具体技术细节
发明要解决的问题
[0014] 然而,若通过专利文献2的方法在作为支撑基板用晶圆的硅晶圆的表层区域形成吸杂层,在其表面上形成外延层而制造外延晶圆,则由于上述外延层的形成工艺为高温工艺,可能会导致吸杂层的构成元素、或硅晶圆所含的掺杂剂或氧等杂质从作为支撑基板用晶圆的硅晶圆扩散至外延层中,在随后的器件形成工艺中,产生光电二极管的电荷状态异常或pn接合泄漏等器件特性不良。
[0015] 因此,本发明的目的在于提供一种外延晶圆的制造方法及外延晶圆,所述外延晶圆的制造方法能够在形成外延层时,抑制吸杂层的构成元素或支撑基板用晶圆中的氧等杂质等向外延层扩散。用于解决技术问题的方案
[0016] 本发明人对解决上述技术问题的方法进行了深入研究。如上所述,在以往的外延晶圆的制造方法中,在形成外延层时具有吸杂层的支撑基板用晶圆必然暴露于高温环境下,因此原理上难以抑制支撑基板用晶圆中的构成吸杂层的元素或氧等杂质扩散至外延层中。
[0017] 因此,本发明人对不将支撑基板用晶圆暴露于高温环境下而在支撑基板用晶圆上设置外延层的方法进行了深入研究。其结果想到了不在具有吸杂层的支撑基板用晶圆上直接形成外延层,而在另行准备的活性层用晶圆上形成外延层,在真空且常温的环境下将活性层用晶圆与支撑基板用晶圆贴合后,将活性层用晶圆去除的方法,从而完成了本发明。
[0018] 即,本发明的主旨方案如下。(1)一种外延晶圆的制造方法,其特征在于,具有:外延层形成工序,在活性层用晶圆的表面上形成外延层;吸杂层形成工序,在支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的内部形成吸杂层,所述吸杂层包含有助于吸除重金属的元素;贴合工序,在真空且常温的环境下,对所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面实施活化处理而在两个表面形成非晶层后,隔着两个表面的所述非晶层将所述活性层用晶圆与所述支撑基板用晶圆贴合;以及基板去除工序,将所述活性层用晶圆去除而露出所述外延层。
[0019] (2)根据所述(1)所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述活化处理为使经离子化的中性元素与所述外延层或所述支撑基板用晶圆的表面碰撞而对所述表面进行溅射的处理。
[0020] (3)根据所述(2)所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述中性元素为选自由氩、氖、氙、氢、氦及硅所组成的组中的至少一种。
[0021] (4)根据所述(1)至(3)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述活化处理为等离子体蚀刻处理。
[0022] (5)根据所述(1)至(4)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述活化处理以所述非晶层的厚度成为2nm以上的方式进行。
[0023] (6)根据所述(1)至(4)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述活化处理以所述非晶层的厚度成为10nm以上的方式进行。
[0024] (7)根据所述(1)至(6)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法,该方法在所述外延层形成工序或所述吸杂层形成工序与所述贴合工序之间具有以下工序:使所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面中的至少一个表面中含有包含选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种的元素的工序。
[0025] (8)根据所述(7)所记载的外延晶圆的制造方法,其中同时含有所述包含选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种的元素和3B族元素。
[0026] (9)根据所述(1)至(8)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述吸杂层形成工序通过对所述支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的表面照射包含有助于吸除重金属的元素的分子离子而进行。
[0027] (10)根据所述(1)至(8)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述吸杂层形成工序通过对所述支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的表面注入有助于吸除重金属的元素的单体离子而进行。
[0028] (11)根据所述(1)至(10)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法,其中所述活性层用晶圆及所述支撑基板用晶圆为硅晶圆,所述外延层为硅外延层。
[0029] (12)一种外延晶圆,其特征在于,具备:支撑基板用晶圆、该支撑基板用晶圆上的非晶层及该非晶层上的外延层,在所述外延层及所述支撑基板用晶圆中的至少一者的内部具有吸杂层。
[0030] (13)根据所述(12)所记载的外延晶圆,其中所述外延层的在厚度方向上的整个区域的氧浓度为1×1017个原子/cm3(ASTM(American Societyfor Testingand Material,美国材料与试验协会)F121-1979)以下。
[0031] (14)根据所述(12)或(13)所记载的外延晶圆,其中所述支撑基板用晶圆的氧浓度为8×1017个原子/cm3(ASTM F121-1979)以上。
