本發(fā)明涉及將用于半導(dǎo)體設(shè)備等的sic單晶襯底與sic多晶襯底進(jìn)行接合，由將sic單晶薄膜從sic單晶襯底的表面分離而制作的sic單晶薄膜與sic多晶襯底構(gòu)成的sic接合襯底的，尤其涉及sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底、sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底的制造方法、以及sic接合襯底的制造方法。

背景技術(shù)：

1、碳化硅(以下，有時(shí)稱為“sic”。)若與硅(以下，有時(shí)稱為“si”)比較，因?yàn)榫哂?倍左右的大的帶隙(4h-sic為3.8ev左右，6h-sic為3.1ev左右，對(duì)應(yīng)的si為1.1ev左右)和高的導(dǎo)熱率(sic為5w/cm·k左右，對(duì)應(yīng)的si為1.5w/cm·k左右)，所以近年來開始使用單晶sic作為功率器件用途的襯底材料。

2、通常，sic單晶襯底通過被稱為升華再結(jié)晶法(改良雷利法)的氣相法制作(例如參照非專利文獻(xiàn)1)，加工為所希望的直徑以及厚度。

3、改良雷利法是如下的制造方法：使sic的固體原料(通常為粉末)在高溫(2,400℃以上)下加熱、升華，在惰性氣體氣氛中升華后的硅原子與碳原子作為2,400℃的蒸氣通過擴(kuò)散而被運(yùn)輸，在設(shè)置為比原料低溫的晶種上變得過飽和而再結(jié)晶化，從而培養(yǎng)塊狀的單晶。

4、然而，該方法由于過程溫度為2,400℃以上，非常高，因此晶體生長(zhǎng)的溫度控制、對(duì)流控制、晶體缺陷的控制非常難。因此，在通過該方法制作的sic單晶襯底中，存在很多被稱為微管的晶體缺陷、其他晶體缺陷(疊層缺陷等)，很難高成品率地制造能夠耐受電子設(shè)備用途的高品質(zhì)的單晶襯底。

5、為了制造高品質(zhì)的單晶襯底，正在進(jìn)行各種各樣的改進(jìn)。例如，能夠使用cvd法制作sic單晶襯底。然而，由于通過該方法制作的sic單晶雖然是能夠用于電子設(shè)備用的晶體缺陷少的高品質(zhì)的sic單晶，但是昂貴，使用了昂貴的sic單晶的設(shè)備也變得昂貴，因此成為sic單晶襯底的普及的阻礙。

6、因而，提供有如下技術(shù)：通過僅在設(shè)備形成層部使用品質(zhì)良好的sic單晶而將其通過不伴隨接合界面中的氧化膜的形成的接合方法固定于支承襯底(具有能夠耐受設(shè)備制造工序的強(qiáng)度、耐熱性、清潔度的材料：例如，sic多晶)，從而制造兼具低成本(支承襯底部)和高品質(zhì)(sic部)的sic接合襯底(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

7、對(duì)該sic接合襯底的制造工序具體地進(jìn)行說明。首先，在平坦化工序中，sic多晶的支承襯底表面通過磨削、研磨或者拋光等機(jī)械研磨而被平坦化。另外，在平坦化工序中，sic單晶襯底的表面也同樣被平坦化，sic單晶襯底由于在襯底面內(nèi)不存在具有不同的晶體方位的晶粒，因此能夠在上述的機(jī)械研磨之后使用化學(xué)機(jī)械研磨將襯底的表面進(jìn)一步平坦化。接下來，在離子注入工序中，從平坦化后的sic單晶襯底表面注入氫離子。由此，在從sic單晶襯底表面起預(yù)定的深度處形成氫離子注入層。通過后述的基于氫原子的燒蝕的分離技術(shù)，從該部分分離。氫離子注入層的深度能夠通過進(jìn)行離子注入的氫離子的能量來控制，通常為0.5～1.0μm的范圍。

8、進(jìn)一步，對(duì)平坦化后的多晶sic以及sic單晶襯底的表面使用表面活化方法，使表面貼合。然后，將相互貼合后的狀態(tài)的多晶sic以及sic單晶襯底加熱。由此，sic單晶襯底通過上述的氫離子注入層而斷裂并分離。以厚度為0.5～1.0μm的高品質(zhì)的sic單晶薄膜轉(zhuǎn)印并貼合至作為支承襯底的sic多晶襯底的表面的狀態(tài)，得到sic接合襯底。

9、然后，厚度通過在氫離子注入層處的分離而變薄1μm左右的sic單晶襯底在為了用于轉(zhuǎn)印而具有足夠的厚度的情況下，將再次接合的一側(cè)的襯底表面平坦加工，為了制造接合襯底而被反復(fù)供給。

10、在使用專利文獻(xiàn)1記載的制造方法制作sic接合襯底的情況下，反復(fù)使用的sic單晶襯底在每次進(jìn)行接合與分離時(shí)逐漸變薄。若sic單晶襯底的厚度變薄，則sic單晶襯底的翹曲變大。特別是，通過在上述離子注入工序中形成有氫離子注入層而產(chǎn)生的襯底內(nèi)部的應(yīng)力，氫離子注入后的sic單晶襯底的翹曲顯著變大，產(chǎn)生sic單晶襯底的搬運(yùn)錯(cuò)誤、不能將sic單晶襯底保持在加工臺(tái)的不良狀況。除此之外，由于在表面活化工序、貼合工序中，裝置內(nèi)成為真空狀態(tài)，因此不能將sic單晶襯底真空吸附而保持在加工臺(tái)，容易產(chǎn)生不能均勻地進(jìn)行上述的sic多晶襯底與sic單晶襯底的接合等的接合不合格。

11、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

12、專利文獻(xiàn)

13、專利文獻(xiàn)1：日本特開2015-015401號(hào)公報(bào)

14、非專利文獻(xiàn)

15、非專利文獻(xiàn)1：yu.m.tairov?and?v.f.tsvetkov：j.of?cryst.growth?43(1978)209

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的問題

2、因而，本發(fā)明的目的是提供如下sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底、sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底的制造方法、以及sic接合襯底的制造方法：通過改善反復(fù)用于sic接合襯底的制造過程中的sic單晶襯底的翹曲，抑制sic單晶襯底的搬運(yùn)錯(cuò)誤、不能將sic單晶襯底保持于加工臺(tái)的不良狀況，并且能夠通過表面活化工序、貼合工序?qū)ic單晶襯底通過靜電卡盤保持于加工臺(tái)并能夠抑制接合不合格的產(chǎn)生。

3、用于解決問題的手段

4、為了解決上述的問題，本發(fā)明的sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底具備sic單晶襯底、以及體積電阻率為10ω·cm以下的第一sic多晶襯底，所述sic單晶襯底的單面通過共價(jià)鍵與所述第一sic多晶襯底的單面直接接合。

5、也可以是，所述第一sic多晶襯底是晶片形狀，所述第一sic多晶襯底的圓周的輪廓線的最大值、與所述sic單晶襯底和所述第一sic多晶襯底的接合面的圓周的輪廓線相同。

6、另外，為了解決上述的問題，本發(fā)明的sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底的制造方法包含：第一活化工序，在所述第一活化工序中，向所述sic單晶襯底的第一接合對(duì)象面以及所述第一sic多晶襯底的接合對(duì)象面照射高速原子束，使這些接合對(duì)象面活化；以及第一常溫接合工序，在所述第一常溫接合工序中，在所述第一活化工序后，以所述sic單晶襯底的所述第一接合對(duì)象面與所述第一sic多晶襯底的所述接合對(duì)象面通過共價(jià)鍵直接接合的方式將這些接合對(duì)象面在常溫下進(jìn)行接合。

7、也可以包含側(cè)面研磨工序，在所述側(cè)面研磨工序中，在所述第一常溫接合工序后，將所述第一sic多晶襯底的側(cè)面進(jìn)行研磨，去除由所述sic單晶襯底的側(cè)面、所述第一sic多晶襯底的側(cè)面、以及所述sic單晶襯底和所述第一sic多晶襯底的接合面的圓周的輪廓構(gòu)成的凹部。

8、另外，為了解決上述的問題，本發(fā)明的sic接合襯底的制造方法包含：氫離子注入層形成工序，在所述氫離子注入層形成工序中，針對(duì)本發(fā)明的sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底中的所述sic單晶襯底的第二接合對(duì)象面注入氫離子，在所述sic單晶襯底的內(nèi)部形成氫離子注入層；第二活化工序，在所述第二活化工序中，向所述sic單晶襯底的所述第二接合對(duì)象面以及第二sic多晶襯底的接合對(duì)象面照射高速原子束而使這些接合對(duì)象面活化；第二常溫接合工序，在所述第二常溫接合工序中，在所述第二活化工序后，以所述sic單晶襯底的所述第二接合對(duì)象面與所述第二sic多晶襯底的所述接合對(duì)象面通過共價(jià)鍵直接接合的方式將這些接合對(duì)象面在常溫下進(jìn)行接合；以及剝離工序，在所述剝離工序中，在所述第二常溫接合工序后，將所述sic單晶襯底沿著所述氫離子注入層剝離，將sic單晶薄膜轉(zhuǎn)印至所述第二sic多晶襯底，所述sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底以及所述第二sic多晶襯底通過靜電卡盤保持，在所述第二sic多晶襯底具備所述sic單晶薄膜。

9、本發(fā)明的sic接合襯底的制造方法是反復(fù)使用所述剝離工序后的所述sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底制造多個(gè)所述sic接合襯底的方法，也可以反復(fù)進(jìn)行所述氫離子注入層形成工序、所述第二活化工序、所述第二常溫接合工序、以及所述剝離工序直到所述sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底的所述sic單晶襯底的厚度成為小于140μm。

10、發(fā)明效果

11、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底、sic單晶轉(zhuǎn)印用復(fù)合襯底的制造方法、以及sic接合襯底的制造方法：通過改善反復(fù)用于sic接合襯底的制造過程中的sic單晶襯底的翹曲，抑制sic單晶襯底的搬運(yùn)錯(cuò)誤、不能將sic單晶襯底保持于加工臺(tái)的不良狀況，并且能夠通過表面活化工序、貼合工序?qū)ic單晶襯底通過靜電卡盤保持于加工臺(tái)并能夠抑制接合不合格的產(chǎn)生。