JP4770706B2 - The method of manufacturing a thin film semiconductor - Google Patents

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本発明は、例えば薄膜トランジスタ等の半導体素子よりなる単体半導体装置、あるいは複数の半導体素子からなる半導体集積回路(IC)、ICカード、太陽電池等の各種半導体装置を構成することのできる薄膜半導体の製造方法に係わる。 The present invention is, for example, elemental semiconductor device comprising a semiconductor element such as a thin film transistor, or a plurality of composed of semiconductor elements semiconductor integrated circuit (IC), IC card, the manufacture of thin-film semiconductors can constitute the various types of semiconductor devices such as solar cells It relates to a method.

単体半導体装置、半導体集積回路、ICカード、太陽電池等の各種半導体装置を構成するに、その厚さを充分薄くすることによって、機器の小型化をはかるとか、例えば太陽電池において、光−電気の変換効率を高めるとか、さらに薄膜化によってフレキシブル化して、各種機器の組み立ての簡易化、使用上の便益化等をはかることができる。 Elemental semiconductor device, a semiconductor integrated circuit, IC cards, to constitute a variety of semiconductor devices such as solar cells, by sufficiently thinning its thickness, Toka miniaturized devices, for example, in a solar cell, the light - electric Toka increase the conversion efficiency, and further flexible by thinning, simplification of assembly of the various devices, it can be achieved using the benefits of such.

従来、薄膜半導体の製造方法として、Si単結晶基板の表面を多孔質化し、多孔質Si上に非多孔質単結晶Si層を形成し、次に、Si支持基板と単結晶Si層を絶縁層を介して貼り合せた後、多孔質Siで分離してSOI基板を作製する方法が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of manufacturing a thin film semiconductor, Si surface of the single crystal substrate made porous, non-porous single-crystal Si layer was formed on the porous Si, then isolate the Si supporting substrate and the single crystal Si layer layer after bonding through a method for manufacturing an SOI substrate and separated by a porous Si it is known (see Patent Document 1).
特開平7−302889号公報 JP-7-302889 discloses

本発明は、上述した諸目的から、薄膜半導体を、低コストをもって容易、確実に得ることができるようにした薄膜半導体の製造方法を提供する。 The present invention is, from the various purposes described above, the thin film semiconductor, easily with low cost, to provide a method for manufacturing a thin film semiconductor which is to be able to obtain reliable.

本発明に係る薄膜半導体の製造方法は、半導体基体表面を、 陽極化成の電流密度を順次大きくなるように3段階に変化させて、多孔質の表面層と、表面層下に形成され表面層に比して多孔率が大きい中間多孔率層と、中間多孔率層内部もしくは中間多孔率層の下層に形成され表面層および中間多孔率層に比して多孔率が大きい高多孔率層とを有するような多孔質層に変化させる工程と、多孔質層に半導体膜を形成する工程と、半導体膜を多孔質層を介して半導体基体から剥離する工程とを有し、陽極化成の電解溶液として、フッ化水素とエタノールを含有する電解溶液、あるいはフッ化水素とメタノールを含有する電解溶液を用い、陽極化成の第1段階での電流密度を、0.5〜3mA/cm 未満とし、陽極化成の第2段階での電流密度を Method of manufacturing a thin film semiconductor according to the present invention, the semiconductor substrate surface, by varying in three steps so as to sequentially increase the current density of anodization, a porous surface layer of the surface layer formed under the surface layer It has a porosity greater intermediate porosity layer, and an intermediate porosity layer inside or formed under the intermediate porosity layer surface layer and than the intermediate porosity layer porosity is greater high porosity layer than a step of changing the porous layer, such as a step of forming a semiconductor film on the porous layer, the semiconductor film is perforated and a step of peeling the semiconductor body through the porous layer, as an electrolyte solution of anodization, electrolyte solution containing hydrogen fluoride and ethanol, or using an electrolytic solution containing hydrogen fluoride and methanol, the current density in the first stage of the anodization, and less than 0.5~3mA / cm 2, anodization the current density at the second stage of the 、3〜20mA/cm とし、陽極化成の第3段階での電流密度を、40〜300mA/cm とし、第3段階での処理時間を、前記第1段階及び前記第2段階での処理時間より短時間とすることを特徴とする。 , And 3~20mA / cm 2, the current density in the third stage of the anodization, and 40~300mA / cm 2, the processing time in the third stage, the first stage and treatment with the second stage characterized by a shorter time than the time.

上述の本発明の薄膜半導体の製造方法では、半導体基体表面に多孔質層を形成し、これの上に半導体膜を形成し、この半導体膜を多孔質層における強度の低下を利用して半導体基体から剥離して、剥離された半導体膜によって薄膜半導体を構成するので、その厚さは、半導体膜の厚さによって制御できることから十分薄く、例えばフレキシブルな薄膜半導体として構成することができる。 In the thin film semiconductor manufacturing method of the present invention described above, a porous layer formed on a semiconductor substrate surface, which semiconductor film is formed over the semiconductor substrate by utilizing the decrease in strength of the semiconductor film of the porous layer peeled from, so constituting a thin film semiconductor with a release semiconductor film, the thickness thereof is sufficiently thin since it can be controlled by the thickness of the semiconductor film, for example, it can be configured as a flexible thin-film semiconductor.

多孔質層が、表面層と、中間多孔率層と、高多孔率層の多孔率の異なる3層で形成されるので、半導体膜が機械的強度の低下した高多孔率層から容易に剥離される。 Porous layer, and the surface layer, the intermediate porosity layer, since it is formed by the porosity of different three layers of the high porosity layer, a semiconductor film is easily peeled off from the high porosity layer with reduced mechanical strength that. また、低多孔率の表面層と高多孔率層との間に中間多孔率層が形成されるので、この中間多孔率層がいわゆるバッファー層として作用し、表面層と高多孔率層との間の歪みが緩和され、結晶性の良い半導体膜の成長ができる。 Further, since the intermediate porosity layer is formed between the low porosity surface layer and the high porosity layer, between the intermediate porosity layer acts as a so-called buffer layer, the surface layer and the high porosity layer the distortion of the relaxation can be grown with good crystallinity semiconductor film.

本発明に係る薄膜半導体の製造方法によれば、半導体基体表面に多孔率の異なる3層を有する多孔質層を形成して、これの上に半導体膜を成長させ、この半導体膜を多孔質層において半導体基体から剥離することにより、結晶性にすぐれた薄膜半導体を容易、確実に、安価に製造することができる。 According to the method of manufacturing a thin film semiconductor according to the present invention, by forming a porous layer having a three layers having different porosities on the surface of the semiconductor substrate, a semiconductor film is grown on top of this, the porous layer of this semiconductor film in by peeling from the semiconductor substrate, the excellent thin film semiconductor crystalline easily, reliably, can be manufactured at low cost.

本発明の実施の形態を説明する。 Describing the embodiments of the present invention.
本発明においては、半導体基体表面を例えば陽極化成によって変化させて、多孔質層を形成する。 In the present invention, by changing the semiconductor substrate surface eg anodization to form a porous layer. この多孔質層は、互いに多孔率(ポロシティ)が異なる3層以上の層からなる多孔質層、本例では3層からなる多孔質層とする。 The porous layer, the porous layer porosity (porosity) of each other of different three or more layers, in this example a porous layer composed of three layers. 3層を有する多孔質層の詳細は後述する。 Details of the porous layer will be described later with three layers. そして、この多孔質層の表面に半導体膜をエピタキシャル成長し、これに回路素子もしくは集積回路を形成する。 Then, the porous layer of the semiconductor film epitaxially grown on the surface of which to form the circuit elements or an integrated circuit. その後このエピタキシャル半導体膜を多孔質層を介して、半導体基体から剥離して目的とする薄膜半導体装置を製造する。 After which the epitaxial semiconductor film via the porous layer, to produce a thin film semiconductor device of interest is peeled from the semiconductor body.

一方、残された半導体基体は、再び上述した薄膜半導体の製造に繰り返して使用されるが、特に本発明においては、その再利用に先立って多孔質層の、半導体基体に残存する多孔質膜をエッチング除去する多孔質膜の除去工程を行う。 On the other hand, remaining semiconductor body is used repeatedly for the production of thin film semiconductor described above again, particularly in the present invention, the porous layer prior to its reuse, the porous film remaining semiconductor body the removal step of the porous film is removed by etching.

この半導体基体に残存する多孔質膜のエッチング除去工程は、化学薬品によるエッチングと、その後の陽極化成による電解エッチングとによることができる。 The porous membrane of the etching removing step of remaining in the semiconductor substrate can be the etching by chemicals, by electrolytic etching with subsequent anodization. このエッチングの化学薬品は、フッ硝酸の混合液、あるいはフッ硝酸と酢酸の混合液、またはフッ硝酸と過酸化水素水との混合液を用いることができる。 Chemicals of this etching, it is possible to use a mixture of a mixed solution of hydrofluoric nitric acid, or a mixed solution of hydrofluoric nitric acid and acetic acid, or hydrofluoric nitric acid and hydrogen peroxide.

また、この繰り返し使用されてその厚さが薄くなった半導体基体は、これ自体を薄膜半導体として用いることができる。 The semiconductor substrate whose thickness is thinner this repeatedly used, can be used itself as a thin film semiconductor.

多孔質層の形成工程においては、その表面に面して多孔率が低い層を形成し、多孔質化がされない半導体基体に近い側すなわち内部側に多孔率が高い層を形成する。 In the step of forming the porous layer, the porosity forms a lower layer facing the surface porosity to form a high layer to the side or inner side closer to the semiconductor substrate does not have porous.

また、多孔質層形成工程において、例えば多孔率が低い表面層と、この表面層と半導体基体との間に形成され、多孔率が表面層のそれより高い中間多孔率層と、この中間多孔率層内もしくはこの中間多孔率層の下層すなわち多孔質化がなされていない半導体基体との界面に形成され、中間多孔率層より高い多孔率を有する高多孔率層とを形成することができる。 Further, in the porous layer forming step, for example, a porosity lower surface layer, is formed between the surface layer and the semiconductor substrate, a high intermediate porosity layer than the porosity surface layer, the intermediate porosity lower ie porous intralayer or the intermediate porosity layer is formed at the interface between the semiconductor substrate not performed, it is possible to form a high-porosity layer having a higher porosity than the intermediate porosity layer.

多孔質層を形成する陽極化成においては、半導体基体表面を低電流密度で陽極化成する工程と、その後、高電流密度で陽極化成する工程とをとる。 In anodization for forming the porous layer, a step of anodizing the semiconductor substrate surface at a low current density, then take a step of anodizing at a high current density.

また、陽極化成において、半導体基体表面を低電流密度で陽極化成する工程と、更にこの低電流密度よりも少し高い中間低電流密度で陽極化成する工程と、更にこれより高電流密度で陽極化成する工程とをとることができる。 Also, anodizing, a step of anodizing the semiconductor substrate surface at a low current density, further comprising the steps of anodizing at a slightly higher intermediate lower current density than the low current density, anodizing even more high current density at this it is possible to take a step.

また、陽極化成において、その高電流密度での陽極化成は、高電流密度の通電を間欠的に行うようにすることができる。 Also, anodizing, the anodizing at a high current density can be performed intermittently energizing the high current density.

また、多孔質層を形成する陽極化成における、中間低電流密度での陽極化成において、その電流密度を漸次大きくすることができる。 Further, in the anodization for forming the porous layer, anodizing in an intermediate low current density, it is possible to gradually increase the current density.

陽極化成は、フッ化水素とエタノールを含有する電解溶液中、あるいはフッ化水素とメタノールを含有する電解溶液中で行うことができる。 Anodization can be carried electrolytic solution containing hydrogen fluoride and ethanol, or in an electrolytic solution containing hydrogen fluoride and methanol.

また、陽極化成工程において、電流密度を変更するに際して、電解溶液の組成も変更することができる。 Further, in the anodizing step, when changing the current density, it is possible to change the composition of the electrolytic solution.

多孔質層を形成した後は、水素ガス雰囲気中で加熱することが好ましい。 After forming the porous layer, it is preferable to heat in a hydrogen gas atmosphere. また、多孔質層を形成した後の、水素ガス雰囲気中での加熱工程の前に、多孔質層を熱酸化することが好ましい。 Further, after forming the porous layer, prior to the heating step in a hydrogen gas atmosphere, it is preferable that the porous layer is thermally oxidized.

半導体基体は、これの上に形成する、すなわちこの半導体基体の表面の多孔質層上に形成する半導体膜に応じて、例えば、Si単結晶,多結晶,SiGe,GaAs,GaP等による半導体基体を用いることができる。 The semiconductor substrate is formed on this, namely in accordance with the semiconductor film formed on the porous layer on the surface of the semiconductor substrate, for example, Si single crystal, polycrystal, SiGe, GaAs, a semiconductor substrate with GaP, etc. it can be used. 例えば化合物半導体による薄膜半導体を形成する場合においては、半導体基体として化合物半導体基体を用いる。 For example in the case of forming a thin film semiconductor according to compound semiconductor, a compound semiconductor substrate as a semiconductor substrate. そして、この多孔質層上に化合物半導体をエピタキシャル成長させれば、例えばSi半導体基体上に化合物半導体をエピタキシャル成長させる場合よりも格子不整合を小さくすることができることから良好な結晶性をもつ薄膜化合物半導体を形成することができる。 And this if ask on a porous layer of a compound semiconductor is epitaxially grown, a thin film compound semiconductor with good crystallinity since it is possible to reduce the lattice mismatch than when epitaxially growing a compound semiconductor, for example, on a Si semiconductor substrate it can be formed. SiGe,GaAs,GaP等による半導体基体のいずれにおいても、陽極化成を行うことによってその表面に多孔質層を形成することができる。 SiGe, GaAs, in either of the semiconductor substrate with GaP or the like, it is possible to form a porous layer on the surface by performing the anodizing.

