JPH07249749A - Production of soi board - Google Patents

Production of soi board

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JPH07249749A
JPH07249749A JP4096494A JP4096494A JPH07249749A JP H07249749 A JPH07249749 A JP H07249749A JP 4096494 A JP4096494 A JP 4096494A JP 4096494 A JP4096494 A JP 4096494A JP H07249749 A JPH07249749 A JP H07249749A
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silicon
porous
layer
soi
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憲二 山方
Takao Yonehara
隆夫 米原
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Abstract

PURPOSE:To reduce voids at the interface by a factor of several to ten by activating the surface of SiO2 to be bonded through plasma processing thereby enhancing the bonding strength. CONSTITUTION:A substrate 100 deposited with an oxide and a previously prepared supporting substrate 110 deposited with a silicon oxide are set in a plasma processing system where they are subjected to surface activation by oxygen plasma. Both substrates are immersed into pure water and then dried before they are bonded on the processed surfaces. It is then heat treated and ground on the silicon substrate 100 side to expose a porous silicon 102 and only the porous part 101 is etched selectively and entirely. Consequently, an SOI substrate where single crystal silicon is deposited on silicon oxide is obtained and the density of void in the SOI film can be reduced by a factor of 4 as compared with a conventional SOI substrate which is not subjected to surface treatment.

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、SOI基板の作製方法
に関するものであり、特に貼り合わせ方式により作製さ
れるSOI基板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 manufacturing an SOI substrate, and more particularly to a method for manufacturing an SOI substrate manufactured by a bonding method.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁物上の単結晶シリコン半導体層の形
成は、Silicon on Insulator(S
OI)技術として広く知られ、通常のシリコン集積回路
を作製するバルクシリコン基板では到達しえない数々の
優位点をこの基板が有することから、多くの研究が成さ
れてきた。
2. Description of the Related Art The formation of a single crystal silicon semiconductor layer on an insulator is performed by using a Silicon on Insulator (S).
Much research has been done because this substrate has a number of advantages that are widely known as OI) technology and cannot be reached by a bulk silicon substrate for producing a normal silicon integrated circuit.

【0003】最近報告されたSOI形成法の中で、特に
質的に優れているものとして通称「貼り合わせSOI」
がある。これは、少なくとも一方が酸化等により絶縁膜
が形成されている2枚のウェハーの鏡面同士を密着さ
せ、熱処理を施して密着界面の結合を強力なものとした
後、どちらか一方側から基板を研磨、或いはエッチング
することによって絶縁膜上に任意の厚みを持ったシリコ
ン単結晶薄膜を残すという技術である。この技術におい
て最も重要なのはシリコン基板を薄膜化する工程であ
る。即ち通常数百μmもの厚さのシリコン基板を均一に
数μm、もしくは1μm以下の厚さまで研磨、或いはエ
ッチングしなければならず、その制御性や均一性の面で
技術的に極めて困難である。シリコンの薄膜化の方法に
は大別して2通りある。1つは研磨のみで行なう方法
(BPSOI:Bonding andPolishi
ng SOI)であり、もう1つは残す薄膜の直上(単
体の基板作製時では直下)にエッチングストップ層を設
け、基板エッチングとエッチングストップ層のエッチン
グの2段階で行なう方法(BESOI:Bond an
d Etchback SOI)である。BESOIは
シリコン活性層は予め形成してあるエッチングストップ
層の上にエピタキシャル成長する場合が多いので、膜厚
の均一性を確保するにはこのBESOIが現在のところ
有利とされている。しかしながらエッチングストップ層
は不純物を高濃度に含んでいる場合が多いので、これに
よって結晶格子の歪みが発生し、結晶欠陥がエピタキシ
ャル層に伝搬するという問題がある。またエピタキシャ
ル層の酸化や貼り合わせ後のアニール時に不純物が拡散
して、エッチング特性を変化させてしまう可能性もあ
る。
Among the SOI formation methods reported recently, the one called "bonded SOI" is particularly known as having excellent quality.
There is. This is because the mirror surfaces of two wafers, at least one of which has an insulating film formed by oxidation or the like, are brought into close contact with each other, and heat treatment is performed to strengthen the bond at the close contact interface. This is a technique of leaving a silicon single crystal thin film having an arbitrary thickness on the insulating film by polishing or etching. The most important step in this technology is the step of thinning the silicon substrate. That is, a silicon substrate having a thickness of several hundred μm must be uniformly polished or etched to a thickness of several μm or 1 μm or less, which is technically extremely difficult in terms of controllability and uniformity. There are roughly two methods for thinning silicon. One is a method of only polishing (BPSOI: Bonding and Polishing).
ng SOI), the other is a method in which an etching stop layer is provided directly above the thin film to be left (immediately below when manufacturing a single substrate), and the etching is performed in two steps (BESOI: Bond an).
d Etchback SOI). Since BESOI often has a silicon active layer epitaxially grown on an etching stop layer which has been previously formed, BESOI is currently considered to be advantageous in order to secure the uniformity of the film thickness. However, since the etching stop layer often contains impurities at a high concentration, distortion of the crystal lattice occurs due to this, and there is a problem that crystal defects propagate to the epitaxial layer. Further, there is a possibility that the impurities may diffuse during the oxidization of the epitaxial layer or the annealing after the bonding, which may change the etching characteristics.

【0004】もう一つ貼り合わせSOIで重要なこと
は、大気中の不純物や基板表面の凹凸のために、貼り合
わせ界面に界面準位が発生しやすいという点にある。界
面準位はデバイスの電流リーク等の特性劣化をもたらす
原因となり易い。そこでこれを避けるためには、活性層
を酸化してから貼り合わせるという方法が考えられる。
これにより活性層の下地界面は貼り合わせ界面でなく、
熱酸化界面となり、界面準位は低く抑えられる。ただし
SOIの特性を十分に満たす酸化膜厚を得るためには、
活性層をかなり酸化する必要があり、前述したようにB
ESOIの場合には酸化時の熱のためにエッチングスト
ップ層の不純物プロファイルを変化させてしまいかねな
い。従って活性層は薄く酸化して、他方の基板のシリコ
ン酸化層を厚くしてシリコン酸化膜同士を貼り合わせる
ことになる。しかしここでもまた新たな問題点が生ず
る。即ちシリコンとシリコン酸化膜の貼り合わせに比べ
て、シリコン酸化膜同士の貼り合わせ強度は低く、その
ために「ボイド」と呼ばれる空隙を貼り合わせ界面に多
く発生させてしまうのである。
Another important point in the bonding SOI is that an interface state is likely to occur at the bonding interface due to impurities in the atmosphere and irregularities on the substrate surface. The interface state is likely to cause deterioration of characteristics such as current leakage of the device. Therefore, in order to avoid this, a method in which the active layer is oxidized and then bonded is considered.
As a result, the underlying interface of the active layer is not a bonding interface,
It becomes a thermal oxidation interface, and the interface level can be kept low. However, in order to obtain an oxide film thickness that sufficiently satisfies the characteristics of SOI,
It is necessary to considerably oxidize the active layer, and as described above, B
In the case of ESOI, the impurity profile of the etching stop layer may change due to the heat generated during oxidation. Therefore, the active layer is thinly oxidized, the silicon oxide layer of the other substrate is thickened, and the silicon oxide films are bonded together. But here too, new problems arise. That is, the bonding strength between the silicon oxide films is lower than that between the bonding of silicon and the silicon oxide film, so that many voids called "voids" are generated at the bonding interface.

【0005】SiO2 とSiO2 を従来よりも強い結合
力で貼り合わせた例として、石英基板と表面が酸化され
たシリコン基板を貼り合わせる方法を、Goetzらが
報告している(G.G.Goetz,Electroc
hemical Society,Bonding S
ymposium 1991,Extended ab
stract,pp.65)。これはSiO2 の表面を
酸素のRFプラズマ中に晒し、プラズマとシリコン基板
の間にDCバイアスを印加することで酸素イオンプラズ
マをSiO2 表面に衝突させ、そのエネルギーでSiO
2 を活性化させるという方法である。そして活性化した
SiO2 同士を貼り合わせると、活性化しないで貼り合
わせたものに比べて数倍の結合力が発生し、言い替えれ
ば、同じ結合力を得るのにかなり低温の熱処理で済むと
いうことで、これはBESOIのように高温の熱処理を
嫌うものや、ガラスとシリコンの貼り合わせのように熱
膨張係数の異なる組み合わせの場合に適している。
Goetz et al. Reported a method of bonding a quartz substrate and a silicon substrate whose surface was oxidized, as an example of bonding SiO 2 and SiO 2 with a stronger bonding force than in the past (GG. Goetz, Electroc
chemical Society, Bonding S
ymposium 1991, Extended ab
struct, pp. 65). This is because the surface of SiO 2 is exposed to oxygen RF plasma and a DC bias is applied between the plasma and the silicon substrate to cause the oxygen ion plasma to collide with the SiO 2 surface, and the energy is used to generate SiO 2.
It is a method of activating 2 . Then, when activated SiO 2 is bonded to each other, a bonding force several times higher than that of the bonded product without activation is generated. In other words, a fairly low temperature heat treatment is required to obtain the same bonding force. This is suitable for the case where heat treatment at high temperature is disliked such as BESOI and the case where a combination of different thermal expansion coefficients is used such as bonding of glass and silicon.

【0006】一方ボイドは貼り合わせ強度だけでなく、
貼り合わせ面の凹凸に非常に敏感である。この点では前
述したBESOIは不利な場合が多い。何故ならばエッ
チングストップ層を形成する方法としては、例えばCV
Dでヘテロエピタキシャル成長を行なったり、高濃度の
不純物をドーピングしたエピタキシャル成長を行なうの
が通常だが、CVDの場合、特にヘテロエピタキシャル
成長の場合には、研磨によって得られる平坦面よりも平
坦性が劣ることが多いからである。イオン注入などによ
りエッチングストップ層を形成することもあるが、この
場合も平坦性は悪化してしまう。
On the other hand, the void not only has a bonding strength,
It is very sensitive to irregularities on the bonding surface. In this respect, the BESOI described above is often disadvantageous. The reason for forming the etching stop layer is, for example, CV.
It is usual to perform heteroepitaxial growth with D or epitaxial growth in which a high concentration of impurities is doped, but in the case of CVD, especially in the case of heteroepitaxial growth, the flatness is often inferior to the flat surface obtained by polishing. Because. The etching stop layer may be formed by ion implantation or the like, but the flatness is deteriorated in this case as well.

【0007】貼り合わせ面の平坦性が良く、且つBES
OIのように活性層の膜厚が均一で、従来のBESOI
よりもエッチバックの選択性が数桁も良いという例で
は、シリコン基板の表面を陽極化成により多孔質化し、
この上にシリコン活性層をエピタキシャル成長する技術
がある(特開平5−21338号公報参照)。この場
合、多孔質層がBESOIで言うエッチングストップ層
にあたる。但し多孔質シリコンは単結晶シリコンに比べ
て、フッ酸系のエッチング液に対して非常にエッチング
レートが高いので、エッチングストップ層というよりも
高選択エッチング特性を重視している。この技術では多
孔質シリコン層はCVDでなく、平坦な単結晶シリコン
基板表面を陽極化成するので、エッチングストップ層を
CVD等で形成するBESOIに比べて、エピタキシャ
ル成長した活性層の平坦性は良くなる。しかしこの技術
においてさえエピタキシャル成長層表面は、バルクの研
磨表面より微妙に平坦性が悪い。このために活性層を酸
化して他方のシリコン酸化膜と貼り合わせる際に、若干
のボイドが発生することがある。
The flatness of the bonding surface is good and BES
The thickness of the active layer is uniform like OI, and conventional BESOI
In the example where the selectivity of etch back is better by several orders of magnitude, the surface of the silicon substrate is made porous by anodization,
There is a technique of epitaxially growing a silicon active layer on this (see Japanese Patent Laid-Open No. 21338/1993). In this case, the porous layer corresponds to the etching stop layer referred to as BESOI. However, since porous silicon has an extremely high etching rate with respect to a hydrofluoric acid-based etching solution as compared with single crystal silicon, importance is attached to high selective etching characteristics rather than an etching stop layer. In this technique, the porous silicon layer is not formed by CVD, but the surface of a flat single crystal silicon substrate is anodized. Therefore, the flatness of the epitaxially grown active layer is improved as compared with BESOI in which the etching stop layer is formed by CVD or the like. However, even with this technique, the surface of the epitaxial growth layer is slightly less flat than the polished surface of the bulk. Therefore, when the active layer is oxidized and bonded to the other silicon oxide film, some voids may occur.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとしている課題】以上説明したよう
に、シリコンとシリコン酸化膜の貼り合わせに比べて、
シリコン酸化膜同士の貼り合わせ強度は低く、そのため
に「ボイド」と呼ばれる空隙を貼り合わせ界面に多く発
生させてしまうという問題がある。
As described above, as compared with the bonding of silicon and the silicon oxide film,
The bonding strength between the silicon oxide films is low, which causes a problem that many voids called "voids" are generated at the bonding interface.

【0009】また、ボイドは貼り合わせ強度だけでな
く、貼り合わせ面の凹凸に非常に敏感であるが、エピタ
キシャル成長層表面は、バルクの研磨表面より微妙に平
坦性が悪い。このために活性層を酸化して他方のシリコ
ン酸化膜と貼り合わせる際に、若干のボイドが発生する
ことがあるという問題がある。
Further, the voids are very sensitive not only to the bonding strength but also to the unevenness of the bonding surface, but the surface of the epitaxial growth layer is slightly less flat than the bulk polished surface. Therefore, there is a problem that some voids may be generated when the active layer is oxidized and bonded to the other silicon oxide film.

【0010】即ち、活性層の膜厚が均一で、下地SiO
2 が十分な厚みを持ち、界面準位が小さく、ボイドが少
ないといった理想的なSOI基板は未だ生産されるに至
っていないという解決すべき課題がある。
That is, the thickness of the active layer is uniform and the underlying SiO 2
2 has a sufficient thickness, a small interface state, and a small number of voids, and there is a problem to be solved that an ideal SOI substrate has not yet been produced.

【0011】(発明の目的)本発明の目的は、活性層の
膜厚が均一で、下地SiO2 が十分な厚みを持ち、界面
準位が小さく、ボイドが少ないといった理想的なSOI
基板の作製方法を提供することにある。
(Object of the Invention) The object of the present invention is to realize an ideal SOI in which the film thickness of the active layer is uniform, the underlying SiO 2 has a sufficient thickness, the interface state is small, and the number of voids is small.
It is to provide a method for manufacturing a substrate.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段および作用】本発明のSO
I基板の作製方法は、表層が多孔質化されたシリコン基
板の多孔質シリコン面上に単結晶シリコン層をエピタキ
シャル成長し、次いで該成長面表層を酸化して第1の基
板を形成する。同じく表面にSiO2 を有する支持基板
(第2の基板)を用意し、これらの両者、もしくはいず
れか一方を酸素等のプラズマ中、或いはX線、電子線な
どに晒し、化学的にSiO2 表面を活性化する。そして
2枚の基板を室温でVan der Waals力のみ
で密着し、熱処理を施した後に(或いは熱処理を行わず
に)まずエピタキシャル成長側のシリコン基板部分を研
削またはエッチングし、続いて多孔質部分を選択的にエ
ッチングして、単結晶シリコン薄膜をSiO2 上に形成
するものである。
SOLUTION OF THE INVENTION SO of the present invention
In the method for producing the I substrate, a single crystal silicon layer is epitaxially grown on the porous silicon surface of a silicon substrate having a porous surface layer, and then the growth surface surface layer is oxidized to form a first substrate. Similarly, a supporting substrate (second substrate) having SiO 2 on the surface is prepared, and both or one of them is exposed to plasma such as oxygen, X-ray, electron beam, etc. to chemically change the SiO 2 surface. Activate. Then, the two substrates are brought into close contact with each other only by Van der Waals force at room temperature, and after heat treatment (or without heat treatment), the silicon substrate portion on the epitaxial growth side is first ground or etched, and then the porous portion is selected. Etching is performed to form a single crystal silicon thin film on SiO 2 .

【0013】本発明を実施するにあたって、多孔質シリ
コンが有する重要な物理的効果が二点ある。
In carrying out the present invention, there are two important physical effects of porous silicon.

【0014】一つには多孔質シリコンのエッチング特性
である。通常シリコンはフッ酸では殆どエッチングされ
ないが、多孔質化することによってフッ酸でのエッチン
グが可能となる。しかもフッ酸、過酸化水素水の混合エ
ッチング液を用いると、非多孔質と多孔質では約10の
5乗倍ものエッチング速度比が得られる。従って1μm
前後の薄いシリコン層でも均一に制御性よく残す選択エ
ッチングが可能になる。
One is the etching characteristics of porous silicon. Normally, silicon is hardly etched with hydrofluoric acid, but it can be etched with hydrofluoric acid by making it porous. In addition, when a mixed etching solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide is used, an etching rate ratio of about 10 5 times can be obtained between non-porous and porous. Therefore 1 μm
This enables selective etching that leaves even thin silicon layers in the front and back evenly and with good controllability.

【0015】もう一つの効果はエピタキシャル成長特性
である。多孔質シリコンは結晶構造としては単結晶構造
を保っており、表面から内部にわたって数十〜数百オン
グストローム径の孔が高密度に存在するものである。こ
の表面に成長するエピタキシャル層は、非多孔質の単結
晶基板上のエピタキシャル層とほぼ同等の結晶性が得ら
れるという特性を有する。
Another effect is the epitaxial growth characteristics. Porous silicon maintains a single crystal structure as a crystal structure, and has pores with a diameter of several tens to several hundreds of angstroms at high density from the surface to the inside. The epitaxial layer grown on this surface has a characteristic that crystallinity substantially equal to that of the epitaxial layer on the non-porous single crystal substrate is obtained.

【0016】尚、多孔質上のエピタキシャル成長の特徴
として、非常に低密度ではあるが成長界面から積層欠陥
が発生する場合がある。これによってエピタキシャル成
長時に発生した積層欠陥は、貼り合わせにより他方の基
板に転写されるので、できるSOI基板のシリコン膜中
に観察される積層欠陥は通常と逆向きに見える。
A feature of epitaxial growth on a porous layer is that stacking faults may occur from the growth interface although the density is very low. As a result, the stacking faults generated during the epitaxial growth are transferred to the other substrate by bonding, and the stacking faults observed in the silicon film of the SOI substrate thus formed appear to be in the opposite direction to normal.

【0017】以上の物理的特性より、活性層として信頼
性の高い単結晶シリコン基板上のエピタキシャル層と同
等の単結晶薄膜を用いることが可能になり、従来のSO
I基板に比べて優れた結晶性と優れた膜厚の均一性を有
するSOI基板が適用できる。
From the above physical characteristics, it becomes possible to use a single crystal thin film equivalent to an epitaxial layer on a highly reliable single crystal silicon substrate as the active layer, and the conventional SO can be used.
An SOI substrate having excellent crystallinity and excellent film thickness uniformity can be applied as compared with the I substrate.

