專利名稱：：Soi基板的制造方法及soi基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種通過(guò)貼合法來(lái)制造絕緣層上覆硅(SilicononInsulator;SOI)基板的方法，更詳細(xì)地，涉及對(duì)于金屬雜質(zhì)具有優(yōu)良除氣(gettering)能力的SOI基板的制造方法。
背景技術(shù)：
：作為半導(dǎo)體組件用基板的其中一種，有于絕緣膜也就是硅氧化膜上形成硅層(以下亦有稱為SOI層的情況)的SOI基板。此SOI基板，因?yàn)槠湟蔀榻M件制作區(qū)域的基板表層部的SOI層，通過(guò)埋入氧化層(BuriedOxide;BOX層)與基板內(nèi)部電性分離，而具有寄生電容小，耐放射能力高等的特征。因此，可期待高速、低消費(fèi)電力動(dòng)作、防止軟性誤差(softerror)等的效果，用以作為高性能半導(dǎo)體組件用的基板而受到重視。作為此SOI基板的制造方法，例如已知有以下的方法。亦即，準(zhǔn)備二片鏡面研磨后的單晶硅基板(成為SOI層的單晶硅基板(接合晶片)、以及成為支持基板的單晶硅基板(基體晶片))，于至少任一方的硅基板的表面上形成氧化膜。然后，將這些單晶硅基板包夾氧化膜地貼合后，施行熱處理來(lái)提高結(jié)合強(qiáng)度。之后，將接合晶片薄膜化，而得到形成有絕緣層上覆硅(SilicononInsulator;SOI)層的SOI基板。作為此薄膜化的方法，有將接合晶片施以磨削、研磨等至預(yù)定厚度為止的方法；或是以被稱為離子注入剝離法的方法,于離子注入層剝離接合晶片的方法等。如上所述，SOI基板從電氣特性的觀點(diǎn)來(lái)看，具有多數(shù)構(gòu)造上的優(yōu)點(diǎn)，但從對(duì)于金屬雜質(zhì)污染的耐性的觀點(diǎn)來(lái)看，則有構(gòu)造上的缺點(diǎn)。亦即，多數(shù)的情況，金屬雜質(zhì)的擴(kuò)散速度于硅氧化膜中較于硅中慢。因此，從SOI層表面受到污染時(shí)，由于金屬雜質(zhì)難以通過(guò)BOX層，而會(huì)積蓄于薄的SOI層。因此，與未具有SOI構(gòu)造的硅基板的情況相較，金屬污染的不良影響變得更大。因此，在SOI基板中，具有捕獲金屬雜質(zhì)，將其從成為半導(dǎo)體組件的有源層的區(qū)域除去的能力(除氣能力)，成為更重要的質(zhì)量之未具有SOI構(gòu)造的硅基板的情況時(shí)，一般使用的除氣方法(氧析出物、添加高濃度硼、背面多晶硅膜等)，其任一種皆于與有源層相反的基板側(cè)，導(dǎo)入除氣層。但是，即使在SOI基板中，利用相同手法，于支持側(cè)基板導(dǎo)入除氣層，因?yàn)榻饘匐s質(zhì)難以通過(guò)BOX層，上述的除氣層未充分發(fā)揮機(jī)能，而有僅以這些手段無(wú)法適用于SOI基板的問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，先前曾有幾個(gè)提案，于SOI基板的SOI層附近，導(dǎo)入除氣區(qū)域的方法。例如，在日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平6_163862號(hào)、特開(kāi)平10_32209號(hào)中，揭示出于SOI層的選擇性的區(qū)域，設(shè)置例如包含高濃度磷、硼等的雜質(zhì)的區(qū)域，作為除氣用的方法。但是，如此的方法，因增加導(dǎo)入雜質(zhì)的工序而有提高成本、降低生產(chǎn)性的問(wèn)題。另外，通過(guò)SOI基板的制造工序或組件工序中的熱處理，如用于除氣而導(dǎo)入的雜質(zhì)擴(kuò)散而到達(dá)半導(dǎo)體組件的有源層，則有對(duì)于電氣特性造成不良影響的顧慮。另外，其他的方法是如日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)平6—275525號(hào)揭示的，于SOI層與BOX層的界面附近的SOI層區(qū)域，形成多晶硅層，將金屬雜質(zhì)除氣的方法。但是，此時(shí)也要增加形成多晶硅層的工序，而有提高成本、降低生產(chǎn)性的問(wèn)題。另外，SOI層的厚度薄時(shí)，多晶硅層的形成變得極難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是有鑒于如此的問(wèn)題而開(kāi)發(fā)出來(lái)，其目的是提供一種soi基板的制造方法及SOI基板，該制造方法可有效率地制造出對(duì)于SOI層的金屬污染，具有優(yōu)良的除氣能力的SOI基板。