半导体用复合基板的操作基板以及半导体用复合基板制造技术

半导体用复合基板的操作基板(1)由多晶氧化铝形成，操作基板(1)的外周边缘部(8)的晶粒的平均粒径为20～55μm，操作基板的中央部(20)的晶粒的平均粒径为10～50μm，操作基板的外周边缘部(8)的晶粒的平均粒径为中央部(20)的晶粒的平均粒径的1.1倍以上、3.0倍以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体用复合基板的操作基板以及半导体用复合基板
本专利技术涉及半导体用复基板的操作基板以及半导体用复合基板。
技术介绍
以具备高绝缘性、低介质损耗、高热导率等特征的蓝宝石为基底基板、其表面形成有用于构成半导体器件的硅薄膜的贴合基板，即所谓的SOS基板，被用于高频开关IC等。以前，在基底基板上通过外延生长形成硅层的方法是主流，但近年来，开发了直接接合形成的方法，对半导体器件的性能改善有所帮助(专利文献1、2、3)。此外，伴随接合技术的进步，也提出了蓝宝石以外的基底基板的各种提案。其中，以往用作高亮度放电灯用的发光管和半导体制造装置的仿真晶圆的多晶透光性氧化铝，通过使用高纯度原料、在高温的还原气氛下致密烧成，具有与蓝宝石同等的高绝缘性、低介质损耗、高热导率等良好特性，同时具有无需高成本的结晶培养工序的优点(专利文献4、5、6)。将基底基板与硅层直接接合、制作贴合基板时，由于基底基板与硅层的热膨胀差等原因，有时恐怕会出现外周部的附着性不充分、接合后的机械加工、蚀刻过程中会出现剥离(专利文献7、8)。现有技术文献专利文献【专利文献1】日本专利特开平08-512432【专利文献2】日本专利特开2003-224042【专利文献3】日本专利特开2010-278341【专利文献4】WO2010/128666【专利文献5】日本专利特开平05-160240【专利文献6】日本专利特开平11-026339【专利文献7】日本专利特开2011-071487【专利文献8】日本专利特开2011-159955
技术实现思路
操作基板的接合面上的粒径变大的话，单位面积的晶界数变少，不易受到表面露出粒子引起的高低差的影响，因此与施主基板的附着强度变高，在后续工序中不易剥离。但是，此时，操作基板的强度下降，变得容易开裂。另一方面，操作基板的接合面上的粒子变小的话，操作基板的强度上升，变得不易开裂，但是在后续工序中容易与施主基板剥离。本专利技术的课题是，由多晶氧化铝构成的操作基板中，在抑制从施主基板剥离的同时，抑制开裂的产生。本专利技术是一种半导体用复合基板的操作基板，其特征在于，操作基板由多晶氧化铝形成，操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径为20～55μm，操作基板的中央部的晶粒的平均粒径为10～50μm，操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径为所述中央部的晶粒的平均粒径的1.1倍以上、3.0倍以下。此外，本专利技术涉及一种半导体用复合基板，其特征在于，具有所述操作基板、以及接合在所述操作基板的接合面上的施主基板。根据本专利技术，可以提升操作基板对于施主基板的附着性、抑制剥离，同时也可以提高操作基板的强度、抑制开裂。特别是，通过使操作基板的外周边缘部的粒径相对变大，可以改善外周边缘部上与施主基板的附着性。该效果之所以显著，是因为施主基板的剥离主要发展自外周边缘部，因此改善操作基板的外周边缘部的附着性是有效的。同时，使操作基板中央部的粒径相对变小、改善强度，对于抑制操作基板整体的开裂是极有效果的。附图说明【图1】(a)是操作基板1的正面图，(b)是显示操作基板1与施主基板5介由接合层4接合的半导体用复合基板6的正面图，(c)是显示操作基板1与施主基板5直接接合的半导体用复合基板6A的正面图。【图2】显示平均粒径的计算方式例的模式图。【图3】(a)是显示晶圆状的基板1的平面图，(b)是显示基板1的外周边缘部的图。【图4】显示用于烧成成形体11的承烧板的模式图。【图5】显示烧结体退火处理状态的模式图。具体实施方式以下适当参照附图，更详细地说明本专利技术。(用途)本专利技术的复合基板可用于投影仪用发光元件、高频器件、高性能激光器、功率器件、逻辑IC等。(施主基板)复合基板包含本专利技术的操作基板和施主基板。施主基板的材质并无特别限定，但优选从硅、氮化铝、氮化镓、氧化锌及金刚石构成的群中选择。施主基板具有上述的材质，表面也可具有氧化膜。这是由于，通过氧化膜进行离子注入的话，可以得到抑制注入离子的沟道效应的效果。氧化膜优选具有50～500nm的厚度。具有氧化膜的施主基板也包含于施主基板，只要没有特别区分，都称为施主基板。