【0018】また本発明のプロセスでは2枚の基板のS
iO2 面同士を貼り合わせるので、活性層であるエピタ
キシャルシリコン膜とSiO2 (前記エピタキシャル層
の熱酸化膜)界面の界面準位は十分低く、且つSiO2
層の厚みは任意に制御できるので、SOIの特性を十分
に生かした基板を作製できる。
In the process of the present invention, the S of two substrates is
Since attaching the iO 2 faces to each other, the epitaxial silicon film and SiO 2 which is an active layer interface state at the interface (the thermal oxide film of the epitaxial layer) is sufficiently low, and SiO 2
Since the layer thickness can be controlled arbitrarily, a substrate in which SOI characteristics are fully utilized can be manufactured.

【0019】そして貼り合わせ界面のSiO2 は、プラ
ズマ処理、又はX線照射、又は電子線照射によって表面
が活性化しているので、貼り合わせ強度は十分高めら
れ、ボイドの発生が抑制される。
Since the surface of SiO 2 at the bonding interface is activated by plasma treatment, X-ray irradiation, or electron beam irradiation, the bonding strength is sufficiently increased and the generation of voids is suppressed.

【0020】また、前記多孔質シリコン部の選択エッチ
ングは、フッ酸、過酸化水素水の混合エッチング液によ
り行なうことが好ましく、これにより、制御性良くエッ
チングすることができる。
Further, the selective etching of the porous silicon portion is preferably carried out with a mixed etching solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide water, which allows etching with good controllability.

【0021】また、前記プラズマは、水素、酸素、窒
素、ハロゲンガス、希ガスの単元素系のガス、或いはシ
ラン系を除く化合物ガス、或いはこれらの混合ガスを用
いることが好ましく、これにより、SiO2 表面をより
効果的に活性化することができる。
The plasma is preferably a single element gas of hydrogen, oxygen, nitrogen, a halogen gas, a rare gas, a compound gas other than a silane gas, or a mixed gas thereof. 2 The surface can be activated more effectively.

【0022】(実施態様例)本発明の実施態様例を図1
及び図6を用いて説明する。
Embodiment Example FIG. 1 shows an embodiment example of the present invention.
And FIG. 6 will be described.

【0023】(図1−1)単結晶シリコン基板100を
陽極化成して多孔質シリコン101を形成する。このと
き多孔質化する厚みは、基板の片側表面層数μm〜数十
μmでよい。また基板全体を陽極化成してもかまわな
い。
(FIG. 1-1) Porous silicon 101 is formed by anodizing a single crystal silicon substrate 100. At this time, the thickness to be made porous may be several μm to several tens of μm on one surface layer of the substrate. Further, the entire substrate may be anodized.

【0024】多孔質シリコンの形成方法については、図
6を用いて説明する。まず基板としてP型の単結晶シリ
コン基板600を用意する。N型でも不可能ではない
が、その場合は低抵抗の基板に限定されるか、または光
を基板表面に照射してホールの生成を促進した状態で行
なわなければならない。基板600を図6−1に示すよ
うな装置にセッティングする。即ち基板の片側がフッ酸
系の溶液604に接していて、溶液側に負の電極606
が設けられており、逆側は正の金属電極605に接して
いる。
A method of forming porous silicon will be described with reference to FIG. First, a P-type single crystal silicon substrate 600 is prepared as a substrate. Even if it is N-type, it is not impossible, but in that case, it is necessary to be limited to a substrate having a low resistance, or it is necessary to irradiate the substrate surface with light to promote generation of holes. The substrate 600 is set in the device as shown in FIG. That is, one side of the substrate is in contact with the hydrofluoric acid-based solution 604, and the negative electrode 606 is provided on the solution side.
Is provided, and the opposite side is in contact with the positive metal electrode 605.

【0025】また、図6−2に示すように、正電極側6
05’も溶液604’を介して電位をとってもかまわな
い。いずれにせよフッ酸系溶液に接している負の電極側
から多孔質化が起こる。
Further, as shown in FIG. 6-2, the positive electrode side 6
05 'may also have an electric potential via the solution 604'. In any case, porosification occurs from the negative electrode side in contact with the hydrofluoric acid solution.

【0026】フッ酸系溶液604としては、一般的には
濃フッ酸(49%HF)を用いる。純水(H2 O)で希
釈していくと、流す電流値にもよるが、ある濃度からエ
ッチングが起こってしまうので好ましくない。また陽極
化成中に基板600の表面から気泡が発生してしまい、
この気泡を効率よく取り除く目的から、界面活性剤とし
てアルコールを加える場合がある。アルコールとしてメ
タノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノー
ル等が用いられる。また界面活性剤の代わりに撹はん器
を用いて、溶液を撹はんしながら陽極化成を行ってもよ
い。負電極606に関しては、フッ酸溶液に対して侵食
されないような材料、例えば金(Au)、白金(Pt)
等が用いられる。正側の電極605の材質は一般に用い
られる金属材料でかまわないが、陽極化成が基板600
すべてになされた時点で、フッ酸系溶液604が正電極
605に達するので、正電極605の表面にも耐フッ酸
溶液性の金属膜をコーティングしておくとよい。陽極化
成を行う電流値は最大数百mA/cm2 であり、最小値
は零でなければよい。この値は多孔質化したシリコンの
表面に良質のエピタキシャル成長ができる範囲内で決定
される。通常電流値が大きいと陽極化成の速度が増すと
同時に、多孔質シリコン層の密度が小さくなる。即ち孔
の占める体積が大きくなる。これによってエピタキシャ
ル成長の条件が変わってくるのである。
As the hydrofluoric acid solution 604, concentrated hydrofluoric acid (49% HF) is generally used. Diluting with pure water (H 2 O) is not preferable because etching will occur from a certain concentration, although it depends on the value of the flowing current. Further, bubbles are generated from the surface of the substrate 600 during the anodization,
For the purpose of efficiently removing the bubbles, alcohol may be added as a surfactant. Methanol, ethanol, propanol, isopropanol, etc. are used as alcohol. Further, a stirrer may be used instead of the surfactant, and the anodization may be performed while stirring the solution. Regarding the negative electrode 606, a material that is not corroded by the hydrofluoric acid solution, such as gold (Au) or platinum (Pt).
Etc. are used. The material of the positive electrode 605 may be a commonly used metal material, but the anodization is performed on the substrate 600.
Since the hydrofluoric acid-based solution 604 reaches the positive electrode 605 at the time when everything is done, it is preferable to coat the surface of the positive electrode 605 with a hydrofluoric acid solution-resistant metal film. The maximum current value for anodization is several hundred mA / cm 2 , and the minimum value is not necessarily zero. This value is determined within a range that allows good quality epitaxial growth on the surface of porous silicon. Usually, when the current value is large, the rate of anodization increases, and at the same time, the density of the porous silicon layer decreases. That is, the volume occupied by the holes becomes large. This changes the conditions for epitaxial growth.

【0027】(図1−2)以上のようにして形成した多
孔質層101上に、非多孔質の単結晶シリコン層102
をエピタキシャル成長する。エピタキシャル成長は一般
的な熱CVD、減圧CVD、プラズマCVD、分子線エ
ピタキシー、スパッタ法等で行なわれる。成長する膜厚
はSOI層の設計値と同じくすれば良いが、好ましくは
2μm以下の膜厚が良い。これは2μm以上の膜厚の単
結晶シリコン膜がSiO2 を主成分とする絶縁性基板と
密着している場合、これをデバイスプロセスで熱処理す
ると両材料の熱膨張係数の違いから貼り合わせ界面に大
きな応力が発生し、シリコン膜の破壊、基板の反り、ま
たは界面での剥離等が起こってしまうからである。膜厚
が2μm以下であれば応力は比較的小さくてすむので、
膜の破壊、剥離、反り等は起こりにくい。より好ましく
は、0.5μm以下である。これは0.5μm以上の膜
厚であると、後のアニールの際に剥離、破壊等が起こら
なくても、微小な領域において結晶にスリップラインが
生じやすくなるからである。
(FIG. 1-2) A non-porous single crystal silicon layer 102 is formed on the porous layer 101 formed as described above.
Epitaxially grow. Epitaxial growth is performed by general thermal CVD, low pressure CVD, plasma CVD, molecular beam epitaxy, sputtering method or the like. The grown film thickness may be the same as the design value of the SOI layer, but a film thickness of 2 μm or less is preferable. This is because when a single crystal silicon film with a thickness of 2 μm or more is in close contact with an insulating substrate containing SiO 2 as a main component, heat treatment of this in the device process causes a difference in the thermal expansion coefficient of both materials, resulting in a bonding interface. This is because a large stress is generated and the silicon film is broken, the substrate is warped, or the interface is peeled off. If the film thickness is 2 μm or less, the stress can be relatively small.
Film breakage, peeling, warpage, etc. are unlikely to occur. More preferably, it is 0.5 μm or less. This is because if the film thickness is 0.5 μm or more, a slip line is likely to occur in a crystal in a minute region even if peeling, breakage, or the like does not occur during subsequent annealing.

