[发明专利]pn接合硅晶片的制造方法

说明书

[课题]提供不产生滑移和位错、能够抑制掺杂物的扩散、进而能够抑制pn接合间的漏电流的pn接合硅晶片的制造方法。[解决手段]本发明的pn接合硅晶片的制造方法的特征在于，具有下述步骤：第1步骤，对p型单晶硅基板10的单面和n型单晶硅基板20的单面进行在真空常温下照射离子束或中性原子束的活化处理，将前述两者的单面制成活化面后，接着在真空常温下使前述两者的活化面接触，由此使p型单晶硅基板10与n型单晶硅基板20一体化，从而得到pn接合硅晶片；以及，第2步骤，对前述pn接合硅晶片实施热处理，使因前述活化处理而在前述pn接合硅晶片的贴合界面附近处产生的变质层12、14重结晶化。

技术领域

本发明涉及pn接合硅晶片的制造方法。

背景技术

针对为了制作立式结构的功率器件而使用的pn接合硅晶片，使用例如如专利文献1所述那样地通过化学蒸镀法(CVD法)等在支承基板上外延生长具有与支承基板相反导电型的外延层、从而形成pn接合硅晶片的方法。此时，为了实现高耐压操作，需要沉积百μm以上的外延层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-213946号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，根据本发明人的研究可知，上述方法中为了形成层厚为百μm以上的外延层而耗费较长时间，因此产生的问题在于，晶片无法耐受热应力而产生滑移、位错，或者支承基板中的掺杂物扩散至外延层。

因此，本发明人为了规避上述问题而想到在真空常温下将p型基板与n型基板进行贴合从而形成pn接合硅晶片，而不依赖于外延生长。作为贴合方法，研究了下述方法：对p型单晶硅基板的单面和n型单晶硅基板的单面进行在真空常温下照射离子束或中性原子束的活化处理，将上述两者的单面制成活化面后，接着在真空常温下使上述两者的活化面接触，由此将p型单晶硅基板与n型单晶硅基板进行贴合，从而得到pn接合硅晶片。然而可知，在上述贴合方法中，由于对两基板的单面照射离子束或中性原子束从而将两基板的单面制成活化面来进行贴合，因此该活化处理会导致在pn接合硅晶片的贴合界面附近处产生结晶性出现紊乱的变质层，产生因pn接合间发生漏电流而导致器件特性变差的问题。

因此，本发明鉴于上述课题，目的在于提供不产生滑移和位错、且能够抑制掺杂物的扩散、进而能够抑制pn接合间的漏电流的pn接合硅晶片的制造方法。

用于解决问题的方法

本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果得到下述见解：通过热处理能够使因活化处理而产生的变质层中的紊乱结晶性恢复至n型单晶硅基板和p型单晶硅基板原本所具有的结晶性，从而完成了本发明。

本发明是基于上述见解而完成的，其主要技术方案如下所示。

(1)pn接合硅晶片的制造方法，其特征在于，具有下述步骤：

第1步骤，对p型单晶硅基板的单面和n型单晶硅基板的单面进行在真空常温下照射离子束或中性原子束的活化处理，将前述两者的单面制成活化面后，接着在真空常温下使前述两者的活化面接触，由此使前述p型单晶硅基板与前述n型单晶硅基板一体化，从而得到pn接合硅晶片；以及，

第2步骤，对前述pn接合硅晶片实施热处理，使因前述活化处理而在前述pn接合硅晶片的贴合界面附近处产生的变质层重结晶化。

应予说明，以下将本发明中的第1步骤中的贴合方法称为“真空常温接合法”。

(2)根据上述(1)所述的pn接合硅晶片的制造方法，其中，在前述第1步骤之前，具有在前述p型单晶硅基板的单面上形成厚度为50μm以下的n型硅外延层的步骤，所述n型硅外延层具有比前述n型单晶硅基板的掺杂物浓度更高的掺杂物浓度，