ基板又はＳｉ層を高濃度Ｂ層の代わりに
用いるので、従来の方法と比較して高温熱処理してもＡ
ｓ又はＳｂの濃度のプロファイルを急峻に保てるため、
化学エッチング後の活性層の厚みのばらつき（ＴＴＶ）
は小さく、しかも層表面の平坦性が良好となる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。 ＜実施例１＞先ず、第１の製造方法で得られるＳＯＩ基
板について、図１に基づいて説明する。図１（ａ）〜図
１（ｆ）に示すように、シードウェーハとなる例えば
（１００）面方位のＡｓを１×１０²⁰／ｃｍ³含む第１
Ｓｉ基板１１上にノンドープのＳｉ活性層１４をＣＶＤ
法により形成した。具体的にはＨ₂雰囲気中、３Ｔｏｒ
ｒで９００℃、３分間前処理した後、反応ガスとしてＳ
ｉＨ₄ガス又はＳｉ₂Ｈ₆ガスを用いて、７００℃の温度
で成長させ、Ｓｉ活性層１４を形成した。このＳｉ活性
層１４の厚さはこの例では５００ｎｍであった。

【００１５】次いでこのＳｉ活性層１４の表面を深さ１
００ｎｍ研磨した後、水蒸気雰囲気中９００℃で熱酸化
してＳｉ活性層１４上にＳｉＯ₂絶縁層１６を形成し
た。Ｓｉ基板１１及びハンドルウエーハとなる別の支持
基板１７をＳＣ１の洗浄液で洗浄して両基板の貼り合わ
せ面を活性化した後、絶縁層１６を支持基板１７の主面
と重ね合わせ、９００℃で熱処理した。

【００１６】次にＳｉ基板１１の貼り合わせ面と反対面
からＳｉ基板１１を研削及び研磨してその大部分を除去
して薄膜化し、約１μｍのＳｉ薄膜１１ａを残した。こ
のＳｉ薄膜１１ａをフッ酸−硝酸−酢酸の混合液により
化学エッチングして除去し、図１（ｆ）に示すように支
持基板１７の主面上に絶縁層１６とＳｉ活性層１４とを
残したＳＯＩ基板を得た。この例ではＡｓが高濃度のＳ
ｉ基板１１とＳｉ活性層１２との選択エッチング比は、
１：１５０程度とることができた。このＳＯＩ基板はＳ
ｉ活性層１４の膜厚が２００ｎｍであって、ＴＴＶが膜
厚の３％で、表面粗度が０．２ｎｍであった。

【００１７】＜実施例２＞次に、第２の製造方法で得ら
れるＳＯＩ基板について、図２に基づいて説明する。図
２（ａ）〜図２（ｇ）に示すように、シードウェーハと
なる例えば（１００）面方位のＰを１×１０¹⁵／ｃｍ³
含む第２Ｓｉ基板１８上にＡｓを１×１０²⁰／ｃｍ³含
む不純物リッチＳｉ層１９とノンドープのＳｉ活性層１
４をそれぞれＣＶＤ法により形成した。具体的にはＨ₂
雰囲気中、１０Ｔｏｒｒで９００℃、３分間前処理した
後、反応ガスとしてＡｓＨ₃ガスとＳｉＨ₄ガス又はＡｓ
Ｈ₃ガスとＳｉ₂Ｈ₆ガスを用いて、７００℃の温度で不
純物リッチＳｉ層１９を形成した後、ＳｉＨ₄ガス又は
Ｓｉ₂Ｈ₆ガスを用いて、７００℃の温度でＳｉ活性層１
４を形成した。この例では不純物リッチＳｉ層１９の厚
さは１．５μｍであった。

【００１８】以下、実施例１と同様にしてＳｉ活性層１
４上に絶縁層１６を形成し、この絶縁層１６を支持基板
１７の主面と重ね合せ、９００℃で熱処理した後、Ｓｉ
基板１８の貼り合わせ面と反対面からＳｉ基板１８を研
削及び研磨してその大部分を除去して薄膜化し、約１μ
ｍのＳｉ薄膜１９ａを残した。実施例１と同様にしてこ
のＳｉ薄膜１９ａを化学エッチングして除去し、図２
（ｇ）に示すように支持基板１７の主面上に絶縁層１６
とＳｉ活性層１４とを残したＳＯＩ基板を得た。このＳ
ＯＩ基板はＳｉ活性層１４の膜厚が５００ｎｍであっ
て、ＴＴＶが膜厚の３％で、表面粗度が０．２ｎｍであ
った。