【0028】(図1−3)エピタキシャル層102の表
面を酸化(103)する。これはエピタキシャル層を次
の工程で直接支持基板と貼り合わせた場合、貼り合わせ
界面には不純物が偏析しやすく、また界面の原子の非結
合手(ダングリングボンド)が多くなり、薄膜デバイス
の特性を不安定化させる要因になるからである。
(FIG. 1-3) The surface of the epitaxial layer 102 is oxidized (103). This is because when the epitaxial layer is directly bonded to the supporting substrate in the next step, impurities tend to segregate at the bonding interface, and the number of dangling bonds of atoms at the interface increases, resulting in thin film device characteristics. It becomes a factor that makes the instability.

【0029】尚酸化膜厚は、貼り合わせ界面に取り込ま
れる大気中からのコンタミネーションの影響を受けない
程度の厚みがあれば良い。
The oxide film thickness may be such that it is not affected by contamination from the atmosphere taken into the bonding interface.

【0030】(図1−4)上記表面が酸化されたエピタ
キシャル面を有する基板100と、支持基板となるSi
2 (103’)を表面に有する基板110を用意す
る。支持基板110はシリコン基板表面を酸化したも
の、石英ガラス、結晶化ガラス、任意基板上にSiO2
を堆積したものなどが挙げられる。
(FIG. 1-4) The substrate 100 having an epitaxial surface whose surface is oxidized, and Si serving as a supporting substrate.
A substrate 110 having O 2 (103 ′) on its surface is prepared. The supporting substrate 110 is obtained by oxidizing a silicon substrate surface, quartz glass, crystallized glass, or SiO 2 on an arbitrary substrate.
And the like.

【0031】次いでこれらの両基板、もしくは一方をプ
ラズマ雰囲気中、或いはX線、電子線に晒して表面のS
iO2 を活性化する。
Then, both of these substrates, or one of them, is exposed to X-rays or electron beams in a plasma atmosphere or exposed to S on the surface.
Activates iO 2 .

【0032】プラズマ雰囲気中に晒すときに用いるガス
は酸素が好ましいが、その他にも大気(酸素/窒素の混
合)、窒素、水素、またはアルゴン、ヘリウム等の不活
性ガスや、アンモニア等の分子ガスなどが可能である。
基板に照射するエネルギーはDCバイアスで数ボルト〜
400ボルト程度の範囲で制御するのが好ましく、それ
以上のバイアスをかけるとSiO2 がかなりの速度でエ
ッチングされ、表面荒れを起こすので好ましくない。ま
た照射エネルギーはDCバイアスで制御しなくても、プ
ラズマ自体が持つセルフバイアスを制御することでも十
分行なえる。セルフバイアスは例えばプラズマを作るR
Fパワーに大きく依存し、その他にもガス種やガスの圧
力などにも依存する。
Oxygen is preferably used as the gas used for exposure to the plasma atmosphere, but in addition to this, the atmosphere (mixture of oxygen / nitrogen), nitrogen, hydrogen, or an inert gas such as argon or helium, or a molecular gas such as ammonia. Is possible.
The energy to irradiate the substrate is a few volts with DC bias.
It is preferable to control in the range of about 400 V, and if a bias of more than 400 V is applied, SiO 2 is etched at a considerable rate and the surface is roughened, which is not preferable. Irradiation energy need not be controlled by the DC bias, but can be sufficiently controlled by controlling the self-bias of the plasma itself. Self-bias is, for example, R that creates plasma
It greatly depends on the F power, and also depends on the gas species and the gas pressure.

【0033】X線は大気中或いは酸素雰囲気中で使用で
きる。電子線に関しては真空中で行わなければならない
という制限がある。
X-rays can be used in the air or in an oxygen atmosphere. The electron beam has the limitation that it must be performed in a vacuum.

【0034】(図1−5)上記用意した両基板を洗浄し
た後に貼り合わせる。洗浄方法は純水でリンスするだけ
が好ましく、他には過酸化水素水を純水で希釈したも
の、塩酸もしくは硫酸を純水で十分に希釈したものも可
能である。
(FIGS. 1-5) Both of the above-prepared substrates are cleaned and then bonded. The washing method is preferably only rinsing with pure water, and other methods such as hydrogen peroxide solution diluted with pure water and hydrochloric acid or sulfuric acid sufficiently diluted with pure water are also possible.

【0035】貼り合わせた後に基板を全面で加圧する
と、接合の強度を高める効果がある。
Pressing the substrates over the entire surface after bonding has the effect of increasing the bonding strength.

【0036】そして次に貼り合った基板を熱処理する。
熱処理温度は高い方が好ましいが、あまり高すぎると多
孔質層101が構造変化をおこしてしまったり、基板に
含まれていた不純物がエピタキシャル層に拡散すること
があるので、これらを起こさない温度と時間を選択する
必要がある。具体的には600〜1100℃程度が好ま
しい。また基板によっては高温で熱処理できないものが
ある。例えば支持基板110が石英ガラスである場合に
は、シリコンと石英の熱膨張係数の違いから、200℃
程度以下の温度でしか熱処理できない。この温度を越え
ると貼り合わせた基板が応力で剥がれたり、または割れ
たりしてしまう。ただし熱処理は次の工程で行なうバル
クシリコン100の研削やエッチングの際の応力に耐え
られれば良い。従って200℃以下の温度であっても活
性化の表面処理条件を最適化することで、プロセスは行
なえる。
Then, the bonded substrates are heat-treated.
The heat treatment temperature is preferably high, but if it is too high, the porous layer 101 may change its structure or impurities contained in the substrate may diffuse into the epitaxial layer. You need to choose a time. Specifically, about 600 to 1100 ° C. is preferable. Also, some substrates cannot be heat treated at high temperatures. For example, when the support substrate 110 is quartz glass, the temperature is 200 ° C. due to the difference in thermal expansion coefficient between silicon and quartz.
It can be heat-treated only at a temperature below a certain level. If this temperature is exceeded, the bonded substrates will be peeled or cracked due to stress. However, the heat treatment needs only to withstand the stress at the time of grinding or etching the bulk silicon 100 performed in the next step. Therefore, the process can be performed by optimizing the surface treatment conditions for activation even at a temperature of 200 ° C. or lower.

【0037】(図1−6)次にエピタキシャル成長層1
02を残してシリコン基板部分100と多孔質部分10
1を選択的に除去する。まずシリコン基板部分100は
表面グラインダー等により研削するか、或いは水酸化カ
リウム、アンモニア水等のアルカリ溶液、或いはトリメ
チルアンモニウム等の有機アルカリ溶液で除去する。エ
ッチングの場合は100℃以下の温溶液中で行なうのが
効果的である。アルカリ系の溶液はSiO2 を殆どエッ
チングしないので、支持基板がガラスかもしくは酸化膜
で覆われたシリコン基板であれば、シリコン基板部分の
みを選択的にエッチングできる。また、フッ酸と硝酸、
もしくはこれに酢酸等を加えた酸混合液でエッチング除
去することも可能である。但しフッ酸硝酸系エッチャン
トは支持基板をも多少エッチングするので、長時間の使
用は避けた方がよい。シリコン基板部分100をエッチ
ングし、多孔質部分101が露出した時点でエッチング
を一旦終了し、後の多孔質部分101はフッ酸系溶液中
で選択エッチングを行なう。エピタキシャル成長部分1
02は多孔質でないので殆どフッ酸と反応せずに薄膜と
して残る。また当然のことながら支持基板110は、S
iO2 を主成分とする場合にはフッ酸系溶液に反応し易
いので、長時間フッ酸溶液に浸しておくのは好ましくな
い。しかし多孔質シリコン層が薄ければ、これをエッチ
ングする時間はそれほどかからないので気にすることは
ない。もし支持基板110が少しでもエッチングしたく
ない場合には、予め貼り合わせ面と反対面にCVD等で
シリコン窒化膜や他のフッ酸と反応しにくい物質を堆積
しておくと良い。またはエッチング液に基板を浸す前に
多孔質部分101もある程度アルカリ溶液、有機アルカ
リ溶液、またはフッ酸硝酸系溶液で薄くしておけば、エ
ピタキシャル層と多孔質層の選択エッチングに要する時
間が短くてすむので、支持基板もあまり反応させること
なしに済む。
(FIG. 1-6) Next, the epitaxial growth layer 1
02 is left, and the silicon substrate portion 100 and the porous portion 10
1 is selectively removed. First, the silicon substrate portion 100 is ground with a surface grinder or the like, or is removed with an alkali solution such as potassium hydroxide or ammonia water or an organic alkali solution such as trimethylammonium. In the case of etching, it is effective to perform the etching in a warm solution of 100 ° C. or lower. Since the alkaline solution hardly etches SiO 2 , if the supporting substrate is glass or a silicon substrate covered with an oxide film, only the silicon substrate portion can be selectively etched. Also, hydrofluoric acid and nitric acid,
Alternatively, it can be removed by etching with an acid mixture solution in which acetic acid or the like is added. However, since the hydrofluoric acid / nitric acid-based etchant also slightly etches the supporting substrate, it is better to avoid using it for a long time. The silicon substrate portion 100 is etched, and when the porous portion 101 is exposed, the etching is temporarily stopped, and the subsequent porous portion 101 is selectively etched in a hydrofluoric acid solution. Epitaxial growth part 1
Since 02 is not porous, it hardly reacts with hydrofluoric acid and remains as a thin film. Further, as a matter of course, the support substrate 110 is S
When iO 2 is used as a main component, it easily reacts with a hydrofluoric acid solution, so it is not preferable to soak it in the hydrofluoric acid solution for a long time. However, if the porous silicon layer is thin, it does not take so much time to etch it, so there is no concern. If the support substrate 110 is not desired to be etched at all, it is advisable to deposit a substance that is difficult to react with a silicon nitride film or other hydrofluoric acid by CVD or the like on the surface opposite to the bonding surface in advance. Alternatively, if the porous portion 101 is also diluted to some extent with an alkaline solution, an organic alkaline solution, or a hydrofluoric acid / nitric acid solution before the substrate is immersed in an etching solution, the time required for selective etching of the epitaxial layer and the porous layer can be shortened. Therefore, the supporting substrate does not need to react so much.

