JPH05217993A

JPH05217993A - 半導体基板とその作製方法

Info

Publication number: JPH05217993A
Application number: JP1651292A
Authority: JP
Inventors: Kiyobumi Sakaguchi; 清文坂口; Takao Yonehara; 隆夫米原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】第１のＳｉ基体１１を多孔質化する工程、該
多孔質Ｓｉ１２上に単結晶Ｓｉ層１３を形成する工程、
該単結晶Ｓｉ層上に絶縁層１４を形成する工程、該絶縁
層上に最終的に支持基体１５となる十分に厚い層を形成
する工程と、該多孔質Ｓｉ１２を弗酸、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、あるいは、バッファード弗酸あるいはバッ
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つ
に、浸潤させることによって、前記多孔質Ｓｉを選択的
に無電解湿式化学エッチングすることにより、除去する
エッチング工程、とを有することを特徴とする半導体基
板の作製方法。【効果】絶縁物基板上に結晶性の良い単結晶Ｓｉ層を
得るうえで、生産性、均一性、制御性、経済性の面にお
いて卓越した方法を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板及びその作
製方法に関する。更に詳しくは、誘電体分離あるいは、
絶縁物上の単結晶半導体層に作成される電子デバイス、
集積回路に適する半導体基板及びその作製方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】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。

【０００３】上記したようなデバイス特性上の多くの利
点を実現するために、ここ数十年に渡り、ＳＯＩ構造の
形成方法について研究されてきている。この内容は、例
えば以下の文献にまとめられている。

【０００４】ＳｐｅｃｉａｌＩｓｓｕｅ：“Ｓｉｎｇ
ｌｅ−ｃｒｙｓｔａｌｓｉｌｉｃｏｎｏｎｎｏｎ
−ｓｉｎｇｌｅ−ｃｒｙｓｔａｌｉｎｓｕｌａｔｏｒ
ｓ”；ｅｄｉｔｅｄｂｙＧ．Ｗ．Ｃｕｌｌｅｎ，
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔ
ｈ，ｖｏｌｕｍｅ６３，ｎｏ３，ｐｐ４２９〜
５９０（１９８３）。

【０００５】また、古くは、単結晶サファイア基板上
に、ＳｉをＣＶＤ（化学気相法）で、ヘテロエピタキシ
−させて形成するＳＯＳ（シリコンオンサファイ
ア）が知られており、最も成熟したＳＯＩ技術として一
応の成功を収めはしたが、Ｓｉ層と下地サファイア基板
界面の格子不整合により大量の結晶欠陥、サファイア基
板からのアルミニュ−ムのＳｉ層への混入、そして何よ
りも基板の高価格と大面積化への遅れにより、その応用
の広がりが妨げられている。比較的近年には、サファイ
ア基板を使用せずにＳＯＩ構造を実現しょうという試み
が行なわれている。この試みは、次の二つに大別され
る。

【０００６】１．Ｓｉ単結晶基板を表面酸化後に、窓を
開けてＳｉ基板を部分的に表出させ、その部分をシ−ド
として横方向へエピタキシャル成長させ、ＳｉＯ₂上へ
Ｓｉ単結晶層を形成する（この場合には、ＳｉＯ₂上に
Ｓｉ層の堆積をともなう。）。

【０００７】２．Ｓｉ単結晶基板そのものを活性層とし
て使用し、その下部にＳｉＯ₂を形成する（この方法
は、Ｓｉ層の堆積をともなわない。）。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】上記１を実現する
手段として、ＣＶＤにより、直接、単結晶層Ｓｉを横方
向エピタキシャル成長させる方法、非晶質Ｓｉを堆積し
て、熱処理により固相横方向エピタキシャル成長させる
方法、非晶質あるいは、多結晶Ｓｉ層に電子線、レ−ザ
−光等のエネルギ−ビ−ムを収束して照射し、溶融再結
晶により単結晶層をＳｉＯ₂上に成長させる方法、そし
て、棒状ヒ−タ−により帯状に溶融領域を走査する方法
（ＺｏｎｅＭｅｌｔｉｎｇＲｅｃｒｙｓｔａｌｌｉ
ｚａｔｉｏｎ）が知られている。これらの方法にはそれ
ぞれ一長一短があるが、その制御性、生産性、均一性、
品質に多大の問題を残しており、いまだに、工業的に実
用化したものはない。たとえば、ＣＶＤ法は平坦薄膜化
するには、犠牲酸化が必要となり、固相成長法ではその
結晶性が悪い。また、ビ−ムアニ−ル法では、収束ビ−
ム走査による処理時間と、ビ−ムの重なり具合、焦点調
整などの制御性に問題がある。このうち、ＺｏｎｅＭ
ｅｌｔｉｎｇＲｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ法
がもっとも成熟しており、比較的大規模な集積回路も試
作されてはいるが、依然として、亜粒界等の結晶欠陥
は、多数残留しており、少数キャリヤ−デバイスを作成
するにいたってない。

【０００９】上記２の方法であるＳｉ基板をエピタキシ
ャル成長の種子として用いない方法に於ては、次の４種
類の方法が挙げられる。

【００１０】１．Ｖ型の溝が表面に異方性エッチングさ
れたＳｉ単結晶基板に酸化膜を形成し、該酸化膜上に多
結晶Ｓｉ層をＳｉ基板と同じ程厚く堆積した後、Ｓｉ基
板の裏面から研磨によって、厚い多結晶Ｓｉ層上にＶ溝
に囲まれて誘電分離されたＳｉ単結晶領域を形成する。
この手法に於ては、活性層がすでに分離されている薄膜のＳｉ層の作製が困難均一な研磨が難しい等の、制御性、と生産性の点から問題がある。

【００１１】２．サイモックス（ＳＩＭＯＸ：Ｓｅｐｅ
ｒａｔｉｏｎｂｙｉｏｎｉｍｐｌａｎｔｅｄｏ
ｘｙｇｅｎ）と称されるＳｉ単結晶基板中に酸素のイオ
ン注入によりＳｉＯ₂層を形成する方法であり、Ｓｉプ
ロセスと整合性が良いため現在もっとも成熟した手法で
ある。しかしながら、ＳｉＯ₂層形成をするためには、
酸素イオンを１０¹⁸ｉｏｎｓ／ｃｍ²以上も注入する必
要があるが、その注入時間は長大であり、生産性は高い
とはいえず、また、ウエハ−コストは高い。更に、結晶
欠陥は多く残存し、工業的に見て、少数キャリヤ−デバ
イスを作製できる充分な品質に至っていない。

【００１２】３．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。この方法は、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．ＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ，ｖｏ
ｌ．６３，５４７（１９８３）），もしくは、エピタキ
シャル成長とパタ−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。

【００１３】また、本発明は、ＳＯＩ構造の大規模集積
回路を作製する際にも、高価なＳＯＳや、ＳＩＭＯＸの
代替足り得る半導体基板の作製方法を提案することを目
的とする。

【００１４】次に、本方法に必須である多孔質層の化学
エッチングによる除去について論じる。

【００１５】一般に、Ｐ＝（２．３３−Ａ）／２．３３（１）をＰｏｒｏｓｉｔｙといい、陽極化成時に、この値を変
化させることが可能であり、次のように、表せる。

【００１６】Ｐ＝（ｍ１−ｍ２）／（ｍ１−ｍ３）（２）または、Ｐ＝（ｍ１−ｍ２）／ρＡｔ（３）ｍ１：陽極化成前の全重量ｍ２：陽極化成後の全重量ｍ３：多孔質Ｓｉを除去した後の全重量 ρ：単結晶Ｓｉの密度Ａ：多孔質化した面積ｔ：多孔質Ｓｉの厚さで表されるが、多孔質化する領域の面積を正確に算出で
きない場合も多々ある。この場合は、式（２）が有効で
あるが、ｍ３を測定するためには、多孔質Ｓｉをエッチ
ングしなければならない。

【００１７】また、上記した多孔質Ｓｉ上のエピタキシ
ャル成長において、多孔質Ｓｉはその構造的性質のた
め、ヘテロエピタキシャル成長の際に発生する歪みを緩
和して、欠陥の発生を抑制することが可能である。しか
しながら、この場合も、多孔質ＳｉのＰｏｒｏｓｉｔｙ
が非常に重要なパラメ−タ−となることは明らかであ
る。したがって、上記のＰｏｒｏｓｉｔｙの測定は、こ
の場合も必要不可欠である。

【００１８】多孔質Ｓｉをエッチングする方法としては１．ＮａＯＨ水溶液で多孔質Ｓｉをエッチングする
（Ｇ．Ｂｏｎｃｈｉｌ，Ｒ．Ｈｅｒｉｎｏ，Ｋ．Ｂａｒ
ｌａ，ａｎｄＪ．Ｃ．Ｐｆｉｓｔｅｒ，Ｊ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１３０，ｎｏ．
７，１６１１（１９８３））。２．単結晶Ｓｉをエッチングすることが可能なエッチン
グ液で多孔質Ｓｉをエッチングする。が知られている。

【００１９】上記２の方法は、通常、フッ硝酸系のエッ
チング液が用いられるが、このときのＳｉのエッチング
過程は、Ｓｉ＋２Ｏ → ＳｉＯ₂ （４）ＳｉＯ₂＋４ＨＦ → ＳｉＦ₄＋Ｈ₂Ｏ（５）に示される様に、Ｓｉが硝酸で酸化され、ＳｉＯ₂に変
質し、そのＳｉＯ₂をフッ酸でエッチングすることによ
りＳｉのエッチングが進む。

【００２０】結晶Ｓｉをエッチングする方法としては、
上記フッ硝酸系エッチング液の他に、エチレンジアミン系ＫＯＨ系ヒドラジン系などがある。

【００２１】これらのことから、多孔質Ｓｉの選択エッ
チングを行うためには、上記Ｓｉエッチング液以外で多
孔質Ｓｉをエッチングすることのできるエッチング液を
選ぶ必要がある。従来行われている多孔質Ｓｉの選択エ
ッチングは、ＮａＯＨ水溶液をエッチング液としたエッ
チングのみである。

【００２２】また、上記したように、フッ硝酸系のエッ
チング液では、多孔質Ｓｉがエッチングされるが、結晶
Ｓｉもエッチングされてしまう。

【００２３】従来行われているＮａＯＨ水溶液を用いた
多孔質Ｓｉの選択エッチング方法では、Ｎａイオンがエ
ッチング表面に吸着することは避けられない。このＮａ
イオンは、不純物汚染の主たる原因となり、界面準位を
形成するなどの悪影響を与えるのみで、半導体プロセス
において導入されてはならない物質である。

【００２４】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の半導
体基板の第１の態様は、第１のＳｉ基体を多孔質化する
工程、該多孔質Ｓｉ上に単結晶Ｓｉ層を形成する工程、
該単結晶Ｓｉ層上に絶縁層を形成する工程、該絶縁層上
に最終的に支持基体となる十分に厚い層を形成する工程
と、該多孔質Ｓｉを弗酸、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、
あるいは、バッファード弗酸あるいはバッファード弗酸
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つに、浸潤させる
ことによって、前記多孔質Ｓｉを選択的に無電解湿式化
学エッチングすることにより、除去するエッチング工
程、とを経て得られたことを特徴とする半導体基板であ
る。

