專利名稱：半導(dǎo)體襯底及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體存儲器、微處理器和系統(tǒng)LSI這樣的半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)中使用的半導(dǎo)體襯底及其生產(chǎn)工藝。特別地，本發(fā)明涉及上面有半導(dǎo)體襯底識別標(biāo)志或類似物的半導(dǎo)體襯底及其生產(chǎn)工藝。
半導(dǎo)體襯底包括鏡片(mirror-wafer)和外延片，鏡片是通過切晶碇生產(chǎn)的盤形襯底，具有至少一個拋光面；外延片由鏡片和形成在鏡片上的半晶質(zhì)的半導(dǎo)體層構(gòu)成。
另一方面，人們普遍知道在絕緣體或具有絕緣層的襯底上形成單晶半導(dǎo)體層的SOI技術(shù)。該產(chǎn)品稱為絕緣體上外延硅或絕緣體上半導(dǎo)體。由此形成的半導(dǎo)體襯底稱為SOI襯底或SOI晶片。
以下是生產(chǎn)SOI襯底的三種典型工藝(1)SIMOX工藝(離子注氧隔離)，通過氧離子注入到Si單晶襯底中形成SiO2。(2)智能切割工藝，包括以下步驟將氫離子注入Si單晶襯底中，鍵合另一個襯底，對其進(jìn)行熱處理從而生長成形成在離子注入層中的微泡，分離Si單晶襯底。通過這種工藝生產(chǎn)的SOI襯底稱為Unibond。其詳細(xì)描述公開在日本專利申請公開No.5-211128及其相應(yīng)的USP5,374,564中。
該工藝的改進(jìn)是已知的，它包括以下步驟通過氫等離子體將氫離子注入Si單晶襯底中，在其上鍵合另一個襯底，將高壓氮氣施加到鍵合的襯底的側(cè)壁上，從而分離離子注入層上的Si單晶襯底。(3)SOI襯底生產(chǎn)的再一個工藝是將多孔體上形成的多孔半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移到另一個襯底上。由于半導(dǎo)體層能通過外延生長形成在多孔體上，所以據(jù)知該工藝能提供最高質(zhì)量的SOI襯底。特定的例子公開在日本專利No.2,608,351及其相應(yīng)的USP5,371,037、日本專利申請公開No.7-302889及其相應(yīng)的USP5,856,229、以及日本專利No.2.877,800及其相應(yīng)的EP0,867,917中。這些專利和申請中所示的工藝是有利的，因為SOI層的厚度是均勻的，晶體缺陷密度容易降低，SOI層的表面具有良好平滑性，生產(chǎn)設(shè)備價格低廉，能用一個設(shè)備生產(chǎn)從幾百埃到約10μm這樣一個大范圍的SOI膜厚度，等等。
當(dāng)晶片通過半導(dǎo)體集成電路裝置的生產(chǎn)步驟(裝置步驟)時，最好一個一個單獨標(biāo)識晶片。晶片標(biāo)識在管理個體晶片的步驟歷史方面是高度有效的，在故障分析、步驟優(yōu)化、生產(chǎn)控制等方面得到利用。鏡片的標(biāo)識能利用通過激光束在晶片表面上形成的標(biāo)記來實現(xiàn)。


圖18示出了激光標(biāo)記后的晶片橫截面。用激光束照射的晶片表面區(qū)域熔融，變成凹部，通過熔融從凹部彈出的晶片材料以圖18所示的外輪山(somma)形固化在凹部周邊上。例如，在將功率220mW的激光以點狀應(yīng)用到硅片表面上的情況下，變形區(qū)域最大直徑X1的范圍從0.04mm到0.05mm，中心處凹部直徑X2的范圍從0.02mm到0.03mm，凹部深度Y1的范圍從2μm到3μm，凸部的高度Y2的范圍從0.5μm到1.0μm。這些尺寸的變化取決于激光功率。實際上，激光束以脈沖形式施加，形成很多局部疊加或獨立的點，從而描繪出一個標(biāo)記。形成外輪山的晶片材料可以是隱式的?？赡芡ㄟ^調(diào)節(jié)激光功率、激光頻率或激光射點數(shù)形成沒有外輪山的標(biāo)記。有外輪山的淺標(biāo)記可以用低功率的激光形成。大功率激光通過將散射或擴(kuò)散將形成外輪山的材料形成沒有外輪山的深標(biāo)記。鏡片上的標(biāo)記通常由大約10個字母數(shù)字混合編制的字符組成，表示每個鏡片的特定ID號。這是SEMI國際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的常規(guī)方法。
假定這種激光標(biāo)記方法用于Si鏡片，SEMI標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了標(biāo)記位置。
圖19是上面形成有標(biāo)記的鏡片21的頂視圖，圖20是在標(biāo)記處和標(biāo)記周圍鏡片21的截面圖。例如，在圖19所示的8-英寸晶片中，有向上放置的槽口12，用晶片的中心100作為x-y坐標(biāo)的原點(0,0)，以上提及的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)記4應(yīng)當(dāng)形成在X范圍從-9.25到+9.25mm、Y范圍從+93.7到+96.5mm的標(biāo)記區(qū)域24內(nèi)，即在矩形區(qū)域24內(nèi)，高度L2為2.8mm，長度L1為18.5mm。
如果將該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到SOI晶片上，標(biāo)記范圍達(dá)到絕緣層上半導(dǎo)體層(SOI層)的表面區(qū)域。
圖21是上面形成有標(biāo)記的SOI晶片的頂視圖。圖22是在標(biāo)記處和標(biāo)記周圍的截面圖。Si鏡片的激光輸出能級和激光的其他條件規(guī)定為不造成粒子飛濺。所以，在根據(jù)以上SEMI標(biāo)準(zhǔn)的SOI晶片上的標(biāo)記中，在一些情況下產(chǎn)生粒子且點直徑改變，原因是其多層結(jié)構(gòu)和SiO2蓄熱層的動作。
在深度標(biāo)記的情況下，點直徑的變化更為嚴(yán)重。圖23示意性地示出了這種狀態(tài)。例如，在激光束投射到SOI層厚100到200nm的SOI晶片上的情況下，埋入的厚100到200nm的絕緣層的激光照射條件與圖18的情況相同，內(nèi)凸部的直徑X1約為0.045mm，凹部的直徑X2約為0.04mm，內(nèi)凸部和外凸部之間的距離X3的范圍從0.02到0.03mm，凹部的深度Y1的范圍從2.5到3.0μm，內(nèi)凸部的高度Y2的范圍從1.0到1.5μm，外凸部的高度Y3的范圍從0.8到1.5μm。順便提及，凹部的深度Y1和高度Y2和Y3以近似值表示。
如圖23所示，在SOI層表面上的標(biāo)記格式中，人們觀察到構(gòu)成標(biāo)記字符的凹部變陡(bold)，粒子25濺落在字符周圍。不造成粒子飛濺的條件取決于SOI層結(jié)構(gòu)和各層的厚度，因此設(shè)置條件是復(fù)雜且繁重的。而且，當(dāng)激光具有較低輸出能級時，阻礙了粒子飛濺，由激光照射形成的凹部深度變得更小，從而致使讀取標(biāo)記很困難。
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有可讀標(biāo)記，能容易地進(jìn)行標(biāo)記而不會造成濺落粒子的沉積，以及提供一種生產(chǎn)半導(dǎo)體襯底的工藝。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種具有半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入絕緣層，其中標(biāo)記形成在非半導(dǎo)體層表面區(qū)域的一個區(qū)域上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種具有半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入絕緣層，所述工藝包括在非半導(dǎo)體層表面區(qū)域的一個區(qū)域上形成標(biāo)記的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種具有半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入至少一層，其中標(biāo)記形成在非半導(dǎo)體層表面區(qū)域的一個區(qū)域上。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種具有半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入至少一層，所述工藝包括在非半導(dǎo)體層表面區(qū)域的一個區(qū)域上形成標(biāo)記的步驟。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的部分半導(dǎo)體襯底的頂視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的部分半導(dǎo)體襯底的截面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的另一種半導(dǎo)體襯底一部分的頂視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的另一種半導(dǎo)體襯底一部分的截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的部分半導(dǎo)體襯底的頂視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的部分半導(dǎo)體襯底的截面圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的部分鍵合襯底的截面圖。
圖8A、8B、8C、8D、8E和8F是解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的截面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的流程圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的流程圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的流程圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的流程圖。
圖13A、13B、13C、13D、13E和13F是解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的截面圖。
圖14A、14B、14C、14D、14E是解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的截面圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的流程圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的流程圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)步驟的流程圖。
圖18是激光標(biāo)記形狀的橫截面圖。
圖19是部分半導(dǎo)體襯底的頂視圖。
圖20是部分半導(dǎo)體襯底的橫截面圖。
圖21是部分SOI襯底的頂視圖。
圖22是部分SOI襯底的橫截面圖。
圖23是激光標(biāo)記形狀的橫截面圖。
Ⅰ．半導(dǎo)體襯底的構(gòu)造下面描述本發(fā)明所述的半導(dǎo)體襯底的實施例。
(實施例1)圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例所述的部分半導(dǎo)體襯底的頂視圖。圖2是沿圖1中線2-2剖開的半導(dǎo)體襯底的橫截面圖。
SOI襯底由支撐襯底1、埋入的絕緣層2和半導(dǎo)體層(SOI層)3構(gòu)成，支撐襯底1例如單晶硅片，埋入的絕緣層2例如由氧化硅構(gòu)成，半導(dǎo)體層3例如單晶硅層。
在半導(dǎo)體層3的表面區(qū)域5中，形成用于集成電路等的半導(dǎo)體器件。在區(qū)域6中形成標(biāo)記4，區(qū)域6是半導(dǎo)體襯底的周邊區(qū)域13表面的幾乎扁平的區(qū)域。襯底有槽口12。
SOI層3的表面區(qū)域5的邊緣(即周邊區(qū)域的內(nèi)部邊界線)由半徑R2的圓表示。襯底的外周邊緣(周邊區(qū)域的外部邊界線)由半徑R1的圓表示。半徑R2的圓和半徑R1的圓之間的區(qū)域是周邊區(qū)域13。
更具體地說，目前可用的普通SOI晶片通常具有一個從晶片的外周邊緣向內(nèi)寬幾毫米的區(qū)域，其中不形成器件。該區(qū)域稱為“邊緣禁區(qū)”。
例如在SIMOX中，在從外周邊緣向內(nèi)寬幾毫米的區(qū)域內(nèi)SOI層的厚度可以不合格或者具有由粒子注入不均勻造成的其他缺陷。
在鍵合SOI晶片中，由于作為起動材料的原晶片周邊部分下垂，所以從晶片外周邊緣開始厚度為幾毫米的區(qū)域是不被鍵合的，從而該區(qū)域沒有SOI結(jié)構(gòu)。而且，由于SOI層的邊緣線不平滑，有時將圖案處理成除去部分SOI層，人工造成其邊緣向內(nèi)。
在這種SOI晶片上標(biāo)記時，標(biāo)記應(yīng)形成在沒有SOI結(jié)構(gòu)的區(qū)域上。所以，在周邊區(qū)域內(nèi)沒有SOI層的鍵合晶片上，如圖1和2所示在周邊區(qū)域13上進(jìn)行標(biāo)記。這種方法之所以有好處是因為與SOI層除去方法相比，該方法能以更少的步數(shù)進(jìn)行標(biāo)記且不減少SOI區(qū)域內(nèi)可得到的芯片數(shù)。
(實施例2)圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的部分半導(dǎo)體襯底的頂視圖。圖4是沿圖3的線4-4剖開的半導(dǎo)體襯底的橫截面圖。
將半導(dǎo)體層(SOI層)3和絕緣層2局部挖空并除去，形成暴露區(qū)域14，在半導(dǎo)體層3邊緣內(nèi)部即不包括支撐襯底1周邊區(qū)域13的一個區(qū)域(內(nèi)部區(qū)域)上，暴露部分支撐襯底1。
在該暴露區(qū)域14上作標(biāo)記4。盡管在圖3中，標(biāo)記4由字母組成，但標(biāo)記4也可以是條形碼、數(shù)字、字符、符號或其組合。
SOI層3的表面區(qū)域5的邊緣(周邊區(qū)域的內(nèi)部邊界線)由半徑R2的圓周線示出。襯底的外周邊緣(周邊區(qū)域的外部邊界線)由半徑R1的圓周線示出。在該實施例中，標(biāo)記形成在半徑R2的圓內(nèi)。
通過以下步驟生產(chǎn)該實施例所述的半導(dǎo)體襯底準(zhǔn)備半導(dǎo)體襯底例如SOI晶片，掩蔽用來形成暴露區(qū)域14的區(qū)域以外的半導(dǎo)體襯底，通過腐蝕或類似工藝從未被掩蔽的形成暴露區(qū)域的區(qū)域中除去半導(dǎo)體層3的那部分，通過腐蝕或類似工藝除去底層的埋入絕緣層2使半導(dǎo)體表面暴露出來，通過激光照射或類似方法在暴露區(qū)域14上形成標(biāo)記，從而獲得圖3和4所示的SOI襯底。
(實施例3)在該實施例中，在支撐襯底的背面形成標(biāo)記。
在該實施例中，在SOI襯底的支撐襯底的背面上形成標(biāo)記，方式與圖19和20所示的在鏡片正面形成標(biāo)記相同。
由于在支撐襯底的背面作標(biāo)記，因此不減少支撐襯底正面上SOI層的有效面積。
(實施例4)圖5和6示出了半導(dǎo)體襯底中標(biāo)記的周邊區(qū)域及其附近的結(jié)構(gòu)。
圖5是周邊區(qū)域及其附近的頂視圖。圖6是周邊區(qū)域及其附近的截面圖。
數(shù)字34表示埋入的絕緣層2的邊緣。數(shù)字35表示SOI層3的邊緣。在該實施例中，絕緣層2的邊緣34擴(kuò)展到SOI層3的邊緣35的外面。從而，用具有腐蝕特性的清洗液利用清洗或類似方法能防止受腐蝕的絕緣層2妨礙SOI層的清理。但是，這不是必要的。更可取的，可以將SOI層3或埋入的絕緣層2的角部加工成圓形或者使角變鈍。
在周邊區(qū)域13的外側(cè)部分中形成標(biāo)記4。在圖5中，標(biāo)記4作在虛線33＇的外面。
參考圖7解釋虛線33＇。圖7是通過將兩個襯底鍵合起來以準(zhǔn)備鍵合SOI襯底而形成的鍵合襯底的截面圖。圖7中，標(biāo)記4作在數(shù)字33所指示的位置外面。標(biāo)記4形成在周邊區(qū)域13的扁平表面中。扁平表面不與鏡片30接觸。部分標(biāo)記4可以形成在周邊區(qū)域的傾斜表面上。在兩個襯底處于鍵合的狀態(tài)下，鍵合界面的邊緣處于數(shù)字32指示的位置，該位置稱為“接觸邊緣”。此后，鍵合的襯底經(jīng)過熱處理(或者鍵合-退火)提高襯底的鍵合強(qiáng)度，從而鍵合界面的邊緣向外移動到數(shù)字33指示的位置，增大了鍵合界面的面積。
后來，除去襯底30的不需要部分使襯底30更薄，得到SOI襯底。在最后得到的SOI襯底的支撐襯底1表面上，鍵合邊緣33的初始位置由虛線33＇表示，接觸邊緣32的初始位置由虛線32＇表示。
數(shù)字31表示與完成的SOI層3的邊緣35相對應(yīng)的預(yù)期位置。從支撐襯底1外周邊緣開始的距離L31最好不超過3mm，最好在3mm或更小的范圍內(nèi)盡可能地小。
接觸邊緣32的位置根據(jù)斜截后所使用的襯底1和30的外周邊形狀來確定支撐襯底1的外周邊緣和接觸邊緣32之間的距離L32根據(jù)外周邊部分的傾斜形狀變化。類似地，鍵合邊緣33稍微移位。
如果在襯底鍵合面的接觸邊緣32附近出現(xiàn)粗糙或外來粒子，則在附近難以完成鍵合，導(dǎo)致接觸邊緣32和鍵合邊緣33稍微向內(nèi)移動。在這種情況下，牢固鍵合的區(qū)域的邊緣向內(nèi)移動，迫使SOI層3的邊緣35向內(nèi)移動到能獲得足夠鍵合強(qiáng)度的位置，從而妨礙了距離L31的縮短。
本發(fā)明中的標(biāo)記能形成在支撐襯底外周邊緣和SOI層邊緣之間的部分處，更可取的是形成在與接觸邊緣32相對應(yīng)的位置32＇的外面。同樣可取的是，標(biāo)記形成在與鍵合邊緣33相對應(yīng)的位置33＇的外面。
同樣可取的是，僅形成標(biāo)記的鍵合邊緣33或接觸邊緣32的那部分局部向內(nèi)移動，在其上作標(biāo)記而不減小SOI層的有效面積。
以上解釋了本發(fā)明所述的半導(dǎo)體襯底的實施例。本發(fā)明不限于此，且包括將組成部件替換成能實現(xiàn)本發(fā)明目的的等價物。本發(fā)明中使用的支撐襯底可以是能在其表面上形成標(biāo)記的Si,Ge,SiC,GaAs,GaAlAs,GaN,InP等的半導(dǎo)體襯底，但不限于此。
