JP5532680B2 - Ｓｏｉウェーハの製造方法およびｓｏｉウェーハ - Google Patents

Description

本発明は、シリコン単結晶ウェーハをシリコン酸化膜を介して貼り合わせて作製するＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハとその製造方法に関し、より詳しくは、ベースウェーハに抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上の高抵抗率ウェーハを使用したＳＯＩウェーハとその製造方法に関する。

携帯端末の普及により、通信インターフェースを主目的としたＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；高周波）デバイスが注目されており、今後急速に発展すると考えられている。

例えば、携帯端末の場合、ＳＯＩウェーハを使用すると、リーク電流の低減による消費電力の低下のメリットがある。更に、Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ（ＳｏＣ）などにより、ＲＦデバイスを組み込むことも考えられているが、ＲＦトランジスタの特性上でも、ＳＯＩウェーハを用いることで、デバイス間のクロストークを減少させるメリットがある。
ここで、クロストークとは、デバイス間の望まれざる電気信号の伝播のことであり、デバイスの配線間のキャパシタや、あるいはウェーハを通して、信号がやりとりされることを示すものである。ウェーハの抵抗率が高くなればなるほどクロストークは少なくなるが、実際にはデバイス形成部のウェーハ抵抗率を極端に高くすることは出来ない。
しかし、ＳＯＩウェーハを使用すると、ＳＯＩ層とベースウェーハの間に埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ層）が存在するため、クロストークを低減することが出来る。

また、ＢＯＸ層の下地となるベースウェーハにはデバイスを形成しないために、デバイス形成上の制限を受けずに高抵抗率ウェーハを使用することが出来、これによってＲＦ特性を向上させることが出来る。

上記のように、ＲＦデバイス向けにＳＯＩウェーハを使用する際、高抵抗率ウェーハをベースウェーハに使用するとＲＦ特性が向上する。しかし、高抵抗率のベースウェーハを用いた場合、ＢＯＸ層とベースウェーハとの界面に反転層が生じるケースがあり、このような場合、高抵抗率ウェーハを使用した効果が減少することとなる。

その対策として、ＢＯＸ層とベースウェーハとの界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）を高くして、キャリアを準位にトラップさせて反転層による特性劣化を防止する技術が開示されている。
このような技術として、例えば、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面にポリシリコン層や窒化酸化物のような中間層を導入して、反転層が形成されないようにして、良好なＲＦ特性のＳＯＩウェーハを得ることができる技術が知られている（例えば特許文献１、２参照）。

しかし、このような技術は、ＳＯＩウェーハの製造工程が複雑になるだけでなく、ボイドやブリスターなどの貼り合わせ界面の欠陥が発生しやすくなるといったデメリットがあった。

特表２００７−５０７０９３号公報 特表２００７−５０７１００号公報

そこで、本発明は、ＳＯＩウェーハの作製工程自体を複雑にすることなく、ＢＯＸ層（埋め込み酸化膜）とベースウェーハの界面のキャリアをトラップする界面準位密度（Ｄｉｔ）が高いＳＯＩウェーハとその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、シリコン単結晶からなるベースウェーハの表面にシリコン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜を介して前記ベースウェーハとシリコン単結晶からなるボンドウェーハとを貼り合わせ、該ボンドウェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成するＳＯＩウェーハの製造方法において、前記ベースウェーハとして、抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上であり、かつ、前記ボンドウェーハと貼り合わせる側の表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上のものを用いることを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法を提供する。

ウェーハと酸化膜界面での界面準位密度（Ｄｉｔ）は、界面すなわち酸化膜成長時のウェーハ表面の表面粗さに依存する。すなわち、ウェーハ表面の面粗さが悪い場合には界面準位の数は増加する。従って、抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上で、かつ貼り合わせ面側の表面粗さが０．１μｍ以上となっている表面を有するシリコン単結晶ウェーハをベースウェーハとして用い、またベースウェーハにシリコン酸化膜を形成することによって、シリコン酸化膜とベースウェーハとの界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）の高いＳＯＩウェーハを製造することができる。
また、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面にポリシリコン層や窒化酸化物のような中間層を導入するＳＯＩウェーハの製造方法に比べて、低コストで、かつ高品質のＳＯＩウェーハの製造方法とすることができる。

