JPH05273591A - Liquid crystal image display device and production of semiconductor optical member - Google Patents

Liquid crystal image display device and production of semiconductor optical member

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JPH05273591A
JPH05273591A JP21955892A JP21955892A JPH05273591A JP H05273591 A JPH05273591 A JP H05273591A JP 21955892 A JP21955892 A JP 21955892A JP 21955892 A JP21955892 A JP 21955892A JP H05273591 A JPH05273591 A JP H05273591A
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清文 坂口
Masaru Sakamoto
勝 坂本
Junichi Hoshi
淳一 星
Akira Ishizaki
明 石崎
Tetsunobu Kouchi
哲伸 光地
Shigetoshi Sugawa
成利 須川
Shunsuke Inoue
俊輔 井上
Toru Koizumi
徹 小泉
Takanori Watanabe
高典 渡邉
Mamoru Miyawaki
守 宮脇
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Abstract

PURPOSE:To improve image quality by removing the light opaque substrate below a liquid crystal image part so that light can be transmitted to liquid crystal picture element parts. CONSTITUTION:A porous Si base body 18 is fully etched by a selective etching liquid for porous Si and only the porous Si is subjected to electroless wet chemical etching to allow a single crystalline Si layer 19 formed as a thin film to remain on insulating layers 21, 22. The entire part is then coated with an etching preventive film 23 without the region of the rear surface to be formed transparent to light and thereafter, the Si base body 20 or the Si base body 20 and the insulating layers 21, 22 are removed by etching until the insulating surface of the insulating layer 21 or the single crystal plane of the single crystalline Si layer 19 is exposed from the apertures. After the etching preventive film 23 is peeled, the single crystalline Si layer 19 equal to a silicon wafer in the crystallinity is flatly and uniformly formed as a thin layer on the Si base body 20 and insulating layers 21, 22 which are partly formed transparent to light. This single crystalline Si layer is thus formed over the entire area of the wafer to a large area.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、透光部を有する半導体
光学部材及び該部材を利用した液晶画像表示装置に関
し、液晶画像表示装置以外にもイメージセンサー、ビュ
ーファインダー、X線露光マスク、圧力センサ、マイク
ロメカニクス等に応用される半導体光学部材の製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor optical member having a light-transmitting portion and a liquid crystal image display device using the member, and in addition to the liquid crystal image display device, an image sensor, a viewfinder, an X-ray exposure mask, a pressure sensor. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor optical member applied to sensors, micromechanics and the like.

【0002】[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S
i基体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。即ち、SOI技術を利用することで、 .誘電体分離が容易で高集積化が可能、 .対放射線耐性に優れている、 .浮遊容量が低減され高速化が可能、 .ウエル工程が省略できる、 .ラッチアップを防止できる、 .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。
2. Description of the Related Art The formation of a single crystal Si semiconductor layer on an insulator is widely known as a silicon-on-insulator (SOI) technique, and is a bulk S for manufacturing a normal Si integrated circuit.
Much research has been done because devices utilizing SOI technology have numerous advantages that cannot be reached with i substrates. That is, by using the SOI technology ,. Dielectric isolation is easy and high integration is possible. Excellent radiation resistance ,. Stray capacitance is reduced and high speed is possible. The well process can be omitted ,. Latch-up can be prevented ,. Advantages such as a fully depleted field effect transistor can be obtained by thinning the film.

【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、Special Issue:“Single−
crystal silicon on non−si
ngle−crystal insulators”;
edited by G.W.Cullen,Jour
nal of Crystal Growth,vol
ume 63,no 3,pp429〜590(198
3).にまとめられている。
In order to realize the many advantages in device characteristics as described above, a method for forming an SOI structure has been researched for several decades. This content is, for example, Special Issue: “Single-
crystal silicon on non-si
single-crystal insulators ”;
edited by G.E. W. Cullen, Jour
nal of Crystal Growth, vol
ume 63, no 3, pp 429-590 (198)
3). Are summarized in.

【0004】また、古くは、単結晶サファイア基体上
に、SiをCVD法(化学気相法)で、ヘテロエピタキ
シーさせて形成する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体界面
の格子不整合により大量の結晶欠陥、サファイア基体か
らのアルミニュームのSi層への混入、そして何よりも
基体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
体を使用せずにSOI構造を実現しようという試みが行
なわれている。この試みは、次の二つに大別される。 (1)Si単結晶基体を表面酸化後に、窓を開けてSi
基体を部分的に表出させ、その部分をシードとして横方
向へエピタキシャル成長させ、SiO2 上へ単結晶Si
層を形成する技術。 (2)Si単結晶基体そのものの表面を活性層として使
用し、その下部にSiO 2 を形成する技術。
[0004] On old days, on a single crystal sapphire substrate
Heteroepitaxy of Si by CVD (chemical vapor deposition)
SOS (silicon on sapphire) formed by seeing
Is known as one of the most mature SOI technologies.
Although successful, the Si layer and underlying sapphire substrate interface
A large number of crystal defects due to the lattice mismatch of the sapphire substrate
Mixing aluminum into the Si layer, and above all
Due to the high cost of the substrate and the delay in increasing the area, its application is wide
Rough is blocked. In relatively recent years, sapphire groups
There is an attempt to realize an SOI structure without using the body.
It has been made. This attempt is roughly divided into the following two. (1) After the surface of the Si single crystal substrate is oxidized, a window is opened to make Si
Partially expose the substrate and use that part as a seed
Epitaxial growth toward SiO2 Single crystal Si
The technique of forming layers. (2) Use the surface of the Si single crystal substrate itself as the active layer.
Used under the SiO 2 Technology to form.

【0005】上記(1)を実現する手段として、CVD
法により、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、非晶質或い
は、多結晶Si層に電子線、レーザー光等のエネルギー
ビー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、棒状ヒーターに
より帯状に溶融領域を走査する方法(Zone mel
ting recrystallization)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。例えば、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、ビームアニール法では、収束ビーム走査による処理
時間と、ビームの重なり具合、焦点調整などの制御性に
問題がある。このうち、Zone Melting R
ecrystallization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、少数キャリヤーデバイスを作成するにいたってい
ない。また、何れの方法もSi基体を必要とするためガ
ラスのような透明な非晶質絶縁物基体上に良質な単結晶
Si層は得られない。
As means for realizing the above (1), CVD
Method for directly epitaxially growing single crystal layer Si in the lateral direction, a method for depositing amorphous Si and performing solid phase lateral epitaxial growth by heat treatment, electron beam or laser light on the amorphous or polycrystalline Si layer. Of a single crystal layer on SiO 2 by melting and recrystallizing by irradiating a focused energy beam such as a laser beam, and a method of scanning the melting region in a band shape by a rod heater (Zone mel).
Ting recrystallization is known. Each of these methods has merits and demerits, but there are still many problems in controllability, productivity, uniformity, and quality, and none of them has been industrially put into practical use. For example, the CVD method requires sacrificial oxidation to obtain a flat thin film, and the solid phase growth method has poor crystallinity. Further, the beam annealing method has problems in processing time by convergent beam scanning, controllability such as beam overlapping and focus adjustment. Of these, Zone Melting R
Although the crystallization method is the most mature, and relatively large-scale integrated circuits have been prototyped, many crystal defects such as sub-grain boundaries still remain, leading to the production of minority carrier devices. Absent. Further, since neither method requires a Si substrate, a good quality single crystal Si layer cannot be obtained on a transparent amorphous insulator substrate such as glass.

【0006】上記(2)の方法であるSi基体をエピタ
キシャル成長の種子として用いない方法においては、次
の3種類の方法が挙げられる。
In the above method (2) in which the Si substrate is not used as seeds for epitaxial growth, there are the following three types of methods.

【0007】.V型の溝が表面に異方性エッチングさ
れたSi単結晶基体に酸化膜を形成し、該酸化膜上に多
結晶Si層をSi基体と同じ程厚く堆積した後、Si基
体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方
法である。この方法においては、結晶性は、良好である
が、多結晶Siを数百μmも厚く堆積する工程と、単結
晶Si基体を裏面より研磨して分離したSi活性層のみ
を残す工程とを要するために、制御性及び生産性の点か
ら問題がある。
[0007]. An oxide film is formed on a Si single crystal substrate in which V-shaped grooves are anisotropically etched on the surface, a polycrystalline Si layer is deposited on the oxide film to be as thick as the Si substrate, and then polished from the back surface of the Si substrate. Is a method for forming a dielectrically separated Si single crystal region surrounded by a V groove on a thick polycrystalline Si layer. Although this method has good crystallinity, it requires a step of depositing polycrystalline Si to a thickness of several hundreds of μm and a step of polishing the single crystal Si substrate from the back surface to leave only the separated Si active layer. Therefore, there is a problem in terms of controllability and productivity.

【0008】.サイモックス(SIMOX:Sepe
ration by ion implanted o
xygen)と称されるSi単結晶基体中に酸素のイオ
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方法で
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
要があり、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、ウエハーコストは高い。更に、結晶欠
陥は多く残存し、工業的に見て、少数キャリヤーデバイ
スを作製できる充分な品質に至っていない。
[0008] SIMOX: Sepe
relation by ion implemented o
xygen) is a method of forming a SiO 2 layer by ion implantation of oxygen into a Si single crystal substrate, and is the most mature method at present because it has good compatibility with the Si process. However, in order to form the SiO 2 layer,
Oxygen ions need to be implanted at 10 18 ions / cm 2 or more, the implantation time is long, the productivity cannot be said to be high, and the wafer cost is high. Furthermore, many crystal defects remain, and from an industrial point of view, the quality is not sufficient to produce a minority carrier device.

【0009】.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である。この方法は、P
型Si単結晶基体表面にN型Si層をプロトンイオン注
入(イマイ他、J.Crystal Growth,v
ol 63,547(1983))、もしくは、エピタ
キシャル成長とパターニングによって島状に形成し、表
面よりSi島を囲むようにHF溶液中の陽極化成法によ
りP型のSi基体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。
[0009]. This is a method of forming an SOI structure by dielectric isolation by oxidation of porous Si. This method is
Ion implantation of an N-type Si layer on the surface of a Si-type Si single crystal substrate (Imai et al., J. Crystal Growth, v.
63, 547 (1983)), or is formed into an island shape by epitaxial growth and patterning, and only the P-type Si substrate is made porous by an anodization method in a HF solution so as to surround the Si island from the surface. This is a method of dielectrically separating N-type Si islands by accelerated oxidation. This method has a problem that the separated Si region is determined before the device process, which may limit the degree of freedom in device design.

【0010】ところで、透光性基体上に半導体素子を形
成することは、光受光素子であるコンタクトセンサー、
投影型液晶画像表示装置を構成するうえにおいて重要で
ある。更に、センサーや表示装置の画素(絵素)をより
一層、高密度化、高解像度化、高精細化するには、高性
能な駆動素子が必要となる。また、画素を切り替えるス
イッチング素子とその駆動回路及び周辺回路の端子数は
膨大なものとなり、両者を別々に作成して後の相互の接
続はもはや機械的な接続では不可能な密度となる。その
結果、上記半導体素子、及び周辺駆動回路は同一の基体
内に同一のプロセスを経ることにより、作成されること
が望ましく、その相互間の接続は、通常の集積回路内で
行われているように導電性薄膜のパターニングによって
成されるべきものであり、そのことにより初めて、高密
度実装が可能となるのである。さらに作成されるべき製
品の高性能化という必然的な工業的要請から透光性基体
上に設けられる素子としても優れた結晶性を有する単結
晶層を用いて作成されることが必要となる。
By the way, forming a semiconductor element on a light-transmitting substrate is performed by a contact sensor which is a light receiving element,
It is important in constructing a projection type liquid crystal image display device. Further, in order to further increase the density, resolution, and definition of pixels (pixels) of a sensor or a display device, a high-performance driving element is required. In addition, the number of terminals of the switching element for switching the pixel and its drive circuit and peripheral circuit becomes enormous, and the connection between them after making them separately becomes a density that is no longer possible by mechanical connection. As a result, it is desirable that the semiconductor device and the peripheral drive circuit are formed in the same substrate by the same process, and the mutual connection is performed in a normal integrated circuit. In addition, it should be formed by patterning a conductive thin film, and only then can high-density mounting be possible. Further, from the inevitable industrial demand for higher performance of the product to be produced, it is necessary to produce it by using a single crystal layer having excellent crystallinity even as an element provided on a translucent substrate.

【0011】しかしながら、ガラスに代表される透光性
基体上には一般には、その結晶構造の無秩序性を反映し
て、非晶質か、良くて、多結晶層しか形成されず、その
欠陥の多い結晶構造に、要求される或いは今後要求され
るに十分な性能を持った駆動素子を作成することは困難
であった。それは、基体の結晶構造が非晶質であること
によっており、単にSi層を堆積しても、良質な単結晶
層は得られない。Si単結晶基体を用いる前述した何れ
の方法を用いても光透過性基体上に良質な単結晶層を得
るという目的には不適当である。
However, on a light-transmissive substrate typified by glass, in general, only a polycrystalline layer is formed, which is amorphous, or at best, reflecting the disorder of the crystal structure, and defects of the defects are formed. It has been difficult to produce a driving element having sufficient performance that is required or will be required in the future with many crystal structures. This is because the crystal structure of the substrate is amorphous, and a simple single crystal layer cannot provide a good-quality single crystal layer. Any of the above-mentioned methods using a Si single crystal substrate is unsuitable for the purpose of obtaining a good quality single crystal layer on a light transmissive substrate.

【0012】尚、ガラスに代表される透光性基体とSi
基体との貼り合わせ、及び研磨によるSiの薄膜化によ
り、透光性基体上に単結晶薄膜Siを作成しようとする
試み(阿部、桑原、中里、内山、吉沢、電子情報通信学
会技術研究報告、SDM90−156、77(199
0))は有るが、両者の熱膨張係数の差が1桁も有るた
め、成功した例はない。
A transparent substrate represented by glass and Si
Attempt to create a single-crystal thin film Si on a transparent substrate by laminating with a substrate and thinning Si by polishing (Abe, Kuwahara, Nakazato, Uchiyama, Yoshizawa, IEICE technical research report, SDM90-156, 77 (199
0)) is present, but there is no successful case because the difference in thermal expansion coefficient between the two is one digit.

【0013】従って従来より、フラットパネルディスプ
レイとして、或いは、プロジェクションテレビとして商
品化されてきたアクティブマトリクス素子を設けた液晶
表示装置は、ガラス基板上にアモルファス又は多結晶の
Si半導体層を形成して薄膜トランジスタ(TFT)と
したものを用いていた。
Therefore, a liquid crystal display device provided with an active matrix element, which has been commercialized as a flat panel display or a projection television, has been known as a thin film transistor in which an amorphous or polycrystalline Si semiconductor layer is formed on a glass substrate. (TFT) was used.

【0014】図1に、従来用いられてきたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置を説明する為の模式図を示し
た。1は画素スイッチ、5は液晶画素、6は透明基板、
2はバッファ部、3は水平シフトレジスタ部、4は垂直
シフトレジスタ部、である。テレビの輝度信号や音声信
号は、ある帯域に圧縮され、その周波数に追随できる駆
動能力を持った水平シフトレジスタ3によって駆動して
いるバッファ部2に送られる。次に、垂直シフトレジス
タ4によって画素スイッチ1がONしている期間に液晶
に信号が転送される。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a conventionally used active matrix type liquid crystal display device. 1 is a pixel switch, 5 is a liquid crystal pixel, 6 is a transparent substrate,
Reference numeral 2 is a buffer unit, 3 is a horizontal shift register unit, and 4 is a vertical shift register unit. The luminance signal and the audio signal of the television are compressed into a certain band and sent to the buffer unit 2 which is driven by the horizontal shift register 3 having a driving capability capable of following the frequency. Next, a signal is transferred to the liquid crystal while the pixel switch 1 is ON by the vertical shift register 4.

【0015】各回路に要求される性能は、高品位テレビ
を念頭に考えるとフレーム周波数60Hz、走査線本数
約1000本、水平走査期間約30μsec(有効走査
期間27μsec)、水平画素数約1500個、とする
と、テレビ信号は、約45MHzの周波数でバッファ部
に転送されてくる。また、走査線1本当りの信号転送に
許される期間は、1〜2μsecとなる。従って、各要
素回路に要求される性能としては、 水平シフトレジスタの駆動能力は、45MHz以上。 垂直シフトレジスタの駆動能力は、500kHz以
上。 水平シフトレジスタで駆動され、テレビ信号をバッフ
ァ部に転送するトランスファスイッチの駆動能力は、4
5MHz以上。 画素スイッチの駆動能力は、500kHz以上。 となる。ここで言う駆動能力とは、液晶画素にある階調
数Nを出そうとした場合、液晶の最大又は最少の透過率
を与える電圧をVm、V−T(電圧−透過率)曲線から
得られる液晶の閾値電圧をVtとすると、上記期間内
に、 Vm−(Vm−Vt)/N[V] 以上の電圧が転送されることを意味する。
Considering a high-definition television in consideration of the performance required for each circuit, the frame frequency is 60 Hz, the number of scanning lines is about 1000, the horizontal scanning period is about 30 μsec (effective scanning period 27 μsec), the number of horizontal pixels is about 1500, Then, the television signal is transferred to the buffer section at a frequency of about 45 MHz. Further, the period allowed for signal transfer per scanning line is 1 to 2 μsec. Therefore, as the performance required for each element circuit, the driving capacity of the horizontal shift register is 45 MHz or more. The driving capability of the vertical shift register is 500 kHz or more. The transfer switch, which is driven by the horizontal shift register and transfers the television signal to the buffer, has a drive capacity of 4
5MHz or more. The drive capacity of the pixel switch is 500 kHz or more. Becomes The drive capability referred to here is obtained from a voltage Vm, VT (voltage-transmittance) curve that gives the maximum or minimum transmittance of the liquid crystal when the number N of gradations in the liquid crystal pixel is to be obtained. When the threshold voltage of the liquid crystal is Vt, it means that a voltage of Vm- (Vm-Vt) / N [V] or more is transferred within the above period.

【0016】これから明らかなように、画素スイッチ、
及び、垂直シフトレジスタは、比較的駆動能力が小さく
ても良いが、水平シフトレジスタ、及びバッファ部は、
高速の駆動を必要とされる。このため、現状の液晶表示
素子では、画素スイッチや垂直シフトレジスタは、ガラ
ス基板上に堆積された多結晶SiやアモルファスSiT
FTで液晶とモノリシックに形成し、その他の周辺回路
は、ICチップを外から実装することで対応している。
As is apparent from this, the pixel switch,
Also, the vertical shift register may have a relatively small driving capability, but the horizontal shift register and the buffer unit are
High speed drive is required. For this reason, in the current liquid crystal display element, the pixel switch and the vertical shift register are formed of polycrystalline Si or amorphous SiT deposited on the glass substrate.
It is formed monolithically with the liquid crystal by FT, and other peripheral circuits are supported by mounting the IC chip from the outside.

【0017】この場合に明るい表示画像を得る為には液
晶画素部を透過する光の光量を上げなければならない。
一方、ICチップを実装する為にガラス基板はある値以
上の強度をもたなければならず、その厚みが大きいもの
を利用していた。よって、透過光量を十分に上げ且つ厚
いガラス基板を用いることは製造コストも高くする原因
となっていた。本発明者らの知見によれば、液晶画素部
の下の基体の透明部分は薄く高光透過率とし、且つ十分
な機械的強度を有することが必要であることが判明し
た。
In this case, in order to obtain a bright display image, the amount of light transmitted through the liquid crystal pixel portion must be increased.
On the other hand, in order to mount an IC chip, the glass substrate must have a certain strength or more, and a glass substrate having a large thickness was used. Therefore, sufficiently increasing the amount of transmitted light and using a thick glass substrate has been a cause of increasing the manufacturing cost. According to the knowledge of the present inventors, it has been found that the transparent portion of the substrate under the liquid crystal pixel portion needs to be thin and have high light transmittance and have sufficient mechanical strength.

【0018】しかも、このような構成は、液晶画像表示
装置に限らず、密着型イメージセンサやX線マスク又は
ビューファインダー、圧力センサ、マイクロメカニクス
等の半導体光学部材にも応用可能であることも、判明し
たのである。
Moreover, such a configuration is applicable not only to liquid crystal image display devices but also to semiconductor optical members such as contact image sensors, X-ray masks or viewfinders, pressure sensors, and micromechanics. It turned out.

【0019】一方で、多結晶シリコンTFTによって、
周辺回路までモノリシックに形成しようとする試みはな
されているが、個々のTFTの駆動能力が小さいため、
トランジスタサイズを大きくしたり、回路上複雑な工夫
が必要である。
On the other hand, with the polycrystalline silicon TFT,
Attempts have been made to form the peripheral circuits in a monolithic manner, but because the driving capability of each TFT is small,
It is necessary to increase the transistor size and to make complicated circuit arrangements.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】表示装置の画素(絵
素)をより一層、高密度化、高解像度化、高精細化する
には、高性能な駆動素子が必要となる。また、画素を切
り替えるスイッチング素子とその駆動回路及び周辺回路
の端子数は膨大なものとなり、前述したように両者を別
々に作成した後の相互の接続は、もはや機械的な接続
(ワイヤーボンデング、バンプ接続等)では不可能な密
度となる。その結果、上記半導体素子及び、周辺駆動回
路は同一の基板内に同一のプロセスを経ることにより、
作成されることが望ましく、その相互間の接続は、通常
の集積回路工程で行なわれているように導電性薄膜のパ
ターニングによってなされるべきものであり、そのこと
により初めて、高密度実装が可能となるのである。さら
に作成されるべき製品の高性能化という必然的な工業的
要請から透光性基板上に設けられる素子としても最も優
れた結晶性を有する単結晶層を用いて作成されることが
必要となる。
In order to further increase the density, resolution, and definition of pixels (picture elements) of a display device, a high-performance driving element is required. In addition, the number of terminals of the switching element for switching the pixel and its drive circuit and peripheral circuit becomes enormous, and as described above, mutual connection after the two are separately created is no longer mechanical connection (wire bonding, Bump connection, etc.) makes the density impossible. As a result, the semiconductor element and the peripheral drive circuit undergo the same process in the same substrate,
It is desirable to make them, and the connection between them should be made by patterning a conductive thin film as is done in a usual integrated circuit process, which enables high-density mounting for the first time. It will be. Furthermore, due to the inevitable industrial demand for higher performance of products to be created, it is necessary to use a single crystal layer having the best crystallinity as an element provided on a transparent substrate. ..

【0021】従って、非晶質Siや、多結晶Siではそ
の欠陥の多い結晶構造ゆえに要求される或いは今後要求
されるに十分な性能を持った駆動素子を作成することは
非常に困難である。
Therefore, it is very difficult to produce a driving element having sufficient performance required or expected in the future due to the crystal structure having many defects in amorphous Si and polycrystalline Si.

【0022】そして、本発明者らは、上述した基体の技
術的課題とは別に、高性能な液晶画像表示装置を得る為
には、液晶画素部のスイッチング素子の構成と、周辺回
路の半導体素子の構成とを新たな観点から設計しなけれ
ばならないことに気づいたのである。
In order to obtain a high-performance liquid crystal image display device, in addition to the above-mentioned technical problems of the substrate, the present inventors have arranged the switching element of the liquid crystal pixel section and the semiconductor element of the peripheral circuit. I realized that I had to design the structure of and from a new point of view.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の第1の
目的は、上記したような問題点及び上記したような要求
に応え得る良質な単結晶半導体層を同一基板上に具備し
た液晶画像表示装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a liquid crystal image having a high quality single crystal semiconductor layer on the same substrate which can meet the above problems and the above requirements. It is to provide a display device.

【0024】本発明の第2の目的は、可視光領域の光に
関して非透過性の基板上に作成された液晶画像表示装置
であって、液晶画像部の下方の非光透過性基板を除去し
て前記液晶画素部に光を透過可能にした液晶画像表示装
置を提供することにある。
A second object of the present invention is a liquid crystal image display device formed on a substrate which is opaque to light in the visible light region, wherein the non-light permeable substrate below the liquid crystal image part is removed. And a liquid crystal image display device capable of transmitting light to the liquid crystal pixel portion.

【0025】本発明の第3の目的は基体と該基体上に形
成された液晶画素部とを有し、前記基体における前記液
晶画素部の下方の部分が透光性である液晶画像表示装置
の製造方法において、非透光性の基板上に形成された透
光性絶縁層上に前記液晶画素部を形成した後、該液晶画
素部の下方にある該基板の一部をエッチングにより除去
して、該液晶画素部に光入射可能とした液晶画像表示装
置の製造方法を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a liquid crystal image display device having a substrate and a liquid crystal pixel portion formed on the substrate, and a portion of the substrate below the liquid crystal pixel portion is transparent. In the manufacturing method, after the liquid crystal pixel portion is formed on the light-transmissive insulating layer formed on the non-translucent substrate, a part of the substrate below the liquid crystal pixel portion is removed by etching. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid crystal image display device that allows light to enter the liquid crystal pixel portion.

【0026】本発明の第4の目的は多孔質の第1の基体
上に形成された単結晶半導体層の表面側を非透光性の第
2の基体上の絶縁性表面側に貼り合わせる工程と、前記
第1の基体をウェットエッチングを含む処理により除去
する工程と、前記第2の基体の一部を除去することによ
り前記単結晶半導体層に前記第2の基体側から光の入射
する領域を形成し、透光部と非透光部とを有する半導体
光学部材の製造方法を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to bond the surface side of the single crystal semiconductor layer formed on the porous first substrate to the insulating surface side on the non-translucent second substrate. A step of removing the first substrate by a treatment including wet etching, and a region where light is incident on the single crystal semiconductor layer from the second substrate side by removing a part of the second substrate. To provide a method for manufacturing a semiconductor optical member having a transparent portion and a non-transparent portion.

【0027】又、本発明の別の目的は絶縁性表面を有す
る基板上に、単結晶半導体からなる活性層を有する半導
体素子を少なくとも2つ具備する液晶画像表示装置にお
いて、前記少なくとも2の半導体素子がそれぞれ層厚の
異なる活性層を有している液晶画像表示装置を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is a liquid crystal image display device comprising at least two semiconductor elements having an active layer made of a single crystal semiconductor on a substrate having an insulating surface, wherein the at least two semiconductor elements are provided. Is to provide a liquid crystal image display device having active layers having different layer thicknesses.

【0028】本発明の液晶画像表示装置は、半導体能動
素子の活性領域が形成された単結晶層と、液晶層とを表
面が透光性絶縁層で構成された基板の前記表面上に有
し、前記液晶層下方の前記基板は、前記液晶層の反対側
より前記透光性絶縁層に達するまで除去され、前記液晶
層に光を透過可能とすることが好ましい。
The liquid crystal image display device of the present invention has a single crystal layer in which an active region of a semiconductor active element is formed and a liquid crystal layer on the surface of a substrate whose surface is formed of a translucent insulating layer. It is preferable that the substrate below the liquid crystal layer is removed from the opposite side of the liquid crystal layer until it reaches the translucent insulating layer so that light can be transmitted to the liquid crystal layer.

【0029】また、別に本発明の液晶画像表示装置はS
i半導体能動素子の活性領域が形成されたSi単結晶層
と、液晶層とを表面が透光性絶縁層で構成されたSi基
板の前記表面上に有し、前記液晶層下方の前記Si基板
は、前記液晶層の反対側より前記透光性絶縁層に達する
まで除去され、前記液晶層に可視光を透過可能とするこ
とが好ましい。
In addition, the liquid crystal image display device of the present invention is S
An Si single crystal layer in which an active region of an i semiconductor active element is formed, and a liquid crystal layer are provided on the surface of a Si substrate whose surface is formed of a translucent insulating layer, and the Si substrate below the liquid crystal layer. Is preferably removed from the opposite side of the liquid crystal layer until it reaches the transparent insulating layer so that visible light can pass through the liquid crystal layer.

【0030】また、別に本発明の液晶画像表示装置は、
Si半導体能動素子の活性領域が形成されたSi単結晶
層と、液晶層とを表面が透光性絶縁層で構成されたSi
基板の前記表面上に有し、前記液晶層下方の前記Si基
板は、前記液晶層の反対側より前記透光性絶縁層に達す
るまで除去され、前記液晶層に可視光を透過可能とした
液晶画像表示装置であって、前記Si単結晶層は、多孔
質Si半導体上に形成された後、該Si単結晶層上に前
記Si基板の前記表面を貼り合せてから、前記多孔質半
導体層をエッチングにより除去して得られたものである
ことが好ましい。
Another liquid crystal image display device of the present invention is
A Si single crystal layer in which an active region of a Si semiconductor active element is formed, and a liquid crystal layer, the surface of which is composed of a translucent insulating layer.
The liquid crystal, which is on the surface of the substrate and is below the liquid crystal layer, is removed from the opposite side of the liquid crystal layer until it reaches the translucent insulating layer, so that the liquid crystal layer can transmit visible light. In the image display device, the Si single crystal layer is formed on a porous Si semiconductor, and then the surface of the Si substrate is bonded onto the Si single crystal layer, and then the porous semiconductor layer is formed. It is preferably obtained by removing by etching.

【0031】尚半導体能動素子としては電界効果型トラ
ンジスター、バイポーラトランジスター、ダイオード、
サイリスタ等の素子が好適に用いられる。
As semiconductor active elements, field effect transistors, bipolar transistors, diodes,
An element such as a thyristor is preferably used.

【0032】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
板を用いており、半導体能動素子が欠陥の著しく少ない
Si単結晶層上に作成されているため、上記半導体素子
の浮遊容量が低減し、高速動作が可能で、ラッチアップ
現象等のない、耐放射線特性の優れた素子及び回路を液
晶画像表示画素と同一基板上に集積した高性能な装置が
提供できる。
The present invention uses a Si single crystal substrate which is excellent in economy, is uniform and flat over a large area, and has extremely excellent crystallinity. Since the above-mentioned semiconductor elements have reduced stray capacitance, high-speed operation is possible, and elements and circuits with excellent radiation resistance characteristics without latch-up phenomenon are integrated on the same substrate as the liquid crystal image display pixel. A high performance device can be provided.

【0033】本発明の半導体基材の製造方法は、多孔質
化された第1のSi基体上の非多孔質単結晶層の表面或
いは該非多孔質単結晶層上に形成した絶縁層表面を、絶
縁層を表面に有する第2のSi基体に貼り合わせる行程
と、前記多孔質化された第1のSi基体を少なくとも湿
式化学エッチングを含む処理により除去して貼り合わせ
た絶縁層上に単結晶半導体層を形成する工程と、前記第
2のSi基体の一部又は前記第2のSi基体と貼り合わ
せた絶縁層との一部を、前記単結晶半導体層が形成され
ていない面側から貼り合わせた絶縁層の絶縁面又は単結
晶半導体層の単結晶面が露出するまで、少なくとも湿式
化学エッチングを含む処理により除去する工程とを有す
ることが好ましい。
According to the method for producing a semiconductor substrate of the present invention, the surface of the non-porous single crystal layer on the first porous Si substrate or the surface of the insulating layer formed on the non-porous single crystal layer is A step of bonding to a second Si substrate having an insulating layer on the surface, and a single crystal semiconductor on the bonded insulating layer after removing the porous first Si substrate by a process including at least wet chemical etching. A step of forming a layer and a part of the second Si base or a part of an insulating layer bonded to the second Si base are bonded from a surface side where the single crystal semiconductor layer is not formed. It is preferable to remove the insulating surface of the insulating layer or the single crystal surface of the single crystal semiconductor layer by a process including at least wet chemical etching until the exposed surface.

【0034】また本発明の半導体基材の製造方法は、多
孔質化された第1のSi基体上の非多孔質単結晶層の表
面或いは該非多孔質単結晶層上に形成した絶縁層表面
を、絶縁層を表面に有する第2のSi基体に貼り合わせ
る工程と、前記多孔質化された第1のSi基体を少なく
とも湿式化学エッチングを含む処理により除去して貼り
合わせた絶縁層上に単結晶半導体層を形成する工程と、
前記単結晶半導体層に電子デバイスを形成する工程と、
少なくとも一部の前記電子デバイスを形成した領域直下
の部分を含む、前記第2のSi基体の一部又は第2のS
i基体と貼り合わせた絶縁層との一部を、前記単結晶半
導体層が形成されていない面側から貼り合わせた絶縁層
の絶縁面又は単結晶半導体層の単結晶面が露出するま
で、少なくとも湿式化学エッチングを含む処理により除
去する工程とを有することが好ましい。
Further, the method for producing a semiconductor substrate of the present invention uses the surface of the non-porous single crystal layer on the porous first Si substrate or the surface of the insulating layer formed on the non-porous single crystal layer. A step of bonding to a second Si substrate having an insulating layer on the surface, and a single crystal on the bonded insulating layer after removing the porous first Si substrate by a process including at least wet chemical etching A step of forming a semiconductor layer,
Forming an electronic device in the single crystal semiconductor layer,
A part of the second Si substrate or a second S substrate including at least a part immediately below a region where the electronic device is formed.
At least part of the i substrate and the bonded insulating layer is exposed from the surface side where the single crystal semiconductor layer is not formed until the insulating surface of the bonded insulating layer or the single crystal surface of the single crystal semiconductor layer is exposed. And removing by a process including wet chemical etching.

【0035】更に、本発明の液晶画像表示装置における
可視光領域の光に関して非透過性の基板は厚みが約60
0μmと厚いため、液晶画素部の下方を精度良く除去す
るには工夫がいる。後述するように、基板除去後の斜面
とメンブレンのなす角は55°〜90°であることが好
ましく、90°であることがより好ましい。更に、メン
ブレンに達した時点で確実に該基板の除去が終了するこ
とが好ましいが、本発明では該基板として異方性エッチ
ング特性を有する基板を使用しているため、55°以上
の角度で精度良い除去が可能となる。
Further, in the liquid crystal image display device of the present invention, the thickness of the substrate which is impermeable to light in the visible light region is about 60.
Since it is as thick as 0 μm, some measures have been taken to remove the lower part of the liquid crystal pixel portion with high accuracy. As will be described later, the angle between the slope and the membrane after the substrate is removed is preferably 55 ° to 90 °, more preferably 90 °. Further, it is preferable that the removal of the substrate is surely completed at the time when it reaches the membrane. However, since the substrate having anisotropic etching characteristics is used as the substrate in the present invention, it is possible to obtain accuracy at an angle of 55 ° or more. Good removal is possible.

【0036】エッチング方法としては特に限定されず公
知の方法が使用できるが、選択比の大きい化学的エッチ
ングが好ましい。そのうちでもウエットエッチングはそ
の安価さにより、ドライエッチング、特にRIE(リア
クティブイオンエッチング)はその異方性の高さにより
好ましい。
The etching method is not particularly limited and a known method can be used, but chemical etching having a large selection ratio is preferable. Among them, wet etching is preferable because of its low cost, and dry etching, particularly RIE (reactive ion etching) is preferable because of its high anisotropy.

