DE69826053T2 - Halbleitersubstrat und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Takao Ohta-ku Yonehara
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    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, das mit einer Vielzahl an porösen Schichten versehen ist.
  • Stand der Technik
  • Die Bildung einer einkristallinen Silicium-Halbleiterschicht auf einem Isolator ist gut als Halbleiter auf Isolator (SOI) (= semiconductor-on-insulator) Technologie bekannt und verschiedenen Forschungen sind unternommen worden, weil die Vorrichtung, die die SOI Technologie verwendet, verschiedene Vorteile aufweist, die nicht bei dem Bulk-Siliciumsubstrat erhalten werden können, das für die Herstellung von üblichen integrierten Siliciumschaltungen verwendet wird. Spezieller die Verwendung der SOI Technologie, die verschiedene Vorteile zur Verfügung stellen, wie:
    • 1. Leichte dielektrische Isolation und ein hoher Grad der Integration;
    • 2. Überlegene Widerstandsfähigkeit gegen Bestrahlung;
    • 3. Eine reduzierte Streukapazität, die zu einer hohen Betriebsgeschwindigkeit führt;
    • 4. Der Wellbildungsschritt kann weggelassen werden;
    • 5. Verhinderung eines Latch-up's; und
    • 6. Möglichkeit eines vollständig verarmten Feldeffekttransistors durch eine Dünnschichtbildung;
  • Um die verschiedenen Vorteile bei den Eigenschaften der Vorrichtung, wie oben beschrieben, zu realisieren, sind Verfahren zur Bildung der SOI Struktur viele Jahre untersucht worden. Die Inhalte dieser Untersuchungen werden zum Beispiel der in Spezial Ausgabe zusammengefaßt: "Single-crystal silicon on non-single-crystal insulator" ("Einkristallines Silicium auf dem nicht kristallinem Isolator"): herausgegeben von G. W. Cullen, Journal of Crystal Growth, Band 63, Nr. 3 Seiten 429-590 (1983). In der Anfangszeit ist das SOS (silicon on sapphire = Silicium auf Saphir) bekannt gewesen, das durch heteroepitaktisches Wachsen von Silicium auf einem einkristallinen Saphirsubstrat gebildet wird, indem CVD (chemical vapor deposition = chemische Dampfabscheidung) verwendet wird. Obwohl diese Technologie in einem gewissen Ausmaß als die am meisten ausgereifte SOI Technologie erfolgreich gewesen ist, ist ihre weitere Anwendung durch eine große Anzahl an Kristalldefekten, aufgrund der Gitterfehlanpassung, an der Grenzfläche zwischen der Siliciumschicht und dem Saphirsubstrat, Kontamination mit Aluminium aus dem Saphirsubstrat und insbesondere den hohen Kosten des Substrats und die Verzögerung bei der Verfügbarkeit von großflächigen Substraten verhindert worden. Entsprechend ist in den letzten Jahren versucht worden die SOI Struktur ohne Gebrauch eines Saphirsubstrat zu realisieren. Derartige Versuche können in die folgenden zwei Verfahren eingeteilt werden:
    • (1) Nach der Oberflächenoxidation eines einkristallinen Siliciumsubstrats wird ein Fenster gebildet, um das Siliciumsubstrat teilweis zu exponieren und epitaxiales Wachstum wird in der lateralen Richtung durchgeführt, um den exponierten Teil des Siliciums als eine Einimpfung zu verwenden, um eine einkristalline Siliciumschicht auf SiO2 zu bilden (begleitet wird sie von einer Abscheidung der Siliciumschicht auf SiO2); und
    • (2) Ein einkristallines Siliciumsubstrat selbst wird als aktive Schicht verwendet und SiO2 darunter gebildet. (nicht begleitet von einer Abscheidung einer Siliciumschicht).
  • Die Vorrichtungen, die auf einem Verbundhalbleiter gebildet werden, weisen ausgezeichnete Merkmale auf, wie eine hohe Geschwindigkeit, Lichtemission oder ähnliches, die nicht mit denen auf einem Siliciumsubstrat erreicht werden können. Gegenwärtig werden die Vorrichtungen meistens auf einer Schicht gebildet, die auf einem Verbund- Halbleitersubstrat wie GaAs oder ähnlichem epitaxial gewachsen sind.
  • Jedoch werden die Verbundhalbleitersubstrate mit Nachteilen wie hohen Kosten, einer niedrigen mechanischen Stärke und Schwierigkeiten bei der Herstellung eines großflächigen Wafers verbunden.
  • In dieser Situation ist ein Versuch unternommen worden einen Verbundhalbleiter auf einem Siliciumwafer heteroepitaxial wachsen zu lassen, was billig, mechanisch stark ist und leicht mit einer großen Fläche hergestellt werden kann.
  • Bei der oben erwähnten Kategorie (1) ist ein Verfahren von direktem lateralen epitaktischen Wachstum einer einkristallinen Siliciumschicht durch CVD, ein Verfahren zum Abscheiden von amorphen Si und die Bildung eines Festphasen lateralen epitaxiallen Wachstum durch Wärmebehandlung, ein Verfahren zum Bestrahlen einer amorphen oder polykristallinen Siliciumschicht mit einem fokusierten Energiestrahl, wie einem Elektronenstrahl oder einem Laserstrahl, um eine einkristalline Schicht auf SiO2 durch Schmelzen und Umkristallisieren wachsen zu lassen und ein Zonenschmelzumkristallisations-Verfahren des Abtastens, mit einer Zone, wie einem geschmolzenen, Bereich bekannt, der durch eine Stab-förmige Heizvorrichtung gebildet wird. Diese Verfahren weisen jeweils Vorteile und Nachteile auf, aber keines ist industriell im Hinblick auf noch großen Raum bei einer Verbesserung der Kontrollfähigkeit, der Produktivität, der Einheitlichkeit und der Produktqualität verwertet worden. Spezieller benötigt das CVD Verfahren eine Opferoxidation, um einen nivellierten dünnen Film zu erhalten, während das Festphasen- Wachstumsverfahren unzureichend bei der Kristallinität ist. Auch das Verfahren des Strahlentemperns weist Probleme bei der Verarbeitungzeit auf, die für das fokussierte Strahlabtasten benötigt werden und bei der Kontrollierbarkeit des Ausmasses der Strahlüberlappung und der Strahlenfokussierung. Das Verfahren der Zonenschmelzumkristallisation ist das fortschrittlichste bis zu einem Niveau, dass relativ großflächige integrierte Schaltungen experimentell hergestellt werden, wobei aber das Substrat noch eine große Anzahl an Kristalldefekten enthält, wie Subkorngrenzen und hat nicht ein Niveau erreicht, das ausreichend für die Herstellung von Minoritätsträger-Vorrichtungen ist.
  • Auf der anderen Seite bei der Kategorie (2), die kein Siliciumsubstrat als Keim des epitaxiallen Wachstums verwendet, werden die folgenden vier Verfahren eingeschlossen:
    • (a) Ein Oxidfilm wird auf einem einkristallinen Siliciumsubstrat auf der Oberfläche gebildet, auf der V-förmige Rillen durch anisotropisches Ätzens gebildet sind, dann wird eine polykristalline Siliciumschicht auf dem Oxidfilm mit einer Dicke abgeschieden, die vergleichbar zu der des Siliciumsubstrats ist und das Siliciumsubstrat wird auf der Rückseite poliert, um auf der dicken polykristallinen Siliciumschicht einkristalline Siliciumbereiche zu bilden, die durch V-förmige Rillen umgeben und dielektrisch isoliert sind. Dieses Verfahren kann eine befriedigende Kristallinität zur Verfügung stellen, weist aber ein Problem bei der Kontrollierbarkeit auf und der Produktivität eines Schritts der Abscheidung von polykristallinem Si so dick wie einige hundert Mikrometer und einem Schritt des Polierens des einkristallinen Siliciumsubstrats auf der Rückseite auf, um so nur die isolierte Siliciumschicht zu bilden;
    • (b) Das sogenannte SIMOX (seperation by ion implanted oxygen = Trennung durch Ionen implantierten Sauerstoff) Verfahren verwendet die Bildung einer SiO2 Schicht durch Sauerstoff Ionenimplantation in einem einkristallinen Siliciumsubstrat und ist zur Zeit das fortschrittlichste aufgrund der guten Anpassung an das Si Verfahren. Jedoch benötigt die Bildung einer SiO2 Schicht die Sauerstoff Ionenimplantation von 1018 Ionen/cm2 oder mehr, wodurch eine sehr lange Zeit der Implantationszeit benötigt wird, was zu einer begrenzten Produktivität und hohen Waferkosten führt. Auch verbleibt noch eine große Anzahl an Kristalldefekten und dieses Verfahren hat nicht eine industrielle Produktqualität erreicht, die ausreichend für die Herstellung von Minoritätsträgervorrichtungen ist;
    • (c) Es ist auch ein Verfahren zur Bildung der SOI Struktur durch dielektrische Isolation durch Oxidation des porösen Siliciums bekannt. Dieses Verfahren besteht aus der Bildung einer Siliciumschicht vom N-Typ in einer Inselform auf der Oberfläche eines einkristallinen Siliciumsubstrats vom P-Typ entweder durch Implantation von Protonionen (Imai et al., J. Crystal Growth, Band 63 547 (1983) oder durch epitaxialles Wachstum und Musterung (patterning), so dann wird eine Anodisierung in einer HF Lösung auf der Oberfläche bewirkt, um so die Si Inseln zu umgeben, um dadurch nur das Siliciumsubstrat vom P-Typ porös zu machen und eine dielektrische Isolation der Si Insel vom N-Typ durch beschleunigte Isolation zu verursachen. Bei diesem Verfahren wird die isolierte Si Fläche vor dem Vorrichtungsverfahren definiert, so dass die Freiheit der Vorrichtungsgestaltung begrenzt sein kann; und
    • (d) Zusätzlich zu den üblichen SOI bildenden Verfahren, die oben beschrieben werden, ist hier kürzlich ein Verfahren zum Bonden von einkristallinem Siliciumsubstrat durch Wärmebehandlung oder mit einem Adhäsiv an ein anderes thermisch oxidiertes einkristallines Siliciumsubstrat, um die SOI Struktur zu bilden, erwogen worden. Bei diesem Verfahren muss die aktive Schicht für die Vorrichtungsbildung als ein einheitlicher dünner Film gebildet werden. Anders ausgedrückt ein einkristallines Siliciumsubstrat von einer Dicke von einigen hundert Mikrometern muss in einem dünnen Film in einer Größenordnung von einem Mikrometer oder weniger hergestellt werden. Die folgenden zwei Verfahren werden für diesen Zweck vorgeschlagen: (a) Dünnfilmbildung durch Polieren; (b) Dünnfilmbildung durch selektives Ätzen
  • Jedoch ist das Verfahren (a) schwierig, um einen einheitlichen dünnen Film zu bilden. Insbesondere im Fall eines dünnen Films der Sub-Mikrometerdicke, gibt es hier ein Problem, dass die Schwankung bei der Dicke so hoch wie einige zehn Prozent und die Schwierigkeit wird deutlicher mit dem Anstieg beim Waferdurchmesser.
  • Das Verfahren (b) wird als effektiv zum Erhalten eines einheitlichen dünnen Films angesehen, ist aber mit den folgenden Beschränkungen verbunden:
    • – Selektivität, die über 102 liegt, ist nicht ausreichend;
    • – Unzureichende Oberflächeneigenschaft nach dem Ätzen; und
    • – die Kristallinität der Halbleiterschicht auf dem isolierenden Film (SOI Schicht) ist unzureichend, weil epitaxialles oder heteroepitaxialles Wachstum auf der hoch Bdotierten Siliciumschicht verwendet wird, die durch Ionenimplantation gebildet worden ist (C. Harendt et al., J. Elect. Mater., Band 20, 267 (1991), H. Baumgart et al., Extended Abstract of ECS, 1. Internationales Symposium des Waferbondens, Seite 733 (1991), C. E. Hunt, Extended Abstract of ECS, 1. Internationales Symposium des Waferbondens, Seite 696 (1991).
