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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024028041
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】ＳＯＩウェーハ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20240222BHJP
【ＦＩ】
H01L27/12 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022131353
(22)【出願日】2022-08-19
(71)【出願人】
【識別番号】302006854
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165696
【弁理士】
【氏名又は名称】川原 敬祐
(74)【代理人】
【識別番号】100179903
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 敏夫
(72)【発明者】
【氏名】古賀 祥泰
(57)【要約】
【課題】反りを抑制しつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】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中間層と、前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、前記中間層は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を有する、ＳＯＩウェーハ。
【選択図】図１
【解決手段】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中間層と、前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、前記中間層は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を有する、ＳＯＩウェーハ。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
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中間層と、
前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、
前記中間層は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を有する、ＳＯＩウェーハ。
前記支持基板用シリコンウェーハ上の中間層と、
前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、
前記中間層は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を有する、ＳＯＩウェーハ。
【請求項2】
前記中間層は、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有する、
請求項１に記載のＳＯＩウェーハ。
請求項１に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項3】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直上に有し、
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項4】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直下に有し、
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項5】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直上に有し、
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項6】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直下に有し、
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法であって、
前記ＢＯＸ層を、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）を用いて形成する、ＳＯＩウェーハの製造方法。
前記ＢＯＸ層を、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）を用いて形成する、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、ＳＯＩウェーハ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＳＯＩウェーハ（Silicon on Insulator）は、支持基板上に、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の絶縁膜及びデバイス活性層として使用される単結晶シリコン層が順次形成された構造を有する。ＳＯＩウェーハの代表的な製造方法の一つに貼り合わせ法がある。この貼り合わせ法は、支持基板及び活性層用基板の少なくとも一方に酸化膜（BOX（Buried Oxide）層）を形成し、次いで、これらの基板を、酸化膜を介して重ね合わせた後、１２００℃程度の高温にて接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハを製造する方法である。（例えば特許文献１を参照）。近年、加速度センサとして用いられるＭＥＭＳデバイスの材料としてもＳＯＩウェーハが用いられつつある。ＭＥＭＳデバイス用途でＳＯＩウェーハを用いる場合、ＢＯＸ層には従来の絶縁層としての機能だけでなく、ハンドリング性が求められるなど、これまでにない取り組みが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平８－７８６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のＳＯＩウェーハに用いられるＢＯＸ層は酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる。酸化シリコン（ＳｉＯ２）は、隣接する単結晶シリコンと熱膨張係数が大きく異なる。そのため、ＭＥＭＳデバイスを作製する際の加工及び加熱の工程で、その熱膨張係数の違いから、ウェーハとしては反りが生じてしまう。センサ用途の微細構造を形成したＭＥＭＳデバイスにおいては、この反りは検知信号に直接的な悪影響を与えてしまうため、ＳＯＩウェーハの反りを解消する必要がある。そこで本発明は、反りを抑制しつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハ及びそ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】
【0005】
本発明者は、上記課題を解決すべく検討し、ＳＯＩウェーハにおけるＢＯＸ層として一般的に用いられてきた酸化シリコンに替えて、シリコンリッチなＳｉＯｘ（ｘ＜２）からなるＢＯＸ層を有する中間層の利用を検討した。隣接する支持基板や活性層の組成であるシリコン（Ｓｉ）に近づければ、熱膨張係数の差は抑えられるため、反りの解消を期待できる。しかしながら、僅かの組成変更では十分に反りを解消できず、一方で、組成をシリコンに近づけすぎると酸に対するエッチングレートが著しく低下してしまい、ＭＥＭＳデバイスの作製に適さない。そこで本発明者はＢＯＸ層におけるＳｉＯｘの組成ｘについてさらに鋭意検討し、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＢＯＸ層の組成を見出した。本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、その要旨構成は以下のとおりである。
【0006】
＜１＞支持基板用シリコンウェーハと、支持基板用シリコンウェーハ上の中間層と、中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、中間層は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を有する、ＳＯＩウェーハ。
【0007】
＜２＞中間層は、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有する、
＜１＞に記載のＳＯＩウェーハ。
＜１＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0008】
＜３＞中間層は接着層をＢＯＸ層の直上に有し、接着層はアモルファスシリコンからなる、＜２＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0009】
＜４＞中間層は接着層をＢＯＸ層の直下に有し、接着層はアモルファスシリコンからなる、＜２＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0010】
＜５＞中間層は接着層をＢＯＸ層の直上に有し、接着層は酸化シリコンからなる、＜２＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0011】
＜６＞中間層は接着層をＢＯＸ層の直下に有し、接着層は酸化シリコンからなる、＜２＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0012】
＜７＞請求項＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法であって、ＢＯＸ層を、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）を用いて形成する、ＳＯＩウェーハの製造方法。
【0013】
以下では、上述の支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハのそれぞれに活性化領域を形成して、真空常温下で両者の活性化領域同士で貼り合せる方法を「真空常温接合法」と称する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、反りを抑制しつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明による、ＳＯＩウェーハの概要を説明する模式断面図である。
【図2】本発明によるＳＯＩウェーハの第１実施形態を説明する模式断面図である。
【図3】本発明によるＳＯＩウェーハの第２実施形態を説明する模式断面図である。
【図4】本発明によるＳＯＩウェーハの第３実施形態を説明する模式断面図である。
【図5】本発明によるＳＯＩウェーハの第４実施形態を説明する模式断面図である。
【図6】本発明によるＳＯＩウェーハの第５実施形態を説明する模式断面図である。
【図7】本発明による接合シリコンウェーハの製造方法の一実施形態において、真空常温接合を行う際に用いる装置の一例を示す概念図である。
【図8】実施例及び比較例に係るＳＯＩウェーハにおける反り量の評価結果を示すグラフである。
【図9】実施例及び比較例に係るＳＯＩウェーハにおけるエッチングレートの評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を順次説明する。各図面では説明の便宜上、各構成の厚さを誇張して示す。そのため、各構成の厚さは、実際の厚さの割合とは異なる。
【0017】
（ＳＯＩウェーハ）
図１の模式断面図を参照し、本発明に従うＳＯＩウェーハ１を説明する。ＳＯＩウェーハ１は支持基板用シリコンウェーハ１０と、支持基板用シリコンウェーハ１０上の中間層３０と、中間層３０上の単結晶シリコン層２１とを備える。そして、中間層３０は組成がＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を有する（図１に図示せず）。また、このとき中間層３０は、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有してもよい（図１に図示せず）。中間層３０が接着層を有することにより、ＢＯＸ層がシリコンリッチなＳｉＯｘからなる層であっても、支持基板用シリコンウェーハ１０と、単結晶シリコン層２１とを、ＢＯＸ層を介して接合することが可能となる。
図１の模式断面図を参照し、本発明に従うＳＯＩウェーハ１を説明する。ＳＯＩウェーハ１は支持基板用シリコンウェーハ１０と、支持基板用シリコンウェーハ１０上の中間層３０と、中間層３０上の単結晶シリコン層２１とを備える。そして、中間層３０は組成がＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を有する（図１に図示せず）。また、このとき中間層３０は、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有してもよい（図１に図示せず）。中間層３０が接着層を有することにより、ＢＯＸ層がシリコンリッチなＳｉＯｘからなる層であっても、支持基板用シリコンウェーハ１０と、単結晶シリコン層２１とを、ＢＯＸ層を介して接合することが可能となる。
【0018】
＜ＢＯＸ層＞
ＢＯＸ層を構成するＳｉＯｘは、組成比ｘの違いによりその熱膨張係数が変化する。ＳｉＯｘの組成比ｘの範囲を０．５９以上０．７８以下とすることで、ＢＯＸ層の熱膨張係数を支持基板用シリコンウェーハ１０及び単結晶シリコン層２１の熱膨張係数に近づけることができる。組成比ｘが０．７８よりも大きいと、隣接する支持基盤シリコンウェーハ１０及び単結晶シリコン層２１との熱膨張係数の差が大きくなるため、ＭＥＭＳデバイスとして用いた場合に反りが発生してしまう。組成比ｘが小さいほど、上述した熱膨張係数の差を小さくすることができ、その結果反りの発生を抑制することができる。しかしながら、組成比ｘが０．５９よりも小さいと、酸に対するエッチングレートが遅くなりすぎてしまい、ＭＥＭＳデバイス作製の際に微細構造の形成に適さない。このような事情から、組成比ｘは、０．６０以上０．７５以下とすることが好ましく、０．６５以上０．７０以下とすることがより好ましい。
