(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貼り合わせ基板の製造方法であって、
少なくとも、
ドナーウェーハと、前記ドナーウェーハより熱膨張率の低いハンドルウェーハとを準備する工程と、
前記ドナーウェーハに水素イオン又は希ガスイオンあるいはこれらの両方を注入してイオン注入層を形成する工程と、
前記ドナーウェーハと前記ハンドルウェーハの少なくとも一方の貼り合わせ面に表面活性化処理としてプラズマ活性化処理、オゾン処理又はこれらを組み合わせた処理を行う工程と、
前記ドナーウェーハと前記ハンドルウェーハとを貼り合わせる工程と、
前記ドナーウェーハの前記イオン注入層に機械的衝撃を加えて剥離を行うことによって、前記ドナーウェーハを薄膜化する工程と、
前記薄膜化したドナーウェーハの剥離面に表面処理として研磨処理、熱処理、エッチング処理のうち、少なくとも一つの処理を行う工程と、
前記剥離面上に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることによって、前記貼り合わせウェーハ上に歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を形成する工程とを有し、
前記ドナーウェーハを、シリコン基板または酸化膜付きシリコン基板とし、
前記ドナーウェーハと前記ハンドルウェーハを貼り合わせる工程の後、前記ドナーウェーハを薄膜化する工程の前に、前記貼り合わせウェーハに、温度範囲が１００〜３５０℃の熱処理を行うことを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項２】
前記ハンドルウェーハを、石英とすることを特徴とする請求項１に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項３】
前記ハンドルウェーハを、熱膨張率が１．３×１０−６（／Ｋ）以下の材料とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項４】
前記Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させる工程において、前記エピタキシャル成長温度を、５００℃以上とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項５】
前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を、ｘ≧０．１のものとすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の製造方法によって得られた貼り合わせ基板を、新たに準備したシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板と貼り合わせた後に、該新たに準備したシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板に前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を転写することによって、前記新たに準備したシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板上に前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を形成することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項７】
少なくとも、石英基板と、該石英基板上のシリコン薄膜と、該シリコン薄膜上の歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜とを備えた貼り合わせ基板であって、
前記シリコン薄膜は、前記石英基板とシリコン基板との貼り合わせ後に剥離したもので、前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は、前記シリコン薄膜上にエピタキシャル成長されたものであることを特徴とする貼り合わせ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼り合わせ基板の製造方法に関するもので、特に、引っ張り歪みが導入されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を有する貼り合わせ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのキャリアの移動度を向上させる方法の一つとして、従来のバルクシリコンウェーハ、Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ（ＳＯＩ）に加え、シリコン層に歪みを加えた歪みシリコン基板が提案されている。
【０００３】
この歪みシリコン基板の一般的な製造過程では、シリコンウェーハ上にゲルマニウム１５−２０％（モル濃度）としたＳｉＧｅ層をエピタキシャル成長させ、そのＳｉＧｅ層上にシリコンをエピタキシャル成長させることによって歪みシリコン層を得るというものである（例えば非特許文献１参照）。
ＳｉＧｅ層の格子定数はシリコン層の格子定数よりも大きいため、ＳｉＧｅ層上にエピタキシャル成長されたシリコン層には横方向に引っ張り歪み（Ｂｉａｘｉａｌ  ｓｔｒａｉｎ）が導入されるというのが、この方法の特徴であり、これにより、電子の移動度が向上するというものである。
【０００４】
またＧｅ薄膜についても、引っ張り応力（Ｂｉａｘｉａｌ  ｓｔｒａｉｎ）を加えることで１．５５μｍの光通信波長帯の吸収係数が増大するという報告もある（例えば非特許文献２、３参照）。
この方法は、シリコンウェーハ上に、Ｇｅを５００−８００℃で直接エピタキシャル成長させ、ＳｉとＧｅの膨張係数の違いから（Ｓｉの膨張係数は２．６×１０−６／Ｋ、Ｇｅの膨張係数は５．９×１０−６／Ｋ）、冷却過程においてＧｅ薄膜に引っ張り応力を導入させるというものである。
この歪みＧｅ薄膜は将来の光集積回路などにおいて、受光素子等に用いられる可能性もあり、重要な応用の一つといえる。
【０００５】
【非特許文献１】Ｒ．  Ｐｅｏｐｌｅ，  “Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ＧｅｘＳｉ１−ｘ／Ｓｉ  ｓｔｒａｉｎｅｄ  ｌａｙｅｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  ＱＥ−２２，  １６９６（１９８６）
【非特許文献２】Ｄ．  Ｄ．  Ｃａｎｎｏｎ，  Ｊ．  Ｆ．  Ｌｉｕ，  Ｙ．  Ｉｓｈｉｋａｗａ，  Ｋ．  Ｗａｄａ，  Ｄ．  Ｔ．  Ｄａｎｉｅｌｓｏｎ，  Ｓ．  Ｊｏｎｇｔｈａｍｍａｎｕｒａｋ，  Ｊ．  Ｍｉｃｈｅｌ  ａｎｄ  Ｌ．  Ｃ．  Ｋｉｍｅｒｌｉｎｇ：  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８４，  ９０６  （２００４）
【非特許文献３】Ｙ．  Ｉｓｈｉｋａｗａ，  Ｋ．  Ｗａｄａ，  Ｄ．  Ｄ．  Ｃａｎｎｏｎ，  Ｊ．  Ｆ．  Ｌｉｕ，  Ｈ．  Ｃ．  Ｌｕａｎ，  ａｎｄ  Ｌ．  Ｃ．  Ｋｉｍｅｒｌｉｎｇ：  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８２，  ２０４４（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、従来より大きな引っ張り歪みが導入されたＳｉＧｅ薄膜またはＧｅ薄膜（以下Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜とも記載することあり）を有する貼り合わせ基板を容易な方法によって作製することのできる貼り合わせ基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、貼り合わせ基板の製造方法であって、少なくとも、ドナーウェーハと、前記ドナーウェーハより熱膨張率の低いハンドルウェーハとを準備する工程と、前記ドナーウェーハに水素イオン又は希ガスイオンあるいはこれらの両方を注入してイオン注入層を形成する工程と、前記ドナーウェーハと前記ハンドルウェーハの少なくとも一方の貼り合わせ面に表面活性化処理を行う工程と、前記ドナーウェーハと前記ハンドルウェーハとを貼り合わせる工程と、前記ドナーウェーハの前記イオン注入層に機械的衝撃を加えて剥離を行うことによって、前記ドナーウェーハを薄膜化する工程と、前記薄膜化したドナーウェーハの剥離面に表面処理を行う工程と、前記剥離面上に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることによって、前記貼り合わせウェーハ上に歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を形成する工程とを有することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法を提供する。
【０００８】
このように、本発明の製造方法では、イオン注入したドナーウェーハと、ドナーウェーハより熱膨張率の低いハンドルウェーハを貼り合わせ、表面活性化処理を行って貼り合わせ強度を増加させる処理をした後に貼り合わせ、機械的衝撃によってイオン注入層でドナーウェーハを剥離して薄膜化し、薄膜化したドナーウェーハの剥離面を表面処理した後に、剥離面上にＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする。
このため、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させる際に貼り合わせウェーハは加熱されるが、ドナーウェーハはハンドルウェーハに比べ熱膨張率が高いため、このエピタキシャル成長の際にドナーウェーハは膨張しようとするが、貼り合わせの結合強度が十分に強いため、ハンドルウェーハに引っ張られる形で膨張することができない。また、ドナーウェーハ上に形成されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は、エピタキシャル成長時の温度において引っ張り応力が緩和している状態となるが、エピタキシャル成長後に冷却される際に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は収縮しようとするのに対し、ハンドルウェーハの熱膨張率は、ドナーウェーハに対して低いため、ほとんど収縮しない。前述のように、貼り合わせ強度が十分に強いために、ハンドルウェーハにつられる形でＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜も収縮することができない。このようにして、エピタキシャル成長されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に大きな引っ張り歪みが導入されることになり、大きな引っ張り歪みが導入されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を有した貼り合わせ基板を得ることができる。
【０００９】
また、前記ドナーウェーハを、シリコン基板または酸化膜付きシリコン基板とすることが好ましい。