  • Des Weiteren das Halbleitersubstrat, das das Bonden verwendet, benötigt immer zwei Wafer, wobei einer fast durch Polieren oder Ätzen eliminiert wird, was zu einer signifikanten Verschwendung der begrenzten Rohstoffe der Erde führt.
  • Demgemäß weist das SOI, das das Bonden verwendet, zur Zeit verschieden Probleme der Kontrollierbarkeit, Einheitlichkeit und ökonomischer Eigenschaft auf.
  • Auch in dem Fall eines Licht-durchlässigen Substrats, das durch Glas repräsentiert wird, wird eine Dünnfilm-Siliciumschicht, die darauf abgeschieden wird, wird üblicherweise bestenfalls amorph oder polykristallin, was die Unordnung des Substrats wiedergibt, so dass eine Vorrichtung von hoher Leistungsfähigkeit nicht hergestellt werden kann. Dies basiert auf der Tatsache, dass das Substrat amorph ist, und durch eine blosse Abscheidung von einer Siliciumschicht darauf wird keine einkristalline Schicht von einer feinen Qualität zur Verfügung stellen.
  • Jedoch ist ein derartiges Licht-durchlässiges Substrat bei der Konstruktion eines Kontaktsensors wichtig, der ein Licht empfangendes Element ist oder eine Flüssigkristall-Bildanzeigevorrichtung vom Projektionstyp und zur Bildung der Pixel (Bildelemente) eines derartigen Sensors oder einer Anzeigevorrichtung mit einer hohen Dichte, einer hohen Auflösung und einer hohen Präzision, werden Steuerungselemente von hoher Leistungsfähigkeit benötigt. Demgemäß müssen die Vorrichtungen, die auf dem lichtdurchlässigen Substrat zur Verfügung gestellt werden, mit einer einkristallinen Schicht von ausgezeichneter Kristallinität hergestellt werden.
  • Daher ist es schwierig, die Steuerelemente von ausreichender Leistungsfähigkeit herzustellen, die die gegenwärtigen oder zukünftigen Voraussetzungen bei amorphem oder polykristallinem Silicium erfüllen, auf Grund der Kristallstruktur mit einer großen Menge an Kristalldefekten.
  • Wie zuvor erklärt, ist ein Verbundhalbleitersubstrat essentiell zur Herstellung einer Verbundhalbleitervorrichtung. Jedoch ist das Verbundhalbleitersubstrat teuer und die Herstellung des großflächigen Substrat ist extrem schwierig.
  • Auch ist versucht worden, epitaxial einen Verbundhalbleiter wie GaAS oder ähnliches auf einem Siliciumsubstrat wachsen zu lassen, aber ein derartig gewachsener Film zeigt eine unzureichende Kristallinität, auf Grund der Unterschiede bei der Gitterkonstante und bei dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, so dass es extrem schwierig ist, einen derartigen Film bei der Vorrichtungsherstellung aufzubringen.
  • Es ist weiter versucht worden, einen Verbundhalbleiter auf porösem Silicium wachsen zu lassen, um die Gitterfehlanpassung zu korrigieren, aber dem erhaltenen Substrat fehlt die Stabilität und die Zuverlässigkeit während oder nach der Herstellung der Vorrichtung, auf Grund der niedrigen thermischen Stabilität und der Zeit abhängigen Änderung des porösen Siliciums.
  • Von den oben beschrieben Herstellungsverfahren für SOI Wafer, ist das Verfahren der Bildung einer nicht porösen einkristallinen Halbleiterschicht auf einer porösen Schicht und der Übertragung der Halbleiterschicht auf ein Trägersubstrat über eine Isolationsschicht, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 5-21338 beschrieben, überlegen in Bezug auf die ausgezeichnete Einheitlichkeit der Dicke der SOI Schicht, der leichten Kontrolle der Defektdichte der SOI Schicht auf einem niedrigen Niveau, der ausgezeichneten Ebenheit der Oberfläche der SOI Schicht, der Abwesenheit der Notwendigkeit für eine teuere Herstellungsvorrichtung von speziellen Spezifikationen und der Möglichkeit der Herstellung in der gleichen Vorrichtung von SOI Filmen von einem weiten Dickenbereich von einigen zehn nm (hundert Ångström) bis ungefähr 10 μm (Mikrometer).
  • Wie in einem Beispiel der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr.7-302889 beschrieben, wenn ein erstes Substrat und ein zweites Substrat aneinander gebondet werden, dann dem Trennen des ersten und zweiten Substrats ohne Beschädigung darauf zu einer einzelnen porösen Schicht, glätten der Restschicht der porösen Schicht, die jeweils auf den Oberflächen des ersten und zweiten Substrats verbleibt, und wieder Bildung einer porösen Schicht darauf zur Wiederverwendung, ist es möglich das erste Substrat einige Male zu verwenden. Daher können hier signifikante Vorteile bei der signifikanten Reduzierung der Produktionskosten und das Herstellungsverfahren selbst zu vereinfachen, erhalten werden.
  • Ein ähnliches Verfahren wird in EP-A-0755 068 beschrieben.
  • Jedoch ist die Trennung der gebondeten Wafer an der porösen Schicht im allgemeinen möglich, indem das oben erwähnte Verfahren verwendet wird, bleiben hier immer noch gewisse Probleme, die gelöst werden müssen. Zum Beispiel kann die Trennung der gebondeten Wafer an der porösen Schicht zu einer teilweisen Zerstörung des ersten oder zweiten Substrats führen oder dem Einführen von Defekten wie Risse oder Dislokationen in der nicht porösen einkristallinen Halbleiterschicht, die auf der porösen Schicht gebildet ist. Es gibt auch einen Fall, bei dem die Trennung an der porösen Schicht nicht erhalten werden kann, obwohl der Grund unklar ist und die Häufigkeit eines derartigen Phänomens niedrig ist. Zum Erhalt einer stabilen Trennung ist es effektiv, wie in einem anderen Beispiel der oben erwähnten offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-302889 offenbart, den Strom im Lauf der Anodisierung zu variieren, wodurch zwei poröse Schichten gebildet werden.
  • Bei einem derartigen Verfahren, wird die Trennung der gebondeten Substrate leichter, aber die porös Schicht kann im voraus bei jedem der Schritte von dem Anodisierungsschritt zur Bildung der porösen Schicht bis zur Vollendung des Bondingschritts brechen. Eine derartige vorzeitige Zerstörung kann den Bondingschritt unmöglich machen oder eine Kontamination der Herstellungsschritt durch Teilchen verursachen, die aus der gebrochenen porösen Schicht oder aus der nicht porösen einkristallinen Schicht, die darauf gebildet wird, erzeugt werden. Zum Beispiel, falls die poröse Schicht selbst in einem Teil im Lauf der Anodisierung in der Anodisierungsvorrichtung abgeschält wird, ist es nicht länger möglich einheitlich eine nicht poröse einkristalline Schicht auf einem Substrat eines derartigen Substrats zu bilden.
  • Auch in dem Fall des Abschälens der porösen Schicht in einem Elektrolyten in einem Anodisierungstank, kann ein einheitliches Abschälen und eine Wiedergewinnung der porösen Schicht nur selten erwartet werden kann, aber ein Teil der porösen Schicht kann üblicherweise teilweise abgeschält werden. Andererseits kann die abgeschälte poröse Schicht fein gebrochen werden, um zu bewirken, dass die feinen Teilchen der porösen Schicht verteilt werden. Derartige Teilchen können auf einer Oberfläche eines anderen ersten Substrats abgeschieden werden, um die Einheitlichkeit der Oberfläche zu erniedrigen und Stiftlöcher in der nicht porösen Halbleiterschicht bei ihrer Bildung zu bilden. Des Weiteren können derartige Teilchen weiter die Einheitlichkeit der Dicke der Halbleiterschicht erniedrigen oder Kristalldefekte darin erzeugt. Zusätzlich können derartige abgeschiedene Teilchen die Bildung von Fehlstellen induzieren, die nicht gebondete Bereiche werden, wenn die zwei Substrate aneinander gebondet werden.
  • Ein derartiges Abschälen der porösen Schicht vor dem Bondingschritt kann nicht nur beim Anodisierungsschritt bewirkt werden, sondern bei jedem Schritt vor oder nach dem Bondingschritt bewirkt werden, wie einem darauffolgenden Oxidationsschritt in einem Heizofen, ein darauffolgender Bildungsschritt einer nicht porösen Halbleiterschicht in einer CVD Vorrichtung oder ähnlichem, ein Temperschritt in einem Heizofen nach dem Bodingschritt zur Verbesserung der Bondingstärke oder einen Reinigungsschritt, der wiederholt zwischen den jeweiligen Schritten verlangt wird.
  • Die Zerstörung von selbst einem Teil der porösen Schicht bei jedem dieser Schritte macht die Herstellung der gewünschten Halbleiterschicht unmöglich und wenn verschiedene Herstellungsvorrichtungen mit den Teilchen der gebrochenen Stücke der porösen Schicht kontaminiert sind, müssen derartige Vorrichtungen aufhören verwendet zu werden und die Teilchen müssen gründlich entfernt werden.
  • Selbst, wenn die Zerstörung der porösen Schicht nicht vor dem Trennungsschritt eintritt, gibt es einen Fall, bei dem die poröse Schicht, die auf der nicht porösen Halbleiterschicht verbleibt, die auf das zweite Substrat übertragen wird, in der Dicke innerhalb der Oberfläche des Substrats nicht einheitlich sein kann. Eine derartige uneinheitliche Dicke resultiert aus der teilweisen Zerstörung oder dem Abschälen der porösen Schicht. In der Gegenwart der porösen Schicht mit einer derartigen ungleichmäßigen Dicke, kann die nicht poröse Halbleiterschicht exzessiv lokal in dem darauf folgenden Ätzverfahren geätzt werden, wodurch eine Schicht mit einer einheitlichen Dicke nicht erreicht werden kann.
  • Bei einem Verfahren zur Verwendung eines porösen Bereichs mit zwei Schichten, bei dem die porösen Schichten eine unterschiedliche Porosität aufweisen, wird in dem Dokument EP-A-O 797 258 beschrieben, das nur im Sinne von Artikel 54 (3) und (4) EPÜ den Stand der Technik bildet.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleitersubstrat zur Verfügung zu stellen, bei dem es schwierig ist, dass die Zerstörung des porösen Bereichs vor der Trennung der gebondeten Substrate eintritt, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleitersubstrat zur Verfügung zu stellen, bei dem die Trennung reproduzierbar in einer vorbestimmten Position des porösen Bereichs eintritt und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halbleitersubstrat zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, ein SOI Substrat von befriedigender Qualität und ein Verfahren zur Herstellung desselben zur Verfügung zu stellen.
  • Die oben erwähnten Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, wie im anhängenden Anspruch 1 ausgeführt, gelöst. Erfindungsgemäß wird auch ein Verbundelement für einen Halbleiter zur Verfügung gestellt, wie in dem Anspruch 21 für die Vertragsstaaten DE, FR und GB und in Anspruch 22 für die Vertragsstaaten AT, BE, CH, LI, ES, IT, NL, PT und SE ausgeführt.
  • Der Ausdruck "Porosität", wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bezieht sich auf das Verhältnis des Volumens, wie es von den Poren im Hinblick auf das Material eingenommen wird, das die poröse Schicht innerhalb des Volumens der porösen Schicht bildet.
  • Um die Trennung nach dem Bonden zu erleichtern, wird die Porosität der zweiten porösen Schicht innerhalb eines Bereichs von 30 % bis 60 %, vorzugsweise 40 % bis 60 gehalten. Die Trennung ist immer noch möglich bei einer Porosität niedriger als ein derartiger Bereich. Jedoch gibt es einen Fall, wobei während der Trennung, eine teilweise Zerstörung, ein Riss oder eine Slipdislokation (slip dislocation) beim ersten oder zweiten Substrat oder in der nicht porösen Schicht, die auf der porösen Schicht des ersten Substrats gebildet ist, eintreten kann. Um ein derartiges Phänomen zu verhindern, wird die Porosität in dem Bereich von 30 % bis 60 % gehalten. Des Weiteren, wenn die Dicke der ersten porösen Schicht angrenzend an die nicht poröse Halbleiterschicht als "t1" definiert wird und die Dicke der zweiten porösen Schicht als "t2" definiert wird, wird hier ein Verhältnis 0,8 t1 ≥ t2 erfüllt. Daher wird t2 so ausgewählt, dass es nicht mehr als 80 %, vorzugsweise 50 % von t1 beträgt. Durch die Erfüllung einer derartigen Beziehung wird der poröse Bereich, der auf der nicht poröse Halbleiterschicht nach der Trennung verbleibt, im wesentlichen in der Dicke innerhalb der Oberfläche des zweiten Substrats einheitlich werden. Daher wird danach durch selektives Ätzen der verbleibende poröse Bereich die Dicke der nicht porösen Halbleiterschicht, die ohne geätzt worden zu sein verblieb, einheitlich.
