外延晶圆的制造方法及外延晶圆技术

本发明专利技术提供一种能够抑制杂质从支撑基板向外延层扩散的外延晶圆的制造方法及外延晶圆。该外延晶圆的制造方法的特征在于，具有：外延层形成工序，在活性层用晶圆(11)的表面上形成外延层(17)；吸杂层形成工序，在支撑基板用晶圆(12)及外延层(17)中的至少一者的内部形成吸杂层(16)，该吸杂层(16)包含有助于吸除重金属的元素；贴合工序，在真空且常温的环境下，对外延层(17)的表面及支撑基板用晶圆(12)的表面实施活化处理而在两个表面上形成非晶层(18)后，隔着两个表面的非晶层(18)将活性层用晶圆(11)与支撑基板用晶圆(12)贴合；以及基板去除工序，将活性层用晶圆(11)去除而露出外延层(17)。

Fabrication of Epitaxial Wafer and Epitaxial Wafer

The invention provides a manufacturing method and an epitaxial wafer capable of inhibiting impurity diffusion from the support substrate to the epitaxial layer. The manufacturing method of the epitaxial wafer has the following characteristics: an epitaxial layer forming process, an epitaxial layer (17) forming on the surface of the active layer wafer (11); an impurity absorbing layer forming process, which forms an impurity absorbing layer (16) inside at least one of the wafers (12) and the epitaxial layer (17) used for supporting the substrate, and the impurity absorbing layer (16) contains an impurity absorbing layer (16) which helps to absorb weight. Metal elements; bonding process, in a vacuum and room temperature environment, the surface of epitaxy layer (17) and wafer (12) used for supporting substrate are activated and the amorphous layer (18) is formed on two surfaces, then the active layer is bonded with wafer (11) used for supporting substrate (12) across two surface amorphous layers (18); and the substrate is bonded with wafer (12) used for supporting substrate. In the plate removal process, the active layer is removed with a wafer (11) and the epitaxial layer (17) is exposed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】外延晶圆的制造方法及外延晶圆
本专利技术涉及一种外延晶圆的制造方法及外延晶圆。
技术介绍
在半导体晶圆制造工艺或器件形成工艺中，若重金属混入成为器件的基板的半导体晶圆中，则会引起暂停时间(pausetime)不良、保持(retention)不良、接合泄漏不良及氧化膜的绝缘击穿等而对器件特性带来明显的不良影响。因此，以往为了在作为代表性基板的硅晶圆的表面抑制重金属扩散至作为形成器件的区域的器件形成区域中，而通过吸杂法来赋予吸杂能力。作为吸杂法有本征吸杂法(IntrinsicGetteringmethod，IG法)及非本征吸杂法(ExtrinsicGetteringmethod，EG法)，所述本征吸杂法使氧在硅晶圆内部析出，将所形成的氧析出物用作吸杂位置，所述非本征吸杂法利用喷砂法等对硅晶圆的背面赋予机械变形，形成多晶硅膜等并将其作为吸杂位置。然而近年来，由于器件形成工艺的低温化及硅晶圆的大口径化，而产生无法对硅晶圆充分赋予吸杂能力的问题。即，关于IG法，因制造工艺温度的低温化，而难以在硅晶圆内部形成氧析出物。并且，关于EG法，对于具有300mm以上的口径的硅晶圆而言，不仅对其主面实施镜面抛光处理而且对背面也实施镜面抛光处理为惯例，而处于无法对硅晶圆的背面赋予机械变形、或无法形成多晶硅膜等的状况。