JP3237889B2 - Semiconductor substrate and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor substrate and method of manufacturing the same

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Description

【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、半導体基体及びその作
製方法に関し、更に詳しくは、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る電子デバイス、集
積回路に適する半導体基体及びそ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 semiconductor substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor substrate suitable for an electronic device and an integrated circuit formed on a single crystal semiconductor layer on a dielectric isolation or insulator. The present invention relates to a manufacturing method thereof.

【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、通常のSi集積回路を作製するバル
クSi基板では到達しえない数々の優位点をSOI技術
を利用したデバイスが有することから多くの研究が成さ
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) technique, and has many advantages that cannot be attained by a bulk Si substrate for fabricating a normal Si integrated circuit. Much research has been done because devices using SOI technology have a. That is, by using the SOI technology, 1. Dielectric separation is easy and high integration is possible. 2. Excellent radiation resistance. 3. Higher speed due to reduced stray capacitance. 4. Well step can be omitted; 5. Latch-up can be prevented. It is possible to obtain a fully depleted field-effect transistor by thinning the film.

【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、ここ数十年にわたり、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. This content
For example, they are summarized in the following documents.

【0004】Special Issue: "Single-crystal silicon
on non-single-crystal insulators"; edited by G.W.
Cullen, Journal of Crystal Growth, volume 63, no
3, pp429〜590 (1983). また、古くは、単結晶サファイア基板上に、SiをCV
D(化学気相法)で、ヘテロエピタキシさせて形成す
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板界面の格子不整合
により大量の結晶欠陥、サファイア基板からのアルミニ
ムのSi層への混入、そして何よりも基板の高価格
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。比較的近年には、サファイア基板を使用せず
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。
Special Issue: "Single-crystal silicon
on non-single-crystal insulators "; edited by GW
Cullen, Journal of Crystal Growth, volume 63, no
3, pp429-590 (1983). In the old days, Si was converted to CV on a single crystal sapphire substrate.
D in (chemical vapor deposition) are known SOS (silicon on sapphire) that formed by heteroepitaxially over, has been the videos tentative success as the most mature SOI technology, Si layer and the underlying sapphire substrate interface a large amount of crystal defects due to lattice mismatch, the delay of the Arumini <br/> incorporation into Si layer-menu arm, and high cost and large area of the substrate and foremost from the sapphire substrate, the spread of its application Hindered. 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.

【0005】1.Si単結晶基板を表面酸化後に、窓を
開けてSi基板を部分的に表出させ、その部分をシ
として横方向へエピタキシャル成長させ、SiO2上へ
Si単結晶層を形成する。(この場合には、SiO2
にSi層の堆積をともなう。) 2.Si単結晶基板そのものを活性層として使用し、そ
の下部にSiO2を形成する。(この方法は、Si層の
堆積をともなわない。) また、化合物半導体上のデバイスはSiでは得られない
高い性能、たとえば、高速、発光など、を持っている。
現在は、これらのデバイスはほとんどGaAs等の化合
物半導体基板上にエピタキシャル成長をしてその中に作
り込まれている。
[0005] 1. The Si single crystal substrate after the surface oxidation, partially expose the Si substrate by opening the window, it is epitaxially laterally the part as sheet over de, to form a Si single crystal layer onto SiO 2. (In this case, a Si layer is deposited on SiO 2. ) The Si single crystal substrate itself is used as an active layer, and SiO 2 is formed below the active layer. (This method does not involve the deposition of a Si layer.) In addition, devices on compound semiconductors have high performance that cannot be obtained with Si, such as high speed and light emission.
At present, most of these devices are formed by epitaxial growth on a compound semiconductor substrate such as GaAs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記1を実現する手段
として、CVDにより、直接、単結晶層Siを横方向エ
ピタキシャル成長させる方法、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、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
により単結晶層をSiO2上に成長させる方法、そし
て、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) が知られている。
As means for realizing the above item 1, a method of directly growing a single crystal layer Si in a lateral direction by CVD, a method of depositing amorphous Si,
A method in which a solid-phase lateral epitaxial growth is performed by heat treatment, an energy beam such as an electron beam or a laser beam is converged and irradiated on an amorphous or polycrystalline Si layer, and a single crystal layer is grown on SiO 2 by melting and recrystallization. A method and a method of scanning a molten region in a strip shape by a rod-shaped heater (Zone Melting Recrystallization) are known.

【0007】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。たとえば、CVD法は平坦薄膜化するには、犠牲酸
化が必要となり、固相成長法ではその結晶性が悪い。ま
た、ビムアニル法では、収束ビム走査による処理
時間と、ビムの重なり具合、焦点調整などの制御性に
問題がある。このうち、Zone Melting Recrystallizati
on法が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、少数キャリヤ−デバイスを作
成するにいたってない。
Each of these methods has its advantages and disadvantages, but it still has significant problems in controllability, productivity, uniformity, and quality, and there is no industrially practical method yet. For example, the CVD method requires sacrificial oxidation to make a thin film flat, and the solid phase growth method has poor crystallinity. Further, in the bi chromatography Muani Lumpur method, and processing time by the convergence bi chromatography beam scanning, overlapping state of the bi-over beam, there is a problem in controllability such as focusing. Among them, Zone Melting Recrystallizati
Although the on-method is the most mature and relatively large-scale integrated circuits have been prototyped, a large number of crystal defects such as sub-grain boundaries still remain. Not.

【0008】上記2の方法であるSi基板をエピタキシ
ャル成長の種子として用いない方法に於ては、次の4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, there are the following four methods.

【0009】1.V型の溝が表面に異方性エッチングさ
れたSi単結晶基板に酸化膜を形成し、該酸化膜上に多
結晶Si層をSi基板と同じ程厚く堆積した後、Si基
板の裏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。
この手法に於ては、結晶性は、良好であるが、多結晶S
iを数百ミクロンにも厚く堆積する工程、単結晶Si基
板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。
1. An oxide film is formed on a Si single crystal substrate having a V-shaped groove anisotropically etched on its surface, and a polycrystalline Si layer is deposited on the oxide film as thick as the Si substrate, and then polished from the back surface of the Si substrate. Thereby, a dielectrically separated Si single crystal region surrounded by V grooves is formed on the thick polycrystalline Si layer.
In this method, the crystallinity is good, but the polycrystalline S
There is a problem in terms of controllability and productivity in the process of depositing i as thick as several hundred microns and the process of polishing a single-crystal Si substrate from the back surface to leave only the separated Si active layer.

【0010】2.サイモックス(SIMOX:Seperati
on by ion implanted oxygen) と称されるSi単結晶基
板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良いため現在もっと
も成熟した手法である。しかしながら、SiO2層形成
をするためには、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、少数キャ
リヤ−デバイスを作製できる充分な品質に至っていな
い。
[0010] 2. Simox (SIMOX: Seperati
This is a method called on by ion implanted oxygen (Si) to form 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. However, in order to form a SiO 2 layer, it is necessary to implant oxygen ions of 10 18 ions / cm 2 or more. However, the implantation time is long and the productivity is not high. Cost is high.
In addition, many crystal defects remain, and from an industrial point of view, the quality has not been sufficient to produce a minority carrier device.

【0011】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
単結晶基板表面にN型Si層をプロトンイオン注入(イ
マイ他, J.Crystal Growth,vol 63, 547(1983) )、もし
くは、エピタキシャル成長とパタ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基板のみを多孔質化したのち、
増速酸化によりN型Si島を誘電体分離する方法であ
る。本方法では、分離されているSi領域は、デバイス
工程のまえに決定されており、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。
3. A method of forming an SOI structure by dielectric isolation by oxidation of porous Si. This method uses P-type Si
Proton ion implantation of N-type Si layer on a single crystal substrate surface (Imai other, J.Crystal Growth, vol 63, 547 (1983)), or formed in an island shape by epitaxial growth and patterns over training, the Si islands from the surface After making only the P-type Si substrate porous by anodizing in HF solution so as to surround it,
This is a method of separating an N-type Si island from a dielectric by accelerated oxidation. In this method, the separated Si region is determined before the device process, and there is a problem that the degree of freedom in device design may be limited.