【００２５】本発明の半導体基板の第２の態様は、第１
のＳｉ基体を主面側の表面層を除いてすべて多孔質化す
る工程、該主面側の残留単結晶Ｓｉ層上に絶縁層を形成
する工程、該絶縁層上に最終的に支持基体となる十分に
厚い層を形成する工程と、該多孔質Ｓｉを弗酸、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、あるいは、バッファード弗酸ある
いは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つに、浸潤させることによって、前記多孔質Ｓｉを
選択的に無電解湿式化学エッチングすることにより、除
去するエッチング工程、とを経て得られたことを特徴と
する半導体基板である。

【００２６】又、本発明の半導体基板の作製方法の第１
の態様は、第１のＳｉ基体を多孔質化する工程、該多孔
質Ｓｉ上に単結晶Ｓｉ層を形成する工程、該単結晶Ｓｉ
層上に絶縁層を形成する工程、該絶縁層上に最終的に支
持基体となる十分に厚い層を形成する工程と、該多孔質
Ｓｉを弗酸、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、あるいは、バ
ッファード弗酸あるいは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つに、浸潤させることによっ
て、前記多孔質Ｓｉを選択的に無電解湿式化学エッチン
グすることにより、除去するエッチング工程、とを有す
ることを特徴とする半導体基板の作製方法である。

【００２７】本発明の半導体基板の作製方法の第２の態
様は、第１のＳｉ基体を主面側の表面層を除いてすべて
多孔質化する工程、該主面側の残留単結晶Ｓｉ層上に絶
縁層を形成する工程、該絶縁層上に最終的に支持基体と
なる十分に厚い層を形成する工程と、該多孔質Ｓｉを弗
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、あるいは、バッファー
ド弗酸あるいは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つに、浸潤させることによって、前記多
孔質Ｓｉを選択的に無電解湿式化学エッチングすること
により、除去するエッチング工程、とを有することを特
徴とする半導体基板の作製方法である。

【００２８】本発明は、経済性に優れて、大面積に渡り
均一平坦な、極めて優れた結晶性を有するＳｉ単結晶基
板を用いて、表面にＳｉ活性層を残して、その片面から
該活性層までを除去して、絶縁物上に欠陥の著しく少な
いＳｉ単結晶層を得ることにある。

【００２９】また、本発明は、ＳＯＩ構造の大規模集積
回路を作製する際にも、高価なＳＯＳや、ＳＩＭＯＸの
代替足り得る半導体基板の作製方法を提案することを目
的とする。

【００３０】さらに、本発明は、半導体プロセス上悪影
響をおよぼさない湿式化学エッチング液を用いて、結晶
Ｓｉをエッチングせずに、多孔質Ｓｉを選択的に化学エ
ッチングすることにより、達成されるものである。

【００３１】とりわけ本発明に於いて重要な、多孔質Ｓ
ｉの選択エッチング方法は、結晶Ｓｉに対してはエッチ
ング作用を持たない弗酸、あるいは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
混合液を、あるいは、バッファード弗酸、あるいはバッ
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を、選択エッチング
液としてもちいることを特徴とする。

【００３２】本発明の多孔質Ｓｉの選択湿式化学エッチ
ング液中の過酸化水素は、酸化剤として作用し、過酸化
水素の比率を変えることにより反応速度を制御すること
が可能である。

【００３３】本発明の多孔質Ｓｉの選択湿式化学エッチ
ング液中のアルコ−ルは、表面活性剤として作用し、エ
ッチングによる反応生成気体の気泡を瞬時にエッチング
表面から除去し、均一に、かつ効率良く多孔質Ｓｉの選
択エッチングが可能となる。

【００３４】〔実施態様例１〕Ｓｉ基板はＨＦ溶液を用
いた陽極化成法によって多孔質化させる。この多孔質Ｓ
ｉ層は、単結晶Ｓｉの密度２．３３ｇ／ｃｍ³に比べ
て、ＨＦ溶液濃度を５０〜２０％に変化させることでそ
の密度を１．１〜０．６ｇ／ｃｍ³の範囲に変化させる
ことができる。この多孔質層は、下記の理由により、Ｎ
型Ｓｉ層には形成されず、Ｐ型Ｓｉ基板のみに形成され
る。この多孔質Ｓｉ層は、透過電子顕微鏡による観察に
よれば、平均約６００Å程度の径の孔が形成される。

【００３５】多孔質Ｓｉは、Ｕｈｌｉｒ等によって１９
５６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，ＢｅｌｌＳｙｓｔ．Ｔｅｃｈ．
Ｊ．，ｖｏｌ．３５，３３３（１９５６））。

【００３６】また、ウナガミ等は陽極化成におけるＳｉ
の溶解反応を研究し、ＨＦ溶液中のＳｉの陽極反応には
正孔が必要であり、その反応は、次のようであると報告
している（Ｔ．ウナガミ、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅ
ｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１２７，４７６（１９８
０））。

【００３７】Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｅ⁺ → Ｓｉ
Ｆ₂＋２Ｈ⁺＋ｎｅ^- ＳｉＦ₂＋２ＨＦ → ＳｉＦ₄＋Ｈ₂ ＳｉＦ₄＋２ＨＦ → Ｈ₂ＳｉＦ₆ または、Ｓｉ＋４ＨＦ＋（４−λ）ｅ⁺ → ＳｉＦ₄＋４Ｈ⁺＋
λｅ^- ＳｉＦ₄＋２ＨＦ → Ｈ₂ＳｉＦ₆

