半导体用复合基板的处理基板的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体用复合基板的处理基板。
【背景技术】
[0002] 一直W来，已知有被称为Siliconon如artz(SOQ)、SilicononGlass(SOG)、 SilicononSap地ire(S0巧的、处理基板由透明的绝缘基板构成的SOI,W及GaN、化0、金 刚石、AIN等透明宽带隙半导体与娃等供体基板接合而得到的贴合晶片。S0Q、S0G、SOS等 由于处理基板的绝缘性?透明性等，在投影仪、高频设备等上的应用受到期待。此外，宽带 隙半导体的薄膜在处理基板上复合化而成的贴合晶片在高性能激光或功率器件等上的应 用受到期待。
[0003] 将具有高绝缘性、低介电损耗、高热传导等特征的蓝宝石作为基底基板，在其表面 形成用于构成半导体元件的娃薄膜而得到的贴合基板被用于高频开关IC等。W往，在基底 基板上通过外延生长形成娃区域的方法较为主流，但近年来，开发了通过直接接合形成的 方法，有助于半导体元件的性能改善（专利文献1、2、3)。
[0004] 但是，由于蓝宝石价格较高，为了缩减成本，期望将蓝宝石W外的材料的基板作为 处理基板使用。伴随着上述接合技术的进步，提出了各种由石英、玻璃、氧化侣等蓝宝石W 外的材质所构成的处理基板的方案。
[0005] 其中，作为高亮度放电灯用的发光管或半导体制造装置的虚拟晶圆使用的多晶透 光性氧化侣，通过使用高纯度的原料，在高溫的还原气氛中致密性烧成，具有与蓝宝石等同 的高绝缘性、低介电损耗、高热导率等优异的特性，同时具有不需要高成本的结晶成长工序 等优点（专利文献4、5、6)。 现有技术文献 专利文献
[0006] 专利文献1日本专利特开册8-512432 专利文献2日本专利特开2003-224042 专利文献3日本专利特开2010-278341 专利文献 4W02010/128666 专利文献5日本专利特开平05-160240 专利文献6日本专利特开平11-026339
【发明内容】
发明要解决的课题
[0007] 处理基板与娃层直接接合的情况下，其接合面需要W原子水平贴紧，因此需要表 面粗糖度Ra小。典型性地，要求接合面的表面粗糖度Ra在3皿W下。该要求虽然可W通 过CMP加工等精密研磨达成，但作为处理基板的材料使用透光性多晶氧化侣时，晶粒之间 含有气孔，因此研磨后的表面气孔露出，形成凹坑。在使用多晶材料的基底基板上含有一定 量（实用中0.01%w上）W上的该气孔是不可避免的，已知运是表面粗糖度恶化引起的结 合强度不足的原因。
[0008] 本发明的课题是，在通过多晶氧化侣制作半导体用复合基板的处理基板的情况 下，抑制由接合面的精密研磨加工后表面露出的凹坑引起的接合强度下降，改善与供体基 板的接合强度。 用于解决课题的手段
[0009] 本发明是半导体用复合基板的处理基板， 其特征在于，所述处理基板由多晶氧化侣形成，多晶氧化侣的气孔率为0.OlW上、 0. 1 %W下，处理基板的接合面侧的表面区域所含的大小为0. 5ymW上的气孔数量为表面 区域所含的大小为0. 1ymW上、0. 3ymW下的气孔数量的0. 5倍W下。
[0010] 此外，本发明设及半导体用复合基板，其特征在于，具有上述处理基板、W及直接 或通过接合区域与上述处理基板的接合面接合的供体基板。 发明的效果
[0011] 本发明人研究并尝试通过多晶氧化侣形成处理基板。多晶氧化侣具有由许多微粒 粘合而得的微结构。在此发现，精密研磨加工处理基板后的表面上气孔露出，形成凹坑，成 为与供体基板剥离的原因。当然，若能完全消灭多晶氧化侣中的气孔，则无法产生凹坑，但 是事实上不可能使运样的烧结体的气孔完全消失，或者不能说是实用性的。多晶氧化侣的 气孔率在实用中为0.Ol%W上。
[0012] 因此，本发明人进一步调查气孔的大小与精密研磨加工后在接合面上残留的微细 凹坑的关系。作为其结果发现，W将多晶氧化侣的气孔率减低至0. 1%W下为前提，即使该 气孔率残留0. 01%W上，只要能减低大小为0. 5ymW上的气孔的比例，就能抑制凹坑引起 的接合强度的下降，从而达到本发明。
【附图说明】
[0013] [图1] (a)是表示本发明的实施方式设及的处理基板1的示意图，化）是表示在处 理基板1上通过接合区域4接合供体基板5而得到的复合基板6的示意图，（C)是表示在 处理基板1上直接接合供体基板5而得到的复合基板6A的示意图。
[图2]是表示平均粒径的算出方式例的示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面，适当参考附图，进一步说明本发明。 (处理基板） 本发明的处理基板由多晶氧化侣形成。多晶氧化侣由于能够得到非常致密的烧结体， 因此不易产生处理基板的裂纹或裂缝。
[0015] 在适宜的实施方式中，多晶氧化侣的氧化侣纯度为99. 9 %W上。 多晶氧化侣的氧化侣纯度，通过用硫酸进行加压酸分解来溶解氧化侣粉末，再用ICP发射光谱分析法分析该溶解液来确定。
[0016] 本发明中，构成处理基板的多晶氧化侣的气孔率为0.01%W上、0. 1%W下。用通 常方法难W将该气孔率降至不足0.Ol%，实用中为0.Ol%W上。此外，多晶氧化侣的气孔 率超过0.I%时，即使大小为0. 5ymW上的气孔数量的比例维持较低，还是容易由处理基 板的接合面的凹坑导致产生剥离。从该观点考虑，多晶氧化侣的气孔率在0. 1 %W下，进一 步优选在0. 05%W下，特别优选为0. 01%。
[0017] 构成处理基板的多晶氧化侣的气孔率的测定方法是，通过CMP加工研磨基板表面 后，用1200倍的激光显微镜进行观察，测定研磨面中的气孔的数量、面积。然后，根据[气 孔的面积的总和/观察的面积]算出。观察视野为0. 2mmX0. 2mm，9个视野观察同一基板。
[0018] 本发明中，通过使处理基板的接合面侧的表面区域中所含的大小为0.5ymW上 的气孔数量为该表面区域所含的大小为0. 1ymW上、0. 3ymW下的气孔数量的0. 5倍W 下，能够抑制精密研磨加工后的凹坑引起的供体基板的剥离。从该观点考虑，优选处理基板 的接合面侧的表面区域中所含的大小为0. 5ymW上的气孔数量为该表面区域中所含的大 小为0. 1ymW上、0. 3ymW下的气孔数量的0. 3倍W下，进一步优选0. 1倍W下。
[0019] 此外，处理基板的接合面侧的表面区域中所含的大小为0. 5ymW上的气孔数量/ 表面区域中所含的大小为0. 1ymW上、0. 3ymW下的气孔数量的比例的下限没有特别限 定，可W是0. 0倍，但多为0. 05倍W上。
[0020] 处理基板的接合面侧的表面区域中所含的气孔的大小、气孔数量的测定方法是， 通过CMP加工研磨基板表面后，用1200倍的激光显微镜进行观察、测定。观察视野为 0. 2mmXO. 2mm，9个视野观察同一基板。 并且，计算观察视野中的大小为0. 5ymW上的气孔的数量，和大小为0. 1~0. 3ym的 气孔的数量。然后，算出运些气孔数量的比例。
[0021] 此处，将大小不足0.1ym的气孔的计数排除是因为与视野相比过小，难W计数， 另外对表面状态的影响可W忽略。
[0022] 如上所述镜面研磨处理基板的截面时，产生脱粒，难W与气孔区别的情况下，通过 在截面加工中使用FIB(聚焦离子束）加工可W排除运些影响。
[0023] 此外，气孔的大小通过如下所示的方法确定。旨P，在处理基板通过上述激光显微镜 得到的上述观察图像中绘制直线，横穿气孔。此时，虽然可W绘制多条直线，但是按照通过 气孔上的直线的长度最大的方式绘制直线，将该最大长度作为气孔的大小。
[0024] 此外，优选处理基板的接合面侧的上述表面区域中所含的大小为0. 5ymW上的 气孔的平均密度为500个/mm2W下，进一步优选240个/mm2?下。
[00巧]要测定该密度时，通过CMP加工研磨基板表面后，用1200倍的激光显微镜进行观 察，测定研磨面中的气孔的数量、大小，将单位换算为个/mm2。
[0026] 适宜的实施方式中，接合面的微观表面粗糖度Ra在3.OnmW下，由此能够进一步 提高与供体基板的接合能力。从该观点考虑，进一步优选接合面的微观中屯、线平均表面粗 糖度Ra在1.OnmW下。
[0027] 另夕F，Ra是对表面出现的各晶粒的露出面用AFM(Atomic化rceMicroscope:原子 力显微镜）拍摄，按照JISB0601所计算出的数值。
[002引在适宜的实施方式中，构成处理基板的多晶氧化侣的平均粒径为1~35ym。如果 该平均粒径小，利用研磨机进行厚度加工时的加工速度变慢，同时之后研磨时易产生脱粒， 表面粗糖度变差。此外，如果该平均粒径大，会产生烧结时的微裂纹，表面粗糖度变差。通 过将平均粒径设定在上述范围内，表面粗糖度Ra减小，容易使基于分子间力的供体基板的 接合强度变得良好。
[0029] 此外，晶粒的平均粒径如W下方式进行测定。 (1) 将处理基板的截面进行镜面研磨，热蚀刻，使晶界突出后，拍摄显微镜照片（100~ 400倍），对单位长度的直线穿过的粒子数进行计数。在3个不同的地方实施该操作。另外， 单位长度设为500ym~1000ym的范围。 (2) 对实施的3个地方的粒子的个数取平均。 (3) 根据下述式，算出平均粒径。
[计算式] D= (4/JT)X(X/n) 扣：平均粒径、L:直线的单位长度、n:3个地方的粒子个数的平均] 平均粒径的计算例如图2所示。假设不同的3个地方的位置上单位长度（例如500ym) 的直线穿过的粒子个数分别为22、23、19时，平均粒径D根据上述计算式为： D= (4/JT)X[500/ {(2化23+19) /3} ] = 29. 9ym
[0030] 此外，处理基板的大小、厚度没有特别限定，但通常的沈MIAJEITA规格左右的产 品从操作的原因来看便于处理。此外，处理基板的厚度优选0. 3mmW上，优选1. 5mmW下。
[0031] (处理基板的制造） 制造由多晶氧化侣形成的半成品基板时，对纯度99.9%W上（优选99.95%?上）的 高纯度氧化侣粉末添加规定的烧结助剂，烧结时W及退火处理时使烧结助剂排出。作为运 样的高纯度氧化侣粉末，可举例大明化学工业株式会社制的高纯度氧化侣粉体。
[0032] 在适宜的实施方式中，构成处理基板的多晶氧化侣为透光性多晶氧化侣。此处，透 光性多晶氧化侣是指可见光区域的光的前方总透光率在15%W上。
[0033] 原料粉末的平均粒径（一次粒径）没有特别限定，但从低溫烧结中的致密化的观 点考虑，优选0. 6ymW下，进一步优选0. 4ymW下。优选原料粉末的平均粒径为0. 3ym W