用于本發(fā)明的絕緣層由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅及類似物中至少其中一個組成。絕緣層可以由單層或多層層疊構(gòu)成。絕緣層的厚度可以在1nm到10μm的范圍內(nèi)。
用于本發(fā)明的半導(dǎo)體層由包括Si,Ge,SiC,GaAs,GaAlAs,GaN,InP和類似物在內(nèi)的至少一種半導(dǎo)體形成。半導(dǎo)體層可以是單層或多層層疊。半導(dǎo)體層的厚度可以在1nm到10μm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底形狀不限于圖1所示的有槽口的晶片，而可以是其他形狀的晶片，例如具有定向平面的晶片。用于本發(fā)明的SOI襯底可以是不鍵合的襯底，例如SIMOX晶片，但最好是鍵合SOI襯底。
標(biāo)記區(qū)域可以在槽口或定向平面附近，或者在與其相對的位置，或者可以在任何其他位置。
如上所述，標(biāo)記形成在周邊區(qū)域內(nèi)。標(biāo)記最好形成在扁平部分上或通過斜截形成的稍微傾斜的部分上。否則，標(biāo)記可以形成在通過局部除去半導(dǎo)體層而暴露出來的部分上。
能通過NdYAG激光、CO2激光或類似方法或利用金剛石筆進(jìn)行標(biāo)記。
標(biāo)記可以由數(shù)字、字符、符號、條形碼和類似物的至少其中之一或者其組合組成。字符包括字母、日本假名和希臘字符。
對于特殊應(yīng)用來說，不需要應(yīng)用SEMI標(biāo)準(zhǔn)。組成標(biāo)記的數(shù)字、字符、符號和類似物可以沿晶片的外周邊緣直線或曲線排列。在通過除去半導(dǎo)體層而形成周邊區(qū)域窄或標(biāo)記的數(shù)字號大的情況下，標(biāo)記最好沿外周邊緣以曲線排列，從而不防礙SOI層。
作了標(biāo)記的晶片可以不再進(jìn)一步處理就包起來發(fā)貨，或者再清洗或檢查后包起來再發(fā)貨。否則，作了標(biāo)記的晶片可以不經(jīng)處理或在清潔或檢查之后引入器件生產(chǎn)步驟中。
Ⅱ．半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝下面描述以上本發(fā)明所述半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝的實施例。
本發(fā)明半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝包括以下步驟準(zhǔn)備具有半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，兩襯底之間插入絕緣層，在半導(dǎo)體層表面區(qū)域之外的區(qū)域上形成標(biāo)記。
以上描述了用于本發(fā)明的半導(dǎo)體襯底。優(yōu)選的半導(dǎo)體襯底包括具有通過氧和/或氮離子注入以及熱處理形成的絕緣層的不鍵合SOI襯底；將通過離子注入氫和/或惰性氣體生產(chǎn)的SOI襯底鍵合到第一襯底上，將第一襯底鍵合到作為支撐襯底的第二襯底上，將鍵合后的襯底用通過以上離子注入形成的分離層隔開；將具有通過轉(zhuǎn)移形成在多孔層上的無孔半導(dǎo)體層而形成的半導(dǎo)體層的SOI襯底鍵合在支撐襯底上。
本發(fā)明半導(dǎo)體襯底的另一種生產(chǎn)工藝包括在形成SOI結(jié)構(gòu)之前在所謂的手柄晶片(handle wafer)這樣的支撐襯底上標(biāo)記的步驟。
(實施例5)參考圖8A至8F和9說明半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝。
第一襯底30例如單晶硅片經(jīng)陽極氧化在表面上形成多孔層37例如多孔硅層。進(jìn)一步，如果必要，多孔硅孔的內(nèi)壁受熱氧化，形成保護(hù)性氧化硅薄膜。然后，在氫氣中通過熱處理密封多孔層37表面上的開口。
在多孔層37上，通過CVD或類似的外延生長形成無孔半導(dǎo)體層38例如單晶硅層。該半導(dǎo)體層38是將被轉(zhuǎn)移的層，即變成轉(zhuǎn)移層。進(jìn)一步，如果必要，通過第一襯底30的熱氧化形成絕緣層39。因此，通過圖9中的步驟S11和S12生產(chǎn)圖8A所示的結(jié)構(gòu)。
然后，在步驟S21中準(zhǔn)備第二襯底，例如單晶硅片。在步驟S22中在其周邊部分的表面上進(jìn)行標(biāo)記。如果必要，可以對第二襯底的表面進(jìn)行熱氧化，形成絕緣層。否則，在第二襯底背面的任一位置上作標(biāo)記。單晶硅片的基本生產(chǎn)工藝包括以下步驟硅碇切片，研磨，腐蝕和拋光。在研磨或腐蝕之前形成深標(biāo)記。在拋光之前形成淺標(biāo)記。
在圖8B所示的步驟S13中將兩個襯底鍵合起來。鍵合強(qiáng)度可以在氧化氣氛或類似氣氛中通過熱處理來增大。在正面作標(biāo)記的情況下，在步驟S13中，標(biāo)記最好形成在接觸邊緣的外面或者鍵合邊緣的外面。
在步驟S14中，除去第一襯底的不需要的部分。具體地說，如圖8C所示，通過研磨、拋光、腐蝕和分離方法中至少其中一種方法從鍵合好的襯底上除去第一襯底背面的無孔部分36。然后，通過拋光、腐蝕或氫退火除去留在鍵合到第二襯底上的半導(dǎo)體38表面(以前的背面)上的多孔層37，或者將多孔層37作成無孔的。這樣，完成半導(dǎo)體層38的轉(zhuǎn)移。
在步驟S15中，形成SOI襯底的周邊部分。具體地說，如圖8E所示，半導(dǎo)體層38的暴露表面被密封材料的腐蝕掩模、光致抗蝕劑或類似物覆蓋。然后，通過腐蝕除去半導(dǎo)體層38的周邊部分，使得形成SOI層的半導(dǎo)體層38的周邊部分到達(dá)圖5至7所示的位置31。而且，還通過腐蝕或拋光除去絕緣層39的周邊部分。
以這種方式，如圖8F所示準(zhǔn)備SOI襯底。SOI襯底上的標(biāo)記形成在圖1,2,5和6所示的位置上。
(實施例6)下面參考圖10說明半導(dǎo)體襯底的另一種生產(chǎn)工藝。
該實施例與以上的實施例5不同，不同之處在于在除去第一襯底不必要部分的步驟之間進(jìn)行標(biāo)記。
以與實施例5相同的方式，在步驟S11和S12之后將第一襯底鍵合到未作標(biāo)記的第二襯底上(步驟S13)。
在步驟S14中，第一襯底的不需要部分的一部分被除去。具體地說，如圖8C所示，通過研磨、拋光、腐蝕和分離方法中至少其中一種方法除去第一襯底背面?zhèn)壬系臒o孔部分36。
然后，在步驟S15中，在第二襯底正面?zhèn)鹊闹苓叢糠稚线M(jìn)行標(biāo)記。即使作標(biāo)記時濺落的外來物質(zhì)沉積在第二襯底正面上，在隨后的除去多孔層37步驟中也將濺落的物質(zhì)從正面除去。所以，形成SOI層的半導(dǎo)體層的表面區(qū)域未被外來物質(zhì)污染。否則，在第二襯底的背面?zhèn)壬线M(jìn)行標(biāo)記。
在隨后的步驟S16中，通過拋光、腐蝕或氫退火除去留在鍵合到第二襯底上的半導(dǎo)體層38表面(以前是背面)上的多孔層37或者將其作成無孔的。這樣，完成半導(dǎo)體層38的轉(zhuǎn)移。
然后，在步驟S17中，形成SOI襯底的周邊部分。
以這種方式，獲得如圖8F所示的SOI襯底。SOI襯底上的標(biāo)記形成在圖1,2,5和6所示的位置上。
(實施例7)參考圖11說明半導(dǎo)體襯底的再一種生產(chǎn)工藝。
該實施例與以上的實施例5不同，不同之處在于在除去第一襯底不必要部分之后且形成周邊部分的步驟之前進(jìn)行標(biāo)記。
以與實施例5相同的方式，在步驟S11和S12之后將第一襯底鍵合到未作標(biāo)記的第二襯底上(步驟S13)。
在步驟S14中，第一襯底的不需要部分的一部分被除去。具體地說，如圖8C所示，通過研磨、拋光、腐蝕和分離等方法中至少其中一種方法除去第一襯底背面?zhèn)壬系臒o孔部分36。然后，如圖8D所示，通過拋光、腐蝕或氫退火除去留在鍵合到第二襯底上的半導(dǎo)體層38表面(以前是背面)上的多孔層37或者將其作成無孔的。這樣，完成半導(dǎo)體層38的轉(zhuǎn)移。
在上面提到的無孔部分分離的一些情況下，可以使多孔層和半導(dǎo)體層38之間的界面裂開，從而允許多孔層與無孔部分一起與半導(dǎo)體層38分離。在該分離之后，在一些情況下，在半導(dǎo)體層38上不存在剩下的多孔層。
然后，在步驟S15中，如圖8E所示在帶覆蓋半導(dǎo)體38表面區(qū)域的掩模MK的第二襯底正面?zhèn)鹊闹苓叢糠稚线M(jìn)行標(biāo)記。在標(biāo)記過程中，即使標(biāo)記操作時濺落的外來物質(zhì)沉積在第二襯底正面上，在隨后的從正面?zhèn)瘸パ谀K的步驟中也將濺落的物質(zhì)除去。所以，形成SOI層的半導(dǎo)體層的表面區(qū)域未被外來物質(zhì)污染。否則，在第二襯底的背面?zhèn)壬线M(jìn)行標(biāo)記。
在隨后的步驟S16中，用掩模MK形成SOI襯底的周邊部分。
以這種方式，獲得如圖8F所示的SOI襯底。SOI襯底上的標(biāo)記形成在圖1,2,5和6所示的位置上。
(實施例8)參考圖12說明半導(dǎo)體襯底的再一種生產(chǎn)工藝。
該實施例與以上的實施例7不同，不同之處在于在形成帶保持覆蓋的掩模MK的周邊部分之后進(jìn)行標(biāo)記的方式與實施例7相同但不剝離掩模MK。
因此在該實施例中，也準(zhǔn)備如圖8F所示的SOI襯底。SOI襯底上的標(biāo)記形成在圖1,2,5和6所示的位置上。
