[发明专利]SOI晶片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SOI晶片(SOI Wafer)的制造方法，所述SOI晶片的制造方法是在利用离子注入剥离法制作而成的SOI晶片的SOI层上，形成外延层(epitaxial layer)。

背景技术

近年来，作为对双极型器件(bipolar device)或功率器件极为有用的晶片，SOI层的膜厚为几微米至几十微米的较厚的厚膜SOI晶片颇受期待。

但是，当使用晶片的贴合法，来制造SOI层的膜厚为几微米且要求厚度公差为±0.1μm左右的高品质SOI晶片时，在以磨削、研磨来进行结合晶片（形成有SOI层的晶片）的薄膜化的方法中，即便使用高精度的研磨手法，最多也只能获得相对于目标膜厚为±0.3μm左右的面内均匀性，SOI层的膜厚不均(偏差)显著，且膜厚均匀性有限。

因此，作为用以实现此要求的方法，可以列举专利文献1。此专利文献1为以下方法：利用可以比较容易地获得膜厚均匀性为±0.01μm以下的SOI层的离子注入剥离法，形成较薄的SOI层，然后，在此SOI层上进行外延生长，来增厚SOI层。

但是，此时，考虑SOI晶片的翘曲，如果预先在基体晶片（作为支持基板的晶片）上形成氧化膜并贴合，来制作SOI晶片，那么SOI晶片的周边平台(terrace)部（未结合部分）的氧化膜将成为露出状态，因此，如果以此状态在整个SOI层上进行外延生长，那么多晶硅(polysilicon)将在平台部的氧化膜上生长，并在后续工序中造成粒子污染等。

通常，是将SOI晶片浸渍在HF(氢氟酸)水溶液中，来去除平台部的氧化膜再进行外延生长，以抑制此多晶硅生长，但当翘曲防止用的背面氧化膜残留在基体晶片上时，存在以下问题：由于背面氧化膜的膜厚也减少，因此，制造的SOI晶片的翘曲增大。

为了解决此种问题，具有以下方法：利用像专利文献2那样进行HF旋转清洗等的方法，仅将平台部的氧化膜完全去除，再进行外延生长，以避免用以防止SOI晶片翘曲的背面氧化膜过度地减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-30995号公报

专利文献2：日本特开2006-270039号公报

发明内容

[发明所要解决的课题]

当利用离子注入剥离法来制作SOI晶片时，通常是在结合晶片的表面上形成较薄的氧化膜，然后进行离子注入，以防止离子注入时的隧穿效应(channeling)。此时，当需要较厚的埋入式氧化膜时、或考虑到前述翘曲的问题时，有时会在基体晶片侧，也形成氧化膜，当需要200nm以下的较薄的埋入式氧化膜时，大多仅在结合晶片上形成氧化膜，并进行与基体晶片的贴合。

此时，刚剥离后的SOI晶片的平台部上并未形成氧化膜，且所制作的SOI晶片的SOI层的外周端与埋入式氧化膜的外周端，位于大致相同的位置（径向的位置）处。因此，当只在结合晶片上形成氧化膜时，不需要如在基体晶片上形成氧化膜时的平台部的氧化膜的蚀刻等，因此不进行。

但是，对于此种SOI晶片，如果应用如专利文献1的增厚SOI层的方法，那么外延生长前，在包含氢的还原性环境或包含氯化氢气体的环境下进行热处理时，会从SOI层的外周部的端面进行蚀刻，而在BOX层（埋入式氧化膜）的外周部基本未产生蚀刻。

因此，在前述热处理完成的阶段（即将进行外延生长前)，成为SOI层的全部外周皆露出埋入式氧化膜的结构。

在图7中，示出以上述结构进行外延生长时的SOI层与平台部的边界部分的概略剖面图。如果在上述结构的SOI晶片上进行外延生长，例如，即使是以在埋入式氧化膜22的露出部分上并未生长多晶硅的条件下来进行外延生长，在SOI层21与平台部23之间仍存在露出的埋入式氧化膜22，因此，可知存在以下新的问题，从SOI层21的端面生长的外延层20、与从平台部23生长的外延层24难以连接为横向连续的层，此部分将产生溪谷状台阶（段差）25（以下，也称作外延溪谷）。

此时，从SOI层21生长的外延层20、与从平台部23的外延层24接触，此部分成为扬尘源，造成后续工序中的粒子污染。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种方法，所述方法是在不产生前述外延溪谷的前提下，对利用离子注入剥离法制作而成且在平台部上没有硅氧化膜的SOI晶片，进行外延生长，从而可以制造具有所需SOI层厚度的SOI晶片。

[解决课题的方法]