このように、ドナーウェーハとしてシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板を用いることによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）に比べて格子定数が小さいシリコンの表面上に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることができるため、エピタキシャル成長後の基板の冷却時に、より大きな引っ張り歪みをＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に導入することができる。
【００１０】
また、前記ドナーウェーハと前記ハンドルウェーハを貼り合わせる工程の後、前記ドナーウェーハを薄膜化する工程の前に、前記貼り合わせウェーハに、温度範囲が１００〜３５０℃の熱処理を行うことが好ましい。
このように、貼り合わせウェーハに対して１００〜３５０℃の熱処理を行うことによって、ドナーウェーハとハンドルウェーハの結合強度をより強くすることができ、後のＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜のエピタキシャル成長工程等において、貼り合わせウェーハに貼り合わせ不良が発生する可能性をより低減させることができる。
【００１１】
また、前記表面処理を、研磨処理、熱処理、エッチング処理のうち、少なくとも一つの処理を行うものとすることが好ましい。
このように、表面処理として、研磨処理、熱処理、エッチング処理のうち、少なくとも一つの処理を行うものとすることによって、ドナーウェーハの剥離面に残留したイオン注入ダメージ層を確実に取り除くことができるため、後の工程においてＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜の結晶性をより良くすることができる。
【００１２】
また、前記ハンドルウェーハを、石英とすることが好ましい。
このように、ハンドルウェーハとして、シリコンやゲルマニウムに比べ熱膨張率が低い石英を用いることによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に導入される引っ張り歪みをより大きくすることができる。また、石英であれば、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ層に対し、不純物を発生し難いという利点もある。
【００１３】
また、前記ハンドルウェーハを、熱膨張率が１．３×１０−６（／Ｋ）以下の材料とすることが好ましい。
このように、熱膨張率が１．３×１０−６（／Ｋ）以下と低い材料をハンドルウェーハとして用いることによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に導入される引っ張り歪みをより大きくすることができる。
【００１４】
また、前記Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させる工程において、前記エピタキシャル成長温度を、５００℃以上とすることが好ましい。
このように、エピタキシャル成長温度を、５００℃以上とすることによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させた後に冷却する際に、引っ張り歪みの導入量をより大きなものにすることができる。
【００１５】
また、前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を、ｘ≧０．１のものとすることが好ましい。
このように、歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を、ｘ≧０．１としてゲルマニウムの割合を大きくすることによって、例えば、ドナーウェーハにシリコン基板を用いた場合に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ薄膜に生じる引っ張り歪みの大きさを更に大きくすることができる。
【００１６】
また、上述の製造方法によって得られた貼り合わせ基板を、新たに準備したシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板と貼り合わせた後に、該新たに準備したシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板に前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を転写することによって、前記新たに準備したシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板上に前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を形成することができる。
このようにすることで、シリコン基板上に大きな引っ張り歪みが導入された歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を有した貼り合わせ基板を得ることができる。
【００１７】
また、本発明では、少なくとも、石英基板と、該石英基板上のシリコン薄膜と、該シリコン薄膜上の歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜とを備えた貼り合わせ基板であって、前記シリコン薄膜は、前記石英基板とシリコン基板との貼り合わせ後に剥離したもので、前記歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は、前記シリコン薄膜上にエピタキシャル成長されたものであることを特徴とする貼り合わせ基板を提供する。
【００１８】
このように、本発明の貼り合わせ基板は、石英基板と、石英基板上の剥離されたシリコン薄膜と、このシリコン薄膜上にエピタキシャル成長された歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜とを有するものである。このため、シリコン基板上に形成されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は、エピタキシャル成長時の温度において引っ張り応力が緩和された状態であるが、エピタキシャル成長後の冷却の際に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は収縮しようとするのに対し、熱膨張率の低い石英基板はほとんど収縮しない。この石英基板につられる形でＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜も収縮することができない。このようにして、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に大きな引っ張り歪みが導入され、そのような薄膜を有した貼り合わせ基板とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の貼り合わせ基板の製造方法によれば、従来の製造方法に比べ、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に大きな引っ張り歪みを容易に導入することができるため、よって大きな引っ張り歪みが導入されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を有した貼り合わせ基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
本発明者らは、従来の歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に比べて、より大きな引っ張り歪みをより効率的に導入する貼り合わせ基板の製造方法について、鋭意検討を重ねた。
【００２１】
その結果、本発明者らは、ハンドルウェーハにドナーウェーハより熱膨張率の低い材料を用いて、貼り合わせた後にドナーウェーハ上にＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることによって、エピタキシャル成長されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に大きな引っ張り歪みが導入されることを発見し、本発明を完成させた。
【００２２】
以下、本発明の貼り合わせ基板について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明の貼り合わせ基板は、少なくとも、石英基板と、シリコン薄膜と、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜から構成されており、シリコン薄膜は石英基板と貼り合わせ後に剥離されたことによって薄膜化されたものであって、歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は、前記シリコン薄膜上にエピタキシャル成長されたものである。
このような貼り合わせ基板は、以下に示す本発明における貼り合わせ基板の製造方法において、ハンドルウェーハとして石英基板を、ドナーウェーハとしてシリコン基板を用いることによって得られる。
【００２３】
以下、本発明の貼り合わせ基板の製造方法を図１を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は本発明の貼り合わせ基板の製造方法の工程の一例を示す工程図である。
（工程ａ：ドナーウェーハ・ハンドルウェーハの準備、ドナーウェーハへのイオン注入）
まず、図１（ａ）に示すように、ドナーウェーハ１１と、ドナーウェーハより熱膨張率の低いハンドルウェーハ１２を準備する。
次に、ドナーウェーハ１１の一方の表面に、水素イオンまたは希ガスイオンあるいはこれら両方のイオンの注入を行って、イオン注入層１３を形成する。
【００２４】
ここで、ドナーウェーハ１１を、シリコン基板または酸化膜付きシリコン基板とすることができる。
このように、ドナーウェーハを、シリコン基板または酸化膜付きシリコン基板とすることによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）に比べて格子定数が小さいシリコンの表面上に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることができるため、エピタキシャル成長後の基板の冷却時に、より大きな引っ張り歪みをＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に容易に導入することができる。
【００２５】
また、ハンドルウェーハ１２を、石英基板とすることができる。
このように、ハンドルウェーハを、シリコンやゲルマニウムに比べ熱膨張率が低い石英（５×１０−７／Ｋ）とすることによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に導入される歪みをより大きくすることができる。
【００２６】
また、ハンドルウェーハ１２を、熱膨張率が１．３×１０−６（／Ｋ）以下の材料とすることができる。
このように、ハンドルウェーハとして、熱膨張率が１．３×１０−６（／Ｋ）以下の材料を準備することによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に導入される歪みをより大きくすることができる。