(實施例9)參考圖13A至13F說明鍵合半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝，其中采用離子注入層作為分離層。
對第一襯底30例如單晶硅片進(jìn)行表面熱氧化，形成絕緣層39例如氧化硅層。此外，將氫離子、氦離子和氖離子這樣的惰性氣體離子注入到預(yù)定深度，形成注入的離子局部高度集中的離子注入層40。位于離子注入層40上的部分是將被轉(zhuǎn)移的層，即變成轉(zhuǎn)移層。圖13A示出了由此獲得的第一襯底30的結(jié)構(gòu)。
獨立地，準(zhǔn)備第二襯底例如單晶晶片。在正面的周邊部分上進(jìn)行標(biāo)記，或者在第二襯底的背面?zhèn)壬线M(jìn)行標(biāo)記。
第一襯底和第二襯底鍵合在一起，使得半導(dǎo)體層38放置在內(nèi)部，從而獲得圖13B所示結(jié)構(gòu)。
然后在400-600℃或更高的溫度范圍內(nèi)對鍵合后的襯底進(jìn)行熱處理，增加鍵合強(qiáng)度且同時導(dǎo)致離子注入層40裂開。于是第一襯底的部分36從鍵合的襯底上離開，如圖13C所示將半導(dǎo)體層38轉(zhuǎn)移到第二襯底上。
對半導(dǎo)體層38的暴露的分離表面進(jìn)行拋光。在該步驟中，可以同時除去層38和39的周邊部分，得到圖13D所示的結(jié)構(gòu)。否則，可以用氫退火代替拋光，或者連續(xù)進(jìn)行拋光和氫退火。最好在拋光之前或拋光之后執(zhí)行增強(qiáng)鍵合強(qiáng)度的退火。
然后，形成SOI的周邊部分。具體地說，如圖13E所示，半導(dǎo)體層38的暴露表面被密封材料、光致抗蝕劑或類似物制成的腐蝕掩模MK覆蓋。通過腐蝕除去半導(dǎo)體層38的周邊部分，使得形成SOI層的半導(dǎo)體層38的邊緣到達(dá)圖5-7所示的位置31。而且，也通過腐蝕或拋光除去絕緣層39的周邊部分。
以這種方式，獲得如圖13F所示的SOI襯底。SOI襯底上的標(biāo)記形成在圖1,2,5和6所示的位置上。
圖13C的步驟之后，通過省略圖13D的步驟進(jìn)行圖13E的步驟。
(實施例10)除了標(biāo)記時間改變之外，本實施例的實施方式與實施例9相同，即在除去半導(dǎo)體層38的周邊部分之前用圖13F所示的處于覆蓋狀態(tài)的掩模MK在支撐襯底正面上的周邊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行標(biāo)記。
由此獲得圖13F所示的SOI襯底。SOI襯底上的標(biāo)記形成在圖1,2,5和6所示的位置上。否則，在支撐襯底的背面上進(jìn)行標(biāo)記。在拋光或清洗能除去標(biāo)記產(chǎn)生的粒子情況下，不需要掩模步驟。
(實施例11)除了標(biāo)記時間改變之外，本實施例的實施方式與實施例9相同，即在除去掩模MK之前在除去半導(dǎo)體層38的周邊部分之后用圖13E所示的處于覆蓋狀態(tài)的掩模MK在支撐襯底正面上的周邊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行標(biāo)記。
由此獲得圖13F所示的SOI襯底。SOI襯底上的標(biāo)記形成在圖1,2,5和6所示的位置上。否則，在支撐襯底的背面上進(jìn)行標(biāo)記。
(實施例12)參考圖14A至14E和15說明用非鍵合方法生產(chǎn)半導(dǎo)體襯底的工藝。
在圖15的步驟S11中，如圖14A準(zhǔn)備半導(dǎo)體襯底1例如單晶晶片。
在圖15的步驟S12中，在半導(dǎo)體襯底正面?zhèn)壬系闹苓厖^(qū)域上進(jìn)行標(biāo)記。否則，在半導(dǎo)體襯底的背面?zhèn)壬线M(jìn)行標(biāo)記。
然后，對半導(dǎo)體襯底1表面進(jìn)行熱氧化形成絕緣層41例如氧化硅層，如圖14B所示。
在圖15的步驟S13中，將形成絕緣體的離子例如氧離子注入到預(yù)定深度，形成注入的離子局部高度集中的離子注入層。對該襯底進(jìn)行熱處理，形成由注入的氧和硅的混合物組成的絕緣層2。該絕緣層2上的半導(dǎo)體層3的那部分變成SOI層。最后得到的SOI襯底具有圖14C所示的結(jié)構(gòu)。
在圖15的步驟S14中，至少在SOI層表面?zhèn)壬系慕^緣層41的不需要部分被除去，得到標(biāo)記后的SOI襯底。當(dāng)在正面上進(jìn)行標(biāo)記時，還通過將被標(biāo)記的部分作成使SOI結(jié)構(gòu)在作標(biāo)記之后通過離子注入和熱處理具有凹凸部分，從而能從正面?zhèn)茸R別標(biāo)記。在這種情況下，不需要實施圖14D的步驟。
作為該實施例的修改，可以在被標(biāo)記部分以外的區(qū)域內(nèi)實施離子注入，在正面?zhèn)鹊闹苓叢糠稚闲纬刹痪哂蠸OI結(jié)構(gòu)的標(biāo)記部分。
(實施例13)參考圖14A至14E和16說明半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝。除了標(biāo)記的定時改變以外，該實施例的實施方式與實施例12相同。
在圖16的步驟S11中，如圖14A準(zhǔn)備半導(dǎo)體襯底1例如單晶晶片。
然后，對半導(dǎo)體襯底1表面進(jìn)行熱氧化形成絕緣層41例如氧化硅層，如圖14B所示。
在圖16的步驟S12中，將形成絕緣體的離子例如氧離子以預(yù)定深度注入襯底，形成注入的離子局部高度集中的離子注入層。對該襯底進(jìn)行熱處理，形成由注入的氧和硅的混合物組成的埋入的絕緣層2。該絕緣層2上的半導(dǎo)體層3的那部分變成SOI層。最后得到的SOI襯底具有圖14C所示的結(jié)構(gòu)。
在圖16的步驟S13中，如圖14D所示，施加掩模MK，如果需要，除去絕緣層41，進(jìn)行標(biāo)記。標(biāo)記的形成使得標(biāo)記的凹部通過半導(dǎo)體層3到達(dá)絕緣層2的下部。
在圖16的步驟S14中，除去掩模MK和不必要的絕緣層41，得到圖14E所示的SOI襯底。
該實施例中，由于SOI層受到掩模的保護(hù)，甚至當(dāng)由于激光標(biāo)記造成粒子飛濺時，也能防止由于粒子飛濺造成的污染。
(實施例14)參考圖17說明半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝。除了標(biāo)記的定時改變以外，該實施例的實施方式與實施例13相同。
以與實施例13相同的方式實施圖17的步驟S11和S12。
在圖17的步驟S13中，從圖14E所示的半導(dǎo)體上除去不必要的絕緣層41得到SOI襯底。
在圖17的步驟S14中，用掩模覆蓋半導(dǎo)體層的表面區(qū)域，在SOI襯底正面?zhèn)壬系闹苓厖^(qū)域中進(jìn)行標(biāo)記。標(biāo)記的形成使得標(biāo)記的凹部通過半導(dǎo)體層3到達(dá)絕緣層2的下部。
該實施例中，由于SOI層受到掩模的保護(hù)，甚至當(dāng)由于激光標(biāo)記造成粒子飛濺時，也能放置由于粒子飛濺造成的污染。
(實施例15)下面參考圖8A至8F說明鍵合半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝。
準(zhǔn)備具有特定電阻0.01Ω·cm的P-型或N-型的單晶襯底作為第一襯底。該襯底在包含HF的溶液中作陽極氧化，形成作為分離層的多孔層。
將由多孔硅組成的多孔層37形成為單層的陽極氧化條件示例如下電流密度7(mA·cm-2)陽極氧化溶液氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間11(秒)多孔層厚度12(μm)通過調(diào)節(jié)陽極氧化時間，多孔層厚度在幾百μm到約0.1μm的范圍內(nèi)變化。
在形成由多孔硅層構(gòu)成的多孔層過程中，可以在以下條件下實施陽極氧化的第一步驟和第二步驟第一步驟電流密度7(mA·cm-2)陽極氧化溶液氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間5(分鐘)第一多孔層厚度5.5(μm)第二步驟電流密度30(mA·cm-2)陽極氧化溶液氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間10(秒鐘)第二多孔層厚度0.2(μm)
用通過陽極氧化以較低電流密度作為表面層首先形成的第一多孔硅層形成高質(zhì)量的外延Si層，用通過陽極氧化以較高電流密度作為底層其次形成的第二多孔硅層促進(jìn)分離，兩個多孔層具有不同的功能。所以，形成的多孔Si層的厚度不限于以上所述，而是范圍可以從幾百μm到約0.1μm。除了以上兩層之外，可以在上面形成第三層或更多層。
在氧氣氣氛中以300-600℃氧化該襯底，從而用熱氧化薄膜組成的保護(hù)膜覆蓋多孔硅孔的內(nèi)壁。用氫氟酸處理多孔層37的表面，僅除去多孔層37表面上的氧化膜而保持孔內(nèi)壁上的氧化膜不被除去。在多孔硅上，通過CVD(化學(xué)汽相淀積)使單晶硅外延生長。生長條件如下所示。
源氣體SiH2Cl2/H2氣體流率0.5/180L/min氣體壓力1.1×104Pa(約80乇)溫度950℃生長率0.3μm/min在外延生長之前，在外延生長室中在氫氣氛下對多孔層37進(jìn)行熱處理(預(yù)烘干)。該熱處理對于提高外延生長層38的晶體品質(zhì)是必要的。實際上，外延生長層38的晶體缺陷可以降低到不超過104cm-2。后面用最后得到的外延生長層38作為轉(zhuǎn)移層。
