TW444304B - Semiconductor base members and method for producing the same - Google Patents

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A7 4443 04 ____B7 ___ 五、發明說明（1 ) 發明行景 發明領域 本發叨係關於產生Μ有形成於多孔層上的非多孔層之 +半導體基底之方法及使用此半導體基底構件以產生諸如 S ◦ I品圆之半導體構件之方法》 相關技藝 爲Γ製造發光元件或S 0 I晶圓，需要製備具有多孔 層及形成於其上的非多孔層之半導體基底構件。 將參考圖9 Α至9 F ，說明半導體银底構件的製備實 施例。 如圖9 A所示，製備諸如具W拋光表面之C Z矽晶圓 等矽基底材料1及以陽極處理或類似處理至少將其表面製 成多孔的。 在多孔層2中的毛孔之內壁表而被氧化之後|以稀釋 的氫氟酸淸潔矽基底材料以從多孔層2的表而移除氧化物 〇 如圖9 B所示，多孔層2會接受含氫氛圍下的熱處理 ，接著導入含矽氣體以磊品他長非多孔層3。 如圖9 C所>κ，將非多孔層3的表面氧化以形成絕緣 膜，卜 如圖9 D所示|笫一構件會接合至分別製備的第二構 卟5以形成在內部m有非多孔屑3的多層結構，第一構件 包括矽基底材料1 ，矽基底材料1具有多孔層2、非多孔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） --------—II - I ·! — ！—1τ·-----!線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -4 - A7 4443 04 五、發明說明（2 ) 暦3、及絕緣層4。 如W 9 E吲小’移除矽基底材料1 。移除矽基底材料 1之力法包a從n阳妍磨、拋光 '或鈾刻而消除矽基底材 料1木身之力法與藉由斷裂多孔曆2的内部及/或其界而 以分離及移除矽_底树料丨之方法。 如丨姻9 F m小’移除餘留在第二構件5的表面上之多 孔層2以取得S Ο I晶圆，此s〇】晶圓具有經由絕緣層 4形成於第一構件5上的非多孔層3。 上述方法揭不於臼本專利申誧公開號5 一 2 1 3 3 8 (Η本專利號2 6 0 8 3 5 1 )、美國專利號 5 ’ 371 ’ 037、美國專利號 5 ，856 ，229、 曰木專利Ψ請公開號9 — i 〇 2 5 9 4、及Αρρ1. Phys. Lett. 64，1994, p. 2108 等。 但是’需要進一步改進形成於多孔層上的非多孔層之 品質’特別是’表而平滑度及晶體缺陷。 舉例而言’在用於產生S ◦ I晶圓之上述方法中，當 要接合的表Iffi不平滑時，在接合時容易產生空乏，亦即超 皆波或紅外透射光所觀察到的非接合區。 此外，在產生諸如使用非多孔層的MO S電晶體之裝 置時，金屬雜質傳統上會分離成晶體缺陷位置•當金羼雜 質分離成晶體缺陷位置時，裝置特徵容易變差。 發叨槪述 本發明的卩丨的係提供方法，以產生半導體基底構件’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1 I ----- ----— 1 訂---------線 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 4 44 3 〇 4 a? ---- B7 i、發明說明（3 ) 儿能改進形成於多孔層h的薄非多孔胶之表而品質以減少 见體缺陷密度》 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的另--· S的係提供方法，以產生半導體某底構 & ’其能夠使多孔層的毛孔大小分佈均勻以和效率地密封 I孔層的表而中的毛孔1丨同時改進表而平滑度及能降低形 成於多孔屑上的非多孔膜屮的晶體缺陷密度。 本發明特徵在於包括原Γ步階及原子平台之表面會形 成於矽基底材料上，然後被製成多孔，接荠形成非多孔膜 ϋ 圖式簡述 阔1 A、 1 13、 1 C及1 D係透視岡，顯示根據木發 明的.·實施例之產i半導體基底構件之方法： 圖2係放大透視圖，顯示根據本發叨之矽基底材料的 表而之步階…平台結構； 圖3 A及3 B係品表面的原子力顯微鏡（a F Μ ) 之照片； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 lil 4 A、4 Β、4 C、4 D、4 Ε、4 F、4 G、 4 Η及/1 I係透視_，顯示根據本發明的男一實施例之產 少卞導體基底描件之方法； Μ 5 A , 5 B , 5 C、 5 D、 5 E及5 F係剖而祝圖 ，顯示根據本發明之產生半導體基底之方法； 6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G 及 6 Η係透視圖，顯示根據本發明之產生半導體®底構件的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） -6- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4 4 4 3 0 4 Α7 Β7 五、發明說明（4 ) 方法； 圖 7A、7B、7C、7D、7E, 7F、7G 及 7 Η係剖面視圖，顯示根據本發明之生產半導體·底構件 •的方法； 圖8係剖面視圖，顯示具有矽晶圓安裝於其中之垂直 熱處理爐；及 圖9Α、 9Β、 9C、 9D、 9Ε及9F係剖面視圖 ，顯示用以產生半導體®底構件之傳統方法的一實施例。 主要元件對照表 1 矽基底材料 2 多孔層 3 非多孔層 4 絕緣膜 5 第二構件 10 表面 11 步階 12 平台 2 1 多孔暦 2 2 多孔屑 丄2 0 石英爐管 12 1 S 1 C 船 12 2 氣體 ].2 3 晶圓 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐）

In!------^----—！1 訂--------線 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _B7_ 五、發明說明（5 ) 124 矽晶圓 較_實施例詳述 _ 1 A至1 D係視圖，顯示根據本發明的一實施例之 產生半導體基底構忭的方法。 如圖1 A所示|製備矽基底材料1 ，其具有呈現顆粒 形態之表面1 0。此基底材料通常是商業上可取得的矽晶 圓。 如圖1 B所示，藉山如T所述之氫退火以處理矽基底 材料的表而|以將呈现顆粒形態之表面改變成實際包括原 Γ步階1 1及原子平台1 2之表而。 藉「丨_1陽極處理，以將包括步階1 1及平台1 2之表面 製成多孔的，以如圖1 C所示，在至少矽越底材料1的上 表面上形成多孔層2。

d 層 藉ίυ , 多 示非 所成 D 杉 17> 1 k 圖而 ΠΜ i!V

層 —U 子 多 在 以 法 方 似 類 或 D V {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------竣 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 法於 力成 統 形 傳加 之增 孔以 多佈 成分 製小 面大 表孔 之毛 台的 平 2 及暦 階孔 步多 具少 不減 將以 於可 較明 相發 本 可或 少 、 減位 以錯 可 、 明度 發密 本陷 ’ 缺 即體 亦晶 „ 的 性陷 -!ui 之 疊 3 堆 屑之 孔 3 多 解 ul· _U 的 多 丨 暦入 孔導 多 匕匕 雙 大

