JP3293766B2 - Semiconductor member manufacturing method - Google Patents

Semiconductor member manufacturing method

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JP3293766B2
JP3293766B2 JP31033097A JP31033097A JP3293766B2 JP 3293766 B2 JP3293766 B2 JP 3293766B2 JP 31033097 A JP31033097 A JP 31033097A JP 31033097 A JP31033097 A JP 31033097A JP 3293766 B2 JP3293766 B2 JP 3293766B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路
や、太陽電池、半導体レーザー、発光ダイオード等の半
導体素子を形成する為の半導体部材の製造方法に関し、
特に半導体層を別の基体上に移設(transfer)する工程
を含む半導体部材の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor member for forming a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit, a solar cell, a semiconductor laser, a light emitting diode, and the like.
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor member including a step of transferring a semiconductor layer onto another substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体部材は、半導体ウェハー、半導体
基板、半導体装置等の名称で知られており、その半導体
領域を利用して半導体素子が形成されているものや、半
導体素子が形成される前の状態のものを含むものとす
る。
2. Description of the Related Art A semiconductor member is known by the name of a semiconductor wafer, a semiconductor substrate, a semiconductor device, or the like, and includes a semiconductor element formed using a semiconductor region and a semiconductor element formed before the semiconductor element is formed. The state of the above shall be included.

【0003】このような半導体部材のなかには、絶縁物
上に半導体層を有するものもある。
Some of such semiconductor members have a semiconductor layer on an insulator.

【0004】絶縁物上の単結晶Si半導体層の形成は、
シリコン オン インシュレーター(SOI)技術として
広く知られ、通常のSi集積回路を作製するバルクSi
基板では到達しえない数々の優位点をSOI技術を利用
したデバイスが有することから多くの研究が成されてき
た。すなわち、SOI技術を利用することで、 1.誘電体分離が容易で高集積化が可能、 2.対放射線耐性に優れている、 3.浮遊容量が低減され高速化が可能、 4.ウエル工程が省略できる、 5.ラッチアップを防止できる、 6.薄膜化による完全空乏型電界効果トランジスタが可
能、 等の優位点が得られる。これらは例えば以下の文献に詳
しい。Special Issue:“Single-crystal silicon on no
n-single-crystal insulators";edited by G.W.Cullen,
Journal of Crystal Growth,volume 63,no 3,pp429〜59
0(1983) 。
The formation of a single-crystal Si semiconductor layer on an insulator involves
Widely known as silicon-on-insulator (SOI) technology, bulk Si for fabricating ordinary Si integrated circuits
Much research has been done because devices utilizing SOI technology have numerous advantages that cannot be achieved with substrates. That is, by using the SOI technology, 1. Dielectric separation is easy and high integration is possible. 2. Excellent radiation resistance. 3. Higher speed due to reduced stray capacitance. 4. Well step can be omitted; 5. Latch-up can be prevented. It is possible to obtain a fully-depleted field-effect transistor by thinning the film. These are described in detail in the following documents, for example. Special Issue: “Single-crystal silicon on no
n-single-crystal insulators "; edited by GWCullen,
Journal of Crystal Growth, volume 63, no 3, pp429〜59
0 (1983).

【0005】さらにここ数年においては、SOIが、M
OSFETの高速化、低消費電力化を実現する基板とし
て多くの報告がなされている(IEEE SOI conference 19
94)。また、SOI構造を用いると素子の下部に絶縁層
があるので、バルクSiウエハ上に素子を形成する場合
と比べて、素子分離プロセスが単純化できる結果、デバ
イスプロセス工程が短縮される。すなわち、高性能化と
合わせて、バルクSi上のMOSFET、ICに比べ
て、ウエハコスト、プロセスコストのトータルでの低価
格化が期待されている。
Further, in recent years, SOI has been
Many reports have been made as substrates for realizing high speed and low power consumption of OSFETs (IEEE SOI conference 19
94). In addition, when an SOI structure is used, since an insulating layer is provided below the device, the device isolation process can be simplified as compared with the case where the device is formed on a bulk Si wafer, and the device process steps are shortened. That is, it is expected that the total cost of the wafer cost and the process cost is reduced as compared with the MOSFET and the IC on the bulk Si together with the high performance.

【0006】なかでも完全空乏型MOSFETは駆動力
の向上による高速化、低消費電力化が期待されている。
MOSFETの閾値電圧(Vth)は一般的にはチャネル
部の不純物濃度により決定されるが、SOIを用いた完
全空乏型(FD;Fully Depleted)MOSFETの場合
には空乏層厚がSOIの膜厚の影響も受けることにな
る。したがって、大規模集積回路を歩留まりよくつくる
ためには、SOI膜厚の均一性が強く望まれていた。
Above all, a fully depleted MOSFET is expected to achieve higher speed and lower power consumption by improving the driving force.
The threshold voltage (Vth) of the MOSFET is generally determined by the impurity concentration of the channel portion. In the case of a fully depleted (FD) MOSFET using SOI, the thickness of the depletion layer is equal to the thickness of the SOI. It will be affected. Therefore, in order to produce a large-scale integrated circuit with high yield, uniformity of the SOI film thickness has been strongly desired.

【0007】また、化合物半導体上のデバイスはSiで
は得られない高い性能、たとえば、高速、発光などを持
っている。現在は、これらのデバイスはほとんどGaA
s等の化合物半導体基板上にエピタキシャル成長をして
その中に作り込まれている。しかし、化合物半導体基板
は、高価で、機械的強度が低く、大面積ウエハは作製が
困難などの問題点がある。
[0007] Devices on compound semiconductors have high performance that cannot be obtained with Si, for example, high speed and light emission. At present, these devices are mostly GaAs
s and the like are formed by epitaxial growth on a compound semiconductor substrate. However, compound semiconductor substrates have problems such as being expensive, having low mechanical strength, and making it difficult to manufacture large-area wafers.

【0008】このようなことから、安価で、機械的強度
も高く、大面積ウエハが作製できるSiウエハ上に、化
合物半導体をヘテロエピタキシャル成長させる試みがな
されている。
[0008] For these reasons, attempts have been made to heteroepitaxially grow compound semiconductors on Si wafers, which are inexpensive, have high mechanical strength, and can be used to produce large-area wafers.

【0009】SOI基板の形成に関する研究は1970年代
頃から盛んであった。初期には、絶縁物であるサファイ
ア基板の上に単結晶Siをヘテロエピタキシャル成長す
る方法(SOS:Sapphire on Silicon)や、多孔質Si
の酸化による誘電体分離によりSOI構造を形成する方
法(FIPOS:Fully Isolation by Porous Oxidized
Silicon)、酸素イオン注入法がよく研究された。
Research on the formation of SOI substrates has been active since the 1970s. Initially, a method of heteroepitaxially growing single-crystal Si on a sapphire substrate, which is an insulator (SOS: Sapphire on Silicon), or a method using porous Si
Of SOI structure by dielectric isolation by oxidation of silicon (FIPOS: Fully Isolation by Porous Oxidized
Silicon), an oxygen ion implantation method has been well studied.

【0010】FIPOS法は、P型Si単結晶基板表面
にN型Si層をプロトンイオン注入、(イマイ他,J.Cr
ystal Growth,vol 63,547(1983) )、もしくは、エピタ
キシャル成長とパターニングによって島状に形成し、表
面よりSi島を囲むようにHF溶液中の陽極化成法によ
りP型Si基板のみを多孔質化したのち、増速酸化によ
りN型Si島を誘電体分離する方法である。本方法で
は、分離されているSi領域は、デバイス工程のまえに
決定されており、デバイス設計の自由度を制限する場合
があるという問題点がある。
In the FIPOS method, an N-type Si layer is implanted with proton ions on the surface of a P-type Si single crystal substrate, (Imai et al., J. Cr.
ystal Growth, vol 63, 547 (1983)) or, after epitaxial growth and patterning, form islands, and anodize in HF solution so as to surround the Si islands from the surface to make only the P-type Si substrate porous. This is a method of separating an N-type Si island from a dielectric by accelerated oxidation. In this method, the separated Si region is determined before the device process, and there is a problem that the degree of freedom in device design may be limited.

【0011】酸素イオン注入法は、K.Izumi によって初
めて報告されたSIMOXと呼ばれる方法である。Si
ウエハに酸素イオンを1017〜1018/cm2 程度注入
したのち、アルゴン・酸素雰囲気中で1320度程度の
高温でアニールする。その結果、イオン注入の投影飛程
(Rp)に相当する深さを中心に注入された酸素イオン
がSiと結合して酸化Si層が形成される。その際、酸
化Si層の上部の酸素イオン注入によりアモルファス化
したSi層も再結晶化して、単結晶Si層となる。表面
のSi層中に含まれる欠陥は従来105 /cm2 と多か
ったが、酸素の打ち込み量を4×1017/cm2 付近に
することで、〜102 /cm2 まで低減することに成功
している。しかしながら、酸化Si層の膜質、表面Si
層の結晶性等を維持できるような注入エネルギー、注入
量の範囲が狭いために、表面Si層、埋め込み酸化Si
層(BOX;Burried Oxide )の膜厚は特定の値に制限
されていた。所望の膜厚の表面Si層を得るためには、
犠牲酸化、ないしは、エピタキシャル成長することが必
要であった。その場合、膜厚の分布には、これらプロセ
スによる劣化分が重畳される結果、膜厚均一性が劣化す
るという問題点がある。
The oxygen ion implantation method is a method called SIMOX first reported by K. Izumi. Si
After oxygen ions are implanted into the wafer at about 10 17 to 10 18 / cm 2 , annealing is performed at a high temperature of about 1320 ° C. in an argon / oxygen atmosphere. As a result, oxygen ions implanted around the depth corresponding to the projection range (Rp) of the ion implantation are combined with Si to form an Si oxide layer. At this time, the Si layer which has been made amorphous by oxygen ion implantation on the upper part of the Si oxide layer is also recrystallized to become a single crystal Si layer. Defects contained in the Si layer on the surface were conventionally as high as 10 5 / cm 2 , but by reducing the amount of implanted oxygen to around 4 × 10 17 / cm 2 , it was possible to reduce it to 10 2 / cm 2. Successful. However, the film quality of the Si oxide layer, the surface Si
Since the range of the implantation energy and the implantation amount for maintaining the crystallinity of the layer is narrow, the surface Si layer and the buried Si oxide
The thickness of the layer (BOX; Burried Oxide) was limited to a specific value. In order to obtain a surface Si layer having a desired thickness,
Sacrificial oxidation or epitaxial growth was required. In this case, there is a problem that the uniformity of the film thickness is deteriorated as a result of superimposing the deterioration due to these processes on the film thickness distribution.

【0012】また、SIMOXはパイプと呼ばれる酸化
Siの形成不良領域が存在することが報告されている。
この原因のひとつとしては、注入時のダスト等の異物が
考えられている。パイプの存在する部分では活性層と支
持基板の間のリークによりデバイス特性の劣化が生じて
しまう。
Further, it has been reported that SIMOX has a formation defect region of Si oxide called a pipe.
One of the causes is considered to be foreign matter such as dust at the time of injection. In the portion where the pipe is present, device characteristics deteriorate due to leakage between the active layer and the supporting substrate.

【0013】SIMOXのイオン注入は前述の通り、通
常の半導体プロセスで使用するイオン注入と比べ注入量
が多いため、専用の装置が開発されてもなお、注入時間
は長い。イオン注入は所定の電流量のイオンビームをラ
スタースキャンして、あるいは、ビームを拡げて行われ
るため、ウエハの大面積化に伴い、注入時間の増大が想
定される。また、大面積ウエハの高温熱処理では、ウエ
ハ内の温度分布によるスリップの発生などの問題がより
シビアになることが指摘されている。SIMOXでは1
320℃というSi半導体プロセスでは通常使用しない
高温での熱処理が必須であることから、装置開発を含め
て、この問題の重要性がさらに大きくなることが懸念さ
れている。
As described above, the ion implantation of SIMOX has a larger implantation amount than the ion implantation used in a normal semiconductor process. Therefore, even if a dedicated apparatus is developed, the implantation time is long. Since the ion implantation is performed by raster-scanning or expanding the ion beam having a predetermined current amount, the implantation time is expected to increase with an increase in the area of the wafer. In addition, it has been pointed out that in the high-temperature heat treatment of a large-area wafer, problems such as generation of slip due to temperature distribution in the wafer become more severe. 1 for SIMOX
Since the heat treatment at a high temperature that is not normally used is required in the Si semiconductor process of 320 ° C., there is a concern that the importance of this problem will be further increased, including the development of the device.

【0014】また、上記のような従来のSOIの形成方
法とは別に、近年、Si単結晶基板を、熱酸化した別の
Si単結晶基板に、熱処理又は接着剤を用いて貼り合
せ、SOI構造を形成する方法が注目を浴びている。こ
の方法は、デバイスのための活性層を均一に薄膜化する
必要がある。すなわち、数百μmもの厚さのSi単結晶
基板をμmオーダーかそれ以下に薄膜化する必要があ
る。この薄膜化には以下のように3種類の方法がある。 (1).研磨による薄膜化 (2).局所プラズマエッチングによる薄膜化 (3).選択エッチングによる薄膜化 (1)の研磨では均一に薄膜化することが困難である。
特にサブμmの薄膜化は、ばらつきが数十%にもなって
しまい、この均一化は大きな問題となっている。さらに
ウエハの大口径化が進めばその困難度は増すばかりであ
る。
In addition to the conventional SOI forming method as described above, in recent years, a Si single crystal substrate has been bonded to another thermally oxidized Si single crystal substrate using heat treatment or an adhesive to form an SOI structure. The method of forming has attracted attention. This method requires that the active layer for the device be uniformly thinned. That is, it is necessary to reduce the thickness of a Si single crystal substrate having a thickness of several hundred μm to the order of μm or less. There are three methods for reducing the thickness as follows. (1). Thinning by polishing (2). Thinning by local plasma etching (3). Thinning by Selective Etching It is difficult to achieve a uniform thinning by the polishing of (1).
In particular, when the thickness is reduced to sub-μm, the variation becomes several tens%, and the uniformity is a serious problem. Further, as the diameter of the wafer increases, the difficulty only increases.

【0015】(2)の方法は、あらかじめ(1)の方法
で1〜3μm程度まで(1)の研磨による方法で薄膜化
したのち、膜厚分布を全面で多点測定する。このあとこ
の膜厚分布にもとづいて、直径数mmのSF6 などを用
いたプラズマをスキャンさせることにより膜厚分布を補
正しながらエッチングして、所望の膜厚まで薄膜化す
る。この方法では膜厚分布を±10nm程度にできるこ
とが報告されている。しかし、プラズマエッチングの際
に基板上異物(パーティクル)があるとこの異物がエッ
チングマスクとなるために基板上に突起が形成されてし
まう。
In the method (2), the film thickness is reduced to about 1 to 3 μm by the method (1) in advance by the method (1), and then the film thickness distribution is measured at multiple points over the entire surface. Thereafter, based on this film thickness distribution, etching is performed while correcting the film thickness distribution by scanning a plasma using SF 6 having a diameter of several mm or the like to reduce the film thickness to a desired film thickness. It is reported that this method can make the film thickness distribution approximately ± 10 nm. However, if foreign matter (particles) is present on the substrate during plasma etching, the foreign matter serves as an etching mask, so that a projection is formed on the substrate.

【0016】また、エッチング直後には表面が荒れてい
るために、プラズマエッチング終了後にタッチポリッシ
ングが必要であるが、ポリッシング量の制御は時間管理
によって行われるので、最終膜厚の制御、および、ポリ
ッシングによる膜厚分布の劣化が指摘されている。さら
に研磨ではコロイダルシリカ等の研磨剤が直接に活性層
になる表面を擦るので、研磨による破砕層の形成、加工
歪みの導入も懸念されている。さらにウエハが大面積化
された場合にはウエハ面積の増大に比例して、プラズマ
エッチング時間が増大するため、スループットの著しい
低下も懸念される。
In addition, since the surface is rough immediately after the etching, touch polishing is required after the plasma etching. However, since the polishing amount is controlled by time management, the final film thickness control and the polishing are performed. It is pointed out that the film thickness distribution is deteriorated due to the above. Further, in the polishing, since an abrasive such as colloidal silica directly rubs the surface to be the active layer, there is a concern about formation of a crushed layer and introduction of processing distortion by polishing. Further, when the area of the wafer is increased, the plasma etching time increases in proportion to the increase of the wafer area, and there is a concern that the throughput may be significantly reduced.