ここで、前記ベースウェーハとして、ＣＷウェーハ（化学エッチングウェーハ）を用いることが好ましい。
上述のように、ウェーハと酸化膜界面での界面準位密度（Ｄｉｔ）は、界面すなわち酸化膜成長時のウェーハ表面の表面粗さに依存する。そして、ウェーハの作製途中段階においては、ウェーハの面粗さが悪い段階が存在する。従って、鏡面研磨を行って完成させた研磨済みであるＰＷウェーハではなく、ＣＷウェーハに対して酸化膜成長を行うことで、高い界面準位密度（Ｄｉｔ）の酸化膜界面のＳＯＩウェーハを、面粗さを増加させるような追加の工程を追加することなく面粗さが大きなシリコン単結晶ウェーハを得ることができ、製造コストの低減も図ることができる。

また、前記ベースウェーハの表面にシリコン酸化膜を形成した後に、前記ボンドウェーハとの貼り合わせ面となる側の前記シリコン酸化膜の表面を研磨することが好ましい。
ここで、ベースウェーハの貼り合わせる側の表面面粗さが悪い場合には、それに伴って酸化膜表面の面粗さも悪化する場合がある。そして、貼り合わせＳＯＩウェーハの場合においては、貼り合わせ面の面粗さの悪化は貼り合わせ強度の劣化の原因となり、ＳＯＩウェーハ作製の障害となる場合がある。
しかし、貼り合わせる側のシリコン酸化膜の表面を研磨することで、貼り合わせ後の状態が非常に良好な程度まで貼り合わせ面の面粗さを改善することができ、更に高品質なＳＯＩウェーハの製造が可能となる。
この場合においても、通常のシリコン単結晶ウェーハ作製の途中工程段階から、最終研磨して酸化膜成長する、という手順を逆転して、酸化膜を形成してから最終研磨する、という順序になるだけであって工程数が増加せず、ＳＯＩウェーハの製造工程自体を複雑にすることなく、界面準位密度（Ｄｉｔ）の高いＳＯＩウェーハを提供することが可能となる。

また、本発明では、少なくともＳＯＩ層とシリコン酸化膜とベースウェーハとを具備するＳＯＩウェーハであって、前記ベースウェーハは、抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上であるシリコン単結晶からなり、かつ前記ベースウェーハと前記シリコン酸化膜との界面の表面粗さ（Ｒａ）が、０．１μｍ以上であることを特徴とするＳＯＩウェーハを提供する。

このように、抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上のベースウェーハを用い、かつベースウェーハとシリコン酸化膜との界面の表面粗さ（Ｒａ）が、０．１μｍ以上のＳＯＩウェーハとすることによって、ベースウェーハとシリコン酸化膜との界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）が高く、キャリアをトラップしやすいＲＦデバイスの製造に特に好適なＳＯＩウェーハとすることができる。
また、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面にポリシリコン層や窒化酸化物のような中間層を設けていないため、構造が簡易で製造が容易であり、安価ながら高品質のＳＯＩウェーハとなっている。

ここで、前記ベースウェーハとして、ＣＷウェーハ（化学エッチングウェーハ）が用いられたものとすることが好ましい。
この場合、インゴット作製、スライス、ラッピング、エッチング、研磨とのシリコン単結晶ウェーハの製造工程を終えて完成された鏡面研磨ウェーハ（ＰＷウェーハ）に対して面粗さを増加させる追加工程を行ったシリコン単結晶ウェーハではなく、工程途中であるエッチング後のＣＷウェーハをベースウェーハとして作製されたＳＯＩウェーハとすることができるため、製造工程自体は複雑ではなく非常に簡易であり、それでありながら界面準位密度（Ｄｉｔ）の高い低コストのＳＯＩウェーハを提供することができる。

また、前記シリコン酸化膜は、前記ベースウェーハの表面に形成されたものであり、かつ前記ボンドウェーハと貼り合わされる側の表面は、研磨されたものとすることが好ましい。
このように、シリコン酸化膜は、ベースウェーハの表面に形成されたものであり、かつボンドウェーハと貼り合わせる側の表面が、研磨されたＳＯＩウェーハとすることによって、ボンドウェーハとの界面の密着性が高い、すなわち貼り合わせ強度が強いＳＯＩウェーハとすることができる。