  • Die Anwesenheit des porösen Bereichs, der die oben beschriebene relative Beziehung wie zur Porosität und der Dicke aufweist, kann das Abschälen oder die Zerstörung des porösen Bereichs vor dem Trennungsschritt verhindern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die 1A, 1B, 1C und 1D sind schematische Schnittansichten, die ein Basisverfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleitersubstrats zeigen;
  • Die 2A, 2B, 2C, 2D und 2E sind schematische Schnittansichten, die eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleitersubstrats zeigen;
  • Die 3A, 3B, 3C, 3D und 3E sind schematische Schnittansichten, die eine andere Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleitersubstrats zeigen;
  • Die 4A, 4B, 4C, 4D und 4E sind schematische Schnittansichten, die noch eine andere Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleitersubstrats zeigen;
  • Die 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Anodisierungszeit und dem Anodisierungsstrom zeigt, die erfindungsgemäß verwendet werden.
  • Die 6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke der ersten porösen Schicht und dem Anodisierungsstrom zur Bildung der zweiten porösen Schicht zeigt.
  • Die 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke der ersten porösen Schicht und der Porosität der zweiten porösen Schicht zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden wird ein Basisverfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleitersubstrats, unter Bezugnahme auf die 1A bis 1D erklärt.
  • Zuerst, wie in 1A gezeigt, wird hier ein erstes Substrat 10 hergestellt, das mit einem porösen Bereich 1 und einer nicht porösen Halbleiterschicht 13 auf dem porösen Bereich 1 angeordnet ist.
  • Die poröse Schicht 1 wird so ausgebildet, dass sie eine Struktur aufweist, die zumindest eine erste poröse Schicht 11 angrenzend an die nicht poröse Halbleiterschicht 13 und eine zweite poröse Schicht 12 einschließt.
  • Die Porosität P2 der zweiten porösen Schicht 12 wird so ausgewählt, dass sie höher als die Porosität P1 der ersten porösen Schicht 11 liegt und die Porosität P2 wird innerhalb eines Bereichs von 30 % bis 60 % ausgewählt.
  • Auch die Dicke t2 der zweiten porösen Schicht 12 wird so ausgewählt, dass sie nicht 80 % der Dicke t1 der ersten porösen Schicht 11 übersteigt.
  • Dann wie in 1B gezeigt, wird das erste Substrat 10 und ein zweites Substrat 14 aneinander über eine isolierende Schicht 15 gebondet, um ein Verbundelement 2 zu zur Bildung des Halbleitersubstrats zu erhalten.
  • Die isolierende Schicht 15 wird vorzugsweise vor dem Bonden sowohl zumindest auf den Oberflächen des ersten Substrats 10 als auch dem zweiten Substrat 14 gebildet.
  • Dann, wie in 1C gezeigt, werden das erste und zweite Substrat getrennt, wobei die Trennung an der Grenzfläche der ersten porösen Schicht 11 und der zweiten porösen Schicht 12 oder an dem Teil der zweiten porösen Schicht nahe zu der oben erwähnten Grenzfläche oder in einem Bereich einschließlich der gesamten zweiten porösen Schicht eintritt.
  • So dass eine Restschicht 11b von einer einheitlichen Dicke, die von der ersten porösen Schicht 11 resultiert, auf dem zweiten Substrat verbleibt. Auf der anderen Seite auf dem ersten Substrat kann dort oder kann nicht eine Restschicht 12b auf der zweiten porösen Schicht 12 verbleiben.
  • Dann, wie in 1D gezeigt, wird die erste poröse Halbleiterschicht 11b, die auf der Oberfläche des zweiten Substrats 14 verbleibt, nämlich auf der nicht porösen Halbleiterschicht 13, entfernt. In dieser Weise wird hier ein SOI Substrat erhalten, das die nicht poröse Halbleiterschicht 13 auf dem zweiten Substrat 14 über die isolierende Schicht 15 aufweist.
  • Auch durch Entfernen, wenn notwendig, kann die zweite porösen Schicht 12b, die auf dem ersten Substrat 10 verbleibt, kann das getrennte erste Substrat 10, wieder als erstes und zweites Substrat verwendet werden.
  • Das Ausgangsmaterial für das erste Substrat vor der Bildung des porösen Bereichs 1 wird vorzugsweise aus Halbleitermaterialien, wie Si, Ge, GeAs, InP, SiC oder SiGe ausgewählt.
  • Der poröse Bereich kann entweder gebildet werden, indem die Oberfläche des Ausgangsmaterials poröse gemacht wird oder zusätzlich auf der Oberfläche des Ausgangsmaterials gebildet wird.
  • Die Porosität P (%) zeigt die Proportion des Volumens der Poren, innerhalb des Volumens der porösen Schicht in Bezug auf das Material, das die porösen Schicht aufbaut. Die Porosität wird durch folgendes wiedergegeben, indem die Dichte m des porösen Elements und die Dichte M eines nicht porösen Elements aus demselben Material wie das des porösem Elements verwendet wird: P = ((M – m)/M) × 100 (%) (1)
  • Die Dichte m des porösen Elements wird durch Teilen des scheinbaren Gewichts G des porösen Elements, das Poren enthält, durch das scheinbare Volumen V des porösen Elements, das Poren enthält, nämlich m = G/V erhalten.
  • Praktisch wird die Porosität P (%) der porösen Schicht des ersten Substrats von dem die Oberflächenschicht nur runter bis zu einer Tiefe d von der Oberfläche porös ist durch: P = ((A – a)/(A – B)) × 100 (%) (2)bestimmt, worin A das Gewicht des ersten Substrats vor der Bildung der porösen Schicht ist, a das Gewicht des ersten Substrats nach der Bildung der porösen Schicht ist und B das Gewicht des ersten Substrats nach der völligen Entfernung der porösen Schicht ist.
  • Es ist wünschenswert, die Porosität der ersten porösen Schicht, angrenzend an die nicht poröse Halbleiterschicht so niedrig wie möglich zu erhalten, um die Kristalldefekte in der nicht porösen Halbleiterschicht bei ihrer darauf folgenden Bildung zu vermindern. Der Grund ist, dass in der Anfangsperiode der Bildung der nicht porösen Halbleiterschicht auf dem porösen Bereichs, die Poren in dem porösen Bereich gefüllt werden und die Porosität erniedrigen, je leichter das Porenfüllen ist, mit dem Ergebnis, das die Kristalldefekte der nicht porösen Halbleiterschicht reduziert werden können, Für diesen Zweck beträgt die Porosität der ersten porösen Schicht wünschenswerter Weise weniger als 30 %, vorzugsweise nicht mehr als 20 %.
  • Auch um leichter die Trennung der gebondeten Substrate zu vollenden, ist es wünschenswert die Porosität der zweiten porösen Schicht so auszuwählen nicht weniger als 30 %, besonders bevorzugt nicht weniger als 40 % und nicht mehr als 60 % zu betragen. Eine derartige Auswahl ist es den Teil zu reduzieren, der die Wände der Poren in der porösen Schicht bildet, um dadurch die poröse Struktur fragiler zu machen und ihre Zerstörung an diesem Teil zu erleichtern.
  • Die zweite poröse Schicht kann zum Zweck der Trennung der gebondeten Substrate dünn gemacht werden. Eine Dicke von zumindest 50 nm, vorzugsweise zumindest 100 nm ist erforderlich für die Trennung der Substrate. Jedoch führt eine übermäßige geringe Dicke zu Schwierigkeiten bei einer genauen Kontrolle der Dicke der zweiten porösen Schicht.
  • Auf der anderen Seite kann eine übermäßig große Dicke der zweiten porösen Schichte zu einem Abschälen der ersten porösen Schicht vor dem Bonden führen, selbst wenn die Porosität der zweiten Schicht nicht so hoch ist. Um ein derartiges Abschälen zu verhindern, ist es erforderlich die zweite poröse Schicht dünner als die erste poröse Schicht auszubilden. Wenn eine innere Belastung in dem Teil der niedrigeren Porosität erzeugt wird, wird der Teil der höheren Porosität, wenn er dicker als der Teil der niedrigeren Porosität gebildet wird, übermäßig schwach und kann vor dem Bonden brechen, wodurch der Teil der niedrigeren Porosität abgeschält werden kann. Selbst wenn die erste poröse Schicht beachtlich dick ist, ist es nicht wünschenswert die zweite poröse Schicht dicker als 3 μm zu bilden. Konsequent wird die Dicke der zweiten porösen Schicht so ausgewählt, das 3 μm nicht überschritten wird. Spezieller unter Berücksichtigung der Leichtigkeit der Trennung wird die Dicke der zweiten porösen Schicht innerhalb eines Bereichs von 1 nm bis 1 μm für ein Substrat, das nicht 150 mm (6 Inches im Durchmesser) übersteigt, und wird innerhalb eines Bereichs von 1 bis 3 μm für ein Substrat von 200 mm (8 Inches) oder größer im Durchmesser ausgewählt.
  • Falls notwendig, kann weiter eine Schicht von einer Porosität zwischen denen der ersten und zweiten porösen Schichten, zwischen der ersten und der zweiten porösen Schicht oder an der Seite der zweiten porösen Schicht gegenüber zu der ersten porösen Schicht zur Verfügung gestellt werden. Die Belastung bei der Trennung wird an einer Schicht der höchsten Porosität konzentriert, die so wie die zweite porösen Schicht funktioniert.
  • Im folgenden wird eine detaillierte Erklärung gegeben, indem Silicium als ein Beispiel verwendet wird. Die mechanische Stärke des porösen Siliciums, wenn auch abhängig von dem Niveau der Porosität, wird als ausreichend niedriger als das des Bulk Si angesehen. So, wenn die gebondeten Wafer einer Druck-, Zieh- oder Scherkraft ausgesetzt werden, bricht die poröse Siliciumschicht als erstes. Die porösen Schicht kann mit einer schwächeren Kraft mit dem Anstieg des Niveaus der Porosität gebrochen werden. Falls die poröse Schicht aus einer Vielzahl an Schichten von unterschiedlicher Porosität zusammengesetzt ist, wird die Belastung in einer Schicht von höchster Porosität konzentriert, wo die Zerstörung beginnt.
  • Ein Si Substrat kann durch Anodisierung porös gemacht werden, wenn eine HF Lösung verwendet wird. Im Vergleich mit der Dichte 2,33 g/cm3 eines einkristallinen Siliciums, kann die Dichte der porösen Si Schicht in einem Bereich von 1,1–0,6 g/cm3 durch eine Änderung bei der Konzentration einer HF Lösung innerhalb eines Bereichs von 50–20 % variiert werden. Die poröse Schicht wird nicht leicht in einer Si Schicht vom N-Typ gebildet, aber leicht in einem Si Substrat vom P-Typ gebildet, auf Grund der unten erklärt wird. Gemäß der Beobachtung mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops enthält die poröse Si Schicht Poren von 10–60 nm (100-600 Å) bei einem durchschnittlichen Durchmesser.
  • Das poröse Si wurde von Uhlir et al. 1956 im Lauf der Untersuchung des Elektropolierens von Halbleitern gefunden (A. Uhlir, Bell Syst. Tech.J., Band 35, 333 (1956)).
  • Auch Unagami et al. untersuchte die Auflösungsreaktion von Si bei der Anodisierung und berichtete, dass die Anodisierungsreaktion von Si in einer HF Lösung positive Löcher mit dem folgenden Reaktionsschema einschließt (T. Unagami, J. Electromechem. Soc., Band 127, 476 (1980): Si + 2HF + (2–n)e+ → SiF2 + 2H+ + ne-SiF2 + 2HF → SiF4 + H2 SiF4 + 2 HF → H2SiF6 oder Si + 4HF + (4–λ)e+ → SiF4 + 4H+ + λe-SiF4 + 2HF → H2SiF6 worin e+ und e- jeweils ein positives Loch und ein Elektron bedeuten. Auch n und λ bedeutet die Zahl der positiven Löcher, die erforderlich ist, um ein Si Atom aufzulösen und es wurde berichtet, dass das poröse Si gebildet wurde, wenn eine Bedingung n > 2 oder λ > 4 erfüllt wird.
  • Gemäß dem obigen, kann das Si vom P-Typ, das positive Löcher enthält, porös gemacht werden kann, aber das Si vom N-Typ wird nicht so gemacht. Diese Selektivität bei der Bildung einer porösen Struktur wurde durch Nagano et al. und Imai geprüft (Nagano, Nakajima, Yasuno, Ohnaka und Kajiwara, Technical Research Report of Electronic Communications Society, Band 79, SSD79-9549 (1979), K. Imai,Solid-State Electronics, Band 24, 159 (1981)). Es ist jedoch auch berichtet worden, dass eine Bildung der porösen Struktur beim Si vom N-Typ möglich ist, wenn die Konzentration der Verunreinigung hoch ist (R. P. Holmstrom und J. Y. Chi, Appl. Phys. Lett., Band 42, 386 (1983)), so dass es wichtig ist, ein Substrat auszuwählen, das eine Bildung einer porösen Struktur erlaubt, unabhängig vom P oder N Typ.
  • Bei der Beobachtung mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops enthält die Si Schicht Poren von ungefähr 10 – 60 nm (100 – 600 Å) beim durchschnittlichen Durchmesser. Die Einkristallinität wird erhalten, selbst wenn die Dichte auf weniger als die Hälfte eines einkristallinen Si reduziert wird, so dass es möglich ist, eine einkristalline Si Schicht auf der porösen Schicht epitaxial wachsen zu lassen. Jedoch bei einer Temperatur, die 1000 °C übersteigt, werden die inneren Poren neu geordnet, um die beschleunigten Eigenschaften des Ätzens zu verschlechtern. Aus diesem Grund wird ein Wachstumsverfahren bei niedriger Temperatur, wie ein molekulares epitaxialles Strahlenwachstum, Plasma CVD, CVD von niedrigem Druck, Licht CVD, Biassputtering oder Flüssigphasen Wachstum als geeignet für das epitaxialle Wachstum der Si Schicht in Betracht gezogen.
  • Auch wenn die poröse Schicht eine große Menge an Fehlstellen aufweist, die darin gebildet sind, wird ihre Dichte auf weniger als die Hälfte reduziert. Als ein Ergebnis nimmt die Fläche der Oberfläche drastisch im Vergleich zum Volumen zu, so dass ihre chemische Ätzrate signifikant im Vergleich mit der einer üblichen einkristallinen Schicht ansteigt.
  • Die nicht poröse Halbleiterschicht die erfindungsgemäß verwendet wird, besteht aus einer einzelnen Schicht oder vielen Schichten eines Halbleiters wie Si, Ge, GaAs, InP, SiC, SiGe, GaN oder GaP. In dem Fall von vielen Schichten können die jeweiligen Schichten verschieden von einander beim Typ der Leitfähigkeit oder elektrischen Leitfähigkeit sein oder können solche sein, die einen Heteroübergang dazwischen bilden.
  • Die nicht poröse Halbleiterschicht kann gebildet werden, indem eine nicht poröse Halbleiterschicht auf dem porösen Bereich abgeschieden wird oder durch Bilden einer porösen Schicht, zum Beispiel durch Ionenimplantation unter der Oberflächenschicht des nicht porösen Ausgangsmaterials, und der Verwendung der Oberflächenschicht, die verbleibt ohne in einen porösen Zustand gebracht worden zu sein, wie die nicht poröse Halbleiterschicht.
  • Das zweite Substrat, das erfindungsgemäßen verwendet wird, kann aus Halbleitern, wie Si, Ge, SiC, SiGe, GeAs oder InP ausgewählt werden oder aus isolierendem Materialien wie Quarz, geschmolzenem Quarz, Kieselglas, Glas, Saphir oder ähnlichem.
  • Als Verfahren zur Trennung der gebondeten Substrate kann hier jedes der Trennungsverfahren verwendet werden, das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-302889 beschrieben wird, zum Beispiel Bestrahlung mit Wellenenergie, wie Ultraschallwellen, Einfügen eines Trennelements von einer seitlichen Oberfläche der porösen Schicht parallel zu der gebondeten Oberfläche der gebondeten Substrate, Verwendung von expandierender Energie eines Materials, das in der porösen Schicht imprägniert ist, selektives Ätzen der porösen Schicht von der seitlichen Oberfläche eines Scheiben-förmigen Substrats oder exponieren der porösen Schicht und Oxidation der porösen Schicht von ihrer seitlichen Oberfläche und der Verwendung der Ausdehnung des Volumens bei der Oxidation.
  • Die 2A bis 2E zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, basierend auf dem Basisverfahren, das in den 1A bis 1D gezeigt wird und den Aufbau einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
  • Wie in 2A gezeigt, wird auf der Oberfläche eines ersten Substrats 10 hier eine erste poröse Schicht 11 und eine zweite porösen Schicht 12 gebildet. Die Porosität der zweiten porösen Schicht 12 wird ausgewählt nicht weniger als 30 % zu betragen, während die erste poröse Schicht 11 ausgewählt wird weniger als 30 % zu betragen. Auch die Dicke der zweiten porösen Schicht 12 wird ausgewählt nicht mehr als das 0,8-fache von dem der ersten porösen Schicht 11 zu betragen.
  • Die ersten und die zweiten porösen Schichten, wie oben definiert, können vorzugsweise durch Anodisierung gebildet werden. Nachdem die erste poröse Schicht 11 auf der Oberfläche des ersten Substrats 10 mit einem ersten Anodisierungsstrom gebildet ist, wobei der Strom gesteigert wird, um den nicht porösen Bereich des ersten Substrats unter der ersten porösen Schicht porös zu machen, wodurch die zweite poröse Schicht 12 gebildet wird. Anstelle der Steigerung des Stroms kann die Anodisierungslösung ersetzt werden, um die zweite poröse Schicht 12 durch Anodisierung unter dem gleichen Strom zu bilden.
  • Dann wie in 2B gezeigt, wird eine nicht poröse Halbleiterschicht 13 auf der porösen Schicht 11 gebildet und die Oberfläche der nicht porösen Halbleiterschicht 13 wird isolierend gemacht, wenn notwendig.
  • Dann wie in 2C gezeigt, wird ein Trägersubstrat 17, das ein zweites Substrat 14 aufweist und eine isolierende Schicht 15 darauf trägt und ein Substrat 16, das das erste Substrat 10 aufweist, das die oben beschriebenen Schichten 11, 12, 13 trägt, werden in engen Kontakt mit einander bei Raumtemperatur gebracht und die Substrate werden aneinander durch anodisches Bonden, Druckanwendung, Wärmebehandlung oder ihre Kombination gebondet.
  • So werden das zweite Substrat 14 und die nicht poröse Halbleiterschicht 13 fest über die isolierende Schicht 15 gebondet. Die isolierende Schicht 15 wird auf zumindest der nicht porösen Halbleiterschicht 13 und dem zweiten Substrat 14 gebildet. Anderseits kann das Bonding mit drei Elementen gemacht werden, einschließlich einer isolierenden dünnen Platte.
  • Dann werden die gebondeten Elemente in ein Substrat 18 und ein Substrat 19 an der porösen Siliciumschicht 12 wie in 2D gezeigt, getrennt. Das Substrat 19 ist aus der ersten porösen Schicht 11, der nicht porösen Halbleiterschicht 13, der isolierenden Schicht 15 und dem Substrat 14 zusammengesetzt.
  • Dann wird die porösen Schicht 11 selektiv entfernt. Die poröse Schicht 11 wird allein durch elektroloses chemisches Nassätzen mit zumindest einer der üblichen Si Ätzlösung, Fluorwasserstoffsäure, die selektiv flüssig das poröses Si ätzt, eine Mischung der Fluorwasserstoffsäure und zumindest aus Alkohol und wässriger Wasserstoffperoxidlösung, gepufferter Fluorwasserstoffsäure und einer Mischung aus gepuffertem Fluorwasserstoffsäure und zumindest aus Alkohol und wässriger Wasserstoffperoxidlösung, wodurch die nicht poröse Halbleiterschicht 13, die auf die isolierende Schicht 15 (2E) übertragen wird, zurückgelassen und gebildet wird.
  • Anderseits kann hier ein selektives Polieren durchgeführt werden, um die porösen Schicht 11 zu entfernen, indem die nicht poröse Halbleiterschicht 13 als Polierstopper verwendet wird.
  • Die 2E zeigt ein Halbleitersubstrat, das erfindungsgemäß erhalten wird, worin auf dem Substrat 14 mit einer isolierenden Oberfläche, die nicht poröse Halbleiterschicht 13 als eine ebene und einheitliche dünne Schicht, mit ein paar Kristalldefekten gebildet wird.
  • Die 3A bis 3E zeigen eine Variation des Herstellungsverfahrens des Halbleitersubstrats, das in den 2A bis 2E gezeigt wird, indem ein lichtdurchlässiges isolierendes Substrat als zweites Substrat verwendet wird. Die Schritte, die in den 3A und 3B gezeigt werden, sind die gleichen wie die, die in den 2A und 2B gezeigt werden.
  • Dann wie in 3C gezeigt, wird ein lichtdurchlässiges isolierendes Substrat 24, repräsentiert durch Quarz oder Glas und ein erstes Substrat 26 in engen Kontakt miteinander bei Raumtemperatur gebracht und die Substrate werden gegenseitig aneinander durch anodisches Bonden, Druckanwendung, Wärmebehandlung oder ihre Kombination gebondet. So werden das lichtdurchlässige isolierende Substrat 24 und die nicht poröse Halbleiterschicht 13 fest aneinander über die isolierende Schicht 15 gebondet. Die isolierende Schicht 15 wird zumindest auf irgendeiner der nicht porösen Halbleiterschicht 13 und dem lichtdurchlässigen isolierenden Substrat 24 gebildet. Andererseits kann das Bonden mit drei Elementen gemacht werden, einschließlich einer isolierenden dünnen Platte.
  • Dann wie in 3D gezeigt, werden die gebondeten Elemente in ein Substrat 28 und ein Substrat 29 getrennt. Auf dem lichtdurchlässigen isolierenden Substrat 24 wird eine vielschichtige Struktur gebildet, die aus der ersten porösen Schicht 11, der nicht porösen Halbleiterschicht 13 und der isolierenden Schicht 15 besteht.
  • Dann wird die poröse Schicht 11 selektiv entfernt. Die poröse Schicht 11 wird allein durch elektroloses chemisches Nassätzen mit zumindest einer der üblichen Si Ätzflüssigkeiten, Fluorwasserstoffsäure, die eine selektive Ätzflüssigkeit für poröses Si ist, eine Mischung der Fluorwasserstoffsäure und zumindest einer aus Alkohol und wässriger Wasserstoffperoxidlösung, gepufferter Fluorwasserstoffsäure und einer Mischung aus gepuffertem Fluorwasserstoffsäure und zumindest einer aus Alkohol und wässriger Wasserstoffperoxidlösung weg geätzt, dadurch wird die nicht porösen Halbleiterschicht 13 auf dem lichtdurchlässigen isolierenden Substrat 24 zurückgelassen und gebildet. Auf Grund der sehr großen Oberflächen Fläche des porösen Elements, wie oben beschrieben, ist es möglich selektiv nur das porös Element zu ätzen und das nicht poröse Element mit einer üblichen Ätzlösung eben zu machen.
  • Auf der anderen Seite, kann selektives Polieren durchgeführt werden, um die poröse Schicht 11 zu entfernen, indem die nicht poröse Halbleiterschicht 13 als Polierstopper verwendet wird.