【0012】また、上記のような従来のSOIの形成方
法とは別に、近年、Si単結晶基板を、熱酸化した別の
Si単結晶基板に、熱処理又は接着剤を用いて貼り合
せ、SOI構造を形成する方法が注目を浴びている。こ
の方法は、デバイスのための活性層を均一に薄膜化する
必要がある。すなわち、数百ミクロンもの厚さのSi単
結晶基板をミクロンオかそれ以下に薄膜化する必
要がある。この薄膜化には以下のように2種類の方法が
ある。
In addition to the above-described conventional SOI forming method, in recent years, a Si single crystal substrate has been bonded to another thermally oxidized Si single crystal substrate using a heat treatment or an adhesive to form an SOI structure. The method of forming has attracted attention. This method requires that the active layer for the device be uniformly thinned. That is, it is necessary to thin hundreds microns in thickness Si single crystal substrate or a less Mikuron'o over Dark-. There are two types of thinning as described below.

【0013】1.研磨による薄膜化 2.選択エッチングによる薄膜化 1の研磨では均一に薄膜化することが困難である。特に
サブミクロンの薄膜化は、ばらつきが数十%にもなって
しまい、この均一化は大きな問題となっている。さらに
ウエハの大口径化が進めばその困難度は増すばかりであ
る。
1. 1. Thinning by polishing Thinning by Selective Etching It is difficult to make a uniform thin film by the first polishing. In particular, when the thickness is reduced to a submicron, the variation becomes tens of percent, and the uniformity is a serious problem. Further, as the diameter of the wafer increases, the difficulty only increases.

【0014】また、2のエッチングは均一な薄膜化に有
効とされているが、 ・せいぜい102と選択比が十分でない ・エッチング後の表面性が悪い ・イオン注入、高濃度BドープSi層上のエピタキシャ
ル成長あるいはヘテロエピタキシャル成長を用いている
ためSOI層の結晶性が悪い 等の問題点がある(C.Harendt,et.al.,J.Elect.Mater.V
ol.20,267(1991)、H.Baumgart,et.al.,Extended Abstra
ct of ECS 1st International Symposium of Wafer Bon
ding,pp-733(1991)、C.E.Hunt,Extended Abstract of E
CS 1st International Symposium of Wafer Bonding,pp
-696(1991))。
Although the etching of 2 is considered to be effective for uniform thinning, the selectivity is not enough at most 10 2. The surface properties after etching are poor. Ion implantation, high concentration B-doped Si layer There are problems such as poor crystallinity of the SOI layer due to the use of epitaxial growth or heteroepitaxial growth (C. Harendt, et.al., J. Elect. Mater. V
ol. 20, 267 (1991), H. Baumgart, et.al., Extended Abstra
ct of ECS 1st International Symposium of Wafer Bon
ding, pp-733 (1991), CEHunt, Extended Abstract of E
CS 1st International Symposium of Wafer Bonding, pp
-696 (1991)).

【0015】したがって、貼り合わせによるSOIにお
いては、現状の方法では、その制御性、均一性に多くの
問題点が存在する。
Therefore, in the SOI by bonding, the current method has many problems in controllability and uniformity.

【0016】上で述べたように、化合物半導体のデバイ
ス作製には化合物半導体の基板が必要不可欠となってい
る。しかし、化合物半導体の基板は高価で、しかも、大
面積化が非常に困難である。
As described above, a compound semiconductor substrate is indispensable for manufacturing a compound semiconductor device. However, compound semiconductor substrates are expensive, and it is very difficult to increase the area.

【0017】さらに、Si基板上にGaAs等の化合物
半導体をエピタキシャル成長させることが試みられてい
るが、格子定数や熱膨張係数の違いにより、その成長膜
は結晶性が悪く、デバイスに応用することは非常に困難
となっている。
Further, attempts have been made to epitaxially grow a compound semiconductor such as GaAs on a Si substrate, but the grown film has poor crystallinity due to differences in lattice constant and thermal expansion coefficient, and it is difficult to apply it to devices. It has become very difficult.

【0018】また、格子のミスフィットを緩和するため
多孔質Si上に化合物半導体をエピタキシャル成長させ
ることが試みられているが、多孔質Siの熱安定性の低
さ、経時変化等によりデバイスを作製中あるいは、作製
した後の基板としての安定性、信頼性に欠ける。
[0018] In addition, attempts have been made to epitaxially grow a compound semiconductor on porous Si in order to alleviate lattice misfit. However, due to the low thermal stability of porous Si and its aging, devices are being manufactured. Alternatively, it lacks stability and reliability as a substrate after fabrication.

【0019】本発明の半導体基体の作製方法は、第1の
Si基体の少なくとも主面側の表面層を多孔質化する工
程、多孔質Si層の孔の内壁を酸化する工程、該多孔質
Si層上に単結晶化合物半導体層を形成する工程、該単
結晶化合物半導体層表面と第2のSi基体の主面とを絶
縁層を介して貼り合わせる工程、及び貼せ基体か
ら第1のSi基体を除去した後、表面に表出した多孔質
Si層を、該単結晶物半導体に対してSiのエッチ
ング速度の速いエッチング液を用いて、多孔質Siをエ
ッチングすることにより除去する工程を少なくとも有す
ることを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention comprises the steps of making at least the surface layer on the main surface side of the first Si substrate porous, oxidizing the inner walls of the pores of the porous Si layer, forming a Tan'yui crystallized compound semiconductor layer on the layer, step bonding the the single crystal compound semiconductor layer surface main surface of the second Si substrate through an insulating layer, and bonded Ri substrate was I if after the removal of the first Si substrate, the porous Si layer exposed to the surface, using a higher etching liquid having an etching rate of Si with respect to the single crystal compound semiconductor, etching the porous Si Characterized by having at least a step of removing.

【0020】また、本発明の半導体基体の作製方法は、
第1のSi基体の少なくとも主面側の表面層を多孔質化
する工程、多孔質Si層の孔の内壁を酸化する工程、該
多孔質Si層上に単結晶化合物半導体層を形成する工
程、該単結晶化合物半導体層表面と第2のSi基体の主
面とを絶縁層を介して貼り合わせる工程、該第1のSi
基体を多孔質Si層が表出する直前まで、あるいは一部
表出するまで研磨、研削により除去する工程、該第1の
Si基体の残りをエッチングして除去する第1エッチン
グ工程、及び表面に表出した多孔質Si層を、該単結晶
物半導体に対してSiのエッチング速度の速いエッ
チング液を用いて、多孔質Siをエッチングすることに
より除去する第2エッチング工程を少なくとも有するこ
とを特徴とする。さらに、本発明の半導体基体の作製方
法は、多孔質層を有する第1のSi基板を用意する工
程、前記多孔質層上に単結晶化合物半導体層を形成する
工程、前記第1の基板を第2の基板と絶縁層を介して、
且つ前記単結晶化合物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、及び前記多層
構造体から前記多孔質層をエッチングによって除去する
工程を有することを特徴とする。また、本発明の他の半
導体基体の作製方法は、単結晶シリコン領域上に該単結
晶シリコン領域側から多孔質シリコン層、及び単結晶化
合物半導体層を有する第1の基板と第2の基板とを絶縁層
を介して貼り合わせて多層構造体を形成する工程、及び
該多層構造体から該多孔質シリコン層を除去する工程を
含む、該第2の基板上に該絶縁層を介して該単結晶化合
物半導体層を有する。また、本発明の半導体基体は、上
記構成の作製方法により作製されたことを特徴とする。
Further, the method for producing a semiconductor substrate of the present invention comprises:
Forming step, a step of oxidizing the inner wall of the pores of the porous Si layer, the Tan'yui crystallization compound semiconductor layer on the porous Si layer made porous surface layer of at least the main surface side of the first Si substrate Bonding the surface of the single crystal compound semiconductor layer and the main surface of the second Si base via an insulating layer;
A step of removing the substrate by polishing or grinding until immediately before or partially exposing the porous Si layer; a first etching step of etching and removing the remainder of the first Si substrate; the exposed porous Si layer, by using a higher etching liquid having an etching rate of Si with respect to the single crystal <br/> of compound semiconductor, a second etching step of removing by etching the porous Si It is characterized by having at least. Further, in the method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention, a step of preparing a first Si substrate having a porous layer, a step of forming a single-crystal compound semiconductor layer on the porous layer, Via the substrate 2 and the insulating layer,
In addition, the method includes a step of bonding to obtain a multilayer structure in which the single crystal compound semiconductor layer is located inside, and a step of removing the porous layer from the multilayer structure by etching. Also, the other half of the present invention.
The method of fabricating the conductor substrate is as follows.
Porous silicon layer from single crystal silicon region side and single crystallization
An insulating layer formed between the first substrate having the compound semiconductor layer and the second substrate
Forming a multilayer structure by laminating via
Removing the porous silicon layer from the multilayer structure
The single crystal compound on the second substrate via the insulating layer.
A semiconductor layer. Further, a semiconductor substrate of the present invention is characterized by being manufactured by the manufacturing method having the above configuration.