【００１９】＜実施例３＞更に、第３の製造方法で得ら
れるＳＯＩ基板について、図３に基づいて説明する。図
３（ａ）〜図３（ｇ）に示すように、先ずシードウェー
ハとなる例えば（１００）面方位のＰを１×１０¹⁵／ｃ
ｍ³含む第３Ｓｉ基板２１に加速電圧７５０ｋｅＶ、ド
ーズ量１×１０¹⁶／ｃｍ²でＡｓイオンを注入した。こ
のＳｉ基板２１をＡｒとＯ₂の混合ガス雰囲気中、１１
００℃でアニール処理を施して、Ａｓイオンを注入した
領域を埋込みＳｉ層２２に変えた。この埋込みＳｉ層２
２は基板表面から３００ｎｍで厚さ１μｍであった。２
１ａは基板表面側のＳｉ活性層である。

【００２０】以下、実施例１と同様にしてＳｉ活性層２
１ａ上に絶縁層１６を形成し、この絶縁層１６を支持基
板１７の主面と重ね合せ、９００℃で熱処理した後、Ｓ
ｉ基板２１の貼り合わせ面と反対面からＳｉ基板２１を
研削及び研磨してその大部分を除去して薄膜化し、約１
μｍのＳｉ薄膜２２ａを残した。実施例１と同様にして
このＳｉ薄膜２２ａを化学エッチングして除去し、図３
（ｇ）に示すように支持基板１７の主面上に絶縁層１６
とＳｉ活性層２１ａとを残したＳＯＩ基板を得た。この
ＳＯＩ基板はＳｉ活性層２１ａの膜厚が１５０ｎｍであ
って、ＴＴＶが膜厚の１０％で、表面粗度が０．５ｎｍ
であった。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のＳＯＩ基板
の製造方法によれば、Ｓｉ中の拡散係数がＢより小さい
Ａｓ又はＳｂを高濃度に含むＳｉ基板又はＳｉ層を従来
の高濃度Ｂ層の代わりに用いるので、従来の方法と比較
して高温熱処理してもＡｓ又はＳｂの濃度のプロファイ
ルを急峻に保てるため、化学エッチング後のＳｉ活性層
の厚みのばらつき（ＴＴＶ）は小さく、しかも層表面の
平坦性が良好となる。また貼り合わせ面の表面粗度が小
さいため、貼り合わせ面のボイド発生の確率を低くする
ことができる。更に貼り合わせ面をＳｉ活性層と絶縁層
の界面としないため、Ｓｉ活性層と絶縁層との界面の特
性が良好で、しかもウェーハ貼り合わせ時の高温熱処理
に起因した不純物のＳｉ活性層への拡散が少なく、超Ｌ
ＳＩ・ＣＭＯＳに適する半導体集積回路基板が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１のＳＯＩ基板の製造方法を工程順
に示す断面図。

【図２】本発明の第２のＳＯＩ基板の製造方法を工程順
に示す断面図。

【図３】本発明の第３のＳＯＩ基板の製造方法を工程順
に示す断面図。

【図４】従来のＳＯＩ基板の製造方法を工程順に示す断
面図。

【符号の説明】

１１ 第１Ｓｉ基板 １１ａ Ｓｉ薄膜 １４ Ｓｉ活性層 １６ 絶縁層 １７ 支持基板 １８ 第２Ｓｉ基板 １９ 不純物リッチＳｉ層 １９ａ Ｓｉ薄膜 ２１ 第３Ｓｉ基板 ２１ａ Ｓｉ活性層 ２２ 埋込みＳｉ層 ２２ａ Ｓｉ薄膜