このように、本発明によれば、例えば、ウェーハ作製の工程途中で表面粗さが０．１μｍ以上と大きいウェーハに酸化膜成長を行った高抵抗率（１００Ω・ｃｍ以上）のシリコン単結晶ウェーハをベースウェーハとして使用することで、ＳＯＩ作製工程自体を複雑にすることなく、ＢＯＸ層とベースウェーハとの界面における界面準位密度（Ｄｉｔ）の高いＳＯＩウェーハやその製造方法を提供することが出来る。

本発明のＳＯＩウェーハの構造の一例を示した概略図である。 本発明のＳＯＩウェーハの製造工程の一例を示した工程フローである。 実施例・比較例の評価用ＳＯＩウェーハの製造工程を示した工程フローである。

以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、ＳＯＩウェーハの作製工程自体を複雑にすることなく、ＢＯＸ層（埋め込み酸化膜）とベースウェーハの界面のキャリアをトラップする界面準位密度（Ｄｉｔ）が高いＳＯＩウェーハとその製造方法の開発が待たれていた。

そこで、本発明者らは、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面に中間層を形成することなく界面準位密度（Ｄｉｔ）を高くすることのできるＳＯＩウェーハの構造やその製造方法について鋭意検討を重ねた。

その結果、本発明者らは、ベースウェーハに、シリコン酸化膜を介してボンドウェーハと貼り合わされる側の表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上であり、また抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上のシリコン単結晶ウェーハを用い、またベースウェーハの表面にシリコン酸化膜を形成することによって、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）が高いＳＯＩウェーハを従来とほぼ同じ製造工程によって効率よく得られることを知見し、本発明を完成させた。

以下、本発明について図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は本発明のＳＯＩウェーハの構造の一例を示した概略図である。

本発明のＳＯＩウェーハ９は、図１に示すように、少なくとも、ＳＯＩ層７と、シリコン酸化膜であるＢＯＸ層３と、ベースウェーハ２とを有するものである。
そしてベースウェーハ２は、抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上のシリコン単結晶からなるものであり、かつベースウェーハ２とＢＯＸ層３との界面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上のものである。
尚、図１ではシリコン酸化膜３はベースウェーハ２の全面を覆っているが、特にこれに限定されず、少なくともＳＯＩ層７とベースウェーハ２との間に存在していればよい。

このように、ベースウェーハとシリコン酸化膜との界面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上であり、ベースウェーハが抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上のシリコン単結晶ウェーハであれば、ＢＯＸ層とベースウェーハとの界面に生じた反転層の影響を低減するための界面準位密度（Ｄｉｔ）が高いＳＯＩウェーハとすることができる。すなわち、キャリアをトラップしやすく、よって反転層が形成されたことによって発生するＲＦ特性の劣化を抑制できる、つまりＲＦ特性の良好なＳＯＩウェーハとなっている。
また、シリコン単結晶ウェーハと酸化膜によって構成されたものであるため、結晶性が良好であり、また、構造自体も複雑なものではなく、通常のＳＯＩウェーハと同じものとなっているため、低コストで歩留り良く製造することができるＳＯＩウェーハとなっている。

ここで、ベースウェーハ２として、ＣＷウェーハ（化学エッチングウェーハ）が用いられたものとすることができる。
シリコン単結晶ウェーハの製造工程の途中で得られるＣＷウェーハは、鏡面研磨工程を行っていないウェーハであるため、安価に得ることができる。また、界面準位の数が十分に高い程度に表面が荒れているため、このようなＣＷウェーハがベースウェーハとして用いられたＳＯＩウェーハは、ベースウェーハとシリコン酸化膜との界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）が高いものとなっている。
また、シリコン単結晶ウェーハの製造工程の途中のウェーハを用いる以外は従来とほぼ同じ製造工程で製造することができるため、新規工程を追加する必要もなく、製造が非常に容易でありながら高品質なＳＯＩウェーハとすることができるという利点も有するものである。