【0021】[0021]

【作用】本発明によれば、良好な結晶性をもつ化合物半
導体層を絶縁性基体上に大面積に形成することができ
る。
According to the present invention, a compound semiconductor layer having good crystallinity can be formed over a large area on an insulating substrate.

【0022】本発明の半導体基体の作製方法によれば、
二段階選択エッチングを行うことにより、大面積にわた
り均一平坦な、極めて優れた結晶性を有する化合物半導
体単結晶を得ることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor substrate of the present invention,
By performing the two-stage selective etching, a compound semiconductor single crystal having extremely excellent crystallinity, which is uniform and flat over a large area, can be obtained.

【0023】多孔質Siの内壁の酸化は、熱工程による
多孔質Siの構造変化を抑制する効果があることはよく
知られているが、本発明では、それだけでなく、1段目
のエッチングにおけるSiと多孔質層との選択比を向上
させるという効果もある。
It is well known that the oxidation of the inner wall of the porous Si has the effect of suppressing the structural change of the porous Si due to the thermal process. There is also an effect of improving the selectivity between Si and the porous layer.

【0024】1段目のバルクSiの選択エッチングは、
多孔質Siの内部表面は酸化膜で覆われているため、S
iO2よりSiのエッチング速度が高いエッチング液を
用いることにより、多孔質Si層が十分なエッチストッ
プ層となる。
The selective etching of bulk Si at the first stage is as follows.
Since the inner surface of porous Si is covered with an oxide film, S
By using an etchant having a higher Si etching rate than iO 2 , the porous Si layer becomes a sufficient etch stop layer.

【0025】本発明の第2のエッチングは、化合物半導
体に対してSiのエッチング速度の速いエッチング液を
用いて、多孔質Si層のみを選択的に化学エッチングす
ることにより達成される。
The second etching of the present invention is achieved by selectively chemically etching only the porous Si layer using an etching solution having a high Si etching rate with respect to the compound semiconductor.

【0026】本発明によれば、大面積にわたり均一平坦
な、極めて優れた結晶性を有するSi単結晶基体を用い
て、表面に形成した化合物半導体活性層を残して、その
片面から該活性層までを除去して、絶縁物上に欠陥の著
しく少ない単結晶化合物半導体層を経済的に得ることが
できる。
According to the present invention, a single-crystal Si substrate having extremely excellent crystallinity, which is uniform and flat over a large area, is used to leave a compound semiconductor active layer formed on the surface, from one surface to the active layer. To economically obtain a single crystal compound semiconductor layer with extremely few defects on an insulator.

【0027】本発明においては、多孔質Si上に結晶性
の良い単結晶化合物半導体層を形成し、この半導体層を
経済的に大面積の絶縁性基体上に移し代えるものであ
り、これにより上記問題点である格子定数、熱膨張係数
の差を十分に抑制し、良好な結晶性を有する化合物半導
体層を絶縁性基体上に形成することができる。
In the present invention, a single-crystal compound semiconductor layer having good crystallinity is formed on porous Si, and this semiconductor layer is economically transferred onto an insulating substrate having a large area. The difference between the lattice constant and the coefficient of thermal expansion, which are problems, can be sufficiently suppressed, and a compound semiconductor layer having good crystallinity can be formed on the insulating substrate.

【0028】[0028]

【実施態様例】以下に本発明の実施態様例を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.

【0029】[実施態様例1]Si基体は、例えば、H
F溶液を用いた陽極化成法によって多孔質化させればよ
い。この多孔質Si層は、単結晶Siの密度2.33g/
cm3に比べて、HF溶液濃度を50〜20%に変化させ
ることでその密度を1.1〜0.6g/cm3の範囲に変
化させることができる。この多孔質層は、下記の理由に
より、N型Si層には形成されず、P型Si基体のみに
形成される。この多孔質Si層は、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
径の孔が形成される。
[Embodiment 1] The Si substrate is, for example, H
What is necessary is just to make it porous by the anodizing method using F solution. This porous Si layer has a single crystal Si density of 2.33 g /
By changing the HF solution concentration to 50 to 20% as compared with cm 3 , the density can be changed to a range of 1.1 to 0.6 g / cm 3 . This porous layer is not formed on the N-type Si layer but is formed only on the P-type Si substrate for the following reason. According to observation with a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 angstroms are formed in the porous Si layer.

【0030】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 is manufactured by Uhril 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)).

【0031】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, eel and the like are the
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)).

【0032】Si+2HF+(2−n)e+ → Si
2+2H++ne- SiF2+2HF → SiF4+H2 SiF4+2HF → H2SiF6 または、 Si+4HF+(4−λ)e+ → SiF4+4H+
λe- SiF4+2HF → H2SiF6 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。
Si + 2HF + (2-n) e + → Si
F 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 SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6 Here, e + and 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.

【0033】以上のことから、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今井によって
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, SSD79-9549(1979))、
(K.Imai,Solid-State Electronics, vol.24,159(198
1))。
From the above, it can be seen that P-type Si containing holes exists.
Is made porous, but 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, SSD79-9549 (1979)),
(K. Imai, Solid-State Electronics, vol. 24, 159 (198
1)).

【0034】しかし、高濃度N型Siであれば多孔質化
されるとの報告もあり(R.P.Holmstrom and J.Y.Chi, A
ppl.Phys.Lett., vol.42, 386(1983))、P型、N型の
別にこだわらず、多孔質化を実現できる基体を選ぶこと
が重要である。
However, there is a report that high-concentration N-type Si is made porous (RP Holmstrom and JYChi, A
ppl. Phys. Lett., vol. 42, 386 (1983)), it is important to select a substrate that can realize porosity regardless of whether it is a P-type or an N-type.

【0035】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。ただし、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、Si層のエピタキシャ
ル成長には、分子線エピタキシャル成長、プラズマCV
D、減圧CVD法、光CVD、バイアス・スパッタ法
液相成長法等の低温成長が好適とされている。また、化
合物半導体層のエピタキシャル成長も行われている。多
孔質Siが格子のミスフィットを緩和することが報告さ
れており、多孔質Si上にエピタキシャル成長させた化
合物半導体は良好な結晶性をもつことが期待されてい
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. However, 1000 ° C
Above, rearrangement of the internal holes occurs, and the characteristics of the accelerated etching are impaired. Therefore, the epitaxial growth of the Si layer includes molecular beam epitaxial growth, plasma CV
D, a low pressure CVD method, optical CVD, bias spatter method,
Low-temperature growth, such as liquid phase growth, is considered suitable. Further, epitaxial growth of a compound semiconductor layer is also performed. It is reported that porous Si reduces lattice misfit, and compound semiconductors grown epitaxially on porous Si are expected to have good crystallinity.

【0036】また、多孔質層はその内部に大量の空隙が
形成されている為に、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。
Further, the density of the porous layer is reduced to less than half since a large amount of voids are formed therein. 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.

【0037】図1(a)に示すように、まず第1のSi
単結晶基板11を用意して、その表面層を多孔質化12
し、多孔質Si層の孔の内壁に酸化膜を形成する。さら
に、多孔質Si上に単結晶化合物半導体層13を形成す
る(図1(b))。図1(c)に示すように、もう一方
のSi支持基板14と単結晶化合物半導体層13とを絶
縁層15を介して室温で密着させた後、陽極接合、加
圧、あるいは熱処理、あるいはこれらの組み合わせによ
り両者を貼り合わせる。これにより、Si支持基板14
と単結晶層13とは絶縁層15を介して強固に結合す
る。絶縁層15は単結晶化合物半導体層上、Si支持基
板14上の少なくとも一方に形成する、あるいは絶縁性
の薄板をはさみ3枚重ねで貼り合わせる。
As shown in FIG. 1A, first, a first Si
A single crystal substrate 11 is prepared, and its surface layer is made porous 12
Then, an oxide film is formed on the inner wall of the hole of the porous Si layer. Further, a single crystal compound semiconductor layer 13 is formed on the porous Si (FIG. 1B). As shown in FIG. 1C, the other Si support substrate 14 and the single-crystal compound semiconductor layer 13 are brought into close contact with each other via an insulating layer 15 at room temperature, and then anodic bonding, pressing, heat treatment, or the like. The two are pasted together by the combination of Thereby, the Si support substrate 14
And the single crystal layer 13 are firmly bonded via the insulating layer 15. The insulating layer 15 is formed on at least one of the single crystal compound semiconductor layer and the Si support substrate 14, or three layers of insulating thin plates are sandwiched and bonded.

【0038】次に、貼り合わせ基体のSi支持基板側の
みをエッチング耐性のあるマスク16で覆い(図1
(d))、多孔質Si層12をエッチストップ層とし
て、Si単結晶基板11をエッチングにより除去する
(図1(e))。この第1選択エッチングは、例えば、 弗硝酸系 エチレンジアミン+ピロカテコール+水 KOH系 等のSiO2に比較してSiのエッチング速度の速いエ
ッチング液を用いることにより達成される。
Next, only the Si support substrate side of the bonded substrate is covered with an etching resistant mask 16 (FIG. 1).
(D)) Using the porous Si layer 12 as an etch stop layer, the Si single crystal substrate 11 is removed by etching (FIG. 1 (e)). This first selective etching is achieved by using, for example, an etchant such as hydrofluoric nitric acid based ethylenediamine + pyrocatechol + water KOH based system which has a higher Si etching rate than SiO 2 .

【0039】さらに、化合物半導体に対してSiのエッ
チング速度の速いエッチング液を用いて、多孔質Si層
12のみを化学エッチングして絶縁性基板15+14上
に薄膜化した単結晶化合物半導体層13を残存させ形成
する。
Further, only the porous Si layer 12 is chemically etched using an etchant having a high Si etching rate with respect to the compound semiconductor, so that the thinned single-crystal compound semiconductor layer 13 is left on the insulating substrate 15 + 14. And formed.

【0040】図1(f)には、マスクを除去した後の本
発明で得られる半導体基板が示される。絶縁性基板15
+14上に単結晶化合物半導体層13が平坦に、しかも
均一に薄層化されて、ウエハ全域に大面積に形成され
る。こうして得られた半導体基板は、化合物半導体基板
として、さらに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. 1 (f) shows the semiconductor substrate obtained by the present invention after removing the mask. Insulating substrate 15
The single crystal compound semiconductor layer 13 is flattened and uniformly thinned on +14, and formed over a large area over the entire wafer. The semiconductor substrate obtained in this manner can be suitably used as a compound semiconductor substrate and further from the viewpoint of producing an insulated and separated electronic element.

【0041】[実施態様例2]図2(a)に示すよう
に、まずSi単結晶基板21を用意して、その表面層を
多孔質化22し、多孔質Si層の孔の内壁に酸化膜を形
成する。さらに、多孔質Si上に単結晶化合物半導体層
23を形成する(図2(b))。図2(c)に示すよう
に、もう一方のSi支持基板24と単結晶化合物半導体
層23とを絶縁層25を介して室温で密着させた後、陽
極接合、加圧、あるいは熱処理、あるいはこれらの組み
合わせにより貼り合わせる。これにより、Si支持基板
24と単結晶層23とは絶縁層25を介して強固に結合
する。絶縁層25は単結晶化合物半導体層上、Si支持
基板24上の少なくとも一方に形成する、あるいは絶縁
性の薄板をはさみ3枚重ねで貼り合わせる。
[Embodiment 2] As shown in FIG. 2 (a), first, an Si single crystal substrate 21 is prepared, its surface layer is made porous 22, and the inner wall of the pores of the porous Si layer is oxidized. Form a film. Further, a single crystal compound semiconductor layer 23 is formed on the porous Si (FIG. 2B). As shown in FIG. 2C, the other Si support substrate 24 and the single-crystal compound semiconductor layer 23 are brought into close contact with each other via an insulating layer 25 at room temperature, and then subjected to anodic bonding, pressing, heat treatment, or the like. Paste with the combination of Thereby, the Si support substrate 24 and the single crystal layer 23 are firmly bonded via the insulating layer 25. The insulating layer 25 is formed on at least one of the single crystal compound semiconductor layer and the Si support substrate 24, or is laminated with three thin insulating sheets.

【0042】次に、該Si単結晶基板21を多孔質Si
層22が露出する直前まで研磨、研削により除去し(図
2(d))、多孔質Si層22をエッチストップ層とし
て、残りのSi単結晶基板21をエッチングして除去す
る(図2(e))。この第1選択エッチングは、例え
ば、 弗硝酸系 エチレンジアミン+ピロカテコール+水 KOH系 等のSiO2に比較してSiのエッチング速度の速いエ
ッチング液を用いることにより達成される。
Next, the Si single crystal substrate 21 is
The layer 22 is removed by polishing and grinding until just before the layer 22 is exposed (FIG. 2D), and the remaining Si single crystal substrate 21 is removed by etching using the porous Si layer 22 as an etch stop layer (FIG. 2E). )). This first selective etching is achieved by using, for example, an etchant such as hydrofluoric nitric acid based ethylenediamine + pyrocatechol + water KOH based system which has a higher Si etching rate than SiO 2 .

【0043】さらに、化合物半導体に対してSiのエッ
チング速度の速いエッチング液を用いて、多孔質Si2
2のみを化学エッチングして絶縁性基板25+24上に
薄膜化した単結晶化合物半導体層23を残存させ形成す
る。
Further, by using an etching solution having a high Si etching rate with respect to the compound semiconductor, porous Si2
Only 2 is chemically etched to leave the single crystal compound semiconductor layer 23 thinned on the insulating substrate 25 + 24.

【0044】図2(f)には、本発明で得られる半導体
基板が示される。絶縁性基板25+24上に単結晶化合
物半導体層23が平坦に、しかも均一に薄層化されて、
ウエハ全域に、大面積に形成される。こうして得られた
半導体基板は、化合物半導体基板として、さらには絶縁
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. 2F shows a semiconductor substrate obtained by the present invention. The single-crystal compound semiconductor layer 23 is flat and uniformly thinned on the insulating substrate 25 + 24,
A large area is formed over the entire wafer. The semiconductor substrate obtained in this manner can be suitably used as a compound semiconductor substrate and further from the viewpoint of producing an insulated and separated electronic element.

【0045】[実施態様例3]図3(a)に示すよう
に、まずSi単結晶基板31を用意して、その表面層を
多孔質化32し、多孔質Si層の孔の内壁に酸化膜を形
成する。さらに、多孔質Si層32上に単結晶化合物半
導体層33を形成する(図3(b))。
[Embodiment 3] As shown in FIG. 3 (a), first, an Si single crystal substrate 31 is prepared, its surface layer is made porous 32, and the inner wall of the pores of the porous Si layer is oxidized. Form a film. Further, a single-crystal compound semiconductor layer 33 is formed on the porous Si layer 32 (FIG. 3B).

【0046】図3(c)に示すように、もう一方のSi
支持基板34と単結晶化合物半導体層33とを絶縁層3
5を介して室温で密着させた後、陽極接合、加圧、ある
いは熱処理、あるいはこれらの組み合わせにより貼り合
わせる。これにより、Si支持基板34と単結晶層33
とは絶縁層35を介して強固に結合する。絶縁層35は
単結晶化合物半導体層上、Si支持基板34上の少なく
とも一方に形成するかあるいは絶縁性の薄板をはさみ3
枚重ねで貼り合わせる。
As shown in FIG. 3C, the other Si
The supporting substrate 34 and the single crystal compound semiconductor layer 33 are
After bonding at room temperature through the step 5, bonding is performed by anodic bonding, pressing, heat treatment, or a combination thereof. Thereby, the Si support substrate 34 and the single crystal layer 33
Is firmly bonded through the insulating layer 35. The insulating layer 35 is formed on at least one of the single crystal compound semiconductor layer and the Si support substrate 34, or is sandwiched between insulating thin plates.
Laminate and stack.

【0047】次に、該Si単結晶基板31を多孔質Si
層が一部露出するまで研磨、研削により除去し(図3
(d))、多孔質Si層32をエッチストップ層とし
て、残りのSi単結晶基板31をエッチングして除去す
る(図3(e))。この第1選択エッチングは、例え
ば、 弗硝酸系 エチレンジアミン+ピロカテコール+水 KOH系 等のSiO2に比較してSiのエッチング速度の速いエ
ッチング液を用いることにより達成される。
Next, the Si single crystal substrate 31 is
Polishing and grinding are performed until the layer is partially exposed (Fig. 3
(D)) The remaining Si single crystal substrate 31 is removed by etching using the porous Si layer 32 as an etch stop layer (FIG. 3 (e)). This first selective etching is achieved by using, for example, an etchant such as hydrofluoric nitric acid based ethylenediamine + pyrocatechol + water KOH based system which has a higher Si etching rate than SiO 2 .

