(57)【要約】【課題】  ＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程の熱処理工程を通っても単結晶化が進みにくいように多結晶シリコン層を堆積し、かつ、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物がベースウェーハに拡散して抵抗率を低下させることを抑制できる貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】  ベースウェーハに多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多結晶シリコン層の表面を研磨する工程と、ボンドウェーハに絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜を介して前記ベースウェーハの前記多結晶シリコン層の研磨面と前記ボンドウェーハを貼り合わせる工程と、ボンドウェーハを薄膜化する工程とを有し、前記多結晶シリコン層を堆積する表面に予め酸化膜を形成し、前記多結晶シリコン層を堆積するための反応ガス中に酸素原子含有ガスをドープすることによって、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積する貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法。【選択図】図１
2018137278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれもシリコン単結晶からなるボンドウェーハとベースウェーハとを絶縁膜を介して貼り合わせて貼り合わせＳＯＩウェーハを製造する方法であって、
少なくとも、
前記ベースウェーハの貼り合わせ面側に気相成長法により多結晶シリコン層を堆積する工程と、
該多結晶シリコン層の表面を研磨する工程と、
前記ボンドウェーハの貼り合わせ面に前記絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜を介して前記ベースウェーハの前記多結晶シリコン層の研磨面と前記ボンドウェーハを貼り合わせる工程と、
貼り合わせられた前記ボンドウェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成する工程と
を有し、
前記ベースウェーハとして抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上のシリコン単結晶ウェーハを用い、
前記多結晶シリコン層を堆積する工程は、前記ベースウェーハの前記多結晶シリコン層を堆積する表面に予め酸化膜を形成する段階をさらに含み、
前記多結晶シリコン層を堆積するための反応ガス中に酸素原子含有ガスをドープしながら前記多結晶シリコン層を堆積することによって、前記多結晶シリコン層として、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積することを特徴とする貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記酸素原子含有ガスとして、ＣＯ２ガスを用いることを特徴とする請求項１に記載の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記多結晶シリコン層を堆積する工程における前記酸素原子含有ガスの流量を、前記反応ガスの流量の０．５％以上５％以下とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記ボンドウェーハの薄膜化を、
前記貼り合わせる工程より前に前記ボンドウェーハに水素イオン又は希ガスイオンを注入してイオン注入層を形成し、
前記貼り合わせる工程よりも後に、前記イオン注入層に沿って前記ボンドウェーハを剥離することにより、前記ボンドウェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）デバイス対応のＳＯＩウェーハとして、ベースウェーハの抵抗率を高抵抗化することで対処してきた。しかしながら、更なる高速化に対応するためにより高い周波数に対応することが必要になってきており、従来の高抵抗ウェーハの使用のみでは対処できなくなってきている。
【０００３】
そこで、対応策としてＳＯＩウェーハの埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ層）直下に、発生したキャリアを消滅させる効果を持つ層（キャリアトラップ層）を加えることが提案されており、高抵抗ウェーハ中に発生したキャリアを再結合させるための高抵抗の多結晶シリコン層をベースウェーハ上に形成することが必要となってきている。