【0037】以下、本発明の実施態様例を図面を参照し
ながら詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0038】図2は、本発明の一実施態様による液晶画
像表示装置の製造工程の1例を模式的に示した模式図で
ある。図1(a)において、基板7は、非透光性基板、
8は、透光性絶縁層、9は半導体単結晶層である。この
基板構造はSOI構造として広く知られており、2枚の
半導体基板を絶縁物層を介して貼り合せ、片方の基板を
薄層化するもので、絶縁層を自由に選択できるという点
において適している。図2(a)に示されたSOI基板
に公知の集積回路プロセス技術を用いて、図2(b)に
示されるように液晶画像表示装置に必要な各半導体能動
素子である、画素スゥイッチング素子10及び、駆動回
路11、周辺回路12を作成する。そののちに、図2
(c)にあるように、カバーガラス15と封止材13を
用いて、液晶14を封入する。この液晶部分には、配向
膜、対向電極、フィルター、偏光板等が必要であること
はいうまでもないが、これらは公知の技術事項であるの
でここでは省略する。このままでは、基板は可視光に対
して透過ではないので、光源を基板の裏に配置した投射
型表示装置としては使用されない。そこで、最後に図2
(d)に示したように液晶画素部の下方16にあたる非
透光性基板7を裏面より、透光性絶縁層8まで除去して
実質的に光透過にし、投射型液晶画像表示装置を作成す
る。機械的強度或いは、信頼性向上要請から部分的に除
去した領域16を透明性樹脂、スピンオングラス等で充
填することも可能である。
FIG. 2 is a schematic view schematically showing an example of the manufacturing process of the liquid crystal image display device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1A, the substrate 7 is a non-translucent substrate,
Reference numeral 8 is a translucent insulating layer, and 9 is a semiconductor single crystal layer. This substrate structure is widely known as an SOI structure, and two semiconductor substrates are bonded together via an insulating layer to thin one substrate, which is suitable in that the insulating layer can be freely selected. ing. As shown in FIG. 2B, a pixel switching element, which is a semiconductor active element required for a liquid crystal image display device, is formed on the SOI substrate shown in FIG. 2A by using a known integrated circuit process technology. 10, the drive circuit 11, and the peripheral circuit 12 are created. After that, Figure 2
As shown in (c), the liquid crystal 14 is sealed using the cover glass 15 and the sealing material 13. Needless to say, an alignment film, a counter electrode, a filter, a polarizing plate and the like are required for this liquid crystal portion, but these are known technical matters and therefore omitted here. As it is, since the substrate is not transparent to visible light, it is not used as a projection type display device in which a light source is arranged on the back of the substrate. So, finally in Figure 2
As shown in (d), the non-translucent substrate 7, which is the lower part 16 of the liquid crystal pixel portion, is removed from the back surface up to the translucent insulating layer 8 to be substantially light transmissive, and a projection type liquid crystal image display device is produced. To do. It is also possible to fill the region 16 which is partially removed due to the request for improvement in mechanical strength or reliability with a transparent resin, spin-on glass or the like.

【0039】更に、本発明の液晶画像表示装置は、非透
光性基板を除去することにより得られる透光領域にSi
x 絶縁層を少なくとも設けて、該部の機械的強度を補
強し、信頼性を向上させることが好ましい。
Further, in the liquid crystal image display device of the present invention, Si is formed in the transparent region obtained by removing the non-transparent substrate.
It is preferable to provide at least an N x insulating layer to reinforce the mechanical strength of the portion and improve the reliability.

【0040】SiNx 絶縁層の形成方法はスパッタ或い
は、減圧CVD、プラズマCVD法が挙げられるが、制
御性の面から減圧CVD法が好ましい。膜構成として
は、デバイスの上層膜(保護膜)に設けても、層間絶縁
膜(配線間膜)に設けても下地絶縁膜に設けてもよく、
また、これらの複数部分に設けてもよい。更に、SiN
x 絶縁層の膜厚及びパターニングにより強度をコントロ
ールすることも可能である。
Examples of the method for forming the SiN x insulating layer include sputtering, low pressure CVD, and plasma CVD. From the viewpoint of controllability, the low pressure CVD is preferable. The film structure may be provided in the upper layer film (protective film) of the device, the interlayer insulating film (inter-wiring film), or the base insulating film,
Moreover, you may provide in these multiple parts. Furthermore, SiN
It is also possible to control the strength by the film thickness and patterning of the x insulating layer.

【0041】図3は、本発明による液晶画像表示装置の
製造工程の別の一例を模式的に示した模式図である。図
3(a)において、基板7は、非透光性基板、8は、透
光性絶縁層、9は半導体単結晶層である。この基板構造
はSOI構造として広く知られており、2枚の半導体基
板を絶縁物層を介して貼り合せ、片方の基板を薄層化す
るもので、絶縁層を自由に選択できるという点において
適している。図3(a)に示されたSOI基板に公知の
集積回路プロセス技術を用いて、図3(b)に示される
ように液晶画像表示装置に必要な各半導体能動素子であ
る、画素スゥイッチング素子10及び、駆動回路11、
周辺回路12を作成する。そののちに、図3(c)にあ
るように、カバーガラス15と封止材13を用いて、液
晶14を封入する。この液晶部分には、配向膜、対向電
極、フィルター、偏光板等が必要であることはいうまで
もないが、これらは周知の技術事項であるのでここでは
省略する。このままでは、基板は可視光に対して透過で
はないので、光源を基板の裏に配置した投射型表示装置
としては使用されない。そこで、図3(d)に示したよ
うに液晶画素部の下方16にあたる非透光性基板7を裏
面より、透光性絶縁層8まで除去して実質的に光透過に
し、更に、補強層として該透光領域に裏面よりSiNx
絶縁層17を形成し、投射型液晶画像表示装置を作成す
る。
FIG. 3 is a schematic view schematically showing another example of the manufacturing process of the liquid crystal image display device according to the present invention. In FIG. 3A, the substrate 7 is a non-translucent substrate, 8 is a translucent insulating layer, and 9 is a semiconductor single crystal layer. This substrate structure is widely known as an SOI structure, and two semiconductor substrates are bonded together via an insulating layer to thin one substrate, which is suitable in that the insulating layer can be freely selected. ing. As shown in FIG. 3B, a pixel switching element, which is each semiconductor active element required for a liquid crystal image display device, is formed on the SOI substrate shown in FIG. 10 and the drive circuit 11,
The peripheral circuit 12 is created. After that, as shown in FIG. 3C, the liquid crystal 14 is sealed using the cover glass 15 and the sealing material 13. Needless to say, an alignment film, a counter electrode, a filter, a polarizing plate and the like are required for this liquid crystal portion, but these are well known technical matters and therefore omitted here. As it is, since the substrate is not transparent to visible light, it is not used as a projection type display device in which a light source is arranged on the back of the substrate. Therefore, as shown in FIG. 3D, the non-translucent substrate 7, which is the lower portion 16 of the liquid crystal pixel portion, is removed from the back surface up to the translucent insulating layer 8 to substantially transmit light, and further, the reinforcing layer. As SiN x from the back surface to the transparent region
The insulating layer 17 is formed, and a projection type liquid crystal image display device is created.

【0042】また、上述した表示装置においては、スイ
ッチング素子10の半導体活性層の層厚を、駆動回路1
1を含む周辺回路12の半導体活性層の層厚より薄くす
ることにより高性能な装置とすることができる。
In the display device described above, the layer thickness of the semiconductor active layer of the switching element 10 is set to the drive circuit 1
By making the thickness of the semiconductor active layer of the peripheral circuit 12 including 1 smaller than that of the semiconductor active layer, a high performance device can be obtained.

【0043】ここで、本発明に用いられる多孔質半導体
について説明する。
Now, the porous semiconductor used in the present invention will be described.

【0044】本発明において用いる多孔質半導体として
の多孔質Siは、Uhlir等によって1956年に半
導体の電解研磨の研究過程において発見された(A.U
hlir,Bell Syst.Tech.J.,vo
l 35,333(1956))。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.Electrochem.Soc.,vol.12
7,476(1980))。
Porous Si as a porous semiconductor used in the present invention was discovered by Uhir et al. In 1956 in the course of research on electrolytic polishing of semiconductors (AU).
hril, Bell System. Tech. J. , Vo
35,333 (1956)). Also, Unami et al. Studied the dissolution reaction of Si in anodization, and reported that the anodic reaction of Si in an HF solution requires holes, and the reaction is as follows (T .Unagi:
J. Electrochem. Soc. , Vol. 12
7, 476 (1980)).

【0045】 Si+2HF+(2−n)e+ →SiF2 +2H+ +ne- SiF2 +2HF→SiF4 +H2 SiF4 +2HF→H2 SiF6 又は、 Si+4HF+(4−λ)e+ →SiF4 +4H+ +λe- SiF4 +2HF→H2 SiF6 ここで、e+ 及びe- はそれぞれ、正孔と電子を表して
いる。また、n及びλは夫々Si1原子が溶解するため
に必要な正孔の数であり、n>2又はλ>4なる条件が
満たされた場合に多孔質Siが形成されるとしている。
Si + 2HF + (2-n) e + → SiF 2 + 2H + + ne - SiF 2 + 2HF → SiF 4 + H 2 SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6 or Si + 4HF + (4-λ) e + → SiF 4 + 4H + + λe - where SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6, e + , e -, respectively, represent the holes and electrons. Further, n and λ are the numbers of holes necessary for dissolving Si1 atoms, respectively, and porous Si is formed when the condition of n> 2 or λ> 4 is satisfied.

【0046】このように、多孔質Siを作成するために
は、正孔が必要であり、N型Siに比べてP型Siの方
が多孔質Siに変質し易い。しかし、N型Siも正孔の
注入があれば、多孔質Siに変質することが知られてい
る(R.P.Holmstrom and J.Y.C
hi.Appl.Phys.Lett.Vol.42,
386(1983))。
As described above, holes are required to form porous Si, and P-type Si is more easily transformed into porous Si than N-type Si. However, it is known that N-type Si is also transformed into porous Si if holes are injected (RP Holmstrom and JYC).
hi. Appl. Phys. Lett. Vol. 42,
386 (1983)).

【0047】この多孔質Si層は、単結晶Siの密度
2.33g/cm3 に比べて、HF溶液濃度を50〜2
0%に変化させることで、その密度を1.1〜0.6g
/cm3 の範囲に変化させることができる。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。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。
This porous Si layer has a HF solution concentration of 50 to 2 as compared with the density of single crystal Si of 2.33 g / cm 3.
By changing to 0%, its density is 1.1-0.6g
It can be changed in the range of / cm 3 . According to observation with a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 Å are formed in this porous Si layer. Although its density is less than half that of single crystal Si, single crystallinity is maintained, and it is possible to epitaxially grow a single crystal Si layer on the upper part of the porous layer.

【0048】一般にSi単結晶を酸化すると、その体積
は約2.2倍に増大するが、多孔質Siの密度を制御す
ることにより、その体積膨張を抑制することが可能とな
り、基体の反りと、表面残留単結晶層に導入されるクラ
ックを回避できる。単結晶Siの多孔質Siに対する酸
化後の体積比Rは次のように表わすことができる。
Generally, when a single crystal of Si is oxidized, its volume is increased by about 2.2 times. However, by controlling the density of porous Si, it is possible to suppress the volume expansion of the single crystal, which causes warpage of the substrate. It is possible to avoid cracks introduced into the surface residual single crystal layer. The volume ratio R of the single crystal Si after being oxidized to the porous Si can be expressed as follows.

【0049】R=2.2×(A/2.33) ここで、Aは多孔質Siの密度である。もし、R=1、
即ち酸化後の体積膨張がない場合には、A=1.06
(g/cm3 )となり、多孔質Si層の密度を1.06
にすれば、体積膨張を抑制することができる。
R = 2.2 × (A / 2.33) where A is the density of porous Si. If R = 1,
That is, if there is no volume expansion after oxidation, A = 1.06
(G / cm 3 ) and the density of the porous Si layer is 1.06.
If so, volume expansion can be suppressed.

【0050】また、多孔質層はその内部に大量の空隙が
形成されているために、密度が半分以下に減少する。そ
の結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するため、
その化学エッチング速度は、非多孔質Si層のエッチン
グ速度に比べて、著しく増速される。
Further, since the porous layer has a large amount of voids formed therein, its density is reduced to less than half. As a result, the surface area increases dramatically compared to the volume,
Its chemical etching rate is significantly enhanced compared to the etching rate of the non-porous Si layer.

【0051】本発明は、以上説明した多孔質Si層の性
質を利用したものであり、その特徴とするところは、多
孔質化された第1のSi基体上に結晶性の優れた非多孔
質単結晶Si層を作成するか、又は更に非多孔質単結晶
Si層上に絶縁層を作成し、係る非多孔質単結晶Si層
の表面又は絶縁層の表面を、表面に絶縁層を有する第2
のSi基体の絶縁層表面に貼り合わせ、その後多孔質化
された第1のSi基体を少なくとも湿式化学エッチング
を含む処理により除去することで貼り合わせた絶縁層上
に結晶性の優れた単結晶Si層を形成し、更に、第2の
Si基体の一部又は前記第2のSi基体と貼り合わされ
た絶縁層との一部を、第2のSi基体の単結晶Si層が
形成されていない面(裏面)から、貼り合わせた絶縁層
の絶縁面又は単結晶Si層のSi単結晶面が露出するま
で、少なくとも湿式化学エッチングを含む処理により除
去することで、連続なる薄層(単結晶Si層)を直下の
支持体なしに残存させることにある。
The present invention utilizes the properties of the porous Si layer described above, and is characterized in that the non-porous material having excellent crystallinity is formed on the porous first Si substrate. A single crystal Si layer is formed, or an insulating layer is further formed on the non-porous single crystal Si layer, and the surface of the non-porous single crystal Si layer or the surface of the insulating layer having the insulating layer on the surface is formed. Two
The Si substrate is bonded to the surface of the insulating layer, and then the porous first Si substrate is removed by a process including at least wet chemical etching to form a single crystal Si having excellent crystallinity on the bonded insulating layer. Forming a layer, and further forming a part of the second Si substrate or a part of the insulating layer bonded to the second Si substrate on a surface of the second Si substrate on which the single crystal Si layer is not formed. A continuous thin layer (single crystal Si layer) is removed by a process including at least wet chemical etching until the insulating surface of the bonded insulating layer or the Si single crystal surface of the single crystal Si layer is exposed from the (back surface). ) Is left without a support directly below.

【0052】また、本発明は、前記工程により貼り合わ
せた絶縁層上に結晶性の優れた単結晶Si層を形成した
後、この単結晶Si層に電子デバイスを形成し、少なく
とも一部の該電子デバイスを形成した領域直下の部分を
含む、第2のSi基体の一部又は前記第2のSi基体と
貼り合わせた絶縁層との一部を、第2のSi基体の単結
晶Si層が形成されていない面(裏面)から、貼り合わ
せた絶縁層の絶縁面又は単結晶Si層のSi単結晶面が
露出するまで、少なくとも湿式化学エッチングを含む処
理により除去することで、連続なる薄層(単結晶Si
層)を直下の支持体なしに残存させるとともに、少なく
とも電子デバイスの形成された単結晶Si層の所望の領
域直下のみを光透過可能として非透光性基体を部分的に
透過型に変えるものである。
Further, according to the present invention, after forming a single crystal Si layer having excellent crystallinity on the insulating layer bonded by the above-mentioned step, an electronic device is formed on this single crystal Si layer, and at least a part of the single crystal Si layer is formed. A part of the second Si substrate or a part of the insulating layer bonded to the second Si substrate, including a portion immediately below the region where the electronic device is formed, is replaced by a single crystal Si layer of the second Si substrate. A continuous thin layer is removed by a process including at least wet chemical etching until the insulating surface of the bonded insulating layer or the Si single crystal surface of the single crystal Si layer is exposed from the surface not formed (back surface). (Single crystal Si
Layer) is left without a support directly below, and at least just under a desired region of the single crystal Si layer in which the electronic device is formed can transmit light, and the non-translucent substrate is partially changed to a transmission type. is there.

【0053】本発明によれば、非透光性絶縁性基体上に
単結晶Si層を形成した後、必要な領域のみ非透光性基
体部分を除去することで、非透光性基体上に形成された
単結晶Si層の必要な領域のみ部分的に光照射すること
が可能となり、ガラスに代表される透光性基体を用いず
に、容易に、しかも生産性、均一性、制御性、経済性の
面で卓越した、結晶性が単結晶ウエハ並に優れたSi層
を持つ透光性のSOI構造を作成することが可能とな
る。
According to the present invention, after the single crystal Si layer is formed on the non-translucent insulating substrate, the non-transparent substrate portion is removed only in a necessary region, so that the non-translucent substrate is formed on the non-transparent substrate. It becomes possible to partially irradiate light only on a necessary area of the formed single crystal Si layer, and easily, without using a translucent substrate typified by glass, productivity, uniformity, controllability, It is possible to create a light-transmissive SOI structure having a Si layer which is excellent in economic efficiency and has a crystallinity as excellent as that of a single crystal wafer.

【0054】先ず、本発明に好適に用いることができる
エッチング液について説明する。
First, an etching solution that can be preferably used in the present invention will be described.

【0055】図4から図11に、多孔質Siと非多孔質
Si個別に各々に対する、弗酸、弗酸とアルコールとの
混合液、弗酸と過酸化水素水との混合液、弗酸とアルコ
ールと過酸化水素水との混合液、バッファード弗酸、バ
ッファード弗酸とアルコールとの混合液、バッファード
弗酸と過酸化水素水との混合液、及びバッファード弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液によるエッチン
グ特性をそれぞれ示す。
4 to 11 show hydrofluoric acid, a mixed solution of hydrofluoric acid and alcohol, a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide, and hydrofluoric acid for porous Si and non-porous Si respectively. Mixture of alcohol and hydrogen peroxide, buffered hydrofluoric acid, buffered hydrofluoric acid and alcohol, buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide, and buffered hydrofluoric acid and alcohol. The etching characteristics by a mixed solution with hydrogen oxide water are shown respectively.

【0056】多孔質Siは単結晶Siを陽極化成によっ
て作成し、その条件を以下に示す。陽極化成によって形
成する多孔質Siの出発材料は、単結晶Siに限定され
るものではなく、他の結晶構造のSiでも可能である。
Porous Si was produced by anodizing single crystal Si, and the conditions are shown below. The starting material of porous Si formed by anodization is not limited to single crystal Si, and Si having another crystal structure is also possible.

【0057】印加電圧 :2.6(V) 電流密度 :30(mA・cm-2) 陽極化成溶液 :HF:H2 O:C25 OH=1:
1:1 時間 :2.4(時間) 多孔質Siの厚み:300(μm) Porosity:56(%) 図4に、多孔質Siと非多孔質である単結晶Siを弗酸
に浸潤し、攪拌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。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1:
1: 1 hour: 2.4 (hour) Porous Si thickness: 300 (μm) Porosity: 56 (%) In FIG. 4, porous Si and non-porous single crystal Si are infiltrated in hydrofluoric acid, Etched porous Si when stirred
And shows the etching time dependence of the thickness of single crystal Si.

【0058】上記条件により作成した多孔質Siを室温
において49%弗酸(白丸)に浸潤し、攪拌した。後
に、該多孔質Siの厚みの減少を測定した。多孔質Si
は急速にエッチングされ、40分ほどで90μm、更
に、80分経過させると205μmも、高度の表面性を
有して、均一にエッチングされる。エッチング速度は溶
液濃度及び、温度に依存する。
The porous Si prepared under the above conditions was immersed in 49% hydrofluoric acid (white circles) at room temperature and stirred. Later, the reduction in the thickness of the porous Si was measured. Porous Si
Is rapidly etched, 90 μm in about 40 minutes, and even 205 μm after 80 minutes have a high degree of surface property and are uniformly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0059】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいて49%弗酸(黒丸)に浸潤し、攪拌した。後に、
該単結晶Siの厚みの減少を測定した。単結晶Siは、
80分経過した後にも、60Å以下しかエッチングされ
なかった。
Further, 500 μm thick single crystal Si was infiltrated with 49% hydrofluoric acid (black circles) at room temperature and stirred. later,
The reduction in thickness of the single crystal Si was measured. Single crystal Si is
Even after 80 minutes, only less than 60Å was etched.

【0060】図5に、多孔質Siと非多孔質である単結
晶Siを弗酸とアルコールとの混合液に攪拌することな
しに浸潤した時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。
FIG. 5 shows the thickness of the etched porous Si and the single crystal Si when the porous Si and the non-porous single crystal Si were soaked in a mixed solution of hydrofluoric acid and alcohol without stirring. Shows the etching time dependence of.

【0061】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)に攪拌することなしに浸潤した。後に、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。
The porous Si prepared under the above conditions was mixed at room temperature with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and alcohol (10:
1) (white circle) was infiltrated without stirring. Later, the reduction in the thickness of the porous Si was measured. Porous Si is rapidly etched, and 85 μm in about 40 minutes, and 80
After a lapse of minutes, it has a high surface property of 195 μm,
Etched uniformly. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0062】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、攪拌することなく、除去でき、均一
に且つ効率よく多孔質Siをエッチングすることができ
る。
In particular, by adding alcohol, it is possible to instantly remove the bubbles of the reaction product gas from the etching from the etching surface without stirring, and to uniformly and efficiently etch the porous Si.

【0063】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいて49%弗酸とアルコールとの混合液(10:1)
(黒丸)に攪拌することなしに浸潤した。後に、該単結
晶Siの厚みの減少を測定した。単結晶Siは、80分
経過した後にも、60Å以下しかエッチングされなかっ
た。
Further, 500 μm thick single crystal Si was mixed at room temperature with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and alcohol (10: 1).
(Black circle) was infiltrated without stirring. Later, the decrease in the thickness of the single crystal Si was measured. The single crystal Si was etched only 60 Å or less even after 80 minutes.

【0064】図6に、多孔質Siと非多孔質である単結
晶Siを弗酸と過酸化水素水との混合液に浸潤し、攪拌
した時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。
In FIG. 6, porous Si and non-porous single crystal Si are soaked in a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution and stirred to obtain the etched porous Si and single crystal Si. The dependence of the etching time on the thickness is shown.

【0065】上記条件により作成した多孔質Siを室温
において49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液
(1:5)(白丸)に浸潤し、攪拌した。後に、該多孔
質Siの厚みの減少を測定した。多孔質Siは急速にエ
ッチングされ、40分ほどで112μm、更に、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。
The porous Si prepared under the above conditions was immersed in a mixed solution (1: 5) of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide solution (white circle) at room temperature and stirred. Later, the reduction in the thickness of the porous Si was measured. Porous Si is rapidly etched and has a high surface property of 112 μm in about 40 minutes and 256 μm in 80 minutes, and is evenly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0066】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、Siの酸化を増速し、反応速度を無添加に比べて増
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。
In particular, by adding hydrogen peroxide solution, the oxidation of Si can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with the case where no hydrogen peroxide solution is added. , Its reaction rate can be controlled.

【0067】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいて49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液
(1:5)(黒丸)に浸潤し、攪拌した。後に、該単結
晶Siの厚みの減少を測定した。単結晶Siは、80分
経過した後にも、60Å以下しかエッチングされなかっ
た。
Further, 500 μm thick single crystal Si was immersed in a mixed solution (1: 5) of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide solution (black circle) at room temperature and stirred. Later, the decrease in the thickness of the single crystal Si was measured. The single crystal Si was etched only 60 Å or less even after 80 minutes.

【0068】図7に、多孔質Siと非多孔質である単結
晶Siを弗酸とアルコールと過酸化水素水との混合液に
攪拌することなしに浸潤した時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。
FIG. 7 shows etched porous Si obtained by immersing porous Si and non-porous single crystal Si in a mixed solution of hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution without stirring. The etching time dependence of the thickness of single crystal Si is shown.

【0069】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)に攪拌すること
なしに浸潤した。後に、該多孔質Siの厚みの減少を測
定した。多孔質Siは急速にエッチングされ、40分ほ
どで106μm、更に、80分経過させると244μm
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。
The porous Si prepared under the above conditions was infiltrated at room temperature into a mixed solution (10: 6: 50) of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (white circle) without stirring. Later, the reduction in the thickness of the porous Si was measured. Porous Si is rapidly etched, and has a thickness of 106 μm in about 40 minutes and 244 μm in 80 minutes.
Also has a high degree of surface properties and is uniformly etched.
The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0070】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、攪拌することなく、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。
In particular, by adding alcohol, the bubbles of the reaction product gas due to etching can be instantly removed from the etching surface without stirring, and the porous Si can be uniformly and efficiently etched.

【0071】また特に、過酸化水素水を添加することに
よって、Siの酸化を増速し、反応速度を無添加に比べ
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。
Further, in particular, by adding hydrogen peroxide solution, the oxidation of Si can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with the case of no addition, and the ratio of hydrogen peroxide solution can be changed. Can control the reaction rate.

【0072】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいて49%弗酸とアルコールと30%過酸化水素水と
の混合液(10:6:50)(黒丸)に攪拌することな
しに浸潤した。後に、該単結晶Siの厚みの減少を測定
した。単結晶Siは、80分経過した後にも、60Å以
下しかエッチングされなかった。図8に、多孔質Siと
非多孔質である単結晶Siをバッファード弗酸に浸潤
し、攪拌した時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。
Further, 500 μm thick single crystal Si was infiltrated at room temperature into a mixed solution (10: 6: 50) of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (black circle) without stirring. Later, the decrease in the thickness of the single crystal Si was measured. The single crystal Si was etched only 60 Å or less even after 80 minutes. FIG. 8 shows the etching time dependence of the thickness of etched porous Si and single crystal Si when porous Si and non-porous single crystal Si were soaked in buffered hydrofluoric acid and stirred.

【0073】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(4.5%HF+36%NH
4 F+H2 O)(白丸)に浸潤し、攪拌した。後に、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、12
0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。
The porous Si prepared under the above conditions was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 3) at room temperature.
4 F + H 2 O) (white circle) was infiltrated and stirred. Later, the reduction in the thickness of the porous Si was measured. Porous Si was rapidly etched, and 70 μm in about 40 minutes.
After 0 minutes, it has a high surface property of 140 μm and is uniformly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0074】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいてバッファード弗酸(4.5%HF+36%NH4
F+H2 O)(黒丸)に浸潤し、攪拌した。後に、該単
結晶Siの厚みの減少を測定した。単結晶Siは、12
0分経過した後にも、100Å以下しかエッチングされ
なかった。
Further, 500 μm thick single crystal Si was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 4) at room temperature.
F + H 2 O) (black circle) was infiltrated and stirred. Later, the decrease in the thickness of the single crystal Si was measured. Single crystal Si is 12
Even after 0 minutes, less than 100Å was etched.

【0075】図9に、多孔質Siと非多孔質である単結
晶Siをバッファード弗酸とアルコールとの混合液に攪
拌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。
FIG. 9 shows etched porous Si and single crystal Si when porous Si and non-porous single crystal Si are soaked in a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol without stirring. Shows the etching time dependence of the thickness of.

【0076】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(4.5%HF+36%NH
4 F+H2 O)とアルコールとの混合液(10:1)
(白丸)に攪拌することなしに浸潤した。後に、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。
The porous Si prepared under the above conditions was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 3) at room temperature.
4 F + H 2 O) and alcohol mixture (10: 1)
(White circle) was infiltrated without stirring. Later, the reduction in the thickness of the porous Si was measured. Porous Si is rapidly etched and has a high surface property of 67 μm in about 40 minutes and 112 μm after 120 minutes, and is uniformly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0077】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、攪拌することなく、除去でき、均一
に且つ効率よく多孔質Siをエッチングすることができ
る。
In particular, by adding alcohol, the bubbles of the reaction product gas due to etching can be instantly removed from the etching surface without stirring, and the porous Si can be uniformly and efficiently etched.

【0078】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいてバッファード弗酸(4.5%HF+36%NH4
F+H2 O)とアルコールとの混合液(10:1)(黒
丸)に攪拌することなしに浸潤した。後に、該単結晶S
iの厚みの減少を測定した。単結晶Siは、120分経
過した後にも、100Å以下しかエッチングされなかっ
た。
In addition, 500 μm thick single crystal Si was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 4) at room temperature.
It was infiltrated into a mixed solution (10: 1) of F + H 2 O) and alcohol (black circle) without stirring. Later, the single crystal S
The decrease in thickness of i was measured. The single crystal Si was etched only 100 Å or less even after 120 minutes.

【0079】図10に、多孔質Siと非多孔質である単
結晶Siをバッファード弗酸と過酸化水素水との混合液
に浸潤し、攪拌した時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。
In FIG. 10, porous Si and non-porous single crystal Si are soaked in a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution, and the porous Si and single crystal are etched when they are stirred. The etching time dependence of the thickness of Si is shown.

【0080】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(4.5%HF+36%NH
4 F+H2 O)と30%過酸化水素水との混合液(1:
5)(白丸)に浸潤し、攪拌した。後に、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88μm、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。
The porous Si prepared under the above conditions was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 3) at room temperature.
4 F + H 2 O) and 30% hydrogen peroxide solution (1 :)
5) (white circle) was infiltrated and stirred. Later, the porous Si
The decrease in thickness was measured. Porous Si is rapidly etched and has a high surface property of 88 μm in about 40 minutes and 147 μm in 120 minutes, and is evenly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0081】特に、過酸化水素水を添加することによっ
て、Si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。
In particular, by adding hydrogen peroxide solution, the oxidation of Si can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with no addition, and by changing the ratio of hydrogen peroxide solution. , Its reaction rate can be controlled.

【0082】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいてバッファード弗酸(4.5%HF+36%NH4
F+H2 O)と30%過酸化水素水との混合液(1:
5)(黒丸)に浸潤し、攪拌した。後に、該単結晶Si
の厚みの減少を測定した。単結晶Siは、120分経過
した後にも、100Å以下しかエッチングされなかっ
た。
Further, 500 μm-thick single crystal Si was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 4) at room temperature.
F + H 2 O) and 30% hydrogen peroxide solution (1 :)
5) (black circle) was infiltrated and stirred. Later, the single crystal Si
The decrease in thickness was measured. The single crystal Si was etched only 100 Å or less even after 120 minutes.

【0083】図11に、多孔質Siと非多孔質である単
結晶Siをバッファード弗酸とアルコールと過酸化水素
水との混合液に攪拌することなしに湿潤した時のエッチ
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。
FIG. 11 shows that the porous Si and the non-porous single crystal Si etched into the mixed solution of buffered hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution without being stirred are the porous materials etched. The etching time dependence of the thickness of Si and single crystal Si is shown.

【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(4.5%HF+36%NH
4 F+H2 O)とアルコールと30%過酸化水素水との
混合液(10:6:50)(白丸)に攪拌することなし
に浸潤した。後に、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。
The porous Si prepared under the above conditions was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 3) at room temperature.
4 F + H 2 O), alcohol and a 30% hydrogen peroxide solution (10: 6: 50) (white circles) were infiltrated without stirring. Later, the reduction in the thickness of the porous Si was measured. Porous Si is rapidly etched, 83 μm in about 40 minutes, and 140 μm in 120 minutes.
It has a high degree of surface property and is uniformly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0085】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、攪拌することなく、除去でき、均一
に且つ効率よく多孔質Siをエッチングすることができ
る。
In particular, by adding alcohol, the bubbles of the reaction product gas due to etching can be instantly removed from the etching surface without stirring, and the porous Si can be uniformly and efficiently etched.

【0086】また特に、過酸化水素水を添加することに
よって、Si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。
Further, in particular, by adding hydrogen peroxide water, the oxidation of Si can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with the case where no hydrogen peroxide water is added. Can control the reaction rate.

【0087】また、500μm厚の単結晶Siを室温に
おいてバッファード弗酸(4.5%HF+36%NH4
F+H2 O)とアルコールと30%過酸化水素水との混
合液(10:6:50)(黒丸)に攪拌することなしに
浸潤した。後に、該単結晶Siの厚みの減少を測定し
た。単結晶Siは、120分経過した後にも、100Å
以下しかエッチングされなかった。
Further, 500 μm thick single crystal Si was buffered with hydrofluoric acid (4.5% HF + 36% NH 4) at room temperature.
F + H 2 O), alcohol and a 30% aqueous hydrogen peroxide solution (10: 6: 50) (black circles) were infiltrated without stirring. Later, the decrease in the thickness of the single crystal Si was measured. Single crystal Si is 100Å even after 120 minutes
Only less than was etched.

【0088】以上説明したエッチング液によるエッチン
グ後の多孔質Siと単結晶Siを水洗し、その表面を二
次イオンにより微量分析したところ何ら不純物は検出さ
れなかった。
When the porous Si and single crystal Si after etching with the above-described etching solution were washed with water and the surfaces thereof were microanalyzed by secondary ions, no impurities were detected.

【0089】尚、過酸化水素水の溶液濃度は、ここでは
30%であるが、過酸化水素水の添加効果がそこなわれ
ず、且つ製造工程等で実用上差し支えない濃度で設定さ
れる。
The solution concentration of the hydrogen peroxide solution is 30% here, but it is set at a concentration that does not impair the effect of adding the hydrogen peroxide solution and is practically acceptable in the manufacturing process and the like.

【0090】溶液濃度及び温度の条件は、弗酸、バッフ
ァード弗酸及び上記過酸化水素水、又は上記アルコール
の効果を奏し、エッチング速度が製造工程等で実用上差
し支えない範囲で設定される。
The conditions of solution concentration and temperature are set within a range in which the effect of hydrofluoric acid, buffered hydrofluoric acid and the above-mentioned hydrogen peroxide solution or the above-mentioned alcohol is exhibited, and the etching rate is practically acceptable in the manufacturing process and the like.

【0091】本願では、一例として、前述した溶液濃
度、室温の場合について取り上げたが、本発明は係る条
件に限定されるものではない。
In the present application, the case of the above-mentioned solution concentration and room temperature was taken up as an example, but the present invention is not limited to such conditions.

【0092】HF濃度は、エッチング液に対して、好ま
しくは1〜95%、より好ましくは5〜90%、更に好
ましくは5〜80%の範囲で設定される。
The HF concentration is set in the range of preferably 1 to 95%, more preferably 5 to 90%, and further preferably 5 to 80% with respect to the etching solution.

【0093】バッファード弗酸中のHF濃度は、エッチ
ング液に対して、好ましくは1〜95%、より好ましく
は1〜85%、更に好ましくは1〜70%の範囲で設定
され、バッファード弗酸中のNH4 F濃度は、エッチン
グ液に対して、好ましくは1〜95%、より好ましくは
5〜90%、更に好ましくは5〜80%の範囲で設定さ
れる。
The HF concentration in the buffered hydrofluoric acid is set within the range of preferably 1 to 95%, more preferably 1 to 85%, still more preferably 1 to 70% with respect to the etching solution. The NH 4 F concentration in the acid is set within the range of preferably 1 to 95%, more preferably 5 to 90%, and further preferably 5 to 80% with respect to the etching solution.

【0094】H22 濃度は、エッチング液に対して、
好ましくは1〜95%、より好ましくは5〜90%、更
に好ましくは10〜80%で、且つ上記過酸化水素水の
効果を奏する範囲で設定される。
The H 2 O 2 concentration was
It is preferably 1 to 95%, more preferably 5 to 90%, still more preferably 10 to 80%, and is set within a range in which the effect of the hydrogen peroxide solution is exhibited.

【0095】アルコール濃度は、エッチング液に対し
て、好ましくは80%以下、より好ましくは60%以
下、更に好ましくは40%以下で、且つ上記アルコール
の効果を奏する範囲で設定される。
The alcohol concentration is preferably 80% or less, more preferably 60% or less, still more preferably 40% or less with respect to the etching solution, and is set within a range in which the effect of the alcohol is exhibited.

【0096】温度は、好ましくは0〜100℃、より好
ましくは5〜80℃、更に好ましくは5〜60℃の範囲
で設定される。
The temperature is preferably set in the range of 0 to 100 ° C, more preferably 5 to 80 ° C, and further preferably 5 to 60 ° C.

【0097】本発明に用いられるアルコールはエチルア
ルコールの他、イソプロピルアルコールなど製造工程等
に実用上差し支えなく、更に上記アルコール添加効果を
望むことのできるアルコールを用いることができる。
As the alcohol used in the present invention, in addition to ethyl alcohol, isopropyl alcohol or the like which can be practically used in the manufacturing process and which is desired to have the above alcohol addition effect can be used.

【0098】次に基体を多孔質化した後に単結晶をエピ
タキシャル成長させる方法について説明する。
Next, a method for epitaxially growing a single crystal after making the substrate porous will be described.

【0099】図12(a)に示すように、先ず、Si単
結晶基体を用意して、HF溶液を用いた陽極化成(An
odization)法によって、その全部を多孔質化
して多孔質単結晶Si基体18とする。種々の成長法に
より、エピタキシャル成長を多孔質化した基体表面に行
い、薄膜単結晶層19を形成する。
As shown in FIG. 12 (a), first, a Si single crystal substrate is prepared and anodized (An) using a HF solution.
The whole is made into a porous single-crystal Si substrate 18 by an oxidation method. Epitaxial growth is performed on the surface of the porous substrate by various growth methods to form the thin film single crystal layer 19.

【0100】図12(b)に示すように、もう一つのS
i基体20を用意して、その表面に絶縁層21を形成し
た後、多孔質Si基体上の単結晶Si層上に形成した絶
縁層22表面に、絶縁層21を表面に持つSi基体を貼
りつける。この貼り付け工程は、洗浄した表面同士を密
着させ、その後酸化雰囲気或いは、窒素雰囲気中で加熱
する。絶縁層22は最終的な活性層である単結晶層19
の界面準位を低減させるために形成するものであって、
マイクロメカニクスなど界面準位を問題としない応用に
対しては、絶縁層22は必ずしも必要ではない。
As shown in FIG. 12B, another S
An i substrate 20 is prepared, an insulating layer 21 is formed on the surface thereof, and then an Si substrate having the insulating layer 21 on the surface is attached to the surface of the insulating layer 22 formed on the single crystal Si layer on the porous Si substrate. Put on. In this attaching step, the cleaned surfaces are brought into close contact with each other and then heated in an oxidizing atmosphere or a nitrogen atmosphere. The insulating layer 22 is the single crystal layer 19 which is the final active layer.
Is formed to reduce the interface state of
The insulating layer 22 is not always necessary for applications such as micromechanics in which the interface state is not a problem.

【0101】図12(c)に示すように、多孔質Si基
体18を全部、上記多孔質Siの選択エッチング液によ
って、多孔質Siのみを無電解湿式化学エッチングして
絶縁層21,22上に薄膜化した単結晶Si層19を残
存させ形成する。本工程により、絶縁層21,22を介
したSi基体20上に結晶性がSiウエハーと同等な単
結晶Si層19が平坦に、しかも均一に薄層化されて、
ウエハー全域に、大面積に形成される。
As shown in FIG. 12C, the entire porous Si substrate 18 is electrolessly wet-chemically etched only on the porous Si substrate by the selective etching liquid for the porous Si to form the insulating layers 21 and 22 on the insulating layers 21 and 22. The thin-film single crystal Si layer 19 is left and formed. By this step, the single crystal Si layer 19 having the crystallinity equivalent to that of the Si wafer is flattened and uniformly thinned on the Si substrate 20 via the insulating layers 21 and 22.
A large area is formed over the entire wafer.

【0102】次に、図12(d)に示すように、透光性
にする裏面領域を除いて、全てをエッチング防止膜23
で被覆した後、開口部から絶縁層21の絶縁面、或いは
単結晶Si層19の単結晶面が露出するまで、Si基体
20或いはSi基体20及び絶縁層21,22をエッチ
ングして除去する。図12はSi基体20のみをエッチ
ングして除去した例を示してある。
Next, as shown in FIG. 12D, the etching prevention film 23 is formed on the entire surface except for the back surface region which is made transparent.
Then, the Si substrate 20 or the Si substrate 20 and the insulating layers 21 and 22 are removed by etching until the insulating surface of the insulating layer 21 or the single crystal surface of the single crystal Si layer 19 is exposed from the opening. FIG. 12 shows an example in which only the Si substrate 20 is removed by etching.

【0103】図12(e)に示すように、エッチング防
止膜23を剥離した後には、一部分が透光性になったS
i基体20、絶縁層21,22上に結晶性がシリコンウ
エハーと同等な単結晶Si層19が平坦に、しかも均一
に薄層化されて、ウエハー全域に、大面積に形成され
る。
As shown in FIG. 12 (e), after the etching prevention film 23 is peeled off, a part of the transparent film S becomes transparent.
A single crystal Si layer 19 having a crystallinity equivalent to that of a silicon wafer is flatly and uniformly thinned on the i substrate 20 and the insulating layers 21 and 22 and is formed in a large area over the entire wafer.

【0104】透光性になった領域の表面の薄層(Mem
brane)(単結晶Si層、或いは単結晶Si層と絶
縁層)の直下に支持体は存在していない。
A thin layer (Mem) on the surface of the translucent region
Brane) (single crystal Si layer, or single crystal Si layer and insulating layer) does not have a support immediately below.

【0105】上述した基体を透光性にする前に電子デバ
イスを単結晶半導体層に形成する方法について説明す
る。
A method for forming an electronic device on the single crystal semiconductor layer before the above-mentioned substrate is made transparent will be described.

【0106】先ず、図13(a)に示すように、Si単
結晶基体を用意して、HF溶液を用いた陽極化成(An
odization)法によって、その全部を多孔質化
して多孔質単結晶Si基体18とする。種々の成長法に
より、エピタキシャル成長を多孔質化した基体表面に行
い、薄膜単結晶層19を形成する。
First, as shown in FIG. 13A, a Si single crystal substrate is prepared and anodized (An) by using an HF solution.
The whole is made into a porous single-crystal Si substrate 18 by an oxidation method. Epitaxial growth is performed on the surface of the porous substrate by various growth methods to form the thin film single crystal layer 19.

【0107】図13(b)に示すように、もう一つのS
i基体20を用意して、その表面に絶縁層21を形成し
た後、多孔質Si基体上の単結晶Si層上に形成した絶
縁層22表面に、絶縁層21を表面に持つSi基体を貼
りつける。この貼り付け工程は、洗浄した表面同士を密
着させ、その後酸化雰囲気或いは、窒素雰囲気中で加熱
する。絶縁層22は最終的な活性層である単結晶層19
の界面準位を低減させるために形成するものであって、
マイクロメカニクスなど界面準位を問題としない応用に
対しては、絶縁層22は必ずしも必要ではない。
As shown in FIG. 13 (b), another S
An i substrate 20 is prepared, an insulating layer 21 is formed on the surface thereof, and then an Si substrate having the insulating layer 21 on the surface is attached to the surface of the insulating layer 22 formed on the single crystal Si layer on the porous Si substrate. Put on. In this attaching step, the cleaned surfaces are brought into close contact with each other and then heated in an oxidizing atmosphere or a nitrogen atmosphere. The insulating layer 22 is the single crystal layer 19 which is the final active layer.
Is formed to reduce the interface state of
The insulating layer 22 is not always necessary for applications such as micromechanics in which the interface state is not a problem.

【0108】図13(c)に示すように、多孔質Si基
体18を全部、上記多孔質Siの選択エッチング液によ
って、多孔質Siのみを無電解湿式化学エッチングして
絶縁層21,22上に薄膜化した単結晶Si層19を残
存させ形成する。本工程により、絶縁層21,22を介
したSi基体20上に結晶性がシリコンウエハーと同等
な単結晶層Si層19が平坦に、しかも均一に薄層化さ
れて、ウエハー全域に、大面積に形成される。
As shown in FIG. 13 (c), the entire porous Si substrate 18 is electroless wet-chemically etched only on the porous Si substrate by the selective etching liquid for the porous Si to form the insulating layers 21 and 22 on it. The thin-film single crystal Si layer 19 is left and formed. By this step, the single crystal Si layer 19 having the crystallinity equivalent to that of the silicon wafer is flattened and uniformly thinned on the Si substrate 20 via the insulating layers 21 and 22, and the entire area of the wafer is large. Formed in.

【0109】ここで、図13(d)に示すように、単結
晶Si層19にトランジスタ、ダイオード、コンデン
サ、抵抗等の電子デバイス或いはそれらの集積回路24
を形成する。
Here, as shown in FIG. 13D, an electronic device such as a transistor, a diode, a capacitor, a resistor, or an integrated circuit 24 thereof is formed on the single crystal Si layer 19.
To form.

【0110】次に、図13(e)に示すように、透光性
にする裏面領域を除いて、全てをエッチング防止膜23
で被覆した後、開口部から絶縁層21の絶縁面、或いは
単結晶Si層19の単結晶面が露出するまで、Si基体
20或いはSi基体20及び絶縁層21,22をエッチ
ングして除去する。透光性にする領域には、少なくとも
1個以上の電子デバイスが含まれていた。図13にはS
i基体20のみをエッチングして除去した例を示してあ
る。
Next, as shown in FIG. 13E, the etching prevention film 23 is formed on the entire surface except for the back surface region which is made transparent.
Then, the Si substrate 20 or the Si substrate 20 and the insulating layers 21 and 22 are removed by etching until the insulating surface of the insulating layer 21 or the single crystal surface of the single crystal Si layer 19 is exposed from the opening. The region to be translucent contained at least one electronic device. In FIG. 13, S
An example is shown in which only the i substrate 20 is removed by etching.

【0111】図13(f)に示すように、エッチング防
止膜23を剥離した後には、一部分が透光性になったS
i基体20、絶縁層21,22上の単結晶Si層19中
に電子デバイス24が形成されており、しかも透光性に
なっている。
As shown in FIG. 13F, after the etching prevention film 23 is peeled off, a part of the film S becomes transparent.
The electronic device 24 is formed in the i-base 20 and the single crystal Si layer 19 on the insulating layers 21 and 22, and is transparent.

【0112】透光性になった領域の表面の電子デバイス
が組み込まれている薄層(Membrane)(単結晶
Si層、或いは単結晶Si層と絶縁層)の直下に支持体
は存在していない。
There is no support immediately below the thin layer (Membrane) (single crystal Si layer or single crystal Si layer and insulating layer) in which the electronic device is incorporated on the surface of the light-transmitting region. ..

【0113】次に、多孔質化を行なう前に単結晶層を形
成し、その後、陽極化成により選択的に、基体のみを多
孔質化する方法について説明する。
Next, a method for forming a single crystal layer before making it porous and then selectively making only the substrate porous by anodization will be described.

【0114】先ず、図14(a)に示すように、種々の
薄膜成長法によるエピタキシャル成長により低不純物濃
度層32を形成する。或いは、P型Si単結晶基体31
の表面にプロトンをイオン注入してN型単結晶層32を
形成する。
First, as shown in FIG. 14A, a low impurity concentration layer 32 is formed by epitaxial growth by various thin film growth methods. Alternatively, the P-type Si single crystal substrate 31
An N-type single crystal layer 32 is formed by ion-implanting protons on the surface of.

【0115】次に、図14(b)に示すように、P型S
i単結晶基体31を裏面よりHF溶液を用いた陽極化成
(Anodization)法によって、多孔質単結晶
Si基体33に変質させる。
Next, as shown in FIG. 14B, a P type S
The i single crystal base 31 is transformed from the back surface into a porous single crystal Si base 33 by an anodization method using an HF solution.

【0116】図14(c)に示すように、もう一つのS
i基体34を用意して、その表面に絶縁層35を形成し
た後、多孔質Si基体上の単結晶Si層上に形成した絶
縁層36表面に、絶縁層35を表面に持つSi基体を貼
り付ける。この貼り付け工程は、洗浄した表面同士を密
着させ、その後酸化雰囲気或いは、窒素雰囲気中で加熱
する。絶縁層36は最終的な活性層である単結晶層32
の界面準位を低減させるために形成するものであって、
マイクロメカニクスなど界面準位を問題としない応用に
対しては、絶縁層36は必ずしも必要ではない。
As shown in FIG. 14C, another S
An i substrate 34 is prepared, an insulating layer 35 is formed on the surface thereof, and then an Si substrate having the insulating layer 35 on the surface is attached to the surface of the insulating layer 36 formed on the single crystal Si layer on the porous Si substrate. wear. In this attaching step, the cleaned surfaces are brought into close contact with each other and then heated in an oxidizing atmosphere or a nitrogen atmosphere. The insulating layer 36 is the single crystal layer 32 which is the final active layer.
Is formed to reduce the interface state of
The insulating layer 36 is not always necessary for applications such as micromechanics in which the interface state is not a problem.

【0117】図14(d)に示すように、多孔質Si基
体33を全部、上記多孔質Siの選択エッチング液によ
って、多孔質Siのみを無電解湿式化学エッチングして
絶縁層35,36上に薄膜化した単結晶Si層32を残
存させ形成する。本工程により、絶縁層35,36を介
したSi基体34上に結晶性がシリコンウエハーと同等
な単結晶Si層32が平坦に、しかも均一に薄層化され
て、ウエハー全域に、大面積に形成される。
As shown in FIG. 14 (d), the entire porous Si substrate 33 is electroless wet-chemically etched only on the porous Si substrate by the selective etching solution for the porous Si to form the insulating layers 35 and 36. The thin-film single crystal Si layer 32 is left and formed. By this step, the single crystal Si layer 32 having the crystallinity equivalent to that of the silicon wafer is flattened and uniformly thinned on the Si substrate 34 via the insulating layers 35 and 36, and the whole area of the wafer is made large. It is formed.

【0118】次に、図14(e)に示すように、透光性
にする裏面領域を除いて、全てをエッチング防止膜37
で被覆した後、開口部から絶縁層35の絶縁面、或いは
単結晶Si層32の単結晶面が露出するまで、Si基体
34或いはSi基体34及び絶縁層35,36をエッチ
ングして除去する。図14にはSi基体34のみをエッ
チングして除去した例を示してある。
Next, as shown in FIG. 14E, the etching prevention film 37 is entirely formed except for the back surface region which is made transparent.
Then, the Si substrate 34 or the Si substrate 34 and the insulating layers 35 and 36 are removed by etching until the insulating surface of the insulating layer 35 or the single crystal surface of the single crystal Si layer 32 is exposed from the opening. FIG. 14 shows an example in which only the Si substrate 34 is removed by etching.

【0119】図14(f)に示すように、エッチング防
止膜37を剥離した後には、一部分が透光性になったS
i基体34、絶縁層35,36上に結晶性がシリコンウ
エハーと同等な単結晶Si層32が平坦に、しかも均一
に薄層化されて、ウエハー全域に、大面積に形成され
る。
As shown in FIG. 14F, after the etching prevention film 37 is peeled off, a part of the transparent film S becomes transparent.
A single crystal Si layer 32 having crystallinity equivalent to that of a silicon wafer is flatly and uniformly thinned on the i substrate 34 and the insulating layers 35 and 36, and is formed in a large area over the entire wafer.

【0120】透光性になった領域の表面の薄層(Mem
brane)(単結晶Si層、或いは単結晶Si層と絶
縁層)の直下に支持体は存在していない。
A thin layer (Mem) on the surface of the translucent region
Brane) (single crystal Si layer, or single crystal Si layer and insulating layer) does not have a support immediately below.

【0121】次に基体を透光性にする前に電子デバイス
を単結晶半導体層に形成する方法について説明する。
Next, a method for forming an electronic device on the single crystal semiconductor layer before making the substrate transparent will be described.

【0122】先ず、図15(a)に示すように、種々の
薄膜成長法によるエピタキシャル成長により低不純物濃
度42を形成する。或いは、P型Si単結晶基体41の
表面にプロトンをイオン注入してN型単結晶層42を形
成する。
First, as shown in FIG. 15A, a low impurity concentration 42 is formed by epitaxial growth by various thin film growth methods. Alternatively, protons are ion-implanted into the surface of the P-type Si single crystal substrate 41 to form the N-type single crystal layer 42.

【0123】次に、図15(b)に示すように、P型S
i単結晶基体41を裏面よりHF溶液を用いた陽極化成
(Anodization)法によって、多孔質単結晶
Si基体43に変質させる。
Next, as shown in FIG. 15B, a P type S
The i single crystal substrate 41 is transformed from the back surface into a porous single crystal Si substrate 43 by an anodization method using an HF solution.

【0124】図15(c)に示すように、もう一つのS
i基体44を用意して、その表面に絶縁層45を形成し
た後、多孔質Si基体上の単結晶Si層上に形成した絶
縁層46表面に、絶縁層45を表面に持つSi基体を貼
り付ける。この貼り付け工程は、洗浄した表面同士を密
着させ、その後酸化雰囲気或いは、窒素雰囲気中で加熱
する。絶縁層46は最終的な活性層である単結晶層42
の界面準位を低減させるために形成するものであって、
マイクロメカニクスなど界面準位を問題としない応用に
対しては、絶縁層46は必ずしも必要ではない。
As shown in FIG. 15C, another S
An i substrate 44 is prepared, an insulating layer 45 is formed on the surface thereof, and then an Si substrate having the insulating layer 45 on the surface is attached to the surface of the insulating layer 46 formed on the single crystal Si layer on the porous Si substrate. wear. In this attaching step, the cleaned surfaces are brought into close contact with each other and then heated in an oxidizing atmosphere or a nitrogen atmosphere. The insulating layer 46 is the single crystal layer 42 which is the final active layer.
Is formed to reduce the interface state of
The insulating layer 46 is not always necessary for applications such as micromechanics in which the interface state is not a problem.

【0125】図15(d)に示すように、多孔質Si基
体43を全部、上記多孔質Siの選択エッチング液によ
って、多孔質Siのみを無電解湿式化学エッチングして
絶縁層45,46上に薄膜化した単結晶Si層42を残
存させ形成する。本工程により、絶縁層45,46を介
したSi基体44上に結晶性がシリコンウエハーと同等
な単結晶Si層42が平坦に、しかも均一に薄層化され
て、ウエハー全域に、大面積に形成される。
As shown in FIG. 15D, the porous Si substrate 43 is entirely electroless wet-chemically etched on only the porous Si by the selective etching liquid for the porous Si, so that the insulating layers 45 and 46 are formed. The thin-film single crystal Si layer 42 is left and formed. By this step, the single crystal Si layer 42 having the crystallinity equivalent to that of the silicon wafer is flattened and uniformly thinned on the Si substrate 44 via the insulating layers 45 and 46, and the whole area of the wafer is made large. It is formed.

【0126】ここで、図15(e)に示すように、単結
晶Si層42にトランジスタ、ダイオード、コンデン
サ、抵抗等の電子デバイス或いはそれらの集積回路47
を形成する。
Here, as shown in FIG. 15E, an electronic device such as a transistor, a diode, a capacitor, a resistor, or an integrated circuit 47 thereof is formed on the single crystal Si layer 42.
To form.

【0127】次に、図15(f)に示すように、透光性
にする裏面領域を除いて、全てをエッチング防止膜48
で被覆した後、開口部から絶縁層45の絶縁面、或いは
単結晶Si層42の単結晶面が露出するまで、Si基体
44或いはSi基体44及び絶縁層45,46をエッチ
ングして除去する。透光性にする領域には、少なくとも
1個以上の電子デバイスが含まれていた。図15にはS
i基体44のみをエッチングして除去した例を示してあ
る。
Next, as shown in FIG. 15F, the etching prevention film 48 is formed on the entire surface except for the back surface region which is made transparent.
Then, the Si substrate 44 or the Si substrate 44 and the insulating layers 45 and 46 are removed by etching until the insulating surface of the insulating layer 45 or the single crystal surface of the single crystal Si layer 42 is exposed from the opening. The region to be translucent contained at least one electronic device. In FIG. 15, S
An example is shown in which only the i substrate 44 is removed by etching.

【0128】図15(g)に示すように、エッチング防
止膜48を剥離した後には、一部分が透光性になったS
i基体44、絶縁層45,46上の単結晶Si層42中
に電子デバイス47が形成されており、しかも透光性に
なっている。
As shown in FIG. 15 (g), after the etching prevention film 48 is peeled off, S is partially translucent.
The electronic device 47 is formed in the i-base 44 and the single crystal Si layer 42 on the insulating layers 45 and 46, and is also transparent.

【0129】透光性になった領域の表面の電子デバイス
が組み込まれている薄層(Membrane)(単結晶
Si層、或いは単結晶Si層と絶縁層)の直下に支持体
は存在していない。
There is no support immediately below the thin layer (Membrane) (single crystal Si layer or single crystal Si layer and insulating layer) in which the electronic device is incorporated on the surface of the light-transmitting region. ..

【0130】次に、別の半導体基体の作成法について説
明する。
Next, another method for producing a semiconductor substrate will be described.

【0131】先ず、Si単結晶基体を用意し、それをH
F溶液を用いた陽極化成法によって、多孔質化する。単
結晶Siの密度は2.33g/cm3 であるが、多孔質
Si基体の密度はHF溶液濃度を20〜50重量%に変
化させることで、0.6〜1.1g/cm3 に変化させ
ることができる。この多孔質層は上述した理由により、
P型Si基体に形成され易い。
First, a Si single crystal substrate is prepared, and H
It is made porous by the anodization method using the F solution. The density of single crystal Si is 2.33 g / cm 3 , but the density of the porous Si substrate changes to 0.6 to 1.1 g / cm 3 by changing the HF solution concentration to 20 to 50% by weight. Can be made. This porous layer is for the reasons described above.
It is easily formed on a P-type Si substrate.

【0132】また、多孔質層はその内部に大量の空隙が
形成されているために、密度が半分以下に減少する。そ
の結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するため、
その化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッチン
グ速度に比べて著しく増速される。
Further, since the porous layer has a large amount of voids formed therein, the density thereof is reduced to less than half. As a result, the surface area increases dramatically compared to the volume,
Its chemical etching rate is significantly increased as compared with the etching rate of a normal single crystal layer.

【0133】単結晶Siを陽極化成によって多孔質化す
る条件を以下に示す。尚、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。
The conditions for making single crystal Si porous by anodization are shown below. The starting material of porous Si formed by anodization is not limited to single crystal Si, and Si having another crystal structure may be used.

【0134】印加電圧 :2.6(V) 電流密度 :30(mA・cm-2) 陽極化成溶液 :HF:H2 O:C25 OH=1:
1:1 時間 :2.4(時間) 多孔質Siの厚み:300(μm) Porosity:56(%) このようにして形成した多孔質化Si基体の上にSiを
エピタキシャル成長させて単結晶Si薄膜を形成する。
単結晶Si薄膜の厚さは好ましくは50μm以下、更に
好ましくは20μm以下である。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1:
1: 1 hour: 2.4 (hour) Porous Si thickness: 300 (μm) Porosity: 56 (%) Si is epitaxially grown on the porous Si substrate thus formed to form a single crystal Si thin film. To form.
The thickness of the single crystal Si thin film is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less.

【0135】次に上記単結晶Si薄膜表面を酸化した
後、最終的に基板を構成することになる基体を用意し、
単結晶Si表面の酸化膜と上記基体を貼り合わせる。或
いは新たに用意した単結晶Si基体の表面を酸化した
後、上記多孔質Si基体上の単結晶Si層と貼り合わせ
る。この酸化膜を基体と単結晶Si層の間に設ける理由
は、例えば基体としてガラスを用いた場合、Si活性層
の下地界面により発生する界面準位は上記ガラス界面に
比べて、酸化膜界面の方が準位を低くできるため、電子
デバイスの特性を著しく向上させることができるためで
あるが、本発明において、裏面電位を制御するために基
板には半導体もしくは導電体を用いるため、上記酸化膜
等絶縁層が必要である。さらに、後述する選択エッチン
グにより多孔質Si基体をエッチング除去した単結晶S
i薄膜のみを新しい基体に貼り合わせても良い。貼り合
わせはそれぞれの表面を洗浄後に室温で接触させるだけ
でファンデルワールス力で簡単には剥すことができない
程充分に密着しているが、これを更に200〜900
℃、好ましくは600〜900℃の温度で窒素雰囲気下
熱処理し完全に貼り合わせる。
Next, after the surface of the single crystal Si thin film is oxidized, a substrate which will eventually form a substrate is prepared,
The oxide film on the surface of the single crystal Si and the above substrate are bonded together. Alternatively, after the surface of a newly prepared single crystal Si substrate is oxidized, it is attached to the single crystal Si layer on the porous Si substrate. The reason for providing this oxide film between the substrate and the single crystal Si layer is that, for example, when glass is used as the substrate, the interface level generated by the underlying interface of the Si active layer is higher than that of the glass interface. This is because the level can be made lower and the characteristics of the electronic device can be remarkably improved. However, in the present invention, since a semiconductor or a conductor is used for the substrate for controlling the back surface potential, the above oxide film is used. An isolating layer is required. Further, a single crystal S obtained by etching away the porous Si substrate by selective etching described later.
Only the i thin film may be attached to a new substrate. The bonding is so close that it cannot be easily peeled off by van der Waals force simply by contacting each surface at room temperature after cleaning.
C., preferably 600 to 900.degree. C., and heat-treated in a nitrogen atmosphere to complete bonding.

【0136】更に、上記の貼り合わせた2枚の基体全体
にSi34 層をエッチング防止膜として堆積し、多孔
質Si基体の表面上のSi34 層のみを除去する。こ
のSi34 層の代わりにアピエゾンワックスを用いて
も良い。この後、多孔質Si基体を全部エッチング等の
手段で除去することにより薄膜単結晶Si層を有する半
導体基板が得られる。
Further, a Si 3 N 4 layer is deposited as an etching prevention film on the whole of the above-mentioned two bonded substrates, and only the Si 3 N 4 layer on the surface of the porous Si substrate is removed. Apiezon wax may be used instead of the Si 3 N 4 layer. Then, the porous Si substrate is entirely removed by a method such as etching to obtain a semiconductor substrate having a thin film single crystal Si layer.

【0137】この多孔質Si基体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説明する。
A selective etching method for electroless wet etching only this porous Si substrate will be described.

【0138】結晶Siに対してはエッチング作用を持た
ず、多孔質Siのみを選択エッチング可能なエッチング
液としては、弗酸、フッ化アンモニウム(NH4 F)や
フッ化水素(HF)等バッファード弗酸、過酸化水素水
を加えた弗酸又はバッファード弗酸の混合液、アルコー
ルを加えた弗酸又はバッファード弗酸の混合液が好適に
用いられる。これらの溶液に貼り合わせた基板を湿潤さ
せてエッチングを行う。エッチング速度は弗酸、バッフ
ァード弗酸、過酸化水素水の溶液濃度及び温度に依存す
る。過酸化水素水を添加することによって、Siの酸化
を増速し、反応速度を無添加に比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。またアルコ
ールを添加することにより、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攪拌すること
なく除去でき、均一に且つ効率よく多孔質Siをエッチ
ングすることができる。
As an etching solution which does not have an etching effect on crystalline Si and can selectively etch only porous Si, a buffered material such as hydrofluoric acid, ammonium fluoride (NH 4 F) or hydrogen fluoride (HF) can be used. Hydrofluoric acid, a mixed solution of hydrofluoric acid containing hydrogen peroxide or buffered hydrofluoric acid, and hydrofluoric acid containing alcohol or a mixed solution of buffered hydrofluoric acid are preferably used. Etching is performed by moistening the substrate bonded to these solutions. The etching rate depends on the solution concentration and temperature of hydrofluoric acid, buffered hydrofluoric acid, and hydrogen peroxide solution. By adding hydrogen peroxide solution, the oxidation of Si can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with the case of no addition, and the reaction rate can be increased by changing the ratio of hydrogen peroxide solution. Can be controlled. Further, by adding alcohol, it is possible to instantaneously remove the bubbles of the reaction product gas due to etching from the etching surface without stirring, and it is possible to uniformly and efficiently etch the porous Si.

【0139】バッファード弗酸中のHF濃度は、エッチ
ング液に対して、好ましくは1〜95重量%、より好ま
しくは1〜85重量%、更に好ましくは1〜70重量%
の範囲で設定され、バッファード弗酸中のNH4 F濃度
は、エッチング液に対して、好ましくは1〜95重量
%、より好ましくは5〜90重量%、更に好ましくは5
〜80重量%の範囲で設定される。
The HF concentration in the buffered hydrofluoric acid is preferably 1 to 95% by weight, more preferably 1 to 85% by weight, still more preferably 1 to 70% by weight, based on the etching solution.
The NH 4 F concentration in the buffered hydrofluoric acid is preferably 1 to 95% by weight, more preferably 5 to 90% by weight, still more preferably 5% by weight with respect to the etching solution.
It is set in the range of ~ 80% by weight.

【0140】HF濃度は、エッチング液に対して、好ま
しくは1〜95重量%、より好ましくは5〜90重量
%、更に好ましくは5〜80重量%の範囲で設定され
る。
The HF concentration is preferably set in the range of 1 to 95% by weight, more preferably 5 to 90% by weight, further preferably 5 to 80% by weight, based on the etching solution.

【0141】H22 濃度は、エッチング液に対して、
好ましくは1〜95重量%、より好ましくは5〜90重
量%、更に好ましくは10〜80重量%で、且つ上記過
酸化水素水の効果を奏する範囲で設定される。
The H 2 O 2 concentration is
The amount is preferably 1 to 95% by weight, more preferably 5 to 90% by weight, still more preferably 10 to 80% by weight, and is set within a range in which the effect of the hydrogen peroxide solution is exhibited.

【0142】アルコール濃度は、エッチング液に対し
て、好ましくは80重量%、より好ましくは60重量%
以下、更に好ましくは40重量%以下で、且つ上記アル
コールの効果を奏する範囲で設定される。
The alcohol concentration is preferably 80% by weight, more preferably 60% by weight, based on the etching solution.
Hereafter, it is more preferably set to 40% by weight or less and within the range in which the effect of the alcohol is exhibited.

【0143】温度は、好ましくは0〜100℃、より好
ましくは5〜80℃、更に好ましくは5〜60℃の範囲
で設定される。
The temperature is preferably set in the range of 0 to 100 ° C, more preferably 5 to 80 ° C, further preferably 5 to 60 ° C.

【0144】本工程に用いられるアルコールはエチルア
ルコールの他、イソプロピルアルコールなど製造工程等
に実用上差し支えなく、更に上記アルコール添加効果を
望むことのできるアルコールを用いることができる。
As the alcohol used in this step, in addition to ethyl alcohol, isopropyl alcohol or the like which can be practically used in the manufacturing process and which is desired to have the above-mentioned alcohol addition effect can be used.

【0145】このようにして得られた半導体基板は、通
常のSiウエハーと同等な単結晶Si層が平坦にしかも
均一に薄層化されて基板全域に大面積に形成されてい
る。
The thus obtained semiconductor substrate has a single crystal Si layer equivalent to that of an ordinary Si wafer, which is flat and uniformly thinned to have a large area over the entire substrate.

【0146】本発明においては、上記のようにして単結
晶Si層を形成した基板を用いて、通常の方法により回
路を形成し、液晶表示装置を構成する。
In the present invention, a liquid crystal display device is constructed by forming a circuit by a usual method using the substrate on which the single crystal Si layer is formed as described above.

【0147】本発明において、制御する裏面電極の電位
は、支持基板をゲート電極、下地絶縁層をゲート絶縁膜
とする寄生トランジスタのオフ領域であり、図16に示
すように、CMOSインバータ等PMOSトランジスタ
とNMOSトランジスタを併用する場合には、両寄生ト
ランジスタのオフ領域が重なる部分を採用する。また、
その電極の取り出しには表示装置の機能に支障を来さな
い範囲でいかなる手段をとっても構わないが、基板に半
導体を用いて基板裏面から取り出す場合、アルミニウム
等金属電極を介して配線することにより制御が容易にな
る。また、後述するように基板の上側から取り出しを行
っても良い。このように上側から取り出すと、パッケー
ジ側への配線が容易で小型化、組み立て歩留が向上す
る。
In the present invention, the potential of the back electrode to be controlled is the off region of the parasitic transistor in which the supporting substrate is the gate electrode and the base insulating layer is the gate insulating film, and as shown in FIG. In the case where both and the NMOS transistor are used together, a portion where the off regions of both parasitic transistors overlap is adopted. Also,
The electrodes can be taken out by any means as long as they do not hinder the function of the display device.However, when using a semiconductor as the substrate and taking it out from the back surface of the substrate, it is possible to control by wiring through a metal electrode such as aluminum. Will be easier. Alternatively, the substrate may be taken out from the upper side as described later. In this way, when taken out from the upper side, wiring to the package side is easy, the size is reduced, and the assembly yield is improved.

【0148】また、本発明に用いることができる導電体
基板は、単結晶Si薄膜形成時に加熱処理して貼り合わ
せるため、900℃以上の高融点を有する金属が望まし
い。半導体基板を用いる場合には、通常良く用いられて
いるP型或いはn型のSi基板を用いることができる。
The conductor substrate that can be used in the present invention is preferably a metal having a high melting point of 900 ° C. or higher because it is heat-treated and bonded when the single crystal Si thin film is formed. When a semiconductor substrate is used, a P-type or n-type Si substrate which is commonly used can be used.

【0149】本発明において、画像表示部の基板は裏面
からエッチング除去して透明化を図る。エッチングはS
iと下地絶縁層のエッチングレートの比が充分とれる
(10:1以上)エッチング液を用いるのが望ましい。
例えば絶縁層として最も一般的なSiO2 を用いる場
合、エッチング液としてKOH、エチレンジアミン水溶
液が用いられる。KHOは10〜70%の水溶液で、液
温は50〜120℃、望ましくはKOH20〜50%、
液温70〜110℃である。この時、Siのエッチレー
トは1〜10μm/minが得られる。また、エチレン
ジアミン水溶液は、正確には、エチレン、ピロカラコー
ル、水の混合液であり、その組成は例えば10:1:1
0である。液温は80〜150℃、エッチレートは0.
5〜5μm/minが実現できる。更に精密なエッチン
グレートの制御にはピラジンを5〜20%添加すると良
い。図17にエッチングした状態を示した。図17のよ
うに、耐エッチング層で周辺駆動回路部を保護して基板
をエッチング除去し、周辺駆動部の基板を残す。図17
において1000は耐エッチング層、1001は裏面電
極1002は基板、1003は酸化シリコン層、100
4はエッチングストッパ、1005は酸化シリコン層、
1006はデバイスを形成する為の半導体層である。
In the present invention, the substrate of the image display portion is removed by etching from the back surface to make it transparent. Etching is S
It is desirable to use an etching solution that allows a sufficient ratio of i to the etching rate of the base insulating layer (10: 1 or more).
For example, when the most general SiO 2 is used for the insulating layer, KOH or ethylenediamine aqueous solution is used as the etching solution. KHO is an aqueous solution of 10 to 70%, the liquid temperature is 50 to 120 ° C., preferably KOH 20 to 50%,
The liquid temperature is 70 to 110 ° C. At this time, the Si etch rate is 1 to 10 μm / min. Further, the ethylenediamine aqueous solution is, to be exact, a mixed liquid of ethylene, pyrocaracol and water, and its composition is, for example, 10: 1: 1.
It is 0. The liquid temperature is 80 to 150 ° C, and the etch rate is 0.
5 to 5 μm / min can be realized. For more precise control of the etching rate, it is preferable to add 5 to 20% of pyrazine. FIG. 17 shows the etched state. As shown in FIG. 17, the peripheral drive circuit portion is protected by an etching resistant layer and the substrate is removed by etching to leave the substrate of the peripheral drive portion. FIG. 17
1000 is an etching resistant layer, 1001 is a back electrode 1002 is a substrate, 1003 is a silicon oxide layer, 100
4 is an etching stopper, 1005 is a silicon oxide layer,
Reference numeral 1006 is a semiconductor layer for forming a device.

【0150】このくり抜き部は強度が充分であればその
ままでも構わないが、補強するために光透過性の充填材
を充填しても良い。充填材として好ましくは一般に最も
良く用いられているSi系樹脂が挙げられる。
The hollow portion may be left as it is if it has sufficient strength, but may be filled with a light-transmissive filler for reinforcement. As the filler, a Si-based resin which is generally most often used is exemplified.

【0151】本発明の液晶表示装置は、周辺駆動回路の
基板の電位を制御することにより、寄生MOSトランジ
スタの動作によるリーク電流が減少し、該駆動回路に用
いた半導体装置のチャネル電位が安定する。更に、活性
層が単結晶Si薄膜からなるため、半導体装置を多結晶
TFTで作成した場合の5〜100倍高速で動作させる
ことができる。また、裏面からエッチングすることによ
り、画像表示部の基板を除去して画像表示部のみ透明化
すると共に、残された基板により剛性が保たれる。
In the liquid crystal display device of the present invention, by controlling the potential of the substrate of the peripheral drive circuit, the leak current due to the operation of the parasitic MOS transistor is reduced and the channel potential of the semiconductor device used in the drive circuit is stabilized. .. Further, since the active layer is made of a single crystal Si thin film, the semiconductor device can be operated 5 to 100 times faster than when it is made of a polycrystalline TFT. Further, by etching from the back surface, the substrate of the image display unit is removed to make only the image display unit transparent, and the rigidity is maintained by the remaining substrate.

【0152】また本発明においては、例えば駆動回路に
低消費電力のCMOSインバータ、スイッチング素子に
裏面リークが無く耐圧性の高いPMOSトランジスタを
用いれば、消費電力を低減した液晶表示装置が、両方に
PMOSトランジスタを用いれば、安価な液晶表示装置
を、駆動回路にNMOSトランジスタ、スイッチング素
子にPMOSトランジスタを用いれば裏面リークがな
く、しかも安価な液晶表示装置を提供できる。
Further, in the present invention, when a low power consumption CMOS inverter is used for the driving circuit and a PMOS transistor having a high withstand voltage without backside leakage is used for the switching element, the liquid crystal display device with reduced power consumption has a PMOS transistor for both. If a transistor is used, an inexpensive liquid crystal display device can be provided, and if an NMOS transistor is used for the drive circuit and a PMOS transistor is used for the switching element, there can be provided an inexpensive liquid crystal display device without backside leakage.

【0153】以下、具体的な実施例によって本発明を説
明する。
The present invention will be described below with reference to specific examples.

【0154】[0154]

【実施例】【Example】

(実施例1)300μmの厚みを持ったP型(100)
単結晶Si基板にHF溶液中において陽極化成を施し、
多孔質Si基板を形成した。
(Example 1) P-type (100) having a thickness of 300 μm
Anodizing single crystal Si substrate in HF solution,
A porous Si substrate was formed.

【0155】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0156】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 2.4 (時間) 多孔質Siの厚み: 300 (μm) Porosity: 56 (%) こうして得られたP型(100)多孔質Si基板上に減
圧CVD法により、Siエピタキシャル層を1.0μm
の層厚で成長させた。堆積条件は、以下の通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 hour: 2.4 (hour) Porous Si thickness: 300 (μm) Porosity: 56 (%) By the low pressure CVD method on the P-type (100) porous Si substrate thus obtained, Si epitaxial layer 1.0 μm
Was grown to a layer thickness of. The deposition conditions are as follows.

【0157】ソースガス: SiH4 キャリヤーガス: H2 温度: 850℃ 圧力: 1×10-2Torr 成長速度: 3.3 nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に1000Åの酸化
層を形成し、その酸化表面に、表面に5000Åの酸化
層、1000Åの窒化層形成したもう一方のSi基板を
重ねあわせ、窒素雰囲気中で800℃、0.5時間加熱
することにより、2つのSi基板を、強固に貼り合せ
た。
Source gas: SiH 4 carrier gas: H 2 Temperature: 850 ° C. Pressure: 1 × 10 -2 Torr Growth rate: 3.3 nm / sec Next, a 1000 Å oxide layer is formed on the surface of this epitaxial layer. , The other Si substrate on which a 5000 Å oxide layer and a 1000 Å nitride layer were formed on the oxidized surface was superposed and heated in a nitrogen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hours to thereby form two Si substrates. Bonded firmly.

【0158】その後、該貼り合せた基板を49%弗酸と
アルコールと30%過酸化水素水との混合液(10:
6:50)中で撹拌することなく選択エッチングした。
65分後には、非多孔質Si層だけがエッチングされず
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。非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対するエッ
チング速度は、極めて低く65分後でもエッチング量は
50Å以下であり、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程度のものであっ
た。こうしたところ、200μmの厚みをもった多孔質
化されたSi基板は、除去され、SiO2 上に1.0μ
mの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。ソースガ
スとして、SiH2 Clを用いた場合には、成長温度を
数十度上昇させる必要があるが、多孔質基板に特有な増
速エッチング特性は、維持された。
After that, the bonded substrates are mixed with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol, and 30% hydrogen peroxide (10:
The selective etching was carried out in the 6:50) without stirring.
After 65 minutes, only the non-porous Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is used as an etch stop material.
The porous Si substrate was selectively etched and completely removed. The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the etching amount is 50 Å or less even after 65 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more. The etching amount (tens of liters) in the porous layer was practically negligible. At this point, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and 1.0 μ was formed on the SiO 2.
A single crystal Si layer having a thickness of m could be formed. When SiH 2 Cl was used as the source gas, it was necessary to raise the growth temperature by several tens of degrees, but the enhanced etching characteristic peculiar to the porous substrate was maintained.

【0159】上記単結晶Si薄膜に電解効果トランジス
タを作成し、相互に接続することにより、相補性素子、
及びその集積回路を作成し、液晶画像表示装置に必要な
画素切り替え素子、駆動周辺回路を形成した。尚、各ト
ランジスタの製造方法については公知のMOS集積回路
製造技術を用いた。
By forming field effect transistors on the single crystal Si thin film and connecting them to each other, a complementary element,
And an integrated circuit thereof were formed, and a pixel switching element and a driving peripheral circuit necessary for a liquid crystal image display device were formed. A known MOS integrated circuit manufacturing technique was used for the manufacturing method of each transistor.

【0160】カバーガラスにブラックマトリクス及びカ
ラーフィルターを形成した後共通電極を形成し、配向処
理した。アクティブ・マトリクス基板に配向処理を施
し、シール材を印刷したのち両者を組立て液晶を注入し
た。この液晶に関する諸工程は、公知の液晶表示装置製
造技術を適用した。
After forming a black matrix and a color filter on the cover glass, a common electrode was formed and an alignment treatment was performed. After aligning the active matrix substrate and printing a sealant, both were assembled and liquid crystal was injected. A well-known liquid crystal display device manufacturing technique is applied to the various steps relating to the liquid crystal.

【0161】この後Si基板側に液晶画素部の直下を除
いて耐弗酸性ゴムを被覆し、弗酸、酢酸、硝酸の混合液
を用いて、絶縁層までSi基板を部分的に除去し、更に
信頼性向上のため除去された凹部に透明樹脂を充填し
て、光透過による投射型液晶画像表示装置を完成した。
Thereafter, the Si substrate side is covered with a hydrofluoric acid resistant rubber except under the liquid crystal pixel portion, and the Si substrate is partially removed up to the insulating layer using a mixed solution of hydrofluoric acid, acetic acid and nitric acid. Furthermore, a transparent resin was filled in the removed recesses to improve reliability, and a projection type liquid crystal image display device by light transmission was completed.

【0162】(実施例2)200μmの厚みを持ったP
型(100)Si基板上に常圧CVD法により、Siエ
ピタキシャル層を5μmの厚みに成長させた。堆積条件
は、以下の通りである。
(Example 2) P having a thickness of 200 μm
A Si epitaxial layer was grown to a thickness of 5 μm on a mold (100) Si substrate by an atmospheric pressure CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0163】反応ガス流量: SiH2 Cl2
1000 SCCM H2 230 l/min. 温度: 1080 ℃ 圧力: 760 Torr 時間: 1 min. こうして得られたSi基板にHF溶液中において陽極化
成を施し、多孔質層を形成した。
Reaction gas flow rate: SiH 2 Cl 2
1000 SCCM H 2 230 l / min . Temperature: 1080 ° C. Pressure: 760 Torr Time: 1 min. The Si substrate thus obtained was subjected to anodization in an HF solution to form a porous layer.

【0164】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0165】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 1.6 (時間) 多孔質Siの厚み: 200 (μm) Porosity: 56 (%) 前述したようにこの陽極化成では、P型(100)Si
基板のみが多孔質化されSiエピタキシャル層には変化
がなかった。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 1.6 (hours) Porous Si thickness: 200 (μm) Porosity: 56 (%) As described above, in this anodization, P-type (100) Si was used.
Only the substrate was made porous and there was no change in the Si epitaxial layer.

【0166】次に、このエピタキシャル層の表面に10
00Åの酸化層を形成し、その酸化表面に、表面に50
00Åの酸化層と500Åの窒化膜とを形成して絶縁層
を配したもう一方のSi基板を重ねあわせ、窒素雰囲気
中で800℃、0.5時間加熱することにより、2つの
Si基板に、強固に貼り合せた。
Then, 10 is formed on the surface of the epitaxial layer.
Oxidation layer of 00Å is formed, and 50
Another Si substrate on which an oxide layer of 00 Å and a nitride film of 500 Å are formed and an insulating layer is arranged is superposed and heated in a nitrogen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hours to form two Si substrates. Bonded firmly.

【0167】その後、該貼り合せた基板を49%弗酸と
アルコールと30%過酸化水素水との混合液(10:
6:50)中で撹拌することなく選択エッチングを施し
た。65分後には、単結晶Si層だけがエッチングされ
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。非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対する
エッチング速度は、極めて低く、65分後でもエッチン
グ量は50Å以下であり、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程度のもの
であった。そうしたところ、200μmの厚みをもった
多孔質化されたSi基板は、除去され、SiO2 上に5
μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。透過電
子顕微鏡による断面観察の結果、Si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。上記単結晶Si薄膜にバイポーラ
及び電解効果トランジスタを作成し、相互に接続するこ
とにより、相補性素子、及びその集積回路を作成し、液
晶画像表示装置に必要な画素切り替え素子、駆動周辺回
路を形成した。尚、各トランジスタの製造方法について
は公知のMOS及びBi−CMOS集積回路製造技術を
用いた。
After that, the bonded substrates are mixed with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol, and 30% hydrogen peroxide (10:
Selective etching was carried out in 6:50) without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed using the single crystal Si as an etch stop material. The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the etching amount is 50 Å or less even after 65 minutes, and the selection ratio with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, The etching amount (tens of liters) in the non-porous layer was practically negligible. Such places, Si substrate made porous having a thickness of 200μm is removed, on the SiO 2 5
A single crystal Si layer having a thickness of μm could be formed. As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer and good crystallinity was maintained. Bipolar and field effect transistors are formed in the single crystal Si thin film and connected to each other to form a complementary element and its integrated circuit, and a pixel switching element and a driving peripheral circuit necessary for a liquid crystal image display device are formed. did. As a method of manufacturing each transistor, known MOS and Bi-CMOS integrated circuit manufacturing technology was used.

【0168】カバーガラスにブラックマトリクス及びカ
ラーフィルターを形成した後共通電極を形成し、配向処
理した。アクティブ・マトリクス基板に配向処理を施
し、シール材を印刷したのち両者を組立てて液晶を注入
した。この液晶に関する諸工程は、公知の液晶表示装置
製造技術を適用した。
After forming a black matrix and a color filter on the cover glass, a common electrode was formed and an alignment treatment was performed. After aligning the active matrix substrate and printing a sealant, both were assembled and liquid crystal was injected. A well-known liquid crystal display device manufacturing technique is applied to the various steps relating to the liquid crystal.

【0169】こののちSi基板側に液晶画素部の直下を
除いて耐弗酸性ゴムを被覆し、弗酸、酢酸、硝酸の混合
液を用いて、絶縁層までSi基板を部分的に除去し、更
に信頼性向上のため除去された凹部にスピンオングラス
を充填して、光透過による投射型液晶画像表示装置を完
成した。
After that, the Si substrate side is covered with a hydrofluoric acid resistant rubber except under the liquid crystal pixel portion, and the Si substrate is partially removed up to the insulating layer using a mixed solution of hydrofluoric acid, acetic acid and nitric acid. Furthermore, to improve reliability, the removed recess was filled with spin-on glass, and a projection type liquid crystal image display device by light transmission was completed.

【0170】(実施例3)200μmの厚みを持ったP
型(100)Si基板表面にプロトンのイオン注入によ
って、N型Si層を1μm形成したH+ 注入量は5×1
15(ions/cm2 )であった。この基板に50%
のHF溶液中において陽極化成を施した。この時の電流
密度は、100mA/cm2 であった。この時の多孔質
化速度は、8.4μm/min.であり、200μmの
厚みを持ったP型(100)Si基板全体は、24分で
多孔質化された。この陽極化成では、P型(100)S
i基板のみが多孔質化され、N型Si層には変化がなか
った。
(Example 3) P having a thickness of 200 μm
Type (100) by ion implantation of protons into the surface of the Si substrate, H + implantation amount was 1μm formed an N-type Si layer is 5 × 1
It was 0 15 (ions / cm 2 ). 50% on this board
Anodization was performed in the HF solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The porosification rate at this time was 8.4 μm / min. The entire P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 μm was made porous in 24 minutes. In this anodization, P-type (100) S
Only the i substrate was made porous, and there was no change in the N-type Si layer.

【0171】次に、このN型Si層の表面に1000Å
の酸化層を形成し、その酸化表面に、表面に5000Å
の酸化窒化層を形成したもう一方のSi基板を重ねあわ
せ、窒素雰囲気中で800℃、0.5時間加熱すること
により、2つのSi基板を強固に貼り合せた。
Next, 1000 Å is applied to the surface of the N-type Si layer.
Oxide layer is formed, and 5000 Å on the oxidized surface
The other Si substrate having the oxynitride layer formed thereon was superposed and heated in a nitrogen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hours to firmly bond the two Si substrates.

【0172】その後、貼り合せた基板に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)中で撹拌することなく選択エッチングを施した。
65分後には、単結晶Si層だけが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。非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対するエッ
チング速度は、極めて低く65分後でもエッチング量は
50Å以下であり、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程度のものであっ
た。そうしたところ、200μmの厚みをもった多孔質
化されたSi基板は、除去され、SiO2 上に1.0μ
mの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。透過電子
顕微鏡による断面観察の結果、Si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。
After that, a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol, and 30% hydrogen peroxide solution (10: 6:
In 50), selective etching was performed without stirring.
After 65 minutes, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed using the single crystal Si as an etch stop material. The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the etching amount is 50 Å or less even after 65 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more. The etching amount (tens of liters) in the porous layer was practically negligible. Then, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and 1.0 μ was formed on the SiO 2.
A single crystal Si layer having a thickness of m could be formed. As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer and good crystallinity was maintained.

【0173】上記単結晶Si薄膜にバイポーラ及び電解
効果トランジスタを作成し、相互に接続することによ
り、相補性素子、及びその集積回路を作成し、液晶画像
表示装置に必要な画素切り替え素子、駆動周辺回路を形
成した。尚、各トランジスタの製造方法については公知
のMOS及びBi−CMOS集積回路製造技術を用い
た。
Bipolar and field effect transistors are formed in the single crystal Si thin film and connected to each other to form a complementary element and its integrated circuit, and a pixel switching element and a driving periphery necessary for a liquid crystal image display device are formed. Formed a circuit. As a method of manufacturing each transistor, known MOS and Bi-CMOS integrated circuit manufacturing technology was used.

【0174】カバーガラスにブラックマトリクス及びカ
ラーフィルターを形成した後共通電極を形成し、配向処
理した。アクティブ・マトリクス基板に配向処理を施
し、シール材を印刷したのち両者を組立てて液晶を注入
した。この液晶に関する諸工程は、公知の液晶表示装置
製造技術を適用した。
After forming a black matrix and a color filter on the cover glass, a common electrode was formed and an alignment treatment was performed. After aligning the active matrix substrate and printing a sealant, both were assembled and liquid crystal was injected. A well-known liquid crystal display device manufacturing technique is applied to the various steps relating to the liquid crystal.

【0175】この後Si基板裏面側に液晶画素部の直下
を除いてアピエゾンワックスを被覆し、弗酸、酢酸、硝
酸の混合液を用いて、絶縁層までSi基板を部分的に除
去し、更に信頼性向上のため除去された凹部にクリヤー
モールドを充填して、光透過による投射型液晶画像表示
装置を完成した。
Thereafter, the back side of the Si substrate was covered with apiezon wax except under the liquid crystal pixel portion, and the Si substrate was partially removed up to the insulating layer using a mixed solution of hydrofluoric acid, acetic acid and nitric acid. Further, a clear mold was filled in the removed recesses to improve reliability, and a projection type liquid crystal image display device by light transmission was completed.

【0176】(実施例4)500μmの厚みを持ったP
型(100)単結晶Si基板に50%のHF溶液中にお
いて陽極化成を施した。この時の電流密度は、10mA
/cm2 であった。10分で表面に20μmの厚みを持
った多孔質層が形成された該P型(100)多孔質Si
基板上に減圧CVD法により、Siエピタキシャル層を
0.5μmの厚みに低温成長させた。堆積条件は、以下
の通りである。
(Example 4) P having a thickness of 500 μm
A mold (100) single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. Current density at this time is 10mA
Was / cm 2 . The P-type (100) porous Si having a porous layer having a thickness of 20 μm formed on the surface in 10 minutes
An Si epitaxial layer was grown on the substrate at a low temperature to a thickness of 0.5 μm by the low pressure CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0177】ガス: SiH2 Cl2
(0.6 l/min) H2 (100 l/min) 温度: 850 ℃ 圧力: 50 Torr 成長速度: 0.1 μm/min 次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に0.8μmの酸化層を表面に有する
別のSi基板を重ねあわせ、窒素雰囲気中で900℃、
1.5時間加熱することにより、2つの基板を、強固に
貼り合せた。
Gas: SiH 2 Cl 2
(0.6 l / min) H 2 (100 l / min) Temperature: 850 ° C. Pressure: 50 Torr Growth rate: 0.1 μm / min Next, the surface of this epitaxial layer was thermally oxidized to 50 nm. Another Si substrate having an oxide layer of 0.8 μm on its surface is superposed on the thermal oxide film, and 900 ° C. in a nitrogen atmosphere,
The two substrates were firmly bonded together by heating for 1.5 hours.

【0178】その後に、Si基板を裏面から研削により
490μmの厚みで除去して多孔質層を表出させた。
After that, the Si substrate was removed from the back surface by grinding to a thickness of 490 μm to expose the porous layer.

【0179】その後、該貼り合せた基板に49%弗酸と
アルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)中で撹拌することなく選択エッチングを施した。1
5分後には、単結晶Si層だけが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層は選択エッチングされ、完全に除去された。
Then, a liquid mixture of 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5) was applied to the bonded substrates.
The selective etching was carried out in 0) without stirring. 1
After 5 minutes, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si layer was selectively etched and completely removed using the single crystal Si as an etch stop material.

【0180】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く、15分後でも40
Å弱程度であり、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程度のものであっ
た。Si34 層を除去した後には、絶縁層を表面に有
するSi基板上に0.5μmの厚みを持った単結晶Si
層が形成出来た。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and even after 15 minutes, the etching rate was 40%.
It was only about Å, the selectivity to the etching rate of the porous layer reached more than 10 5 and the etching amount (tens of Å) in the non-porous layer was practically negligible. After removing the Si 3 N 4 layer, single-crystal Si having a thickness of 0.5 μm is formed on the Si substrate having the insulating layer on the surface.
A layer could be formed.

【0181】また、Si34 層の代りに、アピエゾン
ワックス、或いは、エレクトロンワックスを被覆した場
合にも同様の効果があり、多孔質化されたSi層のみを
完全に除去しえる。
Further, the same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the Si 3 N 4 layer, and only the porous Si layer can be completely removed.

【0182】上記単結晶Si薄膜に電解効果トランジス
タを作成し、相互に接続することにより、相補性素子、
及びその集積回路を作成し、液晶画像表示装置に必要な
画素切り替え素子、駆動周辺回路を形成した。尚、各ト
ランジスタの製造方法については公知のMOS集積回路
製造技術を用いた。
By forming field effect transistors on the single crystal Si thin film and connecting them to each other, complementary elements,
And an integrated circuit thereof were formed, and a pixel switching element and a driving peripheral circuit necessary for a liquid crystal image display device were formed. A known MOS integrated circuit manufacturing technique was used for the manufacturing method of each transistor.

【0183】カバーガラスにブラックマトリクス及びカ
ラーフィルターを形成した後共通電極を形成し、配向処
理した。アクティブ・マトリクス基板に配向処理を施
し、シール材を印刷したのち両者を組立てて液晶を注入
した。この液晶に関する諸工程は、公知の液晶表示装置
製造技術を適用した。
After forming a black matrix and a color filter on the cover glass, a common electrode was formed and an alignment treatment was performed. After aligning the active matrix substrate and printing a sealant, both were assembled and liquid crystal was injected. A well-known liquid crystal display device manufacturing technique is applied to the various steps relating to the liquid crystal.

【0184】この後Si基板裏面側に液晶画素部の直下
を除いてアピエゾンワックスを被覆し、弗酸、酢酸、硝
酸の混合液を用いて、絶縁層までSi基板を部分的に除
去し、更に信頼性向上のため除去された凹部にクリヤー
モールドを充填して、光透過による投射型液晶画像表示
装置を完成した。
Thereafter, the back side of the Si substrate was covered with apiezon wax except under the liquid crystal pixel portion, and the Si substrate was partially removed up to the insulating layer using a mixed solution of hydrofluoric acid, acetic acid and nitric acid. Further, a clear mold was filled in the removed recesses to improve reliability, and a projection type liquid crystal image display device by light transmission was completed.

【0185】以上詳述したように、本発明の液晶画像表
示装置は、経済性に優れて、大面積に亘り均一平坦な、
極めて優れた結晶性を有するSi単結晶基板を用いてお
り、半導体能動素子が欠陥の著しく少ないSi単結晶層
上に作成されているため、上記半導体素子の浮遊容量が
低減し、高速動作が可能で、ラッチアップ現象等のな
い、耐放射線特性の優れた素子及び回路を液晶画像表示
画素と同一基板上に集積した高性能な装置が提供でき
る。
As described in detail above, the liquid crystal image display device of the present invention is excellent in economic efficiency and is uniform and flat over a large area.
Since the Si single crystal substrate with extremely excellent crystallinity is used and the semiconductor active element is formed on the Si single crystal layer with extremely few defects, the stray capacitance of the semiconductor element is reduced and high speed operation is possible. Thus, it is possible to provide a high-performance device in which elements and circuits having an excellent radiation resistance characteristic without a latch-up phenomenon are integrated on the same substrate as a liquid crystal image display pixel.

【0186】また、本発明による液晶画像表示装置は、
多孔質基板或いは多孔質層を選択除去することにより、
非透明基板上に形成された良質な単結晶層に作成される
ことによって、高性能なものとなる。また、Si基板を
非結晶基板に採用することにより熱的、機械的、化学的
或いは物理的にも従来のシリコン集積回路プロセスとき
わめて整合性の良い出発材料となり得る。
Further, the liquid crystal image display device according to the present invention is
By selectively removing the porous substrate or porous layer,
High performance is obtained by forming a high quality single crystal layer formed on a non-transparent substrate. Further, by adopting the Si substrate as the amorphous substrate, it can be a starting material having excellent thermal, mechanical, chemical or physical compatibility with the conventional silicon integrated circuit process.

【0187】また、一般にかなり光の強度の強い光源を
投影型液晶画像表示装置に使用すると周辺回路部分に光
が当たると半導体層中に光励起電流が誘起され誤動作の
原因となる場合があるが、本発明による装置において
は、周辺回路部分は遮光されているために、係る問題点
を回避することができる。
In general, when a light source having a considerably high light intensity is used in a projection type liquid crystal image display device, when a peripheral circuit portion is exposed to light, a photoexcitation current may be induced in the semiconductor layer, which may cause malfunction. In the device according to the present invention, since the peripheral circuit portion is shielded from light, such a problem can be avoided.

【0188】(実施例5)200μmの厚みを持ったP
型(100)単結晶Si基体をHF溶液中において陽極
化成を行った。
Example 5 P having a thickness of 200 μm
A mold (100) single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.

【0189】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0190】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 1.6 (時間) 多孔質Siの厚み: 200 (μm) Porosity: 56 (%) 該P型(100)多孔質Si基体上にMBE(分子線エ
ピタキシー:Molecular Beam Epit
axy)法により、Siエピタキシャル層を0.5μm
低温成長させた。堆積条件は、以下の通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 1.6 (hour) Porous Si thickness: 200 (μm) Porosity: 56 (%) MBE (Molecular Beam Epitaxy: Molecular Beam) on the P-type (100) porous Si substrate. Epit
axy) method to form a Si epitaxial layer of 0.5 μm
It was grown at a low temperature. The deposition conditions are as follows.

【0191】温度: 700℃ 圧力: 1×10-9Torr 成長速度: 0.1 nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に100nmの酸化
層を形成し、その酸化表面に、表面に500nmの酸化
層を形成したもう一方のSi基体を重ねあわせ、酸素雰
囲気中で800℃、0.5時間加熱することにより、両
者のSi基体は、強固に接合された。
Temperature: 700 ° C. Pressure: 1 × 10 -9 Torr Growth rate: 0.1 nm / sec Next, a 100 nm oxide layer is formed on the surface of this epitaxial layer, and a 500 nm oxide layer is formed on the oxidized surface. The other Si substrate having the oxide layer formed thereon was overlaid and heated in an oxygen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hours, whereby both Si substrates were firmly bonded.

【0192】その後、該貼り合せた基体を49%弗酸と
アルコールと30%過酸化水素水との混合液(10:
6:50)で撹拌することなく選択エッチングする。6
5分後には、単結晶Si層だけが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基体は選択エッチングされ、完全に除去された。
Thereafter, the bonded substrates were mixed with each other by a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (10:
Selective etching at 6:50) without stirring. 6
After 5 minutes, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed using the single crystal Si as an etch stop material.

【0193】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く65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。即
ち、200μmの厚みをもった多孔質化されたSi基体
は、除去され、SiO2 上に0.5μmの厚みを持った
単結晶Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 65 minutes, 50Å.
The etching rate of the porous layer is less than the above, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (tens of liters) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and a single crystal Si layer having a thickness of 0.5 μm could be formed on SiO 2 .

【0194】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0195】この後、基体全体をSi34 で被覆し、
透光性にする領域の裏面のSi34 のみをエッチング
して除去する。この基体を先ず弗硝酸(84:16)溶
液で19分エッチングし、10μmだけSi基体を残
す。次に弗硝酸酢酸(1:3:8)溶液で10分エッチ
ングすると、Si34 の開口部のみがエッチングさ
れ、SiO2 が露出した。Si34 を除去した後に
は、基体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハ
ー並に優れたSi層を持つSOI基材が作製できた。
After this, the entire substrate is coated with Si 3 N 4 ,
Only Si 3 N 4 on the back surface of the region to be transparent is etched and removed. This substrate was first etched with a fluorinated nitric acid (84:16) solution for 19 minutes, leaving a Si substrate of 10 μm. Then, etching was performed with a solution of hydrofluoric nitric acid (1: 3: 8) for 10 minutes, so that only the opening of Si 3 N 4 was etched and SiO 2 was exposed. After removing Si 3 N 4 , an SOI base material having a Si layer in which a part of the base material became transparent and the crystallinity was as excellent as that of a Si wafer could be produced.

【0196】(実施例6)200μmの厚みを持ったP
型(100)単結晶Si基体をHF溶液中において陽極
化成を行った。
Example 6 P having a thickness of 200 μm
A mold (100) single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.

【0197】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0198】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 1.6 (時間) 多孔質Siの厚み: 200 (μm) Porosity: 56 (%) 該P型(100)多孔質Si基体上にプラズマCVD法
により、Siエピタキシャル層を0.5μm低温成長さ
せた。堆積条件は、以下の通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 1.6 (hour) Thickness of porous Si: 200 (μm) Porosity: 56 (%) Si epitaxial layer formed on the P-type (100) porous Si substrate by plasma CVD method. Was grown at a low temperature of 0.5 μm. The deposition conditions are as follows.

【0199】ガス: SiH4 高周波電力: 100W 温度: 800℃ 圧力: 1×10-2Torr 成長速度: 2.5 nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に100nmの酸化
層を形成し、その酸化表面に、表面に500nmの酸化
層を形成したもう一方のSi基体を重ねあわせ、酸素雰
囲気中で900℃、0.5時間加熱することにより、両
者のSi基体は、強固に接合された。
Gas: SiH 4 High frequency power: 100 W Temperature: 800 ° C. Pressure: 1 × 10 -2 Torr Growth rate: 2.5 nm / sec Next, a 100 nm oxide layer is formed on the surface of this epitaxial layer, The other Si substrate having a 500 nm oxide layer formed on the oxidized surface was superposed on the oxidized surface and heated in an oxygen atmosphere at 900 ° C. for 0.5 hour to firmly bond the two Si substrates.

【0200】その後、該貼り合わせた基体を49%弗酸
と30%過酸化水素水との混合液(1:5)で撹拌しな
がら選択エッチングする。62分後には、単結晶Si層
だけが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基体は選択エッチン
グされ、完全に除去された。
After that, the bonded substrates are selectively etched with stirring with a mixed solution (1: 5) of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After 62 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is etched.
As a material for the stop, the porous Si substrate was selectively etched and completely removed.

【0201】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く62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。即
ち、200μmの厚みをもった多孔質化されたSi基体
は除去され、SiO2 上に0.5μmの厚みを持った単
結晶Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, even after 62 minutes, 50Å.
The etching rate of the porous layer is less than the above, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (tens of liters) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and a single crystal Si layer having a thickness of 0.5 μm was formed on SiO 2 .

【0202】この後、基体全体をSi34 で被覆し、
透光性にする領域の裏面のSi34 のみをエッチング
して除去する。この基体を先ず弗硝酸(84:16)溶
液で19分エッチングし、10μmだけSi基体を残
す。次に弗硝酸酢酸(1:3:8)溶液で10分エッチ
ングすると、Si34 の開口部のみがエッチングさ
れ、SiO2 が露出した。Si34 を除去した後に
は、基体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハ
ー並に優れたSi層を持つSOI基材が作成できた。
After this, the entire substrate is coated with Si 3 N 4 ,
Only Si 3 N 4 on the back surface of the region to be transparent is etched and removed. This substrate was first etched with a fluorinated nitric acid (84:16) solution for 19 minutes, leaving a Si substrate of 10 μm. Then, etching was performed with a solution of hydrofluoric nitric acid (1: 3: 8) for 10 minutes, so that only the opening of Si 3 N 4 was etched and SiO 2 was exposed. After removing Si 3 N 4 , an SOI base material having a Si layer in which a part of the base material became transparent and the crystallinity was as excellent as that of a Si wafer could be prepared.

【0203】(実施例7)200μmの厚みを持ったP
型(100)単結晶Si基体をHF溶液中において陽極
化成を行った。
Example 7 P having a thickness of 200 μm
A mold (100) single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.

【0204】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0205】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 1.6 (時間) 多孔質Siの厚み: 200 (μm) Porosity: 56 (%) 該P型(100)多孔質Si基体上にバイアス・スパッ
ター法により、Siエピタキシャル層を0.5μm低温
成長させた。堆積条件は、以下の通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 1.6 (hours) Porous Si thickness: 200 (μm) Porosity: 56 (%) Si epitaxial on the P-type (100) porous Si substrate by a bias sputtering method. The layer was low temperature grown to 0.5 μm. The deposition conditions are as follows.

【0206】RF周波数: 100MHz 高周波電力: 600W 温度: 300℃ Ar圧力: 8×10-3Torr 成長時間: 60分 ターゲット直流バイアス:−200V 基体直流バイアス: +5V 次に、このエピタキシャル層の表面に100nmの酸化
層を形成し、その酸化表面に、表面にSiO2 (300
nm)/Si34 (100nm)を形成したもう一方
のSi基体を重ねあわせ、窒素雰囲気中で900℃、
0.5時間加熱することにより、両者のSi基体は、強
固に接合された。
RF frequency: 100 MHz High frequency power: 600 W Temperature: 300 ° C. Ar pressure: 8 × 10 −3 Torr Growth time: 60 minutes Target DC bias: −200 V Substrate DC bias: +5 V Next, 100 nm on the surface of this epitaxial layer. On the surface of SiO 2 (300
nm) / Si 3 N 4 (100 nm) is formed on the other Si substrate, and 900 ° C. in a nitrogen atmosphere,
By heating for 0.5 hour, both Si substrates were firmly bonded.

【0207】その後、該貼り合わせた基体を49%弗酸
とアルコールとの混合液(10:1)で撹拌することな
く選択エッチングする。82分後には、単結晶Si層だ
けが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基体は選択エッチング
され、完全に除去された。
Then, the bonded substrates are selectively etched with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and alcohol (10: 1) without stirring. After 82 minutes, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed using the single crystal Si as an etch stop material.

【0208】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く82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。即
ち、200μmの厚みをもった多孔質化されたSi基体
は除去され、SiO2 /Si34 上に0.5μmの厚
みを持った単結晶Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 50Å even after 82 minutes.
The etching rate of the porous layer is less than the above, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (tens of liters) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and a single crystal Si layer having a thickness of 0.5 μm was formed on SiO 2 / Si 3 N 4 .

【0209】この後、基体全体をエッチング防止膜とし
てSi34 で被覆し、透光性にする領域の裏面のSi
34 のみをエッチングして除去する。この基体を先ず
弗硝酸(84:16)溶液で19分エッチングし、10
μmだけSi基体を残す。次に弗硝酸酢酸(1:3:
8)溶液で10分エッチングすると、Si34 の開口
部のみがエッチングされ、Si34 が露出した。Si
34 を除去した後には、基体の一部分が透光性になっ
た結晶性がSiウエハー並に優れたSi層を持つSOI
基材が作成できた。
After that, the entire substrate is covered with Si 3 N 4 as an etching prevention film to form Si on the back surface of the region to be light-transmitting.
Only 3 N 4 is removed by etching. The substrate was first etched with a solution of fluorinated nitric acid (84:16) for 19 minutes to obtain 10
The Si substrate is left by μm. Next, hydrofluoric nitric acid (1: 3:
8) When the solution was etched for 10 minutes, only the openings of Si 3 N 4 were etched and Si 3 N 4 was exposed. Si
After removing 3 N 4 , a part of the substrate becomes transparent, and the crystallinity is as excellent as that of a Si wafer.
The base material could be created.

【0210】(実施例8)200μmの厚みを持ったN
型(100)単結晶Si基体をHF溶液中において陽極
化成を行った。
(Embodiment 8) N having a thickness of 200 μm
A mold (100) single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.

【0211】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0212】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 1.6 (時間) 多孔質Siの厚み: 200 (μm) Porosity: 56 (%) 該N型(100)多孔質Si基体上に液相成長法によ
り、Siエピタキシャル層を5μm低温成長させた。成
長条件は、以下の通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 1.6 (hours) Porous Si thickness: 200 (μm) Porosity: 56 (%) Si epitaxial growth on the N-type (100) porous Si substrate by liquid phase epitaxy The layers were cold grown at 5 μm. The growth conditions are as follows.

【0213】溶媒: Sn 温度: 900℃ 成長雰囲気: H2 成長時間: 50分 次に、このエピタキシャル層の表面に100nmの酸化
層を形成し、その酸化表面に、表面に500nmの酸化
層を形成したもう一方のSi基体を重ねあわせ、窒素雰
囲気中で1000℃、0.5時間加熱することにより、
両者のSi基体は、強固に接合された。
Solvent: Sn Temperature: 900 ° C. Growth atmosphere: H 2 Growth time: 50 minutes Next, a 100 nm oxide layer is formed on the surface of this epitaxial layer, and a 500 nm oxide layer is formed on the oxidized surface. By stacking the other Si substrate thus prepared and heating it in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. for 0.5 hour,
Both Si substrates were firmly bonded.

【0214】その後、該貼り合わせた基体を49%弗酸
で撹拌しながら選択エッチングする。78分後には、単
結晶Si層だけが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基体は選
択エッチングされ、完全に除去された。
After that, the bonded substrates are selectively etched with 49% hydrofluoric acid while stirring. After 78 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal Si layer remains.
The porous Si substrate was selectively etched and completely removed using as a material for the etch stop.

【0215】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く78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。即
ち、200μmの厚みをもった多孔質化されたSi基体
は除去され、SiO2 上に5μmの厚みを持った単結晶
Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 50Å even after 78 minutes.
The etching rate of the porous layer is less than the above, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (tens of liters) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and a single crystal Si layer having a thickness of 5 μm could be formed on SiO 2 .

【0216】この後、基体全体をエッチング防止膜とし
てSiO2 で被覆し、透光性にする領域の裏面のSiO
2 のみをエッチングして除去する。この基体をエチレン
ジアミン(17ml)+水(8ml)+ピロカテコール
(3g)で4時間エッチングすると、SiO2 の開口部
のみがエッチングされ、Si層直下のSiO2 層が露出
した。エッチング防止膜のSiO2 を除去した後には、
基体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハー並
に優れたSi層を持つSOI基材が作成できた。
After that, the entire substrate is covered with SiO 2 as an etching prevention film to form SiO 2 on the back surface of the region to be made transparent.
Only 2 is etched away. When this substrate was etched with ethylenediamine (17 ml) + water (8 ml) + pyrocatechol (3 g) for 4 hours, only the SiO 2 openings were etched and the SiO 2 layer immediately below the Si layer was exposed. After removing the SiO 2 of the etching prevention film,
An SOI substrate having a Si layer having a crystallinity in which a part of the substrate is made transparent is as excellent as that of a Si wafer can be prepared.

【0217】(実施例9)200μmの厚みを持ったP
型(100)単結晶Si基体をHF溶液中において陽極
化成を行った。
Example 9 P having a thickness of 200 μm
A mold (100) single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.

【0218】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0219】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 1.6 (時間) 多孔質Siの厚み: 200 (μm) Porosity: 56 (%) 該P型(100)多孔質Si基体上に減圧CVD法によ
り、Siエピタキシャル層を1μm成長させた。堆積条
件は、以下の通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 1.6 (hour) Thickness of porous Si: 200 (μm) Porosity: 56 (%) Si epitaxial layer formed on the P-type (100) porous Si substrate by a low pressure CVD method. Were grown to 1 μm. The deposition conditions are as follows.

【0220】ソースガス: SiH4 キャリヤーガス: H2 温度: 850℃ 圧力: 1×10-2Torr 成長速度: 3.3 nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に100nmの酸化
層を形成し、その酸化表面に、表面に500nmの酸化
層を形成したもう一方のSi基体を重ねあわせ、窒素雰
囲気中で1000℃、0.5時間加熱することにより、
両者のSi基体は、強固に接合された。
Source gas: SiH 4 Carrier gas: H 2 Temperature: 850 ° C. Pressure: 1 × 10 -2 Torr Growth rate: 3.3 nm / sec Next, a 100 nm oxide layer is formed on the surface of this epitaxial layer. By superimposing another Si substrate having a 500 nm oxide layer formed on the oxidized surface and heating it at 1000 ° C. for 0.5 hours in a nitrogen atmosphere,
Both Si substrates were firmly bonded.

【0221】その後、該貼り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%NH4 F+4.5%HF+H2 O)とア
ルコールと30%過酸化水素水との混合液(10:6:
50)で撹拌することなく選択エッチングする。205
分後には、単結晶Si層だけが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基体は選択エッチングされ、完全に除去された。
After that, the bonded substrates were mixed with buffered hydrofluoric acid (36% NH 4 F + 4.5% HF + H 2 O), alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (10: 6:
Selective etching is performed in 50) without stirring. 205
After a minute, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed by using the single crystal Si as an etch stop material.

【0222】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く205分後でも10
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。即ち、200μmの厚みを持った多孔質化されたS
i基体は除去され、SiO2 上に1μmの厚みを持った
単結晶Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 205 minutes.
It is about 0 Å or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (several tens of Å) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, a porous S having a thickness of 200 μm
The i substrate was removed, and a single crystal Si layer having a thickness of 1 μm could be formed on SiO 2 .

【0223】ソースガスとして、SiH2 Cl2 を用い
た場合には、成長温度を数十度上昇させる必要がある
が、多孔質基体に特有な増速エッチング特性は維持され
た。
When SiH 2 Cl 2 was used as the source gas, the growth temperature had to be raised by several tens of degrees, but the enhanced etching characteristic peculiar to the porous substrate was maintained.

【0224】単結晶Si層上にMOSFETを作成し
た。尚、MOSFETの製造方法については公知の集積
回路製造技術が用いられるので、ここでは説明を省略す
る。
A MOSFET was formed on the single crystal Si layer. Since a known integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing the MOSFET, description thereof will be omitted here.

【0225】この後、基体全体をエッチング防止膜とし
てSiO2 で被覆し、透光性にする領域の裏面のSiO
2 のみをエッチングして除去する。この基体を6MKO
Hで200分エッチングすると、SiO2 の開口部のみ
がエッチングされ、Si層直下のSiO2 層が露出し
た。エッチング防止膜のSiO2 を除去した後には、基
体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハー並に
優れたSi層を持つSOI基材が作成できた。
After that, the entire substrate is covered with SiO 2 as an etching prevention film to form SiO 2 on the back surface of the region to be made transparent.
Only 2 is etched away. This substrate is 6MKO
After etching with H for 200 minutes, only the SiO 2 opening was etched and the SiO 2 layer immediately below the Si layer was exposed. After removing the SiO 2 of the etching preventive film, an SOI substrate having a Si layer having a crystallinity in which a part of the substrate was made transparent and a crystallinity as excellent as that of a Si wafer could be prepared.

【0226】(実施例10)200μmの厚みを持った
P型(100)Si基体上にCVD法により、Siエピ
タキシャル層を1μm成長させた。堆積条件は、以下の
通りである。
Example 10 A Si epitaxial layer was grown to a thickness of 1 μm on a P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 μm by the CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0227】反応ガス流量: SiH2 Cl2
1000 SCCM H2 230 l/min. 温度: 1080 ℃ 圧力: 80 Torr 時間: 2 min. この基体を50%のHF溶液中において陽極化成を行っ
た。この時の電流密度は、100mA/cm2 であっ
た。また、この時の多孔質化速度は、8.4μm/mi
n.であり、200μmの厚みを持ったP型(100)
Si基体全体は、24分で多孔質化された。前述したよ
うにこの陽極化成では、P型(100)Si基体のみが
多孔質化されSiエピタキシャル層には変化がなかっ
た。
Reaction gas flow rate: SiH 2 Cl 2
1000 SCCM H 2 230 l / min . Temperature: 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Time: 2 min. This substrate was subjected to anodization in a 50% HF solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The rate of porosity at this time was 8.4 μm / mi.
n. And a P-type (100) with a thickness of 200 μm
The entire Si substrate became porous in 24 minutes. As described above, in this anodization, only the P-type (100) Si substrate was made porous, and the Si epitaxial layer did not change.

【0228】次に、このエピタキシャル層の表面に10
0nmの酸化層を形成し、その酸化表面に、表面に50
0nmの酸化層を形成したもう一方のSi基体を重ねあ
わせ、窒素雰囲気中で900℃、0.5時間加熱するこ
とにより、両者のSi基体は、強固に接合された。
Next, 10 is formed on the surface of this epitaxial layer.
An oxide layer of 0 nm is formed, and 50 nm is formed on the oxidized surface.
The other Si substrate having a 0 nm oxide layer formed thereon was overlaid and heated in a nitrogen atmosphere at 900 ° C. for 0.5 hour, whereby both Si substrates were firmly bonded.

【0229】その後、該貼り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%NH4 F+4.5%HF+H2 O)と3
0%過酸化水素水との混合液(1:5)で撹拌しながら
選択エッチングする。191分後には、単結晶Si層だ
けが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基体は選択エッチング
され、完全に除去された。
After that, the bonded substrate was mixed with buffered hydrofluoric acid (36% NH 4 F + 4.5% HF + H 2 O) in 3%.
Selective etching is performed with stirring in a mixed solution (1: 5) with 0% hydrogen peroxide solution. After 191 minutes, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed by using the single crystal Si as an etch stop material.

【0230】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く191分後でも10
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。即ち、200μmの厚みを持った多孔質化されたS
i基体は除去され、SiO2 上に1.0μmの厚みを持
った単結晶Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 191 minutes.
It is about 0 Å or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (several tens of Å) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, a porous S having a thickness of 200 μm
The i substrate was removed, and a single crystal Si layer having a thickness of 1.0 μm could be formed on SiO 2 .

【0231】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0232】この後、基体全体をSi34 で被覆し、
透光性にする領域の裏面のSi34 のみをエッチング
して除去する。この基体を先ず弗硝酸(84:16)溶
液で19分エッチングし、10μmだけSi基体を残
す。次に弗硝酸酢酸(1:3:8)溶液で10分エッチ
ングすると、Si34 の開口部のみがエッチングさ
れ、SiO2 が露出した。Si34 を除去した後に
は、基体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハ
ー並に優れたSi層を持つSOI基材が作成できた。
After this, the entire substrate is coated with Si 3 N 4 ,
Only Si 3 N 4 on the back surface of the region to be transparent is etched and removed. This substrate was first etched with a fluorinated nitric acid (84:16) solution for 19 minutes, leaving a Si substrate of 10 μm. Then, etching was performed with a solution of hydrofluoric nitric acid (1: 3: 8) for 10 minutes, so that only the opening of Si 3 N 4 was etched and SiO 2 was exposed. After removing Si 3 N 4 , an SOI base material having a Si layer in which a part of the base material became transparent and the crystallinity was as excellent as that of a Si wafer could be prepared.

【0233】(実施例11)200μmの厚みを持った
P型(100)Si基体上に常圧CVD法により、Si
エピタキシャル層を5μm成長させた。堆積条件は、以
下の通りである。
(Example 11) Si was formed on a P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 μm by an atmospheric pressure CVD method.
The epitaxial layer was grown to 5 μm. The deposition conditions are as follows.

【0234】反応ガス流量: SiH2 Cl2
1000 SCCM H2 230 l/min. 温度: 1080 ℃ 圧力: 760 Torr 時間: 1 min. 上記Si基体をHF溶液中において陽極化成を行った。
Reaction gas flow rate: SiH 2 Cl 2
1000 SCCM H 2 230 l / min . Temperature: 1080 ° C. Pressure: 760 Torr Time: 1 min. The Si substrate was anodized in an HF solution.

【0235】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0236】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 1.6 (時間) 多孔質Siの厚み: 200 (μm) Porosity: 56 (%) 前述したようにこの陽極化成では、P型(100)Si
基体のみが多孔質化されSiエピタキシャル層には変化
がなかった。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 1.6 (hours) Porous Si thickness: 200 (μm) Porosity: 56 (%) As described above, in this anodization, P-type (100) Si was used.
Only the substrate was made porous and there was no change in the Si epitaxial layer.

【0237】次に、このエピタキシャル層の表面に10
0nmの酸化層を形成し、その酸化表面に、表面に50
0nmの酸化層を形成したもう一方のSi基体を重ねあ
わせ、酸素雰囲気中で900℃、0.5時間加熱するこ
とにより、両者のSi基体は、強固に接合された。
Next, 10 is formed on the surface of this epitaxial layer.
An oxide layer of 0 nm is formed, and 50 nm is formed on the oxidized surface.
The other Si substrate having a 0 nm oxide layer formed thereon was overlaid and heated in an oxygen atmosphere at 900 ° C. for 0.5 hour, whereby both Si substrates were firmly bonded.

【0238】その後、該貼り合わせた基体を49%弗酸
とアルコールとの混合液(10:1)で撹拌することな
く選択エッチングする。275分後には、単結晶Si層
だけが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基体は選択エッチン
グされ、完全に除去された。
After that, the bonded substrates are selectively etched with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and alcohol (10: 1) without stirring. After 275 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is etched.
As a material for the stop, the porous Si substrate was selectively etched and completely removed.

【0239】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く275分後でも10
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。即ち、200μmの厚みを持った多孔質化されたS
i基体は除去され、SiO2 上に5μmの厚みを持った
単結晶Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 275 minutes.
It is about 0 Å or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (several tens of Å) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, a porous S having a thickness of 200 μm
The i substrate was removed, and a single crystal Si layer having a thickness of 5 μm could be formed on SiO 2 .

【0240】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0241】この後、基体全体をSi34 で被覆し、
透光性にする領域の裏面のSi34 のみをエッチング
して除去する。この基体を先ず弗硝酸(84:16)溶
液で19分エッチングし、10μmだけSi基体を残
す。次に弗硝酸酢酸(1:3:8)溶液で10分エッチ
ングすると、Si34 の開口部のみがエッチングさ
れ、SiO2 が露出した。Si34 を除去した後に
は、基体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハ
ー並に優れたSi層を持つSOI基材が作成できた。
After this, the entire substrate is coated with Si 3 N 4 ,
Only Si 3 N 4 on the back surface of the region to be transparent is etched and removed. This substrate was first etched with a fluorinated nitric acid (84:16) solution for 19 minutes, leaving a Si substrate of 10 μm. Then, etching was performed with a solution of hydrofluoric nitric acid (1: 3: 8) for 10 minutes, so that only the opening of Si 3 N 4 was etched and SiO 2 was exposed. After removing Si 3 N 4 , an SOI base material having a Si layer in which a part of the base material became transparent and the crystallinity was as excellent as that of a Si wafer could be prepared.

【0242】(実施例12)200μmの厚みを持った
P型(100)Si基体表面にブロトンのイオン注入に
よって、N型Si層を1μm形成した。H+ 注入量は5
×1015(ions/cm2 )であった。この基体に5
0%のHF溶液中において陽極化成を行った。この時の
電流密度は、100mA/cm2 であった。この時の多
孔質化速度は、8.4μm/min.であり、200μ
mの厚みを持ったP型(100)Si基体全体は、24
分で多孔質化された。前述したようにこの陽極化成で
は、P型(100)Si基体のみが多孔質化されN型S
i層には変化がなかった。
Example 12 An N-type Si layer of 1 μm was formed on the surface of a P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 μm by broton ion implantation. H + injection amount is 5
It was × 10 15 (ions / cm 2 ). 5 on this base
Anodization was performed in a 0% HF solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The porosification rate at this time was 8.4 μm / min. And 200μ
The total thickness of the P-type (100) Si substrate having a thickness of m is 24
Porosified in minutes. As described above, in this anodization, only the P-type (100) Si substrate is made porous and the N-type S is formed.
There was no change in the i layer.

【0243】次に、このN型Si層の表面に100nm
の酸化層を形成し、その酸化表面に、表面にSiO2
(200nm)/Si34 (100nm)を形成した
もう一方のSi基体を重ねあわせ、酸素雰囲気中で80
0℃、0.5時間加熱することにより、両者のSi基体
は、強固に接合された。
Next, 100 nm is formed on the surface of the N-type Si layer.
Forming an oxide layer of SiO 2 on the oxidized surface
The other Si substrate on which (200 nm) / Si 3 N 4 (100 nm) was formed is overlaid, and the mixture is placed in an oxygen atmosphere at 80
By heating at 0 ° C. for 0.5 hour, both Si substrates were firmly bonded.

【0244】その後、該貼り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%NH4 F+4.5%HF+H2 O)で撹
拌しながら選択エッチングする。258分後には、単結
晶Si層だけが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基体は選択
エッチングされ、完全に除去された。
After that, the bonded substrates are selectively etched with buffered hydrofluoric acid (36% NH 4 F + 4.5% HF + H 2 O) with stirring. After 258 minutes, only the single crystal Si layer remained without being etched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed by using the single crystal Si as an etch stop material.

【0245】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く258分後でも10
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。即ち、200μmの厚みを持った多孔質化されたS
i基体は除去され、SiO2 /Si34 上に1.0μ
mの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 258 minutes.
It is about 0 Å or less, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (several tens of Å) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. That is, a porous S having a thickness of 200 μm
i substrate was removed and 1.0 μ on SiO 2 / Si 3 N 4
A single crystal Si layer having a thickness of m could be formed.

【0246】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。
[0246] As a result of cross-sectional observation by a transmission electron microscope, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0247】この後、基体全体をエッチング防止膜とし
てSi34 で被覆し、透光性にする領域の裏面のSi
34 のみをエッチングして除去する。この基体を先ず
弗硝酸(84:16)溶液で19分エッチングし、10
μmだけSi基体を残す。次に弗硝酸酢酸(1:3:
8)溶液で10分エッチングすると、Si34 の開口
部のみがエッチングされ、Si34 が露出した。エッ
チング防止膜のSi3 4 を除去した後には、基体の一
部分が透光性になった結晶性がSiウエハー並に優れた
Si層を持つSOI基材が作成できた。
After that, the entire substrate is used as an etching prevention film.
Si3 NFour Si on the back surface of the area covered with
3 NFour Only etch away. First of all,
Etching for 19 minutes with hydrofluoric nitric acid (84:16) solution,
The Si substrate is left by μm. Next, hydrofluoric nitric acid (1: 3:
8) Etching with a solution for 10 minutes results in Si3 NFour Opening
Part is etched, Si3 NFour Was exposed. Eh
Si of anti-ching film3 N Four After removing the
The crystallinity of which the part became transparent was as good as that of a Si wafer.
An SOI substrate having a Si layer could be created.

【0248】(実施例13)500μmの厚みを持った
P型(100)単結晶Si基体を50%のHF溶液中に
おいて陽極化成を行った。この時の電流密度は、10m
A/cm2 であった。10分で表面に20μmの厚みを
持った多孔質層が形成された。該P型(100)多孔質
Si基体上に減圧CVD法により、Siエピタキシャル
層を0.5μmに低温成長させた。堆積条件は、以下の
通りである。
Example 13 A P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 500 μm was anodized in a 50% HF solution. Current density at this time is 10m
It was A / cm 2 . A porous layer having a thickness of 20 μm was formed on the surface in 10 minutes. A Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.5 μm on the P-type (100) porous Si substrate by a low pressure CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0249】ガス: SiH2 Cl2
(0.6 l/min) H2 (100 l/min) 温度: 850 ℃ 圧力: 50 Torr 成長速度: 0.1 μm/min 次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に800nmの酸化層を表面に有する
Si基体を重ねあわせ、酸素雰囲気中で900℃、1.
5時間加熱することにより、両者の基体は、強固に接合
された。
Gas: SiH 2 Cl 2
(0.6 l / min) H 2 (100 l / min) Temperature: 850 ° C. Pressure: 50 Torr Growth rate: 0.1 μm / min Next, the surface of this epitaxial layer was thermally oxidized to 50 nm. An Si substrate having an oxide layer of 800 nm on the surface is superposed on the thermal oxide film, and the temperature is 900 ° C. in an oxygen atmosphere.
Both substrates were firmly bonded by heating for 5 hours.

【0250】その後に、Si基体の裏面から490μm
研削により除去して多孔質層を表出させた。
After that, 490 μm from the back surface of the Si substrate
It was removed by grinding to expose the porous layer.

【0251】プラズマCVD法によってSi34
0.1μm堆積して、貼り合わせた2枚の基体を被覆し
て、多孔質基体上の窒化膜のみを反応性イオンエッチン
グによって除去する。
Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.

【0252】その後、該貼り合せた基体を49%弗酸と
アルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹拌することなく選択エッチングする。15分後
には、単結晶Si層だけが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
層は選択エッチングされ、完全に除去された。
After that, the bonded substrates are mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
Selective etching is performed in 0) without stirring. After 15 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is used as an etch stop material to form porous Si.
The layer was selectively etched and completely removed.

【0253】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く、15分後でも40
Å弱程度であり、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Å)は実用上無視できる膜厚減少である。Si
34 層を除去した後には、絶縁層を表面に有するSi
基体上に0.5μmの厚みを持った単結晶Si層が形成
できた。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and even after 15 minutes, the etching rate was 40%.
It is only about Å, the selectivity to the etching rate of the porous layer reaches more than 10 5 and the etching amount (several Å) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness. Si
After removing the 3 N 4 layer, Si having an insulating layer on the surface
A single crystal Si layer having a thickness of 0.5 μm could be formed on the substrate.

【0254】また、Si34 層の代わりに、アピエゾ
ンワックス、或いは、エレクトロンワックスを被覆した
場合にも同様の効果があり、多孔質化されたSi層のみ
を排除しえる。
The same effect can be obtained when Apiezon wax or electron wax is coated instead of the Si 3 N 4 layer, and only the porous Si layer can be eliminated.

【0255】この後、基体全体をエッチング防止膜とし
てSiO2 で被覆し、透光性にする領域の裏面のSiO
2 のみをエッチングして除去する。この基体をエチレン
ジアミン(17ml)+水(8ml)+ピロカテコール
(3g)で4時間エッチングすると、SiO2 の開口部
のみがエッチングされ、Si層直下のSiO2 層が露出
した。エッチング防止膜のSiO2 を除去した後には、
基体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハー並
に優れたSi層を持つSOI基材が作成できた。
After that, the entire surface of the substrate is covered with SiO 2 as an etching preventing film to form SiO 2 on the back surface of the region to be made transparent.
Only 2 is etched away. When this substrate was etched with ethylenediamine (17 ml) + water (8 ml) + pyrocatechol (3 g) for 4 hours, only the SiO 2 openings were etched and the SiO 2 layer immediately below the Si layer was exposed. After removing the SiO 2 of the etching prevention film,
An SOI substrate having a Si layer having a crystallinity in which a part of the substrate is made transparent is as excellent as that of a Si wafer can be prepared.

【0256】(実施例14)200μmの厚みを持った
P型(100)Si基体上にCVD法により、Siエピ
タキシャル層を1μm成長させた。堆積条件は、以下の
通りである。
Example 14 A Si epitaxial layer was grown to a thickness of 1 μm on a P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 μm by the CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0257】反応ガス流量: SiH2 Cl2
1000 SCCM H2 230 l/min. 温度: 1080 ℃ 圧力: 80 Torr 時間: 2 min. この基体を50%のHF溶液中において陽極化成を行っ
た。この時の電流密度は、100mA/cm2 であっ
た。また、この時の多孔質化速度は、8.4μm/mi
n.であり、200μmの厚みを持ったP型(100)
Si基体全体は、24分で多孔質化された。前述したよ
うにこの陽極化成では、P型(100)Si基体のみが
多孔質化され、Siエピタキシャル層には変化がなかっ
た。
Reaction gas flow rate: SiH 2 Cl 2
1000 SCCM H 2 230 l / min . Temperature: 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Time: 2 min. This substrate was subjected to anodization in a 50% HF solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The rate of porosity at this time was 8.4 μm / mi.
n. And a P-type (100) with a thickness of 200 μm
The entire Si substrate became porous in 24 minutes. As described above, in this anodization, only the P-type (100) Si substrate was made porous, and the Si epitaxial layer remained unchanged.

【0258】次に、このエピタキシャル層の表面に80
0nmの酸化層を表面に有するSi基体を重ねあわせ、
窒素雰囲気中で1100℃、0.5時間加熱することに
より、両者のSi基体は、強固に接合された。
Next, the surface of this epitaxial layer is covered with 80
Superimposing a Si substrate having a 0 nm oxide layer on the surface,
By heating at 1100 ° C. for 0.5 hour in a nitrogen atmosphere, both Si substrates were firmly bonded.

【0259】プラズマCVD法によってSi34
0.1μm堆積して、貼り合わせた2枚の基体を被覆し
て、多孔質基体上の窒化膜のみを反応性イオンエッチン
グによって除去する。
Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.

【0260】その後、該貼り合わせた基体を49%弗酸
と過酸化水素水との混合液(1:5)で撹拌しながら選
択エッチングする。62分後には、単結晶Si層だけが
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基体は選択エッチングさ
れ、完全に除去された。
After that, the bonded substrates are selectively etched with stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution (1: 5). After 62 minutes, only the single crystal Si layer was left unetched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed using the single crystal Si as an etch stop material.

【0261】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く62分後でも50Å
弱程度であり、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。即
ち、200μmの厚みを持った多孔質化されたSi基体
は除去され、Si34 層を除去した後には、絶縁性基
体上に1μmの厚みを持った単結晶Si層が形成でき
た。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 50Å even after 62 minutes.
The etching rate of the porous layer is weak, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount (tens of Å) in the non-porous layer is a film thickness reduction that can be practically ignored. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer, a single crystal Si layer having a thickness of 1 μm could be formed on the insulating substrate.

【0262】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結
晶性が維持されていることが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.

【0263】単結晶Si層上にMOSFETを作成し
た。尚、MOSFETの製造方法については公知の集積
回路製造技術が用いられるので、ここでは説明を省略す
る。
A MOSFET was formed on the single crystal Si layer. Since a known integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing the MOSFET, description thereof will be omitted here.

【0264】この後、基体全体をエッチング防止膜とし
てSiO2 で被覆し、透光性にする領域の裏面のSiO
2 のみをエッチングして除去する。この基体を6MKO
Hで200分エッチングすると、SiO2 の開口部のみ
がエッチングされ、Si層直下のSiO2 層が露出し
た。エッチング防止膜のSiO2 を除去した後には、基
体の一部分が透光性になった結晶性がSiウエハー並に
優れたSi層を持つSOI基材が作成できた。
After that, the entire surface of the substrate is covered with SiO 2 as an etching preventive film to form SiO 2 on the back surface of the region to be made transparent.
Only 2 is etched away. This substrate is 6MKO
After etching with H for 200 minutes, only the SiO 2 opening was etched and the SiO 2 layer immediately below the Si layer was exposed. After removing the SiO 2 of the etching preventive film, an SOI substrate having a Si layer having a crystallinity in which a part of the substrate was made transparent and a crystallinity as excellent as that of a Si wafer could be prepared.

【0265】以上詳述したように、本発明によれば、多
孔質Si基体を少なくとも湿式化学エッチングを含む工
程により除去することによって非透光性の絶縁物基体
(Si基体上に絶縁層を形成したもの)上の表面に単結
晶半導体層を形成し、該絶縁物基体の一部分を、単結晶
半導体層が形成されていない面(裏面)から表面付近の
絶縁層、或いは単結晶半導体層が露出するまで、少なく
とも湿式化学エッチングを含む処理により除去し、連続
なる薄層を直下の支持体なしに残存させ、非透光性基体
を部分的に透光性に変えることができる。
As described in detail above, according to the present invention, the non-translucent insulator substrate (the insulating layer is formed on the Si substrate by removing the porous Si substrate by a step including at least wet chemical etching). A single crystal semiconductor layer is formed on the surface of the insulating substrate, and a part of the insulator substrate is exposed from the surface (back surface) where the single crystal semiconductor layer is not formed to the insulating layer or the single crystal semiconductor layer near the surface. Until that time, it can be removed by a process including at least wet chemical etching, and a continuous thin layer can be left without a support right underneath, so that the non-translucent substrate can be partially made translucent.

【0266】また、本発明によれは透光性に変える前
に、少なくとも透光性になる部分に電子デバイスを形成
して後、上記の方法により透光性に変えることができ
る。
Further, according to the present invention, before changing the light-transmitting property, after forming an electronic device in at least a portion which becomes the light-transmitting property, the light-transmitting property can be changed by the above method.

【0267】本発明によれば、非透光性絶縁性基体上に
単結晶Si層を形成した後、必要な領域のみ非透光性基
体部分を除去することにより、透光性に変えることがで
き、ガラスに体表される透光性基体を用いずに、容易
に、しかも生産性、均一性、制御性、経済性の面で卓越
した、結晶性が単結晶ウエハー並に優れたSi層を持つ
透光性のSOI構造の基材を作成することが可能にな
る。
According to the present invention, after the single crystal Si layer is formed on the non-translucent insulating substrate, the non-translucent substrate portion is removed only in the necessary region, whereby the translucency can be changed. Si layer that can be easily formed without using a light-transmitting substrate represented by glass and is excellent in productivity, uniformity, controllability, and economical efficiency, and has excellent crystallinity as a single crystal wafer. It is possible to make a base material having a light-transmitting SOI structure.

【0268】また、本発明による透光性SOI基材は、
ビューファインダー、コンタクトセンサ、或いは液晶デ
ィスプレイ用の透光性基体として利用でき、更に、X線
マスク、圧力センサ、及びマイクロメカニクス等に応用
され得る。
The transparent SOI substrate according to the present invention is
It can be used as a viewfinder, a contact sensor, or a translucent substrate for a liquid crystal display, and can be further applied to an X-ray mask, a pressure sensor, micromechanics, and the like.

【0269】(実施例15)図18は、本実施例の概略
工程図である。
(Embodiment 15) FIG. 18 is a schematic process drawing of this embodiment.

【0270】300μmの厚みを持ったP型(100)
単結晶Si基板にHF溶液中において陽極化成を施し、
多孔質Si基板を形成した。
P type (100) having a thickness of 300 μm
Anodizing single crystal Si substrate in HF solution,
A porous Si substrate was formed.

【0271】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0272】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 2.4 (時間) 多孔質Siの厚み: 300 (μm) Porosity: 56 (%) こうして得られたP型(100)多孔質Si基板101
上に減圧CVD法により、Siエピタキシャル層102
を1.0μmの層厚で成長させた。堆積条件は、以下の
通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 2.4 (hour) Thickness of porous Si: 300 (μm) Porosity: 56 (%) P-type (100) porous Si substrate 101 thus obtained
The Si epitaxial layer 102 is formed on the upper surface by low pressure CVD.
Were grown to a layer thickness of 1.0 μm. The deposition conditions are as follows.

【0273】ソースガス: SiH4 キャリヤーガス: H2 温度: 850℃ 圧力: 1×10-2Torr 成長速度: 3.3 nm/sec 次に、このエピタキシャル層102の表面に1000Å
の酸化層103を形成し、その酸化表面に、表面に50
00Åの酸化層104、1000Åの窒化層105を形
成したもう一方のSi基板107を重ね合せ、窒素雰囲
気中で800℃、0.5時間加熱することにより、2つ
のSi基板を、強固に貼り合せた。
Source gas: SiH 4 carrier gas: H 2 Temperature: 850 ° C. Pressure: 1 × 10 -2 Torr Growth rate: 3.3 nm / sec Next, 1000 Å on the surface of this epitaxial layer 102.
An oxide layer 103 is formed on the surface of
The other Si substrate 107 having the 00 Å oxide layer 104 and the 1000 Å nitride layer 105 formed thereon is superposed and heated in a nitrogen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hours to firmly bond the two Si substrates. It was

【0274】その後、該貼り合せた基板を49%弗酸と
アルコールと30%過酸化水素水との混合液(10:
6:50)中で撹拌することなく選択エッチングした。
65分後には、非多孔質Si層だけがエッチングされず
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101は選択エッチングされ、完全に除
去された。非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対す
るエッチング速度は、極めて低く65分後でもエッチン
グ量は50Å以下であり、多孔質層のエッチング速度と
の選択比は十の五乗以下にも達し、非多孔質層101に
おけるエッチング量(数十Å)は実用上無視できる程度
のものであった。こうしたところ、200μmの厚みを
持った多孔質化されたSi基板101は、除去され、S
iO2 103上に1.0μmの厚みを持った単結晶Si
層102が形成できた。ソースガスとして、SiH2
lを用いた場合には、成長速度を数十度上昇させる必要
があるが、多孔質基板に特有な増速エッチング特性は、
維持された。
After that, the bonded substrates are mixed with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol, and 30% hydrogen peroxide (10:
The selective etching was carried out in the 6:50) without stirring.
After 65 minutes, only the non-porous Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is used as an etch stop material.
The porous Si substrate 101 was selectively etched and completely removed. The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the etching amount is 50 Å or less even after 65 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or less. The etching amount (tens of liters) in the porous layer 101 was practically negligible. At such a place, the Si substrate 101 made porous having a thickness of 200 μm is removed and S
Single crystal Si with a thickness of 1.0 μm on iO 2 103
The layer 102 could be formed. SiH 2 C as source gas
When 1 is used, it is necessary to increase the growth rate by several tens of degrees, but the enhanced etching characteristic peculiar to the porous substrate is
Maintained.

【0275】上記単結晶Si薄膜102に電解効果トラ
ンジスタを作成し、相互に接続することにより、相補性
素子、及びその集積回路を作成し、液晶画像表示装置に
必要な画素切り替え素子、駆動周辺回路を形成した。
尚、各トランジスタの製造方法については公知のMOS
集積回路製造技術を用いた。
A field effect transistor is formed in the single crystal Si thin film 102 and connected to each other to form a complementary element and its integrated circuit, and a pixel switching element and a driving peripheral circuit necessary for a liquid crystal image display device are formed. Formed.
For the manufacturing method of each transistor, known MOS
Integrated circuit manufacturing technology was used.

【0276】カバーガラスにブラックマトリクス及びカ
ラーフィルターを形成した後に共通電極を形成し、配向
処理した。アクティブ・マトリクス基板に配向処理を施
し、シール材を印刷したのち両者を組立て液晶を注入し
た。この液晶に関する諸工程は、公知の液晶表示装置製
造技術を適用した。
After forming a black matrix and a color filter on the cover glass, a common electrode was formed and an alignment treatment was performed. After aligning the active matrix substrate and printing a sealant, both were assembled and liquid crystal was injected. A well-known liquid crystal display device manufacturing technique is applied to the various steps relating to the liquid crystal.

【0277】この後液晶画素部の下部のSi基板107
を以下の方法で除去した。
After that, the Si substrate 107 under the liquid crystal pixel section
Was removed by the following method.

【0278】30重量%のKOH水溶液を約110℃に
加熱し、SiNをマスクとしてSiの(100)方向に
エッチングを進行させた。エッチレートは結晶面に対し
て異方性を示し、(100)面に対しては約300μm
/hである。エッチング後の形状を図19に示すが、エ
ッチング後の斜面のなす角は55°であり、高い異方性
を示していることが分かる。また、絶縁層104に達す
るとエッチングは実質的に終了する。即ち、横方向への
サイドエッチレートは非常に小さい。この方法により高
い精度で液晶画素部の下部のSi基板107の除去が可
能となる。
A 30 wt% KOH aqueous solution was heated to about 110 ° C., and etching was advanced in the (100) direction of Si using SiN as a mask. The etch rate shows anisotropy with respect to the crystal plane and is about 300 μm with respect to the (100) plane.
/ H. The shape after etching is shown in FIG. 19. It can be seen that the angle formed by the slope after etching is 55 °, indicating high anisotropy. Further, when the insulating layer 104 is reached, the etching is substantially finished. That is, the lateral side etch rate is very small. With this method, the Si substrate 107 under the liquid crystal pixel portion can be removed with high accuracy.

【0279】最後に、信頼性向上のため除去された凹部
にスピンオングラスを充填し、光透過による投射型液晶
画像表示装置を完成した。
Finally, spin-on glass was filled in the recessed portion for improving reliability, and a projection type liquid crystal image display device by light transmission was completed.

【0280】(実施例16)Si基板107の除去を以
下の方法で行った以外は、実施例15と同様にして液晶
画像表示装置を完成した。
(Example 16) A liquid crystal image display device was completed in the same manner as in Example 15 except that the Si substrate 107 was removed by the following method.

【0281】エチレンジアミン75ml、カテコール1
2g、水24ml、ピラジン0.45gの割合で作成し
た混液を約115℃に加熱し、SiNをマスクとしてエ
ッチングを行った。本方法は、SiO2 に対する選択比
が1000以上と非常に高く、SiO2 をメンブレン及
び耐エッチングマスクとして使用可能である。
75 ml of ethylenediamine, 1 catechol
A mixed solution prepared by mixing 2 g, 24 ml of water and 0.45 g of pyrazine was heated to about 115 ° C., and etching was performed using SiN as a mask. This method has a very high selection ratio to SiO 2 of 1000 or more, and SiO 2 can be used as a membrane and an etching resistant mask.

【0282】(実施例17)Si基板107の除去をR
IEで行った以外は、実施例15と同様にして液晶画像
表示装置を完成した。マスクパターンに対してほぼ垂直
にエッチングすることができた。
(Embodiment 17) The removal of the Si substrate 107 is R
A liquid crystal image display device was completed in the same manner as in Example 15 except that the operation was performed in IE. It was possible to etch almost perpendicularly to the mask pattern.