半導体基体の形状は、種々の構成を採るこができる。 Shape of the semiconductor substrate may this take various configurations. 例えばウエファ状すなわち円板状、あるいは基体表面が曲面を有する単結晶引上げによる円柱体状インゴットによるなど、種々の形状とすることができる。 For example wafer-shaped i.e. circular-shaped, or substrate surface such as by a cylindrical-shaped ingot of single crystal pulling with a curved surface may be a variety of shapes.

また、半導体基体は、n型もしくはp型の不純物がドープされた半導体基体あるいは、不純物を含まない半導体基体によって構成することができる。 Furthermore, the semiconductor body comprises a semiconductor substrate an n-type or p-type impurities are doped, or can be constituted by a semiconductor body that does not contain impurities. しかし、陽極化成を行う場合は、p型の不純物が高濃度にドープされた低比抵抗の半導体基体いわゆるp +のSi基体を用いることが好ましい。 However, when performing anodizing, it is preferable to use a semiconductor substrate called p + Si substrate of low resistivity p-type impurity is heavily doped. この半導体基体としてp +型Si基体を用いるときは、p型不純物の例えばボロンBが、約10 19 atoms/cm 3程度にドープされ、その抵抗が0.01〜0.02Ωcm程度のSi基板を用いることが望ましい。 When using the p + -type Si substrate as a semiconductor substrate, such as boron B of p-type impurity is doped to about 10 19 atoms / cm 3, its resistance, the Si substrate of about 0.01~0.02Ωcm it is desirable to use. そして、このp +型Si基体を陽極化成すると、基板表面とほぼ垂直方向に細長く伸びた微細孔が形成され、結晶性を維持したまま多孔質するため、望ましい多孔質層が形成される。 When the p + -type Si substrate to anodization, elongated elongated micropores substantially vertically to the substrate surface is formed, for porous quality while maintaining the crystalline, desired porous layer is formed.

このように結晶性を維持したまま多孔質された多孔質層上に、半導体膜をエピタキシャル成長する。 Such crystalline remains porous reformed porous layer was maintained, the semiconductor film is epitaxially grown. この半導体膜は、単層の半導体膜によって構成することもできるし、2層以上の複層半導体膜とすることができる。 The semiconductor film may be constituted by a semiconductor film of a single layer can be two or more layers of the multilayer semiconductor film.

このように、半導体基体上にエピタキシャル成長した半導体膜は、半導体基体から剥離するが、この剥離に先立って例えば半導体膜上に、フレキシブル樹脂シート等による支持基板を接合してこの支持基板とエピタキシャル半導体膜とを一体化した後、エピタキシャル半導体膜を支持基板と共に、半導体基体から、この半導体基体に形成した多孔質層を介して剥離することができる。 Thus, the semiconductor film is grown epitaxially on a semiconductor substrate, but separated from the semiconductor substrate, and for example, on the semiconductor film prior to the release, the supporting substrate and the epitaxial semiconductor layer by bonding a supporting substrate by a flexible resin sheet after integrating the door, an epitaxial semiconductor film together with the support substrate, a semiconductor substrate can be peeled through the porous layer formed on the semiconductor substrate.

この支持基板は、フレキシブルシートに限られるものでなくガラス基板、樹脂基板あるいは例えば所要のプリント配線がなされたフレキシブル、もしくは剛性いわゆる堅い(リジッド)透明プリント基板によって構成することもできるものである。 The support substrate is one which may be constituted by only a glass substrate but those are, a flexible resin substrate or, for example a required printed circuit is made or stiffness so stiff (rigid) transparent printed board, the flexible sheet.

半導体基体表面には、多孔率を異にする3層以上からなる多孔質層、本例では3層からなる多孔質層を形成する。 The semiconductor substrate surface, a porous layer comprising a porosity from three or more layers having different, in this example to form a porous layer composed of three layers. 最表面の多孔質層は、その多孔率が比較的小さく緻密な多孔質層として形成し、この多孔質層上に良好にエピタキシャル半導体膜を成長させることができるようにし、またこの表面層より内側すなわち下層側においては比較的多孔率の高い多孔質層を基体面に沿って形成することによってこれ自体の高多孔率化による機械的強度の低下、あるいはこの多孔質層と他との格子定数の相違に基く歪みによって脆弱化し、この層においてエピタキシャル半導体膜の剥離、すなわち分離を容易に行うことができる。 The porous layer of the outermost surface, its porosity is formed as a relatively small dense porous layer, to be able to grow a good epitaxial semiconductor film in this porous layer, also inside the surface layer that decrease in mechanical strength due to the high porosity of itself by forming along the substrate surface having a relatively high porosity porous layer in the lower layer side, or in lattice constant between the porous layer and the other weakened by the strain based on the difference, the peeling of the epitaxial semiconductor layer in this layer, i.e. can be easily separated. 例えば、超音波印加によって分離させることができる程度に弱い多孔質層を形成することも可能となる。 For example, it is also possible to form a weak porous layer to the extent that can be separated by application of ultrasonic waves.

多孔質層の表面より内側に形成する多孔率を大きくした層は、その多孔率が大きいほど上述の剥離が容易になるが、この多孔率が余り大きいと、上述したエピタキシャル半導体膜の剥離処理前に、剥離を発生させたり、多孔質層に破損を来すおそれがあることから、この多孔率の大なる層における多孔率は、40%以上70%以下とする。 Layers to increase the porosity of forming the surface of the porous layer on the inside, the higher the porosity is large but peeling described above is facilitated, when the porosity is too large, pre-stripping treatment of the epitaxial semiconductor film described above to, or to generate peeling, since there is a risk of causing damage to the porous layer, the porosity in the large becomes a layer of the porosity is 70% or less 40%.

また、多孔質層に多孔率の大なる層を形成する場合、その多孔率が大きくなるにつれ歪みが大きくなり、この歪の影響が多孔質層の表面層にまで及ぶと、表面層に亀裂を発生させるおそれが生じてくる。 In the case of forming a large becomes layers of porosity in the porous layer, the distortion becomes larger as the the porosity increases, the influence of this strain extends to the surface layer of the porous layer, the cracks in the surface layer fear to be generated comes occur. また、このように多孔質層の表面にまで歪の影響が生じると、これの上にエピタキシャル成長させる半導体膜に結晶欠陥を発生させる。 Moreover, in this way the influence of the distortion occurs to the surface of the porous layer, to generate crystal defects in the semiconductor film epitaxially grown on top of this. そこで、本例では多孔質層には、その多孔率が高い層と多孔率の低い表面層との間に、歪みを緩和するバッファー層として、表面層よりは多孔率が高く、かつ高多孔率層に比しては多孔率が低い中間多孔率を有する中間多孔率層を形成する。 Therefore, the porous layer in this example, between the porosity is higher layers and porosity lower surface layer, as a buffer layer to relieve strain, high porosity than the surface layer, and the high porosity is compared to the layer forming the intermediate porosity layer porosity has a low intermediate porosity. このようにすることにより、高多孔率層の多孔率を、上述のエピタキシャル半導体膜の剥離を確実に行うことができる程度に大きくし、しかも結晶性にすぐれたエピタキシャル半導体膜の形成を可能にする。 In this way, the porosity of the high porosity layer, and large enough can be reliably peeled off the above-described epitaxial semiconductor film, yet allows the formation of the epitaxial semiconductor layer having excellent crystallinity .

上述した半導体基体表面の多孔質化の陽極化成は、公知の方法、例えば伊藤らによる表面技術Vol. Anodizing the porous of the aforementioned semiconductor substrate surface, known methods, for example, Surface Technology Vol Ito et al. 46,No. 46, No. 5,pp. 5, pp. 8〜13,1995〔多孔質Siの陽極化成〕に示された方法によることができる。 It may be by the process shown in 8~13,1995 [anodization the porous Si]. すなわち、例えば図7にその概略構成図を示す2重セル法で行うことができる。 That can be done by double cell method showing the schematic configuration diagram in FIG. 7, for example. この方法は、第1および第2の槽1Aおよび1Bを有する2槽構造の電解溶液槽1が用いられる。 This method, electrolytic solution chamber 1 of the double cell structure having first and second tank 1A and 1B are used. そして、両槽1Aおよび1B間に多孔質層を形成すべき半導体基体11を配置し、両槽1Aおよび1B内に、直流電源2が接続された対の白金電極3Aおよび3Bの各一方が配置される。 Then, the semiconductor substrate 11 to form the porous layer between the two tanks 1A and 1B are arranged, on both tank 1A and the 1B, each one is disposed platinum electrodes 3A and 3B of the pair of DC power supply 2 is connected It is. 電解溶液槽1の第1および第2の槽1Aおよび1B内には、それぞれ例えばフッ化水素HFとエタノールC 25 OHとを含有する電解溶液4、あるいはフッ化水素HFとメタノールCH 3 OHとを含有する電解溶液4が収容され、第1および第2の槽1Aおよび1Bにおいて電解溶液4に半導体基体11の両面が接触するように配置され、かつ両電極3Aおよび3Bが電解溶液4に浸漬配置される。 The first and second tank 1A and the 1B of the electrolytic solution chamber 1, respectively, for example hydrogen fluoride HF and ethanol C 2 H 5 electrolytic solution 4 containing a OH, or hydrogen fluoride HF and methanol CH 3 OH electrolyte solution 4 is housed containing bets, both surfaces of the semiconductor substrate 11 in the electrolyte solution 4 in the first and second tank 1A and 1B are placed in contact, and the electrodes 3A and 3B is the electrolyte solution 4 It is immersed arranged. そして、半導体基体11の多孔質層を形成すべき表面側の槽1A内の電解溶液4に浸漬されている電極3A側を負極側として、直流電源2が接続されて両電極3Aおよび3B間に通電がなされる。 Then, an electrode 3A side is immersed in the electrolytic solution 4 of the semiconductor substrate 11 the surface of the porous layer side of the intracisternal 1A to be formed as a negative electrode side DC power supply 2 is connected between the electrodes 3A and 3B energization is made. このようにすると、半導体基体11側を陽極側、電極3Aを陰極側とする給電がなされ、これにより、半導体基板の電極3A側に対向する表面が侵蝕されて多孔質化する。 In this way, the semiconductor substrate 11 side an anode side, the power supply to the electrodes 3A and the cathode side is made, thereby, the erosion surface facing the electrode 3A side of the semiconductor substrate made porous.

この2槽セル法によるときは、オーミック電極を半導体基体に被着形成することが不要となり、このオーミック電極から不純物が半導体基体に導入することが回避される。 When by this double cell cell method, it is not necessary to deposit an ohmic electrode on a semiconductor substrate, impurities from the ohmic electrode is prevented from being introduced into the semiconductor body.

そしてこの陽極化成における条件の選定により、形成される多孔質層の構造が相当に変化するものであり、これによってこれの上に形成する前述したエピタキシャル半導体膜の結晶性および剥離性が変化する。 And the selection of the conditions in the anodization, the structure of the porous layer to be formed are those corresponding changes, whereby the crystallinity and release properties of the above-mentioned epitaxial semiconductor film changes to be formed on this.

多孔率を異にする2層以上の層からなる多孔質層を形成するには、陽極化成処理において、電流密度が異なる2段階以上の多段階陽極化成法を採用する。 To form a porous layer comprising two or more layers having different porosity, the anodization process, the current density to adopt two or more different stages of a multistage anodization. 具体的には、表面に多孔率が低いすなわち口径の小さい微細孔による比較的緻密な低多孔率の多孔質層を作製するため、まず、低電流密度で第1陽極化成を施す。 Specifically, in order to prepare a porous layer of relatively dense low porosity porosity by small micropores low i.e. diameter on the surface, firstly, performing a first anodizing at low current density. 多孔質層の膜厚は時間に比例するので、所望する膜厚になるような時間で陽極化成を行う。 Since the thickness of the porous layer is proportional to the time, performing anodization in such time it becomes a desired thickness. その後、かなり高い電流密度で第2陽極化成を行えば、最初に形成された低多孔率の多孔質層の下側に多孔率の大きい高多孔率の多孔層が形成される。 Thereafter, by performing a second anodizing at much higher current densities, the first of the formed low porosity of the porous layer porosity on the lower side of the large high-porosity porous layer is formed. すなわち、少くとも多孔率の低い低多孔率質層と、多孔率の高い高多孔率層を有する多孔質層が形成される。 That is, the porous layer is formed to have both a low porosity low porosity quality layer, a high porosity high porosity layer less.