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のＳＯＩ基板の製造方法では、Ｓｉ活性層と絶縁
層との界面が二枚の基板の貼り合わせ面であるため、Ｓ
ｉ活性層と絶縁層との界面の特性が良好でない欠点があ
った。また選択エッチング比を高くしようとして高濃
度Ｂ層２へのＢイオン濃度を高めた場合には、高濃度Ｂ
層２内に転位などの結晶欠陥が生じたりする不具合があ
った。更にＳｉ中のＢの拡散係数は比較的大きいた
め、ウェーハ貼り合わせ時の高温熱処理により高濃度Ｂ
層２中のＢがＳｉ活性層１ａ中に拡散し、Ｓｉ活性層の
１０％以下に活性層の膜厚ばらつきを抑えることが困難
であるという問題点があった。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】本発明の目的は、膜厚のばらつきが小さく
て均一なＳｉ活性層を有しかつ小さな表面粗度を有する
Ｓｉ活性層を絶縁層上に形成するＳＯＩ基板の製造法を
提供することにある。本発明の別の目的は、Ｓｉ活性層
と絶縁層との界面の特性が良好で、ウェーハ貼り合わせ
時の高温熱処理に起因した不純物のＳｉ活性層への拡散
が少ないＳＯＩ基板の製造法を提供することにある。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】(a) 第１のＳＯＩ基板の製造方法 本発明の第１のＳＯＩ基板の製造方法は、図１に示すよ
うに、Ａｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含む第１
Ｓｉ基板１１上に不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満
であるか又は不純物を含まないＳｉ活性層１４を形成す
る工程と（図１（ａ））、このＳｉ活性層１４上に絶縁
層１６を形成する工程と（図１（ｂ））、この絶縁層１
６上に支持基板１７の主面を貼り合わせる工程と（図１
（ｃ），（ｄ））、第１Ｓｉ基板１１の大部分を除去し
て厚さ５μｍ以下のＳｉ薄膜１１ａにする工程と（図１
（ｅ））、このＳｉ薄膜１１ａを所定の化学エッチング
液で除去して支持基板１７の主面上に絶縁層１６とＳｉ
活性層１４とを残す工程と（図１（ｆ））を有すること
を特徴とする。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】(b) 第２のＳＯＩ基板の製造方法 本発明の第２のＳＯＩ基板の製造方法は、図２に示すよ
うに、不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満の第２Ｓｉ
基板１８上にＡｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含
む不純物リッチＳｉ層１９を形成する工程と（図２
（ａ））、この不純物リッチＳｉ層１９上に不純物濃度
が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満であるか又は不純物を含まな
いＳｉ活性層１４を形成する工程と（図２（ｂ））、こ
のＳｉ活性層１４上に絶縁層１６を形成する工程と（図
２（ｃ））、この絶縁層１６上に支持基板１７の主面を
貼り合わせる工程と（図２（ｄ），（ｅ））、第２Ｓｉ
基板１８の全部及び不純物リッチＳｉ層１９の一部を除
去して厚さ５μｍ以下のＳｉ薄膜１９ａにする工程と
（図３（ｆ））、このＳｉ薄膜１９ａを所定の化学エッ
チング液で除去して支持基板１７の主面上に絶縁層１６
とＳｉ活性層１４とを残す工程と（図２（ｇ））を有す
ることを特徴とする。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】(c) 第３のＳＯＩ基板の製造方法 本発明の第３のＳＯＩ基板の製造方法は、図３に示すよ
うに、不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満であるか又
は不純物を含まない第３Ｓｉ基板２１中に基板表面から
所定の深さにＡｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含
むように埋込んだ埋込みＳｉ層２２を形成する工程と
（図３（ａ），（ｂ））、この埋込みＳｉ層２２より上
層の第３Ｓｉ基板２１のＳｉ活性層２１ａ上に絶縁層１
６を形成する工程と（図３（ｃ））、この絶縁層１６上
に支持基板１７の主面を貼り合わせる工程と（図３
（ｄ），（ｅ））、埋込みＳｉ層２２より下層の第３Ｓ
ｉ基板２１及び埋込みＳｉ層２２の一部を除去して厚さ
５μｍ以下のＳｉ薄膜２２ａにする工程と（図３
（ｆ））、このＳｉ薄膜２２ａを所定の化学エッチング
液で除去して支持基板１７の主面上に絶縁層１６とＳｉ
活性層２１ａとを残す工程と（図３（ｇ））を有するこ