また、ＢＯＸ層３であるシリコン酸化膜は、ベースウェーハ２の表面に形成されたものであり、かつＢＯＸ層３は、ＳＯＩ層７（ＳＯＩ層７を薄膜化する前のボンドウェーハ）と貼り合わされる側の表面が、研磨されたものとすることができる。
このように、ＢＯＸ層であるシリコン酸化膜が、ベースウェーハの表面に形成されたものであれば、ベースウェーハとの界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）が高いＳＯＩウェーハとすることができる。また、シリコン酸化膜のボンドウェーハと貼り合わせる側の表面が、研磨されたもののため、ボンドウェーハとの密着性が非常に高い、つまり貼り合わせ強度が強いＳＯＩウェーハとなっている。

このような本発明のＳＯＩウェーハは以下のような工程によって製造することができ、以下にその一例を示すが、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法は以下に限定されるものではない。
図２は本発明のＳＯＩウェーハの製造方法の工程の一例を示す工程フローである。

（工程ａ：ウェーハの準備）
まず、図２（ａ）に示すように、ボンドウェーハ１及びベースウェーハ２を準備する。
ここで、ボンドウェーハ１にシリコン単結晶ウェーハを、ベースウェーハ２として抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上、かつボンドウェーハ１と貼り合わせる側の表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上のシリコン単結晶ウェーハを準備する。
ここで、ベースウェーハ２の抵抗率は１０００Ω・ｃｍ以上とすることが好ましいが、抵抗率の上限は特に限定されず、１０^４Ω・ｃｍや１０^５Ω・ｃｍあるいはそれ以上であってもよい。
また、ボンドウェーハと貼り合わせる側の表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍより小さい場合、界面準位密度（Ｄｉｔ）が十分に高くならないため、ベースウェーハのボンドウェーハとの貼り合わせ表面の表面粗さは０．１μｍ以上とする。

そして、ベースウェーハ２として、ＣＷウェーハ（化学エッチングウェーハ）を用いることができる。
シリコン単結晶ウェーハの作製途中段階においては、界面準位の数が多く、反転層の形成を抑制するのに好都合な程度に表面が荒れており、また貼り合わせに障害が発生しない程度に荒れている段階が存在し、化学エッチング後のＣＷウェーハがちょうどその条件を満たす。
従って、ＣＷウェーハをベースウェーハとして用い、その後そのＣＷウェーハの表面に酸化膜を形成することによって、既に鏡面研磨を行って完成させたＰＷウェーハの表面粗さを荒らす処理を行う場合に比べて、研磨工程と面粗し工程を省略することができるため、ウェーハの製造コストの大幅な低減を図ることができる。しかも、界面準位密度（Ｄｉｔ）の高いＳＯＩウェーハを容易に得られ、非常に好適である。

尚、鏡面研磨を行う前のウェーハ表面（面粗さが悪い状態）としては、上述のように化学エッチングが行われたＣＷウェーハを用いることが好ましいが、面粗さが悪く、Ｒａが０．１μｍ以上であればＣＷウェーハに限定されず、例えば、ラッピングウェーハや平面研削ウェーハであってもよい。

また、この化学エッチングには、主に酸エッチングとアルカリエッチングがある。
エッチング面の面粗さ（すなわち、ＣＷ面の面粗さ）は酸エッチングの方が小さいことが知られており、また、エッチング条件（エッチング液組成、液温度など）によって形成されるエッチング面の面粗さは異なるが、いずれの場合でも、ＣＷウェーハの表面粗さ（Ｒａ）は、概ね、０．１μｍから０．３μｍの範囲内の値を有し、界面準位の数が十分に多く、かつ貼り合わせに支障をきたさない程度の表面粗さを有するシリコン単結晶ウェーハとなっている。

（工程ｂ：シリコン酸化膜（ＢＯＸ層）形成）
次に、図２（ｂ）に示すように、ベースウェーハ２にシリコン酸化膜３を形成する。

（工程ｃ：イオン注入）
次に、図２（ｃ）に示すように、ボンドウェーハ１の一方の主表面に、水素イオンまたは希ガスイオンの少なくとも１種類を注入して、イオン注入層４を形成する。