【００２７】
水素イオンまたは希ガスイオンあるいはこれら両方のイオンの注入を行って、ドナーウェーハ１１にイオン注入層１３を形成する方法としては、注入エネルギー、注入線量、注入温度等その他のイオン注入条件も、所定の厚さの薄膜を得ることができるように適宜選択すれば良い。具体例としては、注入時の基板の温度を２５０〜４００℃とし、イオン注入深さを０．５μｍとし、注入エネルギーを２０〜１００ｋｅＶとし、注入線量を１×１０１６〜１×１０１７／ｃｍ２とすることが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２８】
（工程ｂ：表面活性化処理、ウェーハの貼り合わせ）
次に、図１（ｂ）に示すように、ドナーウェーハ１１とハンドルウェーハ１２の少なくとも一方の貼り合わせ面に表面活性化処理として、例えばプラズマ活性化処理を行う。
その後、ドナーウェーハ１１とハンドルウェーハ１２の貼り合わせ面を密着させることによって貼り合わせる。
このとき、ドナーウェーハ１１とハンドルウェーハ１２の少なくとも一方の貼り合わせ面に表面活性化処理を行っているため、貼り合わせ面１４における結合強度は、十分に強いものとなっている。
【００２９】
ここで、表面活性化処理として、プラズマ処理とすることができる。このように、表面活性化処理を、プラズマ処理で行えば、基板の表面活性化処理を施した面は、ＯＨ基が増加するなどして活性化する。従って、この状態で、ハンドルウェーハ１２と、ドナーウェーハ１１のイオン注入した面とを密着させれば、水素結合等により、ウェーハをより強固に貼り合わせることができる。また、表面活性化処理はそのほかにオゾン処理等でも行うことができ、複数種の処理を組み合わせてもよい。
【００３０】
プラズマで処理をする場合は、真空チャンバ中にＲＣＡ洗浄等の洗浄をした基板を載置し、プラズマ用ガスを導入した後、１００Ｗ程度の高周波プラズマに５〜３０秒程度さらし、表面をプラズマ処理する。プラズマ用ガスとしては、例えば、酸化膜付きシリコン基板を処理する場合には、酸素ガスのプラズマ、シリコン基板を処理する場合には、水素ガス、アルゴンガス、又はこれらの混合ガスあるいは水素ガスとヘリウムガスの混合ガスを用いることができる。また、不活性ガスの窒素ガスを用いても良い。
【００３１】
オゾンで処理をする場合は、大気を導入したチャンバ中にＲＣＡ洗浄等の洗浄をした基板を載置し、窒素ガス、アルゴンガス等のプラズマ用ガスを導入した後、高周波プラズマを発生させ、大気中の酸素をオゾンに変換することで、表面をオゾン処理する。
【００３２】
このように、表面活性化処理をした表面を貼り合わせ面として、例えば減圧又は常圧下、室温で基板を密着させれば、高温処理を施さなくても強固に貼り合わせることができる。
【００３３】
ここで、貼り合わせ工程の後に、貼り合わせウェーハに、温度範囲が１００〜３５０℃の熱処理を行うことができる。
このように、貼り合わせウェーハに対して１００〜３５０℃の温度範囲の熱処理を行うことによって、ドナーウェーハとハンドルウェーハの結合強度をより強くすることができ、後の剥離工程やＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜のエピタキシャル成長工程等において、貼り合わせウェーハに貼り合わせ不良が発生する可能性をより低減させることができる。
【００３４】
（工程ｃ：剥離）
次に、図１（ｃ）に示すように、イオン注入層１３に機械的衝撃を加えることによって、イオン注入層１３に沿って剥離することによって、ドナーウェーハ１１を薄膜化する。
【００３５】
（工程ｄ：表面処理）
次に、図１（ｄ）に示すように、薄膜化したドナーウェーハの剥離面１５に対して表面処理を行うことによって、剥離面１５に残留したイオン注入ダメージ層を除去する。
【００３６】
ここで、表面処理として、研磨処理、熱処理、エッチング処理のうち、少なくとも一つの処理を行うことができる。
このように、表面処理として、研磨処理、熱処理、エッチング処理のうち、少なくとも一つの処理を行うものとすることによって、ドナーウェーハの剥離面に残留したイオン注入ダメージ層を確実に取り除くことができるため、後の工程において結晶性がより良いＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることができる。
【００３７】
（工程ｅ：Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜のエピタキシャル成長）
次に、図１（ｅ）に示すように、薄膜化された後表面処理が施されたドナーウェーハ１１の剥離面上に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させることによって、歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜１６を形成させ、貼り合わせ基板１０を作製する。
Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させる方法としては、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＵＨＶＣＶＤ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｖａｃｕｕｍ  ＣＶＤ）等、化学気相成長法によって、成長させることができる。
【００３８】
ここで、エピタキシャル成長温度を５００℃以上とすることができる。
このように、エピタキシャル成長温度を、５００℃以上とすることによって、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜をエピタキシャル成長させた後に冷却する際に、引っ張り歪みの導入量をより大きなものにすることができる。
