JP2008288579A - Soi基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単結晶又は多結晶半導体基板の表面からある深さの領域に分離層を形成し、該分離層上の半導体層を支持基板と接合させて剥離する際に第1の熱処理を行う。その後、半導体層が接合された支持基板に対して第2の熱処理を行う。第1の熱処理と第2の熱処理は異なる温度で行うことが好ましい。この場合、第1の熱処理の温度に対し第2の熱処理は、その温度よりも高い温度であって半導体層を接合する基板の歪み点温度を超えない温度で行うことが好ましい。或いは、同じ温度であっても第2の熱処理の処理時間を長くしても良い。
【選択図】図15
Description
e+H2→e+H2 ++e (2)
e+H2→e+(H2)*→e+H+H (3)
e+H2 +→e+(H2 +)*→e+H++H (4)
H2 ++H2→H3 ++H (5)
H2 ++H2→H++H+H2 (6)
e+H3 +→e+H++H+H (7)
e+H3 +→H2+H (8)
e+H3 +→H+H+H (9)
上記のように、H3 +は、主として反応式(5)により表される反応過程により生成される。一方で、反応式(5)と競合する反応として、反応式(6)により表される反応過程が存在する。H3 +が増加するためには、少なくとも、反応式(5)の反応が、反応式(6)の反応より多く起こる必要がある(なお、H3 +が減少する反応としては他にも(7)、(8)、(9)が存在するため、(5)の反応が(6)の反応より多いからといって、必ずしもH3 +が増加するとは限らない。)。反対に、反応式(5)の反応が、反応式(6)の反応より少ない場合には、プラズマ中におけるH3 +の割合は減少する。
ここで、イオン種の割合(特にH3 +の割合)が異なる例を示す。図18は、100%水素ガス(イオン源の圧力:4.7×10−2Pa)から生成されるイオンの質量分析結果を示すグラフである。なお、上記質量分析は、イオン源から引き出されたイオンを測定することにより行った。横軸はイオンの質量である。スペクトル中、質量1、2、3のピークは、それぞれ、H+、H2 +、H3 +に対応する。縦軸は、スペクトルの強度であり、イオンの数に対応する。図18では、質量が異なるイオンの数量を、質量3のイオンを100とした場合の相対比で表している。図18から、上記イオン源により生成されるイオンの割合は、H+:H2 +:H3 +=1:1:8程度となることが分かる。なお、このような割合のイオンは、プラズマを生成するプラズマソース部(イオン源)と、当該プラズマからイオンビームを引き出すための引出電極などから構成されるイオンドーピング装置によっても得ることが出来る。
図18のような複数のイオン種を含むプラズマを生成し、生成されたイオン種を質量分離しないで単結晶半導体基板に照射する場合、単結晶半導体基板の表面には、H+、H2 +、H3 +の各イオンが照射される。イオンの照射からイオン導入領域形成にかけてのメカニズムを再現するために、以下の5種類のモデルを考える。
1.照射されるイオン種がH+で、照射後もH+(H)である場合
2.照射されるイオン種がH2 +で、照射後もH2 +(H2)のままである場合
3.照射されるイオン種がH2 +で、照射後に2個のH(H+)に***する場合
4.照射されるイオン種がH3 +で、照射後もH3 +(H3)のままである場合
5.照射されるイオン種がH3 +で、照射後に3個のH(H+)に***する場合。
上記のモデルを基にして、水素イオン種をSi基板に照射する場合のシミュレーションを行った。シミュレーション用のソフトウェアとしては、SRIM(the Stopping and Range of Ions in Matter:モンテカルロ法によるイオン導入過程のシミュレーションソフトウェア、TRIM(the Transport of Ions in Matter)の改良版)を用いている。なお、計算の関係上、モデル2ではH2 +を質量2倍のH+に置き換えて計算した。また、モデル4ではH3 +を質量3倍のH+に置き換えて計算した。さらに、モデル3ではH2 +を運動エネルギー1/2のH+に置き換え、モデル5ではH3 +を運動エネルギー1/3のH+に置き換えて計算を行った。
[フィッティング関数]
=X/V×[モデル1のデータ]+Y/V×[モデル5のデータ]
・モデル3に示される照射過程により導入される水素は、モデル5の照射過程と比較して僅かであるため、除外して考えても大きな影響はない(SIMSデータにおいても、ピークが現れていない)。
・モデル5とピーク位置の近いモデル3は、モデル5において生じるチャネリング(結晶の格子構造に起因する元素の移動)により隠れてしまう可能性が高い。すなわち、モデル3のフィッティングパラメータを見積もるのは困難である。これは、本シミュレーションが非晶質Siを前提としており、結晶性に起因する影響を考慮していないことによるものである。
図18に示すようなH3 +の割合を高めた水素イオン種を基板に照射することで、H3 +に起因する複数のメリットを享受することができる。例えば、H3 +はH+やHなどに分離して基板内に導入されるため、主にH+やH2 +を照射する場合と比較して、イオンの導入効率を向上させることができる。これにより、半導体基板の生産性向上を図ることができる。また、同様に、H3 +が分離した後のH+やHの運動エネルギーは小さくなる傾向にあるから、薄い半導体層の製造に向いている。
101 単結晶半導体層
102 接合層
103 バリア層
104 絶縁層
105 酸化シリコン層
106 半導体基板
107 分離層
110 ゲート絶縁層
111 ゲート電極
112 サイドウオール絶縁層
113 第1不純物領域
114 第2不純物領域
115 絶縁層
116 層間絶縁層
117 コンタクトホール
118 絶縁層
119 配線
200 マイクロプロセッサ
201 演算回路
202 演算回路制御部
203 命令解析部
204 割り込み制御部
205 タイミング制御部
206 レジスタ
207 レジスタ制御部
208 バスインターフェース
209 読み出し専用メモリ
210 メモリインターフェース
211 RFCPU
212 アナログ回路部
213 デジタル回路部
214 共振回路
215 整流回路
216 定電圧回路
217 リセット回路
218 発振回路
219 復調回路
220 変調回路
221 RFインターフェース
222 制御レジスタ
223 クロックコントローラ
224 インターフェース
225 中央処理ユニット
226 ランダムアクセスメモリ
227 読み出し専用メモリ
228 アンテナ
229 容量部
230 電源管理回路
122 表示パネル
123 走査線駆動回路領域
124 信号線駆動回路領域
125 画素形成領域
126 走査線
127 信号線
128 画素電極
129 対向基板
130 対向電極
131 柱状スペーサ
132 液晶層
133 選択トランジスタ
134 表示制御トランジスタ
135 電流供給線
136 隔壁層
137 EL層
138 封止樹脂
300 ガラス基板
301 単結晶シリコン基板
302 単結晶半導体層
303 分離層
304 酸化シリコン膜
305 酸化窒化シリコン膜
306 窒化酸化シリコン膜
Claims (9)
- 一の原子から成るイオン又は同一の原子から成り質量の異なる複数種のイオンを半導体基板の一表面から導入して、該半導体基板の表面から該イオンの平均進入深さに近い深さ領域に多孔質構造を有する分離層を形成し、
前記半導体基板に酸化シリコン膜を形成し、
前記半導体基板と、絶縁表面を有する基板とを、前記酸化シリコン膜を挟んで重ね合わせた状態で、前記分離層に亀裂を生じさせ、前記絶縁表面を有する基板上に半導体層を残存させつつ、前記半導体基板を前記分離層で分離する第1の熱処理を行い、