ここで、ベースウェーハ２上のシリコン酸化膜３の形成工程の後から、次工程の貼り合わせ工程の前に、ボンドウェーハ１との貼り合わせ面となる側のシリコン酸化膜の表面の研磨を行うことができる。
ベースウェーハの貼り合わせる側の表面の面粗さが悪い場合には、それに伴って酸化膜表面の面粗さも悪化して、ボンドウェーハとの貼り合わせ強度が弱くなり、ボイド等が発生して、歩留りが低下するなどの問題が発生することがある。
しかし、貼り合わせる側のシリコン酸化膜の表面に対して研磨を行うことによって、貼り合わせ不良の発生率を大幅に低減することができ、界面準位密度（Ｄｉｔ）の高いＳＯＩウェーハを製造することができる。

（工程ｄ：貼り合わせ）
その後、図２（ｄ）に示すように、ボンドウェーハ１とベースウェーハ２とを、ボンドウェーハ１のイオン注入層４が形成された側の表面と、ベースウェーハ２の表面粗さが０．１μｍ以上の側の面とを貼り合わせ面としてシリコン酸化膜３を介して密着させて貼り合わせる。

（工程ｅ：剥離）
その後、図２（ｅ）に示すように、先に形成したイオン注入層４にてボンドウェーハ１を剥離し、ベースウェーハ２の上にＢＯＸ層３を挟んでＳＯＩ層７が形成されており、イオン注入ダメージ層８を有する貼り合わせ基板６と、剥離後のボンドウェーハ５とを得る。この剥離後のボンドウェーハ５は、剥離面の欠陥を除去した後にボンドウェーハとして再使用することができる。
なお、この薄膜化には、室温で貼り合わせた後に、必要に応じて５００℃程度の低温熱処理を行って剥離を行った後、結合強度を高めるための結合熱処理工程（ｆ）を行うという工程順となる。また、このとき、貼り合わせるウェーハ表面をプラズマ処理することにより活性化したのちに貼り合わせることにより、前記５００℃程度の熱処理を行うことなく、機械的な応力により前記イオン注入層で剥離する方法を用いることもできる。

（工程ｆ：結合熱処理）
その後、図２（ｆ）に示すように、貼り合わせ基板６に対して結合熱処理を行うことができる。例えば、酸化性あるいは不活性ガス雰囲気下、１０００℃〜１２００℃、１０分〜６時間の熱処理を行うことで二枚のウェーハを強固に結合することができる。

（工程ｇ：平坦化処理）
その後、図２（ｇ）に示すように、結合熱処理を行った貼り合わせ基板６のＳＯＩ層７の表面のイオン注入ダメージ層８を除去するために、ＳＯＩ層７に対して平坦化処理を行うことで、ＳＯＩウェーハ９を得る。
この平坦化処理としては、例えば、化学機械的研磨（ＣＭＰ）や高温熱処理を行うことができる。

このように、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法では、構造が容易でありながら、結晶性が良好であり、かつ界面準位密度（Ｄｉｔ）を高くすることによって、キャリアをトラップさせることができる。従って、高抵抗率のベースウェーハの反転層による電気特性の劣化を抑制することができるＳＯＩウェーハを歩留り良く低コストで製造することができる。

尚、上記例示ではイオン注入剥離法によってＳＯＩウェーハを製造する場合を例にして説明したが、ＳＯＩ層の薄膜化の方法はもちろんこれに限定されず、ボンドウェーハを研削・研磨などによって薄膜化させることによってＳＯＩウェーハを製造することもできる。また、上記例示ではベースウェーハのみに酸化膜を形成したが、ボンドウェーハの表面にも酸化膜を形成して貼り合わせを行うこともできる。