在无法对硅晶圆赋予充分的吸杂能力的情况下，若扩散速度非常慢的金属、例如钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)附着于晶圆表面，则由于上述器件形成工艺的低温化而无法充分远离器件形成区域，产生器件特性不良(例如固体摄像元件的情况下为亮点缺陷)。因此，需要在器件形成区域的正下方形成吸杂层以能够捕获这种扩散速度慢的金属。并且，近年来要求在器件形成区域中不存在晶体缺陷，而在硅晶圆上形成外延层，将该外延层用作器件形成区域。因此，晶圆制造工艺成为在支撑基板用晶圆的表层区域形成吸杂层，之后在支撑基板用晶圆的表面通过已知的CVD法等而形成外延层的工艺。作为这种在外延晶圆中形成吸杂层的方法，在专利文献1中记载有以下方法：将碳离子注入至硅晶圆表面而在晶圆的表层区域形成含有高浓度碳的吸杂层后，在该硅晶圆的表面上形成外延层。在通过上述注入碳离子的方法来形成吸杂层的情况下，为了尽力避免碳向外延层扩散，而增大碳离子的注入射程距离，以在距晶圆表面相对较深的位置形成吸杂层的方式进行离子注入处理。然而，若在距晶圆表面相对较深的位置形成吸杂层，则可能由于上述器件形成工艺的低温化，扩散速度慢的重金属无法远离器件形成区域，而无法将重金属捕获至吸杂层中。并且，为了将碳离子以高浓度注入至距晶圆表面深的位置而形成吸杂层，需要提高碳离子的加速电压，在该情况下，也有晶圆表面的结晶性劣化，在其表面上生长的外延层中产生晶体缺陷的问题。因此，在专利文献2中记载有以下技术：将分子离子照射于作为支撑基板用晶圆的硅晶圆的表面，由此以减小了平均1个原子的加速电压的状态将分子离子的构成元素导入至硅晶圆内而形成含有上述构成元素的改性层，将该改性层作为吸杂层，由此能够不使外延层的晶体缺陷增加而提高吸杂能力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3384506号公报专利文献2：国际公开第2012/157162号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，若通过专利文献2的方法在作为支撑基板用晶圆的硅晶圆的表层区域形成吸杂层，在其表面上形成外延层而制造外延晶圆，则由于上述外延层的形成工艺为高温工艺，可能会导致吸杂层的构成元素、或硅晶圆所含的掺杂剂或氧等杂质从作为支撑基板用晶圆的硅晶圆扩散至外延层中，在随后的器件形成工艺中，产生光电二极管的电荷状态异常或pn接合泄漏等器件特性不良。因此，本专利技术的目的在于提供一种外延晶圆的制造方法及外延晶圆，所述外延晶圆的制造方法能够在形成外延层时，抑制吸杂层的构成元素或支撑基板用晶圆中的氧等杂质等向外延层扩散。用于解决技术问题的方案本专利技术人对解决上述技术问题的方法进行了深入研究。如上所述，在以往的外延晶圆的制造方法中，在形成外延层时具有吸杂层的支撑基板用晶圆必然暴露于高温环境下，因此原理上难以抑制支撑基板用晶圆中的构成吸杂层的元素或氧等杂质扩散至外延层中。因此，本专利技术人对不将支撑基板用晶圆暴露于高温环境下而在支撑基板用晶圆上设置外延层的方法进行了深入研究。其结果想到了不在具有吸杂层的支撑基板用晶圆上直接形成外延层，而在另行准备的活性层用晶圆上形成外延层，在真空且常温的环境下将活性层用晶圆与支撑基板用晶圆贴合后，将活性层用晶圆去除的方法，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的主旨方案如下。(1)一种外延晶圆的制造方法，其特征在于，具有：外延层形成工序，在活性层用晶圆的表面上形成外延层；吸杂层形成工序，在支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的内部形成吸杂层，所述吸杂层包含有助于吸除重金属的元素；贴合工序，在真空且常温的环境下，对所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面实施活化处理而在两个表面形成非晶层后，隔着两个表面的所述非晶层将所述活性层用晶圆与所述支撑基板用晶圆贴合；以及基板去除工序，将所述活性层用晶圆去除而露出所述外延层。(2)根据所述(1)所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述活化处理为使经离子化的中性元素与所述外延层或所述支撑基板用晶圆的表面碰撞而对所述表面进行溅射的处理。(3)根据所述(2)所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述中性元素为选自由氩、氖、氙、氢、氦及硅所组成的组中的至少一种。(4)根据所述(1)至(3)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述活化处理为等离子体蚀刻处理。(5)根据所述(1)至(4)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述活化处理以所述非晶层的厚度成为2nm以上的方式进行。