【0017】(3)の方法は、あらかじめ薄膜化する基
板に選択エッチング可能な膜構成をつくり込んでおく方
法である。例えば、P型基板上にボロンを1019/cm
3 以上の濃度に含んだP+ −Siの薄層とP型Siの薄
層をエピタキシャル成長などの方法で積層し、第1の基
板とする。これを酸化膜等の絶縁層を介して、第2の基
板と貼り合わせたのち、第1の基板の裏面を、研削、研
磨で予め薄くしておく。その後、P型層の選択エッチン
グで、P+ 層を露出、さらにP+ 層の選択エッチングで
P型層を露出させ、SOI構造を完成させるものであ
る。この方法はMaszara の報告に詳しい(W.P.Maszara,
J.Electrochem.Soc.,vol.138,341(1991))。
The method (3) is a method in which a film structure that can be selectively etched is formed in advance on a substrate to be thinned. For example, boron is deposited on a P-type substrate at 10 19 / cm
A thin layer of P + -Si and a thin layer of P-type Si, each having a concentration of 3 or more, are laminated by a method such as epitaxial growth to form a first substrate. After bonding this to the second substrate via an insulating layer such as an oxide film, the back surface of the first substrate is thinned in advance by grinding and polishing. Thereafter, the P + layer is exposed by selective etching of the P-type layer, and the P-type layer is exposed by selective etching of the P + layer, thereby completing the SOI structure. This method is detailed in Maszara's report (WPMaszara,
J. Electrochem. Soc., Vol. 138, 341 (1991)).

【0018】選択エッチングは均一な薄膜化に有効とさ
れているが、 ・せいぜい102 と選択比が十分でない。
Although selective etching is considered to be effective for uniform thinning, the selectivity is not sufficient at most to 10 2 .

【0019】・エッチング後の表面性が悪いため、エッ
チング後にタッチポリッシュが必要となる。しかし、そ
の結果、膜厚が減少するとともに、膜厚均一性も劣化し
やすい。特にポリッシングは時間によって研磨量を管理
するが、研磨速度のばらつきが大きいため、研磨量の制
御が困難である。したがって、100nmというような
極薄SOI層の形成において、特に問題となる。
Touch polishing is required after etching because of poor surface properties after etching. However, as a result, as the film thickness decreases, the film thickness uniformity tends to deteriorate. In particular, in polishing, the polishing amount is controlled by time, but it is difficult to control the polishing amount because the polishing rate varies widely. Therefore, there is a particular problem in forming an ultra-thin SOI layer having a thickness of 100 nm.

【0020】・イオン注入、高濃度BドープSi層上の
エピタキシャル成長あるいはヘテロエピタキシャル成長
を用いているためSOI層の結晶性が悪い。また、被貼
り合わせ面の表面性も通常のSiウエハより劣る。等の
問題点がある(C.Harendt,et.al.,J.Elect.Mater.Vol.2
0,267(1991)、H.Baumgart,et.al.,Extended Abstract of
ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding,
pp-733(1991)、 C.E.Hunt,Extended Abstract of ECS 1s
t International Symposium of Wafer Bonding,pp-696
(1991) )。また、選択エッチングの選択性はボロン等
の不純物の濃度差とその深さ方向プロファイルの急峻性
に大きく依存している。したがって、貼り合わせ強度を
高めるための高温のボンディングアニールや結晶性を向
上させるために高温のエピタキシャル成長を行ったりす
ると、不純物濃度の深さ方向分布が拡がり、エッチング
の選択性が劣化してしまう。すなわち、エッチングの選
択比の向上の結晶性は貼り合わせ強度の向上の両立は困
難であった。
The crystallinity of the SOI layer is poor due to the use of ion implantation, epitaxial growth on a high concentration B-doped Si layer or heteroepitaxial growth. Further, the surface properties of the surface to be bonded are inferior to those of a normal Si wafer. (C. Harendt, et.al., J. Elect. Mater. Vol.2
0,267 (1991), H. Baumgart, et.al., Extended Abstract of
ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding,
pp-733 (1991), CEHunt, Extended Abstract of ECS 1s
t International Symposium of Wafer Bonding, pp-696
(1991)). Further, the selectivity of the selective etching largely depends on the concentration difference of impurities such as boron and the steepness of the profile in the depth direction. Therefore, when a high-temperature bonding anneal for increasing the bonding strength or a high-temperature epitaxial growth for improving the crystallinity are performed, the depth direction distribution of the impurity concentration is widened, and the etching selectivity is deteriorated. That is, it is difficult to achieve both the improvement in the selectivity of etching and the improvement in the bonding strength in the crystallinity.

【0021】こうしたなか、本出願人は、先に特開平5
−21338号公報において、新規な半導体部材の製造
方法を提案した。当該公報に開示された方法は、次のと
おりのものである。即ち、多孔質単結晶半導体領域上に
非多孔質単結晶半導体領域を配した部材を形成し、前記
非多孔質単結晶半導体領域の表面に、表面が絶縁性物質
で構成された部材の表面を貼り合わせた後、前記多孔質
単結晶半導体領域をエッチングにより除去することを特
徴とする半導体部材の製造方法である。
Under these circumstances, the applicant of the present invention has previously described in
In Japanese Patent Publication No. 21338, a new method for manufacturing a semiconductor member was proposed. The method disclosed in this publication is as follows. That is, a member in which a non-porous single-crystal semiconductor region is arranged on a porous single-crystal semiconductor region is formed, and the surface of the member whose surface is made of an insulating material is formed on the surface of the non-porous single-crystal semiconductor region. After bonding, the porous single-crystal semiconductor region is removed by etching.

【0022】また、本発明の発明者である米原らは膜厚
均一性や結晶性に優れ、バッチ処理が可能な貼り合わせ
SOIを報告した(T.Yonehara et.al.,Appl.Phys.Let
t.vol.64,2108(1994))。以下、この貼り合わせSOI
の作製方法について図4(a)〜(c)を用いて説明す
る。
In addition, Yonehara et al., The inventor of the present invention, have reported a bonded SOI having excellent film thickness uniformity and crystallinity and capable of batch processing (T. Yonehara et.al., Appl. Phys. Let.
t.vol.64, 2108 (1994)). Hereinafter, this bonded SOI
Will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.

【0023】この方法では、Si基板31上の多孔質層
32を選択エッチングを行なう材料として用いる。多孔
質層32の上に非多孔質単結晶Si層33をエピタキシ
ャル成長した後、酸化Si層35を介して第2の基板3
4と貼り合わせる(図4(a))。第1の基板を裏面よ
り研削等の方法で薄層化し、基板全面において多孔質S
iを露出させる(図4(b))。露出させた多孔質Si
はKOH、HF+H22 などの選択エッチング液によ
りエッチングして除去する(図4(c))。このとき、
多孔質SiのバルクSi(非多孔質単結晶Si)に対す
るエッチングの選択比を10万倍と十分に高くできるの
で、あらかじめ多孔質上に成長した非多孔質単結晶Si
層を膜厚を殆ど減じることなく、第2の基板の上に移設
(transfer)し、SOI基板を形成することができる。
したがって、SOIの膜厚均一性はエピタキシャル成長
時にほぼ決定づけられる。エピタキシャル成長は通常半
導体プロセスで使用されるCVD装置が使用できるの
で、佐藤らの報告(SSDM95)によれば、その均一
性は例えば100nm±2%以内が実現されている。ま
た、エピタキシャルSi層の結晶性も良好で3.5×1
2 /cm2 が報告された。
In this method, the porous layer 32 on the Si substrate 31 is used as a material for performing selective etching. After epitaxially growing a non-porous single-crystal Si layer 33 on the porous layer 32, the second substrate 3 is
4 (FIG. 4A). The first substrate is thinned from the back surface by grinding or the like, and porous S
i is exposed (FIG. 4B). Exposed porous Si
Is removed by etching with a selective etching solution such as KOH, HF + H 2 O 2 (FIG. 4C). At this time,
Since the etching selectivity of porous Si to bulk Si (non-porous single-crystal Si) can be sufficiently increased to 100,000 times, the non-porous single-crystal Si previously grown on the porous
The layers can be transferred onto a second substrate with little decrease in film thickness to form an SOI substrate.
Therefore, the thickness uniformity of the SOI is substantially determined during the epitaxial growth. Since epitaxial growth can use a CVD apparatus usually used in a semiconductor process, according to a report by Sato et al. (SSDM95), the uniformity is realized within, for example, 100 nm ± 2%. In addition, the crystallinity of the epitaxial Si layer is good and is 3.5 × 1.
0 2 / cm 2 was reported.

【0024】従来の方法ではエッチングの選択性は不純
物濃度の差とその深さ方向のプロファイルによっていた
ため、濃度分布を拡げてしまう熱処理の温度(貼り合わ
せ、エピタキシャル成長、酸化等)は概ね800℃以下
と大きく制約されていた。一方、この方法におけるエッ
チングは多孔質とバルクという構造の差がエッチングの
速度を決めているため、熱処理温度の制約は小さく、1
180℃程度の熱処理が可能であることが報告されてい
る。例えば貼り合わせ後の熱処理は、ウエハ同士の接着
強度を高め、貼り合わせ界面に生じる空隙(void)の
数、大きさを減少させることが知られている。また、斯
様な構造差にもとづくエッチングでは多孔質Si上に付
着したパーティクルがあっても、膜厚均一性に影響を及
ぼさない。
In the conventional method, the selectivity of etching depends on the difference in impurity concentration and the profile in the depth direction. Therefore, the temperature of heat treatment (bonding, epitaxial growth, oxidation, etc.) for expanding the concentration distribution is generally 800 ° C. or less. Was greatly restricted. On the other hand, in the etching in this method, since the difference in the structure between porous and bulk determines the etching speed, the restriction of the heat treatment temperature is small and
It is reported that heat treatment at about 180 ° C. is possible. For example, it is known that heat treatment after bonding increases the bonding strength between wafers and reduces the number and size of voids generated at the bonding interface. Further, in the etching based on such a structural difference, even if particles adhere to the porous Si, the uniformity of the film thickness is not affected.

【0025】しかしながら、貼り合わせを用いた半導体
基板は、必ず2枚のウエハを必要とし、そのうち1枚は
ほとんど大部分が研磨・エッチング等により無駄に除去
され捨てられており、限りある地球の資源が無駄となっ
ている。したがって、貼り合わせによるSOIにおいて
は、その制御性、均一性の他低コスト化、経済性の向上
が望まれているところである。
However, a semiconductor substrate using bonding always requires two wafers, and almost one of them is wastefully removed and discarded by polishing, etching, etc., and the limited resources of the earth Is wasted. Therefore, in SOI by bonding, controllability and uniformity as well as cost reduction and improvement in economic efficiency are desired.

【0026】即ち、品質が十分なSOI基板を再現性よ
く作製するとともに、同時にウエハの再使用等による省
資源、コストダウンを実現する方法が望まれていた。
That is, there has been a demand for a method for producing an SOI substrate having sufficient quality with good reproducibility, and at the same time, realizing resource saving and cost reduction by reusing a wafer.

【0027】こうしたなか、本出願人は、先に2板の基
板を貼り合わせた後、貼り合わされた基板を多孔質層に
おいて分離し、分離後の一方の基板から残留多孔質を除
去して、この基板を再利用する半導体基板の製造方法を
特開平7−302889号公報で提案した。
Under these circumstances, the present applicant has previously bonded two substrates, separated the bonded substrates in a porous layer, and removed residual porous material from one of the separated substrates. A method of manufacturing a semiconductor substrate by reusing this substrate has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-302889.

【0028】当該公報に開示された方法の1例を以下に
図5(a)〜(c)を用いて説明する。
One example of the method disclosed in the publication will be described below with reference to FIGS. 5 (a) to 5 (c).

【0029】第1のSi基板41の表面層を多孔質化し
て多孔質層42を形成したのち、その上に単結晶Si層
43を形成し、この単結晶Si層と第1のSi基体とは
別の第2のSi基板44の主面とを絶縁層45を介して
貼り合わせる(図5(a))。この後、多孔質層で貼り
合わせたウエハを分割し(図5(b))、第2のSi基
体側の表面に露出した多孔質Si層を選択的に除去する
ことにより、SOI基板を形成する(図5(c))。第
1の基板41は、残留した多孔質層を除去して再利用す
ることができる。そして貼り合わせたウエハの分割は、
例えば次の手法を用いてなし得るとしている。
After the surface layer of the first Si substrate 41 is made porous to form a porous layer 42, a single crystal Si layer 43 is formed thereon, and this single crystal Si layer and the first Si base are Is bonded to the main surface of another second Si substrate 44 via an insulating layer 45 (FIG. 5A). Thereafter, the wafer bonded with the porous layer is divided (FIG. 5B), and the SOI substrate is formed by selectively removing the porous Si layer exposed on the surface on the second Si substrate side. (FIG. 5C). The first substrate 41 can be reused by removing the remaining porous layer. And the division of the bonded wafer is
For example, it can be achieved by using the following method.

【0030】即ち、 ・垂直方向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力ない
し圧力を加える、 ・超音波等の波動エネルギーを印加する、 ・ウエハ端面に多孔質層を表出させ、多孔質Siをある
程度エッチングし、そこへ剃刀の刃のようなものを挿入
する、 ・ウエハ端面に多孔質層を表出させ、多孔質Siに水等
の液体をしみ込ませた後、貼り合わせウエハ全体を加熱
あるいは冷却し液体を膨張させる、 ・第1(あるいは第2)の基板に対して第2(あるいは
第1)の基板に水平方向に力を加える、等の方法によ
り、多孔質Si層を破壊するという方法を用いている。
More specifically, a sufficient tensile force or pressure is applied evenly in a plane in the vertical direction. Wave energy such as ultrasonic waves is applied. Porous layer is exposed on the end face of the wafer to form porous Si. To some extent, insert something like a razor blade into it, ・ Expose a porous layer on the end face of the wafer, impregnate liquid such as water into porous Si, and then heat the whole bonded wafer Alternatively, the porous Si layer is broken by a method such as cooling and expanding the liquid, or applying a horizontal force to the second (or first) substrate with respect to the first (or second) substrate. Is used.

【0031】これらは、いずれも多孔質Siの機械的強
度がporosityに依存するが、バルクSiよりも十分に弱
いと考えられることに基づく。たとえば、porosityが5
0%であれば機械的強度はバルクの半分と考えて良い。
すなわち、貼り合わせウエハに圧縮、引っ張りあるいは
剪断力をかけると、まず多孔質Si層が破壊されること
になる。また、porosityを増加させればより弱い力で多
孔質層を破壊できる。
These are based on the fact that the mechanical strength of porous Si depends on porosity, but is considered to be sufficiently weaker than bulk Si. For example, if porosity is 5
If it is 0%, the mechanical strength can be considered to be half that of the bulk.
That is, when compressive, tensile or shearing force is applied to the bonded wafer, first, the porous Si layer is destroyed. Also, if the porosity is increased, the porous layer can be broken with a weaker force.

【0032】しかしながら実際には、多孔質Si上に高
品質なエピタキシャル成長をさせることが必要となるた
め、表面層のporosityを小さくして、そして、分離させ
るために内部側のporosityを大きくするような工夫がな
されることが望ましかった。このため、特開平07−3
02889号公報の実施例にも書かれているように、陽
極化成時に通電する電流を制御してporosityを変化させ
ることが行なわれていた。
However, in practice, high quality epitaxial growth on porous Si is required, so that the porosity of the surface layer is reduced and the porosity of the inner side is increased for separation. It was hoped that something was done. For this reason, JP-A-07-3
As described in the example of Japanese Patent Publication No. 02889, the porosity is changed by controlling the current supplied during anodization.

【0033】また、特開平07−302889号公報に
開示された発明は、一度半導体基板の作製工程に使用し
た基板を再度、半導体基板の作製工程に利用できること
を示した発明であり、半導体基板の低コスト化を図るう
えで非常に有用なものである。ところで、特開平07−
302889号公報に開示されたシリコン基板の多孔質
化においては、陽極化成(Anodization)が用いられてお
り、大規模な工場で多量のシリコン基板をバラツキなく
多孔質化するには、陽極化成がシリコンの陽極反応を利
用するものであることからシリコン基板の比抵抗値を厳
密に制御したものを用いることが必要となる。しかしな
がら、比抵抗値を指定したシリコン基板は比較的高価な
ものであることから、比抵抗値に依存することなくシリ
コン基板を用いることができれば、SOI基板を製造す
るのに、更なる低コスト化が図れる。
The invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-302889 is an invention showing that a substrate once used in a semiconductor substrate manufacturing process can be reused in a semiconductor substrate manufacturing process. This is very useful in reducing costs. By the way, JP-A-07-
In the porousization of a silicon substrate disclosed in JP-A-302889, anodization is used. In order to make a large amount of silicon substrate porous without variation in a large-scale factory, anodization is performed by using silicon. Since the anodic reaction is used, it is necessary to use a silicon substrate having a strictly controlled specific resistance value. However, since a silicon substrate having a specified resistivity is relatively expensive, if a silicon substrate can be used without depending on the resistivity, the cost can be further reduced to manufacture an SOI substrate. Can be achieved.