【0038】エピタキシャル膜102と多孔質層101
の選択エッチングに用いるフッ酸系溶液というのは、フ
ッ酸に過酸化水素水(H22 )を混合したものが用い
られる。フッ酸と硝酸、もしくはこれに酢酸を加えた混
合溶液でも多孔質シリコンの選択エッチングは可能だ
が、この場合あまり選択比がとれないことと、残される
べき単結晶シリコン薄膜も多少エッチングされるという
ことで、精密に時間等の制御をする必要がある。
Epitaxial film 102 and porous layer 101
The hydrofluoric acid-based solution used for the selective etching is a mixture of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ). Selective etching of porous silicon is possible with hydrofluoric acid and nitric acid, or a mixed solution of acetic acid added to it, but in this case the selectivity is not so good and the single crystal silicon thin film to be left is also etched to some extent. Therefore, it is necessary to precisely control the time.

【0039】以上の工程を行なうことによって絶縁性基
板上に単結晶シリコン薄膜を得ることができる。
By carrying out the above steps, a single crystal silicon thin film can be obtained on the insulating substrate.

【0040】[0040]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1及び図6を用いて本発明の第1実施例
の詳細を説明する。
(Embodiment 1) The details of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0041】(図1−1) 625ミクロンの厚みを持
った5インチP型(100)単結晶シリコン基板(0.
1〜0.2Ωcm)を用意し、これを図6−1に示すよ
うな装置にセットして陽極化成を行ない、シリコン基板
100の表面を20μmだけ多孔質シリコン101にし
た。この時の溶液604は49%HF溶液を用い、電流
密度は100mA/cm2 であった。そしてこの時の多
孔質化速度は8.4μm/min.であり、20μmの
厚みの多孔質層は約2.5分で得られた。
(FIG. 1-1) A 5-inch P-type (100) single crystal silicon substrate (0.
1 to 0.2 Ωcm) was prepared, and this was set in an apparatus as shown in FIG. 6A to carry out anodization to make the surface of the silicon substrate 100 20 μm in porous silicon 101. A 49% HF solution was used as the solution 604 at this time, and the current density was 100 mA / cm 2 . The porosification rate at this time is 8.4 μm / min. And a 20 μm thick porous layer was obtained in about 2.5 minutes.

【0042】(図1−2) 前記多孔質シリコン101
上にCVD方により、単結晶シリコン層102を0.5
μmエピタキシャル成長した。堆積条件は以下のとおり
である。
(FIG. 1-2) The porous silicon 101
A single crystal silicon layer 102 is formed on the upper surface by CVD to 0.5.
μm epitaxially grown. The deposition conditions are as follows.

【0043】使用ガス:SiH4 /H2 ガス流量:0.62/140(1/min.) 温度:750℃ 圧力:80Torr 成長速度:0.12μm/min. (図1−3) 上記方法にて作成した基板を水蒸気雰囲
気中900℃の条件で処理し、0.1μmの酸化膜10
3を得た。
Gas used: SiH 4 / H 2 gas flow rate: 0.62 / 140 (1 / min.) Temperature: 750 ° C. Pressure: 80 Torr Growth rate: 0.12 μm / min. (FIG. 1-3) The substrate prepared by the above method was processed in a steam atmosphere at 900 ° C. to obtain a 0.1 μm oxide film 10.
Got 3.

【0044】(図1−4) 上記酸化膜を有する基板1
00と、予め用意しておいた0.5μm厚のシリコン酸
化膜を有する支持基板(シリコンウェハー)110をプ
ラズマ処理装置内にセットし、酸素プラズマにより各々
の表面を活性化処理した。処理条件は次のとおり。
(FIG. 1-4) Substrate 1 having the above oxide film
00 and a supporting substrate (silicon wafer) 110 having a 0.5 μm thick silicon oxide film prepared in advance were set in a plasma processing apparatus, and each surface was activated by oxygen plasma. The processing conditions are as follows.

【0045】RF周波数・・・13.58MHz RFパワー・・・400W 酸素流量・・・・30sccm 圧力・・・・・・15pa. 処理時間・・・・5分 尚、プラズマと基板の間では特にバイアスの制御は行な
わず、プラズマのセルフバイアスのみで表面処理をし
た。
RF frequency ... 13.58 MHz RF power ... 400 W Oxygen flow rate ... 30 sccm Pressure ... 15 pa. Treatment time: 5 minutes Note that the bias was not controlled between the plasma and the substrate, and the surface treatment was performed only by the self-bias of the plasma.

【0046】(図1−5) 上記表面処理した両基板を
純水に5分間浸し、スピン乾燥した後に処理面同士を貼
り合わせた。その後に800℃、6時間の熱処理を行な
った。
(FIGS. 1-5) Both the above-mentioned surface-treated substrates were immersed in pure water for 5 minutes and spin-dried, and then the treated surfaces were bonded together. After that, heat treatment was performed at 800 ° C. for 6 hours.

【0047】(図1−6) 熱処理後にシリコン基板1
00側を表面研削装置で610μm研削し、多孔質シリ
コン102を露出させた。
(FIG. 1-6) Silicon substrate 1 after heat treatment
The 00 side was ground by 610 μm by a surface grinding device to expose the porous silicon 102.

【0048】この基板を引き続き選択エッチング溶液中
に浸し、多孔質部分101のみを選択的に全てエッチン
グした。このとき選択エッチング溶液の組成と多孔質シ
リコンに対するエッチング速度は、 HF:H22 =1:5 1.6μm/min. であった。従って20μm弱の多孔質部分は、約13分
間で全てエッチングされた。ちなみにこのときの単結晶
シリコン層102のエッチング速度は0.0006μm
/hourであり、殆どエッチングされずに残った。
This substrate was subsequently immersed in a selective etching solution to selectively etch only the porous portion 101. At this time, the composition of the selective etching solution and the etching rate for porous silicon were HF: H 2 O 2 = 1: 5 1.6 μm / min. Met. Therefore, the porous portion of less than 20 μm was completely etched in about 13 minutes. Incidentally, the etching rate of the single crystal silicon layer 102 at this time is 0.0006 μm.
/ Hour, which remained without being etched.

【0049】この結果0.6μmのシリコン酸化膜上に
約0.4μmの単結晶シリコン膜を備えたSOI基板が
出来上がり、SOI膜のボイドの密度は、従来の表面処
理をしないものに比べて約1/4に減少した。
As a result, an SOI substrate having a single crystal silicon film of about 0.4 μm on a silicon oxide film of 0.6 μm is completed, and the void density of the SOI film is about that of the conventional non-surface-treated one. It decreased to 1/4.

【0050】(実施例2)図2を用いて本発明の第2実
施例の詳細を説明する。
(Second Embodiment) The second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0051】(図2−1) 300μmの厚みを持った
抵抗率0.01Ω・cmの4インチP型(100)シリ
コン基板200を用意し、その表層を第1実施例と同様
にして20μmだけ多孔質シリコン201とした。
(FIG. 2-1) A 4-inch P-type (100) silicon substrate 200 having a resistivity of 0.01 .OMEGA..cm having a thickness of 300 .mu.m is prepared, and its surface layer is only 20 .mu.m as in the first embodiment. The porous silicon 201 was used.

【0052】(図2−2) 得られた多孔質面上に第1
実施例と同様にしてエピタキシャル層202を0.15
μmの厚みに形成した。
(FIG. 2-2) The first layer is formed on the obtained porous surface.
Similarly to the embodiment, the epitaxial layer 202 is formed with 0.15.
It was formed to a thickness of μm.

【0053】(図2−3) 上記方法にて作成した基板
を1000℃の水蒸気中で0.1μm酸化した。
(FIG. 2-3) The substrate prepared by the above method was oxidized in water vapor at 1000 ° C. for 0.1 μm.

【0054】(図2−4) 上記基板と予め用意してお
いた4インチの合成石英基板210を、第1実施例と同
様に表面をプラズマ処理した。
(FIG. 2-4) The surface of the above-described substrate and a 4-inch synthetic quartz substrate 210 prepared in advance was subjected to plasma treatment in the same manner as in the first embodiment.

【0055】(図2−5) 上記シリコン基板200と
石英基板210を純水中に5分間浸した後に、互いの処
理面を貼り合わせた。続いて180℃、24時間の熱処
理を行なった。
(FIG. 2-5) The silicon substrate 200 and the quartz substrate 210 were immersed in pure water for 5 minutes, and then their treated surfaces were bonded to each other. Subsequently, heat treatment was performed at 180 ° C. for 24 hours.

【0056】(図2−6) まず280μmあるシリコ
ン基板部分200をフッ酸/硝酸/酢酸の1:10:1
0混合溶液でエッチングした。そして表面に多孔質シリ
コン層201が露出したところで、多孔質層201をフ
ッ酸/過酸化水素水の1:5混合液で選択的にエッチン
グした。このときフッ酸/硝酸/酢酸の単結晶シリコン
に対するエッチングレートは約2μm/分であったので
約140分で、またフッ酸/過酸化水素水の多孔質シリ
コンに対するエッチングレートは約1.6μm/分であ
ったので約13分で多孔質層全てがエッチングできた。
石英基板210は数μmエッチングされただけにとどま
った。
(FIG. 2-6) First, a silicon substrate portion 200 having a thickness of 280 μm was treated with hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid 1: 10: 1.
Etching was carried out with a 0 mixed solution. When the porous silicon layer 201 was exposed on the surface, the porous layer 201 was selectively etched with a 1: 5 mixed solution of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide solution. At this time, the etching rate of hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid with respect to the single crystal silicon was about 2 μm / min, so that it was about 140 minutes, and the etching rate with respect to the porous silicon of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide was about 1.6 μm / min. Since it was a minute, the entire porous layer could be etched in about 13 minutes.
The quartz substrate 210 was only etched by a few μm.

