[發明專利]SOI晶片的制造方法

無效

• 申請號: 201080008682.0
• 申請日: 2010-01-08
• 公開（公告）號: CN102326227A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 阿賀浩司;橫川功;能登宣彥
• 申請（專利權）人: 信越半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/306;H01L27/12
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 宋曉寶;郭曉東

技術領域

本發明涉及一種將注入有離子的晶片結合后進行剝離來制造SOI晶片，即所謂的使用離子注入剝離法的SOI晶片的制造方法。

背景技術

離子注入剝離法是一種將注入有氫離子或稀有氣體離子的鏡面研磨晶片(結合晶片)與作為支持體的基體晶片結合后，以離子注入層為界進行剝離，從而制造SOI晶片的方法，但在剝離后的SOI晶片的外周部，SOI層未被轉錄，因此會產生基體晶片的表面外露的平臺部。這主要是由于在鏡面研磨晶片的外周部的數mm左右處，晶片的平坦度變差，從而導致貼合晶片之間的結合力較弱，SOI層難以被轉錄至基體晶片側。

如果用光學顯微鏡觀察此SOI晶片的平臺部，則會在SOI層與平臺部的邊界處，觀察到SOI層孤立成島狀的SOI島。此SOI島可以認為是在SOI層被轉錄的平坦度良好的區域與未被轉錄的平坦度較差的區域的過渡區域中產生的。可預測這種SOI島會在元件制作工序中從晶片上剝落而成為硅顆粒，并再附著在元件制作區域從而造成元件不良(參照專利文獻1)。

并且，在離子注入剝離法中，存在如下擔憂：由于所述平臺部的寬度(以下稱為平臺寬度)是根據貼合的晶片的外周部的平坦度(研磨塌邊的程度)而決定，因此在貼合后難以控制平臺寬度，例如，要在元件步驟中在SOI晶片的平臺部標示激光標記等時，由于平臺寬度過于狹窄而無法進行標示。

[先行技術文獻]

(專利文獻)

專利文獻1：日本專利特開2002-305292號公報。

發明內容

本發明是鑒于所述情況而完成，目的在于提供一種SOI晶片的制造方法，所述SOI晶片的制造方法可控制使用離子注入剝離法來剝離時所產生的平臺寬度，并且可控制會造成良率下降的平臺部SOI島的產生。

為了解決所述課題，本發明提供一種SOI晶片的制造方法，所述SOI晶片的制造方法是從由單晶硅所構成的結合晶片的表面，離子注入氫離子和稀有氣體離子中的至少一種氣體離子而形成離子注入層，然后經由絕緣膜將此結合晶片的注入有離子的表面與基體晶片的表面貼合，并以所述離子注入層為界來剝離結合晶片，由此制作SOI晶片，所述SOI晶片的制造方法的特征在于具有下述步驟：將以所述離子注入層為界來剝離結合晶片之前的貼合晶片，浸漬于可溶解所述絕緣膜的液體中，或者暴露于可溶解所述絕緣膜的氣體中，以此從所述貼合晶片的外周端，朝向中心方向，蝕刻位于所述結合晶片與所述基體晶片之間的所述絕緣膜。

這樣，通過從貼合晶片的外周端，朝向中心方向，蝕刻位于結合晶片與基體晶片之間的絕緣膜，可控制平臺寬度，并可以防止使用離子注入剝離法進行剝離時產生特有的缺陷即SOI島。

并且，優選在室溫下貼合所述結合晶片與基體晶片，然后，不進行熱處理，而進行所述絕緣膜的蝕刻。

這樣，通過在室溫下貼合結合晶片與基體晶片，無須使用粘接劑等即可使晶片之間粘接。并且，之后無須進行熱處理，通過蝕刻絕緣膜，即可防止在蝕刻絕緣膜前結合晶片以離子注入層為界進行剝離，并且，可更準確地控制平臺寬度，并可防止產生SOI島。

并且，優選在室溫下貼合所述結合晶片與基體晶片，然后，在所述離子注入層不發生剝離的前提下進行低溫熱處理后，進行所述絕緣膜的蝕刻。

這樣，通過在室溫下貼合結合晶片與基體晶片，然后，在離子注入層不發生剝離的前提下進行低溫熱處理后，進行絕緣膜的蝕刻，可更準確地控制平臺寬度，并可防止產生SOI島。

并且，優選從所述貼合晶片的外周端，朝向中心方向，在0.5mm以上10mm以下的范圍內，進行所述絕緣膜的蝕刻。

這樣，通過從貼合晶片的外周端，朝向中心方向，在0.5mm以上10mm以下的范圍內，進行所述絕緣膜的蝕刻，而可在元件步驟中在平臺部制作激光標記時，獲得適當的平臺寬度，并且可更可靠地防止產生SOI島。

并且，可通過使用一種貼合晶片，所述絕緣膜為氧化膜、氮化膜或它們的積層結構，并將此貼合晶片浸漬于含有HF的水溶液或磷酸中，來進行所述絕緣膜的蝕刻。并且，也可使用一種貼合晶片來進行所述絕緣膜的蝕刻，所述絕緣膜為自然氧化膜。

并且，優選將進行了所述絕緣膜的蝕刻后的所述貼合晶片，浸漬于可溶解所述單晶硅的液體中，或者暴露于可溶解所述單晶硅的氣體中，以此將所述結合晶片的從貼合面側達到至少所述離子注入層的深度的外周端部，蝕刻到至少所述被蝕刻的絕緣膜的外周端(以下稱為Si蝕刻)，之后，進行所述結合晶片的剝離。

通過這種Si蝕刻，可預先除去可能在元件制作步驟中成為異物的部分。