在外延生長層的表面上，通過熱氧化形成20nm到2μm厚的SiO2層作為絕緣層39。由此獲得圖8A所示的結(jié)構(gòu)。
使絕緣層39的表面和獨立準(zhǔn)備的第二Si襯底的表面彼此接觸，對接觸的襯底在1100℃的溫度下進(jìn)行2個小時的熱處理致使襯底鍵合，從而獲得圖8B所示的結(jié)構(gòu)。
從最后得到的多層結(jié)構(gòu)上，除去多孔層37得到SOI襯底，SOI襯底包含第二襯底1和轉(zhuǎn)移到其上的外延生長層38。為此，通過掩模、拋光、腐蝕或類似工藝除去第一Si襯底的部分36從而使多孔層37暴露出來，然后通過腐蝕除去多孔層37。否則，在多孔層37上分離多層結(jié)構(gòu)，如果多孔部分留在轉(zhuǎn)移到第二襯底1上的外延生長層38的分離面上，則通過腐蝕、氫退火或類似工藝除去多孔部分。
襯底分離方法包括在襯底之間插入楔子的方法；相對拉伸襯底的方法；施加剪切力的方法；利用流體楔例如水噴、氣噴和靜壓流體效應(yīng)的方法；施加超聲波的方法；通過加熱和冷卻施加熱壓的方法。由此獲得圖8C所示的結(jié)構(gòu)。
此后，通過由氫氟酸、過氧化氫和水組成的液體混合物選擇性地腐蝕留在第二襯底1上的多孔Si層37。由無孔單晶硅組成的半導(dǎo)體層38保持未受腐蝕。該層38用作腐蝕停止材料，從而允許通過選擇性腐蝕完全除去多孔Si。由此獲得圖8D所示的結(jié)構(gòu)。
在上面提到的腐蝕液混合物中無孔Si單晶的腐蝕速度極低多孔層的腐蝕速度相對于無孔層的腐蝕速度的選擇比值高到105或更大，所以腐蝕引起的無孔層厚度減小(約幾十埃)實際上是忽略不計的。
因此，在絕緣層39上形成由單晶Si組成的0.2μm厚的半導(dǎo)體層38。多孔Si的選擇性腐蝕根本不改變單晶Si層。形成的半導(dǎo)體層38的厚度均勻，在對整個表面上100個點的測量結(jié)果是范圍為201nm±4nm。
通過透射電子顯微鏡在Si層中沒有觀察到另外的晶體缺陷。
在氫氣氛中通過1100℃熱處理使表面作成平坦。
可以在第二襯底表面上形成氧化膜，代替外延生長層，得到同樣的結(jié)果。
施加掩模MK從而覆蓋半導(dǎo)體層38的表面區(qū)域，通過形成圖案除去部分半導(dǎo)體層38和從外周邊緣向內(nèi)寬1-3mm的周邊區(qū)域上的部分絕緣層39，調(diào)整周邊部分的形狀。該周邊圖案處理可以省略。
在周邊區(qū)域上，在槽口或定向扁平部分附近，通過激光標(biāo)記設(shè)備記錄預(yù)定數(shù)量的字母字符、符號或條形碼。記錄的字符不需要滿足SEMI標(biāo)準(zhǔn)。字符的尺寸能用普通激光標(biāo)記設(shè)備調(diào)節(jié)為約0.8mm間距，為易于閱讀，可以更小或更大。
上述為使表面平整在氫氣氛(氫退火)中進(jìn)行的熱處理可以在該激光標(biāo)記之后實施。
此后，除去掩模MK，對SOI襯底進(jìn)行清潔、檢查、打包和裝運。
通過在氫氟酸、過氧化氫和水的液體混合物中攪拌選擇性地腐蝕留在第一襯底的襯底部分36側(cè)面上的多孔Si。該被腐蝕的襯底表面經(jīng)受氫退火、表面拋光或類似處理。處理后的襯底能重新用作第一襯底30或第二襯底1。
(實施例16)參考圖13A至13F，說明鍵合半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝，其中采用離子注入層作為分離層。
在第一襯底30例如單晶Si片上，通過熱氧化形成由200nm厚的SiO2組成的絕緣層39。
通過絕緣表面層39，在50keV的功率級以密度5×1016cm-2注入氫陽離子。氫離子可以由惰性氣體離子代替，例如氦離子。于是，獲得圖13A所示的結(jié)構(gòu)。絕緣層的表面和獨立準(zhǔn)備的第二襯底例如單晶Si片的表面疊加起來彼此接觸。于是獲得圖13B所示的結(jié)構(gòu)。
最后得到的結(jié)構(gòu)在600℃下退火，從而在離子注入(離子注入層40)的投射范圍附近分成兩片。由熱處理造成分離的離子注入層40處于多孔狀態(tài)。所以，分離表面是粗糙的。至少，通過拋光或氫退火使第二襯底1一側(cè)表面平滑。于是，獲得圖13C或13D所示的結(jié)構(gòu)。最好在平滑步驟之前或平滑步驟之后完成鍵合退火。
因此，由單晶Si組成的0.2μm厚的半導(dǎo)體層38形成在絕緣層39上。形成的半導(dǎo)體層38的厚度均勻，在對整個表面上100個點的厚度測量結(jié)果是范圍為201nm±6nm。
進(jìn)一步，在氫氣氛中以1100℃實施1小時的熱處理。通過用原子力顯微鏡觀察，就50μm見方區(qū)域內(nèi)均方粗糙度來說，表面粗糙度約為0.2nm，這比得上普通商用單晶Si鏡片。
通過透射電子顯微鏡在半導(dǎo)體層38中沒有觀察到另外的晶體缺陷，證實保持了出色的結(jié)晶度。
施加掩模MK覆蓋表面但使部分半導(dǎo)體層38和從外周邊緣向內(nèi)寬1-3mm的周邊區(qū)域中部分絕緣層39暴露出來，通過形成圖案除去暴露的部分，如圖13F所示調(diào)整周邊部分的形狀。
在周邊3mm區(qū)域上，在槽口或定向扁平部分附近，通過激光標(biāo)記設(shè)備記錄12個字母字符。如上所述，標(biāo)記可以是符號或條形碼。在標(biāo)記操作中，沒有粒子沉積在SOI晶片上。為此將激光功率調(diào)整到約220mW。激光功率范圍的調(diào)整取決于標(biāo)記深度或標(biāo)記尺寸。
字母字符的尺寸選擇成滿足前面提到的SEMI標(biāo)準(zhǔn)。字符的尺寸能用普通激光標(biāo)記設(shè)備調(diào)整0-8mm間距，為易于閱讀，可以更小或更大。
此后，除去掩模MK，對SOI襯底進(jìn)行清潔、檢查、打包和裝運?；蛘?，在標(biāo)記步驟之后完成平滑步驟。
除去留在第一襯底的襯底部分36側(cè)面上的離子注入層，至少通過腐蝕、拋光或退火平整襯底表面。處理后的襯底能重新用作第一襯底30或第二襯底1。
在該實施例的修改例中，預(yù)先在第一襯底上通過CVD外延生長厚度為0.50μm的單晶Si。生長條件如下。
源氣體SiH2Cl2/H2氣體流率0.5/180L/min氣體壓力1.1×104pa(約80乇)溫度950℃生長率0.30μm/min為了重新利用第一襯底，能通過上述外延生長補(bǔ)償晶片厚度的減小，這能暫時再利用襯底。即，實施第二或后來的外延生長來補(bǔ)充損失的不是50μm的晶片厚度，在外延生長層中形成離子注入層。
進(jìn)一步，與實施例16類似，在離子注入之后，在不用熱處理的情況下，通過施加導(dǎo)致裂開的外力實施鍵合襯底與鍵合襯底邊緣的分離。
(實施例17)參考圖14A至14E說明通過非鍵合方法生產(chǎn)半導(dǎo)體襯底。
準(zhǔn)備第一單晶8英寸CZ-Si晶片作為襯底1。通過圖14A和14B所示的熱氧化在其上形成由SiO2組成的厚度為50nm的氧化膜41。該氧化膜用于防止離子注入使表面變粗糙。所以，該氧化膜可以省略。
盡管氧化膜41在表面上，但在550℃的溫度下以180keV的功率級以4×1017cm-2的密度注入O+離子。于是，形成氧離子注入層，在外延生長層和原始襯底之間的界面附近最集中。除了氧離子之外可以注入氮離子，或者用氮離子代替氧離子。
在O2(10％)/Ar的氣氛中在1350℃下對該襯底進(jìn)行4個小時的熱處理，獲得如圖14C所示的300nmSOI層/90nm埋入的氧化膜的SOI襯底。
然后在O2(70％)/Ar的氣氛中在1350℃下再次對該襯底進(jìn)行4個小時的熱處理，得到200nmSOI層/120nm埋入的氧化膜的SOI襯底。
將掩模MK施加到半導(dǎo)體層3表面上(圖14D)。掩模有2.8mm寬、18.5mm長的孔，孔的坐標(biāo)由X-Y坐標(biāo)表示X:-9.25mm到+9.25mmY:+93.7mm到+96.5mm取晶片中心作為原點(0,0)，襯底的槽口指向上，用于暴露底層的支撐襯底。從未被掩蓋的部分，通過圖形腐蝕除去部分半導(dǎo)體層3和部分絕緣層2。
在掩模保持覆蓋半導(dǎo)體層3表面區(qū)域的情況下，通過激光標(biāo)記設(shè)備將10個數(shù)字的ID碼記錄在記錄區(qū)域內(nèi)。將激光能級調(diào)整到220mW，根據(jù)SEMI標(biāo)準(zhǔn)選擇字母字符的尺寸。字符的尺寸可調(diào)整0.8mm間距。為易于閱讀，尺寸可以更小或更大。根據(jù)記錄的字符尺寸，可以改變除去的SOI結(jié)構(gòu)區(qū)域的尺寸。特別地，當(dāng)使用較小的字符時，SOI結(jié)構(gòu)除去的區(qū)域變的更小，從而減小了未被使用的除去區(qū)域，增加了生產(chǎn)的芯片數(shù)量。對于特殊應(yīng)用，襯底不需要滿足SEMI標(biāo)準(zhǔn)。除去掩模MK，除去表面氧化膜41，得到圖14E中的SOI晶片，該晶片可以在氫氣中得到進(jìn)一步處理。
此后，對襯底進(jìn)行清潔、檢查、打包和裝運。
適用于本發(fā)明上述實施例的標(biāo)記裝置包括激光，例如Nd:YAG激光，CO2激光和使用金剛石筆。在形成標(biāo)記之后，形成在標(biāo)記區(qū)域內(nèi)的凸部可以在適當(dāng)?shù)臅r候通過研磨或適當(dāng)方法除去。在這些實施例中，在標(biāo)記之后除去粒子的步驟能在沒有掩模的情況下完成標(biāo)記。除去粒子步驟至少包括濕洗、光亮(blush)清洗、擦洗、超聲波清洗、拋光或腐蝕的其中之一。
