[發明專利]鍵合晶片用支撐基板的制造方法和鍵合晶片的制造方法

有效

• 申請號: 201811523671.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN110010445B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 稗田大輔
• 申請（專利權）人: 勝高股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/762
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李志強

提出了能夠降低鍵合晶片中的硼濃度的鍵合晶片用支撐基板的制造方法和鍵合晶片的制造方法。其特征在于具備：將由硅單晶構成的第1硅晶片的要與活性層用基板鍵合的表面的氧化膜全部除去的第一步驟(步驟S1)；在氣相生長裝置內，在第1硅晶片的要與活性層用基板鍵合的表面上形成氧化膜的第二步驟(步驟S2)；和在形成的氧化膜上形成多晶硅層的第三步驟(步驟S3)。

技術領域

本發明涉及鍵合晶片(bonded?wafer)用支撐基板的制造方法和鍵合晶片的制造方法。

背景技術

以往，將SOI(Silicon?On?Insulator，絕緣層覆硅)晶片用作高頻(RF：RadioFrequency，射頻)器件用的基板。SOI晶片具有在支撐基板(例如硅晶片)上依次形成氧化硅(SiO₂)等絕緣膜和活性層的結構。

制造SOI晶片的方法的一種代表性方法是鍵合法。該鍵合法是在支撐基板和活性層用基板的至少一者上形成絕緣膜，接著將這些基板經由絕緣膜鍵合，然后以1200℃左右的高溫施加熱處理，由此制造SOI晶片的方法(以下將通過鍵合法制造的SOI晶片稱為“鍵合晶片”)。

上述鍵合晶片中，基于支撐基板的高電阻化(例如電阻率為3000Ω?cm以上)來針對RF進行處理。然而，由于為了應對進一步的高速化，而要求應對高的頻率，僅由支撐基板的高電阻化變得不再能夠應對。

因此，提出了在支撐基板的表面上形成用于將高頻率操作中產生的載流子俘獲而消滅的多晶硅層作為載流子俘獲層(例如參照專利文獻1)。多晶硅層在氧化膜上良好地形成，因此通過濕蝕刻等在支撐基板上形成氧化膜，并在其上形成多晶硅(例如參照專利文獻2)。

另外，在制造鍵合晶片的潔凈室的空調設備中，通常使用由玻璃纖維構成的過濾器，但在處理晶片時，若氣氛中存在氟化氫氣體等腐蝕性氣體，則由于腐蝕性氣體附著到過濾器，導致電氣活性的硼釋放到潔凈室的氣氛中。

表面形成了氧化膜的支撐基板在被輸送到氣相生長裝置中形成多晶硅層之前，暴露在潔凈室的氣氛中。因此，釋放到潔凈室的氣氛中的硼被吸附到支撐基板的氧化膜表面帶有電荷的位點。在這樣的狀態下，在氧化膜表面上形成多晶硅層時，多晶硅層與其下的氧化膜的界面上積累高濃度的硼，檢測到超過1×10¹⁵個原子/cm³的硼濃度的峰值。

由于使用高電阻的硅晶片作為支撐基板，若多晶硅層與氧化膜的界面上積累這樣高濃度的硼，則器件的高頻特性有劣化的可能。特別是近年來，為了提高高頻特性，使用10000Ω?cm以上的超高電阻基板，而多晶硅層與氧化膜的界面上積累的高濃度的硼會導致大大影響高頻特性。

作為在這樣的鍵合晶片中降低硼的濃度的方法，專利文獻3中記載了使用不釋放硼的空氣過濾器(以下稱為“無硼過濾器”)、或吸附硼的過濾器(以下稱為“硼吸附過濾器”)作為潔凈室的空調設備的過濾器。

然而，為了將潔凈室的空調設備的過濾器更換成無硼過濾器或硼吸附過濾器，不僅需要大量的設備投資，還有必須長時間停止晶片制造作業的問題。

另一方面，在專利文獻4中，記載了并非如專利文獻3那樣面向空調設備的對策，而是通過對支撐基板在臨形成多晶硅層之前實施熱處理，僅將氧化膜表面蝕刻，從而除去表面附著的雜質的技術。根據專利文獻4的方法，可以確實地防止高頻特性的劣化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2007-507093號公報

專利文獻2：日本特表2014-509087號公報

專利文獻3：日本專利第4070949號公報

專利文獻4：日本特開2017-5078號公報。

發明內容