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１・比較例１）
まず、２００ｍｍの直径の同一インゴットから切り出した結晶面方位＜１００＞のシリコン単結晶ウェーハのうち、化学エッチング後であるＣＷウェーハ（フッ酸、硝酸、酢酸の混酸エッチング液による化学エッチング後：Ｒａ＝０．１１μｍ）に酸化膜を形成したもの、鏡面研磨後であるＰＷウェーハ（Ｒａ＝０．２５ｎｍ）に酸化膜を形成したもの、の２種類を準備した。形成した酸化膜は１００ｎｍとした。尚、ＣＷウェーハの表面粗さＲａは、（株）小松研究所製の表面粗さ測定機を用いて測定し、ＰＷウェーハの表面粗さＲａは、ＡＦＭにより１０μｍ角で測定した結果である。このウェーハの酸化膜に対し、電極をつけてＣＶ測定を行った。そのＣＶ測定のカーブから界面準位密度（Ｄｉｔ）を評価した。その結果を表１に示す。表中の界面準位密度（Ｄｉｔ）の単位は、［１／ｃｍ^２／ｅＶ］である。
また、結晶面方位＜１１０＞のシリコン単結晶ウェーハに対しても上述の処理を行い、同様の評価を行った。その結果も表１に示す。

表１に示すように、ＣＷウェーハは、ＰＷウェーハに比べて、結晶面方位によらずシリコン単結晶とシリコン酸化膜の界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）が１０〜２０％程度上昇することがわかった。

［ＳＯＩウェーハの作製］
そして、図２に示すようなＳＯＩウェーハの製造方法によってＳＯＩウェーハを製造した。
ベースウェーハとしては、直径３００ｍｍ、ｐ型、面方位（１００）、抵抗率１０００Ω・ｃｍのＣＺシリコン単結晶インゴットから切り出し、表面を混酸エッチングによって処理したＣＷウェーハ（実施例１：Ｒａ＝０．１１μｍ）と、そのシリコン単結晶ウェーハに鏡面研磨を行ったＰＷウェーハ（比較例１：Ｒａ＝０．２５ｎｍ）を準備し、その表面にＢＯＸ層として１５０ｎｍの酸化膜を熱処理にて形成した。

一方、ボンドウェーハは、直径３００ｍｍ、ｐ型、面方位（１００）、抵抗率１００Ω・ｃｍのＣＺシリコン単結晶インゴットから切り出し、混酸エッチング、鏡面研磨を行ったシリコン単結晶ウェーハを準備した。そしてボンドウェーハの表面から水素イオンを注入し、内部にイオン注入層を形成した。

その後、ボンドウェーハのイオン注入を行った表面とベースウェーハの酸化膜表面とを貼り合わせ、剥離熱処理を行ってイオン注入層で剥離し、厚さが１５０ｎｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハを作製した。
その後、ＳＯＩ層の剥離面の平坦化処理を行い、ＲＦデバイスを形成するためのＳＯＩウェーハ（ＳＯＩ層７０ｎｍ）を完成させた。

［界面準位密度（Ｄｉｔ）の測定］
一方、ＢＯＸ層とベースウェーハとの界面の界面準位密度（Ｄｉｔ）を測定する目的で、上記［ＳＯＩウェーハの作製］で用いたボンドウェーハ及びベースウェーハと同一仕様のシリコン単結晶ウェーハを各々用意した。
ただし、上記ＳＯＩウェーハの構造を模擬すべく、図３に示した評価用ＳＯＩウェーハの製造工程フローのように、ボンドウェーハとして準備したシリコン単結晶ウェーハをベースウェーハ（仮）２１、ベースウェーハとして準備したウェーハをボンドウェーハ（仮）２２とし、また水素イオン注入は１５０ｎｍのシリコン酸化膜３が形成されたボンドウェーハ（仮）２２に行ってイオン注入層１４を形成し、ベースウェーハ（仮）２１との貼り合わせ、熱処理を行ってイオン注入層１４で剥離し、厚さが１５０ｎｍのＳＯＩ層１７を形成し、その後、結合熱処理、平坦化処理を行ってＳＯＩ層１７を７０ｎｍまで減厚して評価用ＳＯＩウェーハ１９を作製した。

そして、特開２００６−１３１００号公報に記載されているような、水銀プローブ１２をＳＯＩ層１７に接触させてＢＯＸ層とＳＯＩ層界面の電気特性の評価を行うことのできる擬似ＭＯＳＦＥＴ法により、ＳＯＩ層１７とＢＯＸ層３の界面（すなわち、図２の［ＳＯＩウェーハの作製］で作製したＳＯＩウェーハ９のＢＯＸ層３とベースウェーハ２の界面と構造的に等価）における界面準位密度（Ｄｉｔ）を測定した。