とを特徴とする。埋込みＳｉ層２２はＡｓイオン又はＳ
ｂイオンを高濃度に第３Ｓｉ基板２１の内部に注入した
後、アニール処理して形成される。この埋込みＳｉ層２
２はＳｉ基板２１表面から所定の深さ、例えば３ｎｍ〜
３μｍの領域に５００ｎｍ〜３μｍの厚さで形成され
る。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【作用】従来では、Ｓｉ中の拡散係数の大きなＢをイオ
ン注入した高濃度Ｂ層をエッチングストップ層とする
と、表面粗度が大きく、しかも絶縁層を形成するための
熱酸化、又は貼り合わせ後のアニール処理でＢの濃度の
プロファイルが大きく変化して、化学エッチング後の層
表面の平坦性及び層厚の均一性に劣ったものが、本発明
ではＳｉ中の拡散係数がＢより小さいＡｓ又はＳｂを高
濃度に含むＳｉ基板又はＳｉ層を高濃度Ｂ層の代わりに
用いるので、従来の方法と比較して高温熱処理してもＡ
ｓ又はＳｂの濃度のプロファイルを急峻に保てるため、
化学エッチング後の活性層の厚みのばらつきは小さく、
しかも層表面の平坦性が良好となる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のＳＯＩ基板
の製造方法によれば、Ｓｉ中の拡散係数がＢより小さい
Ａｓ又はＳｂを高濃度に含むＳｉ基板又はＳｉ層を従来
の高濃度Ｂ層の代わりに用いるので、従来の方法と比較
して高温熱処理してもＡｓ又はＳｂの濃度のプロファイ
ルを急峻に保てるため、化学エッチング後のＳｉ活性層
の厚みのばらつきは小さく、しかも層表面の平坦性が良
好となる。また貼り合わせ面の表面粗度が小さいため、
貼り合わせ面のボイド発生の確率を低くすることができ
る。更に貼り合わせ面をＳｉ活性層と絶縁層の界面とし
ないため、Ｓｉ活性層と絶縁層との界面の特性が良好
で、しかもウェーハ貼り合わせ時の高温熱処理に起因し
た不純物のＳｉ活性層への拡散が少なく、超ＬＳＩ・Ｃ
ＭＯＳに適する半導体集積回路基板が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上
   含む第１Ｓｉ基板(11)上に不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃ
   ｍ³未満のＳｉ活性層(14)を形成する工程と、 前記Ｓｉ活性層(14)上に絶縁層(16)を形成する工程と、 前記絶縁層(16)上に支持基板(17)の主面を貼り合わせる
   工程と、 前記第１Ｓｉ基板(11)の大部分を除去して厚さ５μｍ以
   下のＳｉ薄膜(11a)にする工程と、 前記Ｓｉ薄膜(11a)を所定の化学エッチング液で除去し
   て前記支持基板(17)の主面上に前記絶縁層(16)と前記Ｓ
   ｉ活性層(14)とを残す工程とを有することを特徴とする
   ＳＯＩ基板の製造法。
2. 【請求項２】 不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満の
   第２Ｓｉ基板(18)上にＡｓ又はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ
   ³以上含む不純物リッチＳｉ層(19)を形成する工程と、 前記不純物リッチＳｉ層(19)上に不純物濃度が１×１０
   ¹⁸／ｃｍ³未満のＳｉ活性層(14)を形成する工程と、 前記Ｓｉ活性層(14)上に絶縁層(16)を形成する工程と、 前記絶縁層(16)上に支持基板(17)の主面を貼り合わせる
   工程と、 前記第２Ｓｉ基板(18)の全部及び前記不純物リッチＳｉ
   層(19)の一部を除去して厚さ５μｍ以下のＳｉ薄膜(19
   a)にする工程と、 前記Ｓｉ薄膜(19a)を所定の化学エッチング液で除去し
   て前記支持基板(17)の主面上に前記絶縁層(16)と前記Ｓ
   ｉ活性層(14)とを残す工程とを有することを特徴とする
   ＳＯＩ基板の製造法。
3. 【請求項３】 不純物濃度が１×１０¹⁸／ｃｍ³未満の
   第３Ｓｉ基板(21)中に基板表面から所定の深さにＡｓ又
   はＳｂを１×１０¹⁸／ｃｍ³以上含むように埋込んだ埋
   込みＳｉ層(22)を形成する工程と、 前記埋込みＳｉ層(22)より上層の第３Ｓｉ基板(21)のＳ
   ｉ活性層(21a)上に絶縁層(16)を形成する工程と、 前記絶縁層(16)上に支持基板(17)の主面を貼り合わせる
   工程と、 前記埋込みＳｉ層(22)より下層の第３Ｓｉ基板(21)及び
   前記埋込みＳｉ層(22)の一部を除去して厚さ５μｍ以下
   のＳｉ薄膜(22a)にする工程と、 前記Ｓｉ薄膜(22a)を所定の化学エッチング液で除去し
   て前記支持基板(17)の主面上に前記絶縁層(16)と前記Ｓ
   ｉ活性層(21a)とを残す工程とを有することを特徴とす
   るＳＯＩ基板の製造法。