(57)【要約】【課題】  本発明は、イオン注入剥離法により、ボロンなどのドーパントを高濃度に含む低抵抗率の薄膜を有する貼り合わせウェーハの製造方法において、ドーパントの外方拡散や酸化による吸出しを抑えて低抵抗率を維持できる貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】  ボンドウェーハ内にイオン注入層を形成し、ボンドウェーハとベースウェーハの表面とを貼り合わせ、イオン注入層でボンドウェーハを剥離させた後、剥離面の平坦化処理を行う貼り合わせウェーハの製造方法において、ボンドウェーハとして、イオン注入層を形成する領域の抵抗率が０．２Ωｃｍ以下のシリコン単結晶ウェーハを用い、イオン注入層を形成するイオンのドーズ量を、４×１０１６／ｃｍ２以下としてイオン注入層を形成し、剥離面の平坦化処理をＨＣｌガスを含む雰囲気中で熱処理することによって行う貼り合わせウェーハの製造方法。【選択図】図１
2011253906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンドウェーハの表面から水素または希ガスのうち少なくとも１種類のガスイオンをイオン注入して前記ボンドウェーハ内にイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接又は絶縁膜を介して貼り合わせ、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させた後、剥離面の平坦化処理を行う貼り合わせウェーハの製造方法において、
前記ボンドウェーハとして、少なくとも前記イオン注入層を形成する領域の抵抗率が０．２Ωｃｍ以下のシリコン単結晶ウェーハを用い、
前記イオン注入層を形成するイオンのドーズ量を、４×１０１６／ｃｍ２以下として前記イオン注入層を形成し、
前記剥離面の平坦化処理を、ＨＣｌガスを含む雰囲気中で熱処理することによって行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記イオン注入層を形成するイオンのドーズ量を、２．５×１０１６／ｃｍ２以上とすることを特徴とする請求項１に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記イオン注入層を形成する領域を、抵抗率が０．００３Ωｃｍ以上のｐ＋型領域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ウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記ボンドウェーハを、ドーパントがボロンであるｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ、又は、該ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ上に該ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハよりも高い抵抗率のエピタキシャル層を形成したエピタキシャルウェーハとすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の貼り合わせウェーハの製造方法により作製された貼り合わせウェーハ上に、エピタキシャル層を堆積することを特徴とする貼り合わせ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、イオン注入剥離法を用いた貼り合わせウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン注入剥離法による貼り合わせウェーハの製造方法においては、剥離後の表面粗さが十分ではないこと、イオン注入のダメージ層が剥離後の表面に残留することから、表面粗さの改善とダメージ層の除去を行うことが必須である。面粗さを改善する方法としては、従来より水素又は不活性ガス雰囲気下でアニールすることで面粗さを改善する方法が用いられてきた（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
また、粗さ改善とイオン注入のダメージ層除去を同時に行う方法としてＣＭＰによる粗さ改善・薄膜化も従来より行われてきたが、ＣＭＰ処理をした場合、ＣＭＰの取り代分布によってＳＯＩ膜厚の面内分布が劣化することに加え、ＳＯＩ表面にＣＭＰによるダメージが形成される為、ＣＭＰ後に更に犠牲酸化することが必要であった。
