(57)【要約】少なくとも一つの支持基板(3)と原材料基板(1)から派生された特に半導体材料からなる極薄層(130)、及び選択的に介在層を備えた構造体の製造方法に関する。この方法は、ａ）前面(10)との間で極薄層(130)よりも実質的に厚さが大なる有用層(13)を移載されるべき層として画定する脆弱ゾーン(12)を内部に有する原材料基板(1)の前記有用層(10)の上に支持基板(3)を分子結合によりボンディングする工程と、ｂ）この移載されるべき有用層(13)を支持基板(3)と共に脆弱ゾーン(12)に沿って原材料基板(1)の残余部分(14)から分離して少なくともこれらの移載された有用層(13)と支持基板(3)からなる中間構造体(4, 4')を得る工程と、ｃ）移載された有用層(13)を薄肉化処理して極薄層(130)を得る工程とを備えたことを特徴とする。電子工学、光電子工学又は光学分野に利用される。
2006527479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子工学、光電子工学又は光学分野における利用のために少なくとも一つの支持基板(3)と原材料基板(1)から派生された特に半導体材料からなる極薄層(130)とを備えた構造体を製造する方法であって、
ａ）前面(10)との間で極薄層(130)よりも実質的に厚さが大なる有用層(13)を移載されるべき層として画定する脆弱ゾーン(12)を内部に有する原材料基板(1)の前記有用層(10)の上に支持基板(3)を分子結合によりボンディングする工程、
ｂ）この移載されるべき有用層(13)を支持基板(3)と共に脆弱ゾーン(12)に沿って原材料基板(1)の残余部分(14)から分離して少なくともこれらの移載された有用層(13)と支持基板(3)からなる中間構造体(4, 4')を得る工程、及び
ｃ）移載された有用層(13)を薄肉化処理して極薄層(130)を得る工程、
を備えたことを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
支持基板(3)と、原材料基板から派生した特に半導体材料からなる極薄層(130)と、支持基板(3)と極薄層(130)との間の介在層(2)とを備えた構造体(5')を得るため、支持基板(3)を分子結合によってボンディングする工程ａを原材料基板(1)の前面(10)上に存在する介在層(2)に対して実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
中間構造体(4, 4')の移載されるべき有用層(13)の厚みを薄肉化処理工程ｃで得られる極薄層(130)の少なくとも３倍の厚さとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
中間構造体(4, 4')の移載されるべき有用層(13)の厚みを３００ｎｍ以上とし、極薄層(130)の厚みを１００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
極薄層(130)の厚みを５０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
介在層(2)の厚みを５０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
介在層(2)を絶縁材層とすることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
介在層(2)を二酸化シリコン、窒化シリコン、高誘電率絶縁体、ダイアモンド及びこれら材料の組み合わせのうちから選ばれたいずれか一つの材料製のものとすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
薄肉化工程を、化学−機械的研磨、水素又はアルゴン又はこれらの混合物を含有する雰囲気中での加熱焼鈍、犠牲酸化、或いは化学エッチングのうちから選ばれたいずれか一つの技術を用いて行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
ボンディング工程ａの後で且つ薄肉化工程ｃの前に加熱焼鈍処理を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
加熱焼鈍処理を分離工程ｂ中に行うことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
加熱焼鈍処理を分離工程ｂの前に行うことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
脆弱ゾーン(12)を原子種の注入によって得ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
脆弱ゾーン(12)を多孔質ゾーンとすることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
分離工程ｂが機械的応力及び／又は熱応力の付与工程を含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
