Soi基板及其製造方法
2023-05-11 12:52:06 4
專利名稱：Soi基板及其製造方法
技術領域：
本發明涉及在使用氫離子注入技術製作的氧化膜上設置活性層的SOI(絕緣體上矽薄膜)基板和製造該基板的方法。
本申請對2004年5月28日申請的日本國特許出願第2004-159398號主張優先權，其內容引用於本文。
背景技術：
以往公開了下述SOI晶片製造方法首先，在兩片矽晶片的至少一片上形成氧化膜，同時從一片矽晶片的上面注入氫離子或稀有氣體離子，在該晶片內部形成微小氣泡層(包埋層)，接著經由氧化膜，使該片晶片的離子注入面與另一片晶片緊密接觸，然後通過熱處理、以微小氣泡層作為解理面，將一片晶片分離成薄膜狀(例如參照專利文獻1)。該SOI晶片的製造方法中，除去所得SOI基片解理面的缺陷層的方法可以使用作為化學機械拋光的CMP法(化學機械拋光法)；在氧氣氛中進行熱處理，使表面附近氧化的犧牲氧化法；被稱為PACE法(等離子體輔助化學蝕刻)的氣相蝕刻法。該PACE法是具備夾持SOI晶片並上下配置的一對電極、向該電極間施加高頻的高頻電源、和在一個電極上與SOI晶片相對設置的可在SOI晶片上自由移動的洞，使等離子體在該洞內局部發生，通過該等離子體蝕刻活性層的方法。使用該PACE法蝕刻活性層時，首先要測定SOI晶片的活性層厚度分布，接著，根據該厚度分布控制洞的行走速度。由此，活性層暴露於等離子體下的時間得到控制，因此可以除去活性層表面的晶體缺陷層，同時使活性層的厚度均勻。
但是，上述以往專利文獻1中所示的SOI晶片的製造方法中，在洞中產生的等離子體不僅包含不會使活性層產生損傷的反應性自由基，也包含對活性層產生損傷的反應性離子，該反應性離子也用作蝕刻活性層表面的蝕刻劑，因此存在使活性層產生損傷的問題。
上述以往的CMP法或犧牲氧化法中，由於是同時使整體形成薄膜，因此不可能改善活性層厚度在面內的均勻性，薄膜化量在面內未必均勻，初期面內厚度有偏差，相反可能使面內均勻性變差。
上述以往專利文獻1中所示的SOI晶片的製造方法中，晶片形狀在周緣部分變薄，因此無法貼合直至周邊附近，存在被稱為臺階區域的非活性區域(寬1-2mm)。該非活性區域和活性區域的邊界線並不一定是平滑的，產生凹凸，特別是非活性區域(臺階區域)上呈島狀孤立或半島狀凸出的微小活性區域成為發生顆粒的原因。
專利文獻1日本特開平11-102848號公報(權利要求1、段落(0016)、段落(0021)、段落(0030))發明內容本發明的目的在於提供可除去活性層表面的晶體缺陷層，同時不會對活性層表面產生損傷，可降低活性層整體的膜厚偏差，使活性層的膜厚均勻的SOI基板及其製造方法。
本發明的另一目的在於提供通過使貼合基板的周緣非活性區域和活性區域的邊界線圓滑，可以抑制顆粒產生的SOI基板及其製造方法。
本發明的SOI基板是對具備支承基板和活性層的SOI基板進行改良所得，其中所述支承基板由半導體單晶構成，所述活性層由經由氧化膜貼合在支承基板上的半導體單晶構成。
其特徵性構成在於氧化膜只在活性層上形成，只選擇性使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基，以此蝕刻活性層表面，由此在10-200nm範圍內形成活性層的厚度，且活性層整體的膜厚差成為1.5nm或以下。
該SOI基板中，只選擇性使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基來蝕刻活性層表面，因此不會對活性層表面產生損傷，可降低活性層的膜厚偏差，使活性層的膜厚均勻。
本說明書中，「活性層整體的膜厚偏差」中的「整體」是指除去活性層周緣的倒角部分的部分。
本發明的SOI基板的製造方法包含以下步驟在由半導體單晶構成的活性層用基板的至少表面上形成氧化膜的步驟；由活性層用基板的表面注入氫離子，在活性層用基板內部形成離子注入區域的步驟；經由氧化膜，將活性層用基板與由半導體單晶構成的支承基板緊密接觸，在該狀態下通過第一熱處理，在活性層用基板的離子注入區域處從支承基板分離，在支承基板的表面形成活性層，製作貼合基板的步驟；測定活性層整體膜厚的步驟；只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基，較多蝕刻活性層膜厚厚的部分，且較少蝕刻活性層膜厚薄的部分，至少將活性層蝕刻100nm，使其減薄至規定的厚度的步驟；和通過第二熱處理等離子體蝕刻後的貼合基板而提高貼合強度的步驟。
該SOI基板的製造方法中，只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基，根據活性層膜厚的偏差來蝕刻活性層表面，因此可以除去活性層表面、即由於第一熱處理而產生的離子注入區域中分離面的晶體缺陷層，同時不會對活性層表面產生損傷，可降低活性層的膜厚偏差，使活性層的膜厚均勻。
該SOI基板的製造方法中，還可以包含以下步驟不管活性層膜厚的測定數據，進一步將貼合基板周緣的非活性區域和活性區域的邊界部分等離子體蝕刻掉基於膜厚測定數據得到的等離子體蝕刻前的活性層的厚度大小的量。
此時，通過附加一個將貼合基板周緣的非活性區域和活性區域的邊界部分進一步等離子體蝕刻的步驟，無需增加工藝步驟，即可以使上述非活性區域和活性區域的邊界線圓滑，由此可以抑制顆粒的產生。
發明效果根據本發明，只在活性層上形成氧化膜，只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基來蝕刻活性層表面，由此以10-200nm的範圍形成活性層的厚度，並且使活性層整體膜厚的偏差成為1.5nm或以下，因此不會對活性層表面產生損傷，可以降低活性層膜厚的偏差，使活性層的膜厚均勻。
由至少在表面形成了氧化膜的活性層用基板的表面注入氫離子，在活性層用基板內部形成離子注入區域，經由氧化膜，將活性層用基板與支承基板緊密接觸，在該狀態下通過第一熱處理將活性層用基板在離子注入區域處從支承基板分離，在支承基板的表面形成活性層，製作貼合基板，測定活性層整體的膜厚，進一步只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基來蝕刻活性層表面，使活性層減薄至規定的厚度，然後對該貼合基板進行第二熱處理。由此，可以除去活性層表面的晶體缺陷層，同時不會對活性層表面產生損傷，可以降低活性層膜厚的偏差，使活性層的膜厚均勻。
進一步如果將下述步驟附加於上述蝕刻工藝中，則無需增加工序，即可以使上述活性區域和非活性區域的邊界線圓滑，因此可以抑制顆粒的產生即，不管活性層膜厚的測定數據，進一步將貼合基板周緣的非活性區域和活性區域的邊界部分等離子體蝕刻掉基於膜厚測定數據得到的等離子體蝕刻前的活性層的厚度大小的量。
附圖簡述
圖1是按照步驟順序表示本發明實施方案的SOI基板的製造方法的圖。
圖2是表示等離子體蝕刻法的原理的截面構成圖。
圖3是表示等離子體蝕刻裝置的截面構成圖。
圖4是表示根據膜厚測定數據對SOI基板進行等離子體蝕刻後，進一步對非活性區域和活性區域的邊界部分進行等離子體蝕刻的步驟的圖。
符號說明11...SOI基板、12...支承基板、13...活性層、14...活性層用基板、16...離子注入區域、17...厚壁部分、18...貼合基板、21...第一氧化膜、22...第二氧化膜、28...反應性自由基、31...非活性區域和活性區域的邊界部分實施發明的最佳方案下面，根據附圖對實施本發明的最佳方案進行說明。
如圖1所示，SOI基板11具備支承基板12和活性層13，該支承基板12由矽單晶晶片構成，該活性層13由經由第一氧化膜21與支承基板12貼合的矽單晶晶片構成。上述第一氧化膜21是具有電絕緣性的矽氧化膜(SiO2膜)，不僅在活性層13的表面，包括背面和側面，在活性層13的整個面上形成。支承基板12上不形成上述氧化膜。活性層13的表面只選擇性使用通過後述等離子體蝕刻法生成的反應性自由基28(圖2)來進行蝕刻。活性層13的厚度形成10-200nm，優選10-70nm範圍，且活性層13整體膜厚的差異成為1.5nm或以下，優選1.0nm或以下。這裡，將活性層13的厚度限定為10-200nm範圍是基於以下原因如果低於10nm，考慮到凹凸的容許值為活性層13厚度的約1/10，必須是1nm或以下，而現在的等離子體蝕刻無法應對，超過200nm，則相反凹凸容許值過大，無法使活性層13的膜厚均勻。活性層13整體的膜厚差限定為1.5nm以下這是由於如果超過1.5nm，則在全耗盡型SOI器件結構中，SOI基板11面內的各晶片的器件動作不穩定。
下面，對上述構成的SOI基板11的製造方法進行說明。
首先，不只對由矽單晶晶片構成的活性層用基板14的表面，對包含背面和側面的整個面進行熱氧化，形成由具電絕緣性的矽氧化膜(SiO2膜)構成的第一氧化膜21(圖1(a))。該第一氧化膜21形成100-300nm厚度，優選120-160nm厚度。這裡，將第一氧化膜21的厚度限定在100-300nm範圍，這是由於如果低於100nm，則在貼合處理和貼合強化處理中，利用高溫時氧化膜的流動性的孔洞消減效果減小，結果容易產生孔洞，而超過300nm，則埋入氧化膜的均勻性比器件要求的變差。上述第一氧化膜(SiO2膜)也可以不通過熱氧化而通過CVD法只在活性層用基板的表面上形成。接著，由上述活性層用基板14的表面以4×1016/cm2-10×1016/cm2的劑量和20-200keV的加速能量注入氫離子。由此，在活性層用基板14內部形成離子注入區域16(圖1(b))。這裡，將氫離子的劑量限定為4×1016/cm2-10×1016/cm2範圍，其理由在於如果低於4×1016/cm2，則無法解理，而超過10×1016/cm2，則注入氫離子時活性層用基板14表面發生自剝離，容易產生顆粒。將加速能量限定在20-200keV的範圍，這是由於低於20keV，則等離子體蝕刻的蝕刻餘量為100nm或以上，活性層過薄，而超過200keV，則必須有特殊的離子注入裝置。另一方面，準備與上述活性層用基板14具有相同表面積、含矽單晶晶片的支承基板12(圖1(c))。不在該支承基板12上形成上述氧化膜。經由第一氧化膜21，將上述活性層用基板14與支承基板12重合緊密接觸(圖1(d))。在該狀態下，將該基板12、14在氮氣氛中、400-800℃、優選450-600℃保持1-30分鐘、優選10-30分鐘，進行第一熱處理。由此，活性層用基板14在離子注入區域16處被分割，該離子注入區域16相當於氫離子注入最大位置，分離為上部厚壁部分17和下部的薄的活性層13(圖1(e))。下部活性層13經由第一氧化膜21與支承基板12緊密接觸，成為貼合基板18(圖1(f))。
接著，通過膜厚測定器測定貼合基板18上活性層13整體膜厚的偏差。該膜厚測定器由以下部分構成濾光器部分，以滷素燈作為光源，使用0.4-0.9μm區域的窄帶濾光器對貼合基板進行照射；傳感器部分，通過1024×1024像素的CCD照相機對貼合基板整體進行單批處理；預先製作的反射光譜曲線庫；和運算部分，該運算部分具有可以將捕取的各波長的反射光譜與該庫進行比較的特徵函數。來自滷素燈通過濾光器轉輪的各波長的光被聚光鏡放大，照射到貼合基板的表面上。通過垂直入射，照射光可以避免偏光以及在貼合基板上成像。為了確實地捕捉直至貼合基板周緣的邊緣部分，反射光聚光部分比貼合基板的直徑稍大一點。
使用上述膜厚測定器測定活性層13的膜厚，由此可以測定活性層13的膜厚偏差。測定上述活性層13的膜厚時，可以將活性層13整體的膜厚偏差由活性層13的中心至活性層13的周緣均測定。即，以活性層13的半徑為R，以不測定膜厚的周緣環部的寬度為t，在活性層13的半徑(R-t)的範圍內測定膜厚。該環部寬度t為1-3mm，優選1-2mm。
測定活性層13的膜厚之後，通過等離子體蝕刻法，根據上述膜厚數據，較多地蝕刻膜厚厚的部分，較少地蝕刻膜厚薄的部分，將活性層13蝕刻至上述規定的厚度(圖1(h))。如圖2和圖3所示，該等離子體蝕刻法是DCP(幹化學平面化)法，即，將SF6、Ar/H2、N2、O2等蝕刻氣體導入到輻射管23中，同時通過微波發生裝置24產生頻率為2.45GHz的微波，通過波導26，將微波導入到上述輻射管23中，通過微波使上述蝕刻氣體等離子化，生成反應性離子27和反應性自由基28。其中，只將反應性自由基28作為蝕刻劑，由噴射噴嘴29噴射，進行活性層13表面的局部蝕刻。
例如，使用SF6作為蝕刻氣體，通過微波將該SF6進行分解·活化，如下述反應式(1)所示，生成含有SFX、F-(氟離子)等的反應性離子27和只含有中性自由基F*的反應性自由基28。
SF6→SFX+F-+F*+...(1)只將反應性離子27和反應性自由基28中的反應性自由基28向活性層13表面規定部分進行局部噴射，只進行以下反應式(2)所示的化學反應，由此進行蝕刻。
Si+4F*→SiF4↑(2)為了從反應性自由基28中分離反應性離子27，只將反應性自由基28由噴射噴嘴29噴射，利用反應性離子27相對於反應性自由基28無法長距離存在的特性，使微波產生的等離子體發生區域由噴射噴嘴29的頂端向上遊一側離開一段距離。
由此，可以只噴射反應性自由基28。由此，在以往的以反應性離子28作為主要蝕刻劑使用的等離子體蝕刻法中，反應性離子28會對活性層13表面產生物理性損傷，而只使用反應性自由基28作為蝕刻劑的等離子體蝕刻法是化學性反應的蝕刻，因此不會對活性層13表面產生損傷。
如圖4所示，關於貼合基板18周緣的活性區域和非活性區域邊界部分31的等離子體蝕刻，並不是反饋膜厚測定器的數據進行的蝕刻，而是獨立設定條件，以能蝕刻存在於貼合基板18的周緣向內側1-3mm範圍內的環狀區域，根據貼合基板18的形狀，在其周緣向內1-2mm範圍內的環狀區域的島狀和半島狀微小活性區域。具體來說，在基於活性層13的膜厚數據，通過等離子體蝕刻法進行蝕刻之後(圖4(b))，對上述貼合基板18周緣的活性區域和非活性區域的邊界部分31，等離子體蝕刻基於膜厚測定數據的等離子體蝕刻之前的活性層13的厚度(圖4(c))。如圖4(c)所示，通過該等離子體蝕刻，島狀或半島狀的第一氧化膜21完全暴露，但是該第一氧化膜21的蝕刻率相對於活性層13的蝕刻率是非常小的，因此上述邊界部分31的等離子體蝕刻中，幾乎未進行蝕刻。該島狀或半島狀的第一氧化膜21通過浸漬到後述的洗滌液中，與第二氧化膜一起蝕刻除去。
下面，將上述表面平坦化的貼合基板18在氧、氮、氬或它們的混合氣體氣氛中，在900-1200℃、優選1000-1150℃的溫度下保持30-180分鐘、優選60-120分鐘，進行第二熱處理，使活性層13與支承基板12經由第一氧化膜21的貼合更加牢固(圖1(j))。這裡，將第二熱處理的溫度限定為900-1200℃的範圍，其理由在於低於900℃，則無法得到充分的貼合強度，超過1200℃，則容易產生滑動。將第二熱處理時間限定在30-180分鐘的範圍，其理由在於低於30分鐘，則無法獲得充分的貼合強度，超過180分鐘，則已經得到充分的貼合強度，只是徒勞地使生產效率降低。
進一步地通過第二熱處理，在包括活性層13表面的貼合基板18的背面和側面形成第二氧化膜22，將該貼合基板18浸漬在洗滌液中，蝕刻除去上述第二氧化膜22，同時洗滌貼合基板18。上述洗滌液優選使用含有超過0.1重量％且為50重量％或以下、優選0.2重量％-10重量％的有機酸和0.005-0.25重量％、優選0.005-0.10重量％的氫氟酸的洗滌液。有機酸可以舉出選自檸檬酸、琥珀酸、乙二胺四乙酸、酒石酸、水楊酸、草酸、乙酸或甲酸的一種或多種有機酸。這裡，將有機酸的濃度限定在超過0.1重量％且為50重量％或以下，其理由在於在0.1重量％或以下，則有機酸過少，游離在洗滌液中的金屬雜質無法與有機酸分子形成絡合物，第二氧化膜22上的金屬雜質再次附著於活性層13表面，而超過50重量％，則第二氧化膜22上的微粒再附著於活性層13表面的量增加。將氫氟酸的濃度限定在0.005-0.25重量％的範圍，其理由在於低於0.005重量％，則對活性層13表面的第二氧化膜22的剝離作用欠缺，超過0.25重量％，則洗滌液成為pH低於2的強酸，洗滌液中的有機酸的解離受到抑制，其絡合作用降低，同時微粒的表面電位為正，微粒再次附著於活性層13表面。將進行了第二熱處理的貼合基板18浸漬在上述洗滌液中，則第二氧化膜22被氫氟酸(HF)除去，該第二氧化膜22上的微粒和金屬雜質、以及第二氧化膜22中所含的金屬雜質轉移到洗滌液中。洗滌液是含有0.005-0.25重量％的氫氟酸和超過0.1重量％且為50重量％或以下的有機酸的pH4或以下的酸性溶液，因此微粒表面與活性層13表面相同，均帶負電。游離在液體中的金屬雜質與有機酸的分子形成絡合物，形成金屬絡合鹽。該金屬絡合鹽的絡合離子為負離子。結果，微粒和金屬雜質的表面電位均與活性層13的表面電位相同，均為負，因此防止附著或再附著於活性層13上。將活性層13由洗滌液中取出，得到清潔的SOI基板11(圖1(k))。
向活性層用基板14注入氫離子的注入深度(注入最大位置)考慮第一氧化膜21的厚度(50-300nm，優選100-200nm)、因洗滌而蝕刻掉的量(5nm或以下，優選1nm或以下)、第二氧化膜22的厚度(50-300nm，優選100-200nm)以及通過等離子體蝕刻法蝕刻掉的量(100-300nm，優選150-250nm)進行設定。這裡，將等離子體蝕刻法蝕刻掉的量設定為100-300nm的範圍，其理由在於如果低於100nm，則剝離損傷在之後的強加熱處理下也無法除去，並且無法提高平坦度，而超過300nm，則等離子體蝕刻法蝕刻加工需要時間過長，生產率降低，同時產生較多反應產物。另一方面，通過研削法或拋光法等使厚壁部分17的分離面平滑(圖1(g)和圖1(i))。由此，厚壁部分17可以再次作為新的活性層用基板14或支承基板12用於SOI基板11的製造中。
上述製造的SOI基板11中，只選擇性地使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基28，根據活性層13的膜厚對活性層13表面進行蝕刻，因此，可以除去活性層13表面、即因第一熱處理而產生的離子注入區域16處的分離面晶體缺陷層，同時不會對活性層13表面產生損傷，可以降低活性層13的膜厚偏差，使活性層13的膜厚均勻。
實施例下面，與比較例一起詳細說明本發明的實施例。
(實施例1)如圖1所示，首先，將矽單晶晶片構成、外徑和厚度分別為200mm和0.725mm的活性層用基板14在氧氣氛中、在1000℃保持5小時，進行第一熱處理，不僅在活性層用基板14的表面，在背面和側面均形成第一氧化膜21。該第一氧化膜21的厚度約為150nm。接著，通過6×1016/cm2的劑量和50keV的加速能量，由上述活性層用基板14的表面注入氫離子，在活性層用基板14內部形成離子注入區域16(圖1(b))。該離子注入區域16的深度(注入最大位置)包括上述第一氧化膜21設定為約500nm。另一方面，準備與上述活性層用基板14具有相同表面積、矽單晶晶片構成、厚度為0.725mm的支承基板12(圖1(c))，經由第一氧化膜21，將上述活性層用基板14與該支承基板12重疊緊密接觸(圖1(d))。在該狀態下，將該基板12、14在氮氣氛中、在500℃保持30分鐘，進行第一熱處理。由此，活性層用基板14在相當於氫離子注入最大位置的離子注入區域16處被分開，分離為上部的厚壁部分17和下部的薄活性層13(圖1(e))。下部的活性層13經由第一氧化膜21與支承基板12緊密接觸，形成貼合基板18(圖1(f))。
接著，通過膜厚測定器測定該貼合基板18的活性層13的整體膜厚。由活性層13的中心至從活性層13周緣靠內側2mm的範圍內測定活性層13整體膜厚。即，活性層13的半徑為100mm，不測定膜厚的周邊的環狀寬度為2mm，因此在活性層13的半徑98mm範圍內測定膜厚。測定活性層13的膜厚之後，只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基28(圖2)，對上述膜厚數據中膜厚較厚的部分多蝕刻，對膜厚較薄的部分少蝕刻，將活性層13蝕刻至上述規定的厚度(圖1(h))。此時最大蝕刻量為202nm，最小蝕刻量為199nm。對於貼合基板18的周緣的非活性區域和活性區域的邊界部分，蝕刻掉基於上述膜厚測定數據的活性層13上與等離子體蝕刻前的活性層13大致相同的厚度。即，蝕刻至蝕刻量為400nm(圖4(b)和圖4(c))。
進一步將上述膜厚均勻的貼合基板18在氧氣氛中、在1100℃下保持120分鐘，進行第二熱處理，使活性層13和支承基板12經由第一氧化膜21的貼合更牢固(圖1(j))，然後將該貼合基板18浸漬在洗滌液中，蝕刻並除去由第二熱處理形成的第二氧化膜22，同時洗滌貼合基板18，得到清潔的SOI基板11(圖1(k))。以該SOI基板11作為實施例1。上述洗滌液使用含有由0.5重量％檸檬酸形成的有機酸和0.01重量％氫氟酸的洗滌液。洗滌後的活性層13的厚度為50nm。
(比較例1)使用CMP法代替等離子體蝕刻法，除此之外與實施例1同樣地製作SOI基板。以該SOI基板作為比較例1。
(比較試驗和評價)測定實施例1和比較例1的SOI基板活性層的膜厚差，比較例1為5.0nm，較大，而實施例1為1.5nm，較小。
對於實施例1，用光學顯微鏡觀察非活性區域和活性區域的邊界部分，結果島狀或半島狀的微小活性區域消減，形成平滑的邊界。
產業實用性根據本發明的SOI基板的製造方法，不會對活性層表面產生損傷，可以降低活性層的膜厚偏差，使活性層的膜厚均勻。
並且，如果在蝕刻工藝中附加下述步驟，則無需增加工序，即可以使非活性區域和活性區域的邊界線平滑，因此可以抑制顆粒的發生。所述步驟是不管活性層膜厚的測定數據，對貼合基板周緣的非活性區域和活性區域的邊界部分，進一步等離子體蝕刻基於膜厚測定數據的等離子體蝕刻之前活性層的厚度大小的量。
因此，本發明可以提供活性層表面幾乎沒有損傷、活性層的膜厚偏差受到抑制、活性層的膜厚均勻的SOI基板。
權利要求
1.SOI基板，其特徵在於具備由半導體單晶構成的支承基板和經由氧化膜在上述支承基板上貼合且由半導體單晶構成的活性層，上述氧化膜只在上述活性層上形成，只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基來蝕刻上述活性層表面，使上述活性層的厚度在10-200nm的範圍形成，並且使上述活性層整體的膜厚差形成為1.5nm或以下。
2.SOI基板的製造方法，該方法包含以下步驟在由半導體單晶構成的活性層用基板的至少表面上形成氧化膜的步驟；由上述活性層用基板的表面注入氫離子，在上述活性層用基板內部形成離子注入區域的步驟；經由上述氧化膜，將上述活性層用基板與由半導體單晶構成的支承基板緊密接觸，在該狀態下進行第一熱處理，由此將上述活性層用基板在離子注入區域處從上述支承基板分離，在上述支承基板的表面形成活性層，製作貼合基板的步驟；測定上述活性層整體膜厚的步驟；只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基，對上述活性層表面膜厚厚的部分多蝕刻，且對上述活性層表面膜厚薄的部分少蝕刻，將上述活性層蝕刻至少100nm，減薄至規定厚度的步驟；和將上述等離子體蝕刻過的貼合基板進行第二熱處理，提高貼合強度的步驟。
3.權利要求2的SOI基板的製造方法，其中，以1-4mm範圍內的規定間距測定活性層表面整體的膜厚。
4.權利要求2的SOI基板的製造方法，其中，從上述活性層的中心到上述活性層周緣測定活性層表面整體的膜厚。
5.權利要求2的SOI基板的製造方法，其中等離子體蝕刻後的活性層整體的膜厚差為1.5nm或以下。
6.權利要求2的SOI基板的製造方法，該方法包含以下步驟對貼合基板周緣的非活性區域和活性區域的邊界部分，不依賴活性層膜厚的測定數據，進一步等離子體蝕刻掉依據膜厚測定數據的等離子體蝕刻之前上述活性層的厚度大小的量。
7.權利要求2的SOI基板的製造方法，該方法進一步包含以下步驟將因第二熱處理在活性層表面形成了氧化膜的貼合基板浸漬在洗滌液中，由此除去上述氧化膜，然後除去顆粒和金屬的洗滌步驟。
8.權利要求2的SOI基板的製造方法，其中，第一熱處理是在氮氣氛中在400-800℃保持5-30分鐘的熱處理，第二熱處理是在氧、氮、氬或它們的混合氣體氣氛中在900-1200℃保持30-120分鐘的熱處理。
9.權利要求8的SOI基板的製造方法，該方法進一步包含以下步驟將因第二熱處理在活性層表面形成了氧化膜的貼合基板浸漬在洗滌液中，由此除去上述氧化膜，然後除去顆粒和金屬的洗滌步驟。
全文摘要
該SOI基板具備由半導體單晶構成的支承基板和經由氧化膜在上述支承基板上貼合併由半導體單晶構成的活性層，上述氧化膜只在上述活性層上形成，只選擇使用通過等離子體蝕刻法生成的反應性自由基蝕刻上述活性層表面，由此使上述活性層的厚度在10－200nm的範圍內形成，並且使上述活性層整體的膜厚差在1.5nm或以下。
文檔編號H01L21/3065GK1989620SQ20058002517
公開日2007年6月27日 申請日期2005年5月25日 優先權日2004年5月28日
發明者森田悅郎, 佐野理太郎, 遠藤昭彥 申請人:株式會社上睦可