(操作基板)如图1、图3所示，操作基板1例如为圆形，形成有一处切口7。图3(a)所示的切口7为U字形，但也可以是V字形。这些切口在进行半导体器件制造工序中的各项操作时用于进行晶圆位置或方向的检测等。特别是8英寸以上尺寸的晶圆中，作为一般的检测方法引入，以替代定向平面。当然，也可以用定向平面替代切口。在晶圆状的基板1的外周边缘部8的边缘，设置有所谓的斜面部9(图3(b))。斜面部形成在接合面1a侧及背面1b侧等两方。斜面部指的是，晶圆的端面以及边缘的倾斜部分。本专利技术中，操作基板由多晶氧化铝形成，操作基板的外周边缘部8的晶粒的平均粒径为20～55μm，操作基板的中央部20的晶粒的平均粒径为10～50μm，操作基板的外周边缘部8的晶粒的平均粒径为中央部20的晶粒的平均粒径的1.1倍以上、3.0倍以下。通过使操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径在20μm以上，与施主基板的附着性提升。基于此观点，优选操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径在25μm以上，更优选30μm以上。通过使操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径在55μm以下，可以抑制开裂。基于此观点，更优选操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径在50μm以下。通过使操作基板的中央部20的晶粒的平均粒径在10μm以上，与施主基板的附着性提升。基于此观点，优选操作基板的中央部的晶粒的平均粒径在15μm以上，更优选20μm以上。此外，通过使操作基板的中央部20的晶粒的平均粒径在50μm以下，可以抑制开裂。基于此观点，优选操作基板的中央部的晶粒的平均粒径在45μm以下，更优选35μm以下。通过使操作基板的外周边缘部8的晶粒的平均粒径在中央部20的晶粒的平均粒径的1.1倍以上，可以抑制操作基板的剥离。基于此观点，更优选操作基板的外周边缘部8的晶粒的平均粒径在中央部20的晶粒的平均粒径的1.3倍以上。此外，操作基板的外周边缘部8的晶粒的平均粒径过多地大于中央部20的晶粒的平均粒径的话，中间部21容易产生微开裂，因此优选3.0倍以下。基于此观点，更优选操作基板的外周边缘部8的晶粒的平均粒径在中央部20的晶粒的平均粒径的2.8倍以下。在这里，晶粒的平均粒径如下测定。(1)将操作基板的截面进行镜面研磨，热蚀刻而使晶界变得清晰之后，拍摄显微镜照片(100～200倍)，数出单位长度的直线横穿过的粒子数。显微镜照片拍摄的是从接合面起100μm的范围。对不同的3处进行此项操作。另外，单位长度的范围是500μm～1000μm。(2)取这3处粒子的平均个数。(3)通过下式算出平均粒径。[计算式]D＝(4/π)×(L/n)[D：平均粒径，L：直线的单位长度，n：3处的平均粒子个数]平均粒径的计算例如图2所示。不同的3处位置中，单位长度(例如500μm)的直线横穿过的粒子个数分别为22、23、19时，平均粒径D通过上述计算式为：D＝(4/π)×[500/{(22+23+19)/3}]＝29.9μm。操作基板的外周边缘部8表示的是，从操作基板1的边缘起、向着中心O的宽5mm的环状部分。此外，操作基板的中央部20表示的是，从中心O起的半径5mm的圆形部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作基板，是半导体用复合基板的操作基板，所述操作基板由多晶氧化铝形成，所述操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径为20～55μm，所述操作基板的中央部的晶粒的平均粒径为10～50μm，所述操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径为所述中央部的晶粒的平均粒径的1.1倍以上、3.0倍以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.12 JP 2014-0245441.一种操作基板，是半导体用复合基板的操作基板，其特征在于，所述操作基板由多晶氧化铝形成，所述操作基板的外周边缘部的晶粒的平均粒径为20～55μm，所述操作基板的中央部的晶粒的平均粒径为10～50μm，所述操作基板的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫泽杉夫，岩崎康范，高垣达朗，井出晃启，中西宏和，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP