[发明专利]结合晶片及用来制造结合晶片的方法

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明涉及一种结合晶片(bonded wafer)及用来制造结合晶片的方法，并且更加特别地，其尽可能地抑制在结合面上的残留氧化物。

2.背景技术

作为结合晶片的一种代表性的制造方法，其中公知的一种方法是通过一绝缘膜(insulating film)例如氧化膜等结合两个硅晶片或没有绝缘膜直接结合，然后研磨和抛光作为活性层(active layer)的晶片以形成活性层(研磨抛光法)，并且其中公知的一种方法是将氢离子等注入到作为活性层的硅晶片的表面层部分中以形成一离子注入层并且结合到作为支持基板的硅晶片，然后进行热处理以剥离在离子注入层处的晶片，从而形成活性层(离子注入分离法)或者所谓的智能切割法(注册商标)(参见JP-A-H11-67701和JP-A-H05-211128)。

然而，当通过浸入到HF溶液中以去除本身具有的(native)氧化物之后直接结合两个硅晶片时，或者特别地当不使用例如氧化膜等的绝缘膜而直接结合具有不同的晶体取向(例如，(110)面和(100)面)的两个硅晶片时，在结合晶片的制造步骤(热处理步骤)中，在界面之间俘获的氧化物可能作为阶梯状(step-like)的氧化物局部地集中并且残留在界面上。结果，存在一个问题是在器件的准备步骤中这种残留氧化物损坏了器件特性而且形成了缺陷的中心。

发明内容

因此，本发明的一个目标是方便地解决上述问题并且提供一种用来制造结合晶片的方法，即当没有绝缘膜而直接结合两个硅晶片时，能够有效地去除在界面上残留的氧化物，和通过这种制造方法获得一个结合晶片。

下面将描述本发明的改进。即，当没有绝缘膜而直接结合两个硅晶片时，认为通过冷凝在结合界面上俘获的氧化物而形成残留在结合界面上的氧化物。因此，为了防止这种氧化物的残留，通常在使用HF溶液清洗晶片以从晶片的表面去除本身具有的的氧化物之后进行结合。

然而，即使在结合以前使用HF溶液等清洗晶片的表面，也可能在结合界面上残留阶梯状的氧化物。 

为了解决上述问题，发明者进行了多方面的研究并且获得了下列知识。

即，当从锭上切割下来将被结合的晶片时，一般的，切割角在X轴和Y轴上都不超过1°。然而，已经发现相对于预定的晶面，通过严格地控制来自锭上的切割角在0-0.1°(复合角)的范围内，就能够有效地去除在结合界面上残留的阶梯状的氧化物，并且结果是实现了本发明。

即，本发明的概要和结构如下。

1.一种用来制造结合晶片的方法，在没有绝缘膜的情况下而直接结合作为活性层的硅晶片和作为支持基板的硅晶片，并且减薄作为活性层的硅晶片到给定的厚度，其特征在于相对于预定的晶面以0-0.1°(复合角)的切割角从锭上切割下的硅晶片被用于每一个所述作为活性层的硅晶片和作为支持基板的硅晶片。

2.根据项目1所述的用来制造结合晶片的方法，其中作为活性层的硅晶片和作为支持基板的硅晶片在疏水面的状态下结合。

3.根据项目1所述的用来制造结合晶片的方法，其中具有不同的晶体取向的晶片被用作作为活性层的硅晶片和作为支持基板的硅晶片。

4.根据项目1所述的用来制造结合晶片的方法，其中通过离子注入分离工艺实施作为活性层的硅晶片的减薄。

5.一种结合晶片，通过在没有绝缘膜的情况下直接结合作为活性层的硅晶片和作为支持基板的硅晶片，并且减薄作为活性层的硅晶片到给定的厚度而获得，其特征在于相对于预定的晶面以0-0.1°(复合角(compound angle))的切割角从锭上切割下的硅晶片被用于每一个所述作为活性层的硅晶片和作为支持基板的硅晶片。

根据本发明，其能够大量地减少当没有绝缘膜而直接结合两个硅晶片时而担心出现的阶梯状氧化物的残留。

附图说明

图1是切割角和复合角的示意图。

图2是实施例1和比较实施例1各自的结合界面的TEM相片(a)和(b)。

具体实施方式

下面，将根据附图详细地描述本发明。

在本发明中，重要的是当从锭上切割下硅晶片时，相对于预定的晶面(也称作标准面)，控制切割角在0-0.1°(复合角)的范围内。当切割角(复合角)超过0.1°时，阶梯状的氧化物会残留在结合界面上，其会严重地影响器件的准备步骤及其性质。