【0048】さらに、化合物半導体に対してSiのエッ
チング速度の速いエッチング液を用いて、多孔質Si3
2のみを化学エッチングして絶縁性基板35+34上に
薄膜化した単結晶化合物半導体層33を残存させ形成す
る。
Further, by using an etching solution having a high Si etching rate with respect to the compound semiconductor,
Only 2 is chemically etched to leave the thinned single crystal compound semiconductor layer 33 on the insulating substrate 35 + 34.

【0049】図3(f)には、本発明で得られる半導体
基板が示される。絶縁性基板35+34上に単結晶化合
物半導体層33が平坦に、しかも均一に薄層化されて、
ウエハ全域に、大面積に形成される。こうして得られた
半導体基板は、化合物半導体基板として、さらには絶縁
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. 3F shows a semiconductor substrate obtained by the present invention. The single crystal compound semiconductor layer 33 is made flat and uniformly thin on the insulating substrate 35 + 34,
A large area is formed over the entire wafer. The semiconductor substrate obtained in this manner can be suitably used as a compound semiconductor substrate and further from the viewpoint of producing an insulated and separated electronic element.

【0050】[0050]

【実施例】 (実施例1)625μmの厚みを持った比抵抗0.01
Ω・cmのP型あるいはN型の6インチ径の第1の(1
00)単結晶Si基板を、HF溶液中において陽極化成
を行った。
(Example 1) Specific resistance 0.01 having a thickness of 625 μm
Ω · cm P-type or N-type 6 inch diameter first (1
00) A single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.

【0051】陽極化成条件は以下のとおりであった。 電流密度: 5(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2O:C2H5OH=1:1:1 時間: 12(分) 多孔質Siの厚み: 10(μm) Porosity: 45(%) この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。こ
の酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われ
た。多孔質Si上にMOCVD(Metal OrganicChemical
Vapor Deposition)法により単結晶GaAsを1μmエ
ピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 ソースガス: TMG/AsH3/H2 ガス圧力: 80 Torr 温度: 700 ℃ 該GaAs層表面と、別に用意した第2の500nmの
熱酸化膜を形成したSi基板のSiO2表面とを重ね合
わせ、接触させた後、900℃×1時間の熱処理をし、
貼り合わせを行った。この熱処理により両基板は強固に
貼り合わされた。次に、貼り合わせ基板の第2のSi基
板側のみをSi34で被覆し、66HNO3+34HF
溶液で第1のSi基板を10μm残してエッチングし、
その後、 1HF+20HNO3+20CH3COOH で、孔の内壁を酸化した多孔質Si層をエッチ・ストッ
プ層として10μmの単結晶Si基板を選択的にエッチ
ングした。10分後には、第1のSi基板はすべてエッ
チングされ、多孔質Si層が露出した。
The anodizing conditions were as follows. Current density: 5 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 12 (min) Thickness of porous Si: 10 (μm) Porosity: This substrate was oxidized at 400 ° C. for 1 hour in an oxygen atmosphere. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. MOCVD (Metal Organic Chemical) on porous Si
Single-crystal GaAs was epitaxially grown to a thickness of 1 μm by a vapor deposition method. The growth conditions are as follows. Source gas: TMG / AsH 3 / H 2 Gas pressure: 80 Torr Temperature: 700 ° C. The surface of the GaAs layer is superimposed on the surface of the SiO 2 of a separately prepared Si substrate on which a second 500 nm thermal oxide film is formed. After contact, heat treatment at 900 ° C for 1 hour,
Lamination was performed. By this heat treatment, both substrates were firmly bonded. Next, only the second Si substrate side of the bonded substrate is covered with Si 3 N 4 and 66HNO 3 + 34HF
Etching with a solution leaving the first Si substrate at 10 μm,
Thereafter, a 10 μm single crystal Si substrate was selectively etched with 1HF + 20HNO 3 + 20CH 3 COOH using the porous Si layer whose inner wall of the hole was oxidized as an etch stop layer. After 10 minutes, the first Si substrate was completely etched, exposing the porous Si layer.

【0052】その後、多孔質Si層の内壁の酸化膜を弗
酸で除去した後、多孔質Siを エチレンジアミン+ピロカテコール+水(17ml:3g:8mlの
比率) 110℃ でエッチングした。1分後には、単結晶GaAsはエッ
チングされずに残り、単結晶GaAsをエッチ・ストッ
プの材料として、多孔質Si基板は選択エッチングさ
れ、完全に除去された。
After removing the oxide film on the inner wall of the porous Si layer with hydrofluoric acid, the porous Si was etched at 110 ° C. with ethylenediamine + pyrocatechol + water (ratio of 17 ml: 3 g: 8 ml). One minute later, the single-crystal GaAs remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using the single-crystal GaAs as a material for the etch stop, and completely removed.

【0053】単結晶GaAsの該エッチング液にたいす
るエッチング速度は、極めて低く、実用上無視できる膜
厚減少である。
The etching rate of single crystal GaAs with respect to the etching solution is extremely low, and the film thickness can be practically ignored.

【0054】すなわち、裏面のSi34層を除去した後
には、絶縁性基板上に1μmの厚みを持った単結晶Ga
As層が形成できた。多孔質Siの選択エッチングによ
っても単結晶GaAs層には何ら変化はなかった。
That is, after removing the Si 3 N 4 layer on the back surface, a single-crystal Ga having a thickness of 1 μm is formed on the insulating substrate.
An As layer was formed. There was no change in the single crystal GaAs layer even by selective etching of porous Si.

【0055】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、G
aAs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ことが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, G
No new crystal defects were introduced in the aAs layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0056】(実施例2)625μmの厚みを持った比
抵抗0.01Ω・cmのP型あるいはN型の5インチ径の
第1の(100)単結晶Si基板を、HF溶液中におい
て陽極化成を行った。
Example 2 A P-type or N-type first (100) single-crystal Si substrate having a thickness of 625 μm and a specific resistance of 0.01 Ω · cm and a diameter of 5 inches was anodized in an HF solution. Was done.

【0057】陽極化成条件は以下のとおりであった。 電流密度: 10(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2O:C2H5OH=1:1:1 時間: 24(分) 多孔質Siの厚み: 20(μm) Porosity: 47(%) この基板を酸素雰囲気中400℃で2時間酸化した。こ
の酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われ
た。多孔質Si上にMBE(Molecular Beam Epitaxy)法
により単結晶AlGaAsを0.5μmエピタキシャル
成長した。
The anodizing conditions were as follows. Current density: 10 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 24 (min) Thickness of porous Si: 20 (μm) Porosity: This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 2 hours. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. 0.5 μm single crystal AlGaAs was epitaxially grown on the porous Si by MBE (Molecular Beam Epitaxy).

【0058】該AlGaAs層表面と、別に用意した第
2の500nmの熱酸化膜を形成したSi基板のSiO
2表面とを重ね合わせ、接触させた後、800℃×2時
間の熱処理をし貼り合わせを行った。この熱処理により
両基板は強固に貼り合わされた。
The surface of the AlGaAs layer and the SiO substrate of the Si substrate on which a second separately prepared thermal oxide film of 500 nm was formed.
After the two surfaces were overlapped and brought into contact with each other, heat treatment was performed at 800 ° C. for 2 hours to perform bonding. By this heat treatment, both substrates were firmly bonded.

【0059】次に、貼り合わせ基板の第2のSi基板側
のみをSi34で被覆し、 エチレンジアミン+ピロカテコール+水(17ml:3g:8ml
の比率) 110℃ で第1のSi基板を10μm残してエッチングし、その
後、 1HF+40HNO3+40CH3COOH で、孔の内壁を酸化した多孔質Si層をエッチ・ストッ
プ層として10μmの単結晶Si基板を選択的にエッチ
ングした。20分後には、第1のSi基板はすべてエッ
チングされ、多孔質Si層が露出した。
Next, only the second Si substrate side of the bonded substrate was coated with Si 3 N 4 , and ethylenediamine + pyrocatechol + water (17 ml: 3 g: 8 ml)
Etching is performed at 110 ° C. while leaving the first Si substrate at 10 μm, and then a 10 μm single-crystal Si substrate is etched with 1HF + 40HNO 3 + 40CH 3 COOH using the porous Si layer whose inner wall of the hole is oxidized as an etch stop layer. Selectively etched. After 20 minutes, the entire first Si substrate was etched, exposing the porous Si layer.

【0060】その後、多孔質Siを弗酸溶液でエッチン
グした。2分後には、単結晶AlGaAsはエッチング
されずに残り、単結晶AlGaAsをエッチ・ストップ
の材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全
に除去された。
Thereafter, the porous Si was etched with a hydrofluoric acid solution. Two minutes later, the single-crystal AlGaAs remained without being etched, and the porous Si was selectively etched using the single-crystal AlGaAs as an etch stop material, and completely removed.

【0061】単結晶AlGaAsの該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く、実用上無視でき
る膜厚減少である。
The etching rate of the single crystal AlGaAs with respect to the etching solution is extremely low, and the film thickness can be practically ignored.

【0062】すなわち、裏面のSi34層を除去した後
には、絶縁性基板上に1μmの厚みを持った単結晶Al
GaAs層が形成できた。多孔質Siの選択エッチング
によっても単結晶AlGaAs層には何ら変化はなかっ
た。
That is, after removing the Si 3 N 4 layer on the back surface, a single-crystal Al having a thickness of 1 μm is formed on the insulating substrate.
A GaAs layer was formed. The single crystal AlGaAs layer did not change at all even by the selective etching of the porous Si.

【0063】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、A
lGaAs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ことが確認された。
As a result of the cross-sectional observation with a transmission electron microscope,
No new crystal defects have been introduced into the lGaAs layer,
It was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0064】(実施例3)625μmの厚みを持った比
抵抗0.01Ω・cmのP型あるいはN型の6インチ径の
第1の(100)単結晶Si基板を、HF溶液中におい
て陽極化成を行った。
Example 3 A 6-inch diameter first P-type or N-type (100) single-crystal Si substrate having a thickness of 625 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm was anodized in an HF solution. Was done.

【0065】陽極化成条件は以下のとおりであった。 電流密度: 5(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2O:C2H5OH=1:1:1 時間: 24(分) 多孔質Siの厚み: 20(μm) Porosity: 45(%) この基板を酸素雰囲気中400℃で2時間酸化した。こ
の酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われ
た。多孔質Si上に液相成長法により単結晶GaPを2
μmエピタキシャル成長した。
The anodizing conditions were as follows. Current density: 5 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 24 (min) Thickness of porous Si: 20 (μm) Porosity: This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 2 hours. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. Single crystal GaP is deposited on porous Si by liquid phase epitaxy.
μm epitaxial growth was performed.

【0066】該GaP層表面と、別に用意した500n
mの熱酸化膜が形成されている第2のSi基板のSiO
2層表面とを重ね合わせ、接触させた後、陽極接合法に
より室温で強固に密着させ、その後700℃×2時間の
熱処理をし、貼り合わせを行った。この熱処理により両
基板は強固に貼り合わされた。
The surface of the GaP layer and a separately prepared 500 n
m of the second Si substrate on which the thermal oxide film of
After the two layers were superposed and brought into contact with each other, they were firmly adhered to each other at room temperature by an anodic bonding method, and then subjected to a heat treatment at 700 ° C. for 2 hours to perform bonding. By this heat treatment, both substrates were firmly bonded.

【0067】次に、貼り合わせ基板の第2のSi基板側
のみをSi34で被覆し、66HNO3+34HF溶液
で第1のSi基板を10μm残してエッチングし、その
後、 6MKOH で、孔の内壁を酸化した多孔質Si層をエッチストップ
層として10μmの単結晶Si基板を選択的にエッチン
グした。10分後には、第1のSi基板はすべてエッチ
ングされ、多孔質Si層が露出した。
Next, only the second Si substrate side of the bonded substrate is coated with Si 3 N 4 and etched with a 66HNO 3 +34 HF solution while leaving the first Si substrate at 10 μm. Using a porous Si layer whose inner wall was oxidized as an etch stop layer, a 10 μm single crystal Si substrate was selectively etched. After 10 minutes, the first Si substrate was completely etched, exposing the porous Si layer.

【0068】その後、多孔質Si層の内壁の酸化膜を弗
酸で除去した後、多孔質Siを エチレンジアミン+ピロカテコール+水(17ml:3g:8mlの
比率) 110℃ でエッチングした。2分後には、単結晶GaPはエッチ
ングされずに残り、単結晶GaPをエッチ・ストップの
材料として、多孔質Si基板は選択エッチングされ、完
全に除去された。
After removing the oxide film on the inner wall of the porous Si layer with hydrofluoric acid, the porous Si was etched at 110 ° C. with ethylenediamine + pyrocatechol + water (ratio of 17 ml: 3 g: 8 ml). Two minutes later, the single-crystal GaP remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using the single-crystal GaP as an etch stop material, and completely removed.

【0069】単結晶GaPの該エッチング液にたいする
エッチング速度は、極めて低く、実用上無視できる膜厚
減少である。
The etching rate of single crystal GaP with respect to the etching solution is extremely low, and the film thickness can be practically ignored.

【0070】すなわち、裏面のSi34層を除去した後
には、絶縁性基板上に2μmの厚みを持った単結晶Ga
P層が形成できた。多孔質Si層の選択エッチングによ
っても単結晶GaP層には何ら変化はなかった。
That is, after removing the Si 3 N 4 layer on the back surface, a single-crystal Ga layer having a thickness of 2 μm is formed on the insulating substrate.
A P layer was formed. There was no change in the single crystal GaP layer even by selective etching of the porous Si layer.

【0071】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、G
aP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ことが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, G
No new crystal defects were introduced into the aP layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0072】(実施例4)525μmの厚みを持った比
抵抗0.01Ω・cmのP型あるいはN型の4インチ径の
第1の(100)単結晶Si基板を、HF溶液中におい
て陽極化成を行った。
Example 4 A P-type or N-type 4-inch diameter first (100) single-crystal Si substrate having a thickness of 525 μm and a specific resistance of 0.01 Ω · cm was anodized in an HF solution. Was done.

【0073】陽極化成条件は以下のとおりであった。 電流密度: 5(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2O:C2H5OH=1:1:1 時間: 24(分) 多孔質Siの厚み: 20(μm) Porosity: 45(%) この基板を酸素雰囲気中400℃で2時間酸化した。こ
の酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われ
た。多孔質Si上にMOCVD法により単結晶GaAs
を1μmエピタキシャル成長した。
The anodizing conditions were as follows. Current density: 5 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 24 (min) Thickness of porous Si: 20 (μm) Porosity: This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 2 hours. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. Single crystal GaAs on porous Si by MOCVD
Was epitaxially grown by 1 μm.

【0074】該GaAs層表面と、別に用意した500
nmの熱酸化膜が形成されている第2のSi基板のSi
2層表面とを重ね合わせ、接触させた後、800℃で
陽極接合を行い、貼り合わせを行った。この熱処理によ
り両基板は強固に貼り合わされた。
The surface of the GaAs layer and a separately prepared 500
of the second Si substrate on which a thermal oxide film of
After overlapping and contacting the O 2 layer surface, anodic bonding was performed at 800 ° C. and bonding was performed. By this heat treatment, both substrates were firmly bonded.

【0075】次に、研磨、研削により第1のSi基板を
10μm残して除去し、その後、 エチレンジアミン+ピロカテコール+水(17ml:3g:8mlの
比率) 110℃ で、孔の内壁を酸化した多孔質Si層をエッチストップ
層として10μmの単結晶Si基板を選択的にエッチン
グした。15分後には、第1のSi基板はすべてエッチ
ングされ、多孔質Si層が露出した。
Next, 10 μm of the first Si substrate was removed by polishing and grinding, and thereafter, ethylenediamine + pyrocatechol + water (ratio of 17 ml: 3 g: 8 ml) was heated at 110 ° C. to oxidize the inner wall of the hole. Using a porous Si layer as an etch stop layer, a 10 μm single crystal Si substrate was selectively etched. After 15 minutes, the first Si substrate was completely etched, exposing the porous Si layer.

【0076】その後、多孔質Si層の内壁の酸化膜を弗
酸で除去した後、多孔質Siを、 エチレンジアミン+ピロカテコール+水(17ml:3g:8mlの
比率) 110℃ でエッチングした。2分後には、単結晶GaAsはエッ
チングされずに残り、単結晶GaAsをエッチ・ストッ
プの材料として、多孔質Si基板は選択エッチングさ
れ、完全に除去された。
Then, after removing the oxide film on the inner wall of the porous Si layer with hydrofluoric acid, the porous Si was etched at 110 ° C. with ethylenediamine + pyrocatechol + water (17 ml: 3 g: 8 ml ratio). Two minutes later, the single crystal GaAs remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using the single crystal GaAs as an etch stop material, and completely removed.

【0077】単結晶GaAsの該エッチング液にたいす
るエッチング速度は、極めて低く、実用上無視できる膜
厚減少である。
The etching rate of single crystal GaAs with respect to the etching solution is extremely low, and the film thickness can be practically ignored.

【0078】すなわち、絶縁性基板上に1μmの厚みを
持った単結晶GaAs層が形成できた。多孔質Siの選
択エッチングによっても単結晶GaAs層には何ら変化
はなかった。
That is, a single-crystal GaAs layer having a thickness of 1 μm was formed on the insulating substrate. There was no change in the single crystal GaAs layer even by selective etching of porous Si.

【0079】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、G
aAs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ことが確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope, G
No new crystal defects were introduced in the aAs layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0080】(実施例5)625μmの厚みを持った比
抵抗0.01Ω・cmのP型あるいはN型の5インチ径の
第1の(100)単結晶Si基板を、HF溶液中におい
て陽極化成を行った。
Example 5 A 5-inch diameter first (100) single-crystal Si substrate having a thickness of 625 μm and a specific resistance of 0.01 Ω · cm was anodized in an HF solution. Was done.

【0081】陽極化成条件は以下のとおりであった。 電流密度: 5(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2O:C2H5OH=1:1:1 時間: 12(分) 多孔質Siの厚み: 10(μm) Porosity: 45(%) この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。こ
の酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われ
た。多孔質Si上にMBE法により単結晶GaAsを
0.3μmエピタキシャル成長した。
The anodizing conditions were as follows. Current density: 5 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 12 (min) Thickness of porous Si: 10 (μm) Porosity: This substrate was oxidized at 400 ° C. for 1 hour in an oxygen atmosphere. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. Single-crystal GaAs was epitaxially grown on the porous Si by 0.3 μm by MBE.

【0082】さらに、このエピタキシャルGaAs層表
面にCVD法により500nmのSiO2層を形成し
た。
Further, a 500 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial GaAs layer by the CVD method.

【0083】該SiO2層表面と、別に用意した200
nmのSi34膜が形成されている第2のSi基板のS
34層表面とを重ね合わせ、接触させた後、800℃
の陽極接合により貼り合わせを行った。これにより両基
板は強固に貼り合わされた。
The surface of the SiO 2 layer and a separately prepared 200
S of the second Si substrate on which the Si 3 N 4 film is formed.
After overlapping and contacting the surface of the i 3 N 4 layer, 800 ° C.
Were bonded by anodic bonding. As a result, both substrates were firmly bonded.

【0084】次に、研磨、研削により第1のSi基板を
5μm残して除去し、その後、 1HF+10HNO3+10CH3COOH で、孔の内壁を酸化した多孔質Si層をエッチ・ストッ
プ層として10μmの単結晶Si基板を選択的にエッチ
ングした。5分後には、第1のSi基板はすべてエッチ
ングされ、多孔質Si層が露出した。
Next, the first Si substrate was removed by polishing and grinding while leaving a thickness of 5 μm. Thereafter, the porous Si layer whose inner wall of the hole was oxidized with 1HF + 10HNO 3 + 10CH 3 COOH was used as an etch stop layer to form a 10 μm single layer. The crystalline Si substrate was selectively etched. After 5 minutes, the entire first Si substrate was etched, exposing the porous Si layer.

【0085】その後、多孔質Si層の内壁の酸化膜を弗
酸で除去した後、多孔質Siを エチレンジアミン+ピラジン+水(7.5ml:2.4g:2.4mlの
比率) 115℃ でエッチングした。1分後には、単結晶GaAsはエッ
チングされずに残り、単結晶GaAsをエッチ・ストッ
プの材料として、多孔質Si基板は選択エッチングさ
れ、完全に除去された。
Then, after removing the oxide film on the inner wall of the porous Si layer with hydrofluoric acid, the porous Si was etched at 115 ° C. with ethylenediamine + pyrazine + water (ratio of 7.5 ml: 2.4 g: 2.4 ml). One minute later, the single-crystal GaAs remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched using the single-crystal GaAs as a material for the etch stop, and completely removed.

【0086】単結晶GaAsの該エッチング液にたいす
るエッチング速度は、極めて低く、実用上無視できる膜
厚減少である。
The etching rate of the single crystal GaAs with respect to the etching solution is extremely low, and the film thickness can be practically ignored.

【0087】すなわち、絶縁性基板上に1μmの厚みを
持った単結晶GaAs層が形成できた。多孔質Siの選
択エッチングによっても単結晶GaAs層には何ら変化
はなかった。
That is, a single-crystal GaAs layer having a thickness of 1 μm was formed on the insulating substrate. There was no change in the single crystal GaAs layer even by selective etching of porous Si.

【0088】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、G
aAs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ことが確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope, G
No new crystal defects were introduced in the aAs layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0089】本発明は、上記実施例に制限されることな
く、あらゆる化合物半導体、さらにそれら化合物半導体
に対してSiのエッチング速度が十分に速いエッチング
液に対して、適応できる。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be applied to all compound semiconductors, and further to an etching solution in which the etching rate of Si with respect to those compound semiconductors is sufficiently high.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明によれば、絶縁物基板上に結晶性
の良い化合物半導体層を得るうえで、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提供するこ
とができる。
According to the present invention, in obtaining a compound semiconductor layer having good crystallinity on an insulating substrate, productivity, uniformity,
An excellent method in terms of controllability and economy can be provided.

【0091】さらに、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板の作製方
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 for manufacturing a semiconductor substrate which can be applied.

【0092】本発明によれば、元々良質な単結晶Si基
板を出発材料として、単結晶層を表面にのみに残して下
部のSi基体を化学的に除去して絶縁物上に移設させる
ものであり、実施例にも詳細に記述したように、多数処
理を短時間に行うことが可能となり、その生産性と経済
性に多大の進歩がある。
According to the present invention, a high-quality single-crystal Si substrate is used as a starting material, and a single-crystal layer is left only on the surface, and the lower Si substrate is chemically removed and transferred onto an insulator. In addition, as described in detail in the embodiments, it is possible to perform a large number of processes in a short time, and there is a great improvement in productivity and economy.

【0093】本発明によれば、2段目の選択比が抜群に
優れている二段階選択エッチングを行うことにより、大
面積にわたり均一平坦な、極めて優れた結晶性を有する
化合物半導体単結晶を得ることができる。
According to the present invention, a compound semiconductor single crystal having extremely excellent crystallinity, which is uniform and flat over a large area, is obtained by performing two-step selective etching in which the second-stage selectivity is excellent. be able to.

【0094】多孔質Siの内壁の酸化は、熱工程による
多孔質Siの構造変化を抑制する効果があることはよく
知られているが、本発明では、それだけでなく、1段目
のエッチングの選択比を向上させるという効果もある。
1段目のバルクSiの選択エッチングは、多孔質Siの
内部表面は酸化膜で覆われているため、SiO2よりS
iのエッチング速度が高いエッチング液を用いることに
より、多孔質Si層が十分なエッチストップ層となる。
It is well known that the oxidation of the inner wall of the porous Si has the effect of suppressing the structural change of the porous Si due to the thermal process. There is also an effect of improving the selection ratio.
Selective etching of the first stage bulk Si, since the inner surface of the porous Si is covered with an oxide film, S than SiO 2
By using an etching solution having a high etching rate of i, the porous Si layer becomes a sufficient etch stop layer.

【0095】多孔質Siの厚さの不均一性や1段目のエ
ッチングむら等により、多孔質Si層が初めに露出した
領域は、他の領域のバルクSiのエッチング完了を待っ
ているため、多孔質Siが薄くなるが、2段目のエッチ
ングの選択比が抜群に優れているため、多孔質Siの残
り厚さのむらは十分に補うことが可能となる。
The region where the porous Si layer is first exposed due to the non-uniform thickness of the porous Si and the unevenness of the first-stage etching waits for the completion of the etching of the bulk Si in other regions. Although the porous Si becomes thinner, the selectivity of the second-stage etching is extremely excellent, so that the unevenness of the remaining thickness of the porous Si can be sufficiently compensated.

【0096】本発明によれば、多孔質Si上に結晶性の
良い単結晶化合物半導体層を形成でき、さらにこの半導
体層を経済的にしかも大面積の絶縁性基体上に移し代え
ることが可能であり、格子定数、熱膨張係数の差を十分
に抑制し、良好な結晶性を有する化合物半導体層を絶縁
性基体上に形成することができる。
According to the present invention, a single crystal compound semiconductor layer having good crystallinity can be formed on porous Si, and this semiconductor layer can be economically transferred onto an insulating substrate having a large area. In addition, it is possible to sufficiently suppress the difference between the lattice constant and the coefficient of thermal expansion and form a compound semiconductor layer having good crystallinity on the insulating substrate.

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

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

【図2】本発明の行程を説明するための模式的断面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of the present invention.