【0283】(実施例18)Si基板107の除去を以
下の方法で行った以外は、実施例15と同様にして液晶
画像表示装置を完成した。
(Example 18) A liquid crystal image display device was completed in the same manner as in Example 15 except that the Si substrate 107 was removed by the following method.

【0284】ヒドラジンと水の1:1水溶液を約100
℃に加熱し、SiO2 をマスクとして、異方性エッチン
グを行った。エッチレートは2μm/minである。
About 100 parts of a 1: 1 aqueous solution of hydrazine and water.
Anisotropic etching was performed by heating to ℃ and using SiO 2 as a mask. The etching rate is 2 μm / min.

【0285】(実施例19)可視光領域の光に対して非
透過性の基板として、表面にAl23 (ルビー)膜を
有するAl基板を使用し、Cl系のガスでプラズマエッ
チングによりAlを除去した以外は実施例15と同様に
して液晶画像表示装置を完成した。
Example 19 An Al substrate having an Al 2 O 3 (ruby) film on its surface was used as a substrate impermeable to light in the visible light region, and Al was formed by plasma etching with a Cl-based gas. A liquid crystal image display device was completed in the same manner as in Example 15 except that was removed.

【0286】本発明によれば異方性エッチング特性を有
する基板を自由に選定できるため、本実施例の如く基板
としてルビー膜等を選ぶことにより、きれいな液晶面を
得ることができる。
According to the present invention, a substrate having anisotropic etching characteristics can be freely selected. Therefore, by selecting a ruby film or the like as the substrate as in this embodiment, a clean liquid crystal surface can be obtained.

【0287】(実施例20)Si基板を図20に示す如
く、りんごの形に除去した以外は実施例15と同様にし
て液晶画像表示装置を完成した。
(Example 20) A liquid crystal image display device was completed in the same manner as in Example 15 except that the Si substrate was removed in the form of an apple as shown in FIG.

【0288】本発明によれば精度良いエッチングが可能
であるため、本実施例の如く種々の模様をバックライト
により浮かび上がらせることも可能である。
According to the present invention, since accurate etching is possible, various patterns can be made visible by a backlight as in this embodiment.

【0289】以上詳述したように、本発明の液晶画像表
示装置は、経済性に優れて、大面積に亘り均一平坦な、
極めて優れた結晶性を有するSi単結晶基板を用いてお
り、半導体能動素子が欠陥の著しく少ないSi単結晶層
上に作成されているため、上記半導体素子の浮遊容量が
低減し、高速動作が可能で、ラッチアップ現象等のな
い、耐放射線特性の優れた素子及び回路を液晶画像表示
画素と同一基板上に集積した高性能な装置が提供でき
る。
As described in detail above, the liquid crystal image display device of the present invention is excellent in economic efficiency and is uniform and flat over a large area.
Since the Si single crystal substrate with extremely excellent crystallinity is used and the semiconductor active element is formed on the Si single crystal layer with extremely few defects, the stray capacitance of the semiconductor element is reduced and high speed operation is possible. Thus, it is possible to provide a high-performance device in which elements and circuits having an excellent radiation resistance characteristic without a latch-up phenomenon are integrated on the same substrate as a liquid crystal image display pixel.

【0290】また、本発明による液晶画像表示装置は、
多孔質基板或いは多孔質層を異方性エッチングにて選択
除去することにより、非透明基板上に形成された良質な
単結晶層に作成されることによって、高性能なものとな
る。また、Si基板を非透明電極に採用することにより
熱的、機械的、化学的或いは物理的にも従来のシリコン
集積回路プロセスと極めて整合性の良い出発材料となり
得る。
Furthermore, the liquid crystal image display device according to the present invention is
By selectively removing the porous substrate or the porous layer by anisotropic etching, a high-quality single crystal layer formed on the non-transparent substrate can be formed, resulting in high performance. Further, by adopting the Si substrate as the non-transparent electrode, it can be a starting material having excellent thermal, mechanical, chemical or physical compatibility with the conventional silicon integrated circuit process.

【0291】また、一般にかなり光の強度の強い光源を
投影型液晶画像表示装置に使用すると周辺回路部分に光
が当たると半導体層中に光励起電流が誘起され誤動作の
原因となる場合があるが、本発明による装置において
は、周辺回路部分は遮光されているために、係る問題点
を回避することができる。
In general, when a light source having a considerably high light intensity is used in a projection type liquid crystal image display device, when a peripheral circuit portion is exposed to light, a photoexcitation current may be induced in the semiconductor layer, which may cause malfunction. In the device according to the present invention, since the peripheral circuit portion is shielded from light, such a problem can be avoided.

【0292】更に、本発明の液晶画像表示装置は、非透
光性基板に異方性エッチング特性を有する基板を用いる
ため、液晶画素部の下方を精度良く除去することができ
る。
Further, since the liquid crystal image display device of the present invention uses the substrate having the anisotropic etching property as the non-translucent substrate, the lower part of the liquid crystal pixel portion can be removed with high precision.

【0293】(実施例21)図21に本実施例の製造工
程の概略を示す。
(Embodiment 21) FIG. 21 shows an outline of the manufacturing process of this embodiment.

【0294】300μmの厚みを持ったP型(100)
単結晶Si基板にHF溶液中において陽極化成を施し、
多孔質Si基板を形成した。
P-type (100) with a thickness of 300 μm
Anodizing single crystal Si substrate in HF solution,
A porous Si substrate was formed.

【0295】陽極化成条件は以下の通りであった。The anodization conditions were as follows.

【0296】印加電圧: 2.6 (V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C25 OH
=1:1:1 時間: 2.4 (時間) 多孔質Siの厚み: 300 (μm) Porosity: 56 (%) こうして得られたP型(100)多孔質Si基板101
上に減圧CVD法により、Siエピタキシャル層102
を1.0μmの層厚で成長させた。堆積条件は、以下の
通りである。
Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH
= 1: 1: 1 Time: 2.4 (hour) Thickness of porous Si: 300 (μm) Porosity: 56 (%) P-type (100) porous Si substrate 101 thus obtained
The Si epitaxial layer 102 is formed on the upper surface by low pressure CVD.
Were grown to a layer thickness of 1.0 μm. The deposition conditions are as follows.

【0297】ソースガス: SiH4 キャリヤーガス: H2 温度: 850℃ 圧力: 1×10-2Torr 成長速度: 3.3 nm/sec 次に、このエピタキシャル層102の表面に1000Å
の酸化層103を形成し、その酸化膜表面に5000Å
の酸化層104、1000Åの窒化層105及び補強材
として、2000Å以上のSiHx 絶縁層106を形成
したもう一方のSi基板107を重ね合せ、窒素雰囲気
中で800℃、0.5時間加熱することにより、2つの
Si基板を、強固に貼り合せた。
Source gas: SiH 4 carrier gas: H 2 Temperature: 850 ° C. Pressure: 1 × 10 -2 Torr Growth rate: 3.3 nm / sec Next, 1000 Å on the surface of this epitaxial layer 102.
Oxide layer 103 is formed, and 5000 Å is formed on the oxide film surface.
Oxide layer 104, 1000 Å nitride layer 105, and 2000 Å or more SiH x insulating layer 106 formed on the other Si substrate 107 as a reinforcing material are stacked and heated in a nitrogen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hours. Thus, the two Si substrates were firmly bonded together.

【0298】その後、該貼り合せた基板を49%弗酸と
アルコールと30%過酸化水素水との混合液(10:
6:50)中で撹拌することなく選択エッチングした。
65分後には、非多孔質Si層だけがエッチングされず
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101は選択エッチングされ、完全に除
去された。非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対す
るエッチング速度は、極めて低く65分後でもエッチン
グ量は50Å以下であり、多孔質層のエッチング速度と
の選択比は十の五乗以下にも達し、非多孔質層101に
おけるエッチング量(数十Å)は実用上無視できる程度
のものであった。こうしたところ、200μmの厚みを
持った多孔質化されたSi基板101は、除去され、S
iO2 103上に1.0μmの厚みを持った単結晶Si
層102が形成できた。ソースガスとして、SiH2
lを用いた場合には、成長温度を数十度上昇させる必要
があるが、多孔質基板に特有な増速エッチング特性は、
維持された。
Thereafter, the bonded substrates are mixed with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol, and 30% hydrogen peroxide (10:
The selective etching was carried out in the 6:50) without stirring.
After 65 minutes, only the non-porous Si layer remains without being etched, and the single crystal Si is used as an etch stop material.
The porous Si substrate 101 was selectively etched and completely removed. The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the etching amount is 50 Å or less even after 65 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or less. The etching amount (tens of liters) in the porous layer 101 was practically negligible. At such a place, the Si substrate 101 made porous having a thickness of 200 μm is removed and S
Single crystal Si with a thickness of 1.0 μm on iO 2 103
The layer 102 could be formed. SiH 2 C as source gas
When 1 is used, it is necessary to raise the growth temperature by several tens of degrees, but the enhanced etching characteristic peculiar to the porous substrate is
Maintained.

【0299】上記単結晶Si薄膜102に電解効果トラ
ンジスタを作成し、相互に接続することにより、相補性
素子、及びその集積回路を作成し、液晶画像表示装置に
必要な画素切り替え素子、駆動周辺回路を形成した。
尚、各トランジスタの製造方法については公知のMOS
集積回路製造技術を用いた。
Field effect transistors are formed in the single crystal Si thin film 102 and connected to each other to form complementary elements and integrated circuits thereof, and pixel switching elements and driving peripheral circuits necessary for a liquid crystal image display device are formed. Formed.
For the manufacturing method of each transistor, known MOS
Integrated circuit manufacturing technology was used.

【0300】カバーガラスにブラックマトリクス及びカ
ラーフィルターを形成した後に共通電極を形成し、配向
処理した。アクティブ・マトリクス基板に配向処理を施
し、シール材を印刷したのち両者を組立て液晶を注入し
た。この液晶に関する諸工程は、公知の液晶表示装置製
造技術を適用した。
After forming a black matrix and a color filter on the cover glass, a common electrode was formed and an alignment treatment was performed. After aligning the active matrix substrate and printing a sealant, both were assembled and liquid crystal was injected. A well-known liquid crystal display device manufacturing technique is applied to the various steps relating to the liquid crystal.

【0301】この後Si基板107側に液晶画素部の直
下を除いて耐弗酸性ゴムを被覆し、弗酸、酢酸、硝酸の
混合液を用いて、絶縁層104までSi基板107を部
分的に除去し、光透過による投射型液晶画像表示装置を
完成した。
Thereafter, the Si substrate 107 side is covered with a hydrofluoric acid resistant rubber except under the liquid crystal pixel portion, and the Si substrate 107 is partially covered up to the insulating layer 104 by using a mixed solution of hydrofluoric acid, acetic acid and nitric acid. After removal, a projection type liquid crystal image display device by light transmission was completed.

【0302】本実施例の如く、Si基板上に絶縁膜を形
成した基板とSi基板を多孔質化した後、多孔質Si上
にSiをエピタキシャル成長した基板のボンディングに
よって形成される基板では、Si単結晶膜の下地絶縁膜
に対する制約はないため、厚みを数μmにすることも可
能であり、また、SiN膜等も使用することができる。
As in the present embodiment, a substrate formed by bonding a substrate having an insulating film formed on a Si substrate and a Si substrate made porous, and then epitaxially growing Si on the porous Si is Since there is no restriction on the base insulating film of the crystal film, the thickness can be set to several μm, and a SiN film or the like can be used.

【0303】また、SOI基板作成時に膜強度向上のた
めの光透過膜を非透光性基板と単結晶TFTの間に設け
ることにより、TFTを形成する上で製造上の制約を受
けることがなく、自由度のある製造方法を提供すること
が可能となる。更に、非透光層除去前に補強層が形成さ
れるため、非透光層除去時のダメージも回避できる。
By providing a light-transmitting film for improving the film strength between the non-light-transmitting substrate and the single crystal TFT at the time of manufacturing the SOI substrate, there is no manufacturing constraint in forming the TFT. Therefore, it becomes possible to provide a manufacturing method having a degree of freedom. Furthermore, since the reinforcing layer is formed before removing the non-translucent layer, damage at the time of removing the non-translucent layer can be avoided.

【0304】(実施例22)SiNx 絶縁層を、図22
の如くSiの選択エッチング(N/P+ )により、絶縁
膜下側に5000ÅのSi層110を残し、そのSi層
110を800〜1000℃程度で熱酸化し、Si層1
10を透光性とした後、その熱酸化膜110上に、CV
D法によりSiNx 絶縁層111を形成した以外は実施
例21と同様にして、液晶画像表示装置を作成した。本
実施例によれば、2層の補強膜により強度の向上が可能
である。
Example 22 A SiN x insulating layer is formed as shown in FIG.
As described above, the Si layer 110 of 5000 Å is left under the insulating film by selective etching (N / P + ) of Si, and the Si layer 110 is thermally oxidized at about 800 to 1000 ° C.
After making 10 transparent, a CV is formed on the thermal oxide film 110.
A liquid crystal image display device was produced in the same manner as in Example 21 except that the SiN x insulating layer 111 was formed by the D method. According to this embodiment, the strength can be improved by the two-layer reinforcing film.

【0305】また、SiNx 絶縁層上に更にITOの如
く透光性薄膜の導電膜を形成することにより裏面電位の
コントロールが可能となる。
Further, by forming a transparent thin film conductive film such as ITO on the SiN x insulating layer, the back surface potential can be controlled.

【0306】(実施例23)図23の如く、SiTFT
の層間絶縁膜として、膜強度の大きいLp−SiN15
6を用いた以外は実施例1と同様にして液晶画像表示装
置を作成した。Lp−SiN膜を層間絶縁膜として使用
した場合の問題点は金属膜との密着性、H2のプロテク
ト効果、等がある。
(Embodiment 23) As shown in FIG. 23, SiTFT
As an interlayer insulating film of Lp-SiN15 having high film strength
A liquid crystal image display device was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6 was used. Problems when the Lp-SiN film is used as an interlayer insulating film are adhesion to a metal film, H 2 protection effect, and the like.

【0307】金属膜との密着性については、SiO2
はBPSG等の膜でサンドイッチ構造をとることにより
問題解決する。また、H2 プロテクト効果については、
あらかじめMOSチャネル部の不純物濃度をコントロー
ルしておくことにより、Vth(しきい値電圧)を制御
できる。
Regarding the adhesion to the metal film, the problem can be solved by forming a sandwich structure with a film such as SiO 2 or BPSG. Regarding the H 2 protection effect,
Vth (threshold voltage) can be controlled by controlling the impurity concentration of the MOS channel portion in advance.

【0308】(実施例24)図24に示すようにO+
1×1018cm-2程度200kevでイオン注入し、こ
れを1300℃程度の熱処理を加えることにより基板2
01中にSiO2 層202が形成される。
(Example 24) As shown in FIG. 24, O + was ion-implanted at about 1 × 10 18 cm -2 at 200 kev, and this was heat-treated at about 1300 ° C.
A SiO 2 layer 202 is formed in 01.

【0309】以上の様にして作成した基板201に熱酸
化法及びLP−CVD法によりSiO2 204/SiN
x 205の2層膜が表裏に形成される。続いて、裏面を
パターニングし、パネル部の窓あけを行う。
On the substrate 201 formed as described above, SiO 2 204 / SiN was formed by the thermal oxidation method and the LP-CVD method.
two-layered film of x 205 is formed on the front and back. Then, the back surface is patterned and the window of the panel portion is opened.

【0310】次に、KOH系等によりSiのエッチング
を行う。Lp−SiN膜はKOHのマスク材となる。S
iのエッチングにおいて、全てをエッチング又は一部を
残しエッチングする。続いてこれを熱酸化することによ
り、パネル部裏面のみ熱酸化される。
Then, Si is etched by KOH or the like. The Lp-SiN film serves as a KOH mask material. S
In the etching of i, all or part of the etching is performed. Then, by thermally oxidizing this, only the back surface of the panel portion is thermally oxidized.

【0311】この後、表面SiN膜を剥離し、TFTを
形成していく工程により、熱酸化及びCVD法を用いる
ことにより裏面側は更に補強される。特にLOCOS酸
化法等に用いられるLp−SiN膜207は、膜の内部
応力が〜1010dyn/cm2 程度のテンシルな膜であ
り、裏面補強膜としては最適である。209はゲート電
極、210はMOSトランジスタのソース及びドレイン
である。
After that, the rear surface side is further reinforced by using the thermal oxidation and the CVD method in the process of peeling the surface SiN film and forming the TFT. In particular, the Lp-SiN film 207 used for the LOCOS oxidation method is a tensile film having an internal stress of about 10 10 dyn / cm 2 and is optimal as a back surface reinforcing film. 209 is a gate electrode, and 210 is a source and drain of a MOS transistor.

【0312】非透光性基板201を裏面からエッチング
した場合、透光領域の膜強度が非透光性基板上面の絶縁
膜202及びSi層203のみで決定されるが、これら
はTFTの制約から、膜構成における自由度は狭い。し
かし、本実施例によればTFTの制約を受けずに裏面の
膜強度を向上できる。
When the non-translucent substrate 201 is etched from the back surface, the film strength of the translucent region is determined only by the insulating film 202 and the Si layer 203 on the upper surface of the non-translucent substrate. The degree of freedom in the film structure is narrow. However, according to this embodiment, the film strength of the back surface can be improved without being restricted by the TFT.

【0313】(実施例25)図25の如く、SiNx
縁層251を透光領域中央部から周辺部へ向かって小さ
くなる様にパターニングした以外は実施例21と同様に
して液晶画像表示装置を作成した。
(Example 25) A liquid crystal image display device was prepared in the same manner as in Example 21 except that the SiN x insulating layer 251 was patterned so as to become smaller from the central portion of the light transmitting region toward the peripheral portion as shown in FIG. Created.

【0314】本実施例によれば、透光領域の強度の調節
が可能となり、特に強度の弱い透光領域の中心部の強度
を補強することができる。
According to this embodiment, it is possible to adjust the strength of the light transmitting area, and it is possible to reinforce the strength of the central portion of the light transmitting area having particularly weak strength.

【0315】以上詳述したように、本発明の液晶画像表
示装置は、経済性に優れて、大面積に亘り均一平坦な、
極めて優れた結晶性を有するSi単結晶基板を用いてお
り、半導体能動素子が欠陥の著しく少ないSi単結晶層
上に作成されているため、上記半導体素子の浮遊容量が
低減し、高速動作が可能で、ラッチアップ現象等のな
い、耐放射線特性の優れた素子及び回路を液晶画像表示
画素と同一基板上に集積した高性能な装置が提供でき
る。
As described in detail above, the liquid crystal image display device of the present invention has excellent economical efficiency and is uniform and flat over a large area.
Since the Si single crystal substrate with extremely excellent crystallinity is used and the semiconductor active element is formed on the Si single crystal layer with extremely few defects, the stray capacitance of the semiconductor element is reduced and high speed operation is possible. Thus, it is possible to provide a high-performance device in which elements and circuits having an excellent radiation resistance characteristic without a latch-up phenomenon are integrated on the same substrate as a liquid crystal image display pixel.

【0316】また、本発明による液晶画像表示装置は、
多孔質基板或いは多孔質層を選択除去することにより、
非透明基板上に形成された良質な単結晶層に作成される
ことによって、高性能なものとなる。また、Si基板を
非透明基板に採用することにより熱的、機械的、化学的
或いは物理的にも従来のシリコン集積回路プロセスと極
めて整合性の良い出発材料となり得る。
Furthermore, the liquid crystal image display device according to the present invention is
By selectively removing the porous substrate or porous layer,
High performance is obtained by forming a high quality single crystal layer formed on a non-transparent substrate. In addition, by adopting the Si substrate as the non-transparent substrate, it can be a starting material having excellent thermal, mechanical, chemical or physical compatibility with the conventional silicon integrated circuit process.

【0317】また、一般にかなり光の強度の強い光源を
投影型液晶画像表示装置に使用すると周辺回路部分に光
が当たると半導体層中に光励起電流が誘起され誤動作の
原因となる場合があるが、本発明による装置において
は、周辺回路部分は遮光されているために、係る問題点
を回避することができる。
In general, when a light source with a considerably high light intensity is used in a projection type liquid crystal image display device, when a peripheral circuit portion is exposed to light, a photoexcitation current may be induced in the semiconductor layer, which may cause malfunction. In the device according to the present invention, since the peripheral circuit portion is shielded from light, such a problem can be avoided.

【0318】更に、本発明の液晶画像表示装置は、非透
光性基板を除去した透光領域にSiNx 絶縁層が設けら
れているため、該領域の強度が補強され、信頼性が向上
する。
Further, in the liquid crystal image display device of the present invention, since the SiN x insulating layer is provided in the light-transmitting region where the non-light-transmitting substrate is removed, the strength of the region is reinforced and the reliability is improved. ..

【0319】(実施例26)図26に周辺駆動回路にC
MOSインバータ、画素電極のスイッチング素子にPM
OSトランジスタを用いた従来の液晶表示装置の一例を
示す。本図はトランジスタ等半導体装置を組み込んだ側
の基板のみの断面図である。図中61は支持基板、62
は下地絶縁層、63は素子分離酸化膜、64はNMOS
トランジスタのソース領域、65はNMOSトランジス
タのドレイン領域、66はPMOSトランジスタのドレ
イン領域、67はPMOSトランジスタのソース領域、
68はゲート酸化膜、69はゲート電極、70はNMO
Sトランジスタのチャネル領域、71はPMOSトラン
ジスタのチャネル領域、72はN型電界緩和領域、73
はP型電界緩和領域、74はAl(配線)電極、75は
NMOSトランジスタ、76、77はPMOSトランジ
スタ、78は保持容量部、79がCMOSインバータ、
80、81は層間絶縁膜、82は共通電極、83は画素
電極である。84は裏面充填材、85は裏面電極であ
る。
(Twenty-sixth Embodiment) FIG. 26 shows a C circuit for a peripheral drive circuit.
PM for switching elements of MOS inverters and pixel electrodes
An example of a conventional liquid crystal display device using an OS transistor will be shown. This drawing is a cross-sectional view of only the substrate on which a semiconductor device such as a transistor is incorporated. In the figure, 61 is a support substrate, 62
Is a base insulating layer, 63 is an element isolation oxide film, and 64 is an NMOS
The source region of the transistor, 65 is the drain region of the NMOS transistor, 66 is the drain region of the PMOS transistor, 67 is the source region of the PMOS transistor,
68 is a gate oxide film, 69 is a gate electrode, and 70 is NMO.
A channel region of the S transistor, 71 a channel region of the PMOS transistor, 72 an N-type electric field relaxation region, 73
Is a P-type electric field relaxation region, 74 is an Al (wiring) electrode, 75 is an NMOS transistor, 76 and 77 are PMOS transistors, 78 is a storage capacitor portion, 79 is a CMOS inverter,
Reference numerals 80 and 81 are interlayer insulating films, 82 is a common electrode, and 83 is a pixel electrode. Reference numeral 84 is a back surface filling material, and 85 is a back surface electrode.

【0320】上記のように構成した基板と、共通電極を
設けたもう一方の基板とをスペーサを介して対向配置
し、液晶を封入してパネルとする。
The substrate configured as described above and the other substrate provided with the common electrode are arranged so as to face each other with a spacer interposed therebetween, and liquid crystal is sealed to form a panel.

【0321】液晶表示装置は反射型、透過型何れも光が
画像表示部を通過し得ることが必須条件である。従って
従来は一枚の石英板が用いられている。一方、トランジ
スタの活性層としてはSiが一般にも良く知られている
が、活性層として最も望ましい単結晶Siはその製造が
極めて困難であり、石英上に形成することが事実上でき
なかった。そのため、画素表示部にトランジスタを形成
する場合、及び周辺の駆動回路と共に集積化する場合に
は石英上でも形成可能な多結晶Siが用いられてきた。
In the liquid crystal display device, it is an essential condition that light can pass through the image display portion in both the reflection type and the transmission type. Therefore, conventionally, a single quartz plate is used. On the other hand, although Si is generally well known as an active layer of a transistor, it is extremely difficult to manufacture single crystal Si most desirable as an active layer, and it has practically been impossible to form it on quartz. Therefore, when forming a transistor in a pixel display part and when integrating with a peripheral drive circuit, polycrystalline Si which can be formed on quartz has been used.

【0322】しかしながら、より高品質な画像要求に応
じて画面をより高精細化し、高速駆動するためには多結
晶Siでは限界があり、単結晶Siを用いた半導体装置
を有する液晶表示装置の構成が望まれていた。
However, there is a limit to the use of polycrystalline Si in order to make the screen more fine and drive at higher speed in response to the demand for higher quality images, and the structure of the liquid crystal display device having the semiconductor device using single crystal Si is limited. Was desired.

【0323】そこで本実施例は、半導体又は導電体を基
板とし、絶縁層を介して単結晶Si薄膜を形成した後、
画像表示部のみ上記基板を除去して透明化し、且つ周辺
駆動回路部の基板には裏面電位の制御手段を設けて基板
電位を制御することにより、半導体装置の性能を高めて
高速化を実現した液晶表示装置である。
Therefore, in this embodiment, a semiconductor or a conductor is used as a substrate, a single crystal Si thin film is formed through an insulating layer, and
Only the image display section is made transparent by removing the substrate, and the substrate of the peripheral drive circuit section is provided with the control means of the back surface potential to control the substrate potential, thereby enhancing the performance of the semiconductor device and realizing high speed. It is a liquid crystal display device.

【0324】即ち半導体又は導電体基板上に絶縁層を介
して形成された単結晶Si薄膜により活性層を形成した
半導体能動素子を有するアクティブマトリクス方式の液
晶表示装置であって、画像表示部が上記基板を除去して
上記絶縁層のみもしくは除去した後に透明性充填材を充
填することにより透明性を有し、周辺駆動回路部には上
記基板が残され且つ裏面電位制御手段を有していること
を特徴とするものである。
That is, an active matrix type liquid crystal display device having a semiconductor active element in which an active layer is formed of a single crystal Si thin film formed on a semiconductor or conductor substrate via an insulating layer, wherein the image display section is It has transparency by removing the substrate and removing only the insulating layer or by removing it and then filling it with a transparent filler, and the peripheral drive circuit section is left with the substrate and has a back surface potential control means. It is characterized by.

【0325】本実施例に係る単結晶Si薄膜は従来のS
IMOX(Separationby Implant
ed Oxigen)法、もしくは多孔質Si基体を用
いた方法により得られる。後者の製造方法で得られる多
結晶Si薄膜はほとんど欠陥が無く、トランジスタの活
性層として理想的な半導体である。
The single crystal Si thin film according to this example is the same as the conventional S
IMOX (Separation by Implant)
ed Oxygen) method or a method using a porous Si substrate. The polycrystalline Si thin film obtained by the latter manufacturing method has almost no defects and is an ideal semiconductor as an active layer of a transistor.

【0326】本実施例は、周辺駆動回路に消費電力の少
ないCMOSインバータ、画素電極のスイッチングに裏
面リークがなく耐圧性の高いPMOSトランジスタ、基
板にP型Si基板を用い、該基板の裏面にアルミニウム
等金属電極を設けて基板電位を制御している。透光性の
充填材84には、Si系の樹脂を用いた。
In this embodiment, a CMOS inverter with low power consumption is used for the peripheral driving circuit, a PMOS transistor having a high withstand voltage without backside leakage for switching pixel electrodes, a P-type Si substrate is used for the substrate, and an aluminum is used for the backside of the substrate. A metal electrode is provided to control the substrate potential. A Si-based resin is used for the translucent filling material 84.

【0327】本実施例では、下地絶縁層に8000Åの
Si酸化膜を、SiのエッチングにはKOHの30%水
溶液を用い、100℃にて4μm/minのエッチング
レートを得た。この時の耐エッチング膜として、LP−
CVD(Low Pressure Chemical
Vapor Deposition)で堆積した50
00ÅのSi窒化膜を使用した。この膜の厚さは厚い方
が望ましいが、6000〜8000Å以上では膜にクラ
ックが入り易く、耐エッチング性を劣化させる。従って
1000〜6000Å程度が望ましい。
In this example, an 8000Å Si oxide film was used as the underlying insulating layer, and a 30% aqueous solution of KOH was used for etching Si, and an etching rate of 4 μm / min was obtained at 100 ° C. As the etching resistant film at this time, LP-
CVD (Low Pressure Chemical
50 deposited at Vapor Deposition)
A 00Å Si nitride film was used. The thickness of this film is preferably thicker, but if it is 6000 to 8000 Å or more, cracks easily occur in the film, and the etching resistance is deteriorated. Therefore, about 1000 to 6000Å is desirable.

【0328】図27に上記裏面電極の配線状態を示し
た。図中90は共通電極を設けた対向基板であり、接着
材91により基板と対向配置し、液晶92を挟持してい
る。また、93がCMOSインバータ等駆動回路部上の
パッドで有り、94のボンディングワイヤーによりパッ
ケージ95側に接続され、一方裏面電極85はペースト
導電材料を介してパッケージ95に固定され、ボンディ
ングワイヤー96により該パッケージ95側に接続され
電位が制御されている。またSi支持基板の厚みは55
0μmであり、チップ全体の強度を保つのに充分であ
る。
FIG. 27 shows the wiring state of the back electrode. In the figure, 90 is a counter substrate provided with a common electrode, which is arranged so as to face the substrate with an adhesive 91 and holds a liquid crystal 92. Further, 93 is a pad on the drive circuit portion such as a CMOS inverter, and is connected to the package 95 side by a bonding wire 94, while the back surface electrode 85 is fixed to the package 95 via a paste conductive material, and is bonded by a bonding wire 96. It is connected to the package 95 side and the potential is controlled. The thickness of the Si support substrate is 55
It is 0 μm, which is sufficient to maintain the strength of the entire chip.

【0329】また、図28は本実施例を実現するために
とった別の形態を示す。図28は裏面電極をデバイス領
域の上面に設けた構造であり、501は素子間を分離す
る分離層、502は裏面電極である。本方法では、デバ
イスを形成後、コンタクトホールを加工する際に層間絶
縁膜63、下地絶縁膜62を貫通する開口部503を設
ける。コンタクトのオーミック性を向上させるためにボ
ロンを1×1015cm-2イオン注入し、低抵抗p型拡散
層504を形成した後Alを堆積することで図28の構
造を得た。
FIG. 28 shows another form adopted to realize this embodiment. FIG. 28 shows a structure in which a back surface electrode is provided on the upper surface of the device region, 501 is a separation layer for separating the elements, and 502 is a back surface electrode. In this method, after forming the device, the opening 503 penetrating the interlayer insulating film 63 and the base insulating film 62 is provided when processing the contact hole. In order to improve the ohmic property of the contact, boron is ion-implanted at 1 × 10 15 cm −2 , a low resistance p-type diffusion layer 504 is formed, and then Al is deposited to obtain the structure of FIG.

【0330】本構成で、下地絶縁層の膜厚(TBOX )を
8000Åとし、VSS=0V、VDD=14V、裏面電位
を2〜5Vとして良好に駆動することができた。そし
て、表示部の光透過率を90%以上とした64階調、4
0万画素の液晶表示装置を実現した。
With this structure, the film thickness (T BOX ) of the underlying insulating layer was set to 8000Å, V SS = 0 V, V DD = 14 V, and the back surface potential was set to 2 to 5 V, and it was possible to drive well. Then, 64 gradations in which the light transmittance of the display unit is 90% or more, 4
Realized a liquid crystal display device with 0,000 pixels.

【0331】本実施例の液晶表示装置は、単結晶Si薄
膜を半導体装置の活性層に用いたことにより、装置全体
に用いた半導体装置を従来の多結晶TFTより5〜10
0倍高速駆動させることができ、更に裏面電位を制御す
ることにより周辺駆動回路に用いた半導体装置の寄生素
子のリーク電流を充分小さくすることで回路の性能を高
めることができるため32階調以上の高精細で画素数数
万以上の高画質な画像表示を行うことができる液晶表示
装置を、更に画像表示部の基板のみ除去することにより
単結晶Siを用いた回路でも表示部を透明化した上で充
分な強度を確保した液晶表示装置である。
In the liquid crystal display device of this embodiment, the single crystal Si thin film is used for the active layer of the semiconductor device, so that the semiconductor device used for the entire device is 5 to 10 times larger than the conventional polycrystalline TFT.
It is possible to drive 0 times faster, and by controlling the back surface potential, the leakage current of the parasitic element of the semiconductor device used for the peripheral drive circuit can be sufficiently reduced to improve the circuit performance. The high-definition liquid crystal display device capable of displaying high-quality images with tens of thousands of pixels or more, and by removing only the substrate of the image display unit, the display unit is made transparent even in the circuit using single crystal Si. It is a liquid crystal display device that secures sufficient strength.

【0332】(実施例27)上記のようなボンディング
を必要としないためには、同一基板上に画像表示領域と
周辺回路を設けることが考えられる。
(Twenty-Seventh Embodiment) It is conceivable to provide an image display region and peripheral circuits on the same substrate in order to eliminate the need for the above bonding.

【0333】図29は同一基板上に液晶画素部と周辺回
路とを設けた場合の模式断面図である。
FIG. 29 is a schematic sectional view in the case where a liquid crystal pixel portion and a peripheral circuit are provided on the same substrate.

【0334】図29に示すように同一基板絶縁層506
上に、画素TFTと画素電極を含む画像表示領域507
と、これを駆動する周辺回路508とを形成し、互いに
データ線とゲート線とで接続され、画像表示領域は光を
透過させるために、例えば半導体基板をKOHなどのエ
ッチング液でエッチングすることにより透明化し、周辺
回路領域は、周辺回路内のデバイス特性(例えばMOS
のリーク電流量など)が、周辺回路裏面の電位の影響を
受けるので、所定の電位を印加できるよう裏面に半導体
もしくは導電体基板509を残すことで、前記構造が実
現できる。
As shown in FIG. 29, the same substrate insulating layer 506
An image display area 507 including a pixel TFT and a pixel electrode
And a peripheral circuit 508 for driving the same, and are connected to each other by a data line and a gate line, and the semiconductor substrate is etched by an etching solution such as KOH to transmit light in the image display region. The device is made transparent, and the peripheral circuit region has device characteristics (for example, MOS
The amount of leak current of (1) is affected by the potential of the back surface of the peripheral circuit. Therefore, the structure can be realized by leaving the semiconductor or conductor substrate 509 on the back surface so that a predetermined potential can be applied.

【0335】しかしながら、同一基板内で透明基板領域
と導電体基板領域を形成する際、当然ながら基板膜厚の
遷移する領域510が生じ、図29に示すように周辺回
路形成の領域の一部が遷移領域にまでおよんだ場合、導
電体基板の遷移領域は膜厚が一定でないため、電界のか
かり方が異なってきて周辺回路に、デバイス特性のばら
つきが発生する、画像表示領域の一部が遷移領域におよ
んだ場合、透明化が不完全な欠陥画素となる等の悪影響
を与える問題がある。
However, when the transparent substrate region and the conductor substrate region are formed in the same substrate, a region 510 in which the substrate film thickness is changed naturally occurs, and as shown in FIG. 29, part of the peripheral circuit formation region is formed. If the transition region extends to the transition region, the film thickness of the transition region of the conductor substrate is not constant, so the electric field is applied differently, causing variations in device characteristics in the peripheral circuits. If it reaches the area, there is a problem that it has a bad influence such as defective pixels with incomplete transparency.

【0336】本実施例は、絶縁層を介して半導体もしく
は導電体基板となっている部分と絶縁層のみからなる部
分を有し、半導体もしくは導電体基板となっている部分
上部に周辺回路、絶縁層のみからなる部分に画像表示領
域を設け、両者の間の接続が周辺回路及び画像表示領域
内において使用しているものと同一の配線材料にてなさ
れ、且つ半導体もしくは導電体基板厚の遷移領域よりも
配線領域が広いことを特徴とする画像表示装置である。
In this embodiment, there is a portion which is a semiconductor or a conductor substrate with an insulating layer in between and a portion which is composed of an insulating layer only. The image display area is provided only in the layer, and the connection between them is made of the same wiring material as that used in the peripheral circuit and the image display area, and the transition area of the semiconductor or conductor substrate thickness. The image display device is characterized in that the wiring region is wider than that of the image display device.