  • 3E zeigt das Halbleitersubstrat, das erfindungsgemäß erhalten wird, wobei auf der Oberfläche des lichtdurchlässigen isolierenden Substrats 24, die nicht poröse Halbleiterschicht 13 als flache und einheitliche dünne Schicht mit einer großen Oberfläche über den gesamten Bereich des Substrats gebildet wird.
  • Dann wird zum Zwecke des Recyclings oder der Wiederverwendung das erste Substrat 10 einer Entfernung der verbleibenden porösen Schicht 12 und falls die Oberflächen Ebenheit unakzeptabel grob ist, wird es zusätzlich einer Behandlung des Flachmachens der Oberfläche unterworfen und wird wieder als das erste Substrat 10 verwendet.
  • Die 4A und 4E zeigen ein Verfahren zur Bildung einer porösen Schicht und eine nicht poröse Halbleiterschicht auf jeder Oberfläche eines Substrats und dem Bonden von drei Substraten.
  • Zuerst wird, wie in 4A gezeigt, ein erstes Substrat 30 und bei den Oberflächenbereichen auf beiden Oberflächen werden poröse Bereiche aus einer Struktur aus zwei Schichten gebildet, die aus zwei Schichten 31, 32 und 33 und 34 von unterschiedlichen Porositäten jeweils bestehen und es werden weitere nicht poröse Halbleiterschichten 35, 36 auf den ersten porösen Schichten Schicht 31, 32 (siehe 4B) gebildet. Die Anodisierung wird so durchgeführt, dass die ersten porösen Schichten 31, 33 eine Porosität geringer als 30 aufweisen, während die zweiten porösen Schichten 32, 34 eine Porosität von nicht weniger als 30 % aufweisen.
  • So, wie in 4C gezeigt, werden zwei zweite Substrate 39, 40 und das erste Substrat 30, die die nicht porösen Halbleiterschichten 35, 36 aufweisen, in engen Kontakt miteinander bei Raumtemperatur jeweils über die isolierenden Schichten 36, 37 gebracht und werden gegenseitig aneinander durch anodisches Bonden, Anlegen von Druck, Wärmebehandlung oder eine Kombination davon gebondet.
  • So werden die Substrate 39, 40 und die nicht porösen Halbleiterschichten 35, 36 fest über die isolierenden Schichten 37, 38 gebondet. Die isolierenden Schichten 37, 38 werden zumindest auf den nicht porösen Halbleiterschicht 35, 36 und den Substraten 39, 40 gebildet. Auf der anderen Seite werden trennende isolierende dünne Platten als die Schichten 35, 36 gebildet und zwischen die Substrate eingefügt, um das Bonden mit fünf Elementen zu erhalten.
  • Dann werden die gebondeten Elemente in drei Elemente 40, 41, 41 (siehe 4D) getrennt, wobei jedes der Substrate 39, 40 eine übereinander angeordnete Struktur aufweist, die aus der porösen Schicht, der nicht porösen Halbleiterschicht und der isolierenden Schicht besteht.
  • Dann werden die porösen Schichten 31, 33 selektiv durch Polieren oder Ätzen entfernt, wobei die dünnen nicht porösen Halbleiterschichten 35, 36 auf den Substraten 39, 40 gelassen werden.
  • 4E zeigt die Halbleitersubstrate, die durch die vorliegende Erfindung erhalten werden, wobei auf den Substraten 39, 40 die nicht porösen Halbleiterschichten 35, 36 zur gleichen Zeit als ebene und einheitliche dünne Schichten gebildet werden. Die Zwischenisolierenden Schichten 37, 38 können weggelassen werden und die Substrate 39, 40 müssen nicht aus dem gleichen Material sein.
  • Dann wird zum Zweck des Recyclings oder der Wiederverwendung das erste Substrat 30 der Entfernung der verbleibenden porösen Schicht oder der Behandlung des Flachmachens der Oberfläche unterworfen, und wird wieder verwendet.
  • Im folgenden werden hier die Verfahren zur Bildung des porösen Bereichs erklärt werden, die erfindungsgemäß anwendbar sind, basierend auf dem Verfahren der Anodisierung.
  • Die Porosität der porösen Schicht kann in der Richtung der Dicke, zum Beispiel durch eine Änderung des Anodisierungsstroms beim Verlauf der Anodisierung zur Bildung der porösen Schicht oder durch eine Änderung bei der Konzentration der Anodisierungsflüssigkeit variiert werden. Die Porosität und die Porengröße der porösen Schicht kann durch eine Änderung bei der Konzentration der Anodisierungsflüssigkeit, indem HF verwendet wird oder beim Anodisierungsstrom variiert werden, wie in SOLID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Journal of Eletrochemical Society, Band 134, Nr. 8, Seite 1994 offenbart. Die Zusammensetzung der Anodisierungsflüssigkeit kann zum Beispiel durch die aufeinanderfolgende Zugabe von Fluorwasserstoffsäure oder Wasser geändert werden. Eine Vielzahl an Schichten, die verschieden sind, können zum Beispiel durch Bildung einer porösen Schicht von niedriger Porosität mit einer Anodisierungsflüssigkeit von hoher HF Konzentration zuerst gebildet werden, sodann wird eine poröse Schicht von hoher Porosität durch Ersetzen der Anodisierungsflüssigkeit mit einer anderen von niedriger HF Konzentration gebildet. Jedoch kann, gemäß den Untersuchungen der Erfinder ein derartiges Verfahren, wenn es auf die Trennung der gebondeten Substrate zur Herstellung des Halbleitersubstrats angewendet wird, zu einem koplexeren Phänomen führen, wie es später erklärt werden wird. So dass das übliche Verfahren, wenn ihm einfach gefolgt wird, nur einen sehr beschränkten Effekt zur Verfügung stellt. Zum Beispiel führt ein bloßer Anstieg beim Anodisierungsstrom nicht zu einem korrespondierenden Anstieg bei der Porosität, kann aber zu einer ansteigenden Anodisierugsrate, mit einem beschränkten Anstieg bei der Porosität, führen. Um eine erfindungsgemäße Struktur zu erhalten, kann hier das folgende Verfahren zum Erhalten der porösen Schicht bei niedrigen Kosten verwendet werden.
  • Das einfachste Verfahren in der Praxis ist es den Anodisierungsstroms ohne Änderung der Zusammensetzung der Anodisierungsflüssigkeit zu ändern. Verschiedene Zusammensetzungen können für die Anodisierungsflüssigkeit verwendet werden. Zum Beispiel können befriedigende Ergebnisse mit Fluorwasserstoffsäure, die HF von ungefähr 30 % enthält oder Fluorwasserstoffsäure, zu der weiter Alkohol hinzugefügt wurde, erhalten werden. Die Anodisierung wird in einer derartigen Anodisierungsflüssigkeit durchgeführt und poröses Silicium mit einer Porosität von 20 bis 30 % kann mit einer Dichte des Gleichstrom- Anodisierungsstrom von 0,5 – 1,0 A/cm2 gebildet werden, indem ein Siliciumsubstrat als Anode verwendet wird. Die Dicke des porösen Siliciums kann willkürlich in Abhängigkeit von der Anodisierungszeit gewählt werden und eine derartige poröse Siliciumschicht von einer relativ niedrigen Porosität ist für epitaxialles Wachstum auf einem einkristallinen Silicium geeignet. Nach der Bildung der porösen Schicht von einer derartig niedrigen Porosität wird der Strom gesteigert, um eine poröse Schicht von höherer Porosität zu bilden. 5 zeigt ein Beispiel von der Art der Stromänderung. Falls die erste poröse Schicht eine Porosität von ungefähr 20% und eine Dicke von ungefähr 10 μm aufweist, kann die zweite poröse Schicht mit einer Porosität von ungefähr 30 bis 60 % unter der ersten porösen Schicht gebildet werden, indem der Anodisierungsstrom auf das 2- bis 3-fache von dem zur Bildung der ersten porösen Schicht eingestellt werden.
  • Basierend auf der intensiven Untersuchung der Erfinder ist gefunden worden, dass die Porosität der zweiten porösen Schicht nicht nur von der Größe des Anodisierungsstroms abhängt, sondern auch von der Dicke und der Porosität der ersten porösen Schicht abhängt. Selbst, wenn der Anodisierungsstrom für die zweite poröse Schicht so eingestellt wird, wie der für die erste poröse Schicht, wenn die erste porösen Schicht eine größere Dicke oder niedriger Porosität aufweist, neigt die zweite poröse Schicht dazu höher zu werden. Demzufolge, wenn die erste poröse Schicht dünner gemacht wird, muss der Anodisierungsstrom für die zweite poröse Schicht höher sein, um dabei ein höheres Niveau der Porosität zu erreichen. Dieses Verhältnis wird in 6 gezeigt. Falls der Anodisierungsstrom für die zweite poröse Schicht konstant gehalten wird, wird die Porosität der zweiten porösen Schicht durch die Änderung der Dicke der ersten porösen Schicht berührt. Dieses Verhältnis wird in 7 gezeigt. Es wird offensichtlich, dass die Bildung der zweiten porösen Schicht nach der Bildung der ersten porösen Schicht nicht unabhängig von ihr sein kann, aber die Porosität der zweiten Schicht wird durch die Eigenschaften der ersten porösen Schicht berührt. Der detaillierte Mechanismus von einem derartigen Phänomen ist noch nicht vollständig geklärt. Jedoch wie es später erklärt wird, wird die Bildung des porösen Siliciums so angesehen, F- Ionen in der Anodisierungsflüssigkeit zu benötigen und F- Ionen werden in einem Bereich der Porenbildung an der Vorderseite einer Pore verbraucht, wobei neue F- Ionen durch die Pore transportiert werden und zu einem derartigen Bereich der Vorderseite zugeführt werden. Es wird angenommen, dass die effektive Mobilität der F- Ionen durch Förderung durch die Pore mittels eines elektrischen Felds oder durch Diffusion von der Porengröße der ersten porösen Schicht oder der Länge der Pore, nämlich der Dicke der ersten porösen Schicht, abhängt. Differenziert ausgedrückt, begrenzt die erste poröse Schicht, die durch Anodisierung gebildet worden ist, selbst den Ionentransport, der bei der Bildung einer folgenden porösen Schicht benötigt wird. Demgemäß funktioniert die gebildete erste poröse Schicht als eine Schicht zur Begrenzung der effektiven Mobilität des F- Ionentransports, der für die Bildung der darauf folgenden porösen Schicht benötigt wird. Bei einem konstanten Anodisierungsstrom schreitet die Anodisierung bis zu einer bemerkenswerten Dicke voran, ohne eine signifikante Änderung bei der Porosität. Dies ist vermutlich, weil unter einem konstanten Strom die Poren mit einer Größe gebildet werden, die durch das Gleichgewicht von Verbrauch und Zufuhr an F- Ionen bestimmt wird, aber wenn der Strom im Lauf der Anodisierung ansteigt, wird das Gleichgewicht des Verbrauchs und der Zufuhr von F- Ionen durch die Anwesenheit von einer schon gebildeten porösen Schicht geändert, wodurch es zu einer signifikanten Änderung bei der Porengröße kommt.
  • Wenn die erste porösen Schicht dicker wird, um die effektive Mobilität der F- Ionnen zu reduzieren, die in ihr transportiert werden, gibt es die Möglichkeit, dass die Konzentration der F- Ionen an der Vorderseite der Pore niedriger wird, um eine Ionensperrschicht in der Anodisierungsflüssigkeit in der Pore auszudehnen, wodurch der Teil sich ausbreiten kann, bei der die Potentialbariere an der Grenzfläche der Anodisierungsflüssigkeit und der einkristallinen Silicium- Oberfläche in der Pore niedriger wird, wodurch ein Ätzen des Siliciums in einem derartigen Teil induziert wird, um die Porengröße zu steigern. Tatsächlich verursacht ein bloser Anstieg des Anodisierungsstroms nicht einen signifikanten Anstieg bei der Porsität, aber induziert einen Anstieg bei der Anodisierungsrate, wenn nicht eine die Mobilität begrenzende Schicht auf der Si Oberfläche anwesend ist. Demgemäß, um eine signifikante Änderung der Porosität durch einen Anstieg beim Anodisierungsstrom zu erhalten, wird eine Schicht benötigt, die in der Lage ist, die Mobilität der F- Ionen zwischen der Anodisierungsflüssigkeit und der Schicht, deren Porosität ansteigen soll, zu begrenzen. Die vorliegende Erfindung ist auch gekennzeichnet dadurch, dass das meiste aus dem oben beschrieben Mechanismus der Anodisierung gemacht wird, indem die anfänglich gebildete erste poröse Schicht zum Erhalt eines Anstiegs der Porosität der zweiten porösen Schicht verwendet wird. Um die Porosität der zweiten porösen Schicht zu steigern, ist es erforderlich, dass die erste poröse Schicht eine gewisse Dicke aufweist und eine hoch poröse zweite poröse Schicht kann leicht gebildet werden, wenn die erste poröse Schicht 5 μm oder mehr in der Dicke aufweist.
  • Da die erste porösen Schicht eine derartige Funktion aufweist, ist die Kontrolle ihrer Dicke wichtig für die Kontrolle der Porosität der zweiten porösen Schicht. Zum Beispiel muss die Einheitlichkeit in der Ebene der ersten porösen Schicht ausreichend sichergestellt werden, da andererseits die Porosität der zweiten porösen Schicht in der Ebene schwankt. Das Vorhandensein der Schwankung in der Ebene der Porosität der zweiten porösen Schicht führt zu einer lokalen Fluktuation bei der Stärke der zweiten porösen Schicht, was eventuell zu einem teilweisen Abschälen der zweiten porösen Schicht im Lauf des Herstellungsverfahrens des SOI Wafers oder einer lokalen unvollständigen Trennung beim Trennungsschritt führt, wodurch die Herstellungsausbeute der SOI Wafer erniedrigt wird. Die Schwankung innerhalb der Ebene des Substrats bei der Dicke der ersten porösen Schicht muss 35 oder weniger, vorzugsweise 25 % oder weniger sein.
  • Wenn die Dicke der ersten porösen Schicht signifikant geringer als 5 μm ist, insbesondere nicht mehr als 3 μm beträgt, wobei der Anstieg der Porosität fortschreitend schwierig wird, da die Wirkung der Schicht, die die Mobilität beschränkt, die oben beschrieben ist, reduziert wird. Wie in 6 gezeigt, wenn die erste poröse Schicht dünner wird, muss der Anodisierungsstrom für die zweite poröse Schicht grenzenlos gesteigert werden. Ein derartiger Anstieg ist natürlich nicht unmöglich, erfordert aber gewisse Einschränkungen, wie einen Anstieg bei der benötigten Kapazität der Energiezufuhr, einer resultierenden Erniedrigung bei der Genauigkeit der Kontrolle des Stroms und einer Abnahme bei der Genauigkeit der Messung des Stroms. Auch ein ansteigender Strom führt zu einer höheren Anodisierungsrate mit einer möglichen Erniedrigung bei der Genauigkeit bei der Kontrolle der Dicke der zweiten porösen Schicht. In einem derartigen Fall müssen nicht all Erfordernisse nur bei der Kontrolle des Stroms erfüllt sein. Eine erniedrigte HF Konzentration bei der Anodisierungsflüssigkeit kann die Abnahme der Konzentration der F- Ionen an der Vorderseite der Pore erniedrigen. Bei der Bildung der ersten porösen Schicht ist die oben erwähnte die Mobilität beschränkende Schicht zuerst noch abwesend, so dass die ausreichende Reduzierung des Anodisierungsstroms ausreichend die verbrauchten F- Ionen zuführen kann, selbst wenn die HF Konzentration auf ein gewisses Ausmass erniedrigt wird und die Porosität daher kaum ansteigt. Zum Beispiel selbst wenn die HF Konzentration auf ungefähr HF : C2H5OH : H2O = 1 : 1 : 4 erniedrigt wird, kann die Porosität auf ungefähr 20 % unterdrückt werden, wenn der Anodisierungsstrom auf ungefär 1 mA/cm2 oder weniger beschränkt wird. Nach der Bildung der ersten porösen Schicht, ist die oben erwähnte die Mobilität beschränkende Schicht schon vorhanden, so dass der Mangel an F- Ionen an der Vorderseite der Pore erzeugt werden kann, selbst bei einem beschränkten Anstieg des Anodisierungsstroms, wodurch die Porosität gesteigert werden kann. So dass selbst nach der Bildung der oben beschrieben ersten porösen Schicht mit einer Dicke von 3 μm, hier die zweite poröse Schicht mit einer Porosiät so hoch wie 30 – 60 % durch einen bloßen Anstieg des Anodisierungsstroms auf ungefähr 5 mA/cm2 gebildet werden kann. Auf der anderen Seite, wenn die HF Konzentration in der Anodisierungsflüssigkeit höher ist und beträgt ungefähr HF C2H5OH : H2O = 1 : 1 : 1, wird hier ein Strom von ungefähr 10 mA/cm2 oder höher benötigt, um die Porosität der zweiten porösen Schicht auf ungefähr 30 – 60 % zu erhöhen.
  • Auf der anderen Seite, im Fall der Bildung einer Struktur aus zwei Schichten der inversen Ordnung, nämlich einer Struktur, bei der die erste poröse Schicht eine höhere Schicht als die zweite poröse Schichte aufweist, wobei die Beförderung der F- Ionen schwierig behindert werden kann, auf Grund der hohen Porosität der ersten porösen Schicht, so dass die Porosität der ersten porösen Schicht nicht durch das bloße Umkehren des Anodisierungsstroms für die erste poröse Schicht erhöht werden kann und der für die zweite porösen Schicht im Hinblick auf den oben beschriebenen Mechanismus.
  • Daher im Falle der Bildung einer Vielzahl an porösen Schichten, die verschieden in der Porosität sind, kann auch das Verfahren des Variierens der Zusammensetzung der Anodisierungsflüssigkeit für jede Schicht angewendet werden. Im Fall der darauf folgenden Bildung einer ersten porösen Schicht von niedriger Porosität mit einer Dicke von weniger als 5 μm und einer zweiten porösen Schicht von einer höherer Porosität durch Änderung nur beim Anodisierungsstrom, ist es notwendig, wie zuvor erklärt, einen relativ großen Anodisierungsstrom für die zweite porösen Schicht anzuwenden. Es ist nicht desto trotz möglich eine zweite poröse Schicht mit einer Porosität von 30 bis 60 % oder selbst höher, ohne einen extremen Anstieg beim Anodisierungsstrom, zu bilden, indem zuerst die erste poröse Schicht in einem Anodisierungsbad mit einer hohen HF Konzentration gebildet wird, um dann die Anodisierung zu unterbrechen, das Substrat aus der Anodisierungsflüssigkeit heraus zu nehmen, die Anodisierungsflüssigkeit in dem Tank mit einer anderen Anodisierungsflüssigkeit mit niedriger HF Konzentration zu ersetzen, Eintauchen des Substrats in die Anodisierungsflüssigkeit von niedriger HF Konzentration und der Durchführung der Anodisierung.
  • Im dem Fall, in dem die Anodisierung unterbrochen wird, wie oben erwähnte, kann das Substrat gereinigt werden, um die Anodisierungsflüssigkeit, die darauf verblieb zu entfernen oder kann während einer derartigen Unterbrechung getrocknet werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird detaillierter durch die folgenden Beispiele beschrieben.
  • Beispiel 1
  • Ein 125 mm (5'') Durchmesser Siliciumwafer vom P-Typ, der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen, wodurch ein poröser Si Bereich mit zwei Schichten erhalten wurde, der aus zwei Schichten 11, 12 besteht, die verschieden in der Porosität waren:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF: H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 11 Minuten
    Dicke des porösen Si: 10 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdicht: 25 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 20 Sekunden
    Dicke des porösen Si: 200 nm
    Porosität: 55 %
  • Dieser Siliciumwafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermischen Oxidfilm bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium epitaxial wachsen gelassen, wodurch eine nicht poröse einkristalline Siliciumschicht auf dem porösen Silicium unter den folgenden Bedingungen gebildet wurde:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation auf der epitaktischen Oberfläche der Siliciumschicht gebildet.
  • Getrennt wurde ein Siliciumwafer als das zweite Substrat hergestellt und seine Oberfläche wurde thermisch oxidiert.
  • Die Oberfläche der SiO2 Schicht des ersten Wafers und die Oberfläche eines getrennt hergestellten zweiten Siliciumwafers, der eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 500 nm darauf gebildet hat, wurden übereinander angeordnet, in Kontakt mit einander gebracht und aneinander durch Wärmebehandlung bei 700 °C 2 Stunden lang gebondet.
  • Die porösen Schicht wurde so gemacht, dass die Randoberfläche der Wafer exponiert wird und das poröse Silicium an dem Randteil wurde in einer gewissen Menge durch Ätzen entfernt und eine schraf-randige Platte, wie eine Rasiermesserklinge, in ihn eingeführt, wodurch die Wafer durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigte.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt. Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht.
  • Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 2
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer, der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen, wodurch auf der Oberflächenschicht des ersten Siliciumwafers ein poröser Si Bereich mit zwei Schichten erhalten wurde, der aus den folgenden zwei Schichten besteht, die verschieden in der Porosität waren:
    Stromdichte: 7mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 5 Minuten
    Dicke des porösen Si: 5 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdicht: 38 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 10 Sekunden
    Dicke des porösen Si: 250 nm
    Porosität: 50 %
  • Dieser Siliciumwafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium unter den folgenden Bedingungen epitaxial wachsen gelassen
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der epitaktischen Oberfläche der Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche der oben erwähnten SiO2 Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten zweiten Siliciumwafers, der eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 500 nm darauf gebildet hat, wurden übereinander angeordnet, in Kontakt mit einander gebracht und aneinander durch Wärmebehandlung bei 700 °C 2 Stunden lang gebondet.
  • Die porösen Schicht wurde so gemacht, dass die Randoberfläche der Wafer exponiert wurde und das poröse Silicium an dem Randteil wurde in einer gewissen Menge durch Ätzen entfernt und eine schraf-randige Platte, wie eine Rasiermesserklinge in ihn eingeführt, wodurch die Wafer durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigte.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm des zweiten Wafers eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht.
  • Der erste Wafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 3
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom P-Typ, der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen, wodurch ein poröser Si Bereich mit zwei Schichten gebildet wurde, der aus den folgenden zwei Schichten 11, 12 besteht, die verschieden in der Porosität waren:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 1 Minuten
    Dicke des porösen Si: 1 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdicht: 160 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 5 Sekunden
    Dicke des porösen Si: 500 nm
    Porosität: 45 %
  • Dieser Siliciumwafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium unter den folgenden Bedingungen epitaxial wachsen gelassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation auf der epitaktischen Oberfläche der Siliciumschicht gebildet.
  • Die Oberfläche der oben erwähnten SiO2 Schicht des ersten Wafers und die Oberfläche eines getrennt hergestellten zweiten Siliciumwafers, der eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 500 nm darauf gebildet hat, wurden übereinander angeordnet, in Kontakt mit einander gebracht und aneinander durch Wärmebehandlung bei 700 °C 2 Stunden lang gebondet.
  • Die porösen Schicht wurde so gemacht, dass die Randoberfläche der Wafer exponiert wurde und das poröse Silicium an dem Randteil wurde in einer gewissen Menge durch Ätzen entfernt und eine schraf-randige Platte, wie eine Rasiermesserklinge in ihn eingeführt wurde, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigt.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt. Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht.
  • Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 4
  • Ein 125 mm (5'') Durchmesser Siliciumwafer vom p- oder n-Typ, der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufwies, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 5 Minuten
    Dicke des porösen Si: 5 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdicht: 38 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 40 Sekunden
    Dicke des porösen Si: 1,2 nm
    Porosität: 45 %
  • Dieser Siliciumwafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde ein einkristallines Silicium mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium unter den folgenden Bedingungen epitaxial wachsen gelassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche der oben erwähnten SiO2 Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten zweiten Siliciumwafers, der eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 500 nm darauf gebildet hat, wurden übereinander angeordnet, in Kontakt mit einander gebracht und aneinander durch Wärmebehandlung bei 700 °C 2 Stunden lang gebondet.
  • Die Platten wurden mit einem Haftmittel auf beiden äußeren Oberflächen des gebondeten Wafers gebondet, und ein ausreichender Druck wurde einheitlich auf derartigen Platten in einer Richtung senkrecht zu den äußeren Oberflächen der gebondeten Wafer ausgeübt, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das poröse Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die verbleibende poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Siliciumschicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigte.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm des zweiten Wafers eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht. Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 5
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ, der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 11 Minuten
    Dicke des porösen Si: 10 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdicht: 25 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 20 Sekunden
    Dicke des porösen Si: 200 nm
    Porosität: 55 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium unter den folgenden Bedingungen epitaxial wachsen gelassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche der oben erwähnten SiO2 Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten zweiten Siliciumwafers, der eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 500 nm darauf gebildet hat, wurden übereinander angeordnet, in Kontakt mit einander gebracht und aneinander durch Wärmebehandlung bei 700 °C 2 Stunden lang gebondet.
  • Die poröse Schicht wurde so gemacht, um an der Randoferfläche der Wafer exponiert zu sein, so dann wurde das poröse Silicium um einen gewissen Betrag geätzt, in einen Ulraschallreinigungstank getaucht, der mit reinem Wasser gefüllt ist und dann einer Bestrahlung mit Ultraschall unterworfen, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde der Wafer getrocknet und die verbleibende poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigte. In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht. Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 6
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ, der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 5 Minuten
    Dicke des porösen Si: 5 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdicht: 38 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 10 Sekunden
    Dicke des porösen Si: 250 nm
    Porosität: 50 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium unter den folgenden Bedingungen epitaxial wachsen Blassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche der oben erwähnten SiO2 Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten zweiten Siliciumwafers, wurden einer Entfernung des nativen Oxidfilms unterworfen, wurde übereinander angeordnet, in engen Kontakt mit einander gebracht und durch Wärmebehandlung bei 700 °C 2 Stunden lang gebondet.
  • Die poröse Schicht wurde so gemacht, um an der Randoferfläche der Wafer exponiert zu sein und das poröse Silicium wurde um einen gewissen Betrag geätzt, und eine scharfrandige Platte wie eine Rasiermesserklinge wurde darin eingesetzt, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigt.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht. Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 7
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ, der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 5 Minuten
    Dicke des porösen Si: 5 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdicht: 38 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 10 Sekunden
    Dicke des porösen Si: 250 nm
    Porosität: 50 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium unter den folgenden Bedingungen epitaxial wachsen gelassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche der oben erwähnten SiO2 Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten Quarzglassubstrats wurden einer Bestrahlung mit Sauerstoffplasma unterworfen, wurde übereinander angeordnet, in engen Kontakt mit einander gebracht und durch Wärmebehandlung bei 700 °C 2 Stunden lang gebondet.
  • Die poröse Schicht wurde so gemacht, um an der Randoferfläche der Wafer exponiert zu sein und das poröse Silicium wurde um einen gewissen Betrag geätzt, und eine scharfrandige Platte wie eine Rasiermesserklinge wurde darin eingesetzt, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigt.
  • In dieser Weise konnte auf dem Glassubstrat eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht. Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 8
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ (100), der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde als erstes Substrat hergestellt. Er wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 11 Minuten
    Dicke des porösen Si: 10 μm
    Porosität: 15 %
  • Das oben erwähnte einkristalline Siliciumsubstrat wurde aus der Anodisierungsvorrichtung genommen, dann mit Wasser gewaschen und gelagert, wieder in die Anodisierungsvorrichtung gesetzt, nachdem Auswechseln der Anodisierungsflüssigkeit darin und dem Unterwerfen der Anodisierung unter die folgenden Bedingungen:
    Stromdichte: 25 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 3 Minuten
    Dicke des porösen Si: 3 μm
    Porosität: 55 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium epitaxial wachsen gelassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 200 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche der oben erwähnten SiO2 Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten zweiten Siliciumwafers wurden übereinander angeordnet, in engen Kontakt mit einander gebracht und durch Wärmebehandlung bei 1100 °C 1 Stunden lang gebondet.
  • Die poröse Schicht wurde so gemacht, um an der Randoferfläche der Wafer exponiert zu sein und das poröse Silicium wurde um einen gewissen Betrag geätzt, und eine scharfrandige Platte wie eine Rasiermesserklinge wurde darin eingesetzt, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigte.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 um erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht.
  • Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als das erste Substrat verwendet.
  • Beispiel 9
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ (100), der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworf
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 5,5 Minuten
    Dicke des porösen Si: 10 μm
    Porosität: 15 %
  • Dann wurde die HF Konzentration der Anodisierungsflüssigkeit durch Zusatz von H2O und C2H5OH variiert und die Anodisierung wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt, um eine Schicht von verschiedener Porosität zu bilden:
    Stromdichte: 25 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 1 Minute
    Dicke des porösen Si: 1 μm
    Porosität: 55 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium epitaxial wachsen gelassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche dieser Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten Siliciumwafers wurde übereinander angeordnet, in engen Kontakt mit einander gebracht und durch Wärmebehandlung bei 1180 °C 5 Minuten lang gebondet.
  • Die poröse Schicht wurde so gemacht, um an der Randoferfläche der Wafer exponiert zu sein und das poröse Silicium wurde um einen gewissen Betrag geätzt, und eine scharfrandige Platte wie eine Rasiermesserklinge wurde darin eingesetzt, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht selektiv geätzt wurde und vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigt.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht.
  • Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Beispiel 10
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ (100), der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 11 Minuten
    Dicke des porösen Si: 10 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdichte: 25 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 3 Minuten
    Dicke des porösen Si: 3 μm
    Porosität: 40 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium unter folgenden Bedingungen epitaxial wachsen gelassen
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche dieser Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten Siliciumwafers wurde übereinander angeordnet, in engen Kontakt mit einander gebracht und durch Wärmebehandlung bei 1180 °C 5 Minuten lang gebondet.
  • Die poröse Schicht wurde so gemacht, um an der Randoferfläche der Wafer exponiert zu sein, so dann wurde das poröse Silicium um einen gewissen Betrag geätzt, und eine scharfrandige Platte wie eine Rasiermesserklinge wurde darin eingesetzt, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht selektiv geätzt wurde und vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls in der oben erwähnten Ätzlösung war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigt.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht. Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als erstes Substrat verwendet.
  • Der erste Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als das erste Substrat verwendet.
  • Beispiel 11
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ (100), der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 0,5 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 4 : 1
    Zeit: 80 Minuten
    Dicke des porösen Si: 3 μm
    Porosität: 20 %
    dann;
    Stromdichte: 5 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 4 : 1
    Zeit: 1 Minute
    Dicke des porösen Si: 1,8 μm
    Porosität: 45 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium epitaxial wachsen gelassen:
    Quellgas: SiH4
    Trägergas H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 100 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche dieser Schicht und die Oberfläche eines getrennt hergestellten Siliciumwafers wurde übereinander angeordnet, in engen Kontakt mit einander gebracht und durch Wärmebehandlung bei 1180 °C 5 Minuten lang gebondet.
  • Die poröse Schicht wurde so gemacht, um an der Randoferfläche der Wafer exponiert zu sein und das poröse Silicium wurde um einen gewissen Betrag geätzt, und eine scharfrandige Platte wie eine Rasiermesserklinge wurde darin eingesetzt, wodurch die Wafer gegenseitig durch die Beschädigung der porösen Siliciumschicht getrennt wurden und das porösen Silicium wurde exponiert.
  • Danach wurde die poröse Siliciumschicht selektiv mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung geätzt, wodurch die poröse Schicht selektiv geätzt wurde und vollständig entfernt wurde.
  • Die Ätzrate des nicht porösen Silicium Einzelkristalls, in der oben erwähnten Ätzlösung, war extrem niedrig, so dass die nicht poröse Schicht nur eine praktisch zu vernachlässigende Reduktion der Filmdicke zeigt.
  • In dieser Weise konnte auf dem Siliciumoxidfilm eine einkristalline Siliciumschicht mit einer Dicke von 0,2 μm erhalten werden, die überhaupt nicht von dem selektiven Ätzen des porösen Siliciums berührt wurde.
  • Die Schnittansicht wurde mit einem Transmissions-Elektronenmikroskops bestätigte, dass die Siliciumschicht keine Einführung von neuen Kristalldefekten zeigte und eine befriedigende Kristallinität behielt.
  • Auch konnten ähnlich Ergebnisse erhalten werden, selbst ohne Bildung des Oxidfilms auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht.
  • Der erste einkristalline Siliciumwafer wurde einer Entfernung des verbleibenden porösen Siliciums unterworfen und wurde wieder als das erste Substrat verwendet.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein 125 mm (5'') Siliciumwafer vom p-Typ (100), der eine Dicke von 625 μm und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ωcm aufweist, wurde einer Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen unterworfen:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 11 Minuten
    Dicke der ersten porösen Si Schicht: 10 μm
    Porosität: 15 %
    dann;
    Stromdichte: 5 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 3 : 2
    Zeit: 20 Minuten
    Dicke der zweiten porösen Si Schicht: 13 μm
    Porosität: 55 %
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden.
  • Dannach wurde das Bonden und Trennen der Wafer in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 durchgeführt.
  • Als Ergebnis zeigte die poröse Siliciumschicht, die einheitlich auf dem einkristallinen Silicium des zweiten Wafers nach der Trennung verbleiben sollte, ein teilweises Abschälen.
  • Dies tritt vermutlich auf weil die poröse Siliciumschicht von hoher Porosität nicht der Belastung widerstehen konnte und bei dem Schritt der Unterwerfung unter die Wärme zerbrach.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Die Oberflächenschicht eines ersten einkristallinen Siliciumwafers wurde durch Anodisierung in einer HF Lösung unter den folgenden Bedingungen porös gemacht:
    Stromdichte: 7 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 5,5 Minuten
    Dicke des porösen Si: 6 μm
    Porosität: 20 %
    dann;
    Stromdichte: 70 mA/cm2
    Anodisierungslösung: HF : H2O : C2H5OH = 1 : 1 : 1
    Zeit: 0,5 Minuten
    Dicke des porösen Si: 5 μm
  • Dieser Wafer wurde dann 1 Stunde bei 400 °C lang in einer Sauerstoffatmosphäre oxidiert, wodurch die Oberflächen der inneren Wand der Poren beim porösen Silicium mit einem thermisch oxidierten Film bedeckt wurden. Dann wurde ein einkristallines Silicium mit einer Dicke von 0,3 μm mittels CVD auf dem porösen Silicium epitaxial wachsen gelassen
    Quellgas: SiH4/H2
    Temperatur 850 °C
    Druck 1,3 Pa
    Wachstumsrate 3,3 nm/sek
  • Dann wurde auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht eine SiO2 Schicht mit einer Dicke von 200 nm durch thermische Oxidation gebildet. Die Oberfläche dieser Siliciumschicht, die eine SiO2 Schicht darauf gebildet hat und die Oberfläche eines getrennt hergestellten Siliciumwafers (zweites Substrat) wurden übereinander angeordnet und in gegenseitigen Kontakt gebracht.
  • Danach wurden die Wafer in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 getrennt. Nach der Trennung war die Dicke der ersten porösen Schicht von niedriger Porosität, die auf der Oberfläche des epitaktischen einkristallinen Si verbleibt, das auf den getrennten zweiten Wafer übertragen wurde, nicht einheitlich in der Waferebene und das poröse Si wies lokal zerstörte Teile auf. Als ein Ergebnis nach dem Ätzen mit einer HF/H2O2/H2O Ätzlösung, wobei die Dicke der epitaktischen einkristallinen Siliciumschicht, die mit einer einheitlichen Dicke verbleiben sollte, zeigte in der Ebene eine Verteilung, die schlechter verglichen mit der eines kommerziell erhältlichen Siliciumwafer war.
  • [Wirkung der Erfindung]
  • Erfindungsgemäß kann hier eine Verbundelement zur Herstellung eines Halbleitersubstrats und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrat zur Verfügung gestellt werden, das kaum eine Zerstörung des porösen Bereichs vor der Trennung der Substrate erzeugt und eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit bei der Lokalisation der Trennung bei dem porösen Bereich zeigt.

Claims (26)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats (13-15), das die folgenden Schritte aufweist: Herstellung eines ersten Substrats (1, 10, 13), das einen porösen Bereich (1) und eine nicht poröse Halbleiterschicht (13) aufweist, die auf dem porösen Bereich angeordnet ist; Bonden der nicht porösen Halbleiterschicht auf ein zweites Substrat (14, 15); Trennen des gebondeten ersten und zweiten Substrats auf dem porösen Bereich; und Entfernen des porösen Bereichs (11b), der auf dem getrennten zweiten Substrat verbleibt; wobei der poröse Bereich (1) derart gebildet wird, dass der poröse Bereich eine erste poröse Schicht (11) nahe zu der nicht porösen Halbleiterschicht (13) und einer zweiten porösen Schicht (12) aufweist, die unter der ersten porösen Schicht gebildet wird, die eine höhere Porosität und eine geringere Dicke aufweist als die der ersten porösen Schicht und derart, dass die Dicke der zweiten porösen Schicht nicht mehr als 80 der Dicke der ersten porösen Schicht aufweist und die Porosität der zweiten porösen Schicht bei 30 % bis 60 % liegt; wobei der Schritt der Herstellung des ersten Substrats (1, 10, 13), das den porösen Bereich (1) aufweist, so ausgeführt wird, dass die erste poröse Schicht (11) in der Ebene eine Abweichung der Dicke von nicht mehr als 35% aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Trennung an der zweiten porösen Schicht eintritt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Porsität der ersten porösen Schicht weniger als 30 % beträgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dicke der zweiten porösen Schicht nicht mehr als 50 % der ersten porösen Schicht beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dicke der zweiten porösen Schicht nicht mehr als 3 μm beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter die Bildung eines porösen Bereichs von neuem auf einem Substrat aufweist, das durch die Entfernung des porösen Bereichs erhalten wird, der auf dem getrennten ersten Substrat verbleibt, indem das erhaltene Substrat wieder als das erste Substrat verwendet wird und dem Bonden des erhaltenen Substrats auf ein anderes neues zweites Substrat.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter die Verwendung eines Substrats aufweist, das durch Entfernen des porösen Bereichs erhalten wird, der auf dem getrennten ersten Substrat wieder als das zweite Substrat verbleibt und dem Bonden des erhaltenen Substrats auf einem anderen neuen ersten Substrat, das einen porösen Bereich und eine nicht poröse Halbleiterschicht aufweist, die auf dem porösen Bereich zur Verfügung gestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine isolierende Schicht auf der Oberfläche der nicht porösen Halbleiterschicht des ersten Substrats gebildet wird und dann auf das zweite Substrat gebondet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine isolierende Schicht auf einer Oberfläche des zweiten Substrats gebildet wird und dann auf das erste Substrat gebondet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter den Schritt der Entfernung des porösen Bereichs aufweist, der auf der nicht porösen Halbleiterschicht des getrennten zweiten Substrats verbleibt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat ein Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von 150 mm (6 Inches) oder weniger ist und wobei die zweite poröse Schicht eine Dicke von 1 nm bis 1 μm aufweist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat ein Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von 200 mm (8 Inches) oder mehr ist und wobei die zweite poröse Schicht eine Dicke von 1 μm bis 3 μm aufweist.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anodisierung mit einer Änderung bei dem Anodisierungsstrom, während dem Verstreichen der Zeit, verwendet wird, um eine Vielzahl an Schichten zu bilden, die verschieden in der Porosität sind.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die erste poröse Schicht eine Dicke von zumindest 3 μm aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Vielzahl von porösen Schichten gebildet wird, die verschieden in der Porosität durch Anodisierung sind, die Zusammensetzung der Anodisierungslösung geändert wird, um die Anodisierung zu bewirken, um dadurch die Porosität zu variieren.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei, wenn die Zusammensetzung der Anodiserungslösung geändert wird, wird zumindest eine Komponente einzeln zu der Anodisierungslösung, während der Anodisierung, hinzugefügt, um die Porosität zu variieren.
  17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Vielzahl von porösen Schichten gebildet wird, die verschieden in der Porosität durch Anodisierung sind, werden sowohl die Zusammensetzung der Anodiserungslösung als auch der Anodisierungsstrom geändert, um die Anodisierung zu bewirken, um dadurch die Porosität zu variieren.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anodisierungsstrom gestoppt wird, um in den Anodisierungsverlauf zu fließen; das Substrat wird aus der Anodisierungslösung herausgenommen; die Zusammensetzung der Anodisierungslösung oder die Einstellung des Anodisierungsstroms wird geändert; das Substrat wird wieder in die Anodisierungslösung getaucht; und der Anodisierungsstrom wird fließen gelassen, um dadurch die Anodisierung wieder in Gang zu bringen.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste poröse Schicht eine Dicke von 5 μm oder mehr aufweist und wobei die zweite poröse Schicht eine Dicke von 3 μm oder weniger aufweist.
  20. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das die folgenden Schritte aufweist: Herstellung eines Halbleitersubstrats (13–15), das eine nicht poröse Halbleiterschicht (13) durch das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19 aufweist; und Herstellung von Halbleitervorrichtungs-Elementen, die in und auf der nicht porösen Halbleiterschicht abgegrenzt werden.
  21. Verbundelement für ein Halbleitersubstrat, das ein erstes Substrat (10), einen porösen Bereich (1) aufweist, der auf dem ersten Substrat zur Verfügung gestellt wird, eine nicht poröse Halbleiterschicht (13), die auf dem porösen Bereich zur Verfügung gestellt wird und ein zweites Substrat (14, 15), das auf der nicht poröse Halbleiterschicht zur Verfügung gestellt wird; wobei der poröse Bereich (1) eine erste poröse Schicht (11) nahe zu der nicht porösen Halbleiterschicht (13) und einer zweiten porösen Schicht (12) aufweist, die unter der ersten porösen Schicht gebildet wird, die eine höhere Porosität und eine geringere Dicke aufweist, als die der ersten porösen Schicht und wobei die Dicke der zweiten porösen Schicht nicht mehr als 80 % der Dicke der ersten porösen Schicht aufweist und die Porosität der zweiten porösen Schicht bei 30 % bis 60 % liegt; wobei die erste poröse Schicht (11) in der Ebene eine Abweichung der Dicke von nicht mehr als 35% aufweist.
  22. Verbundelement nach Anspruch 21, wobei die Porosität der ersten porösen Schicht weniger als 30 % aufweist.
  23. Verbundelement nach Anspruch 21, wobei die Dicke der zweiten porösen Schicht nicht mehr als 3 μm beträgt.
  24. Verbundelement nach Anspruch 21, wobei das erste Substrat ein Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von 150 mm (6 Inches) oder weniger ist und wobei die zweite poröse Schicht eine Dicke von 1 nm bis 1 μm aufweist.
  25. Verbundelement nach Anspruch 21, wobei das erste Substrat ein Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von 200 mm (8 Inches) oder mehr ist und wobei die zweite poröse Schicht eine Dicke von 1 μm bis 3 μm aufweist.
  26. Verbundelement nach Anspruch 21, wobei die erste Schicht eine Dicke von 5 μm oder mehr aufweist und wobei die zweite poröse Schicht eine Dicke von 3 μm oder weniger aufweist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047149A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Epitaxiesubstrat, damit hergestelltes Bauelement sowie entsprechende Herstellverfahren

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6143628A (en) * 1997-03-27 2000-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor substrate and method of manufacturing the same
US8507361B2 (en) * 2000-11-27 2013-08-13 Soitec Fabrication of substrates with a useful layer of monocrystalline semiconductor material
TWI226139B (en) 2002-01-31 2005-01-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method to manufacture a semiconductor-component
JP4904150B2 (ja) * 2003-01-31 2012-03-28 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 発光素子の製造方法
WO2004068572A2 (de) 2003-01-31 2004-08-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
JP2004335642A (ja) 2003-05-06 2004-11-25 Canon Inc 基板およびその製造方法
WO2004099473A1 (en) 2003-05-06 2004-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor substrate, semiconductor device, light emitting diode and producing method therefor
DE102007021991B4 (de) * 2007-05-10 2015-03-26 Infineon Technologies Austria Ag Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements durch Ausbilden einer porösen Zwischenschicht
KR101443580B1 (ko) * 2007-05-11 2014-10-30 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Soi구조를 갖는 기판
DE102009004559A1 (de) * 2009-01-14 2010-07-22 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes, insbesondere einer Solarzelle, auf Basis einer Halbleiterdünnschicht mit einem direkten Halbleitermaterial
DE102009004560B3 (de) * 2009-01-14 2010-08-26 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes, insbesondere einer Solarzelle, auf Basis einer Germaniumdünnschicht
US8043938B2 (en) * 2009-05-14 2011-10-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing SOI substrate and SOI substrate
US9847243B2 (en) 2009-08-27 2017-12-19 Corning Incorporated Debonding a glass substrate from carrier using ultrasonic wave
US8441071B2 (en) * 2010-01-05 2013-05-14 International Business Machines Corporation Body contacted transistor with reduced parasitic capacitance
JP5926887B2 (ja) * 2010-02-03 2016-05-25 株式会社半導体エネルギー研究所 Ｓｏｉ基板の作製方法
FR2995444B1 (fr) * 2012-09-10 2016-11-25 Soitec Silicon On Insulator Procede de detachement d'une couche
CN104756245B (zh) * 2012-10-26 2017-09-22 Rfhic公司 具有提高的可靠性和工作寿命的半导体器件及其制造方法
US20180068886A1 (en) * 2016-09-02 2018-03-08 Qualcomm Incorporated Porous semiconductor layer transfer for an integrated circuit structure
JP2019033134A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
US11211259B2 (en) * 2018-04-20 2021-12-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure and method for embedded gettering in a silicon on insulator wafer
WO2021015816A1 (en) * 2019-07-19 2021-01-28 Iqe Plc Semiconductor material having tunable permittivity and tunable thermal conductivity
US11903300B2 (en) * 2019-11-18 2024-02-13 Universal Display Corporation Pixel configurations for high resolution OVJP printed OLED displays

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985005734A1 (en) * 1984-05-29 1985-12-19 Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated Film for machining wafers
US4819387A (en) * 1987-12-16 1989-04-11 Motorola, Inc. Method of slicing semiconductor crystal
DE69331816T2 (de) * 1992-01-31 2002-08-29 Canon Kk Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats
KR970009156A (ko) * 1995-07-07 1997-02-24 김광호 보호모드를 가지는 팩시밀리 시스템
CN1076861C (zh) * 1995-07-21 2001-12-26 佳能株式会社 半导体衬底及其制造方法
EP0797258B1 (de) * 1996-03-18 2011-07-20 Sony Corporation Herstellungsverfahren von Dünnschichthalbleitern, Solarzellen und lichtemittierenden Dioden
EP0840381A3 (de) * 1996-10-31 1999-08-04 Sony Corporation Dünnschicht-Halbleiter-Vorrichtung und Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung und Dünnschicht-Sonnenzellenmodul und Herstellungsverfahren
CA2220600C (en) * 1996-11-15 2002-02-12 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing semiconductor article

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047149A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Epitaxiesubstrat, damit hergestelltes Bauelement sowie entsprechende Herstellverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
EP0867919A2 (de) 1998-09-30
EP0867919A3 (de) 1999-06-16
DE69826053D1 (de) 2004-10-14
SG68033A1 (en) 1999-10-19
TW376585B (en) 1999-12-11
EP0867919B1 (de) 2004-09-08
AU5966698A (en) 1998-10-01
CA2233132A1 (en) 1998-09-26
CA2233132C (en) 2002-04-02
AU742371B2 (en) 2002-01-03
US20030190794A1 (en) 2003-10-09
ATE275761T1 (de) 2004-09-15
KR100356416B1 (ko) 2002-11-18
CN1114936C (zh) 2003-07-16
CN1200560A (zh) 1998-12-02
KR19980080688A (ko) 1998-11-25

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