JPH08153864A - 絶縁膜上の半導体膜の薄膜化方法および薄膜化装置 - Google Patents
絶縁膜上の半導体膜の薄膜化方法および薄膜化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁膜上の半導体膜を均一に薄膜化する方法
を与え、例えば張り合わせSOI基板において、低コス
トな活性層の膜厚均一化・薄膜化を可能とする。 【構成】 支持基板、絶縁膜および半導体活性層からな
る構造において、支持基板とエッチング溶液の間に電位
差を与えて、絶縁膜/活性層界面から活性層側に均一な
空乏層を形成し、溶液を用いたエッチングあるいは化学
的もしくは電気化学的な表面反応と反応生成物のエッチ
ングの組み合わせで半導体膜を均一に薄膜化する。さら
に、溶液を用いたエッチングおよび化学反応のために、
支持基板電極、溶液中の電極および支持基板に溶液が触
れないためのシール剤を備えた容器で構成される薄膜化
装置。
を与え、例えば張り合わせSOI基板において、低コス
トな活性層の膜厚均一化・薄膜化を可能とする。 【構成】 支持基板、絶縁膜および半導体活性層からな
る構造において、支持基板とエッチング溶液の間に電位
差を与えて、絶縁膜/活性層界面から活性層側に均一な
空乏層を形成し、溶液を用いたエッチングあるいは化学
的もしくは電気化学的な表面反応と反応生成物のエッチ
ングの組み合わせで半導体膜を均一に薄膜化する。さら
に、溶液を用いたエッチングおよび化学反応のために、
支持基板電極、溶液中の電極および支持基板に溶液が触
れないためのシール剤を備えた容器で構成される薄膜化
装置。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁体上に半導体層を
有するSOI構造(Si on insulator,
またはSemiconductor on insul
ator)において、支持基板上に設けられた絶縁膜上
に極めて均一な薄膜半導体層を形成する方法に関する。
有するSOI構造(Si on insulator,
またはSemiconductor on insul
ator)において、支持基板上に設けられた絶縁膜上
に極めて均一な薄膜半導体層を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】絶縁体上に半導体活性層を有するSOI
構造の形成方法の1つに、張り合わせ法がある。この方
法では、2枚のシリコン基板の少なくとも一方を酸化し
て絶縁体であるシリコン酸化膜を形成し、シリコン酸化
膜を間に挟む配置で重ね合わせた後に熱処理を加えて張
り合わせ、さらに活性層となるシリコン基板を薄膜化す
る。この方法では、そもそも単結晶であるシリコン基板
を薄膜化するので、活性層の結晶性が極めてよいSOI
構造が得られる。
構造の形成方法の1つに、張り合わせ法がある。この方
法では、2枚のシリコン基板の少なくとも一方を酸化し
て絶縁体であるシリコン酸化膜を形成し、シリコン酸化
膜を間に挟む配置で重ね合わせた後に熱処理を加えて張
り合わせ、さらに活性層となるシリコン基板を薄膜化す
る。この方法では、そもそも単結晶であるシリコン基板
を薄膜化するので、活性層の結晶性が極めてよいSOI
構造が得られる。
【0003】従来、この活性層の薄膜化の方法として
は、例えばジャーナル・オブ・エレクトリック・マテリ
アル21巻669頁〜676頁、1992年(Jour
nalof Electronic Materia
l,Vol.21,No.7,669−676,199
2)に詳しいが、機械化学的に研磨する方法や、エピタ
キシャル層をエッチストップに用いるエッチング法が行
われている。このうち前者では均一な膜厚を得ることが
難しく、この方法で得られる典型的な活性層膜厚と均一
性は、例えば3μm ±0.5μm であり結果的に高品質
な電子デバイスに有用な薄膜(例えば0.1μm )の形
成はできなかった。また後者では、エピタキシャル成長
