JP3262470B2 - Semiconductor substrate and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor substrate and manufacturing method thereof

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JP3262470B2 JP32750394A JP32750394A JP3262470B2 JP 3262470 B2 JP3262470 B2 JP 3262470B2 JP 32750394 A JP32750394 A JP 32750394A JP 32750394 A JP32750394 A JP 32750394A JP 3262470 B2 JP3262470 B2 JP 3262470B2
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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、半導体基板とその作製
方法に関し、特に光透過性絶縁体基板上に単結晶半導体
層を持つ基板の作製方法に関する。さらに詳しくは、将
来、エピタキシャル成長方法やイオン注入方法を利用し
て素子を作り込むための単結晶半導体をガラス等の光透
過性絶縁体基板上に作製する半導体基板とその作製方法
に関する。
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 method for manufacturing a substrate having a single crystal semiconductor layer on a light-transmitting insulator substrate. More specifically, the present invention relates to a semiconductor substrate in which a single crystal semiconductor for forming an element by using an epitaxial growth method or an ion implantation method is formed on a light-transmitting insulator substrate such as glass in the future, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁物上の単結晶シリコン半導体層の形
成は、Silicon on Insulator (SOI)技術として広く知ら
れ、通常のシリコン集積回路を作製するバルクシリコン
基板では到達しえない数々の優位点をこの基板が有する
ことから、多くの研究が成されてきた。
2. Description of the Related Art The formation of a single-crystal silicon semiconductor layer on an insulator is widely known as Silicon on Insulator (SOI) technology, and has many advantages that cannot be achieved with a bulk silicon substrate used to fabricate ordinary silicon integrated circuits. Since this substrate has a lot of researches.

【0003】絶縁膜の上に成長させた単結晶膜がデバイ
スの基板材料に使えるならば、デバイス構造的にはきわ
めて都合が良い。1)基板がらみの寄生(浮遊)容量が
小さくなる、2)放射線に強い、3)ラッチアップフリ
−のCMOSがねらえるために、高性能(ハイスピ−
ド)、高信頼のデバイスがねらえるのである。このため
にSOIデバイスが注目されている。
If a single crystal film grown on an insulating film can be used as a substrate material for a device, it is very convenient in terms of device structure. 1) The parasitic (floating) capacitance due to the substrate is reduced. 2) It is resistant to radiation. 3) The high performance (high speed) is achieved because the aim of the latch-up free CMOS is aimed at.
C) Aim for a highly reliable device. For this reason, SOI devices have attracted attention.

【0004】最近報告されたSOI形成法の中で、特に
質的に優れているものとして通称「貼り合わせSOI」
がある。これは、少なくとも一方が酸化等により絶縁膜
が形成されている2枚のウェハーの鏡面同士を密着さ
せ、熱処理を施して密着界面の結合を強力なものとした
後、どちらか一方側から基板を研磨、或いはエッチング
することによって絶縁膜上に任意の厚みを持ったシリコ
ン単結晶薄膜を残すという技術である。この技術におい
て最も重要なのはシリコン層を薄膜化する工程である。
なぜなら、シリコン層を薄膜化しないと上記のようなS
OIの利点が生かせないからである。
Among the recently reported SOI formation methods, a so-called “bonded SOI” is particularly excellent in quality.
There is. This is because the mirror surfaces of two wafers, at least one of which has an insulating film formed by oxidation or the like, are brought into close contact with each other, heat treatment is performed to strengthen the bond at the contact interface, and then the substrate is removed from either one side. This is a technique in which a silicon single crystal thin film having an arbitrary thickness is left on an insulating film by polishing or etching. The most important in this technique is the step of thinning the silicon layer.
This is because if the silicon layer is not thinned, S
This is because the advantage of OI cannot be used.

【0005】しかしこのシリコン層を薄膜化するために
は、通常数百μmもの厚さのシリコン基板を均一に数μ
m、もしくは1μm以下の厚さまで研磨、或いはエッチ
ングしなければならない。これら制御や基板の均一化は
極めて困難な技術である。この膜厚制御の困難さため、
この「貼り合わせSOI」は、SOI技術の中でも最も
良質な単結晶薄膜を提供できる可能性を持っていなが
ら、未だ生産されるに至ってない。
However, in order to reduce the thickness of this silicon layer, a silicon substrate having a thickness of several hundred μm is usually uniformly coated with several μm.
It must be polished or etched to a thickness of m or less than 1 μm. These controls and uniformity of the substrate are extremely difficult techniques. Because of the difficulty of controlling the film thickness,
This “bonded SOI” has the potential to provide the highest quality single crystal thin film among SOI technologies, but has not yet been produced.

【0006】また貼り合わせSOIにおいてもう1つの
重要な問題がある。それは絶縁体基板とシリコン基板の
熱膨張係数の違いである。支持体となる基板側にシリコ
ン基板を用いる場合(即ちシリコン基板同志の貼り合わ
せ)にはこの熱膨張係数の違いは殆ど問題にならない。
しかし、熱膨張係数の大きく違う基板同志を貼り合わせ
て、温度変化が起こった場合、両基板の熱膨張係数の違
いに起因する応力が発生する。
There is another important problem in bonding SOI. That is the difference in the coefficient of thermal expansion between the insulator substrate and the silicon substrate. When a silicon substrate is used on the substrate side serving as a support (that is, bonding between silicon substrates), this difference in the coefficient of thermal expansion hardly causes a problem.
However, when two substrates having greatly different coefficients of thermal expansion are bonded to each other and a temperature change occurs, a stress is generated due to a difference in the coefficient of thermal expansion between the two substrates.

【0007】実際に、支持体となる基板側にガラスのよ
うなシリコン以外の絶縁体基板を用いる場合には、二枚
の基板を貼り合わせた後、その界面の結合を強力なもの
にするための1000℃前後の熱処理工程の際に、両基
板の熱膨張係数の違いから貼り合ったまま基板が反って
しまったり、または基板が割れてしまったり、または両
基板がはがれてしまう場合がある。熱膨張係数がシリコ
ンと近い材料を合成して支持基板に用いた例もあるが、
そのような材料は知られている限りでは耐熱性が悪く、
結合を強めるための熱処理やデバイスを形成するための
プロセス温度に耐えられない。
In practice, when an insulating substrate other than silicon, such as glass, is used on the substrate side serving as a support, after bonding two substrates, the bonding at the interface is strengthened. During the heat treatment process at about 1000 ° C., the substrates may warp, break, or separate from each other due to the difference in thermal expansion coefficient between the two substrates. There is an example in which a material with a thermal expansion coefficient close to that of silicon is synthesized and used for the support substrate.
Such materials have poor heat resistance as far as they are known,
It cannot withstand the heat treatment for strengthening the bonding or the process temperature for forming the device.

【0008】これら問題を解決する「貼り合わせSOI
基板」を作製した例を、阿部らが報告している(Extende
d Abstracts of the 1992 International Conference o
n SOLID STATE DEVICES AND MATIRIALS, 1992 Tsukuba,
pp. 437-439. または特開平4-286310)。
[0008] To solve these problems, "bonded SOI"
Abe et al. Reported an example of a `` substrate '' (Extende
d Abstracts of the 1992 International Conference o
n SOLID STATE DEVICES AND MATIRIALS, 1992 Tsukuba,
pp. 437-439. or JP-A-4-286310).

【0009】この方法では、比較的薄い(300μm)
シリコン基板と石英基板を貼り合わせた後、貼り合わせ
基板が剥離や破壊を起こさない300℃程度の第1の熱
処理をまず行い、その後シリコン基板をエッチングのみ
で150μm程度まで薄くする。そして第2の熱処理と
して450℃程度のアニールを行い、面研削のせん断応
力に耐える結合力を得た後にグラインダーで数μmまで
研削する。さらにその後に精密研磨によりシリコン基板
を薄膜化する。
In this method, the thickness is relatively thin (300 μm).
After the silicon substrate and the quartz substrate are bonded to each other, first heat treatment at about 300 ° C. is performed so that the bonded substrate does not peel or break, and then the silicon substrate is thinned to about 150 μm by etching alone. Then, annealing at about 450 ° C. is performed as a second heat treatment, and after obtaining a bonding force that can withstand the shear stress of surface grinding, grinding is performed to several μm with a grinder. Thereafter, the silicon substrate is thinned by precision polishing.

【0010】しかしこの方法では、熱処理が必須である
ために熱応力を考慮して300μm厚程度の薄いシリコ
ン基板を用いなければならない。そのため基板の貼付や
搬送などの作業中に基板を割る等の事故を起こしやすい
ので、作業には慎重を期さねばならない。さらにはより
高い温度での熱処理を行なう為に基板を薄く研削して、
その後熱処理を行う、というサイクルを繰り返さなけれ
ばならない。これらの理由から「貼り合わせSOI基
板」では、作製速度を大きくできないという欠点を持っ
ている。
However, in this method, since a heat treatment is essential, a thin silicon substrate having a thickness of about 300 μm must be used in consideration of thermal stress. For this reason, accidents such as cracking of the substrate during work such as sticking and transporting the substrate are likely to occur, so that the work must be carefully performed. Furthermore, in order to perform heat treatment at a higher temperature, the substrate is ground thinly,
Thereafter, a cycle of performing heat treatment must be repeated. For these reasons, the “bonded SOI substrate” has a disadvantage that the manufacturing speed cannot be increased.

【0011】具体的には、貼りつける半導体基板の基板
厚は、機械的強度を保つために通常4インチ径のシリコ
ン基板では500μm程度、5〜6インチ径では600
μm程度が必要である。更に8インチ径ともなると厚さ
800μm前後の厚いシリコン基板が必要になり、30
0μm前後の薄い基板を用いた場合、最初に貼りつける
工程の取扱いが極めて困難になる。
More specifically, the thickness of the semiconductor substrate to be attached is usually about 500 μm for a 4-inch diameter silicon substrate and 600 μm for a 5-6 inch diameter in order to maintain mechanical strength.
About μm is required. Further, when the diameter is 8 inches, a thick silicon substrate having a thickness of about 800 μm is required.
When a thin substrate having a thickness of about 0 μm is used, it is extremely difficult to handle the first attaching step.

【0012】また、他の欠点もある。それは、絶縁体基
板と半導体基板の間にかかるせん断応力に起因する剥れ
の問題である。シリコン基板を研削して薄くするごと
に、支持基板とシリコン基板の貼り合わせ界面に大きな
せん断応力がかかる。実際、シリコン基板は数μmの薄
膜になるまでに研削或は研磨されるので貼り合わせ界面
にはかなり大きなせん断応力がかかる。さらに両基板の
接合面では、研削の度に貼り合わせ界面の結合が弱くな
ってしまう。この問題を解決するために、界面の結合力
が弱くならないように基板の研削による薄層化と高温の
熱処理を繰り返す方法がある。しかしこの方法ではプロ
セスに時間がかかり大量生産には向かない。
There are also other disadvantages. This is a problem of peeling due to shear stress applied between the insulator substrate and the semiconductor substrate. Each time the silicon substrate is ground and thinned, a large shear stress is applied to the bonding interface between the support substrate and the silicon substrate. Actually, since the silicon substrate is ground or polished until it becomes a thin film of several μm, a considerably large shear stress is applied to the bonding interface. Further, at the bonding surface between the two substrates, the bonding at the bonding interface becomes weaker each time the substrate is ground. In order to solve this problem, there is a method of repeating thinning by grinding the substrate and high-temperature heat treatment so that the bonding force at the interface is not weakened. However, this method requires a long process and is not suitable for mass production.

【0013】また別の欠点は、研磨により単結晶シリコ
ンの薄膜を作製するので膜厚の均一性を出すために特別
な装置と非常に精密な制御を必要とする。
Another disadvantage is that a single-crystal silicon thin film is formed by polishing, so that a special apparatus and very precise control are required to obtain uniform film thickness.

【0014】他の方法でSOI基板を作製するため、絶
縁体基板上に半導体膜を直接堆積させられれば良いが、
絶縁体基板上では半導体薄膜がうまく結晶化せず、単結
晶半導体薄膜を形成するのは不可能である。
In order to manufacture an SOI substrate by another method, a semiconductor film may be directly deposited on an insulator substrate.
The semiconductor thin film does not crystallize well on the insulator substrate, and it is impossible to form a single crystal semiconductor thin film.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとしている課題】以上述べたよう
に、従来の「貼り合わせSOI基板」では、熱処理を行
わないと絶縁体基板とシリコン基板の間で十分な結合力
が得られない。しかし、一方で前述したようにシリコン
基板と熱膨張係数の異なる透明基板を直接貼り合わせ、
熱処理すると前述した様な基板の割れや反りの問題が出
る。このような問題を解決するために、従来はせん断応
力に耐え得る程度の結合力を保ちかつ割れや反りの問題
が出ない条件で微妙に熱処理温度を調整していた。しか
しこの調整は極めて微妙な調整を要するので困難であ
る。また実際には、低い温度から高い温度へと多段階に
熱処理を行なう等の複雑な工程を経なければならない。
このためこの方法では大量生産のできるSOI基板を作
製することはできない。こういう問題を解決するために
熱処理の工程なしで研磨してSOI基板を得たい。さら
にまた他の方法でも、高性能電子素子を作製するに足る
SOI基板を生産性よく提供できる技術は、未だ達成す
るに至っていない。
As described above, in the conventional "bonded SOI substrate", a sufficient bonding force cannot be obtained between the insulator substrate and the silicon substrate unless heat treatment is performed. However, on the other hand, as described above, a silicon substrate and a transparent substrate having a different coefficient of thermal expansion are directly bonded,
When the heat treatment is performed, the above-described problems of cracking and warping of the substrate appear. In order to solve such a problem, conventionally, the heat treatment temperature has been delicately adjusted under the condition that a bonding force that can withstand a shear stress is maintained and a problem of cracking or warping does not occur. However, this adjustment is difficult because it requires extremely fine adjustment. In practice, complicated steps such as performing heat treatment in multiple stages from a low temperature to a high temperature must be performed.
For this reason, this method cannot produce an SOI substrate that can be mass-produced. In order to solve such a problem, it is desired to obtain an SOI substrate by polishing without a heat treatment step. Furthermore, even with other methods, a technique capable of providing an SOI substrate sufficient for manufacturing a high-performance electronic element with high productivity has not yet been achieved.