移載された有用層(13)をサスペンデッド層とすることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
原材料基板(1)をシリコン、炭化シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、IV−IV化合物、III−V化合物又はこれら材料の組み合わせのうちから選ばれた材料製のものとすることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
支持基板(3)をシリコン、炭化シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、IV−IV化合物、III−V化合物又はこれら材料の組み合わせのうちから選ばれた材料製のものとすることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも一つの支持基板と特に半導体材料からなる極薄層とを備えた構造体、及び選択的にこれらの間に介在層を備えた構造体を製造するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特に電子工学、光電子工学又は光学分野において利用される複合基板の製作過程では、原材料基板から支持基板へ層を移し替えるために層移載技術が採用される。
【０００３】
その一つは、原材料基板の表面下に原子種を注入して脆弱ゾーンを形成し、この脆弱ゾーンによって薄層の境界となすものである。次工程ではこの薄層の自由表面を支持基板に接合し、その後、薄層を原材料基板の残余部分から分離させて支持基板上に移載する。
【０００４】
このような方法はスマート・カット（Smart Cut：登録商標）として知られている。
【０００５】
ところで、この分野の技術動向は、現状よりも高速動作する電子部品を作成可能とする複合基板を得るため支持体上に移載する層がますます薄肉化する傾向にある。
【０００６】
この点に関しては下記の非特許文献１を参照されたい。
【非特許文献１】アーロン・マンド(Aaron Mand)著「付加価値ウエハがチップを進化させる("Value-Added Wafers Push Chips Ahead")」セミコンダクター・インターナショナル(Semiconductor International)、2002年11月
【０００７】
しかしながら、今までに示された研究結果によれば、移載すべき薄層が１００ｎｍ未満の極薄層になると、それよりも厚い層の移載時には見られなかったような欠陥が含まれるという事実がある。従って、この場合は後続の接合界面の結合強度増強及び原材料基板からの移載層の分離のために実行される熱処理に耐えることができなくなる。即ち、係る熱処理により脆弱ゾーン中に存在する微細気泡の内圧が上昇して脱ガスが引き起こされる。従って移載された極薄層は、ブリスターや部分的な層間剥離のような多くの欠陥を含むことになるのである。
【０００８】
また、極薄層を支持基板上に移載した場合に得られる接合品質は、それよりも厚肉の層を移載する場合よりも遙かに敏感に接合層同士の接触面上の粒子又は炭化水素の存在に影響を受ける。
【０００９】
同様に、移載対象の薄層と支持基板との間に介在層を設ける場合も、移載層が薄くなればなるほど移載層に含まれる欠陥が多くなる。
【００１０】
添付の図１は、或る与えられた介在層厚みに対する完成構造体内の欠陥数ＮＤの関数として移載された層の合計厚みＥＴ、即ち薄層と介在層の厚みの和を理論的にプロットした線図である。
【００１１】
この図１は、単に説明のためだけのものであるが、介在層が或る与えられた厚みの場合（実線）、移載後の薄層には或る下限厚さＥＬ１が存在し、それよりも薄くなると欠陥を含む層の移載になってしまうことを示している。介在層の厚みを薄くすれば（破線）、移載層の下限厚さＥＬ２は大きくなる。
【００１２】
特別なシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板の場合には、原子種、一般には水素イオンが表面が酸化膜で覆われたシリコン基板の表面に注入され、その後、この上に第２のシリコン基板が接合される。層分離と焼鈍処理の後、酸化膜(SiO2)で覆われたバルクシリコン層とシリコン移載層とを有するＳＯＩ基板が得られる（非特許文献２）。
【非特許文献２】エム・ブリューエル著「シリコン・オン・インシュレータ材料技術("Silicon on insulator material technology")」エレクトロン・レター(Electron Letter)、第31巻、第1201号、1995年
【００１３】
埋め込み酸化層の或る厚さの下部で移載シリコン層が欠陥を含むことが明らかにされ、これは高温の熱処理を併用すると更に顕著となる。これに関しては下記の非特許文献３を参照されたい。
【非特許文献３】キュー・ワイ・トン(Q.-Y. Tong)、ジー・チャー(G. Cha)、アール・ギャフィトー(R. Gafiteau)及びウー・ゴーゼル(U. Gosele)共著「低温ウエハ直接ボンディング("Low temperature wafer direct bonding")」ジャーナル・オブ・マイクロエレクトロメカニック・システム(J. Microelectomech Syst.)、第3巻第29号（1994年）
【００１４】
このような欠陥が生じる可能性の説明は、シリコン酸化層と第２のシリコン基板との間の接合界面におけるガス抜き現象の発生である。
【００１５】
分離工程の後に行われる安定化処理と称する加熱焼鈍処理においては、接合界面にガスが発生する。厚いＳＯＩ基板の場合は移載層が厚く、補強部材として機能する。また、同様に厚い酸化層も接合界面から放出されるガスを吸収するスポンジ層として機能する。
【００１６】
薄いＳＯＩ基板では移載層及び/又は酸化物層が薄く、この場合は上述の吸収及び硬化現象は起きず、脱ガスが接合界面のボンディング強度低下を招く。
【００１７】
更に別の可能性の説明は、薄肉のＳＯＩ基板では水素が接合界面に関して浅い深度に注入されることである。従って移載層では水素が飽和し、これが拡散によって接合界面へ向かって移動（マイグレート）する傾向を示す。
【００１８】
現状の技術で得られるＳＯＩ基板は、埋め込み酸化層(Si02)と１００ｎｍ〜１．５μｍ程度の厚みの表面シリコン層とを備えている。今までは、これら二層が更に薄肉の良品質なＳＯＩ基板を得ることは困難であった。
【００１９】
この点に関して今までになされてきた種々の努力はこれら二層間の接合の強度向上を狙いとするものであったが、いずれも満足すべき成果を達成していない。
【００２０】
また、光学シリコン層を形成する方法も特許文献１から公知であり、この方法は層移載工程と薄肉化工程を備えている。この方法は、射出又は受光する光の波長をλ、シリコンの反射率をnsとするとき、λ／nsに等しい特定の厚み（光学的厚み）の光学シリコン層を得ＥＵことを狙いとするものである。
【特許文献１】国際公開第００／０４８２７８号パンフレット
【００２１】
しかしながら、この方法は極薄層を得ようとするものではなく、従って極薄層を支持体上に移載する際にブリスターや欠陥が生じる問題は全く述べられていない。
【００２２】
また、特許文献１は、得ようとする極薄層よりも本質的に厚い肉厚の層を移載する中間工程を採用することを全く示唆していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、以上に述べた諸欠点を解消して、極薄層と呼ばれる約５０ｎｍ以下、更には２０ｎｍ以下の極薄の移載層、及び場合によっては介在層をも支持基板へ移載することのできる方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、脱ガスに敏感な層を含む積層構造を有する全ての基板の製造に特に利用されるものである。
【００２５】
この目的で、本発明は、電子工学、光電子工学又は光学分野における利用のために少なくとも一つの支持基板と原材料基板から派生された特に半導体材料からなる極薄層とを備えた構造体を製造する方法を提供するものであって、この方法は、
ａ）前面との間で極薄層よりも実質的に厚さが大なる有用層を移載されるべき層として画定する脆弱ゾーンを内部に有する原材料基板の前記有用層の上に支持基板を分子結合によりボンディングする工程、
ｂ）この移載されるべき有用層を支持基板と共に脆弱ゾーンに沿って原材料基板の残余部分から分離して少なくともこれらの移載された有用層と支持基板からなる中間構造体を得る工程、及び
ｃ）移載された有用層を薄肉化処理して極薄層を得る工程、
を備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
本発明のその他の有利且つ限定を意図しない特徴として、単独又は組み合わせて採用することができる諸形態を列挙すれば以下に示すとおりである。即ち、
・支持基板を分子結合でボンディングする工程ａを原材料基板の前面に存在する介在層に対して行う。
・中間構造体の移載されるべき有用層を薄肉化処理工程ｃで得られる極薄層よりも少なくとも３倍の厚さとする。
・中間構造体上の移載されるべき有用層の厚みを３００ｎｍ以上とし、極薄層の厚みを１００ｎｍ以下とする。
・極薄層の厚みを５０ｎｍ以下とする。
・介在層の厚みを５０ｎｍ以下とする。
・介在層を絶縁材層とする。
・介在層を二酸化シリコン、窒化シリコン、高誘電率絶縁体、ダイアモンド及びこれら材料の組み合わせのうちから選ばれたいずれか一つの材料製のものとする。
・薄肉化工程を、化学−機械的研磨、水素又はアルゴン又はこれらの混合物を含有する雰囲気中での加熱焼鈍、犠牲酸化、或いは化学エッチングのうちから選ばれたいずれか一つの技術を用いて行う。
・ボンディング工程ａの後で且つ薄肉化工程ｃの前に加熱焼鈍処理を行う。
・加熱焼鈍処理を分離工程ｂ中に行う。
・加熱焼鈍処理を分離工程ｂの前に行う。
・脆弱ゾーンを原子種の注入によって得る。
・脆弱ゾーンを多孔質ゾーンとする。
・分離工程ｂが機械的応力及び／又は熱応力の付与工程を含む。