或 法， L_ V5-' 附 .¾ 吸觀 體 } 氣 Μ 巾 Ε 0 S -ί^· R 使 高 評 以 多 孔 毛 ί之 鏡孔 微 顯 子 電 "'田 ΝΜΜ 掃 度 析 解 毛 的 面 表 的 矽 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） 4 44 3 04 a? _ B7 五、發明說明（6 ) 使ffl氣體吸附法之景测力法，舉例而言，揭示於 .i.Elect 1. oche m. Soc.，V〇i. 134，ρ. 1994(1987)中 R . H e r i η 〇 等的著作。另…-方而，在HRSEM方法中，所取得的 ’HR S EM影像會被處现以計箅毛孔大小分佈。在此情形 屮，必須防|丨：S E Μ影像的亮度及對比於不同照斤中有所 變化。 如圖1 Λ所示，使用原子力顯微鏡之觀察顯示作爲矽 •基底材料1之商業上可取得的砂晶圓之表而呈現顆粒形態 。以化學機械拋光〔c Μ Ρ )將冏業上可取得的矽品圆作 衷而處理，紐山將其硏磨及充份地淸潔而取得表而。 另一方而，如同圖1 Β屮典型地顯示，在氫退火（AS ANNEAL )之後立即取得的表而及在矽基底材料的表面上 磊品生長（AS EPI )單晶層之後立即取得的表面中均可觀 察到條狀形態而非顆粒形態。此條狀係由步階狀表面所形 成11.這呰步階之問的高度差相當於矽晶格距離。此外，步 階循環會視面方向與低階面的偏移而增加或減少。使面 方向（1 0 0 )的砂表面被氫退火時，則可觀察到包括（ 2 X 1 )重配置表而與（1 X 2 )重配置表面之步階-平 台結構，亦即’包括原子步階及平台之面。原子力顯微鏡 顯示此步階…平台結構之曝露表面的表面粗糙度比商業上 可取得的晶_之表面粗糙度更佳。舉例而言，當商業上fij· 取得的品圓在其表而的1 # m X 1 // m之面積中呈現 〇 . 1 3 n m均方粗糙度，則在相同條件下，步階一平台 結構具有0 . 0 9 n m的均方粗糙度。用於形成此步階一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·------ -訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 4 44 3 0 4 Λ7 __ B7 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 平台結播之方法並不限於上述力法，可使用適當條件_K之 特別化學品成氣體蝕刻以執行淸潔以形成此結構。圖2係 顯示少階平台結構之放大視圖。 _ 步階1 1可以成形成如R1直線、圓弧、旋渦或如圖2 中所示的丨山線。 帮例而Η，步階-平台結構揭不於' The effect of h Annealing on the Si surface and its use in the study of roughening during wet chemical cleaning，" Proc of the 7th Ini. Symposium on Silicon Materials Science Technology (The EI e c l r o c Ii e m i c a 1 Society, 1 9 9 4), p p . 1 I 7 0 -丨1 8 2 。此顯示餅由磊晶生長前的氫退火’形成歩階-平台 結棉。 但是，在氫退火或磊晶生長之後’藉由淸潔而消除很 多步階或平台。一般而言，如同在R C A淸潔中--般，使 ⑴不同的化學物以小心地淸潔用以製造L s 1 s之矽晶圓 ，藉以移除附著在品圓表面的粒子，移除有機物或氧化物 ，或防止金屬污染。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 特別的是，以含有氨及過氧化氫1之含水溶液執行之淸 潔（稱爲S C· — 1或A P Μ ) ’對於消除金屬污染是重要 的。於蝕刻矽時藉由移除外來物質以執行此淸潔。因此， 在提期淸潔之後或以高度鉍濃度溶液執行淸潔之後’砂晶 _的表而已蛵易地被蝕刻多於2 0 n m ° 商業上可取得的c Z品©或經氫退火之c z品圓均呈 现顆粒形態。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A7 4 4 4 3 0 4 _B7 五、發明說明（8 ) _ 3 A係呈現此顆粒形態之晶圓表面的照片1係使用 原子力顯微鏡（Λ F Μ )取得的。 W —方而1 一完成氫退火之後及磊晶生長之後的C Ζ _ ΒΙ玷現條狀形態。 圖3 B係呈現諸如條件形態的晶圓表面之照片，其係 以原Γ力顯微鏡（A F Μ )収得。 常呈現圖3 Β中m示的形態之晶圓接受要被蝕刻多於 2 0 n m之淸潔處理Ιί.ΐ，其呈現圖3 A中所示的形態。 此外，托S C — 1淸潔期間，亦即，在晶圓保持没在 氨及過氧化氫的含水溶液中的期間，被蝕刻的矽量隨著與 正的淸潔時冏以線性函數方式增加。雖然此蝕刻量也視諸 如溫度及氨/過氣化氫的濃度等其它條件而定，但是蝕刻 蛩的減少係被控制在約2 0 n m或更少，更佳地，爲1 0 n m或更少，因此|讨維持適於製成多孔之包括原子步階 及平台之表面。只要使用提供蝕刻效果之淸潔液體，此傾 向可應m .至S C - 1淸潔之外的其它淸潔力法。 如上所述，在木發明中|重要的是，在形成包括原子 步階及平台之表而之後，執行形成多孔結構之處理並同時 維持步階-平台結構而不會因淸潔而將其消除。 舉例而言1當使用8 0 °C之含水氨及氫氧化物混合物 ，執行淸潔約1 0分鐘時，被蝕刻的矽量約爲4 n m，且 除非此淸潔重覆5次或更多次*否則仍可防止步階·-平台 結構被消除。 接莕，將說叨化學淸潔處理的實施例，其係形成包括 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I 1 "I--------訂'! ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 4 4 4 3 0 4 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7_____五、發明說明（9 ) 原子少階及平台之表而的力'法之一。 製備而方向（1 1 1 )的矽晶圓或具有面方向與面方 昀（1 1 1 )傾斜0至4 °之表面的矽晶圓（離基底）。 以1 m ο 1 /公升的氫氣化鉀溶液處邱晶圓約3 0秒或更 M ( Extended abstracts for the Applied Physics Society, spmig, 1995，vol. 2，p.762，29a-PA-ll )。或者，如同 G. S. Higashi et a 1·，Appl. Phys. Lett. 58，（1991) p.!656 所 述般，以氟化銨處理晶圓。這些處理使得包括原子步階及 平台之表面能夠曝露。 另一方法钽括氧化面方向（1 0 0 )的矽晶圓之表面 及接著以氟化氫（H F )及氯化氫（H C 1 )的含水溶液 移除所形成的氣化物膜（Ε X t e n d e d a b s h· a c t s f 〇 r t h e Applied Physics Society, autumn, 1995, vol. 2, p.602, 1 9p-ZB-8 )。又另一方向包括以H F及過氧化氫的含水溶 液執行處理。 這些方法中的每--方法中，應該在包括步階及平台的 表而形成之後，藉由控制淸潔條件以小心地防止步階及平 台被丨卩]除。 當包括步階及平台的表面係要鍩由熱處理形成時’接 近基底的衷Ϊ而之氧會擴散至外部而減少氧濃度。某熱處埋 可以消除出現在接近C Z矽晶圓基底的表面之氧沈積。藉 山Π]於陽極處现之H F蝕刻，移除氧沈稂’因此可加大多 孔矽中的毛孔。熱處埋可以防止此種毛孔擴大u特別是’ 在氫氛或含有諸如氬之隋性氣體氛圆中的熱處理’吋以 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 4443 04 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（10) 減少氣濃度及氣沈積的密度见較佳地用於本發明。在氫中 的熱處理映型上係以1 〇 ◦ %的氫氣於1 2 〇 〇 °c下執行 1小丨丨°卯使在約1 1 〇 〇 下1仍4取得類似效果。 此外，當藉由磊品生長而形成钽括步階及平台之表而 時，藉ίΙ·丨控制磊晶生長期冏餘留在爐中的氧氣及濕氣，則 在磊品矽曆中的氧濃度可以丨~下減少至1 〇 1 '等級。c ζ 矽晶圓中的氧濃度爲1 〇 18等級。可使用s 1 M s (二次 離子質譜儀）s测m些氣的濃度。 當使用氫氣屮的熱處现以形成包括步階及平台之表面 作爲基底表面時’在熱處现期間的外部擴散會減少接近表 而處之諸如硼及磷等雜質濃度。但是’由於磊晶生長能以 低於熱處埋之溫度產生包括步階及平台之表面’所以’不 Μ能遭受雜質濃度減少並能使步階-平台結構的形成受控 ί衍與雜質濃度的控制無關。亦即，磊晶生長的方法提供高 的可控制度。 當磊晶生長層不厚時，添加至此層的雜質不會在磊晶 生長期間特別地添加，但可藉由磊品生長期間或之後的熱 處理從基底擴散。 歸丨4 Α至4 I係視圖，顯示根據本發明另一實施例之 /1J於逄生半導體基底構件之力法。 如圖4 A所示，製備矽基底材料1 ，且如圖4 B所示 ，執fj表面處现以形成忸括步階1 1及平台1 2之表面。 如圖4 C所示·包括步階1 1及甲台1 2之表而被製 成多孔的以形成多孔層2。 4紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21“ 297公楚1 ~ -— -13- 11--—^---- *----訂 *--- ----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4443 Ο 4 Α7 _____D7___ 五、發明說明（11 ) 如丨il 4 D所示，藉山C V D或類似方法’在多孔層2 的表而上形成非多層3以取得第一構件。 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如圖4 E所示，於需要時形成絕緣層4。 如岡4 F所示，與第一構件分離地製備第二構件5 ， 第一構件具有多孔跻2及非多孔層3。 如圖4 G所示，第一構件及第二構件5會接合在一起 以取得U有非多孔層3配置於內部之多層結構。 接著，從多曆結構移除諸如多孔層2等不需要的部份 以產生在第二構件5上具冇非多孔層3之半導體基底構件 。如圖4 Η所示，藉由將於後述中詳細說明之硏磨、拋光 或蝕刻，移除末製成多孔之矽甚底材料1。用以移除矽構 忡：1之方法包括以多孔層2將多層結構分離成二。 接著，如圖4 I所示，藉由蝕刻、氫退火等等，移除 餘留的多孔層2。 因此，可取得對S 0 I晶圓較佳之半導體基底構件》 〔在多孔暦形成時的c Ο Ρ (晶體起源粒子）效果〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 近來的硏究顯示1 c ◦ Ρ存在於已拋光過及淸潔過的 的商業上可取得之c Ζ矽晶圓的表面上。當根據柴式法從 熔融中拉出矽及從表间曝露之後因拋光或淸潔而呈現壓縮 以產中砂錠時，因正規八面體狀的穴導入塊砂而形成 C Ο Ρ ，且可山商業卜：可取得之外來物質檢視裝置，偵测 它們。從1 0 0 :至3 0 0 n m之C Ο Ρ的尺寸 '及存在於 表而上的C Ο P数Η爲2至4 X 1 ◦ 5 / c m 3。另一方面 ，約1 0 n m的毛孔會以約2 0 n m的問隔配置於退化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格⑵Ο X 297公釐） -14 - 4443 〇4 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 c 〇 p在多孔矽中會遮蓋0 亦即 五、發明說明（12) 基底上的多孔矽！卜 1 0個毛孔。 C 0 P於品圓表面上以壓縮Μ現。另一力面，當 c ◦ Ρ的正规八而體的顶部從表画曝露時，C Ο Ρ會如阿 毛孔般出現在多孔矽中且#被誤觀測爲大毛孔。此外，即 侦當C ◦ ρ未從表而曝露時，（：◦ Ρ的穴會影響陽極處理 電流密度並因而影響毛孔大小及分佈。此外，在嵌有 c Ο Ρ部份的情形屮，在陽極處现後於含有氫的還原氛阐 中熱處理品圓以密封毛孔之步驟中，矽原子會移動以減少 c Ο Ρ的正規八面體之內部表而的表面能量，結果，正位 在C Ο Ρ上方的表而會沈陷以致於在某些情形中毛孔未被 密封。結果，當非多孔單晶矽層磊晶地生長於其上時，會 於此層中導入缺丨治。 〔形成無C Ο Ρ的表而層〕 藉由在具有C Ο Ρ的矽晶圓上沈積磊晶矽層，以形成 無C ◦ P的表而層，接著在其上形成多孔矽層，可以解決 上述問題。藉由使用商業上可取得之磊晶生長裝置之 C V D法，可以牛長磊晶矽層，且氣體源不限於s i C 1 4 、S 1 H C 1 3、S i II 2 C 1 2、及 S I Η 。此外，載送 氣體並無特別限制，但較佳地爲氫•此外，可以使用超高 !'ΐ-空C V D ( U Η V - C V D )以低溫生長此層’或是在 ft圖被妃置於船上之批次熱處理爐中生長此層，可使用氮 氣或氮氣作爲載送氣體以供應氣體源。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I.--------— 1' ----I---訂-—------ ,線 (請先間讀背面之注意事項4填寫本真) -15- 4443 04 A7 B7 五、發明說明（13 ) 雖然磊晶矽層的膜摩並未特別限制，徂是，希望大於 I 0 0至3 0 0 n m，道是等於C Ο P的尺寸。 在肜成丨1〗於鍩由接合以產生半導體丛底構件之方法的 +多孔矽之情形中，表而Μ中的雜質濃度希望處於退化狀狀 (Ρ |或η 1 )。形成於退化的半導體上之多孔層的結構顯 著地不问於形成於非退化半導體上的多孔層之結構。前一 多孔層具存從約1 0 n m至約5 0 n m之毛孔尺寸及從 1 〇 1 ϋ / c in 2至1 〇 1 1 / c ηι 2之毛孔密度，而後一多 孔層具有之結構係藉由依比例地收縮前一多孔層以致於其 毛孔尺寸爲2 n m至1 〇 n m。因此，後一毛孔層具有較 小的毛孔壁厚度及較低的機械強度。當在相同條件下形成 多孔層時，形成於非返化基底上的多孔層傾向於具有較高 多孔性。因此，在處理期間，多孔層可能崩毀或形成於多 孔層上之磊品矽層的品性可能變差。 藉由使用P 1或η 1越底作爲用以形成磊晶矽層於其上 之半導體基底構件、生長磊晶矽厨、接著藉由熱擴散而$ 加磊晶矽暦中的雜質濃度，以執行雜質添加。此外’以雑 質摻雜磊晶矽層，並生畏磊晶矽層。在後一情肜中’可以 選取小·昂貴的仿晶圓以生產半導體基底構件，藉以減少製 造成本。此外，藉山在低濃度基底上形成高濃度摻雜的蘇 晶矽層及接荠將層製成向下.深度（大於磊晶矽層的摩度 )爲多孔的以形成多孔矽層，而许高濃度摻雜的磊晶砍廢 -I 劈 h形成低孔度曆收於低濃度幕底上形成高孔度層。此^ ~ 將使分離能夠發生於高孔度層》

本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 ----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 4443 04 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 Λ7 Β7 五、發明說明（14)