【0016】一方、従来の堆積膜形成方法で単結晶半導
体基板を作製すると、単結晶堆積膜に積層欠陥が少なか
らず発生する場合がある。この場合、堆積膜が成長する
につれ積層欠陥も大きくなってしまう。これを図示した
のが図10である。1000はシリコンなどの半導体基
板であり、1002はエピタキシャル成長層であり、1
009は積層欠陥である。基板1000の表面には点欠
陥、ゴミや酸化物の残りなどがある場合があり、それが
積層欠陥の原因となる。半導体単結晶層1002をエピ
タキシャル成長させるにつれ点欠陥、ゴミや酸化膜の残
りなどが原因となって、積層欠陥が末広がりにエピタキ
シャル層に成長する。そのためエピタキシャル層100
2の表面では積層欠陥が大きく広がってしまう。
On the other hand, when a single-crystal semiconductor substrate is manufactured by a conventional method for forming a deposited film, not a small number of stacking faults may occur in the single-crystal deposited film. In this case, stacking faults increase as the deposited film grows. FIG. 10 illustrates this. 1000 is a semiconductor substrate such as silicon; 1002 is an epitaxial growth layer;
009 is a stacking fault. There may be a point defect, dust, oxide residue, or the like on the surface of the substrate 1000, which causes a stacking fault. As the semiconductor single crystal layer 1002 is epitaxially grown, a stacking fault grows divergently and grows in the epitaxial layer due to a point defect, dust, a residue of an oxide film, and the like. Therefore, the epitaxial layer 100
On the surface of No. 2, stacking faults greatly spread.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段及び作用】そこで、本発明
では、透明絶縁体基板上に、これと大きく熱膨張係数の
異なるシリコン単結晶基板を貼り合わせることによりひ
とつの基板にし、この基板から熱処理工程を行わない
か、もしくは熱処理を行ったとしても1回のみの簡素化
された方法で高機能、高性能SOI基板を作製すること
を目的とする。
Accordingly, in the present invention, a single-crystal silicon substrate having a significantly different coefficient of thermal expansion is bonded to a transparent insulator substrate to form a single substrate. It is an object of the present invention to manufacture a high-performance, high-performance SOI substrate by a simplified method that is performed only once even if a process is not performed or a heat treatment is performed.

【0018】また本発明の別の目的は、デバイスを作る
単結晶シリコン中に積層欠陥ができたとしても、その積
層欠陥がデバイスに悪影響を与えない半導体基板を作製
することである。
Another object of the present invention is to produce a semiconductor substrate in which even if stacking faults occur in single crystal silicon for forming a device, the stacking faults do not adversely affect the device.

【0019】本発明者は、以上の様な課題や欠点を鑑み
鋭意努力した結果、以下の知見を得た。つまり、表層が
多孔質化されたシリコン基板の多孔質シリコン面上に単
結晶シリコン層をエピタキシャル成長し、次いで該成長
面に支持基板となる絶縁体の異種基板を室温でVan
der Waals力のみで密着し、応力の影響を最小
限に抑えるために熱処理をせずに、シリコン基板部分は
エッチング溶液によるウェットエッチングで除去し、続
いて多孔質部分を選択的にエッチングして単結晶シリコ
ン薄膜を絶縁体基板上に形成すれば上記の問題点を解決
するSOI基板を作製することができる。
The present inventors have made intensive efforts in view of the above problems and disadvantages, and have obtained the following findings. That is, a single-crystal silicon layer is epitaxially grown on a porous silicon surface of a silicon substrate having a porous surface layer.
The silicon substrate portion is removed by wet etching with an etching solution, followed by selective etching of the porous portion, without performing heat treatment to minimize the influence of stress. If a crystalline silicon thin film is formed over an insulator substrate, an SOI substrate that solves the above problems can be manufactured.

【0020】またシリコン基板部分のウェットエッチン
グには時間がかかるので、エッチングする代わりに、ま
ずシリコン基板部分がまだ充分厚く基板間の界面のせん
断応力が問題にならないうちは研削によってシリコン基
板の一部分を除去し、その後研削によって残ったシリコ
ン基板部分をエッチング溶液によるウェットエッチング
で除去するという方法でも上記の問題点を解決するSO
I基板を作製することができる。
Since wet etching of the silicon substrate takes time, instead of etching, a portion of the silicon substrate is first ground by grinding until the silicon substrate is still thick enough and the shear stress at the interface between the substrates is not a problem. The above problem can also be solved by a method of removing the silicon substrate portion removed by grinding after the removal by wet etching with an etching solution.
An I substrate can be manufactured.

【0021】さらにまた、シリコン基板部分の一部を研
削によって除去し、その後基板間の結合を強くするため
唯一の熱処理を全体に行い、最初の研削で残ったシリコ
ン基板部分を研削によって除去するという方法も上記の
問題点を解決するSOI基板を作製することができる。
Furthermore, a part of the silicon substrate portion is removed by grinding, and then only a single heat treatment is performed on the whole to strengthen the bonding between the substrates, and the silicon substrate portion remaining in the first grinding is removed by grinding. The method can also manufacture an SOI substrate that solves the above problems.

【0022】さらにこの方法を使うことによって、従来
半導体単結晶堆積膜をエピタキシャルに成長させ、堆積
膜が厚くなるにつれて、半導体堆積膜表面に大きく広が
り成長した積層欠陥を対向する貼り合わせ基板の側へ転
写することができる。したがって将来素子を作り込む上
で重要な半導体基板の表面には積層欠陥の成長初期段階
の小さな領域の積層欠陥しか現れないようになる。これ
はSOI基板の作製に限ることではなく、半導体基板上
にエピタキシャル成長層を構成する半導体基板でも同じ
効果が得れられる。
Further, by using this method, the conventional semiconductor single crystal deposited film is epitaxially grown, and as the deposited film becomes thicker, the stacking faults which have spread greatly on the surface of the semiconductor deposited film and grown and grown are directed to the opposing bonded substrate side. Can be transcribed. Therefore, only a small area stacking fault in the initial stage of the growth of stacking faults appears on the surface of the semiconductor substrate which is important for fabricating an element in the future. This is not limited to the fabrication of an SOI substrate, and the same effect can be obtained with a semiconductor substrate that forms an epitaxial growth layer on a semiconductor substrate.

【0023】以下に本発明の態様を詳しく説明する。本
発明の方法の第1の態様は、以下の工程を順に行うこと
を特徴とする半導体基板の作製方法である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. A first aspect of the method of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor substrate, which comprises sequentially performing the following steps.

【0024】 a)非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質単結晶半導体
層を形成するため、単結晶半導体基板の片方の面の表層
を陽極化成により多孔質化する工程、 b)前記多孔質単結晶半導体層上に非多孔質単結晶半導
体層をエピタキシャル成長させる工程、 c)前記単結晶半導体基板と絶縁体基板とを前記非多孔
質単結晶半導体層が内側に位置するように重ね合わせた
後、実質的に熱処理を施すことなく両者を貼り合わせる
工程、 d)前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を除去するた
め、前記非多孔質単結晶半導体領域を研削する工程、 e)前記非多孔質単結晶半導体領域を除去し前記多孔質
単結晶半導体層を露出させるため、前記工程d)で残っ
た前記非多孔質単結晶半導体領域をエッチングする工
程、 f)前記多孔質単結晶半導体層を除去するため、前記多
孔質単結晶半導体層に選択的なエッチングをする工程。
A) forming a porous single-crystal semiconductor layer on the non-porous single-crystal semiconductor region by anodizing a surface layer on one surface of the single-crystal semiconductor substrate; epitaxially growing a non-porous monocrystalline semiconductor layer on a single crystal semiconductor layer, c) wherein the single crystal semiconductor substrate insulating substrate nonporous
A step of laminating the non-porous single-crystal semiconductor regions after the superposing so that the porous single-crystal semiconductor layers are positioned inside, and substantially removing the non-porous single-crystal semiconductor regions. Grinding the non-porous single-crystal semiconductor region, e) removing the non-porous single-crystal semiconductor region and exposing the porous single-crystal semiconductor layer, the non-porous single crystal remaining in the step d) Etching a semiconductor region; f) selectively etching the porous single crystal semiconductor layer to remove the porous single crystal semiconductor layer.

【0025】このとき前記非多孔質単結晶半導体領域に
研削を施し前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を除去
した後に、全体に熱処理を施し前記非多孔質単結晶半導
体層と絶縁体基板の間の結合を強める工程を加えても良
い。またこのとき前記研削工程で残った前記非多孔質単
結晶半導体層にエッチングを施し前記非多孔質単結晶半
導体層をすべて除去し前記多孔質単結晶半導体層を露出
させる工程は100℃以下のアルカリ溶液、有機アルカ
リ溶液、フッ酸及び硝酸を含む酸溶液中のいずれかで行
なうことが望ましい。さらにこのとき前記非多孔質単結
晶半導体領域に研削を施し前記非多孔質単結晶半導体領
域の一部を除去する工程は、前記非多孔質単結晶半導体
領域を厚さ100μm以上残して行なうのが望ましい。
At this time, after the non-porous single-crystal semiconductor region is ground and a part of the non-porous single-crystal semiconductor region is removed, the whole is subjected to a heat treatment so that the non-porous single-crystal semiconductor layer and the insulator substrate are removed. May be added. Further, at this time, the non-porous single-crystal semiconductor layer remaining in the grinding step is etched to remove all of the non-porous single-crystal semiconductor layer and expose the porous single-crystal semiconductor layer. It is desirable to carry out the reaction in any of a solution, an organic alkali solution, and an acid solution containing hydrofluoric acid and nitric acid. Further, at this time, the step of grinding the non-porous single-crystal semiconductor region to remove a part of the non-porous single-crystal semiconductor region is preferably performed while leaving the non-porous single-crystal semiconductor region at a thickness of 100 μm or more. desirable.

【0026】本発明の方法の第2の態様は、以下の工程
を順に行うことを特徴とする半導体基板の作製方法であ
る。
A second aspect of the method of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor substrate, which comprises sequentially performing the following steps.

【0027】 a)非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質単結晶半導体
層を形成するため、単結晶半導体基板の片方の面の表層
を陽極化成により多孔質化する工程、 b)前記多孔質単結晶半導体層上に非多孔質単結晶半導
体層をエピタキシャル成長させる工程、 c)前記単結晶半導体基板と絶縁体基板とを前記非多孔
質単結晶半導体層が内側に位置するように重ね合わせた
後、実質的に熱処理を施すことなく両者を貼り合わせる
工程、 e)前記非多孔質単結晶半導体領域を除去し前記多孔質
単結晶半導体層を露出させるため、前記非多孔質単結晶
半導体領域をエッチングする工程、 f)前記多孔質単結晶半導体層を除去するため、前記多
孔質単結晶半導体層に選択的なエッチングをする工程。
A) forming a porous single-crystal semiconductor layer on the non-porous single-crystal semiconductor region by anodizing a surface layer on one surface of the single-crystal semiconductor substrate; epitaxially growing a non-porous monocrystalline semiconductor layer on a single crystal semiconductor layer, c) wherein the single crystal semiconductor substrate insulating substrate nonporous
A step of laminating the porous single crystal semiconductor layers so that the porous single crystal semiconductor layers are positioned inside, and then bonding the two without substantially performing heat treatment; e) removing the non-porous single crystal semiconductor region and removing the porous single crystal semiconductor Etching the non-porous single-crystal semiconductor region to expose a layer; and f) selectively etching the porous single-crystal semiconductor layer to remove the porous single-crystal semiconductor layer.

【0028】このとき前記非多孔質単結晶半導体領域に
エッチングを施し前記非多孔質単結晶半導体領域をすべ
て除去し前記多孔質単結晶半導体層を露出させる工程は
100℃以下のアルカリ溶液、有機アルカリ溶液、フッ
酸及び硝酸を含む酸溶液中のいずれかで行なうことが望
ましい。
At this time, the step of etching the non-porous single-crystal semiconductor region to remove all of the non-porous single-crystal semiconductor region and exposing the porous single-crystal semiconductor layer includes the steps of: It is desirable to carry out the reaction in any of a solution, an acid solution containing hydrofluoric acid and nitric acid.

【0029】本発明の方法の第3の態様は、以下の工程
を順に行うことを特徴とする半導体基板の作製方法であ
る。
A third aspect of the method of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor substrate, which comprises sequentially performing the following steps.

【0030】 a)非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質単結晶半導体
層を形成するため、単結晶半導体基板の片方の面の表層
を陽極化成により多孔質化する工程、 b)前記多孔質単結晶半導体層上に非多孔質単結晶半導
体層をエピタキシャル成長させる工程、 c)前記単結晶半導体基板と絶縁体基板とを前記非多孔
質単結晶半導体層が内側に位置するように重ね合わせた
後、実質的に熱処理を施すことなく両者を貼り合わせる
工程、 d)前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を除去するた
め、前記非多孔質単結晶半導体領域を研削する工程、 d2)前記非多孔質単結晶半導体層と前記絶縁体基板の
間の結合を強めるため、全体に熱処理をする工程、 d3)前記非多孔質単結晶半導体領域を除去し前記多孔
質単結晶半導体層を露出させるため、前記工程d)で残
った前記非多孔質単結晶半導体領域を研削する工程、 f)前記多孔質単結晶半導体層を除去するため、前記多
孔質単結晶半導体層に選択的なエッチングをする工程。
A) forming a porous single-crystal semiconductor layer on the non-porous single-crystal semiconductor region by anodizing a surface layer on one surface of the single-crystal semiconductor substrate; epitaxially growing a non-porous monocrystalline semiconductor layer on a single crystal semiconductor layer, c) wherein the single crystal semiconductor substrate insulating substrate nonporous
A step of laminating the non-porous single-crystal semiconductor regions after the superposing so that the porous single-crystal semiconductor layers are positioned inside, and substantially removing the non-porous single-crystal semiconductor regions. Grinding the non-porous single-crystal semiconductor region; d2) heat-treating the whole to strengthen the bond between the non-porous single-crystal semiconductor layer and the insulator substrate; d3) the non-porous single crystal Grinding the non-porous single-crystal semiconductor region remaining in step d) to remove the semiconductor region and expose the porous single-crystal semiconductor layer; f) removing the porous single-crystal semiconductor layer Selectively etching the porous single crystal semiconductor layer.

【0031】このとき前記非多孔質単結晶半導体領域に
研削を施し前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を除去
する工程は、前記非多孔質単結晶半導体領域を厚さ10
0μm以上残して行なうのが望ましい。
At this time, the step of grinding the non-porous single-crystal semiconductor region to remove a part of the non-porous single-crystal semiconductor region may include removing the non-porous single-crystal semiconductor region to a thickness of 10%.
It is desirable to carry out the process while leaving 0 μm or more.

