(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層用シリコンウェーハの表面上にシリコンエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程と、
酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以上の支持基板用シリコンウェーハおよび前記シリコンエピタキシャル層の少なくとも一方の内部に重金属のゲッタリングに寄与する元素を含むゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、
真空かつ常温の環境下において、前記シリコンエピタキシャル層の表面および前記支持基板用シリコンウェーハの表面に対して活性化処理を施して両表面にアモルファス層を形成した後、前記活性層用シリコンウェーハと前記支持基板用シリコンウェーハとを、両表面の前記アモルファス層を介して貼り合わせる貼り合わせ工程と、
前記活性層用シリコンウェーハを除去して前記シリコンエピタキシャル層を露出する基板除去工程と、
を有し、
前記支持基板用シリコンウェーハと、前記支持基板用シリコンウェーハ上の前記アモルファス層と、前記アモルファス層上の前記シリコンエピタキシャル層とから構成され、前記アモルファス層上の前記シリコンエピタキシャル層は、その厚み方向全域に亘る酸素濃度が１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以下であるエピタキシャルウェーハを得ることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記活性化処理は、イオン化させた中性元素を前記シリコンエピタキシャル層または前記支持基板用シリコンウェーハの表面に衝突させて前記表面をスパッタリングする処理である、請求項１に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記中性元素は、アルゴン、ネオン、キセノン、水素、ヘリウムおよびシリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項２に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記活性化処理は、プラズマエッチング処理である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記活性化処理は、前記アモルファス層の厚みが２ｎｍ以上となるように行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記活性化処理は、前記アモルファス層の厚みが１０ｎｍ以上となるように行う、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記エピタキシャル層形成工程または前記ゲッタリング層形成工程と、前記貼り合わせ工程との間に、前記シリコンエピタキシャル層の表面および前記支持基板用シリコンウェーハの表面の少なくとも一方に、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素を含有させる工程を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項８】
前記水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素とともに３Ｂ族元素を含有させる、請求項７に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項９】
前記ゲッタリング層形成工程は、前記支持基板用シリコンウェーハおよび前記シリコンエピタキシャル層の少なくとも一方の表面に重金属のゲッタリングに寄与する元素を含む分子イオンを照射することにより行う、請求項１〜８のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項１０】
前記ゲッタリング層形成工程は、前記支持基板用シリコンウェーハおよび前記シリコンエピタキシャル層の少なくとも一方の表面に重金属のゲッタリングに寄与する元素のモノマーイオンを注入することにより行う、請求項１〜８のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項１１】
酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以上のシリコンウェーハと、該シリコンウェーハ上のアモルファス層と、該アモルファス層上のシリコンエピタキシャル層と、前記シリコンエピタキシャル層および前記シリコンウェーハの少なくとも一方の内部にゲッタリング層とを備え、
前記シリコンエピタキシャル層の厚み方向全域に亘る酸素濃度が１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以下であることを特徴とするエピタキシャルウェーハ。
【請求項１２】
前記アモルファス層の厚みが２ｎｍ以上である、請求項１１に記載のエピタキシャルウェーハ。
【請求項１３】
前記アモルファス層の厚みが１０ｎｍ以上である、請求項１１に記載のエピタキシャルウェーハ。
【請求項１４】
前記アモルファス層が、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハ。
【請求項１５】
前記アモルファス層がさらに３Ｂ族元素を含む、請求項１４に記載のエピタキシャルウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャルウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ製造プロセスやデバイス形成プロセスにおいて、デバイスの基板となる半導体ウェーハ中に重金属が混入すると、ポーズタイム不良、リテンション不良、接合リーク不良、及び酸化膜の絶縁破壊といったデバイス特性に著しい悪影響をもたらす。そのため、従来、代表的な基板であるシリコンウェーハの表面において、デバイスを形成する領域であるデバイス形成領域に重金属が拡散するのを抑制するために、ゲッタリング法によりゲッタリング能力を付与してきた。
【０００３】
ゲッタリング法としては、シリコンウェーハ内部に酸素を析出させ、形成された酸素析出物をゲッタリングサイトとして利用するイントリンシック・ゲッタリング法（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ、ＩＧ法）、およびシリコンウェーハの裏面に、サンドブラスト法等を用いて機械的歪みを与えたり、多結晶シリコン膜等を形成してゲッタリングサイトとしたりする、エクストリンシック・ゲッタリング法（Ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ  Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ、ＥＧ法）がある。
【０００４】
しかし近年、デバイス形成プロセスの低温化およびシリコンウェーハの大口径化により、シリコンウェーハに対してゲッタリング能力を十分に付与できない問題が生じている。すなわち、ＩＧ法については、製造プロセス温度の低温化により、シリコンウェーハ内部に酸素析出物を形成させることが困難となっている。
【０００５】
また、ＥＧ法については、３００ｍｍ以上の口径を有するシリコンウェーハに対しては、その主面ばかりでなく裏面に対しても鏡面研磨処理を施すのが通例であり、シリコンウェーハの裏面に機械的歪みを与えたり、多結晶シリコン膜等を形成したりできない状況にある。
【０００６】
シリコンウェーハに十分なゲッタリング能力を付与できない場合、拡散速度の非常に遅い金属、例えばチタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）がウェーハ表面に付着すると、上記デバイス形成プロセスの低温化のためにデバイス形成領域から十分に離れることができなくなり、デバイス特性不良（例えば、固体撮像素子の場合では白傷不良）が発生する。そのため、こうした拡散速度が遅い金属を捕獲できるよう、デバイス形成領域の直下にゲッタリング層を形成することが必要となる。
【０００７】
また近年、デバイス形成領域には結晶欠陥が存在しないことが要求されており、シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層をデバイス形成領域として用いられている。そのため、ウェーハ製造プロセスは、支持基板用ウェーハの表層域にゲッタリング層を形成し、その後、支持基板用ウェーハの表面に公知のＣＶＤ法などによりエピタキシャル層を形成するプロセスとなる。
【０００８】
こうしたエピタキシャルウェーハにゲッタリング層を形成する方法として、特許文献１には、炭素イオンをシリコンウェーハ表面に注入してウェーハの表層域に高濃度の炭素を含むゲッタリング層を形成した後、このシリコンウェーハの表面上にエピタキシャル層を形成する方法が記載されている。
【０００９】
上記炭素イオンを注入する法によりゲッタリング層を形成する場合には、エピタキシャル層への炭素の拡散を極力避けるために、炭素イオンの注入飛程距離を大きくして、ウェーハ表面から比較的深い位置にゲッタリング層が形成されるようにイオン注入処理を行う。
【００１０】
しかし、ウェーハ表面から比較的深い位置にゲッタリング層を形成すると、上記したデバイス形成プロセスの低温化により、拡散速度の遅い重金属がデバイス形成領域から離れることができず、重金属をゲッタリング層に捕獲できない懸念がある。
【００１１】
また、ウェーハ表面から深い位置に炭素イオンを高濃度で注入してゲッタリング層を形成するためには、炭素イオンの加速電圧を高める必要があるが、その場合、ウェーハ表面の結晶性が悪化して、その上に成長させるエピタキシャル層に結晶欠陥が発生する問題もある。
【００１２】
そこで、特許文献２には、分子イオンを支持基板用ウェーハとしてのシリコンウェーハの表面に照射することにより、１原子当たりの加速電圧を小さくした状態で分子イオンの構成元素をシリコンウェーハ内に導入して上記構成元素を含む改質層を形成し、この改質層をゲッタリング層とすることにより、エピタキシャル層の結晶欠陥を増加させることなくゲッタリング能力を向上させることができる技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第３３８４５０６号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１５７１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献２の方法により支持基板用ウェーハとしてのシリコンウェーハの表層域にゲッタリング層を形成し、その上にエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウェーハを製造すると、上記エピタキシャル層の形成プロセスが高温プロセスであるため、支持基板用ウェーハとしてのシリコンウェーハから、ゲッタリング層の構成元素や、シリコンウェーハに含まれるドーパントや酸素等の不純物がエピタキシャル層に拡散し、後のデバイス形成プロセスにおいて、フォトダイオードの電荷状態異常やｐｎ接合リークといったデバイス特性不良が発生する惧れがあった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、エピタキシャル層の形成時に、ゲッタリング層の構成元素や支持基板用ウェーハ中の酸素等の不純物等がエピタキシャル層へ拡散するのを抑制することができるエピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャルウェーハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。上述のように、従来のエピタキシャルウェーハの製造方法においては、エピタキシャル層の形成時にゲッタリング層を有する支持基板用ウェーハが必然的に高温環境に晒されるため、支持基板用ウェーハ中におけるゲッタリング層を構成する元素や酸素等の不純物がエピタキシャル層に拡散するのを抑制するのは原理的に困難である。
【００１７】
そこで、本発明者は、支持基板用ウェーハを高温環境に晒すことなく支持基板用ウェーハ上にエピタキシャル層を設ける方途について鋭意検討した。その結果、エピタキシャル層を、ゲッタリング層を有する支持基板用ウェーハ上に直接には形成せずに、別途用意した活性層用ウェーハ上に形成し、活性層用ウェーハと支持基板用ウェーハとを真空かつ常温の環境下で貼り合わせた後、活性層用ウェーハを除去する方法に想到し、本発明を完成させるに至った。
【００１８】
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）活性層用シリコンウェーハの表面上にシリコンエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程と、酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以上の支持基板用シリコンウェーハおよび前記シリコンエピタキシャル層の少なくとも一方の内部に重金属のゲッタリングに寄与する元素を含むゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、真空かつ常温の環境下において、前記シリコンエピタキシャル層の表面および前記支持基板用シリコンウェーハの表面に対して活性化処理を施して両表面にアモルファス層を形成した後、前記活性層用シリコンウェーハと前記支持基板用シリコンウェーハとを、両表面の前記アモルファス層を介して貼り合わせる貼り合わせ工程と、前記活性層用シリコンウェーハを除去して前記シリコンエピタキシャル層を露出する基板除去工程とを有し、前記支持基板用シリコンウェーハと、前記支持基板用シリコンウェーハ上の前記アモルファス層と、前記アモルファス層上の前記シリコンエピタキシャル層とから構成され、前記アモルファス層上の前記シリコンエピタキシャル層は、その厚み方向全域に亘る酸素濃度が１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以下であることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００１９】
（２）前記活性化処理は、イオン化させた中性元素を前記シリコンエピタキシャル層または前記支持基板用シリコンウェーハの表面に衝突させて前記表面をスパッタリングする処理である、前記（１）に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２０】
（３）前記中性元素は、アルゴン、ネオン、キセノン、水素、ヘリウムおよびシリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種である、前記（２）に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２１】
（４）前記活性化処理は、プラズマエッチング処理である、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２２】
（５）前記活性化処理は、前記アモルファス層の厚みが２ｎｍ以上となるように行う、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２３】
（６）前記活性化処理は、前記アモルファス層の厚みが１０ｎｍ以上となるように行う、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２４】
（７）前記エピタキシャル層形成工程または前記ゲッタリング層形成工程と、前記貼り合わせ工程との間に、前記シリコンエピタキシャル層の表面および前記支持基板用シリコンウェーハの表面の少なくとも一方に、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素を含有させる工程を有する、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２５】
（８）前記水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素とともに３Ｂ族元素を含有させる、前記（７）に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２６】
（９）前記ゲッタリング層形成工程は、前記支持基板用シリコンウェーハおよび前記シリコンエピタキシャル層の少なくとも一方の表面に重金属のゲッタリングに寄与する元素を含む分子イオンを照射することにより行う、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２７】
（１０）前記ゲッタリング層形成工程は、前記支持基板用シリコンウェーハおよび前記シリコンエピタキシャル層の少なくとも一方の表面に重金属のゲッタリングに寄与する元素のモノマーイオンを注入することにより行う、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【００２９】
（１１）酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以上のシリコンウェーハと、該シリコンウェーハ上のアモルファス層と、該アモルファス層上のシリコンエピタキシャル層と、前記シリコンエピタキシャル層および前記シリコンウェーハの少なくとも一方の内部にゲッタリング層とを備え、前記シリコンエピタキシャル層の厚み方向全域に亘る酸素濃度が１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以下であることを特徴とするエピタキシャルウェーハ。
【００３２】
（１２）前記アモルファス層の厚みが２ｎｍ以上である、前記（１１）に記載のエピタキシャルウェーハ。 
【００３３】
（１３）前記アモルファス層の厚みが１０ｎｍ以上である、前記（１１）に記載のエピタキシャルウェーハ。
【００３４】
（１４）前記アモルファス層が、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、前記（１１）〜（１３）のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハ。
【００３５】
（１５）前記アモルファス層がさらに３Ｂ族元素を含む、前記（１４）に記載のエピタキシャルウェーハ。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、エピタキシャル層を、ゲッタリング層を有する支持基板用ウェーハ上に直接には形成せずに、別途用意した活性層用ウェーハ上に形成し、活性層用ウェーハと支持基板用ウェーハとを真空かつ常温の環境下で貼り合わせた後、活性層用ウェーハを除去するように構成したため、エピタキシャル層形成時に、ゲッタリング層の構成元素や支持基板用ウェーハ中の酸素等の不純物がエピタキシャル層へ拡散するのを抑制することができる。
また、本発明によれば、エピタキシャル層と支持基板用ウェーハとの界面にアモルファス層を備えているため、デバイス形成プロセスにおいて、支持基板用ウェーハからエピタキシャル層への酸素等の不純物の拡散を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るエピタキシャルウェーハの製造方法のフローチャートである。
【図２】真空常温接合装置の一例を示す図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に係るエピタキシャルウェーハの製造方法のフローチャートである。
【図４】（ａ）従来例、および（ｂ）発明例１に対する炭素の濃度プロファイルである。
【図５】（ａ）従来例、および（ｂ）発明例１に対する酸素の濃度プロファイルである。
【図６】発明例１において製造されたエピタキシャルウェーハに対する赤外線観察の結果を示す図である。
【図７】発明例１において製造された直後のエピタキシャルウェーハの断面ＴＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエピタキシャルウェーハの製造方法のフローチャートを示している。この図に示した方法は、活性層用ウェーハ１１の表面上にエピタキシャル層１７を形成するエピタキシャル層形成工程（図１（Ａ）、図１（Ｂ））と、支持基板用ウェーハ１２およびエピタキシャル層１７の少なくとも一方の内部に重金属のゲッタリングに寄与する元素を含むゲッタリング層１６を形成するゲッタリング層形成工程（図１（Ｃ）、図１（Ｄ））と、真空かつ常温の環境下において、エピタキシャル層１７の表面および支持基板用ウェーハ１２の表面に対して活性化処理を施して両表面にアモルファス層１８を形成した後（図１（Ｅ））、活性層用ウェーハ１１と支持基板用ウェーハ１２とを、両表面のアモルファス層１８を介して貼り合わせる貼り合わせ工程（図１（Ｆ））と、活性層用ウェーハ１１を除去してエピタキシャル層１７を露出する基板除去工程（図１（Ｇ））とを有することを特徴とする。以下、各工程について説明する。
【００３９】
まず、図１（Ａ）に示すように、活性層用ウェーハ１１および支持基板用ウェーハ１２を用意する。活性層用ウェーハ１１は、デバイス形成領域として利用されるエピタキシャル層１６の一時的な支持基板として使用されるウェーハである。この活性層用ウェーハ１１として、シリコン単結晶からなる単結晶シリコンウェーハを用いることができる。
【００４０】
単結晶シリコンウェーハとしては、チョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ、ＣＺ）法や浮遊帯域溶融（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｚｏｎｅ、ＦＺ）法等の既知の方法により育成された単結晶シリコンインゴットをワイヤーソー等でスライスしたものを使用することができる。また、任意の不純物を添加して、ｎ型またはｐ型とすることができ、不純物の濃度を調整して抵抗率や酸素濃度等を調整することができる。
【００４１】
活性層用ウェーハ１１の酸素濃度について、活性層用ウェーハ１１上にエピタキシャル層１７を形成する際に、活性層用ウェーハ１１の酸素濃度が高い場合には、エピタキシャル層１７への酸素の拡散が大きくなる。そのため、活性層用ウェーハ１１としては、酸素濃度が低いものを用いることが好ましい。この場合、例えばＦＺ法によって用意したシリコンウェーハや、ＣＺ法により用意した３×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以下の低酸素濃度のシリコンウェーハを活性層用ウェーハ１１として用いることができる。
【００４２】
また、活性層用ウェーハ１１中のドーパント濃度について、活性層用ウェーハ１１中のドーパントがエピタキシャル層１７に拡散するのを低減する観点からは、エピタキシャル層１７と同じ仕様（ドーパント種およびその濃度が同じ）のシリコンウェーハや、ドーパントを添加しないノンドープシリコンウェーハ、抵抗が１００Ω・ｃｍ以上の高抵抗シリコンウェーハ等を活性層用ウェーハ１１として使用することが好ましい。
【００４３】
活性層用ウェーハ１１として、低酸素シリコンウェーハや高抵抗シリコンウェーハ等を使用しない場合には、エピタキシャル層１７の形成時にエピタキシャル層１７にドーパントが拡散してしまった拡散領域を薄膜化処理（研磨処理）により削除することにより、製品として問題のない品質レベルのエピタキシャル層１７を得ることができる。この場合、薄膜化処理して削除する分だけ厚いエピタキシャル層１７を予め形成しておく。
【００４４】
また、支持基板ウェーハ１２は、デバイス形成領域であるエピタキシャル層１７を支持するウェーハであり、その表層域に、エピタキシャル層１６に付着した重金属を捕獲するゲッタリング層１６が形成される。この支持基板用ウェーハ１２としては、活性層用ウェーハ１１と同様に、シリコン単結晶からなる単結晶シリコンウェーハを用いることが望ましい。また、任意の不純物を添加して、ｎ型またはｐ型とすることができ、不純物の濃度を調整して抵抗率や酸素濃度等を調整することができる。
【００４５】
支持基板用ウェーハ１２中の酸素濃度が高い場合には、デバイス形成プロセスにおけるエピタキシャル層１７への酸素拡散量が増えるため、酸素濃度が低い方が好ましい。一方で、支持基板用ウェーハ１２中の酸素濃度が低い場合には、支持基板用ウェーハ１２におけるＢＭＤ形成によるゲッタリング効果が低くなる。そこで、ＢＭＤを形成させてゲッタリング能力を得る観点から、支持基板用ウェーハ１２の酸素濃度は８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上であることが好ましい。
【００４６】
また、支持基板用ウェーハ１２のドーパント濃度については、仕様に基づいて適切に設定することができる。
【００４７】
次いで、図１（Ｂ）に示すように、活性層用ウェーハ１１の表面上にエピタキシャル層１７を形成するエピタキシャル層形成工程を行う。エピタキシャル層１７としては、シリコンエピタキシャル層が挙げられ、一般的な条件により形成することができる。例えば、水素（Ｈ）をキャリアガスとして、ジクロロシラン（Ｈ２Ｃｌ２Ｓｉ）、トリクロロシラン（ＨＣｌ３Ｓｉ）等のソースガスをチャンバ内に導入し、使用するソースガスによっても成長温度は異なるが、概ね１０００〜１２００℃の温度範囲の温度でＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、活性層用ウェーハ１１上にシリコンエピタキシャル層１７をエピタキシャル成長させることができる。エピタキシャル層１７の厚みは、特に限定されず、デバイス形成領域の仕様に基づいて適切に設定すればよい。
【００４８】
また、エピタキシャル層１７の酸素濃度は、エピタキシャル層１７の厚み方向全域に亘って１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以下であることが好ましい。
【００４９】
続いて、図１（Ｃ）に示すように、支持基板用ウェーハ１２およびエピタキシャル層１７の少なくとも一方の内部に金属のゲッタリングに寄与する元素を含むゲッタリング層１６を形成するゲッタリング層形成工程を行う。図１は、支持基板用ウェーハ１２の内部にゲッタリング層１６を形成する場合を例示している。このゲッタリング層形成工程は、重金属のゲッタリングに寄与する元素のイオン（モノマーイオン）をウェーハ表面に注入するか、あるいは図１（Ｃ）に示すように、分子イオンを支持基板用ウェーハ１２の表面に照射することにより行うことができる。
【００５０】
ここで、「分子イオン」は、単一の分子に正電荷または負電荷を与えてイオン化したもののみならず、複数の分子が結合して塊となったもののイオン、および１つ以上の分子と１つ以上の原子とが結合して塊になったものをイオン化したものも含む。こうした分子および原子の個数は、例えば２〜２００とすることができる。
【００５１】
モノマーイオンあるいは分子イオンを構成する元素は、ゲッタリングに寄与する元素であれば特に限定されない。例えば、水素（Ｈ）、ヘリウム（Ｈｅ）、炭素（Ｃ）、アルゴン（Ａｒ）およびシリコン（Ｓｉ）からなる群から選択される少なくとも一種とすることが好ましい。これは、上記元素は、エピタキシャルウェーハの抵抗率に影響を与えないためである。こうした元素をイオン化して、支持基板用ウェーハ１２およびエピタキシャル層１７の少なくとも一方の内部に導入することにより、デバイス形成領域の直下にゲッタリング層１６を形成できる。
【００５２】
より高いゲッタリング能力を得る観点からは、ゲッタリング層１６の形成は、図１（Ｃ）に示すように、支持基板用ウェーハ１２の表面１２Ａおよびエピタキシャル層１７の表面の少なくとも一方に分子イオンを照射することにより行うことが好ましい。すなわち、分子イオンをウェーハ表面１２Ａおよびエピタキシャル層１７の表面の少なくとも一方に照射してゲッタリング層１６を形成すると、モノマーイオンを注入して形成する場合に比べて、１原子当たりの加速電圧を小さくした状態で、分子イオンの構成元素をウェーハ内に導入することができる。
【００５３】
そのため、分子イオンの構成元素をウェーハ厚み方向の狭い領域に閉じ込めることができ、構成元素のピーク濃度を高めてゲッタリング能力を高めることができる。しかも、上述のように、１原子当たりの加速エネルギーを小さくすることができるため、分子イオンの構成元素をウェーハに導入する際のダメージを小さくすることができ、イオンの導入に起因するエピタキシャル欠陥を低減することができる。
【００５４】
モノマーイオンや分子イオンを基板に注入（照射）する際の条件、例えば加速電圧、ドーズ量等は、ゲッタリング能力を考慮しつつ公知または一般的な条件を採用すればよい。また、モノマーイオンの発生装置または分子イオンの発生装置も、従来の装置を用いることができる。なお、上記エピタキシャル層形成工程およびゲッタリング層形成工程は、何れを先に行っても、同時並行して行ってもよい。
【００５５】
続いて、図１（Ｅ）に示すように、真空かつ常温の環境下において、エピタキシャル層１７の表面および支持基板用ウェーハ１２のゲッタリング層１６側の表面に対して活性化処理を施して両表面にアモルファス層１８を形成し、続いて、図１（Ｆ）に示すように、活性層用ウェーハ１１と支持基板用ウェーハ１２とを、両表面のアモルファス層１８を介して貼り合わせる貼り合わせ工程を行う。
【００５６】
本発明においては、図１（Ｄ）までの工程を経た活性層用ウェーハ１１と支持基板用ウェーハ１２とを、真空かつ常温の環境下で貼り合わせる（以下、この貼り合わせ処理を「真空常温接合」とも言う）。そのための前処理として、真空および常温の環境下において、活性層用ウェーハ１１および支持基板用ウェーハ１２の貼り合わせ面、すなわち、ゲッタリング層１６を支持基板用ウェーハ１２の内部に形成した場合には、活性層用ウェーハ１１のエピタキシャル層１７の表面および支持基板用ウェーハ１２のゲッタリング層１６側の表面の各々に対して、ゲッタリング層１６をエピタキシャル層１７の内部に形成した場合には、エピタキシャル層１７の表面および支持基板用ウェーハ１２の一方の表面の各々に対して、貼り合わせ面を活性化する活性化処理を施す。
【００５７】
上記活性化処理により、各貼り合わせ面にはアモルファス層１８が形成され、その表面にはアモルファス層１８を構成する元素のダングリングボンドが形成される。このダングリングボンドはエネルギー的に不安定であるため、続く処理において両貼り合わせ面を接触させると、両表面のダングリングボンドを消滅させるようにウェーハ間で接合力が働き、熱処理等の処理を施すことなく、非結合領域（ボイド）なしに活性層用ウェーハ１１と支持基板用ウェーハ１２とを強固に貼り合わせることができる。
【００５８】
上記貼り合わせ面の活性化処理は、イオンビーム装置により加速したイオン化した中性元素を貼り合わせ面に衝突させて表面をスパッタリングしたり、プラズマ雰囲気でイオン化した中性元素をウェーハ表面へ加速させてエッチングするプラズマエッチング処理を施したりすることにより行うことができる。
【００５９】
図２は、プラズマエッチング法により貼り合わせ面を活性化した後、２枚のウェーハを貼り合わせる真空常温接合装置の一例を示している。この装置５０は、プラズマチャンバ５１と、ガス導入口５２と、真空ポンプ５３と、パルス電圧印加装置５４と、ウェーハ固定台５５Ａ、５５Ｂとを有する。
【００６０】
まず、プラズマチャンバ５１内のウェーハ固定台５５Ａ、５５Ｂにそれぞれ活性層用ウェーハ１１および支持基板用ウェーハ１２をそれぞれ載置して固定する。次に、真空ポンプ５３によりプラズマチャンバ５１内を減圧した後、ガス導入口５２からプラズマチャンバ５１内に原料ガスを導入する。続いて、パルス電圧印加装置５４によりウェーハ固定台５５Ａ、５５Ｂ（ウェーハ１１および１２）に負電圧をパルス状に印加する。これにより、原料ガスのプラズマを生成するとともに、生成したプラズマに含まれる原料ガスのイオンをウェーハ１１および１２に向けて加速して照射し、ウェーハ表面にアモルファス層１８を形成して、照射表面に、アモルファス層１８を構成する元素のダングリングボンドを形成することができる。
【００６１】
照射する中性元素は、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）、水素（Ｈ）、ヘリウム（Ｈｅ）およびシリコン（Ｓｉ）からなる群から選択される少なくとも一種とすることが好ましい。
【００６２】
また、プラズマチャンバ５１内の圧力（真空度）は、１×１０−５Ｐａ以下とすることが好ましい。これにより、ウェーハ表面へスパッタされた元素が再付着するのを抑制して、ダングリングボンドの形成率が低下させることなく、活性化処理を行うことができる。
【００６３】
活性層用ウェーハ１１および支持基板用ウェーハ１２に印加するパルス電圧は、ウェーハ表面に対する照射元素の加速エネルギーが１００ｅＶ以上１０ｋｅＶ以下となるように設定する。当該加速エネルギーが１００ｅＶ未満の場合には、照射した中性元素がウェーハ表面へ堆積し、ウェーハ表面にダングリングボンドを形成することができない。一方、当該加速エネルギーが１０ｋｅＶを超えると、照射した元素がウェーハ内部へ注入していき、この場合にもウェーハ表面にダングリングボンドを形成することができない。
【００６４】
パルス電圧の周波数は、ウェーハ１１および１２にイオンが照射される回数を決定する。パルス電圧の周波数は、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下とすることが好ましい。ここで、１０Ｈｚ以上とすることにより、イオン照射のばらつきを吸収でき、イオン照射量が安定する。また、１０ｋＨｚ以下とすることにより、グロー放電によるプラズマ形成が安定する。
【００６５】
パルス電圧のパルス幅は、ウェーハ１１および１２にイオンが照射される時間を決定する。パルス幅は、１μ秒以上１０ｍ秒以下とすることが好ましい。１μ秒以上とすることにより、安定してイオンをウェーハ１１および１２に照射できる。また、１０ｍ秒以下とすることにより、グロー放電によるプラズマ形成が安定する。
【００６６】
上記処理において、ウェーハ１１および１２は加熱しないため、その温度は常温（通常、３０℃〜９０℃）となる。
【００６７】
また、活性化処理は、アモルファス層１８の厚みが２ｎｍ以上となるように行うことが好ましい。これにより、アモルファス層１８の、支持基板用ウェーハ１２中の不純物がエピタキシャル層１６に熱拡散するのをブロックするブロック層としての機能をより高めることができる。アモルファス層１８の厚みの調整は、イオンの加速電圧を調整することにより行うことができる。
【００６８】
また、活性化処理は、アモルファス層１８の厚みが１０ｎｍ以上となるように行うことが好ましい。これにより、アモルファス層１８を、支持基板用ウェーハ１２中の格子間酸素がエピタキシャル層１６に熱拡散するのを抑制するブロック層としての機能をさらに高めることができる。
【００６９】
このように、本発明においては、真空かつ常温の環境下において、活性層用ウェーハ１１と支持基板用ウェーハ１２とが貼り合わされるため、ゲッタリング層１６が形成された支持基板用ウェーハ１２が、エピタキシャル層１７の形成に伴う高温環境に晒されることがない。その結果、エピタキシャル層１７の形成時に、支持基板用ウェーハ１２に含まれる、ゲッタリング層１６を構成する元素や、ドーパントや酸素等の不純物の熱拡散は、原理的に起こらない。
【００７０】
また、貼り合わせ工程における活性化処理の際に、貼り合わせ面にはアモルファス層１８が形成され、このアモルファス層１８は、支持基板用ウェーハ１８における不純物の拡散ブロック層として機能する。そのため、後のデバイス形成プロセスにおける熱処理時に、支持基板用ウェーハ１２に含まれる酸素が、エピタキシャル層１７に熱拡散するのを抑制することができる。
【００７１】
さらに、エピタキシャル層１７は、従来のようにゲッタリング層１６を形成するためのモノマーイオン注入や分子イオン照射がなされたウェーハ表面上に形成されないため、注入（照射）ダメージに起因するエピタキシャル欠陥が存在しない。
【００７２】
最後に、図１（Ｇ）に示すように、活性層用ウェーハ１１を除去してエピタキシャル層１７を露出する基板除去工程を行う。この基板除去工程は、周知の平面研削および鏡面研磨法を好適に用いることができる。また、この基板除去工程は、周知のスマートカット法等の他の技術を用いて行ってもよい。なお、活性層用ウェーハ１１を除去した後に、エピタキシャル層１７を所定の厚みまで薄膜化してもよい。こうして、本発明に係るエピタキシャルウェーハ１を製造することができる。
【００７３】
こうして得られた本発明に係るエピタキシャルウェーハ１は、従来の支持基板用ウェーハ上にエピタキシャル層を直接形成するものとは異なり、２枚のウェーハの貼り合わせ、すなわち接合により形成された新規なエピタキシャルウェーハである。こうした本発明に係るエピタキシャルウェーハ１は、「接合エピタキシャルウェーハ」あるいは「貼り合わせエピタキシャルウェーハ」と呼ぶことができる。
【００７４】
なお、図３に示すように、エピタキシャル層形成工程またはゲッタリング層形成工程と貼り合わせ工程との間に、エピタキシャル層１７の表面および支持基板用ウェーハ１２のゲッタリング層１６側の表面の少なくとも一方に、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素を含有させる工程（図３（Ｈ））をさらに有することが好ましい。これにより、デバイス形成プロセスにおける熱処理時に、上記元素が熱拡散して、デバイス形成プロセスにおけるイオン注入に起因する残存（Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｒａｎｇｅ、ＥＯＲ）欠陥を終端し、電気的に不活性にすることができる。
【００７５】
上記工程は、具体的には、エピタキシャル層１７の表面および支持基板用ウェーハ１２のゲッタリング層１６側の表面の少なくとも一方を、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素を含有する液体に浸漬することにより行うことができる。
【００７６】
上記元素を含有する液体としては、具体的には、フッ酸（水素およびフッ素を含有）やアンモニア水（窒素を含有）、過酸化水素水やオゾン水（酸素を含有）等の水溶液を挙げることができる。また、上記液体の濃度は、０．０５重量％〜５０重量％とすることができ、浸漬時間は、１分〜３０分とすることができる。
【００７７】
また、上記工程は、エピタキシャル層１６の表面および支持基板用ウェーハ１２のゲッタリング層１６側の表面の少なくとも一方に、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素を含有するイオンを供給することにより行うことができる。このイオンの供給は、ゲッタリング層１６の形成において使用した、イオン注入法や、分子イオン照射法を用いることができる。
【００７８】
上記イオンの供給をイオン注入法により行う場合、具体的には、イオン注入装置により、ＨやＮ、Ｏ等のイオンを加速電圧：０．１ｋｅＶ〜１０ｋｅＶ、ドーズ量：１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２〜１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の条件により行うことができる。
【００７９】
また、イオンの供給を分子イオン照射法により行う場合、具体的には、クラスターイオン照射装置を用いて、Ｃ３Ｈ５やＣ１６Ｈ１０等の分子を加速電圧：０．３ｋｅＶ／分子〜３０ｋｅＶ／分子、ドーズ量：１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２〜１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の条件で行うことができる。
【００８０】
なお、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素は、３Ｂ族元素とともに含有させることが好ましい。上述のように、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種からなる元素を含有させる工程は、エピタキシャル層形成工程またはゲッタリング層形成工程と、貼り合わせ工程との間に行うが、デバイス形成プロセスにおいてＥＯＲ欠陥を終端する前にアモルファス層１８外に熱拡散してしまう惧れがある。ここで、上記元素とともに３Ｂ族元素を供給すると、上記元素と３Ｂ族元素との間で安定な強い結合が生じる。その結果、上記元素がアモルファス層１８から熱拡散しにくくなり、デバイス形成プロセスにおいてＥＯＲ欠陥をより効果的に終端することができるようになる。
【００８１】
上記３Ｂ族元素は、周期律表の３Ｂ族（第１３族）元素であり、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）等の元素であり、これらを使用することができる。中でも、水素、窒素、フッ素または酸素と強く安定な結合を形成することから、ホウ素（Ｂ）を用いることが好ましい。
【００８２】
（エピタキシャルウェーハ）
次に、本発明に係るエピタキシャルウェーハについて説明する。図１（Ｇ）に示す本発明に係るエピタキシャルウェーハ１は、支持基板用ウェーハ１１と、該支持基板用ウェーハ１１上のアモルファス層１８と、該アモルファス層１８上のエピタキシャル層１７とを備え、エピタキシャル層１７および支持基板用ウェーハ１２の少なくとも一方の内部にゲッタリング層１６を備えることを特徴とする。
【００８３】
上記本発明に係るエピタキシャルウェーハ１においては、エピタキシャル層１７は、ゲッタリング層１６を有する支持基板用ウェーハ１２上に直接には形成せずに、別途用意した活性層用ウェーハ１１上に形成し、活性層用ウェーハ１１と支持基板用ウェーハ１２とを真空かつ常温の環境下で貼り合わせた後、活性層用ウェーハ１１を除去して形成されている。そのため、エピタキシャル層１７の形成時に、支持基板用ウェーハ１２に含まれる、ゲッタリング層１６を構成する元素や、ドーパントや酸素等の不純物の熱拡散は、原理的に起こらない。
【００８４】
また、アモルファス層１８は、支持基板用ウェーハ１２における酸素やゲッタリング層１６に含まれる元素等の不純物の拡散ブロック層として機能する。そのため、後のデバイス形成プロセスにおける熱処理時に、支持基板用ウェーハ１２に含まれる不純物が、エピタキシャル層１７に熱拡散するのを抑制することができる。
【００８５】
ここで、アモルファス層１８の厚みは２ｎｍ以上とすることにより、アモルファス層１８の、不純物をブロックする機能を高めることができること、さらにアモルファス層の厚みが１０ｎｍ以上とすることにより、アモルファス層１８の、支持基板用ウェーハ１２中の格子間酸素がエピタキシャル層１６に熱拡散するのをブロックするブロック層としての機能をさらに高めることができることは既述の通りである。
【００８６】
また、アモルファス層１８が、水素、窒素、フッ素および酸素からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましいこと、アモルファス層１８がさらに３Ｂ族元素を含むことが好ましいことも既述の通りである。
【００８７】
さらに、エピタキシャル層１７の酸素濃度は、エピタキシャル層１７の厚み方向全域に亘って１×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以下であることが好ましいこと、支持基板用ウェーハの酸素濃度が８×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３（ＡＳＴＭ  Ｆ１２１−１９７９）以上であることが好ましいことも既述の通りである。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００８９】
（発明例１）
図１に示したフローチャートに従って、発明例１に係るエピタキシャルウェーハを製造した。まず、活性層用ウェーハとして、直径：２００ｍｍ、厚み：７２５μｍのシリコンウェーハ（酸素濃度：２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパント：リン、ドーパント濃度：４．４×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、目標抵抗率：１０Ω・ｃｍ）を用意した。また、支持基板用ウェーハとして、直径：２００ｍｍ、厚み：７２５μｍのシリコンウェーハ（酸素濃度：８．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、ドーパント：リン、ドーパント濃度：１．４×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、目標抵抗率：３０Ω・ｃｍ）を用意した。
【００９０】
次いで、水素をキャリアガス、ジクロロシランをソースガスとして１１５０℃でＣＶＤ法により、活性層用ウェーハ上にシリコンのエピタキシャル層（厚さ：８μｍ、ドーパント：リン、４．４×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、目標抵抗率：１０Ω・ｃｍ）を形成した。
【００９１】
また、上記エピタキシャル層の形成と並行して、分子イオン発生装置（日新イオン機器社製、型番：CLARIS）を用いてＣ３Ｈ５イオンを生成し、加速電圧８０ｋｅＶ／分子、ドーズ量：１×１０１５分子／ｃｍ２の条件で支持基板用ウェーハの表面に照射して、支持基板用ウェーハの内部にゲッタリング層を形成した。
【００９２】
続いて、活性層用ウェーハと支持基板用ウェーハとを真空かつ常温の環境下で貼り合わせた。具体的には、活性層用ウェーハおよび支持基板用ウェーハを、図２に示した真空常温接合装置に導入し、チャンバ内の圧力を５．０×１０−５Ｐａとした後、Ａｒイオンを加速電圧：１．０ｋｅＶ、周波数：１４０Ｈｚ、パルス幅：５５×１０−６秒の条件でエピタキシャル層の表面および支持基板用ウェーハ１２のゲッタリング層側の表面に注入し、活性化処理を施して両表面にアモルファス層を形成した。その後、活性層用ウェーハと支持基板用ウェーハとを、両表面のアモルファス層を介して貼り合わせた。
【００９３】
最後に、活性層用ウェーハの表面に対して研削処理および研磨処理を施して、活性層用ウェーハを除去し、エピタキシャル層を４μｍ残すように薄膜化し、本発明の実施例に係るエピタキシャルウェーハを得た。
【００９４】
（従来例）
発明例１と同様に本発明の従来例に係るエピタキシャルウェーハを製造した。ただし、エピタキシャル層形成工程において、エピタキシャル層は活性層用ウェーハ上に形成せず、ゲッタリング層を形成した後の支持基板用ウェーハ上に形成し、貼り合わせ工程および基板除去工程は行わなかった。その他の条件は発明例１と全て同じである。
【００９５】
（発明例２）
発明例１と同様に、本発明の実施例に係るエピタキシャルウェーハを製造した。ただし、図３に示したフローチャートに従って、エピタキシャル層形成工程（ゲッタリング層形成工程）と貼り合わせ工程との間に、エピタキシャル層の表面および支持基板用ウェーハのゲッタリング層側の表面の双方を、０．５重量％のフッ酸水溶液に１０分間し、フッ素および水素をウェーハ表面に供給して含有させた。その他の条件は発明例１と全て同じである。
【００９６】
（発明例３）
発明例２と同様に、本発明の実施例に係るエピタキシャルウェーハを製造した。ただし、元素供給工程は、分子イオン発生装置（日新イオン機器社製、型番：ＣＬＡＲＩＳ）を用いてＢ５Ｈ５イオンを生成し、加速電圧：８０ｋｅＶ／分子、ドーズ量：２×１０１４分子／ｃｍ２の条件で支持基板用ウェーハの表面に照射して、ホウ素（Ｂ）および水素（Ｈ）を供給して含有させた。その他の条件は発明例２と全て同じである。
【００９７】
＜炭素濃度プロファイル＞
従来例および発明例１で作製した直後のエピタキシャルウェーハについてＳＩＭＳ測定を行い、炭素の濃度プロファイルを得た。図４（ａ）は従来例、図４（ｂ）は発明例１に対する炭素の濃度プロファイルを示している。
【００９８】
図４（ａ）から、従来例で作製したエピタキシャルウェーハにおいては、改質層に含まれる炭素がエピタキシャル層に大きく拡散していることが分かる。これに対して、図４（ｂ）から、発明例１で作製したエピタキシャルウェーハにおいては、改質層に含まれる炭素がエピタキシャル層に拡散しておらず、濃度プロファイルピークの炭素濃度が従来例に比べて高いことが分かる。
【００９９】
＜酸素濃度プロファイル＞
従来例および発明例１で作製した直後のエピタキシャルウェーハについてＳＩＭＳ測定を行い、酸素の濃度プロファイルを得た。図５（ａ）は従来例、図５（ｂ）は発明例１に対する酸素の濃度プロファイルを示している。
【０１００】
図５（ａ）から、従来例で作製したエピタキシャルウェーハにおいては、支持基板用ウェーハ中の酸素濃度が改質層に拡散して捕獲され、高いピーク酸素濃度を有する一方、支持基板用ウェーハ中の酸素がエピタキシャル層に拡散していることが分かる。これに対して、図５（ｂ）から、発明例１で作製したエピタキシャルウェーハにおいては、支持基板用ウェーハ中の酸素がエピタキシャル層に拡散しておらず、エピタキシャル層と支持基板用ウェーハとの界面で酸素濃度が急峻に変化していることが分かる。
【０１０１】
＜エピタキシャルウェーハの品質評価＞
図６は、発明例１において製造されたエピタキシャルウェーハに対する赤外線観察の結果を示している。この図から明らかなように、発明例１のエピタキシャルウェーハにおいて、活性層用ウェーハと支持基板用ウェーハとを貼り合わせる貼り合わせ工程において、両ウェーハ間に非接合領域であるボイドが形成されておらず、良好な貼り合わせ界面が形成されていることが分かる。同様に、発明例２および３のエピタキシャルウェーハにおいても、良好な貼り合わせ界面が形成されていた。
【０１０２】
また、図７は、発明例１において製造された直後のエピタキシャルウェーハの断面ＴＥＭ像を示している。図７から明らかなように、発明例１のエピタキシャルウェーハにおいては、エピタキシャル層と支持基板用ウェーハであるシリコンウェーハとの間にアモルファス層が形成されていることが分かる。また、エピタキシャル層には支持用ウェーハの結晶構造に起因した転位等の二次欠陥が存在しないことが分かる。
【０１０３】
＜デバイス形成プロセス模擬処理＞
上述のように用意した発明例２および３、並びに従来例のエピタキシャルウェーハに対して、デバイス形成プロセス模擬処理を施した。具体的には、前段処理として、イオン注入装置を用いて、エピタキシャル層表面側からＨｅイオンをドーズ量：１×１０１２ｃｍ−２、加速電圧：２００ｋｅＶで注入することにより、強制的にエピタキシャル層内に注入欠陥を形成した後、模擬熱処理として、熱処理炉にエピタキシャルウェーハを導入し、５℃／秒の昇温速度で昇温した後、１１００℃にて２時間保持し、２．５℃／秒の降温速度で室温まで降温した。
【０１０４】
発明例２および３、並びに従来例について、デバイス形成プロセス模擬処理後におけるＥＯＲ欠陥をカソードルミネッセンス（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、ＣＬ）法により評価した。具体的には、各エピタキシャルウェーハに対して電子線を３４Ｋ、１５ｋｅＶで照射し、Ｄ線（１４５０ｎｍ）の信号強度を測定し、その強度で欠陥密度を評価した。その結果、従来例において、エピタキシャル層の領域においてＣｉＯｉ欠陥を検出し、炭素と酸素がエピタキシャル層へ拡散し、欠陥を形成したことを確認した。一方、発明例２および３においては、ＣｉＯｉ欠陥を検出しなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明によれば、エピタキシャル層を、ゲッタリング層を有する支持基板用ウェーハ上に形成せずに、別途用意した活性層用ウェーハ上に形成し、活性層用ウェーハと支持基板用ウェーハとを真空かつ常温の環境下で貼り合わせた後、活性層用ウェーハを除去するように構成して、エピタキシャル層形成時やデバイス形成プロセスにおいて、不純物が支持基板用ウェーハからエピタキシャル層へ拡散するのを抑制することができるため、半導体産業において有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
１，２  エピタキシャルウェーハ
１１  活性層用ウェーハ
１２  支持基板用ウェーハ
１２Ａ  支持基板用ウェーハの表面
１６  ゲッタリング層
１７  エピタキシャル層
１８  アモルファス層
５０  真空常温接合装置
５１  プラズマチャンバ
５２  ガス導入口
５３  真空ポンプ
５４  パルス電圧印加装置
５５Ａ，５５Ｂ  ウェーハ固定台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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