【００３９】
また、歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜として、ｘ≧０．１のものとすることができる。
このように、歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を、ｘ≧０．１としてゲルマニウムの割合を大きくすることによって、例えば、ドナーウェーハにシリコン基板を用いた場合に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ薄膜に生じる引っ張り歪みの大きさを更に大きくすることができる。
【００４０】
このように、本発明の貼り合わせ板の製造方法によれば、ドナーウェーハ上に形成されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は、エピタキシャル成長時の温度において引っ張り応力が緩和している状態となるが、エピタキシャル成長後に冷却される際に、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜は収縮しようとするのに対し、ハンドルウェーハは、熱膨張率がドナーウェーハに対して低いため、ほとんど収縮しない。貼り合わせ強度が十分に強いために、ハンドルウェーハにつられる形でＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜も収縮することができない。このようにして、Ｓｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜に大きな引っ張り歪みが導入されることになり、大きな引っ張り歪みが導入されたＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を有した貼り合わせ基板を製造することができる。
【００４１】
また、上述の製造方法で得られた歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を有する貼り合わせ基板を、新たに準備したシリコン基板または酸化膜付きシリコン基板と貼り合わせた後に、歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ（０＜ｘ≦１）薄膜を転写することもできる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の貼り合わせ基板の製造方法について、実施例によりさらに具体的に説明する。
（実施例）
以下のように、図１に示したような、貼り合わせ基板の製造方法に従って、貼り合わせ基板を３０枚製造した。
【００４３】
まず、ドナーウェーハとしてシリコン基板を、ハンドルウェーハとして石英基板を準備した。次に、このドナーウェーハの一方の表面に水素イオン注入を行って、水素のイオン注入層を形成した。イオン注入条件は、注入エネルギーが３５ｋｅＶ、注入線量が９×１０１６／ｃｍ２、注入深さは０．３μｍである。
【００４４】
次に、プラズマ処理装置にイオン注入したシリコン基板を載置し、プラズマ用ガスとして窒素を導入した後、２Ｔｏｒｒ（２７０Ｐａ）の減圧条件下で１３．５６ＭＨｚの高周波を直径３００ｍｍの平行平板電極間に高周波パワー５０Ｗの条件で印加することで、高周波プラズマ処理をイオン注入した面に１０秒行った。このようにして、シリコン基板のイオン注入面に表面活性化処理を施した。
一方、石英基板については、プラズマ処理装置中に載置し、狭い電極間にプラズマ用ガスとして窒素ガスを導入した後、電極間に高周波を印加することでプラズマを発生させ、高周波プラズマ処理を１０秒行った。このようにして、石英基板の、次の貼り合わせ工程において貼り合わせる面にも表面活性化処理を施した。
【００４５】
以上のようにして表面活性化処理を行ったシリコン基板と石英基板を、表面活性化処理を行った面を貼り合わせ面として室温で密着させた後、両基板の裏面を厚さ方向に強く押圧した。
次に、貼り合わせ強度を高めるため、シリコン基板と石英基板とを貼り合わせた基板を、３００℃で３０分間熱処理した。
【００４６】
次に、シリコン基板のイオン注入層に外部衝撃を付与し、イオン注入層にて順次離間させ、シリコン薄膜を形成した。
【００４７】
その後、シリコン基板の剥離面に対して、表面処理として、研磨代を０．０５μｍとした研磨処理を行った。
その後、表面処理を施したシリコン基板の剥離面上に、ＬＰＣＶＤ法によって、Ｓｉ０．９０Ｇｅ０．１０層（Ｘ＝０．１）を約１００ｎｍ成長させた。このエピタキシャル成長の条件としては、原料ガスとしてＳｉＨ４又はＳｉＨ２Ｃｌ２とＧｅＨ４との混合ガスを用いて、キャリアガスとしてはＨ２を用いた。成長温度は６００℃、圧力１０Ｔｏｒｒとした。
【００４８】
このようにして、石英基板上にシリコン薄膜および歪みＳｉ０．９０Ｇｅ０．１０薄膜を有する貼り合わせ基板を製造した。このように３０枚製造した貼り合わせ基板の歪みＳｉ０．９０Ｇｅ０．１０薄膜の歪み量を測定したところ、歪み量の平均は１．０５％であった。
【００４９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の貼り合わせ基板の製造方法の工程の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…貼り合わせ基板、  １１…ドナーウェーハ、  １２…ハンドルウェーハ、  １３…イオン注入層、  １４…貼り合わせ面、  １５…剥離面、  １６…歪みＳｉ１−ｘＧｅｘ薄膜。
【図１】
0005465830.tif 000002