【0057】この結果石英基板上に0.1μmのシリコ
ン単結晶薄膜を備えたSOI基板が出来上がり、SOI
のボイド密度は従来の表面処理をしない石英基板のタイ
プのものに比べ、約1/5に減少した。
As a result, an SOI substrate having a silicon single crystal thin film of 0.1 μm on a quartz substrate is completed, and the SOI substrate is
The void density of 1 was reduced to about 1/5 of that of the conventional quartz substrate type without surface treatment.

【0058】(実施例3) (図3−1) 400μmの厚みを持った抵抗率0.0
1Ω・cmの5インチP型(100)シリコン基板30
0を用意し、その表面から20μmの厚みだけ多孔質層
301を形成した。
Example 3 (FIG. 3-1) Resistivity 0.0 having a thickness of 400 μm 0.0
5 inch P type (100) silicon substrate 30 of 1 Ω · cm
0 was prepared, and the porous layer 301 was formed to a thickness of 20 μm from the surface.

【0059】(図3−2) 得られた基板の多孔質表面
に第1実施例と同様にしてエピタキシャル層302を
0.5μmの厚みに形成した。
(FIG. 3-2) An epitaxial layer 302 having a thickness of 0.5 μm was formed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in Example 1.

【0060】(図3−3) 上記基板のエピタキシャル
層302表面を1000℃の水蒸気中で0.2μm酸化
してSiO2 層303を得た。この結果エピタキシャル
層のシリコン単結晶部分が0.4μm、酸化膜部分が
0.2μmの膜厚に各々なった。
(FIG. 3-3) The surface of the epitaxial layer 302 of the above substrate was oxidized to 0.2 μm in water vapor at 1000 ° C. to obtain a SiO 2 layer 303. As a result, the thickness of the silicon single crystal portion of the epitaxial layer was 0.4 μm and the thickness of the oxide film portion was 0.2 μm.

【0061】(図3−4) 上記方法にて作成した基板
300と予め用意しておいた合成石英基板310をプラ
ズマ処理した。処理条件は次のとおり。
(FIG. 3-4) The substrate 300 prepared by the above method and the synthetic quartz substrate 310 prepared in advance were subjected to plasma treatment. The processing conditions are as follows.

【0062】RF周波数・・・13.56MHz RFパワー・・・450W ガス種・・・・・酸素/窒素混合 流量比・・・・・40sccm/160sccm 圧力・・・・・・20pa. 処理時間・・・・8分 (図3−5) 上記処理基板を10%の過酸化水素水で
洗浄し、更に純水でリンスした後に乾燥させ、互いの基
板を貼り合わせた。次いで貼り合わせた基板に70トン
の圧力をかけて10分間置いた。
RF frequency ... 13.56 MHz RF power ... 450 W Gas species ... Oxygen / nitrogen mixture Flow rate ratio ... 40 sccm / 160 sccm Pressure ... 20 pa. Processing time ... 8 minutes (FIG. 3-5) The above-mentioned treated substrates were washed with 10% hydrogen peroxide solution, further rinsed with pure water, and then dried to bond the substrates to each other. Then, a pressure of 70 tons was applied to the bonded substrates for 10 minutes.

【0063】(図3−6) 上記基板を熱処理すること
なしに、そのままシリコン基板側を溶液にてエッチング
した。まずシリコン基板を覆っている熱酸化膜303を
希フッ酸で除去した後、徳山曹達製のテトラ・メチル・
アンモニウム・ハイドライドの2.4%水溶液(商品
名:SD−1)に浸し、90℃で約5時間処理した。こ
れによりシリコン基板側のバルクシリコン部分300は
全てエッチングされ、多孔質層301が露出した。引き
続いて多孔質部分301をフッ酸/過酸化水素水溶液で
選択的にエッチングした。
(FIG. 3-6) The silicon substrate side was directly etched with a solution without heat-treating the substrate. First, the thermal oxide film 303 covering the silicon substrate is removed with dilute hydrofluoric acid, and then Tetra Methyl.
It was immersed in a 2.4% aqueous solution of ammonium hydride (trade name: SD-1) and treated at 90 ° C. for about 5 hours. As a result, the bulk silicon portion 300 on the silicon substrate side was entirely etched, and the porous layer 301 was exposed. Subsequently, the porous portion 301 was selectively etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0064】(図3−7) 上記工程により得られた石
英基板310上の単結晶シリコン薄膜302を、設計さ
れた素子の面積、形状、配置に合わせて島状にパターニ
ングした。パターニング後に素子形成の第1工程とし
て、各々の島状領域を1000℃の酸素雰囲気中で0.
05μm酸化した。従ってこの酸化工程を熱処理と兼ね
ることとし、結果、透明基板上に厚さ約0.4μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
(FIG. 3-7) The single crystal silicon thin film 302 on the quartz substrate 310 obtained by the above process was patterned into an island shape according to the designed area, shape and arrangement of the element. After the patterning, as a first step of forming an element, each island region was exposed to an oxygen atmosphere of 1000 ° C.
It was oxidized by 05 μm. Therefore, this oxidation step is also combined with the heat treatment, and as a result, an SOI substrate having a single crystal silicon thin film with a thickness of about 0.4 μm on the transparent substrate was obtained.

【0065】(実施例4)図4を用いて本発明の第4実
施例の詳細を説明する。
(Fourth Embodiment) The fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0066】(図4−1) 400μmの厚みを持った
抵抗率0.01Ω・cmの5インチP型(100)シリ
コン基板400を用意し、その表面から20μmの厚み
だけ多孔質層401を形成した。
(FIG. 4-1) A 5-inch P-type (100) silicon substrate 400 having a resistivity of 0.01 Ω · cm having a thickness of 400 μm is prepared, and a porous layer 401 is formed from the surface to a thickness of 20 μm. did.

【0067】(図4−2) 得られた基板の多孔質表面
に第1実施例と同様にしてエピタキシャル層402を
0.5μmの厚みに形成した。
(FIG. 4-2) An epitaxial layer 402 having a thickness of 0.5 μm was formed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in Example 1.

【0068】(図4−3) 上記基板のエピタキシャル
層402表面を900℃の水蒸気中で0.05μm酸化
してSiO2 層403を得た。
(FIG. 4-3) The surface of the epitaxial layer 402 of the substrate was oxidized by 0.05 μm in water vapor at 900 ° C. to obtain a SiO 2 layer 403.

【0069】(図4−4) 上記方法にて作成した基板
400と予め用意しておいた5インチ径、厚さ625μ
mの合成石英基板410をプラズマ処理した。処理条件
は次のとおり。
(FIG. 4-4) The substrate 400 prepared by the above method and a 5 inch diameter and a thickness of 625 μm prepared in advance.
m synthetic quartz substrate 410 was plasma treated. The processing conditions are as follows.

【0070】RF周波数・・・13.56MHz RFパワー・・・450W ガス種・・・・・酸素/窒素混合 流量比・・・・・40sccm/160sccm 圧力・・・・・・20pa. 処理時間・・・・3分 (図4−5) 上記処理基板を10%の過酸化水素水で
洗浄し、更に純水でリンスした後に乾燥させ、互いの基
板を貼り合わせた。次いで貼り合わせた基板に70トン
の圧力をかけて10分間置いた。更に同基板を180
℃、24時間の熱処理を行なった。
RF frequency ... 13.56 MHz RF power ... 450 W Gas species ... Oxygen / nitrogen mixture Flow rate ratio ... 40 sccm / 160 sccm Pressure ... 20 pa. Processing time ... 3 minutes (FIG. 4-5) The above-mentioned treated substrates were washed with 10% hydrogen peroxide solution, rinsed with pure water and then dried, and the substrates were bonded to each other. Then, a pressure of 70 tons was applied to the bonded substrates for 10 minutes. Furthermore, the same substrate 180
A heat treatment was performed at ℃ for 24 hours.

【0071】(図4−6) 上記基板のシリコン基板側
から、表面研削装置を用いてシリコン基板を100μm
残すところまで研削した。つまり625μm厚の石英基
板上に、多孔質層とエピタキシャル層を含めて100μ
m厚のシリコン基板が貼り合わせた状態になっている。
これを300℃、24時間の熱処理を行なった。
(FIG. 4-6) From the silicon substrate side of the above substrate, a silicon substrate of 100 μm was formed using a surface grinding machine.
Grinded until left. That is, 100 μm including the porous layer and the epitaxial layer on a 625 μm thick quartz substrate.
The m-thick silicon substrates are in a bonded state.
This was heat-treated at 300 ° C. for 24 hours.

【0072】(図4−7) 残っていたバルクの部分4
00を引き続き表面研削装置で研削し、そして多孔質シ
リコン部分401をフッ酸/過酸化水素水混合液でエッ
チングした。この結果石英基板上に約0.4μm厚の単
結晶シリコン薄膜402を備えたSOI基板が出来上が
り、SOIのボイド密度は従来の表面処理をしない石英
基板のタイプのものと比べ、約1/10に減少した。
(FIG. 4-7) Part 4 of the remaining bulk
00 was subsequently ground with a surface grinder and the porous silicon portion 401 was etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide mixture. As a result, an SOI substrate including a single crystal silicon thin film 402 having a thickness of about 0.4 μm is completed on the quartz substrate, and the void density of the SOI is about 1/10 as compared with the conventional quartz substrate type without surface treatment. Diminished.

