DE69728355T2 - Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstands - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes, das geeignet zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, wie zum Beispiel eines integrierten Halbleiterschaltkreises, einer Solarzelle, einer Halbleiterlaservorrichtung oder einer Leuchtdiode, verwendet werden kann. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes, das einen Schritt umfasst, bei dem eine Halbleiterschicht auf ein Substrat übertragen wird.
  • Zugehöriger Stand der Technik
  • Halbleitergegenstände sind allgemein bekannt in Form von Halbleiterwafern, Halbleitersubstraten und verschiedenen Halbleitervorrichtungen und schließen solche ein, die zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen durch Verwendung ihres Halbleiterbereiches angepasst sind, und solche, die als Vorformen zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet werden.
  • Einige Halbleitergegenstände des in Rede stehenden Typs umfassen eine Halbleiterschicht, die auf einem Isolator angeordnet ist.
  • Die Technologie, bei der eine Halbleiterschicht aus einkristallinem Silicium auf einem Isolator gebildet wird, wird als „Halbleiter-auf-Isolator-Technologie" (SOI) bezeichnet, und ist wohlbekannt. Verschiedene Forschungsarbeiten wurden durchgeführt, um die bemerkenswerten Vorteile von SOI auszuschöpfen, die unter Verwendung von Substraten aus massivem Silicium, die zur Herstellung von üblichen integrierten Si-Schaltkreisen eingesetzt werden, nicht erhalten werden können. Die Vorteile der SOI-Technologie schließen ein:
    • 1. Die Leichtigkeit der dielektrischen Isolierung, die einen höheren Grad der Integration erlaubt;
    • 2. die hervorragende Strahlungsbeständigkeit;
    • 3. eine verringerte parasitäre Kapazität (floating capacitance), die eine hohe Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung erlaubt;
    • 4. Weglassen des Schrittes zum Bilden von Mulden;
    • 5. die Wirkung der Verhinderung des Latch-Up-Zustandes und
    • 6. die Möglichkeit der Herstellung von voll verarmten (fully depleted) Feldeffekttransistoren (FD-MOSFET) unter Verwendung der Dünnfilmtechnologie.
  • Die Vorteile der SOI-Technologie werden umfassend in der Sonderausgabe „Einkristallines Silicium auf nicht einkristallinen Isolatoren" („Single-crystal silicon on non-single-crystal insulators"), herausgegeben von G. W. Cullen, J. Crystal Growth, Band 63, Nr. 3, Seite 429–590 (1983).
  • In den letzten Jahren wurde eine Anzahl von Berichten über die SOI-Technologie zur Bereitstellung von Substraten, die eine hohe Betriebsgeschwindigkeit und einen niedrigen Energieverbrauch für MOSFETs verwirklichen kann, veröffentlicht (IEEE-SOI-Konferenz 1994). Das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung kann durch die Verwendung der SOI-Struktur im Vergleich zum entsprechenden Verfahren für die Herstellung einer Vorrichtung auf einem Si-Wafer, das massives Si einsetzt, erheblich verkürzt werden wegen der Einrichtung eines sehr vereinfachten Schrittes zur Isolierung der Vorrichtung. So kann die Verwendung der SOI-Technologie eine erhebliche Kostenverringerung bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung bewirken, insbesondere, was die Waferkosten und die Verfahrenskosten betrifft, wenn dies von der konventionellen Technologie zur Herstellung eines MOSFETs oder eines ICs auf einem Si-Sub strat, das massives Si einsetzt, her beurteilt wird, ganz zu schweigen von der bemerkenswerten Leistung einer solchen Halbleitervorrichtung.
  • Voll verarmte MOSFETs erscheinen viel versprechend zum Erreichen eines Betriebes mit hoher Geschwindigkeit und eines niedrigen Energieverbrauches, wenn sie mit einer verbesserten Ansteuerenergie versehen sind. Allgemein ausgedrückt wird die Schwellwertspannung (Vth) eines MOSFETs bestimmt als Funktion der Verunreinigungskonzentration in seinem Kanalabschnitt, aber im Falle eines voll verarmten (fully depleted, FD-) MOSFET werden die Eigenschaften der Abschirmschicht von der Dicke des SOI-Filmes beeinflusst. Deshalb muss die Dicke des SOI-Filmes genau überwacht werden, um die Ausbeute bei der Herstellung von LSIs zu verbessern.
  • Inzwischen zeigt eine Vorrichtung, die auf einem Verbindungshalbleiter gebildet wurde, ein bemerkenswertes Leistungsniveau, das von Silicium nicht erwartet werden kann, insbesondere im Hinblick auf den Betrieb mit hoher Geschwindigkeit und die Lichtausstrahlung. Solche Vorrichtungen werden zur Zeit mit Hilfe der Epitaxialzüchtung auf einem Verbindungshalbleitersubstrat gebildet, das aus GaAs oder einer ähnlichen Verbindung hergestellt sein kann. Allerdings ist ein Verbindungshalbleitersubstrat teuer und mechanisch nicht sehr stabil, so dass es nicht geeignet ist, einen großen Wafer herzustellen.
  • So bemühte man sich darum, ein Mehrkomponentensubstrat durch heteroepitaxiale Züchtung auf einer Si-Wafer zu bilden, die billig, mechanisch stabil und gut geeignet zur Herstellung eines großen Wafers ist.
  • Forschungsarbeiten über die Bildung von SOI-Substraten sind seit den 1970ern feststellbar. Zu Anfang fanden die Technik, einkristallines Silicium durch epitaxiale Züchtung auf einem Saphirsubstrat (SOS silicon on sapphire (Silicium auf Saphir)) herzustellen, die Technik, eine SOI-Struktur durch Vollisolation mittels porösem, oxidiertem Silicium (FIPOS) herzustellen, und die Sauerstoffionenimplantationstechnik Beachtung. Das FIPOS-Verfahren umfasst Schritte, bei denen eine zu Inseln geformte Si-Schicht vom N-Typ auf einem einkristallinen Si-Substrat vom P-Typ durch Protonen/Ionenimplantation (Imai et al., J. Crystal Growth, Band 63, Seite 547 (1983)) oder durch epitaxiale Züchtung und Musterbildung gebildet wird, wobei nur das Si-Substrat vom P-Typ durch Anodisierung in einer HF-Lösung in ein poröses Substrat überführt wird und die Si-Inseln von der Oberfläche abgeschirmt werden, und dann die Si-Inseln vom N-Typ einer dielektrischen Isolierung durch beschleunigte Oxidation unterworfen werden. Diese Technik wird allerdings von einem Problem begleitet, das darin besteht, dass die isolierte Si-Region vor dem Verfahrensschritt zur Herstellung von Vorrichtungen definiert wird, was die Freiheit der Auslegung von Vorrichtungen einschränkt.
  • Das Verfahren zur Implantation von Sauerstoffionen wird auch als SIMOX-Verfahren bezeichnet, das erstmalig von K. Izumi vorgeschlagen wurde. Mit dieser Technik werden Sauerstoffionen bis zu einem Konzentrationsniveau von 1017 bis 1018/cm2 in einen Si-Wafer implantiert und dann letzterer bei einer hohen Temperatur von etwa 1320°C in einer Argon/Sauerstoffatmosphäre getempert. Als Ergebnis werden die implantierten Sauerstoffionen chemisch mit Si-Atomen kombiniert, wodurch eine Siliciumoxidschicht gebildet wird, die bei einer Tiefe zentriert ist, die dem Eindringbereich (Rp) der implantierten Ionen entspricht. Unter dieser Bedingung wird ein oberer Bereich der Si-oxidschicht, der durch die Sauerstoffionenimplantation in einen amorphen Zustand überführt wurde, erneut kristallisiert, wodurch eine einkristalline Si-Schicht hergestellt wird. Während die Oberflächen-Si-Schicht üblicherweise eine Fehlerrate von immerhin 105/cm2 zeigte, hat es kürzlich durchgeführte Technologieentwicklung möglich gemacht, die Fehlerrate auf etwa 102/cm2 zu verringern, indem eine Geschwindigkeit der Sauerstoffimplantation von etwa 4 × 1017/cm2 ausgewählt wird. Allerdings sind der zulässige Bereich der Energieeinleitung und der der Ionenimplantation begrenzt, wenn die Filmqualität der Si-oxidschicht und die Kristallinität der Oberflächen-Si-Schicht auf den jeweiligen, gewünschten Niveaus gehalten werden sollen, und deshalb dürfen die Filmdicke der Oberflächen-Si-Schicht und die der begrabenen Si-Oxid-Schicht (BOX, begrabenes Oxid) nur begrenzte Werte annehmen. Anders ausgedrückt ist ein Verfahrensschritt der Opferoxidation oder der epitaxialen Züchtung unabdingbar zur Verwirklichung einer Oberflächen-Si-Schicht mit der gewünschten Filmdicke. Ein solcher Verfahrensschritt verursacht seinerseits das Problem der ungleichmäßigen Filmdicke aufgrund des dem Verfahrensschritt eigentümlichen, nachteiligen Effektes.
  • Es wurden Berichte veröffentlicht, die besagen, das SIMOX fehlerhafte Sioxidregionen in der Si-Oxid-Schicht erzeugen könne, die als Röhren bezeichnet werden. Einer der möglichen Gründe für dieses Phänomen können Fremdobjekte, wie zum Beispiel Staub, sein, die während der Ionenimplantation in die Schicht eingeführt wurden. Die Vorrichtung, die in einer Röhrenregion hergestellt wird, kann verschlechterte Eigenschaften aufweisen aufgrund des Leckstromes zwischen der aktiven Schicht und dem darunter liegenden Substrat.
  • Die SIMOX-Technik beinhaltet die Verwendung eines großen Volumens von Ionen, das bei weitem größer ist als das Volumen, das im gewöhnlichen Halbleiterprozess verwendet wird, und deshalb kann der Ionenimplantationsprozess lange Zeit in Anspruch nehmen, wenn ein speziell dafür entworfenes Gerät verwendet wird. Da der Ionenimplantationsprozess üblicherweise durchgeführt wird, indem mit einem Ionenstrahl rasterförmig abgetastet wird, der eine festgelegte Strömungsrate des elektrischen Stromes zeigt, oder indem ein Ionenstrahl aufgefächert wird, kann eine lange Zeit erforderlich sein, um einen großen Wafer zu bearbeiten. Zusätzlich kann, wenn ein großer Wafer bei hoher Temperatur verarbeitet wird, das Schlupfproblem aufgrund einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung innerhalb des Wafers sehr schwerwiegende Ausmaße annehmen. Da der SIMOX-Prozess die Verwendung einer außergewöhnlich hohen Temperatur, das heißt, immerhin 1320°C, die beim gewöhnlichen Si-Halbleiterprozess nicht beobachtet wird, erfordert, wird das Problem der ungleichmäßigen Temperaturverteilung umso ernster, je größer der Wafer ist, der hergestellt werden soll, solange nicht ein hochgradig wirksames Gerät verwirklicht wurde.
  • Neben den vorstehend beschriebenen, bekannten Techniken zur Bildung von SIO, wurde vor Kurzem eine Technik vorgeschlagen, bei der ein einkristallines Si-Substrat an ein anderes einkristallines Si-Substrat, das thermisch oxidiert wurde, geklebt wird, um eine SOI-Struktur herzustellen. Dieses Verfahren erfordert die Verwendung einer aktiven Schicht, die eine gleichmäßige Dicke auf weist, für die Vorrichtungen, die darauf gebildet werden sollen. Insbesondere muss ein einkristallines Si-Substrat, das immerhin mehrere hundert μm dick ist, dünner gemacht werden, bis seine Dicke nur noch mehrere μm oder weniger beträgt. Drei Techniken sind bekannt, um eine einkristalline Si-Schicht dünner zu machen, die folgende einschließen:
    • (1) Polieren;
    • (2) lokal begrenztes Plasmaätzen; und
    • (3) selektives Ätzen.
  • Es ist schwer, eine gleichmäßige Filmdicke mit Hilfe der Poliertechnik, die vorstehend unter Punkt (1) erwähnt wurde, zu erreichen. Insbesondere kann die mittlere Abweichung der Filmdicke immerhin mehrere zig Prozent (tens of seve ral percent) ausmachen, was die Technik ungeeignet macht, wenn der Film auf eine Dicke im Submikrometerbereich dünner gemacht werden soll. Dieses Problem fällt stärker auf bei Wafern mit großem Durchmesser.