【０００４】
特許文献１には、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面に、キャリアトラップ層としての多結晶シリコン層や非晶質シリコン層を形成することが記載されている。一方、特許文献２にも、ＢＯＸ層とベースウェーハの界面に、キャリアトラップ層としての多結晶層を形成することが記載されており、更に、多結晶シリコン層の再結晶化を防止するため、多結晶シリコン層形成後の熱処理温度を制限している。
【０００５】
このような多結晶シリコン層の再結晶化を防止するため、特許文献３では、多結晶シリコン層を堆積するベースウェーハの表面に予め薄い酸化膜を形成し、その酸化膜上への多結晶シリコン層の堆積を９００℃以上の温度で行っている。
【０００６】
また、特許文献４では、多結晶シリコン層を堆積するベースウェーハの表面に予め薄い酸化膜を形成し、その酸化膜上に多結晶シリコン層を堆積する際、１０１０℃以下の第１温度で行う第１成長と、第１温度よりも高温の第２温度で第１成長よりも厚く堆積を行う第２成長の２段階に分けて堆積を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５０７０９３号公報
【特許文献２】特表２０１３−５１３２３４号公報
【特許文献３】特開２０１５−２１１０７４号公報
【特許文献４】特開２０１５−２１１０６１号公報
【特許文献５】特開平６−５３１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３、４のように多結晶シリコン層を堆積する表面に予め薄い酸化膜を形成しておくことで、多結晶シリコン層堆積後に、ＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程の熱処理工程を通っても多結晶シリコン層の単結晶化が進みにくいようにすることができるため、多結晶シリコン層のキャリアトラップ層としての効果を維持することができる。
【０００９】
その一方で、貼り合わせ界面（ボンドウェーハの絶縁膜表面とベースウェーハの多結晶シリコン層表面との貼り合わせ界面）には、リンやボロンなどの不純物が挟み込まれる可能性があり、これが多結晶シリコン層やベースウェーハに拡散して多結晶シリコン層やベースウェーハの抵抗率を大きく低下させ、その結果、ＲＦデバイス特性を悪化させるという問題がある。この不純物の拡散は、半導体プロセスを行ういわゆるクリーンルーム中の雰囲気や、使用する純水に含まれる不純物に起因するものと、電気炉を用いた酸化や熱処理において他の品種の不純物が残存していて、それが拡散源となっているものが多いと言われている。このような不純物の拡散によるベースウェーハの抵抗率の低下を抑制するためには、特許文献３、４に記載された技術において、多結晶シリコン層を堆積する表面に予め形成する酸化膜を厚くすればよいが、それによってＲＦデバイス特性が劣化することが懸念されていた。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程の熱処理工程を通っても単結晶化が進みにくいように多結晶シリコン層を堆積し、かつ、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物がベースウェーハに拡散して抵抗率を低下させることを抑制できる貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、いずれもシリコン単結晶からなるボンドウェーハとベースウェーハとを絶縁膜を介して貼り合わせて貼り合わせＳＯＩウェーハを製造する方法であって、少なくとも、前記ベースウェーハの貼り合わせ面側に気相成長法により多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多結晶シリコン層の表面を研磨する工程と、前記ボンドウェーハの貼り合わせ面に前記絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜を介して前記ベースウェーハの前記多結晶シリコン層の研磨面と前記ボンドウェーハを貼り合わせる工程と、貼り合わせられた前記ボンドウェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成する工程とを有し、前記ベースウェーハとして抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上のシリコン単結晶ウェーハを用い、前記多結晶シリコン層を堆積する工程は、前記ベースウェーハの前記多結晶シリコン層を堆積する表面に予め酸化膜を形成する段階をさらに含み、前記多結晶シリコン層を堆積するための反応ガス中に酸素原子含有ガスをドープしながら前記多結晶シリコン層を堆積することによって、前記多結晶シリコン層として、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積することを特徴とする貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法を提供する。