【図3】本発明の行程を説明するための模式的断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・Si基板 12・・・孔の内壁に酸化膜を形成した多孔質Si 13・・・単結晶化合物半導体層 14・・・Si支持基板 15・・・絶縁層 16・・・エッチング耐性マスク 21・・・Si基板 22・・・孔の内壁に酸化膜を形成した多孔質Si 23・・・単結晶化合物半導体層 24・・・Si支持基板 25・・・絶縁層 31・・・Si基板 32・・・孔の内壁に酸化膜を形成した多孔質Si 33・・・単結晶化合物半導体層 34・・・Si支持基板 35・・・絶縁層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Si board | substrate 12 ... Porous Si which formed the oxide film in the inner wall of the hole 13 ... Single-crystal compound semiconductor layer 14 ... Si support substrate 15 ... Insulating layer 16 ... Etching resistance Mask 21: Si substrate 22: Porous Si with oxide film formed on inner wall of hole 23: Single crystal compound semiconductor layer 24: Si support substrate 25: Insulating layer 31: Si Substrate 32: Porous Si with oxide film formed on inner wall of hole 33: Single crystal compound semiconductor layer 34: Si support substrate 35: Insulating layer

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のSi基体の少なくとも主面側の表
面層を多孔質化する工程、多孔質Si層の孔の内壁を酸
化する工程、該多孔質Si層上に単結晶化合物半導体層
を形成する工程、該単結晶化合物半導体層表面と第2の
Si基体の主面とを絶縁層を介して貼り合わせる工程、
及び貼り合わせ基体から第1のSi基体を除去した後、
表面に表出した多孔質Si層を、該単結晶化合物半導体
に対してSiのエッチング速度の速いエッチング液を用
いて、多孔質Siをエッチングすることにより除去する
工程を少なくとも有することを特徴とする半導体基体の
作製方法。
1. A step of making at least a surface layer on the main surface side of a first Si substrate porous, a step of oxidizing inner walls of holes of the porous Si layer, and a step of forming a single crystal compound semiconductor layer on the porous Si layer. Forming a, bonding the single crystal compound semiconductor layer surface and the main surface of the second Si base via an insulating layer,
And after removing the first Si substrate from the bonded substrate,
At least a step of removing the porous Si layer exposed on the surface by etching the porous Si using an etching solution having a high Si etching rate with respect to the single crystal compound semiconductor. A method for manufacturing a semiconductor substrate.
【請求項2】 第1のSi基体の少なくとも主面側の表
面層を多孔質化する工程、多孔質Si層の孔の内壁を酸
化する工程、該多孔質Si層上に単結晶化合物半導体層
を形成する工程、該単結晶化合物半導体層表面と第2の
Si基体の主面とを絶縁層を介して貼り合わせる工程、
該第1のSi基体を多孔質Si層が表出する直前まで、
あるいは一部表出するまで研磨、研削により除去する工
程、該第1のSi基体の残りをエッチングして除去する
第1エッチング工程、及び表面に表出した多孔質Si層
を、該単結晶化合物半導体に対してSiのエッチング速
度の速いエッチング液を用いて、多孔質Siをエッチン
グすることにより除去する第2エッチング工程を少なく
とも有することを特徴とする半導体基体の作製方法。
2. A step of making at least a surface layer on the main surface side of the first Si substrate porous, a step of oxidizing inner walls of holes of the porous Si layer, and a step of forming a single crystal compound semiconductor layer on the porous Si layer. Forming a, bonding the single crystal compound semiconductor layer surface and the main surface of the second Si base via an insulating layer,
Until the porous Si layer is exposed on the first Si substrate,
Alternatively, a step of removing by polishing and grinding until partially exposed, a first etching step of etching and removing the remainder of the first Si substrate, and a step of removing the porous Si layer exposed on the surface by the single crystal compound A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising at least a second etching step of removing porous Si by etching the semiconductor with an etching solution having a high Si etching rate.
【請求項3】 前記絶縁層は、単結晶化合物半導体層
上、第2のSi基体の主面上の少なくとも一方に形成す
る請求項1又は2に記載の半導体基体の作製方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the insulating layer is formed on at least one of a single crystal compound semiconductor layer and a main surface of a second Si substrate.
【請求項4】 前記単結晶化合物半導体層上に堆積Si
2 膜を有する請求項3に記載の半導体基体の作製方
法。
4. The method according to claim 1, further comprising: depositing Si on the single crystal compound semiconductor layer.
The method for producing a semiconductor substrate according to claim 3, further comprising an O 2 film.
【請求項5】 前記第2のSi基体上に形成する絶緑物
層は、熱酸化膜あるいはS34膜である請求項3に記
載の半導体基体の作製方法。
Wherein said Zemmidori material layer formed on the second Si on the substrate, a thermal oxide film walk the method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 3 which is S i 3 N 4 film.
【請求項6】 前記絶縁層は、前記単結晶化合物半導体
層上の堆積SiO2膜と、前記第2のSi基体上のS3
4膜により構成される請求項3に記載の半導体基体の
作製方法。
Wherein said insulating layer comprises a deposited SiO 2 film on the single crystal compound semiconductor layer, S i 3 on the second Si substrate
4. The method for producing a semiconductor substrate according to claim 3, wherein the method comprises a N 4 film.
【請求項7】 前記絶縁物層に絶縁性の薄板を用い、3
枚重ねで貼り合わせる請求項1又は2に記載の半導体基
体の作製方法。
7. An insulating thin plate is used for the insulating layer.
The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor substrate is laminated.
【請求項8】 前記貼り合せ工程は、陽極接合、加圧、
熱処理、あるいはこれらの組み合わせの中から選ばれた
方法により行われる請求項1又は2に記載の半導体基体
の作製方法。
8. The bonding step includes anodic bonding, pressing,
The method according to claim 1, wherein the method is performed by heat treatment or a method selected from a combination thereof.
【請求項9】 前記多孔質化する工程は、陽極化成であ
る請求項1又は2に記載の半導体基体の作製方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the step of making porous is anodization.
【請求項10】 前記陽極化成は、HF溶液中で行われ
る請求項9に記載の半導体基体の作製方法。
10. The method according to claim 9, wherein the anodization is performed in an HF solution.
【請求項11】 前記多孔質Si層の酸化工程は、熱酸
化により行われる請求項1又は2に記載の半導体基体の
作製方法。
11. The method according to claim 1, wherein the step of oxidizing the porous Si layer is performed by thermal oxidation.
【請求項12】 多孔質層を有する第1のSi基板を用
意する工程、前記多孔質層上に単結晶化合物半導体層を
形成する工程、前記第1の基板を第2の基板と絶縁層を
介して、且つ前記単結晶化合物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、及び
前記多層構造体から前記多孔質層をエッチングによって
除去する工程を有することを特徴とする半導体基体の作
製方法。
12. A step of preparing a first Si substrate having a porous layer, a step of forming a single crystal compound semiconductor layer on the porous layer, and forming the first substrate with a second substrate and an insulating layer. And bonding the monocrystalline compound semiconductor layer so as to obtain a multilayer structure located inside, and removing the porous layer from the multilayer structure by etching. A method for manufacturing a semiconductor substrate.
【請求項13】 前記単結晶化合物半導体層は、GaA
s,AlGaAsまたはGaPからなる請求項1,2,
12のいずれか1項に記載の半導体基体の作製方法。
13. The single crystal compound semiconductor layer is made of GaAs.
3. The method according to claim 1, wherein said s, AlGaAs or GaP is used.
13. The method for producing a semiconductor substrate according to any one of the above items 12.
【請求項14】 請求項1乃至13のいずれか1項に記
載の作製方法により作製されたことを特徴とする半導体
基体。
14. A semiconductor substrate manufactured by the manufacturing method according to claim 1. Description:
【請求項15】 単結晶シリコン領域上に該単結晶シリ
コン領域側から多孔質シリコン層、及び単結晶化合物半
導体層を有する第1の基板と第2の基板とを絶縁層を介し
て貼り合わせて多層構造体を形成する工程、及び該多層
構造体から該多孔質シリコン層を除去する工程を含む、
該第2の基板上に該絶縁層を介して該単結晶化合物半導
体層を有する半導体基体の作製方法。
15. A first substrate and a second substrate each having a porous silicon layer and a single-crystal compound semiconductor layer over a single-crystal silicon region from the single-crystal silicon region side with an insulating layer interposed therebetween. Forming a multilayer structure, and removing the porous silicon layer from the multilayer structure,
A method for manufacturing a semiconductor substrate including the single crystal compound semiconductor layer over the second substrate with the insulating layer interposed therebetween.
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