JPH0536952A - Manufacture of semiconductor base material - Google Patents

Manufacture of semiconductor base material

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JPH0536952A
JPH0536952A JP3213150A JP21315091A JPH0536952A JP H0536952 A JPH0536952 A JP H0536952A JP 3213150 A JP3213150 A JP 3213150A JP 21315091 A JP21315091 A JP 21315091A JP H0536952 A JPH0536952 A JP H0536952A
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single crystal
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Abstract

PURPOSE:To manufacture an Si crystal layer, whose crystallinity as excellent as a single crystal wafer, on a transparent glass base (light transmitting base) and provide temperature control method for manufacturing the Si crystal layer. CONSTITUTION:The method is constituted of a process of making a silicon base porous, a process of forming a non-porous silicon single crystal layer 12 at a first temperature on the porous silicon base 11, a process of laminating the surface of the non-porous silicon single crystal layer with a light transmitting glass base 13. And the method has a process of selectively etching the porous silicon, which removes the porous silicon laminated on the base by electroless wet chemical etching and a process of forming a single crystal silicon layer 14 on the non-porous silicon single crystal layer at a second temperature which is higher than the first temperature by epitaxial growing.

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、半導体基材の作製方法
に関し、特に、誘電体分離あるいは、絶縁物上の単結晶
半導体層に作成された電子デバイス、集積回路に適する
半導体基材の作製方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a semiconductor substrate, and more particularly, to production of a semiconductor substrate suitable for an electronic device or an integrated circuit formed by dielectric isolation or a single crystal semiconductor layer on an insulator. It is about the method.

【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、このSOI技術を利用したデバイス
は、通常のSi回路を作製するバルクSi基体では到達
しえない数々の優位点を有することから多くの研究がな
されてきた。すなわち、SOI技術を利用することで、
1.誘電体分離が容易で高集積化が可能、2.対放射線
耐性に優れている、3.浮遊容量が低減され高速化が可
能、4.ウエル工程が省略できる、5.ラッチアップを
防止できる、6.薄膜化による完全空乏型電界効果トラ
ンジスタが可能、等の優位点が得られる。
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 a device utilizing this SOI technique is not used in a bulk Si substrate for producing a normal Si circuit. Much research has been done because it has many unattainable advantages. In other words, by using SOI technology,
1. 1. Easy dielectric isolation and high integration 2. Excellent radiation resistance 3. 3. Stray capacitance is reduced and high speed is possible. 4. The well process can be omitted. Latch-up can be prevented, 6. 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
えば以下の文献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. The contents are summarized in the following documents, for example.

【0004】Special Issue : "Single-crystal silic
on on non-single-crystal insula-tors" ; edited by
G.W.Cullen, Journal of Crystal Growth, volume63, n
o.3,pp429 〜590 (1983)また、古くは、単結晶サファイ
ア基体上にSiをCVD(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。
Special Issue: "Single-crystal silic
on on non-single-crystal insula-tors "; edited by
GWCullen, Journal of Crystal Growth, volume63, n
o.3, pp429 to 590 (1983) In addition, SOS (silicon on sapphire) formed by heteroepitaxy Si on a single crystal sapphire substrate by CVD (chemical vapor deposition) has been known for a long time. Although it has been successful as the most mature SOI technology, it has a large number of crystal defects due to the lattice mismatch between the Si layer and the underlying sapphire substrate interface, mixing of aluminum from the sapphire substrate into the Si layer, The widespread application is hindered by the high price and delay in increasing the area.

【0005】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。
Relatively recently, attempts have been made to realize SOI structures without the use of sapphire substrates. This attempt is roughly divided into the following two.

【0006】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
Si単結晶を形成する(この場合には、SiO2 上にS
i層の堆積をともなう)。
1. After the surface of the Si single crystal substrate is oxidized, a window is opened to partially expose the Si substrate, and the portion is used as a seed for lateral epitaxial growth to form a Si single crystal on SiO 2 (in this case, S on SiO 2
with i-layer deposition).

【0007】2.Si単結晶基体そのものを活性層とし
て使用し、その下部にSiO2 層を形成する(この方法
は、Si層の堆積をともなわない)。
2. The Si single crystal substrate itself is used as an active layer, and a SiO 2 layer is formed thereunder (this method does not involve deposition of a Si layer).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとしている課題】上記1を実現する
手段として、CVDにより、直接単結晶Siを横方向エ
ピタキシャル成長させる方法や、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
方法や、非晶質、あるいは多結晶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
結晶により単結晶をSiO2 上に成長させる方法や、棒
状ヒーターにより帯状に溶融領域を走査する方法(Zone
Melting Recrystallization)等が知られている。
As means for realizing the above-mentioned 1, the method for directly laterally epitaxially growing single crystal Si by CVD, or the method for depositing amorphous Si and performing solid phase lateral epitaxial growth by heat treatment. Alternatively, a method in which an amorphous or polycrystalline Si layer is converged and irradiated with an energy beam such as an electron beam or a laser beam, and a single crystal is grown on SiO 2 by melting recrystallization, or a band-shaped melting is performed by a rod heater. How to scan an area (Zone
Melting Recrystallization) etc. are known.

【0009】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。
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.

【0010】たとえば、CVD法は平坦薄膜化するに
は、犠牲酸化が必要になり、固相成長法ではその結晶性
が悪い。
For example, the CVD method requires sacrificial oxidation to obtain a flat thin film, and the solid phase growth method has poor crystallinity.

【0011】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。
Further, the beam annealing method has problems in processing time by convergent beam scanning, controllability such as beam overlapping and focus adjustment.

【0012】このうち、Zone Melting Recrystallizati
on法は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、小数キャリアデバイスを作成す
るにいたってない。
Of these, Zone Melting Recrystallizati
The on method is the most mature, and relatively large-scale integrated circuits have been prototyped, but still many crystal defects such as sub-grain boundaries remain, and it has not been possible to create a minority carrier device. .

【0013】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 method of the above-mentioned 2 which does not use the Si substrate as seeds for epitaxial growth, the following 3
There are several types of methods.

【0014】1.V型の溝が表面に異方性エッチングさ
れたSi単結晶基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
基体の表面から、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。
1. An oxide film is formed on a Si single crystal substrate in which V-shaped grooves are anisotropically etched on the surface, and an oxide film is formed on the oxide film.
After depositing the polycrystalline Si layer as thick as the Si substrate,
By polishing from the surface of the substrate, an Si single crystal region surrounded by V grooves and dielectrically separated is formed on the thick polycrystalline Si layer.

【0015】しかしながら、この手法においては、結晶
性は良好であるが、多結晶Siを数百ミクロンも厚く堆
積する工程、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に、制御性と生産性の点か
ら問題がある。
However, in this method, although the crystallinity is good, the step of depositing polycrystalline Si to a thickness of several hundreds of microns thick, the step of polishing the single crystal Si substrate from the back surface, and leaving only the separated Si active layer However, there are problems in terms of controllability and productivity.

【0016】2.サイモックス(SIMOX:Seperati
on by Ion Implanted Oxygen)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よいため現在もっと
も成熟した方法である。
2. SIMOX: Seperati
On by Ion Implanted Oxygen) is a method for 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.

【0017】しかしながら、SiO2 層を形成するため
には、酸素イオンを1018ions/cm2以上も注入する必要
があるが、その注入時間は長大であり、生産性は高いと
はいえず、また、ウエハーコストは高い。更に結晶欠陥
は多く残存し、工業的に見て、小数キャリアデバイスを
作製できる充分な品質に至っていない。
However, in order to form the SiO 2 layer, it is necessary to implant 10 18 ions / cm 2 or more of oxygen ions, but the implantation time is long and the productivity cannot be said to be high. Also, the wafer cost is high. Further, many crystal defects remain, and from an industrial viewpoint, the quality is not sufficient to produce a minority carrier device.

【0018】3.多孔質Siの酸化による誘電体分離に
よりSOI構造を形成する方法。この方法は、P型Si
単結晶基体表面にN型Si層をプロトンイオン注入(イ
マイ他、J. Cryst. Growth, vol.63, 547(1983))、もし
くは、エピタキシャル成長とパターニングによって島状
に形成し、表面よりSi島を囲むように、HF溶液中の
陽極化成法によりP型Si基体のみを多孔質化した後、
増速酸化法によりN型Si島を誘電体分離する方法であ
る。
3. A method of forming an SOI structure by dielectric isolation by oxidation of porous Si. This method uses P-type Si
An N-type Si layer is formed on the surface of a single crystal substrate by proton ion implantation (Imai et al., J. Cryst. Growth, vol.63, 547 (1983)) or by epitaxial growth and patterning to form islands, and Si islands are formed from the surface. After making only the P-type Si substrate porous by the anodization method in the HF solution so as to surround it,
This is a method of dielectrically separating N-type Si islands by the accelerated oxidation method.

【0019】本方法では、分離されているSi領域は、
デバイス工程の前に決定されており、デバイス設計の自
由度を制限する場合があるという問題点がある。
In this method, the separated Si region is
It is decided before the device process, and there is a problem that the degree of freedom in device design may be limited.

【0020】また、ガラスに代表される光透過性基体上
には、一般には、その結晶構造の無秩序性から、堆積し
た薄膜Si層は、基体の無秩序性を反映して、非晶質
か、良くて多結晶層にしかならず、高性能なデバイスは
作製できない。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。
Further, on a light-transmissive substrate typified by glass, generally, due to the disorder of the crystal structure, the deposited thin film Si layer is amorphous, reflecting the disorder of the substrate. It is only a good polycrystalline layer, and a high-performance device cannot be manufactured. This is because the crystal structure of the substrate is amorphous, and simply depositing a Si layer cannot obtain a good-quality single crystal layer.

【0021】しかしながら、絶縁性基体の1つである光
透過性基体は、光受光素子であるコンタクトセンサー
や、投影型液晶画像表示装置を構成するうえにおいて重
要であり、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。その結果、光透過性基体上に
設けられている素子としても優れた結晶性を有する単結
晶層を用いて作製されることが必要となる。
However, the light transmissive substrate which is one of the insulating substrates is important in constructing a contact sensor which is a light receiving element and a projection type liquid crystal image display device, and a pixel (pixel) of the sensor or the display device ( In order to further increase the density, resolution, and definition of picture elements, high-performance driving elements are required. As a result, it is necessary that the device provided on the light-transmitting substrate is also manufactured using a single crystal layer having excellent crystallinity.

【0022】したがって、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、現在あるいは今後
要求されるに十分な性能を持った駆動素子を作製するこ
とが難しい。
Therefore, with amorphous Si or polycrystalline Si, it is difficult to fabricate a driving element having sufficient performance required at present or in the future due to the crystal structure having many defects.

【0023】したがって、上記いずれの方法を用いても
絶縁性基体の1つである光透過性ガラス基体上にSiウ
エハ並の結晶性を有するSOI層を設けることは難しい
という問題点がある。
Therefore, there is a problem in that it is difficult to provide an SOI layer having crystallinity similar to that of a Si wafer on a light-transmitting glass substrate which is one of the insulating substrates by any of the above methods.

【0024】次に、本発明の方法に必須である多孔質S
i層の化学エッチングによる除去について論じる。
Next, the porous S which is essential for the method of the present invention.
The removal of the i-layer by chemical etching is discussed.

【0025】一般に、 P=(2. 33−A)/2. 33 (1) をPorosityといい、陽極化成時に、この値を変化させる
ことが可能であり、次の様に表わせる。
Generally, P = (2.33−A) /2.33 (1) is called Porosity, and this value can be changed at the time of anodization, and it can be expressed as follows.

【0026】 P=( m1 −m2)/(m1 −m3) (2) または、 P=( m1 −m2)/ ρAt (3) m1 :陽極化成前の全重量 m2 :陽極化成後の全重量 m3 :多孔質Siを除去した後の全重量 ρ :単結晶Siの密度 A :多孔質化した面積 t :多孔質Siの厚さ で表されるが、多孔質化する領域の面積を正確に算出で
きない場合も多々ある。この場合は、式( 2) が有効で
あるが、m3 を測定するためには、多孔質Siをエッチ
ングしなければならない。
P = (m1 −m2) / (m1 −m3) (2) or P = (m1 −m2) / ρAt (3) m1: total weight before anodization m2: total weight after anodization m3 : Total weight after removal of porous Si ρ: Density of single crystal Si A: Area of porosity t: Expressed by the thickness of porous Si, but the area of the area of porosity is accurately calculated There are many cases where it is not possible. In this case, equation (2) is valid, but porous Si must be etched in order to measure m3.

【0027】また、上記した多孔質Si上のエピタキシ
ャル成長において、多孔質Siはその構造的性質のた
め、ヘテロエピタキシャル成長の際に発生する歪みを緩
和して、欠陥の発生を抑制することが可能である。しか
しながら、この場合も、多孔質SiのPorosityが非常に
重要なパラメーターとなることは明らかである。したが
って、上記のPorosityの測定は、この場合も必要不可欠
である。
In the epitaxial growth on the porous Si described above, because of the structural property of the porous Si, it is possible to relax the strain generated during the heteroepitaxial growth and suppress the generation of defects. . However, also in this case, it is clear that the Porosity of the porous Si is a very important parameter. Therefore, the above-mentioned measurement of Porosity is indispensable also in this case.

【0028】多孔質Siをエッチングする方法として
は、1.NaOH水溶液で多孔質Siをエッチングする
(G.Bonchil,R.Herino,K.Barla,and J.C.Pfister, J.El
ectrochem.Soc., vol.130, no.7, 1611(1983) )。2.
単結晶Siをエッチングすることが可能なエッチング液
で多孔質Siをエッチングする、が知られている。
The method for etching porous Si is as follows. Etching porous Si with NaOH aqueous solution (G. Bonchil, R. Herino, K. Barla, and JCPfister, J. El.
ectrochem.Soc., vol.130, no.7, 1611 (1983)). 2.
It is known to etch porous Si with an etchant capable of etching single crystal Si.

【0029】上記2の方法は、通常、フッ硝酸系のエッ
チング液が用いられるが、このときのSiのエッチング
過程は、 Si +2 O → Si O2 ( 4) Si O2 +4 HF → Si F4+H2 O ( 5) に示される様に、Siが硝酸で酸化され、Si O2 に変
質し、そのSi O2 をフッ酸でエッチングすることによ
りSiのエッチングが進む。
In the above method 2, a hydrofluoric nitric acid-based etching solution is usually used, and the Si etching process at this time is Si +2 O → Si O 2 (4) Si O 2 +4 HF → Si F 4 As shown by + H 2 O (5), Si is oxidized by nitric acid and transformed into SiO 2 , and the SiO 2 is etched with hydrofluoric acid, whereby Si etching proceeds.

【0030】結晶Siをエッチングする方法としては、
上記フッ硝酸系エッチング液の他に、エチレンジアミン
系、KOH系、ヒドラジン系などがある。
As a method for etching crystalline Si,
Other than the above-mentioned hydrofluoric / nitric acid-based etching solution, there are ethylenediamine-based, KOH-based, hydrazine-based, and the like.

【0031】これらのことから、多孔質Siの選択エッ
チングを行うためには、上記Siエッチング液以外で多
孔質Siをエッチングすることのできるエッチング液を
選ぶ必要がある。従来行われている多孔質Siの選択エ
ッチングは、NaOH水溶液をエッチング液としたエッ
チングのみである。
From the above, in order to perform the selective etching of porous Si, it is necessary to select an etching solution that can etch porous Si other than the above Si etching solution. The conventional selective etching of porous Si is only etching using a NaOH aqueous solution as an etching solution.

【0032】また、上記したように、フッ硝酸系のエッ
チング液では、多孔質Siがエッチングされるが、単結
晶Siもエッチングされてしまうという問題がある。
Further, as described above, the hydrofluoric / nitric acid-based etching solution etches porous Si, but also has the problem that single crystal Si is also etched.

【0033】従来行われているNaOH水溶液を用いた
多孔質Siの選択エッチング方法では、Naイオンがエ
ッチング表面に吸着することは避けられない。
In the conventional selective etching method of porous Si using an aqueous NaOH solution, adsorption of Na ions on the etching surface is inevitable.

【0034】このNaイオンは、不純物汚染の主たる原
因となり、可動なうえ、界面準位を形成するなどの悪影
響を与えるのみであり、半導体プロセスにおいて導入さ
れてはならない物質である。 (発明の目的)本発明の目的は、上述した貼合わせ法を
用いて、上記したような問題点および要求に答え得る半
導体基材の作製方法を提案することを目的とする。
The Na ion is a substance that is a main cause of impurity contamination, is mobile, and only has an adverse effect such as forming an interface state, and must not be introduced in a semiconductor process. (Object of the Invention) It is an object of the present invention to propose a method for producing a semiconductor substrate which can meet the above-mentioned problems and requirements by using the above-mentioned bonding method.

【0035】また、本発明は、透明ガラス基体(光透過
性基体)上に、結晶性が単結晶ウエハー並に優れたSi
結晶層を得るうえで、生産性、均一性、制御性、コスト
の面において卓越した半導体基材の作製方法を提案する
ことを目的とする。
Further, according to the present invention, Si having a crystallinity as excellent as that of a single crystal wafer is formed on a transparent glass substrate (light transmitting substrate).
It is an object of the present invention to propose a method for producing a semiconductor substrate which is excellent in terms of productivity, uniformity, controllability and cost in obtaining a crystal layer.

【0036】更に、本発明は、従来のSOIデバイスの
利点を実現し、応用可能な半導体基材の作製方法を提案
することも目的とする。
Further, the present invention aims to realize the advantages of the conventional SOI device and propose a method for manufacturing an applicable semiconductor substrate.

【0037】また、本発明は、SOI構造の大規模集積
回路を作製する場合にも、高価なSOSや、SIMOX
の代替足り得る半導体基材の作製方法を提案することを
目的とする。
Further, according to the present invention, even when a large-scale integrated circuit having an SOI structure is manufactured, expensive SOS and SIMOX are used.
It is an object of the present invention to propose a method of manufacturing a semiconductor substrate which can be used as an alternative.

【0038】また本発明の目的は、半導体プロセス上悪
影響をおよぼすことなく、非多孔質Siをエッチングせ
ずに、効率よく、均一に、多孔質Siを選択的に化学エ
ッチングする方法を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide a method for selectively and chemically etching porous Si efficiently and uniformly without adversely affecting the semiconductor process and without etching non-porous Si. Is.

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、シリコン基体を多孔質化する
工程と、該多孔質化したシリコン基体上に、第1の温度
で非多孔質シリコン単結晶層を形成する工程と、該非多
孔質シリコン単結晶層の表面を、光透過性ガラス基体に
貼り合わせる工程と、該貼り合わせた基体の前記多孔質
シリコンを無電解湿式化学エッチングにより除去する多
孔質シリコンの選択エッチング工程と、前記非多孔質シ
リコン単結晶層上に前記第1の温度より高い第2の温度
で単結晶シリコン層をエピタキシャル成長により形成す
る工程と、を有することを特徴とする半導体基材の作製
方法を提供するものである。
Means for Solving the Problems The present invention, as means for solving the above problems, comprises a step of making a silicon substrate porous, and non-porous at a first temperature on the porous silicon substrate. Of a porous silicon single crystal layer, a step of bonding the surface of the non-porous silicon single crystal layer to a light-transmissive glass substrate, and the porous silicon of the bonded substrate by electroless wet chemical etching. A step of selectively etching the porous silicon to be removed, and a step of forming a single crystal silicon layer on the non-porous silicon single crystal layer at a second temperature higher than the first temperature by epitaxial growth. The present invention provides a method for producing a semiconductor substrate.

【0040】また、前記第2の温度で単結晶シリコン層
をエピタキシャル成長させる方法がCVD法であること
を特徴とする。
The method for epitaxially growing the single crystal silicon layer at the second temperature is a CVD method.

【0041】また、前記多孔質化シリコン基体上に第1
の温度で形成された前記非多孔質シリコン単結晶層と前
記第2の温度で形成した単結晶シリコン層の厚さの合計
が100ミクロン以下であることを特徴とする。
Further, a first layer is formed on the porous silicon substrate.
The total thickness of the non-porous silicon single crystal layer formed at the above temperature and the single crystal silicon layer formed at the second temperature is 100 μm or less.

【0042】また、前記第1の温度で形成された非多孔
質シリコン単結晶層は、エピタキシャル成長により形成
されることを特徴とする。
Further, the non-porous silicon single crystal layer formed at the first temperature is characterized by being formed by epitaxial growth.

【0043】また、前記第1の温度で形成された非多孔
質シリコン単結晶層はバイアス・スパッター法、分子線
エピタキシャル法、プラズマCVD法、光CVD法、液
相成長法、CVD法から選ばれる方法によって形成され
ることを特徴とする。
The non-porous silicon single crystal layer formed at the first temperature is selected from the bias sputtering method, the molecular beam epitaxial method, the plasma CVD method, the photo CVD method, the liquid phase growth method and the CVD method. It is formed by a method.

【0044】また、前記第2の温度が900℃以上であ
ることを特徴とする。
The second temperature is 900 ° C. or higher.

【0045】また、前記多孔質シリコン面以外をエッチ
ング防止膜で被覆した後、前記エッチング工程を行なう
ことを特徴とする。
Further, it is characterized in that the etching step is carried out after the portions other than the porous silicon surface are covered with an etching preventing film.

【0046】[0046]

【作用】本発明によれば、選択エッチングを行う前の、
多孔質化された基体上非多孔質シリコン成長温度(第1
の温度)と、選択エッチング後の非多孔質シリコン上単
結晶シリコン成長温度(第2の温度)を変えることによ
り、絶縁物上に良質な単結晶構造を有するシリコン層を
形成することができる。
According to the present invention, before selective etching,
Growth temperature of non-porous silicon on a porous substrate (first
Temperature) and the single-crystal silicon growth temperature (second temperature) on non-porous silicon after selective etching, a silicon layer having a good single-crystal structure can be formed on the insulator.

【0047】以下、本発明の温度制御について、説明す
る。
The temperature control of the present invention will be described below.

【0048】多孔質Si層には、透過電子顕微鏡による
観察によれば、平均約600オングストローム程度の径
の孔が形成されており、その密度は単結晶Siに比べる
と、半分以下になるにもかかわらず、単結晶性は維持さ
れており、多孔質層の上部へ単結晶Si層をエピタキシ
ャル成長させることも可能である。
According to observation with a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 angstroms are formed in the porous Si layer, and the density thereof is less than half that of single crystal Si. Nevertheless, single crystallinity is maintained, and it is also possible to epitaxially grow a single crystal Si layer on top of the porous layer.

【0049】ただし、この時に高温処理を行うと多孔質
Siが変質する場合があり、増速エッチングの特性等が
変化し、特に1000℃以上では、内部の孔の再配列が
起こり、増速エッチングの特性が損なわれる。このた
め、多孔質シリコン層上へのSi層の非多孔質シリコン
エピタキシャル成長は、低温で処理する必要がある。
However, if high temperature treatment is performed at this time, the porous Si may be altered, and the characteristics of the enhanced etching may change, and especially at 1000 ° C. or higher, rearrangement of internal pores may occur, resulting in enhanced etching. The characteristics of are impaired. Therefore, the non-porous silicon epitaxial growth of the Si layer on the porous silicon layer needs to be processed at a low temperature.

【0050】このような低温成長法としては、分子線エ
ピタキシャル成長、プラズマCVD、光CVD法、バイ
アス・スパッター法、液相成長法等の低温成長が好適と
され、特にバイアス・スパッター法は、300℃という
低温から結晶欠陥の存在しないエピタキシャル成長が実
現できるため最も好ましい(T.Ohmi, T.Ichikawa, H.Iw
abuchi,andT.Shibata, J.Appl.Phys. vol.66, pp4756-4
766, 1989 )。
As such a low-temperature growth method, low-temperature growth such as molecular beam epitaxial growth, plasma CVD, photo CVD method, bias sputtering method, liquid phase growth method, etc. is suitable. Particularly, the bias sputtering method is 300 ° C. This is the most preferable because it enables the epitaxial growth without crystal defects from the low temperature (T.Ohmi, T.Ichikawa, H.Iw
abuchi, andT.Shibata, J.Appl.Phys.vol.66, pp4756-4
766, 1989).

【0051】しかしながら、デバイス形成について考慮
した場合には、高品質なシリコン単結晶層が望まれる
が、現在のところ最も高品質な単結晶シリコン層は、9
00℃以上の基体温度においてCVD法により形成され
るものである。
However, in consideration of device formation, a high quality single crystal silicon layer is desired, but at present, the highest quality single crystal silicon layer is 9
It is formed by a CVD method at a substrate temperature of 00 ° C. or higher.

【0052】すなわち、デバイス領域は低温成長による
単結晶シリコン層よりも、CVD法による、より高温で
成長される単結晶シリコン層が望ましい。
That is, the device region is preferably a single crystal silicon layer grown at a higher temperature by the CVD method than a single crystal silicon layer grown by a low temperature.

【0053】従って、多孔質シリコン上に単結晶Si層
を成長させるためには低温成長が好ましく、デバイス領
域の単結晶Si層の形成には高温成長が好ましく、結
局、第1の温度と、第2の温度との2つの温度領域で単
結晶成長させることが好ましいいことになる。
Therefore, low temperature growth is preferable for growing the single crystal Si layer on the porous silicon, and high temperature growth is preferable for forming the single crystal Si layer in the device region. It would be preferable to grow a single crystal in two temperature zones with a temperature of two.

【0054】また、本発明によれば、半導体プロセス上
悪影響をおよぼさない湿式化学エッチング液を用いるこ
とにより、結晶Siをエッチングせずに、多孔質Siを
選択的に化学エッチングすることができる。
Further, according to the present invention, by using the wet chemical etching solution which does not adversely affect the semiconductor process, the porous Si can be selectively chemically etched without etching the crystalline Si. .

【0055】特に、本発明の多孔質Siの選択エッチン
グ方法は、結晶Siに対してはエッチング作用を持たな
い弗酸(もしくはバッファード弗酸・・・以下BHFと
略)、もしくは弗酸(もしくはBHF)に過酸化水素水
を加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)にアル
コールを加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)
に過酸化水素水及びアルコールを加えた混合液を、選択
エッチング液として用いることにより、より本発明の目
的を達成することができる。
In particular, the porous Si selective etching method of the present invention uses hydrofluoric acid (or buffered hydrofluoric acid ... BHF) or hydrofluoric acid (or abbreviated as BHF) which has no etching action on crystalline Si. BHF) with hydrogen peroxide solution, or hydrofluoric acid (or BHF) with alcohol, or hydrofluoric acid (or BHF)
The object of the present invention can be further achieved by using a mixed solution obtained by adding hydrogen peroxide water and alcohol as the selective etching solution.

【0056】本発明の多孔質Siの選択湿式化学エッチ
ング液中の過酸化水素は、酸化剤として作用し、過酸化
水素の比率を変えることにより反応速度を制御すること
が可能である。
Hydrogen peroxide in the selective wet chemical etching solution for porous Si of the present invention acts as an oxidant, and the reaction rate can be controlled by changing the ratio of hydrogen peroxide.

【0057】本発明の多孔質Siの選択湿式化学エッチ
ング液中のアルコールは、表面活性剤として作用し、エ
ッチングによる反応生成気体の気泡を瞬時にエッチング
表面から除去し、均一に、かつ効率良く多孔質Siの選
択エッチングが可能となる。本発明によれば、通常の半
導体プロセスで用いられている溶液を用いて、結晶Si
と同一基体に混在する多孔質Siを選択的に化学エッチ
ングすることができるものである。
The alcohol in the selective wet chemical etching solution for porous Si according to the present invention acts as a surface-active agent and instantaneously removes the bubbles of the reaction product gas from the etching from the etching surface, so that the pores can be uniformly and efficiently porous. It is possible to selectively etch high quality Si. According to the present invention, using a solution used in a normal semiconductor process, crystalline Si is used.
The porous Si mixed in the same substrate can be selectively chemically etched.

【0058】また、エッチングすべき多孔質シリコン面
以外をエッチング防止膜で被覆してからエッチングする
ことにより、エッチングの選択性を高めることができ
る。
Further, the etching selectivity can be enhanced by covering the surface other than the porous silicon surface to be etched with the etching prevention film and then etching.

【0059】このエッチング防止膜としては、例えば、
プラズマCVD法によってSi34 を0.1μm堆積
して、貼りあわせた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
することにより形成できる。
As this etching prevention film, for example,
It can be formed by depositing 0.1 μm of Si 3 N 4 by the plasma CVD method, covering two bonded substrates, and removing only the nitride film on the porous substrate by reactive ion etching.

【0060】また、エッチング防止膜としては、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基体
のみを完全に除去しえる。 [実施態様例]以下に本発明の実施態様例を図1の断面
工程図を参照しながら説明する。
Further, as the etching prevention film, the same effect can be obtained by coating apiezon wax or electron wax, and only the porous Si substrate can be completely removed. [Embodiment Example] An embodiment example of the present invention will be described below with reference to the sectional process drawing of FIG.

【0061】まず、図1(a)に示すように、Si単結
晶基体11を用意して、その全部を多孔質化する。Si
基体は、HF溶液を用いた陽極化成法によって、多孔質
化させる。この多孔質Si層は、単結晶Siの密度2.
33g/cm3 に比べて、その密度をHF溶液濃度を50
〜20%に変化させることで密度1.1〜0.6g/cm
3 の範囲に変化させることができる。
First, as shown in FIG. 1 (a), a Si single crystal substrate 11 is prepared and all of it is made porous. Si
The substrate is made porous by an anodization method using an HF solution. This porous Si layer has a density of single crystal Si of 2.
Compared to 33 g / cm 3 , its density is 50%
~ 1.1% to 0.6g / cm by changing to 20%
It can be changed in the range of 3 .

【0062】本発明で用いる多孔質層は、下記の理由に
よりP型Si基体に形成されやすい。
The porous layer used in the present invention is easily formed on the P-type Si substrate for the following reasons.

【0063】多孔質Siは、Uhlir等によって19
56年に半導体の電解研磨の研究過程において発見され
た(A.Uhlir, Bell Syst.Tech.J., vol.35, 333(195
6))。
Porous Si was prepared according to Uhril et al.
Discovered in the process of electropolishing of semiconductors in 1957 (A.Uhlir, Bell Syst.Tech.J., vol.35, 333 (195
6)).

【0064】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.ウナカ゛ミ、J.Electrochem.Soc.,vol.127, 476
(1980))。
Further, Unami et al.
, And reported that the anodic reaction of Si in HF solution requires holes, and the reaction is as follows (T. Unagami, J. Electrochem. Soc., vol.127, 476
(1980)).

【0065】 Si+2HF+(2−n)e+ → SiF2 +2H+ +ne- SiF2 +2HF → SiF4 +H2 SiF4 +2HF → H2 SiF6 または、 Si+4HF+(4−λ)e+ → SiF4 +4H+ +λe- SiF4 +2HF → H2 SiF6 ここで、e+ およびe- はそれぞれ正孔と電子を表して
いる。また、nおよびλはそれぞれSi1原子が溶解す
るために必要な正孔の数であり、n>2またはλ>4な
る条件が満たされた場合に多孔質Siが形成されるとし
ている。
Si + 2HF + (2-n) e + → SiF 2 + 2H + + ne - SiF 2 + 2HF → SiF 4 + H 2 SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6 or Si + 4HF + (4-λ) e + → SiF 4 + 4H + + λe - where SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6, e + , e - represent a hole and an electron, respectively. Further, n and λ are the numbers of holes required for dissolving Si1 atom, respectively, and porous Si is formed when the condition of n> 2 or λ> 4 is satisfied.

【0066】以上のことから、一般的には、正孔の存在
するP型Siは多孔質化されるが、N型Siは多孔質化
されない。この多孔質化における選択性は長野等および
イマイによって実証されている(長野、中島、安野、大
中、梶原、 電子通信学会技術研究報告、vol.79, SSD7
9-9549(1979))、 (K. イマイ、Solid-State Electron
ics, vol.24,159(1981) )。
From the above, in general, P-type Si containing holes is made porous, but N-type Si is not made porous. This selectivity in porosity has been demonstrated by Nagano et al. And Imai (Nagano, Nakajima, Anno, Onaka, Kajiwara, Technical Report of IEICE, vol.79, SSD7).
9-9549 (1979)), (K. Imai, Solid-State Electron
ics, vol.24,159 (1981)).

【0067】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。
The density of the porous layer is reduced to less than half because a large amount of voids are formed inside.
As a result, the surface area is dramatically increased as compared with the volume, so that the chemical etching rate is significantly increased as compared with the etching rate of a normal single crystal layer.

【0068】次に、図1(b)に示すように、種々の低
温成長法により、エピタキシャル成長を多孔質化した基
体表面に行い、薄膜非多孔質シリコン単結晶層12を第
1の温度で形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, epitaxial growth is performed on the surface of the porous substrate by various low temperature growth methods to form the thin film non-porous silicon single crystal layer 12 at the first temperature. To do.

【0069】この第1の温度としては、後の選択エッチ
ングによる、多孔質Si層と非多孔質シリコン単結晶層
の選択比が、十分得られるように多孔質Siが変質しな
い温度である必要があり、多孔質Si上に形成する非多
孔質シリコン単結晶層に結晶欠陥が生じないならば、低
温であるのに越したことはない。
The first temperature needs to be a temperature at which the porous Si does not deteriorate so that the selective ratio of the porous Si layer and the non-porous silicon single crystal layer by the subsequent selective etching can be sufficiently obtained. If the crystal defects do not occur in the non-porous silicon single crystal layer formed on the porous Si, the temperature is high enough.

【0070】次に図1(c)に示すように、光透過性基
体13を用意して、多孔質Si基体11上の非多孔質シ
リコン単結晶層12表面に該光透過性基体13を貼りつ
ける。
Next, as shown in FIG. 1C, a light transmissive substrate 13 is prepared, and the light transmissive substrate 13 is attached to the surface of the non-porous silicon single crystal layer 12 on the porous Si substrate 11. Put on.

【0071】この後に、多孔質Si基体11を全部、弗
酸(もしくはバッファード弗酸・・・以下BHFと
略)、もしくは弗酸(もしくはBHF)に過酸化水素水
を加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)にアル
コールを加えたもの、もしくは弗酸(もしくはBHF)
に過酸化水素水及びアルコールを加えた混合液を、選択
エッチング液として、アルコールの存在する場合は攪は
んすることなく、アルコールの存在しない場合は攪はん
しながら浸潤することによって、多孔質Si層11のみ
を無電解湿式化学エッチングして光透過性基体13上に
薄膜化した非多孔質シリコン単結晶層12を残存させ形
成する(図1(d))。
After this, the entire porous Si substrate 11 is hydrofluoric acid (or buffered hydrofluoric acid ... hereinafter abbreviated as BHF), or hydrofluoric acid (or BHF) to which hydrogen peroxide solution is added, or Acid (or BHF) with alcohol added, or hydrofluoric acid (or BHF)
As a selective etching solution, a mixed solution of hydrogen peroxide solution and alcohol is added without stirring in the presence of alcohol, or by stirring while stirring in the absence of alcohol to give a porous structure. Only the Si layer 11 is electroless wet-chemically etched to form a thin non-porous silicon single crystal layer 12 on the light-transmissive substrate 13 (FIG. 1D).

【0072】次いで図1(e)に示すように、非多孔質
シリコン単結晶層12上にエピタキシャル法により高品
質な単結晶シリコン層14を第2の温度下で形成する。
このときの基体温度は低温である必要性はなく、第1の
温度よりも高く、900℃以上のCVD法により形成す
るものが好ましい。
Next, as shown in FIG. 1E, a high quality single crystal silicon layer 14 is formed on the non-porous silicon single crystal layer 12 by an epitaxial method at a second temperature.
The substrate temperature at this time does not need to be low, and is preferably higher than the first temperature and formed by a CVD method at 900 ° C. or higher.

【0073】図1(f)は本発明で得られる半導体基体
が示される。すなわち、光透過性基体13上に結晶性が
シリコンウエハーと同等な単結晶Si層12+14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。こうして得られた半導体基体は、絶
縁分離された電子素子作製という点から見ても好適に使
用することができる。
FIG. 1 (f) shows a semiconductor substrate obtained by the present invention. That is, the single crystal Si layer 12 + 14 having the same crystallinity as that of the silicon wafer is flatly and uniformly thinned on the light transmissive substrate 13, and is formed in a large area over the entire wafer. The semiconductor substrate thus obtained can be suitably used from the viewpoint of producing an electronic element which is insulated and separated.

【0074】次に、本発明で行なう多孔質Siのみを無
電解湿式化学エッチングする選択エッチング法につい
て、以下に述べる。
The selective etching method for electroless wet chemical etching of only porous Si according to the present invention will be described below.

【0075】本発明では、弗酸(もしくはバッファード
弗酸・・・以下BHFと略)、もしくは弗酸(もしくは
BHF)に過酸化水素水を加えたもの、もしくは弗酸
(もしくはBHF)にアルコールを加えたもの、もしく
は弗酸(もしくはBHF)に過酸化水素水及びアルコー
ルを加えた混合液を、選択エッチング液として、アルコ
ールの存在する場合は攪はんすることなく、アルコール
の存在しない場合は攪はんしながら浸潤することによっ
て、選択エッチングを行なう。
In the present invention, hydrofluoric acid (or buffered hydrofluoric acid ... abbreviated as BHF hereinafter), hydrofluoric acid (or BHF) to which hydrogen peroxide solution is added, or hydrofluoric acid (or BHF) with alcohol Or a mixture of hydrogen peroxide and alcohol to hydrofluoric acid (or BHF) is used as a selective etching solution without stirring in the presence of alcohol, and in the absence of alcohol. Selective etching is performed by infiltrating while stirring.

【0076】図2に、多孔質Siと単結晶Siを49%
弗酸とアルコールと30%過酸化水素水との混合液に攪
はんすることなしに浸潤したときのエッチングされた多
孔質Siと単結晶Siの厚みのエッチング時間依存性を
示す。
FIG. 2 shows 49% of porous Si and single crystal Si.
The etching time dependence of the thicknesses of the porous Si and single crystal Si etched when infiltrated in a mixed solution of hydrofluoric acid, alcohol, and 30% hydrogen peroxide without stirring.

【0077】多孔質Siは、単結晶Siを陽極化成によ
って作成し、その条件の一例を以下に示す。
The porous Si is produced by anodizing single crystal Si, and an example of the conditions is shown below.

【0078】また、陽極化成によって形成する多孔質S
iの出発材料は、単結晶Siに限定されるものではな
く、他の結晶構造のSiでも可能である。
The porous S formed by anodization
The starting material for i is not limited to single crystal Si, but Si having other crystal structures is also possible.

【0079】 印加電圧: 2.6(V) 電流密度: 30 (mA・cm-2) 陽極化成溶液: HF:H2 O:C2 5 OH=1:1:1 時間: 2.4(時間) 多孔質Siの厚み: 300(μm) Porosity: 56(%) 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)に攪はんすることなしに浸
潤した後に、該多孔質Siの厚みの減少を測定した。
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 ( Time) Thickness of porous Si: 300 (μm) Porosity: 56 (%) The porous Si prepared under the above conditions was 49 at room temperature.
After infiltration with a mixed solution of 10% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (10: 6: 50) (white circles) without stirring, the decrease in the thickness of the porous Si was measured.

【0080】多孔質Siは急速にエッチングされ、40
分ほどで107μm、更に、80分経過させると244
μmも、高度の表面性を有して、均一にエッチングされ
た。エッチング速度は溶液濃度及び、温度に依存する。
Porous Si was rapidly etched and 40
107 μm in minutes, and 244 after 80 minutes
The μm also had a high degree of surface property and was uniformly etched. The etching rate depends on the solution concentration and the temperature.

【0081】この時、過酸化水素水を添加すると、シリ
コンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくらべて増速
することが可能となり、更に過酸化水素水の比率を変え
ることにより、その反応速度を制御することができる。
At this time, when hydrogen peroxide solution is added, the oxidation of silicon can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with the case where no addition is made. Further, by changing the ratio of hydrogen peroxide solution, The reaction rate can be controlled.

【0082】また、500μm厚の非多孔質Siを室温
において49%弗酸とアルコールと30%過酸化水素水
との混合液(10:6:50)(黒丸)に攪はんするこ
となしに浸潤した後に、該非多孔質シリコンの厚みの減
少を測定した。
Further, 500 μm-thick non-porous Si was stirred at room temperature in a mixed solution (10: 6: 50) of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (black circles) without stirring. After infiltration, the reduction in thickness of the non-porous silicon was measured.

【0083】非多孔質シリコンは、120分経過した後
にも、100オングストローム以下しかエッチングされ
なかった。
The non-porous silicon was etched by 100 angstroms or less even after 120 minutes.

【0084】この時、アルコールを添加すると、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、攪はんすることなく、除去でき、均一にかつ効
率よく多孔質Siをエッチングすることができる。
At this time, if alcohol is added, the bubbles of the reaction product gas due to the etching can be instantly removed from the etching surface without stirring, and the porous Si can be uniformly and efficiently etched. .

【0085】エッチング後の多孔質Siと非多孔質Si
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。
Porous Si and non-porous Si after etching
The sample was washed with water, and its surface was microanalyzed with secondary ions. No impurities were detected.

【0086】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Si
のエッチング速度および多孔質Siと非多孔質Siとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲で設定される。
The conditions of solution concentration and temperature are porous Si.
The etching rate and the etching selectivity between porous Si and non-porous Si are set within a range that does not practically hinder the manufacturing process.

【0087】図3から図9は、それぞれ他のエッチング
液による多孔質Siと単結晶Siの厚みのエッチング時
間依存性を示した図であり、図3は、エッチング液とし
て、バッファード弗酸と過酸化水素水とアルコールとの
混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング
特性。
FIGS. 3 to 9 are views showing the etching time dependence of the thicknesses of porous Si and single crystal Si by other etching solutions, respectively. FIG. 3 shows buffered hydrofluoric acid as an etching solution. Etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrogen peroxide water and alcohol is used.

【0088】図4は、エッチング液として、弗酸と過酸
化水素水との混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Si
のエッチング特性。
FIG. 4 shows porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide is used as an etching solution.
Etching characteristics.

【0089】図5は、エッチング液として、弗酸とアル
コールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siの
エッチング特性。
FIG. 5 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and alcohol is used as an etching solution.

【0090】図6は、エッチング液として、弗酸を用い
た時の多孔質と非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 6 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when hydrofluoric acid was used as the etching solution.

【0091】図7は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸とアルコールとの混合液を用いた時の多孔質と非
多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 7 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol is used as an etching solution.

【0092】図8は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸と過酸化水素水との混合液を用いた時の多孔質と
非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 8 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution is used as an etching solution.

【0093】図9は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング
特性である。
FIG. 9 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when buffered hydrofluoric acid was used as the etching solution.

【0094】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.

【0095】[0095]

【実施例】(実施例1)まず、200ミクロンの厚みを
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、
100mA/cm2 であった。この時の多孔質化速度
は、8.4μm/min.であり200ミクロンの厚み
を持ったP型(100)Si基体全体は、24分で多孔
質化された。
Example 1 First, a P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 200 μm was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is
It was 100 mA / cm 2 . The porosification rate at this time was 8.4 μm / min. And the entire P-type (100) Si substrate with a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0096】次に、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、非多孔質単結晶シリコ
ンエピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させ
た。堆積条件は、以下のとおりである。
Next, a non-porous single crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 μm on the P-type (100) porous Si substrate by the bias sputtering method. The deposition conditions are as follows.

【0097】 (基体表面クリーニング条件) RF周波数: 100MHz 高周波電力: 5W 温度: 380℃ Arガス圧力: 15×10-3Torr クリーニング時間: 5分 ターゲット直流バイアス: −5V 基体直流バイアス: +5V (堆積条件) RF周波数: 100MHz 高周波電力: 100W 温度(第1の温度): 380℃ Arガス圧力: 15×10-3Torr 成長時間: 4分 成長膜厚: 0.05μm ターゲット直流バイアス: −150V 基体直流バイアス: +10V 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英(fuzedsilica)ガラス基体とSi
基体を重ね合わせ、酸素雰囲気中で600℃,0.5時
間過熱することにより、両者の基体は、強固に接合され
た。
(Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (Deposition conditions) ) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: −150 V Substrate DC bias + 10V Next, a fused silica glass substrate having the surface of this epitaxial layer optically polished and Si.
By superposing the bases and heating them in an oxygen atmosphere at 600 ° C. for 0.5 hour, the bases were firmly bonded.

【0098】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を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。
Then, 0.1 μm of Si 3 N 4 was deposited as an etching prevention film by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. Remove by.

【0099】その後、該張り合わせた基体を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)で撹はんすることなく選択エッチングした。
65分後には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチ
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 were mixed with each other by a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (10:
The selective etching was performed at 6:50) without stirring.
After 65 minutes, only the non-porous silicon single crystal 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.

【0100】非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対
するエッチング速度は、極めて低く65分後でも50オ
ングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無視で
きる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 50 angstroms or less even after 65 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reached 10 5 or more, Etching (several tens of angstroms) in the non-porous layer has a practically negligible film thickness reduction.

【0101】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層
が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching preventive film, 0.05 μm of the fused silica glass substrate was removed. A single crystal Si layer having a thickness could be formed.

【0102】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Then, a high quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the usual CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0103】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0104】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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
ているおよそ1μm厚SOI構造が形成されていること
が確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, B
It was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer by the S method and the Si layer by the CVD method, and an SOI structure of about 1 μm thickness in which good crystallinity was maintained was formed.

【0105】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例2)まず、200ミクロンの厚みを持った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、100mA
/cm2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μ
m/min.であり200ミクロンの厚みを持ったP型
(100)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, regarding hole measurement and other electrical characteristics, no difference was observed from the characteristics of ordinary bulk silicon. (Example 2) First, a P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 200 μm was anodized in a 50% HF solution. Current density at this time is 100mA
Was / cm 2 . The porosity rate at this time is 8.4μ.
m / min. And the entire P-type (100) Si substrate with a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0106】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
にMBE(分子線エピタキシー:Molecular
Beam Epitaxy)法により、Siエピタキシ
ャル層を0.1ミクロン低温成長させた。堆積条件は、
以下のとおりである。
Next, MBE (Molecular Beam Epitaxy: Molecular) was formed on the P-type (100) porous Si substrate.
A Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.1 micron by the Beam Epitaxy method. The deposition conditions are
It is as follows.

【0107】 温度(第1の温度):700℃ 圧力:1×10-9Torr 成長速度:0.1nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体を重ねあわせ、酸素雰囲気中で70
0℃,0.5時間過熱することにより、両者の基体は、
強固に接合された。
Temperature (first temperature): 700 ° C. Pressure: 1 × 10 −9 Torr Growth rate: 0.1 nm / sec Next, a fused silica glass substrate that has been optically polished is superposed on the surface of this epitaxial layer. 70 in an oxygen atmosphere
By heating at 0 ° C for 0.5 hours, both substrates
It was firmly joined.

【0108】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を0.1μm堆積して、貼
りあわせた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した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 was deposited as an etching prevention film by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was made reactive. It was removed by ion etching.

【0109】その後、該張り合わせた基体をBHF(フ
ッ化アンモニウム36%と弗酸4.5%との混合水溶
液)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)で撹はんすることなく選択エ
ッチングした。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。
Then, the bonded substrates were mixed with BHF (36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid) 49% hydrofluoric acid, alcohol and 30% hydrogen peroxide solution (10: 6). : 50), selective etching was performed without stirring. After 205 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched, and the porous Si substrate is selectively etched using the single crystal Si as an etch stop material.
It was completely removed.

【0110】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50
オングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 205 minutes, it was 50.
It is less than or equal to angstrom, and the selection ratio with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more.

【0111】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、SiO2 上に
0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching prevention film, the SiO 2 substrate had a thickness of 0.1 μm. A single crystal Si layer was formed.

【0112】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Then, a high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0113】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0114】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, B
It was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and an SOI structure with a thickness of about 1 μm was formed in which good crystallinity was maintained.

【0115】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。
On the other hand, regarding hole measurement and other electrical characteristics, no difference was observed from the characteristics of ordinary bulk silicon.

【0116】(実施例3)まず、200ミクロンの厚み
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、100mA/cm2 であった。この時の多孔質化速
度は、8.4μm/min.であり200ミクロンの厚
みを持ったP型(100)Si基体全体は、24分で多
孔質化された。
(Embodiment 3) First, a P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 200 μm is put into HF of 50%.
Anodization was performed in the solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The porosification rate at this time was 8.4 μm / min. And the entire P-type (100) Si substrate with a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0117】次に、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
0.1μm低温成長させた。堆積条件は、以下のとおり
である。
Next, a Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.1 μm on the P-type (100) porous Si substrate by the plasma CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0118】 ガス:SiH4 高周波電力:100W 温度(第1の温度):800℃ 圧力:1×10-2Torr 成長速度:2.5nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体を重ねあわせ、窒素雰囲気中で80
0℃,0.5時間過熱することにより、両者の基体は、
強固に接合された。
Gas: SiH 4 High frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 800 ° C. Pressure: 1 × 10 -2 Torr Growth rate: 2.5 nm / sec Next, the surface of this epitaxial layer is optically polished. The fused fused silica substrates prepared above were stacked and placed in a nitrogen atmosphere at 80
By heating at 0 ° C for 0.5 hours, both substrates
It was firmly joined.

【0119】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を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した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 was deposited as an etching prevention film by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was made reactive. It was removed by ion etching.

【0120】その後、該張り合わせた基体を49%弗酸
と0%過酸化水素水との混合液(1:5)で撹はんしな
がら選択エッチングした。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。
Then, the bonded substrates were selectively etched with a mixed solution (1: 5) of 49% hydrofluoric acid and 0% hydrogen peroxide while stirring. 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.

【0121】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50オ
ングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無視
できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 50 angstroms or less even after 62 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reached 10 5 or more, The etching amount (tens of angstroms) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness.

【0122】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が
形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching preventive film, a 0.1 μm film was formed on the fused silica glass substrate. A single crystal Si layer having a thickness could be formed.

【0123】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Then, a high quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0124】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0125】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, B
It was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and an SOI structure with a thickness of about 1 μm was formed in which good crystallinity was maintained.

【0126】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例4)まず、200ミクロンの厚みを持った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、100mA
/cm2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μ
m/min.であり200ミクロンの厚みを持ったP型
(100)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, the hole measurement and other electrical characteristics were not different from those of ordinary bulk silicon. Example 4 First, a P-type (100) single crystal Si substrate having a thickness of 200 μm was anodized in a 50% HF solution. Current density at this time is 100mA
Was / cm 2 . The porosity rate at this time is 8.4μ.
m / min. And the entire P-type (100) Si substrate with a thickness of 200 microns was made porous in 24 minutes.

【0127】次に、該P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0.5ミ
クロン低温成長させた。堆積条件は、以下のとおりであ
る。
Next, a Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.5 μm on the P-type (100) porous Si substrate by a liquid phase growth method. The deposition conditions are as follows.

【0128】 溶媒:Sn 成長温度(第1の温度):900℃ 成長雰囲気:H2 成長時間:5分 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体とSi基体を重ねあわせ、窒素雰囲
気中で900℃,0.5時間過熱することにより、両者
の基体は、強固に接合された。
Solvent: Sn Growth temperature (first temperature): 900 ° C. Growth atmosphere: H 2 Growth time: 5 minutes Next, the fused silica glass substrate and the Si substrate, which have been optically polished, are superposed on the surface of this epitaxial layer. Together, by heating at 900 ° C. for 0.5 hour in a nitrogen atmosphere, the two substrates were firmly bonded.

【0129】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を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した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was made to be reactive. It was removed by ion etching.

【0130】その後、該張り合わせた基体を49%弗酸
とアルコールとの混合液(10:1)で撹はんすること
なく選択エッチングした。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。
Thereafter, the bonded substrates were 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 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.

【0131】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50オ
ングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無視
できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 50 angstroms or less even after 82 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reached 10 5 or more, The etching amount (tens of angstroms) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness.

【0132】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガラ
ス基体上に0.5μmの厚みを持った単結晶Si層が形
成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching prevention film, the thickness of 0.5 μm was formed on the fused silica glass substrate. It was possible to form a single crystal Si layer having

【0133】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Then, a high quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0134】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0135】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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、およそ1.5μm厚SOI構造が形成されてい
ることが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, B
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure with a thickness of about 1.5 μm was formed in which good crystallinity was maintained. It was

【0136】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例5)200ミクロンの厚みを持ったn型(10
0)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、100mA/cm
2 であった。
On the other hand, regarding hole measurement and other electrical characteristics, no difference was observed from the characteristics of ordinary bulk silicon. Example 5 An n-type (10
0) A single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 .

【0137】この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったn型(10
0)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
The rate of porosification at this time was 8.4 μm / m.
in. And an n-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes.

【0138】次に、該n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0.5
ミクロン低温成長させた。堆積条件は、以下のとおりで
ある。
Then, a Si epitaxial layer of 0.5 is formed on the n-type (100) porous Si substrate by a low pressure CVD method.
Micron low temperature growth. The deposition conditions are as follows.

【0139】 ソースガス:SiH4 800sccm キャリアガス:H2 150 1/min 温度(第1の温度):850℃ 圧力:1×10-2Torr 成長速度:3.3nm/sec 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体を重ね合わせ、酸素雰囲気中で80
0℃,0.5時間過熱することにより、両者の基体は、
強固に接合された。
Source gas: SiH 4 800 sccm Carrier gas: H 2 150 1 / min Temperature (first temperature): 850 ° C. Pressure: 1 × 10 −2 Torr Growth rate: 3.3 nm / sec Next, this epitaxial layer Optically polished fused silica glass substrates were overlaid on the surface of the
By heating at 0 ° C for 0.5 hours, both substrates
It was firmly joined.

【0140】次に、プラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を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した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 was deposited as an etching prevention film by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was made to be reactive. It was removed by ion etching.

【0141】その後、該張り合わせた基体を49%弗酸
で撹はんしながら選択エッチングした。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S
i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 were selectively etched with 49% hydrofluoric acid with stirring. After 78 minutes,
Only the single crystal Si layer remains without being etched, and the single crystal S
Using i as the etch stop material, the porous Si substrate was selectively etched and completely removed.

【0142】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50オ
ングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無視
できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 50 angstroms or less even after 78 minutes, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reached 10 5 or more, The etching amount (tens of angstroms) in the non-porous layer is a practically negligible reduction in film thickness.

【0143】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガラ
ス基体上に0.5μmの厚みを持った単結晶Si層が形
成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching preventive film, a thickness of 0.5 μm was formed on the fused silica glass substrate. It was possible to form a single crystal Si layer having

【0144】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0145】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0146】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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、およそ1.5μm厚SOI構造が形成されてい
ることが確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, B
No new crystal defects were introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and it was confirmed that an SOI structure with a thickness of about 1.5 μm was formed in which good crystallinity was maintained. It was

【0147】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例6)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)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、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, the hole measurement and other electrical characteristics were not different from those of ordinary bulk silicon. (Example 6) A P-type (10
0) A single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes.

【0148】次に、該P型(100)多孔質Si基体上
にバイアススパッター法より、非多孔質単結晶シリコン
エピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させた。
堆積条件は、以下のとおりである。 (基体表面クリーニング条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:5W 温度:380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr クリーニング時間:5分 ターゲット直流バイアス:−5V 基体直流バイアス:+5V (堆積条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:100W 温度(第1の温度):380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr 成長時間:4分 成長膜厚:0.05μm ターゲット直流バイアス:−150V 基体直流バイアス:+10V 次に、このエピタキシャル層の表面に、光学研磨を施し
た溶融石英ガラス基体とSi基体を重ね合わせ、酸素雰
囲気中で600℃,0.5時間過熱することにより、両
者の基体は、強固に接合された。
Next, a non-porous single crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 micron on the P-type (100) porous Si substrate by the bias sputtering method.
The deposition conditions are as follows. (Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (Deposition conditions) RF frequency : 100 MHz high frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: −150 V Substrate DC bias: +10 V Next Then, the fused silica glass substrate and the Si substrate, which have been optically polished, are superposed on the surface of this epitaxial layer and heated at 600 ° C. for 0.5 hours in an oxygen atmosphere to firmly bond the two substrates. It was

【0149】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を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した。
Then, 0.1 μm of Si 3 N 4 was deposited as an etching prevention film by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. Removed by.

【0150】その後、該張り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%フッ化アンモニウムと4.5%弗酸との
混合水溶液)とアルコールの混合液(10:1)で撹は
んすることなく選択エッチングした。275分後には、
非多孔質シリコン単結晶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 selected with a mixed solution of buffered hydrofluoric acid (36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid mixed solution) and alcohol (10: 1) without stirring. Etched. After 275 minutes,
Only the non-porous silicon single crystal layer remained unetched, and the porous Si substrate was selectively etched and completely removed using single crystal Si as an etch stop material.

【0151】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50
オングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and even after 275 minutes, the etching rate was 50.
It is less than or equal to angstrom, and the selection ratio with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more.

【0152】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は除去され、エッチング防止膜
としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガラ
ス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層が
形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching preventing film, the thickness of 0.05 μm was formed on the fused silica glass substrate. It was possible to form a single crystal Si layer having

【0153】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0154】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0155】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of cross-sectional observation by a transmission electron microscope, B
It was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and an SOI structure with a thickness of about 1 μm was formed in which good crystallinity was maintained.

【0156】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例7)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)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、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり、200ミクロンの厚みを持ったP型(1
00)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, regarding hole measurement and other electrical characteristics, there was no difference from the characteristics of ordinary bulk silicon. (Example 7) P-type (10
0) A single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (1
The entire 00) Si substrate became porous in 24 minutes.

【0157】次に該P型(100)多孔質Si基体上に
バイアススパッター法により、非多孔質単結晶シリコン
エピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させた。
堆積条件は、以下のとおりである。 (基体表面クリーニング条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:5W 温度:380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr クリーニング時間:5分 ターゲット直流バイアス:−5V 基体直流バイアス:+5V (堆積条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:100W 温度(第1の温度):380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr 成長時間:4分 成長膜厚:0.05μm ターゲット直流バイアス:−150V 基体直流バイアス:+10V 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体とSi基体を重ね合わせ、酸素雰囲
気中で600℃,0.5時間過熱することにより、両者
の基体は、強固に接合された。
Next, a non-porous single crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 micron on the P-type (100) porous Si substrate by the bias sputtering method.
The deposition conditions are as follows. (Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (Deposition conditions) RF frequency : 100 MHz high frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: −150 V Substrate DC bias: +10 V Next Then, the fused silica glass substrate and the Si substrate, which were optically polished on the surface of this epitaxial layer, were superposed and heated in an oxygen atmosphere at 600 ° C. for 0.5 hour to firmly bond the two substrates. .

【0158】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を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した。
Then, 0.1 μm of Si 3 N 4 was deposited as an etching prevention film by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. Removed by.

【0159】その後、該張り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%フッ化アンモニウムと4.5%弗酸との
混合水溶液)と30%過酸化水素水との混合液(1:
5)で撹はんしながら選択エッチングした。190分後
には、非多孔質シリコン単結晶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 buffered hydrofluoric acid (36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid mixed aqueous solution) and 30% hydrogen peroxide solution (1 :).
In step 5), selective etching was performed while stirring. After 190 minutes, only the non-porous silicon single crystal 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.

【0160】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190分後でも50
オングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and was 50 even after 190 minutes.
It is less than or equal to angstrom, and the selection ratio with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more.

【0161】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層
が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching preventive film, 0.05 μm of the fused silica glass substrate was removed. A single crystal Si layer having a thickness could be formed.

【0162】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0163】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0164】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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
ているおよそ1μm厚SOI構造が形成されていること
が確認された。
As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, B
It was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer by the S method and the Si layer by the CVD method, and an SOI structure of about 1 μm thickness in which good crystallinity was maintained was formed.

【0165】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。 (実施例8)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)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、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり、200ミクロンの厚みを持ったP型(1
00)Si基体全体は、24分で多孔質化された。
On the other hand, regarding hole measurement and other electrical characteristics, no difference was observed from the characteristics of ordinary bulk silicon. (Embodiment 8) P type (10
0) A single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (1
The entire 00) Si substrate became porous in 24 minutes.

【0166】次に、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、非多孔質単結晶シリコ
ンエピタキシャル層を0.05ミクロン低温成長させ
た。堆積条件は、以下のとおりである。 (基体表面クリーニング条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:5W 温度:380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr クリーニング時間:5分 ターゲット直流バイアス:−5V 基体直流バイアス:+5V (堆積条件) RF周波数:100MHz 高周波電力:100W 温度(第1の温度):380℃ Arガス圧力:15×10-3Torr 成長時間:4分 成長膜厚:0.05μm ターゲット直流バイアス:−150V 基体直流バイアス:+10V 次に、このエピタキシャル層の表面に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基体とSi基体を重ね合わせ、酸素雰囲
気中で600℃,0.5時間過熱することにより、両者
の基体は、強固に接合された。
Next, a non-porous single crystal silicon epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.05 micron on the P-type (100) porous Si substrate by the bias sputtering method. The deposition conditions are as follows. (Substrate surface cleaning conditions) RF frequency: 100 MHz High frequency power: 5 W Temperature: 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Cleaning time: 5 minutes Target DC bias: −5 V Substrate DC bias: +5 V (Deposition conditions) RF frequency : 100 MHz high frequency power: 100 W Temperature (first temperature): 380 ° C. Ar gas pressure: 15 × 10 −3 Torr Growth time: 4 minutes Growth film thickness: 0.05 μm Target DC bias: −150 V Substrate DC bias: +10 V Next Then, the fused silica glass substrate and the Si substrate, which were optically polished on the surface of the epitaxial layer, were superposed and heated in an oxygen atmosphere at 600 ° C. for 0.5 hour, whereby the two substrates were firmly bonded. .

【0167】次いでプラズマCVD法によってエッチン
グ防止膜としてのSi34 を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よって除去した。
Next, 0.1 μm of Si 3 N 4 as an etching prevention film was deposited by plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate was subjected to reactive ion etching. Therefore, it was removed.

【0168】その後、該張り合わせた基体をバッファー
ド弗酸(36%フッ化アンモニウムと4.5%弗酸の混
合水溶液)で撹はんしながら選択エッチングした。25
8分後には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチン
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 selectively etched with buffered hydrofluoric acid (36% ammonium fluoride and 4.5% hydrofluoric acid mixed aqueous solution) with stirring. 25
After 8 minutes, only the non-porous silicon single crystal 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.

【0169】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50
オングストローム以下であり、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(数十オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。
The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 258 minutes.
It is less than or equal to angstrom, and the selection ratio with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more.

【0170】すなわち、200ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたSi基体は、除去され、エッチング防止
膜としてのSi34 層を除去した後には、溶融石英ガ
ラス基体上に0.05μmの厚みを持った単結晶Si層
が形成できた。
That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 μm was removed, and after removing the Si 3 N 4 layer as the etching preventive film, a 0.05 μm film was formed on the fused silica glass substrate. A single crystal Si layer having a thickness could be formed.

【0171】次いで通常のCVD法により非多孔質シリ
コン単結晶上に高品質なエピタキシャルSi単結晶膜を
1μm堆積させた。堆積条件は以下の通りである。
Next, a high-quality epitaxial Si single crystal film was deposited to a thickness of 1 μm on the non-porous silicon single crystal by the ordinary CVD method. The deposition conditions are as follows.

【0172】 ソースガス:SiH2 Cl2 …1000sccm キャリアガス:H2 …230 1/min 基体温度(第2の温度):1080℃ 圧力:80Torr 成長時間:2min また、エッチング防止膜としての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基体のみを完全に除去しえる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 ... 1000 sccm Carrier gas: H 2 ... 230 1 / min Substrate temperature (second temperature): 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Growth time: 2 min Further, Si 3 N as an etching prevention film is used. The same effect can be obtained by coating with apiezon wax or electron wax instead of the four layers, and only the porous Si substrate can be completely removed.

【0173】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、B
S法によるSi層及びCVD法による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、およそ1μm厚SOI構造が形成されているこ
とが確認された。
As a result of cross-section observation with a transmission electron microscope, B
It was confirmed that new crystal defects were not introduced into the Si layer formed by the S method and the Si layer formed by the CVD method, and an SOI structure with a thickness of about 1 μm was formed in which good crystallinity was maintained.

【0174】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。
On the other hand, regarding hole measurement and other electrical characteristics, no difference was observed from the characteristics of ordinary bulk silicon.

【0175】[0175]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
光透過性基体上に結晶性が単結晶ウエハー並に優れたS
i結晶層を得るうえで、生産性、均一性、制御性、経済
性の面において卓越した方法を得られるという効果があ
る。
As described in detail above, according to the present invention,
The crystallinity on the light-transmissive substrate is as good as that of a single crystal wafer.
In obtaining the i crystal layer, there is an effect that an excellent method can be obtained in terms of productivity, uniformity, controllability, and economical efficiency.

【0176】また、本発明によれば、従来のSOIデバ
イスの利点を実現し、応用可能な半導体基材の作製方法
を提案することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to realize the advantages of the conventional SOI device and propose a method of manufacturing a semiconductor substrate which can be applied.

【0177】また、本発明によれば、SOI構造の大規
模集積回路を作製する際にも、高価なSOSや、SIM
OXの代替足り得る半導体基材の作製方法を提案するこ
とができる。
Further, according to the present invention, even when a large-scale integrated circuit having an SOI structure is manufactured, expensive SOS and SIM are used.
It is possible to propose a method for manufacturing a semiconductor substrate that can be a substitute for OX.

【0178】また本発明によれば、多孔質Siのエッチ
ングにおいて、半導体プロセス上悪影響をおよぼさない
湿式化学エッチング液を用いることができ、かつ、多孔
質Siと非多孔質Siとのエッチングの選択比が5桁以
上もあり、制御性、生産性に多大の効果が得られる。
Further, according to the present invention, in the etching of porous Si, a wet chemical etching solution that does not adversely affect the semiconductor process can be used, and the etching of porous Si and non-porous Si can be performed. Since the selection ratio is 5 digits or more, a great effect can be obtained on controllability and productivity.

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

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

【図2】エッチング液として、弗酸と過酸化水素水とア
ルコールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Si
のエッチング特性。
FIG. 2 shows porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide and alcohol is used as an etching solution.
Etching characteristics.

【図3】エッチング液として、バッファード弗酸と過酸
化水素水とアルコールとの混合液を用いた時の多孔質と
非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 3 is an etching characteristic of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution and alcohol is used as an etching solution.

【図4】エッチング液として、弗酸と過酸化水素水との
混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング
特性。
FIG. 4 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution is used as an etching solution.

【図5】エッチング液として、弗酸とアルコールとの混
合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siのエッチング特
性。
FIG. 5 is an etching characteristic of porous and non-porous Si when a mixed solution of hydrofluoric acid and alcohol is used as an etching solution.

【図6】エッチング液として、弗酸を用いた時の多孔質
と非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 6 shows the etching characteristics of porous and non-porous Si when hydrofluoric acid is used as an etching solution.

【図7】エッチング液として、バッファード弗酸とアル
コールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Siの
エッチング特性。
FIG. 7 shows etching characteristics of porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol is used as an etching solution.

【図8】エッチング液として、バッファード弗酸と過酸
化水素水との混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Si
のエッチング特性。
FIG. 8 shows porous and non-porous Si when a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution is used as an etching solution.
Etching characteristics.

【図9】エッチング液として、バッファード弗酸を用い
た時の多孔質と非多孔質Siのエッチング特性。
FIG. 9 is an etching characteristic of porous and non-porous Si when buffered hydrofluoric acid is used as an etching solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 多孔質Si基体 12 非多孔質シリコン単結晶層 13 光透過性ガラス基体 14 エピタキシャルSi単結晶層 11 Porous Si substrate 12 Non-porous silicon single crystal layer 13 Light-transmissive glass substrate 14 Epitaxial Si single crystal layer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基体を多孔質化する工程と、 該多孔質化したシリコン基体上に、第1の温度で非多孔
質シリコン単結晶層を形成する工程と、 該非多孔質シリコン単結晶層の表面を、光透過性ガラス
基体に貼り合わせる工程と、 該貼り合わせた基体の前記多孔質シリコンを無電解湿式
化学エッチングにより除去する多孔質シリコンの選択エ
ッチング工程と、 前記非多孔質シリコン単結晶層上に前記第1の温度より
高い第2の温度で単結晶シリコン層をエピタキシャル成
長により形成する工程と、を有することを特徴とする半
導体基材の作製方法。
1. A step of making a silicon substrate porous, a step of forming a non-porous silicon single crystal layer on the porous silicon substrate at a first temperature, and the non-porous silicon single crystal layer. Bonding the surface of the substrate to a light-transmissive glass substrate, a porous silicon selective etching step of removing the porous silicon of the bonded substrate by electroless wet chemical etching, and the non-porous silicon single crystal Forming a single crystal silicon layer on the layer at a second temperature higher than the first temperature by epitaxial growth.
【請求項2】 前記第2の温度で単結晶シリコン層をエ
ピタキシャル成長させる方法がCVD法であることを特
徴とする請求項1に記載の半導体基材の作製方法。
2. The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the method for epitaxially growing the single crystal silicon layer at the second temperature is a CVD method.
【請求項3】 前記多孔質化シリコン基体上に第1の温
度で形成された前記非多孔質シリコン単結晶層と前記第
2の温度で形成した単結晶シリコン層の厚さの合計が1
00ミクロン以下である請求項1に記載の半導体基材の
作製方法。
3. The total thickness of the non-porous silicon single crystal layer formed at a first temperature and the single crystal silicon layer formed at the second temperature on the porous silicon substrate is 1
The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1, which has a size of not more than 00 microns.
【請求項4】 前記第1の温度で形成された非多孔質シ
リコン単結晶層は、エピタキシャル成長により形成され
る請求項1に記載の半導体基材の作製方法。
4. The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the non-porous silicon single crystal layer formed at the first temperature is formed by epitaxial growth.
【請求項5】 前記第1の温度で形成された非多孔質シ
リコン単結晶層はバイアス・スパッター法、分子線エピ
タキシャル法、プラズマCVD法、光CVD法、液相成
長法、CVD法から選ばれる方法によって形成される請
求項1に記載の半導体基材の作製方法。
5. The non-porous silicon single crystal layer formed at the first temperature is selected from a bias sputtering method, a molecular beam epitaxial method, a plasma CVD method, a photo CVD method, a liquid phase growth method and a CVD method. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, which is formed by a method.
【請求項6】 前記第2の温度が900℃以上であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体基材の作製方
法。
6. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the second temperature is 900 ° C. or higher.
【請求項7】 前記多孔質化する工程は陽極化成である
請求項1に記載の半導体基材の作製方法。
7. The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the step of making porous is anodization.
【請求項8】 前記陽極化成はHF溶液中で行われる請
求項7に記載の半導体基材の作製方法。
8. The method for producing a semiconductor substrate according to claim 7, wherein the anodization is performed in an HF solution.
【請求項9】 前記多孔質シリコン面以外をエッチング
防止膜で被覆した後、前記エッチング工程を行なうこと
を特徴とする請求項1に記載の半導体基体の作成方法。
9. The method for producing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the etching step is performed after the surface other than the porous silicon surface is covered with an etching preventing film.
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