【0337】即ち、本実施例は、上記遷移領域上に周辺
回路及び画像表示領域が存在しないため、周辺回路に悪
影響を及ぼすことがない。
That is, in this embodiment, since the peripheral circuit and the image display area do not exist on the transition area, the peripheral circuit is not adversely affected.

【0338】ここで、遷移領域よりも配線領域が広いと
は、配線領域を遷移領域+0.3mm以上とることが望
ましい。これは遷移領域の形成される位置のアライメン
トマージンを見込んだ値であり、例えアライメントずれ
が生じても遷移領域は領域507,508にかかること
はない。
Here, the fact that the wiring area is wider than the transition area means that the wiring area is preferably set to the transition area +0.3 mm or more. This is a value in consideration of the alignment margin of the position where the transition region is formed, and even if the alignment shift occurs, the transition region does not overlap the regions 507 and 508.

【0339】図30は本発明の画像表示装置の要部断面
図であり、図31は平面図である。平面図は後述の各実
施例と共通するものである。509は半導体もしくは導
電体基板、506は絶縁層、508は周辺回路形成領
域、507は画像表示領域、511は508と507と
を電気的に絶縁する分離領域である。510は基板膜厚
の遷移領域である。
FIG. 30 is a sectional view of the essential parts of the image display device of the present invention, and FIG. 31 is a plan view. The plan view is common to each embodiment described later. 509 is a semiconductor or conductor substrate, 506 is an insulating layer, 508 is a peripheral circuit formation region, 507 is an image display region, and 511 is a separation region for electrically insulating 508 and 507. Reference numeral 510 is a transition region of the substrate film thickness.

【0340】周辺回路形成領域508と画像表示領域5
07は絶縁層上の半導体領域に半導体デバイス製造工程
により作成される。これらは例えばLOCOS工程、ト
レンチ分離工程、PN接合分離工程などで形成された素
子分離領域511により電気的に分離されている。配線
部材512は周辺回路形成領域508と画像表示領域5
07を接続するもので、配線部材にはAl,Ti,T
a,Mo,Cu,Wなどの金属、TiSi2 ,TaSi
2 ,WSi2 ,MoSi2 などのシリサイドの他、多孔
質SiやITOがCVD法、スパッタ法、蒸着法などに
よって膜堆積後、フォトリソグラフィ工程により所望の
パターンが形成され用いられる。
Peripheral circuit formation area 508 and image display area 5
07 is formed in the semiconductor region on the insulating layer by a semiconductor device manufacturing process. These are electrically isolated by an element isolation region 511 formed by, for example, a LOCOS process, a trench isolation process, a PN junction isolation process, or the like. The wiring member 512 includes the peripheral circuit formation area 508 and the image display area 5.
07, and the wiring members are made of Al, Ti, T
Metals such as a, Mo, Cu and W, TiSi 2 , TaSi
In addition to silicide such as 2 , WSi 2 and MoSi 2 , porous Si and ITO are used after a desired pattern is formed by a photolithography process after depositing a film by a CVD method, a sputtering method, an evaporation method or the like.

【0341】これら配線部材512は通常数千Åの膜
厚、1〜100μm程度の幅で形成される。
These wiring members 512 are usually formed with a film thickness of several thousand Å and a width of about 1 to 100 μm.

【0342】周辺回路508は遷移領域510を除いた
半導体もしくは導電体基板上に形成し、画像表示領域5
07は遷移領域を除いた透明基板上に形成し、両領域を
電気的に絶縁し、所望の端子を配線部材512で接続す
ることで、特性ばらつきの少ない周辺回路と、画像欠陥
の少ない画像表示領域とを同一基板上に形成することが
でき、低コストで微細なパターニングが可能な高解像度
の画像表示装置を実現することができる。
The peripheral circuit 508 is formed on the semiconductor or conductor substrate excluding the transition region 510, and the image display region 5 is formed.
07 is formed on the transparent substrate excluding the transition region, both regions are electrically insulated, and desired terminals are connected by the wiring member 512, thereby providing a peripheral circuit with less characteristic variation and an image display with less image defects. The region and the region can be formed on the same substrate, and a high-resolution image display device capable of fine patterning at low cost can be realized.

【0343】(実施例28)図32は本発明の画像表示
装置の他の態様を示す要部断面図である。
(Embodiment 28) FIG. 32 is a sectional view showing the principal part of another embodiment of the image display device of the present invention.

【0344】図32に示す態様は配線部材を2層(51
3,514)設けた多重配線の場合であり、実施例27
で示した効果に加え断線等に強い利点がある。エッチン
グの結果生じる膜厚の遷移領域は一般に数百μmの幅が
あり、例えば500μm幅の遷移領域に10μmピッチ
で配線を形成するとすると、長さ500μm、幅7μm
といった細長い配線で領域508と507を接続しなけ
ればならず、配線の断線は深刻な問題である。多重配線
構造をとれば冗長性が増し、断線に対し強くなる。多重
配線とする場合の組み合せは種々考えられ、例えば51
3をAl,514を多結晶Si、513をITO,51
4をAlなどである。また、配線部材を3層以上設ける
ことも可能である。
The embodiment shown in FIG. 32 has two layers of wiring members (51
3, 514), and the case of the multiple wiring provided in Example 27.
In addition to the effect shown in, there is a strong advantage in disconnection. The transition region of the film thickness resulting from etching generally has a width of several hundred μm. For example, if wiring is formed in a transition region having a width of 500 μm with a pitch of 10 μm, a length of 500 μm and a width of 7 μm
Since the regions 508 and 507 must be connected by a long and narrow wire, disconnection of the wire is a serious problem. If the multi-wiring structure is adopted, the redundancy is increased, and it becomes stronger against disconnection. There are various possible combinations in the case of multiple wiring, for example, 51
3 is Al, 514 is polycrystalline Si, 513 is ITO, 51
4 is Al or the like. It is also possible to provide three or more wiring members.

【0345】(実施例29)図33は配線部材に単結晶
Siを用いた場合を示し、図33(a)は単結晶Si5
16を表面に、図33(b)は単結晶Si516を埋め
込みで形成した場合を示す。単結晶Si516は分離領
域511と電気的に絶縁している。
(Example 29) FIG. 33 shows a case where single crystal Si is used for the wiring member, and FIG. 33 (a) shows single crystal Si5.
16 shows the surface, and FIG. 33 (b) shows the case where the single crystal Si 516 is embedded. The single crystal Si 516 is electrically insulated from the isolation region 511.

【0346】単結晶配線を用いると、数十Ω/□という
低抵抗の配線を基板表面の平坦性をそこなうことなく形
成できるので、例えば液晶表示装置に本発明を用いた場
合、段差に起因する液晶の配向乱れを低減することがで
きる。
By using a single crystal wiring, a wiring having a low resistance of several tens Ω / □ can be formed without impairing the flatness of the substrate surface. Therefore, for example, when the present invention is applied to a liquid crystal display device, it is caused by a step. The alignment disorder of the liquid crystal can be reduced.

【0347】(実施例30)図34は、周辺回路508
と画像表示部507が完全分離された構造をなす場合を
示している。
(Embodiment 30) FIG. 34 shows a peripheral circuit 508.
The image display unit 507 and the image display unit 507 have a completely separated structure.

【0348】本実施例では周辺回路508と画像表示部
507とが完全分離されているので絶縁されているのは
勿論のこと、これらの間の容量結合も小さくなるので画
像表示部507でのクロストークや周辺回路508の誤
動作といった問題が低減される。
In the present embodiment, the peripheral circuit 508 and the image display unit 507 are completely separated from each other so that they are insulated, and the capacitive coupling between them is also small, so that the cross in the image display unit 507 is reduced. Problems such as talk and malfunction of the peripheral circuit 508 are reduced.

【0349】(実施例31)図35に示した本実施例
は、一般的な半導体製造工程により作成した液晶表示装
置の例である。周辺回路508及び画像表示領域507
は絶縁層上の半導体層中につくりこまれ、両者はLOC
OS絶縁膜517によって絶縁されている。また配線部
材512はこのLOCOS517上に形成され、コンタ
クトホールを介して周辺回路508と画像表示領域50
7とを相互に接続している。LOCOS517のある領
域を境に周辺回路下には半導体基板509があり、その
電位を所望の値VRef に設定することでデバイスの特性
ばらつきを抑えている。515は配線512と、領域5
08,507とが不必要な場所で短絡するのを防ぐため
の絶縁膜である。
(Embodiment 31) This embodiment shown in FIG. 35 is an example of a liquid crystal display device produced by a general semiconductor manufacturing process. Peripheral circuit 508 and image display area 507
Are formed in the semiconductor layer on the insulating layer, and both are LOC
It is insulated by the OS insulating film 517. The wiring member 512 is formed on the LOCOS 517, and the peripheral circuit 508 and the image display area 50 are formed through the contact holes.
7 and 7 are connected to each other. A semiconductor substrate 509 is provided under the peripheral circuit with a region where the LOCOS 517 is provided as a boundary, and the potential of the semiconductor substrate 509 is set to a desired value V Ref to suppress variations in device characteristics. Reference numeral 515 denotes the wiring 512 and the area 5
08 and 507 are insulating films for preventing a short circuit at an unnecessary place.

【0350】以上の説明はTFTを用いた表示装置を例
にとって行なってきたが、本発明はTFTに限定される
ものではなく、ダイオードやMIM素子を用いたアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置や駆動回路を内蔵した単純
マトリクス型液晶表示装置においても同様の効果が得ら
れることは言うまでもない。
The above description has been made by taking the display device using the TFT as an example, but the present invention is not limited to the TFT, and an active matrix liquid crystal display device using a diode or an MIM element and a driving circuit are built-in. It goes without saying that similar effects can be obtained in the simple matrix type liquid crystal display device.

【0351】画像表示部と周辺回路との接続が微細なパ
ターニングで低コストに行なうことができる。また、周
辺回路が確実に半導体もしくは導電体基板上に形成され
るので、周辺回路のデバイス特性のばらつきが低減され
る。透明化が不完全な画像欠陥の領域を低減できる。
The image display portion and the peripheral circuits can be connected at low cost by fine patterning. Further, since the peripheral circuit is surely formed on the semiconductor or the conductor substrate, variations in device characteristics of the peripheral circuit are reduced. It is possible to reduce the area of the image defect in which the transparency is incomplete.

【0352】(実施例32)次にCMOSインバータの
特性を利用し、これを周辺駆動回路に用い、スイッチン
グ素子にはPMOSトランジスタを用いたアクティブマ
トリクス方式の液晶表示装置について説明する。
(Embodiment 32) Next, an active matrix type liquid crystal display device which utilizes the characteristics of a CMOS inverter, is used in a peripheral drive circuit, and uses a PMOS transistor as a switching element will be described.

【0353】図36(a)に液晶表示装置の各画素の等
価回路を示した。520はゲート電極、521は蓄積容
量部、522は液晶容量である。従来の液晶表示装置に
おいては、トランジスタの活性層は多結晶Si薄膜であ
る。
FIG. 36A shows an equivalent circuit of each pixel of the liquid crystal display device. 520 is a gate electrode, 521 is a storage capacitor, and 522 is a liquid crystal capacitor. In the conventional liquid crystal display device, the active layer of the transistor is a polycrystalline Si thin film.

【0354】現在では上記のように、例えば一つの表示
装置内でも複数の種類の半導体装置を組み合わせて回路
を形成するのが一般的である。しかしながら、半導体装
置はそれぞれ特性が異なり、複数種の半導体装置を同じ
基板上に形成することによって、個々の装置に最適の条
件に設定することができず、各装置の有する問題を解決
できないままに用いることにもなってしまう。
At present, as described above, it is general to form a circuit by combining a plurality of types of semiconductor devices even in one display device, for example. However, the characteristics of semiconductor devices are different, and by forming a plurality of types of semiconductor devices on the same substrate, it is not possible to set the optimum conditions for each device, leaving the problems of each device unsolvable. It will also be used.

【0355】図36(b)にSIMOX(Separa
tion by Implanted Oxigen)
基板を用いて形成したNMOSトランジスタ523、P
MOSトランジスタ524を有するCMOSインバータ
の等価回路を示す。CMOSインバータの基板側には、
支持基板をゲート電極、支持基板と活性層間の絶縁層を
ゲート絶縁層とする寄生MOSトランジスタが発生す
る。従来のCMOSインバータの場合、この寄生MOS
トランジスタのしきい値電圧の絶対値を大きくする事が
困難であり、Vbackをいかなる値に設定しても、寄生N
MOS又はPMOSトランジスタが動作し、リーク電流
が流れてしまう。図36(c)にこのCMOSトランジ
スタの入出力特性を示す。本図に示したように、Vback
=0V付近では、寄生PMOSトランジスタが動作して
いるためにVinがVDDに近づいてもPMOSトランジス
タのリーク電流により、出力が完全にVSSまで落ちな
い。一方Vback=3V付近では、寄生NMOSトランジ
スタが動作しているためにVinがVSSに近づいてもNM
OSトランジスタのリーク電流により、出力が完全にV
DDにまで上がらない。
FIG. 36 (b) shows the SIMOX (Separa)
(ion by Implanted Oxigen)
NMOS transistors 523 and P formed using the substrate
An equivalent circuit of a CMOS inverter having a MOS transistor 524 is shown. On the substrate side of the CMOS inverter,
A parasitic MOS transistor having a support substrate as a gate electrode and an insulating layer between the support substrate and an active layer as a gate insulating layer is generated. In the case of a conventional CMOS inverter, this parasitic MOS
It is difficult to increase the absolute value of the threshold voltage of the transistor, and even if V back is set to any value, the parasitic N
The MOS or PMOS transistor operates and leak current flows. FIG. 36C shows the input / output characteristics of this CMOS transistor. As shown in this figure, V back
= In the vicinity of 0V, due to the leakage current of the PMOS transistor even if V in is close to the V DD in order to parasitic PMOS transistor is in operation, the output is not completely drop to V SS. On the other hand V back = in the vicinity of 3V, V in order to parasitic NMOS transistor is operating even if close to the V SS NM
The output is completely V due to the leakage current of the OS transistor.
It doesn't reach DD .

【0356】CMOSインバータには上記のような問題
が有るが、薄膜単結晶上に作製したNMOSトランジス
タを単独では例えば、静特性に段差ができる「キンク」
現象が見られ、これを緩和させるために、発生したホー
ルが逃げる通路を与える必要が有る。
Although the CMOS inverter has the above-mentioned problems, an NMOS transistor formed on a thin film single crystal alone has, for example, a "kink" which causes a step difference in static characteristics.
A phenomenon is seen, and in order to alleviate it, it is necessary to provide a passage for the generated holes to escape.

【0357】また、PMOSトランジスタにおいてはソ
ース・ドレインとチャネル領域間の寄生容量により駆動
速度が限定されてしまう。
In the PMOS transistor, the driving speed is limited by the parasitic capacitance between the source / drain and the channel region.

【0358】このように、半導体能動素子の特性はそれ
ぞれ異なり、また、半導体能動素子を組み込む用途によ
っても求める特性や条件が異なり、複数の半導体能動素
子を同じ基板上に形成する場合には、それらの条件等が
相反する場合も有り、より望む特性を得るための方法が
望まれていた。
As described above, the characteristics of the semiconductor active elements are different from each other, and the characteristics and conditions to be obtained are different depending on the purpose of incorporating the semiconductor active elements, and when a plurality of semiconductor active elements are formed on the same substrate, those characteristics are required. In some cases, the above conditions may contradict each other, and a method for obtaining more desired properties has been desired.

【0359】本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検
討を行った結果、各半導体能動素子の特性がその活性層
の膜厚により有る程度制御できることに着目し、本実施
例を達成するに至った。例えば、上記したCMOSイン
バータの入出力特性を改良するためには活性層を従来よ
りも厚く、高速駆動を優先して完全空乏型を設計するに
は活性層を薄く、またNMOSトランジスタの「キン
ク」の防止には厚い活性層を、さらに、耐圧性の付与に
はNMOS、PMOSトランジスタの活性層を厚く設計
することが有効である。
As a result of earnest studies to solve the above problems, the present inventors have noticed that the characteristics of each semiconductor active element can be controlled to some extent by the film thickness of its active layer, and have achieved this embodiment. I arrived. For example, in order to improve the input / output characteristics of the above-mentioned CMOS inverter, the active layer is thicker than the conventional one, the active layer is thin in order to design a fully depleted type by giving priority to high-speed driving, and the “kink” of the NMOS transistor. To prevent this, it is effective to design a thick active layer, and to impart a withstand voltage, thicker active layers of the NMOS and PMOS transistors.

【0360】本実施例は上記の観点に鑑み、複数の半導
体能動素子を用いる半導体装置において、それぞれによ
り優れた特性を引き出すためには、求める特性に応じて
活性層の膜厚を制御するという手段を講じたものであ
る。
In view of the above point of view, in the present embodiment, in order to bring out more excellent characteristics in a semiconductor device using a plurality of semiconductor active elements, means for controlling the film thickness of the active layer according to the desired characteristics. Was taken.

【0361】即ち本実施例は、絶縁層上に形成した単結
晶半導体薄膜により形成した活性層を有する複数の半導
体能動素子を有する半導体装置において、該半導体能動
素子の活性層の膜厚が少なくとも2種類存在することを
特徴とする半導体装置を提供するものである。本発明に
おいて、複数の半導体能動素子は、複数の種類の素子を
用いることだけでなく、同じ素子を複数個用いる場合も
含んでいる。
That is, in this embodiment, in a semiconductor device having a plurality of semiconductor active elements having an active layer formed of a single crystal semiconductor thin film formed on an insulating layer, the thickness of the active layer of the semiconductor active element is at least 2. The present invention provides a semiconductor device characterized by the existence of various types. In the present invention, the plurality of semiconductor active devices include not only the use of a plurality of types of devices but also the use of a plurality of the same devices.

【0362】さらに本実施例は、上記手段を応用し、周
辺駆動回路にCMOSインバータを、画素のスイッチン
グ素子にPMOS或いはNMOSトランジスタを用いた
アクティブマトリクス方式の液晶表示装置であって、上
記CMOSインバータの活性層の膜厚が、上記スイッチ
ング素子の活性層の膜厚よりも厚いことを特徴とする液
晶表示装置を提供するものである。
Further, the present embodiment is an active matrix type liquid crystal display device using the above-mentioned means and using a CMOS inverter in the peripheral driving circuit and a PMOS or NMOS transistor in the switching element of the pixel. The present invention provides a liquid crystal display device characterized in that the film thickness of the active layer is thicker than the film thickness of the active layer of the switching element.

【0363】本実施例に係る、異なる活性層の形成方法
について説明する。
A method of forming different active layers according to this embodiment will be described.

【0364】活性層は、単結晶半導体薄膜よりなるが、
説明の都合上通常最も良く用いられているSiについて
説明する。単結晶Si薄膜の形成方法としては、多孔質
Si基体上に単結晶Si薄膜をエピタキシャル成長させ
た後、基板を貼り合わせて多孔質Si基体をエッチング
除去するか、或いは貼り合わせ前に多孔質Si基体をエ
ッチング除去しておいて基板に貼り合わせて得られる方
法が良い。このようにして得た単結晶Si薄膜はほとん
ど欠陥が無く、高速駆動を行うことができる。しかしな
がら、本発明においては特にこれに限定するものではな
いが、例えばSIMOXで得られた単結晶Si薄膜など
は不純物が多く、使用には適していない。
The active layer is made of a single crystal semiconductor thin film,
For convenience of description, Si which is usually most often used will be described. The method for forming the single crystal Si thin film includes epitaxially growing the single crystal Si thin film on the porous Si base, and then bonding the substrates to remove the porous Si base by etching, or the porous Si base before the bonding. It is preferable to remove it by etching and then bond it to the substrate. The single crystal Si thin film thus obtained has almost no defects and can be driven at high speed. However, although not particularly limited to this in the present invention, for example, a single crystal Si thin film obtained by SIMOX has many impurities and is not suitable for use.

【0365】本実施例に係る単結晶Si層は上述した実
施例と同様に単結晶Si基体を多孔質化した多孔質Si
基体を用いて形成したものである。
The single crystal Si layer according to this example is a porous Si obtained by making a single crystal Si substrate porous as in the above-described examples.
It is formed using a substrate.

【0366】次に、活性層の厚さを変える方法について
説明する。
Next, a method of changing the thickness of the active layer will be described.

【0367】図37にその方法を2つ挙げた。先ず単結
晶Si層527を下地絶縁層526上に有する支持基板
525を用意し、表面を100〜500Å熱酸化し、パ
ッドSiO2 層528を形成する。LP−CVDにより
SiN層529を1000〜3000Å堆積した後、パ
ターニングを行い、図37(a)を得る。次に塩素系の
ガスを用いてSiO2 層528とSiN層529が除去
された部分の単結晶Siを表面よりエッチングする。例
えば、元のSi層527の厚さを10000Åとした
時、2000〜6000Åエッチングする。これにより
図37(b)を得る。この後、SiO2 層528、Si
N層529を順次除去すると、厚い単結晶Si層Aと薄
い単結晶Si層Bが得られる。また、(a)を用意した
後に、900〜1200℃で酸素又は水蒸気ガス雰囲気
中で熱処理することにより、SiN層529で覆われて
いない部分だけ酸化することができる(c)。元のSi
層527の厚さを10000Åとした時、選択SiO2
層が6000〜15000Åになるまで酸化する。この
後、この選択SiO2 層を含めて不要な部分をエッチン
グすることにより(b)の異なる膜厚の単結晶Si層が
得られる。
Two methods are shown in FIG. First, a support substrate 525 having a single crystal Si layer 527 on a base insulating layer 526 is prepared, and the surface is thermally oxidized by 100 to 500 Å to form a pad SiO 2 layer 528. After depositing a SiN layer 529 of 1000 to 3000 Å by LP-CVD, patterning is performed to obtain FIG. 37 (a). Next, using chlorine-based gas, the portion of the single crystal Si from which the SiO 2 layer 528 and the SiN layer 529 have been removed is etched from the surface. For example, when the original thickness of the Si layer 527 is set to 10000Å, 2000 to 6000Å is etched. As a result, FIG. 37 (b) is obtained. After this, the SiO 2 layer 528, Si
When the N layer 529 is sequentially removed, a thick single crystal Si layer A and a thin single crystal Si layer B are obtained. Further, after preparing (a), heat treatment is performed in an atmosphere of oxygen or water vapor at 900 to 1200 ° C., whereby only the portion not covered with the SiN layer 529 can be oxidized (c). Original Si
When the thickness of the layer 527 is 10,000 Å, select SiO 2
Oxidize until the layer is 6000-15000Å. After that, unnecessary portions including this selective SiO 2 layer are etched to obtain single crystal Si layers having different thicknesses (b).

【0368】このようにして設計条件に合わせて単結晶
Siの膜厚を変え半導体能動素子を形成する。
Thus, the semiconductor active element is formed by changing the film thickness of the single crystal Si according to the design conditions.

【0369】本実施例は、複数の半導体能動素子を有す
る半導体装置の場合に、各活性層を望ましい状態に変
え、結果的に、同じ装置内に異なる膜厚の活性層を存在
させることによって、各素子の特性を向上せしめ、延て
は装置全体の性能を高めたものである。
In the present embodiment, in the case of a semiconductor device having a plurality of semiconductor active elements, each active layer is changed to a desired state, and as a result, active layers having different film thicknesses are present in the same device. The characteristics of each element are improved and the performance of the entire device is improved.

【0370】より具体的には、装置の目的に応じて膜厚
を設定する。例えば、高耐圧、高電圧が要求される場合
には、膜厚を厚く設定することが効果的である。これは
個々のトランジスタの性能向上のみならず、厚膜化によ
り寄生素子(例えば寄生PMOSトランジスタ等)の動
作を抑制する効果も有り、有効である。また、比較的低
い電圧で高速性が要求される場合には薄膜が望ましい。
薄膜にすると、個々のトランジスタの性能向上のみなら
ず、主に寄生容量の減少効果による回路全体の特性向上
にも有効である。
More specifically, the film thickness is set according to the purpose of the device. For example, when high breakdown voltage and high voltage are required, it is effective to set the film thickness thick. This is effective not only for improving the performance of each transistor, but also for suppressing the operation of a parasitic element (for example, a parasitic PMOS transistor) by increasing the film thickness. A thin film is desirable when high speed is required at a relatively low voltage.
The thin film is effective not only for improving the performance of each transistor, but also for improving the characteristics of the entire circuit mainly due to the effect of reducing the parasitic capacitance.

【0371】本実施例に係る活性層の膜厚の最適値は目
的とする装置によっても異なる。例えばNMOSトラン
ジスタであれば、ホットキャリアの発生がPMOSトラ
ンジスタより顕著であるため、耐圧性が低下し易い。従
って、高耐圧、高電圧の要求される回路では、NMOS
トランジスタの活性層の最適値はPMOSトランジスタ
よりも厚くなる。
The optimum value of the film thickness of the active layer according to the present embodiment varies depending on the target device. For example, in the case of an NMOS transistor, the generation of hot carriers is more prominent than that of a PMOS transistor, and thus the breakdown voltage is likely to decrease. Therefore, in a circuit that requires high breakdown voltage and high voltage, the NMOS
The optimum value of the active layer of the transistor is thicker than that of the PMOS transistor.

【0372】図38に本発明の液晶表示装置の実施例の
断面図を示す。基本的な構成は前述した図26に示され
る液晶表示装置と同じであり、重複する説明は省く。本
実施例においては、周辺駆動回路に使用したCMOSイ
ンバータ59の活性層の膜厚が厚く、8000〜100
00Å、一方、画素電極のスイッチングに用いるPMO
Sトランジスタ57の活性層は2000〜6000Åで
ある。また、駆動回路のCMOSインバータにおけるP
MOSトランジスタとNMOSトランジスタの活性層の
間はそれぞれ接合分離されている。本実施例において
は、前記した単結晶Si薄膜の製造法により活性層を形
成しているため、支持基板61としてSi基板を用い、
透明性の必要な表示部をエッチング除去したくり抜き部
84としているが、上記単結晶Si薄膜はガラス等透明
基板上にも形成できるため、全面ガラス基板にすること
もできる。
FIG. 38 shows a sectional view of an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. The basic configuration is the same as that of the liquid crystal display device shown in FIG. 26 described above, and duplicate description will be omitted. In this embodiment, the active layer of the CMOS inverter 59 used in the peripheral drive circuit has a large thickness, and the thickness is 8000 to 100.
00Å, while PMO used for switching pixel electrodes
The active layer of the S transistor 57 is 2000 to 6000 Å. In addition, P in the CMOS inverter of the drive circuit
Junction separation is performed between the active layers of the MOS transistor and the NMOS transistor. In this embodiment, since the active layer is formed by the above-described method for manufacturing the single crystal Si thin film, the Si substrate is used as the supporting substrate 61,
Although the display portion requiring transparency is formed as a hollow portion 84 by etching, the single crystal Si thin film can be formed on a transparent substrate such as glass, so that it can be a whole glass substrate.

【0373】図39(a)に本実施例の等価回路図を示
す。300が信号線310を駆動するための水平シフト
レジスタ、301〜303がそれぞれ赤(R)、緑
(G)、青(B)のビデオ信号線、304が信号をバッ
ファー容量へMOS転送するためのトランジスタ、30
5は各信号線の信号を一旦蓄えておくバッファー容量、
306はバッファー容量に蓄えられた信号を画素部へ転
送するためのMOSトランジスタスイッチ、307は液
晶容量、308はゲート線69を駆動するための垂直シ
フトレジスタ、309が表示部であり、図39(b)に
示すように該表示部309は支持基板を除去したくり抜
き部84であり、周辺の駆動回路が形成された部分はS
i基板の残った不透明部312である。
FIG. 39 (a) shows an equivalent circuit diagram of this embodiment. Reference numeral 300 is a horizontal shift register for driving the signal line 310, 301 to 303 are red (R), green (G), and blue (B) video signal lines, respectively, and 304 is a MOS transfer signal to a buffer capacitor. Transistor, 30
5 is a buffer capacity for temporarily storing the signal of each signal line,
Reference numeral 306 is a MOS transistor switch for transferring the signal stored in the buffer capacitance to the pixel portion, 307 is a liquid crystal capacitance, 308 is a vertical shift register for driving the gate line 69, 309 is a display portion, and FIG. As shown in b), the display portion 309 is a hollow portion 84 in which the supporting substrate is removed, and the peripheral portion where the drive circuit is formed is S.
The remaining opaque portion 312 of the i substrate.

【0374】本実施例において、駆動回路に用いたPM
OS、NMOSトランジスタ55、56のソース、ドレ
イン64〜67は下地酸化膜12から数千Å以上離れて
いるために、下地酸化膜12の上面に支持基板電位によ
る反転層が形成されても、ソース/ドレイン間に電流が
流れることがない。このため寄生MOSトランジスタの
動作を問題にする必要がなく、その入出力特性は、VDD
=8V、VSS=−6V、下地絶縁膜厚=5000Åで図
36(c)に示した理想曲線を示す。
PM used in the drive circuit in this embodiment
Since the OS and the sources and drains 64 to 67 of the NMOS transistors 55 and 56 are separated from the underlying oxide film 12 by several thousand Å or more, even if the inversion layer due to the supporting substrate potential is formed on the upper surface of the underlying oxide film 12, the source No current flows between the drain and the drain. Therefore, the operation of the parasitic MOS transistor does not need to be a problem, and its input / output characteristics are V DD
= 8V, V SS = -6V, and underlying insulating film thickness = 5000Å, the ideal curve shown in FIG. 36 (c) is shown.

【0375】尚、このように、下地酸化膜をゲート酸化
膜とするMOSトランジスタが動作しないための、ソー
ス/ドレイン底面から下地酸化膜上面までの距離は、主
にチャネル領域の不純物濃度により異なるが、2000
〜10000Å程度に設定するのが好ましい。また、例
えこの距離がなくても寄生MOSトランジスタのしきい
値の絶対値を大きくして動作を制御することができる。
As described above, the distance from the bottom surface of the source / drain to the top surface of the base oxide film due to the inoperability of the MOS transistor having the base oxide film as the gate oxide film varies mainly depending on the impurity concentration of the channel region. , 2000
It is preferable to set it to about 10000Å. Even if this distance is not provided, the operation can be controlled by increasing the absolute value of the threshold value of the parasitic MOS transistor.

【0376】本実施例においては、比較的薄い下地絶縁
膜厚5000Åでも充分寄生トランジスタをオフさせる
ことができるため、容易に高電圧駆動が可能となった。
本実施例ではVDD−VSS=14Vが可能となったため、
液晶表示に用いられる液晶には±5V以上の電圧を印加
することが可能となった。以上の結果、10万画素以上
の液晶パネルを64階調以上の高階調で実現できた。
In this embodiment, the parasitic transistor can be sufficiently turned off even with a relatively thin base insulating film of 5000 Å, so that high voltage driving can be easily performed.
In this embodiment, V DD −V SS = 14V is possible, so
It has become possible to apply a voltage of ± 5 V or more to the liquid crystal used for liquid crystal display. As a result, a liquid crystal panel with 100,000 pixels or more could be realized with high gradation of 64 gradations or more.

【0377】本実施例においては画素部のスイッチング
素子にPMOSトランジスタを使用したが、NMOSト
ランジスタを用いても同様の構成が可能である。
In this embodiment, the PMOS transistor is used as the switching element in the pixel portion, but the same structure can be obtained by using the NMOS transistor.

【0378】(実施例33)次に、別の実施例としてS
OI(Silicon on Insulator)上
に形成したCMOS回路で実現したLSIを図40
(a)に示す。図中411は支持基板、412は下地絶
縁層、413は素子分離酸化膜、414はNMOSソー
ス領域、415はNMOSドレイン領域、416はPM
OSドレイン領域、417はPMOSソース領域、41
8はゲート酸化膜、419はゲート電極、420はNM
OSチャネル領域、421はPMOSチャネル領域、4
24〜427は電極、440は層間絶縁膜である。本実
施例において、NMOSトランジスタの活性層厚は40
00〜10000Å、PMOSトランジスタの活性層厚
は500〜3000Åである。
(Embodiment 33) Next, as another embodiment, S
FIG. 40 shows an LSI realized by a CMOS circuit formed on an OI (Silicon on Insulator).
It shows in (a). In the figure, 411 is a support substrate, 412 is a base insulating layer, 413 is an element isolation oxide film, 414 is an NMOS source region, 415 is an NMOS drain region, 416 is PM.
OS drain region, 417 is PMOS source region, 41
8 is a gate oxide film, 419 is a gate electrode, and 420 is NM
OS channel region, 421 is PMOS channel region, 4
24 to 427 are electrodes, and 440 is an interlayer insulating film. In this embodiment, the active layer thickness of the NMOS transistor is 40.
00 to 10000Å, the active layer thickness of the PMOS transistor is 500 to 3000Å.

【0379】図に示す通り、NMOSトランジスタのソ
ース414、ドレイン415は下地絶縁層に達していな
い。このNMOS、PMOSトランジスタの静特性を図
40(b)、(c)に示す。このように、通常NMOS
トランジスタで見られる「キンク」が見られず、また、
裏面のリーク電流が流れていないため、支持基板411
のSi電位を0〜+7Vの範囲で自由に設定することが
できる。
As shown in the figure, the source 414 and the drain 415 of the NMOS transistor do not reach the base insulating layer. The static characteristics of the NMOS and PMOS transistors are shown in FIGS. 40 (b) and 40 (c). In this way, normal NMOS
You can't see the "kink" seen in transistors,
Since the leak current on the back surface is not flowing, the support substrate 411
The Si potential of can be freely set in the range of 0 to + 7V.

【0380】本実施例のNMOS、PMOSトランジス
タを用いてCMOSリングオシレータ及びシフトレジス
タを構成したところ、ゲート長0.2〜3.0μmの範
囲で、リングオシレータ、シフトレジスタの動作を確認
し、特にNMOSトランジスタの耐圧性が向上したた
め、ゲート長0.5μmでも7Vの駆動が可能であっ
た。
When a CMOS ring oscillator and a shift register were constructed using the NMOS and PMOS transistors of this example, the operation of the ring oscillator and the shift register was confirmed in the gate length range of 0.2 to 3.0 μm. Since the withstand voltage of the NMOS transistor was improved, it was possible to drive 7 V even with a gate length of 0.5 μm.

【0381】本実施例を応用すると、例えば通常のCM
OSインバータでは、PMOSトランジスタとNMOS
トランジスタの電流駆動力を揃え、オン・オフ特性を対
等にして回路設計の自由度を向上するために、PMOS
トランジスタとNMOSトランジスタの面積を変えてい
るが、これを活性層の膜厚を変えることでNMOSトラ
ンジスタを小面積化し、装置全体の集積度を向上させる
こともできる。
When this embodiment is applied, for example, a normal CM
In the OS inverter, PMOS transistor and NMOS
In order to make the current driving capability of the transistors uniform and to make the on / off characteristics equal, and to improve the degree of freedom in circuit design,
Although the areas of the transistor and the NMOS transistor are changed, the area of the NMOS transistor can be reduced by changing the film thickness of the active layer to improve the integration degree of the entire device.

【0382】(実施例34)更に別の実施例を図41に
示す。本実施例は、10V以上の高耐圧MOS FET
と完全空乏型高速CMOSロジックを集積化した半導体
装置である。図中、611は支持基板、612は下地絶
縁層、613は素子分離酸化膜、614はNMOSソー
ス領域、615はNMOSドレイン領域、616はPM
OSドレイン領域、617はPMOSソース領域、61
8はゲート酸化膜、619はゲート電極、620はNM
OSチャネル領域、621はPMOSチャネル領域、6
24は高耐圧NMOSソース、及びドレイン電極、62
5はCMOSロジック側のPMOS,NMOSトランジ
スタの電極、640は層間絶縁膜、643は高耐圧NM
OSドレイン電界緩和領域、644は高耐圧NMOSソ
ース領域、645はNMOSドレイン領域である。
(Embodiment 34) FIG. 41 shows still another embodiment. This embodiment is a high withstand voltage MOS FET of 10 V or more.
And a fully-depleted high-speed CMOS logic integrated semiconductor device. In the figure, 611 is a support substrate, 612 is a base insulating layer, 613 is an element isolation oxide film, 614 is an NMOS source region, 615 is an NMOS drain region, and 616 is PM.
OS drain region, 617 is PMOS source region, 61
8 is a gate oxide film, 619 is a gate electrode, and 620 is NM
OS channel region, 621 is PMOS channel region, 6
24 is a high voltage NMOS source and drain electrode, and 62
Reference numeral 5 is an electrode of the PMOS and NMOS transistors on the CMOS logic side, 640 is an interlayer insulating film, 643 is a high breakdown voltage NM.
An OS drain electric field relaxation region, 644 is a high breakdown voltage NMOS source region, and 645 is an NMOS drain region.

【0383】本実施例の高耐圧NMOS FETはドレ
イン近傍で発生したホールが耐圧を劣化させることな
く、図42に示すように、15V以上の耐圧を示した。
これは活性層の膜厚を高めてホールの逃げ道を確保した
ことによる。一方、ロジック部のNMOSトランジスタ
は活性層の膜厚が薄く、耐圧は8Vであるものの、ドレ
イン、ソース容量が小さく、また、チャネル部が完全空
乏化されたことにより、バルク上に形成した同じ回路と
比べて2倍程度の動作速度の改善が見られた。
The high breakdown voltage NMOS FET of this example showed a breakdown voltage of 15 V or higher, as shown in FIG. 42, without the holes generated near the drain degrading the breakdown voltage.
This is because the thickness of the active layer was increased to secure an escape route for the holes. On the other hand, the NMOS transistor in the logic portion has a thin active layer and a breakdown voltage of 8V, but has a small drain and source capacitance, and the channel portion is completely depleted, so that the same circuit formed on the bulk is formed. It was found that the operation speed was improved about twice as much as the above.

【0384】(実施例35)図43に更に別の実施例
の、高速Bi−CMOS SRAM(バイポーラ型トラ
ンジスタのCMOSインバータを用いたスタチック ラ
ンダムアクセスメモリ)の主要部断面を示す。
(Embodiment 35) FIG. 43 shows a cross section of the main part of a high-speed Bi-CMOS SRAM (static random access memory using a bipolar transistor CMOS inverter) of still another embodiment.

【0385】先ずSRAMについて簡単に説明する。図
44に本実施例におけるロジック回路搭載スタティック
RAMの全体構成図を示す。後述のクロック整形回路7
05より入力されたクロックは、初段のクロックドライ
バーA701で6つに分割され、次段のクロックドライ
バーB703を駆動する。該初段のクロックドライバー
A701は、一部のクロックドライバーB703、ロジ
ック回路(例えばフリップフロップ702)などと共
に、1000個のゲートを有するゲートアレイ704上
に作られている。ゲートアレイ704の周囲は、SRA
Mのマクロセルが512word×18bit構成で配
置され、さらにその周囲を入出力回路706が囲ってい
る。
First, the SRAM will be briefly described. FIG. 44 shows an overall configuration diagram of a static RAM equipped with a logic circuit in this embodiment. Clock shaping circuit 7 described later
The clock input from 05 is divided into six by the first-stage clock driver A701, and drives the next-stage clock driver B703. The first-stage clock driver A 701 is formed on a gate array 704 having 1000 gates together with a part of the clock driver B 703, a logic circuit (for example, a flip-flop 702) and the like. The SRA surrounds the gate array 704.
The M macro cells are arranged in a 512 word × 18 bit configuration, and the input / output circuit 706 surrounds the periphery of the M macro cells.

【0386】次に上記SRAMマクロセルの詳細を図4
5に示す。1つのマクロセルは64本のワード線(水平
方向のライン)、9ビットのデータ線(1セル当たり2
本有る垂直方向のライン)上にアレイ状に配置されたメ
モルセル811、該ワード線をドライブする64のワー
ド線ドライバー1〜64:809、810、ワード線を
選択するためのデコーダ802、ワード線を選択するコ
ードを一旦蓄えておくアドレスラッチ801、選択され
たメモリセル811にデータを書き込むための電流スイ
ッチ803、各メモリセル811に書かれたデータを読
み出すためのセンス・アンプ808、読み出されたデー
タを増幅しておく出力バッファー807、及びメモリセ
ルデータを消去する放電回路806などにより構成され
る804のアレイ1として破線で囲った部分がチップ上
で多数繰り返されている。但しワード線ドライバーはア
レイ間で共通になっていることが図に示されている。
Next, details of the SRAM macro cell are shown in FIG.
5 shows. One macro cell has 64 word lines (horizontal lines) and 9-bit data lines (2 per cell).
Memole cells 811 arranged in an array on the existing vertical line), 64 word line drivers 1 to 64: 809, 810 for driving the word lines, a decoder 802 for selecting a word line, and a word line. An address latch 801 for temporarily storing a code to be selected, a current switch 803 for writing data in the selected memory cell 811, a sense amplifier 808 for reading the data written in each memory cell 811, A large number of portions surrounded by broken lines are repeated on the chip as an array 1 of 804 including an output buffer 807 for amplifying data and a discharge circuit 806 for erasing memory cell data. However, it is shown in the figure that the word line driver is common between the arrays.

【0387】図44中のクロック整形回路の詳細を図4
6に示す。クロック整形回路は、入力信号P1、N1の
立ち上がり、立ち下がりの遅れを解消し、より理想形に
近いパルス信号を出力P0、N0として得るための回路
であり、入力信号を差動増幅するバッファー902、差
動増幅で構成される整形回路903、遅延回路901よ
りなる。VCCは高圧側電源、VEEは低圧側電源を示して
いる。
Details of the clock shaping circuit in FIG. 44 are shown in FIG.
6 shows. The clock shaping circuit is a circuit for eliminating delays in rising and falling of the input signals P1 and N1 and obtaining a pulse signal closer to an ideal form as outputs P0 and N0, and a buffer 902 that differentially amplifies the input signals. , A shaping circuit 903 configured by differential amplification, and a delay circuit 901. V CC indicates a high voltage side power source and V EE indicates a low voltage side power source.

【0388】尚、本実施例では、ワードドライバー、電
流スイッチ、放電回路、パルス整形回路をバイポーラト
ランジスタで構成しその他の回路部はCMOSインバー
タで構成した。
In this embodiment, the word driver, the current switch, the discharge circuit and the pulse shaping circuit are composed of bipolar transistors, and the other circuit parts are composed of CMOS inverters.

【0389】次に図43に示したCMOSインバータと
バイポーラ型トランジスタについて説明する。図43中
711は支持基板、712は下地絶縁層、713は素子
分離酸化膜、714はNMOSソース領域、715はN
MOSドレイン領域、716はPMOSドレイン領域、
717はPMOSソース領域、718はゲート酸化膜、
719はゲート電極、720はNMOSチャネル領域、
721はPMOSチャネル領域、724はNMOSソー
ス電極、725はNMOSドレイン電極、726はPM
OSドレイン電極、727はPMOSソース電極、73
0はNPNバイポーラトランジスタ、731はNMOS
トランジスタ、732はPMOSトランジスタ、740
はコレクタ埋込層、741はコレクタ引出し層、742
は真性コレクタ領域、743はp型ベース領域、744
はn+ 型エミッタ領域、745はエミッタ領域、746
はコレクタ領域、747はベース領域、748はエミッ
タ電極、750は層間絶縁膜である。
Next, the CMOS inverter and bipolar transistor shown in FIG. 43 will be described. In FIG. 43, 711 is a supporting substrate, 712 is a base insulating layer, 713 is an element isolation oxide film, 714 is an NMOS source region, and 715 is N.
MOS drain region, 716 is PMOS drain region,
717 is a PMOS source region, 718 is a gate oxide film,
719 is a gate electrode, 720 is an NMOS channel region,
721 is a PMOS channel region, 724 is an NMOS source electrode, 725 is an NMOS drain electrode, and 726 is PM.
OS drain electrode, 727 is PMOS source electrode, 73
0 is an NPN bipolar transistor, 731 is an NMOS
Transistor, 732 is PMOS transistor, 740
Is a collector buried layer, 741 is a collector extraction layer, 742
Is an intrinsic collector region, 743 is a p-type base region, 744
Is an n + type emitter region, 745 is an emitter region, 746
Is a collector region, 747 is a base region, 748 is an emitter electrode, and 750 is an interlayer insulating film.

【0390】本実施例においてはコレクタ埋込層抵抗を
充分に低くするために活性層の厚さを1.0μmとし、
MOSトランジスタ側は接合容量を低減するために完全
空乏型として、活性層厚を500〜3000Åとする。
In this embodiment, the thickness of the active layer is set to 1.0 μm in order to make the collector buried layer resistance sufficiently low.
The MOS transistor side is a full depletion type in order to reduce the junction capacitance, and the active layer thickness is 500 to 3000 Å.

【0391】本実施例では、コレクタ基板容量をほぼ0
fFとした。また、SOI MOSを用いることで、バ
イポーラ構成のロジックに比べ、速度で約10%劣化し
たものの、消費電力を1/10に抑えることができた。
In this embodiment, the collector substrate capacitance is almost 0.
It was set to fF. Further, by using the SOI MOS, the power consumption was able to be suppressed to 1/10 although the speed was deteriorated by about 10% as compared with the logic having the bipolar structure.

【0392】本実施例にも具体的に挙げたように、半導
体能動素子はその用途によって求められる特性や条件が
異なっており、同じ基板の上で異なる要求を満足するた
めには、半導体活性層の膜厚を変えて要求される特性を
充分に引き出す本発明の構成はひじょうに簡単でかつ有
効な手段である。本発明により、従来のよりも性能の高
い半導体装置をコストの上昇をさせることなく得ること
ができる。
As specifically mentioned in the present embodiment, the semiconductor active element has different characteristics and conditions required depending on its application, and in order to satisfy different requirements on the same substrate, the semiconductor active layer is required. The constitution of the present invention is a very simple and effective means by which the required characteristics can be sufficiently obtained by changing the film thickness of. According to the present invention, a semiconductor device having higher performance than the conventional one can be obtained without increasing the cost.

【0393】[0393]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると従
来の問題点を解決した優れた駆動素子が得られ、画像品
質の高い優れた液晶画像表示装置が提供できる。
As described above, according to the present invention, an excellent driving element which solves the conventional problems can be obtained, and an excellent liquid crystal image display device having high image quality can be provided.

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

【図1】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の
模式図である。
FIG. 1 is a schematic view of a conventional active matrix type liquid crystal display device.

【図2】本発明の一実施態様による液晶表示装置の製造
工程を説明する為の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の別の実施態様による液晶表示装置の製
造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【図4】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおける
エッチング特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図5】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおける
エッチング特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図6】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおける
エッチング特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図7】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおける
エッチング特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図8】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおける
エッチング特性を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図9】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおける
エッチング特性を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図10】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおけ
るエッチング特性を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図11】多孔質シリコンと非多孔質シリコンとにおけ
るエッチング特性を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing etching characteristics of porous silicon and non-porous silicon.

【図12】本発明の実施態様による半導体光学部材の製
造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 12 is a schematic view for explaining the manufacturing process of the semiconductor optical member according to the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の他の実施態様による半導体光学部材
の製造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of a semiconductor optical member according to another embodiment of the present invention.

【図14】本発明の他の実施態様による半導体光学部材
の製造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of a semiconductor optical member according to another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の他の実施態様による半導体光学部材
の製造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of a semiconductor optical member according to another embodiment of the present invention.

【図16】下地絶縁層の厚さとCMOSの動作電圧の関
係を示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing the relationship between the thickness of a base insulating layer and the operating voltage of CMOS.

【図17】本発明の液晶表示装置の半導体基体部分の製
造方法を説明する為の模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a semiconductor substrate portion of a liquid crystal display device of the present invention.

【図18】本発明の一実施態様による液晶表示装置用半
導体基体の製造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of a semiconductor substrate for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図19】本発明の一実施態様による液晶表示装置の半
導体基体の液晶画素部下側の様子を説明する為の模式図
である。
FIG. 19 is a schematic view for explaining a state of a semiconductor substrate of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, which is located below a liquid crystal pixel portion.

【図20】本発明の一実施態様による液晶表示装置の半
導体基体の液晶画素部下側の様子を説明する為の模式図
である。
FIG. 20 is a schematic view for explaining a state of a semiconductor substrate of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, which is located below a liquid crystal pixel portion.

【図21】本発明の実施例21による液晶表示装置用半
導体基体の製造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 21 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process for a semiconductor substrate for a liquid crystal display device according to a twenty-first embodiment of the present invention.

【図22】本発明の実施例22による液晶表示装置用半
導体基体を示す模式的断面図である。
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor substrate for a liquid crystal display device according to Example 22 of the present invention.

【図23】本発明の実施例23による液晶表示装置の一
部分を示す模式的断面図である。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view showing a part of a liquid crystal display device according to Example 23 of the present invention.

【図24】本発明の実施例24による液晶表示装置の製
造工程を説明する為の模式図である。
FIG. 24 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process for a liquid crystal display device according to a twenty-fourth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の実施例25による液晶表示装置の一
部分を示す模式的底面図である。
FIG. 25 is a schematic bottom view showing a part of a liquid crystal display device according to Example 25 of the present invention.

【図26】本発明の実施例26による液晶表示装置を示
す模式的断面図である。
FIG. 26 is a schematic sectional view showing a liquid crystal display device according to Example 26 of the present invention.

【図27】本発明の一実施態様による液晶表示装置の裏
面電極の構造を示す模式的断面図である。
FIG. 27 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the back electrode of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.

【図28】本発明の別の実施態様による液晶表示装置の
裏面電極の構造を示す模式的断面図である。
FIG. 28 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a back electrode of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【図29】本発明の一実施態様による液晶表示装置の一
部分を説明する為の模式図である。
FIG. 29 is a schematic view for explaining a part of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.

【図30】本発明の実施例27による液晶表示装置の一
部分を示す模式的断面図である。
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view showing a part of a liquid crystal display device according to Embodiment 27 of the present invention.

【図31】本発明の一実施態様による液晶表示装置の模
式的平面図である。
FIG. 31 is a schematic plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図32】本発明の実施例28による液晶表示装置の一
部分を示す模式的断面図である。
FIG. 32 is a schematic cross-sectional view showing a part of a liquid crystal display device according to Example 28 of the present invention.

【図33】本発明の実施例29による液晶表示装置の一
部分を示す模式的断面図である。
FIG. 33 is a schematic cross-sectional view showing a part of a liquid crystal display device according to Embodiment 29 of the present invention.

【図34】本発明の実施例30による液晶表示装置の一
部分を示す模式的断面図である。
FIG. 34 is a schematic cross-sectional view showing a part of a liquid crystal display device according to Example 30 of the present invention.

【図35】本発明の実施例31による液晶表示装置の一
部分を示す模式的断面図である。
FIG. 35 is a schematic cross-sectional view showing a part of a liquid crystal display device according to Example 31 of the present invention.

【図36】MOSトランジスタの動作を説明する為の模
式図である。
FIG. 36 is a schematic diagram for explaining the operation of the MOS transistor.

【図37】本発明の一実施態様による半導体層の形成方
法を説明する為の模式図である。
FIG. 37 is a schematic diagram for explaining a method for forming a semiconductor layer according to an embodiment of the present invention.

【図38】本発明の一実施態様による液晶表示装置を示
す模式的断面図である。
FIG. 38 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図39】本発明の一実施態様による液晶表示装置の回
路構成を説明する為の模式図である。
FIG. 39 is a schematic diagram for explaining a circuit configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図40】本発明に用いられるCMOSトランジスタを
説明する為の模式図である。
FIG. 40 is a schematic diagram for explaining a CMOS transistor used in the present invention.

【図41】本発明の実施例34によるCMOS回路の模
式的断面図である。
FIG. 41 is a schematic cross-sectional view of a CMOS circuit according to Example 34 of the present invention.

【図42】本発明に用いられるMOSトランジスタの特
性を示すグラフである。
FIG. 42 is a graph showing characteristics of a MOS transistor used in the present invention.

【図43】本発明の実施例35によるSRAMの模式的
断面図である。
FIG. 43 is a schematic cross-sectional view of the SRAM according to the embodiment 35 of the present invention.

【図44】本発明の実施例35によるSRAMの回路ブ
ロックの構成を説明する為の模式図である。
FIG. 44 is a schematic diagram for explaining the structure of the circuit block of the SRAM according to the thirty-fifth embodiment of the present invention.

【図45】図44に示したSRAMの回路構成図であ
る。
45 is a circuit configuration diagram of the SRAM shown in FIG. 44.

【図46】本発明に用いられるクロック整形回路の回路
構成図である。
FIG. 46 is a circuit configuration diagram of a clock shaping circuit used in the present invention.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/12 A 29/784 (31)優先権主張番号 特願平4−40490 (32)優先日 平4(1992)1月31日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−40448 (32)優先日 平4(1992)1月31日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−40453 (32)優先日 平4(1992)1月31日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−40449 (32)優先日 平4(1992)1月31日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 星 淳一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 石崎 明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 光地 哲伸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 須川 成利 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 井上 俊輔 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小泉 徹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 渡邉 高典 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 宮脇 守 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical indication location H01L 27/12 A 29/784 (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-40490 (32) Priority date 4 (1992) January 31 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-40448 (32) Priority Day 4 (1992) January 31 (33) Priority Claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-40453 (32) Priority date Hei 4 (1992) January 31 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim Number Japanese Patent Application No. 4-40449 (32) Priority Date 4 (1992) January 31 (33) Country of priority claim Japan (JP) (72) Inventor Junichi Hoshi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Akira Ishizaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Innovator Tetsunobu Mitsuchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Co., Ltd. (72) Inventor Shigetoshi Sugawa 3 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No. 30-2 Canon Inc. (72) Inventor Shunsuke Inoue 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No. 30 Canon Inc. (72) Toru Koizumi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No. Canon Inc. (72) Inventor Takanori Watanabe 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Mamoru Miyawaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 可視光領域の光に関して非透光性の基板
上に作成された液晶画像表示装置であって、前記基板に
おける液晶画素部の下方の部分が除去されており、前記
液晶画素部に光を透過可能にしたことを特徴とする液晶
画像表示装置。
1. A liquid crystal image display device formed on a substrate that is opaque to light in the visible light region, wherein a portion of the substrate below the liquid crystal pixel portion is removed, and the liquid crystal pixel portion is removed. A liquid crystal image display device characterized by allowing light to pass through.
【請求項2】 前記非透光性の基板上には、半導体素子
の活性領域が形成された単結晶半導体層が設けられてい
ることを特徴とする請求項1記載の液晶画像表示装置。
2. The liquid crystal image display device according to claim 1, wherein a single crystal semiconductor layer in which an active region of a semiconductor element is formed is provided on the non-translucent substrate.
【請求項3】 前記単結晶半導体層と前記基板とはSi
からなることを特徴とする請求項2記載の液晶画像表示
装置。
3. The single crystal semiconductor layer and the substrate are made of Si.
3. The liquid crystal image display device according to claim 2, comprising:
【請求項4】 前記液晶画素部の下方の面上には窒化シ
リコン膜が設けられていることを特徴とする請求項1〜
3の何れかに記載の液晶画像表示装置。
4. A silicon nitride film is provided on the lower surface of the liquid crystal pixel portion.
4. The liquid crystal image display device according to any one of 3 above.
【請求項5】 前記液晶画素部の下方の面は酸化シリコ
ンからなる層で形成されており、該面上に窒化シリコン
膜が設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何
れかに記載の液晶画像表示装置。
5. The lower surface of the liquid crystal pixel portion is formed of a layer made of silicon oxide, and a silicon nitride film is provided on the surface. The liquid crystal image display device according to item 1.
【請求項6】 前記液晶画素部の下方の面上には透明部
材が配設されていることを特徴とする請求項1〜3の何
れかに記載の液晶画像表示装置。
6. The liquid crystal image display device according to claim 1, wherein a transparent member is provided on a surface below the liquid crystal pixel portion.
【請求項7】 前記基板には、前記単結晶半導体層の電
位を設定する為の電位設定手段が設けられていることを
特徴とする請求項2記載の液晶画像表示装置。
7. The liquid crystal image display device according to claim 2, wherein the substrate is provided with potential setting means for setting a potential of the single crystal semiconductor layer.
【請求項8】 前記基板における前記液晶画素部側は該
基板層厚が変化している層厚変化領域を含んでおり、該
層厚変化領域の上には、該液晶画素部と周辺回路とを接
続する配線が設けられていることを特徴とする請求項1
〜3の何れかに記載の液晶画像表示装置。
8. The liquid crystal pixel section side of the substrate includes a layer thickness change area in which the substrate layer thickness is changed, and the liquid crystal pixel section and a peripheral circuit are provided on the layer thickness change area. A wiring for connecting the two is provided.
4. The liquid crystal image display device according to any one of 3 to 3.
【請求項9】 基体と該基体上に形成された液晶画素部
とを有し、前記基体における前記液晶画素部の下方の部
分が透光性である液晶画像表示装置の製造方法におい
て、非透光性の基板上に形成された透光性絶縁層上に前
記液晶画素部を形成した後、該液晶画素部の下方にある
該基板の一部をエッチングにより除去して、該液晶画素
部に光入射可能としたことを特徴とする液晶画像表示装
置の製造方法。
9. A method of manufacturing a liquid crystal image display device, comprising: a substrate; and a liquid crystal pixel portion formed on the substrate, wherein a portion of the substrate below the liquid crystal pixel portion is translucent. After forming the liquid crystal pixel portion on the translucent insulating layer formed on the light-transmissive substrate, a part of the substrate below the liquid crystal pixel portion is removed by etching to form the liquid crystal pixel portion. A method of manufacturing a liquid crystal image display device, characterized in that light can enter.
【請求項10】 前記透光性絶縁層上に半導体素子を形
成した後、前記液晶画素部を形成することを特徴とする
請求項9記載の製造方法。
10. The manufacturing method according to claim 9, wherein the liquid crystal pixel portion is formed after forming a semiconductor element on the translucent insulating layer.
【請求項11】 別の基体上に形成された半導体層を前
記基板上に転移させた後、前記半導体素子を形成するこ
とを特徴とする請求項10記載の製造方法。
11. The method according to claim 10, wherein the semiconductor element is formed after transferring a semiconductor layer formed on another substrate onto the substrate.
【請求項12】 前記半導体素子はSiからなる活性層
を有することを特徴とする請求項10記載の製造方法。
12. The manufacturing method according to claim 10, wherein the semiconductor element has an active layer made of Si.
【請求項13】 前記エッチングはウェットエッチング
であることを特徴とする請求項9記載の製造方法。
13. The manufacturing method according to claim 9, wherein the etching is wet etching.
【請求項14】 前記エッチングはドライエッチングで
あることを特徴とする請求項14記載の製造方法。
14. The manufacturing method according to claim 14, wherein the etching is dry etching.
【請求項15】 前記エッチングは異方性エッチングで
あることを特徴とする請求項9記載の製造方法。
15. The manufacturing method according to claim 9, wherein the etching is anisotropic etching.
【請求項16】 多孔質の第1の基体上に形成された単
結晶半導体層の表面側を非透光性の第2の基体上の絶縁
性表面側に貼り合わせる工程と、前記第1の基体をウェ
ットエッチングを含む処理により除去する工程と、前記
第2の基体の一部を除去することにより前記単結晶半導
体層に前記第2の基体側から光の入射する領域を形成す
ることを特徴とする透光部と非透光部とを有する半導体
光学部材の製造方法。
16. A step of bonding a surface side of a single crystal semiconductor layer formed on a porous first substrate to an insulating surface side of a non-translucent second substrate, and the first step. A step of removing the substrate by a process including wet etching; and a part of the second substrate is removed to form a region where light enters from the second substrate side in the single crystal semiconductor layer. And a method for manufacturing a semiconductor optical member having a light-transmitting portion and a non-light-transmitting portion.
【請求項17】 前記第1の基体と前記単結晶半導体層
と前記第2の基体とはそれぞれSiからなることを特徴
とする請求項16記載の製造方法。
17. The manufacturing method according to claim 16, wherein the first base, the single crystal semiconductor layer, and the second base are each made of Si.
【請求項18】 前記単結晶半導体層を用いて半導体素
子を形成した後に、前記第2の基体の一部を除去するこ
とを特徴とする請求項16記載の製造方法。
18. The method according to claim 16, wherein a part of the second substrate is removed after forming a semiconductor element using the single crystal semiconductor layer.
【請求項19】 前記半導体光学部材は液晶画像表示装
置であることを特徴とする請求項16記載の製造方法。
19. The manufacturing method according to claim 16, wherein the semiconductor optical member is a liquid crystal image display device.
【請求項20】 前記第2の基体は非透光性基板と透光
性絶縁層とを含むことを特徴とする請求項16記載の製
造方法。
20. The manufacturing method according to claim 16, wherein the second base includes a non-translucent substrate and a translucent insulating layer.
【請求項21】 絶縁性表面を有する基板上に、単結晶
半導体からなる活性層を有する半導体素子を少なくとも
2つ具備する液晶画像表示装置において、前記複数の半
導体素子はそれぞれ層厚の異なる活性層を有しているこ
とを特徴とする液晶画像表示装置。
21. A liquid crystal image display device comprising at least two semiconductor elements each having an active layer made of a single crystal semiconductor on a substrate having an insulating surface, wherein each of the plurality of semiconductor elements has an active layer having a different layer thickness. A liquid crystal image display device comprising:
【請求項22】 第1の層厚を有する活性層を具えた半
導体素子を画素選択用のスイッチング素子として用い、
該第1の層厚より厚い層厚を有する活性層を具えた別の
半導体素子から周辺回路を構成したことを特徴とする請
求項21記載の液晶画像表示装置。
22. A semiconductor element having an active layer having a first layer thickness is used as a switching element for pixel selection,
22. The liquid crystal image display device according to claim 21, wherein the peripheral circuit is composed of another semiconductor element having an active layer having a layer thickness larger than the first layer thickness.
【請求項23】 前記周辺回路は、更に異なる層厚を有
する活性層を具えた半導体素子を有する請求項22記載
の液晶画像表示装置。
23. The liquid crystal image display device according to claim 22, wherein the peripheral circuit further includes a semiconductor element having active layers having different layer thicknesses.
【請求項24】 前記スイッチング素子はMOSトラン
ジスタであり、前記周辺回路はCMOSインバータを含
むことを特徴とする請求項22記載の液晶画像表示装
置。
24. The liquid crystal image display device according to claim 22, wherein the switching element is a MOS transistor, and the peripheral circuit includes a CMOS inverter.
【請求項25】 多孔質化された第1のSi基体上の非
多孔質単結晶層の表面或いは該非多孔質単結晶層上に形
成した絶縁層表面を、絶縁層を表面に有する第2のSi
基体に貼り合わせる工程と、前記多孔質化された第1の
Si基体を少なくとも湿式化学エッチングを含む処理に
より除去して貼り合わせた絶縁層上に単結晶半導体層を
形成する工程と、前記単結晶半導体層に電子デバイスを
形成する工程と、少なくとも一部の前記電子デバイスを
形成した領域直下の部分を含む、前記第2のSi基体の
一部又は第2のSi基体と貼り合わせた絶縁層との一部
を、前記単結晶半導体層が形成されていない面側から貼
り合わせた絶縁層の絶縁面又は単結晶半導体層の単結晶
面が露出するまで、少なくとも湿式化学エッチングを含
む処理により除去する工程とを有する半導体光学部材の
製造方法。
25. A surface of an insulating layer formed on the surface of a non-porous single crystal layer on a porous first Si substrate or an insulating layer surface formed on the non-porous single crystal layer, Si
A step of adhering to the substrate, a step of removing the porous first Si substrate by a process including at least wet chemical etching to form a single crystal semiconductor layer on the adhered insulating layer, and the single crystal A step of forming an electronic device in a semiconductor layer, and a part of the second Si substrate or an insulating layer bonded to the second Si substrate, including at least a portion immediately below a region in which the electronic device is formed Is partially removed by a process including at least wet chemical etching until the insulating surface of the insulating layer or the single crystal surface of the single crystal semiconductor layer exposed from the surface side where the single crystal semiconductor layer is not formed is exposed. A method of manufacturing a semiconductor optical member, comprising:
【請求項26】 前記第1のSi基体が陽極化成により
多孔質化されることを特徴とする請求項25記載の半導
体光学部材の製造方法。
26. The method of manufacturing a semiconductor optical member according to claim 25, wherein the first Si substrate is made porous by anodization.
【請求項27】 前記陽極化成がHFを含む溶液中で行
なわれることを特徴とする請求項26記載の半導体光学
部材の製造方法。
27. The method for manufacturing a semiconductor optical member according to claim 26, wherein the anodization is performed in a solution containing HF.
【請求項28】 Si半導体能動素子の活性領域が形成
されたSi単結晶層と、液晶層とを表面が透光性絶縁層
で構成されたSi基板の前記表面上に有し、前記液晶層
下方の前記Si基板は、前記液晶層の反対側より前記透
光性絶縁層に達するまで異方性エッチングにより除去さ
れ、前記液晶層に可視光を透過可能としたことを特徴と
する液晶画像表示装置。
28. A Si single crystal layer in which an active region of a Si semiconductor active element is formed, and a liquid crystal layer are provided on the surface of a Si substrate whose surface is formed of a translucent insulating layer, and the liquid crystal layer. The lower Si substrate is removed by anisotropic etching from the opposite side of the liquid crystal layer until the transparent insulating layer is reached, and visible light can be transmitted through the liquid crystal layer. apparatus.
【請求項29】 Si半導体能動素子の活性領域が形成
されたSi単結晶層と、液晶層とを表面が透光性絶縁層
で構成されたSi基板の前記表面上に有し、前記液晶層
下方の前記Si基板は、前記液晶層の反対側より前記透
光性絶縁層に達するまで除去され、前記液晶層に可視光
を透過可能とした液晶画像表示装置であって、前記Si
単結晶層は、多孔質Si半導体上に形成された後、該S
i単結晶層上に前記Si基板の前記表面を貼り合せてか
ら、前記多孔質半導体層を異方性エッチングにより除去
して得られたものであることを特徴とする液晶画像表示
装置。
29. A Si single crystal layer having an active region of a Si semiconductor active element and a liquid crystal layer are provided on the surface of a Si substrate having a surface formed of a translucent insulating layer. The lower Si substrate is a liquid crystal image display device in which visible light can be transmitted to the liquid crystal layer by being removed from a side opposite to the liquid crystal layer until reaching the transparent insulating layer.
The single crystal layer is formed on the porous Si semiconductor and then the S
A liquid crystal image display device, which is obtained by laminating the surface of the Si substrate on an i single crystal layer and then removing the porous semiconductor layer by anisotropic etching.
【請求項30】 エッチングが化学的エッチングである
ことを特徴とする請求項28,29の何れかに記載の液
晶画像表示装置。
30. The liquid crystal image display device according to claim 28, wherein the etching is chemical etching.
【請求項31】 エッチングがウェットエッチングであ
ることを特徴とする請求項28,29の何れかに記載の
液晶画像表示装置。
31. The liquid crystal image display device according to claim 28, wherein the etching is wet etching.
【請求項32】 エッチングがドライエッチングである
ことを特徴とする請求項28,29の何れかに記載の液
晶画像表示装置。
32. The liquid crystal image display device according to claim 28, wherein the etching is dry etching.
【請求項33】 基板除去部に透明層を有することを特
徴とする請求項28,29の何れかに記載の液晶画像表
示装置。
33. The liquid crystal image display device according to claim 28, wherein the substrate removal portion has a transparent layer.
【請求項34】 Si半導体能動素子の活性領域が形成
されたSi単結晶層と、液晶層とを表面が透光性絶縁層
で構成されたSi基板の前記表面上に有し、前記液晶層
下方の前記Si基板は、前記液晶層の反対側より前記透
光性絶縁層に達するまで除去され、前記液晶層に可視光
を透過可能とし、且つ前記透光領域に、SiNx 絶縁層
が少なくとも設けられていることを特徴とする液晶画像
表示装置。
34. A Si single crystal layer in which an active region of a Si semiconductor active element is formed, and a liquid crystal layer are provided on the surface of a Si substrate whose surface is composed of a translucent insulating layer. The lower Si substrate is removed from the opposite side of the liquid crystal layer until it reaches the transparent insulating layer, allows visible light to pass through the liquid crystal layer, and has at least a SiN x insulating layer in the transparent region. A liquid crystal image display device characterized by being provided.
【請求項35】 Si半導体能動素子の活性領域が形成
されたSi単結晶層と、液晶層とを表面が透光性絶縁層
で構成されたSi基板の前記表面上に有し、前記液晶層
下方の前記Si基板は、前記液晶層の反対側より前記透
光性絶縁層に達するまで除去され、前記液晶層に可視光
を透過可能とし、かつ前記透光領域に、SiNx 絶縁層
が少なくとも設けられている液晶画像表示装置であっ
て、前記Si単結晶層は、多孔質Si半導体上に形成さ
れた後、該Si単結晶層上に前記Si基板の前記表面を
貼り合せてから、前記多孔質半導体層をエッチングによ
り除去して得られたものであることを特徴とする液晶画
像表示装置。
35. A liquid crystal layer comprising a Si single crystal layer in which an active region of a Si semiconductor active element is formed and a liquid crystal layer on the surface of a Si substrate whose surface is composed of a translucent insulating layer. The lower Si substrate is removed from the opposite side of the liquid crystal layer until it reaches the transparent insulating layer, allows visible light to pass through the liquid crystal layer, and has at least a SiN x insulating layer in the transparent region. In the liquid crystal image display device provided, the Si single crystal layer is formed on a porous Si semiconductor, and then the surface of the Si substrate is bonded onto the Si single crystal layer, A liquid crystal image display device, which is obtained by removing a porous semiconductor layer by etching.
【請求項36】 半導体又は導電体基板上に絶縁層を介
して形成された単結晶Si薄膜により活性層を形成した
半導体能動素子を有するアクティブマトリクス方式の液
晶表示装置であって、画像表示部が上記基板を除去して
上記絶縁層のみもしくは除去した後に透明性充填材を充
填することにより透明性を有し、周辺駆動回路部には上
記基板が残され且つ裏面電位制御手段を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
36. An active matrix type liquid crystal display device having a semiconductor active element in which an active layer is formed of a single crystal Si thin film formed on a semiconductor or conductor substrate via an insulating layer, wherein an image display section is provided. By removing the substrate and removing only the insulating layer, or by removing the substrate and then filling it with a transparent filler, the substrate has transparency, and the peripheral drive circuit section is left with the substrate and has a back surface potential control means. A liquid crystal display device characterized by the above.
【請求項37】 絶縁層を介して半導体もしくは導電体
基板となっている部分と絶縁層のみからなる部分を有
し、半導体もしくは導電体基板となっている部分上部に
周辺回路、絶縁層のみからなる部分に画像表示領域を設
け、両者の間の接続が周辺回路及び画像表示領域内にお
いて使用しているものと同一の配線材料にてなされ、且
つ半導体もしくは導電体基板厚の遷移領域よりも配線領
域が広いことを特徴とする画像表示装置。
37. A semiconductor or a conductive substrate is provided with a portion which is a semiconductor or a conductive substrate with an insulating layer interposed therebetween, and a portion which is a semiconductor or a conductive substrate is provided above the peripheral circuit or the insulating layer only. The image display area is provided in the area, and the connection between the two is made with the same wiring material as that used in the peripheral circuit and the image display area, and the wiring is more than the transition area of the semiconductor or conductor substrate thickness. An image display device having a wide area.
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