ＢＯＸ層を構成するＳｉＯｘは、組成比ｘの違いによりその熱膨張係数が変化する。ＳｉＯｘの組成比ｘの範囲を０．５９以上０．７８以下とすることで、ＢＯＸ層の熱膨張係数を支持基板用シリコンウェーハ１０及び単結晶シリコン層２１の熱膨張係数に近づけることができる。組成比ｘが０．７８よりも大きいと、隣接する支持基盤シリコンウェーハ１０及び単結晶シリコン層２１との熱膨張係数の差が大きくなるため、ＭＥＭＳデバイスとして用いた場合に反りが発生してしまう。組成比ｘが小さいほど、上述した熱膨張係数の差を小さくすることができ、その結果反りの発生を抑制することができる。しかしながら、組成比ｘが０．５９よりも小さいと、酸に対するエッチングレートが遅くなりすぎてしまい、ＭＥＭＳデバイス作製の際に微細構造の形成に適さない。このような事情から、組成比ｘは、０．６０以上０．７５以下とすることが好ましく、０．６５以上０．７０以下とすることがより好ましい。
【0019】
＜＜ＢＯＸ層の組成＞＞
ＢＯＸ層の組成ｘは、ＥＤＸ分析により同定することができる。本明細書の実施例では、ウェーハ中心の組成をＥＤＸ分析（ＯＸＦＯＲＤ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＩＮＣＡ）により解析した。このとき、ＢＯＸ層表面への電子線の加速電圧は１ｋＶとし、電流値は１０μＡで加速して１００μｍ×１００μｍの面積で深さ１μｍの領域に照射して、ＢＯＸ層表面で発生したＸ線を検出した。そして、検出したＸ線のＳｉ元素成分とＯ元素成分に対して検出された最大量の比をＳｉＯｘにおけるｘの値として採用することができる。
ＢＯＸ層の組成ｘは、ＥＤＸ分析により同定することができる。本明細書の実施例では、ウェーハ中心の組成をＥＤＸ分析（ＯＸＦＯＲＤ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＩＮＣＡ）により解析した。このとき、ＢＯＸ層表面への電子線の加速電圧は１ｋＶとし、電流値は１０μＡで加速して１００μｍ×１００μｍの面積で深さ１μｍの領域に照射して、ＢＯＸ層表面で発生したＸ線を検出した。そして、検出したＸ線のＳｉ元素成分とＯ元素成分に対して検出された最大量の比をＳｉＯｘにおけるｘの値として採用することができる。
【0020】
なお、ＢＯＸ層の厚みは、ＭＥＭＳデバイスの上下駆動領域を十分に確保する観点から、１μｍ以上とすることが好ましく、ＳＯＩウェーハ１を小型化する観点から、上限を２０μｍと設定することが好ましい。また、両目的を達成するため、２μｍ以上５μｍ以下であることが特に好ましい。もっとも、ＳＯＩウェーハ１の用途に応じて、単結晶シリコン層２１の厚みを５μｍ以上としてもよいし、１０μｍ以上としてもよいし、２０μｍ以下としてもよいし、１５μｍ以下としてもよい。
【0021】
以上説明したとおり、ＳＯＩウェーハ１は、上述したＢＯＸ層を有する中間層３０を備えるため、反りを抑制できつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適である。
【0022】
【0023】
―第１実施形態―
図２を参照する。ＳＯＩウェーハ１００は、支持基板用シリコンウェーハ１１０と、支持基板用シリコンウェーハ１１０上の中間層１３０と、中間層１３０上の単結晶シリコン層１２１とを備える。中間層１３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層１３１を有する。ここで中間層１３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層１３２をＢＯＸ層１３１の直下に有する。ＳＯＩウェーハ１００は以下のように製造することが出来る。
図２を参照する。ＳＯＩウェーハ１００は、支持基板用シリコンウェーハ１１０と、支持基板用シリコンウェーハ１１０上の中間層１３０と、中間層１３０上の単結晶シリコン層１２１とを備える。中間層１３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層１３１を有する。ここで中間層１３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層１３２をＢＯＸ層１３１の直下に有する。ＳＯＩウェーハ１００は以下のように製造することが出来る。
【0024】
まず、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０の表面上に、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層１３１を形成する。ＢＯＸ層１３１は後述のＰＥ-ＣＶＤ法を用いて形成することができる。次に、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面に真空常温下で活性化処理を施して、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面に接着層としてのアモルファスシリコン接着層１３２を形成する。このアモルファスシリコン接着層１３２は接着層として機能すればよく、厚さは特に限定されないが、例えば５ｎｍ以下のアモルファスシリコンを形成できればよい。さらに、引き続き真空常温下で、支持基板用シリコンウェーハ１１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０をアモルファスシリコン接着層１３２及びＢＯＸ層１３１を接触させて、真空常温接合により接合する。そして最後に、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０を減厚して単結晶シリコン層１２１を得ることにより最終的な第１実施形態のＳＯＩウェーハ１００を得る。また、本発明で課題とする反り防止の観点からは、支持基板用シリコンウェーハの裏面に反り防止を目的とした反り防止膜１５０を設けてもよい。反り防止膜１５０の組成は特に限定されないが、ＳｉＯｙ（０＜ｙ＜０．６）の範囲であれば酸エッチング後にも溶出を免れて残存できるため、好ましい。反り防止膜１５０の厚みも特に限定されないが、反り防止の観点では厚い方が好ましく、１μｍ以上２０μｍ以下を例示することができる。図２に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0025】
―第２実施形態―
図３を参照する。ＳＯＩウェーハ２００は、支持基板用シリコンウェーハ２１０と、支持基板用シリコンウェーハ２１０上の中間層２３０と、中間層２３０上の単結晶シリコン層２２１とを備える。中間層２３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層２３１を有する。ここで中間層２３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層２３２をＢＯＸ層２３１の直上に有する。ＳＯＩウェーハ２００は第１実施形態においてＢＯＸ層を単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０の表面上に形成するのに替えて、支持基板用シリコンウェーハ２１０上にＢＯＸ層２３１を形成し、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０の表面にアモルファスシリコン接着層２３２を形成することで製造することが出来る。図３に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