・移載された有用層をサスペンデッド層とする。
・原材料基板をシリコン、炭化シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、IV−IV化合物、III−V化合物又はこれら材料の組み合わせのうちから選ばれた材料製のものとする。
・支持基板をシリコン、炭化シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、IV−IV化合物、III−V化合物又はこれら材料の組み合わせのうちから選ばれた材料製のものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明のその他の特徴と利点を一層明確にするため、限定を意図しない単なる例示としての本発明の幾つかの実勢形態を図面と共に詳述すれば以下の通りである。
【００２８】
図２Ａ〜２Ｅ及び図３Ａ〜３Ｅでは、各層とそれらの厚みは実寸に対応しておらず、明確化の目的で所々故意に拡大してある。
【００２９】
図２Ａは原材料基板１を示しており、該基板は移載されるべき有用層１３と原材料基板背部の残余部分１４との二部分の境界をなす脆弱ゾーン１２を内部に有している。
【００３０】
ここで原材料基板は、支持基板３に重ね合わされることになる前面１０を移載されるべき有用層１３側に有し、その反対側に後面１１を有している。
【００３１】
脆弱ゾーン１２は原子種の注入によって得ることができる。
【００３２】
ここで、原子種の注入とは、原子、分子、或いはイオン種の打ち込みのいずれも指すものであり、これら種を打ち込み面１０から予め定められた深さ位置で最高濃度となるように材料中に導入することのできる全ての操作を意味する。これらの原子種又はイオン化原子種は、ほぼ同様の最大値分布のエネルギーで材料中に導入される。
【００３３】
原材料基板１への原子種の注入は、例えばイオン・ビーム注入装置又はプラズマ浸漬注入装置を用いて行うことができる。
【００３４】
好ましくは、この注入操作はイオン打ち込み法によって行う。更に好ましくは、注入イオン種は水素である。その他のイオン種、例えば希ガス（ヘリウムなど）も単独又は水素と混合して有利に使用することができる。
【００３５】
この注入によって原材料基板１の内部におけるイオン貫入平均深さ位置に前面１０とほぼ平行に拡がる層状の脆弱ゾーン１２形成される。
【００３６】
これについては、スマート・カット（Smart Cut：登録商標）として知られている方法に関する文献を参照されたい。
【００３７】
初期脆弱ゾーン４は、例えば欧州特許出願公開第０８４９７８８号明細書に述べられているような多孔質ゾーン（層）で構成することもできる。
【００３８】
移載されるべき有用層１３は前面１０にエッチングで形成した複数のキャビティを有する層としてもよく、このような層はサスペンデッド層として当業者に知られている。このようなサスペンデッド層は、マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)の製造に有用である。
【００３９】
支持基板３は機械的支持体として機能し、従って通常は数百μｍ（典型的には約３００μｍ）程度の厚さを有する。
【００４０】
支持基板３の前面３０は原材料基板１の前面１０との接合のための面であり、その反対側の面３１を後面と呼ぶ。
【００４１】
原材料基板１と支持基板３は、電子工学、光電子工学又は光学分野において定番として利用される例えば半導体などの各種材料で構成することができる。
【００４２】
これら各種材料に用いることができるものとしては、例えばシリコンのほか、係る利用分野でしばしば用いられる材料、例えば炭化シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、IV−IV化合物、又はIII−V化合物を挙げることができ、或いはこれら材料の組み合わせ、即ち、これらの材料から選ばれた少なくとも二層を有する多層基板を支持基板３や原材料基板１の構成材として用いてもよい。
【００４３】
ここで、IV−IV化合物とは、その二つの構成元素が元素周期律表のIVa族に属する化合物である。またIII-V化合物とは、例えば窒化ガリウム(GaN)、ガリウム・ヒ素(AsGa)、或いはリン化インジウム(InP)など、その構成元素の一方が元素周期律表で第IIIa族に属し、他方が第Va族に属する化合物である。
【００４４】
脆弱ゾーン１２は、その形成モードに関わりなく、移載されるべき有用層１３が支持基板３上に最終的に得られる層の厚みに対してかなり厚くなるように形成される。
【００４５】
この移載されるべき層の厚みに関する特性は以下に説明する通りである。
【００４６】
支持基板３の前面３０は、ウエハボンディングによって図２Ｂに示すように原材料基板１の前面１０に接合される。
【００４７】
この積層体に対しては、原材料基板１の前面１０と支持基板３の前面３０との間の接合界面の接合強度を高めるために加熱焼鈍処理を行うことが好ましい。この加熱処理は、接合部の材料の化学的物性の関数として適正な温度で行うものとする。
【００４８】
