JP3191960B2 - Ｓｉ基体の加工方法 - Google Patents
Ｓｉ基体の加工方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子、光透過性
基板、Ｘ線マスク及び、微細機械機構等に応用され得る
Ｓｉ基体及びその加工方法に関し、特に、直下に支持体
なしに形成された無支持薄層を有する構造のＳｉ基体の
加工方法に関する。
基板、Ｘ線マスク及び、微細機械機構等に応用され得る
Ｓｉ基体及びその加工方法に関し、特に、直下に支持体
なしに形成された無支持薄層を有する構造のＳｉ基体の
加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】バルクＳｉのエッチング加工方法として
は、化学エッチング、反応性イオンエッチング、ＲＩＥ
（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｌｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）、電解
研磨、がよく知られている。
は、化学エッチング、反応性イオンエッチング、ＲＩＥ
（Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｌｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）、電解
研磨、がよく知られている。
【０００３】化学エッチング法は、レジスト、Ｓｉ3 Ｎ
4 、あるいはＳｉＯ2 などをマスクとして、Ｓｉ基板を
エッチング液に浸潤させ、マスクで覆われていない部分
のみをエッチングする方法である。
4 、あるいはＳｉＯ2 などをマスクとして、Ｓｉ基板を
エッチング液に浸潤させ、マスクで覆われていない部分
のみをエッチングする方法である。
【０００４】また反応性イオンエッチング法は、レジス
ト、Ｓｉ3 Ｎ4 、あるいはＳｉＯ2などをマスクとし
て、反応性イオン雰囲気中で、マスクで覆われていない
部分のみをエッチングする方法である。
ト、Ｓｉ3 Ｎ4 、あるいはＳｉＯ2などをマスクとし
て、反応性イオン雰囲気中で、マスクで覆われていない
部分のみをエッチングする方法である。
【０００５】また電解研磨法は、ＨＦ溶液、ＫＯＨ溶液
中などでＳｉを電極として、電気分解反応によりＳｉを
削ってしまう方法である。よく知られている方法は、希
ＨＦ溶液中でＳｉを陽極、白金あるいは金を陰極として
電流を流すと陽極側の電気分解反応によって、Ｓｉがエ
ッチングされるという、陽極エッチング（Ａｎｏｄｉｃ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）である。
中などでＳｉを電極として、電気分解反応によりＳｉを
削ってしまう方法である。よく知られている方法は、希
ＨＦ溶液中でＳｉを陽極、白金あるいは金を陰極として
電流を流すと陽極側の電気分解反応によって、Ｓｉがエ
ッチングされるという、陽極エッチング（Ａｎｏｄｉｃ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）である。
【０００６】一方、多孔質Ｓｉは、Ｕｈｌｉｒ等によっ
て１９５６年に半導体の電解研磨の研究過程において発
見された（Ａ．Ｕｈｌｉｒ，Ｂｅｌｌ Ｓｙｓｔ．Ｔｅ
ｃｈ．Ｊ．，ｖｏｌ．３５，３３３（１９５６））。
て１９５６年に半導体の電解研磨の研究過程において発
見された（Ａ．Ｕｈｌｉｒ，Ｂｅｌｌ Ｓｙｓｔ．Ｔｅ
ｃｈ．Ｊ．，ｖｏｌ．３５，３３３（１９５６））。
【０００７】また、ウナガミ等は陽極化成におけるＳｉ
の溶解反応を研究し、ＨＦ溶液中のＳｉの陽極反応には
正孔が必要であり、その反応は、次のようであると報告
している（Ｔ．ウナガミ、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
ｍ．ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１２７，４７６（１９８
０））。
の溶解反応を研究し、ＨＦ溶液中のＳｉの陽極反応には
正孔が必要であり、その反応は、次のようであると報告
している（Ｔ．ウナガミ、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
ｍ．ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１２７，４７６（１９８
０））。
【０００８】 Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｅ+ →ＳｉＦ2 ＋２Ｈ+ ＋ｎｅ- （１） ＳｉＦ2 ＋２ＨＦ→ＳｉＦ4 ＋Ｈ2 （２） ＳｉＦ4 ＋２ＨＦ→Ｈ2 ＳｉＦ6 （３） または、 Ｓｉ＋４ＨＦ＋（４−λ）ｅ+ →ＳｉＦ4 ＋４Ｈ+ ＋λｅ- （４） ＳｉＦ4 ＋２ＨＦ→Ｈ2 ＳｉＦ6 （５） ここで、ｅ+ およびｅ- はそれぞれ正孔と電子を表して
いる。また、ｎおよびλはそれぞれＳｉ１原子が溶解す
るために必要な正孔の数であり、ｎ＞２またはλ＞４な
る条件が満たされた場合に多孔質Ｓｉが形成されるとし
ている。
いる。また、ｎおよびλはそれぞれＳｉ１原子が溶解す
るために必要な正孔の数であり、ｎ＞２またはλ＞４な
る条件が満たされた場合に多孔質Ｓｉが形成されるとし
ている。
【０００９】このように、多孔質Ｓｉを作製するために
は、正孔が必要であり、Ｎ型Ｓｉに比べてＰ型Ｓｉの方
が多孔質Ｓｉに変質しやすい。しかし、Ｎ型Ｓｉも正孔
の注入があれば、多孔質Ｓｉに変質することが知られて
いる。（Ｒ．Ｐ．Ｈｏｌｍｓｔｒｏｍ ａｎｄ Ｊ．
Ｙ．Ｃｈｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏ
ｌ．４２，３８６（１９８３））。
は、正孔が必要であり、Ｎ型Ｓｉに比べてＰ型Ｓｉの方
が多孔質Ｓｉに変質しやすい。しかし、Ｎ型Ｓｉも正孔
の注入があれば、多孔質Ｓｉに変質することが知られて
いる。（Ｒ．Ｐ．Ｈｏｌｍｓｔｒｏｍ ａｎｄ Ｊ．
Ｙ．Ｃｈｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏ
ｌ．４２，３８６（１９８３））。
【００１０】この多孔質Ｓｉ層は、単結晶Ｓｉの密度
２．３３ｇ／ｃｍ3 に比べて、ＨＦ溶液濃度を５０〜２
０％に変化させることでその密度を１．１〜０．６ｇ／
ｃｍ3の範囲に変化させることができる。
２．３３ｇ／ｃｍ3 に比べて、ＨＦ溶液濃度を５０〜２
０％に変化させることでその密度を１．１〜０．６ｇ／
ｃｍ3の範囲に変化させることができる。
【００１１】また、この多孔質Ｓｉ層は透過電子顕微鏡
による観察によれば、平均約６００オングストローム程
度の径の孔が形成され、その密度は単結晶Ｓｉに比べる
と、半分以下になるにもかかわらず、単結晶性は維持さ
れており、多孔質層の上部へ単結晶Ｓｉ層をエピタキシ
ャル成長させることも可能である。
による観察によれば、平均約６００オングストローム程
度の径の孔が形成され、その密度は単結晶Ｓｉに比べる
と、半分以下になるにもかかわらず、単結晶性は維持さ
れており、多孔質層の上部へ単結晶Ｓｉ層をエピタキシ
ャル成長させることも可能である。
【００１２】一般にＳｉ単結晶を酸化すると、その体積
は約２．２倍に増大するが、多孔質Ｓｉの密度を制御す
ることにより、その体積膨張を抑制することが可能とな
り、基板の反りと表面残留単結晶層に導入されるクラッ
クを回避できる。
は約２．２倍に増大するが、多孔質Ｓｉの密度を制御す
ることにより、その体積膨張を抑制することが可能とな
り、基板の反りと表面残留単結晶層に導入されるクラッ
クを回避できる。
【００１３】単結晶Ｓｉの多孔質Ｓｉに対する酸化後の
体積比Ｒは次のように表すことができる。
体積比Ｒは次のように表すことができる。
【００１４】 Ｒ＝２．２×（Ａ／２．３３） （６） ここでＡは、多孔質Ｓｉの密度である。もしＲ＝１、す
なわち酸化後の体積膨張がない場合には、Ａ＝１．０６
（ｇ／ｃｍ3 ）となり、多孔質Ｓｉ層の密度を１．０６
にすれば、体積膨張を抑制することができる。
なわち酸化後の体積膨張がない場合には、Ａ＝１．０６
（ｇ／ｃｍ3 ）となり、多孔質Ｓｉ層の密度を１．０６
にすれば、体積膨張を抑制することができる。
【００１５】また、多孔質層は、その内部に大量の空隙
が形成されているために、密度が半分以下に減少する。
その結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するた
め、その化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッ
チング速度に比べて、著しく増速される。
が形成されているために、密度が半分以下に減少する。
その結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するた
め、その化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッ
チング速度に比べて、著しく増速される。
【００１６】本発明において、非常に重要な多孔質Ｓｉ
のエッチングについて述べる。
のエッチングについて述べる。
【００１７】現在、多孔質Ｓｉは、すべてと言ってよい
程、作製されたままの形でその後の工程（エピタキシャ
ル成長や酸化）が行なわれており、多孔質Ｓｉ自体の加
工は行われていない。この理由は、多孔質Ｓｉを制御よ
く加工したり、取り除いたりする事が難しいためであ
る。つまり、多孔質Ｓｉのエッチングを制御よく行った
例は未だ報告されていない。
程、作製されたままの形でその後の工程（エピタキシャ
ル成長や酸化）が行なわれており、多孔質Ｓｉ自体の加
工は行われていない。この理由は、多孔質Ｓｉを制御よ
く加工したり、取り除いたりする事が難しいためであ
る。つまり、多孔質Ｓｉのエッチングを制御よく行った
例は未だ報告されていない。
【００１８】また、一般に、 Ｐ＝（２．３３−Ａ）／２．３３ （７） をＰｏｒｏｓｉｔｙといい、陽極化成時に、この値を３
０〜５５％に調節することによって、酸化多孔質Ｓｉを
単結晶Ｓｉの酸化膜と同程度の質にすることができる。
Ｐｏｒｏｓｉｔｙは Ｐ＝（ｍ１−ｍ２）／（ｍ１−ｍ３） （８） または、 Ｐ＝（ｍ１−ｍ２）／ρＡｔ （９） ｍ１：陽極化成前の全重量 ｍ２：陽極化成後の全重量 ｍ３：多孔質Ｓｉを除去した後の全重量 ρ ：単結晶Ｓｉの密度 Ａ ：多孔質化した面積 ｔ ：多孔質Ｓｉの厚さ で表されるが、多孔質化する領域の面積を正確に算出で
きない場合も各々ある。この場合は、式（８）が有効で
あるが、ｍ３を測定するためには、多孔質Ｓｉをエッチ
ングしなければならない。
０〜５５％に調節することによって、酸化多孔質Ｓｉを
単結晶Ｓｉの酸化膜と同程度の質にすることができる。
Ｐｏｒｏｓｉｔｙは Ｐ＝（ｍ１−ｍ２）／（ｍ１−ｍ３） （８） または、 Ｐ＝（ｍ１−ｍ２）／ρＡｔ （９） ｍ１：陽極化成前の全重量 ｍ２：陽極化成後の全重量 ｍ３：多孔質Ｓｉを除去した後の全重量 ρ ：単結晶Ｓｉの密度 Ａ ：多孔質化した面積 ｔ ：多孔質Ｓｉの厚さ で表されるが、多孔質化する領域の面積を正確に算出で
きない場合も各々ある。この場合は、式（８）が有効で
あるが、ｍ３を測定するためには、多孔質Ｓｉをエッチ
ングしなければならない。
【００１９】また、上記した多孔質Ｓｉ上のエピタキシ
ャル成長において、多孔質Ｓｉはその構造的性質のた
め、ヘテロエピタキシャル成長の際に発生する歪みを緩
和して、欠陥の発生を抑制することが可能である。しか
しながら、この場合も、多孔質ＳｉのＰｏｒｏｓｉｔｙ
が非常に重要なパラメーターとなることは明らかであ
る。したがって、上記のＰｏｒｏｓｉｔｙの測定は、こ
の場合も必要不可欠である。
ャル成長において、多孔質Ｓｉはその構造的性質のた
め、ヘテロエピタキシャル成長の際に発生する歪みを緩
和して、欠陥の発生を抑制することが可能である。しか
しながら、この場合も、多孔質ＳｉのＰｏｒｏｓｉｔｙ
が非常に重要なパラメーターとなることは明らかであ
る。したがって、上記のＰｏｒｏｓｉｔｙの測定は、こ
の場合も必要不可欠である。
【００２０】多孔質Ｓｉをエッチングする方法として
は、１．ＮａＯＨ水溶液で多孔質Ｓｉをエッチングする
（Ｇ．Ｂｏｎｃｈｉｌ，Ｒ．Ｈｅｒｉｎｏ，Ｋ．Ｂａｒ
ｌａ，ａｎｄ Ｊ．Ｃ．Ｐｆｉｓｔｅｒ，Ｊ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１３０，ｎｏ．
７，１６１１（１９８３））。２．非多孔質Ｓｉをエッ
チングすることが可能なエッチング液で多孔質Ｓｉをエ
ッチングする。が知られている。
は、１．ＮａＯＨ水溶液で多孔質Ｓｉをエッチングする
（Ｇ．Ｂｏｎｃｈｉｌ，Ｒ．Ｈｅｒｉｎｏ，Ｋ．Ｂａｒ
ｌａ，ａｎｄ Ｊ．Ｃ．Ｐｆｉｓｔｅｒ，Ｊ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１３０，ｎｏ．
７，１６１１（１９８３））。２．非多孔質Ｓｉをエッ
チングすることが可能なエッチング液で多孔質Ｓｉをエ
ッチングする。が知られている。
【００２１】上記２の方法は、通常、フッ硝酸系のエッ
チング液が用いられるが、このときのＳｉのエッチング
過程は、 Ｓｉ＋２Ｏ→ＳｉＯ2 （１０） ＳｉＯ2 ＋４ＨＦ→ＳｉＦ4 ＋Ｈ2 Ｏ （１１） に示される様に、Ｓｉが硝酸で酸化され、ＳｉＯ2 に変
質し、そのＳｉＯ2 をフッ酸でエッチングすることによ
りＳｉのエッチングが進む。
チング液が用いられるが、このときのＳｉのエッチング
過程は、 Ｓｉ＋２Ｏ→ＳｉＯ2 （１０） ＳｉＯ2 ＋４ＨＦ→ＳｉＦ4 ＋Ｈ2 Ｏ （１１） に示される様に、Ｓｉが硝酸で酸化され、ＳｉＯ2 に変
質し、そのＳｉＯ2 をフッ酸でエッチングすることによ
りＳｉのエッチングが進む。
【００２２】非多孔質Ｓｉをエッチングする方法として
は、上記フッ硝酸系エッチング液の他に、 エチレンジアミン系 ＫＯＨ系 ヒドラジン系 などがある。
は、上記フッ硝酸系エッチング液の他に、 エチレンジアミン系 ＫＯＨ系 ヒドラジン系 などがある。
【００２３】これらのことから、多孔質Ｓｉの選択エッ
チングを行うためには、上記非多孔質Ｓｉエッチング液
以外で多孔質Ｓｉをエッチングすることのできるエッチ
ング液を選ぶ必要がある。従来行われている多孔質Ｓｉ
の選択エッチングは、ＮａＯＨ水溶液をエッチング液と
した方法だけである。
チングを行うためには、上記非多孔質Ｓｉエッチング液
以外で多孔質Ｓｉをエッチングすることのできるエッチ
ング液を選ぶ必要がある。従来行われている多孔質Ｓｉ
の選択エッチングは、ＮａＯＨ水溶液をエッチング液と
した方法だけである。
【００２４】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の各方法は、それぞれ下記のような解決すべき課
題がある。
記従来の各方法は、それぞれ下記のような解決すべき課
題がある。
【００２５】上記バルクＳｉエッチング方法では、エッ
チングする領域とエッチングしない領域とでは、材料の
差がないため、マスクを必要とする。
チングする領域とエッチングしない領域とでは、材料の
差がないため、マスクを必要とする。
【００２６】化学エッチングでは、横方向にオーバーエ
ッチングされたり、異方性エッチングでは、低エッチン
グレート面が現われ、表面に垂直な壁面だけでエッチン
グ部を構成することは不可能である。また、Ｓｉ基板の
面方位によっても形状が変化してしまう。
ッチングされたり、異方性エッチングでは、低エッチン
グレート面が現われ、表面に垂直な壁面だけでエッチン
グ部を構成することは不可能である。また、Ｓｉ基板の
面方位によっても形状が変化してしまう。
【００２７】ＲＩＥ法では、垂直にエッチングすること
はできるが、数百μｍ〜数ｍｍもの厚いＳｉをくり貫く
ことは、ほとんど不可能である。
はできるが、数百μｍ〜数ｍｍもの厚いＳｉをくり貫く
ことは、ほとんど不可能である。
【００２８】電解研磨法では、電流を流すため、エッチ
ング前に、表面や裏面にマスク以外の絶縁物や半導体層
を設けることは困難である。
ング前に、表面や裏面にマスク以外の絶縁物や半導体層
を設けることは困難である。
【００２９】以上のように、従来の各方法には解決すべ
き課題がある。次に、多孔質Ｓｉのエッチングについて
述べる。
き課題がある。次に、多孔質Ｓｉのエッチングについて
述べる。
【００３０】上記したように、フッ硝酸系のエッチング
液では、多孔質Ｓｉがエッチングされるが、非多孔質Ｓ
ｉもエッチングされてしまう。
液では、多孔質Ｓｉがエッチングされるが、非多孔質Ｓ
ｉもエッチングされてしまう。
【００３１】また、従来行われているＮａＯＨ水溶液を
用いた多孔質Ｓｉの選択エッチング方法では、Ｎａイオ
ンがエッチング表面に吸着することは避けられない。こ
のＮａイオンは、不純物汚染の主たる原因となり、可動
なうえ、界面準位を形成するなどの悪影響を与えるのみ
で、半導体プロセスにおいて導入されてはならない物質
である。
用いた多孔質Ｓｉの選択エッチング方法では、Ｎａイオ
ンがエッチング表面に吸着することは避けられない。こ
のＮａイオンは、不純物汚染の主たる原因となり、可動
なうえ、界面準位を形成するなどの悪影響を与えるのみ
で、半導体プロセスにおいて導入されてはならない物質
である。
【００３２】本発明の目的は、半導体プロセス上悪影響
をおよぼさない湿式化学エッチング液を用いて、非多孔
質Ｓｉをエッチングせずに、効率よく、均一に多孔質Ｓ
ｉのみを選択的に化学エッチングする方法を提供するこ
とである。
をおよぼさない湿式化学エッチング液を用いて、非多孔
質Ｓｉをエッチングせずに、効率よく、均一に多孔質Ｓ
ｉのみを選択的に化学エッチングする方法を提供するこ
とである。
【００３３】また、本発明の目的は、選択的に、容易
に、かつ均一に、バルクＳｉを加工し、Ｘ線マスク、光
透過性基板、マイクロマシンニング等に応用できるＳｉ
基体及びその加工方法を提供することにある。
に、かつ均一に、バルクＳｉを加工し、Ｘ線マスク、光
透過性基板、マイクロマシンニング等に応用できるＳｉ
基体及びその加工方法を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するための手段として、非多孔質Ｓｉ基体の表面に
エッチング停止層を形成する工程と、該非多孔質Ｓｉ基
体の所定の領域を該非多孔質Ｓｉ基体の裏面から該表面
まで部分的に多孔質化する工程と、部分的に多孔質化さ
れた該領域をエッチング液により選択的にエッチング除
去することにより空洞を形成する工程と、を含み、該エ
ッチング停止層の該空洞に接する部分を無支持薄層とす
るＳｉ基体の加工方法であって、 前記エッチング液は、
アルコール及び過酸化水素水の少なくともいずれか一方
と、弗酸と、を含む混合液であることを特徴とするＳｉ
基体の加工方法を提供するものである。
解決するための手段として、非多孔質Ｓｉ基体の表面に
エッチング停止層を形成する工程と、該非多孔質Ｓｉ基
体の所定の領域を該非多孔質Ｓｉ基体の裏面から該表面
まで部分的に多孔質化する工程と、部分的に多孔質化さ
れた該領域をエッチング液により選択的にエッチング除
去することにより空洞を形成する工程と、を含み、該エ
ッチング停止層の該空洞に接する部分を無支持薄層とす
るＳｉ基体の加工方法であって、 前記エッチング液は、
アルコール及び過酸化水素水の少なくともいずれか一方
と、弗酸と、を含む混合液であることを特徴とするＳｉ
基体の加工方法を提供するものである。
【００３５】
【００３６】また、前記多孔質化する工程は、弗酸を含
む溶液を用いた陽極化成によりなされるＳｉ基体の加工
方法でもある。
む溶液を用いた陽極化成によりなされるＳｉ基体の加工
方法でもある。
【００３７】また、前記エッチング停止層は、複数の層
からなるＳｉ基体の加工方法でもある。
からなるＳｉ基体の加工方法でもある。
【００３８】
【作用】本発明に用いられる多孔質Ｓｉは、陽極化成時
の電流の流れに沿って形成されるため、マスクや不純物
分布を設けることなどにより、電流の流れを制御するこ
とができ、ほぼ任意の形状に非多孔質Ｓｉを加工するこ
とが可能となり、垂直に、精度良く、厚いＳｉ基体を貫
くことも可能となり、更には、多孔質Ｓｉを選択エッチ
ングする前に表面や裏面に絶縁層や半導体層を設けるこ
とができる。
の電流の流れに沿って形成されるため、マスクや不純物
分布を設けることなどにより、電流の流れを制御するこ
とができ、ほぼ任意の形状に非多孔質Ｓｉを加工するこ
とが可能となり、垂直に、精度良く、厚いＳｉ基体を貫
くことも可能となり、更には、多孔質Ｓｉを選択エッチ
ングする前に表面や裏面に絶縁層や半導体層を設けるこ
とができる。
【００３９】本発明に用いられる多孔質Ｓｉの選択エッ
チング方法は、非多孔質Ｓｉに対してはエッチング作用
を持たず、さらには、通常の半導体プロセスで用いられ
ており、既にその汚染の極めて少ないことが確認されて
いる弗酸、あるいは、弗酸に、アルコール、過酸化水素
水のうち少なくとも１種類を添加した混合液を選択エッ
チング液として用いることを特徴とする。
チング方法は、非多孔質Ｓｉに対してはエッチング作用
を持たず、さらには、通常の半導体プロセスで用いられ
ており、既にその汚染の極めて少ないことが確認されて
いる弗酸、あるいは、弗酸に、アルコール、過酸化水素
水のうち少なくとも１種類を添加した混合液を選択エッ
チング液として用いることを特徴とする。
【００４０】特に、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。
【００４１】また、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
【００４２】また、本発明は、非多孔質Ｓｉ基体を部分
的に１ケ所以上多孔質Ｓｉに変質させ、一方の面にエッ
チング防止膜を使用せずに、本エッチング液により極め
て効率よくかつ高精度に多孔質Ｓｉ領域を除去し、該非
多孔質Ｓｉ基体に部分的に１ケ所以上、他方の面のエッ
チング停止層まで貫通する空洞領域を形成し、その空洞
上に、連続な薄層を直下の支持体なしに作製することを
可能にした加工法を提案するものである。
的に１ケ所以上多孔質Ｓｉに変質させ、一方の面にエッ
チング防止膜を使用せずに、本エッチング液により極め
て効率よくかつ高精度に多孔質Ｓｉ領域を除去し、該非
多孔質Ｓｉ基体に部分的に１ケ所以上、他方の面のエッ
チング停止層まで貫通する空洞領域を形成し、その空洞
上に、連続な薄層を直下の支持体なしに作製することを
可能にした加工法を提案するものである。
【００４３】さらに、上記加工法により、Ｘ線マスク、
光透過性基板、およびマイクロマシンニング等に応用で
きるＳｉ基体を作製することができる。
光透過性基板、およびマイクロマシンニング等に応用で
きるＳｉ基体を作製することができる。
【００４４】また、最終的に無支持薄層となる層を多層
構造とすることにより、基板に隣接している層が機械的
（構造的）に弱い場合、その補強をすることができる。
構造とすることにより、基板に隣接している層が機械的
（構造的）に弱い場合、その補強をすることができる。
【００４５】また基板と異種材料でこの薄層を形成する
場合、その熱膨張係数の差によってその界面には応力が
蓄積されており、薄層直下の支持体が除去された時に、
その応力が開放され、たるんだり、裂けたりする場合が
ある。従って、このような場合、多層構造とすることに
よって、このような、たるみや、裂け等を防止すること
ができる。
場合、その熱膨張係数の差によってその界面には応力が
蓄積されており、薄層直下の支持体が除去された時に、
その応力が開放され、たるんだり、裂けたりする場合が
ある。従って、このような場合、多層構造とすることに
よって、このような、たるみや、裂け等を防止すること
ができる。
【００４６】（実施態様例１）図９から図１２に、多孔
質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ個別に各々に対する、弗酸、弗酸
とアルコールとの混合液、弗酸と過酸化水素水との混合
液、および弗酸とアルコールと過酸化水素水との混合液
によるエッチング特性をそれぞれ示す。
質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ個別に各々に対する、弗酸、弗酸
とアルコールとの混合液、弗酸と過酸化水素水との混合
液、および弗酸とアルコールと過酸化水素水との混合液
によるエッチング特性をそれぞれ示す。
【００４７】多孔質Ｓｉは単結晶Ｓｉを陽極化成によっ
て作成し、その条件を以下に示す。陽極化成によって形
成する多孔質Ｓｉの出発材料は、単結晶Ｓｉに限定され
るものではなく、他の結晶構造のＳｉでも可能である。
て作成し、その条件を以下に示す。陽極化成によって形
成する多孔質Ｓｉの出発材料は、単結晶Ｓｉに限定され
るものではなく、他の結晶構造のＳｉでも可能である。
【００４８】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 電流密度： ３０（ｍＡ・ｃｍ-2） 陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ2 Ｏ：Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＝１：１：
１ 時間： ２．４（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ３００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 図９に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを弗酸に浸潤し、撹は
んしたときのエッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉ
の厚みのエッチング時間依存性を示す。
１ 時間： ２．４（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ３００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 図９に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを弗酸に浸潤し、撹は
んしたときのエッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉ
の厚みのエッチング時間依存性を示す。
【００４９】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを、室
温において４９％弗酸（白丸）に浸潤し、撹はんした。
のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質
Ｓｉは急速にエッチングされ、４０分ほどで９０μｍ、
更に、８０分経過させると２０５μｍも、高度の表面性
を有して、均一にエッチングされる。エッチング速度は
溶液濃度及び、温度に依存する。
温において４９％弗酸（白丸）に浸潤し、撹はんした。
のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質
Ｓｉは急速にエッチングされ、４０分ほどで９０μｍ、
更に、８０分経過させると２０５μｍも、高度の表面性
を有して、均一にエッチングされる。エッチング速度は
溶液濃度及び、温度に依存する。
【００５０】また、５００μｍ厚の単結晶Ｓｉを室温に
おいて４９％弗酸（黒丸）に浸潤し、撹はんした。のち
に、該単結晶Ｓｉの厚みの減少を測定した。単結晶Ｓｉ
は、８０分経過した後にも、６０オングストローム以下
しかエッチングされなかった。
おいて４９％弗酸（黒丸）に浸潤し、撹はんした。のち
に、該単結晶Ｓｉの厚みの減少を測定した。単結晶Ｓｉ
は、８０分経過した後にも、６０オングストローム以下
しかエッチングされなかった。
【００５１】図１０に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを弗酸
とアルコールとの混合液に撹はんすることなしに浸潤し
たときのエッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚
みのエッチング時間依存性を示す。
とアルコールとの混合液に撹はんすることなしに浸潤し
たときのエッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚
みのエッチング時間依存性を示す。
【００５２】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸とアルコールとの混合液（１０：
１）（白丸）に撹はんすることなしに浸潤した。のち
に、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質Ｓｉ
は急速にエッチングされ、４０分ほどで８５μｍ、更
に、８０分経過させると１９５μｍも、高度の表面性を
有して、均一にエッチングされる。エッチング速度は溶
液濃度及び、温度に依存する。
において４９％弗酸とアルコールとの混合液（１０：
１）（白丸）に撹はんすることなしに浸潤した。のち
に、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質Ｓｉ
は急速にエッチングされ、４０分ほどで８５μｍ、更
に、８０分経過させると１９５μｍも、高度の表面性を
有して、均一にエッチングされる。エッチング速度は溶
液濃度及び、温度に依存する。
【００５３】特に、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。
【００５４】また、５００μｍ厚の単結晶Ｓｉを室温に
おいて４９％弗酸とアルコールとの混合液（１０：１）
（黒丸）に撹はんすることなしに浸潤した。のちに、該
単結晶Ｓｉの厚みの減少を測定した。単結晶Ｓｉは、８
０分経過した後にも、６０オングストローム以下しかエ
ッチングされなかった。
おいて４９％弗酸とアルコールとの混合液（１０：１）
（黒丸）に撹はんすることなしに浸潤した。のちに、該
単結晶Ｓｉの厚みの減少を測定した。単結晶Ｓｉは、８
０分経過した後にも、６０オングストローム以下しかエ
ッチングされなかった。
【００５５】図１１に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを弗酸
と過酸化水素水との混合液に浸潤し、撹はんしたときの
エッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚みのエッ
チング時間依存性を示す。
と過酸化水素水との混合液に浸潤し、撹はんしたときの
エッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚みのエッ
チング時間依存性を示す。
【００５６】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液
（１：５）（白丸）に浸潤し、撹はんした。のちに、該
多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質Ｓｉは急速
にエッチングされ、４０分ほどで１１２μｍ、更に、８
０分経過させると２５６μｍも、高度の表面性を有し
て、均一にエッチングされる。エッチング速度は溶液濃
度及び、温度に依存する。
において４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液
（１：５）（白丸）に浸潤し、撹はんした。のちに、該
多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質Ｓｉは急速
にエッチングされ、４０分ほどで１１２μｍ、更に、８
０分経過させると２５６μｍも、高度の表面性を有し
て、均一にエッチングされる。エッチング速度は溶液濃
度及び、温度に依存する。
【００５７】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
【００５８】また、５００μｍ厚の単結晶Ｓｉを室温に
おいて４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液
（１：５）（黒丸）に浸潤し、撹はんした。のちに、該
単結晶Ｓｉの厚みの減少を測定した。単結晶Ｓｉは、８
０分経過した後にも、６０オングストローム以下しかエ
ッチングされなかった。
おいて４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液
（１：５）（黒丸）に浸潤し、撹はんした。のちに、該
単結晶Ｓｉの厚みの減少を測定した。単結晶Ｓｉは、８
０分経過した後にも、６０オングストローム以下しかエ
ッチングされなかった。
【００５９】図１２に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液に撹はんするこ
となしに浸潤したときのエッチングされた多孔質Ｓｉと
単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時間依存性を示す。
とアルコールと過酸化水素水との混合液に撹はんするこ
となしに浸潤したときのエッチングされた多孔質Ｓｉと
単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時間依存性を示す。
【００６０】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水
との混合液（１０：６：５０）（白丸）に撹はんするこ
となしに浸潤した。のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少
を測定した。多孔質Ｓｉは急速にエッチングされ、４０
分ほどで１０６μｍ、更に、８０分経過させると２４４
μｍも、高度の表面性を有して、均一にエッチングされ
る。エッチング速度は溶液濃度及び、温度に依存する。
において４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水
との混合液（１０：６：５０）（白丸）に撹はんするこ
となしに浸潤した。のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少
を測定した。多孔質Ｓｉは急速にエッチングされ、４０
分ほどで１０６μｍ、更に、８０分経過させると２４４
μｍも、高度の表面性を有して、均一にエッチングされ
る。エッチング速度は溶液濃度及び、温度に依存する。
【００６１】特に、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。
【００６２】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
【００６３】また、５００μｍ厚の単結晶Ｓｉを室温に
おいて４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水と
の混合液（１０：６：５０）（黒丸）に撹はんすること
なしに浸潤した。のちに、該単結晶Ｓｉの厚みの減少を
測定した。単結晶Ｓｉは、８０分経過した後にも、６０
オングストローム以下しかエッチングされなかった。
おいて４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水と
の混合液（１０：６：５０）（黒丸）に撹はんすること
なしに浸潤した。のちに、該単結晶Ｓｉの厚みの減少を
測定した。単結晶Ｓｉは、８０分経過した後にも、６０
オングストローム以下しかエッチングされなかった。
【００６４】エッチング後の多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを
水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したとこ
ろ何等不純物は検出されなかった。
水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したとこ
ろ何等不純物は検出されなかった。
【００６５】次に、図１に、本発明の実施態様例のＳｉ
基体の加工方法を説明する。
基体の加工方法を説明する。
【００６６】本例は、非多孔質Ｓｉの表面裏面とも部分
的にマスクで覆い、露出した部分を表面から裏面まで多
孔質化し、その後エッチング停止層として作用し、かつ
最終的に無支持薄層となりうる層を形成する場合の例を
示す。
的にマスクで覆い、露出した部分を表面から裏面まで多
孔質化し、その後エッチング停止層として作用し、かつ
最終的に無支持薄層となりうる層を形成する場合の例を
示す。
【００６７】まず図１（ａ）に示すように、非多孔質Ｓ
ｉ５１の表面裏面ともマスク５２で覆い、部分的に窓を
あける。ここで、マスクとして、弗酸に対して耐性の強
いポリイミド膜、アピエゾンワックス、高抵抗のエピタ
キシャル膜や高抵抗の非エピタキシャル堆積膜などが用
いられる。
ｉ５１の表面裏面ともマスク５２で覆い、部分的に窓を
あける。ここで、マスクとして、弗酸に対して耐性の強
いポリイミド膜、アピエゾンワックス、高抵抗のエピタ
キシャル膜や高抵抗の非エピタキシャル堆積膜などが用
いられる。
【００６８】次に、露出した部分を表面から裏面まで多
孔質化５３する（図１（ｂ））。
孔質化５３する（図１（ｂ））。
【００６９】その後、マスク材５２を剥離し（図１
（ｃ））、どちらか一方の面に、エッチング停止層、か
つ最終的に無支持薄層となりうる層５４を形成する（図
１（ｄ））。
（ｃ））、どちらか一方の面に、エッチング停止層、か
つ最終的に無支持薄層となりうる層５４を形成する（図
１（ｄ））。
【００７０】なお、この最終的に無支持薄層となりうる
層は、多層としても何らさしつかえない。
層は、多層としても何らさしつかえない。
【００７１】次に、上記４種類のエッチング液のうち１
種類を用いて、多孔質Ｓｉ５３のみを選択的に湿式化学
エッチングして除去する。
種類を用いて、多孔質Ｓｉ５３のみを選択的に湿式化学
エッチングして除去する。
【００７２】マスク５２がエピタキシャル層などのよう
に、本加工品の応用に対してなんら悪影響を与えない場
合には、エッチング停止層５４を被覆しない面のマスク
５２を剥離する必要はないことは明かである。
に、本加工品の応用に対してなんら悪影響を与えない場
合には、エッチング停止層５４を被覆しない面のマスク
５２を剥離する必要はないことは明かである。
【００７３】図１（ｅ）に本例の完了図を示す。このよ
うに、非多孔質Ｓｉ５１を部分的に１ケ所以上任意の形
状で、直下に支持体のない膜５４を片面に残して、穴を
開けることができる。
うに、非多孔質Ｓｉ５１を部分的に１ケ所以上任意の形
状で、直下に支持体のない膜５４を片面に残して、穴を
開けることができる。
【００７４】ここで、マスク５２を表面裏面とも面内の
同位置に配置すれば、穴の壁面は表面に垂直になり、ず
らして配置すれば、壁面は斜めになる。
同位置に配置すれば、穴の壁面は表面に垂直になり、ず
らして配置すれば、壁面は斜めになる。
【００７５】（実施態様例２）図２、図３に、非多孔質
Ｓｉの表面を部分的にマスクで覆い、露出した部分から
裏面まで多孔質化し、その後エッチング停止層として作
用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層を形成する
場合の例を示す。
Ｓｉの表面を部分的にマスクで覆い、露出した部分から
裏面まで多孔質化し、その後エッチング停止層として作
用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層を形成する
場合の例を示す。
【００７６】まず、図２（ａ）、図３（ａ）に示すよう
に、非多孔質Ｓｉ６１または７１の表面をマスク６２ま
たは７２で覆い、部分的に窓をあける。ここで、マスク
として、弗酸に対して耐性の強いポリイミド膜、アピエ
ゾンワックス、高抵抗のエピタキシャル膜や高抵抗の非
エピタキシャル堆積膜などが用いられる。
に、非多孔質Ｓｉ６１または７１の表面をマスク６２ま
たは７２で覆い、部分的に窓をあける。ここで、マスク
として、弗酸に対して耐性の強いポリイミド膜、アピエ
ゾンワックス、高抵抗のエピタキシャル膜や高抵抗の非
エピタキシャル堆積膜などが用いられる。
【００７７】次に、露出した部分から裏面まで多孔質化
（６３または７３）する（図２、図３（ｂ））。
（６３または７３）する（図２、図３（ｂ））。
【００７８】その後、マスク材（６２，７２）を剥離す
る（図２（ｃ）、図３（ｃ））。
る（図２（ｃ）、図３（ｃ））。
【００７９】次に、どちらか一方の面に、エッチング停
止層、かつ最終的に無支持薄層となりうる層６４または
７４を形成する（図２（ｄ）、図３（ｄ））。図２は、
マスクを剥離した面にエッチング停止層６４を被覆する
例、図３は、マスクを被覆しない面にエッチング停止層
７４を被覆する例を示している。
止層、かつ最終的に無支持薄層となりうる層６４または
７４を形成する（図２（ｄ）、図３（ｄ））。図２は、
マスクを剥離した面にエッチング停止層６４を被覆する
例、図３は、マスクを被覆しない面にエッチング停止層
７４を被覆する例を示している。
【００８０】なお、この最終的に無支持薄層となりうる
層は、多層としても何らさしつかえない。
層は、多層としても何らさしつかえない。
【００８１】次に、上記４種類のエッチング液のうち１
種類を用いて、多孔質Ｓｉ６３または７３のみを選択に
湿式化学エッチングして除去する。
種類を用いて、多孔質Ｓｉ６３または７３のみを選択に
湿式化学エッチングして除去する。
【００８２】マスクがエピタキシャル層などのように、
本加工品の応用に対してなんら悪影響を与えない場合に
は、エッチング停止層を被覆しない面のマスクを剥離す
る必要はないことは明かである。
本加工品の応用に対してなんら悪影響を与えない場合に
は、エッチング停止層を被覆しない面のマスクを剥離す
る必要はないことは明かである。
【００８３】図２（ｅ）および図３（ｅ）に本例の完了
図を示す。このように、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所
以上任意の形状で、片面に直下（直上）に支持体のない
膜を残して、穴を開けることができる。
図を示す。このように、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所
以上任意の形状で、片面に直下（直上）に支持体のない
膜を残して、穴を開けることができる。
【００８４】（実施態様例３）図４に、非多孔質Ｓｉの
表面裏面とも部分的に高抵抗化し、露出した低抵抗部分
を表面から裏面まで多孔質化し、その後エッチング停止
層、かつ最終的に無支持薄層となりうる層を形成する場
合の例を示す。
表面裏面とも部分的に高抵抗化し、露出した低抵抗部分
を表面から裏面まで多孔質化し、その後エッチング停止
層、かつ最終的に無支持薄層となりうる層を形成する場
合の例を示す。
【００８５】まず、図４（ａ）に示すように、非多孔質
Ｓｉ８１の表面裏面とも部分的に高抵抗化８２する。片
面におのおの少なくとも１ケ所以上の低抵抗領域８１が
露出している。高抵抗領域８２は、イオン注入、あるい
は不純物拡散など非堆積法により形成させる。
Ｓｉ８１の表面裏面とも部分的に高抵抗化８２する。片
面におのおの少なくとも１ケ所以上の低抵抗領域８１が
露出している。高抵抗領域８２は、イオン注入、あるい
は不純物拡散など非堆積法により形成させる。
【００８６】次に、露出した低抵抗部分８１を表面から
裏面まで多孔質化８３する（図４（ｂ））。
裏面まで多孔質化８３する（図４（ｂ））。
【００８７】その後、どちらか一方の面にエッチング停
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層８４を形成する（図４（ｃ））。
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層８４を形成する（図４（ｃ））。
【００８８】なお、この最終的に無支持薄層となりうる
層は、多層としても何らさしつかえない。
層は、多層としても何らさしつかえない。
【００８９】次に、上記４種類のエッチング液のうち１
種類を用いて、多孔質Ｓｉ８３のみを選択的に湿式化学
エッチングして除去する。
種類を用いて、多孔質Ｓｉ８３のみを選択的に湿式化学
エッチングして除去する。
【００９０】図４（ｄ）に本例の完了図を示す。このよ
うに、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所以上任意の形状
で、直下に支持体のない薄膜を片面に残して、穴を開け
ることができる。
うに、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所以上任意の形状
で、直下に支持体のない薄膜を片面に残して、穴を開け
ることができる。
【００９１】ここで、高抵抗領域を表面裏面とも面内の
同位置に配置すれば、穴の壁面は表面に垂直になり、ず
らして配置すれば、壁面は斜めになる。
同位置に配置すれば、穴の壁面は表面に垂直になり、ず
らして配置すれば、壁面は斜めになる。
【００９２】（実施態様例４）図５、図６に、非多孔質
Ｓｉの表面に部分的に高抵抗化し、露出した低抵抗部分
から裏面まで多孔質化し、その後エッチング停止層とし
て作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層を形成
する場合の例を示す。
Ｓｉの表面に部分的に高抵抗化し、露出した低抵抗部分
から裏面まで多孔質化し、その後エッチング停止層とし
て作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層を形成
する場合の例を示す。
【００９３】図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、非
多孔質Ｓｉ９１または１０１の表面を部分的に高抵抗化
（９２または１０２）する。片面に少なくとも１ケ所以
上の低抵抗領域９１または１０１が露出している。高抵
抗領域９２または１０２は、イオン注入、あるいは不純
物拡散など非堆積法により形成させる。
多孔質Ｓｉ９１または１０１の表面を部分的に高抵抗化
（９２または１０２）する。片面に少なくとも１ケ所以
上の低抵抗領域９１または１０１が露出している。高抵
抗領域９２または１０２は、イオン注入、あるいは不純
物拡散など非堆積法により形成させる。
【００９４】次に、露出した低抵抗部分から裏面まで多
孔質化（９３または１０３）する（図５（ｂ）、図６
（ｂ））。
孔質化（９３または１０３）する（図５（ｂ）、図６
（ｂ））。
【００９５】その後、どちらか一方の面に、エッチング
停止層、かつ最終的に無支持薄層となりうる層９４また
は１０４を形成する（図５（ｃ）、図６（ｃ））。
停止層、かつ最終的に無支持薄層となりうる層９４また
は１０４を形成する（図５（ｃ）、図６（ｃ））。
【００９６】なお、この最終的に無支持薄層となりうる
層は、多層としても何らさしつかえない。
層は、多層としても何らさしつかえない。
【００９７】次に、上記４種類のエッチング液のうち１
種類を用いて、多孔質Ｓｉ９３または１０３のみを選択
的に湿式化学エッチングして除去する。図５は、低抵抗
領域を形成した面にエッチング停止層を被覆する例、図
６は、低抵抗領域を形成しない面にエッチング停止層を
被覆する例を示している。
種類を用いて、多孔質Ｓｉ９３または１０３のみを選択
的に湿式化学エッチングして除去する。図５は、低抵抗
領域を形成した面にエッチング停止層を被覆する例、図
６は、低抵抗領域を形成しない面にエッチング停止層を
被覆する例を示している。
【００９８】図５（ｄ）および図６（ｄ）に本例の完了
図を示す。このように、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所
以上任意の形状で、直下（直上）に支持体のない薄膜を
片面に残して、穴を開けることができる。
図を示す。このように、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所
以上任意の形状で、直下（直上）に支持体のない薄膜を
片面に残して、穴を開けることができる。
【００９９】（実施態様例５）図７に、エッチング停止
層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層
を形成した後に、非多孔質Ｓｉの表面に部分的にマスク
で覆い、露出した部分からエッチング停止層まで多孔質
化する場合の例を示す。
層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層
を形成した後に、非多孔質Ｓｉの表面に部分的にマスク
で覆い、露出した部分からエッチング停止層まで多孔質
化する場合の例を示す。
【０１００】まず、図７（ａ）に示すように、非多孔質
Ｓｉ１１１の片面にエッチング停止層として作用し、か
つ最終的に無支持薄層となりうる層１１２を形成する。
Ｓｉ１１１の片面にエッチング停止層として作用し、か
つ最終的に無支持薄層となりうる層１１２を形成する。
【０１０１】なお、この最終的に無支持薄層となりうる
層は、多層としても何らさしつかえない。
層は、多層としても何らさしつかえない。
【０１０２】次に、図７（ｂ）に示すように、非多孔質
Ｓｉのエッチング停止層１１２とは反対側の面をマスク
１１３で覆い、部分的に窓をあける。ここで、マスク１
１３として、弗酸に対して耐性の強いポリイミド膜、ア
ピエゾンワックス、高抵抗のエピタキシャル膜や高抵抗
の非エピタキシャル堆積膜などが用いられる。
Ｓｉのエッチング停止層１１２とは反対側の面をマスク
１１３で覆い、部分的に窓をあける。ここで、マスク１
１３として、弗酸に対して耐性の強いポリイミド膜、ア
ピエゾンワックス、高抵抗のエピタキシャル膜や高抵抗
の非エピタキシャル堆積膜などが用いられる。
【０１０３】次に、露出した部分からエッチング停止層
１１２まで多孔質化１１４する（図７（ｃ））。
１１２まで多孔質化１１４する（図７（ｃ））。
【０１０４】その後、マスク材１１３を剥離し、上記４
種類のエッチング液のうち１種類を用いて、多孔質Ｓｉ
１１４のみを選択的に湿式化学エッチングして除去す
る。
種類のエッチング液のうち１種類を用いて、多孔質Ｓｉ
１１４のみを選択的に湿式化学エッチングして除去す
る。
【０１０５】マスク１１３がエピタキシャル層などのよ
うに、本加工品の応用に対してなんら悪影響を与えない
場合には、エッチング停止層１１２を被覆しない面のマ
スク１１３を剥離する必要はないことは明かである。
うに、本加工品の応用に対してなんら悪影響を与えない
場合には、エッチング停止層１１２を被覆しない面のマ
スク１１３を剥離する必要はないことは明かである。
【０１０６】図７（ｄ）に本例の完了図を示す。このよ
うに、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所以上任意の形状
で、直下に支持体のない薄膜を片面に残して、穴を開け
ることができる。
うに、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所以上任意の形状
で、直下に支持体のない薄膜を片面に残して、穴を開け
ることができる。
【０１０７】（実施態様例６）図８に、エッチング停止
層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層
を形成した後に、非多孔質Ｓｉの表面に部分的に高抵抗
化し、露出した低抵抗部分からエッチング停止層まで多
孔質化する場合の例を示す。
層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層
を形成した後に、非多孔質Ｓｉの表面に部分的に高抵抗
化し、露出した低抵抗部分からエッチング停止層まで多
孔質化する場合の例を示す。
【０１０８】まず、図８（ａ）に示すように、非多孔質
Ｓｉ１２１の片面にエッチング停止層として作用し、か
つ最終的に無支持薄層となりうる層１２２を形成する。
Ｓｉ１２１の片面にエッチング停止層として作用し、か
つ最終的に無支持薄層となりうる層１２２を形成する。
【０１０９】なお、この最終的に無支持薄層となりうる
層は、多層としても何らさしつかえない。
層は、多層としても何らさしつかえない。
【０１１０】次に、図８（ｂ）に示すように、非多孔質
Ｓｉのエッチング停止層１２２とは反対側の面を部分的
に高抵抗化１２３する。片面に少なくとも１ケ所以上の
低抵抗領域１２１が露出している。高抵抗領域１２３
は、イオン注入、あるいは不純物拡散など非堆積法によ
り形成させる。
Ｓｉのエッチング停止層１２２とは反対側の面を部分的
に高抵抗化１２３する。片面に少なくとも１ケ所以上の
低抵抗領域１２１が露出している。高抵抗領域１２３
は、イオン注入、あるいは不純物拡散など非堆積法によ
り形成させる。
【０１１１】次に、露出した低抵抗部分１２１からエッ
チング停止層１２２まで多孔質化１２４する（図８
（ｃ））。
チング停止層１２２まで多孔質化１２４する（図８
（ｃ））。
【０１１２】その後、上記４種類のエッチング液のうち
１種類を用いて、多孔質Ｓｉ１２４のみを選択的に湿式
化学エッチングして除去する。
１種類を用いて、多孔質Ｓｉ１２４のみを選択的に湿式
化学エッチングして除去する。
【０１１３】図８（ｄ）に本例の完了図を示す。このよ
うに、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所以上任意の形状
で、直下に支持体の内薄膜を片面に残して、穴を開ける
ことができる。
うに、非多孔質Ｓｉを部分的に１ケ所以上任意の形状
で、直下に支持体の内薄膜を片面に残して、穴を開ける
ことができる。
【０１１４】
【実施例】（実施例１）２００μｍ厚の低抵抗単結晶Ｓ
ｉ基板上の両面に、マスクとして１μｍのポリイミド膜
を塗布し形成した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ
領域を残すためのマスクが形成された。
ｉ基板上の両面に、マスクとして１μｍのポリイミド膜
を塗布し形成した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ
領域を残すためのマスクが形成された。
【０１１５】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１１６】陽極化成条件は以下のとおりであった。
【０１１７】 電流密度： ３０（ｍＡ・ｃｍ-2） 陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ2 Ｏ：Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＝１：１：
１ 時間： １．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） これにより表面から裏面までマスクのない部分が多孔質
化された。
１ 時間： １．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） これにより表面から裏面までマスクのない部分が多孔質
化された。
【０１１８】この後、マスクを除去し、どちらか一方の
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、単結晶Ｓｉ層をＭＢＥ（分
子線エピタキシ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐ
ｉｔａｘｙ）法により０．５μｍ形成した。成長条件
は、以下の通りである。
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、単結晶Ｓｉ層をＭＢＥ（分
子線エピタキシ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐ
ｉｔａｘｙ）法により０．５μｍ形成した。成長条件
は、以下の通りである。
【０１１９】 温度 ： ７００℃ 圧力 ： １×１０-9Ｔｏｒｒ 成長速度 ： ０．１ｎｍ／ｓｅｃ この基板を４９％弗酸に浸潤し、撹はんした。７８分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、マスクパターンのみで決定され、その大
きさに、用いた基板の大きさ以下という制限があるだけ
であった。
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、マスクパターンのみで決定され、その大
きさに、用いた基板の大きさ以下という制限があるだけ
であった。
【０１２０】最終的に、Ｓｉ基板表面に、直下に支持体
のない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
のない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１２１】（実施例２）２００μｍ厚の低抵抗単結晶
Ｓｉ基板上両面に、マスクとしてアピエゾンワックスを
部分的に塗布した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓ
ｉ領域を残すためのマスクが形成された。
Ｓｉ基板上両面に、マスクとしてアピエゾンワックスを
部分的に塗布した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓ
ｉ領域を残すためのマスクが形成された。
【０１２２】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１２３】陽極化成条件は前述の実施例１と同様にし
た。
た。
【０１２４】これにより、表面から裏面までマスクのな
い部分が多孔質化された。
い部分が多孔質化された。
【０１２５】この後、マスクを除去し、どちらか一方の
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4膜を０．５μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
る。
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4膜を０．５μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
る。
【０１２６】 ガス： ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ＋ＮＨ3 温度： ８００℃ 形成速度： ３ｎｍ／ｍｉｎ この基板を４９％弗酸とアルコール（１０：１）との混
合液に浸潤した。８２分後には、多孔質Ｓｉのみが選択
的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4 膜まで穴が開き、その穴が少
なくとも１ケ所以上、部分的に形成された単結晶Ｓｉ基
板が得られた。この穴の壁面は、表面に垂直であった。
ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、マスクパター
ンのみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ
以下という制限があるだけであった。
合液に浸潤した。８２分後には、多孔質Ｓｉのみが選択
的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4 膜まで穴が開き、その穴が少
なくとも１ケ所以上、部分的に形成された単結晶Ｓｉ基
板が得られた。この穴の壁面は、表面に垂直であった。
ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、マスクパター
ンのみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ
以下という制限があるだけであった。
【０１２７】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１２８】（実施例３）２００μｍ厚の低抵抗単結晶
Ｓｉ基板上両面に、マスクとして蒸着法により非晶質Ｓ
ｉを形成した。形成条件は次の通りであった。
Ｓｉ基板上両面に、マスクとして蒸着法により非晶質Ｓ
ｉを形成した。形成条件は次の通りであった。
【０１２９】 温度： ２００℃ 圧力： １×１０-9Ｔｏｒｒ 堆積速度： ０．１ｎｍ／ｓｅｃ その後、非晶質Ｓｉ層上にリソグラフィー技術によりレ
ジストをパターニングし、非晶質Ｓｉ層が露出している
領域を低抵抗単結晶Ｓｉ基板が露出するまで、ＲＩＥ
（反応性イオンエッチング：Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｌｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングした。このと
き、露出しているＳｉ領域が、各面に少なくとも１ケ所
以上存在していた。また、露出しているＳｉ領域を、表
面裏面とも面内で同位値に配置した。これによって、次
の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが
形成された。
ジストをパターニングし、非晶質Ｓｉ層が露出している
領域を低抵抗単結晶Ｓｉ基板が露出するまで、ＲＩＥ
（反応性イオンエッチング：Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｌｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングした。このと
き、露出しているＳｉ領域が、各面に少なくとも１ケ所
以上存在していた。また、露出しているＳｉ領域を、表
面裏面とも面内で同位値に配置した。これによって、次
の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが
形成された。
【０１３０】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１３１】陽極化成条件は前述の実施例１と同様にし
た。
た。
【０１３２】これにより、表面から裏面までマスクのな
い部分が多孔質化された。
い部分が多孔質化された。
【０１３３】この後、非晶質Ｓｉを熱燐酸によるエッチ
ングで除去し、どちらか一方の面にエッチング停止層と
して作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層とし
て、ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を０．５μｍ形成した。形
成条件は次の通りであった。
ングで除去し、どちらか一方の面にエッチング停止層と
して作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる層とし
て、ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を０．５μｍ形成した。形
成条件は次の通りであった。
【０１３４】 ガス： ＳｉＨ4 ＋ＣＨ4 温度： １１００℃ この基板を４９％弗酸と３０％過酸化水素水（１：５）
との混合液に浸潤し、撹はんした。６２分後には、多孔
質Ｓｉのみが選択的に除去され、ＳｉＣ膜まで穴が開
き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分的に形成され
た単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁面は、表面に
垂直であった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさ
は、マスクパターンのみで決定され、その大きさに、用
いた基板の大きさ以下という制限があるだけであった。
との混合液に浸潤し、撹はんした。６２分後には、多孔
質Ｓｉのみが選択的に除去され、ＳｉＣ膜まで穴が開
き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分的に形成され
た単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁面は、表面に
垂直であった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさ
は、マスクパターンのみで決定され、その大きさに、用
いた基板の大きさ以下という制限があるだけであった。
【０１３５】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１３６】（実施例４）２００μｍ厚の低抵抗単結晶
Ｓｉ基板上両面に、マスクとして１μｍのポリイミド膜
を塗布し形成した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓ
ｉ領域を残すためのマスクが形成された。
Ｓｉ基板上両面に、マスクとして１μｍのポリイミド膜
を塗布し形成した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓ
ｉ領域を残すためのマスクが形成された。
【０１３７】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１３８】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１３９】これにより、表面から裏面までマスクのな
い部分が多孔質化された。この後、マスクを除去し、ど
ちらか一方の面にエッチング停止層として作用し、かつ
最終的に無支持薄層となりうる層として、減圧ＣＶＤ法
により単結晶Ｓｉ膜を１μｍ形成した。形成条件は次の
通りであった。 ソースガス： ＳｉＨ4 キャリアガス： Ｈ2 温度： ８５０℃ 圧力： １×１０-2Ｔｏｒｒ 成長時間： ３．３ｎｍ／ｓｅｃ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、マスクパターンのみで決定され、その大
きさに、用いた基板の大きさ以下という制限があるだけ
であった。
い部分が多孔質化された。この後、マスクを除去し、ど
ちらか一方の面にエッチング停止層として作用し、かつ
最終的に無支持薄層となりうる層として、減圧ＣＶＤ法
により単結晶Ｓｉ膜を１μｍ形成した。形成条件は次の
通りであった。 ソースガス： ＳｉＨ4 キャリアガス： Ｈ2 温度： ８５０℃ 圧力： １×１０-2Ｔｏｒｒ 成長時間： ３．３ｎｍ／ｓｅｃ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、マスクパターンのみで決定され、その大
きさに、用いた基板の大きさ以下という制限があるだけ
であった。
【０１４０】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１４１】（実施例５）２００μｍ厚の低抵抗単結晶
Ｓｉ基板上両面に、マスクとして１μｍのポリイミド膜
を塗布し形成した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面で、ずらして配置し
た。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域
を残すためのマスクが形成された。
Ｓｉ基板上両面に、マスクとして１μｍのポリイミド膜
を塗布し形成した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面で、ずらして配置し
た。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域
を残すためのマスクが形成された。
【０１４２】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１４３】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１４４】これにより、表面から裏面までマスクのな
い部分が多孔質化された。
い部分が多孔質化された。
【０１４５】この後、マスクを除去し、どちらか一方の
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、プラズマＣＶＤ法により単
結晶Ｓｉ膜を１μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
る。
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、プラズマＣＶＤ法により単
結晶Ｓｉ膜を１μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
る。
【０１４６】 ガス： ＳｉＨ4 高周波電力： １００Ｗ 温度： ８００℃ 圧力： １×１０-2Ｔｏｒｒ 成長速度： ２．５ｎｍ／ｓｅｃ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分的
に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁面
は、マスクの開口部のずれの分だけ表面に対して斜めで
あった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、マス
クパターンのみで決定され、その大きさに、用いた基板
の大きさ以下という制限があるだけであった。
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分的
に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁面
は、マスクの開口部のずれの分だけ表面に対して斜めで
あった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、マス
クパターンのみで決定され、その大きさに、用いた基板
の大きさ以下という制限があるだけであった。
【０１４７】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１４８】（実施例６）２００μｍ厚のＰ型低抵抗単
結晶Ｓｉ基板上片面に、Ｎ型高抵抗のエピタキシャルＳ
ｉ層をＭＢＥ（分子線エピタキシ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により、０．５μｍ形
成した。成長条件は、以下の通りである。
結晶Ｓｉ基板上片面に、Ｎ型高抵抗のエピタキシャルＳ
ｉ層をＭＢＥ（分子線エピタキシ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により、０．５μｍ形
成した。成長条件は、以下の通りである。
【０１４９】 温度： ７００℃ 圧力： １×１０-9Ｔｏｒｒ 成長速度： ０．１ｎｍ／ｓｅｃ その後、エピタキシャルＳｉ層上にリソグラフィー技術
によりレジストをパターニングし、エピタキシャルＳｉ
層が露出している領域を低抵抗単結晶Ｓｉ基板が露出す
るまで、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング：Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ ｌｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングし
た。このとき、露出している低抵抗領域が、各面に少な
くとも１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽
極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成
された。
によりレジストをパターニングし、エピタキシャルＳｉ
層が露出している領域を低抵抗単結晶Ｓｉ基板が露出す
るまで、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング：Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ ｌｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングし
た。このとき、露出している低抵抗領域が、各面に少な
くとも１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽
極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成
された。
【０１５０】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１５１】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１５２】これにより、表面から裏面までマスクのな
い部分を通して多孔質化された。
い部分を通して多孔質化された。
【０１５３】この後、Ｎ型高抵抗Ｓｉ領域をエチレンジ
アミン＋ピロカテコールでエッチングし除去し、マスク
除去面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に
無支持薄層となりうる層として、ＬＰＥ（液相エピタキ
シ：ＬｉｑｕｉｄＰｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法によ
り単結晶Ｓｉ膜を３μｍ形成した。形成条件は次の通り
であった。
アミン＋ピロカテコールでエッチングし除去し、マスク
除去面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に
無支持薄層となりうる層として、ＬＰＥ（液相エピタキ
シ：ＬｉｑｕｉｄＰｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法によ
り単結晶Ｓｉ膜を３μｍ形成した。形成条件は次の通り
であった。
【０１５４】 溶媒： Ｓｎ 成長温度： ９００℃ 成長雰囲気： Ｈ2 成長時間： ３０ｍｉｎ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、マスクパターンのみで決
定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という
制限があるだけであった。
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、マスクパターンのみで決
定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という
制限があるだけであった。
【０１５５】本実施例の選択エッチング液は、弗酸とア
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
【０１５６】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄相（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄相（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１５７】（実施例７）２００μｍ厚の低抵抗単結晶
Ｓｉ基板上片面に、高抵抗のエピタキシャルＳｉ層を減
圧ＣＶＤ（化学気相堆積：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、０．５μｍ形成
した。成長条件は、以下の通りである。
Ｓｉ基板上片面に、高抵抗のエピタキシャルＳｉ層を減
圧ＣＶＤ（化学気相堆積：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、０．５μｍ形成
した。成長条件は、以下の通りである。
【０１５８】 ソースガス： ＳｉＨ4 キャリアガス： Ｈ2 温度： ８５０℃ 圧力： １×１０-2Ｔｏｒｒ 成長速度： ３．３ｎｍ／ｓｅｃ その後、エピタキシャルＳｉ層上にリソグラフィー技術
によりレジストをパターニングし、エピタキシャルＳｉ
層が露出している領域を低抵抗単結晶Ｓｉ基板が露出す
るまで、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング：Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ ｌｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングし
た。このとき、露出している低抵抗領域が、少なくとも
１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽極化成
で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成され
た。
によりレジストをパターニングし、エピタキシャルＳｉ
層が露出している領域を低抵抗単結晶Ｓｉ基板が露出す
るまで、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング：Ｒｅａｃｔ
ｉｖｅ ｌｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）法によりエッチングし
た。このとき、露出している低抵抗領域が、少なくとも
１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽極化成
で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成され
た。
【０１５９】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１６０】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１６１】これにより、表面から裏面までマスクのな
い部分を通して多孔質化された。
い部分を通して多孔質化された。
【０１６２】この後、マスクとは反対側の面にエッチン
グ停止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となり
うる層として、Ｓｉ3 Ｎ4 膜を０．５μｍ形成した。形
成条件は次の通りであった。
グ停止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となり
うる層として、Ｓｉ3 Ｎ4 膜を０．５μｍ形成した。形
成条件は次の通りであった。
【０１６３】 ガス： ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ＋ＮＨ3 温度： ８００℃ 形成速度： ３ｎｍ／ｍｉｎ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、マスクパターンのみで決
定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という
制限があるだけであった。
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、マスクパターンのみで決
定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という
制限があるだけであった。
【０１６４】本実施例の選択エッチング液は、弗酸とア
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
【０１６５】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１６６】（実施例８）２００μｍ厚のＰ型低抵抗
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
【０１６７】 イオン種： Ｐ+ エネルギー： １２０ｋｅＶ 注入量： ２×１０14ｃｍ-2 熱処理： ９００℃、３０ｍｉｎ このとき、イオン注入されなかった低抵抗領域が、各面
に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、露出して
いるＳｉ領域が、表面裏面とも面内で同位値になるよう
に配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質
Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成された。
に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、露出して
いるＳｉ領域が、表面裏面とも面内で同位値になるよう
に配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質
Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成された。
【０１６８】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１６９】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１７０】これにより、表面から裏面までイオン注入
されてない部分が多孔質化された。この後、どちらか一
方の面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に
無支持薄層となりうる層として、ＭＢＥ法により単結晶
Ｓｉ膜を０．５μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
った。
されてない部分が多孔質化された。この後、どちらか一
方の面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に
無支持薄層となりうる層として、ＭＢＥ法により単結晶
Ｓｉ膜を０．５μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
った。
【０１７１】 温度： ７００℃ 圧力： １×１０-9Ｔｏｒｒ 成長速度： ０．１ｎｍ／ｓｅｃ この基板を４９％弗酸に浸潤し、撹はんした。７８分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、イオン注入時のパターンのみで決定さ
れ、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という制限
があるだけであった。
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、イオン注入時のパターンのみで決定さ
れ、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という制限
があるだけであった。
【０１７２】本実施例の高抵抗領域形成にはイオン注入
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
【０１７３】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１７４】（実施例９）２００μｍ厚のＰ型低抵抗
（２×１０17ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
（２×１０17ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
【０１７５】 イオン種： Ｈ+ エネルギー： １００ｋｅＶ 注入量： ２×１０15ｃｍ-2 熱処理： ５００℃、３０ｍｉｎ このとき、イオン注入されなかった低抵抗領域が、各面
に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、露出して
いるＳｉ領域が、表面裏面とも面内で同位値になるよう
に配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質
Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成された。
に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、露出して
いるＳｉ領域が、表面裏面とも面内で同位値になるよう
に配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質
Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成された。
【０１７６】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１７７】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１７８】これにより、表面から裏面までイオン注入
されていない部分が多孔質化された。
されていない部分が多孔質化された。
【０１７９】この後、どちらか一方の面にエッチング停
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 膜を０．５μ
ｍ形成した。形成条件は次の通りであった。
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 膜を０．５μ
ｍ形成した。形成条件は次の通りであった。
【０１８０】 ガス： ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ＋ＮＨ3 温度： ８００℃ 成長速度： ３ｎｍ／ｍｉｎ この基板を４９％弗酸とアルコール（１０：１）との混
合液に浸潤した。８２分後には、多孔質Ｓｉのみが選択
的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4 膜まで穴が開き、その穴が少
なくとも１ケ所以上、部分的に形成された単結晶Ｓｉ基
板が得られた。この穴の壁面は、表面に垂直であった。
ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、イオン注入時
のパターンのみで決定され、その大きさに、用いた基板
の大きさ以下という制限があるだけであった。
合液に浸潤した。８２分後には、多孔質Ｓｉのみが選択
的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4 膜まで穴が開き、その穴が少
なくとも１ケ所以上、部分的に形成された単結晶Ｓｉ基
板が得られた。この穴の壁面は、表面に垂直であった。
ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、イオン注入時
のパターンのみで決定され、その大きさに、用いた基板
の大きさ以下という制限があるだけであった。
【０１８１】本実施例の高抵抗領域形成にはイオン注入
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
【０１８２】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１８３】（実施例１０）２００μｍ厚のＮ型低抵抗
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
【０１８４】 イオン種： Ｂ+ エネルギー： １５０ｋｅＶ 注入量： ４×１０14ｃｍ-2 熱処理： ９００℃、３０ｍｉｎ このとき、露出しているＳｉ領域が、各面に少なくとも
１ケ所以上存在していた。また、露出しているＳｉ領域
を、表面裏面とも面内で同位値に配置した。これによっ
て、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマ
スクが形成された。
１ケ所以上存在していた。また、露出しているＳｉ領域
を、表面裏面とも面内で同位値に配置した。これによっ
て、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマ
スクが形成された。
【０１８５】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１８６】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１８７】表面から裏面までイオン注入されていない
部分が多孔質化された。この後、どちらか一方の面にエ
ッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層
となりうる層として、ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を０．５
μｍ形成した。形成条件は次の通りであった。
部分が多孔質化された。この後、どちらか一方の面にエ
ッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層
となりうる層として、ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を０．５
μｍ形成した。形成条件は次の通りであった。
【０１８８】 ガス： ＳｉＨ4 ＋ＣＨ4 温度： １１００℃ この基板を４９％弗酸と３０％過酸化水素水（１：５）
との混合液に浸潤し、撹はんした。６２分後には、多孔
質Ｓｉのみが選択的に除去され、ＳｉＣ膜まで穴が開
き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分的に形成され
た単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁面は、表面に
垂直であった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさ
は、イオン注入時のパターンのみで決定され、その大き
さに、用いた基板の大きさ以下という制限があるだけで
あった。
との混合液に浸潤し、撹はんした。６２分後には、多孔
質Ｓｉのみが選択的に除去され、ＳｉＣ膜まで穴が開
き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分的に形成され
た単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁面は、表面に
垂直であった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさ
は、イオン注入時のパターンのみで決定され、その大き
さに、用いた基板の大きさ以下という制限があるだけで
あった。
【０１８９】本実施例の高抵抗領域形成にはイオン注入
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
【０１９０】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０１９１】（実施例１１）２００μｍ厚のＰ型低抵抗
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
【０１９２】 イオン種： Ｐ+ エネルギー： １２０ｋｅＶ 注入量： ２×１０14ｃｍ-2 熱処理： ９００℃、３０ｍｉｎ このとき、イオン注入されなかった領域が、各面に少な
くとも１ケ所以上存在していた。また、露出しているＳ
ｉ領域を、表面裏面とも面内で同位値に配置した。これ
によって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すた
めのマスクが形成された。
くとも１ケ所以上存在していた。また、露出しているＳ
ｉ領域を、表面裏面とも面内で同位値に配置した。これ
によって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すた
めのマスクが形成された。
【０１９３】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０１９４】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０１９５】これにより、表面から裏面までイオン注入
されていない部分が多孔質化された。
されていない部分が多孔質化された。
【０１９６】この後、どちらか一方の面にエッチング停
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層として、減圧ＣＶＤ法により単結晶Ｓｉ膜を１μｍ形
成した。形成条件は次の通りであった。
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層として、減圧ＣＶＤ法により単結晶Ｓｉ膜を１μｍ形
成した。形成条件は次の通りであった。
【０１９７】 ソースガス： ＳｉＨ4 キャリアガス： Ｈ2 温度： ８５０℃ 圧力： １×１０-2Ｔｏｒｒ 成長速度： ３．３ｎｍ／ｓｅｃ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、イオン注入時のパターンのみで決定さ
れ、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という制限
があるだけであった。
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、表面に垂直であった。ここでは、穴の開口部の形
状、大きさは、イオン注入時のパターンのみで決定さ
れ、その大きさに、用いた基板の大きさ以下という制限
があるだけであった。
【０１９８】本実施例の高抵抗領域形成にはイオン注入
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
【０１９９】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０２００】（実施例１２）２００μｍ厚のＰ型低抵抗
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上両面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
【０２０１】 イオン種： Ｐ+ エネルギー： １２０ｋｅＶ 注入量： ２×１０14ｃｍ-2 熱処理： ９００℃、３０ｍｉｎ このとき、イオン注入されなかった低抵抗領域が、各面
に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、露出して
いるＳｉ領域を、表面裏面で、ずらして配置した。これ
によって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すた
めのマスクが形成された。
に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、露出して
いるＳｉ領域を、表面裏面で、ずらして配置した。これ
によって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すた
めのマスクが形成された。
【０２０２】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０２０３】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０２０４】これにより、表面から裏面までイオン注入
されていない部分が多孔質化された。
されていない部分が多孔質化された。
【０２０５】この後、どちらか一方の面にエッチング停
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層として、バイアススパッタ法により単結晶Ｓｉ膜を１
μｍ形成した。
止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層となりうる
層として、バイアススパッタ法により単結晶Ｓｉ膜を１
μｍ形成した。
【０２０６】 ＲＦ周波数： １００ＭＨｚ 高周波電力： ６００Ｗ Ａｒガス圧力： ８×１０-3Ｔｏｒｒ 直流バイアス： −２００Ｖ 基板直流バイアス：＋５Ｖ 温度： ３００℃ 成長時間： １２０ｍｉｎ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、マスクの開口部のずれの分だけ表面に対して斜め
であった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、イ
オン注入時のパターンのみで決定され、その大きさに、
用いた基板の大きさ以下という制限があるだけであっ
た。
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。この穴の壁
面は、マスクの開口部のずれの分だけ表面に対して斜め
であった。ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、イ
オン注入時のパターンのみで決定され、その大きさに、
用いた基板の大きさ以下という制限があるだけであっ
た。
【０２０７】本実施例の高抵抗領域形成にはイオン注入
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
【０２０８】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０２０９】（実施例１３）２００μｍ厚のＰ型低抵抗
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上片面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上片面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
【０２１０】 イオン種： Ｐ+ エネルギー： １２０ｋｅＶ 注入量： ２×１０14ｃｍ-2 熱処理： ９００℃（３０ｍｉｎ） このとき、イオン注入されなかった低抵抗領域が、少な
くとも１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽
極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成
された。
くとも１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽
極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成
された。
【０２１１】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０２１２】陽極化成条件は前述の実施例１と同様とし
た。
た。
【０２１３】これにより、表面から裏面までイオン注入
されていない部分を通して多孔質化された。この後、イ
オン注入面にエッチング停止層として作用し、かつ最終
的に無支持薄層となりうる層として、ＭＢＥ法により単
結晶Ｓｉ膜を１μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
った。
されていない部分を通して多孔質化された。この後、イ
オン注入面にエッチング停止層として作用し、かつ最終
的に無支持薄層となりうる層として、ＭＢＥ法により単
結晶Ｓｉ膜を１μｍ形成した。形成条件は次の通りであ
った。
【０２１４】 温度： ７００℃ 圧力： １×１０-9Ｔｏｒｒ 成長速度： ０．１ｎｍ／ｓｅｃ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、イオン注入時のパターン
のみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以
下という制限があるだけであった。 本実施例の高抵抗
領域形成にはイオン注入法を用いたが、拡散法でも同様
の結果が得られた。
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、単結晶Ｓｉ
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、イオン注入時のパターン
のみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以
下という制限があるだけであった。 本実施例の高抵抗
領域形成にはイオン注入法を用いたが、拡散法でも同様
の結果が得られた。
【０２１５】本実施例の選択エッチング液は、弗酸とア
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
【０２１６】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０２１７】（実施例１４）２００μｍ厚のＰ型低抵抗
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上片面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
（１×１０19ｃｍ-3）単結晶Ｓｉ基板上片面に、レジス
トによりマスクをし、その開口部をイオン注入、およ
び、それに続く熱処理によって高抵抗領域を形成した。
注入および熱処理条件は次の通りであった。
【０２１８】 イオン種： Ｐ+ エネルギー： １２０ｋｅＶ 注入量： ２×１０14ｃｍ-2 熱処理： ９００℃、３０ｍｉｎ このとき、イオン注入されなかった低抵抗領域が、少な
くとも１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽
極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成
された。
くとも１ケ所以上存在していた。これによって、次の陽
極化成で、非多孔質Ｓｉ領域を残すためのマスクが形成
された。
【０２１９】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０２２０】陽極化成条件は以下のとおりとした。
【０２２１】 電流密度： １５（ｍＡ・ｃｍ-2） 陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ2 Ｏ：Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＝１：１：
１ 時間： ２．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） これにより、表面から裏面までイオン注入されていない
部分を通して多孔質化された。
１ 時間： ２．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） これにより、表面から裏面までイオン注入されていない
部分を通して多孔質化された。
【０２２２】この後、イオン注入面とは反対側の面にエ
ッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層
となりうる層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 膜
を０．５μｍ形成した。形成条件は次の通りであった。
ッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支持薄層
となりうる層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 膜
を０．５μｍ形成した。形成条件は次の通りであった。
【０２２３】 ガス： ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ＋ＮＨ3 温度： ８００℃ 成長速度： ３ｎｍ／ｍｉｎ この基板を４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、イオン注入時のパターン
のみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以
下という制限があるだけであった。
水（１０：６：５０）との混合液に浸潤した。６５分後
には、多孔質Ｓｉのみが選択的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4
膜まで穴が開き、その穴が少なくとも１ケ所以上、部分
的に形成された単結晶Ｓｉ基板が得られた。ここでは、
穴の開口部の形状、大きさは、イオン注入時のパターン
のみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ以
下という制限があるだけであった。
【０２２４】本実施例の高抵抗領域形成にはイオン注入
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
法を用いたが、拡散法でも同様の結果が得られた。
【０２２５】本実施例の選択エッチング液は、弗酸とア
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
ルコールと過酸化水素水との混合液を用いたが、実施態
様例で挙げた他の３種類のエッチング液でも同様の結果
が得られた。
【０２２６】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０２２７】（実施例１５）２００μｍ厚の低抵抗単結
晶Ｓｉ基板上両面に、マスクとしてアピエゾンワックス
を部分的に塗布した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓ
ｉ領域を残すためのマスクが形成された。
晶Ｓｉ基板上両面に、マスクとしてアピエゾンワックス
を部分的に塗布した。このとき、露出しているＳｉ領域
が、各面に少なくとも１ケ所以上存在していた。また、
露出しているＳｉ領域を、表面裏面とも面内で同位置に
配置した。これによって、次の陽極化成で、非多孔質Ｓ
ｉ領域を残すためのマスクが形成された。
【０２２８】次に、ＨＦ溶液中において陽極化成を行っ
た。
た。
【０２２９】陽極化成条件は前述した実施例１と同様と
した。
した。
【０２３０】これにより、表面から裏面までマスクのな
い部分が多孔質化された。
い部分が多孔質化された。
【０２３１】この後、マスクを除去し、どちらか一方の
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4膜を０．１μｍ、ＳｉＯ2 膜を１μｍ、Ｓｉ3 Ｎ4
膜を０．１μｍ、この順序で形成した。形成条件は次の
通りである。
面にエッチング停止層として作用し、かつ最終的に無支
持薄層となりうる層として、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉ3
Ｎ4膜を０．１μｍ、ＳｉＯ2 膜を１μｍ、Ｓｉ3 Ｎ4
膜を０．１μｍ、この順序で形成した。形成条件は次の
通りである。
【０２３２】 （Ｓｉ3 Ｎ4 膜） ガス： ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ＋ＮＨ3 温度： ８００℃ 形成速度： ３ｎｍ／ｍｉｎ （ＳｉＯ2 膜） ガス： Ｎ2 希釈の１％ＳｉＨ4 ４５ＳＣＣＭ Ｏ2 ６０ＳＣＣＭ Ｎ2 ５０ＳＣＣＭ 温度： ４００℃ 形成速度： ０．１μｍ／ｍｉｎ この基板を４９％弗酸とアルコール（１０：１）との混
合液に浸潤した。８２分後には、多孔質Ｓｉのみが選択
的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4 膜まで穴が開き、その穴が少
なくとも１ケ所以上、部分的に形成された単結晶Ｓｉ基
板が得られた。この穴の壁面は、表面に垂直であった。
ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、マスクパター
ンのみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ
以下という制限があるだけであった。
合液に浸潤した。８２分後には、多孔質Ｓｉのみが選択
的に除去され、Ｓｉ3 Ｎ4 膜まで穴が開き、その穴が少
なくとも１ケ所以上、部分的に形成された単結晶Ｓｉ基
板が得られた。この穴の壁面は、表面に垂直であった。
ここでは、穴の開口部の形状、大きさは、マスクパター
ンのみで決定され、その大きさに、用いた基板の大きさ
以下という制限があるだけであった。
【０２３３】最終的に、Ｓｉ基板表面に直下に支持体の
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
ない薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）が形成された。
【０２３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
通常の半導体プロセスに適用でき、かつ、非多孔質Ｓｉ
をエッチングしない弗酸、あるいは弗酸に、アルコー
ル、過酸化水素水のうち少なくとも１方を混合した液を
湿式化学エッチング液として、非多孔質Ｓｉ基体内に部
分的に１ケ所以上設けられた多孔質Ｓｉ領域を、高精度
に、均一に選択的化学エッチングすることにより、非多
孔質Ｓｉを加工し、任意の形状で、任意の大きさで、片
面から反対の面のエッチング停止層までの穴をあけるこ
とが可能になり、最終的に、エッチング停止層が支持体
なしに薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）として形成できる。
通常の半導体プロセスに適用でき、かつ、非多孔質Ｓｉ
をエッチングしない弗酸、あるいは弗酸に、アルコー
ル、過酸化水素水のうち少なくとも１方を混合した液を
湿式化学エッチング液として、非多孔質Ｓｉ基体内に部
分的に１ケ所以上設けられた多孔質Ｓｉ領域を、高精度
に、均一に選択的化学エッチングすることにより、非多
孔質Ｓｉを加工し、任意の形状で、任意の大きさで、片
面から反対の面のエッチング停止層までの穴をあけるこ
とが可能になり、最終的に、エッチング停止層が支持体
なしに薄層（Ｍｅｍｂｒａｎｅ）として形成できる。
【０２３５】また、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく極めて平坦に多孔質Ｓｉをエッチング
することができる。
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく極めて平坦に多孔質Ｓｉをエッチング
することができる。
【０２３６】また、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。
【０２３７】本発明に用いられる多孔質Ｓｉは、陽極化
成時の電流の流れに沿って形成されるため、マスクや不
純物分布を設けることなどにより、電流の流れを制御す
ることができ、ほぼ任意の形状に非多孔質Ｓｉを加工す
ることが可能となる。
成時の電流の流れに沿って形成されるため、マスクや不
純物分布を設けることなどにより、電流の流れを制御す
ることができ、ほぼ任意の形状に非多孔質Ｓｉを加工す
ることが可能となる。
【０２３８】また、本発明によれば、非多孔質Ｓｉ基体
を部分的に１ケ所以上多孔質Ｓｉに変質させ、一方の面
にエッチング防止膜を使用せずに、本エッチング液によ
り極めて効率よくかつ高精度に多孔質Ｓｉ領域を除去
し、該非多孔質Ｓｉ基体に部分的に１ケ所以上裏面のエ
ッチング停止層まで貫通する穴を開けることが可能とな
る。
を部分的に１ケ所以上多孔質Ｓｉに変質させ、一方の面
にエッチング防止膜を使用せずに、本エッチング液によ
り極めて効率よくかつ高精度に多孔質Ｓｉ領域を除去
し、該非多孔質Ｓｉ基体に部分的に１ケ所以上裏面のエ
ッチング停止層まで貫通する穴を開けることが可能とな
る。
【０２３９】さらに、本発明によれば、Ｘ線マスク、光
透過性基板、およびマイクロマシンニング等に応用でき
るＳｉ基体を作製することが可能となる。
透過性基板、およびマイクロマシンニング等に応用でき
るＳｉ基体を作製することが可能となる。
【０２４０】また、最終的に無支持薄層となる層を１層
以上の多層構造とすることにより、薄層の強度を増すこ
とができ、また基板と薄層の材料との熱膨張係数の差に
より生じる応力にも対抗して、たるみや裂けのない無支
持薄層を形成することができる。
以上の多層構造とすることにより、薄層の強度を増すこ
とができ、また基板と薄層の材料との熱膨張係数の差に
より生じる応力にも対抗して、たるみや裂けのない無支
持薄層を形成することができる。
【図１】本発明の第１の実施態様例の基本工程断面図
【図２】本発明の第２の実施態様例の基本工程断面図
【図３】本発明の第２の実施態様例の基本工程断面図
【図４】本発明の第３の実施態様例の基本工程断面図
【図５】本発明の第４の実施態様例の基本工程断面図
【図６】本発明の第４の実施態様例の基本工程断面図
【図７】本発明の第５の実施態様例の基本工程断面図
【図８】本発明の第６の実施態様例の基本工程断面図
【図９】多孔質と非多孔質Ｓｉの、弗酸によるエッチン
グ特性
グ特性
【図１０】多孔質と非多孔質Ｓｉの、弗酸とアルコール
との混合液によるエッチング特性
との混合液によるエッチング特性
【図１１】多孔質と非多孔質Ｓｉの、弗酸と過酸化水素
水との混合液によるエッチング特性
水との混合液によるエッチング特性
【図１２】多孔質と非多孔質Ｓｉの、弗酸とアルコール
と過酸化水素水との混合液によるエッチング特性
と過酸化水素水との混合液によるエッチング特性
５１ 非多孔質Ｓｉ基板 ５２ マスク ５３ 多孔質Ｓｉ領域 ５４ エッチング停止層 ６１ 非多孔質Ｓｉ基板 ６２ マスク ６３ 多孔質Ｓｉ領域 ６４ エッチング停止層 ７１ 非多孔質Ｓｉ基板 ７２ マスク ７３ 多孔質Ｓｉ領域 ７４ エッチング停止層 ８１ 低抵抗非多孔質Ｓｉ基板 ８２ 高抵抗Ｓｉ領域 ８３ 多孔質Ｓｉ領域 ８４ エッチング停止層 ９１ 低抵抗非多孔質Ｓｉ基板 ９２ 高抵抗Ｓｉ領域 ９３ 多孔質Ｓｉ領域 ９４ エッチング停止層 １０１ 低抵抗非多孔質Ｓｉ基板 １０２ 高抵抗Ｓｉ領域 １０３ 多孔質Ｓｉ領域 １０４ エッチング停止層 １１１ 低抵抗非多孔質Ｓｉ基板 １１２ 高抵抗Ｓｉ領域 １１３ 多孔質Ｓｉ領域 １１４ エッチング停止層 １２１ 低抵抗非多孔質Ｓｉ基板 １２２ エッチング停止層 １２３ 高抵抗Ｓｉ領域 １２４ 多孔質Ｓｉ領域
Claims (3)
- 【請求項１】 非多孔質Ｓｉ基体の表面にエッチング停
止層を形成する工程と、該非多孔質Ｓｉ基体の所定の領
域を該非多孔質Ｓｉ基体の裏面から該表面まで部分的に
多孔質化する工程と、部分的に多孔質化された該領域を
エッチング液により選択的にエッチング除去することに
より空洞を形成する工程と、を含み、該エッチング停止
層の該空洞に接する部分を無支持薄層とするＳｉ基体の
加工方法であって、 前記エッチング液は、アルコール及び過酸化水素水の少
なくともいずれか一方と、弗酸と、を含む混合液である
ことを特徴とするＳｉ基体の加工方法。 - 【請求項２】 前記多孔質化する工程は、弗酸を含む溶
液を用いた陽極化成によりなされる請求項１記載のＳｉ
基体の加工方法。 - 【請求項３】 前記エッチング停止層は、複数の層から
なる請求項１記載のＳｉ基体の加工方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27637691A JP3191960B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｓｉ基体の加工方法 |
| EP92116486A EP0534474B1 (en) | 1991-09-27 | 1992-09-25 | Method of processing a silicon substrate |
| DE69232347T DE69232347T2 (de) | 1991-09-27 | 1992-09-25 | Verfahren zur Behandlung eines Substrats aus Silizium |
| US08/582,221 US5868947A (en) | 1991-09-20 | 1996-01-03 | Si substrate and method of processing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27637691A JP3191960B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Ｓｉ基体の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590115A JPH0590115A (ja) | 1993-04-09 |
| JP3191960B2 true JP3191960B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=17568567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27637691A Expired - Fee Related JP3191960B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-30 | Ｓｉ基体の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191960B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27637691A patent/JP3191960B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0590115A (ja) | 1993-04-09 |
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