根據本發叨，在慮及多孔結構形成步驟及形成於多孔 矽屑上之磊晶膜的特徵下，包含於要被製成多孔的矽基底 材料的表而檀屮及能控制導電型式之元素（雜質）之濃度 ·- ·般在 5 - 〇x:【Oin/cm3 至 5 . OxlO20/ c m 3，較佳地從]..◦ X 1 0 " / c m 3 至 2 . 0 X 1 0 2 ° / c m 3，更佳地從 5 . 0 X 1 0 1 7 / c m 3 #； 1 . 0 X 1 0 2 n / c m ：i ^ 品品層的原度較伴地從0 . 2 β m至3 0 // m，更佳 地從 0 . 2 β m 至 1 5 // m。 龉由在含還原氛岡的氫氣中對商業上取得的矽品圓執 行熱處理，也吋減少C 0 P密度。含有還原氛圍之氫氣僅 含乜氫或冇氫與稀有铽體（He、N c , A r , X c 等等）之混合氛_。熱處埋溫度較佳地從約9 0 0 t至約 1 2 0 0 t：。雖然壓力並無特別限ί則，但是，龉由降低壓 力可以降低較仕溫度區。 舉例而m ，藉由在H F溶液中陽極處理S 1基底材料 ，可形成用於本發明屮的多孔層2 。多孔層具有海綿狀結 構，於其屮約1 0 1 n m至約1 0 1 n m的直徑之毛孔係 以約1 0 1至約丨0 1 n m之問距配置。密度小於 2 . 3 3 g / c m :ί之単品矽密度。將H F溶液的濃度從 5 0 %至2 0 %變化、改變添加至H F溶液之捫精比例、 或改變屯流密度’可浈密度從2 . 1至0 . 6g/c m 3變 化。此外，藉山預先地調變要製成多孔之部份的電阻係數 及導電型式，4以很據調變的電阻係數及導電型式而改變 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ^ -----1— 訂-----I---竣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -17 - 4443 04 Α7 Β7 五、發明說明（15) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 多孔度。在P型式中及相同陽極處理條件下’非退化越底 (p 或η )具有較小的毛孔尺、彳但是具有大於約一級數 之較人的毛孔密度’因此’比返化®底（P 1或n 1 )具有 較大的多孔度。亦即，龉由改變這些條件’可以控制多孔 度，因此多孔度控制不限於這些方法之一。多孔層可具有 窜層結構或包括具行不丨多孔度之層的堆疊結構。藉由在 退火描底上形成具有返化濃度的嘉·晶砂層’可在表面側之 磊晶矽層中形成低多孔度層’並在基底側的非退化部份中 形成高多孔度層。 用於本發明的非多孔層較佳地可爲單層或堆疊層，堆 Ίί層位括至少選㈡單晶砂、多晶砂、非晶砂等、以及化合 物φ導體之一層，舉例而言，化合物半導體可爲G a A s 、InP、 G a A s P , G a A 1 A s , I n A s , A 1 G a S b . I n G a A S , ZnS、C d S e , C d T e、 S i G e及S i C。非多孔層可具有諸如預先 形成於其屮(場效電晶體）等#導體裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由諸如減壓C V D、電漿C V D、光學C V D、或 Μ 0 C V D (金屬有機C V D )等化學汽相沈積（C V D )、或濺射（包含偏壓濺射）、分子束薛晶生.長、液相生 艮等等，執行多孔層上的非多孔層之形成。 根據本發明’在需要'形成非多孔層之前’將多孔層熱 處埋。 熱處理可在氧化氛圍中執行以防止多孔層的多孔結構 屮有變化，或在還原氛園下執行熱處理以確定地改變毛孔 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18 - 4 443 04 Μ _Β7_ 五、發明說明（16 ) 結楛。 較佳地，在2 0 0 t ·- 700T；下，於氧化氛圍中， 藉i_h熱處理多孔層而執行前者1以使多孔層中的毛孔之内 :农而氣化及以氣化物股遮蓋毛孔壁。 較ί[地，/H 8 0 0 I； - 1 2 0 0 t下，於含存還原氛 阅之氚中，熱處理（氮一烘烤）多孔層而執行後吝，以將 多孔層的表而中的至少…些毛孔密封。 此外，可結合這二個方法以執行氧化氛圍中的熱處理 ，以便氧化毛孔的內壁表面，接著在含有還原氛園之氫中 執行熱處理，以密封多孔屑的表而屮的毛孔。在此情形中 ，在氫烘烤之前，較伴地使川H F溶液以從多孔層的表面 移除氧化物膜。 S ato等已報告藉由氫屮的多孔矽之熱處理，可密封表 ifti 屮的毛孑L ( N . S at〇 e t a 1., J. E1 ec tr〇c hem . S 〇c .， 1 9 95 V 〇 1.丨4 2，p . 3 H 6 )。此現像被視爲表面的重新配置而非 蝕刻。亦即·無限數Η的凹陷及凸出部份會存在於多孔層 的表而上，及大量而力向比晶體層的面方向還高的而會從 -----------1 ί ' --------¥·ίί-----I (請先閱讀背面之泣意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 中在，表用熱毛 氣|1此的。之封 的，因應面理密 圆膜。感表處地 氛物膜能ill面效 原化物熱平表有 還氧化被成的以 柯然氧許形料可 含自然允量材 ， 在除向會能底理 。 移生壁而丛處 高而產障表矽熱 量表會量低於行 能從不能以J11執 而而-之以與由 表原問勅可以藉 ， 還期移而可 。 果氫理的 W 件同 結因處T-, 條相 。 會熱原動的件 露-的矽移烤條 腿理Ιϋιίνf 烘的 而處作表原氫中 表熱原抗矽此观 此,>還對而於處 本紙張尺度1®用中國國家標準（CNS)A4規格（2j〇 X 297公釐） -19- 4 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 t Λ U ΰ A7 _B7 五、發明說明（π ) 孔，/丨」熱處理中，多孔矽的衷而會與構件相面對，該構件 也ίΐ含有砂或砂及碳或碳作爲主成份彳|:1.未含有氧作爲主成 份之材料，藉以限制矽的鈾刻。舉例而言，此構件爲矽、 碳化矽、或氮化矽。 亦即，由於闪熱處邱淸潔表而而開始此現像，所以’ 當哼的卩」然氧化物膜形成於表而上時，熱處理之前，_山 稀釋的氮氟酸蝕刻，可以移除氣化物膜，而較容易地開始 表而屮的毛孔之密封。 丨π造成的多孔層之平滑單晶表面於其中兑冇密封的毛 孔，其π較作地小他m於生產接合的s ο I ，也川' ik產卞 導m裝置。 在木發明屮所使用的第二構件可爲絕緣體、半導體、 或導體。特別的是’其爲玻璃、石英玻璃、藍寶石.矽、 碳化矽、鋁.不_鋼、或樹脂。當要生產301基底時， 第二構件較佳地爲石英玻璃、藍寶石、矽、具冇形成於其 L:之諸如氧化矽等絕緣膜之矽。 根據木發明，當只衍多孔餍及非多孔餍之第一構件興 第二構件接合在一起時，第一及第二構件會經由絕綠層而 較伴地接合。特別是，較佳地，諸如氣化物股等絕緣膜會 形成於非多孔層的表面丨:且絕緣膜及第二構忭的表面會緊 密地接觸及接合在一起。 此外，第一及笫二構件可藉d:i施加黏著劑於它們之間 而接合ft…起。 接合方法乜含將第·及第二構件緊密地接觸在-起之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -20- A7 B7 五、發明說明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 方法，第一及第二構件巳被淸潔以致於呈現疏水及親水性 ;及以黏著劑接合第-及第-:構件並接者硬化黏著劑之方 法。當氧化矽的絕緣表而係要緊密地接觸及接合在·起時 ’在氮或氣離；r植入书少一絕緣表面之後，較佳地執行接 合。 此外，在第一及第一描忭緊密地接觸扛一起之後’較 佳地執行熱處理以增加接合強度。 將於下說明F述二方法作爲從多屑結構移除多孔層以 曝露非多孔層之代表方法，们本發明不限於這些方法。 第·方法包括使用硏磨、拋光、或蝕刻以從背表而移 除第…構件以曝露多孔層。接著，移除多孔層以曝露非多 孔犁品矽屜*> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二方法包括斷裂多層結構的多孔層之內部及/或多 孔層的上和下界面以分離多層結構。特定方法包含施加垂 直於多層結構的接合表而之張力之方法；施加力量至多層 結構的尾端以致於第一及第二構件會彼此分離之方法；於 平行此表面之方向上施加剪力至接合表面之方法（舉例而 Η，在平行於接合表面的面之内以相反方向移動第—··及第 二構件或以相反的_周方向旋轉構件）；在垂直於接合表 而的方向上對此表血施Κ之力法；施加諸如超音波等波能 m至分離區之力法；從多曆結構的側邊以平行於接合表面 的力向將剁離描件（舉例而言，諸如刀子等尖刀片）及/ 或流體插入分離區之方法；使丨I彳滲入作爲分離區之多孔層 屮的物質之擴張能量之方法；將作爲分離區的多孔層接合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2iO χ297公釐） -21 - 4 4 3 04 Λ7 _B7_ 五、發明說明（19 ) 乇桩底及從某底側邊熱氣化基底以擴張多孔層的體積，藉 以執行分離之方法；及使丨y具有離子佈植所形成的微穴之 歷作爲分離區並以茁射照射加熱此磨，藉以執行分離之方 法。也可使丨π脈沖加熱，接著施加熱應力或軟化多孔層之 力法，但是 '本發明+限於這些方法。或者，在作爲分離 區的多孔層接合至基底之後，可從基底的側邊選擇性地蝕 刻基底而不使基底斷裂。 π這些方法屮|將特別地説明使i ti流體之分離。 根據本發明之分離m需的流體流動可蔚_從薄噴嘴注 射加勝流體 '流體也括氣體或液體。爲了將注入的流體轉 換成高速及高腿束，可使州喷水法，其係巾"Water 】et/ vol. 1，no. 1，P.4所介紹。藉巾從噴嘴噴射經高壓泵加壓 至1 0 0至8 0 0 0 k g f / c m 2之加壓水’可取得可用 於木發明中的噴水。藉由使用噴水，能夠切割或處理陶瓷 、金屬、水泥、樹脂、橡膠、或木材（當要切割的材料是 硬的時，硏磨材料會添加至水屮）或是從表面層移除漆股 成足淸洗構件的表而。傳統的噴水之主要效果係移除材料 的…部份。亦即，喷水切刮會從主構件切割一部份’ U漆 膜的栘除和構件衷而的淸潔會移除不需要的部份。當使用 諸如噴水等流體噴射物作爲木發明中的流體流動形成法時 ，藉由對齊分離區與接合表而的側邊及喷射流體噴射物至 此區，可將多訄結構從Λ删邊分離。在此情形中，流體噴 射物會訂先直接注入從多臌結構的側邊曝露之分離區以及 岡繞分離區之第…與第二構件之間的部份°然後，流體噴 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2.10 X 297公釐） --------訂—-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明說明（20 ) 射物做會斷裂具仿低機械強度的分離區以將結構分離成二 個iiu个會損傷第一與第二構件。此外，即使分離區米曝露 似是闪爲某原因ιίιΠ±丨薄層遮蓋，ίΠΙ流體喷射物仍可ΓΤ先移 除或損傷遮蓋分離層的Μ並接著連續地移除曝露的分離區 流體喷射物會让入包括接合的晶_之多牌結構的側邊 中的窄冏隙（凹贤）以將接合的晶圓彼此推離及損毁具哲 易碎結惝之分離Μ以分離品圓，但Μ，傳統上未經常使用 此效果=由於此方法的Η的不是切割或移除，所以，切割 品，片·很少從分離區產生|即使當分離區的材料未由流體噴 射物移除時，仍Μ .