次いで、図２Ｃに示すように、支持基板３と移載されるべき層１３は脆弱ゾーン１２に沿って原材料基板１の残余部分１４から分離される。
【００４９】
この分離操作は機械的応力の印加によって行われ、通常、これは引張応力及び／又は曲げ応力及び／又は剪断応力である。
【００５０】
これらの応力は、例えば引っ張りリングを用いたり、一枚又は複数枚の刃を積層体側面の脆弱ゾーン１２の位置に押し当てたり、該脆弱ゾーン位置に側方から横向きに流体（液体又は気体）のジェット流を当てたりして印加することができる。
【００５１】
このような機械的由来の応力の印加によって脆弱ゾーンにおける割れが拡大する。
【００５２】
分離操作は熱に由来する応力の印加によって行うことも可能である。
【００５３】
また、機械的応力と熱応力とを組み合わせて印加することも可能である。
【００５４】
このようにして中間構造体４が得られ、これは支持基板３と移載された層である有用層１３とからなっている。
【００５５】
次いで、図２Ｄに示すように移載された有用層１３に対して薄肉化処理が行われ（矢印Ａ）、これによって極薄層１３０が得られる（図２Ｅ）。
【００５６】
最終的に得られる構造物５は支持体３と極薄層１３０とからなっている。
【００５７】
薄肉化処理は、例えば化学−機械的研磨(CMP)、水素及び／又はアルゴンを含む雰囲気内での焼鈍、犠牲酸化、ドライ又はウェットの化学エッチングのいずれか一つ以上の技法を用いて行うことができる。
【００５８】
化学−機械的研磨は、移載された有用層１３の自由表面１３１の前面に亘って回転研磨ヘッドにより研磨する機械研磨と、コロイド状シリカなどの液状又はペースト状のアブレーシブを上記研磨ヘッドの表面と研磨対象面との間に分配することで行われる化学研磨との組み合わせ技法である。
【００５９】
水素及び／又はアルゴンを含む雰囲気内での加熱焼鈍処理は、係る雰囲気内にて約１０５０℃〜１３５０℃の温度で数十秒〜数十分に亘って中間構造体４を焼鈍する処理である。この焼鈍によって表面１３１上の原子が安定エネルギーレベルに再配列されて表面１３１が平滑化され、その結果、有用層１３の厚みが減少される（薄肉化）。
【００６０】
犠牲酸化処理は、酸化雰囲気中で自由表面１３１を加熱することにより酸化層を形成してこれを除去し、これを極薄層１３０としての所要厚みに達するまで複数回繰り返す処理である。
【００６１】
更に、化学エッチング処理は、移載された有用層１３をエッチングする化学薬品の浴中で行うウェットエッチング、又は同様に有用層をエッチングする気体のプラズマ中で行うドライエッチングのいずれで行ってもよい。ドライエッチングは、極薄層１３０が得られるまで有用層１３の厚みを減じる機械的衝撃効果を有する例えばアルゴンなどのイオン衝撃によって行うことも可能である。
【００６２】
薄肉化処理で得られる極薄層１３０の最終厚みは１００ｎｍ以下、更には５０ｎｍ以下である。
【００６３】
原材料基板１の前面１０と支持基板３の前面３０との間の接合界面の接合強度を高めるために行われる前述の加熱焼鈍処理は、分離工程の最中またはその後に行うこともできるが、必ず薄肉化処理の前に行われる。この加熱焼鈍処理は、ボンディング工程と臼杵区ks処理の間の期間内で複数回繰り返すことも可能である。
【００６４】
ここで、加熱焼鈍処理を分離工程中に行う場合、昇温させつつ単一の熱処理工程で行うことができる点に注意すべきである。
【００６５】
従って、原材料基板１がシリコンの場合、例えば脆弱ゾーン１２に沿った分離操作を約５００℃で行い、その後、温度が少なくとも１０００℃に達したらこれを数時間維持すると接合界面の接合強度が増加する。
【００６６】
従来技術に比べて、本発明の方法における極薄層１３０の形成工程では必ず中間構造体４を得るための中間工程を経由し、この工程内で本発明の方法で最終的に得られるべき極薄層１３０の厚さよりも実質的に厚い有用層１３が支持基板に移載される。
【００６７】
ここで「実質的に厚い」なる表現は、移載されるべき層１３が或る厚さ、即ち脆弱ゾーンでの分離や、支持基板３との接合界面に欠陥やブリスターを生じることなくその接合強度を高める処理に必要な種々の加熱処理に耐えるに充分な厚さを有することを意味する。
【００６８】
好ましくは、移載されるべき有用層１３は極薄層の少なくとも３倍の厚さとする。更に好ましくは、この有用層１３の厚みは３００ｎｍ以上とし、これに対して極薄層１３０の厚みは１００ｎｍ以下、更には５０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００６９】
図３Ａ〜３Ｅは、図２Ａ〜２Ｅで述べた第１実施形態の変形実施形態を示している。
【００７０】
この第２実施形態においては、原材料基板１の前面１０と支持基板３の前面３０との間に介在層２が介装されている（図３Ａ参照）。
【００７１】
図３Ａに示すように、この介在層２はウエハボンディングによるボンディング工程の前に好ましくは原材料基板１の前面１０上に形成される。但し、介在層を支持基板３の前面３０上に形成してもよく、或いは両者の各前面１０及び３０上に形成してもよい。
【００７２】