  • Die Technik unter Punkt (2) wird üblicherweise in Kombination mit der unter Punkt (1) verwendet. Genauer gesagt wird der Film mit Hilfe der Technik unter Punkt (1) auf etwa 1 bis 3 μm verdünnt, und die Verteilung der Filmdicke wird bestimmt, indem die Filmdicke an einer Anzahl Punkte gemessen wird. Dann wird der Film einer Ätzoperation unterworfen, bei welcher der Film mit einem Plasma aus SF6-Teilchen mit einem Durchmesser von mehreren Millimetern abgetastet wird, wobei die Verteilung der Filmdicke korrigiert wird, bis die gewünschte Filmdicke erhalten wird. Es gibt einen Bericht, nach dem die Verteilung der Filmdicke mit Hilfe dieser Technik auf ±10 nm oder weniger abgeglichen werden kann. Allerdings ist dieser Prozess von dem Nachteil begleitet, dass, wenn während des Plasmaätzens Fremdobjekte auf dem Substrat in Form von Teilchen vorhanden sind, sie jeweils als Ätzmaske wirken, was Erhebungen auf dem Substrat verursacht, wenn die Ätzoperation vorüber ist.
  • Zusätzlich muss, da das Substrat direkt nach der Ätzoperation eine rauhe Oberfläche zeigt, nach Beendigung des Plasmaätzens eine berührende Polieroperation auf dem Substrat durchgeführt werden, und diese Operation kann nur im Bezug auf ihre Dauer gesteuert werden. Dann tritt wieder das Problem der Abweichungen der Filmdicke aufgrund des Polierens auf. Darüber hinaus wird für die Polieroperation ein Poliermittel, das typischerweise kolloidales Siliciumdioxid enthält, verwendet, und deshalb wird die Schicht, die zur Herstellung der aktiven Schicht bereitgestellt ist, direkt durch das Poliermittel zerschabt, so dass eine zerschlagene und/oder gestörte Schicht erzeugt werden kann. Der Durchsatz des Prozesses kann erheblich verringert werden, wenn große Wafer behandelt werden, weil sich die Dauer der Plasmaätzoperation als Funktion der Oberfläche des zu bearbeitenden Wafers verlängert.
  • Die Technik unter Punkt (3) bedient sich der Verwendung einer Filmkonfiguration für das Substrat, das dünner gemacht werden soll, die eine oder mehr als eine Filmschicht umfasst, die auf das selektive Ätzen angepasst sind. Zum Beispiel nehme man an, dass eine dünne Schicht aus P+-Si, die Bor in einer Konzentration von mehr als 1019/cm3 enthält, und eine dünne Schicht aus Si vom P-Typ nacheinander auf einem Substrat vom P-Typ gezüchtet werden, um ein erstes Substrat herzustellen, das dann an ein zweites Substrat geklebt wird, wobei eine Isolationsschicht zwischen den beiden Substraten angeordnet ist, wobei die Isolationsschicht typischerweise ein Oxidfilm ist, und dass die rückseitige Oberfläche des ersten Substrates im Voraus durch Abschaben und Polieren ausreichend dünn gemacht worden ist. Danach wird dafür gesorgt, dass die P+-Schicht durch selektives Abätzen der darüber liegenden Schicht vom P-Typ freigelegt wird und dann das Substrat vom P-Typ durch selektives Abätzen der P+-Schicht freigelegt wird, um eine SOI-Struktur herzustellen. Diese Technik wird im Detail in einem Bericht von Maszara diskutiert (W. P. Maszara, J. Electrochem. Soc., Band 138, Seite 341 (1991).
  • Während die selektive Ätztechnik wirksam ist zur Herstellung eines Dünnfilmes mit einer gleichmäßigen Filmdicke, ist sie von den im Folgenden dargestellten Nachteilen begleitet.
    • – Das selektive Ätzverhältnis ist nicht zufrieden stellend und beträgt maximal nur 102.
    • – Eine berührende Polieroperation ist erforderlich, um die Oberfläche nach der Ätzoperation zu glätten, weil durch die Ätzoperation eine rauhe Oberfläche erzeugt wird. Deshalb kann die Filmdicke ihre Gleichmäßigkeit verlieren, während sie durch Polieren dünner gemacht wird. Insbesondere ist es, während die Polieroperation durch die Dauer der Operation gesteuert wird, schwierig, die Operation genau zu steuern, weil die Polierrate im Verlauf der Zeit deutlich schwanken kann. So ist das Problem nicht zu vernachlässigen, wenn eine extrem dünne SOI-Schicht gebildet wird, die immerhin nur 100 nm dick ist.
    • – Die hergestellte SOI-Schicht kann eine schlechte Kristallinität aufweisen aufgrund der Verwendung einer Filmbildungstechnik, die Ionenimplantation und epitaxiales oder heteroepitaxiales Wachstum auf einer Si-Schicht, die intensiv mit B dotiert ist, einsetzt. Zusätzlich kann die geklebte Oberfläche des Substrates eine Grad an Glätte zeigen, der im Vergleich zu der eines konventionellen Si-Wafers schlechter ist (C. Harendt, et al., J. Elect. Matter, Band 20, 267 (1991), H. Baumgart, et al., Extended Abstract of ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding (erweiterte Zusammenfassung des ersten internationalen Symposiums für Waferkleben der ECS), Seite 733 (1991), C. E. Hunt, Extended Abstract of ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding, Seite 696 (1991). Darüber hinaus besteht ein Prob lem darin, dass die Selektivität der selektiven Ätztechnik stark von Konzentrationsunterschieden unter den Verunreinigungen, wie zum Beispiel Bor, die im Substrat enthalten sind, und der Steilheit des Konzentrationsprofils der Verunreinigungen entlang der Tiefe des Substrates abhängt. Deshalb wird, wenn das Klebungstempern bei hoher Temperatur durchgeführt wird, um die Klebefestigkeit der Schichten zu verbessern, und das epitaxiale Wachstum auch bei hoher Temperatur durchgeführt wird, um die Kristallinität der SOI-Schicht zu verbessern, und dadurch das Konzentrationsprofil der Verunreinigungen entlang der Tiefe flacher wird, die Selektivität der Ätzoperation verringert. Einfach ausgedrückt stellen die Verbesserung der Ätzselektivität und damit die der Kristallinität und die Verbesserung der Klebefestigkeit einander widersprechende Erfordernisse dar, die nicht gleichzeitig erfüllt werden können.
  • Unter diesen Umständen schlugen die Autoren der vorliegenden Erfindung in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 5-21338 ein neues Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes vor. Gemäß dieser Erfindung ist das vorgeschlagene Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
    • – Bildung eines Gegenstandes durch Anordnen einer nichtporösen, einkristallinen Halbleiterregion auf einer porösen, einkristallinen Halbleiterregion;
    • – Kleben der Oberfläche eines Materials, das ein Isolationsmaterial auf seiner Oberfläche trägt, auf die entsprechende Oberfläche der porösen, einkristallinen Halbleiterregion; und
    • – nachfolgendes Entfernen der porösen, einkristallinen Halbleiterregion durch Ätzen.
  • T. Yonehara et al., die Autoren der vorliegenden Erfindung, berichteten auch über ein geklebtes SOI, das hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der gleichmäßigen Filmdicke und der Kristallinität aufweist und angepasst ist an die Chargenverarbeitung (T. Yonehara et al., Appl. Phys. Lett., Band 6, 2108 (1994)). Im Folgenden wird das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines geklebten SOIs unter Bezug auf 4A bis 4C der beigefügten Zeichnungen zusammenfassend beschrieben.
  • Das vorgeschlagene Verfahren verwendet eine poröse Schicht 32, die auf einem ersten Si-Substrat 31 gebildet wird als eine Schicht, die selektiv abgeätzt werden soll. Nach Bildung einer nichtporösen, einkristallinen Si-Schicht 33 auf der porösen Schicht 32 durch epitaxiales Wachstum wird das Substrat an ein zweites Substrat 34 geklebt, wobei eine Si-oxidschicht 35 dazwischen zu liegen kommt (4A). Dann wird die poröse Si-Schicht über die gesamte Oberfläche des ersten Substrates freigelegt, indem das erste Substrat von der Rückseite her abgeschabt wird (4B). Das freigelegte, poröse Si wird dann mit Hilfe einer selektiven Ätzlösen herausgeätzt, die üblicherweise KOH oder HF + H2O2 enthält (4C). Da das selektive Ätzverhältnis der Operation, bei der die poröse Si-Schicht relativ zur massiven Si-Schicht (nicht porösen, einkristallinen Si-Schicht) abgeätzt wird, mit dieser Technik immerhin in die Größenordnung von Hunderttausenden gebracht werden kann, kann die nichtporöse, einkristalline Si-Schicht, die im Voraus auf der porösen Schicht gebildet wurde, auf das zweite Substrat übertragen werden, wodurch ein SOI-Substrat gebildet wird, ohne die Dicke der nichtporösen, einkristallinen Si-Schicht zu verringern. So wird die Einheitlichkeit der Filmdicke des SOI-Substrates während des Schrittes mit dem epitaxialen Wachstum bestimmt. Nach einem Bericht von Sato et al. kann, da ein CVD-System, das auf einen gewöhnlichen Halbleiterprozess angepasst ist, für das epitaxiale Wachstum verwendet werden kann, ein Grad der Einheitlichkeit der Filmdicke von immerhin 100 nm ± 2% verwirklicht werden. Zusätzlich zeigt die epitaxiale Si-Schicht eine hervorragende Kristallinität von etwa 3,5 × 102/cm2.
  • Da die Selektivität einer beliebigen, konventionellen, selektiven Ätztechnik stark von Konzentrationsunterschieden unter den Verunreinigungen, die im Substrat enthalten sind, und der Steilheit des Konzentrationsprofils der Verunreinigungen entlang der Tiefe des Substrates abhängt, wie es vorstehend beschrieben wurde, ist die Temperatur der Wärmebehandlung (für die Klebung, das epitaxiale Wachstum, die Oxidation und dergleichen) auf einen Wert von nur 800°C maximal begrenzt, weil das Verunreinigungskonzentrationsprofil jenseits dieser Temperaturgrenze flacher gemacht wird. Auf der anderen Seite ist die Ätzrate der vorgeschlagenen Ätztechnik hauptsächlich vom strukturellen Unterschied zwischen der porösen Schicht und der massiven Schicht bestimmt, so dass die Wärmebehandlung keiner so krassen Begrenzung unterworfen ist, und Temperaturen von immerhin 1180°C verwendet werden können. Es ist bekannt, dass ein Wärmebehandlungsprozess, der nach der Klebeoperation durchgeführt wird, die Klebefestigkeit zwischen den Wafern bemerkenswert verbessern und die Größe und Anzahl von Fehlstellen, die an der Klebefläche auftreten, bemerkens wert verringern kann. Zusätzlich wird mit einer selektiven Ätzoperation, die auf strukturellen Unterschieden zwischen der porösen Schicht und der massiven Schicht beruht, die Einheitlichkeit des Filmdicke nicht nachteilig durch feine Teilchen, die an der porösen Si-Schicht haften können, beeinträchtigt.
  • Allerdings verlangt ein Halbleitersubstrat, das mit Hilfe eines Klebeprozesses hergestellt wird, unausweichlich wenigstens zwei Wafern als Ausgangsmaterialien, von denen einer im Verlaufe des Polierens und Ätzens im Wesentlichen verbraucht wird, was die begrenzten natürlichen Ressourcen fast umsonst verbraucht. In anderen Worten muss ein SOI-Herstellungsprozess geringe Kosten und ökonomische Machbarkeit zusätzlich zu einem erhöhten Grad der Prozesssteuerbarkeit und einer verbesserten Einheitlichkeit der Filmdicke verwirklichen.
  • Anders ausgedrückt schließen die Erfordernisse eines Verfahrens zur Herstellung eines hochqualitativen SOI-Substrates eine hervorragende Reproduzierbarkeit, ein verbessertes Niveau der Fähigkeit, durch die wiederholte Verwendung des gleichen Wafers Ressourcen zu sparen, und niedrige Herstellungskosten ein.
  • Unter diesen Umständen schlugen die Autoren der vorliegenden Erfindung in der offengelegten, japanischen Patentanmeldung Nr. 7-302889 ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrates vor, in dem ein Paar von Substraten miteinander verklebt und danach von einander getrennt wird mittels einer porösen Schicht, die zwischen den beiden Substraten angeordnet ist, so dass eines der beiden Substrate wieder verwendet werden kann, indem die poröse Substanz entfernt wird, die auf ihm zurückbleibt. Das offenbarte Verfahren wird nun im Folgenden zusammenfassend beschrieben unter Bezug auf 5A bis 5C der beigefügten Zeichnungen.