个使用硏磨材料或不用損傷分離表曲， 亦可分離多層結構。闪此，此效果被視爲藉由流體的插楔 作m而無切割或抛光作Π]而取得的。因此，當在接合的S 底側邊中有窄的凹陷冏隙時及流體噴射物的注射於分離區 剝離的方向上施加力量時1可加強此效果。爲了充份地提 供此效果，接合的基底之側邊會較佳地形成如凹壁狀而非 ιηι出狀。 藉山利W低機械強度及非常大的多孔層表而積，可選 擇11:地移除從多府結構_露的多孔曆。選擇性移除法包合 使叫抛光或Μ ®之機械法，及使用蝕刻劑之化學蝕刻或化 學乾触刻之力向。 常多孔屑是要由蝕刻劑選擇性地濕蝕刻時，蝕刻劑可 爲4 9 w t . % I_I F的氫氣酸與3 0 w t % Η 2 0 2的 過氣化氫溶液之混合溶液；氫氟酸；氫氟酸與洒精的混合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Ail規格（2.10 x 297公釐） L-------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -23 - A7 ^44304 __B7_ 五、發明說明（21 ) 浓液；E氟酸、酒粘及過氣化氫溶液的混合溶液；緩衝氫 腻酸；緩衝氫氟酸與泗精的混合溶液；緩衝氫氟酸與過氣 化氫溶液之混合溶液；緩衝氫氟酸、酒稍及過氧化氬溶液 _之混合溶液；或Μ緘酸、氮酸及醋酸之混合物。丨ti於在使 川此混合溶液時‘ Π F與II 2 0 2的混合溶液是較佳的，所 以多孔矽對非多孔矽的蝕刻選擇比爲1 0 5或更多。較佳地 添加諸如酒稱等表而m以防止氣泡附茗。 〔S 0 I結構的形成j 雖然根據木發叨之產生具有S 0 I結構的半導體强底 構忭之7」法並無特別限制，似是，該方法特別較佳地用於 執行多孔矽的選擇性蝕刻之方法屮。在此情形中，在形成 多孔矽之前，步階-平台結構會形成於矽基底材料的表面 上，接著，形成多孔層，藉以移除形成於多孔層上的非多 孔單品半導體膜之品性及表面粗糙度。 首先，山氫返火，於矽基底材料1的表面上形成步 階一平台結構。 接著，至少在屮表面上形成多孔矽暦2 (圖5Λ)。 藉山在H F溶液屮陽極處理矽蕋底材料，可形成多孔矽層 〇 多孔矽曆可Μ打單層結描或钽括不同特性的複數層之 取疊結構。 .¾少....非多孔単品f導體膀3會形成於多孔層2之上 (圖5 B )。非多孔單品半導體層3係任意地選自以沈積 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------' < --------^ I-------- (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 4 443 04 Λ7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（22 ) 形成之単1W1砂層及以氣返火使多孔層2的表面層製成非多 孔而取得之丨PI。在多孔砂層的表而於含還原氛_之氫屮被 熱處理以密封多孔表而中的毛孔之後，希望形成非多孔單 _品f導體層3 。毛孔可1丨！熱處理竹效地密封，也熱處理中 1山於矽的蝕刻被限制 > 所以，多孔矽的表丽會面對含有 砂或砂和碳或氮作爲土成丨分似未含氣作爲主成份之材料。 此外，當以熱氧化於甲晶矽層上形成包括氧化矽之絕緣層 4時 > 龉ώ熱氣化以較佳地形成單晶矽暦與嵌入的氧化物 股之問的界而，以具有低界而等級。如圖5 C所示，具有 非多孔單晶矽層3形成於其上之半導體基底的ΐ表面會於 宰溫下與包括矽基底之第二構件5的表面緊密接觸。在緊 密接觸之前，需要執行表面淸潔以從表面移除附著物及外 來物。第二構件可自矽基底、具有氧化矽膜形成於其上的 矽基底、諸如石英及藍寶石等光透射基底中選取|但只要 其要接合的表而足夠平坦及平滑，並不限於這些基底。圖 5 C係顯示第二構忭與矽基底材料經由絕緣層4接合在一 起·但當第二構件不是矽時，可省略絕緣層4 «第二構件 與矽某底材料可經山诚絕緣板接合在一起，因此，能夠形 成三板堆®結構。 接著，移除多孔履2以曝露非多孔單品矽曆3 (圖 5 D )。 也此情形屮，賴ώ硏磨及後續的反應離子蝕刻而移除 矽基底材料1的背表而以曝露多孔層2。接著，移除多孔 Μ 2以曝露非多孔审品矽屑3。 本纸張尺度滷用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------' ------— —訂 *-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 43 0 4 A7 _B7_ 五、發明說明（23 ) 以含有Π F及Η 2 0 2之蝕刻劑選擇性地蝕刻，以移除 多孔屑2。然後，以速率爲非多孔單晶矽的蝕刻速率的 1 0 π倍，執行選擇性蝕刻，可移除多孔矽" | 表而劑可添加至此蝕刻劑，以便防止汽泡的附著。特 別的楚，較佶地使用乙_。 接矜，在含冇還原氛丨别的氚中執行熱處理以減少單品 矽府的·濃度及使其表而7卜圳化（關丨5 F )。當單品矽病 的高·濃度區域限制於表而的近處時或常不需要減少翻 濃度I丨ΐ，刖可他圯拋光以移除表而暦以便使表面平滑化。 _ 5 f係期示m取得的半導體基底構件。在整個晶圓 1.具冇人面桢之π圯和均勺的薄m品矽胶3會經山絕緣層 4而形成於第二構件5上。以此方式収得的半導體基底構 件可較地）11於商也絕緣的電子裝置。 接著，將參考圖6 Α至6 Η，說明產生另一半導體基 底構件之方法。 如圖6 Α所示，製備具有表面10之矽基底材料，表 ιίιΐ 1 0未具冇步階一平台結構。 如圖6 Η所示，藉山氫返火I於矽基底材料1上形成 具冇步階1 :1及平台]2的步階-平台結構之表丽。 接著，於氫退火表而上形成多孔層2 1及2 2 (圖 6 C )。藉山在II F溶液中陽極處理矽基底材料，形成多 孔矽層。 舉例而言，呵以改變范流密度以將毛孔密度增加約一 級數但減少毛孔尺寸，藉以収得高多孔度。亦即，能夠形 私紙張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格（2〗0 X 297公釐） ------------ I --------訂-------- - ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -26- 43 〇4 Λ7 B7 五、發明說明（μ) 丨没位於接近磊品矽胯之 多孔度層2 及低多孔度 層 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至少一非多孔單品T導體層3會形成於低多孔度的多 礼拇2〗之上（圖6 D )。以沈積形成單品矽層或使多孔 如2 1的表面屑製成非多孔的’可隨意取得非多孔單晶平 導體層3。在多孔矽層2 1的表而巳於含還原氛園之氫中 熱處即以密封多孔衷面中的毛孔之後，需要執行非多孔單 品半導體曆3的形成。藉由執行熱處理，可有效地密封毛 孔，在熱處珊屮，多孔矽會而對包括主諸如矽、s i C或 S i N戽柄料β構件’籍以限制砂触刻。此外，如圖6 e 所示’藉Itl熱氧化，於單晶矽曆上形成包括氣化砂之絕緣 層4。 如丨ϋ丨丨6 F所不’非多孔ifi品砂層會於室溫下胞第二構 件5的表面緊密地接觸。在接觸之前，需要淸潔砂層及第 ~-構件以從表而移除附著物及外來物。 圖6 F係顯示接含至第二構件之非多孔矽層。 如圖6 F所示，在多孔層處分離多層結構。如上所述 ，分離方法包含施加外部壓力之方法，舉例而高壓，張力 、剪力、或插衩作阳；施加超音波之方法；加熱方法；氧 化多孔矽以將其從其圓週擴張以使其遭受外部壓力之方法 ;脈沖加熱法，施加熱應力或軟化：或插入諸如噴水等流 體楔之方法。但是，本發明未限於這些方法。藉由提供具 仿卨及低多孔搜屑等二赠，可形成多孔Μ，接著藉由斷裂 接近卨度多孔度層2 2與低多孔度曆的界面處之高多孔度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） --------------I-----^ ) I H ---- (請先閱讀背面之注急事項再填寫本頁) -27- 4 44 3 0 4 Α7 Β7 五、發明說明（25) 暦2 2 ，可分離多Μ結構。 接著，藉由蝕刻以移除非多孔層3的表酣上之餘留多 孔屑2 1 (圖6 Η )。蝕刻多孔屑的方法類似於上述。當 '餘留在非多孔屙3上的多孔矽歴2 1是非常地且均勻地薄 時，無需触刻多孔曆。 接著，在汽有還原氛岡之氫中對此結構執行熱處理以 減少非多孔單品矽屑3的砸！濃度及使其表而7Ρ坦化。當軍 品矽層中的萵晒濃度之區域被限制在表而的近處時或當不 需要減少·濃度時，可使用抛光以移除表而層，龉以使表 而平坦化。 闪此，會經山絕緣層4而於第二構件5上形成在整個 晶關上具有大西積之平坦的及均勻的薄單晶矽膜3 。以此 力式取得的S ◦ I基底可較佳地用以產生絕緣的電子裝置 當餘留在分離的矽基底材料1上的多孔層2 2是不需 要時，將其移除。當表面粗糙且表而平坦度無法令人接受 時，則將表面平坦化她接著再使用平坦化的矽基底材料1 作爲新的矽基底材料1或作爲第二構件5 。藉由形成具有 :層配遛之多孔層及減少高多孔度層的厚度，多孔層幾乎 不會餘留在矽丛底材料1上。因此，藉由在含有還原氛圍 之氫中執行熱處理，可使表面平滑而無須執行使用抛光之 移除處理或蝕刻矽基底材料1的表而上之多孔層，以致於 可再度使用處ΐ1卩過的構件作爲第一 Τ導體底構件。 將參考圖7 Α至7 Η 1說明產生另一半導體基底構件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- ^44304 Λ7 137 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（26) 之方法。 如圖7 A所不，製備不具有步階-平台結楛之矽基底 材料1 。 ' 如圖7 B所示，將磊二生Μ處理應用至矽基底材料的 表面以形成器冇包括步階-平台結構之表而的磊晶層1 3 〇 在表面上的步階-平台結構不會被消除之條件下，淸 潔表ιώ，IL Μ打少階及平台之主表面會被製成多孔的（圖 7 C )。藉由在Ιί F溶液ι|Μ場極處理矽基底材料，可形成 多孔矽層。 藉山預先地調變要製成多孔的部份之電阻率及導電型 式，則多孔度可根據調變的電蛆率及導電型式而變化。 因此，低多孔度屑2丨會形成於接近表面的磊晶矽層 之部份屮，然後，高多孔度層2 2會形成於矽基底材料的 部份中，矽基底材料係非退化基底。 至少一非多孔單品半導體層3會形成於低多孔度的多 孔屑2 1之上（圖7D)。在多孔矽層的表面於含有還原 氛圃之氫屮被熱處理以密封多孔表而中的毛孔之後，需要 形成非多孔單品半導體層3。藉由執行熱處理，可有效地 密封毛孔，在熱處理中，多孔矽的表面會與包括含有諸矽 、SiC或SiN等作爲U成份但未含氧的材料之構件相 而對以限制矽蝕刻。此外，如圖7 Ε所示，藉由熱氧化， 以在軍品矽層上形成氣化砂層4。 饥I圖7 F所示，矽基底材料"勺主表面會於室溫下與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） · —--------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -29- 〇