【0032】また、本発明の半導体基板の作製方法は、
非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質単結晶半導体層を
介して非多孔質単結晶半導体層を有する第1の基板を用
意する工程、前記第1の基板と第2の基板である絶縁体
基板とを実質的に熱処理を施すことなく、前記非多孔質
単結晶半導体層が内側に位置するように貼り合わせる貼
り合わせ工程、前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を
研削する研削工程、前記非多孔質単結晶半導体領域の一
部が研削された前記第1の基板と前記第2の基板の全体
に熱処理をする工程、及び前記多孔質単結晶半導体層を
除去するため、前記多孔質単結晶半導体層に選択的なエ
ッチングをする工程を有することを特徴とする。また、
本発明の方法においては第1から第3の態様を通して、
前記非多孔質単結晶半導体領域の除去を行なう前に、前
記密着した基板を加圧する工程を加えてもよい。さらに
前記非多孔質単結晶半導体層の表面を酸化させて、前記
表面酸化層の面と絶縁体基板とを密着させる工程を加え
ても良い。さらにまた、前記多孔質単結晶半導体層の選
択エッチングは、フッ酸及び過酸化水素水の混合エッチ
ング液に行うことと、前記絶縁体基板はSiO2 を主
成分とする光透過性絶縁体基板により行うことが望まし
い。またさらに前記単結晶半導体基板はシリコンが主成
分であることが望ましい。
Further, the method of manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention comprises:
Non-porous monocrystalline step of preparing a first substrate having a non-porous monocrystalline semiconductor layer through the porous monocrystalline semiconductor layer on a semiconductor region on the a first substrate and a second substrate an insulator The substrate is substantially non-porous without heat treatment.
A bonding step of bonding the single crystal semiconductor layer so that the single crystal semiconductor layer is positioned inside, a grinding step of grinding a part of the non-porous single crystal semiconductor region, the grinding of a part of the non-porous single crystal semiconductor region; A step of heat-treating the entire first substrate and the second substrate, and a step of selectively etching the porous single-crystal semiconductor layer to remove the porous single-crystal semiconductor layer. Features. Also,
In the method of the present invention, through the first to third aspects,
Before the removal of the non-porous single-crystal semiconductor region, a step of applying pressure to the adhered substrate may be added. Further, a step of oxidizing the surface of the non-porous single-crystal semiconductor layer and bringing the surface of the surface oxide layer into close contact with the insulator substrate may be added. Still further, the selective etching of the porous single crystal semiconductor layer is performed with a mixed etching solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide, and the insulating substrate is performed with a light-transmitting insulating substrate mainly composed of SiO 2. It is desirable. Further, the single crystal semiconductor substrate preferably contains silicon as a main component.

【0033】本発明は半導体基板をも含有する。即ち本
発明の基板は、基板上に単結晶半導体層を設けて構成し
た半導体基板において、単結晶半導体層中の積層欠陥の
広がった領域が前記単結晶半導体基板の表面ではなく、
前記単結晶半導体層中の前記基板との接合面の近傍にあ
り、前記積層欠陥の成長初期段階の小さい欠陥領域が前
記単結晶半導体表面にあることを特徴とする。このと
き、前記基板はSiO2を主成分とする光透過性絶縁体
基板でも良い。またさらに前記単結晶半導体基板はシリ
コンが主成分であることが望ましい。また前記基板は半
導体基板、特に単結晶シリコン基板でも良い。
The present invention also includes a semiconductor substrate. That is, the substrate of the present invention is a semiconductor substrate in which a single crystal semiconductor layer is provided over a substrate, and a region where stacking faults in the single crystal semiconductor layer are spread is not a surface of the single crystal semiconductor substrate,
A defect region in the single crystal semiconductor layer near the bonding surface with the substrate and having a small defect region in the initial stage of the growth of the stacking fault is located on the single crystal semiconductor surface. At this time, the substrate may be a light-transmitting insulator substrate containing SiO 2 as a main component. Further, the single crystal semiconductor substrate preferably contains silicon as a main component. Further, the substrate may be a semiconductor substrate, particularly a single crystal silicon substrate.

【0034】単結晶シリコン部分をまず研削により一部
削除し、その後エッチングにより残りの単結晶シリコン
部分を全削除する本発明の第1の態様の場合に、最初に
研削を行なうのは、通常500〜600μm、もしくは
それ以上の厚みを有する基板を、ウェットエッチングの
みで数十μmまたは数μmまで薄くするにはかなりの時
間を要するからである。また全てのシリコン基板部分を
研削のみで除去するのでなく一部分のみを研削するにと
どめるのは、研削は貼り合わせ界面にかなりのせん断応
力を及ぼし、ある一定の量を越えて基板を削ると界面に
大きな力がかかり剥離や破壊が生ずるためである。従っ
てシリコン基板の最小残し厚は、基板の平坦性や洗浄方
法にもよるが約100μm程度である。残し厚100μ
mまでは、貼り合わせ後の熱処理なしにVan der
Waals力のみで研削に耐えることが可能である。
そしてシリコン基板の残り厚さが100μmになった
ら、後は応力がかからないように溶液によるエッチング
に切り替えなければならない。また残り厚さ100μm
になった時点で、熱処理を1回施しておけば最後の多孔
質シリコン層を選択的にウェットエッチングする際に、
安定よく高歩留まりにできることもわかっている。
In the first embodiment of the present invention, in which the single-crystal silicon portion is first partially removed by grinding, and then the remaining single-crystal silicon portion is entirely removed by etching, the first grinding is usually performed for 500 minutes. This is because it takes a considerable time to reduce the thickness of the substrate having a thickness of 600600 μm or more to several tens μm or several μm only by wet etching. In addition, grinding only a part of the silicon substrate instead of removing only all the silicon substrate part is because grinding exerts a considerable shear stress on the bonding interface, and if the substrate is cut beyond a certain amount, the interface will be removed. This is because a large force is applied and peeling or destruction occurs. Therefore, the minimum remaining thickness of the silicon substrate is about 100 μm, depending on the flatness of the substrate and the cleaning method. Left thickness 100μ
Up to m, Van der without heat treatment after bonding
It is possible to withstand grinding only with Waals force.
Then, when the remaining thickness of the silicon substrate reaches 100 μm, it is necessary to switch to etching with a solution so that no stress is applied thereafter. The remaining thickness is 100 μm
When the heat treatment is performed once, when the final porous silicon layer is selectively wet-etched,
It is also known that a high yield can be obtained stably.

【0035】本発明の方法の第2の態様でウェットエッ
チングのみで単結晶シリコン基板を除去するのは、研削
のみの方法で行った場合では不可欠だった熱処理の工程
をなくすためである。ここでは、研削の工程を必要とし
ないのでプロセス回数が少なくてすみ、研磨器材や研磨
剤も必要なくなる。
The reason why the single-crystal silicon substrate is removed only by wet etching in the second embodiment of the method of the present invention is to eliminate a heat treatment step which is indispensable when the method is performed only by grinding. Here, since no grinding step is required, the number of processes can be reduced, and polishing equipment and abrasives are not required.

【0036】すべてのシリコン基板部分を一度に除去す
るのではなく2度に分けて行う本発明の第3の態様を行
うのは、研削は貼り合わせ界面にかなりのせん断応力を
及ぼし、ある一定の量を超えて基板を削ると界面に大き
な力が架かり剥離や破壊が生ずるためである。つまり一
回目の研削は界面に架かるせん断応力がまだ小さい時点
で終了することが重要である。このとき薄くなったシリ
コン基板はある程度の熱処理をしても、掛かる熱応力が
小さくなっているために貼り合わせた面の剥離等が起こ
らなくなっている。
The third embodiment of the present invention, in which all the silicon substrate portions are divided into two portions instead of being removed at once, is that grinding exerts a considerable shear stress on the bonding interface and a certain constant This is because if the substrate is cut in excess of the amount, a large force is applied to the interface to cause peeling or destruction. In other words, it is important that the first grinding is completed when the shear stress applied to the interface is still small. At this time, even if the thinned silicon substrate is subjected to a certain degree of heat treatment, since the applied thermal stress is small, peeling of the bonded surfaces does not occur.

【0037】他にも、本発明を実施するにあたって、多
孔質シリコンが有する重要な2点の物理的効果を利用し
ている。一つには多孔質シリコンのエッチング特性であ
る。通常シリコンはフッ酸溶液では殆どウェットエッチ
ングされないが、シリコンを多孔質化することによって
このシリコンがフッ酸溶液で大きくウェットエッチング
される。このフッ酸溶液の中でも特にフッ酸、過酸化水
素水の混合エッチング液を用いると、多孔質は非多孔質
と比べて約10の5乗倍ものエッチング速度が得られ
る。従って1μm前後の薄いシリコン層でも均一に制御
性よく残す選択エッチングが可能になる。
In practicing the present invention, two other important physical effects of porous silicon are utilized. One is the etching characteristics of porous silicon. Normally, silicon is hardly wet-etched with a hydrofluoric acid solution, but by making the silicon porous, this silicon is largely wet-etched with a hydrofluoric acid solution. In particular, when a mixed etching solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution is used in this hydrofluoric acid solution, an etching rate of about 10 times as high as that of a nonporous porous material can be obtained. Therefore, it is possible to perform selective etching that leaves even a thin silicon layer of about 1 μm with good controllability.

【0038】もう一つの効果はエピタキシャル成長特性
である。多孔質シリコンは結晶構造としては単結晶構造
を保っており、表面から内部にわたって数十〜数5百Å
径の孔が高密度に存在するものである。この表面上に成
長するエピタキシャル層は、非多孔質の単結晶基板上の
エピタキシャル層とほぼ同等の結晶性が得られるという
特性を有する。ただし多孔質上のエピタキシャル成長の
特徴として、非常に低密度ではあるが成長界面から積層
欠陥が発生する場合がある。
Another effect is epitaxial growth characteristics. Porous silicon has a single crystal structure as its crystal structure, and has a thickness of several tens to several hundreds of square meters from the surface to the inside.
The holes having a large diameter exist at a high density. The epitaxial layer grown on this surface has the property that the same crystallinity as that of the epitaxial layer on the non-porous single crystal substrate can be obtained. However, as a feature of epitaxial growth on porous material, stacking faults may be generated from the growth interface although the density is very low.

【0039】以上の物理的特性より、活性層として信頼
性の高い単結晶シリコン基板上のエピタキシャル層と同
等の単結晶薄膜を用いることが可能になり、従来のSO
I基板に比べて優れた結晶性を有するSOI基板が提供
できる。尚、エピタキシャル成長時に発生した積層欠陥
は貼り合わせにより他方の基板に転写されるので、でき
るSOI基板のシリコン膜中に観察される積層欠陥は通
常と逆向きに見える。
From the above physical characteristics, it becomes possible to use a single crystal thin film equivalent to an epitaxial layer on a single crystal silicon substrate having high reliability as an active layer, and the conventional SO
An SOI substrate having better crystallinity than an I substrate can be provided. Since the stacking faults generated during the epitaxial growth are transferred to the other substrate by bonding, the stacking faults observed in the resulting silicon film of the SOI substrate appear to be in the opposite direction to the normal.

【0040】さらに本発明では、2枚の基板を室温で貼
り合わせた後、密着した基板に圧力を加えることによ
り、エッチング中や研削中に「剥がれ」を起こす確率を
極めて低減することが可能になった。
Further, according to the present invention, it is possible to extremely reduce the probability of causing “peeling” during etching or grinding by applying pressure to the adhered substrates after bonding the two substrates at room temperature. became.

【0041】(実施態様例)本発明の第1の実施態様例
を図1及び図6を用いて説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0042】(図1a) 単結晶シリコン基板100を
陽極化成して多孔質シリコン101を形成する。このと
き多孔質化する厚みは、基板の片側表面層数μm〜数十
μmでよい。また基板全体を陽極化成してもかまわな
い。多孔質シリコンの形成方法については、図6を用い
て説明する。まず基板としてP型の単結晶シリコン基板
600を用意する。N型でも不可能ではないが、その場
合は低抵抗の基板に限定するか、または光を基板表面に
照射してホールの生成を促進した状態で行なわなければ
ならない。基板600を図6aに示すような装置にセッ
ティングする。即ち基板の片側がフッ酸系の溶液604
に接していて、溶液側に負の電極606がとられてお
り、逆側は正の金属電極605に接している。図6bに
示すように、正電極側605’も溶液604’を介して
電位をとってもかまわない。いずれにせよフッ酸系溶液
に接している負の電極側から多孔質化が起こる。フッ酸
系溶液604としては、一般的には濃フッ酸(49%H
F)を用いる。純水(H2O) で希釈していくと、流す電流
値にもよるが、ある濃度からエッチングが起こってしま
うので好ましくない。また陽極化成中に基板600の表
面から気泡が発生してしまい、この気泡を効率よく取り
除く目的から、界面活性剤としてアルコールを加える場
合がある。アルコールとしてメタノール、エタノール、
プロパノール、イソプロパノール等が用いられる。また
界面活性剤の代わりに撹はん器を用いて、溶液を撹はん
しながら陽極化成を行ってもよい。負電極606に関し
ては、フッ酸溶液に対して侵食されないような材料、例
えば金(Au)、白金(Pt)等を用いる。正側の電極
605の材質は一般に用いられる金属材料でかまわない
が、陽極化成が基板600すべてになされた時点で、フ
ッ酸系溶液604が正電極605に達するので、正電極
605の表面にも耐フッ酸溶液性の金属膜をコーティン
グしておくとよい。陽極化成を行う電流値は最大数百m
A/cm2であり、最小値は零でなければよい。この値
は多孔質化したシリコンの表面に良質のエピタキシャル
成長ができる範囲内で決定する。通常電流値が大きいと
陽極化成の速度が増すと同時に、多孔質シリコン層の密
度が小さくなる。即ち孔の占める体積が大きくなる。こ
れによってエピタキシャル成長の条件が変わる。
(FIG. 1 a) A single-crystal silicon substrate 100 is anodized to form porous silicon 101. At this time, the thickness for making the substrate porous may be several μm to several tens μm on one side surface layer of the substrate. Alternatively, the entire substrate may be anodized. A method for forming porous silicon will be described with reference to FIG. First, a P-type single crystal silicon substrate 600 is prepared as a substrate. Although it is not impossible even with an N-type, in that case, it is necessary to limit the substrate to a low-resistance substrate or to irradiate light to the substrate surface to promote generation of holes. The substrate 600 is set in an apparatus as shown in FIG. That is, one side of the substrate is a hydrofluoric acid-based solution 604.
, A negative electrode 606 is provided on the solution side, and the opposite side is in contact with the positive metal electrode 605. As shown in FIG. 6b, the positive electrode side 605 'may also take the potential via the solution 604'. In any case, porosity occurs from the negative electrode side in contact with the hydrofluoric acid-based solution. As the hydrofluoric acid-based solution 604, generally, concentrated hydrofluoric acid (49% H
Use F). Diluting with pure water (H 2 O) is not preferable because etching occurs at a certain concentration, depending on the value of the current flowing. In addition, bubbles may be generated from the surface of the substrate 600 during anodization, and alcohol may be added as a surfactant for the purpose of efficiently removing the bubbles. Methanol, ethanol, as alcohol
Propanol, isopropanol and the like are used. Alternatively, anodizing may be performed while stirring the solution using a stirrer instead of the surfactant. For the negative electrode 606, a material that is not eroded by the hydrofluoric acid solution, for example, gold (Au), platinum (Pt), or the like is used. The material of the positive electrode 605 may be a commonly used metal material, but the hydrofluoric acid-based solution 604 reaches the positive electrode 605 when the anodization is performed on all the substrates 600. It is preferable to coat a metal film resistant to hydrofluoric acid solution. The current value for anodizing is up to several hundred m.
A / cm 2 , and the minimum value may not be zero. This value is determined within a range where good quality epitaxial growth can be performed on the surface of the porous silicon. Usually, when the current value is large, the rate of anodization increases, and at the same time, the density of the porous silicon layer decreases. That is, the volume occupied by the holes increases. This changes the conditions for epitaxial growth.

【0043】(図1b) 以上のようにして形成した多
孔質層101上に、非多孔質の単結晶シリコン層102
をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長は一
般的な熱CVD、減圧CVD、プラズマCVD、分子線
エピタキシー、スパッタ法等で行う。成長する膜厚はS
OI層の設計値と同じくすれば良いが、好ましくは2μ
m以下の膜厚が良い。これは2μm以上の膜厚の単結晶
シリコン膜がSiO2を主成分とする絶縁体基板と密着
している場合、これをデバイスプロセスで熱処理すると
両材料の熱膨張係数の違いから貼り合わせ界面に大きな
応力が発生し、シリコン膜の破壊、基板の反り、または
界面での剥離等が起こってしまうからである。膜厚が2
μm以下であれば応力は比較的小さいので、膜の破壊、
剥離、反り等は起こりにくい。より好ましくは、0.5
μm以下である。これは0.5μm以上の膜厚である
と、後のアニールの際に剥離、破壊等が起こらなくて
も、微小な領域において結晶にスリップラインが生じや
すくなるからである。
(FIG. 1b) A non-porous single-crystal silicon layer 102 is formed on the porous layer 101 formed as described above.
Is epitaxially grown. Epitaxial growth is performed by general thermal CVD, low pressure CVD, plasma CVD, molecular beam epitaxy, sputtering, or the like. The growing film thickness is S
The value may be the same as the design value of the OI layer, but is preferably 2 μm.
m or less is good. This is because when a single-crystal silicon film having a thickness of 2 μm or more is in close contact with an insulating substrate containing SiO 2 as a main component, if this is heat-treated in a device process, the difference in the thermal expansion coefficient between the two materials will result in a bonding interface. This is because a large stress is generated, which causes breakage of the silicon film, warpage of the substrate, or separation at the interface. The film thickness is 2
If it is less than μm, the stress is relatively small,
Peeling, warping, etc. are unlikely to occur. More preferably, 0.5
μm or less. This is because if the film thickness is 0.5 μm or more, slip lines are likely to be generated in the crystal in a minute region even if peeling, destruction, or the like does not occur during subsequent annealing.

【0044】エピタキシャル層102の表面を熱酸化し
ておくのが好ましい。何故ならば単結晶シリコンのエピ
タキシャル層を堆積させたまま状態だと、界面の原子の
非結合手(ダングリングボンド)が多くなる。このため
大気中で行う次の工程で直接支持基板と貼り合わせた場
合、貼り合わせ界面には不純物が偏析しやすい。この不
純物の偏析は薄膜デバイスの特性を不安定化させる要因
になる。
It is preferable that the surface of the epitaxial layer 102 is thermally oxidized. This is because if an epitaxial layer of single crystal silicon is left deposited, the number of dangling bonds of atoms at the interface increases. Therefore, when the substrate is directly bonded to the supporting substrate in the next step performed in the air, impurities are easily segregated at the bonding interface. This segregation of impurities becomes a factor that destabilizes the characteristics of the thin film device.

【0045】尚エピタキシャル層102には、成長界面
より積層欠陥109が発生する場合がある。
In the epitaxial layer 102, a stacking fault 109 may be generated from the growth interface.

【0046】(図1c) 上記成長したエピタキシャル
面或いは酸化したエピタキシャル面を、支持基板である
SiO2 を主成分とする絶縁性基板110と貼り合わせ
る。この貼り合わせは、両基板を塩酸と過酸化水素水混
合液、または硫酸と過酸化水素水混合液等で洗浄した後
に行なわれる。即ちこの洗浄によって両基板表面を親水
性に処理することができ、貼り合わせ界面の水を介して
Van der Waals結合力が増大するからであ
る。フッ酸溶液等の疎水洗浄を行なった基板でも、貼り
合わせ面の平坦性が良ければ貼り合わせは十分可能であ
る。ここで絶縁性基板110はセラミックス一般は殆ど
可能であり、特に光学的に透明性を重視するなら溶融石
英、合成石英、高融点ガラス等の中から選ばれる。
(FIG. 1c) The grown epitaxial surface or oxidized epitaxial surface is bonded to an insulating substrate 110 mainly composed of SiO 2 as a supporting substrate. This bonding is performed after both substrates are washed with a mixed solution of hydrochloric acid and a hydrogen peroxide solution or a mixed solution of sulfuric acid and a hydrogen peroxide solution. That is, both surfaces of the substrate can be treated to be hydrophilic by this washing, and the Van der Waals binding force increases via water at the bonding interface. Even if the substrate has been subjected to hydrophobic cleaning with a hydrofluoric acid solution or the like, the bonding can be sufficiently performed if the bonding surface has good flatness. Here, the insulating substrate 110 can be made of almost any ceramics in general, and is selected from fused quartz, synthetic quartz, high melting point glass, and the like, especially when importance is placed on optical transparency.

【0047】一般的な方法であれば、次に1000℃前
後の熱処理を行なうのだが、本発明ではこれを行なわな
い。貼り合わせ基板の結合を強めるために、ここで基板
を加圧するとよい。圧力は全く任意であるが、例えば5
インチ基板全面に数トン〜数十トンの圧力を加えると、
エッチングや研磨工程中に基板が剥がれる確率は著しく
減少する。加圧する時間は、数分〜1時間程度でよい。
In the case of a general method, a heat treatment at about 1000 ° C. is then performed, but this is not performed in the present invention. In order to strengthen the bonding of the bonded substrates, the substrate may be pressurized here. The pressure is completely arbitrary, for example, 5
When a pressure of several tons to several tens of tons is applied to the entire surface of the inch substrate,
The probability that the substrate will peel off during the etching or polishing process is significantly reduced. The time for pressurizing may be about several minutes to one hour.

【0048】(図1d) 次にエピタキシャル成長層1
02を残してシリコン基板部分100と多孔質部分10
1を選択的に除去するのだが、まずシリコン基板部分の
除去は、研削とエッチングの2段階で行なう。最初の研
削はシリコン基板残り厚を最小でも100μm、好まし
くは150μm程度を残した位置で終了するのが好まし
い。次いで残ったシリコン基板は水酸化カリウム(KO
H)、アンモニア水等のアルカリ溶液、或いはトリメチ
ルアンモニウム等の有機アルカリ溶液でエッチングす
る。このエッチングは温溶液中で行なうのが効果的であ
る。アルカリ系の溶液は支持基板に多く用いられるSi
2 成分を殆どエッチングしないので、シリコン部分の
みを選択的にエッチングできる。また、フッ酸と硝酸、
もしくはこれに酢酸等を加えた混合液でエッチング除去
することも可能である。但しフッ酸硝酸系エッチャント
は支持基板をも多少エッチングする場合があるので、長
時間の使用は避けた方がよい。尚研削した後、エッチン
グの前に300℃程度の熱処理を行なうと、さらに後の
工程で膜剥がれ等の不良品の発生が少なくなる。熱処理
の温度は絶縁基板の材料、基板の直径と厚み、表面性、
残したシリコン基板の厚み等に依存する。例えば厚みが
625μmの標準的な5インチ石英基板とこれと同径の
シリコン基板を貼り合わせた場合、シリコンの残り厚1
50μmで約300℃の熱処理に耐える。シリコン残り
厚100μmならば約350〜400℃の熱に耐える。
この温度を越えると応力の為に剥離、または破壊等が生
じてしまう。
(FIG. 1d) Next, the epitaxial growth layer 1
02, the silicon substrate portion 100 and the porous portion 10
1 is selectively removed. First, the silicon substrate portion is removed in two stages of grinding and etching. The first grinding is preferably completed at a position where the remaining silicon substrate thickness is at least 100 μm, preferably about 150 μm. Next, the remaining silicon substrate is made of potassium hydroxide (KO).
H), etching with an alkaline solution such as aqueous ammonia or an organic alkaline solution such as trimethylammonium. This etching is effectively performed in a warm solution. Alkali-based solutions are often used for supporting substrates.
Since almost no O 2 component is etched, only the silicon portion can be selectively etched. Also, hydrofluoric acid and nitric acid,
Alternatively, it can be removed by etching with a mixed solution obtained by adding acetic acid or the like thereto. However, since the hydrofluoric-nitric acid-based etchant may slightly etch the support substrate, it is better to avoid using it for a long time. If a heat treatment at about 300 ° C. is performed before the etching after the grinding, the occurrence of defective products such as film peeling in a later step is reduced. The temperature of the heat treatment depends on the material of the insulating substrate, the diameter and thickness of the substrate, the surface properties,
It depends on the thickness of the remaining silicon substrate. For example, when a standard 5-inch quartz substrate having a thickness of 625 μm is bonded to a silicon substrate having the same diameter, the remaining silicon thickness is 1 mm.
Withstands heat treatment at about 300 ° C. at 50 μm. If the remaining silicon thickness is 100 μm, it can withstand heat of about 350 to 400 ° C.
Exceeding this temperature causes peeling or destruction due to stress.

【0049】シリコン基板部分100 を全てエッチング
し、多孔質部分101 が露出した時点でエッチングを終了
し、後の多孔質部分101 はフッ酸系溶液中で選択エッチ
ングを行なう。多孔質でない単結晶のエピタキシャル成
長部分102 は殆どフッ酸と反応しないので薄膜として残
る。また当然のことながら支持基板110 は、SiO2を主成
分とするためにフッ酸系溶液に反応し易いので、長時間
フッ酸溶液に浸しておくのは好ましくないが、多孔質シ
リコン層が薄ければ、これをエッチングする時間はそれ
ほどかからないので気にすることはない。もし支持基板
110 が少しでもエッチングしたくない場合には、予め貼
り合わせ面と反対側の面にCVD等でシリコン窒化膜や
他のフッ酸と反応しにくい物質を堆積しておくと良い。
またはエッチング液に基板を浸す前に多孔質部分101 も
ある程度アルカリ溶液、有機アルカリ溶液、またはフッ
酸硝酸系溶液で薄くしておけば、エピタキシャル層と多
孔質層の選択エッチングに要する時間が少くてすむの
で、支持基板もあまり反応しない。
The entire silicon substrate portion 100 is etched, and the etching is terminated when the porous portion 101 is exposed. The subsequent porous portion 101 is selectively etched in a hydrofluoric acid solution. The non-porous single crystal epitaxially grown portion 102 hardly reacts with hydrofluoric acid and remains as a thin film. Of course, since the supporting substrate 110 contains SiO 2 as a main component and easily reacts with a hydrofluoric acid-based solution, it is not preferable to immerse the substrate in a hydrofluoric acid solution for a long time, but the porous silicon layer is thin. If so, you don't have to worry about it because it doesn't take much time to etch it. If the support substrate
If it is not desired to etch even a small amount of 110, a silicon nitride film or another substance which does not easily react with hydrofluoric acid may be deposited on the surface opposite to the bonding surface by CVD or the like in advance.
Alternatively, if the porous portion 101 is thinned to some extent with an alkaline solution, an organic alkali solution, or a hydrofluoric-nitric acid solution before dipping the substrate in the etching solution, the time required for selective etching of the epitaxial layer and the porous layer is reduced. The support substrate does not react so much.

【0050】エピタキシャル膜102 と多孔質層101 の選
択エッチングに用いるフッ酸系溶液というのは、フッ酸
に過酸化水素水(H2O2)を混合したものが用いられる。フ
ッ酸と硝酸、もしくはこれに酢酸を加えた混合溶液でも
多孔質シリコンの選択エッチングは可能だが、この場合
あまり選択比がとれないことと、残されるべき単結晶シ
リコン薄膜も多少エッチングされるということで、精密
に時間等の制御をする必要がある。
The hydrofluoric acid solution used for selective etching of the epitaxial film 102 and the porous layer 101 is a mixture of hydrofluoric acid and a hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ). Selective etching of porous silicon is possible with hydrofluoric acid and nitric acid or a mixed solution of acetic acid and acetic acid.However, in this case, the selectivity is not so high, and the single-crystal silicon thin film to be left is slightly etched. Therefore, it is necessary to precisely control time and the like.

【0051】以上の工程を行なうことによって絶縁体基
板上に単結晶シリコン薄膜を得ることができる。尚多孔
質シリコン上のエピタキシャル成長時に成長層に積層欠
陥109 が発生した場合、この積層欠陥は貼り合わせによ
って、絶縁体基板110 上に通常と逆向きになって存在す
ることになる。この後デバイスの作製プロセスに移行す
るときには、薄膜と基板の結合力を高めるために、800
℃以上程度の熱処理を行なうのが好ましい。またはデバ
イスプロセスの熱工程(酸化等)が、これに代わっても
問題はない。
By performing the above steps, a single-crystal silicon thin film can be obtained on an insulator substrate. If a stacking fault 109 occurs in the growth layer during epitaxial growth on porous silicon, the stacking fault will be present on the insulator substrate 110 in a direction opposite to the normal direction by bonding. After that, when moving to the device fabrication process, 800
It is preferable to carry out a heat treatment at a temperature of at least about ° C. Alternatively, there is no problem even if a thermal step (oxidation or the like) of the device process replaces this.

【0052】本発明の第1の実施態様例は、非多孔質シ
リコン基板の削除の工程をすべてエッチングで行う以外
は上記の本発明の第2の実施態様例と同様である。
The first embodiment of the present invention is the same as the above-described second embodiment of the present invention, except that all the steps of removing the non-porous silicon substrate are performed by etching.

【0053】本発明の第3の実施態様例は、非多孔質シ
リコン基板の削除の工程を2回に分けた研削で行い1回
目の削除の後、熱処理の工程を含む以外は上記の本発明
の第2の実施態様例と同様である。
The third embodiment of the present invention is the same as the above-described embodiment of the present invention except that the step of removing the non-porous silicon substrate is performed by grinding divided into two times, and after the first removal, a heat treatment step is included. Is similar to the second embodiment.

【0054】本発明の方法の第1の態様については、最
初基板界面せん断応力に耐えれるうちは単結晶シリコン
部分をまず研削により一部除去し、単結晶シリコン部分
が十分薄くなって、研削では剥れる危険にさらされるよ
うになったら、単結晶シリコン部分の除去をウエットエ
ッチングに切り替えるため、熱処理を行わずかつ高速に
SOI基板の作製を行える効果がある。
According to the first aspect of the method of the present invention, the single crystal silicon portion is first partially removed by grinding while the substrate interface shear stress can be endured, and the single crystal silicon portion becomes sufficiently thin. When the danger of peeling is reached, the removal of the single crystal silicon portion is switched to wet etching, so that there is an effect that an SOI substrate can be manufactured at high speed without performing heat treatment.

【0055】本発明の方法の第2の態様については、ウ
ェットエッチングのみで単結晶シリコン基板を除去する
ので、研削の方法のみで行った場合では不可欠だった熱
処理の工程をなくすことができ、第1の態様に比べてプ
ロセス回数が少なくなる。それでプロセスを行うのに際
して器材や材料をたくさん用意しなくても良い効果があ
る。
According to the second aspect of the method of the present invention, since the single crystal silicon substrate is removed only by wet etching, the heat treatment step which is indispensable when only the grinding method is used can be eliminated. The number of processes is reduced as compared with the first embodiment. Therefore, there is an effect that it is not necessary to prepare a lot of equipment and materials when performing the process.

【0056】本発明の方法の第3の態様については、シ
リコン基板部分を一度に除去するのではなく2度に分け
て研削を行うので一回の熱処理をその間に行うだけでシ
リコン基板部分を除去することができる。だから、非多
孔質シリコン基板部分のウェットエッチングをする工程
を必要としないので、高速にSOI基板の作製を行える
効果がある。
In the third embodiment of the method of the present invention, the silicon substrate portion is not removed all at once, but is divided into two portions, so that the silicon substrate portion is removed only by performing one heat treatment in the meantime. can do. Therefore, there is no need for a step of performing wet etching of the non-porous silicon substrate portion, so that there is an effect that the SOI substrate can be manufactured at high speed.

【0057】[0057]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1及び図6を用いて本発明の第1の実施
例の詳細を説明する。
(Embodiment 1) The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0058】(図1a) 625ミクロンの厚みを持っ
た5インチP型(100)単結晶シリコン基板(0.1
〜0.2Ωcm)を用意し、これを図6aに示すような
装置にセットして陽極化成を行ない、シリコン基板10
0の表面を20μmだけ多孔質シリコン101にした。
この時の溶液604は49%HF溶液を用い、電流密度
は100mA/cm2 であった。そしてこの時の多孔質
化速度は8.4μm/min.であり、20μmの厚み
の多孔質層は約2.5分で得られた。
(FIG. 1a) A 5-inch P-type (100) single crystal silicon substrate having a thickness of 625 microns (0.1
.About.0.2 .OMEGA.cm), which was set in an apparatus as shown in FIG.
The surface of No. 0 was made porous silicon 101 by 20 μm.
At this time, the solution 604 was a 49% HF solution, and the current density was 100 mA / cm 2. At this time, the rate of making porous is 8.4 μm / min. And a porous layer having a thickness of 20 μm was obtained in about 2.5 minutes.

【0059】(図1b) 前記多孔質シリコン101上
にCVD法により、単結晶シリコン層102を0.5μ
mエピタキシャル成長した。堆積条件は以下のとおりで
ある。
(FIG. 1B) A single-crystal silicon layer 102 is formed on the porous silicon 101 by a CVD method to a thickness of 0.5 μm.
m epitaxial growth. The deposition conditions are as follows.

【0060】使用ガス: SiH4/H2 ガス流量: 0.42/140 (l/min) 温度: 750℃ 圧力: 80Torr 成長速度: 0.08μm/min. このとき積層欠陥109が発生した。Gas used: SiH 4 / H 2 gas flow rate: 0.42 / 140 (l / min) Temperature: 750 ° C. Pressure: 80 Torr Growth rate: 0.08 μm / min. At this time, stacking faults 109 occurred.

【0061】(図1c) 上記方法にて作成した基板を
塩酸/過酸化水素水/水の混合液で洗浄し、純水リンス
して乾燥させた後に同方法にて洗浄した5インチの溶融
石英基板110と室温で密着させた。
(FIG. 1c) The substrate prepared by the above method was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed with the same method as above. The substrate was brought into close contact with the substrate 110 at room temperature.

【0062】(図1d) 上記貼り合わせ基板のシリコ
ン基板側を、まず表面研削装置で475μm研削してシ
リコン基板の残し厚を約150μm(単結晶基板部分が
130μm、多孔質シリコン部分が20μm、エピ部分
が0.5μm)とした。続いてこの基板を市販されてい
る現像液SD−1(徳山曹達製:テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイド水溶液)の原液に浸し、85〜
90℃の温度で140分間保持した。その結果石英基板
110は殆どエッチングされないが、シリコン基板10
0は約130μm全てエッチングされ、多孔質シリコン
層101が約10μmエッチングされて露出した。この
基板を引き続き選択エッチング溶液中に浸し、多孔質部
分101のみを選択的に全てエッチングした。このとき
選択エッチング溶液の組成と多孔質シリコンに対するエ
ッチング速度は、 HF:H22 = 1:5 1.6μm/mi
n. であった。従って10μmの多孔質部分は、約7分間で
全てエッチングされた。ちなみにこのときの単結晶シリ
コン層102のエッチング速度は0.0006μm/h
ourであり、殆どエッチングされずに残った。また石
英基板110は、上記エッチング液でのエッチング速度
が約0.5μm/min.であるので、エッチング時間
中に約4μmエッチングされたことになる。石英基板の
元の厚みは625μmだったので約621μmに減った
ことになる。
(FIG. 1d) The silicon substrate side of the bonded substrate was first ground by 475 μm with a surface grinding device to reduce the remaining thickness of the silicon substrate to about 150 μm (the single crystal substrate portion was 130 μm, the porous silicon portion was 20 μm, and the The portion was 0.5 μm). Subsequently, this substrate was immersed in a stock solution of a commercially available developing solution SD-1 (manufactured by Tokuyama Soda: tetramethylammonium hydroxide aqueous solution),
It was kept at a temperature of 90 ° C. for 140 minutes. As a result, the quartz substrate 110 is hardly etched, but the silicon substrate 10
0 was entirely etched by about 130 μm, and the porous silicon layer 101 was etched and exposed by about 10 μm. The substrate was subsequently immersed in a selective etching solution, and only the porous portion 101 was selectively and entirely etched. At this time, the composition of the selective etching solution and the etching rate for porous silicon were as follows: HF: H 2 O 2 = 1: 5 1.6 μm / mi
n. Met. Therefore, the porous portion of 10 μm was completely etched in about 7 minutes. Incidentally, the etching rate of the single crystal silicon layer 102 at this time is 0.0006 μm / h.
and remained almost without being etched. The quartz substrate 110 has an etching rate of about 0.5 μm / min. Therefore, about 4 μm was etched during the etching time. Since the original thickness of the quartz substrate was 625 μm, it has been reduced to about 621 μm.

【0063】この結果透明基板上に厚さ0.5μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。尚積層欠
陥109は逆向きに透明基板上にできた。この基板を窒
素雰囲気中、1000℃で1時間アニールし、貼り合わ
せ界面の結合力を高める熱処理を行なった。単結晶シリ
コン膜にはクラック、スリップライン等は、アニールに
よっては発生しなかった。
As a result, an SOI substrate having a single-crystal silicon thin film having a thickness of 0.5 μm on a transparent substrate was obtained. The stacking fault 109 was formed on the transparent substrate in the opposite direction. This substrate was annealed in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for 1 hour to perform a heat treatment for increasing the bonding force at the bonding interface. Cracks, slip lines, and the like were not generated in the single crystal silicon film by annealing.

【0064】(実施例2)図2を用いて本発明の第2の
実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0065】(図2a) 300μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの4インチP型(100)シリコ
ン基板200を用意し、その表層を第1実施例と同様に
して20μmだけ多孔質シリコン201とした。
(FIG. 2A) A 4-inch P-type (100) silicon substrate 200 having a thickness of 300 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm is prepared, and its surface layer is made porous by 20 μm in the same manner as in the first embodiment. Silicon 201 was used.

【0066】(図2b) 得られた多孔質面上に第1実
施例と同様にしてエピタキシャル層202を0.5μm
の厚みに形成した。
(FIG. 2B) An epitaxial layer 202 of 0.5 μm was formed on the obtained porous surface in the same manner as in the first embodiment.
Formed to a thickness of

【0067】(図2c) 上記方法にて作成した基板を
フッ酸/水の1:40混合液で洗浄し、純リンスして水
乾燥させた後に同方法にて洗浄した4インチの溶融石英
基板210と室温で密着させた。さらに加圧機を用いて
4インチの基板全面に60トンの圧力を加え、10分間
保持した。
(FIG. 2c) A 4-inch fused quartz substrate washed with the above-prepared method with a 1:40 mixed solution of hydrofluoric acid / water, rinsed with pure water and dried with the same method. 210 and room temperature. Further, a pressure of 60 tons was applied to the entire surface of the 4-inch substrate using a press machine, and the substrate was held for 10 minutes.

【0068】(図2d) まず280μmあるシリコン
基板部分200の180μmを表面研削装置で研削し、
残りシリコン厚を約100μm(単結晶シリコン部分が
80μm、多孔質部分が20μm、エピ部分が0.5μ
m)とした。続いてフッ酸/硝酸/酢酸の1:10:1
0混合溶液でエッチングした。そして表面に多孔質シリ
コン層201が露出したところで、多孔質層201をフ
ッ酸/過酸化水素水の1:5混合液で選択的にエッチン
グに切り替えた。このときフッ酸/硝酸/酢酸の単結晶
シリコンに対するエッチングレートは約2μm/分であ
ったので約40分で、またフッ酸/過酸化水素水の多孔
質シリコンに対するエッチングレートは約1.6μm/
分であったので約13分で多孔質層全てがエッチングで
きた。石英基板210は数μmエッチングされただけに
とどまった。
(FIG. 2d) First, 180 μm of the silicon substrate portion 200 having a size of 280 μm is ground by a surface grinding device.
Remaining silicon thickness is about 100 μm (80 μm for single crystal silicon part, 20 μm for porous part, 0.5 μm for epi part)
m). Subsequently, 1: 10: 1 of hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid
Etching was performed with a mixed solution of 0. Then, when the porous silicon layer 201 was exposed on the surface, the porous layer 201 was selectively switched to etching with a 1: 5 mixed solution of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide. At this time, the etching rate of hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid with respect to single crystal silicon was about 2 μm / min, so that it was about 40 minutes, and the etching rate of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide with porous silicon was about 1.6 μm / min.
, The entire porous layer could be etched in about 13 minutes. The quartz substrate 210 was only etched by a few μm.

【0069】(図2e) 上記工程により得られた石英
基板210上の単結晶シリコン薄膜202を、設計され
た素子の面積、形状、配置に合わせて島状にパターニン
グした。例えばチャネル長/チャネル幅が各々2μm/
4μmのMOS型トランジスタを設計した位置には、ソ
ース・ドレイン領域を含めて4×10μm2 の島を設計
位置にパターニングした。
(FIG. 2E) The single-crystal silicon thin film 202 on the quartz substrate 210 obtained by the above process was patterned in an island shape in accordance with the designed area, shape and arrangement of the element. For example, channel length / channel width is 2 μm /
At the position where the 4 .mu.m MOS transistor was designed, an island of 4.times.10 .mu.m @ 2 including the source / drain regions was patterned at the designed position.

【0070】パターニング後に窒素雰囲気中、1000
℃、2時間の熱処理を行い、透明基板上に厚さ0.5μ
mの単結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
After patterning, in a nitrogen atmosphere, 1000
Heat treatment for 2 hours at a temperature of 0.5μ on a transparent substrate.
Thus, an SOI substrate provided with a single-crystal silicon thin film of m was obtained.

【0071】(実施例3)図3を用いて本発明の第3の
実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0072】(図3a) 400μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの5インチP型(100)シリコ
ン基板300を用意し、その表面から20μmの厚みだ
け多孔質層301を形成した。
(FIG. 3a) A 5-inch P-type (100) silicon substrate 300 having a thickness of 400 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm was prepared, and a porous layer 301 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0073】(図3b) 得られた基板の多孔質表面に
第1実施例と同様にしてエピタキシャル層302を0.
5μmの厚みに形成した。さらに同基板のエピタキシャ
ル層302表面を1000℃の水蒸気中で0.2μm酸
化してSiO2層303を得た。この結果エピタキシャ
ル層のシリコン単結晶部分が0.4μm、酸化膜部分が
0.2μmの膜厚に各々なった。
(FIG. 3B) The epitaxial layer 302 is placed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in the first embodiment.
It was formed to a thickness of 5 μm. Further, the surface of the epitaxial layer 302 of the same substrate was oxidized in water vapor at 1000 ° C. by 0.2 μm to obtain a SiO 2 layer 303. As a result, the silicon single crystal portion of the epitaxial layer had a thickness of 0.4 μm, and the oxide film portion had a thickness of 0.2 μm.

【0074】(図3c) 上記方法にて作成した基板を
塩酸/過酸化水素水/水の混合液で洗浄し、純水リンス
して乾燥させた後に同方法にて洗浄した5インチの溶融
石英基板310と室温で密着させた。
(FIG. 3c) The substrate prepared by the above method was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed by the same method. The substrate was brought into close contact with the substrate 310 at room temperature.

【0075】(図3d) 第1実施例と同様な方法で、
表面研削装置でシリコン基板部分を230μm研削して
残りを150μmとした後、SD−1によってシリコン
基板部分300を全てエッチングして、多孔質部分30
1を露出させた。続いて多孔質部分301はフッ酸/過
酸化水素水溶液で選択的にエッチングした。
(FIG. 3d) In the same manner as in the first embodiment,
After the silicon substrate portion was ground to 230 μm by a surface grinding device to make the remainder 150 μm, the silicon substrate portion 300 was entirely etched by SD-1 to obtain a porous portion 30.
1 was exposed. Subsequently, the porous portion 301 was selectively etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0076】(図3e) 上記工程により得られた石英
基板310上の単結晶シリコン薄膜302を、第2実施
例と同様にして、設計された素子の面積、形状、配置に
合わせて島状にパターニングした。
(FIG. 3E) The single-crystal silicon thin film 302 on the quartz substrate 310 obtained by the above process is formed into an island shape according to the designed area, shape and arrangement of the element in the same manner as in the second embodiment. Patterned.

【0077】パターニング後に素子形成の第1工程とし
て、各々の島状領域を1000℃の酸素雰囲気中で0.
05μm酸化した。従ってこの酸化工程を熱処理と兼ね
ることとし、結果、透明基板上に厚さ約0.4μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
After patterning, each island-shaped region is formed in a 0.1 ° C.
It was oxidized by 05 μm. Therefore, this oxidation step was also used as heat treatment, and as a result, an SOI substrate having a single-crystal silicon thin film having a thickness of about 0.4 μm on a transparent substrate was obtained.

【0078】(実施例4)図4を用いて本発明の第4の
実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 4) The fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0079】(図4a) 600μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの5インチP型(100)シリコ
ン基板400を用意し、その表面から20μmの厚みだ
け多孔質層101を形成した。
(FIG. 4a) A 5-inch P-type (100) silicon substrate 400 having a thickness of 600 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm was prepared, and a porous layer 101 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0080】(図4b) 得られた基板の多孔質表面に
第1実施例と同様にしてエピタキシャル層402を0.
5μmの厚みに形成した。
(FIG. 4b) The epitaxial layer 402 is placed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in the first embodiment.
It was formed to a thickness of 5 μm.

【0081】(図4c) 上記方法にて作成した基板を
塩酸/過酸化水素水/水の混合液で洗浄し、純水リンス
して乾燥させた後に同方法にて洗浄した5インチの溶融
石英基板110と室温で密着させた。
(FIG. 4 c) The substrate prepared by the above method was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed by the same method. The substrate was brought into close contact with the substrate 110 at room temperature.

【0082】(図4d) 表面研削装置でシリコン基板
部分400を150μm残して研削した。ここで得られ
た基板を300℃で24時間熱処理を行なった。
(FIG. 4d) The silicon substrate portion 400 was ground using a surface grinding device while leaving 150 μm. The substrate obtained here was heat-treated at 300 ° C. for 24 hours.

【0083】(図4e) この後第1実施例と同様にS
D−1により残りのシリコン基板部分400を全てエッ
チングした後、多孔質部分401をフッ酸/過酸化水素
水溶液で選択的にエッチングした。
(FIG. 4e) Thereafter, as in the first embodiment, S
After the remaining silicon substrate portion 400 was completely etched by D-1, the porous portion 401 was selectively etched with hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0084】上記工程により、石英基板410上に単結
晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
Through the above steps, an SOI substrate provided with a single crystal silicon thin film on the quartz substrate 410 was obtained.

【0085】(実施例5)図5を用いて本発明の第5の
実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 5) The details of a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0086】(図5a) 600μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの5インチP型(100)シリコ
ン基板500を用意し、その表面から20μmの厚みだ
け多孔質層501を形成した。
(FIG. 5a) A 5-inch P-type (100) silicon substrate 500 having a thickness of 600 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm was prepared, and a porous layer 501 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0087】(図5b) 得られた基板の多孔質表面に
第1実施例と同様にしてエピタキシャル層502を0.
5μmの厚みに形成した。
(FIG. 5B) An epitaxial layer 502 is formed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in the first embodiment.
It was formed to a thickness of 5 μm.

【0088】(図5c) エピタキシャル層502の表
面を酸化し、0.1μmのSiO2層503を形成し
た。
(FIG. 5C) The surface of the epitaxial layer 502 was oxidized to form a 0.1 μm SiO 2 layer 503.

【0089】(図5d) 上記基板を塩酸/過酸化水素
水/水の混合液で洗浄し、純水リンスして乾燥させた後
に、同方法にて洗浄した5インチの溶融石英基板510
と室温で密着させた。
(FIG. 5d) The above substrate was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed by the same method as above.
And at room temperature.

【0090】更に密着した基板を20トンの圧力で5分
間加圧した。
Further, the adhered substrate was pressed at a pressure of 20 tons for 5 minutes.

【0091】(図5e) 表面研削装置でシリコン基板
部分500を150μm残して研削した。
(FIG. 5E) The surface grinding device was used to grind the silicon substrate portion 500 except for 150 μm.

【0092】(図5f) ここで300℃で10時間の
熱処理を行ない、次いでSD−1を用いて第1の実施例
と同様に残りのシリコン基板部分をエッチングし、シリ
コン基板部分全てを除去した。
(FIG. 5f) A heat treatment was performed at 300 ° C. for 10 hours, and then the remaining silicon substrate was etched using SD-1 in the same manner as in the first embodiment to remove the entire silicon substrate. .

【0093】後は第1実施例同様に多孔質部分501を
フッ酸/過酸化水素水溶液で選択的にエッチングした。
Thereafter, as in the first embodiment, the porous portion 501 was selectively etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0094】上記工程により1回の熱処理だけで石英基
板510上に単結晶シリコン薄膜を備えた半導体基体を
得た。
Through the above steps, a semiconductor substrate having a single-crystal silicon thin film on a quartz substrate 510 was obtained by only one heat treatment.

【0095】(実施例6)図1及び図6を用いて本発明
の第6の実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 6) A sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0096】(図1a) 625ミクロンの厚みを持っ
た5インチP型(100)単結晶シリコン基板(0.1
〜0.2Ωcm)を用意し、これを図6aに示すような
装置にセットして陽極化成を行ない、シリコン基板10
0の表面を20μmだけ多孔質シリコン101にした。
この時の溶液404は49%HF溶液を用い、電流密度
は100mA/cm2 であった。そしてこの時の多孔質
化速度は8.4μm/min.であり、20μmの厚み
の多孔質層は約2.5分で得られた。
(FIG. 1a) A 5-inch P-type (100) single crystal silicon substrate having a thickness of 625 microns (0.1
.About.0.2 .OMEGA.cm), which was set in an apparatus as shown in FIG.
The surface of No. 0 was made porous silicon 101 by 20 μm.
At this time, a 49% HF solution was used as the solution 404, and the current density was 100 mA / cm 2. At this time, the rate of making porous is 8.4 μm / min. And a porous layer having a thickness of 20 μm was obtained in about 2.5 minutes.

【0097】(図1b) 前記多孔質シリコン101上
にCVD法により、単結晶シリコン層102を0.5μ
mエピタキシャル成長した。堆積条件は以下のとおりで
ある。
(FIG. 1B) A single-crystal silicon layer 102 is formed on the porous silicon 101 by a CVD method to a thickness of 0.5 μm.
m epitaxial growth. The deposition conditions are as follows.

【0098】使用ガス: SiH4/H2 ガス流量: 0.62/140 (l/min) 温度: 750℃ 圧力: 80Torr 成長速度: 0.12μm/min. このとき積層欠陥109が発生した。Gas used: SiH 4 / H 2 gas flow rate: 0.62 / 140 (l / min) Temperature: 750 ° C. Pressure: 80 Torr Growth rate: 0.12 μm / min. At this time, stacking faults 109 occurred.

【0099】(図1c) 上記方法にて作成した基板を
塩酸/過酸化水素水/水の混合液で洗浄し、更に純水で
リンスし、乾燥させた後に同方法にて洗浄した5インチ
の溶融石英基板110と室温で密着させた。
(FIG. 1c) The substrate prepared by the above method was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed by the same method. The substrate was brought into close contact with the fused quartz substrate 110 at room temperature.

【0100】(図1d) 上記貼り合わせ基板をまず市
販されている現像液SD−1(徳山曹達製:テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液)の原液に浸
し、85〜90℃の温度で10時間保持した。その結果
石英基板110は殆どエッチングされないが、シリコン
基板100は約600μm全てエッチングされ、多孔質
シリコン層101が露出した。この基板を引き続き選択
エッチング溶液中に浸し、多孔質部分101のみを選択
的に全てエッチングした。このとき選択エッチング溶液
の組成と多孔質シリコンに対するエッチング速度は、 HF:H22 = 1:5 1.6μm/mi
n. であった。従って20μmの多孔質部分は、約13分間
で全てエッチングされた。ちなみにこのときの単結晶シ
リコン層102のエッチング速度は0.0006μm/
hourであり、殆どエッチングされずに残った。また
石英基板110は、上記エッチング液でのエッチング速
度が約0.5μm/min.であるので、エッチング時
間中に約7μmエッチングされたことになる。石英基板
の元の厚みは625μmだったので約618μmに減っ
たことになる。
(FIG. 1d) The bonded substrate was first immersed in a stock solution of a commercially available developer SD-1 (aqueous tetramethylammonium hydroxide solution manufactured by Tokuyama Soda), and kept at a temperature of 85 to 90 ° C. for 10 hours. . As a result, the quartz substrate 110 was hardly etched, but the silicon substrate 100 was entirely etched by about 600 μm, exposing the porous silicon layer 101. The substrate was subsequently immersed in a selective etching solution, and only the porous portion 101 was selectively and entirely etched. At this time, the composition of the selective etching solution and the etching rate for porous silicon were as follows: HF: H 2 O 2 = 1: 5 1.6 μm / mi
n. Met. Therefore, the porous portion of 20 μm was completely etched in about 13 minutes. Incidentally, the etching rate of the single crystal silicon layer 102 at this time is 0.0006 μm /
Hour and remained almost without being etched. The quartz substrate 110 has an etching rate of about 0.5 μm / min. Therefore, about 7 μm was etched during the etching time. Since the original thickness of the quartz substrate was 625 μm, it was reduced to about 618 μm.

【0101】この結果透明基板上に厚さ0.5μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。尚積層欠
陥109は逆向きに透明基板上にできた。この基板を窒
素雰囲気中、1000℃で1時間アニールし、貼り合わ
せ界面の結合力を高める熱処理を行なった。単結晶シリ
コン膜にはクラック、スリップライン等は、アニールに
よっては発生しなかった。
As a result, an SOI substrate having a single-crystal silicon thin film having a thickness of 0.5 μm on a transparent substrate was obtained. The stacking fault 109 was formed on the transparent substrate in the opposite direction. This substrate was annealed in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for 1 hour to perform a heat treatment for increasing the bonding force at the bonding interface. Cracks, slip lines, and the like were not generated in the single crystal silicon film by annealing.

【0102】(実施例7)図2を用いて本発明の第7実
施例の詳細を説明する。
(Embodiment 7) A seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0103】(図2a) 300μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの4インチP型(100)シリコ
ン基板200を用意し、その表層を第1実施例と同様に
して20μmだけ多孔質シリコン201とした。
(FIG. 2a) A 4-inch P-type (100) silicon substrate 200 having a thickness of 300 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm is prepared, and its surface layer is made porous by 20 μm in the same manner as in the first embodiment. Silicon 201 was used.

【0104】(図2b) 得られた多孔質面上に第1実
施例と同様にしてエピタキシャル層202を0.5μm
の厚みに形成した。
(FIG. 2B) An epitaxial layer 202 of 0.5 μm was formed on the obtained porous surface in the same manner as in the first embodiment.
Formed to a thickness of

【0105】(図2c) 上記方法にて作成した基板を
塩酸/過酸化水素水/水の混合液で洗浄し、更に純水で
リンスし、乾燥させた後に同方法にて洗浄した4インチ
の溶融石英基板210と室温で密着させた。
(FIG. 2c) The substrate prepared by the above method was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed by the same method. The substrate was brought into close contact with the fused quartz substrate 210 at room temperature.

【0106】(図2d) まず280μmあるシリコン
基板部分200をフッ酸/硝酸/酢酸の1:10:10
混合溶液でエッチングした。そして表面に多孔質シリコ
ン層201が露出したところで、多孔質層201をフッ
酸/過酸化水素水の1:5混合液で選択的にエッチング
した。このときフッ酸/硝酸/酢酸の単結晶シリコンに
対するエッチングレートは約2μm/分であったので約
140分で、またフッ酸/過酸化水素水の多孔質シリコ
ンに対するエッチングレートは約1.6μm/分であっ
たので約13分で多孔質層全てがエッチングできた。石
英基板210は数μmエッチングされただけにとどまっ
た。
(FIG. 2D) First, a silicon substrate portion 200 having a size of 280 μm was subjected to hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid 1:10:10.
Etching was performed with the mixed solution. Then, when the porous silicon layer 201 was exposed on the surface, the porous layer 201 was selectively etched with a 1: 5 mixed solution of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide. At this time, the etching rate of hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid with respect to single crystal silicon was about 2 μm / min, so that it was about 140 minutes, and the etching rate of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide with porous silicon was about 1.6 μm / min. , The entire porous layer could be etched in about 13 minutes. The quartz substrate 210 was only etched by a few μm.

【0107】(図2e) 上記工程により得られた石英
基板210上の単結晶シリコン薄膜202を、設計され
た素子の面積、形状、配置に合わせて島状にパターニン
グした。例えばチャネル長/チャネル幅が各々2μm/
4μmのMOS型トランジスタを設計した位置には、ソ
ース・ドレイン領域を含めて4×10μm2の島を設計
位置にパターニングした。
(FIG. 2E) The single-crystal silicon thin film 202 on the quartz substrate 210 obtained by the above process was patterned into an island shape in accordance with the designed area, shape and arrangement of the element. For example, channel length / channel width is 2 μm /
At the position where the 4 μm MOS transistor was designed, 4 × 10 μm 2 islands including the source / drain regions were patterned at the design position.

【0108】パターニング後に窒素雰囲気中、1000
℃、2時間の熱処理を行い、透明基板上に厚さ0.5μ
mの単結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
After patterning, in a nitrogen atmosphere, 1000
Heat treatment for 2 hours at a temperature of 0.5μ on a transparent substrate.
Thus, an SOI substrate provided with a single-crystal silicon thin film of m was obtained.

【0109】(実施例8)図3を用いて本発明の第8実
施例の詳細を説明する。
(Eighth Embodiment) An eighth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0110】(図3a) 400μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの5インチP型(100)シリコ
ン基板300を用意し、その表面から20μmの厚みだ
け多孔質層301を形成した。
(FIG. 3a) A 5-inch P-type (100) silicon substrate 300 having a thickness of 400 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm was prepared, and a porous layer 301 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0111】(図3b) 得られた基板の多孔質表面に
第1実施例と同様にしてエピタキシャル層302を0.
5μmの厚みに形成した。更に同基板のエピタキシャル
層302表面を1000℃の水蒸気中で0.2μm酸化
してSiO2層303を得た。この結果エピタキシャル
層のシリコン単結晶部分が0.4μm、酸化膜部分が
0.2μmの膜厚に各々なった。
(FIG. 3b) An epitaxial layer 302 was placed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in the first embodiment.
It was formed to a thickness of 5 μm. Further, the surface of the epitaxial layer 302 of the same substrate was oxidized by 0.2 μm in steam at 1000 ° C. to obtain a SiO 2 layer 303. As a result, the silicon single crystal portion of the epitaxial layer had a thickness of 0.4 μm, and the oxide film portion had a thickness of 0.2 μm.

【0112】(図3c) 上記方法にて作成した基板を
希フッ酸溶液で洗浄し、更に純水で乾燥させた後に同方
法にて洗浄した5インチの合成石英基板310と室温で
密着させた。
(FIG. 3c) The substrate prepared by the above method was washed with a diluted hydrofluoric acid solution, dried with pure water, and then brought into close contact with a 5-inch synthetic quartz substrate 310 washed by the same method at room temperature. .

【0113】(図3d) 第1実施例と同様な方法で、
SD−1によってシリコン基板部分300を全てエッチ
ングした後、多孔質部分301をフッ酸/過酸化水素水
溶液で選択的にエッチングした。
(FIG. 3d) In the same manner as in the first embodiment,
After the entire silicon substrate portion 300 was etched by SD-1, the porous portion 301 was selectively etched with hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0114】(図3e) 上記工程により得られた石英
基板310上の単結晶シリコン薄膜302を、第1実施
例と同様にして、設計された素子の面積、形状、配置に
合わせて島状にパターニングした。
(FIG. 3E) The single-crystal silicon thin film 302 on the quartz substrate 310 obtained by the above process is formed into an island shape according to the designed area, shape and arrangement of the element in the same manner as in the first embodiment. Patterned.

【0115】パターニング後に素子形成の第1工程とし
て、各々の島状領域を1000℃の酸素雰囲気中で0.
05μm酸化した。従ってこの酸化工程を熱処理と兼ね
ることとし、結果、透明基板上に厚さ約0.4μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
After patterning, each island-shaped region is formed in a 0.1 ° C. oxygen atmosphere as a first step of element formation.
It was oxidized by 05 μm. Therefore, this oxidation step was also used as heat treatment, and as a result, an SOI substrate having a single-crystal silicon thin film having a thickness of about 0.4 μm on a transparent substrate was obtained.