【００１２】
このように、多結晶シリコン層を堆積するための反応ガス中に、酸素原子含有ガスをドープしながら堆積することによって、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積することができる。また、このように、酸素原子を含有した多結晶シリコン層であれば、ＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程の熱処理が比較的高温（例えば、１０００〜１２００℃程度）であっても、多結晶シリコン層の粒界成長が抑制され、多結晶シリコン層の単結晶化が抑制されるため、キャリアトラップ層としての効果を維持することができる。更に、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物がベースウェーハに拡散するのを抑制する効果も得られるので、ＲＦデバイス特性の劣化を抑制することもできる。
【００１３】
この場合、前記酸素原子含有ガスとして、ＣＯ２ガスを用いることが好ましい。
【００１４】
ＣＯ２ガスを用いることにより、安全性や取り扱いの容易性が向上する。
【００１５】
また、前記多結晶シリコン層を堆積する工程における前記酸素原子含有ガスの流量を、前記反応ガスの流量の０．５％以上５％以下とすることが好ましい。
【００１６】
酸素原子含有ガスの流量をこのような範囲とすることにより、堆積した多結晶シリコン層が絶縁性とならない程度に酸素原子を多結晶シリコン層に含有させることができる。
【００１７】
また、本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法では、前記ボンドウェーハの薄膜化を、前記貼り合わせる工程より前に前記ボンドウェーハに水素イオン又は希ガスイオンを注入してイオン注入層を形成し、前記貼り合わせる工程よりも後に、前記イオン注入層に沿って前記ボンドウェーハを剥離することにより、前記ボンドウェーハを薄膜化してＳＯＩ層を形成することが好ましい。
【００１８】
このように、本発明は、イオン注入層で剥離するいわゆるイオン注入剥離法によりボンドウェーハの薄膜化を行う場合に好適に適用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法によって、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積することができ、このような多結晶シリコン層を有する貼り合わせＳＯＩウェーハを製造することができる。このように酸素原子を含有した多結晶シリコン層であれば、ＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程や後に行われるデバイス製造工程の熱処理が比較的高温（例えば、１０００〜１２００℃程度）であっても、多結晶シリコン層の粒界成長が抑制され、多結晶シリコン層の単結晶化が抑制されるため、キャリアトラップ層としての効果を維持することができる。更に、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物がベースウェーハに拡散するのを抑制する効果も得られるので、ＲＦデバイス特性の劣化を抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法の実施態様の一例を示す製造フローである。
【図２】本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法の実施態様の一例を示す工程断面図である。
【図３】本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法によって製造される貼り合わせＳＯＩウェーハの一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
前述のように、より高い周波数に対応するデバイスを作製するため、ＳＯＩウェーハのＢＯＸ層下にキャリアトラップ層を形成することが必要になってきているが、通常の多結晶シリコン層を堆積させキャリアトラップ層を形成すると、ＳＯＩウェーハ製造工程中またはデバイス製造工程中の熱履歴によっては多結晶シリコン層がアニールされ単結晶化しキャリアトラップ層としての効果が減少してしまうという問題があった。
【００２３】
そこで、本発明者らは、ＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程の熱処理工程を通っても単結晶化が進まないように多結晶シリコン層を堆積することができるＳＯＩウェーハの製造方法について鋭意検討を重ねた。
【００２４】
ところで、多結晶シリコン層を堆積する際に、ＣＯ２ガス等の酸素原子含有ガスをドープしながら堆積する技術は、例えば、特許文献５（特開平６−５３１０２号公報）に記載されているように、誘電体分離基板の支持体となるシリコン多結晶層を形成する際に用いられることが知られている。特許文献５の技術の前提となる誘電体分離基板は、支持体となるシリコン多結晶層を極めて厚く（数１００μｍ程度）堆積する必要があるため、特許文献５では、堆積後の基板に大きな反りが発生してしまう。その反りを抑制する目的で、ＣＯ２ガス等の酸素原子含有ガスをドープしながら堆積を行うものである。
【００２５】
一方、本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハにおいて用いられる、キャリアトラップ層としての多結晶シリコン層の厚さ（堆積後に多結晶シリコン層の表面を研磨した後の厚さ）は、厚くても１０μｍ程度で、通常は０．５μｍ〜５μｍ程度（好ましくは１〜３μｍ程度）に形成すればよいので、誘電体分離基板に比べれば、反りの問題はさほど大きくない。
【００２６】
本発明者らは、酸素原子含有ガスをドープしながら堆積することで、多結晶シリコンの粒子中や粒界に酸素原子が取り込まれることによって、反りを低減する効果が得られるだけに留まらず、後工程であるＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程において、高温熱処理が施されても多結晶シリコン層の単結晶化が抑制され、かつ、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物（特にボロン）がベースウェーハに拡散するのを抑制する効果も得られることを発想し、本発明を完成させた。
【００２７】
以下、図１−２を参照しながら、本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法の実施態様の一例を説明する。
【００２８】
まず、シリコン単結晶からなるボンドウェーハ１０を準備する（図１のステップＳ１１、図２（ａ）参照）。
【００２９】
次に、例えば熱酸化やＣＶＤ（化学気相成長）等によって、ボンドウェーハ１０に、埋め込み絶縁膜層（例えば、埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ層））１６となる絶縁膜（例えば、酸化膜）１３を成長させる（図１のステップＳ１２、図２（ｂ）参照）。このとき、ボンドウェーハ１０の貼り合わせ面側に絶縁膜１３を形成すればよいが、図２（ｂ）に図示したように、ウェーハ全面に絶縁膜１３を形成してもよい。
【００３０】
次に、その絶縁膜１３の上からイオン注入機により、水素イオンと希ガスイオンのうちの少なくとも一種類のガスイオンを注入して、ボンドウェーハ１０内にイオン注入層１７を形成する（図１のステップＳ１３、図２（ｃ）参照）。この際、目標とするＳＯＩ層１５の厚さを得ることができるように、イオン注入加速電圧を選択する。このイオン注入層１７は、後述する貼り合わせる工程よりも後に、イオン注入層１７に沿ってボンドウェーハ１０を剥離することにより、ボンドウェーハ１０を薄膜化してＳＯＩ層を形成するためのものである。
【００３１】
次に、ボンドウェーハ１０の貼り合わせ面のパーティクルを除去するために、貼り合わせ前洗浄を行うことが好ましい（図１のステップＳ１４参照）。
【００３２】
一方、上記とは別に、シリコン単結晶からなるベースウェーハ１１を準備する（図１のステップＳ２１、図２（ｄ）参照）。
【００３３】
次に、ベースウェーハ１１上に、酸化膜（ベース酸化膜）２０を形成する（図１のステップＳ２２、図２（ｅ）参照）。酸化膜２０の厚さは特に限定されないが、ベースウェーハ１１と後述の多結晶シリコン層１２との間に酸化膜２０が介在することによってＲＦデバイスの特性に影響する可能性があるので、形成する酸化膜厚さは薄くすることが好ましく、例えば、０．３ｎｍ以上、１０ｎｍ以下の厚さとすることが好ましい。