このような評価用ＳＯＩウェーハ１９の界面準位密度（Ｄｉｔ）の測定をした結果、ベースウェーハとしてＰＷウェーハを用いた比較例１の評価用ＳＯＩウェーハの界面準位密度（Ｄｉｔ）は６．０×１０^１１／ｃｍ^２／ｅＶであったのに対し、ＣＷウェーハを用いた実施例１の評価用ＳＯＩウェーハ界面準位密度（Ｄｉｔ）は、７．１×１０^１１／ｃｍ^２／ｅＶであり、２０％近くの増加が確認された。
しかし、比較例１のＳＯＩウェーハは良好な貼り合わせが行われ、ボイドフリーであったが、実施例１のＳＯＩウェーハでは少数ながらボイドが発生していた。

（実施例２）
実施例１のＳＯＩウェーハの製造方法において、ＣＷウェーハを酸化して形成した酸化膜の表面に対して研磨を行って、表面を平坦化した（実施例２）以外は実施例１と同様のＳＯＩウェーハの製造方法でＳＯＩウェーハを製造した。

研磨後のシリコン酸化膜表面の表面粗さをＡＦＭにより１０μｍ角で測定すると、Ｒａ＝０．２５ｎｍであった。
そして実施例２のＳＯＩウェーハは、ボイドフリーとなった。

以上に示したように、本発明によれば、ＳＯＩウェーハの製造工程自体を複雑にすることなく、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面にキャリアをトラップする界面準位密度（Ｄｉｔ）の高いＳＯＩウェーハを提供することができることがわかった。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１…ボンドウェーハ、 ２…ベースウェーハ、
３…ＢＯＸ層（シリコン酸化膜）、 ４，１４…イオン注入層、 ５…剥離後のボンドウェーハ、 ６…貼り合わせ基板、 ７，１７…ＳＯＩ層、 ８…イオン注入ダメージ層、
９…ＳＯＩウェーハ、
１２…水銀プローブ、 １９…評価用ＳＯＩウェーハ、 ２１…ベースウェーハ（仮）、 ２２…ボンドウェーハ（仮）。

Claims (4)

1. 少なくとも、シリコン単結晶からなるベースウェーハの表面にシリコン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜を介して前記ベースウェーハとシリコン単結晶からなるボンドウェーハとを貼り合わせ、該ボンドウェーハを薄膜化し、前記ベースウェーハの表面に埋め込み酸化膜層とＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハの製造方法において、
   前記ベースウェーハとして、抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上であり、かつ、前記ボンドウェーハと貼り合わせる側の表面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以上のものを用い、
   前記ベースウェーハの表面に前記シリコン酸化膜を熱処理にて形成した後に、前記ボンドウェーハとの貼り合わせ面となる側の前記シリコン酸化膜の表面を研磨し、該シリコン酸化膜を介して前記ベースウェーハと前記ボンドウェーハとを貼り合わせ、該ボンドウェーハを薄膜化することで、
   前記ベースウェーハと前記埋め込み酸化膜層との界面の表面粗さ（Ｒａ）が、０．１μｍ以上であるＳＯＩウェーハを製造することを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法。
2. 前記ベースウェーハとして、ＣＷウェーハ（化学エッチングウェーハ）を用いることを特徴とする請求項１に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
3. 少なくとも、ベースウェーハ上に、埋め込み酸化膜層とＳＯＩ層が順次形成されたＳＯＩウェーハであって、
   前記ベースウェーハは、抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上であるシリコン単結晶からなり、
   かつ前記ベースウェーハと前記埋め込み酸化膜層との界面の表面粗さ（Ｒａ）が、０．１μｍ以上であり、
   前記埋め込み酸化膜層は、前記ベースウェーハの表面に熱処理により形成されたものであり、かつ前記ボンドウェーハと貼り合わされる側の表面は、研磨されたものであることを特徴とするＳＯＩウェーハ。
4. 前記ベースウェーハとして、ＣＷウェーハ（化学エッチングウェーハ）が用いられたものであることを特徴とする請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
   

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