(6)根据所述(1)至(4)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述活化处理以所述非晶层的厚度成为10nm以上的方式进行。(7)根据所述(1)至(6)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法，该方法在所述外延层形成工序或所述吸杂层形成工序与所述贴合工序之间具有以下工序：使所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面中的至少一个表面中含有包含选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种的元素的工序。(8)根据所述(7)所记载的外延晶圆的制造方法，其中同时含有所述包含选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种的元素和3B族元素。(9)根据所述(1)至(8)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述吸杂层形成工序通过对所述支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的表面照射包含有助于吸除重金属的元素的分子离子而进行。(10)根据所述(1)至(8)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述吸杂层形成工序通过对所述支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的表面注入有助于吸除重金属的元素的单体离子而进行。(11)根据所述(1)至(10)中任一项所记载的外延晶圆的制造方法，其中所述活性层用晶圆及所述支撑基板用晶圆为硅晶圆，所述外延层为硅外延层。(12)一种外延晶圆，其特征在于，具备：支撑基板用晶圆、该支撑基板用晶圆上的非晶层及该非晶层上的外延层，在所述外延层及所述支撑基板用晶圆中的至少一者的内部具有吸杂层。(13)根据所述(12)所记载的外延晶圆，其中所述外延层的在厚度方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延晶圆的制造方法，其特征在于，具有：外延层形成工序，在活性层用晶圆的表面上形成外延层；吸杂层形成工序，在支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的内部形成吸杂层，所述吸杂层包含有助于吸除重金属的元素；贴合工序，在真空且常温的环境下，对所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面实施活化处理而在两个表面形成非晶层后，隔着两个表面的所述非晶层将所述活性层用晶圆与所述支撑基板用晶圆贴合；以及基板去除工序，将所述活性层用晶圆去除而露出所述外延层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 JP 2016-0344481.一种外延晶圆的制造方法，其特征在于，具有：外延层形成工序，在活性层用晶圆的表面上形成外延层；吸杂层形成工序，在支撑基板用晶圆及所述外延层中的至少一者的内部形成吸杂层，所述吸杂层包含有助于吸除重金属的元素；贴合工序，在真空且常温的环境下，对所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面实施活化处理而在两个表面形成非晶层后，隔着两个表面的所述非晶层将所述活性层用晶圆与所述支撑基板用晶圆贴合；以及基板去除工序，将所述活性层用晶圆去除而露出所述外延层。2.根据权利要求1所述的外延晶圆的制造方法，其中，所述活化处理为使经离子化的中性元素与所述外延层或所述支撑基板用晶圆的表面碰撞而对所述表面进行溅射的处理。3.根据权利要求2所述的外延晶圆的制造方法，其中，所述中性元素为选自由氩、氖、氙、氢、氦及硅所组成的组中的至少一种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的外延晶圆的制造方法，其中，所述活化处理为等离子体蚀刻处理。5.根据权利要求1至4中任一项所述的外延晶圆的制造方法，其中，所述活化处理以所述非晶层的厚度成为2nm以上的方式进行。6.根据权利要求1至4中任一项所述的外延晶圆的制造方法，其中，所述活化处理以所述非晶层的厚度成为10nm以上的方式进行。7.根据权利要求1至6中任一项所述的外延晶圆的制造方法，所述方法在所述外延层形成工序或所述吸杂层形成工序与所述贴合工序之间具有以下工序：使所述外延层的表面及所述支撑基板用晶圆的表面中的至少一个表面中，含有包含选自由氢、氮、氟及氧所组成的组中的至少一种的元素的工序。8.根据权利要求7所...

【专利技术属性】
技术研发人员：古贺祥泰，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP