JPH0621509A - ポーラスシリコンの製造方法 - Google Patents
ポーラスシリコンの製造方法Info
- Publication number
- JPH0621509A JPH0621509A JP17868192A JP17868192A JPH0621509A JP H0621509 A JPH0621509 A JP H0621509A JP 17868192 A JP17868192 A JP 17868192A JP 17868192 A JP17868192 A JP 17868192A JP H0621509 A JPH0621509 A JP H0621509A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous silicon
- silicon
- solution
- oxide layer
- hydrofluoric acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Weting (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、ポーラスシリコンのサイズの規制方
法及び表面組成の安定化に関し、ポーラスシリコンの微
粒子のサイズを高精度で微細加工するとともに、発光効
率を低下させずに表面の組成を安定にすることを目的と
する。 【構成】シリコンウェハ１の表面に基本となるポーラス
シリコン２を形成する工程と、溶液を用いてに前記ポー
ラスシリコン２を化学的に酸化して表面に酸化層３を形
成する工程と、前記酸化層３を還元により除去して前記
ポーラスシリコン２を縮小化する工程とを有することを
含み構成する。
法及び表面組成の安定化に関し、ポーラスシリコンの微
粒子のサイズを高精度で微細加工するとともに、発光効
率を低下させずに表面の組成を安定にすることを目的と
する。 【構成】シリコンウェハ１の表面に基本となるポーラス
シリコン２を形成する工程と、溶液を用いてに前記ポー
ラスシリコン２を化学的に酸化して表面に酸化層３を形
成する工程と、前記酸化層３を還元により除去して前記
ポーラスシリコン２を縮小化する工程とを有することを
含み構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポーラスシリコンの製
造方法に関し、より詳しくは、ポーラスシリコンのサイ
ズの規制方法及び表面組成の安定化に関する。
造方法に関し、より詳しくは、ポーラスシリコンのサイ
ズの規制方法及び表面組成の安定化に関する。
【０００２】ウェハ状や膜状に形成されたシリコンは、
半導体集積回路装置を構成する材料として用いられてい
るが、間接遷移型半導体であるために、そのままでは光
学素子として使用することができない。
半導体集積回路装置を構成する材料として用いられてい
るが、間接遷移型半導体であるために、そのままでは光
学素子として使用することができない。
【０００３】これに対して、ポーラスシリコンは、その
フォトルミネッセンスが約６００〜１１００nmの波長で
強い感度が出ており、しかもその波長領域は空気による
吸収が少なく、光ファイバでの減衰も小さい波長領域を
含むので、ポーラスシリコンを光学素子として使用する
ことが期待されている。
フォトルミネッセンスが約６００〜１１００nmの波長で
強い感度が出ており、しかもその波長領域は空気による
吸収が少なく、光ファイバでの減衰も小さい波長領域を
含むので、ポーラスシリコンを光学素子として使用する
ことが期待されている。
【０００４】
【従来の技術】ポーラスシリコンを製造する場合には、
例えば図７に示すように、沸酸溶液１０を用いてシリコ
ンウェハ１を陽極化成し、その表面に量子サイズ効果の
あるポーラスシリコン２を形成する方法が採用されてい
る。
例えば図７に示すように、沸酸溶液１０を用いてシリコ
ンウェハ１を陽極化成し、その表面に量子サイズ効果の
あるポーラスシリコン２を形成する方法が採用されてい
る。
【０００５】なお、陽極化成は、シリコンウェハ１の下
面にアルミニウム電極１１を形成するとともに、沸酸溶
液１０中に電極を配置し、アルミニウム電極１１を正極
にしてそれらの電極１１、１２に直流電源１３を接続す
る方法である。
面にアルミニウム電極１１を形成するとともに、沸酸溶
液１０中に電極を配置し、アルミニウム電極１１を正極
にしてそれらの電極１１、１２に直流電源１３を接続す
る方法である。
【０００６】ところで、陽極化成によりポーラスシリコ
ン２を形成する場合には、作製直後にその表面が水素原
子により覆われ、組成が不安定であり、プロセスへの適
合性も悪いといった不都合がある。
ン２を形成する場合には、作製直後にその表面が水素原
子により覆われ、組成が不安定であり、プロセスへの適
合性も悪いといった不都合がある。
【０００７】これを解決するためには、作製後のポーラ
スシリコン２を酸化して、表面の組成を安定なものに変
化させることが必要であり、最も一般的な方法として
は、ポーラスシリコン２の表面を酸化させる方法があ
る。
スシリコン２を酸化して、表面の組成を安定なものに変
化させることが必要であり、最も一般的な方法として
は、ポーラスシリコン２の表面を酸化させる方法があ
る。
【０００８】酸化方法としては、ポーラスシリコン２を
高熱で熱酸化して表面の組成を変化して安定な表面組成
にする方法や、酸素雰囲気中で紫外線をポーラスシリコ
ン２に照射して表面を酸化するという方法が採られてい
る。
高熱で熱酸化して表面の組成を変化して安定な表面組成
にする方法や、酸素雰囲気中で紫外線をポーラスシリコ
ン２に照射して表面を酸化するという方法が採られてい
る。
【０００９】一方、ポーラスシリコン２の大きさを制御
する方法として、その表面を熱酸化によりサイズを小さ
くする方法や、陽極化成の際にシリコンウェハの抵抗を
変化させたり、作成時の電流密度を変化させたり、沸酸
濃度を変えるなど、陽極化成の条件を変える方法や、陽
極化成後にポーラスシリコン２をそのまま沸酸溶液１０
中に浸しておく方法が採用されている。
する方法として、その表面を熱酸化によりサイズを小さ
くする方法や、陽極化成の際にシリコンウェハの抵抗を
変化させたり、作成時の電流密度を変化させたり、沸酸
濃度を変えるなど、陽極化成の条件を変える方法や、陽
極化成後にポーラスシリコン２をそのまま沸酸溶液１０
中に浸しておく方法が採用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ポーラスシリ
コン２を高熱で熱酸化して表面の組成を安定にしたり、
大きさを制御する方法によれば、同時にポーラスシリコ
ン２内の原子の移動も起こり、ポーラスシリコンの微粒
子の基本的形状が崩れるので、サイズを精度良く制御す
ることが困難になるという欠点がある。
コン２を高熱で熱酸化して表面の組成を安定にしたり、
大きさを制御する方法によれば、同時にポーラスシリコ
ン２内の原子の移動も起こり、ポーラスシリコンの微粒
子の基本的形状が崩れるので、サイズを精度良く制御す
ることが困難になるという欠点がある。
【００１１】また、酸素雰囲気中で紫外線を照射する方
法によれば、ポーラスシリコン表面に非常に多くのダン
グリング・ボンド（未結合手）が生じ、非発光性のパス
が生じて発光効率が低下するといった問題がある。
法によれば、ポーラスシリコン表面に非常に多くのダン
グリング・ボンド（未結合手）が生じ、非発光性のパス
が生じて発光効率が低下するといった問題がある。
【００１２】さらに、陽極化成の条件を変化したり、沸
酸に浸漬することによりポーラスシリコン２の微粒子の
サイズを制御する方法によれば、微粒子の表面を原子層
単位で縮小させるような高精度の微細加工を施すことは
非常に難しい。
酸に浸漬することによりポーラスシリコン２の微粒子の
サイズを制御する方法によれば、微粒子の表面を原子層
単位で縮小させるような高精度の微細加工を施すことは
非常に難しい。
【００１３】以上の様に、ポーラスシリコンの微粒子の
サイズの制御性を保ち、また、発光効率を低下させずに
ポーラスシリコン表面の組成を安定なものにさせる方法
は確立されていなかった。
サイズの制御性を保ち、また、発光効率を低下させずに
ポーラスシリコン表面の組成を安定なものにさせる方法
は確立されていなかった。
【００１４】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、ポーラスシリコンの微粒子のサイズを高
精度で微細加工するとともに、発光効率を低下させずに
表面の組成を安定にすることができるポーラスシリコン
の製造方法を提供することを目的とする。
ものであって、ポーラスシリコンの微粒子のサイズを高
精度で微細加工するとともに、発光効率を低下させずに
表面の組成を安定にすることができるポーラスシリコン
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、シリコンウェハ１の上に基本となるポ
ーラスシリコン２を形成する工程と、溶液を用いて前記
ポーラスシリコン２を化学的に酸化する工程とを有する
ことを特徴とするポーラスシリコンの製造方法により達
成する。
例示するように、シリコンウェハ１の上に基本となるポ
ーラスシリコン２を形成する工程と、溶液を用いて前記
ポーラスシリコン２を化学的に酸化する工程とを有する
ことを特徴とするポーラスシリコンの製造方法により達
成する。
【００１６】または、シリコンウェハ１の上に基本とな
るポーラスシリコン２を形成する工程と、溶液を用いて
に前記ポーラスシリコン２を化学的に酸化して表面に酸
化層３を形成する工程と、前記酸化層３を還元により除
去する工程とを有することを特徴とするポーラスシリコ
ンの製造方法により達成する。
るポーラスシリコン２を形成する工程と、溶液を用いて
に前記ポーラスシリコン２を化学的に酸化して表面に酸
化層３を形成する工程と、前記酸化層３を還元により除
去する工程とを有することを特徴とするポーラスシリコ
ンの製造方法により達成する。
【００１７】または、酸化するための前記溶液は、過酸
化水素、硝酸のいずれかであることを特徴とするポーラ
スシリコンの製造方法により達成する。または、前記還
元する際に沸酸を使用することを特徴とするポーラスシ
リコンの製造方法により達成する。
化水素、硝酸のいずれかであることを特徴とするポーラ
スシリコンの製造方法により達成する。または、前記還
元する際に沸酸を使用することを特徴とするポーラスシ
リコンの製造方法により達成する。
【００１８】または、基本となる前記ポーラスシリコン
２は、陽極化成により形成されることを特徴とするポー
ラスシリコンの製造方法により達成する。
２は、陽極化成により形成されることを特徴とするポー
ラスシリコンの製造方法により達成する。
【００１９】
【作 用】本発明によれば、図１に示すように、陽極化
成等によりシリコンウェハ１の上にポーラスシリコン２
を形成した後に、これを過酸化水素や硝酸の溶液を用い
てポーラスシリコン２を酸化してその表面に酸化層３を
形成している。
成等によりシリコンウェハ１の上にポーラスシリコン２
を形成した後に、これを過酸化水素や硝酸の溶液を用い
てポーラスシリコン２を酸化してその表面に酸化層３を
形成している。
【００２０】この結果、熱酸化や紫外線照射による酸化
とは異なり、シリコン原子の移動が生じたりダングリン
グボンドが生じることなく、ポーラスシリコン２の表面
が酸化されて安定な組成となる。また、図２と図５の
(a),(b) に示すように酸化の際のフォトルミネッセンス
の強度のピークが短波長側にシフトしているので、量子
細線化が進み、また、その強度が大きくなって発光効率
の低下がないことがわかる。
とは異なり、シリコン原子の移動が生じたりダングリン
グボンドが生じることなく、ポーラスシリコン２の表面
が酸化されて安定な組成となる。また、図２と図５の
(a),(b) に示すように酸化の際のフォトルミネッセンス
の強度のピークが短波長側にシフトしているので、量子
細線化が進み、また、その強度が大きくなって発光効率
の低下がないことがわかる。
【００２１】しかも、酸化層３の形成後に、沸酸等を用
いてポーラスシリコン２の表面を還元しているので、酸
化層３が除去されたポーラスシリコン２が表出する。こ
の場合、図２と図５の(c) に示すように、フォトルミネ
ッセンスの強度のピークが短波長側にシフトしているの
で、さらに縮小されたことがわかる。
いてポーラスシリコン２の表面を還元しているので、酸
化層３が除去されたポーラスシリコン２が表出する。こ
の場合、図２と図５の(c) に示すように、フォトルミネ
ッセンスの強度のピークが短波長側にシフトしているの
で、さらに縮小されたことがわかる。
【００２２】ところで、上記した酸化や還元を行うと、
図２、図５に示すように、フォトルミネッセンスの強度
が大きくなり、短波長側にシフトする一方で、図３、図
６の赤外線吸収率と波数の関係に示すように、その表面
は酸化前と還元後との状態がほぼ同じであり、形状を崩
さず、表面状態を変えることなく縮小化、量子細線化さ
れていることがわかる。
図２、図５に示すように、フォトルミネッセンスの強度
が大きくなり、短波長側にシフトする一方で、図３、図
６の赤外線吸収率と波数の関係に示すように、その表面
は酸化前と還元後との状態がほぼ同じであり、形状を崩
さず、表面状態を変えることなく縮小化、量子細線化さ
れていることがわかる。
【００２３】また、このような酸化、還元は、原子層単
位で行うことが可能であり、これを複数回繰り返すこと
によりポーラスシリコン２のサイズを精度良く制御する
ことが可能になる。
位で行うことが可能であり、これを複数回繰り返すこと
によりポーラスシリコン２のサイズを精度良く制御する
ことが可能になる。
【００２４】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例を示す断面図である。
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例を示す断面図である。
【００２５】まず、図１(a) に示すように、陽極化成に
よってシリコンウェハ１の表面にポーラスシリコン２を
形成する。この陽極化成は、図７に示すように、シリコ
ンウェハ１の下面にアルミニウム電極１１を形成した後
に、その上面を沸酸溶液１０に浸すとともに、その沸酸
溶液１０の中にシリコンウェハ１に対向する電極１２を
形成する。そして、シリコンウェハ１のアルミニウム電
極１１を正極にして２つの電極１１，１２に直流電源１
３を接続すると、シリコンウェハ１の上面がポーラスの
状態となり、ついには、図１(a) に示すような微粒子状
のポーラスシリコン２が形成される。その高さは数μ
ｍ、上面の直径は数nmである。
よってシリコンウェハ１の表面にポーラスシリコン２を
形成する。この陽極化成は、図７に示すように、シリコ
ンウェハ１の下面にアルミニウム電極１１を形成した後
に、その上面を沸酸溶液１０に浸すとともに、その沸酸
溶液１０の中にシリコンウェハ１に対向する電極１２を
形成する。そして、シリコンウェハ１のアルミニウム電
極１１を正極にして２つの電極１１，１２に直流電源１
３を接続すると、シリコンウェハ１の上面がポーラスの
状態となり、ついには、図１(a) に示すような微粒子状
のポーラスシリコン２が形成される。その高さは数μ
ｍ、上面の直径は数nmである。
【００２６】この状態で、波長に対するフォトルミネッ
センスの強度を測定したところ、図２の(a) に示すよう
な特性が得られ、波長が約８００nmのところでフォトル
ミネッセンス強度が最大となった。
センスの強度を測定したところ、図２の(a) に示すよう
な特性が得られ、波長が約８００nmのところでフォトル
ミネッセンス強度が最大となった。
【００２７】この後に、過酸化水素水溶液を用いてポー
ラスシリコン２を酸化し、その表面に図１(b) に示すよ
うな酸化層３を形成する。この場合のフォトルミネッセ
ンス強度を測定したところ図２の(b) に示すようにな
り、その強度のピークが僅かに短波長側に変化し、しか
も、その強度が僅かに大きくなることがわかった。
ラスシリコン２を酸化し、その表面に図１(b) に示すよ
うな酸化層３を形成する。この場合のフォトルミネッセ
ンス強度を測定したところ図２の(b) に示すようにな
り、その強度のピークが僅かに短波長側に変化し、しか
も、その強度が僅かに大きくなることがわかった。
【００２８】さらに、沸酸（HF）溶液を用いてポーラス
シリコン２の表面を還元して、酸化層３を除去すると図
１(c) に示すようになり、基本的形状を殆ど崩さずに縮
小化されたポーラスシリコン２が表出することになる。
シリコン２の表面を還元して、酸化層３を除去すると図
１(c) に示すようになり、基本的形状を殆ど崩さずに縮
小化されたポーラスシリコン２が表出することになる。
【００２９】この場合のフォトルミネッセンスのピーク
は、図２の(c) に示すように、７５０nm程度の短波長ま
で移行し、そのフォトルミネッセンス強度は大幅に増加
している。
は、図２の(c) に示すように、７５０nm程度の短波長ま
で移行し、そのフォトルミネッセンス強度は大幅に増加
している。
【００３０】このように、過酸化水素水溶液、沸酸溶液
によりフォトルミネッセンス強度のピークが短波長側に
移行することは、量子サイズ効果による量子準位のバン
ドギャップが大きくなったことを意味し、これによりポ
ーラスシリコン２の量子細線のサイズが小さくなってい
ることが確かめられる。また、フォトルミネッセンス強
度が増加することは、電子が伝導帯から価電子帯へ遷移
する際にフォノンの介在がなくなって間接遷移半導体の
性質が失われ、その遷移確率が大きくなり、ポーラスシ
リコン２を光学素子として用いるための道が大きく開け
たことを意味する。
によりフォトルミネッセンス強度のピークが短波長側に
移行することは、量子サイズ効果による量子準位のバン
ドギャップが大きくなったことを意味し、これによりポ
ーラスシリコン２の量子細線のサイズが小さくなってい
ることが確かめられる。また、フォトルミネッセンス強
度が増加することは、電子が伝導帯から価電子帯へ遷移
する際にフォノンの介在がなくなって間接遷移半導体の
性質が失われ、その遷移確率が大きくなり、ポーラスシ
リコン２を光学素子として用いるための道が大きく開け
たことを意味する。
【００３１】ところで、ポーラスシリコン２を陽極化成
により形成し、これを酸化、還元するそれぞれの場合に
ついて、赤外透過測定を行って表面の組成を調べたとこ
ろ、図３に示すような波数と透過率の関係が得られた。
により形成し、これを酸化、還元するそれぞれの場合に
ついて、赤外透過測定を行って表面の組成を調べたとこ
ろ、図３に示すような波数と透過率の関係が得られた。
【００３２】図３の(a) は、陽極化成直後のポーラスシ
リコン２に対するもので、SiH 、SiH2、SiH3等の波数に
対応する光吸収がみられ、これらによりポーラスシリコ
ンの表面は水素原子に覆われていることがわかる。
リコン２に対するもので、SiH 、SiH2、SiH3等の波数に
対応する光吸収がみられ、これらによりポーラスシリコ
ンの表面は水素原子に覆われていることがわかる。
【００３３】また、図３の(b) は、ポーラスシリコン２
の表面を過酸化水素水溶液により酸化したものであり、
Si-OH とHSiO3 に由来する波数で光透過率の減衰が見ら
れ、これにより酸化層３による赤外線吸収があることが
わかる。この場合のフォトルミネッセンスのピークは短
波長側に移行しているので（図２の(b))、酸化により微
細化されたことがわかる。
の表面を過酸化水素水溶液により酸化したものであり、
Si-OH とHSiO3 に由来する波数で光透過率の減衰が見ら
れ、これにより酸化層３による赤外線吸収があることが
わかる。この場合のフォトルミネッセンスのピークは短
波長側に移行しているので（図２の(b))、酸化により微
細化されたことがわかる。
【００３４】さらに、図３の(c) は、試料を沸酸溶液に
つけてポーラスシリコン２の表面を還元した場合のもの
であり、その赤外線透過率と波数の関係は、陽極化成直
後のポーラスシリコン２とほぼ同じであり、その表面は
水素原子により覆われていることがわかる。この場合の
フォトルミネッセンスは、短波長側にシフトし、その強
度が大きいことから量子サイズ効果による量子準位バン
ドギャップが大きくなって微細化していることがわかる
（図２の(c))。
つけてポーラスシリコン２の表面を還元した場合のもの
であり、その赤外線透過率と波数の関係は、陽極化成直
後のポーラスシリコン２とほぼ同じであり、その表面は
水素原子により覆われていることがわかる。この場合の
フォトルミネッセンスは、短波長側にシフトし、その強
度が大きいことから量子サイズ効果による量子準位バン
ドギャップが大きくなって微細化していることがわかる
（図２の(c))。
【００３５】これらの測定結果によれば、図３の(a) か
ら(b) へと変化する場合には、酸化シリコンに由来する
波数の透過率が下がってポーラスシリコン２の表面が酸
化されていることがわかり、また、図３の(b) から(c)
へと変化する場合には、その透過率は図３の(a) に戻っ
て還元されていることがわかる。
ら(b) へと変化する場合には、酸化シリコンに由来する
波数の透過率が下がってポーラスシリコン２の表面が酸
化されていることがわかり、また、図３の(b) から(c)
へと変化する場合には、その透過率は図３の(a) に戻っ
て還元されていることがわかる。
【００３６】なお、図３における赤外線透過率特性にお
ける小さな周期的波形は、ポーラスシリコン２の上面と
シリコンウェハ１の上面との干渉によるものである。と
ころで、陽極化成直後のポーラスシリコン２の表面から
一層目のSi原子層は、図４(a) に示すように水素が結
合している。
ける小さな周期的波形は、ポーラスシリコン２の上面と
シリコンウェハ１の上面との干渉によるものである。と
ころで、陽極化成直後のポーラスシリコン２の表面から
一層目のSi原子層は、図４(a) に示すように水素が結
合している。
【００３７】また、過酸化水素により処理すると、図４
(b) に示すように、一層目のSi原子層と二層目のSi原
子層の結合が切れて、一層目のSi原子層と二層目の
Si原子層の間に酸素が介在した状態となり、また、一
層目のSi原子層はＯＨ基、Ｈ等と結合した状態とな
り、これにより図１(b) に示す酸化層３が形成される。
(b) に示すように、一層目のSi原子層と二層目のSi原
子層の結合が切れて、一層目のSi原子層と二層目の
Si原子層の間に酸素が介在した状態となり、また、一
層目のSi原子層はＯＨ基、Ｈ等と結合した状態とな
り、これにより図１(b) に示す酸化層３が形成される。
【００３８】さらに、沸酸処理を行うと、図４(c) に示
すように、二層目と三層目のSi原子層，の結合が切
れて三層目のSi層が沸酸の水素原子と結合するので、
これにより、微細化されたポーラスシリコン２の表面が
水素原子に覆われた状態となる。
すように、二層目と三層目のSi原子層，の結合が切
れて三層目のSi層が沸酸の水素原子と結合するので、
これにより、微細化されたポーラスシリコン２の表面が
水素原子に覆われた状態となる。
【００３９】このように、過酸化水素処理、沸酸処理を
複数回行えば、その表面の組成も同じように繰り返され
ることになり、これによってポーラスシリコンの縮小化
が原子層単位で制御される。しかも、高温で処理する必
要はなく、常温での制御が可能になってシリコン原子の
移動による形状の崩れが防止される。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 上記した実施例では、過酸化水素水溶液を使用してポー
ラスシリコンの表面に酸化層を形成しているが、硝酸水
溶液を用いて酸化してもよい。
複数回行えば、その表面の組成も同じように繰り返され
ることになり、これによってポーラスシリコンの縮小化
が原子層単位で制御される。しかも、高温で処理する必
要はなく、常温での制御が可能になってシリコン原子の
移動による形状の崩れが防止される。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 上記した実施例では、過酸化水素水溶液を使用してポー
ラスシリコンの表面に酸化層を形成しているが、硝酸水
溶液を用いて酸化してもよい。
【００４０】図５の(a) は、陽極化成直後のポーラスシ
リコンのフォトルミネッセンスのスペクトル、図６(a)
は、その赤外線吸収率と波数の関係を示すものであり、
図２(a) 図３(a) と同じ状態となっている。
リコンのフォトルミネッセンスのスペクトル、図６(a)
は、その赤外線吸収率と波数の関係を示すものであり、
図２(a) 図３(a) と同じ状態となっている。
【００４１】このようなポーラスシリコンを硝酸水溶液
により酸化すると、同図の(b) に見られるように、フォ
トルミネッセンス強度のピークが短波長側に変化するこ
とが分かる。しかも、過酸化水素水溶液による場合に比
べてピーク点でのフォトルミネッセンス強度が大きくな
っている。
により酸化すると、同図の(b) に見られるように、フォ
トルミネッセンス強度のピークが短波長側に変化するこ
とが分かる。しかも、過酸化水素水溶液による場合に比
べてピーク点でのフォトルミネッセンス強度が大きくな
っている。
【００４２】また、この場合の赤外線透過率と波数の関
係を調べた結果、図７の(b) に示すような状態になり、
第１実施例と同様に、Si-OH 、HSiO3 による赤外線吸収
がみれら、これにより、硝酸水溶液によっても酸化層が
形成されることがわかる。
係を調べた結果、図７の(b) に示すような状態になり、
第１実施例と同様に、Si-OH 、HSiO3 による赤外線吸収
がみれら、これにより、硝酸水溶液によっても酸化層が
形成されることがわかる。
【００４３】次に、第１実施例と同様に、酸化層を沸酸
処理してフォトルミネッセンスの強度を調べると、図５
の(b) に示すように、その強度のピークが７５０nmより
も短い波長帯域に移行していることがわかった。
処理してフォトルミネッセンスの強度を調べると、図５
の(b) に示すように、その強度のピークが７５０nmより
も短い波長帯域に移行していることがわかった。
【００４４】また、この沸酸処理後のポーラスシリコン
の赤外線透過率を調べたところ、図６の(c) に示すよう
な特性が得られ、酸化層に由来する波数の透過率の減衰
がみられず、これにより、表面に水素が結合したポーラ
スシリコンが現れていることがわかる。
の赤外線透過率を調べたところ、図６の(c) に示すよう
な特性が得られ、酸化層に由来する波数の透過率の減衰
がみられず、これにより、表面に水素が結合したポーラ
スシリコンが現れていることがわかる。
【００４５】なお、硝酸処理後の赤外線透過特性図（図
６）には小さな波形がなくなっているが、これは、ポー
ラスシリコンの上部が僅かに削られるために、その下方
のシリコンウェハ面との干渉がなくなっているからであ
る。これにより、硝酸溶液を使用してポーラスシリコン
の表面に酸化層を形成すると、その側部が薄くなるだけ
でなく、その高さも減少することがわかる。
６）には小さな波形がなくなっているが、これは、ポー
ラスシリコンの上部が僅かに削られるために、その下方
のシリコンウェハ面との干渉がなくなっているからであ
る。これにより、硝酸溶液を使用してポーラスシリコン
の表面に酸化層を形成すると、その側部が薄くなるだけ
でなく、その高さも減少することがわかる。
【００４６】以上の測定結果により、基本的な形状を崩
すことなく、ポーラスシリコン表面が確かに酸化された
り、還元されたりして、これにより微細化が可能になる
ことが分かる。
すことなく、ポーラスシリコン表面が確かに酸化された
り、還元されたりして、これにより微細化が可能になる
ことが分かる。
【００４７】また、ポーラスシリコンの表面状態は、図
４に示すとほぼ同様な変化が現れるので、硝酸水溶液を
使用して酸化層を形成する場合にも、原子層単位でサイ
ズの制御が可能になることがわかる。
４に示すとほぼ同様な変化が現れるので、硝酸水溶液を
使用して酸化層を形成する場合にも、原子層単位でサイ
ズの制御が可能になることがわかる。
【００４８】そして、硝酸処理、沸酸処理を複数回行え
ば、その表面の組成も同じように繰り返されることにな
り、これによってポーラスシリコンの縮小化が原子層単
位で制御され、しかも、常温での制御が可能になってシ
リコン原子の移動による形状の崩れが防止できる。
ば、その表面の組成も同じように繰り返されることにな
り、これによってポーラスシリコンの縮小化が原子層単
位で制御され、しかも、常温での制御が可能になってシ
リコン原子の移動による形状の崩れが防止できる。
【００４９】なお、上記した実施例ではシリコンウェハ
の表面に直にポーラスシリコンを形成したが、ウェハの
上にシリコン層をエピタキシャル成長した後に、このシ
リコン層にポーラスシリコンを形成し、ついで、上記工
程によりその表面を酸化、還元してもよい。
の表面に直にポーラスシリコンを形成したが、ウェハの
上にシリコン層をエピタキシャル成長した後に、このシ
リコン層にポーラスシリコンを形成し、ついで、上記工
程によりその表面を酸化、還元してもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、陽極
化成等によりシリコンウェハの上にポーラスシリコンを
形成した後に、これを過酸化水素や硝酸の溶液を用いて
その表面を酸化して酸化層を形成している。
化成等によりシリコンウェハの上にポーラスシリコンを
形成した後に、これを過酸化水素や硝酸の溶液を用いて
その表面を酸化して酸化層を形成している。
【００５１】この結果、熱酸化や紫外線照射による酸化
とは異なり、シリコン原子の移動が生じたりダングリン
グボンドが生じることなく、ポーラスシリコンの表面を
酸化して安定な組成にするとができる。
とは異なり、シリコン原子の移動が生じたりダングリン
グボンドが生じることなく、ポーラスシリコンの表面を
酸化して安定な組成にするとができる。
【００５２】また、この方法によれば、酸化の際のフォ
トルミネッセンスの強度のピークが短波長側にシフトす
るので、量子細線化が進み、また、その強度が大きくな
って発光効率が低下しないことがわかる。
トルミネッセンスの強度のピークが短波長側にシフトす
るので、量子細線化が進み、また、その強度が大きくな
って発光効率が低下しないことがわかる。
【００５３】しかも、酸化層形成後に、沸酸等を用いて
ポーラスシリコン表面を還元し、酸化層を除去すること
により、縮小化、量子細線化されたポーラスシリコンを
表出させることができる。
ポーラスシリコン表面を還元し、酸化層を除去すること
により、縮小化、量子細線化されたポーラスシリコンを
表出させることができる。
【００５４】また、このような酸化、還元は、原子層単
位で行うことが可能であり、これを複数回繰り返すこと
によりポーラスシリコンのサイズを精度良く制御するこ
とが可能になる。
位で行うことが可能であり、これを複数回繰り返すこと
によりポーラスシリコンのサイズを精度良く制御するこ
とが可能になる。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例のフォトルミネッセンス強
度とスペクトルの関係を示す特性図である。
度とスペクトルの関係を示す特性図である。
【図３】本発明の第１実施例の赤外線吸収率と波数の関
係を示す特性図である。
係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施例のポーラスシリコンの表面状態
を示す化学構造図である。
を示す化学構造図である。
【図５】本発明の第２実施例のフォトルミネッセンス強
度とスペクトルの関係を示す特性図である。
度とスペクトルの関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施例の赤外線吸収率と波数の関
係を示す特性図である。
係を示す特性図である。
【図７】陽極化成の一例を示す構造図と、ポーラスシリ
コンの一例を示す断面図である。
コンの一例を示す断面図である。
１ シリコンウェハ ２ ポーラスシリコン ３ 酸化層 １０ 沸酸溶液 １１ アルミニウム電極 １２ 電極 １３ 直流電源
Claims (5)
- 【請求項１】シリコンウェハ（１）の上に基本となるポ
ーラスシリコン（２）を形成する工程と、 溶液を用いて前記ポーラスシリコン（２）を化学的に酸
化する工程とを有することを特徴とするポーラスシリコ
ンの製造方法。 - 【請求項２】シリコンウェハ（１）の上に基本となるポ
ーラスシリコン（２）を形成する工程と、 溶液を用いてに前記ポーラスシリコン（２）を化学的に
酸化して表面に酸化層（３）を形成する工程と、 前記酸化層（３）を還元により除去する工程とを有する
ことを特徴とするポーラスシリコンの製造方法。 - 【請求項３】酸化するための前記溶液は、過酸化水素、
硝酸のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２
記載のポーラスシリコンの製造方法。 - 【請求項４】前記還元の際に沸酸を使用することを特徴
とする請求項２記載のポーラスシリコンの製造方法。 - 【請求項５】基本となる前記ポーラスシリコン（２）
は、陽極化成により形成されることを特徴とする請求項
１又は２記載のポーラスシリコンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17868192A JPH0621509A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ポーラスシリコンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17868192A JPH0621509A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ポーラスシリコンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621509A true JPH0621509A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16052696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17868192A Withdrawn JPH0621509A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ポーラスシリコンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621509A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100596189B1 (ko) * | 1998-11-16 | 2006-07-05 | 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 | 전계 방사형 전자원 및 그 제조방법 및 상기 전자원을이용한디스플레이 |
| WO2009017226A1 (ja) | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Toyama Prefecture | 細胞のスクリーニング方法 |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP17868192A patent/JPH0621509A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100596189B1 (ko) * | 1998-11-16 | 2006-07-05 | 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 | 전계 방사형 전자원 및 그 제조방법 및 상기 전자원을이용한디스플레이 |
| WO2009017226A1 (ja) | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Toyama Prefecture | 細胞のスクリーニング方法 |
| US9494575B2 (en) | 2007-08-02 | 2016-11-15 | Toyama Prefecture | Cells screening method |
| US9977017B2 (en) | 2007-08-02 | 2018-05-22 | Toyama Prefecture | Apparatus for screening cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3294934B2 (ja) | 半導体基板の作製方法及び半導体基板 | |
| Águila Rodríguez et al. | FTIR and photoluminescence studies of porous silicon layers oxidized in controlled water vapor conditions | |
| JPS58118A (ja) | 半導体基板上の要素をレ−ザ・トリミングする方法 | |
| JP2014193792A (ja) | 珪素微粒子の製造方法 | |
| Vig | Ultraviolet-ozone cleaning of semiconductor surfaces | |
| JPH1131691A (ja) | 炭化けい素半導体装置の熱酸化膜形成方法 | |
| JPH0621509A (ja) | ポーラスシリコンの製造方法 | |
| JPH055182B2 (ja) | ||
| JPH06275866A (ja) | ポーラス半導体発光装置と製造方法 | |
| EP0126803A2 (en) | Method for photochemical conversion of silicon monoxide to silicon dioxide | |
| JP2640828B2 (ja) | 半導体基板表面の自然酸化膜の除去方法 | |
| US20020119663A1 (en) | Method for forming a fine structure on a surface of a semiconductor material, semiconductor materials provided with such a fine structure, and devices made of such semiconductor materials | |
| JPS60158620A (ja) | デバイスの製造方法 | |
| JP3259247B2 (ja) | ポーラス・シリコンおよびその製造方法 | |
| JPH098258A (ja) | Ｓｏｉ基板の製造方法 | |
| JPH0689891A (ja) | 多孔質シリコン層の加工方法 | |
| JP2806136B2 (ja) | 微細構造発光素子作製方法 | |
| JP2000068608A (ja) | 窒化ガリウム系半導体素子の製造方法 | |
| JPH0677528A (ja) | 半導体材料の処理方法 | |
| JPS63138739A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH08330198A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100227641B1 (ko) | 반도체 소자의 게이트 산화막 형성 방법 | |
| JPS6224629A (ja) | 半導体表面保護膜形成方法 | |
| JPH08162668A (ja) | 多孔質シリコンの形成方法 | |
| JP3432013B2 (ja) | 酸化膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |