JP3112101B2 - Manufacturing method of semiconductor substrate - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor substrate

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JP3112101B2 JP03213150A JP21315091A JP3112101B2 JP 3112101 B2 JP3112101 B2 JP 3112101B2 JP 03213150 A JP03213150 A JP 03213150A JP 21315091 A JP21315091 A JP 21315091A JP 3112101 B2 JP3112101 B2 JP 3112101B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基材の作製方法
に関し、特に、誘電体分離あるいは、絶縁物上の単結晶
半導体層に作成された電子デバイス、集積回路に適する
半導体基材の作製方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor substrate suitable for an electronic device or an integrated circuit formed on a single crystal semiconductor layer on a dielectric isolation or insulator. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁物上の単結晶Si半導体層の形成
は、シリコン オン インシュレーター(SOI)技術
として広く知られ、このSOI技術を利用したデバイス
は、通常のSi回路を作製するバルクSi基体では到達
しえない数々の優位点を有することから多くの研究がな
されてきた。すなわち、SOI技術を利用することで、
1.誘電体分離が容易で高集積化が可能、2.対放射線
耐性に優れている、3.浮遊容量が低減され高速化が可
能、4.ウエル工程が省略できる、5.ラッチアップを
防止できる、6.薄膜化による完全空乏型電界効果トラ
ンジスタが可能、等の優位点が得られる。
2. Description of the Related Art The formation of a single-crystal Si semiconductor layer on an insulator is widely known as a silicon-on-insulator (SOI) technology. A device utilizing this SOI technology is not suitable for a bulk Si substrate for fabricating a normal Si circuit. Much research has been done because of its many inaccessible advantages. In other words, by using SOI technology,
1. 1. Easy dielectric separation and high integration. 2. Excellent radiation resistance. 3. Higher speed due to reduced stray capacitance. 4. Well step can be omitted. 5. Latch-up can be prevented. Advantages such as the possibility of a fully depleted field-effect transistor by thinning can be obtained.

【0003】上記したようなデバイス特性上の多くの利
点を実現するために、ここ数十年に渡り、SOI構造の
形成方法について研究されてきている。この内容は、例
えば以下の文献にまとめられている。
[0003] In order to realize many of the above advantages in device characteristics, researches have been made on a method of forming an SOI structure for several decades. The contents are summarized in, for example, the following documents.

【0004】Special Issue : "Single-crystal silic
on on non-single-crystal insula-tors" ; edited by
G.W.Cullen, Journal of Crystal Growth, volume63, n
o.3,pp429 〜590 (1983)また、古くは、単結晶サファイ
ア基体上にSiをCVD(化学気相法)で、ヘテロエピ
タキシーさせて形成するSOS(シリコン オン サフ
ァイア)が知られており、最も成熟したSOI技術とし
て一応の成功を収めはしたが、Si層と下地サファイア
基体界面の格子不整合により大量の結晶欠陥、サファイ
ア基体からのアルミニュームのSi層への混入、そして
何よりも基体の高価格と大面積化への遅れにより、その
応用の広がりが妨げられている。
Special Issue: "Single-crystal silic
on on non-single-crystal insula-tors "; edited by
GWCullen, Journal of Crystal Growth, volume63, n
o.3, pp429-590 (1983) Also, SOS (silicon on sapphire) formed by heteroepitaxy of Si on a single-crystal sapphire substrate by CVD (chemical vapor deposition) is known. Despite its success as the most mature SOI technology, a large amount of crystal defects due to lattice mismatch between the Si layer and the underlying sapphire substrate, the incorporation of aluminum from the sapphire substrate into the Si layer, and above all, High prices and delays in increasing area have hindered the spread of their applications.

【0005】比較的近年には、サファイア基体を使用せ
ずにSOI構造を実現しようという試みが行なわれてい
る。この試みは、次の二つに大別される。
[0005] In recent years, attempts have been made to realize an SOI structure without using a sapphire substrate. This attempt is roughly divided into the following two.

【0006】1.Si単結晶基体を表面酸化後に、窓を
開けてSi基体を部分的に表出させ、その部分をシード
として横方向へエピタキシャル成長させ、SiO2 上へ
Si単結晶を形成する(この場合には、SiO2 上にS
i層の堆積をともなう)。
[0006] 1. After the surface of the Si single crystal substrate is oxidized, a window is opened to partially expose the Si substrate, and the Si substrate is epitaxially grown in a lateral direction using the portion as a seed to form a Si single crystal on SiO 2 (in this case, S on SiO 2
with the deposition of an i-layer).

【0007】2.Si単結晶基体そのものを活性層とし
て使用し、その下部にSiO2 層を形成する(この方法
は、Si層の堆積をともなわない)。
[0007] 2. The Si single crystal substrate itself is used as an active layer, and an SiO 2 layer is formed below the active layer (this method does not involve deposition of a Si layer).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとしている課題】上記1を実現する
手段として、CVDにより、直接単結晶Siを横方向エ
ピタキシャル成長させる方法や、非晶質Siを堆積し
て、熱処理により固相横方向エピタキシャル成長させる
方法や、非晶質、あるいは多結晶Si層に電子線、レー
ザー光等のエネルギービームを収束して照射し、溶融再
結晶により単結晶をSiO2 上に成長させる方法や、棒
状ヒーターにより帯状に溶融領域を走査する方法(Zone
Melting Recrystallization)等が知られている。
As means for realizing the above item 1, a method of directly growing single crystal Si in a lateral direction by CVD, or a method of depositing amorphous Si and subjecting it to a solid phase lateral epitaxial growth by heat treatment A method in which an energy beam such as an electron beam or a laser beam is converged and irradiated to an amorphous or polycrystalline Si layer, and a single crystal is grown on SiO 2 by melting and recrystallization, or is melted in a band shape by a rod-shaped heater. How to scan an area (Zone
Melting Recrystallization) is known.

【0009】これらの方法にはそれぞれ一長一短がある
が、その制御性、生産性、均一性、品質に多大の問題を
残しており、いまだに工業的に実用化したものはない。
Each of these methods has its advantages and disadvantages, but it still has significant problems in controllability, productivity, uniformity, and quality, and none of them has been industrially used yet.

【0010】たとえば、CVD法は平坦薄膜化するに
は、犠牲酸化が必要になり、固相成長法ではその結晶性
が悪い。
For example, in the CVD method, sacrificial oxidation is required to make a thin film flat, and the solid phase growth method has poor crystallinity.

【0011】また、ビームアニール法では、収束ビーム
走査による処理時間と、ビームの重なり具合、焦点調整
などの制御性に問題がある。
In the beam annealing method, there is a problem in processing time by convergent beam scanning, and in controllability such as beam overlap and focus adjustment.

【0012】このうち、Zone Melting Recrystallizati
on法はもっとも成熟しており、比較的大規模な集積回路
も試作されてはいるが、依然として、亜粒界等の結晶欠
陥は多数残留しており、小数キャリアデバイスを作成す
るにいたってない。
[0012] Among them, Zone Melting Recrystallizati
The on method is the most mature and relatively large-scale integrated circuits have been prototyped, but there are still many crystal defects such as sub-grain boundaries remaining, and it has not been possible to create minority carrier devices .

【0013】上記2の方法であるSi基体をエピタキシ
ャル成長の種子として用いない方法においては、次の3
種類の方法が挙げられる。
In the above-mentioned method 2 in which the Si substrate is not used as a seed for epitaxial growth, the following 3
There are different methods.

【0014】1.V型の溝が表面に異方性エッチングさ
れたSi単結晶基体に酸化膜を形成し、該酸化膜上に、
多結晶Si層をSi基体と同じ程厚く堆積した後、Si
基体の表面から、研磨によって、厚い多結晶Si層上に
V溝に囲まれて誘電分離されたSi単結晶領域を形成す
る。
1. An oxide film is formed on a Si single crystal substrate having a V-shaped groove anisotropically etched on the surface, and an oxide film is formed on the oxide film.
After depositing a polycrystalline Si layer as thick as the Si substrate,
By polishing from the surface of the base, a single crystal Si region which is dielectrically separated and surrounded by V-grooves is formed on the thick polycrystalline Si layer.

【0015】しかしながら、この手法においては、結晶
性は良好であるが、多結晶Siを数百ミクロンも厚く堆
積する工程、単結晶Si基体を裏面より研磨して分離し
たSi活性層のみを残す工程に、制御性と生産性の点か
ら問題がある。
However, in this method, although the crystallinity is good, a step of depositing polycrystalline Si several hundred microns thick and a step of polishing a single crystal Si substrate from the back surface to leave only a separated Si active layer. However, there is a problem in terms of controllability and productivity.

【0016】2.サイモックス(SIMOX:Seperati
on by Ion Implanted Oxygen)と称されるSi単結晶基
体中に酸素のイオン注入によりSiO2 層を形成する方
法であり、Siプロセスと整合性がよいため現在もっと
も成熟した方法である。
2. Simox (SIMOX: Seperati
This is a method called on by Ion Implanted Oxygen) for forming a SiO 2 layer by ion implantation of oxygen into a Si single crystal substrate, and is the most mature method at present because it has good compatibility with the Si process.

【0017】しかしながら、SiO2 層を形成するため
には、酸素イオンを1018ions/cm2以上も注入する必要
があるが、その注入時間は長大であり、生産性は高いと
はいえず、また、ウエハーコストは高い。更に結晶欠陥
は多く残存し、工業的に見て、小数キャリアデバイスを
作製できる充分な品質に至っていない。
However, in order to form an SiO 2 layer, it is necessary to implant oxygen ions of 10 18 ions / cm 2 or more, but the implantation time is long and the productivity is not high. Also, the wafer cost is high. Furthermore, many crystal defects remain, and from the industrial point of view, the quality has not yet reached a sufficient level to produce a minority carrier device.

【0018】3.多孔質Siの酸化による誘電体分離に
よりSOI構造を形成する方法。この方法は、P型Si
単結晶基体表面にN型Si層をプロトンイオン注入(イ
マイ他、J. Cryst. Growth, vol.63, 547(1983))、もし
くは、エピタキシャル成長とパターニングによって島状
に形成し、表面よりSi島を囲むように、HF溶液中の
陽極化成法によりP型Si基体のみを多孔質化した後、
増速酸化法によりN型Si島を誘電体分離する方法であ
る。
3. A method of forming an SOI structure by dielectric isolation by oxidation of porous Si. This method uses P-type Si
An N-type Si layer is formed on the surface of the single crystal substrate by proton ion implantation (Imai et al., J. Cryst. Growth, vol. 63, 547 (1983)), or is formed in an island shape by epitaxial growth and patterning. After surrounding only the P-type Si substrate by anodizing in an HF solution so as to surround it,
This is a method in which N-type Si islands are dielectrically separated by the enhanced oxidation method.

【0019】本方法では、分離されているSi領域は、
デバイス工程の前に決定されており、デバイス設計の自
由度を制限する場合があるという問題点がある。
In the method, the separated Si regions are:
This is determined before the device process, and there is a problem that the degree of freedom in device design may be limited.

【0020】また、ガラスに代表される光透過性基体上
には、一般には、その結晶構造の無秩序性から、堆積し
た薄膜Si層は、基体の無秩序性を反映して、非晶質
か、良くて多結晶層にしかならず、高性能なデバイスは
作製できない。それは、基体の結晶構造が非晶質である
ことによっており、単に、Si層を堆積しても、良質な
単結晶層は得られない。
In general, on a light-transmitting substrate represented by glass, the deposited thin-film Si layer is amorphous or amorphous due to the disorder of the crystal structure due to the disorder of the substrate. It is only a polycrystalline layer at best, and a high-performance device cannot be manufactured. This is due to the fact that the crystal structure of the base is amorphous, and a simple single-layer layer cannot be obtained simply by depositing a Si layer.

【0021】しかしながら、絶縁性基体の1つである光
透過性基体は、光受光素子であるコンタクトセンサー
や、投影型液晶画像表示装置を構成するうえにおいて重
要であり、センサーや表示装置の画素(絵素)をより一
層、高密度化、高解像度化、高精細化するには、高性能
な駆動素子が必要となる。その結果、光透過性基体上に
設けられている素子としても優れた結晶性を有する単結
晶層を用いて作製されることが必要となる。
However, the light-transmitting base, which is one of the insulating bases, is important in forming a contact sensor as a light receiving element and a projection type liquid crystal image display device. In order to further increase the density, resolution, and definition of a picture element, a high-performance driving element is required. As a result, it is necessary that the element provided on the light-transmitting substrate be manufactured using a single crystal layer having excellent crystallinity.

【0022】したがって、非晶質Siや多結晶Siで
は、その欠陥の多い結晶構造ゆえに、現在あるいは今後
要求されるに十分な性能を持った駆動素子を作製するこ
とが難しい。
Therefore, it is difficult to manufacture a driving element having sufficient performance at present or in the future due to the crystal structure of amorphous Si or polycrystalline Si having many defects.

【0023】したがって、上記いずれの方法を用いても
絶縁性基体の1つである光透過性ガラス基体上にSiウ
エハ並の結晶性を有するSOI層を設けることは難しい
という問題点がある。
Therefore, there is a problem that it is difficult to provide an SOI layer having crystallinity comparable to that of a Si wafer on a light-transmitting glass substrate, which is one of the insulating substrates, by using any of the above methods.

【0024】次に、本発明の方法に必須である多孔質S
i層の化学エッチングによる除去について論じる。
Next, the porous S, which is essential for the method of the present invention, is used.
The removal of the i-layer by chemical etching is discussed.

【0025】一般に、 P=(2. 33−A)/2. 33 (1) をPorosityといい、陽極化成時に、この値を変化させる
ことが可能であり、次の様に表わせる。
In general, P = (2.33-A) /2.33 (1) is called Porosity, and this value can be changed during anodization and can be expressed as follows.

【0026】 P=( m1 −m2)/(m1 −m3) (2) または、 P=( m1 −m2)/ ρAt (3) m1 :陽極化成前の全重量 m2 :陽極化成後の全重量 m3 :多孔質Siを除去した後の全重量 ρ :単結晶Siの密度 A :多孔質化した面積 t :多孔質Siの厚さ で表されるが、多孔質化する領域の面積を正確に算出で
きない場合も多々ある。この場合は、式( 2) が有効で
あるが、m3 を測定するためには、多孔質Siをエッチ
ングしなければならない。
P = (m 1 −m 2) / (m 1 −m 3) (2) or P = (m 1 −m 2) / ρAt (3) m 1: Total weight before anodization m 2: Total weight after anodization m 3 : Total weight after removing porous Si ρ: Density of single crystal Si A: Porous area t: Thickness of porous Si In many cases, you can't. In this case, equation (2) is valid, but porous Si must be etched to measure m3.

【0027】また、上記した多孔質Si上のエピタキシ
ャル成長において、多孔質Siはその構造的性質のた
め、ヘテロエピタキシャル成長の際に発生する歪みを緩
和して、欠陥の発生を抑制することが可能である。しか
しながら、この場合も、多孔質SiのPorosityが非常に
重要なパラメーターとなることは明らかである。したが
って、上記のPorosityの測定は、この場合も必要不可欠
である。
In the above-described epitaxial growth on porous Si, since the porous Si has a structural property, it is possible to alleviate the strain generated during heteroepitaxial growth and suppress the generation of defects. . However, also in this case, it is clear that the Porosity of the porous Si is a very important parameter. Therefore, the above measurement of Porosity is also essential in this case.

【0028】多孔質Siをエッチングする方法として
は、1.NaOH水溶液で多孔質Siをエッチングする
(G.Bonchil,R.Herino,K.Barla,and J.C.Pfister, J.El
ectrochem.Soc., vol.130, no.7, 1611(1983) )。2.
単結晶Siをエッチングすることが可能なエッチング液
で多孔質Siをエッチングする、が知られている。
The method for etching porous Si is as follows. Etch porous Si with NaOH aqueous solution (G. Bonchil, R. Herino, K. Barla, and JCPfister, J. El.
ectrochem. Soc., vol. 130, no. 7, 1611 (1983)). 2.
It is known to etch porous Si with an etchant capable of etching single-crystal Si.

【0029】上記2の方法は、通常、フッ硝酸系のエッ
チング液が用いられるが、このときのSiのエッチング
過程は、 Si +2 O → Si O2 ( 4) Si O2 +4 HF → Si F4+H2 O ( 5) に示される様に、Siが硝酸で酸化され、Si O2 に変
質し、そのSi O2 をフッ酸でエッチングすることによ
りSiのエッチングが進む。
In the above method 2, an etching solution of hydrofluoric nitric acid is usually used, and the etching process of Si at this time is as follows: Si + 2O → SiO 2 (4) SiO 2 +4 HF → Si F 4 As shown by + H 2 O (5), Si is oxidized with nitric acid and transformed into SiO 2 , and the etching of Si proceeds by etching the SiO 2 with hydrofluoric acid.

【0030】結晶Siをエッチングする方法としては、
上記フッ硝酸系エッチング液の他に、エチレンジアミン
系、KOH系、ヒドラジン系などがある。
As a method of etching crystalline Si,
In addition to the above hydrofluoric / nitric acid-based etchants, there are ethylenediamine-based, KOH-based, hydrazine-based, and the like.

【0031】これらのことから、多孔質Siの選択エッ
チングを行うためには、上記Siエッチング液以外で多
孔質Siをエッチングすることのできるエッチング液を
選ぶ必要がある。従来行われている多孔質Siの選択エ
ッチングは、NaOH水溶液をエッチング液としたエッ
チングのみである。
From these facts, in order to selectively etch porous Si, it is necessary to select an etchant capable of etching porous Si other than the above Si etchant. The conventional selective etching of porous Si is only etching using a NaOH aqueous solution as an etching solution.

【0032】また、上記したように、フッ硝酸系のエッ
チング液では、多孔質Siがエッチングされるが、単結
晶Siもエッチングされてしまうという問題がある。
Further, as described above, although the porous Si is etched by the hydrofluoric-nitric acid-based etchant, there is a problem that the single crystal Si is also etched.

【0033】従来行われているNaOH水溶液を用いた
多孔質Siの選択エッチング方法では、Naイオンがエ
ッチング表面に吸着することは避けられない。
In the conventional method of selectively etching porous Si using an aqueous NaOH solution, it is inevitable that Na ions are adsorbed on the etched surface.

【0034】このNaイオンは、不純物汚染の主たる原
因となり、可動なうえ、界面準位を形成するなどの悪影
響を与えるのみであり、半導体プロセスにおいて導入さ
れてはならない物質である。 (発明の目的)本発明の目的は、上述した貼合わせ法を
用いて、上記したような問題点および要求に答え得る半
導体基材の作製方法を提案することを目的とする。
The Na ion is a main cause of impurity contamination, is not only movable but also has an adverse effect such as formation of an interface state, and is a substance which must not be introduced in a semiconductor process. (Object of the Invention) It is an object of the present invention to propose a method of manufacturing a semiconductor substrate which can meet the above-mentioned problems and requirements by using the above-mentioned bonding method.

【0035】また、本発明は、透明ガラス基体(光透過
性基体)上に、結晶性が単結晶ウエハー並に優れたSi
結晶層を得るうえで、生産性、均一性、制御性、コスト
の面において卓越した半導体基材の作製方法を提案する
ことを目的とする。
Further, according to the present invention, a transparent glass substrate (light-transmitting substrate) is provided on a transparent glass substrate (light transmitting substrate).
It is an object of the present invention to propose a method for manufacturing a semiconductor substrate which is excellent in productivity, uniformity, controllability, and cost in obtaining a crystal layer.

【0036】更に、本発明は、従来のSOIデバイスの
利点を実現し、応用可能な半導体基材の作製方法を提案
することも目的とする。
Still another object of the present invention is to propose a method of manufacturing a semiconductor substrate which can realize the advantages of the conventional SOI device and can be applied.

【0037】また、本発明は、SOI構造の大規模集積
回路を作製する場合にも、高価なSOSや、SIMOX
の代替足り得る半導体基材の作製方法を提案することを
目的とする。
The present invention is also applicable to a case where a large-scale integrated circuit having an SOI structure is manufactured, using an expensive SOS or SIMOX.
It is an object of the present invention to propose a method of manufacturing a semiconductor base material which can be substituted for the above.

【0038】また本発明の目的は、半導体プロセス上悪
影響をおよぼすことなく、非多孔質Siをエッチングせ
ずに、効率よく、均一に、多孔質Siを選択的に化学エ
ッチングする方法を提供するものである。
It is another object of the present invention to provide a method for efficiently and uniformly selectively etching porous Si without adversely affecting a semiconductor process and without etching non-porous Si. It is.

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、多孔質単結晶半導体層と第1
の温度で形成した非多孔質単結晶半導体層とを有する第
1の部材を用意する工程、 前記第1の部材と、光透過性
基体からなる第2の部材とを、前記非多孔質単結晶半導
体層が内側に位置する多層構造体が得られるように貼り
合わせる工程、 前記多層構造体から前記多孔質単結晶半
導体層を除去する除去工程、 及び前記除去工程の後に、
前記第2の部材に設けられた前記非多孔質単結晶半導体
層上に、前記第1の温度より高い第2の温度で単結晶半
導体層をエピタキシャル成長により形成する工程、を有
することを特徴とする半導体基材の作製方法を提供する
ものである。
According to the present invention, as a means for solving the above problems, a porous single crystal semiconductor layer and a first single crystal semiconductor layer are provided.
A non-porous single-crystal semiconductor layer formed at a temperature of
Preparing a first member, the first member, and a light transmitting member;
A non-porous single crystal semi-conductor
Paste to obtain a multilayer structure with the body layer located inside
Combining, from the multilayer structure, the porous single crystal half
A removing step of removing the conductor layer, and after the removing step,
The non-porous single-crystal semiconductor provided on the second member
A single crystal half-crystal is formed on the layer at a second temperature higher than the first temperature.
Forming a conductive layer by epitaxial growth.
And a method of manufacturing a semiconductor substrate .

【0040】また、前記第2の温度で単結晶半導体層を
エピタキシャル成長させる方法がCVD法であることを
特徴とする。
The method for epitaxially growing a single crystal semiconductor layer at the second temperature is a CVD method.

【0041】また、前記多孔質単結晶半導体層上に第1
の温度で形成された前記非多孔質半導体単結晶層と前記
第2の温度で形成した単結晶半導体層の厚さの合計が1
00ミクロン以下であることを特徴とする。
Further, the first single crystal semiconductor layer is formed on the porous single crystal semiconductor layer .
The total thickness of the non-porous semiconductor single-crystal layer formed at the temperature of the second temperature and the single-crystal semiconductor layer formed at the second temperature is 1
It is characterized by being less than 00 microns.

【0042】また、前記第1の温度で形成された非多孔
半導体単結晶層は、エピタキシャル成長により形成さ
れることを特徴とする。
Further, the non-porous semiconductor single crystal layer formed at the first temperature is formed by epitaxial growth.

【0043】また、前記第1の温度で形成された非多孔
半導体単結晶層はバイアス・スパッター法、分子線エ
ピタキシャル法、プラズマCVD法、光CVD法、液相
成長法、CVD法から選ばれる方法によって形成される
ことを特徴とする。
The non-porous semiconductor single crystal layer formed at the first temperature is selected from a bias sputtering method, a molecular beam epitaxial method, a plasma CVD method, a photo CVD method, a liquid phase growth method, and a CVD method. It is characterized by being formed by a method.

【0044】また、前記第2の温度が900℃以上であ
ることを特徴とする。
Further, the second temperature is not lower than 900 ° C.

【0045】また、前記多孔質単結晶半導体層を除去す
る工程は、前記多孔質単結晶半導体面以外をエッチング
防止膜で被覆した後、無電解湿式化学エッチング工程を
行なうことを特徴とする。
Further, the porous single crystal semiconductor layer is removed.
The method is characterized in that, after covering the surface other than the porous single crystal semiconductor with an etching prevention film, an electroless wet chemical etching step is performed.

【0046】[0046]

【作用】本発明によれば、選択エッチングを行う前の、
多孔質化された基体上非多孔質シリコン成長温度(第1
の温度)と、選択エッチング後の非多孔質シリコン上単
結晶シリコン成長温度(第2の温度)を変えることによ
り、絶縁物上に良質な単結晶構造を有するシリコン層を
形成することができる。
According to the present invention, before performing selective etching,
Non-porous silicon growth temperature on a porous substrate (first
) And the growth temperature (second temperature) of single crystal silicon on non-porous silicon after selective etching, a silicon layer having a good single crystal structure can be formed on the insulator.

【0047】以下、本発明の温度制御について、説明す
る。
Hereinafter, the temperature control of the present invention will be described.

【0048】多孔質Si層には、透過電子顕微鏡による
観察によれば、平均約600オングストローム程度の径
の孔が形成されており、その密度は単結晶Siに比べる
と、半分以下になるにもかかわらず、単結晶性は維持さ
れており、多孔質層の上部へ単結晶Si層をエピタキシ
ャル成長させることも可能である。
According to observation with a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 angstroms are formed in the porous Si layer, and the density thereof is less than half that of single crystal Si. Regardless, single crystallinity is maintained, and it is also possible to epitaxially grow a single crystal Si layer on the porous layer.

【0049】ただし、この時に高温処理を行うと多孔質
Siが変質する場合があり、増速エッチングの特性等が
変化し、特に1000℃以上では、内部の孔の再配列が
起こり、増速エッチングの特性が損なわれる。このた
め、多孔質シリコン層上へのSi層の非多孔質シリコン
エピタキシャル成長は、低温で処理する必要がある。
However, if the high-temperature treatment is performed at this time, the porous Si may be deteriorated, and the characteristics of the accelerated etching and the like may be changed. Characteristics are impaired. Therefore, the non-porous silicon epitaxial growth of the Si layer on the porous silicon layer needs to be performed at a low temperature.

【0050】このような低温成長法としては、分子線エ
ピタキシャル成長、プラズマCVD、光CVD法、バイ
アス・スパッター法、液相成長法等の低温成長が好適と
され、特にバイアス・スパッター法は、300℃という
低温から結晶欠陥の存在しないエピタキシャル成長が実
現できるため最も好ましい(T.Ohmi, T.Ichikawa, H.Iw
abuchi,andT.Shibata, J.Appl.Phys. vol.66, pp4756-4
766, 1989 )。
As such a low-temperature growth method, low-temperature growth such as molecular beam epitaxial growth, plasma CVD, optical CVD, bias sputtering, and liquid phase growth is preferable. It is most preferable that epitaxial growth free of crystal defects can be realized at such a low temperature (T. Ohmi, T. Ichikawa, H. Iw
abuchi, andT.Shibata, J.Appl.Phys.vol.66, pp4756-4
766, 1989).

【0051】しかしながら、デバイス形成について考慮
した場合には、高品質なシリコン単結晶層が望まれる
が、現在のところ最も高品質な単結晶シリコン層は、9
00℃以上の基体温度においてCVD法により形成され
るものである。
However, in consideration of device formation, a high-quality single-crystal silicon layer is desired, but the highest-quality single-crystal silicon layer at present is 9
It is formed by a CVD method at a substrate temperature of 00 ° C. or higher.

【0052】すなわち、デバイス領域は低温成長による
単結晶シリコン層よりも、CVD法による、より高温で
成長される単結晶シリコン層が望ましい。
That is, the device region is preferably a single crystal silicon layer grown at a higher temperature by a CVD method than a single crystal silicon layer grown at a low temperature.

【0053】従って、多孔質シリコン上に単結晶Si層
を成長させるためには低温成長が好ましく、デバイス領
域の単結晶Si層の形成には高温成長が好ましく、結
局、第1の温度と、第2の温度との2つの温度領域で単
結晶成長させることが好ましいいことになる。
Therefore, low-temperature growth is preferable for growing a single-crystal Si layer on porous silicon, and high-temperature growth is preferable for forming a single-crystal Si layer in a device region. It is preferable that the single crystal is grown in two temperature ranges of two.

【0054】また、本発明によれば、半導体プロセス上
悪影響をおよぼさない湿式化学エッチング液を用いるこ
とにより、結晶Siをエッチングせずに、多孔質Siを
選択的に化学エッチングすることができる。
Further, according to the present invention, by using a wet chemical etching solution which does not adversely affect the semiconductor process, it is possible to selectively etch porous Si without etching crystalline Si. .

【0055】特に、本発明の多孔質Siの選択エッチン
グ方法は、結晶Siに対してはエッチング作用を持たな
い弗酸(もしくはバッファード弗酸・・・以下BHFと
略)、もしくは弗酸(もしくはBHF)に過酸化水素水
を加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)にアル
コールを加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)
に過酸化水素水及びアルコールを加えた混合液を、選択
エッチング液として用いることにより、より本発明の目
的を達成することができる。
In particular, the method for selectively etching porous Si according to the present invention employs hydrofluoric acid (or buffered hydrofluoric acid, hereinafter abbreviated as BHF) or hydrofluoric acid (or buffered hydrofluoric acid) having no etching effect on crystalline Si. BHF) to which hydrogen peroxide solution has been added, or hydrofluoric acid (or BHF) to which alcohol has been added, or hydrofluoric acid (or BHF)
The object of the present invention can be further achieved by using a mixed solution obtained by adding a hydrogen peroxide solution and an alcohol as a selective etching solution.

【0056】本発明の多孔質Siの選択湿式化学エッチ
ング液中の過酸化水素は、酸化剤として作用し、過酸化
水素の比率を変えることにより反応速度を制御すること
が可能である。
The hydrogen peroxide in the selective wet chemical etching solution for porous Si of the present invention acts as an oxidizing agent, and the reaction rate can be controlled by changing the ratio of hydrogen peroxide.

【0057】本発明の多孔質Siの選択湿式化学エッチ
ング液中のアルコールは、表面活性剤として作用し、エ
ッチングによる反応生成気体の気泡を瞬時にエッチング
表面から除去し、均一に、かつ効率良く多孔質Siの選
択エッチングが可能となる。本発明によれば、通常の半
導体プロセスで用いられている溶液を用いて、結晶Si
と同一基体に混在する多孔質Siを選択的に化学エッチ
ングすることができるものである。
The alcohol in the selective wet chemical etching solution of the porous Si of the present invention acts as a surfactant, instantaneously removes bubbles of the reaction product gas from the etching from the etching surface, and makes the porous silicon uniformly and efficiently. Selective etching of high quality Si becomes possible. According to the present invention, crystalline Si is used by using a solution used in a normal semiconductor process.
The porous Si mixed in the same substrate can be selectively chemically etched.

【0058】また、エッチングすべき多孔質シリコン面
以外をエッチング防止膜で被覆してからエッチングする
ことにより、エッチングの選択性を高めることができ
る。
Further, by etching after covering the surface other than the porous silicon surface to be etched with the etching prevention film, the selectivity of the etching can be improved.

【0059】このエッチング防止膜としては、例えば、
プラズマCVD法によってSi34 を0.1μm堆積
して、貼りあわせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体
上の窒化膜のみを反応性イオンエッチングによって除去
することにより形成できる。
As the etching prevention film, for example,
It can be formed by depositing 0.1 μm of Si 3 N 4 by a plasma CVD method, covering the two bonded substrates, and removing only the nitride film on the porous substrate by reactive ion etching.

【0060】また、エッチング防止膜としては、アピエ
ゾンワックス、或いは、エレクトロンワックスを被覆し
た場合にも同様の効果があり、多孔質化されたSi基体
のみを完全に除去しえる。 [実施態様例] 以下に本発明の実施態様例を図1の断面工程図を参照し
ながら説明する。なお、図1において、多孔質Si基体
11と非多孔質シリコン単結晶層12は、多孔質単結晶
半導体層と非多孔質単結晶半導体層とを有する第1の部
材(図1(b))であり、光透過性ガラス基体13は、
光透過性基体からなる第2の部材であり、多孔質Si基
体11と非多孔質シリコン単結晶層12と光透過性ガラ
ス基体13は、多層構造体(図1(c))となる。
The same effect can be obtained when the piezo-wax or the electron wax is coated as the etching prevention film, and only the porous Si substrate can be completely removed. [Embodiment Example] An embodiment example of the present invention will be described below with reference to a sectional process diagram of FIG. In FIG. 1, a porous Si substrate was used.
11 and the non-porous silicon single crystal layer 12
First part having semiconductor layer and non-porous single crystal semiconductor layer
Material (FIG. 1 (b)), and the light-transmitting glass substrate 13
A second member made of a light-transmitting substrate, and a porous Si-based
Body 11, non-porous silicon single crystal layer 12, and light-transmitting glass
The substrate 13 is a multilayer structure (FIG. 1C).

【0061】まず、図1(a)に示すように、Si単結
晶基体11を用意して、その全部を多孔質化する。Si
基体は、HF溶液を用いた陽極化成法によって、多孔質
化させる。この多孔質Si層は、単結晶Siの密度2.
33g/cm3 に比べて、その密度をHF溶液濃度を50
〜20%に変化させることで密度1.1〜0.6g/cm
3 の範囲に変化させることができる。
First, as shown in FIG. 1A, a Si single crystal substrate 11 is prepared, and the whole is made porous. Si
The substrate is made porous by an anodizing method using an HF solution. This porous Si layer has a density of single crystal Si of 2.
Compared to 33 g / cm 3 , the density was 50
Density 1.1-0.6g / cm by changing to ~ 20%
It can be changed in the range of 3 .

【0062】本発明で用いる多孔質層は、下記の理由に
よりP型Si基体に形成されやすい。
The porous layer used in the present invention is easily formed on a P-type Si substrate for the following reasons.

【0063】多孔質Siは、Uhlir等によって19
56年に半導体の電解研磨の研究過程において発見され
た(A.Uhlir, Bell Syst.Tech.J., vol.35, 333(195
6))。
The porous Si was prepared by Uhlir et al.
It was discovered in the research process of semiconductor electropolishing in 1957 (A. Uhlir, Bell Syst. Tech. J., vol. 35, 333 (195
6)).

【0064】また、ウナガミ等は陽極化成におけるSi
の溶解反応を研究し、HF溶液中のSiの陽極反応には
正孔が必要であり、その反応は、次のようであると報告
している(T.ウナカ゛ミ、J.Electrochem.Soc.,vol.127, 476
(1980))。
In addition, Unagami and the like have
And reported that the anodic reaction of Si in HF solution requires holes, and the reaction is as follows (T. Unakami, J. Electrochem. Soc., vol.127, 476
(1980)).

【0065】 Si+2HF+(2−n)e+ → SiF2 +2H+ +ne- SiF2 +2HF → SiF4 +H2 SiF4 +2HF → H2 SiF6 または、 Si+4HF+(4−λ)e+ → SiF4 +4H+ +λe- SiF4 +2HF → H2 SiF6 ここで、e+ およびe- はそれぞれ正孔と電子を表して
いる。また、nおよびλはそれぞれSi1原子が溶解す
るために必要な正孔の数であり、n>2またはλ>4な
る条件が満たされた場合に多孔質Siが形成されるとし
ている。
[0065] Si + 2HF + (2-n ) e + → SiF 2 + 2H + + ne - SiF 2 + 2HF → SiF 4 + H 2 SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6 or, Si + 4HF + (4- λ) e + → SiF 4 + 4H + + λe - where SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6, e + , e - represent a hole and an electron, respectively. Further, n and λ are the number of holes required for dissolving the Si1 atom, and it is assumed that porous Si is formed when the condition of n> 2 or λ> 4 is satisfied.

【0066】以上のことから、一般的には、正孔の存在
するP型Siは多孔質化されるが、N型Siは多孔質化
されない。この多孔質化における選択性は長野等および
イマイによって実証されている(長野、中島、安野、大
中、梶原、 電子通信学会技術研究報告、vol.79, SSD7
9-9549(1979))、 (K. イマイ、Solid-State Electron
ics, vol.24,159(1981) )。
From the above, generally, P-type Si having holes is made porous, while N-type Si is not made porous. The selectivity in this porous formation has been demonstrated by Nagano et al. And Imai (Nagano, Nakajima, Yasuno, Onaka, Kajiwara, IEICE Technical Report, vol.79, SSD7
9-9549 (1979)), (K. Imai, Solid-State Electron
ics, vol. 24, 159 (1981)).

【0067】また、多孔質層は、その内部に大量の空隙
が形成されているために、密度が半分以下に減少する。
その結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するた
め、その化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッ
チング速度に比べて、著しく増速される。
The density of the porous layer is reduced to less than half because a large amount of voids are formed inside the porous layer.
As a result, the surface area is dramatically increased as compared with the volume, so that the chemical etching rate is significantly increased as compared with the ordinary etching rate of the single crystal layer.

【0068】次に、図1(b)に示すように、種々の低
温成長法により、エピタキシャル成長を多孔質化した基
体表面に行い、薄膜非多孔質シリコン単結晶層12を第
1の温度で形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, epitaxial growth is performed on the surface of the porous substrate by various low-temperature growth methods to form a thin nonporous silicon single crystal layer 12 at a first temperature. I do.

【0069】この第1の温度としては、後の選択エッチ
ングによる、多孔質Si層と非多孔質シリコン単結晶層
の選択比が、十分得られるように多孔質Siが変質しな
い温度である必要があり、多孔質Si上に形成する非多
孔質シリコン単結晶層に結晶欠陥が生じないならば、低
温であるのに越したことはない。
The first temperature must be such that the porous Si layer and the non-porous silicon single crystal layer are not deteriorated so that the selective ratio between the porous Si layer and the non-porous silicon single crystal layer by the subsequent selective etching is sufficiently obtained. If there is no crystal defect in the non-porous silicon single crystal layer formed on the porous Si, the temperature is low, and it is good.

【0070】次に図1(c)に示すように、光透過性基
体13を用意して、多孔質Si基体11上の非多孔質シ
リコン単結晶層12表面に該光透過性基体13を貼りつ
ける。
Next, as shown in FIG. 1C, a light-transmitting substrate 13 is prepared, and the light-transmitting substrate 13 is attached to the surface of the non-porous silicon single crystal layer 12 on the porous Si substrate 11. Put on.

【0071】この後に、多孔質Si基体11を全部、弗
酸(もしくはバッファード弗酸・・・以下BHFと
略)、もしくは弗酸(もしくはBHF)に過酸化水素水
を加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)にアル
コールを加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)
に過酸化水素水及びアルコールを加えた混合液を、選択
エッチング液として、アルコールの存在する場合は攪は
んすることなく、アルコールの存在しない場合は攪はん
しながら浸潤することによって、多孔質Si層11のみ
を無電解湿式化学エッチングして光透過性基体13上に
薄膜化した非多孔質シリコン単結晶層12を残存させ形
成する(図1(d))。
Thereafter, the entire porous Si substrate 11 is treated with hydrofluoric acid (or buffered hydrofluoric acid, hereinafter abbreviated as BHF), hydrofluoric acid (or BHF) to which a hydrogen peroxide solution is added, or hydrofluoric acid (or BHF). Acid (or BHF) with alcohol, or hydrofluoric acid (or BHF)
A mixture of hydrogen peroxide and alcohol was added to the mixture as a selective etchant, without stirring when alcohol was present, or by infiltrating with stirring when no alcohol was present. Only the Si layer 11 is subjected to electroless wet chemical etching to leave a thin nonporous silicon single crystal layer 12 on the light-transmitting substrate 13 to form it (FIG. 1D).

【0072】次いで図1(e)に示すように、非多孔質
シリコン単結晶層12上にエピタキシャル法により高品
質な単結晶シリコン層14を第2の温度下で形成する。
このときの基体温度は低温である必要性はなく、第1の
温度よりも高く、900℃以上のCVD法により形成す
るものが好ましい。
Next, as shown in FIG. 1E, a high-quality single-crystal silicon layer 14 is formed on the non-porous silicon single-crystal layer 12 by an epitaxial method at a second temperature.
The substrate temperature at this time does not need to be low, but is preferably higher than the first temperature and formed by a CVD method at 900 ° C. or higher.

【0073】図1(f)は本発明で得られる半導体基体
が示される。すなわち、光透過性基体13上に結晶性が
シリコンウエハーと同等な単結晶Si層12+14が平
坦に、しかも均一に薄層化されて、ウエハー全域に、大
面積に形成される。こうして得られた半導体基体は、絶
縁分離された電子素子作製という点から見ても好適に使
用することができる。
FIG. 1F shows a semiconductor substrate obtained by the present invention. That is, the single-crystal Si layer 12 + 14 having the same crystallinity as that of the silicon wafer is flattened and uniformly thinned on the light-transmitting substrate 13, and formed over a large area over the entire wafer. The semiconductor substrate thus obtained can be suitably used from the viewpoint of producing an insulated electronic element.

【0074】次に、本発明で行なう多孔質Siのみを無
電解湿式化学エッチングする選択エッチング法につい
て、以下に述べる。
Next, the selective etching method of the present invention in which only porous Si is subjected to electroless wet chemical etching will be described below.

【0075】本発明では、弗酸(もしくはバッファード
弗酸・・・以下BHFと略)、もしくは弗酸(もしくは
BHF)に過酸化水素水を加えたもの、もしくは弗酸
(もしくはBHF)にアルコールを加えたもの、もしく
は弗酸(もしくはBHF)に過酸化水素水及びアルコー
ルを加えた混合液を、選択エッチング液として、アルコ
ールの存在する場合は攪はんすることなく、アルコール
の存在しない場合は攪はんしながら浸潤することによっ
て、選択エッチングを行なう。
In the present invention, hydrofluoric acid (or buffered hydrofluoric acid, hereinafter abbreviated as BHF), hydrofluoric acid (or BHF) to which hydrogen peroxide is added, or hydrofluoric acid (or BHF) to alcohol Or a mixture of hydrofluoric acid (or BHF) and an aqueous solution of hydrogen peroxide and alcohol is used as a selective etching solution without agitation when alcohol is present. Selective etching is performed by infiltrating with stirring.

【0076】図2に、多孔質Siと単結晶Siを49%
弗酸とアルコールと30%過酸化水素水との混合液に攪
はんすることなしに浸潤したときのエッチングされた多
孔質Siと単結晶Siの厚みのエッチング時間依存性を
示す。
FIG. 2 shows that porous Si and single-crystal Si are 49%
4 shows the etching time dependence of the thickness of the etched porous Si and single-crystal Si when infiltrated into a mixed solution of hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide without stirring.

【0077】多孔質Siは、単結晶Siを陽極化成によ
って作成し、その条件の一例を以下に示す。
The porous Si is prepared by anodizing single crystal Si and an example of the conditions is shown below.

【0078】また、陽極化成によって形成する多孔質S
iの出発材料は、単結晶Siに限定されるものではな
く、他の結晶構造のSiでも可能である。
The porous S formed by anodization
The starting material of i is not limited to single crystal Si, but may be Si having another crystal structure.

【0079】 印加電圧: 2.6(V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:1 時間: 2.4(時間) 多孔質Siの厚み: 300(μm) Porosity: 56(%) 上記条件により作成した多孔質Siを室温において49
%弗酸とアルコールと30%過酸化水素水との混合液
(10:6:50)(白丸)に攪はんすることなしに浸
潤した後に、該多孔質Siの厚みの減少を測定した。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 2.4 ( Time) Thickness of porous Si: 300 (μm) Porosity: 56 (%) The porous Si prepared under the above conditions was removed at room temperature by 49%.
After infiltration into a mixture of 10% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (10: 6: 50) (open circles) without stirring, a decrease in the thickness of the porous Si was measured.

【0080】多孔質Siは急速にエッチングされ、40
分ほどで107μm、更に、80分経過させると244
μmも、高度の表面性を有して、均一にエッチングされ
た。エッチング速度は溶液濃度及び、温度に依存する。
The porous Si is rapidly etched,
Minutes, 107 μm, and after 80 minutes, 244
μm also had a high degree of surface properties and was uniformly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0081】この時、過酸化水素水を添加すると、シリ
コンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくらべて増速
することが可能となり、更に過酸化水素水の比率を変え
ることにより、その反応速度を制御することができる。
At this time, when the hydrogen peroxide solution is added, the oxidation of silicon can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with the case where no addition is made. By further changing the ratio of the hydrogen peroxide solution, The reaction rate can be controlled.

【0082】また、500μm厚の非多孔質Siを室温
において49%弗酸とアルコールと30%過酸化水素水
との混合液(10:6:50)(黒丸)に攪はんするこ
となしに浸潤した後に、該非多孔質シリコンの厚みの減
少を測定した。
Further, the non-porous Si having a thickness of 500 μm was stirred at room temperature without mixing in a mixed solution (10: 6: 50) of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide (black circle). After infiltration, the decrease in thickness of the non-porous silicon was measured.

【0083】非多孔質シリコンは、120分経過した後
にも、100オングストローム以下しかエッチングされ
なかった。
The non-porous silicon was etched less than 100 angstroms even after 120 minutes had elapsed.

【0084】この時、アルコールを添加すると、エッチ
ングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエッチング表
面から、攪はんすることなく、除去でき、均一にかつ効
率よく多孔質Siをエッチングすることができる。
At this time, when alcohol is added, bubbles of the reaction gas generated by the etching can be instantaneously removed from the etching surface without stirring, and the porous Si can be etched uniformly and efficiently. .

【0085】エッチング後の多孔質Siと非多孔質Si
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。
Porous Si and Non-porous Si after Etching
Was washed with water and the surface thereof was trace-analyzed with secondary ions. As a result, no impurities were detected.

【0086】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Si
のエッチング速度および多孔質Siと非多孔質Siとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲で設定される。
The conditions of the solution concentration and the temperature were as follows.
The etching rate and the etching selectivity between porous Si and non-porous Si are set within a range that is practically acceptable in a manufacturing process or the like.

【0087】図3から図9は、それぞれ他のエッチング
液による多孔質Siと単結晶Siの厚みのエッチング時
間依存性を示した図であり、図3は、エッチング液とし
て、バッファード弗酸と過酸化水素水とアルコールとの
混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング
特性。
FIGS. 3 to 9 show the etching time dependence of the thicknesses of porous Si and single-crystal Si by other etching solutions, respectively. FIG. 3 shows buffered hydrofluoric acid and etching solution as etching solutions. Etching characteristics of porous and non-porous Si when using a mixture of hydrogen peroxide and alcohol.

【0088】図4は、エッチング液として、弗酸と過酸
化水素水との混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Si
のエッチング特性。
FIG. 4 shows porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution is used as an etching solution.
Etching characteristics.

【0089】図5は、エッチング液として、弗酸とアル
コールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siの
エッチング特性。
FIG. 5 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and alcohol is used as the etching solution.

【0090】図6は、エッチング液として、弗酸を用い
た時の多孔質と非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 6 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when hydrofluoric acid is used as an etching solution.

【0091】図7は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸とアルコールとの混合液を用いた時の多孔質と非
多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 7 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol was used as the etching solution.

【0092】図8は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸と過酸化水素水との混合液を用いた時の多孔質と
非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 8 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide was used as the etching solution.

【0093】図9は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング
特性である。
FIG. 9 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when buffered hydrofluoric acid is used as an etchant.

【0094】以下、具体的な実施例によって本発明を説
明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples.

【0095】[0095]

【実施例】(実施例1)まず、200ミクロンの厚みを
持ったP型(100)単結晶Si基体を50%のHF溶
液中において陽極化成を行った。この時の電流密度は、
100mA/cm2 であった。この時の多孔質化速度
は、8.4μm/min.であり200ミクロンの厚み
を持ったP型(100)Si基体全体は、24分で多孔
質化された。
EXAMPLE 1 First, a P-type (100) single-crystal Si substrate having a thickness of 200 microns was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is
It was 100 mA / cm 2 . At this time, the rate of making porous is 8.4 μm / min. The entire P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0096】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
にバイアススパッター法により、非多孔質単結晶シリコ
ンエピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させ
た。堆積条件は、以下のとおりである。
Next, a non-porous single crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 μm on the P-type (100) porous Si substrate by bias sputtering. The deposition conditions are as follows.