【０００４】
一方、イオン注入剥離法により作製された貼り合わせＳＯＩウェーハにおいて、デバイス構造上の要求から、低抵抗率のＳＯＩ層からなるＳＯＩウェーハ、または、低抵抗率のＳＯＩ層をシード層としてその上にエピタキシャル層を形成したＳＯＩウェーハが必要とされる場合がある。その場合、剥離面を平坦化する処理として前述の水素又は不活性ガスによるアニールで面粗さを改善する方法を採用すると、アニール中にドーパントが外方拡散される為、ＳＯＩ層表面のドーパント濃度の低下を避けることができず、所望の電気抵抗率を維持できなかった。
【０００５】
また、ダメージ層を除去する方法として犠牲酸化を行うと、ドーパントがボロンのようなｐ型である場合に、酸化膜中へのボロンの偏析に伴う吸出しの効果が見られてしまうため、同様にＳＯＩ層を所望の電気抵抗率に維持することができなかった。
【０００６】
また、イオン注入剥離法による通常抵抗率（例えば１〜１０Ωｃｍ程度）のＳＯＩ層からなるＳＯＩウェーハの作製において、低抵抗率のボンドウェーハを用いて、剥離後にＳＯＩ層中のボロンを水素又は還元性雰囲気のアニール等で外方拡散させる事により抵抗率を上げ、同時に面粗さを改善するＳＯＩウェーハの作製方法が考案されていたが、ボロンの外方拡散には長時間の熱処理が必要となっていた（特許文献３、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７５９０５号公報
【特許文献２】ＷＯ２００３／００９３８６
【特許文献３】ＷＯ２００５／０２４９１７
【特許文献４】特開２００７−５９７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、イオン注入剥離法により、ボロンなどのドーパントを高濃度に含む低抵抗率の薄膜（ＳＯＩ層）を有する貼り合わせウェーハの製造方法において、ドーパントの外方拡散や酸化による吸出しを抑えて低抵抗率を維持することができる貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。また、ボロンなどのドーパントを高濃度に含む低抵抗率の層での剥離を利用することにより、通常抵抗率（以下、１〜１０Ωｃｍ程度をいう）を有する薄膜（ＳＯＩ層）を有する貼り合わせウェーハを面粗さを改善しつつ効率良く製造することができる貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明では、ボンドウェーハの表面から水素または希ガスのうち少なくとも１種類のガスイオンをイオン注入して前記ボンドウェーハ内にイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接又は絶縁膜を介して貼り合わせ、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させた後、剥離面の平坦化処理を行う貼り合わせウェーハの製造方法において、前記ボンドウェーハとして、少なくとも前記イオン注入層を形成する領域の抵抗率が０．２Ωｃｍ以下のシリコン単結晶ウェーハを用い、前記イオン注入層を形成するイオンのドーズ量を、４×１０１６／ｃｍ２以下として前記イオン注入層を形成し、前記剥離面の平坦化処理を、ＨＣｌガスを含む雰囲気中で熱処理することによって行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。
【００１０】
このように、ボンドウェーハとして、少なくともイオン注入層を形成する領域の抵抗率が０．２Ωｃｍ以下のシリコン単結晶ウェーハを用いれば、このような低抵抗領域層にイオン注入した場合、通常抵抗率の場合に比べて、剥離に必要な臨界ドーズ量を低ドーズ化
することができる。これにより、剥離直後の面粗さが改善される為、その後に行われる平坦化熱処理の際のエッチング（ガスエッチング）による取り代を少なくする事が出来る。ガスエッチングの取り代が少なくなれば、ガスエッチングの生産性向上に加えてガスエッチングの取り代分布を低減でき、ＳＯＩ膜厚分布も改善することができる。
更に、本発明では平坦化熱処理がＨＣｌガスを含む雰囲気中のガスエッチングで行われるため、短時間で平坦化を行うことができる。従って、ＳＯＩ層中のドーパントの外方拡散よりもＳＯＩ層の薄膜化のスピードが速く、エッチング後に残るＳＯＩ層中のボロン濃度等のドーパント濃度の低減を抑制することができる。