【００３４】
このような厚さの酸化膜を形成する方法としては、ウェット洗浄が最も簡便な方法として挙げることができる。具体的には、ＳＣ１（ＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２の混合水溶液）、ＳＣ２（ＨＣｌとＨ２Ｏ２の混合水溶液）、硫酸過水（Ｈ２ＳＯ４とＨ２Ｏ２の混合水溶液）、オゾン水などを用いた洗浄や、これらを組み合わせた洗浄を行うことにより、厚さ０．５〜３ｎｍ程度の均一な酸化膜を形成することができる。
【００３５】
次に、ベースウェーハ１１の酸化膜（ベース酸化膜）２０上に、気相成長法により多結晶シリコン層１２を堆積させる（図１のステップＳ２３、図２（ｆ）参照）。
【００３６】
本発明では、この多結晶シリコン層１２を堆積する際、多結晶シリコン層１２を堆積するための反応ガス中に、酸素原子含有ガスをドープしながら堆積することによって、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積する。例えば、一般的なエピタキシャル成長用のＣＶＤ装置を用いて、トリクロロシラン（或いはモノシランやジクロルシラン）と水素の混合ガスからなる反応ガス中に、酸素原子含有ガスをドープしながら多結晶シリコン層の堆積を行うことによって、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積することができる。
【００３７】
酸素原子含有ガスとしては、例えば、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、Ｎ２Ｏガスなどを使用することができるが、安全性や取り扱いの容易性等を考慮すると、ＣＯ２ガスを用いることが好ましい。
【００３８】
また、多結晶シリコン層を堆積する際の酸素原子含有ガスの供給量としては、堆積した多結晶シリコン層が絶縁性とならない程度に酸素原子を含んでいれば特に限定されないが、例えば、反応ガス流量の０．５〜５％程度の流量で供給することが好ましい。
【００３９】
多結晶シリコンが成長するのであれば、堆積温度は特に限定されないが、ＳＯＩウェーハ製造工程やデバイス製造工程の最高温度よりも高くする必要はない（高くするとスリップ転位や金属汚染が発生しやすくなる）ので、その最高温度以下、例えば、１２００℃以下にすることが好ましい。
【００４０】
次に、ベースウェーハ１１に堆積された多結晶シリコン層１２の表面を研磨により平坦化する（図１のステップＳ２４、図２（ｇ）参照）。堆積した多結晶シリコン層１２の表面粗さは大きく、そのまま貼り合わせることが困難であるため、多結晶シリコン層１２の表面を研磨により平坦化する必要がある。
【００４１】
次に、研磨された多結晶シリコン層１２の表面のパーティクルを除去するために、貼り合わせ前洗浄を行うことが好ましい（図１のステップＳ２５参照）。
【００４２】
なお、図１のステップＳ１１〜Ｓ１４と、図１のステップＳ２１〜Ｓ２５とは並行してすすめることができるし、どちらかを先に行うこともできる。
【００４３】
次に、多結晶シリコン層１２が形成されたベースウェーハ１１を、ベースウェーハ１１の多結晶シリコン層１２が形成された面（すなわち、多結晶シリコン層１２の研磨面）とボンドウェーハ１０のイオン注入面とが接するように、絶縁膜１３を形成したボンドウェーハ１０と密着させて貼り合わせる（図１のステップＳ３１、図２（ｈ）参照）。
【００４４】
次に、イオン注入層１７に微小気泡層を発生させる熱処理（剥離熱処理）を貼り合わせたウェーハに施し、発生した微小気泡層にて剥離（ボンドウェーハ１０の薄膜化）して、ベースウェーハ１１上に埋め込み酸化膜層１６とＳＯＩ層１５が形成された貼り合わせウェーハ１４を作製する（図１のステップＳ３２、図２（ｉ）参照）。なお、このときに、剥離面１９を有する剥離ウェーハ１８が派生する。
【００４５】
次に、貼り合わせ界面の結合強度を増加させるために貼り合わせウェーハ１４に結合熱処理を施す（図１のステップＳ３３参照）。
【００４６】
以上のようにして図３のような貼り合わせＳＯＩウェーハ１を製造することができる。
【００４７】
本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法においては、多結晶シリコン層を堆積する際、反応ガス中に、酸素原子含有ガスをドープしながら堆積することによって、酸素原子を含有した多結晶シリコン層を堆積するので、その後のＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程の熱処理が比較的高温（例えば、１０００〜１２００℃程度）であっても、多結晶シリコン層の粒界成長が抑制され、単結晶化が抑制されるため、キャリアトラップ層としての効果を維持することができる。更に、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物が多結晶シリコン層やベースウェーハに拡散するのを抑制する効果も得られるので、ＲＦデバイス特性の劣化を抑制することもできる。