[0032] (15)根据所述(12)至(14)中任一项所记载的外延晶圆,其中所述非晶层的厚度为2nm以上。
[0033] (16)根据所述(12)至(14)中任一项所记载的外延晶圆,其中所述非晶层的厚度为10nm以上。
[0034] (17)根据所述(12)至(16)中任一项所记载的外延晶圆,其中所述非晶层含有选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种。
[0035] (18)根据所述(17)所记载的外延晶圆,其中所述非晶层还含有3B族元素。发明效果
[0036] 根据本发明,不在具有吸杂层的支撑基板用晶圆上直接形成外延层,而在另行准备的活性层用晶圆上形成外延层,在真空且常温的环境下将活性层用晶圆与支撑基板用晶圆贴合后,去除活性层用晶圆,由于这样构成,因此能够在形成外延层时,抑制吸杂层的构成元素或支撑基板用晶圆中的氧等杂质向外延层扩散。并且,根据本发明,在外延层与支撑基板用晶圆的界面处具备非晶层,因此能够在器件形成工艺中,抑制氧等杂质从支撑基板用晶圆向外延层扩散。
法律保护范围
涉及权利要求数量18:其中独权2项,从权-2项
1.一种外延晶圆的制造方法,其特征在于,具有:
外延层形成工序,在活性层用晶圆的表面上形成外延层;
吸杂层形成工序,在支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的内部形成吸杂层,所述吸杂层包含有助于吸除重金属的元素;
贴合工序,在真空且常温的环境下,对所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面实施活化处理而在两个表面形成非晶层后,隔着两个表面的所述非晶层将所述活性层用晶圆与所述支撑基板用晶圆贴合;以及
基板去除工序,将所述活性层用晶圆去除而露出所述外延层。
2.根据权利要求1所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述活化处理为使经离子化的中性元素与所述外延层或所述支撑基板用晶圆的表面碰撞而对所述表面进行溅射的处理。
3.根据权利要求2所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述中性元素为选自由氩、氖、氙、氢、氦及硅所组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述活化处理为等离子体蚀刻处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述活化处理以所述非晶层的厚度成为2nm以上的方式进行。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述活化处理以所述非晶层的厚度成为10nm以上的方式进行。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的外延晶圆的制造方法,
所述方法在所述外延层形成工序或所述吸杂层形成工序与所述贴合工序之间具有以下工序:使所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面中的至少一个表面中,含有包含选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种的元素的工序。
8.根据权利要求7所述的外延晶圆的制造方法,其中,
同时含有所述包含选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种的元素和3B族元素。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述吸杂层形成工序通过对所述支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的表面照射分子离子而进行,所述分子离子包含有助于吸除重金属的元素。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述吸杂层形成工序通过对所述支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的表面注入有助于吸除重金属的元素的单体离子而进行。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的外延晶圆的制造方法,其中,
所述活性层用晶圆及所述支撑基板用晶圆为硅晶圆,所述外延层为硅外延层。
12.一种外延晶圆,其特征在于,具备:支撑基板用晶圆、该支撑基板用晶圆上的非晶层及该非晶层上的外延层,
在所述外延层及所述支撑基板用晶圆中的至少一者的内部具有吸杂层。
13.根据权利要求12所述的外延晶圆,其中,
所述外延层的在厚度方向上的整个区域的氧浓度为1×1017个原子/cm3(ASTM F121-
1979)以下。
14.根据权利要求12或13所述的外延晶圆,其中,
所述支撑基板用晶圆的氧浓度为8×1017个原子/cm3(ASTM F121-1979)以上。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的外延晶圆,其中,
所述非晶层的厚度为2nm以上。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的外延晶圆,其中,
所述非晶层的厚度为10nm以上。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的外延晶圆,其中,
所述非晶层含有选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的外延晶圆,其中,
所述非晶层还含有3B族元素。