[發明專利]結合晶片及用來制造結合晶片的方法

有效

• 申請號: 200710182132.0
• 申請日: 2007-08-31
• 公開（公告）號: CN101188194A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 森本信之;遠藤昭彥
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;H01L21/20;H01L21/301;H01L21/265;H01L23/00;B28D5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉鍇;韋欣華

發明背景

1.技術領域

本發明涉及一種結合晶片(bonded?wafer)及用來制造結合晶片的方法，并且更加特別地，其盡可能地抑制在結合面上的殘留氧化物。

2.背景技術

作為結合晶片的一種代表性的制造方法，其中公知的一種方法是通過一絕緣膜(insulating?film)例如氧化膜等結合兩個硅晶片或沒有絕緣膜直接結合，然后研磨和拋光作為活性層(active?layer)的晶片以形成活性層(研磨拋光法)，并且其中公知的一種方法是將氫離子等注入到作為活性層的硅晶片的表面層部分中以形成一離子注入層并且結合到作為支持基板的硅晶片，然后進行熱處理以剝離在離子注入層處的晶片，從而形成活性層(離子注入分離法)或者所謂的智能切割法(注冊商標)(參見JP-A-H11-67701和JP-A-H05-211128)。

然而，當通過浸入到HF溶液中以去除本身具有的(native)氧化物之后直接結合兩個硅晶片時，或者特別地當不使用例如氧化膜等的絕緣膜而直接結合具有不同的晶體取向(例如，(110)面和(100)面)的兩個硅晶片時，在結合晶片的制造步驟(熱處理步驟)中，在界面之間俘獲的氧化物可能作為階梯狀(step-like)的氧化物局部地集中并且殘留在界面上。結果，存在一個問題是在器件的準備步驟中這種殘留氧化物損壞了器件特性而且形成了缺陷的中心。

發明內容

因此，本發明的一個目標是方便地解決上述問題并且提供一種用來制造結合晶片的方法，即當沒有絕緣膜而直接結合兩個硅晶片時，能夠有效地去除在界面上殘留的氧化物，和通過這種制造方法獲得一個結合晶片。

下面將描述本發明的改進。即，當沒有絕緣膜而直接結合兩個硅晶片時，認為通過冷凝在結合界面上俘獲的氧化物而形成殘留在結合界面上的氧化物。因此，為了防止這種氧化物的殘留，通常在使用HF溶液清洗晶片以從晶片的表面去除本身具有的的氧化物之后進行結合。

然而，即使在結合以前使用HF溶液等清洗晶片的表面，也可能在結合界面上殘留階梯狀的氧化物。?

為了解決上述問題，發明者進行了多方面的研究并且獲得了下列知識。

即，當從錠上切割下來將被結合的晶片時，一般的，切割角在X軸和Y軸上都不超過1°。然而，已經發現相對于預定的晶面，通過嚴格地控制來自錠上的切割角在0-0.1°(復合角)的范圍內，就能夠有效地去除在結合界面上殘留的階梯狀的氧化物，并且結果是實現了本發明。

即，本發明的概要和結構如下。

1.一種用來制造結合晶片的方法，在沒有絕緣膜的情況下而直接結合作為活性層的硅晶片和作為支持基板的硅晶片，并且減薄作為活性層的硅晶片到給定的厚度，其特征在于相對于預定的晶面以0-0.1°(復合角)的切割角從錠上切割下的硅晶片被用于每一個所述作為活性層的硅晶片和作為支持基板的硅晶片。

2.根據項目1所述的用來制造結合晶片的方法，其中作為活性層的硅晶片和作為支持基板的硅晶片在疏水面的狀態下結合。

3.根據項目1所述的用來制造結合晶片的方法，其中具有不同的晶體取向的晶片被用作作為活性層的硅晶片和作為支持基板的硅晶片。

4.根據項目1所述的用來制造結合晶片的方法，其中通過離子注入分離工藝實施作為活性層的硅晶片的減薄。

5.一種結合晶片，通過在沒有絕緣膜的情況下直接結合作為活性層的硅晶片和作為支持基板的硅晶片，并且減薄作為活性層的硅晶片到給定的厚度而獲得，其特征在于相對于預定的晶面以0-0.1°(復合角(compound?angle))的切割角從錠上切割下的硅晶片被用于每一個所述作為活性層的硅晶片和作為支持基板的硅晶片。

根據本發明，其能夠大量地減少當沒有絕緣膜而直接結合兩個硅晶片時而擔心出現的階梯狀氧化物的殘留。

附圖說明

圖1是切割角和復合角的示意圖。

圖2是實施例1和比較實施例1各自的結合界面的TEM相片(a)和(b)。

具體實施方式

下面，將根據附圖詳細地描述本發明。

在本發明中，重要的是當從錠上切割下硅晶片時，相對于預定的晶面(也稱作標準面)，控制切割角在0-0.1°(復合角)的范圍內。當切割角(復合角)超過0.1°時，階梯狀的氧化物會殘留在結合界面上，其會嚴重地影響器件的準備步驟及其性質。