【００４８】
また、ウェット洗浄によって数ｎｍの下地酸化膜を形成する場合、その上に多結晶シリコン層を堆積する温度が１０１０℃以下であれば、多結晶シリコン層の堆積工程中に下地酸化膜の一部が消失し、ベースウェーハのシリコン単結晶の表面と多結晶シリコン層が接触し多結晶シリコン層の単結晶化が促進されることを抑制することができる。
【００４９】
一方、本発明では多結晶シリコン層を堆積する温度を１０２０℃以上として、多結晶シリコン層の堆積工程中に下地酸化膜の一部（或いは全部）が消失した場合であっても、酸素原子を含有した多結晶シリコン層が形成されているため、多結晶シリコン層の粒界成長が抑制され、単結晶化が抑制される。従って、堆積温度を比較的高温（例えば１１００℃〜１２００℃）に設定することもできるので、多結晶シリコン層の堆積速度を高めることができ、生産性を向上することができる。
【００５０】
なお、ベースウェーハ１１の抵抗率は、１００Ω・ｃｍ以上であれば高周波デバイス製造用に好適に用いることができ、１０００Ω・ｃｍ以上であることがより好ましく、３０００Ω・ｃｍ以上であることが特に好ましい。抵抗率の上限は特に限定されないが、例えば、５００００Ω・ｃｍとすることができる。
【００５１】
次に、図３を参照しながら、本発明の貼り合わせＳＯＩウェーハの製造方法によって製造された貼り合わせＳＯＩウェーハを説明する。
【００５２】
上記の製造方法で製造された貼り合わせＳＯＩウェーハ１は、シリコン単結晶からなるベースウェーハ１１と、ベースウェーハ１１上の多結晶シリコン層１２と、多結晶シリコン層上の絶縁膜１６と、絶縁膜１６上のＳＯＩ層１５とを有しており、ベースウェーハ１１の抵抗率が１００Ω・ｃｍ以上である。ベースウェーハ１１と多結晶シリコン層１２の間にはベース酸化膜２０が形成されているが、上記のように、熱処理温度によってはベース酸化膜２０は消失することもある。さらに、多結晶シリコン層１２は、酸素原子を含んでいる。このように酸素原子を含有した多結晶シリコン層であれば、ＳＯＩウェーハ製造工程の熱処理工程やデバイス製造工程の熱処理が比較的高温（例えば、１０００〜１２００℃程度）であっても、多結晶シリコン層の粒界成長が抑制され、多結晶シリコン層の単結晶化が抑制されるため、キャリアトラップ層としての効果を維持することができる。更に、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物がベースウェーハに拡散するのを抑制する効果も得られるので、ＲＦデバイス特性の劣化を抑制することもできる。
【実施例】
【００５３】
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。
【００５４】
（実施例１）
図１−２で説明した製造方法を用いて貼り合わせＳＯＩウェーハを作製した。ただし、ベースウェーハとして、直径３００ｍｍ、結晶方位＜１００＞、抵抗率３０００Ω・ｃｍ、ｐ型の単結晶シリコンを用い、ベース酸化膜形成、多結晶シリコン層堆積、ＢＯＸ酸化、水素イオン注入、剥離熱処理、結合熱処理は、以下の条件で行った。尚、ウェーハの貼り合わせは、空調フィルターに起因するボロンが空気中に存在することが確認されているクリーンルーム内の雰囲気で室温にて行った。そのため、貼り合わせ界面には、不純物としてボロンが取り込まれている。
【００５５】
ベース酸化膜形成    ：ＳＣ１＋ＳＣ２洗浄  酸化膜厚約１ｎｍ
多結晶シリコン層堆積：反応ガス（トリクロロシランと水素の混合ガス）、常圧
ＣＯ２流量（反応ガス流量の１％）、１０５０℃、
膜厚３μｍ（研磨後２μｍ）
ＢＯＸ酸化          ：１０５０℃  酸化膜厚４００ｎｍ
水素イオン注入      ：１０５ｋｅＶ  ７．５×１０１６／ｃｍ２
剥離熱処理          ：５００℃  ３０分  １００％Ａｒ雰囲気
結合熱処理          ：９００℃パイロジェニック酸化
＋  １１００℃１２０分のＡｒアニール
【００５６】