【0034】本発明の目的は、2つの基体を貼り合わせ
る工程を有する半導体部材の製造方法であって、該基体
の1部を該半導体部材の原材料として再利用し得る半導
体部材の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor member having a step of bonding two substrates, and a method of manufacturing a semiconductor member capable of reusing a part of the substrate as a raw material of the semiconductor member. Is to do.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体部材の製
造方法は、シリコン基板上に該シリコン基板よりP型不
純物濃度の高いP型不純物領域を形成し、前記P型不純
物領域に第1の多孔質シリコン層を形成し、前記第1の
多孔質シリコン層が形成された前記P型不純物領域下の
前記シリコン基板に、第2の多孔質シリコン層を形成
し、前記第1の多孔質シリコン層上に非多孔質半導体層
を形成して、第1の基体を用意する工程、前記第1の基
体と第2の基体とを前記非多孔質半導体層が内側に位置
する多層構造体が得られるように貼り合わせる貼り合わ
せ工程、及び、前記第2の多孔質シリコン層において前
記多層構造体を分離する分離工程、を有することを特徴
とする。
Process for producing a semiconductor of the problem-solving means for the invention, P-type non than the silicon substrate to a silicon substrate
Forming a P-type impurity region having a high pure substance concentration,
Forming a first porous silicon layer in an object region;
A portion under the P-type impurity region where the porous silicon layer is formed
Forming a second porous silicon layer on the silicon substrate
And a non-porous semiconductor layer on the first porous silicon layer.
Forming a first substrate by forming
The non-porous semiconductor layer is positioned inside the body and the second substrate.
Bonding to obtain a multi-layer structure
In the second porous silicon layer.
A separating step of separating the multilayer structure.
And

【0036】[0036]

【0037】[0037]

【0038】本発明の半導体部材の製造方法において
は、シリコン基板の少なくとも1つの表面側に導電性を
制御し得る元素を拡散させた拡散領域(高濃度不純物領
域)を形成した後、この拡散領域を含む領域に多孔質シ
リコン層を形成する。このため、多孔質シリコン層形成
の出発点となる拡散領域における導電性を制御し得る元
素の濃度(半導体分野でいう不純物濃度)を自由に設定
し得る。それゆえ、比抵抗値を指定したシリコン基板を
使用せずに、比較的安価な抵抗無指定のシリコンウエハ
あるいは再生ウエハ(「再生ウエハ」とは、ICプロセ
ス中のモニターウエハ、あるいは不良品となった素子を
表面に持つウエハをエッチングあるいは研磨により表面
層を除去した後、ICプロセスに再投入できるレベルま
で表面をポリッシュしたウエハを指す。)を使用するこ
とができる。そのため本発明によれば、従来法に比べ
て、より低コストで良質な半導体部材を製造することが
できる。
In the method of manufacturing a semiconductor member according to the present invention, a diffusion region (high-concentration impurity region) in which an element capable of controlling conductivity is diffused is formed on at least one surface side of the silicon substrate. A porous silicon layer is formed in a region including. For this reason, the concentration of an element (impurity concentration in the semiconductor field) that can control conductivity in a diffusion region serving as a starting point of formation of a porous silicon layer can be set freely. Therefore, a relatively inexpensive silicon wafer or reclaimed wafer without resistance (reclaimed wafer is a monitor wafer during IC processing or a defective product) without using a silicon substrate with a specified resistivity. After the surface layer is removed by etching or polishing the wafer having the element on the surface, the surface is polished to a level that can be re-input to the IC process.). Therefore, according to the present invention, a high-quality semiconductor member can be manufactured at lower cost as compared with the conventional method.

【0039】更に、拡散領域以外の多孔質シリコン層領
域は、拡散領域で且つ多孔質である領域に比べて構造が
脆弱となるため、分離工程で崩壊しやすく、安定して分
離し得る。すなわち、多孔質層形成に用いる電流を途中
で変化させることなく、多孔質シリコン層中に脆弱構造
を内在させることができる。
Furthermore, the porous silicon layer region other than the diffusion region has a weaker structure than the diffusion region and the porous region, so that it is easily broken in the separation step and can be separated stably. That is, the fragile structure can be included in the porous silicon layer without changing the current used for forming the porous layer on the way.

【0040】つまり、陽極化成条件を変えずに自動的に
2層の多孔質Si層を連続して形成でき、表面多孔質S
i層は高品質エピタキシャル層形成用として、下部の多
孔質Si層は分離層として有効に作用させることができ
る。
That is, two porous Si layers can be automatically formed continuously without changing the anodizing conditions, and the surface porous S
The i layer can be effectively used for forming a high quality epitaxial layer, and the lower porous Si layer can be effectively used as a separation layer.

【0041】また、拡散領域を拡散法により形成する場
合、シリコン基板の主面と裏面の両面に容易に拡散領域
を形成し得る。このようにシリコンウエハの両面に拡散
領域を形成した場合には、多孔質層形成の為の陽極化成
の際の、ウエハ裏面と+電極との抵抗を下げることがで
き、電流をウエハ面内に均一に流すために大きな効果が
ある。このことにより、多孔質Si層が非常に均一な厚
さで形成されることになる。高濃度不純物領域(特にP
+ 層)の形成方法には、他にイオン注入法、およびエピ
タキシャル成長法があるが、これらの方法は、拡散法と
異なり片面処理であるため、同時に裏面にP+ 層等を形
成することはできない。また、片面処理であるにもかか
わらず、コスト的に拡散法に対して不利である。このよ
うに、拡散法を用いると両面一括処理ができ、さらにプ
ロセスコストが安いという利点が有る。
When the diffusion region is formed by the diffusion method, the diffusion region can be easily formed on both the main surface and the back surface of the silicon substrate. When the diffusion regions are formed on both surfaces of the silicon wafer as described above, the resistance between the back surface of the wafer and the + electrode during anodization for forming a porous layer can be reduced, and the current can flow within the wafer surface. There is a great effect to flow evenly. As a result, the porous Si layer is formed with a very uniform thickness. High concentration impurity regions (particularly P
Other methods for forming the ( + layer) include an ion implantation method and an epitaxial growth method. However, since these methods are single-sided processing unlike the diffusion method, a P + layer or the like cannot be simultaneously formed on the back surface. . In addition, despite the one-sided processing, it is disadvantageous in cost to the diffusion method. As described above, when the diffusion method is used, there is an advantage that both-side batch processing can be performed and the process cost is low.

【0042】本発明によれば、絶縁性基板等で構成でき
る第2の基体上に結晶性に優れた単結晶半導体層を得る
うえで、生産性、均一性、制御性、コストの面において
卓越した半導体部材の製造方法を提供することができ
る。
According to the present invention, in obtaining a single-crystal semiconductor layer having excellent crystallinity on a second substrate which can be formed of an insulating substrate or the like, it is excellent in productivity, uniformity, controllability, and cost. A method for manufacturing a semiconductor member can be provided.

【0043】また、本発明によれば、SOI構造の大規
模集積回路を作製する際にも、高価なSOSや、SIM
OXの代替足り得る低コストな半導体部材の製造方法を
提供することができる。
According to the present invention, even when a large-scale integrated circuit having an SOI structure is manufactured, an expensive SOS or SIM is required.
It is possible to provide a low-cost method for manufacturing a semiconductor member that can be substituted for OX.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施態様例
について述べるが、本発明はこれらの実施態様例に限定
されるものではなく、本発明の目的が達成されるもので
あれば良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to these embodiments, and it is sufficient if the object of the present invention is achieved. .

【0045】[拡散領域の形成]本発明において、拡散
法によりシリコン基板中に拡散させる導電型を制御し得
る元素とは、半導体プロセス技術において一般的に使用
されるものであり、例えば表1に示される元素をいう。
[Formation of Diffusion Region] In the present invention, the elements capable of controlling the conductivity type to be diffused into a silicon substrate by a diffusion method are those generally used in semiconductor process technology. Refers to the element shown.

【0046】[0046]

【表1】 拡散方法としては、導電型を制御し得る元素を熱的にシ
リコン基板中に拡散し得るものを採用するのがコストの
面から好ましい。このような方法の例としては、表2に
示す拡散方法が挙げられる。
[Table 1] As a diffusion method, it is preferable in terms of cost to employ a method capable of thermally diffusing an element capable of controlling the conductivity type into the silicon substrate. Examples of such a method include the diffusion methods shown in Table 2.

【0047】[0047]

【表2】 本発明においては、拡散領域に多孔質層を形成するが、
多孔質層の形成はP型拡散領域の方がn型拡散領域に比
べて容易である。この点に鑑みて、B(ホウ素)の拡散
技術について列記すると、例えば表3に示したようにな
る。
[Table 2] In the present invention, a porous layer is formed in the diffusion region,
The formation of the porous layer is easier in the P-type diffusion region than in the N-type diffusion region. In view of this point, a list of B (boron) diffusion techniques is as shown in Table 3, for example.

【0048】[0048]

【表3】 表3に示された技術についても、基本的には“炉”の中
での熱処理によりソースから供給される元素をシリコン
基板中に拡散させるというものである。
[Table 3] Also in the technique shown in Table 3, the element supplied from the source is basically diffused into the silicon substrate by the heat treatment in the "furnace".

【0049】例えばスピンコート膜を用いた拡散法は、
次のように行うことができる。
For example, a diffusion method using a spin coat film
It can be performed as follows.

【0050】B2 3 に有機バインダーと溶媒を加えた
混合物をスピンナーを用いてシリコン基板(シリコンウ
エハー)上に均一に塗布する。これを乾燥して、焼成し
てシリコン基板上にB2 3 膜を形成する。次いで、図
3に示されるような炉の中にシリコン基板を配して熱処
理を行いホウ素(B)を拡散させる。図3において30
1は炉、302はサセプターを示す。100はシリコン
基板であり、該基板の一方の面にB2 3 膜150がコ
ーティングされている。例えば、図3に示した装置を用
いて900℃〜1300℃程度の熱処理を行うことで、
ホウ素(B)をシリコン基板中に拡散することができ
る。この場合、B2 3 を設けた面には勿論のこと、こ
の面の裏面側にも、隣接する別のシリコン基板上に形成
されたB23 膜をソース源として拡散領域が形成され
る。
A mixture of B 2 O 3 and an organic binder and a solvent is uniformly applied on a silicon substrate (silicon wafer) using a spinner. This is dried and fired to form a B 2 O 3 film on the silicon substrate. Next, the silicon substrate is placed in a furnace as shown in FIG. 3 and heat treatment is performed to diffuse boron (B). In FIG. 3, 30
1 indicates a furnace, and 302 indicates a susceptor. Reference numeral 100 denotes a silicon substrate, and one surface of the substrate is coated with a B 2 O 3 film 150. For example, by performing a heat treatment at about 900 ° C. to 1300 ° C. using the apparatus shown in FIG.
Boron (B) can diffuse into the silicon substrate. In this case, a diffusion region is formed not only on the surface provided with B 2 O 3 but also on the back surface of this surface using a B 2 O 3 film formed on another adjacent silicon substrate as a source source. You.

【0051】シリコン基板の両面に拡散層を形成する
と、陽極化成(Anodization)による多孔質化の際、HF
溶液とのコンタクト抵抗を下げることができるので都合
が良い。
When a diffusion layer is formed on both surfaces of a silicon substrate, HF is used when the porous layer is formed by anodization.
This is convenient because the contact resistance with the solution can be reduced.

【0052】本発明において形成する拡散領域に含有さ
れる導電型を制御し得る元素の濃度は、一般的には、
5.0×1016/cm3 〜5.0×1020/cm3 の範
囲、好ましくは、1.0×1017/cm3 〜2.0×1
20/cm3 の範囲、最適には、5.0×1017/cm
3 〜1.0×1020cm3 の範囲とされるのが多孔質化
工程及び多孔質シリコン層上に形成されるエピタキシャ
ル膜の特性を考慮すると望ましい。
The concentration of the element which can control the conductivity type contained in the diffusion region formed in the present invention is generally
5.0 × 10 16 / cm 3 to 5.0 × 10 20 / cm 3 , preferably 1.0 × 10 17 / cm 3 to 2.0 × 1
0 20 / cm 3 range, optimally 5.0 × 10 17 / cm 3
The range of 3 to 1.0 × 10 20 cm 3 is desirable in consideration of the porosity step and the characteristics of the epitaxial film formed on the porous silicon layer.

【0053】本発明において形成される拡散領域の厚み
は、熱処理の温度と時間を制御することで制御可能であ
る。拡散層の厚みは、一般的には100Å〜100μ
m、好ましくは500Å〜50μm、最適には5000
Å〜30μmの範囲である。しかしながら、拡散領域の
形成に次いで行われる多孔質化は、拡散領域を越えて容
易に進行するので、拡散領域をあえて厚く形成すること
は必ずしも必要ではない。
The thickness of the diffusion region formed in the present invention can be controlled by controlling the temperature and time of the heat treatment. The thickness of the diffusion layer is generally 100 ° to 100 μm.
m, preferably 500 ° -50 μm, optimally 5000
Å-30 μm. However, since the formation of the porosity, which is performed after the formation of the diffusion region, easily proceeds beyond the diffusion region, it is not always necessary to form the diffusion region thicker.

【0054】本発明において、拡散層を形成するシリコ
ン基板としては、原則的にはあらゆる単結晶シリコン基
板(シリコンウエハー)を採用することができる。しか
しながら半導体基板を低コストで製造するといった目的
からすれば比較的安価な抵抗無指定のシリコン基板やI
Cプロセスの際に用いるモニターウエハ、あるいは不良
品となった素子を表面に持つウエハの表面層を除去した
後、ICプロセスに再投入できるレベルまで表面をポリ
ッシュしたウエハである所謂再生ウエハ等を採用するの
が望ましい。
In the present invention, as the silicon substrate on which the diffusion layer is formed, in principle, any single crystal silicon substrate (silicon wafer) can be employed. However, for the purpose of manufacturing a semiconductor substrate at low cost, a relatively inexpensive silicon substrate with no resistance specified or an I
A monitor wafer used in the C process or a so-called reclaimed wafer whose surface is polished to a level that can be re-input to the IC process after removing the surface layer of the wafer having defective elements on the surface is used. It is desirable to do.

【0055】[多孔質シリコン層の形成]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.Tech.J.,vol.
35,333(1956))。多孔質SiはSi基板をHF溶液中で
陽極化成(Anodization)することにより形成することが
できる。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.Electrochem.Soc.,vol.127,476(198
0))。
[Formation of Porous Silicon Layer] Porous Si
It was discovered by Uhlir et al. In the course of research on semiconductor electropolishing in 1956 (A. Uhlir, Bell Syst. Tech. J., vol.
35,333 (1956)). Porous Si can be formed by anodizing a Si substrate in an HF solution. Unagami et al. Studied the dissolution reaction of Si in anodization and reported that the anodic reaction of Si in HF solution requires holes, and the reaction is as follows (T. Unagami, J. Electrochem. Soc., Vol. 127, 476 (198
0)).

【0056】Si+2HF+(2−n)e+ →SiF2
+2H+ +ne- SiF2 +2HF→SiF4 +H2 SiF4 +2HF→H2 SiF6 または、 Si+4HF+(4−λ)e+ →SiF4 +4H+ +λ
- SiF4 +2HF→H2 SiF6 ここで、e+ およびe- はそれぞれ正孔と電子を表して
いる。また、nおよびλはそれぞれSi1原子が溶解す
るために必要な正孔の数であり、n>2またはλ>4な
る条件が満たされた場合に多孔質Siが形成されるとし
ている。
Si + 2HF + (2-n) e + → SiF 2
+ 2H + + ne - SiF 2 + 2HF → SiF 4 + H 2 SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6 or Si + 4HF + (4-λ) e + → SiF 4 + 4H + + λ
e SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6 Here, e + and e represent holes and electrons, respectively. Further, n and λ are the number of holes required for dissolving the Si1 atom, and it is assumed that porous Si is formed when the condition of n> 2 or λ> 4 is satisfied.

【0057】以上のことからすると正孔の存在するP型
Siは多孔質化され、N型Siは多孔質化されないとい
うことになるが、条件を変えることでN型Siも多孔質
化できる。
From the above, it can be said that P-type Si having holes is made porous and N-type Si is not made porous. However, by changing the conditions, N-type Si can also be made porous.

【0058】本発明においては、単結晶性を有する多孔
質Siは、単結晶Si基板を例えばHF溶液中で陽極化
成(Anodization)することにより形成することができ
る。多孔質層は10-1〜10nm程度の直径の孔が10
-1〜10nm程度の間隔で並んだスポンジのような構造
をしている。その密度は、単結晶Siの密度2.33g
/cm3 に比べて、HF溶液濃度を50〜20%に変化
させたり、電流密度を変化させることで2.1〜0.6
g/cm3 の範囲に変化させることができる。すなわ
ち、porosityを可変することが可能である。このように
多孔質Siの密度は単結晶Siに比べると、半分以下に
できるにもかかわらず、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。
In the present invention, porous Si having single crystallinity can be formed by anodizing a single crystal Si substrate in, for example, an HF solution. The porous layer has pores having a diameter of about 10 -1 to 10 nm.
It has a structure like a sponge arranged at intervals of about -1 to 10 nm. Its density is 2.33 g of single crystal Si.
/ Cm 3 , by changing the HF solution concentration to 50 to 20% or changing the current density to 2.1 to 0.6.
g / cm 3 . That is, the porosity can be changed. In this way, the density of porous Si can be reduced to less than half that of single-crystal Si, but the single-crystal property is maintained, and a single-crystal Si layer can be epitaxially grown on top of the porous layer. It is.

【0059】また、多孔質層はその内部に大量の空隙が
形成されている為に、密度が半分以下に減少する。その
結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するため、そ
の化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッチング
速度に比べて、著しく増速される。
The density of the porous layer is reduced to less than half since a large amount of voids are formed therein. As a result, the surface area is dramatically increased as compared with the volume, so that the chemical etching rate is significantly increased as compared with the ordinary etching rate of the single crystal layer.

【0060】多孔質Siの機械的強度はporosityにより
異なるが、バルクSiよりも弱いと考えられる。たとえ
ば、porosityが50%であれば機械的強度はバルクの半
分と考えて良い。すなわち、貼り合わせウエハに圧縮、
引っ張りあるいは剪断力をかけると、まず多孔質Si層
が破壊されることになる。また、porosityを増加させれ
ばより弱い力で多孔質層を破壊できる。
The mechanical strength of porous Si depends on porosity, but is considered to be weaker than bulk Si. For example, if the porosity is 50%, the mechanical strength can be considered to be half that of the bulk. That is, compression on the bonded wafer,
When a tensile or shearing force is applied, the porous Si layer is first broken. Also, if the porosity is increased, the porous layer can be broken with a weaker force.

【0061】また、上述の[拡散領域の形成]で説明し
たが、多孔質化は、拡散領域を越えて、拡散領域でない
領域に容易に進行させることができる。本発明におい
て、形成される多孔質層の厚みは、多孔質層形成に要す
る時間と、多孔質層の脆弱性を考慮すると、一般的には
1μm〜150μm、好ましくは2μm〜80μm、最
適には5μm〜50μmの範囲とするのが望ましい。
As described in the above-mentioned [Formation of Diffusion Region], the formation of the porosity can easily proceed beyond the diffusion region to a non-diffusion region. In the present invention, the thickness of the formed porous layer is generally 1 μm to 150 μm, preferably 2 μm to 80 μm, and optimally, considering the time required for forming the porous layer and the fragility of the porous layer. It is desirable to set it in the range of 5 μm to 50 μm.

【0062】[非多孔質半導体層]本発明において非多
孔質半導体層としては、好適には、単結晶Si、多結晶
Si、非晶質Siの他、GaAs,InP,GaAs
P,GaAlAs,InAs,AlGaSb,InGa
As,ZnS,CdSe,CdTe,SiGe等の化合
物半導体等を用いることができる。そして非多孔質半導
体層は、FET(Field Effect Transistor)等の半導体
素子を既に作り込んだものであっても良い。
[Non-Porous Semiconductor Layer] In the present invention, the non-porous semiconductor layer is preferably made of GaAs, InP, GaAs in addition to single crystal Si, polycrystal Si, amorphous Si.
P, GaAlAs, InAs, AlGaSb, InGa
Compound semiconductors such as As, ZnS, CdSe, CdTe, and SiGe can be used. The non-porous semiconductor layer may be one in which a semiconductor element such as an FET (Field Effect Transistor) has already been fabricated.

【0063】[第1の基体]多孔質シリコン層を有する
シリコン基板の多孔質層上に非多孔質半導体層が配され
た第1の基体は、シリコン基板中に形成された多孔質シ
リコン層上に、上述の非多孔質半導体層を形成するか、
もしくは、非多孔質半導体層が設けられたシリコン基板
中に部分的に多孔質シリコン層を形成することにより構
成できる。
[First Substrate] The first substrate in which the non-porous semiconductor layer is disposed on the porous layer of the silicon substrate having the porous silicon layer is formed on the porous silicon layer formed in the silicon substrate. Forming the non-porous semiconductor layer described above,
Alternatively, it can be constituted by forming a porous silicon layer partially in a silicon substrate provided with a non-porous semiconductor layer.

【0064】多孔質シリコン層上に非多孔質半導体層を
形成するには、減圧CVD、プラズマCVD、光CV
D、MOCVD(Metal-Organic CVD)等のCVD法の
他、スパッター法(バイアススパッター法を含む)、分
子線エピタキシャル成長法、液相成長法等を採用するこ
とができる。
In order to form a non-porous semiconductor layer on a porous silicon layer, low pressure CVD, plasma CVD, light CV
D, a CVD method such as MOCVD (Metal-Organic CVD), a sputtering method (including a bias sputtering method), a molecular beam epitaxial growth method, a liquid phase growth method, and the like can be employed.

【0065】[第2の基体]非多孔質半導体層が移設
(transfer) される第2の基体としては、例えば単結晶
シリコン基板のような半導体基板、半導体基板表面に酸
化膜(熱酸化膜を含む)や窒化膜等の絶縁膜を設けたも
の、石英基板(Silica glass) やガラス基板のような光
透過性基板、あるいは、金属基板、アルミナ等の絶縁性
基板等が挙げられる。このような第2の基体は、半導体
部材の用途に応じて適宜選択される。
[Second Substrate] The second substrate to which the non-porous semiconductor layer is transferred is, for example, a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate, or an oxide film (a thermal oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate). And an insulating film such as a nitride film, a light-transmitting substrate such as a quartz substrate (Silica glass) or a glass substrate, a metal substrate, an insulating substrate such as alumina, and the like. Such a second base is appropriately selected according to the use of the semiconductor member.

【0066】[貼り合わせ (bouding)]本発明において
は、多孔質シリコン層と非多孔質半導体層とを有する第
1の基体を、上述の第2の基体と、貼り合わせ(非多孔
質半導体層が内側に位置するように)て、多層構造体を
得る。本発明において、非多孔質半導体層が内側に位置
する多層構造体とは、第1の基体を構成する非多孔質半
導体層が直接第2の基体に貼り合わされた構造体はもち
論のこと、非多孔質半導体層の表面に形成された酸化膜
や窒化膜等の絶縁膜、あるいはこれ以外の膜等が第2の
基体に貼り合わされた構造体をも包含する。即ち、非多
孔質半導体層が、多孔質シリコン層に比べて多層構造体
の内側に位置する構造体を非多孔質半導体層が内側に位
置する多層構造体という。
[Bonding] In the present invention, the first base having the porous silicon layer and the non-porous semiconductor layer is bonded to the second base described above (the non-porous semiconductor layer). Is located inside) to obtain a multilayer structure. In the present invention, the multilayer structure in which the non-porous semiconductor layer is located on the inside refers to a structure in which the non-porous semiconductor layer constituting the first base is directly bonded to the second base, An insulating film such as an oxide film or a nitride film formed on the surface of the non-porous semiconductor layer, or a structure in which another film or the like is bonded to the second substrate is also included. That is, a structure in which the non-porous semiconductor layer is located inside the multilayer structure as compared to the porous silicon layer is called a multilayer structure in which the non-porous semiconductor layer is located inside.

【0067】具体的な貼り合わせは、第1の基体と第2
の基体の貼り合わせ面を平坦なものとしておくことによ
り、両者を例えば室温で密着させることにより行うこと
ができる。この他、貼り合わせ強度を増すために、陽極
接合、加圧、熱処理等を施すこともできる。
Specifically, the first substrate and the second substrate are bonded together.
By making the bonding surface of the base material flat, the two substrates can be brought into close contact at room temperature, for example. In addition, anodic bonding, pressing, heat treatment, and the like can be performed to increase the bonding strength.

【0068】[多層構造体の分離]拡散領域以外の領域
に形成された多孔質シリコン層は、拡散領域に形成され
た多孔質シリコン層に比べて脆弱であるため、分離工程
で崩壊しやすく、安定して分離し得る。具体的な分離方
法としては、加圧、引っ張り、せん断等の外圧をかける
機械的方法、酸化により多孔質Siを周辺から膨張させ
多孔質Si内に内圧をかける方法、パルス状に加熱し、
熱応力をかける、あるいは軟化させる方法等があるが、
これらの方法に限定されるものではない。
[Separation of Multilayered Structure] The porous silicon layer formed in the region other than the diffusion region is more fragile than the porous silicon layer formed in the diffusion region. Can be separated stably. As a specific separation method, a mechanical method of applying external pressure such as pressurization, pulling, shearing, a method of expanding the porous Si from the periphery by oxidation and applying an internal pressure in the porous Si, heating in a pulse shape,
There are methods such as applying thermal stress or softening,
It is not limited to these methods.

【0069】[多孔質層の除去]第1の基体と第2の基
体を貼り合わせて得られる多層構造体を多孔質Si層に
おいて分離した後、分離された基体に残留する多孔質S
i層は、該多孔質層Si層の機械的強度が低いことと、
表面積が非常に大きいことを利用して、選択的に除去す
ることができる。選択的な除去方法としては、研削や研
磨を用いた機械的な方法の他、エッチング液を用いた化
学エッチングやイオンエッチング(例えば反応性イオン
エッチング(Reactive Ion etching))等の方法を採用す
ることができる。
[Removal of Porous Layer] After the multilayer structure obtained by bonding the first substrate and the second substrate is separated at the porous Si layer, the porous S remaining on the separated substrate is separated.
i-layer, the mechanical strength of the porous layer Si layer is low,
By taking advantage of the very large surface area, it can be selectively removed. As a selective removal method, in addition to a mechanical method using grinding or polishing, a method such as chemical etching or ion etching (for example, reactive ion etching) using an etchant is employed. Can be.

【0070】多孔質Si層をエッチング液を用いて選択
エッチングする場合、エッチング液としては、49%弗
酸と30%過酸化水素水との混合液に限らず、弗酸,弗
酸にアルコールを添加した混合液、弗酸にアルコールお
よび過酸化水素水を添加した混合液、バッファード弗
酸、バッファード弗酸にアルコールを添加した混合液、
バッファード弗酸に過酸化水素水を添加した混合液、バ
ッファード弗酸にアルコールおよび過酸化水素水を添加
した混合液、あるいは弗酸・硝酸・酢酸の混合液のよう
なものを採用することができる。
When the porous Si layer is selectively etched using an etchant, the etchant is not limited to a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide solution, but may be hydrofluoric acid or alcohol in hydrofluoric acid. A mixed solution obtained by adding an alcohol and a hydrogen peroxide solution to hydrofluoric acid, a mixed solution obtained by adding an alcohol to a buffered hydrofluoric acid, a buffered hydrofluoric acid,
Use a mixture of buffered hydrofluoric acid with aqueous hydrogen peroxide, a mixture of buffered hydrofluoric acid with alcohol and aqueous hydrogen peroxide, or a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid Can be.

【0071】多孔質層を選択除去した後、非多孔質半導
体層が移設されて得られた半導体部材を水素を含む雰囲
気下で熱処理することにより、非多孔質半導体層の平坦
性を増すことができる。
After the porous layer is selectively removed, the semiconductor member obtained by transferring the non-porous semiconductor layer may be subjected to a heat treatment in an atmosphere containing hydrogen to increase the flatness of the non-porous semiconductor layer. it can.

【0072】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0073】[実施形態例1]Si単結晶基板11を用
意して、主表面層にP+ 層12を拡散法により形成する
(図1(a))。その後、その主表面層をP+ 層12の
厚さより深く多孔質化し、P+ 多孔質Si層13、下部
多孔質Si層14を形成する(図1(b))。P+ 多孔
質Si層13上に少なくとも1層の非多孔質薄膜15を
形成する。これにより第1の基体が形成される。非多孔
質薄膜15は、単結晶Si、多結晶Si、非晶質Si、
あるいは、金属膜、化合物半導体薄膜、超伝導薄膜など
の中から任意に選ばれる。さらに、最表面層にSiO2
を形成しておいた方が、貼り合わせ界面を活性層から離
すことが出来るという意味でもよい。図1(c)に示す
ように、第2の基体16と第1の基体の表面とを非多孔
質薄膜15が内側に位置する多層構造体が得られるよう
に密着させ貼り合わせる。その後、陽極接合、加圧、あ
るいは必要に応じて熱処理、あるいはこれらの組み合わ
せにより貼り合わせを強固にしてもよい。
[First Embodiment] A Si single crystal substrate 11 is prepared, and a P + layer 12 is formed on a main surface layer by a diffusion method (FIG. 1A). Thereafter, the main surface layer is made porous more deeply than the thickness of the P + layer 12, and a P + porous Si layer 13 and a lower porous Si layer 14 are formed (FIG. 1B). At least one non-porous thin film 15 is formed on the P + porous Si layer 13. Thereby, a first base is formed. The non-porous thin film 15 is made of single-crystal Si, polycrystalline Si, amorphous Si,
Alternatively, it is arbitrarily selected from a metal film, a compound semiconductor thin film, a superconducting thin film and the like. Further, the outermost surface layer is made of SiO 2
May have the meaning that the bonding interface can be separated from the active layer. As shown in FIG. 1 (c), the second base 16 and the surface of the first base are brought into close contact with each other so that a multilayer structure in which the non-porous thin film 15 is located is obtained. Thereafter, the bonding may be strengthened by anodic bonding, pressing, heat treatment as necessary, or a combination thereof.

【0074】単結晶Siを堆積した場合には、単結晶S
iの表面には熱酸化等の方法で酸化Siを形成したのち
貼り合わせることが好ましい。また、第2の基体は、前
述したものから選択できる。図1(c)は第2の基体と
第1の基体とは絶縁層17を介して貼り合わせた様子を
示してあるが、非多孔質薄膜15がSiでない場合、あ
るいは第2の基板がSiでない場合には絶縁層17はな
くてもよい。貼り合わせに際しては絶縁性の薄板をはさ
み3枚重ねで貼り合わせることも可能である。
When single crystal Si is deposited, single crystal S
It is preferable to form the silicon oxide on the surface of i by a method such as thermal oxidation and then bond the silicon oxide. The second base can be selected from those described above. FIG. 1C shows a state in which the second substrate and the first substrate are bonded together with the insulating layer 17 interposed therebetween. When the non-porous thin film 15 is not Si, or when the second substrate is Si. If not, the insulating layer 17 may be omitted. At the time of bonding, it is also possible to sandwich three thin sheets with insulating thin plates.

【0075】非多孔質薄膜をエピタキシャル成長させた
単結晶シリコンで構成する場合、あるいは非多孔質薄膜
をこれ以外のもので構成する場合であっても、エピタキ
シャル成長時の熱処理や、これ以降の工程で熱処理を使
用する場合、熱により多孔質シリコン層の内部の孔の再
配列が生じて孔がふさがり、多孔質層をエッチング除去
する際のエッチング特性が損なわれる恐れがある。そこ
で、例えば、200℃〜700℃程度の温度であらかじ
め熱処理を行い孔の側壁に薄い酸化膜(多孔質層として
の単結晶性は維持されている)を形成して再配列を防止
し、多孔質層の構造を安定化させることが可能である。
Even when the non-porous thin film is formed of epitaxially grown single-crystal silicon, or when the non-porous thin film is formed of another material, heat treatment during epitaxial growth or heat treatment in subsequent steps is performed. In the case of using, the heat may cause rearrangement of the pores in the porous silicon layer to close the pores, thereby impairing the etching characteristics when the porous layer is removed by etching. Therefore, for example, a heat treatment is performed in advance at a temperature of about 200 ° C. to 700 ° C. to form a thin oxide film (while maintaining single crystallinity as a porous layer) on the side walls of the holes to prevent rearrangement, It is possible to stabilize the structure of the porous layer.

【0076】また、極めて欠陥の少ないエピタキシャル
シリコン膜を形成する為には次の工程を採用することも
できる。
In order to form an epitaxial silicon film having extremely few defects, the following steps can be adopted.

【0077】多孔質シリコン層は、単結晶としての構造
を維持しているものの、多孔質シリコン層の表面に存在
する多数の孔に起因してエピタキシャルシリコン膜に欠
陥が入る可能性がある。そこで、エピタキシャルシリコ
ン膜が接触する多孔質シリコン層の最表面を単結晶シリ
コンで閉塞する手法が考えられる。
Although the porous silicon layer maintains the structure as a single crystal, there is a possibility that a defect may enter the epitaxial silicon film due to a large number of holes existing on the surface of the porous silicon layer. Therefore, a method of closing the outermost surface of the porous silicon layer in contact with the epitaxial silicon film with single crystal silicon is conceivable.

【0078】この方法の1つには、水素を含有する雰囲
気中での熱処理がある。この水素熱処理によっては、多
孔質シリコンの表面を構成するシリコン原子のマイグレ
ーションが生じ、多孔質シリコン層の孔の最表面が閉塞
される。この場合の熱処理の温度は、500℃〜130
0℃、好ましくは900℃〜1300℃の範囲である。
One of the methods is a heat treatment in an atmosphere containing hydrogen. By this hydrogen heat treatment, migration of silicon atoms constituting the surface of the porous silicon occurs, and the outermost surface of the pores of the porous silicon layer is closed. The temperature of the heat treatment in this case is 500 ° C. to 130 ° C.
0 ° C., preferably in the range of 900 ° C. to 1300 ° C.

【0079】また、この手法と別に、シリコン原子を含
有する原料ガスを微量、成膜チャンバー内に流すことで
非常にゆっくりとした速度でシリコン膜を形成し、多孔
質シリコン層の孔の最表面を閉塞させることもできる。
Apart from this method, a very small amount of a source gas containing silicon atoms is allowed to flow into the film forming chamber to form a silicon film at a very slow speed, and the outermost surface of the pores in the porous silicon layer is formed. Can be closed.

【0080】上述の孔の側壁に薄い酸化膜を形成した後
に孔の閉塞およびエピタキシャルシリコン膜の形成を行
う場合、孔を閉塞させる際には、多孔質シリコン層の最
表面には、単結晶が露出していることが望ましい。この
単結晶の露出は、孔の側壁に薄い酸化膜を形成した多孔
質シリコン層の最表面をHF等の酸につけ、最表面に形
成された薄い酸化膜を除去することで行うことができ
る。
When a hole is closed and an epitaxial silicon film is formed after forming a thin oxide film on the side wall of the hole, when closing the hole, a single crystal is formed on the outermost surface of the porous silicon layer. It is desirable to be exposed. The single crystal can be exposed by exposing the outermost surface of the porous silicon layer having a thin oxide film formed on the side wall of the hole to an acid such as HF and removing the thin oxide film formed on the outermost surface.

【0081】次に、多孔質Si層14で基板を分離する
(図1(d))。分離する具体的な方法は、前述したと
おりである。
Next, the substrate is separated by the porous Si layer 14 (FIG. 1D). The specific method of separation is as described above.

【0082】分離層は、より脆弱な下部多孔質Si層1
4となるが、部分的にあるいは全面P+ 多孔質Si層1
3で分離されても構わない。
The separation layer is made of the lower porous Si layer 1 which is more fragile.
4, partially or entirely P + porous Si layer 1
3 may be used.

【0083】次いで、多孔質Si層13,14を選択的
に除去する。非多孔質薄膜が単結晶Siの場合には通常
のSiのエッチング液、多孔質Siの選択エッチング液
である弗酸、弗酸にアルコールおよび過酸化水素水の少
なくともどちらか一方を添加した混合液、バッファード
弗酸、バッファード弗酸にアルコールおよび過酸化水素
水の少なくともどちらか一方を添加した混合液の少なく
とも1種類を用いて、多孔質Si層13,14のみを無
電解湿式化学エッチングして第2の基体上に予め第1の
基体の多孔質上に形成した膜を残存させる。上記に詳述
したように、多孔質Siの膨大な表面積により通常のS
iのエッチング液でも選択的に多孔質Siのみをエッチ
ングすることが可能である。あるいは、非多孔質薄膜層
15を研磨ストッパーとして多孔質Si層13,14を
選択研磨で除去する。
Next, the porous Si layers 13 and 14 are selectively removed. When the non-porous thin film is single-crystal Si, a normal Si etchant, a mixed solution of at least one of alcohol and hydrogen peroxide added to hydrofluoric acid, which is a selective etchant for porous Si, and hydrofluoric acid Electroless wet chemical etching of only the porous Si layers 13 and 14 using at least one of buffered hydrofluoric acid and a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and at least one of alcohol and hydrogen peroxide solution Thus, the film previously formed on the porous material of the first substrate is left on the second substrate. As described in detail above, the large surface area of porous Si
It is possible to selectively etch only porous Si with the etchant i. Alternatively, the porous Si layers 13 and 14 are removed by selective polishing using the non-porous thin film layer 15 as a polishing stopper.

【0084】化合物半導体層を多孔質上に形成している
場合には化合物半導体に対してSiのエッチング速度の
速いエッチング液を用いて、多孔質Si層13,14の
みを化学エッチングして第2の基体16上に薄膜化した
単結晶化合物半導体層15を残存させ形成する。あるい
は、単結晶化合物半導体層15を研磨ストッパーとして
多孔質Si層13,14を選択研磨で除去する。
In the case where the compound semiconductor layer is formed on a porous material, only the porous Si layers 13 and 14 are chemically etched using an etching solution having a high Si etching rate with respect to the compound semiconductor to form a second layer. The thin-film single-crystal compound semiconductor layer 15 is left on the base 16 and formed. Alternatively, the porous Si layers 13 and 14 are removed by selective polishing using the single crystal compound semiconductor layer 15 as a polishing stopper.

【0085】図1(e)には、本発明で得られる半導体
部材が示される。第2の基体16上に非多孔質薄膜、例
えば単結晶Si薄膜15が平坦に、しかも均一に薄層化
されて、ウエハ全域に、大面積に形成される。第2の基
体16として絶縁性基板を用いれば、こうして得られた
半導体基板は、絶縁分離された電子素子作製という点か
ら見ても好適に使用することができる。
FIG. 1E shows a semiconductor member obtained by the present invention. A non-porous thin film, for example, a single-crystal Si thin film 15 is flatly and uniformly thinned on the second substrate 16, and is formed over a large area over the entire wafer. If an insulating substrate is used as the second base 16, the semiconductor substrate thus obtained can be suitably used from the viewpoint of producing an insulated and separated electronic element.

【0086】Si単結晶基板11は残留多孔質Siを除
去して、表面平坦性が許容できないほど荒れている場合
には表面平坦化を行った後、再度第1の基体を構成する
Si単結晶基板11、あるいは次の第2の基体16とし
て使用できる。
After removing residual porous Si from the Si single crystal substrate 11, if the surface flatness is unacceptably rough, the surface is flattened, and then the Si single crystal forming the first base is again formed. It can be used as the substrate 11 or the next second base 16.

【0087】[実施形態例2]本実施形態例は図2に示
すように、第1の基体を構成するSi単結晶基板21の
両面にP+ 層22を拡散法により形成(図2(a))す
る。その後、P+ 層22の厚さより深く多孔質化し、P
+ 多孔質Si層23、下部多孔質Si層24を形成(図
2(b))する。次いでP+ 多孔質Si層23上に非多
孔質薄膜25を形成し、それぞれの面に絶縁層28を介
して第2の基体26,27を貼合わせる(図2
(c))。ここでは、半導体部材を同時に2組作製しよ
うとしている。各製造工程は上記実施形態例1に示した
工程と同様である。
[Embodiment 2] In this embodiment, as shown in FIG. 2, P + layers 22 are formed on both surfaces of a Si single crystal substrate 21 constituting a first base by a diffusion method (FIG. 2A). )). Thereafter, the porous layer is made deeper than the thickness of the P + layer 22,
+ A porous Si layer 23 and a lower porous Si layer 24 are formed (FIG. 2B). Next, a non-porous thin film 25 is formed on the P + porous Si layer 23, and second substrates 26 and 27 are bonded to each surface via an insulating layer 28 (FIG. 2).
(C)). Here, two sets of semiconductor members are to be manufactured at the same time. Each manufacturing process is the same as the process described in the first embodiment.

【0088】Si単結晶基板21は残留多孔質Siを除
去して、表面平坦性が許容できないほど荒れている場合
には表面平坦化を行った後、再度第1のSi単結晶基板
21、あるいは次の第2の基体26(または27)とし
て使用できる。
After removing residual porous Si from the Si single crystal substrate 21, if the surface flatness is unacceptably rough, the surface is flattened, and then the first Si single crystal substrate 21 or It can be used as the next second substrate 26 (or 27).

【0089】支持基板26,27の材料,厚さ等は同一
でなくても良い。非多孔質薄膜25は、両面を同一の材
料,膜厚等としなくても良い。
The materials and thicknesses of the support substrates 26 and 27 need not be the same. The non-porous thin film 25 does not need to have the same material, thickness, etc. on both sides.

【0090】[0090]

【実施例】以下具体的実施例を挙げて本発明を説明す
る。
The present invention will be described below with reference to specific examples.

【0091】(実施例1)抵抗無指定の単結晶Si基板
の表面層に拡散法によりP+ 高濃度層を5μm形成し
た。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成された。
Example 1 A P + high-concentration layer of 5 μm was formed on a surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified by a diffusion method. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface.

【0092】具体的なP+ 高濃度層の形成は次のように
して行った。即ち、B2 3 を溶媒に溶かしたものをS
i基板の主面側にスピンコート法を用いて塗布した。次
いで140℃の温度で焼成を行い溶媒をとばした。こう
して得られた基板を拡散炉に入れ、炉芯管内を1200
℃の温度に6時間保ち、所謂ドライブイン拡散を行っ
て、P+ 高濃度層を形成した。
The specific formation of the P + high concentration layer was performed as follows. That is, the solution of B 2 O 3 in a solvent is S
It was applied to the main surface side of the i-substrate by using a spin coating method. Next, calcination was performed at a temperature of 140 ° C. to evaporate the solvent. The substrate thus obtained was placed in a diffusion furnace, and the inside of the furnace core tube was 1200
At a temperature of 6 ° C. for 6 hours, so-called drive-in diffusion was performed to form a P + high concentration layer.

【0093】塗布した膜を除去した後、P+ 高濃度層の
形成されたSi基板をHF溶液中に浸し、第1の表面側
より陽極化成を行い、第1の表面側に多孔質層を形成し
た。陽極化成の条件は以下の通りとした。
After removing the applied film, the Si substrate on which the P + high-concentration layer was formed was immersed in an HF solution, anodized from the first surface side, and a porous layer was formed on the first surface side. Formed. The conditions of the anodization were as follows.

【0094】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) こうして得られた多孔質Si層は2層構造になった。下
部の多孔質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を
有していた。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) The thus obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0095】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。次いで多孔質Si上にCVD(Chemic
al Vapor Deposition )法により単結晶Siを0.15
μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りで
ある。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. Next, CVD (Chemic
al Vapor Deposition method)
μm epitaxial growth was performed. The growth conditions are as follows.

【0096】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0097】次に、該SiO2 層表面と、別に用意した
500nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基
板)の表面と、を重ね合わせて多層構造体を得た。貼り
合わせウエハ端面の100nmのSiO2 層およびエピ
タキシャルSi層をエッチングにより剥離したところ、
多孔質Si端が現れた。
[0097] Next, to obtain the said SiO 2 layer surface, and the Si substrate (second substrate) of the surface formed an SiO 2 layer of 500nm was separately prepared, the superimposed multilayer structures. When the 100 nm SiO 2 layer and the epitaxial Si layer on the end face of the bonded wafer were separated by etching,
Porous Si edges appeared.

【0098】次いで、貼り合わせウエハを1000℃の
パイロ酸化をしたところ、50分程度で下部の多孔質S
i層中で2枚の基板が完全に分離した。剥離した面を観
察したところ、ウエハ外周部の多孔質SiはSiO2
変化しているが、中央部はほぼ元のままであった。
Next, when the bonded wafer was subjected to pyro-oxidation at 1000 ° C., the lower porous S
The two substrates were completely separated in the i-layer. When the peeled surface was observed, the porous Si on the outer peripheral portion of the wafer was changed to SiO 2 , but the central portion was almost unchanged.

【0099】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
および酸化された多孔質Si層を49%弗酸と30%過
酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択エッチングし
た。単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Si
をエッチ・ストップの材料として、多孔質Siおよび酸
化された多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去
された。
Then, the porous Si remaining on the second substrate side
The oxidized porous Si layer was selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. The single-crystal Si remains without being etched, and the single-crystal Si
Was used as an etch stop material, the porous Si and the oxidized porous Si were selectively etched and completely removed.

【0100】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く、多孔質層のエッチ
ング速度との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質
層におけるエッチング量(数十オングストローム程度)
は実用上無視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches more than the tenth power, and the etching amount (number) About 10 angstroms)
Is a practically negligible decrease in film thickness.

【0101】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0102】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0103】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, S
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0104】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0105】また、第1の基体側に残った多孔質Siお
よび酸化された多孔質Siもその後、49%弗酸と30
%過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択エッチン
グする。単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶
Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siおよ
び酸化された多孔質Siは選択エッチングされ、完全に
除去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工
程に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入
することができた。
The porous Si remaining on the side of the first substrate and the oxidized porous Si are also subsequently treated with 49% hydrofluoric acid and 30% hydrofluoric acid.
Selective etching is carried out while stirring with a mixed solution with a hydrogen peroxide solution. The single-crystal Si remains without being etched, and the porous Si and the oxidized porous Si are selectively etched by using the single-crystal Si as a material for the etch stop, completely removed, and again as a first substrate having a high P concentration. It could be fed into the + layer diffusion step or the oxide film formation step as the second substrate.

【0106】(実施例2)抵抗無指定の単結晶Si基板
の表面層に実施例1と同様にして拡散法によりP + 高濃
度層を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が
形成された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽
極化成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
(Example 2) Single-crystal Si substrate with no resistance specified
The surface layer of P was diffused in the same manner as in Example 1 by the diffusion method. +Takano
A 5 μm thick layer was formed. P on the back+High concentration layer
Been formed. In the HF solution from the high concentration surface layer side,
Polarization was performed. The anodizing conditions were as follows.

【0107】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0108】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition )法により単結晶Siを0.15μmエ
ピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0109】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0110】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基板)の
表面と、を重ね合わせ、接触させた。
The surface of the SiO 2 layer and 500 separately prepared
The surface and the surface of the Si substrate (second substrate) on which the SiO 2 layer of nm was formed were brought into contact with each other.

【0111】Si基板の裏面酸化膜を除去した後、Si
基板側から500〜1000W程度の出力のCO2 レー
ザーをウエハ全面にパルスで照射した。CO2 レーザー
は、貼り合わせ界面の500nmのSiO2 層に吸収さ
れ、その近傍のエピタキシャル層および多孔質Si層の
温度が急激に上昇し、下部の多孔質Si層中の急激な熱
応力により下部の多孔質Si層中で分離した。
After removing the back surface oxide film of the Si substrate,
The entire surface of the wafer was irradiated with a pulse of a CO 2 laser having an output of about 500 to 1000 W from the substrate side. The CO 2 laser is absorbed by the 500 nm SiO 2 layer at the bonding interface, the temperature of the epitaxial layer and the porous Si layer in the vicinity rises sharply, and the thermal stress in the lower porous Si layer lowers the temperature. In a porous Si layer.

【0112】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side is removed.
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0113】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0114】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0115】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observing the cross section with a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0116】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0117】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入す
ることができた。
The porous Si remaining on the first substrate was also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be used as an oxide film forming step as a second substrate.

【0118】(実施例3)抵抗無指定の単結晶Si基板
の表面層に拡散法によりP+ 高濃度層を5μm形成し
た。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成された。拡散法
によるP+ 高濃度層の形成は、次のようにして行った。
即ち、Si基板を炉芯管内にセットした後、BBr3
入った液体拡散源にN2 ガスを導入して、バブリングを
行い、気化した気体をキャリアガス(N2 +O2 )と共
に炉芯管内に導入した。炉芯管内を1050℃の温度に
1時間保つことでB2 3 層を形成した後、その後炉芯
管内を1200℃の温度に6時間保ち、所謂ドライブイ
ン拡散を行って、P+ 高濃度層を形成した。
Example 3 A P + high-concentration layer of 5 μm was formed on a surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified by a diffusion method. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. The formation of the P + high concentration layer by the diffusion method was performed as follows.
That is, after setting the Si substrate in the furnace core tube, N 2 gas is introduced into the liquid diffusion source containing BBr 3 , bubbling is performed, and the vaporized gas is mixed with the carrier gas (N 2 + O 2 ) in the furnace core tube. Was introduced. After the B 2 O 3 layer was formed by maintaining the inside of the furnace core at a temperature of 1050 ° C. for 1 hour, the inside of the furnace core was then maintained at a temperature of 1200 ° C. for 6 hours, so-called drive-in diffusion was performed, and the P + high concentration was obtained. A layer was formed.

【0119】次に、高濃度表面層側からHF溶液中にお
いて陽極化成を行った。陽極化成条件は以下の通りであ
った。
Next, anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0120】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔質Si層
は表層部に比較して微細な脆弱構造を有していた。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Porous Si thickness: 12 (μm) The porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0121】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0122】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0123】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基体)の
表面と、を重ね合わせ、接触させた。
The surface of the SiO 2 layer was separately prepared from 500
The surface and the surface of the Si substrate (second substrate) on which the SiO 2 layer of nm was formed were brought into contact with each other.

【0124】第1の基体の高濃度P+ 層すなわち表層多
孔質Si層にのみパルスで10A〜100A程度の電流
を流した。なお電流はSiO2 を除去してウエハ端部に
高濃度P+ 層を表出させ、ウエハ端部のみさわる+電極
と−電極でウエハを挟みこむようにして流す。その結
果、下部の多孔質Si層中に急激な熱応力が加わり下部
の多孔質Si層中で分離した。
A pulse current of about 10 A to 100 A was applied only to the high-concentration P + layer of the first substrate, that is, the surface porous Si layer. The current is removed by removing SiO 2 , exposing a high-concentration P + layer at the edge of the wafer, and flowing the wafer in such a manner that the + electrode and the − electrode that touch only the edge of the wafer sandwich the wafer. As a result, rapid thermal stress was applied to the lower porous Si layer, and separation occurred in the lower porous Si layer.

【0125】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side is removed.
The layer is selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0126】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0127】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0128】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0129】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0130】同時に第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入す
ることができた。
At the same time, the porous Si remaining on the first substrate is also selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be used as an oxide film forming step as a second substrate.

【0131】(実施例4)抵抗無指定の第1の単結晶S
i基板の表面層に実施例3と同様の拡散法によりP+
濃度層を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層
が形成された。高濃度表面層側からHF溶液中において
陽極化成を行った。陽極化成条件は以下の通りであっ
た。
Example 4 First Single Crystal S with No Resistance Specified
A P + high concentration layer of 5 μm was formed on the surface layer of the i-substrate by the same diffusion method as in Example 3. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0132】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔質Si層
は表層部に比較して微細な脆弱構造を有していた。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Porous Si thickness: 12 (μm) The porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0133】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0134】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0135】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基体)の
表面と、を(貼り合わせ強度を向上させるべく)それぞ
れ窒素プラズマに曝した後、重ね合わせ、接触させ、4
00℃−10hアニールした。
The surface of the SiO 2 layer was separately prepared from 500
The surface of the Si substrate (second substrate) on which the SiO 2 layer of nm was formed was exposed to nitrogen plasma (in order to improve the bonding strength), and then superposed and contacted.
Annealed at 00 ° C for 10 hours.

【0136】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was uniformly applied to the bonded wafers in a direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0137】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
After that, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer is selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0138】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0139】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0140】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0141】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0142】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入す
ることができた。
Further, the porous Si remaining on the first substrate side was also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be used as an oxide film forming step as a second substrate.

【0143】(実施例5)抵抗無指定の単結晶Si基板
の表面層に実施例1と同様の拡散法によりP+ 高濃度層
を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成
された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極化
成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
Example 5 A P + high-concentration layer having a thickness of 5 μm was formed on the surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified by the same diffusion method as in Example 1. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0144】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔質Si層
は表層部に比較して微細な脆弱構造を有していた。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Porous Si thickness: 12 (μm) The porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0145】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition )法により単結晶Siを0.15μmエ
ピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
The substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0146】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0147】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基体)の
表面と、をそれぞれ窒素プラズマに曝した後、重ね合わ
せ、接触させ、400℃−10hアニールした。
The surface of the SiO 2 layer and 500 separately prepared
The surface of the Si substrate (second substrate) on which the SiO 2 layer having a thickness of nm was formed was exposed to nitrogen plasma, then superposed, brought into contact, and annealed at 400 ° C. for 10 hours.

【0148】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was uniformly applied to the bonded wafers in a direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0149】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層をHF/HNO3 /CH3 COOH系のエッチング液
で選択エッチングした。多孔質Siは選択エッチングさ
れ、完全に除去された。単結晶Siはほとんどエッチン
グされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料
として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去
された。
After that, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer was selectively etched with an HF / HNO 3 / CH 3 COOH-based etchant. The porous Si was selectively etched and completely removed. The single-crystal Si was hardly etched and remained, and the porous Si was selectively etched using the single-crystal Si as a material for the etch stop and completely removed.

【0150】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0151】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0152】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, S
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0153】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0154】同時に第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、HF/HNO3 /CH3 COOH系のエッチン
グ液で選択エッチングする。単結晶Siはエッチングさ
れずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料とし
て、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れ、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程に、
あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入するこ
とができた。
At the same time, the porous Si remaining on the first substrate side is also selectively etched with an HF / HNO 3 / CH 3 COOH-based etchant. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again,
Alternatively, it could be used as an oxide film forming step as a second substrate.

【0155】(実施例6)抵抗無指定の単結晶Si基板
の表面層に実施例1と同様の拡散法によりP+ 高濃度層
を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成
された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極化
成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
Example 6 A P + high-concentration layer of 5 μm was formed on the surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified by the same diffusion method as in Example 1. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0156】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0157】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
The substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0158】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0159】該SiO2 層表面と、別に用意した石英基
板(第2の基板)の表面と、をそれぞれ窒素プラズマに
曝した後、重ね合わせ、接触させ、200℃−10hア
ニールした。
The surface of the SiO 2 layer and the surface of the separately prepared quartz substrate (second substrate) were respectively exposed to nitrogen plasma, then superposed, brought into contact, and annealed at 200 ° C. for 10 hours.

【0160】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was uniformly applied to the bonded wafers in a direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0161】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side is removed.
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0162】すなわち、石英基板上に0.1μmの厚み
を持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶
Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したと
ころ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
That is, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the quartz substrate. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0163】さらに水素中で970℃で熱処理を2時間
施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、
50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nm
で通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 970 ° C. for 2 hours. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope,
Mean square roughness in the area of 50 μm square is about 0.2 nm
Was equivalent to a commercially available Si wafer.

【0164】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0165】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0166】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に投入することができた。
The porous Si remaining on the first substrate was also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. The single-crystal Si remains without being etched, and the porous Si is selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop, and is again introduced into the step of diffusing a high-concentration P + layer as the first substrate. We were able to.

【0167】(実施例7)抵抗無指定の単結晶Si基板
の表面層に実施例3と同様の拡散法によりP+ 高濃度層
を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成
された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極化
成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
Example 7 A P + high-concentration layer having a thickness of 5 μm was formed on the surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified by the same diffusion method as in Example 3. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0168】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) こうして多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) Thus, the porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0169】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.55μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single crystal Si was epitaxially grown to 0.55 μm. The growth conditions are as follows.

【0170】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0171】SiO2 層表面と、別に用意した500n
mのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基体)の表
面と、を重ね合わせ、接触させた後、貼り合わせウエハ
端面の100nmのSiO2 層およびエピタキシャルS
i層をエッチングにより剥離したところ、多孔質Si端
が現れた。
The surface of the SiO 2 layer and a separately prepared 500 n
The surface of a Si substrate (second substrate) on which an m 2 SiO 2 layer was formed was brought into contact with the surface, and then a 100 nm SiO 2 layer and an epitaxial S
When the i-layer was peeled off by etching, porous Si edges appeared.

【0172】貼り合わせウエハを1000℃のパイロ酸
化をしたところ、50分程度で下部の多孔質Si層中で
2枚の基板が完全に分離した。剥離した面を観察したと
ころ、ウエハ外周部の多孔質SiはSiO2 に変化して
いるが、中央部はほぼ元のままであった。
When the bonded wafer was subjected to pyro-oxidation at 1000 ° C., the two substrates were completely separated in the lower porous Si layer in about 50 minutes. When the peeled surface was observed, the porous Si on the outer peripheral portion of the wafer was changed to SiO 2 , but the central portion was almost unchanged.

【0173】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
および酸化された多孔質Si層を49%弗酸と30%過
酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択エッチングし
た。単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Si
をエッチ・ストップの材料として、多孔質Siおよび酸
化された多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去
された。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side
The oxidized porous Si layer was selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. The single-crystal Si remains without being etched, and the single-crystal Si
Was used as an etch stop material, the porous Si and the oxidized porous Si were selectively etched and completely removed.

【0174】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く、多孔質層のエッチ
ング速度との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質
層におけるエッチング量(数十オングストローム程度)
は実用上無視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches more than the tenth power, and the etching amount (number) About 10 angstroms)
Is a practically negligible decrease in film thickness.

【0175】すなわち、Si酸化膜上に0.5μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は500nm±15nmであっ
た。
That is, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.5 μm was formed on the Si oxide film. When the thickness of the formed single-crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the thickness was 500 nm ± 15 nm.

【0176】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0177】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, S
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0178】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0179】また、第1の基体側に残った多孔質Siお
よび酸化された多孔質Siもその後、49%弗酸と30
%過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択エッチン
グした。単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶
Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siおよ
び酸化された多孔質Siは選択エッチングされ、完全に
除去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工
程に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入
することができた。
Further, the porous Si remaining on the first substrate side and the oxidized porous Si were also subsequently treated with 49% hydrofluoric acid and 30% hydrofluoric acid.
Selective etching was carried out while stirring with a mixed solution with a hydrogen peroxide solution. The single-crystal Si remains without being etched, and the porous Si and the oxidized porous Si are selectively etched by using the single-crystal Si as a material for the etch stop, completely removed, and again as a first substrate having a high P concentration. It could be fed into the + layer diffusion step or the oxide film formation step as the second substrate.

【0180】(実施例8)再生ウエハの単結晶Si基板
の表面層に実施例3と同様の拡散法によりP+ 高濃度層
を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成
された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極化
成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
(Embodiment 8) A P + high concentration layer of 5 μm was formed on the surface layer of a single crystal Si substrate of a reclaimed wafer by the same diffusion method as in Embodiment 3. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0181】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0182】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0183】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0184】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基体)の
表面と、を重ね合わせ、接触させた。
The surface of the SiO 2 layer and 500 separately prepared
The surface and the surface of the Si substrate (second substrate) on which the SiO 2 layer of nm was formed were brought into contact with each other.

【0185】第1の基体の裏面酸化膜を除去した後、第
1の基体側から500〜1000W程度の出力のCO2
レーザーをウエハ全面にパルスで照射した。CO2 レー
ザーは、貼り合わせ界面の500nmのSiO2 層に吸
収され、その近傍のエピタキシャル層および多孔質Si
層の温度が急激に上昇し、下部の多孔質Si層中の急激
な熱応力により下部の多孔質Si層中で分離した。
After removing the back surface oxide film of the first base, CO 2 having an output of about 500 to 1000 W was output from the first base.
The laser was irradiated on the entire surface of the wafer with a pulse. The CO 2 laser is absorbed by the 500 nm SiO 2 layer at the bonding interface, and the epitaxial layer and porous Si
The temperature of the layer rapidly increased, and separated in the lower porous Si layer due to the rapid thermal stress in the lower porous Si layer.

【0186】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
After that, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0187】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0188】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0189】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, S
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0190】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0191】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入す
ることができた。
Further, the porous Si remaining on the first substrate is also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be used as an oxide film forming step as a second substrate.

【0192】(実施例9)抵抗無指定の単結晶Si基板
の表面層に実施例1と同様の拡散法によりP+ 高濃度層
を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成
された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極化
成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
(Example 9) A P + high-concentration layer having a thickness of 5 µm was formed on the surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified by the same diffusion method as in Example 1. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0193】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0194】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にMOCVD(Metal Or
ganic Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Ga
Asを1μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下
の通りである。
This substrate was oxidized at 400 ° C. for 1 hour in an oxygen atmosphere. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. MOCVD (Metal Or
ganic Chemical Vapor Deposition)
As was epitaxially grown by 1 μm. The growth conditions are as follows.

【0195】 ソースガス:TMG/AsH3 /H2 ガス圧力:80Torr 温度:700℃ 該GaAs層表面と、別に用意したSi基板(第2の基
体)の表面と、を重ね合わせ、接触させた。
Source gas: TMG / AsH 3 / H 2 gas pressure: 80 Torr temperature: 700 ° C. The surface of the GaAs layer and the surface of a separately prepared Si substrate (second base) were overlapped and brought into contact.

【0196】第1の基体の高濃度P+ 層すなわち表層多
孔質Si層にのみパルスで10〜100A程度の電流を
流した。なお電流はSiO2 を除去してウエハ端部に高
濃度P+ 層を表出させ、ウエハ端部のみさわる+電極と
−電極でウエハを挟みこむようにして流す。その結果、
下部の多孔質Si層中に急激な熱応力が加わり下部の多
孔質Si層中で分離した。
A pulse current of about 10 to 100 A was applied only to the high-concentration P + layer of the first substrate, that is, the surface porous Si layer. The current is removed by removing SiO 2 , exposing a high-concentration P + layer at the edge of the wafer, and flowing the wafer in such a manner that the + electrode and the − electrode that touch only the edge of the wafer sandwich the wafer. as a result,
Sudden thermal stress was applied to the lower porous Si layer, and separation occurred in the lower porous Si layer.

【0197】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層をエチレンジアミン+ピロカテコール+水(17m
l:3g:8mlの比率)110℃でエッチングした。
単結晶GaAsはエッチングされずに残り、単結晶Ga
Asをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siおよ
び酸化された多孔質Siは選択エッチングされ、完全に
除去された。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side is removed.
Layer ethylenediamine + pyrocatechol + water (17m
(ratio of 1: 3g: 8ml) Etching was performed at 110 ° C.
The single-crystal GaAs remains without being etched, and the single-crystal Ga
Using As as an etch stop material, the porous Si and the oxidized porous Si were selectively etched and completely removed.

【0198】非多孔質GaAs単結晶の該エッチング液
に対するエッチング速度は、極めて低く、非多孔質層に
おけるエッチング量(数十オングストローム程度)は実
用上無視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous GaAs single crystal with respect to the etching solution is extremely low, and the etching amount (about several tens angstroms) of the non-porous layer is a thickness reduction that can be practically ignored.

【0199】すなわち、Si上に1μmの厚みを持った
単結晶GaAs層が形成できた。形成された単結晶Ga
As層の膜厚を面内全面について100点を測定したと
ころ、膜厚の均一性は1μm±29.8nmであった。
That is, a single-crystal GaAs layer having a thickness of 1 μm was formed on Si. Single crystal Ga formed
When the thickness of the As layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the thickness was 1 μm ± 29.8 nm.

【0200】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、G
aAs層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好
な結晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, G
No new crystal defects were introduced in the aAs layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0201】支持基板として酸化膜付きのSi基板を用
いることにより、絶縁膜上のGaAsも同様に作製でき
た。
By using a Si substrate with an oxide film as a supporting substrate, GaAs on an insulating film could be produced in a similar manner.

【0202】同時に第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として貼合わせ工程に投入する
ことができた。
At the same time, the porous Si remaining on the first substrate is also selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be put into the bonding step as a second substrate.

【0203】(実施例10)抵抗無指定の単結晶Si基
板の表面層に実施例1と同様の拡散法によりP+ 高濃度
層を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形
成された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極
化成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
Example 10 A high-concentration P + layer of 5 μm was formed on the surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified by the same diffusion method as in Example 1. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0204】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0205】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にMOCVD(Metal Or
ganic Chemical Vapor Deposition)法により単結晶In
Pを1μmエピタキシャル成長した。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. MOCVD (Metal Or
ganic Chemical Vapor Deposition) method.
P was epitaxially grown by 1 μm.

【0206】該InP表面と別に用意した石英基板(第
2の基体)の表面とをそれぞれ窒素プラズマに曝した
後、重ね合わせ、接触させ、200℃−10hアニール
した。
The surface of the InP and the surface of the separately prepared quartz substrate (second substrate) were exposed to nitrogen plasma, respectively, overlapped, brought into contact, and annealed at 200 ° C. for 10 hours.

【0207】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was applied to the bonded wafers evenly in the direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0208】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶InPはエッチン
グされずに残り、単結晶InPをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去された。
After that, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal InP remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal InP as a material for an etch stop.

【0209】こうして、石英基体上に1μmの厚みを持
った単結晶InP層が形成できた。形成された単結晶I
nP層の膜厚を面内全面について100点を測定したと
ころ、膜厚の均一性は1μm±29.0nmであった。
Thus, a single-crystal InP layer having a thickness of 1 μm was formed on the quartz substrate. Single crystal I formed
When the thickness of the nP layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the thickness was 1 μm ± 29.0 nm.

【0210】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、I
nP層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な
結晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, I
No new crystal defects were introduced into the nP layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0211】同時に第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に投入することができた。
At the same time, the porous Si remaining on the first substrate is also selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. The single-crystal Si remains without being etched, and the porous Si is selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop, and is again introduced into the step of diffusing a high-concentration P + layer as the first substrate. We were able to.

【0212】(実施例11)両面ミラーの抵抗無指定の
単結晶Si基板の両面表面層に実施例1と同様の拡散法
によりP+ 高濃度層を5μm形成した。HF溶液中にお
いて両面陽極化成を行った。陽極化成条件は以下の通り
であった。なお、陽極化成は片面11分づつ行った。
Example 11 A P + high-concentration layer of 5 μm was formed on both surface layers of a single-crystal Si substrate of a double-sided mirror with no resistance specified by the same diffusion method as in Example 1. Both-side anodization was performed in an HF solution. The anodizing conditions were as follows. The anodization was performed for 11 minutes on each side.

【0213】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:11×2(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) それぞれの多孔質Si層は2層構造になった。下部の多
孔質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有して
いた。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 11 × 2 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) Each porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0214】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。両面多孔質Si上にCVD(Chemical
Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μm
エピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りであ
る。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical
0.15 μm of single crystal Si by Vapor Deposition method
It was epitaxially grown. The growth conditions are as follows.

【0215】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、この両面エピタキシャルSi層表面に熱酸化に
より100nmのSiO2 層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min A 100 nm SiO 2 layer was formed by oxidation.

【0216】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成した2枚のSi基板(第2の基
体)の表面と、を重ね合わせ、接触させた後、貼り合わ
せウエハ端面の100nmのSiO2 層およびエピタキ
シャルSi層をエッチングにより剥離したところ、多孔
質Si端が現れた。
The surface of the SiO 2 layer and 500 separately prepared
The surfaces of two Si substrates (second substrates) on which an SiO 2 layer having a thickness of 10 nm are formed are overlapped and brought into contact with each other, and then the 100 nm SiO 2 layer and the epitaxial Si layer on the end surface of the bonded wafer are peeled off by etching. As a result, porous Si edges appeared.

【0217】貼り合わせウエハを1000℃のパイロ酸
化をしたところ、50分程度で下部の多孔質Si層中で
2枚の基板が完全に分離した。ただし、ウエハ間でばら
つきがあるために、数時間の酸化を行うのがよい。剥離
した面を観察したところ、ウエハ外周部の多孔質Siは
SiO2 に変化しているが、中央部はほぼ元のままであ
った。
When the bonded wafer was subjected to pyro-oxidation at 1000 ° C., the two substrates were completely separated in the lower porous Si layer in about 50 minutes. However, it is preferable to perform oxidation for several hours because there is variation between wafers. When the peeled surface was observed, the porous Si on the outer peripheral portion of the wafer was changed to SiO 2 , but the central portion was almost unchanged.

【0218】その後、2枚の第2の基体側に残った多孔
質Siおよび酸化された多孔質Si層を49%弗酸と3
0%過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択エッチ
ングした。単結晶Siはエッチングされずに残り、単結
晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siお
よび酸化された多孔質Siは選択エッチングされ、完全
に除去された。
Thereafter, the porous Si layer and the oxidized porous Si layer remaining on the side of the two second substrates were washed with 49% hydrofluoric acid and 3%.
Selective etching was performed while stirring with a mixed solution of 0% hydrogen peroxide solution. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si and the oxidized porous Si were selectively etched using the single-crystal Si as a material for an etch stop and completely removed.

【0219】すなわち、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が2枚形成できた。形成された
単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定
したところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであっ
た。
That is, two single-crystal Si layers having a thickness of 0.1 μm were formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0220】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0221】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0222】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
The same result was obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0223】また、第1の基体側に残った多孔質Siお
よび酸化された多孔質Siもその後、49%弗酸と30
%過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択エッチン
グした。単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶
Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siおよ
び酸化された多孔質Siは選択エッチングされ、完全に
除去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工
程に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入
することができた。
Further, the porous Si remaining on the first substrate side and the oxidized porous Si are also subsequently treated with 49% hydrofluoric acid and 30% hydrofluoric acid.
Selective etching was carried out while stirring with a mixed solution with a hydrogen peroxide solution. The single-crystal Si remains without being etched, and the porous Si and the oxidized porous Si are selectively etched by using the single-crystal Si as a material for the etch stop, completely removed, and again as a first substrate having a high P concentration. It could be fed into the + layer diffusion step or the oxide film formation step as the second substrate.

【0224】(実施例12)抵抗無指定の単結晶Si基
板の表面層にドライブイン拡散を10時間とした以外実
施例1と同様にしてP+ 高濃度層を10μm形成した。
同時に裏面にもP+高濃度層が形成された。高濃度表面
層側からHF溶液中において陽極化成を行った。陽極化
成条件は以下の通りであった。
Example 12 A P + high-concentration layer was formed to a thickness of 10 μm on the surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified in the same manner as in Example 1 except that drive-in diffusion was performed for 10 hours.
At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0225】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:15(分) 多孔質Siの厚み:16(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 15 (min) Thickness of porous Si: 16 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0226】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0227】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0228】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基体)の
表面と、を重ね合わせ、接触させた。その後、貼り合わ
せ強度を高めるために1180℃5分の熱処理を行っ
た。
The surface of the SiO 2 layer and 500 separately prepared
The surface and the surface of the Si substrate (second substrate) on which the SiO 2 layer of nm was formed were brought into contact with each other. Thereafter, heat treatment was performed at 1180 ° C. for 5 minutes to increase the bonding strength.

【0229】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was applied to the bonded wafers evenly in the direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0230】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0231】すなわち、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
That is, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0232】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0233】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, S
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0234】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
The same result was obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0235】同時に第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入す
ることができた。
At the same time, the porous Si remaining on the first substrate was also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be used as an oxide film forming step as a second substrate.

【0236】(実施例13)抵抗無指定の単結晶Si基
板の表面層にドライブイン拡散を10時間とした以外実
施例3と同様にしてP+ 高濃度層を10μm形成した。
同時に裏面にもP+高濃度層が形成された。高濃度表面
層側からHF溶液中において陽極化成を行った。陽極化
成条件は以下の通りであった。
Example 13 A P + high-concentration layer of 10 μm was formed on the surface layer of a single-crystal Si substrate with no resistance specified in the same manner as in Example 3 except that the drive-in diffusion was performed for 10 hours.
At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0237】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:15(分) 多孔質Siの厚み:16(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 15 (min) Thickness of porous Si: 16 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0238】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0239】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0240】該SiO2 層表面と、別に用意したSi基
板(第2の基体)の表面と、を重ね合わせ、接触させ
た。その後、貼り合わせ強度を高めるために1180℃
5分の熱処理を行った。
The surface of the SiO 2 layer was superimposed on and brought into contact with the surface of a separately prepared Si substrate (second substrate). Then, at 1180 ° C to increase the bonding strength
Heat treatment was performed for 5 minutes.

【0241】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was applied to the bonded wafers evenly in the direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0242】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0243】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0244】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0245】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0246】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として貼合わせ工程に投入する
ことができた。
The porous Si remaining on the first substrate was also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be put into the bonding step as a second substrate.

【0247】(実施例14)再生ウエハの単結晶Si基
板の表面層に拡散法によりP+ 高濃度層を5μm形成し
た。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成された。高濃度
表面層側からHF溶液中において陽極化成を行った。陽
極化成条件は以下の通りであった。
(Example 14) A P + high-concentration layer of 5 µm was formed on the surface layer of a single-crystal Si substrate of a reclaimed wafer by a diffusion method. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0248】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:15(分) 多孔質Siの厚み:16(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 15 (min) Thickness of porous Si: 16 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0249】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0250】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0251】該SiO2 層表面と、別に用意した500
nmのSiO2 層を形成したSi基板(第2の基体)の
表面と、をそれぞれ窒素プラズマに曝した後、重ね合わ
せ、接触させ、400℃−10hアニールした。
The surface of the SiO 2 layer and 500 separately prepared
The surface of the Si substrate (second substrate) on which the SiO 2 layer having a thickness of nm was formed was exposed to nitrogen plasma, then superposed, brought into contact, and annealed at 400 ° C. for 10 hours.

【0252】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was applied to the bonded wafers evenly in the direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0253】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0254】すなわち、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
That is, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0255】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0256】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, S
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0257】エピタキシャルSi層表面に酸化膜を形成
しなくても同様の結果が得られた。
A similar result was obtained without forming an oxide film on the surface of the epitaxial Si layer.

【0258】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として酸化膜形成工程に投入す
ることができた。
The porous Si remaining on the first substrate was also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be used as an oxide film forming step as a second substrate.

【0259】(実施例15)再生ウエハの単結晶Si基
板の表面層に実施例1と同様の拡散法によりP+ 高濃度
層を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形
成された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極
化成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
(Example 15) A P + high concentration layer of 5 µm was formed on the surface layer of a single crystal Si substrate of a reclaimed wafer by the same diffusion method as in Example 1. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0260】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:15(分) 多孔質Siの厚み:16(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 15 (min) Thickness of porous Si: 16 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0261】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸
化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with the thermal oxide film. CVD (Chemical Vap) on porous Si
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0262】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0263】該SiO2 層表面と、別に用意したSi基
板(第2の基体)の表面と、をそれぞれ窒素プラズマに
曝した後、重ね合わせ、接触させ、400℃−10hア
ニールした。
The surface of the SiO 2 layer and the surface of a separately prepared Si substrate (second substrate) were exposed to nitrogen plasma, respectively, superposed and contacted, and annealed at 400 ° C. for 10 hours.

【0264】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was uniformly applied to the bonded wafers in a direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0265】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Then, the porous Si remaining on the second substrate side is removed.
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0266】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0267】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0268】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0269】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として貼合わせ工程に投入する
ことができた。
The porous Si remaining on the first substrate side is also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be put into the bonding step as a second substrate.

【0270】(実施例16)再生ウエハの単結晶Si基
板の表面層に実施例1と同様の拡散法によりP+ 高濃度
層を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形
成された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極
化成を行った。陽極化成条件は以下の通りであった。
(Example 16) A P + high concentration layer of 5 µm was formed on the surface layer of a single crystal Si substrate of a reclaimed wafer by the same diffusion method as in Example 1. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side. The anodizing conditions were as follows.

【0271】 電流密度:7(mA・cm-2) 陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:
1 時間:15(分) 多孔質Siの厚み:16(μm) 得られた多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔
質Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有してい
た。
Current density: 7 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1:
1 hour: 15 (min) Thickness of porous Si: 16 (μm) The obtained porous Si layer had a two-layer structure. The lower porous Si layer had a fine brittle structure compared to the surface layer.

【0272】この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間
酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は薄い
熱酸化膜で覆われた。
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the porous Si hole was covered with a thin thermal oxide film.

【0273】次いで、この基板の多孔質層が形成された
側の最表面を、1.25%のHF溶液に浸して最表面に
形成された薄い酸化膜を除去した。
Then, the outermost surface of the substrate on which the porous layer was formed was immersed in a 1.25% HF solution to remove a thin oxide film formed on the outermost surface.

【0274】こうして得られた基板に今度は、H2 を2
30 l/min流しながら、1050℃、760To
rrの条件で1分間の熱処理を施すと共に、さらにSi
4を50sccm添加した条件で5分間の熱処理を施
した。
The substrate obtained in this way was then treated with H 2 for 2 hours.
1050 ° C, 760To while flowing at 30 l / min
heat treatment for 1 minute under the conditions of rr and
Heat treatment was performed for 5 minutes under the condition that 50 sccm of H 4 was added.

【0275】次に多孔質Si上にCVD(Chemical Vap
or Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピ
タキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
Next, CVD (Chemical Vap) is applied on the porous Si.
or Deposition) single-crystal Si was epitaxially grown by 0.15 μm. The growth conditions are as follows.

【0276】 ソースガス:SiH2 Cl2 /H2 ガス流量:0.5/180 l/min ガス圧力:80Torr 温度:950℃ 成長速度:0.3μm/min さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により
100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 l / min Gas pressure: 80 Torr Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 μm / min Further, the surface of this epitaxial Si layer is thermally oxidized. To form a 100 nm SiO 2 layer.

【0277】該SiO2 層表面と、別に用意したSi基
板(第2の基体)の表面と、をそれぞれ窒素プラズマに
曝した後、重ね合わせ、接触させ、400℃−10hア
ニールした。
The surface of the SiO 2 layer and the surface of the separately prepared Si substrate (second substrate) were exposed to nitrogen plasma, respectively, and then superposed, brought into contact, and annealed at 400 ° C. for 10 hours.

【0278】貼り合わせたウエハに面内に対して垂直方
向にさらに面内に均一に十分な引っ張り力を加えたとこ
ろ、脆弱な下部の多孔質Si層中で分離した。引っ張り
力の代わりに加圧あるいはせん断力でも同様に脆弱な下
部の多孔質Si層中で分離した。また、貼り合わせたウ
エハのエッジの隙間にナイフの刃のようなものをくさび
のように差し込んでも同様に脆弱な下部の多孔質Si層
中で分離した。
When a sufficient tensile force was applied to the bonded wafers evenly in the direction perpendicular to the plane and further in the plane, the wafers were separated in the fragile lower porous Si layer. Pressing or shearing force instead of tensile force also resulted in separation in the brittle lower porous Si layer. Further, even when a knife-like object was inserted into the gap between the edges of the bonded wafers like a wedge, the wafer was similarly separated in the fragile lower porous Si layer.

【0279】その後、第2の基体側に残った多孔質Si
層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチング
されずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料と
して、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。
Thereafter, the porous Si remaining on the second substrate side
The layer was selectively etched with a mixture of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide while stirring. The single-crystal Si remained without being etched, and the porous Si was selectively etched and completely removed using the single-crystal Si as a material for an etch stop.

【0280】こうして、Si酸化膜上に0.1μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結
晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定した
ところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。
Thus, a single-crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface in the plane, the film thickness uniformity was 101 nm ± 3 nm.

【0281】さらに水素中で1100℃で熱処理を1時
間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したとこ
ろ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2
nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。
Further, a heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square area was about 0.2.
nm, which was equivalent to that of a commercially available Si wafer.

【0282】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope,
No new crystal defects were introduced into the i-layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0283】また、第1の基体側に残った多孔質Siも
その後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で
攪拌しながら選択エッチングする。単結晶Siはエッチ
ングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材
料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除
去され、再び第1の基体として高濃度P+ 層の拡散工程
に、あるいは第2の基体として貼合わせ工程に投入する
ことができた。
Further, the porous Si remaining on the first substrate side is also selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Monocrystalline Si remained without being etched, the monocrystalline Si as an etch stopper, the porous Si was selectively etched is completely removed, a high concentration P + layer of the diffusion process as the first substrate again, Alternatively, it could be put into the bonding step as a second substrate.

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

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

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

【図3】拡散領域形成に使用される炉の1例を示す模式
的断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a furnace used for forming a diffusion region.

【図4】第1の従来例の工程を説明するための模式的断
面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of a first conventional example.

【図5】第2の従来例の工程を説明するための模式的断
面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of a second conventional example.

【符号の説明】 11 Si基板 12 P+ 拡散層 13 P+ 多孔質Si 14 下部多孔質Si 15 非多孔質薄膜 16 第2の基板 17 絶縁層 21 Si基板 22 P+ 拡散層 23 P+ 多孔質Si 24 下部多孔質Si 25 非多孔質薄膜 26 第2の基板 27 第2の基板 28 絶縁層 31 Si基板 32 多孔質Si 33 単結晶薄膜 34 支持基板 35 絶縁層 41 Si基板 42 多孔質Si 43 単結晶薄膜 44 支持基板 45 絶縁層[Description of Signs] 11 Si substrate 12 P + diffusion layer 13 P + porous Si 14 lower porous Si 15 non-porous thin film 16 second substrate 17 insulating layer 21 Si substrate 22 P + diffusion layer 23 P + porous Si 24 Lower porous Si 25 Non-porous thin film 26 Second substrate 27 Second substrate 28 Insulating layer 31 Si substrate 32 Porous Si 33 Single crystal thin film 34 Supporting substrate 35 Insulating layer 41 Si substrate 42 Porous Si 43 Single Crystal thin film 44 Support substrate 45 Insulating layer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−302889(JP,A) 特開 平5−109888(JP,A) 特開 平7−176487(JP,A) 特開 平5−217828(JP,A) 特開 平8−70111(JP,A) 特開 平9−100197(JP,A) 特開 平5−217821(JP,A) 特開 平5−217990(JP,A) 特開 平5−217823(JP,A) 特開 昭62−108539(JP,A) R.P.Holmstrom,et. al.,”Complete diel ectric isolation b y highly selective and self−stopping formation of,oxid ized porous silico n”,Appl.Phys.Let t.,,1983年12月31日,vol.42, No.4,pp.386−388 L.VESCAN,et.al.," LOW−PRESSURE VAPOR −PHASE EPITAXY OF SILICON ON POROUS SILICON”,MATERIALS LETTERS,1988年12月31日,V OL.7,NO.3,pp.94−98 阿部孝夫他,「シリコン結晶とドーピ ング」第2刷,丸善株式会社,1988年 3月25日Continuation of front page (56) References JP-A-7-302889 (JP, A) JP-A-5-109888 (JP, A) JP-A-7-176487 (JP, A) JP-A-5-217828 (JP) JP-A-8-70111 (JP, A) JP-A-9-100197 (JP, A) JP-A-5-217821 (JP, A) JP-A-5-217990 (JP, A) JP-A-5-217823 (JP, A) JP-A-62-18539 (JP, A) P. Holmstrom, et. Al. , "Complete Die Electric Isolation by Highly Selective and Self-Stopping Formation of the Oxidized Porous Silicon", Appl. Phys. Let t. , December 31, 1983, vol. 42, No. 4, pp. 386-388 L.C. VESCAN, et. al. , "LOW-PRESSURE VAPOR-PHASE EPITAXY OF SILICON ON POROUS SILICON", MATERIALS LETTERS, December 31, 1988, VOL. 7, NO. 3, pp. 94-98 Takao Abe et al., "Silicon Crystals and Doping," Second Edition, Maruzen Co., Ltd., March 25, 1988

Claims (47)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコン基板上に該シリコン基板よりP
型不純物濃度の高いP型不純物領域を形成し、前記P型
不純物領域に第1の多孔質シリコン層を形成し、前記第
1の多孔質シリコン層が形成された前記P型不純物領域
下の前記シリコン基板に、第2の多孔質シリコン層を
成し、前記第1の多孔質シリコン層上に非多孔質半導体
層を形成して第1の基体を用意する工程、 前記第1の基体と第2の基体とを前記非多孔質半導体層
が内側に位置する多層構造体が得られるように貼り合わ
せる貼り合わせ工程、 及び、前記第2の多孔質シリコン層において前記多層構
造体を分離する分離工程、を有することを特徴とする半
導体部材の製造方法。
1. The method according to claim 1 , wherein the silicon substrate has a P
Forming a P-type impurity region having a high type impurity concentration, forming a first porous silicon layer in the P-type impurity region, and forming the first porous silicon layer under the P-type impurity region where the first porous silicon layer is formed; Form a second porous silicon layer on the silicon substrate
Form, the first to the porous silicon layer to form a non-porous semiconductor layer, a step of preparing a first substrate, said said first substrate and the second substrate non-porous semiconductor layer And a separating step of separating the multilayer structure in the second porous silicon layer, wherein a bonding step is performed so that a multilayer structure positioned inside is obtained. Production method.
【請求項2】 前記貼り合わせ工程が絶縁層を介して行
われる請求項に記載の半導体部材の製造方法。
2. A process for producing a semiconductor article according to claim 1, wherein the bonding step is performed via an insulating layer.
【請求項3】 前記分離工程後、前記第2の基体側に残
留する前記第1の多孔質シリコン層を除去する工程を有
する請求項1又は請求項2に記載の半導体部材の製造方
法。
3. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 1, further comprising a step of removing the first porous silicon layer remaining on the side of the second substrate after the separation step.
【請求項4】 前記分離工程後、前記シリコン基板に残
留する前記第2の多孔質シリコン層を除去して得られる
前記シリコン基板の一部を、前記第1の基体の原材料と
して使用する請求項に記載の半導体部材の製造方法。
After wherein said separation step, claims a portion of the silicon substrate obtained by removing the second porous silicon layer remaining on said silicon substrate, using as a raw material of the first substrate 4. The method for manufacturing a semiconductor member according to item 3 .
【請求項5】 前記分離工程後、前記シリコン基板に残
留する前記第2の多孔質シリコン層を除去して得られる
前記シリコン基板の一部を、前記第2の基体の原材料と
して使用する請求項に記載の半導体部材の製造方法。
Wherein after said separating step, claims a portion of the silicon substrate obtained by removing the second porous silicon layer remaining on said silicon substrate, using as a raw material of the second substrate 4. The method for manufacturing a semiconductor member according to item 3 .
【請求項6】 前記第1の多孔質シリコン層および第2
の多孔質シリコン層を合わせた層の厚みは1μm〜15
0μmに制御される請求項1又は請求項2に記載の半導
体部材の製造方法。
Wherein said first porous silicon layer and the second
The thickness of the layer including the porous silicon layer is 1 μm to 15 μm.
The method according to claim 1 , wherein the semiconductor member is controlled to 0 μm.
【請求項7】 前記第1の多孔質シリコン層および第2
の多孔質シリコン層を合わせた層の厚みは2μm〜80
μmに制御される請求項に記載の半導体部材の製造方
法。
7. The first porous silicon layer and a second porous silicon layer.
The thickness of the combined layer of the porous silicon layers is 2 μm to 80 μm.
The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 6 , wherein the thickness is controlled to μm.
【請求項8】 前記多孔質シリコン層の厚みは5μm〜
50μmに制御される請求項に記載の半導体部材の製
造方法。
8. The thickness of the porous silicon layer 5μm~
The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 7 , wherein the thickness is controlled to 50 μm.
【請求項9】 前記シリコン基板の2つの面に前記P型
不純物領域及び前記第1および第2の多孔質シリコン層
を形成した後、該2つの面に形成された前記第1の多孔
質シリコン層上に前記非多孔質半導体層を形成する請求
1又は請求項2に記載の半導体部材の製造方法。
9. The semiconductor device according to claim 1 , wherein said P-type is provided on two surfaces of said silicon substrate.
After forming the impurity region and the first and second porous silicon layer, according to claim 1 or to form the non-porous semiconductor layer to the two formed in said surface a first porous silicon layer A method for manufacturing a semiconductor member according to claim 2 .
【請求項10】 前記分離工程は、前記第2の多孔質シ
リコン層に外部より力を加えることによってなされる請
求項1又は請求項2に記載の半導体部材の製造方法。
10. The method according to claim 1 , wherein the separating step comprises the step of :
3. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 1 , wherein the method is performed by applying an external force to the recon layer .
【請求項11】 前記力を加える方法は、前記基体表面
に垂直な方向に加圧すること、基体表面に垂直な方向に
引っ張ること、せん断力をかけることより選択される請
求項10に記載の半導体部材の製造方法。
11. The semiconductor according to claim 10 , wherein the method for applying the force is selected from pressing in a direction perpendicular to the surface of the substrate, pulling in a direction perpendicular to the surface of the substrate, and applying a shearing force. Manufacturing method of the member.
【請求項12】 前記分離工程は、前記多層構造体の端
部に前記第1の多孔質シリコン層および/または第2の
多孔質シリコン層を表出させた後、該貼り合わせた基体
を酸化することで行われる請求項1又は請求項2に記載
の半導体部材の製造方法。
12. The method of claim 11, wherein the separation step, said after expose the multilayer structure of the first porous silicon layer and / or the second porous silicon layer on the end portion of the oxide of the bonded substrates The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 1 , wherein the method is performed.
【請求項13】 前記多層構造体の分離は、該多層構造
体を加熱することによりなされる請求項1又は請求項2
に記載の半導体部材の製造方法。
Wherein said separation of the multilayer structure, according to claim 1 or claim 2 is performed by heating the multilayer structure
3. The method for manufacturing a semiconductor member according to item 1.
【請求項14】 前記加熱が前記多層構造体全体を加熱
するものである請求項13に記載の半導体部材の製造方
法。
14. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 13 , wherein said heating is for heating the entire multilayer structure.
【請求項15】 前記加熱が、前記多層構造体を部分的
に加熱するものである請求項13に記載の半導体部材の
製造方法。
15. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 13 , wherein said heating is to partially heat said multilayer structure.
【請求項16】 前記加熱がレーザー照射によりなされ
る請求項15に記載の半導体部材の製造方法。
16. The method according to claim 15 , wherein the heating is performed by laser irradiation.
【請求項17】 前記レーザーは、炭酸ガスレーザーで
ある請求項16に記載の半導体部材の製造方法。
17. The method according to claim 16 , wherein the laser is a carbon dioxide laser.
【請求項18】 前記加熱が、前記第1及び第2の多孔
質シリコン層に電流を流すことによりなされる請求項
に記載の半導体部材の製造方法。
18. The method of claim 17, wherein the heating is according to claim 1 which is made by flowing the first and second current to the porous silicon layer
6. The method for manufacturing a semiconductor member according to 5 .
【請求項19】 前記非多孔質半導体層が単結晶シリコ
ン層で構成される請求項1〜5のいずれかに記載の半導
体部材の製造方法。
19. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 1 , wherein said non-porous semiconductor layer comprises a single-crystal silicon layer.
【請求項20】 前記単結晶シリコン層は、エピタキシ
ャル成長により形成される請求項19に記載の半導体部
材の製造方法。
20. The method according to claim 19 , wherein the single crystal silicon layer is formed by epitaxial growth.
【請求項21】 前記単結晶シリコン層の表面に酸化シ
リコン層が形成されて前記第1の基体を構成する請求項
20に記載の半導体部材の製造方法。
21. A first substrate comprising a silicon oxide layer formed on a surface of the single crystal silicon layer.
20. The method for manufacturing a semiconductor member according to 20 .
【請求項22】 前記酸化シリコン層は、熱酸化により
形成される請求項21に記載の半導体部材の製造方法。
22. The method according to claim 21 , wherein the silicon oxide layer is formed by thermal oxidation.
【請求項23】 前記非多孔質半導体層が、化合物半導
体層で構成される請求項1〜5のいずれかに記載の半導
体部材の製造方法。
23. The non-porous semiconductor layer process for producing a semiconductor article according to any one of constituted claims 1 to 5 in the compound semiconductor layer.
【請求項24】 前記化合物半導体層が単結晶を構成す
る請求項23に記載の半導体部材の製造方法。
24. The method according to claim 23 , wherein the compound semiconductor layer forms a single crystal.
【請求項25】 前記第2の基体として単結晶シリコン
基板を用いる請求項1〜5のいずれかに記載の半導体部
材の製造方法。
25. The process for producing a semiconductor article according to claim 1 using a single crystal silicon substrate as the second substrate.
【請求項26】 前記第2の基体として単結晶シリコン
基板の表面に酸化膜を形成した基板を用いる請求項1〜
のいずれかに記載の半導体部材の製造方法。
26. A substrate in which an oxide film is formed on the surface of a single crystal silicon substrate as the second substrate .
5. The method for manufacturing a semiconductor member according to any one of items 5 .
【請求項27】 前記第2の基体として光透過性基体を
用いる請求項1〜5のいずれかに記載の半導体部材の製
造方法。
27. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 1 , wherein a light transmitting substrate is used as said second substrate.
【請求項28】 前記光透過性基体に、ガラス基板を用
いる請求項27に記載の半導体部材の製造方法。
28. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 27 , wherein a glass substrate is used as said light transmitting substrate.
【請求項29】 前記貼り合わせ工程は、2つの基体を
密着させることによりなされる請求項1〜5のいずれか
に記載の半導体部材の製造方法。
29. The bonding process is process for producing a semiconductor article according to claim 1 is made by adhering the two substrates.
【請求項30】 前記貼り合わせ工程は、陽極接合、加
圧、熱処理を用いてなされる請求項1〜5のいずれかに
記載の半導体部材の製造方法。
30. The bonding step is anodic bonding, pressurization process for producing a semiconductor article according to claim 1, it made using a heat treatment.
【請求項31】 前記第1および/または第2の多孔質
シリコン層の除去は、研磨によりなされる請求項3〜5
のいずれかに記載の半導体部材の製造方法。
31. The removal of the first and / or second porous silicon layer according to claim 3-5, made by grinding
The method for manufacturing a semiconductor member according to any one of the above.
【請求項32】 前記第1および/または第2の多孔質
シリコン層の除去は、エッチングによりなされる請求項
3〜5のいずれかに記載の半導体部材の製造方法。
32. The removal of the first and / or second porous silicon layers is performed by etching.
6. The method for manufacturing a semiconductor member according to any one of 3 to 5 .
【請求項33】 前記エッチングは、弗酸を用いてなさ
れる請求項32に記載の半導体部材の製造方法。
33. The method according to claim 32 , wherein the etching is performed using hydrofluoric acid.
【請求項34】 前記第1の多孔質シリコン層および/
または前記第2の多孔質シリコン層の孔壁に酸化膜を形
成した後、前記非多孔質半導体層を形成する請求項1〜
のいずれかに記載の半導体部材の製造方法。
34. The first porous silicon layer and / or
Alternatively, the non-porous semiconductor layer is formed after forming an oxide film on the hole wall of the second porous silicon layer .
5. The method for manufacturing a semiconductor member according to any one of items 5 .
【請求項35】 前記第1の多孔質シリコン層表面を水
素を含む雰囲気中で熱処理した後、前記非多孔質半導体
層を形成する請求項1〜5、34のいずれかに記載の半
導体部材の製造方法。
35. After heat treatment in an atmosphere containing hydrogen the first porous silicon layer surface, of the non-porous semiconductor article according to any one of claims 1~5,34 for forming a semiconductor layer Production method.
【請求項36】 前記第1の多孔質シリコン層上の前記
非多孔質半導体層の形成は、シリコン原子を含有する原
料ガスを成膜チャンバー内に微量流し、前記第1の多孔
質シリコン層表面の孔を閉塞させる工程を含む工程によ
り形成される請求項1〜5、34、35のいずれかに記
載の半導体部材の製造方法。
36. A method for forming the non-porous semiconductor layer on the first porous silicon layer, comprising the steps of: flowing a minute amount of a source gas containing silicon atoms into a film forming chamber; The method for manufacturing a semiconductor member according to any one of claims 1 to 5 , 34 , and 35 , wherein the method is formed by a step including a step of closing the hole.
【請求項37】 前記P型不純物領域の形成は、エピタ
キシャル成長によってなされる請求項に記載の半導体
部材の製造方法。
37. The formation of the P-type impurity region, method of manufacturing a semiconductor article according to claim 1 made by epitaxial growth.
【請求項38】 前記P型不純物領域の形成は、拡散法
によってなされる請求項又は請求項に記載の半導体
部材の製造方法。
38. The formation of the P-type impurity region, method of manufacturing a semiconductor article according to claim 1 or claim 2 made by diffusion.
【請求項39】 前記拡散法によって拡散される物質は
ボロンである請求項36に記載の半導体部材の製造方
法。
39. The method according to claim 36 , wherein the substance diffused by the diffusion method is boron.
【請求項40】 前記P型不純物領域に含有されるボロ
ンの濃度は、5.0×1016/cm3 〜5.0×1020
/cm3 の範囲に制御される請求項1又は請求項2に記
載の半導体部材の製造方法。
40. The concentration of boron contained in the P-type impurity region is from 5.0 × 10 16 / cm 3 to 5.0 × 10 20.
The process for producing a semiconductor article according to claim 1 or claim 2 is controlled in the range of / cm 3.
【請求項41】 前記P型不純物領域に含有されるボロ
ンの濃度は、1.0×1017/cm3 〜2.0×1020
/cm3 の範囲に制御される請求項40に記載の半導体
部材の製造方法。
41. The concentration of boron contained in the P-type impurity region is 1.0 × 10 17 / cm 3 to 2.0 × 10 20.
41. The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 40 , wherein the control is performed in a range of / cm 3 .
【請求項42】 前記P型不純物領域に含有されるボロ
ンの濃度は、5.0×1017/cm3 〜1.0×1020
/cm3 の範囲に制御される請求項41に記載の半導体
部材の製造方法。
42. The concentration of boron contained in the P-type impurity region is from 5.0 × 10 17 / cm 3 to 1.0 × 10 20.
42. The method of manufacturing a semiconductor member according to claim 41 , wherein the control is performed in a range of / cm 3 .
【請求項43】 前記P型不純物領域の厚みは、100
Å〜100μmに制御される請求項1又は請求項2に記
載の半導体部材の製造方法。
43. The P-type impurity region has a thickness of 100
The process for producing a semiconductor article according to claim 1 or claim 2 is controlled to A~100myuemu.
【請求項44】 前記P型不純物領域の厚みは、500
Å〜50μmに制御される請求項1又は請求項2に記載
の半導体部材の製造方法。
44. The P-type impurity region has a thickness of 500
The process for producing a semiconductor article according to claim 1 or claim 2 is controlled to A~50myuemu.
【請求項45】 前記P型不純物領域の厚みは、500
0Å〜30μmに制御される請求項1又は請求項2に記
載の半導体部材の製造方法。
45. The P-type impurity region has a thickness of 500
The method for manufacturing a semiconductor member according to claim 1 , wherein the semiconductor member is controlled at 0 ° to 30 μm.
【請求項46】 前記第2の多孔質シリコンの多孔度
は、前記第1の多孔質シリコン層の多孔度よりも大きい
請求項に記載の半導体部材の製造方法。
46. The method of claim 45, wherein the porosity of the second porous silicon manufacturing a semiconductor article according to claim 1 is greater than the porosity of the first porous silicon layer.
【請求項47】 前記分離工程後、前記第2の基体上に
配された前記非多孔質半導体層を水素を含む雰囲気中で
熱処理する請求項1又は請求項2に記載の半導体部材の
製造方法。
47. After the separation step, producing a semiconductor article according to claim 1 or claim 2, heat treating the non-porous semiconductor layer disposed on the second substrate in an atmosphere containing hydrogen .
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R.P.Holmstrom,et.al.,"Complete dielectric isolation by highly selective and self−stopping formation of,oxidized porous silicon",Appl.Phys.Lett.,,1983年12月31日,vol.42,No.4,pp.386−388
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