【００１１】
またこのとき、前記イオン注入層を形成するイオンのドーズ量を、２．５×１０１６／ｃｍ２以上とすることが好ましい。ドーズ量が２．５×１０１６／ｃｍ２より少なくなると、イオン注入層での剥離が困難になる恐れがある。
【００１２】
このように、ボンドウェーハ内にイオン注入層を形成するイオンのドーズ量を２．５×１０１６／ｃｍ２以上、４×１０１６／ｃｍ２以下とすることができる。
【００１３】
またこのとき、前記イオン注入層を形成する領域を、抵抗率が０．００３Ωｃｍ以上のｐ＋型領域とすることが好ましい。
【００１４】
このように、イオン注入層を形成する領域を、抵抗率が０．００３Ωｃｍ以上のｐ＋型領域とすることができる。０．００３Ωｃｍより低い抵抗率では、高品質の単結晶ウェーハの製造が難しくなる。
【００１５】
またこのとき、前記ボンドウェーハを、ドーパントがボロンであるｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ、又は、該ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ上に該ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハよりも高い抵抗率のエピタキシャル層を形成したエピタキシャルウェーハとすることが好ましい。
【００１６】
このように、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法において、ボンドウェーハとしてドーパントがボロンであるｐ＋型シリコン単結晶ウェーハを用いることができる。このような、ボロンをドーパントとして高濃度に含む低抵抗率のシリコン単結晶ウェーハ（ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ）を用いた場合にも、エッチング後に残るＳＯＩ層中のボロン濃度低減を抑制することができる。
また、ボンドウェーハとして、ドーパントがボロンであるｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ（抵抗率０．２Ωｃｍ以下、ドーパント濃度１×１０１７／ｃｍ３以上）上に該ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハよりも高い抵抗率のエピタキシャル層を形成したエピタキシャルウェーハを用いることができる。この場合、ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハの内部にイオン注入すれば、臨界ドーズ量を低減することができ、剥離後の面粗さが改善される。そのため、剥離後に行う熱処理（ガスエッチング）条件を緩和することができるため、剥離した表面の低抵抗率層を除去して通常抵抗率層のみを残す事で、面粗さが改善された通常抵抗率のＳＯＩ層を持つＳＯＩウェーハを効率良く作製することができる。また、剥離面に残る低抵抗率層の除去はガスエッチングで高速に行われるため、水素や不活性ガスで長時間をかけて平坦化処理を行う場合と比べて、低抵抗率層から通常抵抗率層へのドーパントの拡散が抑制されるので、通常抵抗率層の抵抗率の変動を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明では、前記貼り合わせウェーハの製造方法により作製された貼り合わせウェーハ上に、エピタキシャル層を堆積することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。
このように、平坦化熱処理（ＨＣｌによるガスエッチング）まで行ったＳＯＩウェーハの例えばｐ＋ＳＯＩ層の表面に、エピタキシャル層を形成し、ｐ−／ｐ＋構造を有するＳＯＩウェーハを作製すれば、所望構造を有するとともに、作製されたＳＯＩ層の膜厚分布が改善されたものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、ボロンなどのドーパントを高濃度に含む低抵抗率の薄膜（ＳＯＩ層）を有する貼り合わせウェーハの作製方法において、ドーパントの外方拡散や酸化による吸出しを抑えて低抵抗率を維持できる貼り合わせウェーハの製造方法を提供することができる。また、ボロンなどのドーパントを高濃度に含む低抵抗率の層での剥離を利用することにより、通常抵抗率を有する薄膜（ＳＯＩ層）を有する貼り合わせウェーハを、通常抵抗率層の抵抗率の変動を抑制しつつ、効率良く通常抵抗率を有する貼り合わせウェーハを製造することができる。そして、本発明により、面粗さが改善され、ＳＯＩ層の膜厚分布も良好な貼り合わせウェーハを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の貼り合わせウェーハの製造方法の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、従来、イオン注入剥離法により低抵抗率の薄膜層を有する貼り合わせウェーハの製造方法において、ドーパントの外方拡散や酸化による吸出しを抑えて貼り合わせ前のボンドウェーハの低抵抗率を維持することができる貼り合わせウェーハの製造方法が求められていた。また、低抵抗率のボンドウェーハを用い、剥離した後に、ＳＯＩ層中のボロンを外方拡散させる事により抵抗率を上げ、同時に面粗さを改善するＳＯＩウェーハの製造方法が考案されていたが、ボロンの外方拡散には長時間の熱処理が必要であったという問題があり、通常抵抗率を有する薄膜を有する貼り合わせウェーハを効率良く製造する方法が求められていた。
【００２１】
本発明者らが種々検討した結果、ボロンやリン等のドーパントを高濃度に含む低抵抗率層にイオン注入した場合、通常抵抗率の場合に比べて、剥離に必要な臨界ドーズ量が低ドーズ化出来ることが判った。このため、イオン注入層の形成を低抵抗率領域内に行うことで、剥離するためのドーズ量を低ドーズ化することができ、これにより、剥離直後の面粗さが改善される為、その後に行われる平坦化熱処理の際のエッチング（ガスエッチング）による取り代を少なくする事もでき、ガスエッチングの取り代が少なくなれば、ガスエッチングの生産性向上に加えてガスエッチングの取り代分布を低減でき、ＳＯＩ膜厚分布も改善できることを見出した。さらに、平坦化熱処理がＨＣｌガスを含む雰囲気中のガスエッチングで行われるため、短時間で平坦化を行うことができる。従って、ＳＯＩ層中のドーパントの外方拡散よりもＳＯＩ層の薄膜化のスピードが速く、エッチング後に残るＳＯＩ層中のボロン濃度低減を抑制することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２２】
即ち、本発明は、ボンドウェーハの表面から水素または希ガスのうち少なくとも１種類のガスイオンをイオン注入して前記ボンドウェーハ内にイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接又は絶縁膜を介して貼り合わせ、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させた後、剥離面の平坦化処理を行う貼り合わせウェーハの製造方法において、前記ボンドウェーハとして、少なくとも前記イオン注入層を形成する領域の抵抗率が０．２Ωｃｍ以下のシリコン単結晶ウェーハを用い、前記イオン注入層を形成するイオンのドーズ量を、４×１０１６／ｃｍ２以下として前記イオン注入層を形成し、前記剥離面の平坦化処理を、ＨＣｌガスを含む雰囲気中で熱処理することによって行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法である。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図１を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、図１（ａ）では、ボンドウェーハ１及びベースウェーハ２として用いる２枚のシリコン鏡面ウェーハを準備する。
ここで、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法では、後工程でボンドウェーハ１の内部にイオン注入層を形成するが、この際に、少なくともイオン注入層を形成する領域の抵抗率が０．２Ωｃｍ以下、好ましくは０．０５Ωｃｍ以下、より好ましくは０．０１Ωｃｍ以下となるようなシリコン単結晶ウェーハをボンドウェーハ１として用いる。また、イオン注入層を形成する領域が、抵抗率０．００３Ωｃｍ以上のｐ＋型領域であるシリコン単結晶ウェーハをボンドウェーハ１として用いることが好ましい。
図１（ａ）においてはボンドウェーハ１としてドーパントであるボロンがウェーハ全体に均一にドープされているｐ＋型シリコン単結晶ウェーハを準備した例を示している。
【００２４】
ボンドウェーハ１とベースウェーハ２とを絶縁膜を介して貼り合わせる場合には、図１（ｂ）のように、ボンドウェーハ１及びベースウェーハ２のうちの少なくとも一方のウェーハ、ここではボンドウェーハ１に絶縁膜３を形成する。尚、ボンドウェーハ１とベースウェーハ２とを直接貼り合わせる場合には、絶縁膜３を形成しなくても良い。絶縁膜３の厚さ等は仕様により決定されるべきもので特に限定されるものではないが、例えば、熱酸化により約０．０１〜２．０μｍ程度の厚さの絶縁膜３（酸化膜）を形成させることができる。
絶縁膜３の形成については、ボンドウェーハ１側でもベースウェーハ２側でも製造可能であるが、ベースウェーハ２に熱酸化膜を形成すれば、低抵抗率層がｐ型の場合に、ボロンなどのドーパントの吸出しにより濃度が低下する恐れがなく、ドーパント濃度を高く維持することができるために好ましい。
【００２５】
次に、図１（ｃ）のように、ボンドウェーハ１の表面から水素または希ガスのうち少なくとも１種類のガスイオンをイオン注入してボンドウェーハ１内にイオン注入層４を形成するが、この際、イオン注入層４を形成する領域の抵抗率は０．２Ωｃｍ以下となるようにする。
そして、イオン注入層４を形成するイオンのドーズ量を、４×１０１６／ｃｍ２以下としてイオン注入層４を形成する。またこの際、イオンのドーズ量を２．５×１０１６／ｃｍ２以上とすることが好ましい。
本発明の貼り合わせウェーハの製造方法のように、ボロン等のドーパントを高濃度に含む低抵抗層にイオン注入した場合、通常抵抗率の場合に比べて、剥離に必要な臨界ドーズ量が低ドーズ化できる。このため、イオン注入層の形成を低抵抗率領域内に行うことで、剥離するためのドーズ量の低ドーズ化を実現することができる。
【００２６】
次に、図１（ｄ）では、ボンドウェーハ１のイオン注入した表面とベースウェーハ２の表面とを絶縁膜３を介して貼り合わせる。通常は、常温の清浄な雰囲気下でボンドウェーハ１とベースウェーハ２の表面同士を接触させることにより、接着剤等を用いることなくウェーハ同士が接着する。
【００２７】
次いで、図１（ｅ）では、イオン注入層でボンドウェーハ１を剥離させる。この剥離方法としては特に限定されないが、貼り合わせられたウェーハに対して、例えば不活性ガス雰囲気で５００〜６００℃程度の熱処理を行うことでボンドウェーハ１の剥離を行うことができる。
上記のように、イオン注入層４の形成を低抵抗率領域内に行うことで、剥離するためのドーズ量の低ドーズ化を達成することができ、従って、剥離直後の面粗さを改善することができる。また、後述する平坦化熱処理の際のエッチング（ガスエッチング）による取り代を少なくする事も出来る。ガスエッチングの取り代が少なくなれば、ガスエッチングの生産性向上に加えてガスエッチングの取り代分布を低減でき、ＳＯＩ膜厚分布も改善することができる。
【００２８】
次いで、図１（ｆ）では、剥離面の平坦化処理を行って貼り合わせウェーハ（ＳＯＩウェーハ）６を得る（図１（ｇ））。本発明では、剥離面の平坦化処理を、ＨＣｌガスを含む雰囲気中で熱処理することによって行う。該熱処理条件としては、特に限定されないが、例えば１０００〜１２００℃、１〜３０分で行うことができる。
本発明における貼り合わせウェーハの製造方法では、図１（ｅ）の剥離直後の面粗さが改善されているため、平坦化熱処理の際のガスエッチングの取り代分布を低減でき、ＳＯＩ層５の膜厚分布を改善することができる。
また、ＨＣｌガスを含む雰囲気中のガスエッチングで行われるため、短時間で平坦化を行うことができる。従って、ＳＯＩ層５中のドーパントの外方拡散よりもＳＯＩ層５の薄膜化のスピードが速く、エッチング後に残るＳＯＩ層５中のボロン濃度の低減を抑制することができる。
このように、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法を用いれば、低抵抗率を維持できたＳＯＩウェーハ６を得ることができる。
【００２９】
また、上記のように得られたＳＯＩウェーハ６上に、エピタキシャル層７を堆積することもできる（図１（ｈ））。
即ち、平坦化熱処理（ＨＣｌによるガスエッチング）まで行ったＳＯＩウェーハ６のｐ＋型ＳＯＩ層５の表面に、エピタキシャル層７を形成し、ｐ−／ｐ＋構造を有するＳＯＩウェーハ６’を作製すれば、作製されたＳＯＩ層は膜厚分布が改善されたものとなる。
【００３０】
また、本発明では、低抵抗率層にイオン注入した場合にドーズ量を低減できることを利用して、面粗さが改善した通常抵抗率のＳＯＩウェーハを作製することもできる。
この場合、ボンドウェーハとしては、ドーパントがボロンであるｐ＋型シリコン単結晶ウェーハ上に該ｐ＋型シリコン単結晶ウェーハよりも高い抵抗率のエピタキシャル層を形成したｐ−／ｐ＋構造を有するエピタキシャルウェーハを用いることができ、例えば、抵抗率が０．００３〜０．２Ωｃｍの低抵抗な基板上に、基板よりも高い抵抗率（通常抵抗率）のエピタキシャル層を形成したｐ−／ｐ＋構造を有するエピタキシャルウェーハを用いることができる。
【００３１】
このようなボンドウェーハを用い、上記と同様に絶縁膜を形成後、ボンドウェーハ内にイオン注入層を形成するが、イオン注入する注入深さ（注入位置）としては、低抵抗率領域（抵抗率が０．２Ωｃｍ以下の領域）にイオン注入する。
その後、ボンドウェーハのエピタキシャル層（通常抵抗率層）を形成した表面側とベースウェーハとを貼り合わせ、剥離処理後、ＨＣｌガスを含む雰囲気中で平坦化熱処理を行い、剥離した表面の低抵抗率層を除去して通常抵抗率層（ｐ−エピタキシャル層）のみを残す事で、面粗さが改善された通常抵抗率のＳＯＩ層を持つＳＯＩウェーハを作製することができる。
【００３２】
このように本発明の貼り合わせウェーハの製造方法を用いれば、剥離に必要な臨界ドーズ量を低減でき、剥離後の面粗さが改善される。そのため、剥離後に行う熱処理（ガスエッチング）条件を緩和することができるため、剥離した表面の低抵抗率層を除去して通常抵抗率層（エピタキシャル層）のみを残す事で、面粗さが改善された通常抵抗率のＳＯＩ層を持つＳＯＩウェーハを作製することができる。この場合、剥離面に残る低抵抗率層の除去はガスエッチングで高速に行われるため、水素や不活性ガスで長時間をかけて平坦化処理を行う場合と比べて、低抵抗率層から通常抵抗率層へのドーパントの拡散が抑制されるので、通常抵抗率層の抵抗率の変動を抑制することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、実験例、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、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
（実験例）
イオン注入層のドーパント濃度と臨界ドーズ量との関係を調べるため、ボンドウェーハ全体の抵抗率が１０Ωｃｍ、０．１６Ωｃｍ、０．０１６Ωｃｍ、０．００８Ωｃｍのｐ型シリコン単結晶ウェーハ（ドーパントはボロン、ドーパント濃度はそれぞれ、１．３×１０１５／ｃｍ３、１．４×１０１７／ｃｍ３、４．５×１０１８／ｃｍ３、１．１×１０１９／ｃｍ３）を用意し、１５０ｎｍの熱酸化膜を作製した後、酸化膜を通してシリコンバルク中にイオン注入を行った。イオン注入条件としては、注入エネルギー５０ｋｅＶ、ドーズ量は５．０ｅ１６〜２．５ｅ１６／ｃｍ２（５．０×１０１６〜２．５×１０１６／ｃｍ２）の範囲で６水準とした。その後、ボンドウェーハをベースウェーハに貼り合わせ、剥離熱処理（５００℃、３０分）してＳＯＩウェーハを作製した。ドーズ量と剥離の可否との関係を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2011253906.tif 000003
○：剥離した、×：剥離せず、−：未実施
【００３６】
表１の結果より、ドーパントを高濃度に含む低抵抗率層（０．１６Ωｃｍ、０．０１６Ωｃｍ、０．００８Ωｃｍ）にイオン注入した場合、通常抵抗率層（１０Ωｃｍ）の場合に比べて、剥離に必要な臨界ドーズ量が低ドーズ化出来ることが判った。
【００３７】
（実施例１（ａ）、実施例１（ｂ）、比較例）
上記の実験例で作製した剥離後のＳＯＩウェーハの中から、下記表２中の３種類のＳＯＩウェーハに対し、ＨＣｌによるガスエッチングで薄膜化した後の面粗さ（ＲＭＳ、Ｐ−Ｖ）を表２に示す。
ボンドウェーハに低抵抗率ウェーハを用いた場合（すなわち、イオン注入層を形成する領域が低抵抗率のボンドウェーハの場合：実施例１（ａ）、（ｂ））では、ドーズ量が低い場合でも剥離が生じ、それに伴って剥離直後の面粗さが改善するため、剥離面に対して同一条件の平坦化熱処理（ＨＣｌによるガスエッチング）を行った後の面粗さが比較例よりも改善されることが判った。
＜ＨＣｌエッチング条件＞