前記半導体層が接合された前記絶縁表面を有する基板に、前記第1の熱処理温度以上の温度で第2の熱処理を行うことを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項1において、
一の原子から成るイオン又は同一の原子から成り質量の異なる複数種のイオンとして、質量の異なる複数種の水素イオンを導入することを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項2において、
質量の異なる複数種の水素イオンは、H+、H2 +、H3 +イオンであることを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項3において、
前記水素イオンの内、H3 +イオンの割合が他のイオン種よりも高いことを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記第1の熱処理の温度が、400℃以上600℃未満であり、前記第2の熱処理の温度が、前記第1の熱処理の温度以上であって、かつ前記絶縁表面を有する基板の歪み点以下の温度であることを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記酸化シリコン膜を、有機シランガスを用いて化学気相成長法により形成することを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項6において、
前記有機シランガスが、珪酸エチル(TEOS:Si(OC2H5)4)、テトラメチルシラン(TMS:Si(CH3)4)、テトラメチルシクロテトラシロキサン(TMCTS)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS)、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、トリエトキシシラン(SiH(OC2H5)3)、トリスジメチルアミノシラン(SiH(N(CH3)2)3)から選ばれた一種を用いることを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項7において、
前記半導体基板上に有機シランガスを用いて化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成する温度が、前記半導体基板から、前記分離層に導入した元素が離脱しない温度であり、前記第1の熱処理が、前記分離層に導入した元素が離脱する温度で行われることを特徴とするSOI基板の製造方法。 - 請求項8において、
前記半導体基板上に有機シランガスを用いて化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成する温度が350℃以下であり、前記第1の熱処理が400℃以上600℃未満で行われることを特徴とするSOI基板の作製方法。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011029611A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-02-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
JP2011029610A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-02-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
JP2011135054A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-07-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Soi基板の作製方法およびsoi基板 |
JP2011176295A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-09-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Soi基板の作製方法 |
KR20150112968A (ko) * | 2013-02-01 | 2015-10-07 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | Soi 웨이퍼의 제조방법 및 soi 웨이퍼 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5459899B2 (ja) | 2007-06-01 | 2014-04-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
FR2926674B1 (fr) | 2008-01-21 | 2010-03-26 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de fabrication d'une structure composite avec couche d'oxyde de collage stable |
US7939389B2 (en) * | 2008-04-18 | 2011-05-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP5391599B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2014-01-15 | オムロン株式会社 | 基板接合方法及び電子部品 |
US8815657B2 (en) * | 2008-09-05 | 2014-08-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing semiconductor device |
JP2010239123A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-10-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
US8735263B2 (en) | 2011-01-21 | 2014-05-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate |
FR3007891B1 (fr) * | 2013-06-28 | 2016-11-25 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de fabrication d'une structure composite |
US9768109B2 (en) | 2015-09-22 | 2017-09-19 | Qualcomm Incorporated | Integrated circuits (ICS) on a glass substrate |
US9725312B1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Preconditioning to enhance hydrophilic fusion bonding |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0799324A (ja) * | 1993-07-31 | 1995-04-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
JPH11163363A (ja) * | 1997-11-22 | 1999-06-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2000077287A (ja) * | 1998-08-26 | 2000-03-14 | Nissin Electric Co Ltd | 結晶薄膜基板の製造方法 |
JP2003142664A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-05-16 | Seiko Epson Corp | 半導体基板の製造方法、半導体基板、電気光学装置並びに電子機器 |
JP2004134675A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Sharp Corp | Soi基板、表示装置およびsoi基板の製造方法 |
JP2005252244A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 半導体基板の製造方法 |
JP2006210899A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Soiウエーハの製造方法及びsoiウェーハ |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3697106B2 (ja) * | 1998-05-15 | 2005-09-21 | キヤノン株式会社 | 半導体基板の作製方法及び半導体薄膜の作製方法 |
JP2000124092A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-04-28 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 水素イオン注入剥離法によってsoiウエーハを製造する方法およびこの方法で製造されたsoiウエーハ |
US7119365B2 (en) * | 2002-03-26 | 2006-10-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method thereof, SOI substrate and display device using the same, and manufacturing method of the SOI substrate |
JP4772258B2 (ja) | 2002-08-23 | 2011-09-14 | シャープ株式会社 | Soi基板の製造方法 |
US7508034B2 (en) * | 2002-09-25 | 2009-03-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Single-crystal silicon substrate, SOI substrate, semiconductor device, display device, and manufacturing method of semiconductor device |
JP2004335642A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Canon Inc | 基板およびその製造方法 |
KR101436116B1 (ko) * | 2007-04-27 | 2014-09-01 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Soi 기판 및 그 제조 방법, 및 반도체 장치 |
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2008
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2010
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0799324A (ja) * | 1993-07-31 | 1995-04-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法 |
JPH11163363A (ja) * | 1997-11-22 | 1999-06-18 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
JP2000077287A (ja) * | 1998-08-26 | 2000-03-14 | Nissin Electric Co Ltd | 結晶薄膜基板の製造方法 |
JP2003142664A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-05-16 | Seiko Epson Corp | 半導体基板の製造方法、半導体基板、電気光学装置並びに電子機器 |
JP2004134675A (ja) * | 2002-10-11 | 2004-04-30 | Sharp Corp | Soi基板、表示装置およびsoi基板の製造方法 |
JP2005252244A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 半導体基板の製造方法 |
JP2006210899A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Soiウエーハの製造方法及びsoiウェーハ |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011029611A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-02-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
JP2011029610A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-02-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
KR101790964B1 (ko) * | 2009-06-26 | 2017-10-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제작 방법 |
JP2011135054A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-07-07 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Soi基板の作製方法およびsoi基板 |
JP2011176295A (ja) * | 2010-01-26 | 2011-09-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Soi基板の作製方法 |
KR20150112968A (ko) * | 2013-02-01 | 2015-10-07 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | Soi 웨이퍼의 제조방법 및 soi 웨이퍼 |
KR102019653B1 (ko) | 2013-02-01 | 2019-09-09 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | Soi 웨이퍼의 제조방법 및 soi 웨이퍼 |
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