本發(fā)明是為了解決上述課題而開(kāi)發(fā)出來(lái)，提供一種soi基板的制造方法，是通過(guò)貼合法來(lái)制造SOI基板的方法，其特征為至少于成為SOI層的單晶硅基板與成為支持基板的單晶硅基板的任一方的表面，制作硅氧化膜，然后隔著該硅氧化膜，貼合上述成為SOI層的單晶硅基板與上述成為支持基板的單晶硅基板后，在進(jìn)行提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理的情況，進(jìn)行保持于至少95(TC至110(TC的范圍的溫度的熱處理之后，進(jìn)行高于110(TC的溫度的熱處理。如此，通過(guò)進(jìn)行保持于至少950C至1100C的范圍的溫度的熱處理之后，進(jìn)行高于110(TC的溫度的熱處理，可對(duì)結(jié)合界面區(qū)域附加優(yōu)良的除氣能力，且可制造出具有高結(jié)合強(qiáng)度的SOI基板。另外，因未追加另外特別的新工序，不會(huì)降低生產(chǎn)性，且不會(huì)提高成本，可有效率地制造SOI基板。且因不需設(shè)置雜質(zhì)的高濃度層等，也沒(méi)有其他的電氣特性的劣化等問(wèn)題。另外，本發(fā)明的SOI基板的制造方法，優(yōu)選是在上述成為支持基板的單晶硅基板的表面，形成上述硅氧化膜。通過(guò)在成為支持基板的單晶硅基板的表面，形成硅氧化膜，由于成為除氣部位的結(jié)合界面是成為SOI層與BOX層的界面，因而可制造出一種即使沒(méi)有使SOI層中的金屬污染通過(guò)BOX層也可除氣的SOI基板。另外，本發(fā)明的SOI基板的制造方法，其中上述950。C至1100C的范圍的溫度的保持時(shí)間，優(yōu)選是一小時(shí)以上四小時(shí)以下。如此，因950C至1100。C的范圍的溫度的保持時(shí)間是一小時(shí)以上四小時(shí)以下，不會(huì)降低生產(chǎn)性便可得到充分的除氣能力。另外，本發(fā)明的SOI基板的制造方法，其中上述提高結(jié)合強(qiáng)度的熱處理，優(yōu)選是包含在含有水蒸氣的環(huán)境下進(jìn)行的熱處理。如此，上述提高結(jié)合強(qiáng)度的熱處理，是進(jìn)行保持于至少950。C至IIO0C的范圍的溫度的熱處理之后，進(jìn)行高于110(TC的溫度的熱處理時(shí)，如其熱處理的至少一部分的工序中的熱處理環(huán)境，是含有水蒸氣的環(huán)境，則可更進(jìn)一步地提高除氣能力。另外，本發(fā)明提供一種SOI基板，是通過(guò)貼合法制造出來(lái)的SOI基板，其特征為具有僅由單晶硅所構(gòu)成的SOI層，在該SOI層中的SOI層與埋入氧化膜的界面區(qū)域，基于結(jié)合界面缺陷，具有捕獲1X1012atomS/cm2以上的金屬雜質(zhì)的能力。已知對(duì)于電氣特性會(huì)造成影響的金屬雜質(zhì)的濃度，是10"atoms/cr^等級(jí)以上。因此，如本發(fā)明的SOI基板般地，若在SOI層與埋入氧化膜的界面區(qū)域具有1X10"atoms/cm2以上的除氣能力，則可充分地防止金屬污染所造成的組件特性的劣化。若是依本發(fā)明的SOI基板的制造方法，則可有效率、低成本地制造出對(duì)于SOI層的金屬污染，具有優(yōu)良的除氣能力的SOI基板。另外，若是依本發(fā)明的SOI基板，則可為SOI層中具有充分的高除氣能力的高質(zhì)量、廉價(jià)的SOI基板。圖1是表示通過(guò)貼合法來(lái)制造SOI基板的方法的概略流程圖。圖2是表示實(shí)驗(yàn)例中的從SOI基板的SOI層側(cè)的表面至BOX層為止的金屬雜質(zhì)的濃度分布的一例的圖表。圖3是表示本發(fā)明的結(jié)合熱處理時(shí)的溫度變化型態(tài)的例示概略圖；(a)是在第一階段的熱處理中，保持特定的溫度一定時(shí)間的情況；(b)是漸漸升溫地進(jìn)行第一階段的熱處理的情況；(c)是在第一階段的熱處理中，于950r以上110(TC以下的范圍，上下變化溫度的情況；(d)是在第一階段的熱處理后，暫時(shí)取出晶片的情況；(e)是改變熱處理爐的情況。圖4是表示實(shí)施例2中的SOI基板的除氣能力的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖表。