【0073】(実施例5)図5を用いて本発明の第5実
施例の詳細を説明する。
(Fifth Embodiment) The fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

【0074】(図5−1) 300μmの厚みを持った
抵抗率0.01Ω・cmの4インチP型(100)シリ
コン基板500を用意し、その表層を第1実施例と同様
にして20μmだけ多孔質シリコン501とした。
(FIG. 5A) A 4-inch P-type (100) silicon substrate 500 having a resistivity of 0.01 .OMEGA..cm having a thickness of 300 .mu.m is prepared, and its surface layer is 20 .mu.m as in the first embodiment. The porous silicon 501 is used.

【0075】(図5−2) 得られた多孔質面上に第1
実施例と同様にしてエピタキシャル層502を0.15
μmの厚みに形成した。
(FIG. 5-2) The first layer was formed on the obtained porous surface.
An epitaxial layer 502 of 0.15 is formed in the same manner as in the embodiment.
It was formed to a thickness of μm.

【0076】(図5−3) 上記方法にて作成した基板
を1000℃の水蒸気中で0.1μm酸化した。
(FIG. 5-3) The substrate prepared by the above method was oxidized in water vapor at 1000 ° C. to a thickness of 0.1 μm.

【0077】(図5−4) 予め用意しておいた0.7
μm厚のシリコン酸化膜を有する4インチのシリコン基
板510を第1実施例と同様に表面をプラズマ処理し
た。このとき上記多孔質シリコン上にエピタキシャル成
長した基板については、プラズマ処理を行なわなかっ
た。
(FIG. 5-4) 0.7 prepared in advance
The surface of a 4-inch silicon substrate 510 having a silicon oxide film with a thickness of μm was plasma-treated in the same manner as in the first embodiment. At this time, plasma treatment was not performed on the substrate epitaxially grown on the porous silicon.

【0078】(図5−5) 上記2枚の基板を10%の
過酸化水素水で洗浄し、更に純水でリンスした後に乾燥
させ、互いに貼り合わせた。次いで貼り合わせた基板に
70トンの圧力と、同時に200℃の温度をかけて1時
間置いた。更に取り出した基板を1000℃で30分間
アニールした。
(FIGS. 5-5) The above two substrates were washed with 10% hydrogen peroxide solution, rinsed with pure water, dried and then bonded to each other. Then, the bonded substrates were placed under a pressure of 70 tons and a temperature of 200 ° C. for 1 hour. Further, the taken-out substrate was annealed at 1000 ° C. for 30 minutes.

【0079】(図5−6) 上記基板を第1実施例と同
様に、研削と選択エッチングにより第1基板側のバルク
部分500及び多孔質シリコン部分501を除去した。
(FIGS. 5-6) As in the first embodiment, the bulk portion 500 and the porous silicon portion 501 on the first substrate side were removed by grinding and selective etching of the above substrate.

【0080】この結果0.8μmのシリコン酸化膜上に
0.1μmの単結晶シリコン膜を備えたSOI基板が出
来上がり、SOI膜のボイドの密度は、従来の表面処理
をしないものに比べて約1/10に減少した。
As a result, an SOI substrate having a 0.1 μm single crystal silicon film on a 0.8 μm silicon oxide film is completed, and the void density of the SOI film is about 1 as compared with the conventional one not surface-treated. It decreased to / 10.

【0081】(実施例6) (図6−1) 400μmの厚みを持った抵抗率0.0
1Ω・cmの5インチP型(100)シリコン基板60
0を用意し、その表面から20μmの厚みだけ多孔質層
601を形成した。
Example 6 (FIG. 6-1) Resistivity 0.0 having a thickness of 400 μm 0.0
5 inch P type (100) silicon substrate 60 of 1 Ω · cm
0 was prepared, and a porous layer 601 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0082】(図6−2) 得られた基板の多孔質表面
に第1実施例と同様にしてエピタキシャル層602を
0.5μmの厚みに形成した。
(FIG. 6-2) An epitaxial layer 602 having a thickness of 0.5 μm was formed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in Example 1.

【0083】(図6−3) 上記基板のエピタキシャル
層602表面を1000℃の水蒸気中で0.2μm酸化
してSiO2 層603を得た。この結果エピタキシャル
層のシリコン単結晶部分が0.4μm、酸化膜部分が
0.2μmの膜厚に各々なった。
(FIG. 6-3) The surface of the epitaxial layer 602 of the above substrate was oxidized to 0.2 μm in water vapor at 1000 ° C. to obtain a SiO 2 layer 603. As a result, the thickness of the silicon single crystal portion of the epitaxial layer was 0.4 μm and the thickness of the oxide film portion was 0.2 μm.

【0084】(図6−4) 上記方法にて作成した基板
600と予め用意しておいた合成石英基板610に、大
気中で軟X線(波長2nm)を30秒間照射した。
(FIG. 6-4) The substrate 600 prepared by the above method and the synthetic quartz substrate 610 prepared in advance were irradiated with soft X-rays (wavelength 2 nm) for 30 seconds in the atmosphere.

【0085】(図6−5) 上記処理基板を10%の過
酸化水素水で洗浄し、更に純水でリンスした後に乾燥さ
せ、互いの基板を貼り合わせた。次いで貼り合わせた基
板に70トンの圧力をかけて10分間置いた。
(FIG. 6-5) The above-mentioned treated substrates were washed with 10% hydrogen peroxide solution, rinsed with pure water and then dried to bond the substrates to each other. Then, a pressure of 70 tons was applied to the bonded substrates for 10 minutes.

【0086】(図6−6) 上記基板を熱処理すること
なしに、そのままシリコン基板側を溶液にてエッチング
した。まずシリコン基板を覆っている熱酸化膜603を
希フッ酸で除去した後、徳山曹達製のテトラ・メチル・
アンモニウム・ハイドライドの2.4%水溶液(商品
名:SD−1)に浸し、90℃で約5時間処理した。こ
れによりシリコン基板側のバルクシリコン部分600は
全てエッチングされ、多孔質層601が露出した。引き
続いて多孔質部分601をフッ酸/過酸化水素水溶液で
選択的にエッチングした。
(FIG. 6-6) The silicon substrate side was directly etched with a solution without heat treatment of the substrate. First, the thermal oxide film 603 covering the silicon substrate is removed with diluted hydrofluoric acid, and then tetramethyl.
It was immersed in a 2.4% aqueous solution of ammonium hydride (trade name: SD-1) and treated at 90 ° C. for about 5 hours. As a result, the bulk silicon portion 600 on the silicon substrate side was entirely etched, and the porous layer 601 was exposed. Subsequently, the porous portion 601 was selectively etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide aqueous solution.

【0087】(図6−7) 上記工程により得られた石
英基板610上の単結晶シリコン薄膜602を、設計さ
れた素子の面積、形状、配置に合わせて島状にパターニ
ングした。パターニング後に素子形成の第1工程とし
て、各々の島状領域を1000℃の酸素雰囲気中で0.
05μm酸化した。従ってこの酸化工程を熱処理と兼ね
ることとし、結果、透明基板上に厚さ約0.4μmの単
結晶シリコン薄膜を備えたSOI基板を得た。
(FIG. 6-7) The single crystal silicon thin film 602 on the quartz substrate 610 obtained by the above process was patterned into an island shape in accordance with the designed area, shape and arrangement of the element. After the patterning, as a first step of forming an element, each island region was exposed to an oxygen atmosphere of 1000 ° C.
It was oxidized by 05 μm. Therefore, this oxidation step is also combined with the heat treatment, and as a result, an SOI substrate having a single crystal silicon thin film with a thickness of about 0.4 μm on the transparent substrate was obtained.

【0088】(実施例3とほぼ同じ工程) (実施例7) (図7−1) 400μmの厚みを持った抵抗率0.0
1Ω・cmの5インチP型(100)シリコン基板70
0を用意し、その表面から20μmの厚みだけ多孔質層
701を形成した。
(Steps almost the same as in Example 3) (Example 7) (FIG. 7-1) Resistivity 0.0 having a thickness of 400 μm 0.0
5 inch P type (100) silicon substrate 70 of 1 Ω · cm
0 was prepared, and a porous layer 701 having a thickness of 20 μm was formed from the surface thereof.

【0089】(図7−2) 得られた基板の多孔質表面
に第1実施例と同様にしてエピタキシャル層702を
0.5μmの厚みに形成した。
(FIG. 7-2) An epitaxial layer 702 having a thickness of 0.5 μm was formed on the porous surface of the obtained substrate in the same manner as in Example 1.

【0090】(図7−3) 上記基板のエピタキシャル
層702表面を900℃の水蒸気中で0.05μm酸化
してSiO2 層703を得た。
(FIG. 7-3) The surface of the epitaxial layer 702 of the above substrate was oxidized by 0.05 μm in water vapor at 900 ° C. to obtain a SiO 2 layer 703.

【0091】(図7−4) 上記方法にて作成した基板
700と予め用意しておいた5インチ径、厚さ625μ
mの合成石英基板710を各々真空装置内にセットし、
0.5KeVの加速エネルギーで電子線を照射した。
(FIG. 7-4) The substrate 700 prepared by the above method and a 5 inch diameter and a thickness of 625 μm prepared in advance.
m synthetic quartz substrate 710 is set in each vacuum device,
The electron beam was irradiated with an acceleration energy of 0.5 KeV.