(例1)在商用8英寸SOI晶片中，通過腐蝕從X-Y坐標(biāo)表示的下面區(qū)域中除去部分半導(dǎo)體層3和部分絕緣層2X:-9.25mm到+9.25mmY:+93.7mm到+96.5mm取晶片中心作為原點(0,0)，襯底的槽口指向上，區(qū)域?qū)扡2為2.8mm，長度L1為18.5mm(邊緣突出部分以外的部分)，從而使底層的支撐襯底暴露出來。
在暴露的區(qū)域14上，通過激光標(biāo)記器SL47(NEC公司生產(chǎn))記錄10個數(shù)字的ID碼。激光功率為220mW。根據(jù)SEMI標(biāo)準(zhǔn)，字母字符的尺寸是高度1.624±0.025mm寬度0.812±0.025mm線粗0.200+0.050mm至0.200-0.150mm字符間距1.420±0.025mm字符的尺寸可調(diào)整0.8mm間距。為易于閱讀，尺寸可以更小或更大。當(dāng)使用較小的字符時，SOI結(jié)構(gòu)除去的區(qū)域變的更小，從而減小了不必要的除去，增加了生產(chǎn)的芯片數(shù)量。
(例2)在底層支撐襯底被暴露的商用鍵合SOI晶片的周邊區(qū)域13中，通過激光標(biāo)記設(shè)備記錄12個數(shù)字的ID碼。12個數(shù)字的字符成直線排列。激光功率為220mW。根據(jù)SEMI標(biāo)準(zhǔn)，字母字符的尺寸是高度1.624±0.025mm
寬度0.812±0.025mm線粗0.200+0.050mm至0.200-0.150mm字符間距1.420±0.025mm字符的尺寸可調(diào)整約0.8mm間距。為易于閱讀，尺寸可以更小或更大。當(dāng)周邊除去區(qū)域的寬度小時最好字符較小。
(例3)在支撐襯底僅被氧化膜覆蓋的商用SOI晶片的周邊區(qū)域中，通過激光標(biāo)記設(shè)備記錄12個數(shù)字的ID碼。激光功率調(diào)整為300mW。穿透氧化膜到達(dá)支撐襯底的激光造成凹部。根據(jù)SEMI標(biāo)準(zhǔn)，字母字符的尺寸是高度1.624±0.025mm寬度0.812±0.025mm線粗0.200+0.050mm至0.200-0.150mm字符間距1.420±0.025mm字符的尺寸可調(diào)整約0.8mm間距，為易于閱讀，尺寸可以更小或更大。當(dāng)周邊除去區(qū)域窄時最好字符較小。
對于特殊應(yīng)用，不需要應(yīng)用SEMI標(biāo)準(zhǔn)。
(例4)具有特定電阻0.01Ω·cm的第一單晶Si襯底在HF溶液中作陽極氧化。陽極氧化條件如下電流密度7(mA·cm-2)陽極氧化溶液氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間11(分鐘)多孔Si厚度12(μm)多孔層的厚度不限于此，可以在幾百μm到約0.1μm的范圍內(nèi)變化。
該襯底在氧氣氛中在400℃進(jìn)行氧化，用熱氧化膜覆蓋多孔硅的孔的內(nèi)壁。用氫氟酸處理多孔Si層的表面，僅從多孔Si層的表面除去氧化膜而保持孔內(nèi)壁上的氧化膜不被除去。在多孔Si上，通過CVD外延生長厚度為0.3μm的單晶Si。生長條件如下。
源氣體SiH2Cl2/H2氣體流率0.5/180L/min氣體壓力1.1×104pa(約80乇)溫度950℃生長率0.3μm/min在引入源氣體進(jìn)行外延生長之前，在外延生長室中在氫氣氛中對襯底進(jìn)行熱處理(預(yù)烘干)。
在該外延Si層的表面上，通過熱氧化形成200nm的氧化膜(SiO2層)。
使最后生成的SiO2層表面和獨立準(zhǔn)備的第二Si襯底表面彼此接觸，對接觸的襯底在1100℃溫度下進(jìn)行2個小時的熱處理使兩個襯底鍵合。
鍵合后襯底的第一襯底側(cè)的大部分通過研磨被除去，剩下的部分通過反應(yīng)離子腐蝕被除去，從而使多孔Si層暴露出來。
通過攪拌用49wt％氫氟酸、含水的30wt％過氧化氫和水的混合物腐蝕轉(zhuǎn)移到第二襯底的多孔Si層。剩下單晶Si未被腐蝕，同時通過選擇性的腐蝕完全除去多孔Si。
由此在Si氧化膜上形成0.2μm厚的單晶Si層。通過多孔Si的選擇性腐蝕沒有造成單晶Si層的變化。所形成的單晶Si層的厚度均勻，在對整個表面上100個點的厚度測量結(jié)果是范圍為201nm±4nm。
通過透射電子顯微鏡在Si層中沒有觀察到另外的晶體缺陷，證實保持了出色的結(jié)晶度。
進(jìn)一步，在氫氣氛中以1100℃實施1小時的熱處理。通過用原子力顯微鏡觀察，就50μm見方區(qū)域內(nèi)均方粗糙度來說，表面粗糙度約為0.2nm，這比得上普通商用單晶Si晶片。
然后，通過形成圖案除去Si層和從外周邊緣向內(nèi)寬3mm的周邊區(qū)域內(nèi)的SiO2層，調(diào)整周邊部分的形狀。
在周邊3mm區(qū)域上，在槽口部分附近，通過激光標(biāo)記設(shè)備記錄12個字母字符。在SOI上沒有觀察到沉積粒子增加。
(例5)在包含HF的溶液中對具有特定電阻0.01Ω·cm的P-型第一單晶Si襯底作陽極氧化。陽極氧化條件如下第一階段電流密度7(mA·cm-2)陽極氧化溶液:氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間5(分鐘)第一多孔層厚度5.5(μm)第二階段電流密度30(mA·cm-2)陽極氧化溶液氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間10(秒鐘)第二多孔層厚度0.2(μm)在氧氣氛中以400℃對該襯底進(jìn)行1小時的氧化，用熱氧化膜覆蓋多孔硅的孔的內(nèi)壁。用氫氟酸處理多孔Si層的表面，僅從多孔層表面處于氧化膜同時保持孔內(nèi)壁上的氧化膜未被除去。在多孔硅上，通過CVD(化學(xué)汽相淀積)外延生長0.3μm厚的單晶硅。生長條件如下所示。
源氣體SiH2Cl2/H2氣體流率0.5/180L/min氣體壓力1.1×104pa(約80乇)溫度950℃生長率0.3μm/min在外延生長之前，在外延生長室中在氫氣氛中對襯底進(jìn)行熱處理。通過該熱處理，使外延生長層中晶體缺陷減小到不超過104cm-2。
在該外延Si層的表面上，通過熱氧化形成200nm厚的氧化膜(SiO2層)作為絕緣層。
最后得到的SiO2層表面和獨立準(zhǔn)備的第二Si襯底表面彼此接觸疊加，對疊加的襯底在1100℃溫度下進(jìn)行2個小時的熱處理使兩個襯底鍵合。
以上鍵合的襯底在通過固體楔插入和通過水噴的水楔插入在多孔Si層處分離。
通過攪拌用49wt％氫氟酸、含水的30wt％過氧化氫和水的混合物選擇性地腐蝕轉(zhuǎn)移到第二襯底的多孔Si層。
這樣，在Si氧化膜上形成0.2μm厚的單晶Si層。多孔Si的選擇性腐蝕不改變單晶Si層。形成的單晶硅層的厚度均勻，在對整個表面上100個點的厚度測量結(jié)果是范圍為201nm±4nm。
通過透射電子顯微鏡在Si層中沒有觀察到另外的晶體缺陷，證實保持了出色的結(jié)晶度。
進(jìn)一步，在氫氣氛中以1100℃實施1小時的熱處理。通過用原子力顯微鏡觀察，就50μm見方區(qū)域內(nèi)均方粗糙度來說，表面粗糙度約為0.2nm，這等于普通商用單晶Si晶片的表面粗糙度。
然后，通過形成圖案除去Si層和從外周邊緣向內(nèi)寬2.5mm的周邊區(qū)域內(nèi)的SiO2層，調(diào)整周邊部分的形狀。
在周邊區(qū)域上，在槽口部分附近，通過激光標(biāo)記設(shè)備記錄12個字母字符。在SOI晶片上沒有觀察到沉積粒子增加。激光功率為220mW。根據(jù)SEMI標(biāo)準(zhǔn)，字母字符的尺寸是高度1.624±0.025mm寬度0.812±0.025mm線粗0.200+0.050mm至0.200-0.150mm字符間距1.420±0.025mm通過上面提到的氫氟酸、過氧化氫和水的液體混合物選擇性地腐蝕留在第一襯底側(cè)面上的多孔Si。用氫對襯底退火。于是襯底可重新用作第一襯底或第二襯底。
(例6)具有特定電阻0.01Ω·cm的P-型第一單晶Si襯底在HF溶液中作陽極氧化。陽極氧化條件如下
第一階段電流密度7(mA·cm-2)陽極氧化溶液氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間5(分鐘)第一多孔層厚度5.5(μm)第二階段電流密度30(mA·cm-2)陽極氧化溶液氫氟酸∶水∶乙醇=1∶1∶1時間10(秒鐘)第二多孔層厚度0.2(μm)在氧氣氛中以400℃對該襯底進(jìn)行1小時的氧化，用熱氧化膜覆蓋多孔硅的孔的內(nèi)壁。用氫氟酸處理多孔Si層的表面，僅從多孔層表面除去氧化膜同時保持孔內(nèi)壁上的氧化膜未被除去。在多孔硅上，通過CVD(化學(xué)汽相淀積)外延生長0.3μm厚的單晶硅。生長條件如下所示。
源氣體SiH2Cl2/H2氣體流率0.5/180L/min氣體壓力1.1×104pa(約80乇)溫度950℃生長率0.3μm/min在外延生長之前，在外延生長室中在氫氣氛中對襯底進(jìn)行熱處理。通過該熱處理，使外延生長層中晶體缺陷減小到不超過104cm-2。
在該外延Si層的表面上，通過熱氧化形成200nm厚的氧化膜(SiO2層)作為絕緣層。
準(zhǔn)備另一個Si襯底。在槽口附近將出現(xiàn)在該襯底周邊部分上的接觸邊緣外面的部分上，即在通過斜截稍微傾斜的Si襯底周邊部分的表面上，通過激光標(biāo)記設(shè)備記錄12個數(shù)字的字母字符。激光功率為220mW。根據(jù)SEMI標(biāo)準(zhǔn)，字母字符的尺寸是高度1.624±0.025mm
寬度0.812±0.025mm線粗0.200+0.050mm至0.200-0.150mm字符間距1.420±0.025mm在激光標(biāo)記之后清潔襯底。
使第一襯底的SiO2層表面和標(biāo)記后的第二Si襯底的表面彼此接觸，在1100℃下進(jìn)行2個小時的熱處理以便鍵合。根據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在作標(biāo)記的部分不產(chǎn)生鍵合。
在多孔Si層的內(nèi)部通過固體楔插入和經(jīng)水噴的水楔插入分離以上鍵合的襯底。
通過攪拌用49wt％氫氟酸、含水的30wt％過氧化氫和水的混合物選擇性地腐蝕轉(zhuǎn)移到第二襯底的多孔Si層。
由此在Si氧化膜上形成0.2μm厚的單晶Si層。通過多孔Si的選擇性腐蝕沒有造成單晶Si層的變化。所形成的單晶Si層的厚度均勻，在對整個表面上100個點的厚度測量結(jié)果是范圍為201nm±4nm。
通過透射電子顯微鏡在Si層中沒有觀察到另外的晶體缺陷，證實保持了出色的結(jié)晶度。
進(jìn)一步，在氫氣氛中以1100℃實施1小時的熱處理。通過用原子力顯微鏡觀察，就50μm見方區(qū)域內(nèi)均方粗糙度來說，表面粗糙度約為0.2nm，這等于普通商用單晶Si晶片的表面粗糙度。
然后，通過形成圖案除去從外周邊緣向內(nèi)寬2.5mm的周邊區(qū)域內(nèi)的Si層和從外周邊緣向內(nèi)寬2.3mm的周邊區(qū)域內(nèi)的SiO2層，調(diào)整周邊部分的形狀。
由于被標(biāo)記的部分沒有鍵合，所以在分離、腐蝕等步驟中被標(biāo)記的部分幾乎不變形。
如上所述，在每個例子中，由于通過激光標(biāo)記在不具有SOI多層結(jié)構(gòu)的區(qū)域上形成標(biāo)記，因此妨礙了粒子產(chǎn)生。進(jìn)一步，為優(yōu)化激光功率組合，不需要調(diào)節(jié)激光功率，與SOI層結(jié)構(gòu)無關(guān)。
粒子產(chǎn)生是器件產(chǎn)量下降的主要原因之一。特別地，在目前不超過0.1μm的規(guī)則下，甚至最輕微的粒子產(chǎn)生或最小的粒子產(chǎn)生都是不可接受的。在這種氣氛下，能根據(jù)SOI層厚度構(gòu)造通過調(diào)節(jié)激光功率和其他條件將粒子產(chǎn)生阻止到一定程度。但是，這降低了批量生產(chǎn)中的產(chǎn)量。所以，如果能在與SOI膜厚度組成無關(guān)的固定條件下進(jìn)行標(biāo)記，則能將粒子增加變得最小。
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底便于ID標(biāo)記的讀取，使濺落的粒子沉積更少，容易在襯底上進(jìn)行ID的標(biāo)記。
在以上實施例或例子中，可以采用以下任何條件1)鍵合退火；氣氛/O2,N2,溫度/400℃-1100℃,2步退火，2)預(yù)鍵合處理；氮等離子體處理和純水沖洗，3)陽極氧化；有乙醇或異丙醇的HF溶液，4)H2退火；溫度/800℃-1150℃或更高，5)標(biāo)記；調(diào)節(jié)/激光功率，發(fā)射數(shù)，脈沖寬度，光束直徑，點直徑，點深度等。
標(biāo)記的深度/1μm-400μm。
本發(fā)明可以用不脫離本發(fā)明實質(zhì)特征的其他具體形式來體現(xiàn)。本發(fā)明是說明性的而非限制性的，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定而不是由以上說明限定，所有變化包括在與權(quán)利要求等價的含義和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種包含半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入絕緣層，其中標(biāo)記形成在半導(dǎo)體層表面區(qū)域以外的區(qū)域上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中標(biāo)記是從數(shù)字、字符、符號和條形碼組成的組中選擇的至少一個。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中將被標(biāo)記的區(qū)域是不存在半導(dǎo)體層的支撐襯底的周邊區(qū)域。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體襯底，其中周邊區(qū)域的外部邊界線是支撐襯底的外周邊緣，周邊區(qū)域的內(nèi)部邊界線在從支撐襯底外周邊緣向內(nèi)1mm或1mm以上的位置上。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中將被標(biāo)記的區(qū)域是支撐襯底的內(nèi)部區(qū)域，那里半導(dǎo)體層局部不存在。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中將被標(biāo)記的區(qū)域在支撐襯底的背面?zhèn)取?br> 7．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中標(biāo)記形成在槽口或定位平面附近。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中標(biāo)記通過生成凹部和/或凸部形成。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中標(biāo)記通過激光形成。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中標(biāo)記通過雕刻表面形成。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中半導(dǎo)體襯底是SOI襯底。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體襯底，其中SOI襯底是鍵合SOI襯底。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體襯底，其中鍵合SOI襯底具有在通過注入氫和/或惰性氣體形成的離子注入層處分離的半導(dǎo)體層。
14．根據(jù)權(quán)利要求12的半導(dǎo)體襯底，其中鍵合的SOI襯底具有通過將形成在多孔材料上的無孔半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移到支撐襯底上形成的半導(dǎo)體層。
15．根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體襯底，其中SOI襯底具有通過注入氧和/或氮離子以及熱處理而形成的絕緣層。
16．一種包含半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入絕緣層，所述工藝包括在半導(dǎo)體層表面區(qū)域以外的區(qū)域上形成標(biāo)記的步驟。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中從數(shù)字、字符、符號和條形碼組成的組中選擇至少一個作為標(biāo)記。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中將被標(biāo)記的區(qū)域是不存在半導(dǎo)體層的支撐襯底的周邊區(qū)域。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中周邊區(qū)域的外部邊界線是支撐襯底的外周邊緣，周邊區(qū)域的內(nèi)部邊界線在從支撐襯底外周邊緣向內(nèi)1mm或1mm以上的位置上。
20．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中將被標(biāo)記的區(qū)域是半導(dǎo)體層局部不存在的支撐襯底的內(nèi)部區(qū)域。
21．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中將被標(biāo)記的區(qū)域是支撐襯底的背面?zhèn)取?br> 22．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中在槽口或定位平面附近形成標(biāo)記。
23．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中通過生成凹部和凸部形成標(biāo)記。
24．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中通過激光形成標(biāo)記。
25．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中通過雕刻表面形成標(biāo)記。
26．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中半導(dǎo)體襯底是SOI襯底。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中SOI襯底是鍵合SOI襯底。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中鍵合SOI襯底的形成是這樣的將氫和/或惰性氣體離子注入第一襯底中，將第一襯底鍵合到作為支撐襯底的第二襯底上，在通過離子注入形成的分離層處從第二襯底上分離第一襯底。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中第一襯底具有通過外延生長形成的半導(dǎo)體層。