【0116】(実施例9)図6及び図7を用いて本発明
の第9実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 9) A ninth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0117】(図7a) 625ミクロンの厚みを持っ
た5インチP型(100)単結晶シリコン基板(0.1
〜0.2Ωcm)を用意し、これを図6aに示すような
装置にセットして陽極化成を行ない、シリコン基板70
0の表面を20μmだけ多孔質シリコン701にした。
この時の溶液604は49%HF溶液を用い、電流密度
は100mA/cm2であった。そしてこの時の多孔質
化速度は8.4μm/min.であり、20μmの厚み
の多孔質層は約2.5分で得られた。
(FIG. 7A) A 5-inch P-type (100) single crystal silicon substrate having a thickness of 625 μm (0.1
.About.0.2 .OMEGA.cm), which was set in an apparatus as shown in FIG.
The surface of No. 0 was made porous silicon 701 by 20 μm.
At this time, a 49% HF solution was used as the solution 604, and the current density was 100 mA / cm 2 . At this time, the rate of making porous is 8.4 μm / min. And a porous layer having a thickness of 20 μm was obtained in about 2.5 minutes.

【0118】(図7b) 前記多孔質シリコン701上
にCVD法により、単結晶シリコン層102を0.5μ
mエピタキシャル成長した。堆積条件は以下のとおりで
ある。
(FIG. 7B) A single-crystal silicon layer 102 is deposited on the porous silicon 701 by CVD to a thickness of 0.5 μm.
m epitaxial growth. The deposition conditions are as follows.

【0119】使用ガス: SiH4/H2 ガス流量: 0.42/140 (l/min) 温度: 750℃ 圧力: 80Torr 成長速度: 0.08μm/min. このとき積層欠陥109が発生した。Gas used: SiH 4 / H 2 gas flow rate: 0.42 / 140 (l / min) Temperature: 750 ° C. Pressure: 80 Torr Growth rate: 0.08 μm / min. At this time, stacking faults 109 occurred.

【0120】(図7c) 上記方法にて作成した基板を
塩酸/過酸化水素水/水の混合液で洗浄し、純水リンス
して乾燥させた後に同方法にて洗浄した5インチの溶融
石英基板710と室温で密着させた。
(FIG. 7c) The substrate prepared by the above method was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed by the same method. The substrate was brought into close contact with the substrate 710 at room temperature.

【0121】(図7d) 上記貼り合わせ基板のシリコ
ン基板側を、表面研削装置で475μm研削してシリコ
ン基板の残し厚を約150μm(単結晶基板部分が13
0μm、多孔質シリコン部分が20μm、エピ部分が
0.5μm)とした。ここで前記基板を300℃で24
時間熱処理し、続いて研削により残りのシリコン部分1
30μmを除去した。
(FIG. 7D) The silicon substrate side of the bonded substrate was ground by 475 μm with a surface grinding device to reduce the remaining thickness of the silicon substrate to about 150 μm (the single crystal substrate portion was 13 μm).
0 μm, the porous silicon portion was 20 μm, and the epi portion was 0.5 μm). Here, the substrate is heated at 300 ° C. for 24 hours.
Heat treatment for one hour and then grinding to remove the remaining silicon part 1
30 μm was removed.

【0122】(図7e) 多孔質層701が露出したこ
の基板を引き続き選択エッチング溶液中に浸し、多孔質
部分701のみを選択的に全てエッチングした。このと
き選択エッチング溶液の組成と多孔質シリコンに対する
エッチング速度は、 HF:H22 = 1:5 1.6μm/mi
n. であった。従って20μmの多孔質部分は、約13分間
で全てエッチングされた。ちなみにこのときの単結晶シ
リコン層102のエッチング速度は0.0006μm/
hourであり、殆どエッチングされずに残った。また
石英基板710は、上記エッチング液でのエッチング速
度が約0.5μm/min.であるので、エッチング時
間中に約7μmエッチングされたことになる。石英基板
の元の厚みは625μmだったので約618μmに減っ
たことになる。
(FIG. 7E) The substrate on which the porous layer 701 was exposed was successively immersed in a selective etching solution to selectively etch only the porous portion 701 entirely. At this time, the composition of the selective etching solution and the etching rate for porous silicon were as follows: HF: H 2 O 2 = 1: 5 1.6 μm / mi
n. Met. Therefore, the porous portion of 20 μm was completely etched in about 13 minutes. Incidentally, the etching rate of the single crystal silicon layer 102 at this time is 0.0006 μm /
Hour and remained almost without being etched. The quartz substrate 710 has an etching rate of about 0.5 μm / min. Therefore, about 7 μm was etched during the etching time. Since the original thickness of the quartz substrate was 625 μm, it has been reduced to about 618 μm.

【0123】この結果透明基板上に厚さ0.5μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。尚積層欠
陥109は逆向きに透明基板上にできた。この基板を窒
素雰囲気中、1000℃で1時間アニールし、貼り合わ
せ界面の結合力を高める熱処理を行なった。単結晶シリ
コン膜にはクラック、スリップライン等は、アニールに
よっては発生しなかった。
As a result, an SOI substrate having a single-crystal silicon thin film having a thickness of 0.5 μm on a transparent substrate was obtained. The stacking fault 109 was formed on the transparent substrate in the opposite direction. This substrate was annealed in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for 1 hour to perform a heat treatment for increasing the bonding force at the bonding interface. Cracks, slip lines, and the like were not generated in the single crystal silicon film by annealing.

【0124】(実施例10)図8を用いて本発明の第1
0実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 10) The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Example 0 will be described in detail.

【0125】(図8a) 300μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの4インチP型(100)シリコ
ン基板800を用意し、その表層を第1実施例と同様に
して20μmだけ多孔質シリコン801とした。
(FIG. 8A) A 4-inch P-type (100) silicon substrate 800 having a thickness of 300 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm is prepared, and its surface layer is made porous by 20 μm in the same manner as in the first embodiment. Silicon 801 was used.

【0126】(図8b) 得られた多孔質面上に第1実
施例と同様にしてエピタキシャル層802を0.5μm
の厚みに形成した。
(FIG. 8B) An epitaxial layer 802 having a thickness of 0.5 μm was formed on the obtained porous surface in the same manner as in the first embodiment.
Formed to a thickness of

【0127】(図8c) 上記方法にて作成した基板を
フッ酸/水の1:40混合液で洗浄し、純リンスして水
乾燥させた後に同方法にて洗浄した4インチの溶融石英
基板810と室温で密着させた。更に加圧機を用いて4
インチの基板全面に60トンの圧力を加え、10分間保
持した。
(FIG. 8c) The substrate prepared by the above method was washed with a 1:40 mixed solution of hydrofluoric acid / water, rinsed with pure water, dried with water, and then washed by the same method. 810 at room temperature. Further, using a press machine,
A pressure of 60 tons was applied to the entire surface of the inch substrate and held for 10 minutes.

【0128】(図8d) まず280μmあるシリコン
基板部分800の180μmを表面研削装置で研削し、
残りシリコン厚を約100μm(単結晶シリコン部分が
80μm、多孔質部分が20μm、エピ部分が0.5μ
m)とした。続いてこの基板を300℃で10時間熱処
理した。そして再び研削を行ない残りのシリコン基板部
分80μmを除去した。
(FIG. 8D) First, 180 μm of the silicon substrate portion 800 having a size of 280 μm is ground by a surface grinding device.
Remaining silicon thickness is about 100 μm (80 μm for single crystal silicon part, 20 μm for porous part, 0.5 μm for epi part)
m). Subsequently, this substrate was heat-treated at 300 ° C. for 10 hours. Then, grinding was performed again to remove the remaining silicon substrate portion of 80 μm.

【0129】(図8e) 多孔質シリコン層201が露
出したところで、基板をフッ酸/過酸化水素水の1:5
混合液で選択的にエッチング液に浸した。フッ酸/過酸
化水素水の多孔質シリコンに対するエッチングレートは
約1.6μm/分であったので約13分で多孔質層全て
がエッチングできた。石英基板210は数μmエッチン
グされただけにとどまった。
(FIG. 8E) When the porous silicon layer 201 is exposed, the substrate is subjected to hydrofluoric acid / hydrogen peroxide solution at a ratio of 1: 5.
The mixture was selectively immersed in the etching solution. Since the etching rate for porous silicon of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide was about 1.6 μm / min, the entire porous layer could be etched in about 13 minutes. The quartz substrate 210 was only etched by a few μm.

【0130】上記工程により得られた石英基板810上
の単結晶シリコン薄膜802を、設計した素子の面積、
形状、配置に合わせて島状にパターニングした。例えば
チャネル長/チャネル幅が各々2μm/4μmのMOS
型トランジスタを設計した位置には、ソース・ドレイン
領域を含めて4×10μm2の島を設計位置にパターニ
ングした。
The single-crystal silicon thin film 802 on the quartz substrate 810 obtained by the above-described process is applied to the area of the designed element,
It was patterned in an island shape according to the shape and arrangement. For example, MOS having channel length / channel width of 2 μm / 4 μm respectively
At the position where the type transistor was designed, 4 × 10 μm 2 islands including the source / drain regions were patterned at the design position.

【0131】パターニング後に窒素雰囲気中、1000
℃、2時間の熱処理を行い、透明基板上に厚さ0.5μ
mの単結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
After patterning, in a nitrogen atmosphere, 1000
Heat treatment for 2 hours at a temperature of 0.5μ on a transparent substrate.
Thus, an SOI substrate provided with a single-crystal silicon thin film of m was obtained.

【0132】(実施例11)図3を用いて本発明の第1
1実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 11) The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
One embodiment will be described in detail.

【0133】(図3a) 400μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの5インチP型(100)シリコ
ン基板300を用意し、その表面から20μmの厚みだ
け多孔質層301を形成した。
(FIG. 3A) A 5-inch P-type (100) silicon substrate 300 having a thickness of 400 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm was prepared, and a porous layer 301 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0134】(図3b) 得られた基板の多孔質表面に
第1実施例と同様にしてエピタキシャル層302を0.
5μmの厚みに形成した。更に同基板のエピタキシャル
層302表面を1000℃の水蒸気中で0.2μm酸化
してSiO2層303を得た。この結果エピタキシャル
層のシリコン単結晶部分が0.4μm、酸化膜部分が
0.2μmの膜厚に各々なった。
(FIG. 3B) An epitaxial layer 302 was formed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in the first embodiment.
It was formed to a thickness of 5 μm. Further, the surface of the epitaxial layer 302 of the same substrate was oxidized by 0.2 μm in steam at 1000 ° C. to obtain a SiO 2 layer 303. As a result, the silicon single crystal portion of the epitaxial layer had a thickness of 0.4 μm, and the oxide film portion had a thickness of 0.2 μm.

【0135】(図3c) 上記方法にて作成した基板を
塩酸/過酸化水素水/水の混合液で洗浄し、純水リンス
して乾燥させた後に同方法にて洗浄した5インチの溶融
石英基板310と室温で密着させた。
(FIG. 3c) The substrate prepared by the above method was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water, dried, and then washed by the same method. The substrate was brought into close contact with the substrate 310 at room temperature.

【0136】(図3d) 第1実施例と同様な方法で、
表面研削装置でシリコン基板部分を230μm研削して
残りを150μmとした後、300℃、24時間の熱処
理を行ない、続いて研削により残りのシリコン基板部分
300を全て除去して、多孔質部分301を露出させ
た。続いて露出した多孔質部分301はフッ酸/過酸化
水素水溶液で選択的にエッチングした。
(FIG. 3D) In the same manner as in the first embodiment,
After the silicon substrate portion was ground to 230 μm by a surface grinding device to make the remainder 150 μm, heat treatment was performed at 300 ° C. for 24 hours. Subsequently, all the remaining silicon substrate portion 300 was removed by grinding, and the porous portion 301 was removed. Exposed. Subsequently, the exposed porous portion 301 was selectively etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0137】(図3e) 上記工程により得られた石英
基板310上の単結晶シリコン薄膜302を、第2実施
例と同様にして、設計された素子の面積、形状、配置に
合わせて島状にパターニングした。
(FIG. 3E) The single-crystal silicon thin film 302 on the quartz substrate 310 obtained by the above process is formed into an island shape according to the designed area, shape and arrangement of the element in the same manner as in the second embodiment. Patterned.

【0138】パターニング後に素子形成の第1工程とし
て、各々の島状領域を1000℃の酸素雰囲気中で0.
05μm酸化した。従ってこの酸化工程を熱処理と兼ね
ることとし、結果、透明基板上に厚さ約0.4μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
After patterning, each island-shaped region is formed in a 0.1 ° C. oxygen atmosphere as a first step of element formation.
It was oxidized by 05 μm. Therefore, this oxidation step was also used as heat treatment, and as a result, an SOI substrate having a single-crystal silicon thin film having a thickness of about 0.4 μm on a transparent substrate was obtained.

【0139】(実施例12)図9を用いて本発明の第1
2実施例の詳細を説明する。
(Embodiment 12) The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The details of the second embodiment will be described.

【0140】(図9a) 600μmの厚みを持った抵
抗率0.01Ω・cmの5インチP型(100)シリコ
ン基板900を用意し、その表面から20μmの厚みだ
け多孔質層901を形成した。
(FIG. 9A) A 5-inch P-type (100) silicon substrate 900 having a thickness of 600 μm and a resistivity of 0.01 Ω · cm was prepared, and a porous layer 901 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0141】(図9b) 得られた基板の多孔質表面に
第1実施例と同様にしてエピタキシャル層902を0.
5μmの厚みに形成した。続いてエピタキシャル層90
2の表面を酸化し、0.1μmのSiO2層903を形
成した。
(FIG. 9B) An epitaxial layer 902 was placed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in the first embodiment.
It was formed to a thickness of 5 μm. Subsequently, the epitaxial layer 90
2 was oxidized to form a 0.1 μm SiO 2 layer 903.

【0142】(図9c) 上記基板を塩酸/過酸化水素
水/水の混合液で洗浄し、純水リンスして乾燥させた後
に、同方法にて洗浄した5インチの溶融石英基板910
と室温で密着させた。
(FIG. 9c) The above substrate was washed with a mixed solution of hydrochloric acid / hydrogen peroxide / water, rinsed with pure water and dried, and then washed by the same method to form a 5-inch fused quartz substrate 910.
And at room temperature.

【0143】さらに密着した基板を20トンの圧力で5
分間加圧した。
Further, the substrate was brought into close contact with the substrate at a pressure of 20 tons.
Pressurized for minutes.

【0144】(図9d) 表面研削装置でシリコン基板
部分900を150μm残して研削した。
(FIG. 9D) The silicon substrate portion 900 was ground using a surface grinding apparatus while leaving 150 μm.

【0145】(図9e) ここで300℃で10時間の
熱処理を行ない、続いて残りのシリコン基板部分を研削
し、シリコン基板部分全てを除去した。
(FIG. 9E) Here, a heat treatment was performed at 300 ° C. for 10 hours. Subsequently, the remaining silicon substrate portion was ground, and the entire silicon substrate portion was removed.

【0146】後は第1実施例同様に多孔質部分901を
フッ酸/過酸化水素水溶液で選択的にエッチングした。
Thereafter, as in the first embodiment, the porous portion 901 was selectively etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0147】上記工程により1回の熱処理だけで石英基
板910上に単結晶シリコン薄膜を備えた半導体基体を
得た。
According to the above process, a semiconductor substrate having a single-crystal silicon thin film on a quartz substrate 910 was obtained by only one heat treatment.

【0148】[0148]

【発明の効果】以上詳述したように、従来の「貼り合わ
せSOI」を作製する際には、従来熱処理が必須であっ
た。しかし本発明を実施することにより、熱処理を行わ
ないか、或いは1回の低温熱処理を施すことで、従来の
熱膨張係数の異なる基板同士の貼り合わせのように薄膜
が割れたり、剥がれたり、また基板が大きく反ったりす
ることがなくSOI基板を形成することが可能になっ
た。同時にエピタキシャル成長層は膜厚分布の制御が容
易であるため、本発明の貼り合わせによって得られるS
OI基板のシリコン膜厚の分布も極めて良好となる。そ
して本方法にれば光透過性のSOIが容易に作製可能で
あるので、この性質を利用した機能性デバイスを設計す
ることも可能であるし、またSOI構造の大規模集積回
路を作製する目的に対しても、高価なSOSや、SIM
OXの代替足り得る半導体基板を提供することができる
ようになった。
As described in detail above, a conventional heat treatment was essential in producing a conventional "bonded SOI". However, by practicing the present invention, no heat treatment is performed, or by performing a single low-temperature heat treatment, a thin film is broken or peeled off as in the case of bonding substrates having different conventional thermal expansion coefficients, or It has become possible to form an SOI substrate without warping the substrate significantly. At the same time, it is easy to control the film thickness distribution of the epitaxially grown layer.
The distribution of the silicon film thickness of the OI substrate is also very good. According to this method, a light-transmitting SOI can be easily manufactured, so that it is possible to design a functional device utilizing this property, and to manufacture a large-scale integrated circuit having an SOI structure. For expensive SOS and SIM
It has become possible to provide a semiconductor substrate that can replace OX.

【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、及
び本発明の第1の実施例及び第6の実施例の説明図を示
す。
FIG. 1 shows a schematic cross section for explaining a process of the present invention, and an explanatory diagram of a first embodiment and a sixth embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例及び第7の実施例の説明
図を示す。
FIG. 2 is an explanatory view of a second embodiment and a seventh embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例及び第8の実施例及び第
11の実施例の説明図を示す。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a third embodiment, an eighth embodiment, and an eleventh embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例の説明図を示す。FIG. 4 shows an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例の説明図を示す。FIG. 5 is an explanatory view of a fifth embodiment of the present invention.

【図6】シリコン基板を多孔質化する際の装置説明図を
示す。
FIG. 6 is an explanatory view of an apparatus for making a silicon substrate porous.

【図7】本発明の第9の実施例の説明図を示す。FIG. 7 shows an explanatory diagram of a ninth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第10の実施例の説明図を示す。FIG. 8 is an explanatory view of a tenth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第12の実施例の説明図を示す。FIG. 9 is an explanatory view of a twelfth embodiment of the present invention.

【図10】積層欠陥の成長を表す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the growth of stacking faults.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、200、300、400、500、600、7
00、800、900単結晶シリコン基板 101、201、301、401、501、701、8
01、901 多孔質化したシリコン基板 102、202、302、402、502、702、8
02、902、1002 エピタキシャル成長層 109、709、1009 積層欠陥 303、505 エピ酸化膜 110、210、310、410、510、710、8
10、910 透明絶縁体基板 604、604’ エッチング液 605、605’ 正電極 606、606’ 負電極 1000 単結晶シリコン基板もしくは絶縁体基板
100, 200, 300, 400, 500, 600, 7
00, 800, 900 single crystal silicon substrates 101, 201, 301, 401, 501, 701, 8
01,901 Porous silicon substrate 102,202,302,402,502,702,8
02, 902, 1002 Epitaxially grown layers 109, 709, 1009 Stacking faults 303, 505 Epi oxide films 110, 210, 310, 410, 510, 710, 8
10, 910 Transparent insulator substrate 604, 604 'Etching solution 605, 605' Positive electrode 606, 606 'Negative electrode 1000 Single crystal silicon substrate or insulator substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−175469(JP,A) 特開 平4−286310(JP,A) 特開 平5−275664(JP,A) 特開 平5−217821(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/304 H01L 21/70 - 21/74 H01L 21/76 - 21/765 H01L 21/77 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-175469 (JP, A) JP-A-4-286310 (JP, A) JP-A-5-275664 (JP, A) JP-A-5-275664 217821 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/304 H01L 21/70-21/74 H01L 21/76-21/765 H01L 21/77

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 以下の工程を順に行うことを特徴とする
半導体基板の作製方法。 a)非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質単結晶半導体
層を形成するため、単結晶半導体基板の片方の面の表層
を陽極化成により多孔質化する工程、 b)前記多孔質単結晶半導体層上に非多孔質単結晶半導
体層をエピタキシャル成長させる工程、 c)前記単結晶半導体基板と絶縁体基板とを前記非多孔
質単結晶半導体層が内側に位置するように重ね合わせた
後、実質的に熱処理を施すことなく両者を貼り合わせる
工程、 d)前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を除去するた
め、前記非多孔質単結晶半導体領域を研削する工程、 d2)前記非多孔質単結晶半導体層と前記絶縁体基板の
間の結合を強めるため、全体に熱処理をする工程 e)前記非多孔質単結晶半導体領域を除去し前記多孔質
単結晶半導体層を露出させるため、前記工程d)で残っ
た前記非多孔質単結晶半導体領域をエッチングする工
程、 f)前記多孔質単結晶半導体層を除去するため、前記多
孔質単結晶半導体層に選択的なエッチングをする工程。
1. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising the steps of: a) a step of anodizing a surface layer on one surface of a single crystal semiconductor substrate to form a porous single crystal semiconductor layer on the non-porous single crystal semiconductor region; b) the porous single crystal semiconductor epitaxially growing a non-porous single-crystal semiconductor layer over the layer, c) it said and said single crystal semiconductor substrate insulating substrate nonporous
A step of laminating the non-porous single-crystal semiconductor regions after the superposing so that the porous single-crystal semiconductor layers are positioned inside, and substantially removing the non-porous single-crystal semiconductor regions. Grinding the non-porous single-crystal semiconductor region; d2) heat-treating the whole to strengthen the bond between the non-porous single-crystal semiconductor layer and the insulator substrate; e) the non-porous single-crystal semiconductor Etching the non-porous single-crystal semiconductor region remaining in step d) to remove the region and expose the porous single-crystal semiconductor layer; f) removing the porous single-crystal semiconductor layer; Selectively etching the porous single crystal semiconductor layer.
【請求項2】 以下の工程を順に行うことを特徴とする
半導体基板の作製方法。 a)非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質単結晶半導体
層を形成するため、単結晶半導体基板の片方の面の表層
を陽極化成により多孔質化する工程、 b)前記多孔質単結晶半導体層上に非多孔質単結晶半導
体層をエピタキシャル成長させる工程、 c)前記単結晶半導体基板と絶縁体基板とを前記非多孔
質単結晶半導体層が内側に位置するように重ね合わせた
後、実質的に熱処理を施すことなく両者を貼り合わせる
工程、 e)前記非多孔質単結晶半導体領域を除去し前記多孔質
単結晶半導体層を露出させるため、前記非多孔質単結晶
半導体領域をエッチングする工程、 f)前記多孔質単結晶半導体層を除去するため、前記多
孔質単結晶半導体層に選択的なエッチングをする工程。
2. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising the steps of: a) a step of anodizing a surface layer on one surface of a single crystal semiconductor substrate to form a porous single crystal semiconductor layer on the non-porous single crystal semiconductor region; b) the porous single crystal semiconductor epitaxially growing a non-porous single-crystal semiconductor layer over the layer, c) it said and said single crystal semiconductor substrate insulating substrate nonporous
A step of laminating the porous single crystal semiconductor layers so that the porous single crystal semiconductor layers are positioned inside, and then bonding the two without substantially performing heat treatment; e) removing the non-porous single crystal semiconductor region and removing the porous single crystal semiconductor Etching the non-porous single-crystal semiconductor region to expose a layer; and f) selectively etching the porous single-crystal semiconductor layer to remove the porous single-crystal semiconductor layer.
【請求項3】 前記工程e)のとき、エッチングを10
0℃以下のアルカリ溶液、有機アルカリ溶液、フッ酸お
よび硝酸を含む酸溶液中のいずれかで行う請求項1ある
いは請求項2のいずれかに記載の半導体基板の作製方
法。
3. In the step e), etching is performed for 10 minutes.
3. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the method is performed in an alkali solution at 0 ° C. or lower, an organic alkali solution, or an acid solution containing hydrofluoric acid and nitric acid. 4.
【請求項4】 以下の工程を順に行うことを特徴とする
半導体基板の作製方法。 a)非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質単結晶半導体
層を形成するため、単結晶半導体基板の片方の面の表層
を陽極化成により多孔質化する工程、 b)前記多孔質単結晶半導体層上に非多孔質単結晶半導
体層をエピタキシャル成長させる工程、 c)前記単結晶半導体基板と絶縁体基板とを前記非多孔
質単結晶半導体層が内側に位置するように重ね合わせた
後、実質的に熱処理を施すことなく両者を貼り合わせる
工程、 d)前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を除去するた
め、前記非多孔質単結晶半導体領域を研削する工程、 d2)前記非多孔質単結晶半導体層と前記絶縁体基板の
間の結合を強めるため、全体に熱処理をする工程、 d3)前記非多孔質単結晶半導体領域を除去し前記多孔
質単結晶半導体層を露出させるため、前記工程d)で残
った前記非多孔質単結晶半導体領域を研削する工程、 f)前記多孔質単結晶半導体層を除去するため、前記多
孔質単結晶半導体層に選択的なエッチングをする工程。
4. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising the steps of: a) a step of anodizing a surface layer on one surface of a single crystal semiconductor substrate to form a porous single crystal semiconductor layer on the non-porous single crystal semiconductor region; b) the porous single crystal semiconductor epitaxially growing a non-porous single-crystal semiconductor layer over the layer, c) it said and said single crystal semiconductor substrate insulating substrate nonporous
A step of laminating the non-porous single-crystal semiconductor regions after the superposing so that the porous single-crystal semiconductor layers are positioned inside, and substantially removing the non-porous single-crystal semiconductor regions. Grinding the non-porous single-crystal semiconductor region; d2) heat-treating the whole to strengthen the bond between the non-porous single-crystal semiconductor layer and the insulator substrate; d3) the non-porous single crystal Grinding the non-porous single-crystal semiconductor region remaining in step d) to remove the semiconductor region and expose the porous single-crystal semiconductor layer; f) removing the porous single-crystal semiconductor layer Selectively etching the porous single crystal semiconductor layer.
【請求項5】 前記工程d)のとき、前記非多孔質単結
晶半導体領域を厚さ100μm以上残す請求項1あるい
は請求項4のいずれかに記載の半導体基板の作製方法。
5. The method according to claim 1, wherein the non-porous single-crystal semiconductor region is left in a thickness of 100 μm or more in the step d).
【請求項6】 前記工程c)のとき、前記絶縁体基板と
前記非多孔質単結晶半導体層を結合を強めるため、前記
絶縁体基板と、前記非多孔質単結晶半導体層を含む基板
との両者を互いに加圧する請求項1乃至5のいずれかに
記載の半導体基板の作製方法。
6. In the step (c), the insulating substrate and the substrate including the non-porous single-crystal semiconductor layer are connected to each other to strengthen the bond between the insulating substrate and the non-porous single-crystal semiconductor layer. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein both are pressed with each other.
【請求項7】 前記工程f)のとき、選択エッチングを
フッ酸および過酸化水素水の混合エッチング液により行
う請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体基板の作製
方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein in the step (f), the selective etching is performed using a mixed etching solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide.
【請求項8】 前記工程b)のあと、前記非多孔質単結
晶半導体層の表面を酸化して前記非多孔質単結晶半導体
層上に表面酸化層を形成し、 前記工程c)のとき、前記表面酸化層と前記絶縁体基板
を重ね合わせる請求項1乃至7のいずれかに記載に半導
体基板の作製方法。
8. After the step b), the surface of the non-porous single-crystal semiconductor layer is oxidized to form a surface oxide layer on the non-porous single-crystal semiconductor layer. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the surface oxide layer and the insulator substrate are overlapped.
【請求項9】 前記絶縁体基板は光透過性絶縁体基板で
ある請求項1乃至8のいずれかに記載の半導体基板の作
製方法。
9. The method according to claim 1, wherein the insulator substrate is a light-transmitting insulator substrate.
【請求項10】 前記光透過性絶縁体基板はSiO2を
主成分とする請求項1乃至9のいずれかに記載の半導体
基板尾作製方法。
10. The method according to claim 1, wherein the light-transmitting insulator substrate is mainly composed of SiO 2.
【請求項11】 前記単結晶半導体基板はシリコンを主
成分とする請求項1乃至10のいずれかに記載の半導体
基板の作製方法。
11. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the single crystal semiconductor substrate contains silicon as a main component.
【請求項12】 非多孔質単結晶半導体領域上に多孔質
単結晶半導体層を介して非多孔質単結晶半導体層を有す
る第1の基板を用意する工程、 前記第1の基板と第2の基板である絶縁体基板とを実質
的に熱処理を施すことなく、前記非多孔質単結晶半導体
層が内側に位置するように貼り合わせる貼り合わせ工
程、 前記非多孔質単結晶半導体領域の一部を研削する研削工
程、 前記非多孔質単結晶半導体領域の一部が研削された前記
第1の基板と前記第2の基板の全体に熱処理をする工
程、 及び前記多孔質単結晶半導体層を除去するため、前記多
孔質単結晶半導体層に選択的なエッチングをする工程を
有することを特徴とする半導体基板の作製方法。
12. A step of preparing a first substrate having a non-porous single crystal semiconductor layer over a non-porous single crystal semiconductor region with a porous single crystal semiconductor layer interposed therebetween, wherein the first substrate and the second substrate The non-porous single-crystal semiconductor without substantially heat-treating the insulator substrate, which is a substrate,
A bonding step of bonding the layers so that the layer is located inside; a grinding step of grinding a part of the non-porous single crystal semiconductor region; the first step in which a part of the non-porous single crystal semiconductor region is ground Heat treating the entire substrate and the second substrate; and selectively etching the porous single crystal semiconductor layer to remove the porous single crystal semiconductor layer. A method for manufacturing a semiconductor substrate.
【請求項13】 前記第1の基板は、前記非多孔質単結
晶半導体層上に絶縁膜を有しており、該絶縁膜と前記第
2の基板を貼り合わせる請求項12記載の半導体基板の
作製方法。
13. The semiconductor substrate according to claim 12, wherein the first substrate has an insulating film on the non-porous single-crystal semiconductor layer, and the insulating film and the second substrate are bonded to each other. Production method.
【請求項14】 前記絶縁膜が酸化シリコン膜である請
求項13記載の半導体基板の作製方法。
14. The method according to claim 13, wherein the insulating film is a silicon oxide film.
【請求項15】 前記研削工程後の非多孔質単結晶半導
体領域の残り厚さが100μm以上である請求項12記
載の半導体基板の作製方法。
15. The method according to claim 12, wherein the remaining thickness of the non-porous single crystal semiconductor region after the grinding step is 100 μm or more.
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