【0092】(図7−5) 上記処理基板を10%の過
酸化水素水で洗浄し、更に純水でリンスした後に乾燥さ
せ、互いの基板を貼り合わせた。次いで貼り合わせた基
板に70トンの圧力をかけて10分間置いた。更に同基
板を180℃、24時間の熱処理を行なった。
(FIG. 7-5) The above-mentioned treated substrates were washed with 10% hydrogen peroxide solution, rinsed with pure water and then dried to bond the substrates to each other. Then, a pressure of 70 tons was applied to the bonded substrates for 10 minutes. Further, the substrate was heat-treated at 180 ° C. for 24 hours.

【0093】(図7−6) 上記基板のシリコン基板側
から、表面研削装置を用いてシリコン基板を100μm
残すところまで研削した。つまり625μm厚の石英基
板上に、多孔質層とエピタキシャル層を含めて100μ
m厚のシリコン基板が貼り合わせた状態になっている。
これを300℃、24時間の熱処理を行なった。
(FIG. 7-6) From the silicon substrate side of the above substrate, a silicon substrate of 100 μm was formed using a surface grinding machine.
Grinded until left. That is, 100 μm including the porous layer and the epitaxial layer on a 625 μm thick quartz substrate.
The m-thick silicon substrates are in a bonded state.
This was heat-treated at 300 ° C. for 24 hours.

【0094】(図7−7) 残っていたバルクの部分7
00を引き続き表面研削装置で研削し、そして多孔質シ
リコン部分701をフッ酸/過酸化水素水混合液でエッ
チングした。この結果石英基板上に約0.4μm厚の単
結晶シリコン薄膜702を備えたSOI基板が出来上が
り、SOIのボイド密度は従来の表面処理をしない石英
基板のタイプのものと比べ、約1/10に減少した。
(FIG. 7-7) The remaining bulk portion 7
00 was subsequently ground with a surface grinder and the porous silicon portion 701 was etched with a hydrofluoric acid / hydrogen peroxide mixture. As a result, an SOI substrate having a single crystal silicon thin film 702 with a thickness of about 0.4 μm is completed on the quartz substrate, and the void density of the SOI is about 1/10 of that of the conventional quartz substrate type not surface-treated. Diminished.

【0095】(実施例4とほぼ同じ工程)(Almost the same steps as in Example 4)

【0096】[0096]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
シリコン基板の表層を多孔質化、次いで単結晶シリコン
のエピタキシャル成長、次いで該成長層表面の酸化を行
なった基板と、表面にSiO2 を有する基板を貼り合わ
せ、シリコン基板側のバルクシリコン部分と多孔質シリ
コン部分を除去することによって得られるSOI基板の
作製方法に於いて、貼り合わせるSiO2 表面をプラズ
マ処理、或いはX線、電子線処理により活性化すること
により、貼り合わせの強度を高め、界面に発生するボイ
ドを数分の1から十分の1に減少させることができるよ
うになった。
As described in detail above, according to the present invention,
The surface layer of the silicon substrate is made porous, then the single crystal silicon is epitaxially grown, and then the surface of the growth layer is oxidized, and the substrate having SiO 2 is bonded to the surface, and the bulk silicon portion on the silicon substrate side and the porous surface are made porous. In a method for manufacturing an SOI substrate obtained by removing a silicon portion, a bonding SiO 2 surface is activated by plasma treatment, X-ray, or electron beam treatment to increase the strength of bonding and It has become possible to reduce the number of voids generated from a fraction to one.

【0097】また貼り合わせ強度が高くなることによっ
て、貼り合わせ後のアニール温度を低く抑えられる効果
も得られるようになった。
Further, since the bonding strength is increased, the effect that the annealing temperature after the bonding can be kept low can be obtained.

【0098】また、本発明により、活性層の膜厚が均一
で、下地SiO2 が十分な厚みを持ち、界面準位が小さ
く、ボイドが少ないといった理想的なSOI基板を作製
することができるようになる効果も得られる。
Further, according to the present invention, it is possible to manufacture an ideal SOI substrate in which the film thickness of the active layer is uniform, the underlayer SiO 2 has a sufficient thickness, the interface state is small, and the number of voids is small. You can also get the effect.

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

【図1】本発明の実施態様例及び第1実施例の工程を説
明するための模式的工程図。
FIG. 1 is a schematic process drawing for explaining a process of an embodiment example and a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を説明するための模式的工
程図。
FIG. 2 is a schematic process drawing for explaining a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例の説明するための模式的工
程図。
FIG. 3 is a schematic process drawing for explaining a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例の説明するための模式的工
程図。
FIG. 4 is a schematic process drawing for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施例の説明するための模式的工
程図。
FIG. 5 is a schematic process drawing for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【図6】シリコン基板を多孔質化する装置の模式図。FIG. 6 is a schematic view of an apparatus for making a silicon substrate porous.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200,300,400,500,600
単結晶シリコン基板 101,201,301,401,501 多孔質化
したシリコン基板 102,202,302,402,502 エピタキ
シャル成長層 103,203,303,403,503 エピ酸化
膜 103’,503’ 支持基板シリコン酸化膜 110,210,310,410,510 表面にS
iO2 層を有する支持基板 107,207,307,407,507 プラズマ 604,604’ エッチング液 605,605’ 正電極 606,606’ 負電極
100, 200, 300, 400, 500, 600
Single crystal silicon substrate 101, 201, 301, 401, 501 Porous silicon substrate 102, 202, 302, 402, 502 Epitaxial growth layer 103, 203, 303, 403, 503 Epi oxide film 103 ', 503' Support substrate silicon Oxide film 110, 210, 310, 410, 510 S on the surface
Support substrate 107 having an iO 2 layer 107, 207, 307, 407, 507 Plasma 604, 604 'Etching solution 605, 605' Positive electrode 606, 606 'Negative electrode

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン単結晶基板上に、多孔質層、エ
ピタキシャル層、シリコン酸化膜を順に形成した第1の
基板を作製する工程と、 表面にシリコン酸化膜を有する第2の基板を用意し、前
記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも片方の基
板の前記シリコン酸化膜表面にX線を照射し、該シリコ
ン酸化膜表面を活性化する工程と、 前記第1の基板と第2の基板を、前記活性化されたシリ
コン酸化膜を介して貼り合わせる工程と、 前記貼り合わされた基板の前記シリコン単結晶基板と前
記多孔質層を除去することにより、前記第2の基板上に
前記シリコン酸化膜を介して前記エピタキシャル層を有
する基板を形成する工程と、を有することを特徴とする
SOI基板の作製方法。
1. A step of producing a first substrate in which a porous layer, an epitaxial layer, and a silicon oxide film are sequentially formed on a silicon single crystal substrate, and a second substrate having a silicon oxide film on its surface is prepared. Irradiating the silicon oxide film surface of at least one of the first substrate and the second substrate with X-rays to activate the silicon oxide film surface, the first substrate and the second substrate Bonding the substrate of (1) through the activated silicon oxide film, and removing the silicon single crystal substrate and the porous layer of the bonded substrate to form the above-mentioned substrate on the second substrate. And a step of forming a substrate having the epitaxial layer with a silicon oxide film interposed therebetween, a method for manufacturing an SOI substrate.
【請求項2】 前記X線が、電子線であることを特徴と
する請求項1に記載のSOI基板の作製方法。
2. The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 1, wherein the X-ray is an electron beam.
【請求項3】 前記X線が、プラズマであることを特徴
とする請求項1に記載のSOI基板の作製方法。
3. The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 1, wherein the X-ray is plasma.
【請求項4】 前記多孔質層は、前記シリコン単結晶基
板の表層を陽極化成により多孔質化して形成することを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のSOI
基板の作製方法。
4. The SOI according to claim 1, wherein the porous layer is formed by making the surface layer of the silicon single crystal substrate porous by anodization.
Substrate manufacturing method.
【請求項5】 前記貼り合わされた基板の前記シリコン
単結晶基板と前記多孔質層の除去は、前記密着したシリ
コン基板側の多孔質化されていない前記シリコン単結晶
基板部分を研削、或いはエッチングによって除去してか
ら、引き続き前記多孔質シリコン部分を選択的にエッチ
ングする工程により行なわれることを特徴とする請求項
1〜4のいずれか1項に記載のSOI基板の作製方法。
5. The silicon single crystal substrate and the porous layer of the bonded substrates are removed by grinding or etching the non-porous silicon single crystal substrate portion on the side of the adhered silicon substrate. The method for producing an SOI substrate according to claim 1, wherein after the removal, the step of selectively etching the porous silicon portion is performed.
【請求項6】 前記多孔質シリコン部分の選択的エッチ
ングは、フッ酸、過酸化水素水の混合エッチング液によ
り行なうことを特徴とする請求項5に記載のSOI基板
の作製方法。
6. The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 5, wherein the selective etching of the porous silicon portion is performed by a mixed etching solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide.
【請求項7】 前記プラズマは、水素、酸素、窒素、ハ
ロゲンガス、希ガスの単元素系のガス、或いはシラン系
を除く化合物ガス、或いはこれらの混合ガスを用いるこ
とを特徴とする請求項3に記載のSOI基板の作製方
法。
7. The plasma uses hydrogen, oxygen, nitrogen, a halogen gas, a rare gas single element gas, a compound gas other than a silane gas, or a mixed gas thereof. The method for manufacturing an SOI substrate as described in 1.
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