30．根據(jù)權(quán)利要求28的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，還包含通過氫退火和/或拋光平滑分離襯底表面的步驟。
31．根據(jù)權(quán)利要求27的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中鍵合SOI襯底具有通過將形成在多孔材料上的無孔半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移到支撐襯底上形成的半導(dǎo)體層。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中進(jìn)一步通過除去多孔層并隨后通過氫退火和/或拋光平滑半導(dǎo)體層的表面來形成鍵合SOI襯底。
33．根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，還包含除去轉(zhuǎn)移的半導(dǎo)體層的周邊部分的步驟。
34．根據(jù)權(quán)利要求31的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中除去多孔材料包括在一層多孔材料處分離鍵合SOI襯底的步驟，腐蝕留在無孔半導(dǎo)體層的分離表面上的多孔材料的步驟。
35．根據(jù)權(quán)利要求27的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中具有半導(dǎo)體層的鍵合SOI襯底的形成如下準(zhǔn)備由無孔襯底和在其上形成的無孔半導(dǎo)體組成的第一襯底，無孔襯底和無孔半導(dǎo)體層之間有一層多孔材料，將第一襯底鍵合到作為支撐襯底的第二襯底上，在多孔材料層處分離第一和第二襯底，從而將無孔半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移到支撐襯底上。
36．根據(jù)權(quán)利要求35的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中具有半導(dǎo)體層的鍵合SOI襯底是這樣形成的通過陽極氧化在無孔襯底上形成一層多孔材料，在多孔材料的孔的內(nèi)壁上形成保護(hù)膜，實施氫烘焙，在多孔材料層上外延生長無孔半導(dǎo)體層，在其表面上形成絕緣層從而提供第一襯底，將第一襯底鍵合到作為支撐襯底的第二襯底上，在多孔材料層上分離第一和第二襯底，除去留下了第二襯底的分離表面的多孔材料，以及平滑無孔半導(dǎo)體層的暴露表面。
37．根據(jù)權(quán)利要求35或36的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中通過插入固體和/或流體楔分離鍵合的襯底。
38．根據(jù)權(quán)利要求35或36的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中通過至少施加壓力、拉伸力、剪切力和超聲波振動其中之一分離鍵合的襯底。
39．根據(jù)權(quán)利要求27的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中具有半導(dǎo)體層的鍵合SOI襯底的形成如下準(zhǔn)備由無孔襯底和其上形成的無孔半導(dǎo)體層組成的第一襯底，無孔襯底和無孔半導(dǎo)體層之間插入一層多孔材料，將第一襯底鍵合到作為支撐襯底的第二襯底上，至少通過研磨、拋光和腐蝕其中之一除去無孔襯底和多孔材料，從而將無孔半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移到支撐襯底上。
40．根據(jù)權(quán)利要求26的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中SOI襯底具有通過注入氧和/或氮離子和熱處理形成的絕緣層。
41．根據(jù)權(quán)利要求40的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，還包括局部除去半導(dǎo)體層的步驟。
42．一種包含半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入至少一層，工藝包括在半導(dǎo)體層表面區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)形成標(biāo)記。
43．一種具有半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體襯底，半導(dǎo)體層形成在支撐襯底上，半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入至少一層，其中標(biāo)記形成在半導(dǎo)體層表面區(qū)域以外的區(qū)域上。
44．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中半導(dǎo)體襯底是鍵合SOI襯底，標(biāo)記形成在不實施鍵合的支撐襯底的表面上。
45．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中半導(dǎo)體襯底是鍵合SOI襯底，標(biāo)記形成在與接觸邊緣對應(yīng)的位置外面的支撐襯底表面上。
46．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中半導(dǎo)體襯底是鍵合SOI襯底，標(biāo)記形成在與接觸邊緣或鍵合邊緣對應(yīng)的位置外面的支撐襯底表面上。
47．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體襯底，其中半導(dǎo)體襯底是鍵合SOI襯底，標(biāo)記形成在鍵合邊緣從支撐襯底外周部分相對其他鍵合邊緣向內(nèi)局部移動的支撐襯底的表面上。
48．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中在用半導(dǎo)體層以外的薄膜覆蓋半導(dǎo)體層表面區(qū)域的狀態(tài)下形成標(biāo)記。
49．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中在用一層多孔材料覆蓋半導(dǎo)體層表面區(qū)域的狀態(tài)下形成標(biāo)記。
50．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，其中在用成形外周邊緣的掩模覆蓋半導(dǎo)體層表面區(qū)域的狀態(tài)下形成標(biāo)記。
51．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，還包括準(zhǔn)備第一襯底和其上形成有標(biāo)記的第二襯底的步驟，通過鍵合第一襯底和第二襯底和除去第一襯底的不必要部分轉(zhuǎn)移第一襯底的將被轉(zhuǎn)移的一層的步驟。
52．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，還包括準(zhǔn)備第一襯底、在第二襯底的周邊部分上形成標(biāo)記的步驟，通過在標(biāo)記部分處不鍵合的情況下鍵合第一襯底和第二襯底以及除去第一襯底的不必要部分轉(zhuǎn)移第一襯底的將被轉(zhuǎn)移的一層的步驟。
53．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，還包括準(zhǔn)備第一襯底、在第二襯底的周邊部分上形成標(biāo)記的步驟，通過鍵合第一襯底和第二襯底以便將接觸邊緣或鍵合邊緣帶到被標(biāo)記部分內(nèi)部的位置以及通過除去第一襯底的不必要部分轉(zhuǎn)移第一襯底的將被轉(zhuǎn)移的一層的步驟。
54．根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)工藝，還包括準(zhǔn)備第一襯底、在第二襯底的周邊部分上形成標(biāo)記的步驟，通過鍵合第一襯底和第二襯底以便在標(biāo)記部分內(nèi)部局部產(chǎn)生鍵合邊緣以及通過除去第一襯底的不必要部分轉(zhuǎn)移第一襯底的將被轉(zhuǎn)移的一層的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括半導(dǎo)體層3的半導(dǎo)體襯底,半導(dǎo)體層3形成在支撐襯底1上,半導(dǎo)體層和支撐襯底之間插入絕緣層3,其中在半導(dǎo)體層表面區(qū)域以外的區(qū)域內(nèi)形成標(biāo)記;以及還提供半導(dǎo)體襯底的生產(chǎn)工藝。
文檔編號H01L23/544GK1314701SQ0110125
公開日2001年9月26日 申請日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月7日
發(fā)明者坂口清文 申請人:佳能株式會社