A 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（27 ) 第二構件5的表而緊密地接觸，矽基底材料1具有非多孔 軍晶矽層3形成於其上。在接觸之前，需要淸潔菡底材料 與第二構件以從表fill移除附著物及外來物。將要接合的表 _而充份地平坷化及平滑化。 從矽丛底材料1的竹而硏磨矽驻底材料1並使孔接受 反應離f蝕刻以移除非多孔単二矽® 3 « 错由混合的H F與Η 2 ◦ 2之含水溶液執行選擇性蝕刻 ，可如所需般地移除多孔屙。 接著，在含彳j還原氛園之氫屮對此結構執行熱處现以 減少単品矽屑的濃度及使其表而平坦化。當單品矽層屮 的G _濃度之區域被侷限於表面的近處時或當不需要減少 翻濃度時|可使用抛光以移除表而層，鞀以使表而平坦化 囚此|如圖7 Η所示1平圯及均勻的薄單品矽膜3會 經山絕緣層4而形成於第二構件5之上。 〔實施例1〕 將具冇0 . 0 ] 5 Ω c m之電阻率的摻雜硼之8吋（

1 0 0 )矽品_安裝於直熱處理爐屮及在1 J_ 0 0 t： T 於氫氛_中熱處理_ -小時。然後，在氫氛圍中冷卻矽品Ifi丨 及從6 0 0 °C的爐中取出矽晶圓。當以原子力顯微鏡觀測 取出的品圆表而時，觀察到原子步階之問具苻約2 0 0 n m的叫隔之步階-平台結構。在4 9 w t . %的H F濃 度與乙醉以2 : 1的比例温合之氫氟酸溶液屮，陽極處理 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公t ) I --------訂---------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -30- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 /it Λ A r i r \ Ji r -+ ^ ο u a Λ7 B7 五、發明說明（28) 此表面以在品_表而上形成具ί/ 1 0 # m厚的多孔矽。 接著，作4 ο 〇 ‘c下·於乾氧m _中熱處理品圖一小 時以使多孔矽層中的毛孔之側壁及多孔矽層的表面氣化。 U柯多孔矽形成於其丨.：之矽晶圓會安裝置於磊晶生長裝置 I ί_ί花K述條件下使⑴c V D法以形成磊晶矽屑。 生Μ溫度：9 0 0 t: 生長壓力：8 Ο T 〇 r r 氣體成份：Η 2 ; 2 3 0升/分鐘 S 1 Η 2 C 1 2 ; 0 . 4 升/分鐘 股厚 ：0 0 5 i/ m 此樣品會浸於Π F與Η 2 Ο 2的混合溶液中3 0分鐘， 及使用Nomarsk!差動干涉顯微鏡，小心地觀測樣品以找出 1 / c m 2頻率之四陷區，凹陷區係假定當HF — H2〇2 混合液穿透磊晶矽層以腐蝕多孔矽層時會形成的。 另…方丽，常在形成多孔層之前未於氫屮熱處理矽品 圓時（比較實施例），類似的凹陷區會以2 / c m 2之頻率 出現。因此，在形成多孔曆之前，藉由氫中熱處理，可改 進磊品丨技的品質。 〔實施例2〕 將具有0 . 0 1 5 Ω c m fS阻率之摻雜删的8吋（ 1 0 0 )矽晶圆安裝於商業上可取得之葉對葉型磊品生長 裝置中，i添加至氫氣屮的S 1 2 Η 2 C 1 2會供應至裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM·!規格（210 X 297公釐） ---- I -------訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -31 - 4 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制Λ 4 3 0 4 A7 _B7_ 五、發明說明（29 ) 以沈秸1 0 // m挖的磊品矽Μ。當使用原子力顯微鏡觀察 從裝瞪中取出的品_之表而時，可觀察到原I"•步階之間具 有約2 0 0 n m的間隔之步階—平台結構。使用S I M S 法，童測到的磊品矽層之氧濃度爲5 X 1 0 1 7 c m 3。 將此表而氕化，及在4 9 w t . % Ι_ί K濃度與乙醑以2 :1混合的氫Μ酸溶液中，將其製成多孔的以在晶圓表面 上形成Μ冇5 y ηι厚度的多孔矽屑。 接著，在3 0 0 °C下，於乾氧氛圍屮，將品圓熱處邱 二小時，以氣化多孔矽厨中的毛孔之側壁及多孔矽層的表 而。將此樣品没於1 · 2 w t · % 11 F的H F溶液中 2 ◦秒，接著以i離：Γ水將Κ潤濕1 0分鐘。 作乾燥之後，將此樣品安裝於磊品生長裝置中及藉由 使用C V D法以形成磊品矽層。 生長溫度：1 0 4 0 nC 生長壓力：7 6 ◦ T ◦ r r 氣體成份：Η 2 ; 2 3 0升/分鐘 S丨H 2 C i 2 ; 0 . 4升/分鐘 膜厚 ：0 . 0 5 // m 此樣品會浸於Π F與Η 2 0 2的混合溶液中3 0分鐘， 及使用Nomiuski差動千涉顯微鏡，小心地觀測樣品以找出 0 . 2 / c m 2頻率之四陷區，凹陷區係假定當H F — II 2 0 2混合液穿透磊品矽屑以腐蝕多孔矽層時會形成的。 另…方而，當在形成多孔層之前末執行磊品生長時（ 本紙張尺度適用中國囹家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -32 - 4443 〇4 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3〇 ) 比較實施例），類似的凹胎區會以2 / C m 2之頻率出现。 闪此，在形成多孔厨之前，鉛山氫中熱處理，可改進形成 於多孔層上之磊品層的品質。 [實施例3〕 將具饤1 Ο Ω c m屯附率之摻雜冇硼的8吋（1 0 0 )矽品圓慰於商業上可収得的葉對葉型磊晶生長裝直屮。 將S i H 2 C丨2與作爲戦送氣體之氫氣一起導入，又將 U 2 Η 6添加至導入的氣體，i:l.將混合氣體供應給裝置以沈 稭具冇3 X 1 0 R / c m 2的翻濃度之〇 . 5 // m厚的磊品 矽層"當使用原子力顯微鏡觀测從裝置中取出的品圓時， 觀測到原子步階之間約2 Ο Ο η ηι的間隔之步階-平台結 構。此外，在4 9 w t . % H F的氫氟酸與乙醇以2 : 丄比例混合之溶液中，將品圓表而陽極化，以在表面上形 成1 Ο μ m厚的多孔矽層。在4 0 0 t下於氣氛閥中，將 矽品關熱處现一小時，接著，將其浸於1 . 2 5 w t % H F的II F溶液中3 0秒以移除形成於多孔層的表面上及 接近它之很薄的氧化物膜。接著，以水完全地淸潔品圓並 將Κ乾燥。接著，將這些矽品Κ丨安裝於包括石英爐管之乖 11:1熱處理爐。圖8係剖面視圖，顯示具有矽品圓安裝於 中之难直熱處理爐。在關8中，數字120標示石英爐 管，数宇1 2丨標示載而'矽品BI之S i C船，而數字 1 2 2標；κ導入氣體。以加熱器自外部加熱爐管1 2 0 ( 未顯示於_示屮）。氣體1 2 2會從爐子的頂部向下流至 本紙張尺度適闬中因國家標準（CNS)A4規格（210x 297公t ) ---------訂.-------I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -33- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 444304 A7 B7 五、發明說明（31 ) 其底部。如圖8所示，晶圓1 2 3以水平狀態及品_之間 約6 m m的問隔之方式安裝於S i C船上，以致於一矽晶 圓的背而會而對另·砂品0的多孔屑之表面且晶圓的Ψ心 與爐管的屮心線對齊。關於仿品_，商業上可取得之無 多孔暦形成於jU:.的矽品丨⑶丨2 4會以扣同問隔置於具有 多孔丨Μ形成於丨ΐ上的上矽品圓之上。在爐中的氛園會山氚 収代，I I.溫度會上升至1 1 5 Ο X：並維持二小時。接著’ Ηί將溫度降低i從爐中収出晶關。然後，使用電子顯微鏡 觀察B有多孔Μ形成於其上的晶岡表面，未發現餘留的毛 孔。 丨W這些品圆安裝於磊晶士長裝置中及在下述條件中形 成單品矽層。 生長溫度：1 0 8 Ο ΐ 生Μ壓力：760 T 〇 r r 氣體成份：Η 2 : 2 3 0升/分鐘 S 1 H 2 C ί 2 ; 〇 . 4 升/分鎚 股厚 ：2 π m 這些樣品會接受缺陷顯示蝕刻，接茗使用光學顯微鏡 觀察，發現堆®的缺陷密度爲3 X 1 0 3 / c m 2。 W —力而，當在形成多孔曆之前未形成磊晶矽層時〔 比較實施例），堆鹽缺陷密度爲1 . 2 X 1 0 4 / c m 2。 〔實施例4〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------- --------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -34 - ^ 443 04 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（32) 將：U打0 . 0 1 5 Ω c m的電咀率之摻雜的8吋（ 1 ϋ 0 )矽品_安裝於垂直熱處理爐中並於氫氛圍屮於 1 1 0 0 t：將其熱處理i小時。在氫氛園中將溫度降低， 及從6 0 0 t下的爐屮収出品_。當使用原子力顯微鏡觀 察取出的晶圖之表而時|觀察到花原子歩階之問貝有約 2 0 0 n m的問隔之步階-平台結構。此外，藉由使用二 次離子質譜儀（S I M S )以Μ測·濃度的深度方向之分 佈，從表面向下5 " m的深度，翻濃度爲5xl0ls/ c ηι 3。此外，在4 9 w t . % H F濃度與乙醉以2 : 1 比例混合之氳氟酸溶液中，陽極處理晶圖表面1以在表而 上形成1 Ο V m厚的多孔矽歷。於4 Ο Ο I：下，在氧氛圍 中，熱處理矽晶圓一小時，接著將其浸在1 · 25wt% H F的Π F溶液中3 0秒，以移除形成於多孔層的表面 丨-：及接近它之非常薄的氕化物膜。然後，以水完全地淸洗 品圓及將其乾燥。接著，將這些矽晶圓安裝於包括石英管 之垂苡熱處埋爐中。氣體曾從爐了的頂部流至其底部。如 圖8所示，晶_以水f狀態及晶圓之間約6 m m的問隔之 方式安裝於S丨C船I:，以致於一矽晶_的背面會而對另 '矽品画的多孔屑之衷面li晶_的屮心會與爐管的中心線 對齊。關於仿晶圆，茼業上可取得之無多孔屑形成於其上 的矽品圓會以相同問隔置於具柯多孔層形成於其上的上矽 品_之.L·。在爐屮的氛障丨會ώ氫取代，且溫度會上升至1 1 5 Ο Τ：並維持二小時。接著，W將溫度降低1:1.從爐中取 出品圆》然後|使用電Λ顯微鏡觀察具有多孔層形成於其 本紙張尺度適Ώ令國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） i.-----------------If---訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -35- 4 443 〇4 Λ7 B7 經濟郤智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（33) 的晶圓表面，未發現餘留的毛孑L 。 〔實施例5 ：) ' 將Μ有0 . 0 1 5 Ω c m的電附率之摻雜姗的8吋（ 1 ◦ 0 )矽品0安裝於坰商熱處埋爐中並於氫氛_中於 1 1 0 0 t將其熱處理1小時》在氫氛圃中將溫度降低， 及從6 Ο Ο ΐ下的爐中収出品_。當使用原子力顯微鏡觀 察取出的品圖之表而卟|觀察到在原子步階之間具有約 2 0 0 n m的冏隔之步階-平台結構。此外，藉由使用二 次離子質譜儀（S ί M S )以量測翻濃度的深度方向之分 佈，從表而叫下5 " m的深度，画濃度爲3 X丄◦ η / c m 3。此外，在4 9 w t . % H F濃度與乙醇以2 : 1 比例混合之氤氟酸溶液屮，陽極處理晶圓表面，以在表而 上形成1 Ο V m厚的多孔矽層。於4 Ο Ο T：下，在氧氛圍 中，熱處理矽晶圓一小時1接著將其浸在1 . 2 5 w ί % H F的H F溶液中3 0秒，以移除形成於多孔層的表而 上及接近它之非常薄的氧化物膜。然後，以水完全地淸洗 晶圓及將其乾燥。接著，將這些品圓安裝於葉對葉型磊晶 生長裝置中。將S i Η 2 C 1 2與作爲載送氣體之II 2 —起 導入裝置以在9 0 Ot：及8 OTo r r下沈積2 β m歷的 磊晶矽層。這些樣品會接受缺陷顯示蝕刻，接著使用光學 顯微鏡觀察，發現晶體缺陷密度爲2 X 1 0 2 / c m 2。 〔實施例6〕 本紙張尺度適用中國园家標準（CNS)A'l規格（210 X 297公釐） _ ' --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -36- 4443 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員工湳費合作杜印製 五、發明說明（34) 將具有0 . 0丄5 Ω c m電丨511率之8吋（1 0 0 )矽 品P置於商業上可取得的葉對葉型磊品生長裝置屮。將添 加至氫氣之S 1 Η 2 C 1 2，供應至裝置以沈積0 . 5 // m

厚的磊品矽Μ。將這些Μ 10安裝於垂直熱處理爐中並於 丨.1 0 0 t Κ於爐中將其熱處理二小時。當使）丨彳電户顯微 鏡觀察從爐中収出的的品圓之表丽時，觀測到原子步階之 問有2 0 0 n m的問隔之步階-平台結構。此外，藉由 使用二次離子質譜儀以量測刪濃度的深度方向之分佈，從 表而向下5 /i m的深度，删濃度爲5 X 1 0 1 8 / c m 1。 此外，在49wt .% HF濃度與乙醇以2:1比例混 合之氫氟酸溶液中，陽極處理品圓丨表面，以在表面上形成 1 0 // m厚的多孔矽暦。於4 ◦ 0 °C下，在氣氛圍中，熱 處理矽品圓…小時，接著將兴浸在1 2 5 w t % H F 的H F溶液中3 0秒，以移除形成於多孔層的表面上及接 近它之非常薄的氧化物膜。然後，以水完全地淸洗晶圓及 將其乾燥。接著，將這些品ΕΙ安裝於葉對葉型磊品生長裝 置屮。將S 1 H2C ί 2與作爲載送氣體之Η2 —起導入裝 閭以在90CTC及80丁〇 r r下沈積31 On m 土 5 n m的平均厚度之單品矽膜。將矽品圓安裝於氧化爐中 ，及使川具有氧及氫之燃燒氣體以將單品矽膜的表面氧化 以形成2 0 0 n m厚的氧化矽股。藉由此氧化，帶晶矽膜 的厚度變成2 .1. 0 π ni。此砂品圖及第一妙晶圓會接受通 常用於矽裝置製程之濕淸潔’以形成淸潔表面，接著將它 il"J接合也一起。將接合的矽品圓安裝在熱處理爐中並於 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --I-------t I --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -37- A7 4443 04 _B7_ 五、發明說明（35 ) 1 1. 0 0 t下於其中將接合的矽品圓熱處理一小時以加強 接合的表面之黏合強度。在氮與氧的混合區中’增加溫度 ，及以氧取代此熱處邱氛_，接茗，由具有氣和氫的燃焼 '氣體収代，在1 1 0 0 't下維持…小時，接著在氮氛岡屮 減低溫度。硏磨矽品_組的第-矽品圓之背表面以曝露多 孔矽。將硏磨的晶0浸在II F與過氣化氫的混合溶液中以 錯山蝕刻移除多孔矽，並以濕淸潔將其完全地淸潔。單晶 矽股會與氣化矽股一起轉移至第二矽晶_以產生s 0 I晶 圆。常以π而屮]0 n m品丨迎格點量測轉移的單品矽之股 厚時，平均膜原爲2 1 0 n in而變異爲± 7 n m。此外， 常使丨1_]原-Γ力顯微鏡以2 5 6 X 2 5 6 fi測點童測1 // m 及5 0 /i m平方内的表而粗糙度時，表而粗糙度分別爲 10-1 n m )A 9 . 8 n m 均方粗糙度（R r m s )"此 外，當以二次離f質譜儀M測硼濃度時，単晶矽膜的硼濃 度爲〗_ · 2 X 1 0 1 8 / c m 3。以氫氟酸蝕刻’以移除每 一 S 0 I晶IW的背而上之氧化矽膜，接著，將道些品Μ安 裝於垂直熱處理中。氣體會從爐子的頂部向下流至其底部 。品園以水平狀態及品β|之間約6 m m的問隔之方式安裝 於S i C船丨：，以致於一 S 0 I晶圓的背而會而對另一 S 0 1品國的S ◦ I層表面Π.晶圓的中心會與爐管的屮心 線對齊。商業上可取得矽品冏會作爲仿晶而以相m丨丨」隔 踣於旧端S 0 I品圓之上。ύ:爐中的氛圍會由氬取代，丄丨. 溫度會上升至1 1 0 0 °C並維持四小時。接界，再將溫度 降低j」.從爐中収出品_。 本紙張尺度適ffl中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟郤智慧財產局員工消費合作社印製 -38- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 443 04 A7 B7 五、發明說明（36) 在熱處理之後，使用原了力顯微鏡觀察單品矽膜的表 而籼糙度。當多孔屑lili對矽以密封其毛孔時，在1 m平 方中的均方m糙度（R r ni S )爲〇 . 1 1 n m及在5 0 _m平方爲〇 . 3 5 η i n ，Μ表不表而與商業L·可収得的 矽品關之表而-_般平沿。 在熱處埋之後…也使iii二次離子質譜儀以Μ測苹晶砂 膜的濃度。發现量测部份屮的_濃度減少至5 X 1 0 1 5 / C 111 Ί或更少，且此範園係在可適當地產生裝置之等級。 〔實施例7〕 將Β有L Ο Ω c m電阻率之ρ型8吋（1 0 0 )仿矽 品_岡於商業丨：呵取得的葉對葉沏磊晶生長裝置中，並將 添加至氣氣之S i Η 2 C丨2與13 2 H e供應給裝髖以沈積 0 . 5 // in挖的磊品矽層。當使用原：Γ·力顯微鏡觀測從裝 遐中取出的晶圓表面时，觀测到原子歩階之間約2 0 0 n m的冏隔之步階-平台結構。此外，藉闲使用二次離子 質譜儀以量測廻濃度的深度方向之分佈，從表而向下至 0 . 5 " m的深度之_濃度爲5 X 1 0 1 8 / c m 13。再者 ，花4 9 w t . % II F濃度的氫氟酸與乙醇以2 : 1比 例混合之溶液中1將品_表面陽極化1以在表而上形成 0 . 7 // ill厚的多孔矽層。使用掃瞄式電子顯微鏡且觀察 所形成的多孔矽屑之剖而，發現從表而層中的表而至 0 . 5 // m深度形成彳_了低多孔度厨且在低多孔度曆之下向 下0 . 2 β in的深度形成有卨’多孔度層。在4 0 0 t：下於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4覘格（210 * 297公釐） ----------------------訂·-------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -39- 4 44 3 04 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（37 ) 氣氛岡屮，将矽品圓熱處迎一小時，接茗，將其浸於 1 . 2 5 w 1 % H F的H F溶液中3 0秒以移除形成於 多孔層的表面上及接近它之很薄的氧化物膜。接著’以水 '完全地淸潔晶圏並將Κ乾燥。接著1將這些矽晶圓安裝於 葉對葉咽磊晶也長裝置屮並於1 1 0 0 °C下於Η 2中烘烤-分鐘。然後，將S】2 Ii 2 C 1 2導入Η 2載送氣體屮，且二 氯矽烷或矽烷添加至9 0 0 °C之氫氛_中作爲矽氣體源以 迮多孔矽上形成平均厚度3 1 0 n m ± 4 n m之單晶矽膜 。從磊品也長裝酋屮取出矽品_並將其安裝在_化爐中1 於j l;小使）丨j具有氣及氫之燃燒氣體以使単品矽脱的表血氧 化，龉以形成2 0 0 n m挖的氧化矽膜。藉巾此氣化，單 乩矽膜的厚度變成2 1 0 η m。此矽晶圓與在整個表而上 由熱氣化形成冇2 0 0 n m厚的氧化矽膜之第二矽品圓均 會接受通常用於矽裝置製程之濕淸潔，以形成淸潔表面， 接著將它們接合在一·起。將接合的矽晶圓組安裝於熱處理 爐屮並於爐屮於1 ] 0 0 t卜·將它們熱處理一小時以加強 接合表面的黏合強度。在氮與氣混合屮增加溫度，.1:1.此熱 處理氛圍會山氣取代，接著山氧與氫的燃燒氣體取代，在 丄1 0 0 t：下維持 '小時，接著在氮氛圃屮降低溫度。當 從矽品園的側邊對著矽品圓組注入噴水時，流體楔的作用 會於萵多孔度的多孔屑處分離矽晶圓組以使多孔層曝露。 第二矽晶圓側的分離晶_龠浸人於氫氟酸與過氣化氫的混 合溶液屮以藉由触刻移除多孔矽，以濕蝕刻將其完全地淸 潔。m品矽脱會與氣化矽股一起轉移至第二矽晶圓以產生 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS)A·!規格（2】0 X 297公:S ) I' I ----I --------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -40 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4443〇4 A7 Β7 五、發明說明（38) S Ο I晶圓。常以平面內1 0 ill m晶格點量測轉移的單品 矽之膜厚時，平均膜厚爲2 1 0 n m，變異爲± 5 n m。 此外，當使用原子力顯微鏡以2 5 6 X 2 5 6量測點量测 _ 1. // m及5 0 /z m平方内的表而粗糙度時1表面籼糙度分 別爲1 0 . 1 n m及9 . 8 11 ηι均方粗糙度（R r m s ) 。此外，當以二次離f!譜儀m測硼濃度時，甩晶矽膜的 濃度爲1 - 2xl018/c m Ί。以氫氟酸蝕刻移除每 - S 0 I晶ISi的背表面上之氧化矽膜，接著將S ◦ I晶圓 安裝於包括石英爐管之亜直熱處理爐中。氣體會從爐的頂 郃流至其底部。如圖8所示，品圓會以水平狀態及品圓之 間約6 . 3 m m之間隔安裝於S 1 C船屮，以致於一 S 0 I晶圓的背面會而對另一 S 0 I晶圓的S 0 I層表而 i]品圓的中心會與爐管的中心線對齊。商業上可取得的矽 品圓會作爲仿晶_，以相同問隔置於頂端S ◦ I晶圓之上 。在爐中的氛圆會山氫取代，且溫度會增加至1 1 0 ◦ "C 並維持四小時。然後卩ί度減少溫度及從爐中取出晶圓。再 度量測S ◦ I層的股厚》在所有晶圓中，S 0 I晶圓的膜 厚減少量爲1 n m或史少。 在熱處理之後，使⑴原子力顯微鏡量測單品矽膜的表 面祖糙度。在1 // m平方中的均方粗糙度（R r m s )爲 〇 , 1 2 n m ，在5 0 y η_ι平方中爲◦ · 3 4 ti m，這意 指表面與商業上可取得的砂晶圓之表面一般平滑。在熱處 理之後，也使H」二次離子質譜儀Μ測單晶矽膜的删濃度。 發現刪濃度降低至5 X 1 0 1 5 / c m Ί或更少，此爲可適 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -41 - A7 B7 443 〇4 五、發明說明（39) 常地生產裝罔之等級。 以蝕刻移除餘留在分離的第一矽品圓之表而上的多孔 矽，收將這些品安裝在包抗石英爐管之萌直熱處理爐中 。氣體會從爐的頂部流卡其底部。如圖8所示，晶圓會以 水平狀態及品關之問約6 . 3 m m之間隔安裝於S 1 C船 屮，以致於一品IHI的背而矜面對另一品圓的表而且晶0的 屮心會與爐管的屮心線對齊。商業L可取得的矽晶圆會作 爲仿品IHI 1以同冏隔置於頂端晶圓之上。在爐中的氛圍 會[1:1氫取代，1丨.溫度會附加至1 1 0 0 T；並維持四小時。 然後卩ί度減少溫度及從爐1丨1取出晶_。 花熱處即之後，使用原子力顯微鏡量测單晶矽膜的表 面粗糙度。在1 // m平方屮的均方粗糙度（R r m s )爲 0 . 1. 2 n m，在5 Ο β平方中爲0 . 3 4 n m，這意 指表而與商業上可収得的矽品匪之表面一般平滑"此外， 以白光照射品圓表面並以視覺觀察散射光，未發現諸如璇 渦等圖案。當這些晶_作爲第…·矽品_以接受上述處理時 ，可以類似地產生SO I晶圓。藉由使用（1 ◦ 0 ) S 1 P -仿基底作爲第一某底，可取得類似結果。 〔實施例8〕 將η 型8吋（1 0 0 )仿矽晶圚置於商業上可取得的 葉對葉沏磊品生Μ裝置屮，並將添加至氬氣之 S 1 Π 2 C 1 a與Ρ Η 3供應給裝置以沈積0 . 3 ν m厚的 磊品矽Μ。當使fl丨原子力顯微鏡觀測從裝置屮取出的晶圓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） L--------------------訂--------- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -42 - 1' 4443 〇4 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（40 ) 表而時，觀测到原子步階之問約2 0 0 n m的問隔之步階 -平台結構。此外，藉巾使用二次離子質譜儀以量測磷濃 度的深度方向之分佈，從表面向下至0 . 3 e m的深度之 鱗濃度爲2 X 1 0 1 8 / c m ^。再者，在4 9 w t . % H F濃度的氣氣酸與乙醉以2 : 1比例混合之溶液中，將 品圓丧血陽極化，以作表而i?.形成1 V m晾的多孔矽層。 使用掃瞄式電子顯微鏡1L觀察所形成的多孔矽層之剖面1 發現從表而屑屮的表血至0 . 3 v m深度形成有低多孔度 暦Λ在低多孔度層之下向下0 . 7 v m的深度形成有高多 孔度層。在4 0 0 t下於氧氛中，將矽品_熱處理一小 時，接t，將其浸於1 · 2 5 w t % II F的II F溶液中 2 0秒以移除形成於多孔層的表而上及接近它之很薄的氧 化物膜。接著，以水完全地淸潔晶圆並將其乾燥。接著， 將這些矽品圓安裝於葉對葉型磊品生長裝置中並於 1 1 0 0 °C下於Η 2中烘烤一分鐘。然後，將 S 1 2 II 2 C 1 2導入Η 2載送氣體中，且二氯矽烷或矽烷添 加至9 0 之氫氛圆屮作爲矽氣體源以在多孔矽丨：形成 平均厚度3 1 (〕n in ± 4 n m之單晶矽脱。從磊品生長裝 置屮収出矽品IM丨並將其安裝在氧化爐屮’於其中使用具冇 氣及氫之燃燒氣體以使單品矽膜的表而氧化’以形成 2 0 0 η m哼的氧化矽膜。龉山此氧化，琪晶矽膜的厚度 變成2 ]. 0 n m。此矽品IMI與在整個表面上ώ熱氧化形成 耵2 0 0 n m厚的氕化矽脱之第二矽晶Hi均會接受通常JIJ 於矽裝匮製程之濕淸潔，以形成淸潔表而，接著將它們接 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -43-

A 43 04 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（41 )

合/〗：一起。將接合的矽晶關組安裝於熱處理爐屮並於爐中 於1_ 1 0 0 t：下將它們熱處即一小時以加強接合表而的黏 合強度。/1:氮與氧混合屮增加溫度·且此熱處邱氛圃會由 '氣取代，接著山氣與氙的燃燒氣體取代，在1 1 0 0 "C F 維持此狀態·小時，接著花氮氛圍Φ降低溫度。當從矽晶 圓的邊對著矽晶_糾注入噴水時，流體楔的作用會於高 多孔度的多孔屑處分離矽晶圓組以使多孔層曝露。第二砂 品丨β丨側的分離品圆會浸人於氫氟酸與過氣化氫的混合溶液 屮以龉出蝕刻移除多孔矽，並以濕蝕刻將其完企地淸潔。 屮品矽股會與氣化矽股一起轉移至第二矽品丨Ml以產也 S Ο I晶0。當以平Iffi內1 0 m m晶格點景測轉移的單品 矽之膜厚時，平均膜哼爲2 1 0 n m '變異爲± 5 n m。 此外，當使⑴原子力顯微鏡以2 5 6 X 2 5 6量測點量測 1 β m及5 Ο // m平方內的表面粗糙度時，表面粗糙度分 別爲1 0 . 1 η η!及9 . 8 η ιώ均方粗糙度（R r m s ) 。此外，當以二次離子質譜儀Μ測硼濃度時，單晶矽膜的 删濃度爲1 · 2 X 1 0 1 8 / c m 3 »以氫氟酸蝕刻移除每 ---SO I品圓的ΐϊ表面上之氧化矽膜，接著將S 0 I品圓 安裝於钽括石英爐管之垂直熱處理爐中。氣體會從爐的頂 部流至其底部。如圖8所示，晶圓會以水平狀態及晶圓之 問約6 . 3 m m之問隔安裝於S 1 C船中，以致於-S 0 I品圓的背ifi]會面對另一 S ◦ I晶E丨的S 0 I曆表而 丄丨.晶圓的屮心會與爐管的中心線對齊。商業^可収得的矽 晶圓會作爲仿晶圓，以相同間隔置於頂端S 0 1 ,½圓之上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） J---'---------裳--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -44 - A7 4443〇4 B7_ 五、發明說明（42 ) 。在爐中的氛園會山氫取代，丨丨.溫度會增加至1 1 0 0 °C 砣維持四小時。然後再度減少溫度及從爐中取出晶_。β 度Μ測S ◦ I暦的股厚。在所冇晶III中，S 0 I晶圓的膜 '原減少®爲1 n in或迟少。 在熱處埋之後，使）lj原子力顯微銳量測單晶矽膜的表 iiii m糙度。/H _L β m屮方屮的均力粗糙度（R r m S )爲 0 . 1 2 n m ，扑：5 Ο μ in平方中爲0 . 3 4 n m ，這意 指表而與商業上可取得的矽晶圓之表面一般平滑。在熱處 繩之後，也使用二次離子質譜儀量測單晶矽膜的硼濃度。 發现_濃度降低至5 X 1 0 ^ / c m 3或更少，此爲可適 當地土產裝置之等級。 以蝕刻移除餘留在分離的第一矽晶圓之表面上的多孔 矽，並將這些蝕刻過的晶圓安裝在包括石英爐管之垂直熱 處理爐中。氣體會從爐的頂部流至其底部。如圖8所示， 品園會以水平狀態及品_之間約6 . 3 m ηι之間隔安裝於 S 1 C船中|以致於…品圓的背而會面對另一晶的表面 1.1.晶圓的中心會與爐管的中心線對齊。商業上可取得的矽 品圓會作爲仿品圓1以相同間隔置於顶端晶圓之上。在爐 屮的氛圃會山氬取代，丨1溫度會增加至1 1 0 0 t並維持 四小時。然後再度減少溫度及從爐中収出晶EI。 在熱處理之後，使用原子力顯微鏡量測單品矽膜的表 liLi f [糙度。布1 β m平力中的均方粗糙度（R r m s )爲 〇 . 1 2 !ι ηι，在5 0 " m平力中爲0 . 3 4 n m，這意 指表而與商業上可収得的矽晶_之表面一般平滑。此外’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 -45- '-’f 4 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 —3 Ο 4 Λ7 _Β7_ 五、發明說明（43 ) 以ΰ光照射晶丨西表血並以視覺觀察散射光1未發現諸如漩 渦等圖案。當运些品_作爲第一矽品圓以接受上述處珊時 ，可以類似地_牛s 〇 1品圖。 〔I1」:施例9〕 將具有0 . 0 1 5 Ω c m堪阻率之8丨时（1 ◦ 0 )矽 品_廣於商業L·可取得的葉對葉型磊晶生長裝置中。將添 加至氫氣之S 1 H」C 12 1供應至裝置以沈措0 · 5gm 渾的磊品矽層"將ill些品關安裝於垂直熱處理爐中並於 1 i Ο Ο ΐ卜_於爐屮將具熱處理二小時。當使用電子顯微 鏡觀察從裝ΪΞ屮取出的的品_之表面時，觀測到原子步階 之間具仿2 0 0 n m的間隔之步階一平u結構。此外，在 4 9 w t . % Η F濃度與乙醇以2 :].比例混合之Μ氟 酸溶液屮，陽極處迎品圓表面，以在表面上形成1 0 A ηι 厚的多孔矽層。於4 Ο 0 °C下，在氣氛圍中，熱處理矽晶 一小時，接著將其浸在1 2 5 w t % H F的H F溶 液中3 0秒，以移除形成於多孔層的表面上及接近它之非 常薄的氣化物膜。然後，以水完全地淸洗晶圓及將其乾燥 "接著，將這些品圓安裝於葉對葉型磊品生長裝置Φ，接 著，將S i H 2 C 1 2與作爲載送氣體之Η 2 —起導入裝置 以 / 丨9 0 0 t 及 8 Ο Τ 〇 r r Κ 沈積 1 7 5 n m ± 3 n m 的平均厚度之単晶矽膜。將矽晶圓安裝於氣化爐屮，及使 HJ具行氣及氫之燃燒氣體以將單品矽膜的表而氧化以形成 5 Ο n m厚的氣化矽膜。此矽晶圓及石英基底會接受通常 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM<1規格（210 X 297公釐） 1·---------! *裝--------訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -46- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 Λ7 B7 五、發明說明（44 ) 用於矽裝置製枰之濕淸潔，並接著被安裝於K空室中，於 K屮它們會曝露於N z電漿下一分鐘。接著，將品111從室中 収Μ丨，浸在去離Γ水中1 0分鐘，並接合在一·起。接著， '將接合的品關紺之第一矽品圓的背表而側拋光5 Ο Ο μ m 以使第-矽晶_更薄。將接合的品圓安裝在熱處理爐屮並 於爐中3 0 0 t； F將它們熱處理2 4小時以加強接合表面 的黏合強度。W度抛光接合的晶圖組之矽晶圆的背表而以 使多孔矽曝露。將接合的晶_組W安裝於熱處理爐中並於 爐屮4 Ο Ο ΐ：下將它們熱處理一小時。接合的晶圓組會浸 於氫氟酸與過氧化氫的混合溶液中以由蝕刻移除多孔矽， 並I丨:ι濕蝕刻完全地淸潔。單晶矽膜會與氣化矽膜…起轉移 至第二矽品圓以齑生S 0 I晶圓。將S 0 I晶圓W浸於鹼 溶液中以蝕刻表刚矽屑，以致於s 0 I層的厚度會減少至 約1 0 0 n m。當以平面内1 0 — m m晶格點量測轉移的 単晶矽之膜厚時，平均膜厚爲1 0 0 n m，具有± 3 n m 的變異。此外，當使圯原子力顯微鏡以256x256量 測點量測1 // m及5 0 v m平方內的表面粗糙度時，表面 粗糙度分別爲1 0 1 n m及9 · 8 η ηι均方粗糙度（ R r m s )。將這些S ◦ ί品ί_安裝於垂商熱處理中。氣 體會從爐子的頂部向下流至其底部。品圓以水平狀態及晶 關之問約6 in m的間隔之方式安裝於S 1 C船上，以致於 --S 0 I品關的背面會而對另一 S 0 I品圓的S 0 I層表 而且晶圓的屮心會與爐管的中心線對齊。商業上可取得矽 晶_會作爲仿晶圓而以相同間隔匿於頂端S 0 I晶_之上 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A<1規格（210 X 297公釐） J-------------裝·-------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -47 - 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 ο η 乂 Ο W Η· Λ7 _Β7_ 五、發明說明（45 ) 。在爐中的氛圓會由氨取代，11溫度會上升至9 7 o t；並 維持四小時。接莕，再將溫度降低_α從爐中取出品_。 在熱處理之後，使用原子力顯微鏡觀察單晶矽膜的表 而粗糙度。常多孔層而對砂以密封多孔層的毛孔時，在1 // ill平方中的均方飢糙度（R r m S )爲◦ . 1 ]_ n m及 在5 Ο β m平方爲Ο . 3 5 n m，這表示表面與商業上可 収得的矽晶0之表而一般平滑。 在熱處理之後，也使用二次離子質譜儀以跫測単品矽 股的爾丨濃度。發現濃度減少苹5 X 1 Ο η / c m "或更 少| IL此範Μ係在可適常地產生裝置之等級。 〔實施例1 0 ] 將具有0 . 0 ]. 5 Ω c m電阻率之摻雜有_的5吋（ 丄0 0 )矽晶圓以8 Ο T：下的氫氯酸與過氧化氫之混合溶 液淸洗並接著浸於4 0 w t % Ν Η 1 F溶液中3秒鐘。接 著，品_浸於去離子水中三分鐘。當使用原子力顯微鏡觀 測晶1!表面時，觀測到原子步階之間約2 Ο Ο n m的間隔 之步階一平結構。此外，在4 9 w t . % H F濃度的氫 氟酸與乙醉以2 : 1比例混合之溶液屮，將晶_表面陽極 化，以在表而上形成1 0 " m厚的多孔矽層。在4 0 0 "C 下於氣氛圍中，將矽晶圓熱處珊一小時，接著，將其浸於 1 . 2 5 w t % Π F的H F溶液中3 0秒以移除形成於多 孔暦的衷而上及接近它之很薄的氧化物膜°接茗，以水完 企地淸潔品圓並將其乾燥"接著，將這些矽品Β丨安裝於包 本紙張尺度適用十國國家標準（CNS)A-I規格（210 X 297公釐） -----------I --------訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -48- 1443 04 A7 B7 五、發明說明（46 ) 括石英爐管之垂ιύ:熱處理爐中。在爐中的氛園會由氣収代 ，U溫度會上升至1 1 5 0 t並維持二小時。接著，再將 溫度降低！1從爐屮収出晶_。然後，使用電子顯微鏡觀察 f多孔暦形成於其ί:的品_衷而，未發現餘留的毛孔。 將這些品關安裝於磊晶生長裝膣屮及在下述條件中形 成Ψ晶砂屑。 先艮溫度：J. 0 8 Ο Τ： 化長歷力：7 6 ◦ Τ ο 1- r 氣體成份：Η 2 ; 2 3 0升/分鐘 S i H 2 C 1 2 ; 0 . 4 升/分鐘 脱厚 ：2 β in 這些樣品會接受缺陷顯示蝕刻，接著使用光學顯微鏡 觀察，發現堆S的缺陷密度爲7 X 1 0 3 / c m 2。另一方 Ιϊι丨，當在形成多孔層之的未執行氟化銨化學處理時（比較 K施例），堆疊缺陷密度爲5 X 1 0 1 / c m 2。 I:實施例1 1〕 將W何1 Ο Ω c m ®阻率之p型8吋（1 0 0 )仿矽 晶圓置於冏業上可取得的葉對葉型磊晶生長裝置中，並將 添加至氫氣之S 1 H2C 1 2與13211(3供應給裝置以沈積 0 . 5 // m厚的磊晶矽層。當使用原子力顯微鏡觀測從裝 遛中取出的品_表而時1觀測到原子步階之冏約2 0 0 η m的冏隔之少階一 /卜台結構。此外，藉由使用二次離子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I · ! I-----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -49-

A 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'1衣 Λ7 B7 五、發明說明（47 ) 質譜儀以童測酬濃度的深度方向之分佈，從表面向下至 〇 . 5 β m的深度之翻濃度爲5 X 1 0 1 8 / c m ;|。以 8 0 t的氨與過氣化氫的混合溶液淸洗晶圓1 0分鏑並將 _其浸迕去離Γ水I 1_ 0分鐘。接著，以1 . 2 5 w t % II F之II F溶液淸洗3 0秒，以去離/·水潤濕1 0分鐘， 使⑴旋轉乾燥機乾燥。山此淸所減少的厚度：S爲4 n m， _Π.維持步階-平台結構。此夕卜，在4 9 w t . % H F濃 度的氬氟酸與乙醉以2 : 1比例混合之溶液中，將品圓表 而陽極化，以在表而上形成0 . 7 W m厚的多孔矽層《使 ⑴掃瞄式電干顯微鏡IL觀察所形成的多孔矽層之剖而，發 现從表而層屮的表而ΐ 0 . 5 Μ m深度形成冇低多孔度層 且在低多孔度層之下向下0 . 2 // m的深度形成冇高多孔 度層。在4 0 0 t下於氣氛阐屮，將矽晶圓熱處理一小時 ，接著，將其浸於1.25wt% HF的HF溶液中 3 0秒以移除形成於多孔層的表面上及接近它之很薄的氧 化物膜。接著|以水完全地淸潔晶圓並將其乾燥。接著， 將這些矽晶圓安裝於葉對葉型磊晶生長裝置中並於9 5 0 t及6 Ο Ο T 〇 r r下於Η 2屮烘烤一分鐘。然後，在壓力 降至8 Ο Τ 〇 r r之後，將S 1 2 H 2 C 1 2導入，ϋ將矽 氣體源加至9 Ο Ο ΐ之氫氛圍中以在多孔矽上形成平均厚 度3 1 0 n m ± 4 η ι_η之軍晶砂膜u從裔晶生良裝置屮収 出矽晶_並將其安裝在氣化爐中，於其中使用具冇氧及氬 之燃燒氣體以使卑品矽膜的表而氣化，以形成2 0 0 n m 厚的氧化矽膜。藉丨1ί此氣化，單晶矽膜的厚度變成2 1 Ο 本紙張尺度適用中國®家槔準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I ------— 1)111— ' I I I----訂·------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -50- A7 4443 04 _B7_ 五、發明說明（48 ) η ηι。此矽品1丨與在整個表面上由熱氧化形成有2 0 0 n m m的氧化矽膜之第二矽品II均會接受通常用於矽裝置 製程之濕淸潔1以形成淸潔表而，接著將它們接合在一起 '。將接合的矽晶_組安裝於熱處理爐中並於爐中於 1 1 0 0 PC下將它們熱處耶·小時以加強接合表面的黏合 強度-在氮與氣混合屮增加溫度，且此熱處理氛園會ώ氧 収代，接著山氣與氫的燃燒氣體取代，在1 1 0 〇 t下維 持一小時，接著花氮氛圍中降低溫度。當從矽晶圓的側邊 對著矽晶圓組注入喷水時，流體楔的作用會於高多孔度的 多孔層處分離矽品圓組以使多孔層曝露。第二矽晶圓側的 分離品圖會浸入於H F與過氧化氫的混合溶液中以藉由蝕 刻移除多孔矽，以濕蝕刻將具完全地淸潔。單晶矽膜會與 氧化矽膜一起轉移至第二矽晶圓以產生S ◦ I晶圓。當以 平面內1 0 m m晶格點量測轉移的單晶矽之膜厚時，平均 膜厚爲2 1 0 n m，變異爲土 5 n m。此外，當使用原子 力顯微鏡以2 5 6 X 2 5 6量測點Μ測1以m及5 0 y m 甲方內的表而粗糙度時，表面粗糙度分別爲1 0 . 1 n m 及9 . 8 n m均方粗糙度（R r m s )。此外，當以二次 離子質譜儀量測翻濃度時，單晶矽膜的硼濃度爲1 · 2x 1 〇 1 8 / c m 3。以氫氟酸蝕刻移除每_ S 0 ：[晶圓的背 表西上之氧化矽股，接著將S Ο ί晶圓安裝於包括石英爐 笆之垂直熱處邱爐中。氣體會從爐的頂部流至其底部。如 阊8所不，品圆會以水甲狀態及品_之問約6 3 m m之 間隔安裝於S i C船中，以致於一 S 0 I晶圓的背面會面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） L 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -51 - 4443 04 Α7 Β7 五、發明說明（49 ) 對另- S 0 I品ίβ丨的S 0 I層表面且晶圓的中心會與爐管 的中心線對齊。商業t可取得的矽晶圓會作爲仿晶圓，以 I丨丨同問隔置於頂端s 0 I品圓之上。在爐中的氛園會由® 取代，且溫度抒增加至1 1 0 0 nc並維持四小時《然後再 度減少溫度及從爐中取出品圖。丙度量測S 0丨屑的膜厚 。在所有晶_屮，S Ο I晶圆的股厚減少量爲1 η m或更 Δ/ 。 在熱處理之後，使⑴原子力顯微鏡量测單晶矽膜的表 而粗糙度。在1 // m平方中的均方粗糙度（R r m S )爲 0 · 1 2 n in ' /Η 5 0 /i ni 平力屮爲 〇 . 3 4 n m ，這:¾ 指表而與間：！.丨.·.可取得的矽晶圓之表面一般平滑。在熱處 理之後|也使用二次離子質譜儀量测単晶矽膜的刪濃度。 發現刪濃度降低至5 X 1 0 1 5 / c m 3或更少，此爲可適 當地屯產裝置之等級。 將所取得的S Ο I晶圓浸在K 2 C r 2 0 7與氬氟酸的 混合溶液中並將其蝕刻直至S 0 1層的厚度變成8 0 n m 爲止。接著，將這些晶El浸在H F 4 9 w t . %含水溶 液屮三分鐘。道將允許S 0 I屑中所有的缺陷被選擇性地 蝕刻以形成到達嵌人的氣化物股之毛孔。當這些晶圓接著 浸往氬氟酸中時，在毛孔之下的嵌入氣化物膜會被蝕刻以 便能使用光亨顯微鏡輕易觀察。在本實施例中，所觀察到 的晶圓缺陷爲8 X 1 0 / c m 2。 根據[:述毎一 Π施例，多孔砂的毛孔大小分佈π」以窄 化以改進形成於多孔矽上的非多孔單品半導體膜之晶性。 本紙張尺度適用中S國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·-------訂·-------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -52- 444304 Λ7 B7 五、發明說明（5〇 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，常多孔矽的表面屮的毛孔由在含有還原氛阐之 氮屮的熱處理密封時，可以增加毛孔密封速率或減少密封 毛孔m需的時間。結果，能夠改進形成於多孔矽曆上的非 •多孔审晶半導體胶之表而粗槌度及晶性。 此外，當依序形成磊晶矽曆及多孔矽時’具有多孔層 肜成於其丨·.之卞導體κ眩構件的表而婦未含有可變成 c〇p之空乏，辦以助於改進晶性及表面特性。此外，當 依序形成P 1磊品矽層與多孔矽層時’可以選取不貴的仿晶 圓作爲半導體丛底構件以減少成本°洱者，當在形成多孔 矽層之前，高濃度摻雜的磊晶矽層形成於低濃度基底上時 >則低多孔度曆會形成於高濃度摻雜的磊晶矽層上|而高 多孔度層會形成於低濃度基底上。結果，可形成非多孔單 品平導體膜且其會接合至第二構件，可在高多孔度層分離 所造成的多層結構以將非多孔度單晶半導體膜轉移至第二 構件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外，可於再使用之分離的仿晶圓上形成磊晶矽層。 再者，山於轉移至第二構件之大部份層係由磊晶生長所形 成，所以，仿品圓的膜厚之減少量非常小，因此，由晶0 厚度減少ιία造成的強度減少於m覆使用時不龠有問題。 此外，山於在磊品層與基底之間的界面處之多孔結構 的改變，所以分離表而是非常的平滑，因此，分離的晶圓 可用於柯使用之表面平滑處理。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） -53-

Claims (1)

1. 4443 04 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 橄半導體基底構件的製造方法，包括下述步驟 :在矽基底材料上形成包抗原子步階與平台之表而、將表 丽製成多孔的，及接著於其上形成非多孔膜。 2 .如中請專利範園第1項之半導體基底構件的製造 方法，其屮，藉山在含有還原氛圖之氫屮的熱處理以形成 原子步階興平台，収得包括原子步階與平台之表而，接著 迕不消除原子步階與平台的條件下淸潔表而。 3 .如申請專利範11第2項之半導體基底構件的製造 方法，其中含有還原氛圍之氫含有1 0 0%的氫。 4 .如中請_利範丨11第1項之屮導體越底構件的製造 方法，其中，藉山肜成磊晶矽層以形成原了·步階及平台， 以取得包括原子步階及平台之表而，及接著在不消除原子 步階與平台的條件下淸潔表面。 5 .如申請專利範圖第4項之平導體基底構件的製造 方法，其中磊晶矽層摻雜有雜質以被轉換成p -或η -型 退化狀態。 6 .如申請專利範圍第1項之半導體基底構件的製造 方法，其中，提供表面不具有原子步階與平台之矽基底材 料，原子步階及平台會形成於表而上，在不消除原子步階 與平台之條件下淸潔表面，及將包括原子步階及平台的淸 潔過的表面製成多孔的。 7 .如申請專利範副第1項之半導體S底構件的製造 方法，其中，藉山化學淸潔或氣體蝕刻以形成原子步階與 平台，而取得包怙步階與平台之表面° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) <tr 線！ 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -54- 444 3 04 A8 B8 C8 D8 躂^部脊.%財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 8 .如中請离利範鬧第丨項之半導體基底構件的製造 方法’其屮雜質濃度比所提供的砂强底材料之雑質濃度還 尚'之齡ήίι砂會形成於所提供的砂站底材料上以形成原子 步階及T·台，+/£不泊除原子步.階及平台條件下淸潔包括原 子步階與π台之表接著將磊品矽曆及矽某底材料的表 价丨製成多孔的。 9 .如中請專利範圍第1項之半導體基底構件的製造 方法，其中原子步階的周期是2 0 〇 n m或更大。 1 0 .如中請專利範圍第1项之半導體基底構件的製 造方法，又包括.步驟：磊晶地生長含有雜質的矽基底材 料及接著熱處理基底材料以將雜質從基底材料擴散至磊晶 墙。 1 1 . 一種半導體基底構件之製造方法’包括：在矽 赛底材料上形成包括原子步階及平台之表面’將表面製成 多孔的以形成多孔層，及在其上形成非多孔的牛導體單晶 歧以提供第·構件：將第一構件與第二構件接合在一起以 取得具有非多孔半導體單品膜位於內部之多曆結構；及從 多層結構移除多孔層15 1 2 .如申誧專利範圍第1 1項之半導體基底構件的 製造方法，K屮藉由在含有還原氛圃之氫中的熱處理以形 成原子步階與平台，取得包括原子步階與平台之表面’接 著在不消除原子步階與平台的條件下淸潔表面° 1 3 ·如中請專利範圍第1 2項之半導體基底構件的 製造方法，K中含有還原氛圍之氮含有1 〇 0%的氫。 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -- -----.-----^------、玎------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -55- 4 ο 3 4 4 4 CB1CD 六、申請專利範圍 1 4 .如申請專利範圍第1 1項之半導體基底構件的 製造方法，其中，藉| !:|形成磊晶矽層以形成原十步階及牛 合，以取得包括原子步階及平台之表面，及接著在不消除 歧子步階與平台的條件下淸潔表面》 1 5 .如中請專利範岡第1 4項之半導體基底構件的 製造力法，其屮磊品矽層摻雜行雜質以被轉換成13 一或1"1 〜型退化狀態。 1 6 .如巾請專利範園第1 1項之半導體基底構件的 製造力法，其中，提供表丨iii不具有原子步階與平^之妙基 哞材料，原子少階及平台會形成於表面上’在不消除原了— 少階與平台之條件.下淸潔表而，及將包括原子步階及平台 的淸潔過的表面製成多孔的。 1 7 .如申請專利範圍第1 1項之半導體基底構件的 製造方法，其中，藉由化學淸潔或氣體蝕刻以形成原子步 階與平台，而取得包括步階與平台之表面。 1 8 .如屮請箅利範岡第1 1項之半導體越底構件的 製造方法，其中雜質濃度比所提供的矽基底材料之雜質濃 度還高之磊晶矽層會形成於所提供的矽基底材料上以形成 说子步階及f台，在+消除原子步階及平台條件下淸潔包 括原子步階與平台之表面，接著將磊晶矽層及矽基底材料 的表而製成多孔的。 1 9 ·如申請專利範圆第1 1項之半導體越底構件的 製造方法，其中原子少階之問的間隔是2 0 0 n m或更大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4况格（210Χ297公釐） (谙先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 -56- J 4 4 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 六、申請專利範圍 2 0 ，如申請專利範岡第1 1項之半導體基底構件的 製造方法’ 乂包括一步驟：在含有雜質的矽越底材料之表 而上生長磊品層及接著熱處理表而以將雜質從基底材料擴 散至磊晶層。 2 1 .如中請專利範岡第1 1项之肀導體莛底構件的 製造方法’其中絕緣膜係形成於第.一及第二構件中的至少 -構件之要被接合的表而上。 2 2 ·如中請專利範圍第1 1項之半導體基底構作的 製造方法，其中第二構件係絕緣體》 2 3 .如屮請專利範圍第1 1項之半導體驻底構件的 製造方法’其中，藉由移除未製成多孔的矽基底材料及接 著移除曝露的多孔層，執行從多層結構移除多孔層之步驟 〇 2 4 ·如申請箅利範圍第2 3項之半導體基底構件的 製造方法，其屮以硏磨、拋光、及蝕刻之至少一者，移除 未製成多孔的矽越底材料。 2 5 ·如巾請專利範圍第2 3項之半導體基底構件的 製造方法，其中迕多孔層內及/或在與多孔層的界面上， 分離多孔層結構，以移除未製成多孔之矽基底材料。 2 6 .如中請專利範圍第1 1項之半導體基底構件的 製造力法，其屮整個矽裎底材料係製成多孔的° 2 7 .如屮請與利範關第1 1项之半導體基底構件的 製造方法，其中藉巾在p 或11 矽區上沈積P '磊品矽層 或在η矽區上沈積η 1磊晶矽層，以形成包括原子步階及 本紙張足度適用中國國家標準（CNS)A4現格（2丨0X297公釐） --、--·-----β-------、w------^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -57- 4 443 〇4 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 X、申請專利範圍 +台之表而，其屮多孔層係被形成爲進入P或η矽區的 至-少部份’丨1其ψ多層結構會於ρ 或η 矽區中的多孔層 |λ!及/或在該區與多孔廢之問的界而上分離。 2 8 ·如中請專利範圍第1 1項之半導體基底構件的 製造方法’其屮在分離步驟中分離的矽基底材料會洱作爲 用於第-構件之矽基底材料》 2 9 .如中請爯利範圍第1 1項之半導體基底構件的 製造力法，其屮矽基底材料係仿等級的矽晶圓。 3 0 .如中請專利範園第1 1項之半導體基底構件的 製造方法，其中在使包括原子步階及平台之矽基底材料的 农而製成多孔之後’在含冇還原氛圃之氫中執行熱處理以 密封製成多孔的表面之毛細孔。 3 1 .如中請專利範圍第1 1項之半導體基底構件的 製造方法，其中在使包括原子步階及平台之矽基底材料的 表而製成多孔之後，在多孔矽屮的毛細孔之側壁的表面及 多孔矽的表而會被氧化。 3 2 .如申請專利範阐第1 I項之半導體基底構件的 製造方法，如其屮在使包括原子步階及平台之矽基底材料 表面製成多孔之後，多孔矽的毛細孔之側壁的表面及多孔 矽的表面會被氧化，接著在含有還原氛圍之氫中執行熱處 即.以密封製成多孔的表面之毛細孔。 3 3 .如申請專利範園第1 1項之半導體基底構件的 製造方法，其中在氧化多孔矽的毛絀孔之側壁的表面及多 孔矽的表面之後’氧化物胶會從多孔矽的表而剝離。 本紙張尺廋遠用中國國家標準（CNS)Λ4規格（210x297公釐） ----<-----β------IT------0 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁) -58- 4 443 04 六、申請專利範圍 3 4..如中請專利範阐第1或1 1項之Φ導體摧底構 件的製造方法•其屮非多孔半導體単品膜包括矽。 3 5 .如屮請專利範園第1或1 1項之半導體基底構 件的製造方法|其中矽基底材料爲甲晶矽。 3 6 .如屮請專利範圍第1或1 1項之半導體基底構 件的製造方法，其屮矽丛底材料爲（1 0 0 )單品矽。 3 7 . '種半導體驻底構件，以如申請專利範圍第1 項至3 6項中的任…項之半導體ffi底構件的製造方法製造 1_^-------^------1T------? (請先鬩讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國圉家橾率（CNS ) Λ4現格（2丨0X297公釐） -59 -