【0097】 (基体表面クリーニング条件) RF周波数: 100MHz 高周波電力: 5W 温度: 380℃ Arガス圧力: 15×10-3Torr クリーニング時間: 5分 ターゲット直流バイアス: −5V 基体直流バイアス: +5V (堆積条件) RF周波数: 100MHz 高周波電力: 100W 温度(第1の温度): 380℃ Arガス圧力: 15×10-3Torr 成長時間: 4分 成長膜厚: 0.05μm ターゲット直流バイアス: −150V 基体直流バイアス: +10V 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英(fuzedsilica)ガラス基体とSi
基体を重ね合わせ、酸素雰囲気中で600℃,0.5時
間過熱することにより、両者の基体は、強固に接合され
た。
(Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (deposition conditions) ) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: −150 V Substrate DC bias : +10 V Next, a fused quartz glass substrate having the surface of the epitaxial layer optically polished and Si
By superimposing the substrates and heating at 600 ° C. for 0.5 hour in an oxygen atmosphere, both substrates were firmly joined.

【0098】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
り合わせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングによって除去する。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by a plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. To remove.

【0099】その後、該張り合わせた基体を49%弗酸
とアルコールと30%過酸化水素水との混合液(10:
6:50)で撹はんすることなく選択エッチングした。
65分後には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Si基体は選択エッチングされ、完全
に除去された。
Thereafter, the bonded substrates were mixed with a mixture of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (10:
6:50) and selective etching was performed without stirring.
After 65 minutes, only the non-porous silicon single crystal layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using single crystal Si as the etch stop material, and completely removed.

【0100】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く65分後でも50オ
ングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速度
との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層におけ
るエッチング(数十オングストローム)は実用上無視で
きる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, not more than 50 angstroms even after 65 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches more than ten-fiveth power. Etching (several tens of angstroms) in the non-porous layer results in a practically negligible thickness reduction.

【0101】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層
が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm is removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as an etching prevention film, a 0.05 μm-thick silicon substrate is placed on the fused quartz glass substrate. A thick single-crystal Si layer was formed.

【0102】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a 1 μm high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0103】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 … 1000 sccm Carrier gas: H 2 … 230 1 / min Base temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0104】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ているおよそ1μm厚SOI構造が形成されていること
が確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that a SOI structure having a thickness of about 1 μm was formed, which maintained good crystallinity.

【0105】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例2)まず、200ミクロンの厚みを持ったP型
(100)単結晶Si基体を50%のHF溶液中におい
て陽極化成を行った。この時の電流密度は、100mA
/cm2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μ
m/min.であり200ミクロンの厚みを持ったP型
(100)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon. Example 2 First, a P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 200 microns was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA
/ Cm 2 . The porosity rate at this time is 8.4 μm.
m / min. The entire P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0106】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
にMBE(分子線エピタキシー:Molecular
Beam Epitaxy)法により、Siエピタキシ
ャル層を0.1ミクロン低温成長させた。堆積条件は、
以下のとおりである。
Next, MBE (Molecular Beam Epitaxy: Molecular) is formed on the P-type (100) porous Si substrate.
A Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.1 μm by a Beam Epitaxy method. The deposition conditions are
It is as follows.

【0107】 温度(第1の温度):700℃ 圧力:1×10-9Torr 成長速度:0.1nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体を重ねあわせ、酸素雰囲気中で70
0℃,0.5時間過熱することにより、両者の基体は、
強固に接合された。
Temperature (first temperature): 700 ° C. Pressure: 1 × 10 −9 Torr Growth rate: 0.1 nm / sec Next, a fused quartz glass substrate optically polished is superposed on the surface of the epitaxial layer. 70 in oxygen atmosphere
By heating at 0 ° C. for 0.5 hour, both substrates
Strongly joined.

【0108】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
りあわせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングによって除去した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by a plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was reactive. It was removed by ion etching.

【0109】その後、該張り合わせた基体をBHF(フ
ッ化アンモニウム36%と弗酸4.5%との混合水溶
液)49%弗酸とアルコールと30%過酸化水素水との
混合液(10:6:50)で撹はんすることなく選択エ
ッチングした。205分後には、単結晶Si層だけがエ
ッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップ
の材料として、多孔質Si基体は選択エッチングされ、
完全に除去された。
Then, the bonded substrate was treated with BHF (a mixed aqueous solution of 36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid) in a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide (10: 6). : 50) and selective etching was performed without stirring. After 205 minutes, only the single-crystal Si layer remains without being etched, and the porous Si substrate is selectively etched using single-crystal Si as an etch stop material,
It has been completely removed.

【0110】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く205分後でも50
オングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速
度との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層にお
けるエッチング量(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, even after 205 minutes.
Angstrom or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches more than ten-fiveth power, and the etching amount (several tens of angstroms) of the non-porous layer is a film thickness decrease that can be ignored in practical use.

【0111】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、SiO2 上に
0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm is removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as an etching prevention film, the Si substrate has a thickness of 0.1 μm on SiO 2. A single-crystal Si layer was formed.

【0112】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a 1 μm high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0113】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ··· 1000 sccm Carrier gas: H 2 ··· 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0114】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ている、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure having a thickness of about 1 μm, in which good crystallinity was maintained, was formed.

【0115】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon.

【0116】(実施例3)まず、200ミクロンの厚み
を持ったP型(100)単結晶Si基体を50%のHF
溶液中において陽極化成を行った。この時の電流密度
は、100mA/cm2 であった。この時の多孔質化速
度は、8.4μm/min.であり200ミクロンの厚
みを持ったP型(100)Si基体全体は、24分で多
孔質化された。
(Example 3) First, a P-type (100) single-crystal Si substrate having a thickness of 200 μm was immersed in 50% HF.
Anodization was performed in the solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . At this time, the rate of making porous is 8.4 μm / min. The entire P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0117】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
にプラズマCVD法により、Siエピタキシャル層を
0.1μm低温成長させた。堆積条件は、以下のとおり
である。
Next, a Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.1 μm on the P-type (100) porous Si substrate by a plasma CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0118】 ガス:SiH4 高周波電力:100W 温度(第1の温度):800℃ 圧力:1×10-2Torr 成長速度:2.5nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体を重ねあわせ、窒素雰囲気中で80
0℃,0.5時間過熱することにより、両者の基体は、
強固に接合された。
Gas: SiH 4 High frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 800 ° C. Pressure: 1 × 10 −2 Torr Growth rate: 2.5 nm / sec Next, the surface of the epitaxial layer is subjected to optical polishing. The fused quartz glass substrates were placed on each other and
By heating at 0 ° C. for 0.5 hour, both substrates
Strongly joined.

【0119】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
り合わせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングによって除去した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by a plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was reactive. It was removed by ion etching.

【0120】その後、該張り合わせた基体を49%弗酸
と0%過酸化水素水との混合液(1:5)で撹はんしな
がら選択エッチングした。62分後には、単結晶Si層
だけがエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・
ストップの材料として、多孔質Si基体は選択エッチン
グされ、完全に除去された。
Thereafter, the bonded substrates were selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 0% hydrogen peroxide solution (1: 5). After 62 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is etched.
As a stop material, the porous Si substrate was selectively etched and completely removed.

【0121】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く62分後でも50オ
ングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速度
との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層におけ
るエッチング量(数十オングストローム)は実用上無視
できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, not more than 50 angstroms even after 62 minutes, and the selectivity with the etching rate of the porous layer reaches not less than tenth power, The etching amount (several tens of angstroms) in the non-porous layer is a thickness reduction that can be ignored in practical use.

【0122】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が
形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm is removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as an etching prevention film, a 0.1 μm-thick silicon substrate is placed on the fused quartz glass substrate. A thick single-crystal Si layer was formed.

【0123】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film of 1 μm was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0124】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ··· 1000 sccm Carrier gas: H 2 ··· 230 1 / min Base temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0125】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ている、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure having a thickness of about 1 μm, in which good crystallinity was maintained, was formed.

【0126】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例4)まず、200ミクロンの厚みを持ったP型
(100)単結晶Si基体を50%のHF溶液中におい
て陽極化成を行った。この時の電流密度は、100mA
/cm2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μ
m/min.であり200ミクロンの厚みを持ったP型
(100)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon. Example 4 First, a P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 200 microns was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA
/ Cm 2 . The porosity rate at this time is 8.4 μm
m / min. The entire P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0127】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
に液相成長法により、Siエピタキシャル層を0.5ミ
クロン低温成長させた。堆積条件は、以下のとおりであ
る。
Next, a 0.5 μm low-temperature Si epitaxial layer was grown on the P-type (100) porous Si substrate by a liquid phase growth method. The deposition conditions are as follows.

【0128】 溶媒:Sn 成長温度(第1の温度):900℃ 成長雰囲気:H2 成長時間:5分 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体とSi基体を重ねあわせ、窒素雰囲
気中で900℃,0.5時間過熱することにより、両者
の基体は、強固に接合された。
Solvent: Sn Growth temperature (first temperature): 900 ° C. Growth atmosphere: H 2 growth time: 5 minutes Next, the fused quartz glass substrate whose surface of the epitaxial layer is optically polished and the Si substrate are stacked. At the same time, by heating at 900 ° C. for 0.5 hour in a nitrogen atmosphere, both substrates were firmly joined.

【0129】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
り合わせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングによって除去した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by a plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was reactive. It was removed by ion etching.

【0130】その後、該張り合わせた基体を49%弗酸
とアルコールとの混合液(10:1)で撹はんすること
なく選択エッチングした。82分後には、単結晶Si層
だけがエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・
ストップの材料として、多孔質Si基体は選択エッチン
グされ、完全に除去された。
Thereafter, the bonded substrates were selectively etched without stirring with a mixed solution (10: 1) of 49% hydrofluoric acid and alcohol. After 82 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is etched.
As a stop material, the porous Si substrate was selectively etched and completely removed.

【0131】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く82分後でも50オ
ングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速度
との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層におけ
るエッチング量(数十オングストローム)は実用上無視
できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, not more than 50 angstroms even after 82 minutes, and the selectivity with the etching rate of the porous layer reaches not less than tenth power, The etching amount (several tens of angstroms) in the non-porous layer is a thickness reduction that can be ignored in practical use.

【0132】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガラ
ス基体上に0.5μmの厚みを持った単結晶Si層が形
成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm is removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as an etching preventing film, a 0.5 μm thick film is formed on the fused quartz glass substrate. Was formed.

【0133】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a 1 μm high quality epitaxial Si single crystal film was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0134】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ··· 1000 sccm Carrier gas: H 2 ··· 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0135】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ている、およそ1.5μm厚SOI構造が形成されてい
ることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, B
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure having a thickness of about 1.5 μm was formed, in which good crystallinity was maintained. Was.

【0136】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例5)200ミクロンの厚みを持ったn型(10
0)単結晶Si基体を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon. (Example 5) An n-type (10
0) Anodization was performed on the single crystal Si substrate in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 .

【0137】この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったn型(10
0)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
At this time, the rate of making porous is 8.4 μm / m
in. And a 200 micron thick n-type (10
0) The entire Si substrate was made porous in 24 minutes.

【0138】次に、該n型(100)多孔質Si基体上
に減圧CVD法により、Siエピタキシャル層を0.5
ミクロン低温成長させた。堆積条件は、以下のとおりで
ある。
Next, a 0.5-inch Si epitaxial layer was formed on the n-type (100) porous Si substrate by low-pressure CVD.
Micron grown at low temperature. The deposition conditions are as follows.

【0139】 ソースガス:SiH4 800sccm キャリアガス:H2 150 1/min 温度(第1の温度):850℃ 圧力:1×10-2Torr 成長速度:3.3nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体を重ね合わせ、酸素雰囲気中で80
0℃,0.5時間過熱することにより、両者の基体は、
強固に接合された。
Source gas: SiH 4 800 sccm Carrier gas: H 2 150 1 / min Temperature (first temperature): 850 ° C. Pressure: 1 × 10 −2 Torr Growth rate: 3.3 nm / sec Next, this epitaxial layer An optically polished fused silica glass substrate is superposed on the surface of
By heating at 0 ° C. for 0.5 hour, both substrates
Strongly joined.

【0140】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
り合わせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングによって除去した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by a plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was reactive. It was removed by ion etching.

【0141】その後、該張り合わせた基体を49%弗酸
で撹はんしながら選択エッチングした。78分後には、
単結晶Si層だけがエッチングされずに残り、単結晶S
iをエッチ・ストップの材料として、多孔質Si基体は
選択エッチングされ、完全に除去された。
Thereafter, the bonded substrates were selectively etched while stirring with 49% hydrofluoric acid. After 78 minutes,
Only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal S
Using i as the etch stop material, the porous Si substrate was selectively etched and completely removed.

【0142】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く78分後でも50オ
ングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速度
との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層におけ
るエッチング量(数十オングストローム)は実用上無視
できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low and is not more than 50 angstroms even after 78 minutes, and the selectivity with the etching rate of the porous layer reaches not less than tenth power, The etching amount (several tens of angstroms) in the non-porous layer is a thickness reduction that can be ignored in practical use.

【0143】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガラ
ス基体上に0.5μmの厚みを持った単結晶Si層が形
成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as an etching preventing film, a 0.5 μm thick film was formed on the fused quartz glass substrate. Was formed.

【0144】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film of 1 μm was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0145】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ··· 1000 sccm Carrier gas: H 2 ··· 230 1 / min Base temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0146】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ている、およそ1.5μm厚SOI構造が形成されてい
ることが確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure having a thickness of about 1.5 μm was formed, in which good crystallinity was maintained. Was.

【0147】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例6)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基体を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon. (Example 6) P-type (10
0) Anodization was performed on the single crystal Si substrate in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time is 8.4 μm / m
in. And a P-type (10
0) The entire Si substrate was made porous in 24 minutes.

【0148】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
にバイアススパッター法より、非多孔質単結晶シリコン
エピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させた。
堆積条件は、以下のとおりである。 (基体表面クリーニング条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:5W 温度:380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr クリーニング時間:5分 ターゲット直流バイアス:−5V 基体直流バイアス:+5V (堆積条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:100W 温度(第1の温度):380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr 成長時間:4分 成長膜厚:0.05μm ターゲット直流バイアス:−150V 基体直流バイアス:+10V 次に、このエピタキシャル層の表面に、光学研磨を施し
た溶融石英ガラス基体とSi基体を重ね合わせ、酸素雰
囲気中で600℃,0.5時間過熱することにより、両
者の基体は、強固に接合された。
Next, a non-porous single-crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 μm on the P-type (100) porous Si substrate by bias sputtering.
The deposition conditions are as follows. (Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (deposition conditions) RF frequency : 100 MHz High frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: -150 V Substrate DC bias: +10 V Next Then, an optically polished fused silica glass substrate and a Si substrate are superimposed on the surface of the epitaxial layer, and heated at 600 ° C. for 0.5 hour in an oxygen atmosphere, whereby the two substrates are firmly joined. Was.

【0149】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
り合わせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングによって除去した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by a plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. Removed by

【0150】その後、該張り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%フッ化アンモニウムと4.5%弗酸との
混合水溶液)とアルコールの混合液(10:1)で撹は
んすることなく選択エッチングした。275分後には、
非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチングされずに残
り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔
質Si基体は選択エッチングされ、完全に除去された。
Thereafter, the bonded substrates were selected without mixing with a mixed solution (10: 1) of buffered hydrofluoric acid (a mixed aqueous solution of 36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid) and alcohol. Etched. After 275 minutes,
Only the non-porous silicon single crystal layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using single crystal Si as the etch stop material, and completely removed.

【0151】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は極めて低く、275分後でも50
オングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速
度との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層にお
けるエッチング量(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and even after 275 minutes.
Angstrom or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches more than ten-fiveth power, and the etching amount (several tens of angstroms) of the non-porous layer is a film thickness decrease that can be ignored in practical use.

【0152】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガラ
ス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層が
形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm is removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as an etching preventing film, a 0.05 μm thick film is formed on the fused quartz glass substrate. Was formed.

【0153】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film of 1 μm was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0154】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ··· 1000 sccm Carrier gas: H 2 ··· 230 / min Base temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0155】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ている、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, B
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure having a thickness of about 1 μm, in which good crystallinity was maintained, was formed.

【0156】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例7)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基体を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり、200ミクロンの厚みを持ったP型(1
00)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon. (Example 7) P-type (10
0) Anodization was performed on the single crystal Si substrate in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time is 8.4 μm / m
in. And a P-type (1
00) The entire Si substrate was made porous in 24 minutes.

【0157】次に該P型(100)多孔質Si基体上に
バイアススパッター法により、非多孔質単結晶シリコン
エピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させた。
堆積条件は、以下のとおりである。 (基体表面クリーニング条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:5W 温度:380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr クリーニング時間:5分 ターゲット直流バイアス:−5V 基体直流バイアス:+5V (堆積条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:100W 温度(第1の温度):380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr 成長時間:4分 成長膜厚:0.05μm ターゲット直流バイアス:−150V 基体直流バイアス:+10V 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体とSi基体を重ね合わせ、酸素雰囲
気中で600℃,0.5時間過熱することにより、両者
の基体は、強固に接合された。
Next, a non-porous single-crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 μm on the P-type (100) porous Si substrate by bias sputtering.
The deposition conditions are as follows. (Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (deposition conditions) RF frequency : 100 MHz High frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: -150 V Substrate DC bias: +10 V Next Then, a fused silica glass substrate having the surface of the epitaxial layer optically polished and a Si substrate were overlaid and heated at 600 ° C. for 0.5 hour in an oxygen atmosphere, whereby the two substrates were firmly joined. .

【0158】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
り合わせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングによって除去した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by a plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. Removed by

【0159】その後、該張り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%フッ化アンモニウムと4.5%弗酸との
混合水溶液)と30%過酸化水素水との混合液(1:
5)で撹はんしながら選択エッチングした。190分後
には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチングされ
ずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料とし
て、多孔質Si基体は選択エッチングされ、完全に除去
された。
Thereafter, the bonded substrates were mixed with a mixed solution of buffered hydrofluoric acid (a mixed aqueous solution of 36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid) and a 30% aqueous hydrogen peroxide solution (1: 1).
Selective etching was performed while stirring in 5). After 190 minutes, only the non-porous silicon single-crystal layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using single-crystal Si as an etch stop material, and completely removed.

【0160】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く190分後でも50
オングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速
度との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層にお
けるエッチング量(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, even after 190 minutes.
Angstrom or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches more than ten-fiveth power, and the etching amount (several tens of angstroms) of the non-porous layer is a film thickness decrease that can be ignored in practical use.

【0161】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層
が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as an etching preventing film, a 0.05 μm-thick silicon substrate was placed on the fused quartz glass substrate. A thick single-crystal Si layer was formed.

【0162】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a 1 μm high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0163】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 10001000 sccm Carrier gas: H 2 230 1 / min Base temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0164】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ているおよそ1μm厚SOI構造が形成されていること
が確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that a SOI structure having a thickness of about 1 μm was formed, which maintained good crystallinity.

【0165】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例8)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基体を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり、200ミクロンの厚みを持ったP型(1
00)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon. (Example 8) A P-type (10
0) Anodization was performed on the single crystal Si substrate in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time is 8.4 μm / m
in. And a P-type (1
00) The entire Si substrate was made porous in 24 minutes.

【0166】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
にバイアススパッター法により、非多孔質単結晶シリコ
ンエピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させ
た。堆積条件は、以下のとおりである。 (基体表面クリーニング条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:5W 温度:380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr クリーニング時間:5分 ターゲット直流バイアス:−5V 基体直流バイアス:+5V (堆積条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:100W 温度(第1の温度):380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr 成長時間:4分 成長膜厚:0.05μm ターゲット直流バイアス:−150V 基体直流バイアス:+10V 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体とSi基体を重ね合わせ、酸素雰囲
気中で600℃,0.5時間過熱することにより、両者
の基体は、強固に接合された。
Next, a non-porous single crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 μm on the P-type (100) porous Si substrate by bias sputtering. The deposition conditions are as follows. (Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (deposition conditions) RF frequency : 100 MHz High frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: -150 V Substrate DC bias: +10 V Next Then, a fused silica glass substrate having the surface of the epitaxial layer optically polished and a Si substrate were overlaid and heated at 600 ° C. for 0.5 hour in an oxygen atmosphere, whereby the two substrates were firmly joined. .

【0167】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
り合わせた2枚の基体を被覆して、多孔質基体上の窒化
膜のみを反応性イオンエッチングよって除去した。
Then, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by plasma CVD, and the two bonded substrates were covered, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. Therefore, it was removed.

【0168】その後、該張り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%フッ化アンモニウムと4.5%弗酸の混
合水溶液)で撹はんしながら選択エッチングした。25
8分後には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチン
グされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料
として、多孔質Si基体は選択エッチングされ、完全に
除去された。
Thereafter, the bonded substrates were selectively etched with buffered hydrofluoric acid (a mixed aqueous solution of 36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid) with stirring. 25
After 8 minutes, only the non-porous silicon single crystal layer was left without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using single crystal Si as an etch stop material, and completely removed.

【0169】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く258分後でも50
オングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速
度との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層にお
けるエッチング量(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 258 minutes.
Angstrom or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches more than ten-fiveth power, and the etching amount (several tens of angstroms) of the non-porous layer is a film thickness decrease that can be ignored in practical use.

【0170】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層
が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching prevention film, a 0.05 μm-thick silicon substrate was placed on the fused quartz glass substrate. A thick single-crystal Si layer was formed.

【0171】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film of 1 μm was deposited on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0172】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としてのSi34 層の代わり
に、アピエゾンワックス、或いは、エレクトロンワック
スを被覆した場合にも同様の効果があり、多孔質化され
たSi基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ··· 1000 sccm Carrier gas: H 2 ··· 230 1 / min Base temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film The same effect can be obtained when apiesone wax or electron wax is applied instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0173】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法によるSi層には新たな
結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持され
ている、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope, B
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure having a thickness of about 1 μm, in which good crystallinity was maintained, was formed.

【0174】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。
On the other hand, there was no difference in hole measurement and other electrical characteristics from those of ordinary bulk silicon.

【0175】[0175]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光透過性基体上に結晶性が単結晶ウエハー並に優れたS
i結晶層を得るうえで、生産性、均一性、制御性、経済
性の面において卓越した方法を得られるという効果があ
る。
As described in detail above, according to the present invention,
S with excellent crystallinity on a light transmitting substrate as good as a single crystal wafer
In obtaining the i-crystal layer, there is an effect that an excellent method can be obtained in terms of productivity, uniformity, controllability, and economy.

【0176】また、本発明によれば、従来のSOIデバ
イスの利点を実現し、応用可能な半導体基材の作製方法
を提案することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to realize the advantages of the conventional SOI device and propose a method of manufacturing a semiconductor substrate which can be applied.

【0177】また、本発明によれば、SOI構造の大規
模集積回路を作製する際にも、高価なSOSや、SIM
OXの代替足り得る半導体基材の作製方法を提案するこ
とができる。
According to the present invention, even when a large-scale integrated circuit having an SOI structure is manufactured, an expensive SOS or SIM is required.
It is possible to propose a method for manufacturing a semiconductor base material that can be substituted for OX.

【0178】また本発明によれば、多孔質Siのエッチ
ングにおいて、半導体プロセス上悪影響をおよぼさない
湿式化学エッチング液を用いることができ、かつ、多孔
質Siと非多孔質Siとのエッチングの選択比が5桁以
上もあり、制御性、生産性に多大の効果が得られる。
Further, according to the present invention, in the etching of porous Si, a wet chemical etching solution having no adverse effect on the semiconductor process can be used, and the etching of porous Si and non-porous Si can be performed. The selectivity is 5 digits or more, and a great effect can be obtained on controllability and productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の工程を説明するための模式的断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining a process of the present invention.

【図2】エッチング液として、弗酸と過酸化水素水とア
ルコールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Si
のエッチング特性。
FIG. 2 shows porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide and alcohol is used as an etching solution.
Etching characteristics.

【図3】エッチング液として、バッファード弗酸と過酸
化水素水とアルコールとの混合液を用いた時の多孔質と
非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 3 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution, and alcohol is used as an etching solution.

【図4】エッチング液として、弗酸と過酸化水素水との
混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング
特性。
FIG. 4 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and aqueous hydrogen peroxide is used as an etching solution.

【図5】エッチング液として、弗酸とアルコールとの混
合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング特
性。
FIG. 5 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and alcohol is used as an etching solution.

【図6】エッチング液として、弗酸を用いた時の多孔質
と非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 6 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when hydrofluoric acid is used as an etching solution.

【図7】エッチング液として、バッファード弗酸とアル
コールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siの
エッチング特性。
FIG. 7 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol is used as an etching solution.

【図8】エッチング液として、バッファード弗酸と過酸
化水素水との混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Si
のエッチング特性。
FIG. 8 shows porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution is used as an etching solution.
Etching characteristics.

【図9】エッチング液として、バッファード弗酸を用い
た時の多孔質と非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 9 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when buffered hydrofluoric acid is used as an etching solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 多孔質Si基体 12 非多孔質シリコン単結晶層 13 光透過性ガラス基体 14 エピタキシャルSi単結晶層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Porous Si base 12 Non-porous silicon single crystal layer 13 Light transmissive glass base 14 Epitaxial Si single crystal layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−55568(JP,A) 特許2608351(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/762 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-55-55568 (JP, A) Patent 2608351 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/762

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多孔質単結晶半導体層と第1の温度で形
成した非多孔質単結晶半導体層とを有する第1の部材を
用意する工程、 前記第1の部材と、光透過性基体からなる第2の部材と
を、前記非多孔質単結晶半導体層が内側に位置する多層
構造体が得られるように貼り合わせる工程、 前記多層構造体から前記多孔質単結晶半導体層を除去す
る除去工程、 及び前記除去工程の後に、前記第2の部材に設けられた
前記非多孔質単結晶半導体層上に、前記第1の温度より
高い第2の温度で単結晶半導体層をエピタキシャル成長
により形成する工程、を有することを特徴とする半導体
基材の作製方法。
1. A method for forming a porous single crystal semiconductor layer at a first temperature.
A first member having the formed non-porous single-crystal semiconductor layer.
A step of preparing, the first member, and a second member made of a light-transmitting substrate.
A multilayer in which the non-porous single-crystal semiconductor layer is located inside.
Laminating so as to obtain a structure, removing the porous single crystal semiconductor layer from the multilayer structure
Removing step, and after the removing step, provided on the second member.
On the non-porous single crystal semiconductor layer, the first temperature
Epitaxial growth of single crystal semiconductor layer at high second temperature
Forming a semiconductor by using
How to make a substrate.
【請求項2】 前記第2の温度で単結晶半導体層をエピ
タキシャル成長させる方法がCVD法であることを特徴
とする請求項1に記載の半導体基材の作製方法。
2. The method according to claim 1, wherein the method for epitaxially growing the single crystal semiconductor layer at the second temperature is a CVD method.
【請求項3】 前記多孔質単結晶半導体層上に第1の温
度で形成された前記非多孔質半導体単結晶層と前記第2
の温度で形成した単結晶半導体層の厚さの合計が100
ミクロン以下である請求項1に記載の半導体基材の作製
方法。
3. The non-porous semiconductor single crystal layer formed at a first temperature on the porous single crystal semiconductor layer and the second single crystal semiconductor layer .
The total thickness of the single crystal semiconductor layer formed at the temperature of 100
The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the size is less than or equal to one micron.
【請求項4】 前記第1の温度で形成された非多孔質
導体単結晶層はエピタキシャル成長により形成される請
求項1に記載の半導体基材の作製方法。
4. A non-porous half formed at said first temperature.
The method according to claim 1, wherein the conductor single crystal layer is formed by epitaxial growth.
【請求項5】 前記第1の温度で形成された非多孔質
導体単結晶層は、バイアス・スパッター法、分子線エピ
タキシャル法、プラズマCVD法、光CVD法、液相成
長法、CVD法から選ばれる方法によって形成される請
求項1に記載の半導体基材の作製方法。
5. The non-porous half formed at said first temperature.
2. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the conductor single crystal layer is formed by a method selected from a bias sputtering method, a molecular beam epitaxial method, a plasma CVD method, a photo CVD method, a liquid phase growth method, and a CVD method. Method.
【請求項6】 前記第2の温度が900℃以上であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体基材の作製方
法。
6. The method according to claim 1, wherein the second temperature is 900 ° C. or higher.
【請求項7】 前記多孔質単結晶半導体層は、陽極化成
を含む工程により得られる請求項1に記載の半導体基材
の作製方法。
7. The method according to claim 7, wherein the porous single crystal semiconductor layer is formed by anodization.
The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1, which is obtained by a step including :
【請求項8】 前記陽極化成はHF溶液中で行われる請
求項7に記載の半導体基材の作製方法。
8. The method according to claim 7, wherein the anodization is performed in an HF solution.
【請求項9】 前記多孔質単結晶半導体層を除去する工
程は、前記多孔質 結晶半導体面以外をエッチング防止
膜で被覆した後、無電解湿式化学エッチング工程を行な
うことを特徴とする請求項1に記載の半導体基体の作成
方法。
9. A process for removing said porous single crystal semiconductor layer.
2. The method according to claim 1 , wherein, after covering the surface other than the porous single crystal semiconductor with an etching prevention film, an electroless wet chemical etching step is performed.
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