  • Es umfasst folgende Schritte:
    • – Bildung einer porösen Schicht 42 durch Umwandeln einer Oberflächenschicht eines ersten Si-Substrates 41 in einen porösen Zustand
    • – Bilden einer einkristallinen Si-Schicht 43 auf der porösen Schicht,
    • – Kleben der einkristallinen Si-Schicht an die Hauptoberfläche eines zweiten Si-Substrates 44, wobei eine Isolationsschicht 45 dazwischen eingebracht ist (5A).
  • Es umfasst weiter Schritte, bei denen die Wafer getrennt werden, die so zusammengeklebt sind, dass die poröse Schicht dazwischen angeordnet ist ( 5B), und die offen liegende, poröse Si-Schicht auf der Oberfläche des zweiten Si-Substrates entfernt wird, wodurch ein SOI-Substrat (5C) hergestellt wird. Bei diesem Verfahren kann das erste Substrat 41 wieder verwendet werden, nachdem die restliche, poröse Schicht entfernt worden ist. Die zusammengeklebten Wafer können typischerweise mit Hilfe einer der folgenden Techniken voneinander getrennt werden:
    • – Aufbringen einer ausreichend starken Zug- oder Druckkraft auf eine, Oberfläche der kombinierten Wafer entlang einer Richtung senkrecht zur Oberfläche
    • – Einbringen von Schwingungsenergie in der Form einer Ultraschallwelle oder dergleichen in die kombinierten Wafer;
    • – dafür Sorge Tragen, dass die poröse Schicht an einer Endoberfläche der kombinierten Wafer offen liegt, Abätzen der porösen Si-Schicht in einem gewissen Ausmaß und Einbringen der Kante einer Klinge;
    • – dafür Sorge Tragen, dass die poröse Schicht an einer Endoberfläche der Wafer voll offen liegt, Tränken der porösen Si-Schicht mit Flüssigkeit, die aus Wasser bestehen kann, und dafür Sorge Tragen, dass die Flüssigkeit sich ausdehnt, indem die kombinierten Wafer als Ganzes erhitzt oder abgekühlt werden; und
    • – Einbringen einer Kraft in das erste (oder zweite) Substrat entlang einer Richtung parallel zum zweiten (oder ersten) Substrat, um die poröse Si-Schicht zu zerstören.
  • Die vorstehend aufgeführten Techniken beruhen auf der Idee, dass die mechanische Festigkeit der porösen Si-Schicht, die von der Porosität der Schicht abhängt, ausreichend niedriger ist als die der massiven Si-Schicht. Als Faustregel zeigt eine poröse Si-Schicht mit einer Porosität von 50% eine mechanische Festigkeit, die etwa halb so groß ist, wie die der entsprechenden massiven Si-Schicht. Kurz gesagt wird, wenn ein Paar von zusammen geklebten Wafern einer Druck-, Zug- oder Scherkraft unterworfen wird, zuerst einmal die poröse Si-Schicht zerstört. Eine poröse Schicht, die einen höheren Porositätsgrad aufweist, kann unter Aufwendung einer geringeren Kraft zerstört werden.
  • Allerdings wurden in Wirklichkeit Bemühungen unternommen, die Porosität der Oberflächenschicht des porösen Si zu verringern, um ein hervorragendes epitaxiales Wachstum zu verwirklichen, ausgedrückt als Qualität der Vorrichtung, die auf dem SOI-Substrat gebildet wird, während die Porosität im Inneren der porösen Si erhöht wurde, um die mit einander verklebten Wafer leicht abtrennen zu können. So ist es, wie in einem Beispiel beschrieben wird, das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-302889 offenbart ist, bekannte Praxis, die Porosität der porösen Si-Schicht zu ändern, indem der elektrische Strom eingestellt wird, der im Anodisierungsprozess verwendet wird.
  • Auf der anderen Seite offenbart die vorstehend genannte, offengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 7-302889, dass ein Substrat, das zur Herstellung eines Halbleitersubstrates verwendet worden ist, zur Herstellung eines anderen Halbleitersubstrates wieder verwendet werden kann, und deshalb stellt es eine sehr nützliche Technik zur Verringerung der Herstellungskosten für Halbleitersubstrate dar.
  • Insbesondere offenbart die offengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 7-302889 eine Technik, die Anodisierung zur Überführung eines Siliciumsubstrates in einen porösen Zustand einsetzt. In einer Fertigungslinie, in der eine größere Zahl Siliciumsubstrate einheitlich in den porösen Zustand überführt werden müssen, muss der spezifische Widerstand des Substrates genau eingestellt werden, weil ein Anodisierungsprozess eine anodische Reaktion des Siliciums ausnutzt. Allerdings ist ein Siliciumsubstrat, das einen definierten spezifischen Widerstand aufweist, teuer, und deshalb können die Kosten zur Herstellung eines SOI-Substrates erheblich verringert werden, wenn es hergestellt werden kann, ohne dass sein spezifischer Widerstand berücksichtigt werden muss.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände besteht deshalb eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes bereitzustellen, das einen Schritt umfasst, bei dem ein Paar von Substraten miteinander verklebt wird, wobei ein Teil der Substrate als Rohmaterial für die Herstellung eines anderen Halbleitergegenstandes wieder verwendet werden kann.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes, das hier betrachtet wird, ist ein Verfahren der Art, wie sie in Patent Abstracts of Japan (Patenzusammenfassungen von Japan), Band 96, Nr. 3, 29 März 1996 und in der offengelegten, japanischen Patentanmeldung JP-07-302889 beschrieben ist, und umfasst folgende Schritte:
    • – Bildung einer Schicht mit hoher Konzentration an Verunreinigungen mit einer Verunreinigungskonzentration im Bereich von 5,0 × 1016/cm3 bis 5,0 × 1020/cm3 auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrates, wobei als Dotiermittel ein Element verwendet wird, das den Leitfähigkeitstyp der Schicht bestimmt;
    • – Bildung einer porösen Siliciumschicht in der Oberfläche des Siliciumsubstrates durch Anodisierung;
    • – Herstellung eines ersten Substrates durch Bildung einer nicht porösen Halbleiterschicht auf der porösen Siliciumschicht;
    • – Zusammenkleben des ersten Substrates und eines zweiten Substrates zur Herstellung einer mehrschichtigen Struktur, wobei die nicht poröse Siliciumschicht sandwichartig zwischen dem Siliciumsubstrat und dem zweiten Substrat liegt;
    • – Aufspalten dieser Mehrschichtstruktur an der porösen Siliciumschicht; und
    • – Entfernen des zurückbleibenden Teils der porösen Siliciumschicht, der auf der nicht porösen Halbleiterschicht zurückbleibt.
  • Dieses Verfahren ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass:
    der Schritt zur Bildung der porösen Siliciumschicht durch Anodisierung so durchgeführt wird, dass die poröse Siliciumschicht bis zu einer Tiefe gebildet wird, welche die Tiefe der Schicht mit hoher Konzentration an Verunreinigungen übersteigt.
  • Es ist möglich, das Substrat, das durch Entfernen des zurückgebliebenen Teils der porösen Schicht, die auf dem abgetrennten ersten Substrat zurückgeblieben ist, erhalten wird, als Material eines anderen ersten Substrates oder eines anderen zweiten Substrates zur Verwendung im vorstehend genannten Verfahren wieder zu verwenden.
  • Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes wird, nachdem die Region mit hoher Konzentration an Verunreinigung an der Oberfläche des Siliciumsubstrates gebildet wurde, eine poröse Siliciumschicht in einer Region gebildet, die die Verunreinigungsregion einschließt. So kann ein gewünschter Wert für die Konzentration des Elementes (Verunreinigungskonzentration, wie dieser Wert im Allgemeinen auf dem Gebiet der Halbleiterindustrie genannt wird) ausgebildet werden, der in der Lage ist, die Leitfähigkeit in der Verunreinigungsregion einzustellen, was die Grundlage zur Erzeugung einer porösen Siliciumschicht bildet. Mit anderen Worten kann ein relativ billiger Siliciumwafer oder ein regenerierter Wafer, der keinen festgelegten spezifischen Widerstand aufweist, für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, wo ein Siliciumsubstrat mit einem festgelegten, spezifischen Widerstand verwendet wird (der Begriff „ein regenerierter Wafer", wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf einen Wafer, der durch Polieren und Entfernen der Oberflächenschicht eines Monitorwafers, der in einem IC-Prozess verwendet wird, oder eines Wafers, der auf seiner Oberfläche eine oder mehr als eine fehlerhafte Vorrichtung trägt, in dem Maße, dass der Wafer in einem IC-Prozess wieder verwendet werden kann). Deshalb kann mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes ein Halbleitergegenstand zu Kosten hergestellt werden, die weit geringer sind als die Kosten seiner Herstellung mit Hilfe eines beliebigen, bekannten Herstellungsverfahrens. Zusätzlich ist die Region der porösen Siliciumschicht außerhalb der Verunreinigungsregion strukturell weit mehr zerbrechlich als die Verunreinigungsregion, die porös ist, so dass sie sehr leicht im Spaltprozess zerstört werden kann und das erste und das zweite Substrat voneinander leicht und zuverlässig getrennt werden können. Mit anderen Worten kann eine zerbrechliche Struktur innerhalb der porösen Siliciumschicht hergestellt werden, ohne den elektrischen Strom im Verlaufe des Prozesses zur Bildung der porösen Siliciumschicht zu ändern. So können mehrere poröser Siliciumschichten automatisch und aufeinander folgend hergestellt werden, ohne die Anodisierungsbedingungen zu ändern, so dass die an der Oberfläche liegende, poröse Siliciumschicht zur Bildung einer hochqualitativen, epitaxialen Schicht verwendet werden kann, während die darunter liegende, poröse Siliciumschicht wirksam als Trennschicht dienen kann.
  • Entsprechende Verunreinigungsregionen können mit Hilfe einer Diffusionstechnik sowohl auf der Hauptoberfläche als auch auf der rückseitigen Oberfläche des Siliciumsubstrates gebildet werden. Mit einem Siliciumwafer, der eine Diffusionsregion auf beiden seiner einander gegenüberliegenden Oberflächen trägt, kann der elektrische, spezifische Widerstand zwischen der rückseitigen Oberfläche des Wafers und der „+"-Elektrode verringert werden zur Bildung einer porösen Schicht mit dem großen Vorteil, dass dadurch das Fließen eines einheitlichen Stromes entlang der Oberfläche des Wafers verursacht wird, so dass eine poröse Siliciumschicht mit einer sehr einheitlichen Dichte gebildet werden kann. Während eine Technik, wie zum Beispiel Ionenimplantation oder epitaxiales Wachstum, alternativ zur Bildung einer Region mit hoher Konzentration an Verunreinigungen (insbesondere der P+-Schicht) verwendet werden kann, sind diese Techniken im Gegensatz zur Diffusionstechnik nur wirksam zur Behandlung nur einer der einander gegenüberliegenden Oberflächen eines Substrates und können deswegen nicht verwendet werden, um eine P+-Schicht auf der Rückseite des Substrates herzustellen. Zusätzlich sind diese Techniken teuer im Vergleich zur Diffusionstechnik, obwohl sie nur eine der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Substrates behandeln können. Anders ausgedrückt weist eine Diffusionstechnik den Vorteil auf, dass sie beide der einander gegenüberliegenden Oberflächen eines Substrates bei relativ niedrigen Kosten behandeln kann.
  • Zusätzlich ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes wirksam bei der Herstellung einer hochkristallinen, einkristallinen Halbleiterschicht auf einer Oberfläche eines zweiten Substrates, das aus einem isolierenden Substrat hergestellt sein kann und das deshalb hervorragend für die Herstellung von Halbleitergegenständen im Hinblick auf Produktivität, Einheitlichkeit, Steuerbarkeit und Kosten eingesetzt werden kann.
  • Schließlich ist ein Halbleitergegenstand, der mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, weniger teuer, und kann deshalb wirksam ein teures SOS oder SIMOX beim Verfahren zur Herstellung eines integrierten Schaltkreises mit SOI-Struktur im Großmaßstab ersetzen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A, 1B, 1C, 1D und 1E sind schematische, seitliche Querschnittansichten eines Halbleitergegenstandes, der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wurde, zur Veranschaulichung der verschiedenen Herstellungsschritte in einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2A, 2B, 2C, 2D und 2E sind schematische, seitliche Querschnittansichten eines Halbleitergegenstandes, der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wurde, zur Veranschaulichung der verschiedenen Herstellungsschritte in einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Ofens, der verwendet werden kann zur Bildung einer Diffusionsregion zum Zweck der Erfindung.
  • 4A, 4B und 4C sind schematische, seitliche Querschnittansichten eines Halbleitergegenstandes, der durch ein erstes, bekanntes Verfahren hergestellt wird.
  • 5A, 5B und 5C sind schematische, seitliche Querschnittansichten eines Halbleitergegenstandes, der durch ein zweites, bekanntes Verfahren hergestellt wird.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Jetzt wird die Erfindung genauer bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen und verschiedenen Durchführungsphasen der Erfindung beschrieben. Es wird allerdings darauf hingewiesen, dass die Erfindung in keiner Weise darauf begrenzt ist und beliebige andere Ausführungsformen der Verwirklichung der Erfindung abdeckt, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden können.
  • Herstellung einer Diffusionsregion
  • Für den Zweck der Erfindung bezieht sich ein Element, das darauf angepasst ist, mit Hilfe einer Diffusionstechnik in ein Siliciumsubstrat eindiffundiert zu werden und in der Lage ist, den Leitfähigkeitstyp einzustellen, auf ein Element, das üblicherweise mit einer Technik zur Herstellung eines Halbleitermaterials verwendet wird und aus den Elementen ausgewählt werden kann, die in Tabelle 1 im Folgenden aufgezählt sind.
  • Tabelle 1 Elemente, die in der Lage sind, den Leitfähigkeitstyp einzustellen
    Figure 00170001
  • Die Diffusionstechnik, die zum Zweck der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist bevorzugt angepasst, um ein Element in ein Siliciumsubstrat einzudiffundieren, das in der Lage ist, den Leitfähigkeitstyp einzustellen. Diffusionstechniken, die zum Zweck der Erfindung verwendet werden können, schließen die ein, die in Tabelle 2 im Folgenden aufgezählt sind.
  • Tabelle 2 Techniken zum Eindiffundieren eines Elementes
    Figure 00170002
  • Für den Zweck der Erfindung wird eine poröse Schicht innerhalb einer Diffusionsregion leichter gebildet, wenn die Diffusionsregion vom P-Typ ist als wenn sie vom N-Typ ist. Im Hinblick auf diese Tatsache sind Techniken, die zur Diffusion von B (Bor) verwendet werden können, in Tabelle 3 im Folgenden aufgeführt.
  • Tabelle 3 Techniken für die Diffusion von Bor
    Figure 00180001
  • Mit jeder der in Tabelle 3 aufgeführten Techniken wird das Element, das aus der Quelle bereitgestellt wird, in ein Siliciumsubstrat hinein diffundiert, und zwar mit Hilfe einer Wärmebehandlungsoperation, die in einem „Ofen" durchgeführt wird.
  • Zum Beispiel wird die Diffusionstechnik unter Verwendung eines rotationsbeschichteten Filmes in der Weise ausgeführt, wie es im Folgenden beschrieben ist.
  • Zuerst wird eine Mischung aus B2O3, einem organischen Bindemittel und einem Lösungsmittel gleichmäßig auf ein Siliciumsubstrat (Wafer) mit Hilfe einer Rotationsbeschichtungseinrichtung aufgebracht. Die aufgebrachte Mischung wird getrocknet und getempert, wodurch sich ein B2O3-Film auf dem Siliciumsubstrat bildet. Danach wird das Siliciumsubstrat in einen Ofen gebracht, der einen Aufbau aufweist, wie er in 3 dargestellt ist, und einem Wärmebehandlungsprozess unterworfen, bei dem Boratome (B) in das Substrat hinein diffundieren. In 3 bezeichnet die Bezeichnungszahl 301 den Ofen und die Bezeichnungszahl 302 eine Heizeinrichtung. Das Siliciumsubstrat 100 ist auf einer seiner Oberflächen mit einem B2O3-Film beschichtet. So können Boratome (B) in das Siliciumsubstrat eindiffundieren, indem das Substrat im Ofen auf 900 bis 1300°C erhitzt wird. Man beachte, dass eine Diffusionsregion nicht nur auf der Oberfläche, die den B2O3-Film trägt, sondern auch auf der gegenüber angeordneten Oberfläche des Substrates gebildet wird, sobald ein anderes Siliciumsubstrat, das auf seiner Oberfläche einen B2O3-Film trägt, im Ofen mit der Oberfläche, die den B2O3-Film trägt, gegenüber der Oberfläche des ersten Substrates, die keinen B2O3-Film trägt, angeordnet wird, weil der B2O3-Film des zweiten Substrates als Quelle zur Bereitstellung von B2O3 wirkt.
  • Eine Diffusionsschicht wird auf beiden der einander gegenüberliegend angeordneten Oberflächen des Siliciumsubstrates gebildet und das hat Vorteile, weil dadurch der Kontaktwiderstand zwischen dem Substrat und der HF-Lösung, die im Anodisierungsprozess zur Bildung einer porösen Siliciumschicht in der Diffusionsregion verwendet wird, verringert werden kann.
  • Für die Zwecke der Erfindung liegt die Konzentration des Elementes, das in der Diffusionsregion enthalten ist und in der Lage ist, den Leitfähigkeitstyp einzustellen, im Allgemeinen zwischen 5,0 × 1016/cm3 und 5,0 × 1020/cm3, bevorzugt zwischen 1,0 × 1017/cm3 und 2,0 × 1020/cm3, und besonders bevorzugt zwischen 5,0 × 1017/cm3 und 1,0 × 1020/cm3 im Hinblick auf den Prozess zur Herstellung des porösen Siliciums mittels Umwandlung und die Eigenschaften des epitaxialen Filmes, der auf der porösen Siliciumschicht gebildet wird.
  • Für den Zweck der Erfindung ist die Dicke der Diffusionsregion einstellbar, indem die Temperatur und die Dauer des Wärmebehandlungsprozesses eingestellt werden. Sie liegt im Allgemeinen zwischen 10 nm (100 Å und 100 μm, bevorzugt zwischen 50 nm (500 Å) und 50 μm und besonders bevorzugt zwischen 500 nm (5000 Å und 30 μm. Allerdings ist es nicht notwendigerweise erforderlicht, eine dicke Diffusionsregion zu bilden, weil der Prozess der Umwandlung derselben in einen porösen Zustand, der dem Prozess der Bildung der Diffusionsregion folgt, sich leicht über die Diffusionsregion hinaus ausbreiten kann.
  • Für den Zweck der Erfindung kann grundsätzlich jedes beliebige, einkristalline Siliciumsubstrat (Siliciumwafer) als Siliciumsubstrat verwendet werden, auf dem die Diffusionsregion gebildet wird. Allerdings kann im Hinblick auf die Herstellung eines Halbleitersubstrates bei niedrigen Kosten ein Siliciumsubstrat mit einem nicht festgelegten, elektrischen Widerstand, ein Monitorwafer, der in einem IC-Prozess verwendet wurde, oder ein regenerierter Wafer, der erhalten wird, indem die Oberflächenschicht eines Substrates, das auf seiner Oberfläche eine oder mehr als eine fehlerhafte Vorrichtung trägt, in einem solchen Maße poliert wird, dass sie für einen IC-Prozess wieder verwendet werden kann, vorteilhaft für den Zweck der Erfindung eingesetzt werden.
  • Herstellung von porösem Silicium
  • Poröses Si wurde erstmals im Jahr 1956 von Uhlir et al. gefunden, die ein Verfahren zum Elektropolieren eines Halbleitermaterials untersuchten (A. Uhlir, Bell Syst. Tech. J., Band 35, 333 (1956). Poröses Silicium kann hergestellt werden durch Anodisieren eines Si-Substrates in einer HF-Lösung. Unagami berichtet als Ergebnis seiner Untersuchung über die Auflösungsreaktion von Si in einem Si-Anodisierungsprozess, dass das Vorhandensein von positiven Löchern (e+) für die Anodisierung von Si erforderlich ist und die Reaktion in der Weise abläuft, wie es im Folgenden beschrieben ist (T. Unagami, J. Electrcochem. Soc., Band 127, 476 (1980)): Si + 2HF + (2 – n)e+ → SiF2 + 2H + ne– SiF2 + 2HF → SiF4 + H2 SiF4 + 2HF → H2SiF6 oder Si + 4HF + (4 – λ)e+ → SiF4 + 4H+ + λe– SiF4 + 2HF → H2SiF6 worin e+ und e– jeweils ein positives Loch und ein Elektron darstellen und n und λ jeweils die Anzahl der Löcher darstellen, die erforderlich sind, um ein einzelnes Si-Atom zu lösen. Der Bericht besagt, dass poröses Si gebildet wird, wenn diese Bedingungen erfüllt sind:
    n > 2 oder
    λ > 4
  • Obwohl eine Schlussfolgerung, die aus dem vorstehend Gesagten gezogen werden kann, die sein könnte, dass Si vom P-Typ unter der Existenz von Löchern porös gemacht werden kann, während Si vom N-Typ nicht porös gemacht werden kann, können in Wirklichkeit unter bestimmen Bedingungen sowohl Si vom N-Typ als auch Si vom P-Typ porös gemacht werden.
  • Für den Zweck der Erfindung kann einkristallines, poröses Si durch Anodisieren eines einkristallinen Si-Substrates typischerweise in einer HF-Lösung gebildet werden. Eine poröse Si-Schicht zeigt eine Schwammstruktur, bei der Poren mit einem Durchmesser zwischen 10–1 und 10 nm in Abständen von 10–1 bis 10 nm angeordnet sind. Die Dichte von porösem Si kann auf Werte zwischen 2,1 und 0,6 g/cm3 eingestellt werden, indem die Konzentration der HF-Lösung zwischen 50% und 20% eingestellt wird und/oder indem die Stromdichte eingestellt wird, im Gegensatz zur Dichte des einkristallinen Si, die 2,33 g/cm3 beträgt. Mit anderen Worten ist die Porosität des porösen Si einstellbar. Während poröses Si dazu gebracht werden kann, eine Dichte aufzuweisen, die weniger als die Hälfte derjenigen des einkristallinen Si beträgt, behält es die Eigenschaften als einkristallines Si bei, so dass durch epitaxiales Wachstum eine einkristalline Si-Schicht auf einer porösen Si-Schicht gebildet werden kann.
  • Eine poröse Si-Schicht weist eine Dichte auf, die geringer ist als die Dichte einer einkristallinen Si-Schicht, weil sie eine große Anzahl von Hohlräumen im Inneren enthält. Infolgedessen zeigt eine poröse Si-Schicht eine dramatisch vergrößerte Oberfläche im Vergleich zum eingenommenen Volumen. Das bedeutet, dass eine poröse Si-Schicht mit einer Geschwindigkeit angeätzt werden kann, die bei Weitem größer ist als die Geschwindigkeit, mit der eine gewöhnliche, einkristalline Si-Schicht normalerweise angeätzt wird.
  • Während poröses Si eine mechanische Festigkeit aufweist, die abhängig von seiner Porosität schwankt, darf man annehmen, dass sie geringer ist als die von massivem Si. Wenn zum Beispiel eine poröse Si-Schicht eine Porosität von 50% aufweist, liegt man auf der sicheren Seite, wenn man annimmt, dass seine mechanische Festigkeit etwa halb so groß ist, wie die einer vergleichbaren, massiven Si-Schicht. Mit anderen Worten, wenn ein Wafer, der durch Verkleben eines Paares von Substraten gebildet wurde, einer Druck-, Zug- oder Scherkraft ausgesetzt wird, wird die poröse Si-Schicht, die zwischen den Substraten angeordnet ist, zuerst zerstört. Wenn die Schicht eine große Porosität aufweist, wird sie mit mühelos zerstört.
  • Wie im dem Abschnitt „Herstellung einer Diffusionsregion" ausgeführt, kann der Prozess der Überführung einer Diffusionsregion in den porösen Zustand leicht über die Diffusionsregion hinaus ausgedehnt werden. Für den Zweck der Erfindung liegt die Dicke der porösen Schicht im Allgemeinen zwischen 1 und 150 μm, bevorzugt zwischen 2 und 80 μm und besonders bevorzugt zwischen 5 und 50 μm im Hinblick auf die Zeit, die zur Bildung der porösen Schicht erforderlich ist, und den gewünschten Grad der Zerbrechlichkeit der porösen Schicht.
  • Nicht poröse Halbleiterschicht
  • Für den Zweck der Erfindung kann eine nicht poröse Halbleiterschicht bevorzugt unter Verwendung eines Materials, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einkristallinem Si, polykristallinem Si, nicht kristallinem Si und Verbindungshalbleitern, die GaAs, InP, GaAsP, GaAlAs, InAs, AlGaSb, InGaAs, ZnS, CdSe, CdTe und SiGe einschließen, gebildet werden. Eine nicht poröse Halbleiterschicht, die für den Zweck der Erfindung verwendet werden kann, kann hauptsächlich einen oder mehr als einen FET (Feldeffekttransistor) enthalten.
  • Erstes Substrat
  • Zum Zweck der Erfindung stellt das erste Substrat ein Siliciumsubstrat dar, das eine poröse Siliciumschicht enthält und eine nicht poröse Halbleiterschicht trägt, die auf der porösen Siliciumschicht angeordnet ist. Sie kann hergestellt werden, indem eine nicht poröse Halbleiterschicht auf der porösen Siliciumschicht im Siliciumsubstrat gebildet wird, oder indem eine poröse Siliciumschicht in einem Teil des Siliciumsubstrates gebildet wird, das in sich ein nicht poröses Halbleitersubstrat enthält.
  • Eine nicht poröse Halbleiterschicht kann auf einer porösen Siliciumschicht typischerweise mit Hilfe einer CVD-Technik gebildet werden, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Vakuum-CVD, Plasma-CVD, Foto-CVD und MO-CVD (metallorganisches CVD), einer Sputtertechnik (einschließlich der Sputtertechnik unter Einsatz einer Vorspannung), einer epitaxialen Züchtungstechnik unter Einsatz eines Molekularstrahles oder einer Flüssigphasenzüchtungstechnik.
  • Zweites Substrat
  • Zum Zweck der Erfindung kann das zweite Substrat, auf das die nicht poröse Halbleiterschicht vom ersten Substrat aus übertragen wird, ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus einem Halbleitersubstrat, wie zum Beispiel einem einkristallinen Siliciumsubstrat, einem Halbleitersubstrat, das einen Isolationsfilm, wie zum Beispiel einen Oxidfilm (einschließlich einem thermisch oxidierten Film) oder einen Nitridfilm, auf seiner Oberfläche trägt, einem lichtdurchlässigen Substrat, wie zum Beispiel einem Siliciumoxidglassubstrat oder einem Glassubstrat, einem Metallsubstrat und einem isolierenden Substrat, das typischerweise aus Aluminiumoxid hergestellt ist, abhängig von der Anwendung des letztendlich hergestellten Halbleitergegenstandes.
  • Kleben
  • Zum Zweck der Erfindung kann das erste Substrat, das eine poröse Siliciumschicht und eine nicht poröse Halbleiterschicht umfasst, fest an ein zweites Substrat geklebt werden, um eine Mehrschichtstruktur herzustellen (in der Art, dass die nicht poröse Halbleiterschicht im Inneren angeordnet ist). Für den Zweck der Erfindung bezieht sich eine Mehrschichtstruktur mit einer im Inneren angeordneten, nicht porösen Halbleiterschicht nicht nur auf eine Struktur, die durch Kleben der nicht porösen Halbleiterschicht des ersten Substrates direkt auf das zweite Substrat erhalten wird, sondern auch auf eine Struktur, die erhalten wird, indem die nicht poröse Halbleiterschicht des ersten Substrates, die auf ihrer Oberfläche eine Isolationsfilm, wie zum Beispiel einen Oxidfilm, einen Nitridfilm oder irgendeinen anderen Film trägt, an ein zweites Substrat geklebt wird. Mit anderen Worten bezieht sich eine Mehrschichtstruktur mit einer in ihrem Inneren angeordneten, nicht porösen Halbleiterschicht auf eine Struktur, bei der die nicht poröse Halbleiterschicht relativ zur porösen Siliciumschicht im Inneren angeordnet ist.
  • Zum Zweck der Erfindung kann das erste und das zweite Substrat typischerweise bei Raumtemperatur fest aneinander geklebt werden, indem ihre Klebeoberflächen geglättet werden. Zusätzlich können Techniken, die anodisches Kleben, Verpressen und Wärmebehandlung einschließen, angemessen verwendet werden, um die Klebestärke zu verbessern.
  • Spalten der Mehrschichtstruktur
  • Da die poröse Siliciumschicht, die außerhalb der Diffusionsregion gebildet wurde, brüchig ist im Vergleich zu der porösen Siliciumschicht, die im Inneren der Diffusionsregion gebildet wurde, und kann deshalb beim Prozess der Trennung des ersten und des zweiten Substrates leicht zerstört werden, so dass die beiden Substrate leicht voneinander getrennt werden können. Spezifische Techniken, die zur Aufspaltung der Mehrschichtstruktur verwendet werden können, schließen ein Das Anwenden einer externen Kraft, die als Druck-, Zug- oder Scherkraft einwirken kann, das Anwenden einer inneren Kraft durch Oxidieren und Ausdehnen des porösen Siliciums, das Erzeugen von Wärmespannung durch Anwenden von pulsierender Hitze auf die Mehrschichtstruktur und schlichtes Aufweichen der porösen Siliciumschicht, wie auch andere geeignete Techniken.
  • Entfernen der porösen Schicht
  • Nach Auftrennen der Mehrschichtstruktur, die durch Verkleben des ersten und des zweiten Substrates entlang der porösen Si-Schicht hergestellt wurde, kann das restliche, poröse Si, das auf den Substraten zurückbleibt, selektiv entfernt werden auf der Grundlage der Tatsache, dass die poröse Si-Schicht eine geringe mechanische Festigkeit und eine große Oberfläche aufweist. Verfahren, die verwendet werden können, um das zurückbleibende, poröse Si selektiv zu entfernen, schließen mechanische Techniken, wie zum Beispiel Schaben und Polieren, chemisches Ätzen unter Verwendung einer Ätzlösung und Ionenätzen (wie zum Beispiel reaktives Ionenätzen) ein.
  • Ätzlösungen, die für einen Ätzprozess verwendet werden können, der das poröse Si mit Hilfe einer Ätzlösung entfernt, schließen neben einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid auch Flusssäure, eine Mischlösung, die erhalten wird, indem Alkohol zu Flusssäure gegeben wird, eine Mischlösung, die erhalten wird, indem Alkohol und wässriges Wasserstoffperoxid zu Flusssäure gegeben wird, gepufferte Flusssäure, eine Mischlösung, die erhalten wird, indem Alkohol zu gepufferter Flusssäure gegeben wird, eine Mischlösung, die erhalten wird, indem wässriges Wasserstoffperoxid zu gepufferter Flusssäure gegeben wird, eine Mischlösung, die erhalten wird, indem Alkohol und wässriges Wasserstoffperoxid zu gepufferter Flusssäure ge geben wird, und eine Mischlösung aus Flusssäure, Salpetersäure und Essigsäure ein.
  • Der Halbleitergegenstand, der die übertragene, nicht poröse Halbleiterschicht aufweist, kann bevorzugt in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre wärmebehandelt werden, nachdem die poröse Schicht selektiv entfernt wurde, um die Flachheit der nicht porösen Halbleiterschicht zu verbessern.
  • Im Folgenden wird die Erfindung beschrieben unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen.
  • Erste Ausführungsform der Erfindung
  • In dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine P+-Schicht 12 durch Diffusion auf der Hauptoberfläche eines einkristallinen Siliciumsubstrates 11 gebildet (1A). Danach wird die P+-Schicht auf der Hauptoberfläche in einen porösen Zustand überführt bis zu einer Tiefe, die größer ist als die Dicke der P+-Schicht, um eine poröse P+-Siliciumschicht 13 und eine darunter liegende, poröse Siliciumschicht 14 herzustellen (1B). Dann wird wenigsten ein einzelner, nicht poröser Dünnfilm 15 auf der porösen P+-Siliciumschicht 13 gebildet. Jetzt ist das erste Substrat fertig gestellt. Der nicht poröse Dünnfilm 15 kann einkristallines Si, polykristallines Si, nicht kristallinen Si, einen Metallfilm, einen Verbindungshalbleiterdünnfilm oder einen supraleitenden Dünnfilm umfassen. Die Klebeschnittfläche kann von der aktiven Schicht getrennt werden, indem bevorzugt zusätzliche ein zu oberst liegende SiO2-Schicht gebildet wird. Unter Bezug auf 1C wird eine Oberfläche des zweiten Substrates 16 und eine entsprechende Oberfläche des ersten Substrates miteinander in engen Kontakt gebracht, so dass sie zusammengeklebt werden können, um eine Mehrschichtstruktur herzustellen, bei welcher der nicht poröse Dünnfilm 15 im Inneren angeordnet ist. Danach kann die Bindungsfestigkeit zwischen den beiden Substraten, wenn es angemessen erscheint, mit Hilfe eines anodischen Klebens, einer Druckanwendung, einer Wärmebehandlung oder einer Kombination aus beliebigen dieser Techniken verstärkt werden.
  • Wenn eine einkristalline Si-Schicht durch Abscheidung hergestellt wird, wird bevorzugt, üblicherweise durch thermische Oxidation, Siliciumoxid auf der Oberfläche der einkristallinen Si-Schicht gebildet, bevor die Substrate miteinander verklebt werden. Das zweite Substrat kann ein beliebiger der vorstehend aufgeführten Kandidaten sein. Während 1C ein zweites Substrat darstellt, das an ein erstes Substrat so angeklebt worden ist, dass eine Isolationsschicht 17 zwischen ihnen angeordnet ist, kann die Isolationsschicht 17 weggelassen werden, wenn der nicht poröse Dünnfilm 15 oder das zweite Substrat nicht aus Si hergestellt sind. Eine dünne Isolationsfüllschicht kann zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordnet werden, wenn sie zusammengeklebt werden.
  • Wenn der nicht poröse Dünnfilm aus epitaxial gezüchtetem, einkristallinem Silicium oder einem anderen, ähnlichen Material hergestellt ist, können die Poren im Inneren der porösen Si-Schicht neu angeordnet und geschlossen werden, wodurch die Ätzfähigkeit der porösen Si-Schicht während des Ätzens verringert wird, wenn sie während des Prozesses des epitaxialen Wachstums oder in einem darauf folgenden Prozess einer Wärmebehandlung unterworfen wird. Um dieses Problem zu vermeiden und die Strukturstabilität der porösen Schicht zu verbessern, wird die poröse Si-Schicht bevorzugt einer vorgeschalteten Wärmebehandlungsoperation unterworfen, die bei einer Temperatur zwischen 200 und 700°C durchgeführt wird, wodurch ein dünner Oxidfilm auf der Wandoberfläche der Poren gebildet (während die Eigenschaften des porösen, einkristallinen Siliciums beibehalten werden) und jede mögliche Neuanordnung der Poren verhindert wird.
  • Ein Schritt, wie er im Folgenden beschrieben wird, kann eingesetzt werden, um einen epitaxialen Siliciumfilm herzustellen, der im Wesentlichen frei von Fehlern ist.
  • Während ein poröse Si-Schicht die Struktur des einkristallinen Siliciums beibehält, kann der epitaxiale Siliciumfilm, der auf der Oberfläche gebildet wird, Fehler aufweisen, die den zahlreichen Poren zuzuordnen sind, die auf der Oberfläche der porösen Si-Schicht existieren. Deshalb kann es eine gute Idee sein, die Oberfläche der porösen Si-Schicht, die in Kontakt mit dem epitaxialen Film gebracht wird, mit Hilfe von einkristallinem Si hermetisch zu verschließen.
  • Eine Technik, die zum hermetischen Verschließen der Oberfläche der porösen Si-Schicht verwendet werden kann, ist eine Wärmebehandlungsoperation, die in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre durchgeführt wird. Als Ergebnis dieser Wärmebehandlung unter Verwendung von Wasserstoff wandern einige der Siliciumatome an der Oberfläche der porösen Si-Schicht, wodurch die Poren, die an der Oberfläche der porösen Si-Schicht offen liegen, hermetisch verschlossen werden. Diese Wärmebehandlungsoperation wird üblicherweise bei einer Temperatur zwischen 500°C und 1300°C und bevorzugt zwischen 900°C und 1300°C durchgeführt.
  • Neben dieser Technik kann es auch wirksam sein, einen Siliciumfilm auf der Oberfläche der porösen Si-Schicht bei einer sehr kleinen Geschwindigkeit zu bilden, indem man Gas, das Siliciumatome enthält, in die Filmbildungskammer strömen lässt, um so die Poren, die an der Oberfläche der Schicht offen liegen, zu schließen.
  • Beim vorstehend beschriebenen Verfahren zum Schließen der Poren, die auf der Oberfläche der porösen Si-Schicht offen liegen, und zum Bilden eines Siliciumfilmes durch epitaxiales Wachstum nach der Bildung eines dünnen Oxidfilmes auf der Oberfläche der Wandungen der Poren, liegt der Einkristall bevorzugt oben auf der porösen Si-Schicht offen, wodurch die Poren wirksam geschlossen werden. Der Einkristall kann offen gelegt werden, indem die obere Oberfläche der porösen Si-Schicht, deren Poren mit dem dünnen Oxidfilm beschichtet wurden, in eine Säure, wie zum Beispiel HF, eingetaucht wird, um den dünnen Oxidfilm zu entfernen, der auf der oberen Oberfläche angeordnet ist.
  • Danach werden die zwei Substrate entlang der porösen Siliciumschicht 14 aufgetrennt (1D). Eine beliebige der vorstehend beschriebenen Techniken kann verwendet werden, um die Substrate aufzutrennen.
  • Während die zwei Substrate hauptsächlich entlang der zerbrechlichen, darunter liegenden, porösen Siliciumschicht 14 aufgetrennt werden können, können sie auch ohne irgendwelche Probleme teilweise oder vollständig entlang der porösen P+-Siliciumschicht 13 aufgetrennt werden.
  • Danach werden die porösen Si-Schichten 13 und 14 selektiv entfernt. Wenn der nicht poröse Dünnfilm aus einkristallinem Si hergestellt ist, werden nur die porösen Si-Schichten 13 und 14 durch nicht elektrolytisches, chemisches Nassätzen weggeätzt, wobei eine Ätzlösung, die für das gewöhnliche Si-Ätzen hergestellt wurde, Flusssäure, die eine Ätzlösung zum selektiven Ätzen von porösem Si darstellt, eine Mischlösung, die erhalten wird, indem wenigstens entweder Alkohol oder wässriges Wasserstoffperoxid zur Flusssäure gegeben wird, gepufferte Flusssäure oder eine Mischlösung, die erhalten wird, indem wenigstens entweder Ethanol oder wässriges Wasserstoffperoxid zur gepufferten Flusssäure gegeben wird, verwendet wird, wobei der Film hinterlassen wird, der auf dem ersten Substrat vor dem zweiten Substrat aufgebracht wurde. Wie vorstehend im Detail beschrieben, ist es möglich, mit Hilfe einer Ätzlösung, die hergestellt wurde für das gewöhnliche Si-Ätzen, selektiv nur das poröse Si wegzuätzen wegen der großen Oberfläche der porösen Si-Schichten 13 und 14. Alternativ können die porösen Si-Schichten 13 und 14 durch Polieren selektiv entfernt werden, wobei die nicht poröse Dünnfilmschicht 15 als Polierstopper verwendet wird.
  • Wenn eine Verbindungshalbleiterschicht auf der porösen Si-Schicht gebildet worden ist, wird eine Ätzlösung, die eine hohe Si-Ätzgeschwindigkeit relativ zum Verbindungshalbleiter bereitstellt, verwendet, um nur die poröse Si-Schichten 13 und 14 chemisch wegzuätzen, wobei die dünne, einkristalline Verbindungshalbleiterfilmschicht 15 auf dem zweiten Substrat 16 zurückbleibt. Alternativ können die porösen Si-Schichten 13 und 14 durch Polieren selektiv entfernt werden, wobei die einkristalline Verbindungshalbleiterschicht als Polierstopper verwendet wird.
  • 1E zeigt einen Halbleitergegenstand, der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt werden kann. Ein ausgedehnter, nicht poröser Dünnfilm, der typischerweise ein einkristalliner Si-Dünnfilm 15 ist, wird gleichmäßig und dünn auf der gesamten Oberfläche des zweiten Substrates 16 gebildet. Wenn ein isolierendes Substrat als zweites Substrat 16 verwendet wird, kann das hergestellte Halbleitersubstrat vorteilhaft zur Herstellung von elektronischen Vorrichtungen, die isoliert und von einander getrennt sind, verwendet werden.
  • Sobald das zurückbleibende, poröse Si auf dem ersten, einkristallinen Si-Substrat 11 von letzterem entfernt ist, kann letzteres als weiteres, erstes, einkristallines Si-Substrat 11 oder als weiteres, zweites Substrat 16 verwendet werden, nachdem die Oberfläche geglättet worden ist, wenn die Oberfläche unzulässig rau geworden ist und eine solche Glättoperation erforderlich ist.
  • Zweite Ausführungsform der Erfindung
  • 2A bis 2E veranschaulichen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Wie dargestellt, wird eine P+-Schicht 22 auf jeder der einander gegenüber liegend angeordneten Oberflächen eines einkristallinen Siliciumsubstrates 21, das ein erstes Substrat darstellt, mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet ( 2A). Dann wird das erste Substrat auf beiden Seiten bis zu einer Tiefe, die größer als die Dicke der P+-Schichten 22 ist, in einen porösen Zustand überführt, um poröse P+-Schichten 23 und darunter liegende, poröse Siliciumschichten 24 herzustellen (2B). Darauf wird ein nicht poröser Dünnfilm 25 auf jeder porösen P+-Schicht 23 gebildet und dann zweite Substrate 26 und 27 an den jeweiligen Seiten so angeklebt, dass eine Isolationsschicht 28 dazwischen angeordnet ist ( 2C). Dadurch können angenehmerweise ein Paar Halbleitergegenstände in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden. Ansonsten sind die Herstellungsschritte dieser Ausführungsform identisch zu denen der vorstehend beschriebenen, ersten Ausführungsform.
  • Sobald das zurückbleibende, poröse Si auf dem einkristallinen Si-Substrat 21 von letzterem entfernt ist, kann letzteres als weiteres, erstes, einkristallines Si-Substrat 21 oder als weiteres, zweites Substrat 26 (oder 27) verwendet werden, nachdem die Oberfläche geglättet worden ist, wenn die Oberfläche unzulässig rau geworden ist und eine solche Glättoperation erforderlich ist.
  • Die Hilfssubstrate 26, 27 können jeweils Dicken aufweisen, die sich von einander unterscheiden. Die nicht porösen Dünnfilme 25 auf den gegenüberliegenden Oberflächen des ersten Substrates können aus entsprechenden Materialien hergestellt sein und entsprechende Dicken aufweisen, die sich von einander unterscheiden.
  • Jetzt wird die vorliegende Erfindung weiter beschrieben mit Hilfe von Beispielen.
  • Beispiel 1
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet.
  • Genauer gesagt, wurde die P+-Schicht mit hoher Konzentration in der folgenden Weise gebildet. Eine Lösung, die hergestellt wurde, indem B2O3 in einem Lösungsmittel gelöst wurde, wurde auf die Hauptoberfläche eines Si-Substrates mit Hilfe einer Rotationsbeschichtungstechnik aufgebracht, worauf das beschichtete Si-Substrat bei 140°C getempert wurde, um das Lösungsmittel zu entfernen. Das sich ergebende Substrat wurde dann in einen Diffusionsofen gegeben und einem so genannten Eintreibdiffusionsprozess (driven-in diffusion process) unterworfen, um eine P+-Schicht mit hoher Konzentration herzustellen, wobei die Temperatur der Ofenröhre sechs Stunden lang auf 1200°C gehalten wurde. Der durch Rotationsbeschichtung aufgebrachte Film wurde entfernt.
  • Danach wurde das Si-Substrat, das auf seiner Oberfläche eine P+-Schicht mit hoher Konzentration trug, in eine HF-Lösung eingetaucht, um einen Anodisierungsprozess von der ersten Oberflächeseite des Substrates aus durchzuführen und eine poröse Schicht auf der ersten Oberflächenseite herzustellen. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH 2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengesetzt, um eine Mehrschichtstruktur herzustellen. Die 100 nm dicke SiO2-Schicht und die epitaxiale Si-Schicht wurden durch Ätzen von einer Kante der verklebten Wafer her entfernt, um eine Kante der porösen Siliciumschicht freizulegen.
  • Darauf wurde die zusammengeklebte Wafer einer Pyrooxidation bei 1000°C unterworfen, um die zwei Substrate innerhalb von 50 min entlang der unteren, porösen Siliciumschicht vollständig voneinander zu trennen. Die abgetrennten Oberflächen wurden betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das poröse Silicium im äußeren Randbereich der Wafer in SiO2 umgewandelt worden war, während es im zentralen Bereich unberührt blieb.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht und die oxidierte, poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben waren, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si und das oxidierte, poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurden.
  • Die Ätzgeschwindigkeit des nicht porösen, einkristallinen Si bei Verwendung der vorstehend genannten Ätzlösung ist sehr gering, und das Selektivitätsverhältnis der Ätzgeschwindigkeit von porösem Si relativ zu der von nicht porösem, einkristallinem Si liegt immerhin in einer Größenordnung von mehr als 105, so dass die Verringerung der Höhe der nicht porösen Schicht durch Ätzen (etwa mehrere zig Å (tens of several angstroms)) praktisch vernachlässigbar ist.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das quadratische Mittel der Oberflächenrauhigkeit (root mean square of the surface roughness, Rrms) innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrach tet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si und das oxidierte, poröse Si, die auf dem ersten Substrat zurückgeblieben waren, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si und das oxidierte, poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurden, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 2
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde wie im Fall von Beispiel 1 als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächen schicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampf abscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengesetzt.
  • Nach Entfernen des Oxidfilmes auf der rückseitigen Oberfläche des Si-Substrates wurde ein CO2-Laserstrahl auf die gesamte Oberfläche des Wafers auf der Seite des Si-Substrates mit einem Ausgangsleistungspegel von 500 bis 1000 W gestrahlt. Der CO2-Laser wurde durch die 500 nm dicke SiO2-Schicht absorbiert, die auf der Schnittfläche der zwei Substrate angeordnet war, wodurch die Temperatur der epitaxialen Schicht und der porösen Si-Schicht, die in ihrer Nähe angeordnet waren, schnell anstieg, bis die zwei Substrate entlang der darunter liegenden, porösen Si-Schicht aufgrund der Wärmespannung, die sehr schnell in der darunter liegenden, porösen Si-Schicht erzeugt wurde, von einander getrennt wurden.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Atzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 3
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet.
  • Genauer gesagt, wurde die P+-Schicht mit hoher Konzentration in der folgenden Weise gebildet. Ein Si-Substrat wurde in einen Diffusionsofen gegeben, und dann wurde N2-Gas in eine flüssige Diffusionsquelle, die BBr3 enthielt, eingeleitet, um sie zu durchblubbern. Das erzeugte Gas wurde dann mit einer Trägergasmischung aus (N2 + O2) in die Ofenröhre eingeleitet. Eine B2O3-Schicht wurde gebildet, indem die Temperatur der Ofenröhre eine Stunde lang auf 1050°C gehalten wurde, und dann wurde das Substrat einem so genannten Eintreibdiffusionsprozess (driven-in diffusion process) unterworfen, um eine P+-Schicht mit hoher Konzentration herzustellen, wobei die Temperatur der Ofenröhre sechs Stunden lang auf 1200°C gehalten wurde.
  • Dann wurde die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoff atmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: Si H2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1× 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengesetzt.
  • Ein pulsierender elektrischer Strom von 10 bis 100 A wurde nur durch die einkristalline P+-Si-Schicht mit hoher Konzentration des ersten Substrates geleitet. Die Möglichkeit, den elektrischen Strom fließen zu lassen, wurde geschaffen, indem das SiO2 entfernt wurde, um die einkristalline P+-Si-Schicht mit hoher Konzentration an einer Endoberfläche des Wafers freizulegen, und der Wafer mit Hilfe von (+)- und (–)-Elektrodenklemmen, die nur die Endoberflächen berührten, angeschlossen wurde. Als Ergebnis wurde die darunter liegende, poröse Si-Schicht schlagartig einer thermischen Belastung unterworfen, wodurch die zwei Substrate entlang der darunter liegenden, porösen Si-Schicht aufgetrennt wurden.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 4
  • Eine 5 μm dicke, erste P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde wie im Fall von Beispiel 3 als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweiten Substrates), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt wurde, wurden einem Stickstoffplasma ausgesetzt (um die Klebefestigkeit zu verbessern) und dann aufeinander gelegt, um sie miteinander in Kontakt zu bringen. Die kombinierten Substrate wurden dann bei 400°C 10 Stunden lang getempert.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht ein geführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 5
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 1 gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweiten Substrates), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt wurde, wurden einem Stickstoffplasma ausgesetzt (um die Klebefestigkeit zu verbessern) und dann aufeinander gelegt, um sie miteinander in Kontakt zu bringen. Die kombinierten Substrate wurden dann bei 400°C 10 Stunden lang getempert.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Dann wurde das poröse Si, das auf dem zweiten Substrat zurückblieb, ebenfalls in einer Ätzlösung vom Typ HF/HNO3/CH3COOH selektiv und vollständig weggeätzt. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Ätzlösung vom Typ HF/HNO3/ CH3COOH weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 6
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 1 gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampf abscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Quarzsubstrates (zweiten Substrates), das im Voraus hergestellt wurde, wurden einem Stickstoffplasma ausgesetzt (um die Klebefestigkeit zu verbessern) und dann aufeinander gelegt, um sie miteinander in Kontakt zu bringen. Die kombinierten Substrate wurden dann bei 200°C 10 Stunden lang getempert.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Quarzsubstrat gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat zwei Stunden lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 970°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht ein geführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 7
  • Eine 5 μm dicke, erste P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 3 gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,55 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengesetzt. Danach wurde die 100 nm dicke SiO2-Schicht und die epitaxiale Si-Schicht durch Ätzen von einer Kante der verklebten Wafer her entfernt, um ein Ende der porösen Siliciumschicht freizulegen.
  • Darauf wurde die zusammengeklebte Wafer einer Pyrooxidation bei 1000°C unterworfen, um die zwei Substrate innerhalb von 50 min entlang der unteren, porösen Siliciumschicht vollständig voneinander zu trennen. Die abgetrennten Oberflächen wurden betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das poröse Silicium im äußeren Randbereich der Wafer in SiO2 umgewandelt worden war, während es im zentralen Bereich unberührt blieb.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht und die oxidierte, poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben waren, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si und das oxidierte, poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurden.
  • Die Ätzgeschwindigkeit des nicht porösen, einkristallinen Si bei Verwendung der vorstehend genannten Ätzlösung ist sehr gering, und das Selektivitätsverhältnis der Ätzgeschwindigkeit von porösem Si relativ zu der von nicht porösem, einkristallinem Si liegt immerhin in einer Größenordnung von mehr als 105, so dass die Verringerung der Höhe der nicht porösen Schicht durch Ätzen (etwa mehrere zig Å (tens of several angstroms)) praktisch vernachlässigbar ist.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,5 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 500 nm ± 15 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si und das oxidierte, poröse Si, die auf dem ersten Substrat zurückgeblieben waren, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si und das oxidierte, poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurden, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 8
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde wie im Fall von Beispiel 3 als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengesetzt.
  • Nach Entfernen des Oxidfilmes auf der rückseitigen Oberfläche des Si-Substrates wurde ein CO2-Laserstrahl auf die gesamte Oberfläche des Wafers auf der Seite des Si-Substrates mit einem Ausgangsleistungspegel von 500 bis 1000 W gestrahlt. Der CO2-Laser wurde durch die 500 nm dicke SiO2-Schicht absorbiert, die auf der Schnittfläche der zwei Substrate angeordnet war, wodurch die Temperatur der epitaxialen Schicht und der porösen Si-Schicht, die in ihrer Nähe angeordnet waren, schnell anstieg, bis die zwei Substrate entlang der darunter liegenden, porösen Si-Schicht aufgrund der Wärmespannung, die sehr schnell in der darunter liegenden, porösen Si-Schicht erzeugt wurde, von einander getrennt wurden.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht ein geführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 9
  • Eine 5 μm dicke, erste P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde wie im Fall von Beispiel 1 als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte : 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines GaAs wurde bis zu einer Dicke von 1 μm auf der porösen Si-Schicht mit Hilfe einer MOCVD-Technik (metallorganische chemische Dampfabscheidung) epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt
    gasförmiges Ausgangsmaterial: TMG/AsH3/H2
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 700°C
  • Die Oberfläche der GaAs-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengesetzt.
  • Ein pulsierender elektrischer Strom von 10 bis 100 A wurde nur durch die einkristalline P+-Si-Schicht mit hoher Konzentration des ersten Substrates geleitet. Die Möglichkeit, den elektrischen Strom fließen zu lassen, wurde geschaffen, indem das SiO2 entfernt wurde, um die einkristalline P+-Si-Schicht mit hoher Konzentration an einer Endoberfläche des Wafers freizulegen, und der Wafer mit Hilfe von (+)- und (–)-Elektrodenklemmen, die nur die Endoberflächen berührten, angeschlossen wurde. Als Ergebnis wurde die darunter liegende, poröse Si-Schicht schlagartig einer thermischen Belastung unterworfen, wodurch die zwei Substrate entlang der darunter liegenden, porösen Si-Schicht aufgetrennt wurden.
  • Danach wurde die zurückgebliebene, poröse Si-Schicht auf dem zweiten Substrat mit folgender Mischung bei 110°C weggeätzt
    Ethylendiamin + Pyrocatechol + Wasser (in einem Verhältnis von 17 ml : 3 g : 8 ml)
  • Das einkristalline GaAs blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si und das oxidierte, poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurden.
  • Die Ätzgeschwindigkeit für das nicht poröse, einkristalline GaAs unter Verwendung der vorstehen genannten Ätzlösung ist sehr langsam und die Verringerung der Höhe der nicht porösen Schicht durch Ätzen (etwa mehrere zig Å (tens of several angstroms)) ist praktisch vernachlässigbar.
  • So wurde eine einkristalline GaAs-Schicht in einer Dicke von 1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen GaAs-Schicht wurde an hundert Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, gemessen, wodurch festgestellt wurde, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 1 μm ± 29,8 nm betrug.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die GaAs-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine GaAs-Schicht auf einem Isolationsfilm unter Verwendung eines Si-Substrates als tragendes Substrat, das auf seiner Oberfläche einen Oxidfilm trug, gebildet, wodurch die vorstehend bezeichneten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Klebeprozess als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 10
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde wie im Fall von Beispiel 1 als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächen schicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines InP wurde bis zu einer Dicke von 1 μm auf der porösen Si-Schicht mit Hilfe einer MOCVD-Technik (metallorganische chemische Dampfabscheidung) epitaxial gezüchtet.
  • Die Oberfläche der InP-Schicht und die eines Quarzsubstrates (zweites Substrat), das im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengesetzt. Die kombinierten Substrate wurden dann bei 200°C 10 Stunden lang getempert.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant ge rührt wurde. Das einkristalline InP blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline InP-Schicht in einer Dicke von 1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen InP-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 1 μm ± 29,0 nm betrug.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die InP-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 11
  • Eine 5 μm dicke, erste P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht auf den zwei gegenüberliegenden Seiten eines doppelseitig auf Spiegelglanz gebrachten, einkristallinen Siliciumsubstrates mit unbestimmtem elektrischem Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 1 gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung von den Rückseitenoberflächen her anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 11 × 2 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 12 μm
  • Jede der erhaltenen, porösen Siliciumschichten wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die darunter liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf jeder der porösen Si-Schichten epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche jeder der epitaxial gezüchteten Si-Schichten thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche jeder der SiO2-Schichten und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengefügt, so dass das erste Substrat zwischen einem Paar zweiter Substrate sandwichartig eingebracht war. Danach wurde die 100 nm dicke SiO2-Schicht und die epitaxiale Si-Schicht durch Ätzen von einer Kante der verklebten Wafer her entfernt, um ein Ende der porösen Siliciumschicht freizulegen.
  • Darauf wurde die zusammengeklebte Wafer einer Pyrooxidation bei 1000°C unterworfen, um die zwei Substrate innerhalb von 50 min entlang der unteren, porösen Siliciumschicht vollständig voneinander zu trennen. Der Oxidationsprozess wird bevorzugt mehrere Stunden fortgeführt, um irgendwelche Abweichun gen unter den Wafern zu minimieren. Die abgetrennten Oberflächen wurden betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das poröse Silicium im äußeren Randbereich der Wafer in SiO2 umgewandelt worden war, während es im zentralen Bereich unberührt blieb.
  • Danach wurden die porösen Si-Schichten und die oxidierten, porösen Si-Schichten, die auf den zwei zweiten Substraten zurückgeblieben waren, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si und das oxidierte, poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurden.
  • So wurde ein Paar 0,1 μm dicker, einkristalliner Si-Schichten auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke jeder der gebildeten, einkristallinen Si-Schichten wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, wobei sich ergab, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si und das oxidierte, poröse Si, die auf dem ersten Substrat zurückgeblieben waren, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unange ätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si und das oxidierte, poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurden, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 12
  • Eine 10 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 1 gebildet, mit der Ausnahme, dass der Eintreibdiffusionsprozess 10 Stunden lang durchgeführt wurde. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 15 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 16 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengefügt. Danach wurde die Wafer bei 1180°C fünf Minuten lang wärmebehandelt, um die Klebefestigkeit zu verbessern.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächen rauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 13
  • Eine 10 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates mit einem unbestimmten elektrischen Widerstand mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 1 gebildet, mit der Ausnahme, dass der Eintreibdiffusionsprozess 10 Stunden lang durchgeführt wurde. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 15 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 16 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweites Substrat), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt worden war, wurden in Kontakt miteinander gebracht und zusammengefügt. Danach wurde die Wafer bei 1180°C fünf Minuten lang wärmebehandelt, um die Klebefestigkeit zu verbessern.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrech lichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Klebeprozess als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 14
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates einer regenerierten Wafer mit Hilfe einer Diffusionstechnik gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 15 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 16 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweiten Substrates), das eine 500 nm dicke SiO2-Schicht auf seiner Oberfläche trug und im Voraus hergestellt wurde, wurden einem Stickstoffplasma ausgesetzt (um die Klebefestigkeit zu verbessern) und dann aufeinander gelegt, um sie miteinander in Kontakt zu bringen. Die kombinierten Substrate wurden dann bei 400°C 10 Stunden lang getempert.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Quarzsubstrat gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht ein geführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Zu Vergleichszwecken wurde eine ähnliche Mehrschichtstruktur, die keinen Oxidfilm auf der epitaxialen Si-Schicht trug, hergestellt, wobei die vorstehend genannten Ergebnisse erhalten wurden.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Prozess zur Bildung eines Oxidfilmes als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 15
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates einer regenerierten Wafer mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 1 gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentration des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 15 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 16 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt. Einkristallines Si wurde mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweiten Substrates), das im Voraus hergestellt wurde, wurden einem Stickstoffplasma ausgesetzt (um die Klebefestigkeit zu verbessern) und dann aufeinander gelegt, um sie miteinander in Kontakt zu bringen. Die kombinierten Substrate wurden dann bei 400°C 10 Stunden lang getempert.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant ge rührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Klebeprozess als ein zweites Substrat verwendet werden.
  • Beispiel 16
  • Eine 5 μm dicke P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde als Oberflächenschicht eines einkristallinen Siliciumsubstrates einer regenerierten Wafer mit Hilfe einer Diffusionstechnik wie im Fall von Beispiel 1 gebildet. Eine andere P+-Schicht mit hoher Konzentration wurde in gleicher Weise auf der rückseitigen Oberfläche des Substrates gebildet. Die Oberflächenschicht mit hoher Konzentra tion des einkristallinen Si-Substrates wurde in einer HF-Lösung anodisiert. Das Anodisieren wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Stromdichte: 7 mA·cm–2
    Anodisierlösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Dauer: 15 min
    Dicke der porösen Si-Schicht: 16 μm
  • Die erhaltene, poröse Siliciumschicht wies eine Doppelschichtstruktur auf, bei der die unten liegende, untere poröse Siliciumschicht eine minuziöse und zerbrechliche Struktur im Vergleich zur oberen Oberflächenschicht aufwies.
  • Das Substrat wurde dann bei 400°C eine Stunde lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert. Als Ergebnis der Oxidation wurden die Wandoberflächen der Poren des porösen Si mit einem thermisch oxidierten Film aus Silicium bedeckt.
  • Danach wurde der dünne Oxidfilm, der auf der äußersten Oberfläche des Substrates hergestellt worden war, wo die poröse Schicht gebildet worden war, entfernt, indem es in eine 1,25%ige HF-Lösung getaucht wurde. Darauf wurde das erhaltene Substrat eine Minute lang einer Wärmebehandlung bei 1050°C und 1,0 × 105 Pa (760 Torr) in einem H2-Strom mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 230 l/min unterworfen und weitere 5 Minuten lang nach Zugabe von SiH4 mit 50 sccm.
  • Dann wurde einkristallines Si mit Hilfe einer CVD-Technik (chemische Dampfabscheidung) bis zu einer Dicke von 0,15 μm auf der porösen Si-Schicht epitaxial gezüchtet. Diese Operation wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
    Gasförmiges Ausgangsmaterial: SiH2Cl2/H2
    Gasströmungsgeschwindigkeit: 0,5 l/min/180 l/min
    Gasdruck: 1,1 × 104 Pa (80 Torr)
    Temperatur: 950°C
    Wachstumsgeschwindigkeit: 0,3 μm/min
  • Zusätzlich wurde eine SiO2-Schicht bis zu einer Dicke von 100 nm gebildet, indem die Oberfläche der epitaxial gezüchteten Si-Schicht thermisch oxidiert wurde.
  • Die Oberfläche der SiO2-Schicht und die entsprechende Oberfläche eines Si-Substrates (zweiten Substrates), das im Voraus hergestellt wurde, wurden einem Stickstoffplasma ausgesetzt (um die Klebefestigkeit zu verbessern) und dann aufeinander gelegt, um sie miteinander in Kontakt zu bringen. Die kombinierten Substrate wurden dann bei 400°C 10 Stunden lang getempert.
  • Als eine gleichmäßig verteilte und ausreichend starke Zugkraft auf die gesamte Oberfläche des verklebten Wafers in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche aufgebracht wurde, wurden die Substrate entlang der darunter liegenden, unteren porösen Siliciumschicht, die sehr zerbrechlicht war, aufgetrennt. Ein ähnliches Ergebnis wurde erhalten, wenn eine Druck- oder Scherkraft anstelle der Zugkraft eingesetzt wurde. Die Substrate konnten auch entlang der zerbrechlichen, unteren, porösen Siliciumschicht voneinander getrennt werden, indem eine Klinge in einen Spalt zwischen den zwei miteinander verklebten Substraten getrieben wurde.
  • Danach wurden die poröse Si-Schicht, die auf dem zweiten Substrat zurückgeblieben war, mit einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid selektiv weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si blieb unangeätzt und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde.
  • So wurde eine einkristalline Si-Schicht in einer Dicke von 0,1 μm auf dem Siliciumoxidfilm gebildet. Die Dicke der gebildeten, einkristallinen Si-Schicht wurde an 100 Punkten, die über die gesamte Oberfläche des Substrates verteilt waren, festgestellt, mit dem Ergebnis, dass die Einheitlichkeit der Filmdicke 101 nm ± 3 nm betrug.
  • Dann wurde das Substrat eine Stunde lang einer Wärmebehandlungsoperation bei 1100°C in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie betrachtet, wobei gefunden wurde, dass das Rrms innerhalb eines 50 μm großen Quadrates etwa 0,2 nm betrug, was im Wesentlichen dem entsprechenden Wert von kommerziell erhältlichen Si-Wafern entspricht.
  • Als ein Querschnitt durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wurde, wurde bestätigt, dass keine neuen Kristallfehler in die Si-Schicht eingeführt worden waren und ein hervorragender Kristallisationsgrad beibehalten worden war.
  • Schließlich wurden das poröse Si, das auf dem ersten Substrat zurückgeblieben war, ebenfalls selektiv in einer Mischlösung aus 49%iger Flusssäure und 30%igem, wässrigem Wasserstoffperoxid weggeätzt, wobei die Lösung konstant gerührt wurde. Das einkristalline Si wurde unangeätzt belassen und diente als Ätzstopper, so dass das poröse Si selektiv weggeätzt und vollständig entfernt wurde, und das erste Substrat konnte für einen anderen Diffusionsprozess der P+-Schicht mit hoher Konzentration als ein weiteres erstes Substrat oder für einen weiteren Klebeprozess als ein zweites Substrat verwendet werden.

Claims (50)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes (15, 16), das folgende Schritte umfasst – Bildung einer Schicht (12) mit hoher Konzentration an Verunreinigungen mit einer Verunreinigungskonzentration im Bereich von 5,0 × 1016/cm3 bis 5,0 × 1020/cm3 auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrates (11), wobei als Dotiermittel ein Element verwendet wird, das den Leitfähigkeitstyp der Schicht (12) bestimmt. – Bildung einer porösen Siliciumschicht (13, 14) in der Oberfläche des Siliciumsubstrates (11) durch Anodisierung. – Herstellung eines ersten Substrates (11 bis 15) durch Bildung einer nicht porösen Halbleiterschicht (15) auf der porösen Siliciumschicht (13, 14). – Zusammenkleben des ersten Substrates (11 bis 15) und eines zweiten Substrates (16) zur Herstellung einer mehrschichtigen Struktur (11 bis 16), wobei die nicht poröse Siliciumschicht (15) sandwichartig zwischen dem Siliciumsubstrat (11) und dem zweiten Substrat (16) liegt. – Aufspalten dieser Mehrschichtstruktur an der porösen Siliciumschicht (13, 14). Und – Entfernen des zurückbleibenden Teils der porösen Siliciumschicht (13, 14), der auf der nicht porösen Halbleiterschicht (15) zurückbleibt. dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Bildung der porösen Siliciumschicht (13, 14) durch Anodisierung so durchgeführt wird, dass die poröse Siliciumschicht (13, 14) bis zu einer Tiefe gebildet wird, die die Tiefe der Schicht (12) mit hoher Konzentration an Verunreinigungen übersteigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter einen Schritt einschließt, bei dem das getrennte Siliciumsubstrat (11) zur Verwendung als Siliciumsubstrat (11) oder zur Verwendung als zweites Substrat (16) hergestellt wird in Wiederholung dieses Verfahrens, wobei der weitere Schritt die Entfernung des zurückbleibenden Teils der porösen Siliciumschicht (13, 14), der auf dem Siliciumsubstrat (11) zurückbleibt, einschließt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, worin das Verfahren nach Anspruch 1 wiederholt wird, wobei das getrennt hergestellte Siliciumsubstrat (11) dabei entweder als das Siliciumsubstrat (11) oder als das zweite Substrat (16) verwendet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Schicht (12) mit hoher Konzentration an Verunreinigungen mit Hilfe einer Diffusionstechnik hergestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Element ein Element zur Festlegung einer Leitfähigkeit vom n-Typ darstellt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Element ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus den Elementen P, As und Sb.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, worin das Element ein Element zur Festlegung einer Leitfähigkeit vom p-Typ darstellt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, worin das Element das Element B darstellt.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, worin die Diffusionstechnik eingesetzt wird, um das Element thermisch in das Siliciumsubstrat (11) eindiffundieren zu lassen.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 bei gleichzeitiger Abhängigkeit von Anspruch 4, worin das Element B aus einer gasförmigen Quelle bereitgestellt wird.
  11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, worin die gasförmige Quelle B2H6 darstellt.
  12. Verfahren nach Anspruch 8 bei gleichzeitiger Abhängigkeit von Anspruch 4, worin das Element B aus einer flüssigen Quelle bereitgestellt wird.
  13. Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, worin die flüssige Quelle BBr3 darstellt.
  14. Verfahren nach Anspruch 8, worin das Element B aus einer festen Quelle bereitgestellt wird.
  15. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, worin die feste Quelle B2O3 darstellt.
  16. Verfahren nach Anspruch 8 bei gleichzeitiger Abhängigkeit von Anspruch 4, worin das Element B aus einem Feststoffobjekt bereitgestellt wird, das auf dem Siliciumsubstrat (11) angeordnet ist.
  17. Herstellungsverfahren nach Anspruch 16, worin das Feststoffobjekt ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem durch chemische Dampfabscheidung (CVD) hergestellten Film, Borosilicatglas (BSG) oder einem durch Rotationsbeschichtung aufgebrachten Film.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Konzentration des Elementes auf einen Bereich von 1,0 × 1017/cm3 und 2,0 × 1020/cm3 eingestellt ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, worin die Konzentration des Elementes auf einen Bereich von 5,0 × 1017/cm3 und 1,0 × 1020/cm3 eingestellt ist.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Dicke der Schicht (12) mit hoher Konzentration an Verunreinigungen auf einen Bereich von 10 nm bis 100 μm eingestellt ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, worin die Dicke der Schicht (12) mit hoher Konzentration an Verunreinigungen auf einen Bereich von 50 nm bis 50 μm eingestellt ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, worin die Dicke der Schicht (12) mit hoher Konzentration an Verunreinigungen auf einen Bereich von 500 nm bis 30 μm eingestellt ist.
  23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Dicke der porösen Siliciumschicht (13, 14) auf einen Bereich von 1 μm bis 150 μm eingestellt ist.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, worin die Dicke der porösen Siliciumschicht (13, 14) auf einen Bereich von 2 μm bis 80 μm eingestellt ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, worin die Dicke der porösen Siliciumschicht (13, 14) auf einen Bereich von 5 μm bis 50 μm eingestellt ist.
  26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin jeweils eine Schicht (22) mit hoher Konzentration an Verunreinigungen und eine poröse Siliciumschicht (23, 24) auf jeder der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Siliciumsubstrates (21) gebildet werden und danach jeweils eine nicht poröse Halbleiterschicht (25) auf jeder der porösen Siliciumschichten (23, 24) gebildet wird.
  27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Schritt, bei dem die Mehrschichtstruktur entlang der porösen Siliciumschicht (13, 14) aufgespalten wird, durchgeführt wird, indem eine äußere Kraft an die poröse Siliciumschicht (13, 14) gelegt wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, worin das Anlegen der Kraft durchgeführt wird, indem eines der folgenden angelegt wird Druck, eine Zugkraft in der Richtung senkrecht zur Substratoberfläche oder eine Scherkraft.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26, worin der Schritt, bei dem die Mehrschichtstruktur entlang der porösen Siliciumschicht (13, 14) aufgespalten wird, durchgeführt wird, indem die poröse Siliciumschicht (13, 14) am Rand der Mehrschichtstruktur (11 bis 16) offengelegt wird, und dann die poröse Siliciumschicht (13, 14) von diesem Rand her oxidiert wird.
  30. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitergegenstandes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 worin der Schritt, bei dem die Mehrschichtstruktur ent lang der porösen Siliciumschicht (13, 14) aufgespalten wird, durchgeführt wird, indem die Mehrschichtstruktur (11 bis 16) erhitzt wird.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, worin das Erhitzen durchgeführt wird, indem die poröse Mehrschichtstruktur (11 bis 16) als Ganzes erhitzt wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 30, worin das Erhitzen durchgeführt wird, indem die poröse Mehrschichtstruktur (11 bis 16) lokalisiert erhitzt wird.
  33. Verfahren nach Anspruch 32, worin das Erhitzen mit Hilfe von Laserbestrahlung durchgeführt wird.
  34. Verfahren nach Anspruch 33, worin der Laser ein Kohlendioxidlaser ist.
  35. Verfahren nach Anspruch 32, worin das Erhitzen durchgeführt wird, indem ein elektrischer Strom durch die poröse Siliciumschicht (13, 14) geschickt wird.
  36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die nicht poröse Halbleiterschicht (15) eine Schicht aus einkristallinem Silicium darstellt.
  37. Verfahren nach Anspruch 36, worin die Schicht (15) aus einkristallinem Silicium mit Hilfe von Epitaxialwachstum gebildet wird.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 oder 37, worin das erste Substrat (11 bis 15) hergestellt wird, indem eine Siliciumoxidschicht (17) auf der Schicht (15) aus einkristallinem Silicium gebildet wird.
  39. Verfahren nach Anspruch 38, worin die Siliciumoxidschicht (17) mit Hilfe der thermischen Oxidation gebildet wird.
  40. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 35, worin die nicht poröse Halbleiterschicht (15) eine Verbindungshalbleiterschicht darstellt.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, worin die Verbindungshalbleiterschicht (15) eine einkristalline Struktur aufweist.
  42. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das zweite Substrat (16) ein Substrat aus einkristallinem Silicium umfasst.
  43. Verfahren nach Anspruch 42, worin das zweite Substrat (16) hergestellt wird, indem ein Oxidfilm (17) auf der Oberfläche des Substrates (16) aus einkristallinem Silicium gebildet wird.
  44. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 41, worin das zweite Substrat (16) ein lichtdurchlässiges Substrat darstellt.
  45. Verfahren nach Anspruch 44, worin das lichtdurchlässige Substrat (16) ein Glassubstrat ist.
  46. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Klebeschritt durchgeführt wird, indem die zwei Substrate (11 bis 15, 16) in engen Kontakt miteinander gebracht werden.
  47. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Klebeschritt mit Hilfe eines Verfahrens, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus anodischer Klebung, Druckanwendung oder Wärmebehandlung, durchgeführt wird.
  48. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Schritt, bei dem der zurückbleibende Bereich der porösen Siliciumschicht (13, 14), der auf der nicht porösen Halbleiterschicht (15) zurückbleibt, mittels Polieren durchgeführt wird.
  49. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 47, worin der Schritt, bei dem der zurückbleibende Bereich der porösen Siliciumschicht (13, 14), der auf der nicht porösen Halbleiterschicht (15) zurückbleibt, mittels Ätzen durchgeführt wird.
  50. Verfahren nach Anspruch 49, worin das Ätzen unter Verwendung von Flusssäure durchgeführt wird.
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