【００３８】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。

【００３９】以上のことから、正孔の存在するＰ型Ｓｉ
は多孔質化されるが、Ｎ型Ｓｉは多孔質化されない。こ
の多孔質化における選択性は長野等および今井によって
実証されている（長野、中島、安野、大中、梶原、電子
通信学会技術研究報告、ｖｏｌ．７９，ＳＳＤ７９−９
５４９（１９７９））、（Ｋ．Ｉｍａｉ，Ｓｏｌｉｄ−
ＳｔａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２４，
１５９（１９８１））。

【００４０】しかし、高濃度Ｎ型Ｓｉであれば多孔質化
されるとの報告もあり（Ｒ．Ｐ．Ｈｏｌｍｓｔｒｏｍ
ａｎｄＪ．Ｙ．Ｃｈｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，ｖｏｌ．４２，３８６（１９８３））、Ｐ型、Ｎ
型の別にこだわらず、多孔質化を実現できる基板を選ぶ
ことが重要である。

【００４１】多孔質Ｓｉ層には、透過電子顕微鏡による
観察によれば、平均約６００Å程度の径の孔が形成され
ており、その密度は単結晶Ｓｉに比べると、半分以下に
なるにもかかわらず、単結晶性は維持されており、多孔
質層の上部へ単結晶Ｓｉ層をエピタキシャル成長させる
ことも可能である。ただし、１０００℃以上では、内部
の孔の再配列が起こり、増速エッチングの特性が損なわ
れる。このため、Ｓｉ層のエピタキシャル成長には、分
子線エピタキシャル成長、プラズマＣＶＤ、減圧ＣＶＤ
法、光ＣＶＤ、バイアス・スパッタ−法、液相成長法等
の低温成長が好適とされている。

【００４２】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。

【００４３】図１（ａ）に示すように、まず第１のＳｉ
単結晶基板１１を用意して、その基板すべてを多孔質化
１２する。さらに、多孔質Ｓｉ上に単結晶Ｓｉ層１３を
形成し、さらに単結晶Ｓｉ層１３上に絶縁層１４を形成
する（図１（ｂ））。

【００４４】図１（ｃ）に示すように、絶縁層上に最終
的に支持基板となるように厚い層１５を形成する。

【００４５】次に、下記８種類の多孔質Ｓｉの選択エッ
チング液の少なくとも１種類を用いて、多孔質Ｓｉ１２
のみを無電解湿式化学エッチングして絶縁性基板１５＋
１４上に薄膜化した単結晶Ｓｉ層１３を残存させ形成す
る。

【００４６】図１（ｄ）には、本発明で得られる半導体
基板が示される。絶縁性基板１５＋１４上に単結晶Ｓｉ
層１３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。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。

【００４７】多孔質Ｓｉのみを無電解湿式エッチングす
る選択エッチング法について、以下に述べる。

【００４８】図４に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを４９％
弗酸に撹はんしながら浸潤したときのエッチングされた
多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時間依存性
を示す。多孔質Ｓｉは単結晶Ｓｉを陽極化成によって作
成し、その条件を以下にしめす。陽極化成によって形成
する多孔質Ｓｉの出発材料は、単結晶Ｓｉに限定される
ものではなく、他の結晶構造のＳｉでも可能である。

【００４９】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００５０】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸（白丸）に撹はんしながら浸潤し
た。のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多
孔質Ｓｉは急速にエッチングされ、４０分ほどで９０μ
ｍ、更に、８０分経過させると２０５μｍも、高度の表
面性を有して、均一にエッチングされる。エッチング速
度は溶液濃度及び、温度に依存する。

【００５１】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸（黒丸）に撹はんしながら浸潤し
た。のちに、該非多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。
非多孔質Ｓｉは、８０分経過した後にも、５０Å以下し
かエッチングされなかった。

【００５２】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【００５３】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【００５４】図５に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを４９％
弗酸とアルコールとの混合液（１０：１）に撹はんする
ことなしに浸潤したときのエッチングされた多孔質Ｓｉ
と単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時間依存性を示す。多
孔質Ｓｉは単結晶Ｓｉを陽極化成によって作成し、その
条件を以下にしめす。陽極化成によって形成する多孔質
Ｓｉの出発材料は、単結晶Ｓｉに限定されるものではな
く、他の結晶構造のＳｉでも可能である。

【００５５】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００５６】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸とアルコールとの混合液（１０：
１）（白丸）に撹はんすることなしに浸潤した。のち
に、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質Ｓｉ
は急速にエッチングされ、４０分ほどで８５μｍ、更
に、８０分経過させると１９５μｍも、高度の表面性を
有して、均一にエッチングされる。エッチング速度は溶
液濃度及び、温度に依存する。

【００５７】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸とアルコールとの混合液（１０：
１）（黒丸）に撹はんすることなしに浸潤した。のち
に、該非多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。非多孔質
Ｓｉは、８０分経過した後にも、５０Å以下しかエッチ
ングされなかった。

【００５８】特に、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。

【００５９】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【００６０】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【００６１】図６に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを４９％
弗酸と３０％過酸化水素水との混合液（１：５）に撹は
んしながら浸潤したときのエッチングされた多孔質Ｓｉ
と単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時間依存性を示す。多
孔質Ｓｉは単結晶Ｓｉを陽極化成によって作成し、その
条件を以下にしめす。陽極化成によって形成する多孔質
Ｓｉの出発材料は、単結晶Ｓｉに限定されるものではな
く、他の結晶構造のＳｉでも可能である。

【００６２】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００６３】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液
（１：５）（白丸）に撹はんすることなしに浸潤した。
のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質
Ｓｉは急速にエッチングされ、４０分ほどで１１２μ
ｍ、更に、８０分経過させると２５６μｍも、高度の表
面性を有して、均一にエッチングされる。エッチング速
度は溶液濃度及び、温度に依存する。

【００６４】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液
（１：５）（黒丸）に撹はんしながら浸潤した。のち
に、該非多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。非多孔質
Ｓｉは、８０分経過した後にも、５０Å以下しかエッチ
ングされなかった。

【００６５】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。

【００６６】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【００６７】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【００６８】図７に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを４９％
弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水との混合液（１
０：６：５０）に撹はんすることなしに浸潤したときの
エッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚みのエッ
チング時間依存性を示す。多孔質Ｓｉは単結晶Ｓｉを陽
極化成によって作成し、その条件を以下にしめす。陽極
化成によって形成する多孔質Ｓｉの出発材料は、単結晶
Ｓｉに限定されるものではなく、他の結晶構造のＳｉで
も可能である。

【００６９】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００７０】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水
との混合液（１０：６：５０）（白丸）に撹はんするこ
となしに浸潤した。のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少
を測定した。多孔質Ｓｉは急速にエッチングされ、４０
分ほどで１０７μｍ、更に、８０分経過させると２４４
μｍも、高度の表面性を有して、均一にエッチングされ
る。エッチング速度は溶液濃度及び、温度に依存する。

【００７１】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水
との混合液（１０：６：５０）（黒丸）に撹はんするこ
となしに浸潤した。のちに、該非多孔質Ｓｉの厚みの減
少を測定した。非多孔質Ｓｉは、８０分経過した後に
も、５０Å以下しかエッチングされなかった。

【００７２】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。

【００７３】特に、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。

【００７４】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【００７５】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【００７６】図８に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉをバッフ
ァード弗酸（ＮＨ４Ｆ３６％、ＨＦ４．５％）に撹はん
しながら浸潤したときのエッチングされた多孔質Ｓｉと
単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時間依存性を示す。多孔
質Ｓｉは単結晶Ｓｉを陽極化成によって作成し、その条
件を以下にしめす。陽極化成によって形成する多孔質Ｓ
ｉの出発材料は、単結晶Ｓｉに限定されるものではな
く、他の結晶構造のＳｉでも可能である。

【００７７】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００７８】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸（白丸）に撹はんしながら浸
潤した。のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定し
た。多孔質Ｓｉは急速にエッチングされ、４０分ほどで
７０μｍ、更に、１２０分経過させると１１８μｍも、
高度の表面性を有して、均一にエッチングされる。エッ
チング速度は溶液濃度及び、温度に依存する。

【００７９】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸（黒丸）に撹はんしながら浸
潤した。のちに、該非多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定し
た。非多孔質Ｓｉは、１２０分経過した後にも、５０Å
以下しかエッチングされなかった。

【００８０】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【００８１】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【００８２】図９に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉをバッフ
ァード弗酸（ＮＨ４Ｆ３６％、ＨＦ４．５％）とアルコ
ールとの混合液（１０：１）に撹はんすることなしに浸
潤したときのエッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉ
の厚みのエッチング時間依存性を示す。多孔質Ｓｉは単
結晶Ｓｉを陽極化成によって作成し、その条件を以下に
しめす。陽極化成によって形成する多孔質Ｓｉの出発材
料は、単結晶Ｓｉに限定されるものではなく、他の結晶
構造のＳｉでも可能である。

【００８３】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００８４】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸とアルコールとの混合液（１
０：１）（白丸）に撹はんすることなしに浸潤した。の
ちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多孔質Ｓ
ｉは急速にエッチングされ、４０分ほどで６７μｍ、更
に、１２０分経過させると１１２μｍも、高度の表面性
を有して、均一にエッチングされる。エッチング速度は
溶液濃度及び、温度に依存する。

【００８５】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸とアルコールとの混合液（１
０：１）（黒丸）に撹はんすることなしに浸潤した。の
ちに、該非多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。非多孔
質Ｓｉは、１２０分経過した後にも、５０Å以下しかエ
ッチングされなかった。

【００８６】特に、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。

【００８７】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【００８８】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【００８９】図１０に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉをバッ
ファード弗酸（ＮＨ４Ｆ３６％、ＨＦ４．５％）と３０
％過酸化水素水との混合液（１：５）に撹はんしながら
浸潤したときのエッチングされた多孔質Ｓｉと単結晶Ｓ
ｉの厚みのエッチング時間依存性を示す。多孔質Ｓｉは
単結晶Ｓｉを陽極化成によって作成し、その条件を以下
にしめす。陽極化成によって形成する多孔質Ｓｉの出発
材料は、単結晶Ｓｉに限定されるものではなく、他の結
晶構造のＳｉでも可能である。

【００９０】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００９１】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸と３０％過酸化水素水との混
合液（１：５）（白丸）に撹はんすることなしに浸潤し
た。のちに、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。多
孔質Ｓｉは急速にエッチングされ、４０分ほどで８８μ
ｍ、更に、１２０分経過させると１４７μｍも、高度の
表面性を有して、均一にエッチングされる。エッチング
速度は溶液濃度及び、温度に依存する。

【００９２】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸と３０％過酸化水素水との混
合液（１：５）（黒丸）に撹はんしながら浸潤した。の
ちに、該非多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。非多孔
質Ｓｉは、１２０分経過した後にも、５０Å以下しかエ
ッチングされなかった。

【００９３】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。

【００９４】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【００９５】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【００９６】図１１に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉをバッ
ファード弗酸（ＮＨ４Ｆ３６％、ＨＦ４．５％）とアル
コールと３０％過酸化水素水との混合液（１０：６：５
０）に撹はんすることなしに浸潤したときのエッチング
された多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時間
依存性を示す。多孔質Ｓｉは単結晶Ｓｉを陽極化成によ
って作成し、その条件を以下にしめす。陽極化成によっ
て形成する多孔質Ｓｉの出発材料は、単結晶Ｓｉに限定
されるものではなく、他の結晶構造のＳｉでも可能であ
る。

【００９７】印加電圧：２．６（Ｖ）電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２．４（時間）多孔質Ｓｉの厚み：３００（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：５６（％）

【００９８】上記条件により作成した多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸とアルコールと３０％過酸化
水素水との混合液（１０：６：５０）（白丸）に撹はん
することなしに浸潤した。のちに、該多孔質Ｓｉの厚み
の減少を測定した。多孔質Ｓｉは急速にエッチングさ
れ、４０分ほどで８３μｍ、更に、１２０分経過させる
と１４０μｍも、高度の表面性を有して、均一にエッチ
ングされる。エッチング速度は溶液濃度及び、温度に依
存する。

【００９９】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
においてバッファード弗酸とアルコールと３０％過酸化
水素水との混合液（１０：６：５０）（黒丸）に撹はん
することなしに浸潤した。のちに、該非多孔質Ｓｉの厚
みの減少を測定した。非多孔質Ｓｉは、１２０分経過し
た後にも、５０Å以下しかエッチングされなかった。

【０１００】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、シリコンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくら
べて増速することが可能となり、更に過酸化水素水の比
率を変えることにより、その反応速度を制御することが
できる。

【０１０１】特に、アルコールを添加することによっ
て、エッチングによる反応生成気体の気泡を、瞬時にエ
ッチング表面から、撹はんすることなく、除去でき、均
一にかつ効率よく多孔質Ｓｉをエッチングすることがで
きる。

【０１０２】エッチング後の多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉ
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。

【０１０３】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲、および上記アルコールの効果を奏する範囲で設定
される。

【０１０４】〔実施態様例２〕図２（ａ）に示すよう
に、まず第１のＳｉ単結晶基板２１を用意して、その表
面層を多孔質化２２する。さらに、多孔質Ｓｉ上に単結
晶Ｓｉ層２３を形成し、さらに単結晶Ｓｉ層２３上に絶
縁層２４を形成する（図２（ｂ））。

【０１０５】図２（ｃ）に示すように、絶縁層上に最終
的に支持基板となるように厚い層２５を形成する。

【０１０６】次に、該Ｓｉ単結晶基板２１を研磨、研削
により除去する（図２（ｄ））。

【０１０７】さらに、上記８種類の多孔質Ｓｉの選択エ
ッチング液の少なくとも１種類を用いて、多孔質Ｓｉ２
２のみを無電解湿式化学エッチングして絶縁性基板２５
＋２４上に薄膜化した単結晶Ｓｉ層２３を残存させ形成
する。

【０１０８】図２（ｅ）には、本発明で得られる半導体
基板が示される。絶縁性基板２５＋２４上に単結晶Ｓｉ
層２３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。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。

【０１０９】〔実施態様例３〕図３（ａ）に示すよう
に、まず第１のＳｉ単結晶基板３１を用意して、その表
面層３３残して他をすべて多孔質化３２する。さらに、
残留単結晶Ｓｉ層３３上に絶縁層３４を形成する（図３
（ｂ））。

【０１１０】図３（ｃ）に示すように、絶縁層上に最終
的に支持基板となるように厚い層３５を形成する。

【０１１１】次に、上記８種類の多孔質Ｓｉの選択エッ
チング液の少なくとも１種類を用いて、多孔質Ｓｉ３２
のみを無電解湿式化学エッチングして絶縁性基板３５＋
３４上に薄膜化した単結晶Ｓｉ層３３を残存させ形成す
る。

【０１１２】図３（ｄ）には、本発明で得られる半導体
基板が示される。絶縁性基板３５＋３４上に単結晶Ｓｉ
層３３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。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。

【０１１３】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

【０１１４】（実施例１）５２５μｍの厚みを持った比
抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型あるいはＮ型の４インチ径
の第１の（１００）単結晶Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中にお
いて陽極化成を行った。

【０１１５】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１１６】電流密度：５（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：１２（分）多孔質Ｓｉの厚み：１０（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：４５（％）

【０１１７】多孔質Ｓｉ上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により単結晶
Ｓｉ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。

【０１１８】ソ−スガス：ＳｉＨ₂Ｃｌ₂／Ｈ₂ ガス流量：０．５／１８０ｌ／ｍｉｎガス圧力：８０Ｔｏｒｒ温度：９５０℃ 成長速度：０．３μｍ／ｍｉｎ

【０１１９】さらに、このエピタキシャルＳｉ層表面に
熱酸化により５００ｎｍのＳｉＯ₂層を形成した。

【０１２０】該ＳｉＯ₂層表面上に多結晶Ｓｉを５００
μｍ形成した後、単結晶Ｓｉ基板を多孔質Ｓｉが表出す
るまで研削した。

【０１２１】その後、多孔質Ｓｉ層を４９％弗酸とアル
コールと３０％過酸化水素水との混合液（１０：６：５
０）で撹はんすることなく選択エッチングする。１１．
４分後には、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
基板は選択エッチングされ、完全に除去された。

【０１２２】非多孔質Ｓｉ単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く１１．４分後でも
５０Å以下程度であり、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Å）は実用上無視できる膜厚減少であ
る。

【０１２３】すなわち、絶縁性基板上に１μｍの厚みを
持った単結晶Ｓｉ層が形成できた。多孔質Ｓｉの選択エ
ッチングによっても単結晶Ｓｉ層には何ら変化はなかっ
た。

【０１２４】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。

【０１２５】多孔質Ｓｉのエッチングにおいて、上記詳
述した８種類のエッチング液のどれを用いても同様の最
終結果がえられた。

【０１２６】（実施例２）６２５μｍの厚みを持った比
抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型あるいはＮ型の５インチ径
の第１の（１００）単結晶Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中にお
いて陽極化成を行った。

【０１２７】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１２８】電流密度：１０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：３３０（分）多孔質Ｓｉの厚み：６２５（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：４７（％）

【０１２９】多孔質Ｓｉ上にＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａ
ｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）法により単結晶Ｓｉを
０．５μｍエピタキシャル成長した。成長条件は以下の
通りである。

【０１３０】温度：７００℃ 圧力：１×１０−９Ｔｏｒｒ成長速度：０．１ｎｍ／ｓｅｃ

【０１３１】さらに、このエピタキシャルＳｉ層表面に
熱酸化により５００ｎｍのＳｉＯ₂層を形成した。

【０１３２】該ＳｉＯ₂層表面上に多結晶Ｓｉを５００
μｍ形成した。

【０１３３】その後、多孔質Ｓｉ層を４９％弗酸と３０
％過酸化水素水との混合液（１：５）で撹はんしながら
選択エッチングする。１６０分後には、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基板は選択エッチングされ、
完全に除去された。

【０１３４】非多孔質Ｓｉ単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く１６０分後でも５
０Å以下程度であり、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Å）は実用上無視できる膜厚減少であ
る。

【０１３５】すなわち、絶縁性基板上に０．５μｍの厚
みを持った単結晶Ｓｉ層が形成できた。多孔質Ｓｉの選
択エッチングによっても単結晶Ｓｉ層には何ら変化はな
かった。

【０１３６】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。

【０１３７】多孔質Ｓｉのエッチングにおいて、上記詳
述した８種類のエッチング液のどれを用いても同様の最
終結果がえられた。

【０１３８】（実施例３）６２５μｍの厚みを持った比
抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰあるいはＮ型の６インチ径の
第１の（１００）単結晶Ｓｉ基板の表面に、プロトンの
イオン注入によって、Ｎ型Ｓｉ層を１ミクロン形成し
た。Ｈ⁺注入量は、５×１０¹⁵（ｉｏｎｓ／ｃｍ²）であ
った。その後、ＨＦ溶液中において陽極化成を行った。

【０１３９】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１４０】電流密度：５（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：６５０（分）多孔質Ｓｉの厚み：６２２（μｍ）Ｐｏｒｏｓｉｔｙ：４５（％）

【０１４１】この陽極化成により、表面層１μｍを残し
て他の領域は多孔質化された。

【０１４２】さらに、このＳｉ層表面に熱酸化により５
００ｎｍのＳｉＯ₂層、さらにＳｉ₃Ｎ₄を１００ｎｍ形
成した。その後、Ｓｉ₃Ｎ₄上にＳｉＯ₂を２００μｍ形
成した。

【０１４３】その後、ＳｉＯ₂側のみＳｉ₃Ｎ₄でエッチ
ング防止マスクをして後、多孔質Ｓｉ層を４９％弗酸と
アルコールとの混合液（１０：１）で撹はんすることな
く選択エッチングする。２００分後には、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基板は選択エッチングさ
れ、完全に除去された。

【０１４４】非多孔質Ｓｉ単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く２００分後でも５
０Å以下程度であり、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Å）は実用上無視できる膜厚減少であ
る。

【０１４５】すなわち、裏面のＳｉ₃Ｎ₄を除去した後に
は、絶縁性基板上に１μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層
が形成できた。多孔質Ｓｉの選択エッチングによっても
単結晶Ｓｉ層には何ら変化はなかった。

【０１４６】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。

【０１４７】多孔質Ｓｉのエッチングにおいて、上記詳
述した８種類のエッチング液のどれを用いても同様の最
終結果がえられた。

【０１４８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
上記したような問題点および上記したような要求に答え
得る半導体基板及び半導体基板の作製方法を提供するこ
とができる。

【０１４９】また、本発明によれば、絶縁物基板上に結
晶性の良い単結晶Ｓｉ層を得るうえで、生産性、均一
性、制御性、経済性の面において卓越した方法を提供す
ることができる。

【０１５０】さらに、本発明によれば、従来のＳＯＩデ
バイスの利点を実現し、応用可能な半導体基板の作製方
法を提案することができる。

【０１５１】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の代替足り得る半導体基板の作製方法を提案するこ
とができる。

【０１５２】本発明によれば、元々良質な単結晶Ｓｉ基
板を出発材料として、単結晶層を残して下部のＳｉ基板
を化学的に除去して絶縁物上に形成させるものであり、
実施例にも詳細に記述したように、多数処理を短時間に
行うことが可能となり、その生産性と経済性に多大の進
歩がある。

【０１５３】本発明によれば、多孔質Ｓｉのエッチング
において、半導体プロセス上悪影響をおよぼさない湿式
化学エッチング液用いることができ、かつ、多孔質Ｓｉ
と非多孔質Ｓｉとのエッチングの選択比が５桁以上もあ
り、制御性、生産性に多大の進歩がある。

【０１５４】とりわけ本発明に於いて重要な、多孔質Ｓ
ｉの選択エッチング方法は、結晶Ｓｉに対してはエッチ
ング作用を持たない弗酸、あるいは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
混合液を、あるいは、バッファード弗酸、あるいはバッ
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を、選択エッチング
液としてもちいることを特徴とする。

【０１５５】本発明の多孔質Ｓｉの選択湿式化学エッチ
ング液中の過酸化水素は、酸化剤として作用し、過酸化
水素の比率を変えることにより反応速度を制御すること
が可能である。

【０１５６】本発明の多孔質Ｓｉの選択湿式化学エッチ
ング液中のアルコ−ルは、表面活性剤として作用し、エ
ッチングによる反応生成気体の気泡を瞬時にエッチング
表面から除去し、均一に、かつ効率良く多孔質Ｓｉの選
択エッチングが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工程を説明するための模式図である。

【図２】本発明の工程を説明するための模式図である。

【図３】本発明の工程を説明するための模式図である。

【図４】多孔質と非多孔質Ｓｉとの弗酸に対するエッチ
ング特性を示すグラフである。

【図５】多孔質と非多孔質Ｓｉとの弗酸とアルコールと
の混合液に対するエッチング特性を示すグラフである。

【図６】多孔質と非多孔質Ｓｉとの弗酸と過酸化水素水
との混合液に対するエッチング特性を示すグラフであ
る。

【図７】多孔質と非多孔質Ｓｉとの弗酸とアルコールと
過酸化水素水との混合液に対するエッチング特性を示す
グラフである。

【図８】多孔質と非多孔質Ｓｉとのバッファード弗酸に
対するエッチング特性を示すグラフである。

【図９】多孔質と非多孔質Ｓｉとのバッファード弗酸と
アルコールとの混合液に対するエッチング特性を示すグ
ラフである。

【図１０】多孔質と非多孔質Ｓｉとのバッファード弗酸
と過酸化水素水との混合液に対するエッチング特性を示
すグラフである。

【図１１】多孔質と非多孔質Ｓｉとのバッファード弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液に対するエッチ
ング特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１１Ｓｉ基板１２多孔質Ｓｉ１３単結晶Ｓｉ層１４絶縁層１５支持層２１Ｓｉ基板２２多孔質Ｓｉ層２３単結晶Ｓｉ層２４絶縁層２５支持層３１Ｓｉ基板３２多孔質Ｓｉ３３単結晶Ｓｉ層３４絶縁層３５支持層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のＳｉ基体を多孔質化する工程、該
多孔質Ｓｉ上に単結晶Ｓｉ層を形成する工程、該単結晶
Ｓｉ層上に絶縁層を形成する工程、該絶縁層上に最終的
に支持基体となる十分に厚い層を形成する工程と、該多
孔質Ｓｉを弗酸、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、あるい
は、バッファード弗酸あるいは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つに、浸潤させることに
よって、前記多孔質Ｓｉを選択的に無電解湿式化学エッ
チングすることにより、除去するエッチング工程、とを
有することを特徴とする半導体基板の作製方法。
【請求項２】第１のＳｉ基体を主面側の表面層を除い
てすべて多孔質化する工程、該主面側の残留単結晶Ｓｉ
層上に絶縁層を形成する工程、該絶縁層上に最終的に支
持基体となる十分に厚い層を形成する工程と、該多孔質
Ｓｉを弗酸、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、あるいは、バ
ッファード弗酸あるいは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つに、浸潤させることによっ
て、前記多孔質Ｓｉを選択的に無電解湿式化学エッチン
グすることにより、除去するエッチング工程、とを有す
ることを特徴とする半導体基板の作製方法。
【請求項３】前記多孔質化する工程は陽極化成である
請求項１あるいは請求項２に記載の半導体基板の作製方
法。
【請求項４】前記陽極化成はＨＦ溶液中で行われる請
求項３に記載の半導体基板の作製方法。
【請求項５】第１のＳｉ基体を多孔質化する工程、該
多孔質Ｓｉ上に単結晶Ｓｉ層を形成する工程、該単結晶
Ｓｉ層上に絶縁層を形成する工程、該絶縁層上に最終的
に支持基体となる十分に厚い層を形成する工程と、該多
孔質Ｓｉを弗酸、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、あるい
は、バッファード弗酸あるいは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つに、浸潤させることに
よって、前記多孔質Ｓｉを選択的に無電解湿式化学エッ
チングすることにより、除去するエッチング工程、とを
経て得られたことを特徴とする半導体基板。
【請求項６】第１のＳｉ基体を主面側の表面層を除い
てすべて多孔質化する工程、該主面側の残留単結晶Ｓｉ
層上に絶縁層を形成する工程、該絶縁層上に最終的に支
持基体となる十分に厚い層を形成する工程と、該多孔質
Ｓｉを弗酸、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、あるいは、バ
ッファード弗酸あるいは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つに、浸潤させることによっ
て、前記多孔質Ｓｉを選択的に無電解湿式化学エッチン
グすることにより、除去するエッチング工程、とを経て
得られたことを特徴とする半導体基板。
【請求項７】前記多孔質化する工程は陽極化成である
請求項６あるいは請求項７に記載の半導体基板。
【請求項８】前記陽極化成はＨＦ溶液中で行われる請
求項７に記載の半導体基板。