そして、この場合、低多孔率の多孔質層と、高多孔率の多孔質層との界面付近には、両者の格子定数の違いにより大きな歪みが生じる。 In this case, a porous layer with a low porosity, in the vicinity of the interface between the porous layer of high porosity, large strain due to a difference in the lattice constants of both results. この歪みがある値以上になると、多孔質層は2つに分離する。 Becomes more than a certain value the strain, porous layer is separated into two. したがって、この歪みによる分離あるいは、多孔率による機械的強度の低下による分離が生じるか、生じないかという境界条件付近の陽極化成条件で多孔質層を形成すれば、この多孔質層上に成長させた半導体膜、例えばエピタキシャル半導体膜は、この多孔質層を介して容易に分離することができる。 Therefore, separation by this strain Or separation due to a decrease in mechanical strength due to porosity occur, by forming the porous layer by anodizing conditions near the boundary of whether no conditions, grown on this porous layer semiconductor film, for example, epitaxial semiconductor film can be easily separated through the porous layer.

この場合の、低電流密度の第1陽極化成は、例えば0.01〜0.02Ωcmのp型シリコン単結晶基体を用い、HF:C 25 OH=1:1(HFが49%溶液、エタノールが95%溶液での体積比)(以下同様)のとき、0.5〜10mA/cm 2程度の低電流密度で数分間から数十分間行う。 In this case, the first anodization of the low current density, for example using a p-type silicon single crystal substrate 0.01~0.02Ωcm, HF: C 2 H 5 OH = 1: 1 (HF 49% solution, when ethanol in a volume ratio of 95% solution) (hereinafter the same), for several tens of minutes for a few minutes at a low current density of about 0.5~10mA / cm 2. また、高電流密度の第2陽極化成は、例えば40〜300mA/cm 2程度の電流密度で、1〜10秒間、好ましくは3秒間前後の時間で行う。 The second anodization of high current density, for example 40~300mA / cm 2 about a current density from 1 to 10 seconds, preferably at around 3 seconds time.

上述した第1および第2の2段階の陽極化成では、多孔質層内部の高多孔質層で発生する歪みがかなり大きくなるため、多孔質層の表面までこの歪みの影響が及び、この場合、前述したように、亀裂の発生や、これの上に形成するエピタキシャル半導体膜に結晶欠陥を発生させるおそれが生じる。 In the first and second two-step anodization described above, since the distortion generated in the high-porous layer inside the porous layer becomes much larger, until the surface of the porous layer are affected in this strain, in this case, as mentioned above, cracking or, there is a risk of generating crystal defects in the epitaxial semiconductor film formed on top of this. そこで、多孔質層において、低多孔率の表面層と高多孔率層との間に、これらによって発生する歪みを緩和するバッファー層として、表面層よりは多孔率が高く、かつ高多孔率層に比しては多孔率が低い中間多孔率層を形成する。 Therefore, the porous layer, between the low porosity surface layer and the high porosity layer, as a buffer layer to relieve the strain caused by these high porosity than the surface layer, and the high porosity layer compared to form a porosity lower intermediate porosity layer. 具体的には、最初に低電流密度の第1陽極化成を行い、次いで第1陽極化成よりもやや高い電流密度の第2陽極化成を行って、その後それらよりもかなり高い電流密度で第3陽極化成を行う。 More specifically, first performs a first anodization of low current density, and then performing a second anodizing somewhat higher current density than the first anodization, the third anode thereafter much higher current densities than those perform a conversion. 第1陽極化成の条件は、特に制限されないが、例えば0.01〜0.02Ωcmのp型シリコン単結晶基体を用い、電解溶液としてHF:C 25 OH=1:1を用いるとき、0.5〜3mA/cm 2未満程度、第2陽極化成の電流密度は例えば3〜20mA/cm 2程度、第3陽極化成の電流密度は、例えば40〜300mA/cm 2程度で行うことが好ましい。 Conditions of the first anodization is not particularly limited, for example, a p-type silicon single crystal substrate 0.01~0.02Omucm, HF as an electrolytic solution: C 2 H 5 OH = 1 : 1 when using, 0 .5~3mA / cm 2 less than about, about the current density of the second anodization example 3~20mA / cm 2, current density of the third anodization, for example, is preferably carried out at 40~300mA / cm 2 approximately. 例えば1mA/cm 2の電流密度で陽極化成を行うと、多孔率は約16%程度、7mA/cm 2の電流密度で陽極化成を行うと、多孔率は約26%、200mA/cm 2の電流密度で陽極化成を行うと、多孔率は約60〜70%程度になる。 For example, when performing anodizing at a current density of 1 mA / cm 2, porosity about 16%, when the anodization at a current density of 7 mA / cm 2, a porosity of about 26% 200 mA / cm 2 current Doing anodization in density, porosity becomes about 60% to 70%. このような陽極化成を行った多孔質層上にエピタキシャル成長を行うと、結晶性のよいエピタキシャル半導体膜が成膜できる。 Doing so anodization to epitaxial growth on a porous layer subjected, good crystallinity epitaxial semiconductor film can be deposited.

また、上述したように電流密度を3段階とする陽極化成を行う場合、第1陽極化成で形成される多孔率が低い表面層はそのまま低い多孔率を保ち、第2陽極化成で形成される多孔率がやや高い中間多孔率層、すなわちバッファー層は、表面層より内側、すなわち表面層と多孔質化がされていない半導体基体との界面に形成されて、多孔質層は表面層と中間多孔率層との2層構造となる。 When performing anodization to 3 stages current density as described above, porosity is low surface layers formed in the first anodizing keeping it low porosity, porosity formed by the second anodizing the rate is slightly higher intermediate porosity layer, namely the buffer layer, inside the surface layer, i.e. are formed at the interface between the semiconductor substrate which is not the surface layer and porous, the porous layer surface layer and the intermediate porosity a two-layer structure of the layer. また、上述の第3陽極化成で形成される多孔率の高い高多孔率層は、原理は不明であるが、その電流密度を90mA/cm 2程度以上とすると、第2陽極化成で形成した中間多孔率層内にすなわち中間多孔質層の厚さ方向の中間部に形成される。 The third high porosity is formed by anodization high porosity layer of the above-described principle it is unknown, when the current density 90 mA / cm 2 approximately above is formed by the second anodizing intermediate that is porosity layer formed on the intermediate portion in the thickness direction of the intermediate porous layer.

また中間多孔率層の形成において、この中間多孔率層を形成する陽極酸化を多段階もしくは漸次例えば通電電流密度を変化する条件下で行うことによって、低多孔率表面層と、高多孔率層との間に階段的にもしくは傾斜的にその多孔率を、表面層から高多孔率層側に向かって高めた中間多孔率層を形成する。 In the formation of intermediate porosity layer, by performing the anodic oxidation for forming the intermediate porosity layer multistep or by gradual example under conditions varying the energizing current density, and low porosity surface layer, and the high porosity layer stepwise or inclined to its porosity, to form the intermediate porosity layer with increased toward the surface layer in the high porosity layer side during. このようにすれば、表面層と高多孔率層との間の歪みは、より緩和されて、さらに確実に結晶性のよいエピタキシャル半導体膜をエピタキシャル成長することができる。 In this way, the distortion between the surface layer and the high porosity layer is more is alleviated, it is possible to further reliably epitaxially grow crystals having a good epitaxial semiconductor film.

ところで、分離面は、最後に行う多孔率の大きい剥離層とその直前に行う多孔率の小さいバッファー層との界面で格子定数の違いによる歪みが大きくかかることによって形成することができるが、この最後の陽極化成を行うときに工夫をすると、分離面がより分離しやすくなる。 Incidentally, the separation surface can be formed by the last that distortion is applied largely due to the difference in lattice constant at the interface of the large release layer porosity and the small buffer layer having porosity performed immediately before performing this last when the devise when performing anodizing, the separation surface is more easily separated. それは、最後の高電流密度の陽極化成で、例えば時間を3秒間一定に通電するのではなく、1秒間の通電の後、陽極化成を一旦停止して、所要時間経過後、例えば1分程度放置した後、同じまたは異なる高電流密度でまた1分間の通電を行って陽極化成を停止し、また所要時間経過後、例えば1分程度放置した後、再度同じまたは異なる高電流密度で1秒間通電を行って陽極化成を停止するという間欠的に通電する方法である。 It is the anodization of the last high current density, for example, instead of passing a time for 3 seconds constant, after energization of one second, the anodization once stopped, after the required time has elapsed, for example stand for about 1 minute after the anodization is stopped by performing the same or different conducting a high current density or in 1 minute, also after the required time has elapsed, for example after standing for about 1 minute, 1 second energization the same or different high current density again it is intermittently method for energizing that stops anodization performed. この方法を使用して適当な陽極化成条件を選ぶと、剥離層が半導体基板との界面すなわち多孔質層の最下面に形成され、分離面は上記のような中間多孔質層すなわちバッファー層の内部ではなく、多孔質層の半導体基板との界面で分離される。 When using this method choose suitable anodizing conditions, the inside of the peeling layer is formed on the bottom surface of the interface i.e. the porous layer of the semiconductor substrate, the separation surface is the intermediate porous layer or a buffer layer as described above rather, it is separated at the interface between the semiconductor substrate of the porous layer. そして半導体基体側表面は電解研磨される。 The semiconductor substrate surface is electropolished.

この場合、多孔質層における歪みが生じる高多孔質層と表面とが最大限に離間し、中間多孔率層によるバッファー効果が最大限に発揮されることになり、良好な結晶性を有するエピタキシャル半導体膜を形成することができる。 In this case, the high porosity layer and a surface distortion occurs is spaced maximally in the porous layer, will be a buffer effect by the intermediate porosity layer is maximized, epitaxial semiconductor having good crystallinity it is possible to form a film. また、このように中間多孔質層が表面側にのみ形成されるので多孔質層の全体の厚さを小さくすることができ、この多孔質層を形成するための半導体基板の消耗厚さを減らすことができて、この半導体基体の繰り返し使用回数を大とすることができる。 Moreover, Since the intermediate porous layer is formed only on the surface side can be reduced entire thickness of the porous layer, reducing the consumption thickness of the semiconductor substrate for forming the porous layer it and be, the repetitive number of uses of the semiconductor body can be large.

このように、陽極化成条件の選定により、分離面においては、歪が大きく掛かるようにし、しかもこの歪みの影響が半導体膜のエピタキシャル成長面に与えられないようにすることができる。 Thus, the selection of the anodizing conditions, in the separation plane, so distortion takes large and the effect of this distortion can be prevented provided the epitaxial growth surface of the semiconductor film.

また、多孔質層上に、結晶性良く半導体のエピタキシャル成長を行うには、多孔質層の表面層の結晶成長の種となる微細孔を小さくすることが望まれる。 Further, on the porous layer, in order to perform the epitaxial growth of good crystallinity semiconductor, it is desired to reduce the micropore as a seed of the crystal growth of the surface layer of the porous layer. このように表面層の微細孔を小さくする手段の一つとしては、陽極化成にあたって電解液中のHF濃度を濃くする方法がある。 As one of means for reducing the fine pores of the thus surface layer, there is a method of darker HF concentration in the electrolyte when anodizing. すなわち、この場合、まず表面層を形成する低電流陽極化成では、HF濃度の濃い電解溶液を使用する。 That is, in this case, the low current anodization to first form a surface layer, using a dark electrolyte solution of HF concentration. 次にバッファー層となる中間多孔率層を形成し、その後、電解溶液のHF濃度を下げてから、最後に高電流密度の陽極化成を行う。 Then to form the intermediate porosity layer as a buffer layer, it is then performed after lowering the HF concentration of the electrolytic solution, the anodization of the last high current density. このようにすることによって、表面層の微細孔の微細化をはかることができることによって、これの上に結晶性の良いエピタキシャル半導体膜を形成することができるものであり、しかも高多孔率層においては、多孔率を必要充分に高くできるので、エピタキシャル半導体膜の剥離は良好に行うことができる。 By doing so, by being able to achieve miniaturization of the micropores of the surface layer are those capable of forming excellent crystallinity epitaxial semiconductor film on this, yet the high porosity layer since the porosity can be sufficiently high necessary, peeling of the epitaxial semiconductor film can be performed well.

この多孔質層の陽極化成における電解溶液の変更は、例えば表面層の形成においては、電解溶液として、例えばHF:C 25 OH=2:1による電解溶液を使用した陽極化成を行い、バッファー層としての中間多孔率層の形成においては、やや薄いHF濃度の電解溶液、例えばHF:C 25 OH=1:1による電解溶液を使用した陽極化成を行い、さらに高多孔率層を形成においては、電解溶液は、さらにHF濃度を薄くして、例えばHF:C 25 OH=1:1〜1:2の電解溶液を用いた高電流密度の陽極化成を行う。 Change of the electrolytic solution in the anodization of the porous layer, for example, in the formation of the surface layer, as an electrolytic solution, for example, HF: C 2 H 5 OH = 2: was anodized using 1 by electrolytic solution, a buffer in the formation of intermediate porosity layer as a layer, electrolytic solution slightly thin HF concentration, for example HF: C 2 H 5 OH = 1: was anodized using 1 by electrolytic solution, further forming a high porosity layer in the electrolytic solution further by reducing the HF concentration, for example HF: C 2 H 5 OH = 1: 1~1: performing anodization of high current density using a second electrolytic solution.

なお、上述した多孔質層の形成において、表面層の形成から中間多孔率層の形成にかけて、電流密度を変化させるとき、一旦陽極化成を停止してから、次の陽極化成を行う通電を開始する手順によることもできるし、一旦陽極化成を停止することなくすなわち通電を停止することなく、連続して電流密度を変化させて行うこともできる。 Incidentally, in the formation of the above-mentioned porous layer, over the formation of intermediate porosity layer from the formation of the surface layer, when changing the current density, once you stop the anodizing starts energization to perform the following anodization it can also be due procedure, once without stopping i.e. energized without stopping the anodization may be carried out by changing the current density continuously.

また、陽極化成を行う際は、光を遮断した暗所で行うことが好ましい。 Also, when performing the anodizing is preferably performed in the dark with the exclusion of light. これは、光を照射すると、多孔質層の表面に凹凸が多くなり、結晶性の良好なエピタキシャル半導体膜を得ることが困難になることによる。 This is irradiated with light, unevenness increases the surface of the porous layer, due to the fact that it is difficult to obtain good crystallinity epitaxial semiconductor film.

なお、陽極化成されたシリコンの多孔質層は、可視発光素子として利用できる。 Incidentally, the porous layer of the anodized silicon can be used as a visible light-emitting element. この場合、上記と逆に光を照射しながら陽極化成することが好ましく、これにより発光効率が上昇する。 In this case, it is preferable to anodization while irradiating light to the reverse, thereby luminous efficiency is increased. 更に、酸化させると、波長にブルーシフトが起こる。 In addition, when oxidized, blue shift occurs in wavelength. また、半導体基体は、p型でもn型でもよいが、不純物を導入しない高抵抗のものの方が好ましい。 The semiconductor substrate may be n-type in p-type, but who of high resistance not to introduce impurities are preferred.

以上の工程により、表面(片面または両面)に多孔質層が形成された半導体基板を得ることができる。 Through the above steps, the surface can be obtained a semiconductor substrate porous layer is formed on (one side or both sides). なお、多孔質層全体の膜厚は、特に制限されないが、1〜50μm、好ましくは3〜15μm、通常8μm程度の厚さとすることができる。 The thickness of the entire porous layer is not particularly limited, 1 to 50 [mu] m, preferably to 3 to 15 [mu] m, the thickness of usually about 8 [mu] m. 多孔質層全体の厚さは、半導体基板をできる限り繰り返し使用できるようにするためにできるだけ薄くすることが好ましい。 The total thickness of the porous layer is preferably as thin as possible in order to be repeatedly usable as possible semiconductor substrate.

また、多孔質層上に、半導体膜を成膜するに先立って、多孔質層のアニールを行うことが好ましい。 Further, on the porous layer, before forming the semiconductor film, it is preferable to perform annealing of porous layer. このアニールは、水素ガス雰囲気中での熱処理、すなわち水素アニールを挙げることができる。 The annealing is a heat treatment in a hydrogen gas atmosphere, that is, include hydrogen annealing. この水素アニールを行うときは、多孔質層の表面に形成された自然酸化膜の完全な除去、および多孔質層中の酸素原子を極力除去することができ、多孔質層の表面が滑らかになり、良好な結晶性を有するエピタキシャル半導体膜を形成することができる。 When performing this hydrogen annealing, complete removal of the natural oxide film formed on the surface of the porous layer, and the porous layer in an oxygen atom as much as possible can be removed, the surface of the porous layer becomes smooth , it is possible to form an epitaxial semiconductor film having a good crystallinity. 同時にこの前処理によって、高多孔率層と中間多孔率層との界面の強度を一層弱めることができて、エピタキシャル半導体膜の基板からの分離をより容易に行うことができる。 Simultaneously by this pretreatment, it can be weakened even more the strength of the interface between the high porosity layer and the intermediate porosity layer, it can be separated from the substrate of the epitaxial semiconductor film more easily. この場合の水素アニールは、例えば950℃〜1150℃程度の温度範囲で行う。 Hydrogen annealing in this case is, for example, carried out in a temperature range of 950 ° C. to 1150 approximately ° C..

また、水素アニールの前に、多孔質層を低温酸化させると、多孔質層の内部は酸化されるので、水素ガス雰囲気中での熱アニールを施しても多孔質層には大きな構造変化が生じない。 Further, before the hydrogen annealing, when the low temperature oxidation of the porous layer, since the porous layer is oxidized, cause significant structural changes in the porous layer is subjected to thermal annealing in a hydrogen gas atmosphere Absent. つまり、多孔質層の表面への剥離層からの歪みが伝わりにくくなり、良質な結晶性のエピタキシャル半導体膜を成膜することができる。 In other words, the distortion of the release layer to the surface of the porous layer is not easily transmitted, it is possible to form a high-quality crystalline epitaxial semiconductor film. この場合の低温酸化は、例えばドライ酸化雰囲気中で400℃で1時間程度で行うことができる。 The low temperature oxidation of cases can be performed, for example, in about 1 hour at 400 ° C. in a dry oxidizing atmosphere.

そして、上述したように多孔質層表面に半導体のエピタキシャル成長を行う。 Then, the semiconductor epitaxial growth on the porous layer surface as described above. この半導体のエピタキシャル成長は、単結晶半導体基板の表面に形成された多孔質層は、多孔質ながら結晶性を保っていることから、この多孔質層上へのエピタキシャル成長は可能である。 The semiconductor epitaxial growth, the porous layer formed on the surface of the single crystal semiconductor substrate, since it is kept porous while crystalline, can be an epitaxial growth on the porous layer. この多孔質層表面へのエピタキシャル成長は、例えばCVD法により、例えば700℃〜1100℃の温度で行うことができる。 The epitaxial growth of the porous layer surface, for example by a CVD method, for example, may be carried out at a temperature of 700 ° C. C. to 1100 ° C..

また、上述した水素アニール、および半導体のエピタキシャル成長のいずれにおいても、半導体基体を所定の基体温度に加熱する方法としては、いわゆるサセプタ加熱方式によることもできるし、半導体基体自体に直接電流を流して加熱する通電加熱方式等を採ることができる。 Further, the above-described hydrogen annealing, and in any of the semiconductor epitaxial growth, as a method of heating the semiconductor substrate to a predetermined substrate temperature can either be so-called susceptor heating system, by supplying a direct current to the semiconductor substrate itself heated electrical heating system or the like that can take.

多孔質層上に成長させる半導体膜は、単層半導体膜とすることも複数の半導体層の積層による複層半導体膜とすることができる。 The semiconductor film is grown on a porous layer, be a single layer semiconductor film may be a multi-layer semiconductor film by lamination of a plurality of semiconductor layers. また、この半導体膜は半導体基体と同じ物質でもよいし、異なる物質でもよい。 Further, the semiconductor film may be the same material as the semiconductor substrate, or may be different materials. 例えば、単結晶Si半導体基体を用い、その表面に形成した多孔質層にSi、あるいはGaAs等の化合物半導体、またはシリコン化合物、例えばSi 1-y Ge yをエピタキシャル成長するとか、これらを適宜組み合わせ積層する等、種々のエピタキシャル成長を行うことができる。 For example, a single crystal Si semiconductor substrate, Si in the porous layer formed on the surface or GaAs compound such as a semiconductor, or silicon compounds such Toka epitaxially growing a Si 1-y Ge y, is an appropriate combination thereof laminate etc., it can perform various epitaxial growth.

また、半導体膜には、その成長に際してn型もしくはp型の不純物を導入することができる。 Further, the semiconductor film can be introduced n-type or p-type impurity during its growth. あるいは、半導体膜の成膜後に、イオン注入、拡散等によって不純物の導入を全面もしくは選択的に行うこともできる。 Alternatively, after forming the semiconductor film, ion implantation, the introduction of impurities may entirely or selectively perform it by such diffusion. この場合、その使用目的に応じて、導電型、不純物の濃度、種類の選択がなされる。 In this case, depending on the intended use, conductivity type, the concentration of impurities, type of selection is made.

また、半導体膜の厚さも、薄膜半導体の用途に応じて適宜選択することができる。 The thickness of the semiconductor film can be appropriately selected depending on the thin film semiconductor applications. 例えば、半導体集積回路を薄膜半導体に形成する場合、半導体素子の動作層は数μm程度の厚さであるので、例えば5μm程度の厚さに形成することができる。 For example, the case of forming a semiconductor integrated circuit in the thin film semiconductor, the active layer of the semiconductor device because a thickness of about several [mu] m, can be formed for example of about 5μm thick.

上述のようにして得られたエピタキシャル半導体膜の表面には、やや凹凸があり、この半導体膜に対する回路素子もしくは集積回路の形成工程で行われる例えばフォトリソグラフィ工程におけるフォトレジストに対する露光処理での露光装置のマスク合わせの精度が低下するなどの不都合が生じる場合は、半導体膜表面を研磨することが好ましい。 On the surface of the epitaxial semiconductor film obtained as described above, little has irregularities, the exposure apparatus in the exposure process on the photoresist, for example in a photolithography step performed in the step of forming the circuit elements or an integrated circuit for the semiconductor film If the inconvenience such as the accuracy of mask alignment is reduced occurs, it is preferable to polish the surface of the semiconductor film. この場合、多孔質層が脆く、弱くなっているので、この多孔質層に負担がかからない弱い研磨を行う。 In this case, brittle porous layer, since the weakened performs weak polishing is not burdened with this porous layer.

次に、半導体装置を構成する場合においては、回路素子もしくは集積回路を、半導体膜に形成する。 Then, in the case of forming a semiconductor device, a circuit element or an integrated circuit is formed on the semiconductor film. 例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)や、CMOS(Complementary Matal Oxide Semiconductor )など、半導体素子、あるいはこれらの素子を組み合わせた集積回路を形成する。 For example DRAM (Dynamic Random Access Memory) and, like CMOS (Complementary Matal Oxide Semiconductor), a semiconductor element, or forming an integrated circuit combining these elements. これら回路素子もしくは集積回路は、通常一般の半導体製造技術によることができる。 These circuit elements or an integrated circuit can be by semiconductor manufacturing techniques usually common. その製造は、例えば拡散炉、イオン注入装置、露光装置、CVD(化学的気相成長)装置、スパッタ装置、洗浄装置、ドライエッチング装置、エピタキシャル成長装置等を使用して半導体基体に形成できる全ての回路素子もしくは集積回路に適用できる。 The preparation, for example a diffusion furnace, an ion implantation apparatus, an exposure apparatus, CVD (chemical vapor deposition) apparatus, a sputtering apparatus, cleaning apparatus, dry etching apparatus, all circuits can be formed on the semiconductor substrate using an epitaxial growth apparatus, etc. It can be applied to devices or integrated circuits. また、回路素子もしくは集積回路としては例えば、ダイオード、トランジスタ等の各半導体素子、デジタルまたはアナログIC、フラッシュメモリ等その種類を問わず、例えば太陽電池を構成することもできる。 As the circuit element or an integrated circuit, for example, can be a diode, the semiconductor elements such as transistors, digital or analog IC, etc. Regardless of the type flash memory, for example, be a solar cell.

このように、半導体膜に回路素子もしくは集積回路が形成された薄膜半導体装置は、その全体を絶縁層によって被覆しておくことが好ましい。 Thus, the semiconductor film thin film semiconductor device in which a circuit element or an integrated circuit is formed, it is preferable to cover the whole by the insulating layer.

このように、回路素子もしくは集積回路を形成して後、この半導体膜、すなわち薄膜半導体装置に、支持基板を接合する。 Thus, after forming a circuit element or an integrated circuit, the semiconductor film, i.e. a thin film semiconductor device, bonding the supporting substrate. この支持基板は、例えば樹脂基板、ガラス基板、金属基板、セラミック基板などその種類に制限はない。 The support substrate, for example a resin substrate, a glass substrate, a metal substrate, limited to the type such as a ceramic substrate is not. 例えば、ICカードを構成するフレキシブル基板やカバーシートなどに貼り付け、ICカードを構成するようにしてもよい。 For example, paste, etc. to the flexible substrate and the cover sheet constituting the IC card may be configured the IC card. また、支持基板にも、回路素子もしくは集積回路を形成することもできるものであり、プリント基板等によって構成することができる。 Moreover, even the supporting substrate, which can also form a circuit element or an integrated circuit can be constituted by a printed circuit board or the like. この支持基板の接合方法は、例えば接着剤、半田、粘着材等による接合によることができ、その接合強度は、後に行う多孔質層を介しての剥離強度以上の接合強度、すなわち剥離に要する力で接合が破壊することのない程度の接合強度とされ、この支持基板と半導体膜とが一体化して、半導体基体から半導体膜を剥がすことができる程度の接着強度を示す接合剤が用いられる。 Method of joining the support substrate, for example, an adhesive, solder, can be by bonding with adhesive or the like, the bonding strength, peel strength or bonding strength through the porous layer to be performed after, i.e. required to peel forces in junction is a junction strength sufficient not to destroy, and integrated with the supporting substrate and the semiconductor film, the bonding agent showing adhesion strength that can be peeled off the semiconductor film from the semiconductor body is used.

このようにして、支持基板と半導体膜とを一体化させた後、これを半導体基体から多孔質層を内部での破壊によって剥離させる。 In this way, after integrating the supporting substrate and the semiconductor film, which is peeled by disruption inside the porous layer from the semiconductor body. この剥離は、高多孔質層を有する多孔質層においては、その高多孔質層で容易に分離される。 The release, in the porous layer having a highly porous layer is easily separated by its highly porous layer.

このようにして剥離のなされた半導体膜の、半導体基体からの剥離面には、多孔質層が残存している場合があり、この多孔質層は、必要により、研磨、エッチングなどでこれを除去する。 In this way the semiconductor film was made of peeling, the peeled surface of the semiconductor body, there is a case where the porous layer remains, the porous layer, if necessary, remove this polishing, etching, etc. to. また、除去せずにそのままでもよい。 Further, it may be as it is without removing. あるいは、剥離面の保護のために、保護膜を被着するとか、保護基板例えば樹脂基板を貼り合わせてもよい。 Alternatively, in order to protect the release surface, a protective film Toka deposited, may be bonded to the protective substrate, for example a resin substrate.

以上のように製造された薄膜半導体もしくはこれによる半導体装置は、極めて薄いエピタキシャル成長による半導体膜による薄膜半導体に回路素子もしくは集積回路が形成されたもので、フレキシブルで、かつ薄いという特性を利用して、例えばICカードをはじめとして、携帯機器等の電子機器に応用が可能であり、近年の軽薄短小に適応したものである。 Or more semiconductor devices a thin film semiconductor or by which so produced, those that extremely thin epitaxial circuit element or an integrated circuit in the thin-film semiconductor according to the semiconductor film by growth is formed, by utilizing the characteristic that a flexible and thin, for example including the IC card, but may be applied to electronic devices such as portable devices, it is obtained by adapted recent light, thin.

一方、分離された半導体基体は、その表面を研磨して再び使用する。 On the other hand, the separated semiconductor substrate is again used to polish the surface. 例えば1回の薄膜半導体装置の製作に消費される基板の厚さは約3〜20μm程度であるため、10回の繰り返し使用でも消費される厚さは約30〜200μmである。 For example the thickness of the substrate is consumed in the fabrication of a single thin film semiconductor device is about 3 to 20 [mu] m, the thickness of which is consumed in 10 times repeated use of about 30 to 200 [mu] m. そのため、高価な単結晶の半導体基体を繰り返し使用できるので、本発明方法は、極めて低コスト、かつ低エネルギーで薄膜半導体装置を製造することができる。 Since therefore can be used repeatedly semiconductor substrate expensive single crystal, the method of the present invention, it is possible to manufacture a thin film semiconductor device at a very low cost and low energy. なお、半導体基体表面に消費した分のエピタキシャル成長を行えば、永久に同一の半導体基体を用いることができ、更に低コスト、低エネルギーで薄膜半導体装置を製造することができる。 Incidentally, by performing the partial epitaxial growth consumed in the semiconductor substrate surface, it is possible to use the same semiconductor substrate permanently, it is possible to manufacture a thin film semiconductor device further low cost, low energy.

そして、本実施の形態の製造方法によれば、半導体基体表面に形成した多孔質層上に半導体薄膜を形成し、これを、多孔質層で分離するものであるが、更に、上述の方法によって薄膜半導体の作製に用いられた半導体基体を、再び同様の方法の繰り返しによって半導体膜、したがって、薄膜半導体の作製を行う半導体基体として利用する。 Then, according to the manufacturing method of this embodiment, the semiconductor thin film is formed on the formed porous layer on a semiconductor substrate surface, which, although is to separate a porous layer, further, by the method described above the semiconductor substrate used in manufacturing a thin film semiconductor, repeated by the semiconductor film in the same manner again, therefore, be used as a semiconductor substrate to perform the fabrication of thin film semiconductor. すなわち、上述した半導体膜の剥離を多孔質層において行うが、この剥離が、多孔質層の膜厚方向の半導体基体との界面(半導体基体との界面とは半導体基体の多孔質化されていない部分との界面を指称する。)で剥離される態様によらず、多孔質層内で分離する態様となる場合において、半導体膜の剥離後の状態で、半導体基体のその剥離面に多孔質層の一部が残存することになる。 That is, the peeling of the semiconductor film described above performed in the porous layer, the separation is not made porous of the semiconductor substrate and the interface between the interface (semiconductor substrate with the thickness direction of the semiconductor substrate of the porous layer the interface between the portion referred to the finger. regardless of the aspects set peeled), in a case where the mode of separation in the porous layer, in a state after the peeling of the semiconductor film, a porous layer on its separation surface of the semiconductor body so that part of the remains. しかし、この場合において、この半導体基体側に残存する多孔質膜をエッチング除去することから、再び、この半導体基体を用いる場合において、特に、この半導体基体表面自体を多孔質層に変化させる方法による場合においても、多孔質膜の除去がなされ、半導体基体表面は、清浄な結晶性にすぐれた表面とされる。 However, in this case, the porous film remaining on the semiconductor substrate side from etching away, again, in the case of using the semiconductor substrate, in particular, in the case of a method of changing the semiconductor substrate surface itself porous layer in also the removal of the porous film is made, the semiconductor substrate surface is a clean crystallinity superior surface. このことから、多孔質層を再現性良く所定の多孔質性を有する多孔質層として形成することができ、これの上に形成する半導体膜においても、再現性よく安定して目的の特性を有する半導体膜、したがって薄膜半導体を構成することができる。 Therefore, it is possible to form a porous layer having a good reproducibility predetermined porosity of the porous layer, in the semiconductor film to be formed on this, have a property of interest reproducibly stably it is possible to configure the semiconductor film, thus the thin film semiconductor.

次に、本発明の実施例を挙げて説明する。 It will now be described by way of examples of the present invention. しかしながら、本発明は、この実施例に限定されるものではない。 However, the present invention is not limited to this embodiment.

〔実施例1〕 Example 1
図1および図2はこの実施例の工程図を示す。 1 and 2 show a process diagram of this embodiment. 先ず、高濃度にボロンがドープされて、比抵抗が例えば0.01〜0.02Ωcm)とされた単結晶Siによるウエファ状の半導体基体11を用意した(図1A)。 First, the high concentration boron is doped, resistivity was prepared wafer-shaped semiconductor substrate 11 of single crystal Si that is an example 0.01~0.02Ωcm) (Figure 1A). そして、この半導体基体11の表面を陽極化成して半導体基体11の表面に多孔質層を形成した。 Then, to form a porous layer on the surface of the semiconductor substrate 11 to the surface of the semiconductor substrate 11 by anodization. この実施例においては、図7で説明した2槽構造の陽極化成装置を用いて陽極化成を行った。 In this example, it was anodized using the anodizing apparatus of the double cell structure explained in FIG. すなわち、第1および第2の各槽1Aおよび1B間に単結晶Siによる半導体基体11を配置し、両槽1Aおよび1Bには、共にHF:C 25 OH=1:1を注入した。 That is, the semiconductor substrate 11 of single crystal Si between the first and second respective tanks 1A and 1B are arranged, on both tanks 1A and 1B, both HF: was 1 is injected: C 2 H 5 OH = 1 . そして、これら各電解溶液槽1Aおよび1Bの電解溶液4中に浸漬配置したPt電極3Aおよび3B間に直流電源2によって電流を流した。 Then, a current was passed through the DC power source 2 between respective electrolytic solution cells 1A and Pt electrodes 3A was immersed disposed in the electrolytic solution 4 of 1B and 3B.

まず、電流密度を、1mA/cm 2の低電流として、これを8分間通電させた。 First, a current density, a low current of 1 mA / cm 2, and which is energized for 8 minutes. これにより、口径が小さい微細孔を有し、緻密な多孔率が16%で厚さが1.7μmの多孔質層を構成する表面層12Sが形成された(図1B)。 Thus, having a diameter smaller micropores, dense porosity thickness at 16% surface layer 12S constituting the porous layer of 1.7μm was formed (Figure 1B). 多孔質層の表面における微細孔が小さいと、後に行うH 2アニールによって多孔質層の表面がより平坦で滑らかになり、後にこれの上にエピタキシャル成長するSiエピタキシャル半導体膜の結晶性がより向上するという効果がある。 That the micropores in the surface of the porous layer is small, becomes more flat, smooth surface of the porous layer with H 2 anneal performed later, later crystalline Si epitaxial semiconductor film epitaxially grown on top of this is improved effective. その後、一旦通電を停止する。 Then, once de-energized. 次に、電流密度を7mA/cm 2として、8分間の通電を行った。 Then, at a current density of 7 mA / cm 2, we were energized for 8 minutes. このようにすると、表面層12S下に、この表面層に比し多孔率が大きい、多孔率26%で厚さ6.3μmの中間多孔率層12Mが形成された(図1C)。 In this way, under the surface layer 12S, porosity compared to the surface layer is large, intermediate porosity layer 12M having a thickness of 6.3μm by porosity of 26% was formed (FIG. 1C). その後、再び通電を停止する。 Then, the de-energized again. 次に、電流密度を200mA/cm 2に上げて3秒間の通電を行った。 Next, we energization of 3 seconds by increasing the current density to 200 mA / cm 2. このようにすると、中間多孔率層12Mの内部に、すなわち中間多孔率層12Mによって上下から挟み込まれるように、表面層12Sおよび中間多孔率層12Mに比し高い多孔率の約60%の多孔率で約0.05μmの厚さの高多孔率層12Hが形成される(図1D)。 In this way, the interior of intermediate porosity layer 12M, i.e. so as to be sandwiched from above and below by the intermediate porosity layer 12M, about 60% of the porosity of the high porosity than the surface layer 12S and intermediate porosity layer 12M the thickness of the high porosity layer 12H of approximately 0.05μm is formed in (FIG. 1D). このようにして、表面層12Sと、中間多孔率層12Mと、高多孔率層12Hとによる多孔質層12が形成される。 In this way, the surface layer 12S, the intermediate porosity layer 12M, the porous layer 12 by the high porosity layer 12H is formed.

このように形成された多孔質層12は、中間多孔率層12Mと高多孔率層12Hとの多孔率が大きく相違するので、これら界面および界面近傍に大きな歪が生じ、この付近の強度が極端に弱くなる。 The thus formed porous layer 12, since the porosity of the intermediate porosity layer 12M and the high porosity layer 12H is largely different, a large strain occurs in these surface and near the interface, intensity around this is extremely It weakens to. しかしながら、この歪は、高多孔率層12Hと表面層12Sとの間に中間多孔率層12Mが存在することによって、これがバッファーとして作用し、この歪みにより影響を大きく受けやすい多孔質層の表面への歪みの影響を緩和することができる。 However, this strain, by intermediate porosity layer 12M is present between the high porosity layer 12H and the surface layer 12S, which acts as a buffer, to the surface of the influence by the distortion increases susceptible porous layer it is possible to mitigate the effects of the distortion of. したがって、この歪みによって、後に多孔質層上に行うエピタキシャル成長の結晶性への影響を効果的に回避できる。 Therefore, this strain, the influence of the crystallinity of the epitaxial growth performed on a porous layer can be effectively avoided after.

その後、後に行うエピタキシャル成長がなされる常圧Siエピタキシャル成長装置において、多孔質層12を有する半導体基体11を、H 2雰囲気中で1100℃の加熱すなわちアニール処理を行った。 Thereafter, the atmospheric pressure Si epitaxial growth apparatus epitaxial growth is performed to carry out after the semiconductor substrate 11 having a porous layer 12 was subjected to heat i.e. annealing 1100 ° C. in an H 2 atmosphere. このアニールは、室温から1100℃まで約20分掛けて昇温し、1100℃で約30分間のアニールを行った。 The annealing temperature was raised over about 20 minutes to 1100 ° C. from room temperature, was annealed for about 30 minutes at 1100 ° C.. このH 2アニールにより、口径の小さい微細孔による表面層が平坦で滑らかになる。 The H 2 anneal, surface layer by small micropores of diameter becomes flat and smooth. 同時に、多孔質層12の内部では、中間多孔率層12Mと、高多孔率層12Hの界面付近において、分離強度が、よりいっそう弱くなった。 At the same time, the porous layer 12, the intermediate porosity layer 12M, near the interface of the high porosity layer 12H, the separation strength was more became even weaker.

その後、H 2アニールを行った常圧Siエピタキシャル成長装置において、多孔質層12上すなわち表面層12S上にSiのエピタキシャル成長を行ってSi半導体膜13を形成した(図2E)。 Thereafter, the atmospheric pressure Si epitaxial growth apparatus was performed with H 2 annealing, to form a Si semiconductor film 13 by performing the epitaxial growth of Si in the porous layer 12 on the other words on the surface layer 12S (Figure 2E). このエピタキシャル成長は、先のH 2雰囲気中アニール温度の1100℃から1030℃まで降温して、SiH 4ガスを用いたSiエピタキシャル成長を17分間行った。 The epitaxial growth, temperature was lowered during the preceding an H 2 atmosphere from 1100 ° C. annealing temperature to 1030 ° C., was Si epitaxial growth using the SiH 4 gas for 17 minutes. これより多孔質層12上に結晶性に優れた、厚さ約5μmのSiエピタキシャル半導体膜13が形成された。 From this excellent crystallinity on porous layer 12, Si epitaxial semiconductor film 13 having a thickness of about 5μm was formed.

このとき、Siエピタキシャル半導体膜13表面に、凹凸があるときは、この表面を研磨する。 At this time, the Si epitaxial semiconductor film 13 surface, when there is unevenness polishes the surface. 高多孔率層12Hは、上述した歪と、これが高多孔率をもっていわば霜柱状とされて脆弱化されて分離強度が非常に弱くなっているので、これを破損することがないように、弱い力での研磨を行った。 High porosity layer 12H includes a strain as described above, since this high porosity have been a speak frost column shape is weakened separation strength is very weak, so as not to damage them, weak polishing in went. これによって、エピタキシャル半導体膜13の表面はより平坦になった。 Thus, the surface of the epitaxial semiconductor layer 13 became flatter. このようにしたことによって、例えば露光装置のマスク合わせにおいて、より高精度に行うことができる。 By this is done, for example, in mask alignment in the exposure apparatus, it can be performed with higher precision.

半導体膜13を、半導体基体11から分離する。 The semiconductor film 13 is separated from the semiconductor substrate 11. まず、接着剤60を介してPET(ポリエチレンテレフタレート)シートよりなる支持基板61を、半導体膜13上に接合する(図2F)。 First, a PET (polyethylene terephthalate) consisting of sheet support substrate 61 via the adhesive 60, is joined onto the semiconductor film 13 (FIG. 2F).

このときの支持基板61の接着強度は、多孔質層12による半導体基体11からの分離強度よりも強い強度、すなわち分離に際して支持基板61に剥離が生じない程度の接着強度とする。 The adhesive strength of the support substrate 61 at this time, higher intensity than the separation strength of the semiconductor substrate 11 by a porous layer 12, i.e., the adhesion strength that delamination supporting substrate 61 does not occur during separation.

次に、半導体基体11と支持基板61との間に両者を引き離す方向の外力を与える。 Next, provide the direction of the external force to separate both between the semiconductor substrate 11 and the supporting substrate 61. このようにすると、前述したように弱い強度とされた多孔質層12の高多孔率層12Hもしくはその近傍で分離が生じ、半導体基体11から支持基板61とともに集積回路が形成された半導体膜13が剥離される(図2G)。 In this way, the high porosity layer 12H or separated in the vicinity thereof occurs, the semiconductor film 13 on which an integrated circuit is formed from the semiconductor substrate 11 together with the support substrate 61 of porous layer 12 with low intensity as described above is peeled (FIG. 2G).

このようにすると、フレキシブルな基板61に被着形成された例えば厚さ5μmのフレキシブルな半導体膜13が形成される。 In this way, a flexible semiconductor film 13 deposited formed a thickness of 5μm is formed on a flexible substrate 61.

そして、この場合、半導体基体11の、半導体膜13との分離面には、上述したH 2雰囲気中アニールによって再結晶化された多孔質層12の残存による膜厚5μmの多孔質膜22が存在する。 In this case, the semiconductor substrate 11, the separation surface of the semiconductor film 13, the porous membrane 22 with a thickness of 5μm by residual porous layer 12 which is re-crystallized by an H 2 atmosphere in the annealing described above exist to.

この半導体基体11に残存する多孔質膜22をエッチング除去する。 The porous membrane 22 remaining on the semiconductor substrate 11 is removed by etching. この多孔質膜22のエッチングは、化学薬品この例ではフッ硝酸すなわちフッ酸HFと硝酸HNO 3と水H 2 Oとの混合液によるエッチング液に、半導体基体11を浸漬する。 The etching of the porous film 22, the chemical in this example the etching solution with a mixture of hydrofluoric nitric i.e. hydrofluoric acid HF, nitric acid HNO 3 and water H 2 O, immersing the semiconductor substrate 11. このようにして多孔質膜22をエッチング除去する(図2H)。 Such a porous membrane 22 is removed by etching in the (Figure 2H).

そして、更に、この半導体基体11を、上述の図7で示した陽極化成装置を用いて電解研磨を行う。 Then, further, the semiconductor substrate 11, carrying out electrolytic polishing using an anodizing device shown in FIG. 7 described above. この場合、両槽1Aおよび1Bには、共にHF:C 25 OH=1:2とした電解溶液を注入する。 In this case, on both tanks 1A and 1B, both HF: C 2 H 5 OH = 1: 2 and the electrolyte solution is injected. そして、Pt電極3Aおよび3B間に200mA/cm 2 、15秒の通電を行った。 Then, under an electricity application of 200 mA / cm 2, 15 seconds between the Pt electrodes 3A and 3B. このとき、半導体基体11の表面が電解研磨され、基体表面には結晶性の良い面が露呈した。 At this time, the surface electrolytic polishing of the semiconductor substrate 11, the substrate surface was exposed good side of crystallinity.

このようにして、結晶性の良い面が露呈した半導体基体11を再利用して、これに、前述した図1〜図2で説明した工程を繰り返し、複数枚の薄膜半導体を得ることができる。 Thus, by reusing the semiconductor substrate 11 to be surface crystallinity is exposed, to repeat the process described in FIGS. 2 described above, it is possible to obtain a plurality of thin-film semiconductor.

〔実施例2〕 Example 2
この実施例においても、実施例1と同様の方法によって、図1A〜図1Dで説明した工程を採って、半導体基体11の表面に、表面層12Sと、中間多孔率層12M内に、高多孔率層12Hが形成されてなる多孔質層12を形成する。 Also in this embodiment, in the same manner as in Example 1, by taking the steps described in FIG 1A~ Figure 1D, the surface of the semiconductor substrate 11, and the surface layer 12S, the intermediate porosity layer 12M, highly porous forming a porous layer 12 that rate layer 12H is formed.

そして、この実施例においては、この多孔質層12の形成の後に、拡散炉を用いて、酸素雰囲気中で、400℃で1時間のアニールを行った。 Then, in this embodiment, after the formation of the porous layer 12, by using a diffusion furnace in an oxygen atmosphere, it was annealed for 1 hour at 400 ° C.. この処理によって多孔質層12の内部が酸化され、この後に行うH 2雰囲気中でのアニールによっても多孔質層に大きな構造変化が生じないようにすることができ、高多孔率層12Hの界面近傍に生じる歪の表面層12Sへの影響をより効果的に回避することができる。 The process the porous layer 12 is oxidized by, can also be made to large structural changes in the porous layer is not caused by the annealing in an H 2 atmosphere conducted after this, near the interface of the high porosity layer 12H it is possible to avoid the influence of the surface layer 12S of strain produced more effectively.

その後、実施例1におけると同様に、常圧Siエピタキシャル成長装置によってH 2雰囲気中でのアニールを行い、その後実施例1と同様にSiエピタキシャル成長によって厚さ5μmの結晶性にすぐれた半導体膜13の成膜を行った(図2E)。 Thereafter, as in Example 1, subjected to annealing in an H 2 atmosphere by normal pressure Si epitaxial growth apparatus, forming the subsequent Example 1 and the semiconductor film 13 with excellent crystallinity having a thickness of 5μm by similarly Si epitaxial growth the membrane was performed (Fig. 2E).

この場合においても、Siエピタキシャル半導体膜13表面に、凹凸があるときは、この表面を研磨する。 In this case, the Si epitaxial semiconductor film 13 surface, when there is unevenness polishes the surface. 高多孔率層12Hは、上述した歪と、これが高多孔率をもっていわば霜柱状とされて脆弱化されて分離強度が非常に弱くなっているので、これを破損することがないように、弱い力での研磨を行った。 High porosity layer 12H includes a strain as described above, since this high porosity have been a speak frost column shape is weakened separation strength is very weak, so as not to damage them, weak polishing in went. これによって、エピタキシャル半導体膜13の表面はより平坦になった。 Thus, the surface of the epitaxial semiconductor layer 13 became flatter. このようにしたことによって、例えば露光装置のマスク合わせにおいて、より高精度に行うことができる。 By this is done, for example, in mask alignment in the exposure apparatus, it can be performed with higher precision.

半導体膜13を、実施例1と同様の方法によって、半導体基体11から分離する。 The semiconductor film 13, in the same manner as in Example 1, separated from the semiconductor substrate 11. (図2F,図2G)。 (Fig. 2F, Fig. 2G).

このようにして、実施例1におけると同様に、フレキシブルな基板61に被着形成された例えば厚さ5μmのフレキシブルな半導体膜13が形成される。 Thus, as in example 1, a flexible semiconductor film 13 deposited formed a thickness of 5μm is formed on a flexible substrate 61.

そして、この場合においても、半導体基体11の、半導体膜13との分離面には、上述したH 2雰囲気中アニールによって再結晶化された多孔質層12の残存による膜厚5μmの多孔質膜22が存在する。 Also in this case, the semiconductor substrate 11, the separation surface of the semiconductor film 13, a thickness of 5μm by residual porous layer 12 which is re-crystallized by an H 2 atmosphere in the annealing described above porous membrane 22 there exist.

その後、この実施例においては、この半導体基体11に残存する多孔質膜22を、フッ酸と、過酸化水素H 22と、水H 2 Oとの混合液によるエッチング液に半導体基体11を浸漬することによってエッチング除去する(図2H)。 Then, in this embodiment, the porous film 22 remaining on the semiconductor substrate 11, and hydrofluoric acid, and hydrogen peroxide H 2 O 2, the semiconductor substrate 11 in an etching solution with a mixture of water H 2 O It is etched away by immersing (Figure 2H).

そして、更に、この半導体基体11を、上述の図7で示した陽極化成装置を用いて電解研磨を行う。 Then, further, the semiconductor substrate 11, carrying out electrolytic polishing using an anodizing device shown in FIG. 7 described above. この場合、両槽1Aおよび1Bには、共にHF:C 25 OH=1:2とした電解溶液を注入する。 In this case, on both tanks 1A and 1B, both HF: C 2 H 5 OH = 1: 2 and the electrolyte solution is injected. そして、Pt電極3Aおよび3B間に200mA/cm 2 、15秒の通電を行った。 Then, under an electricity application of 200 mA / cm 2, 15 seconds between the Pt electrodes 3A and 3B. このとき、半導体基体11の表面が電解研磨され、基体表面には結晶性の良い面が露呈した。 At this time, the surface electrolytic polishing of the semiconductor substrate 11, the substrate surface was exposed good side of crystallinity.

このようにして、結晶性の良い面が露呈した半導体基体11を再利用して、これに、同様の工程を繰り返して、複数枚の薄膜半導体を得ることができる。 Thus, by reusing the semiconductor substrate 11 of good surface crystallinity is exposed, in this, by repeating the same process, it is possible to obtain a plurality of thin-film semiconductor.

次に、本発明を太陽電池を製造する場合の一実施例を説明する。 Next, an example of a case of manufacturing a solar cell of the present invention.

〔実施例3〕 Example 3
図3〜図4を参照して説明するが、この実施例においても、実施例1と同様の方法によって図1A〜Dに示す工程をとって、半導体基体11の表面に陽極化成によって、表面層12Sと、中間多孔率層12Mと、これの内部に形成された高多孔率層12Hによる多孔質層12を形成する。 Referring to FIGS. 3-4 illustrating, but in this embodiment, taking the steps shown in FIG 1A~D the same manner as in Example 1, by anodizing the surface of the semiconductor substrate 11, the surface layer and 12S, the intermediate porosity layer 12M, to form a porous layer 12 by the high porosity layer 12H formed in the interior of this. そして、実施例1で説明したと同様のH 2雰囲気中でのアニールを行い、その後、半導体膜13のエピタキシャル成長を行った(図3A)。 Then, annealing is carried out in a similar atmosphere of H 2 and described in Example 1, was followed by epitaxial growth of the semiconductor film 13 (FIG. 3A). この実施例における半導体膜13は、p + −p - −n + 3層構造による。 Semiconductor film 13 in this example, p + -p - by -n + 3-layer structure.

この半導体膜13のエピタキシャル成長は、H 2雰囲気中アニールを行った常圧Siエピタキシャル成長装置に、SiH 4ガスとB 26ガスとを用いたエピタキシャル成長を3分間行って、ボロンBが10 19 atoms/cm 3にドープされたp + Siによる第1の半導体層131を形成し、次に、B 26ガスの流量を変更して、Siエピタキシャル成長を10分間行って、ボロンBが10 16 atoms/cm 3にドープされた低濃度のp - Siによる第2の半導体層132を形成し、更にB 26ガスに換えてPH 3ガスを供給して、エピタキシャル成長を4分間行って、p -エピタキシャル半導体層132上に、リンPが10 19 atoms/cm 3の高濃度にドープされたn + Siによる第3の半導体層133を形成して、第1〜第3のエピタキシャル半導体層131〜1 Epitaxial growth of the semiconductor film 13, the atmospheric pressure Si epitaxial growth apparatus was an atmosphere of H 2 in the annealing, performing epitaxial growth using a SiH 4 gas and B 2 H 6 gas for 3 minutes, boron B is 10 19 atoms / forming a first semiconductor layer 131 by doped p + Si in cm 3, then changing the flow rate of B 2 H 6 gas, by performing the Si epitaxial growth for 10 minutes, boron B is 10 16 atoms / low concentration doped cm 3 p - a second semiconductor layer 132 is formed by Si, and supplies PH 3 gas in place of the more B 2 H 6 gas, by performing epitaxial growth for 4 minutes, p - epitaxial on the semiconductor layer 132, forming a third semiconductor layer 133 with phosphorus P is 10 19 atoms / cm 3 of heavily doped n + Si, the first to third epitaxial semiconductor layers 131-1 3よりなるp + −p - −n +構造の半導体膜13を形成した。 Consisting 3 p + -p - the formation of the semiconductor film 13 of -n + structure.

次に、この実施例においては、半導体膜13上に表面熱酸化によってSiO 2膜すなわち透明の絶縁膜16を形成し、フォトリソグラフィによるパターンエッチングを行って電極ないしは配線とのコンタクトを行う開口16Wを形成する(図3B)。 Then, in this embodiment, an insulating film 16 of SiO 2 film i.e. transparent formed by surface thermal oxidation on the semiconductor film 13, an opening 16W for performing a contact with the electrode or wiring subjected to pattern etching by photolithography formation to (Figure 3B). この開口16Wは、所要の間隔を保持して図においては紙面と直交する方向に延長するストライプ状に平行配列して形成することができる。 The opening 16W is, in FIG holds the required interval can be formed in parallel arranged in stripes extending in a direction perpendicular to the paper surface. このように形成したSiO 2膜により、界面でのキャリア発生や再結合を極力少なくすることが可能である。 The thus formed SiO 2 film, the carrier generation and recombination at the interface can be minimized.

そして、全面的に金属膜の蒸着を行い、フォトリソグラフィによるパターンエッチングを行って受光面側の電極ないしは配線17を、ストライプ状開口16Wに沿って形成する(図4C)。 The fully perform deposition of the metal film, an electrode or wiring 17 on the light-receiving surface side by performing the pattern etching by photolithography to form along the striped opening 16W (Figure 4C). この電極ないしは配線17を形成する金属膜は、例えば厚さ30nmのTi膜、厚さ50nmのPd、厚さ100nmのAgを順次蒸着し、さらにこれの上にAgメッキを行うことによって形成した多層構造膜によって構成し得る。 Metal film for forming the electrodes or interconnections 17, a thickness of 30nm of Ti film with a thickness of 50 nm Pd, was deposited an Ag thick 100nm sequentially multilayer formed by further performing Ag plating on the this It may be constituted by a structure layer. その後400℃で20〜30分間のアニールを行った。 It was annealed for 20 to 30 minutes thereafter 400 ° C..

次に、この実施例においては、ストライプ状の電極ないしは配線17上に、それぞれこれらに沿って導電線41、この実施例では金属ワイヤを接合し、これの上に透明の接着剤21によって、透明基板42を接合する(図4D)。 Then, in this embodiment, on the stripe-shaped electrodes or wiring 17, the conductive wire 41 along their respective, bonded to the metal wire in this embodiment, the adhesive 21 of transparent top of this, transparent bonding the substrate 42 (FIG. 4D). 電極ないしは配線17への導電性41の接合は、半田付けによることができる。 Bonding of the conductive 41 of the electrode or wiring 17 can be by soldering. そして、これら導電線41は、その一端もしくは他端を、電極ないしは配線17よりそれぞれ長くして外方に導出する。 Then, these conductive lines 41 has its one end or the other end is derived to the outside by respectively longer than the electrodes or interconnections 17.

その後、半導体基体11と透明基板42とに、互いに引き離す外力を与える。 Thereafter, the semiconductor substrate 11 and the transparent substrate 42, an external force is applied to pull apart from each other. このようにすると、多孔質層12の脆弱な高多孔率層12Hもしくはその近傍で半導体基体11と、エピタキシャル半導体膜13とが分離され、透明基板42上に、エピタキシャル半導体膜13が接合された薄膜半導体23が得られる(図5E)。 In this way, a thin film and the semiconductor substrate 11 with fragile high porosity layer 12H or in the vicinity thereof of the porous layer 12, and an epitaxial semiconductor film 13 is separated, on the transparent substrate 42, an epitaxial semiconductor film 13 is bonded the semiconductor 23 is obtained (FIG. 5E).

この場合、薄膜半導体23の裏面には、多孔質層12が残存するが、これの上に銀ペーストを塗布し、更に金属板を接合して他方の裏面電極24を構成する。 In this case, the rear surface of the thin film semiconductor 23, but the porous layer 12 remains, which silver paste is coated on the, constituting the other of the back electrode 24 to further bond the metal plate. このようにして、透明基板42にp + −p - −n +構造の薄膜半導体23が形成された太陽電池が構成される(図5F)。 In this manner, the transparent substrate 42 p + -p - solar cell thin film semiconductor 23 is formed of -n + structure formed (FIG. 5F). この金属電極24は、太陽電池裏面の素子層保護膜としても機能する。 The metal electrode 24 also functions as an element layer a protective layer of the back solar cells.

このようにして形成した太陽電池は、受光側電極ないしは配線17が、透明基板42によって覆われているにもかかわらず、これからの電気的外部導出が導電線41によってなされていることから、外部との電気的接続が容易になされる。 Solar cell formed in this manner, since the light-receiving side electrode or wiring 17, despite being covered by a transparent substrate 42, have been made by the conductive wire 41 is coming electrical external lead, the external electrical connections can be readily made. また、例えば上述の実施例におけるように、エピタキシャル半導体膜13に対し、すなわち太陽電池の活性部に対しそれぞれコンタクトされた複数の各電極ないしは配線17からそれぞれ導電線41の導出を行うようにしたことから、太陽電池の直列抵抗を充分小とすることができる。 For example, as in the above embodiment, with respect to the epitaxial semiconductor layer 13, i.e. it has to perform each derivation of conductive lines 41 from each of the plurality of electrodes or interconnections 17 to the active portion of the solar cell were contacted respectively from, it is possible to sufficiently small series resistance of the solar cell.

そして、太陽電池、すなわち半導体膜13を剥離した半導体基体11に対して実施例1におけると同様のエッチングおよび電解エッチングを行う。 Then, the same etching and electrolytic etching as in Example 1 with respect to the semiconductor substrate 11 was peeled solar cell, i.e. the semiconductor film 13. すなわち、フッ硝酸によるエッチングによって多孔質膜22をエッチング除去し、更に、この半導体基体11を、上述の図7で示した陽極化成装置を用いて電解研磨を行う。 That is, the porous membrane 22 is etched away by etching with hydrofluoric-nitric acid, further, the semiconductor substrate 11, carrying out electrolytic polishing using an anodizing device shown in FIG. 7 described above. この場合、両槽1Aおよび1Bには、共にHF:C 25 OH=1:2とした電解溶液を注入する。 In this case, on both tanks 1A and 1B, both HF: C 2 H 5 OH = 1: 2 and the electrolyte solution is injected. そして、Pt電極3Aおよび3B間に200mA/cm 2 、15秒の通電を行った。 Then, under an electricity application of 200 mA / cm 2, 15 seconds between the Pt electrodes 3A and 3B. このとき、半導体基体11の表面が電解研磨され、基体表面には結晶性の良い面が露呈した(図6)。 At this time, the surface electrolytic polishing of the semiconductor substrate 11, the substrate surface was exposed good side of crystallinity (Fig. 6).

このようにして、結晶性の良い面が露呈した半導体基体11に、前述したと同様の半導体膜13の形成を工程等を繰り返し、複数枚の太陽電池を得ることができる。 In this manner, the semiconductor substrate 11 to be surface crystallinity is exposed, repeating the steps such as the formation of a similar semiconductor film 13 and described above, it is possible to obtain a plurality of solar cells.

尚、上述した各例においてはエピタキシャル半導体膜の半導体基体11からの剥離を、互いに引き離す外力を与えて剥離した場合であるが、或る場合は超音波振動によって剥離することができる。 Incidentally, the release from the semiconductor body 11 of the epitaxial semiconductor layer in each embodiment described above, although a case where the peeling is given an external force for separating from each other, some cases can be separated by ultrasonic vibration.

上述した各例において陽極化成において、電流密度が大きい場合や、長時間通電によって、半導体例えばSiの剥離が発生してこれによるSiくずが発生して装置内例えば電解溶液槽等に付着した場合は、半導体基体11を取り出して後、槽内にフッ硝酸液を注入することによって不要なSiの付着物を溶解除去することができる。 Anodizing in each example described above, or if the current density is large, the long energization, if the Si debris peeling of semiconductor such as Si is due to occur is attached to to apparatus for example, an electrolytic solution bath or the like occurs , it is possible to dissolve and remove the deposits unwanted Si by implanting after taken out of the semiconductor substrate 11, a hydrofluoric nitric acid solution in the bath. また、陽極化成を行う装置としては、図7の例に限らず、単槽構造において半導体基体を浸漬させる装置を用いることができる。 Further, as an apparatus for performing the anodizing may be used not limited to the example of FIG. 7, the device for immersing the semiconductor substrate in a single tank structure.

また、薄膜半導体、太陽電池を製造することによって厚さが減少した半導体基体に対し、この減少した厚さに見合った厚さの半導体のエピタキシャル成長を行って、上述した薄膜太陽電池の製造を繰返し行うようにすることによって、永久的に同一の半導体基体の使用が可能となるので、更に低コスト、低エネルギーで太陽電池を製造することができる。 The thin-film semiconductor, to the semiconductor substrate thickness by manufacturing the solar cell is reduced, by performing a semiconductor epitaxial growth thickness commensurate with the reduced thickness, to repeat the production of thin-film solar cell as described above by way, the permanent it is possible to use the same semiconductor substrate, it is possible to manufacture a solar cell lower cost, with lower energy.

上述した本実施の形態の製造方法によれば、半導体基体は、表面に多孔質層を形成し、これの上に半導体のエピタキシャル成長を行って、これを剥離するので半導体基体は多孔質化された厚さだけが消耗されるものであるが、上述したエピタキシャル半導体膜の形成および剥離の後は、半導体基体表面をエッチングおよび電解エッチングによって除去するので、再びこの半導体基体11を繰り返し使用して目的とする薄膜半導体、すなわち薄膜半型の、例えばフレキシブルな各種半導体装置を複数製造することができることから、安価に製造できる。 According to the manufacturing method of this embodiment described above, the semiconductor substrate, forming a porous layer on the surface, performing semiconductor epitaxially grown on this, the semiconductor substrate was made porous because peeling it only thickness is intended to be expendable, but after the formation and peeling of the epitaxial semiconductor film described above, since the semiconductor substrate surface is removed by etching and electrolytic etching, and purpose and repeatedly using this semiconductor substrate 11 again thin film semiconductor, i.e. a thin mold halves, a flexible various semiconductor devices because it can be more prepared, for example, can be manufactured at low cost.

また、半導体基体11が多孔質層の形成によって、これが薄くなるが、半導体基体11に、この厚さの減少に相当する厚さの半導体をエピタキシャル成長することによってその厚さの補償を行うようにすることもできる。 Further, by forming the semiconductor substrate 11 is a porous layer, which has become thin, the semiconductor substrate 11, so as to compensate for its thickness by epitaxial growth the thickness of the semiconductor which corresponds to a reduction of the thickness it is also possible. また、厚さの補償を行わない場合において、その厚さが薄くなった場合には、この半導体基体自体によって薄膜半導体として用いることができ、例えば太陽電池の製造もできるものである。 Further, in case of no compensation of thickness, if the thickness is thinned, it can be used as the thin film semiconductor by the semiconductor substrate itself, for example, those that can be produced a solar cell. したがって、半導体基体は、最終的に無効となることなく、殆ど無駄なく使用ができることから、これによってもコストの低減化をはかることができる。 Accordingly, the semiconductor substrate is finally disabled become possible without, since it is hardly used without waste, which makes it possible to achieve a reduction in cost.

また、本実施の形態の製造方法において、最終的に電解エッチングを行うときは、その後に連続して、次の多孔質層12の形成工程を行うことができる。 In the manufacturing method of this embodiment, when performing final electrolytic etching, it can be followed continuously, the step formation of the next porous layer 12.

また、上述の製造方法によれば、半導体膜13上に、支持基板42接合して基板とエピタキシャル半導体膜とを一体化させた後、基板をエピタキシャル半導体膜と共に、半導体基体から剥離する方法を採ることができるので、この基板の種類には制限はなく、フレキシブルプリント基板、リジッドなプリント基板、金属板、セラミック、ガラス、樹脂等、従来からの半導体技術の常識では到底考えられなかったような基板上に薄膜単結晶半導体を形成するとか、太陽電池を形成できる。 Further, according to the manufacturing method described above, on the semiconductor film 13, after integrating the substrate and the epitaxial semiconductor film support substrate 42 bonded to the substrate with an epitaxial semiconductor film adopts a method of peeling from the semiconductor body it is possible, no limitation on the kind of the substrate, a flexible printed board, rigid printed board, a metal plate, ceramic, glass, resin or the like, a substrate such as unthinkable hardly common sense semiconductor conventional techniques Toka forming a thin film single crystal semiconductor above, to form a solar cell.

また、単に単一多孔率を有する多孔質層上に半導体層をエピタキシャル成長させる方法にする場合は、その半導体膜の結晶性を良好にするには、結晶成長の核となる多孔質層の多孔率を小さくする必要があることから、陽極化成に当たって、電流密度を低くして、電解溶液のHF混合比を多くする必要がある。 Also, a simple to a method of epitaxially growing a semiconductor layer on a porous layer having a single porosity, to improve the crystallinity of the semiconductor film is porous the porous layer serving as a nucleus of crystal growth it is necessary to reduce the rate, when anodization, by lowering the current density, it is necessary to increase the HF mixing ratio of the electrolytic solution. ところが、このように、多孔率を低くすると、多孔質層が硬くなり、エピタキシャル半導体膜の分離が難しくなる。 However, in this way, lowering the porosity, the porous layer becomes hard, the separation of the epitaxial semiconductor film becomes difficult. そこで、分離強度を弱くするために多孔率を上げようと、例えば陽極化成の条件のうち、電流密度を高くして、電解溶液のHF混合比を少なくすると、この場合は分離は容易になるが、エピタキシャル半導体膜の結晶性が極端に悪くなる。 Therefore, the attempt to increase the porosity in order to weaken the separation strength, for example of the conditions of anodization, by increasing the current density and to reduce the HF mixing ratio of the electrolytic solution, in this case the separation is facilitated , the crystallinity of the epitaxial semiconductor film becomes extremely poor. ところが上述した方法によるときは、多孔質層の表面部分の多孔率を小さくして、多孔質層内部の多孔率が大きいという2面性の性質をもつ多孔質層を形成するので、多孔質層上にエピタキシャル半導体膜を良好に形成でき、しかも、エピタキシャル半導体膜を容易に分離できる。 But when by the method described above, to reduce the porosity of the surface portion of the porous layer, so to form a porous layer having the property of two dimensions of the porous layer inside the porosity is large, the porous layer an epitaxial semiconductor film can be favorably formed in the upper, moreover, can be easily separated epitaxial semiconductor film. 例えば、超音波により容易に分離させることができる程度の弱い多孔質層を形成することも可能である。 For example, it is possible to form a much weak porous layer can be easily separated by ultrasound.

また、多孔質層に形成する高多孔率層は、多孔率が大きいほど剥離が容易になるが、歪みが大きく、その影響が多孔質層の表面層にまで及ぼしてしまう。 Moreover, the high porosity layer formed on the porous layer is peeled off as the porosity is large becomes easy, distortion is large, the influence will be exerted to the surface layer of the porous layer. このため、表面層に亀裂が生じることもある。 Therefore, sometimes cracks in the surface layer. また、エピタキシャル成長を行う際、エピタキシャル半導体膜に欠陥を生じさせる原因となる。 Also, when performing the epitaxial growth, it could cause such a defect in the epitaxial semiconductor film. ところが、上述した方法では、多孔率の非常に高い層と多孔率の低い表面層との間に、これらの層から発生する歪みを緩和するバッファー層として、表面層よりやや多孔率の高い中間多孔率層を形成することにより、剥離が容易で良質のエピタキシャル半導体膜を形成できる。 However, in the above-described method, between the very high layer and porosity lower surface layer of porosity, as a buffer layer to mitigate the distortion generated from these layers high little porosity than the surface layer mesoporous by forming the rate layer, peeling it can be easily and form a high quality epitaxial semiconductor film.

また、上述の方法において高電流密度での陽極化成において、電流を間欠的に流すときは、多孔質層に高多孔率層を半導体基板側界面またはその近傍に形成することができるものであり、この場合、表面と剥離層となる高多孔質層とを最大限に離間させることができ、そのためバッファー層を薄くでき、その分多孔質層の厚さを減らし、半導体基体の厚さ減方向の消費を少なくすることができ、コストを更に低下させることが可能となる。 Also, anodizing at a high current density in the above-described method, when current flows intermittently, which can form a high-porosity layer on the semiconductor substrate side or near the interface to the porous layer, in this case, a highly porous layer to be the surface and the peeling layer can be spaced apart to the maximum, therefore can be made thin buffer layer, reducing the thickness of the correspondingly porous layer, the semiconductor substrate thickness down direction it is possible to reduce the consumption, it is possible to further reduce the cost.

また、低電流密度での陽極化成において、電流を漸次増大させることにより、多孔質層の表面層と剥離層との間のバッファー層の多孔率を内部に行くに従い漸次増大させるように形成するときは、バッファー層の機能を更に良好にすることができる。 Also, anodizing at low current density, by increasing the current gradually, when forming the porosity of the buffer layer between the porous layer surface layer and release layer to gradually increase as it goes inside it can further to improve the function of the buffer layer.

また、陽極化成を、フッ化水素とエタノールを含有する電解溶液、あるいは、フッ化水素とメタノールの混合液中で行うことにより、多孔質層を容易に形成することができる。 Also, the anodizing, the electrolyte solution containing hydrogen fluoride and ethanol or, by performing in hydrogen fluoride and a mixture of methanol, it is possible to easily form the porous layer. この場合、陽極化成の電流密度を変える際に、この電解溶液の組成も変えることにより、多孔率の調整範囲が更に大きくなる。 In this case, when changing the current density of anodization, by varying the composition of the electrolytic solution, the adjustment range of the porosity is further increased.

また、陽極化成中の光の照射を回避すれば、多孔質層の表面の凹凸の発生を軽減ないしは回避できて、良好な結晶性を有するエピタキシャル半導体膜を形成することができる。 Also, if avoiding irradiation of light in anodization, and can reduce or avoid the occurrence of unevenness of the surface of the porous layer, it is possible to form the epitaxial semiconductor layer having a good crystallinity.

また、多孔質層を形成した後、水素ガス雰囲気中で加熱することにより、多孔質層の表面層の表面はなめらかになり、良好な結晶性を有するエピタキシャル半導体膜を形成することができた。 Further, after forming the porous layer by heating in a hydrogen gas atmosphere, the surface of the surface layer of the porous layer is smooth, it was possible to form an epitaxial semiconductor film having a good crystallinity. また、多孔質層を形成した後、水素ガス雰囲気中での加熱工程の前に、多孔質層を熱酸化することにより、多孔質層の内部が酸化されるので、次工程の水素中アニールを施しても、多孔質層には大きな構造変化が生じ難くなり、多孔質層の表面に内部からの歪みが伝わり難くなるため、結晶性の良好なエピタキシャル半導体膜を形成することができる。 Further, after forming the porous layer, prior to the heating step in a hydrogen gas atmosphere by the porous layer is thermally oxidized, so the porous layer is oxidized, the hydrogen in the next step annealing be subjected, the porous layer becomes difficult to occur a large structural change, since the distortion of the inside surface of the porous layer is not easily transmitted, it is possible to form a crystalline good epitaxial semiconductor film.

本発明方法の一実施例の工程図(その1)である。 Process diagram of an embodiment of the present invention a method is a (1). A〜Dは、その各工程の断面図である。 A~D is a cross-sectional view of the respective steps. 本発明方法の一実施例の工程図(その2)である。 Process diagram of an embodiment of the present invention a method (No. 2). E〜Hは、その各工程の断面図である。 E~H is a cross-sectional view of the respective steps. 本発明方法の他の実施例の工程図(その1)である。 Process diagram of another embodiment of the present invention a method is a (1). AおよびBは、その各工程の断面図である。 A and B are cross-sectional views of the respective steps. 本発明方法の他の実施例の工程図(その2)である。 Process diagram of another embodiment of the present invention a method (No. 2). CおよびDは、その各工程の断面図である。 C and D are sectional views of the respective steps. 本発明方法の他の実施例の工程図(その3)である。 Process diagram of another embodiment of the present invention a method is a third. E〜Fは、その各工程の断面図である。 E~F is a cross-sectional view of the respective steps. 本発明方法の他の実施例の工程図(その4)である。 Process diagram of another embodiment of the present invention a method is a fourth. 本発明方法を実施する陽極化成装置の一例の構成図である。 Is a configuration diagram of an example of an anodizing apparatus for carrying out the present invention method.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11 半導体基体、12 多孔質層、12M 中間多孔率層、12H 高多孔率層、13 半導体膜、131 第1の半導体膜、132 第2の半導体膜、133 第3の半導体膜、41 導電線、42 透明基板 11 semiconductor substrate 12 porous layer, 12M intermediate porosity layer, 12H high porosity layer, 13 a semiconductor film, 131 a first semiconductor film, 132 a second semiconductor film, 133 the third semiconductor film, 41 conductive wires, 42 transparent substrate

Claims (7)

  1. 半導体基体表面を、陽極化成の電流密度を順次大きくなるように3段階に変化させて、多孔質の表面層と、該表面層下に形成され該表面層に比して多孔率が大きい中間多孔率層と、該中間多孔率層内部もしくは中間多孔率層の下層に形成され前記表面層および前記中間多孔率層に比して多孔率が大きい高多孔率層とを有するような多孔質層に変化させる工程と、 The semiconductor substrate surface, and varied in three stages such that sequentially increasing the current density of anodization, a porous surface layer of the formed under the surface layer mesoporous porosity is greater than the surface layer and rate layer, the porous layer that has a intermediate porosity layer internal or intermediate porosity layer lower layer is formed the surface layer and the than the intermediate porosity layer porosity of greater high porosity layer and a step of changing,
    前記多孔質層に半導体膜を形成する工程と、 Forming a semiconductor film on said porous layer,
    前記半導体膜を、前記多孔質層を介して前記半導体基体から剥離する工程とを有し、 Said semiconductor film, and a step of peeling from the semiconductor body through the porous layer,
    前記陽極化成の電解溶液として、フッ化水素とエタノールを含有する電解溶液、あるいはフッ化水素とメタノールを含有する電解溶液を用い、 As an electrolytic solution of the anodizing, the electrolytic solution containing hydrogen fluoride and ethanol, or an electrolytic solution containing hydrogen fluoride and methanol used,
    前記陽極化成の第1段階での電流密度を、0.5〜3mA/cm 未満とし、 The current density in the first stage of the anodizing, and less than 0.5~3mA / cm 2,
    前記陽極化成の第2段階での電流密度を、3〜20mA/cm とし、 The current density at the second stage of the anodizing, the 3~20mA / cm 2,
    前記陽極化成の第3段階での電流密度を、40〜300mA/cm とし、 The current density in the third stage of the anodizing, the 40~300mA / cm 2,
    前記第3段階での処理時間を、前記第1段階及び前記第2段階での処理時間より短時間とする ことを特徴とする薄膜半導体の製造方法。 Wherein the processing time in the third step, the thin film semiconductor manufacturing method which is characterized in that a shorter time than the processing time in the first stage and the second stage.
  2. 前記多孔質層に変化させる工程後に、H 2雰囲気中で所要温度によるアニール処理を行う工程を有する ことを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体の製造方法。 Wherein after the step of changing the porous layer to claim 1 a method of manufacturing a thin film semiconductor, wherein further comprising the step of annealing is performed by a required temperature in an H 2 atmosphere.
  3. 前記多孔質層に形成する半導体膜がエピタキシャル半導体膜である ことを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体の製造方法。 Claim 1 The method of manufacturing a thin film semiconductor, wherein a semiconductor film formed on the porous layer is an epitaxial semiconductor film.
  4. 前記半導体膜に回路素子もしくは集積回路を形成して後、前記半導体膜を前記多孔質層を介して前記半導体基体から剥離する工程を行う ことを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体の製造方法。 Wherein after the semiconductor film to form a circuit element or an integrated circuit, the semiconductor film using the method of preparation according to claim 1 thin film according semiconductors through the porous layer, characterized in that a step of peeling from the semiconductor body .
  5. 前記半導体基体が、Si,SiGe,GaAs,GaPのいずれかによる ことを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体の製造方法。 Said semiconductor substrate, Si, SiGe, GaAs, claim 1 a thin film semiconductor manufacturing, wherein a by either GaP.
  6. 前記多孔質層に半導体膜を形成する工程の後に、前記半導体膜表面を平坦研磨する工程を経る ことを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体の製造方法。 Wherein the porous layer after forming a semiconductor film, the semiconductor film surface claim 1 a thin film semiconductor manufacturing, wherein the undergoing step of flat polishing.
  7. 前記多孔質層に半導体膜を形成する工程の後に、前記半導体膜上に接着剤を介して支持基板を接合する工程を経て後、前記半導体膜を前記多孔質層を介して前記半導体基体から剥離する工程を行う ことを特徴とする請求項1記載の薄膜半導体の製造方法。 After the step of forming a semiconductor film on the porous layer, peeled off from the rear through the step of bonding the supporting substrate through an adhesive to the semiconductor film, the semiconductor film using the semiconductor substrate through the porous layer claim 1 the method of manufacturing a thin film semiconductor, wherein the performing step of.
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