図３を参照する。ＳＯＩウェーハ２００は、支持基板用シリコンウェーハ２１０と、支持基板用シリコンウェーハ２１０上の中間層２３０と、中間層２３０上の単結晶シリコン層２２１とを備える。中間層２３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層２３１を有する。ここで中間層２３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層２３２をＢＯＸ層２３１の直上に有する。ＳＯＩウェーハ２００は第１実施形態においてＢＯＸ層を単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０の表面上に形成するのに替えて、支持基板用シリコンウェーハ２１０上にＢＯＸ層２３１を形成し、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０の表面にアモルファスシリコン接着層２３２を形成することで製造することが出来る。図３に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0026】
―第３実施形態―
図４を参照する。ＳＯＩウェーハ３００は、支持基板用シリコンウェーハ３１０と、支持基板用シリコンウェーハ３１０上の中間層３３０と、中間層３３０上の単結晶シリコン層３２１とを備える。中間層３３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層３３１を有する。また、ＢＯＸ層３３１は、以下の製造プロセスを参照して説明するとおり、支持基板用シリコンウェーハ３１０直上の第１のＢＯＸ層３３１ｂと、単結晶シリコン層３２１直下の第２のＢＯＸ層３３１aとからなる。
図４を参照する。ＳＯＩウェーハ３００は、支持基板用シリコンウェーハ３１０と、支持基板用シリコンウェーハ３１０上の中間層３３０と、中間層３３０上の単結晶シリコン層３２１とを備える。中間層３３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層３３１を有する。また、ＢＯＸ層３３１は、以下の製造プロセスを参照して説明するとおり、支持基板用シリコンウェーハ３１０直上の第１のＢＯＸ層３３１ｂと、単結晶シリコン層３２１直下の第２のＢＯＸ層３３１aとからなる。
【0027】
まず、支持基板用シリコンウェーハ３１０の表面にＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなる第１のＢＯＸ層３３１ｂと、単結晶シリコン層３２１の表面にＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなる第２のＢＯＸ層３３１aをＰＥ-ＣＶＤ法を用いてそれぞれ形成する。その後、真空常温下で、各ＢＯＸ層表面の第１のＢＯＸ層３３１ｂと第２のＢＯＸ層３３１aにシリコンターゲットをスパッタリングして両ＢＯＸ層を接着するための原子サイズレベルのシリコンを蒸着させる。次いで、この蒸着したシリコンを介して第１のＢＯＸ層３３１ｂと第２のＢＯＸ層３３１aを重ね合わせて真空常温接合することによりＳＯＩウェーハ３００を製造することができる。ここで、各ＢＯＸ層の表面に蒸着させたシリコンは、各ＢＯＸ層同士の接合には寄与するものの、実質的に厚みが無視できるほど薄いため、ＳＯＩウェーハ３００を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）を用いて評価してもその存在を観察することができない。すなわち、ＳＯＩウェーハ３００において、第１のＢＯＸ層３３１ｂと第２のＢＯＸ層３３１aの間にはシリコン層が観察されない。なお、この理由により、図４においても接合面のシリコンは図示しない。単結晶シリコン層３２１を減厚する点や、支持基板用シリコンウェーハ３１０の裏面に反り防止膜３５０を任意に形成してよい点はその他の実施形態と同様である。図４に、各構成とともに、実際に接合面となる個所を点線で示した。
【0028】
―第４実施形態―
図５を参照する。ＳＯＩウェーハ４００は、支持基板用シリコンウェーハ４１０と、支持基板用シリコンウェーハ４１０上の中間層４３０と、中間層４３０上の単結晶シリコン層４２１とを備える。中間層４３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層４３１を有する。ここで中間層４３０は酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる酸化シリコン接着層４３５をＢＯＸ層４３１の直下に有する。ここで、ＳＯＩウェーハ４００は以下のように製造することが出来る。
図５を参照する。ＳＯＩウェーハ４００は、支持基板用シリコンウェーハ４１０と、支持基板用シリコンウェーハ４１０上の中間層４３０と、中間層４３０上の単結晶シリコン層４２１とを備える。中間層４３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層４３１を有する。ここで中間層４３０は酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる酸化シリコン接着層４３５をＢＯＸ層４３１の直下に有する。ここで、ＳＯＩウェーハ４００は以下のように製造することが出来る。
【0029】
まず、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ４２０の表面上に、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層４３１をＰＥ-ＣＶＤ法で形成すればよい。次に、支持基板用シリコンウェーハ４１０に熱酸化処理を施して、支持基板用シリコンウェーハ４１０の片面に接着層として機能する酸化シリコン接着層４３５aを形成する。このとき、一般的には反対側の面も酸化されて酸化シリコン層４３５ｂが形成される。酸化シリコン接着層４３５aは接着層として機能すればよく、厚さは特に限定されないが、例えば２０ｎｍ以下とすることができる。そして、支持基板用シリコンウェーハ４１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ４２０を酸化シリコン接着層４３５ａ及びＢＯＸ層４３１を接触させて、貼り合わせ熱処理により接合する。最後に、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ４２０を減厚して単結晶シリコン層４２１を得ることにより最終的な第４実施形態のＳＯＩウェーハ４００を得ることができる。また、本実施形態において、支持基板用シリコンウェーハ４１０裏面側に形成された酸化シリコン層４３５ｂの表面に反り防止を目的とした反り防止膜４５０を設けてもよい。あるいは支持基板用シリコンウェーハ４１０裏面側の酸化シリコン層４３５ｂをエッチングなどで除去した後、支持基板用シリコンウェーハ４１０の裏面に反り防止膜４５０を設けてもよい。図５に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0030】
―第５実施形態―
図６を参照する。ＳＯＩウェーハ５００は、支持基板用シリコンウェーハ５１０と、支持基板用シリコンウェーハ５１０上の中間層５３０と、中間層５３０上の単結晶シリコン層５２１とを備える。中間層５３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層５３１を有する。中間層５３０は酸化シリコンからなる酸化シリコン接着層５３２をＢＯＸ層５３１の直上に有する。ここで、ＳＯＩウェーハ５００は第４実施形態においてＢＯＸ層を単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２０の表面上に形成するのに替えて、支持基板用シリコンウェーハ５１０上に形成し、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２１の表面に酸化シリコン接着層５３５ｂを形成することで製造することが出来る。本実施形態において、支持基板用シリコンウェーハ４１０裏面側に反り防止を目的とした反り防止膜５５０を設けてもよい。図６に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
図６を参照する。ＳＯＩウェーハ５００は、支持基板用シリコンウェーハ５１０と、支持基板用シリコンウェーハ５１０上の中間層５３０と、中間層５３０上の単結晶シリコン層５２１とを備える。中間層５３０は、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層５３１を有する。中間層５３０は酸化シリコンからなる酸化シリコン接着層５３２をＢＯＸ層５３１の直上に有する。ここで、ＳＯＩウェーハ５００は第４実施形態においてＢＯＸ層を単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２０の表面上に形成するのに替えて、支持基板用シリコンウェーハ５１０上に形成し、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２１の表面に酸化シリコン接着層５３５ｂを形成することで製造することが出来る。本実施形態において、支持基板用シリコンウェーハ４１０裏面側に反り防止を目的とした反り防止膜５５０を設けてもよい。図６に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0031】
＜具体的態様＞
以下では、本発明において用いることができる支持基板用シリコンウェーハ、単結晶シリコン層に適用可能なシリコンウェーハの具体的態様を説明する。
以下では、本発明において用いることができる支持基板用シリコンウェーハ、単結晶シリコン層に適用可能なシリコンウェーハの具体的態様を説明する。
【0032】
シリコンウェーハの面方位は任意であり、（１００）面のウェーハを用いてもよいし、（１１０）面のウェーハなどを用いてもよい。
【0033】
シリコンウェーハの厚さは、用いる用途に応じて適宜決定することができ、３００μｍ～１．５ｍｍとすることができる。単結晶シリコン層用シリコンウェーハから得られる単結晶シリコンからなる単結晶シリコン層の膜厚を１００ｎｍ～１ｍｍの範囲で適宜定めることは既に述べたとおりである。
【0034】
また、シリコンウェーハにボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのドーパントがドープされていてもよいし、所望の特性を得るため炭素（Ｃ）又は窒素（Ｎ）などがドープされていてもよい。
【0035】
シリコンウェーハの直径は何ら制限されない。一般的な直径３００ｍｍ又は２００ｍｍなどのシリコンウェーハに本発明を適用することができる。もちろん、直径３００ｍｍよりも直径の大きいシリコンウェーハに対しても、直径の小さいシリコンウェーハに対しても本発明を適用することができる。
【0036】
シリコンウェーハとしてエピタキシャルシリコンウェーハを用いても構わない。なお、シリコンウェーハの表面には数Å程度の膜厚の自然酸化膜が形成されうるが、こうした自然酸化膜があってもよいし、必要に応じて公知の洗浄方法等を用いて除去してもよい。
【0037】
【0038】
＜＜ＰＥ－ＣＶＤ法によるＢＯＸ層の形成＞＞
ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層は、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）などのＣＶＤ法を用いて、支持基板用シリコンウェーハ又は単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面上に成膜することができる。プラズマＣＶＤ法では、まず単結晶シリコン層用シリコンウェーハを１×１０－４Ｐａ以下の真空度で、３００℃以上７００℃以下の温度で保持する。そして、プラズマパワーを５００Ｗ以上としたうえで、導入するソースガスとしてはテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）等のシランガスと酸素ガスの混合ガスを用いることが出来る。そしてこの混合ガスの混合比を形成するＢＯＸ層の所望のＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）の比となるように調整して成膜すれば、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を形成することができる。
ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層は、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）などのＣＶＤ法を用いて、支持基板用シリコンウェーハ又は単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面上に成膜することができる。プラズマＣＶＤ法では、まず単結晶シリコン層用シリコンウェーハを１×１０－４Ｐａ以下の真空度で、３００℃以上７００℃以下の温度で保持する。そして、プラズマパワーを５００Ｗ以上としたうえで、導入するソースガスとしてはテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）等のシランガスと酸素ガスの混合ガスを用いることが出来る。そしてこの混合ガスの混合比を形成するＢＯＸ層の所望のＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）の比となるように調整して成膜すれば、ＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を形成することができる。
【0039】
＜＜真空常温接合法による貼り合わせ＞＞
図２及び図７を参照しつつ、上記活性化処理及び接合を行うための、真空常温接合法による貼合せ方法を説明する。真空常温接合法とは、支持基板用シリコンウェーハ１１０と、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０を加熱することなく、両者を常温で貼り合わせる方法である。一例として例示する実施形態１においては、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０に形成したＢＯＸ層１３１の表面と、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面とのそれぞれに、真空常温下でイオンビームまたは中性原子ビームを照射する活性化処理をして、上記両方の表面をそれぞれ活性化領域とする。これにより、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面にはごく薄いアモルファスシリコンの領域が形成されるとともにダングリングボンドが現れる。そのため、引き続き真空常温下で上記両方のウェーハを接触させると、瞬時に接合力が働き、上記活性化領域を貼合せ面として、支持基板用シリコンウェーハ１１０と単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０とが強固に貼り合い、両者を接合できる。
図２及び図７を参照しつつ、上記活性化処理及び接合を行うための、真空常温接合法による貼合せ方法を説明する。真空常温接合法とは、支持基板用シリコンウェーハ１１０と、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０を加熱することなく、両者を常温で貼り合わせる方法である。一例として例示する実施形態１においては、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０に形成したＢＯＸ層１３１の表面と、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面とのそれぞれに、真空常温下でイオンビームまたは中性原子ビームを照射する活性化処理をして、上記両方の表面をそれぞれ活性化領域とする。これにより、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面にはごく薄いアモルファスシリコンの領域が形成されるとともにダングリングボンドが現れる。そのため、引き続き真空常温下で上記両方のウェーハを接触させると、瞬時に接合力が働き、上記活性化領域を貼合せ面として、支持基板用シリコンウェーハ１１０と単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０とが強固に貼り合い、両者を接合できる。
【0040】
活性化処理の方法としては、プラズマ雰囲気でイオン化した元素を基板表面へ加速させる方法と、イオンビーム装置から加速したイオン化した元素を基板表面へ加速させる方法が挙げられる。図７を参照しつつ、この方法を実現する装置の一例を示す概念図を用いて活性化処理方法を説明する。真空常温接合装置９３０は、プラズマチャンバー９３１と、ガス導入口９３２と、真空ポンプ９３３と、パルス電圧印加装置９３４と、ウェーハ固定台９３５ａ，９３５ｂと、を有する。
【0041】
まず、プラズマチャンバー９３１内のウェーハ固定台９３５ａ，９３５ｂにそれぞれ支持基板用シリコンウェーハ１１０及び表面にＢＯＸ層１３１を形成した単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０を載置して、固定する。次に、真空ポンプ９３３によりプラズマチャンバー９３１内を減圧し、ついで、ガス導入口９３２からプラズマチャンバー９３１内に原料ガスを導入する。続いて、パルス電圧印加装置９３４によりウェーハ固定台９３５ａ，９３５ｂ（併せて支持基板用シリコンウェーハ１１０，単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０）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支持基板用シリコンウェーハ１１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０表面に形成されたＢＯＸ層１３１の表面に向けて加速、照射することができる。
【0042】
なお、照射する元素は、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈ、Ｈｅ及びＳｉから選択される少なくとも一種から選択すればよい。
【0043】
図２を参照する。先に述べたとおり、真空常温接合法における活性化処理によって、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面において、ビームを照射した側の表面から概ね１ｎｍの深さ位置にまで、アモルファスシリコンの領域が形成されるとともに、ダングリングボンドが形成される。本実施形態では支持基板用シリコンウェーハ１１０には、接着層としてのアモルファスシリコン接着層１３２が形成される。なお、支持基板用シリコンウェーハ１１０に形成されたこのアモルファスシリコン接着層１３２は、ゲッタリング層としても機能する。例えば、アモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層１３２は、支持基板用シリコンウェーハ１１０中の酸素や不純物が単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０に外方拡散するのを抑制することができる点で有用である。
【0044】
―真空常温接合法の具体的態様―
プラズマチャンバー９３１内のチャンバー圧力は１×１０－５Ｐａ以下とすることができる。１×１０－５Ｐａ以下であれば、スパッタされた元素が基板表面に再付着することによってダングリングボンドの形成率が低下するおそれがないからである。
プラズマチャンバー９３１内のチャンバー圧力は１×１０－５Ｐａ以下とすることができる。１×１０－５Ｐａ以下であれば、スパッタされた元素が基板表面に再付着することによってダングリングボンドの形成率が低下するおそれがないからである。
【0045】
支持基板用シリコンウェーハ１１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０に印加するパルス電圧は、基板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ればよい。１００ｅＶ以上であれば、照射した元素が基板表面に堆積するおそれがなく、１０ｋｅＶ以下であれば、照射した元素が基板内部へ注入するおそれがないので、ダングリングボンドを安定的に形成することができる。
【0046】
パルス電圧の周波数は、支持基板用シリコンウェーハ１１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０にイオンまたは中性原子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以下とすればよい。パルス電圧の周波数が１０Ｈｚ以上であれば、イオンまたは中性原子の照射ばらつきを吸収することができるので、イオンまたは中性原子の照射量が安定する。パルス電圧の周波数が１０ｋＨｚ以下であれば、グロー放電によるプラズマ形成が安定する。
【0047】
パルス電圧のパルス幅は、支持基板用シリコンウェーハ１１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０にイオンまたは中性原子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。パルス幅が１μ秒以上であれば、イオンまたは中性原子を支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハに安定的に照射することができる。パルス幅が１０ｍ秒以下であれば、グロー放電によるプラズマ形成が安定する。
【0048】
なお、前述のとおり、支持基板用シリコンウェーハ１１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０は加熱されない。そのため、各ウェーハの温度は常温（通常、３０℃～９０℃）となる。
【実施例0049】
以下、実施例を用いて本発明をさら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。
【0050】
（発明例１）
支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハとして、直径：４インチ（１０１．６ｍｍ）、厚み：５２５μｍのｐ型ＣＺシリコンウェーハ（ドーパント：ボロン）を用意した。次いで、単結晶シリコン層用シリコンウェーハをプラズマＣＶＤ装置に導入し、装置内の真空度を１×１０－５Ｐａ以下に保持した。そして、ステージ温度を５００℃に維持した状態で、プラズマパワーを７００Ｗでソースガスとしてテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）を２５ｓｃｃｍと酸素ガスを５０ｓｃｃｍ流し、さらにキャリアガスとしてＡｒガスを４０ｓｃｃｍ流して、プラズマＣＶＤ法により単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面に膜厚２．５μｍのＢＯＸ層を形成した。
支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハとして、直径：４インチ（１０１．６ｍｍ）、厚み：５２５μｍのｐ型ＣＺシリコンウェーハ（ドーパント：ボロン）を用意した。次いで、単結晶シリコン層用シリコンウェーハをプラズマＣＶＤ装置に導入し、装置内の真空度を１×１０－５Ｐａ以下に保持した。そして、ステージ温度を５００℃に維持した状態で、プラズマパワーを７００Ｗでソースガスとしてテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）を２５ｓｃｃｍと酸素ガスを５０ｓｃｃｍ流し、さらにキャリアガスとしてＡｒガスを４０ｓｃｃｍ流して、プラズマＣＶＤ法により単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面に膜厚２．５μｍのＢＯＸ層を形成した。
【0051】
そして、形成されたＢＯＸ層の表面粗さを低減するために、ＢＯＸ層が形成され単結晶層用シリコンウェーハのＢＯＸ層表面に対して５００ｎｍの研磨代となるＣＭＰ法による研磨を行った。
【0052】
次いで、支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハの両方をチャンバー内に導入し、真空度を１×１０－５Ｐａ以下に保持した。その後、支持基板用シリコンウェーハの表面に対し、アルゴンイオンを１．４ｋｅＶで照射することで活性化処理を施し、支持基板用シリコンウェーハの表面に接着層としての活性化領域（アモルファスシリコン）を形成した。そして、両基板を真空常温環境下で支持基板用シリコンウェーハの活性化領域と単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面のＢＯＸ層とを貼り合わせて接合した。
【0053】
単結晶シリコン層用シリコンウェーハの厚みを１０μｍ残すよう、貼り合せ面とは反対側から、研削及び研磨を行い、発明例１に係るＳＯＩウェーハを得た。
【0054】
また、ＢＯＸ層形成直後の単結晶シリコン層用シリコンウェーハのウェーハ中心の組成を、先に述べたのと同様、ＥＤＸ分析（ＯＸＦＯＲＤ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＩＮＣＡ）により解析した。このとき、ＢＯＸ層表面への電子線の加速電圧は１ｋＶとし、電流値は１０μＡで加速して１００μｍ×１００μｍの面積で深さ１μｍの領域に照射して、ＢＯＸ層表面で発生したＸ線を検出した。そして、検出したＸ線のＳｉ元素成分とＯ元素成分に対して検出された最大量の比をＳｉＯｘにおけるｘの値としたところ、発明例１におけるｘの値は０．７８であった。評価結果を表１に示す。
【0055】
（発明例２）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、発明例２においては、酸素ガスを２５ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、発明例２においては、酸素ガスを２５ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0056】
（発明例３）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを１６ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを１６ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0057】
（従来例１）
発明例１ではＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を形成すべくプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしていたところ、従来例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを１００ｓｃｃｍ流すことにより酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなるＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で従来例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではＳｉＯｘ（０．５９≦ｘ≦０．７８）からなるＢＯＸ層を形成すべくプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしていたところ、従来例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを１００ｓｃｃｍ流すことにより酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなるＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で従来例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0058】
（比較例１）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを６８ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを６８ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0059】
（比較例２）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例２においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５７ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例２においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５７ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0060】