結合熱処理後のＳＯＩウェーハについて、多結晶シリコン層の単結晶化の状況を断面ＳＥＭ観察により確認すると共に、ベースウェーハ表面近傍の抵抗率を拡がり抵抗測定法（ＳＲ法：Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ法）により測定することで、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物（ボロン）の拡散状況を確認した。その結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例２）
実施例１と同様にして貼り合わせＳＯＩウェーハを作製した。ただし、多結晶シリコン層堆積は、１１００℃、ＣＯ２流量（反応ガス流量の３％）の条件で行った。実施例１と同様にして結合熱処理後の多結晶シリコン層の単結晶化の状況とベースウェーハ表面の抵抗率を調べた。その結果を表１に示す。
【００５８】
（実施例３）
実施例１と同様にして貼り合わせＳＯＩウェーハを作製した。ただし、多結晶シリコン層堆積は、１０００℃、ＣＯ２流量（反応ガス流量の０．５％）の条件で行った。実施例１と同様にして結合熱処理後の多結晶シリコン層の単結晶化の状況とベースウェーハ表面の抵抗率を調べた。その結果を表１に示す。
【００５９】
（実施例４）
実施例１と同様にして貼り合わせＳＯＩウェーハを作製した。ただし、ベースウェーハ表面の酸化膜は、Ｄｒｙ  Ｏ２雰囲気で熱酸化を行って１０ｎｍの熱酸化膜を形成し、多結晶シリコン層堆積は、１１５０℃、ＣＯ２流量（反応ガス流量の５％）の条件で行った。実施例１と同様にして結合熱処理後の多結晶シリコン層の単結晶化の状況とベースウェーハ表面の抵抗率を調べた。その結果を表１に示す。
【００６０】
（比較例１）
実施例１と同様にして貼り合わせＳＯＩウェーハを作製した。ただし、多結晶シリコン層堆積は、ＣＯ２をドープせずに行った。実施例１と同様にして結合熱処理後の多結晶シリコン層の単結晶化の状況とベースウェーハ表面の抵抗率を調べた。その結果を表１に示す。
【００６１】
（比較例２）
比較例１と同様にして貼り合わせＳＯＩウェーハを作製した。ただし、多結晶シリコン層堆積は、１０００℃で行った。実施例１と同様にして結合熱処理後の多結晶シリコン層の単結晶化の状況とベースウェーハ表面の抵抗率を調べた。その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2018137278.tif 000003
【００６３】
表１からわかるように、ベース酸化膜形成をウェット洗浄で行い、多結晶シリコン層堆積を、反応ガスにＣＯ２をドープして行った実施例１、２では、堆積温度がベース酸化膜が消失する温度（１０２０℃以上）であっても、多結晶シリコン層の単結晶化が生じることなく、かつ、ベースウェーハ表面の抵抗率も１０００Ωｃｍ以上の高抵抗率を維持していた。ウェット洗浄で形成した酸化膜が消失しない温度（１０００℃）で多結晶シリコンを堆積した実施例３でも、多結晶シリコン層の単結晶化の状況、ベースウェーハ表面の抵抗率ともに問題なく、本発明の効果が得られた。また、ベース酸化膜を厚めに形成し、反応ガスにＣＯ２をドープして多結晶シリコン層堆積を行った実施例４においては、堆積温度が１１５０℃と高温であっても、ベースウェーハの初期の抵抗率が維持されており、貼り合わせ界面に取り込まれた不純物（ボロン）の拡散が十分に抑制されていることが確認された。
【００６４】
一方、ＣＯ２をドープせずに多結晶シリコン層堆積を行った比較例１、２のうち、ウェット洗浄で形成した酸化膜が消失する温度で多結晶シリコン層の堆積を行った比較例１では、多結晶シリコン層の単結晶化が進行してしまい、キャリアトラップ層としての効果が得られないことがわかる。また、ウェット洗浄で形成した酸化膜が消失しない温度で多結晶シリコン層の堆積を行った比較例２であっても、多結晶シリコン層の単結晶化は抑制することができるものの、ベースウェーハ表面の抵抗率の低下は十分に抑制することができないことがわかる。
【００６５】
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。
【符号の説明】
【００６６】
１…貼り合わせＳＯＩウェーハ、  １０…ボンドウェーハ、  １１…ベースウェーハ、
１２…多結晶シリコン層、  １３…絶縁膜（酸化膜）、  １４…貼り合わせウェーハ、
１５…ＳＯＩ層、  １６…埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ層、絶縁膜）、
１７…イオン注入層、  １８…剥離ウェーハ、  １９…剥離面、
２０…酸化膜（ベース酸化膜）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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