温度：１０５０℃、ＨＣｌ流量：４００ｓｃｃｍ、Ｈ２流量：５５ｓｌｍ、時間：７ｍｉｎ
【００３８】
【表２】
2011253906.tif 000004
【００３９】
（実施例２、３）
実験例で作製した剥離後のＳＯＩウェーハの中から、下記表３中の２種類のＳＯＩウェーハに対し、実施例１（ａ）、（ｂ）と同一条件で平坦化熱処理（ＨＣｌによるガスエッチング）を行った後のＳＯＩ表面のボロン濃度をＳＩＭＳにより測定した結果を表３に示す。
【００４０】
（実施例４）
ボンドウェーハ全体の抵抗率が０．００８Ωのｐ型シリコン単結晶ウェーハ（ドーパントはボロン、ドーパント濃度１．１×１０１９／ｃｍ３）を用意し、その表面からバルク中にイオン注入を行った。イオン注入条件としては、注入エネルギー５０ｋｅＶ、ドーズ量は４．０ｅ１６／ｃｍ２（４．０×１０１６／ｃｍ２）とした。その後、そのボンドウェーハを、表面に１５０ｎｍの熱酸化膜を形成したベースウェーハに貼り合わせ、剥離熱処理（５００℃、３０分）してＳＯＩウェーハを作製した。さらに、実施例１（ａ）、（ｂ）と同一条件で平坦化熱処理（ＨＣｌによるガスエッチング）を行った後のＳＯＩ表面のボロン濃度をＳＩＭＳにより測定した結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】
2011253906.tif 000005
【００４２】
実施例２と実施例３は、貼り合わせ前のボンドウェーハに熱酸化膜を形成しているので、その熱酸化時に酸化膜中へのボロンの偏析が生ずるため、ＳＯＩウェーハ作製後のＳＯＩ層表面のボロン濃度がある程度低下しているが、平坦化熱処理を水素雰囲気や不活性ガス雰囲気で長時間行った場合（例えば１２００℃、１時間）に比べると、ＳＯＩ層表面のボロン濃度は１桁以上高い値を示しており、本発明により低抵抗率のＳＯＩ層の抵抗率変化（高抵抗率化）を抑制する効果が確認された。実施例４は、酸化膜をベースウェーハに形成したため、ＳＯＩ層の抵抗率変化を更に抑制することができた。
【００４３】
実施例２〜４と同一条件で作製し平坦化熱処理（ＨＣｌによるガスエッチング）まで行ったＳＯＩウェーハのｐ＋ＳＯＩ層の表面に、下記の条件でｐ型１Ωｃｍのエピタキシャル層を形成し、ｐ−／ｐ＋構造を有するＳＯＩウェーハを作製した。作製されたＳＯＩ層の膜厚分布はウェーハ面内で±１．５％であり、膜厚均一性の良好なＳＯＩウェーハが作製されていることを確認した。
＜エピタキシャル層成長条件＞
（成長温度）１０８０℃、（反応時間）３ｍｉｎ、（エピタキシャル層膜厚）３μｍ
（反応ガス）ジクロロシラン：４５０ｓｃｃｍ／水素ガス：５３ｓｌｍ
【００４４】
（実施例５）
ボンドウェーハとして、０．００８Ωｃｍのシリコン単結晶基板の表面に１Ωｃｍのエピタキシャル層を１００ｎｍ形成したエピタキシャルウェーハを準備し、エピタキシャル層を通してシリコン単結晶基板のバルク中にイオン注入を行った。イオン注入条件としては、注入エネルギー５０ｋｅＶ、ドーズ量は４．０ｅ１６／ｃｍ２とした。その後、そのボンドウェーハを、表面に１５０ｎｍの熱酸化膜を形成したベースウェーハに貼り合わせ、剥離熱処理（５００℃、３０分）してＳＯＩウェーハを作製した。さらに、１０５０℃で平坦化熱処理（ＨＣｌによるガスエッチング）を行うことによりエピタキシャル層の表面を露出させてＳＯＩ層膜厚７０ｎｍのＳＯＩを作製し、その表面のボロン濃度をＳＩＭＳにより測定した結果を下表に記載した。
ＳＯＩ層表面の抵抗率（０．９８Ωｃｍ）は、エピタキシャル層を形成した際の抵抗率（１Ωｃｍ）とほぼ同一の抵抗率を維持していることを確認した。
【００４５】
【表４】
2011253906.tif 000006
【００４６】
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】
【００４７】
１…ボンドウェーハ、  ２…ベースウェーハ、  ３…絶縁膜、  ４…イオン注入層、  ５…ＳＯＩ層、  ６…貼り合わせウェーハ（ＳＯＩウェーハ）、  ６’…ｐ−／ｐ＋構造を有するＳＯＩウェーハ、  ７…エピタキシャル層。
【図１】
2011253906.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月21日(2011.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【表３】
2011253906.tif 000008