圖5是表示實(shí)施例3中的SOI基板的除氣能力的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖表。圖6是表示比較例2中的SOI基板的除氣能力的評(píng)價(jià)結(jié)果圖表。附圖標(biāo)記的說(shuō)明lh單晶硅基板(接合晶片)12:單晶硅基板(基體晶片)13:氧化膜14:貼合面15:貼合晶片16:SOI層17:埋入氧化膜(BOX層)18:SOI基板具體實(shí)施例方式以下，一邊參照附圖一邊更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限定于這些實(shí)施方式。圖1是表示通過(guò)貼合法來(lái)制造SOI基板的方法的一例的概略流程圖。適用本發(fā)明的通過(guò)貼合方法來(lái)制造SOI基板的方法的概略，是如以下所示。首先，在工序(a)中，準(zhǔn)備成為半導(dǎo)體組件形成用的SOI層的單晶硅基板(接合晶片)11、以及成為支持基板的單晶硅基板(基體晶片)12，至少于任一方的單晶硅基板的表面，形成成為BOX層的硅氧化膜13(在此，于基體晶片上形成氧化膜13)。接著，在工序(b)中，上述成為SOI層的單晶硅基板ll和成為支持基板的單晶硅基板12，隔著硅氧化膜13密著貼合。如此，得到具有貼合面14的貼合晶片15。接著，在工序(c)中，進(jìn)行用以提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理。接著，在工序(d)中，進(jìn)行薄膜化，使SOI層至預(yù)定的厚度為止，而得到具有SOI層16與埋入氧化層(BOX層)17的SOI基板18。此時(shí)的薄膜化，例如，可利用平面磨削、鏡面研磨的方法，也可利用被稱為離子注入剝離法的方法，此方法是于貼合接合晶片與基體晶片的工序(b)之前，預(yù)先于接合晶片的貼合面，通過(guò)注入氫離子或稀有氣體離子，形成離子注入層，而在貼合后，通過(guò)于離子注入層剝離接合晶片來(lái)進(jìn)行薄膜化。又，以離子注入剝離法進(jìn)行薄膜化時(shí)，其工序順序是成為于室溫貼^^后，對(duì)應(yīng)必要的情況，進(jìn)行約50(TC的低溫?zé)崽幚?，進(jìn)行剝離后，進(jìn)行用以提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理工序(c)。本發(fā)明者對(duì)于通過(guò)如此的貼合法來(lái)制造SOI基板的方法中，不追加高濃度雜質(zhì)區(qū)域的形成或多晶硅層的形成等的另外的特別的工序，而直接對(duì)SOI層附加除氣能力的方法，經(jīng)過(guò)努力檢討，發(fā)現(xiàn)利用貼合界面本身作為除氣部位(getteringsite)的構(gòu)想，通過(guò)調(diào)整結(jié)合熱處理?xiàng)l件，可對(duì)貼合界面區(qū)域附加除氣能力。也即，發(fā)現(xiàn)結(jié)合熱處理時(shí)的加熱溫度條件是關(guān)系于除氣區(qū)域的產(chǎn)生，進(jìn)而完成本發(fā)明。實(shí)驗(yàn)例本發(fā)明者認(rèn)為，如將結(jié)合熱處理時(shí)的加熱溫度最適當(dāng)化，則可提高最終制造出來(lái)的SOI基板的除氣能力，而進(jìn)行以下的實(shí)驗(yàn)。參照?qǐng)D1來(lái)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)例。首先，準(zhǔn)備二片直徑200mm、面方位{100}的鏡面研磨后的N型單晶硅基板。于成為支持基板的單晶硅基板12的表面，通過(guò)熱氧化形成成為BOX層的膜厚約lum的硅氧化膜13(a)。接著，將成為SOI層的單晶硅基板11與成為支持基板的單晶硅基板12，包夾硅氧化膜13地密著貼合(b)。接著，根據(jù)以下的條件，進(jìn)行用以提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理(c)。也即，將貼合后的晶片投入設(shè)定于80(TC的熱處理爐內(nèi)，至最高溫度TrC為止，以l(TC/分鐘的升溫速度升溫，保持二小時(shí)后，降溫至800。C為止，然后將晶片移至熱處理爐外。1VC設(shè)為1050°C、1100°C、1150°C、1200°C，升溫途中，并無(wú)特別進(jìn)行保持等。此時(shí)，結(jié)合熱處理工序中的熱處理環(huán)境，從80(TC的晶片投入時(shí)起，至升溫工序途中的90(TC為止，為干氧環(huán)境，從90(TC至TrC為止的升溫工序與保持TVC二小時(shí)后的降溫途中為止，是進(jìn)行濕式氧化(也即包含水蒸氣的環(huán)境)，之后，至80(TC取出晶片為止為干氧環(huán)境。之后，將貼合晶片15的有源層側(cè)，通過(guò)平面磨削、鏡面研磨等，薄膜化至成為約12um的厚度為止，得到SOI基板18(d)。將如此制作出來(lái)的SOI基板的除氣能力，如下地評(píng)價(jià)。首先，于SOI層表面，以約1X10"atoms/cm2的濃度涂布鎳(Ni)，通過(guò)以IOO(TC進(jìn)行一小時(shí)的熱處理，使其擴(kuò)散至內(nèi)部。接著，階段地蝕刻表面氧化膜、SOI層、BOX層，以感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜法(InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry;ICP-MS)測(cè)定其溶液中的Ni濃度，由此，來(lái)測(cè)定Ni濃度的深度方向的分布。表面氧化膜與BOX層是通過(guò)氫氟酸(HF)溶液，分別以一階段，SOI層是從SOI層表面以約2um的步階，分割為六階段來(lái)測(cè)定。Ni濃度的深度分布的測(cè)定結(jié)果的例子，是如圖2所示。由此來(lái)看可知，受Ni污染的表層與BOX層的界面區(qū)域也就是在1012um區(qū)域的SOI層中的Ni濃度高。也即，可將圖2中的SOI層1012um的區(qū)域中的Ni濃度，視為在結(jié)合界面區(qū)域被除氣后的Ni濃度。實(shí)驗(yàn)例的評(píng)價(jià)結(jié)果表示于表l。表1中的Ni濃度，是指在上述的結(jié)合界面區(qū)域被除氣后的Ni濃度。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表1的結(jié)果可知，與結(jié)合熱處理的最高溫度為115(TC與120(TC的情況相較，1050。C與IIO(TC的情況，其結(jié)合界面區(qū)域的Ni濃度變高。也即，在結(jié)合熱處理中，保持于110(TC以下時(shí)，可對(duì)于結(jié)合界面區(qū)域附加更優(yōu)良的除氣能力。由以上的結(jié)果可知，在圖1的工序(c)中，進(jìn)行用以提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理時(shí)，通過(guò)將結(jié)合熱處理的最高溫度設(shè)為IIO(TC、或者低于此溫度，可對(duì)于結(jié)合界面區(qū)域附加優(yōu)良的除氣能力。又，最高溫度的保持時(shí)間，在實(shí)驗(yàn)例中是設(shè)為二小時(shí)，但并無(wú)特別限定，對(duì)應(yīng)必要的情況，設(shè)為約一小時(shí)至四小時(shí)，或者即使設(shè)為四小時(shí)以上，也可得相同的效果。如上述地將熱處理設(shè)為低溫的情況，其可對(duì)于結(jié)合界面區(qū)域附加除氣能力的理由，詳細(xì)情況尚未明確，但是一般認(rèn)為是結(jié)合界面的結(jié)合狀態(tài)、或者由其起因而發(fā)生的某些缺陷，而成為除氣部位(getteringsite)。一般認(rèn)為，加熱溫度高于110(TC的高溫時(shí)，會(huì)成為更完全性的高度結(jié)合，而不會(huì)形成將成為除氣部位的缺陷或是缺陷消滅。由實(shí)驗(yàn)例的結(jié)果可知，通過(guò)于1100'C以下的溫度進(jìn)行結(jié)合熱處理，可對(duì)于結(jié)合界面區(qū)域附加優(yōu)良的除氣能力。但是，如此地以110(TC以下的溫度，特別是以1050'C以下的溫度來(lái)進(jìn)行結(jié)合熱處理后的SOI基板，與以高于1100。C的溫度進(jìn)行結(jié)合熱處理后的SOI基板相較，其結(jié)合強(qiáng)度弱，當(dāng)投入組件工序時(shí)，有因SOI層的剝離等而導(dǎo)致成品率降低的可能性。因此，本發(fā)明者對(duì)于應(yīng)如何發(fā)現(xiàn)在維持上述結(jié)合界面區(qū)域優(yōu)良的除氣能力的狀況下，進(jìn)而用以得到高結(jié)合強(qiáng)度的方法，進(jìn)行努力調(diào)查與檢討。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將結(jié)合熱處理，進(jìn)行如上述的110(TC以下的低溫的熱處理后，利用進(jìn)行更高溫的熱處理，可具有強(qiáng)固的結(jié)合力，且可控制除氣部位的產(chǎn)生。具體地，如圖l所示的SOI基板的制造方法中，在圖l(C)的結(jié)合熱處理中，若進(jìn)行以下的二階段的熱處理，則可得到優(yōu)良的除氣能力，且可得到更高的結(jié)合強(qiáng)度。也即，第一階段的熱處理是保持于至少95(TC至IIO(TC的范圍的溫度的熱處理，第二階段的熱處理是高于110(TC而未滿硅的熔點(diǎn)的范圍的溫度的熱處理。第一階段的熱處理的保持時(shí)間并無(wú)特別限定，例如可為一小時(shí)以上四小時(shí)以下。如短于一小時(shí)，貝陏無(wú)法得到充分的除氣能力的情況。另外，如長(zhǎng)于四小時(shí)，則生產(chǎn)性降低。另夕卜，第二階段的熱處理的保持時(shí)間也無(wú)特別限定，可適當(dāng)?shù)倪x擇。又，上述"保持于至少950。C至110(TC的范圍的溫度"，通常是指以950"C至1100'C的范圍的特定溫度(一定溫度)保持預(yù)定時(shí)間的意思，但是在本發(fā)明中不僅限定于此。也即，只要保持于95(TC以上110(TC以下的范圍即可，只要是可得到本發(fā)明效果的范圍，也包含在此范圍內(nèi)。例如，有以下的型態(tài)，于圖3表示概略圖表。也即，上述的以95(TC至IIO(TC的范圍的特定溫度，保持一定時(shí)間的(a)方法；使從950'C至110(TC的范圍的升溫速度，設(shè)成小于從晶片的投入溫度至950。C為止的升溫速度(例如l(TC/分鐘以上30°C/分鐘以下)的漸升溫(例如未滿1(TC/分鐘)的(b)方法；于95(TC以上IIO(TC以下的范圍，上下變化溫度的(c)方法等，或是組合這些的方法也可。但是，若考慮生產(chǎn)性、成本，以(a)、(b)的方法為優(yōu)選。另夕卜，也可如(d)所示，第一階段的熱處理后，暫時(shí)取出晶片，進(jìn)行洗凈等，之后，進(jìn)行第二階段的熱處理;也可如(e)所示，在改變熱處理爐等的情況中，在第一階段的加熱后，暫時(shí)地冷卻，接著，第二階段的熱處理是于其他的熱處理爐進(jìn)行。另外，此時(shí)，第二階段的熱處理也可以快速退火熱處理(Rapidthermalannealing;RTA)來(lái)進(jìn)行。即使是如上述的以二階段來(lái)進(jìn)行結(jié)合熱處理的方法，其可以附加除氣能力的詳細(xì)理由尚未明確，但是一般認(rèn)為是因通過(guò)第一階段的保持于95(TC至IIO(TC的范圍的溫度，于結(jié)合界面形成成為除氣部位的某些缺陷，若是通過(guò)保持于此范圍的溫度而形成的除氣部位，則即使于第二階段的以高于IIO(TC溫度進(jìn)行的熱處理中，此缺陷也不會(huì)消滅而可穩(wěn)定地保持。如為以上的方法，則可不追加高度雜質(zhì)的導(dǎo)入等的特別的新工序，便能在保持高結(jié)合強(qiáng)度的狀態(tài)下，將除氣層導(dǎo)入SOI基板。也即，因未追加特別的新工序，不會(huì)降低生產(chǎn)性，且不會(huì)提高成本，便能有效率地制造出具有高除氣能力的SOI基板。而且，若根據(jù)本發(fā)明，不會(huì)有在導(dǎo)入磷、硼等的雜質(zhì)來(lái)作成除氣層的方法中，由于磷、硼等的雜質(zhì)的熱擴(kuò)散所造成的對(duì)于組件形成區(qū)域的不良影響的問(wèn)題。另外，本發(fā)明也可適用于其SOI層的厚度薄，通過(guò)將多晶硅層形成于SOI層與BOX層的界面來(lái)導(dǎo)入除氣層的方法是困難的情況。上述實(shí)施形態(tài)中，在貼合后，將接合晶片薄膜化的工序，是進(jìn)行平面磨削、鏡面研磨等，但是也可利用被稱為離子注入剝離法的方法來(lái)取代，此方法是先于貼合前的接合晶片的表層部，注入氫離子或稀有氣體離子，形成離子注入層，將其表面與基體晶片的表面，隔著氧化膜貼合，通過(guò)以約500°C的低溫進(jìn)行熱處理，于離子注入層剝離來(lái)形成SOI層。另外，此時(shí)，也可采用通過(guò)等離子體處理使要貼合的晶片表面活性化后，進(jìn)行貼合，而不進(jìn)行上述約50(TC的熱處理，然后通過(guò)機(jī)械性應(yīng)力于上述離子注入層剝離的方法。任一種的情況下，剛剝離后的SOI晶片的貼合界面的結(jié)合強(qiáng)度，對(duì)于投入組件工序而言，皆不充分，因此，必須施加用以提高結(jié)合強(qiáng)度的熱處理。作為此時(shí)的熱處理，通過(guò)施加本發(fā)明的熱處理，由于可制造出在結(jié)合界面區(qū)域具有優(yōu)良的除氣能力的SOI晶片，因此，本發(fā)明特別適用于通過(guò)離子注入剝離法來(lái)進(jìn)行薄膜化的情況。然而，在本發(fā)明中，除氣層是形成于成為SOI層的單晶硅基板與成為支持基板的單晶硅基板的貼合面附近。也即，在成為支持基板的單晶硅基板的表面，形成硅氧化膜時(shí)，于BOX層與SOI層的界面區(qū)域形成除氣層；而在成為SOI層的單晶硅基板的表面，形成硅氧化膜時(shí)，于支持基板與BOX層的界面區(qū)域形成除氣層。此時(shí)，因兩者的貼合面的結(jié)合狀態(tài)沒(méi)有差異，兩者的除氣層的除氣能力是相同的。但是，因?yàn)榻饘匐s質(zhì)于硅中的擴(kuò)散速度與于硅氧化物中的擴(kuò)散速度相異，金屬雜質(zhì)難以通過(guò)BOX層。因此，為了要將附著于成為組件制作區(qū)域的SOI層的表面的金屬污染除氣，除氣層最好是形成于BOX層與SOI層的界面區(qū)域。也即，優(yōu)選是先在成為支持基板的單晶硅基板的表面，形成硅氧化膜，然后進(jìn)行貼合。可是，即使是先在成為SOI層的單晶硅基板的表面形成硅氧化膜，然后于支持基板與BOX層的界面區(qū)域形成除氣層的情況，與將除氣層導(dǎo)入SOI基板的背面的情況相比，可得到較大的除氣能力。另外，SOI基板的BOX層的厚度，每年是制作成越來(lái)越薄。若BOX層的厚度薄至100nm以下，貝卿使是形成于支持基板與BOX層的界面區(qū)域的除氣層，對(duì)于SOI層中的金屬污染的除氣也有效。若通過(guò)以上的貼合方法來(lái)制造SOI基板的方法，則可制造出一禾中SOI基板，具有僅由單晶硅所構(gòu)成的SOI層，在該SOI層中的SOI層與埋入氧化膜的界面區(qū)域，基于結(jié)合界面缺陷，具有可捕獲lX10"atoms/cn^以上的金屬雜質(zhì)的能力。已知會(huì)對(duì)于電氣特性造成影響的金屬雜質(zhì)的濃度是10"atoms/cm2等級(jí)以上。因此，如本發(fā)明般地，具有l(wèi)X10"atoms/cn^以上的除氣能力，特別是若在SOI層與埋入氧化膜的界面區(qū)域具有l(wèi)X10"atoms/cW以上的除氣能力，則可有效地防止SOI層中的組件形成區(qū)域中的金屬污染所造成鄉(xiāng)且件特性的劣化。另外，如此地具有僅由單晶硅所構(gòu)成的SOI層，且在SOI層中具有除氣層的SOI基板，其電氣特性優(yōu)良，不會(huì)對(duì)組件造成不良影響，這些優(yōu)點(diǎn)是無(wú)法以在SOI層與BOX層的界面附近的SOI層區(qū)域，形成高濃度雜質(zhì)或多晶硅層等的方法來(lái)得到。以下表示本發(fā)明的實(shí)施例，更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。實(shí)施例1基于圖1所示的工序，如以下地制作SOI基板。首先，與實(shí)驗(yàn)例相同地，準(zhǔn)備二片鏡面研磨后的直徑200mm、面方位{100}的N型單晶硅基板。于成為支持基板的單晶硅基板12的表面，通過(guò)熱氧化形成成為BOX層的膜厚約1ym的硅氧化膜13(a)。接著，使成為SOI層的單晶硅基板11與成為支持基板的單晶硅基板12，包夾硅氧化膜13而密著地貼合(b)。接著，進(jìn)行用以提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理(C)。將貼合后的晶片投入保持于800'C的熱處理爐內(nèi)，以1(TC/分鐘的升溫速度，升溫至保持溫度也就是TVC之后，保持1VC二小時(shí)。之后，升溫至最高溫度的115(TC為止，保持二小時(shí)之后，降溫至80(TC為止，然后將晶片移至爐外。TVC是設(shè)為950°C、IOO(TC、1100°C。此時(shí)，結(jié)合熱處理工序中的熱處理環(huán)境，從80(TC的晶片投入時(shí)起，經(jīng)過(guò)升溫工序，至保持TVC二小時(shí)為止的期間，設(shè)為干氧環(huán)境，從IVC至1150"C的升溫工序與經(jīng)過(guò)保持115(TC二小時(shí)至降溫途中為止，是進(jìn)行濕式氧化(也即包含水蒸氣的環(huán)境)，之后，至80(TC取出晶片為止是設(shè)為干氧環(huán)境。之后，將接合晶片15的有源層側(cè)，通過(guò)平面磨削、鏡面研磨等，薄膜化至厚度成為約12um為止，而得到S0I基板18(d)。以與實(shí)驗(yàn)例相同方法，評(píng)價(jià)以如此方式制作出來(lái)的SOI基板的除氣能力。比較例1在實(shí)施例1的SOI基板的制作步驟中，結(jié)合熱處理的升溫過(guò)程中的保持溫度TVC是設(shè)為90(TC、1125°C，以此條件制作出SOI基板。另外，以與實(shí)驗(yàn)例相同方法，評(píng)價(jià)除氣能力。實(shí)施例1與比較例1的除氣能力的評(píng)價(jià)結(jié)果是表示于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由表2所示可知，結(jié)合熱處理的升溫過(guò)程中的保持溫度TVC為實(shí)施例1的950。C1100。C的情況，若與比較例l的900。C、1125。C的情況比較，提高了結(jié)合界面區(qū)域的Ni濃度。也即，可知即使最高溫度為1150'C以上的情況，在其升溫過(guò)程中，以950'C110(TC的范圍的溫度進(jìn)行保持的情況，可對(duì)結(jié)合界面區(qū)域附加更優(yōu)良的除氣能力。而且，具有可充分地將lX1012atomS/cn^以上的Ni除氣的能力。另外，將實(shí)施例1、比較例1中制作的SOI基板投入通常的組件工序，皆未發(fā)生剝離，結(jié)合強(qiáng)度也無(wú)問(wèn)題。由以上可表示，若根據(jù)本發(fā)明，則可有效率地制造出具有優(yōu)良的除氣能力的SOI基板。實(shí)施例2、3基于圖1所示的工序，如以下地制作SOI基板。首先，與實(shí)施例l相同地，準(zhǔn)備二片N型單晶硅基板，于成為支持基板的單晶硅基板12的表面，通過(guò)熱氧化形成成為BOX層的膜厚約1.3um的硅氧化膜13(a)。接著，使成為SOI層的單晶硅基板ll與成為支持基板的單晶硅基板12，包夾硅氧化膜13而密著地貼合(b)。接著，將貼合后的晶片投入保持于80(TC的熱處理爐內(nèi)，以10。C/分鐘的升溫速度，升溫至保持溫度也就是IOO(TC，保持二小時(shí)，之后，升溫至1150。C為止，保持二小時(shí)之后，降溫至80(TC為止，然后將晶片移至爐外。此時(shí)，結(jié)合熱處理工序中的熱處理環(huán)境，分別進(jìn)行從80(TC的晶片投入時(shí)起，至升溫工序途中的卯(TC為止，設(shè)為干氧環(huán)境，經(jīng)過(guò)從900'C至1000l的升溫工序、保持IOO(TC二小時(shí)、從IOO(TC至115(TC的升溫工序、保持115(TC二小時(shí)的各工序，至降溫途中為止，是進(jìn)行濕式氧化(也即包含水蒸氣的環(huán)境)，之后，至80(TC取出晶片為止為干氧環(huán)境(實(shí)施例2);以及結(jié)合熱處理工序中的全部的熱處理環(huán)境皆為干氧環(huán)境(實(shí)施例3)二種。以與實(shí)驗(yàn)例的圖2相同的方法，評(píng)價(jià)如此制作出來(lái)的SOI基板的除氣能力，將結(jié)果表示于圖4(實(shí)施例2)、圖5(實(shí)施例3)。比較例2在實(shí)施例3的SOI基板的制作步驟中，結(jié)合熱處理不進(jìn)行IOO(TC二小時(shí)的途中保持，而以僅進(jìn)行1150°C、二小時(shí)的熱處理的情況，來(lái)制作SOI基板，以與實(shí)施例3相同的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，將結(jié)果表示于圖6。根據(jù)實(shí)施例2、3與比較例2的結(jié)果，可獲知如下所述的情況。若如實(shí)施例2般地在包含水蒸氣的環(huán)境進(jìn)行結(jié)合熱處理，與如實(shí)施例3般地在未包含水蒸氣的環(huán)境進(jìn)行熱處理的情況比較，在SOI層與BOX層的界面附近，被除氣的Ni濃度，顯示高出一位數(shù)以上的數(shù)值，可知具有更優(yōu)良的除氣能力。如此，雖然在包含水蒸氣的環(huán)境進(jìn)行結(jié)合熱處理時(shí)的除氣能力變高的理由尚未明了，但一般認(rèn)為，與氧分子相較分子半徑較小的水分子的存在，是與界面附近的缺陷的形成、維持有關(guān)。另一方面，即使如實(shí)施例3般地在未包含水蒸氣的環(huán)境進(jìn)行熱處理的情況，如以本發(fā)明的伴隨途中保持的熱處理方法，進(jìn)行結(jié)合熱處理，若與如比較例2般地未伴隨途中保持的熱處理方法比較，在SOI層與BOX層的界面附近，被除氣的Ni濃度顯示高出約一位數(shù)以上的數(shù)值，可知具有除氣能力。因此，為了得到更高的除氣能力，優(yōu)選是在包含水蒸氣的環(huán)境進(jìn)行本發(fā)明的結(jié)合熱處理。然而，因包含水蒸氣的環(huán)境，其氧化速度快，例如，若適用于利用離子注入剝離法來(lái)制作薄膜SOI晶片的情況，則有SOI層的膜厚的減少量變大，無(wú)法得到預(yù)定的SOI層厚度的情況。如此，包含水蒸氣的環(huán)境使用困難時(shí)，以未包含水蒸氣的環(huán)境進(jìn)行本發(fā)明的結(jié)合熱處理為有效。又，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施形態(tài)。上述實(shí)施形態(tài)僅為例示。凡是與本發(fā)明的權(quán)利要求中記載的技術(shù)思想，實(shí)質(zhì)上具有相同的構(gòu)成，產(chǎn)生相同的效果者，不論為如何的形態(tài)，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，在上述實(shí)施例中，貼合后，將接合晶片薄膜化的工序是進(jìn)行平面磨削、鏡面研磨，但是也可以取代此種方法，可利用上述的被稱為離子注入剝離法的方法，來(lái)進(jìn)行接合晶片的薄膜化。另外，結(jié)合熱處理時(shí)的第一階段的加熱中，若保持溫度保持于至少950"C以上110(TC以下，則在該iU度范圍之中，無(wú)論隨時(shí)間如何地變化皆可。權(quán)利要求1.一種SOI基板的制造方法，通過(guò)貼合法來(lái)制造SOI基板，其特征為至少于成為SOI層的單晶硅基板與成為支持基板的單晶硅基板的任一方的表面，制作硅氧化膜，然后隔著該硅氧化膜，貼合上述成為SOI層的單晶硅基板與上述成為支持基板的單晶硅基板后，在進(jìn)行提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理的情況，進(jìn)行保持于至少950℃至1100℃的范圍的溫度的熱處理之后，進(jìn)行高于1100℃的溫度的熱處理。2.如權(quán)利要求l所述的SOI基板的制造方法，其中，在上述成為支持基板的單晶硅基板的表面，形成上述硅氧化膜。3.如權(quán)利要求1或2所述的SOI基板的制造方法，其中，上述95(TC至1100'C的范圍的溫度的保持時(shí)間，是一小時(shí)以上四小時(shí)以下。4.如權(quán)利要求13中的任一項(xiàng)所述的SOI基板的制造方法，其中，上述提高結(jié)合強(qiáng)度的熱處理，包含在含有水蒸氣的環(huán)境下進(jìn)行的熱處理。5.—種SOI基板，是通過(guò)貼合法制造出來(lái)的SOI基板，其特征為具有僅由單晶硅所構(gòu)成的soi層，在該sor層中的soi層與埋入氧化膜的界面區(qū)域，基于結(jié)合界面缺陷，具有捕獲1X1012atomS/cm2以上的金屬雜質(zhì)的能力。全文摘要一種SOI基板的制造方法，其是通過(guò)貼合法來(lái)制造SOI基板的方法，其特征為至少于成為SOI層的單晶硅基板與成為支持基板的單晶硅基板的任一方的表面，制作硅氧化膜，然后隔著該硅氧化膜，貼合上述成為SOI層的單晶硅基板與上述成為支持基板的單晶硅基板后，在進(jìn)行提高結(jié)合強(qiáng)度的結(jié)合熱處理的情況，進(jìn)行保持于至少950℃至1100℃的范圍的溫度的熱處理之后，進(jìn)行高于1100℃的溫度的熱處理。由此，提供一種SOI基板的制造方法以及SOI基板，該制造方法可有效率地制造出對(duì)于SOI層的金屬污染，具有優(yōu)良的除氣能力的SOI基板。文檔編號(hào)H01L21/322GK101341577SQ20068004787公開(kāi)日2009年1月7日申請(qǐng)日期2006年10月20日優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日發(fā)明者竹野博,能登宣彥申請(qǐng)人:信越半導(dǎo)體股份有限公司