この介在層２は、例えば化学気相蒸着法(CVD)を用いて、又はエピタキシャル技術、即ち有機金属気相成長法(MOCVD)、分子線エピタキシ法(MBE)又は水素化物気相成長法(HVPE)によって得ることができる。
【００７３】
介在層２を酸化物で形成する場合は、バルクの原材料基板１を酸化処理して得ることもできる。
【００７４】
脆弱ゾーン１２を原子種の注入で形成する場合は、介在層２を注入処理の前に形成しておくことが好ましい。これは、介在層の形成に関連する大幅な昇温が脆弱ゾーン１２に支障を与える虞があるからである。
【００７５】
これに対して、脆弱ゾーン１２を多孔質ゾーン（層）とした場合は、介在層２はこの多孔質ゾーン及び移載されるべき有用層１３を形成した後に形成し、通常、これはエピタキシによって得ることができる。
【００７６】
この介在層２は、例えば絶縁材料の層、特に二酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(Si3N4)、ダイアモンド、高誘電率絶縁体、或いはこれら材料の組み合わせ、例えばシリコン・オキシニトライドの層で構成することができる。また、これらの材料からなる複数の層で介在層２を構成してもよい（多層構造）。
【００７７】
この第２実施形態における上記以外の工程は第１実施形態の場合と同様であり、従ってその詳述は省略する。但し、図３Ｃに示す分離工程の後、支持基板３と介在層２及び移載された有用層１３からなる中間構造体４’が形成されている点に注意すべきである。
【００７８】
薄肉化工程の後、支持基板３は順に介在層２と極薄層１３０を支持して最終構造体５’を形成している。
【００７９】
介在層２は、薄肉、例えば５０ｎｍ以下の厚さとすることが好ましい。本発明による方法では、従来技術では実現不可能であったそれぞれ５０ｎｍ未満の厚みの酸化シリコン介在層と表面シリコン極薄層とを備えたＳＯＩタイプの基板を製造可能である。
【００８０】
本発明による方法の具体的な実施例を挙げると以下の通りである。
【実施例１】
【００８１】
バルクシリコンから形成された原材料基板１を加熱酸化し、厚み５０ｎｍの二酸化シリコン(SiO2)からなる介在層２で被覆した。
【００８２】
次いで注入照射量８×1016H+／cm2及び注入エネルギー２１０ｋｅＶで水素イオンH+の注入を行うことにより脆弱ゾーン１２を形成し、厚み１．９μｍの移載されるべき有用層１３を得た。
【００８３】
次いでこの酸化物層２の上にバルクシリコンから形成された支持基板をウエハボンディングにより接合した。
【００８４】
その後、５００℃未満での熱処理と１０００℃以上での熱処理を用いた接合界面の強度増加処理によって原材料基板１の残余部分１４が分離された。
【００８５】
最後に研磨と犠牲酸化処理による薄肉化処理を行って厚み５０ｎｍのシリコン極薄層１３０を有する最終構造体５’を得たが、この薄肉化処理を継続することによって厚み２０ｎｍのシリコン極薄層を有する構造体さえも得ることができた。
【実施例２】
【００８６】
シリコン酸化物層２の厚みを２０ｎｍとしたこと以外は実施例１と同様の工程を実行した。
【実施例３】
【００８７】
注入照射量を７×1016H+／cm2、注入エネルギーを１６０ｋｅＶとしたこと以外は実施例１と同様の工程を実行し、移載すべき有用層１３の厚みを１．５μｍにした。
【実施例４】
【００８８】
シリコン酸化物層２の厚みを２０ｎｍとしたこと以外は実施例３と同様の工程を実行した。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】二つの異なる介在層厚みに対する完成構造体内に観察される欠陥数ＮＤの関数として移載された層（薄層及び介在層）の合計厚みＥＴを示す線図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態による方法の一工程を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ａの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図２Ｄ】図２Ｃの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図２Ｅ】図２Ｄの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明による第２実施形態の一工程を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ａの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｃの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図３Ｅ】図３Ｄの工程の後の別の一工程を示す模式図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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