（比較例３）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例３においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを７ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例３においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを７ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0061】
（比較例４）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例４においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例４に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例４においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例４に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0062】
（比較例５）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例５においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを２ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例５に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例５においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを２ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例５に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0063】
（比較例６）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例６においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを１ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例６に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を５０ｓｃｃｍとしてＢＯＸ層を形成していたところ、比較例６においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを１ｓｃｃｍ流すことによりＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例６に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0064】
（評価：ウェーハ反り量の評価）
ウェーハ反り量を評価するため、薄膜ストレス測定装置（ＦＬＸ－２３２０－Ｓ：東朋テクノロジー社製）を用いて、レーザーを単結晶シリコン層表面へ照射して反射光を評価した。評価には各実施例におけるＢＯＸ層形成直後の単結晶シリコン層用シリコンウェーハを用いた。反射光を測定して入射光から変位した距離を測定することでウェーハの当該測定箇所における反り量を算出した。そして、各実施例におけるウェーハ中心部とウェーハエッジ部における反り量の差に対し、ＢＯＸ層の厚みで除することでウェーハ反り量の評価結果とした。
ウェーハ反り量を評価するため、薄膜ストレス測定装置（ＦＬＸ－２３２０－Ｓ：東朋テクノロジー社製）を用いて、レーザーを単結晶シリコン層表面へ照射して反射光を評価した。評価には各実施例におけるＢＯＸ層形成直後の単結晶シリコン層用シリコンウェーハを用いた。反射光を測定して入射光から変位した距離を測定することでウェーハの当該測定箇所における反り量を算出した。そして、各実施例におけるウェーハ中心部とウェーハエッジ部における反り量の差に対し、ＢＯＸ層の厚みで除することでウェーハ反り量の評価結果とした。
【0065】
（評価：エッチングレートの評価）
ＢＯＸ層のエッチングレートを正確に評価するため、評価には各実施例におけるＢＯＸ層形成直後の単結晶シリコン層用シリコンウェーハを用いた。ウェーハをチップ状にへき開し、そのチップにおけるエッチングレートを評価した。まず、ウェーハ中心部からサンプリングしたチップ表面の一部を耐酸テープでマスキングしてフッ酸３０％水溶液に含侵させた。そして、１０分経過後に耐酸テープを剥がし、段差計でＢＯＸ層の膜厚を測定することにより、ＢＯＸ層のエッチングレートを評価した。
ＢＯＸ層のエッチングレートを正確に評価するため、評価には各実施例におけるＢＯＸ層形成直後の単結晶シリコン層用シリコンウェーハを用いた。ウェーハをチップ状にへき開し、そのチップにおけるエッチングレートを評価した。まず、ウェーハ中心部からサンプリングしたチップ表面の一部を耐酸テープでマスキングしてフッ酸３０％水溶液に含侵させた。そして、１０分経過後に耐酸テープを剥がし、段差計でＢＯＸ層の膜厚を測定することにより、ＢＯＸ層のエッチングレートを評価した。
【0066】
結果を下記表１に記載し、ウェーハ反り量及びエッチングレートについてはＳｉＯｘの組成比ｘに対する挙動を示すグラフを図８及び図９に示す。本評価結果から、発明例１～３ではＳｉＯｘの組成比ｘが小さくなることでウェーハ反り量が十分に低減されていることが分かる。一方で、比較品３～６では、組成比ｘが小さくなるにつれてウェーハ反り量が低減されることが確認できる一方で、エッチングレートが著しく低下し、ＭＥＭＳデバイス用途としては用いることが出来ないことが分かった。
【0067】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明によれば、反りを抑制しつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハを得ることができる。
【符号の説明】
【0069】
１，１００，２００，３００，４００，５００ ＳＯＩウェーハ
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０支持基板用シリコンウェーハ
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０ 単結晶シリコン層用シリコンウェーハ
３０，１３０，２３０，４３０，５３０ 中間層
１３１，２３１，３３１，４３１，５３１ ＢＯＸ層
１３２，２３２ アモルファスシリコン接着層
４３５，５３５ 酸化シリコン接着層
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０支持基板用シリコンウェーハ
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０ 単結晶シリコン層用シリコンウェーハ
３０，１３０，２３０，４３０，５３０ 中間層
１３１，２３１，３３１，４３１，５３１ ＢＯＸ層
１３２，２３２ アモルファスシリコン接着層
４３５，５３５ 酸化シリコン接着層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】