を行うプロセスが煩雑でありコストの増加という欠点が
あった。さらに、例えば1992年アイトリプルイー・
インターナショナル・SOIコンファレンス・プロシー
ディング152頁〜153頁(1992 IEEE I
nternational SOI Conferen
ce Proceedings,pp.152−15
3)にあるように、機械化学的に研磨したあと活性層膜
厚を精密に測定し、局所的なプラズマエッチングで厚い
領域を他の領域に比べて長くエッチングする方法がある
が、プロセスが複雑な上プラズマによるダメージや汚染
を生じる問題がある。
は、例えばジャーナル・オブ・エレクトリック・マテリ
アル21巻669頁〜676頁、1992年(Jour
nalof Electronic Materia
l,Vol.21,No.7,669−676,199
2)に詳しいが、機械化学的に研磨する方法や、エピタ
キシャル層をエッチストップに用いるエッチング法が行
われている。このうち前者では均一な膜厚を得ることが
難しく、この方法で得られる典型的な活性層膜厚と均一
性は、例えば3μm ±0.5μm であり結果的に高品質
な電子デバイスに有用な薄膜(例えば0.1μm )の形
成はできなかった。また後者では、エピタキシャル成長
を行うプロセスが煩雑でありコストの増加という欠点が
あった。さらに、例えば1992年アイトリプルイー・
インターナショナル・SOIコンファレンス・プロシー
ディング152頁〜153頁(1992 IEEE I
nternational SOI Conferen
ce Proceedings,pp.152−15
3)にあるように、機械化学的に研磨したあと活性層膜
厚を精密に測定し、局所的なプラズマエッチングで厚い
領域を他の領域に比べて長くエッチングする方法がある
が、プロセスが複雑な上プラズマによるダメージや汚染
を生じる問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、張り合
わせSOIには結晶性が良いという大きな利点があるも
のの、活性層膜厚の均一化が難しく結果的にデバイスの
高性能化に有効な薄膜SOIの形成が困難であるという
大きな欠点がある。また、張り合わせSOIの活性層の
薄膜化法としては、従来均一化の精度に劣る方法や、複
雑なプロセスによる高コストな方法のみがあった。
わせSOIには結晶性が良いという大きな利点があるも
のの、活性層膜厚の均一化が難しく結果的にデバイスの
高性能化に有効な薄膜SOIの形成が困難であるという
大きな欠点がある。また、張り合わせSOIの活性層の
薄膜化法としては、従来均一化の精度に劣る方法や、複
雑なプロセスによる高コストな方法のみがあった。
【0005】本発明は上記の欠点を克服し、低コストで
精度の優れた半導体活性層の薄膜化方法を提供するもの
である。
精度の優れた半導体活性層の薄膜化方法を提供するもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的は以下に示す
本発明によって達成される。
本発明によって達成される。
【0007】即ち、本発明は支持基板上に絶縁膜を具備
し、該絶縁膜上に更に半導体活性層を具備した構造を有
する半導体膜を薄膜化する方法において、前記支持基板
と活性層の間に電位差を与え、活性層に該活性層と絶縁
膜の界面から空乏層もしくは反転層と空乏層を形成し
て、前記活性層を化学的溶液もしくはガスを用いる化学
的エッチング法によりエッチングすることを特徴とす
る、半導体膜の薄膜化方法を開示するものである。
し、該絶縁膜上に更に半導体活性層を具備した構造を有
する半導体膜を薄膜化する方法において、前記支持基板
と活性層の間に電位差を与え、活性層に該活性層と絶縁
膜の界面から空乏層もしくは反転層と空乏層を形成し
て、前記活性層を化学的溶液もしくはガスを用いる化学
的エッチング法によりエッチングすることを特徴とす
る、半導体膜の薄膜化方法を開示するものである。
【0008】本発明はまた、支持基板上に絶縁膜を具備
し、該絶縁膜上に更に半導体活性層を具備した構造を有
する半導体膜を薄膜化する薄膜化装置において、前記支
持基板と活性層の間に電位差を与え、活性層に該活性層
と絶縁膜の界面から空乏層もしくは反転層と空乏層を形
成して、前記活性層を溶液もしくはガスを用いる化学的
エッチング法によりエッチングすることを特徴とする半
導体膜の薄膜化装置をも開示するものである。
し、該絶縁膜上に更に半導体活性層を具備した構造を有
する半導体膜を薄膜化する薄膜化装置において、前記支
持基板と活性層の間に電位差を与え、活性層に該活性層
と絶縁膜の界面から空乏層もしくは反転層と空乏層を形
成して、前記活性層を溶液もしくはガスを用いる化学的
エッチング法によりエッチングすることを特徴とする半
導体膜の薄膜化装置をも開示するものである。
【0009】本発明は、支持基板上に絶縁膜を具備し、
該絶縁膜上に更に半導体活性層を具備した構造を有する
半導体膜を薄膜化する方法において、前記支持基板と活
性層の間に電位差を与え、活性層に該活性層と絶縁膜の
界面から空乏層もしくは反転層と空乏層を形成して、前
記活性層を化学的溶液もしくはガスを用いる化学的エッ
チング法によりエッチングすることを特徴とする半導体
膜の薄膜化方法と、上記エッチングの代わりに、化学的
もしくは電気化学的な反応による反応生成物層を形成
し、該反応生成物層を除去することを特徴とする半導体
膜の薄膜化方法である。
該絶縁膜上に更に半導体活性層を具備した構造を有する
半導体膜を薄膜化する方法において、前記支持基板と活
性層の間に電位差を与え、活性層に該活性層と絶縁膜の
界面から空乏層もしくは反転層と空乏層を形成して、前
記活性層を化学的溶液もしくはガスを用いる化学的エッ
チング法によりエッチングすることを特徴とする半導体
膜の薄膜化方法と、上記エッチングの代わりに、化学的
もしくは電気化学的な反応による反応生成物層を形成
し、該反応生成物層を除去することを特徴とする半導体
膜の薄膜化方法である。
【0010】また本発明は上記エッチングおよび化学的
もしくは電気化学的反応を溶液で行うために、支持基板
用電極およびおよび活性層電極との溶液の漏れを防ぐシ
ール材を装着して、活性層の薄膜化を所望する領域のみ
が溶液に触れるようにして行うことを特徴とする薄膜化
装置および該上記薄膜化装置において、溶液と活性層の
間にも電位差を与えるために、溶液中に第3の電極を有
することを特徴とする薄膜化装置、および上記活性層電
極を省略し支持基板と溶液の間に電位差を与えて前記活
性層を化学的溶液もしくはガスを用いる化学的エッチン
グ法によりエッチングすることを特徴とする半導体膜の
薄膜化方法と、支持基板用電極および溶液中電極と溶液
の漏れを防ぐシール材を装着して、活性層の薄膜化を所
望する領域のみが溶液に触れるようにして行うことを特
徴とする薄膜化装置である。
もしくは電気化学的反応を溶液で行うために、支持基板
用電極およびおよび活性層電極との溶液の漏れを防ぐシ
ール材を装着して、活性層の薄膜化を所望する領域のみ
が溶液に触れるようにして行うことを特徴とする薄膜化
装置および該上記薄膜化装置において、溶液と活性層の
間にも電位差を与えるために、溶液中に第3の電極を有
することを特徴とする薄膜化装置、および上記活性層電
極を省略し支持基板と溶液の間に電位差を与えて前記活
性層を化学的溶液もしくはガスを用いる化学的エッチン
グ法によりエッチングすることを特徴とする半導体膜の
薄膜化方法と、支持基板用電極および溶液中電極と溶液
の漏れを防ぐシール材を装着して、活性層の薄膜化を所
望する領域のみが溶液に触れるようにして行うことを特
徴とする薄膜化装置である。
【0011】
【作用】以下本発明によって、低コストで精度の優れた
半導体活性層の薄膜化方法について詳細に説明する。
半導体活性層の薄膜化方法について詳細に説明する。
【0012】半導体を化学的にエッチングする溶液(例
えば弗硝酸系,KOH系,ヒドラジン系溶液等)のほと
んどすべて、さらに一部のガスによる気相エッチングで
は、そのエッチング速度はキャリアの有無あるいはその
濃度に大きく依存する。また、多くの化学的あるいは電
気化学的な反応(例えば陽極酸化や陽極化成等)も、同
様にキャリアの存在の有無がその反応速度に大きく影響
を与える。
えば弗硝酸系,KOH系,ヒドラジン系溶液等)のほと
んどすべて、さらに一部のガスによる気相エッチングで
は、そのエッチング速度はキャリアの有無あるいはその
濃度に大きく依存する。また、多くの化学的あるいは電
気化学的な反応(例えば陽極酸化や陽極化成等)も、同
様にキャリアの存在の有無がその反応速度に大きく影響
を与える。
【0013】したがって、半導体膜にキャリアの存在し
ない空乏層を形成すれば、エッチング等の反応速度が極
端に遅くなり、エッチストップあるいは反応のストップ
層としての働きが生じ、均一な空乏層に応じた均一な活
性層膜を得ることが可能となる。
ない空乏層を形成すれば、エッチング等の反応速度が極
端に遅くなり、エッチストップあるいは反応のストップ
層としての働きが生じ、均一な空乏層に応じた均一な活
性層膜を得ることが可能となる。
【0014】本発明は、張り合わせSOI基板の支持基
板と活性層に接した溶液の間に電位差を与え、活性層の
底面(Si/SiO2 界面)から均一な空乏層を形成
し、上記のエッチングや電気化学的な反応を行うこと
で、薄膜化を行う方法である。
板と活性層に接した溶液の間に電位差を与え、活性層の
底面(Si/SiO2 界面)から均一な空乏層を形成
し、上記のエッチングや電気化学的な反応を行うこと
で、薄膜化を行う方法である。
【0015】この方法では、活性層はシリコン等の半導
体膜である必要があるが、支持基板は導電性であれば良
く、結晶形態に関する制限もない。また、前述のように
ほとんどの化学的なエッチャント(溶液)や化学的もし
くは電気化学的な反応の利用が可能である。
体膜である必要があるが、支持基板は導電性であれば良
く、結晶形態に関する制限もない。また、前述のように
ほとんどの化学的なエッチャント(溶液)や化学的もし
くは電気化学的な反応の利用が可能である。
【0016】以下に一例として弗硝酸系溶液(HF/H
NO3 /CH3 COOH混合溶液)を用いた化学的エッ
チングで、空乏層がエッチストップとして作用する原理
を説明する。CH3 COOHを緩衝剤として用いた、H
F/HNO3 溶液でSiのエッチングを行う場合には、
以下に式で示す一連の反応にしたがってエッチングが進
行する。
NO3 /CH3 COOH混合溶液)を用いた化学的エッ
チングで、空乏層がエッチストップとして作用する原理
を説明する。CH3 COOHを緩衝剤として用いた、H
F/HNO3 溶液でSiのエッチングを行う場合には、
以下に式で示す一連の反応にしたがってエッチングが進
行する。
【0017】 Si+2h+ → Si2+ (1) Si2++2OH- → SiO2 +H2 (2) SiO2 +6HF → H2 SiF6 (水溶性)+H2 O (3) したがって、(1)式でみるキャリア(この場合はホー
ル)の存在の有無が、エッチングの進行に大きな役割を
果たす。したがって、エッチングの進行面が空乏層端に
達した時に、ホールが不足することでエッチストップの
メカニズムが働くこととなる。
ル)の存在の有無が、エッチングの進行に大きな役割を
果たす。したがって、エッチングの進行面が空乏層端に
達した時に、ホールが不足することでエッチストップの
メカニズムが働くこととなる。
【0018】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を用いて詳
細に説明する。図1は本発明の実施例で、エッチングお
よび化学反応に用いた薄膜化装置の模式図である。
細に説明する。図1は本発明の実施例で、エッチングお
よび化学反応に用いた薄膜化装置の模式図である。
【0019】(実施例1)張り合わせSOIは、支持基
板にP型Si基板(比抵抗1〜3Ω・cm,厚さ625μ
m )を用い、活性層の元となるP型Si基板(比抵抗1
〜3Ω・cm)を熱酸化して厚さ約1μm の酸化シリコン
膜を形成した後、支持基板と重ね合わせて熱処理を加え
て張り合わせた。活性層は通常の機械化学的な研磨で膜
厚3〜5μm ,膜厚精度±0.5μm まで薄膜化した。
板にP型Si基板(比抵抗1〜3Ω・cm,厚さ625μ
m )を用い、活性層の元となるP型Si基板(比抵抗1
〜3Ω・cm)を熱酸化して厚さ約1μm の酸化シリコン
膜を形成した後、支持基板と重ね合わせて熱処理を加え
て張り合わせた。活性層は通常の機械化学的な研磨で膜
厚3〜5μm ,膜厚精度±0.5μm まで薄膜化した。
【0020】さらに、図1に示す薄膜化装置に装着し、
高精度な薄膜化工程を行った。図1で、張り合わせSO
I基板40は電圧印加のための金コートしたリング状の
活性層電極30および円盤状の支持基板電極50の2種
類の金属の間に挟まれて、溶液10分離のために薬品耐
性に優れた材料の0リング20を介してテフロン容器6
0に試料おさえ80で固定されている。
高精度な薄膜化工程を行った。図1で、張り合わせSO
I基板40は電圧印加のための金コートしたリング状の
活性層電極30および円盤状の支持基板電極50の2種
類の金属の間に挟まれて、溶液10分離のために薬品耐
性に優れた材料の0リング20を介してテフロン容器6
0に試料おさえ80で固定されている。
【0021】次に、溶液10として混合比1:3:10
のHF/HNO3 /CH3 COOH混合溶液、もしくは
純粋なCH3 COOHの代わりにヨウ素を飽和したCH
3 COOHを加えた溶液でエッチングを行った。エッチ
ング中の各電極の電位はPt電極15を接地し、エッチ
ストップ効果をより高める目的で電圧源1、70を用い
て活性層電極30に+1〜5Vを、さらに活性層に空乏
層を形成する目的で電源電圧2、90を用いて支持基板
電極に(活性層電極30に対して)+0.5〜10Vを
印加した。
のHF/HNO3 /CH3 COOH混合溶液、もしくは
純粋なCH3 COOHの代わりにヨウ素を飽和したCH
3 COOHを加えた溶液でエッチングを行った。エッチ
ング中の各電極の電位はPt電極15を接地し、エッチ
ストップ効果をより高める目的で電圧源1、70を用い
て活性層電極30に+1〜5Vを、さらに活性層に空乏
層を形成する目的で電源電圧2、90を用いて支持基板
電極に(活性層電極30に対して)+0.5〜10Vを
印加した。
【0022】エッチングは約10〜30分進行した後に
自動的に停止し、光学的膜厚測定機で測定した半導体活
性層膜厚は印加電圧に応じて0.5〜3μm ,その精度
は±0.01μm であった。活性層にP型の半導体膜を
有する場合には、上記のように支持基板電極50に活性
層電極30に対して正の電位を与える必要があるが、N
型の場合には負の電位を印加することが必要である。ま
た、得られる空乏層幅は活性層電極30と支持基板電極
50の電位差の他活性層比抵抗にも依存するため、所望
の膜厚を得るためにはその都度調整する必要がある。ま
た、ヨウ素を飽和したCH3 COOHを用いた場合に
は、純粋なCH3 COOHを加えた溶液に比べて、エッ
チング終了後の試料表面の平坦性が優れていた。
自動的に停止し、光学的膜厚測定機で測定した半導体活
性層膜厚は印加電圧に応じて0.5〜3μm ,その精度
は±0.01μm であった。活性層にP型の半導体膜を
有する場合には、上記のように支持基板電極50に活性
層電極30に対して正の電位を与える必要があるが、N
型の場合には負の電位を印加することが必要である。ま
た、得られる空乏層幅は活性層電極30と支持基板電極
50の電位差の他活性層比抵抗にも依存するため、所望
の膜厚を得るためにはその都度調整する必要がある。ま
た、ヨウ素を飽和したCH3 COOHを用いた場合に
は、純粋なCH3 COOHを加えた溶液に比べて、エッ
チング終了後の試料表面の平坦性が優れていた。
【0023】(実施例2)実施例1と同じ配置および印
加電圧の値を用いて、溶液10にKOH30%溶液を用
いてエッチングを行った。溶液温度を50〜80℃に保
ってエッチングを行ったところ、約5〜10分でエッチ
ングは停止した。
加電圧の値を用いて、溶液10にKOH30%溶液を用
いてエッチングを行った。溶液温度を50〜80℃に保
ってエッチングを行ったところ、約5〜10分でエッチ
ングは停止した。
【0024】エッチング後の半導体活性層膜厚とその分
布は、各電極の電位が実施例1と同じ場合には同じ結果
が得られた。したがって、薄膜化後の半導体活性層膜厚
は溶液10の種類に依存せず、空乏層の幅で規定されて
いることが確認できた。
布は、各電極の電位が実施例1と同じ場合には同じ結果
が得られた。したがって、薄膜化後の半導体活性層膜厚
は溶液10の種類に依存せず、空乏層の幅で規定されて
いることが確認できた。
【0025】半導体活性層のエッチングでは、弗硝酸や
KOH溶液他に例えばヒドラジン溶液等大抵の溶液がキ
ャリアの有無や濃度に依存してエッチレートが異なるた
め、適当な電位差を設けることで実施例1および2に挙
げた溶液以外でも同様な効果が期待できる。
KOH溶液他に例えばヒドラジン溶液等大抵の溶液がキ
ャリアの有無や濃度に依存してエッチレートが異なるた
め、適当な電位差を設けることで実施例1および2に挙
げた溶液以外でも同様な効果が期待できる。
【0026】(実施例3)他の条件は実施例1および2
と同様にして、溶液10にエチレングリコールを使用
し、Pt電極15と活性層電極30の間に流れる電流値
が一定になるように電圧源1、70の印加電圧を制御し
た。この方法は、陽極酸化として知られており、半導体
活性層が表面側から酸化される。電流密度を20mA/
cm2 と一定にし、電圧が50V増加した際に100〜3
00オングストロームの酸化膜が形成された。陽極酸化
とHFによる酸化膜のエッチングを繰り返して、活性層
を薄膜化したところ、酸化反応は途中で停止して活性層
は実施例1および2と同じ膜厚および膜厚分布が得られ
た。陽極酸化を行うためには、エチレングリコールの他
にナトリウム・テトラボレートとほう酸の混液やN−メ
チルアセトイミド溶液を用いてもよい。
と同様にして、溶液10にエチレングリコールを使用
し、Pt電極15と活性層電極30の間に流れる電流値
が一定になるように電圧源1、70の印加電圧を制御し
た。この方法は、陽極酸化として知られており、半導体
活性層が表面側から酸化される。電流密度を20mA/
cm2 と一定にし、電圧が50V増加した際に100〜3
00オングストロームの酸化膜が形成された。陽極酸化
とHFによる酸化膜のエッチングを繰り返して、活性層
を薄膜化したところ、酸化反応は途中で停止して活性層
は実施例1および2と同じ膜厚および膜厚分布が得られ
た。陽極酸化を行うためには、エチレングリコールの他
にナトリウム・テトラボレートとほう酸の混液やN−メ
チルアセトイミド溶液を用いてもよい。
【0027】(実施例4)他の条件は実施例1,2およ
び3と同様にして、溶液10にHF/エチルアルコール
2:3溶液を用い、Pt電極15と活性層電極30の間
に電圧源1、70で5〜15Vを印加した。この方法は
陽極化成として知られ、半導体活性層表面から多孔質S
iが形成される。陽極化成中の電流値はおよそ20〜8
0mA/cm2 であった。反応は5〜15分で停止し、弗
硝酸溶液で多孔質Si層のみを除去した後の活性層膜厚
とその分布は実施例1〜3と同様であった。
び3と同様にして、溶液10にHF/エチルアルコール
2:3溶液を用い、Pt電極15と活性層電極30の間
に電圧源1、70で5〜15Vを印加した。この方法は
陽極化成として知られ、半導体活性層表面から多孔質S
iが形成される。陽極化成中の電流値はおよそ20〜8
0mA/cm2 であった。反応は5〜15分で停止し、弗
硝酸溶液で多孔質Si層のみを除去した後の活性層膜厚
とその分布は実施例1〜3と同様であった。
【0028】実施例2および3で挙げた反応に限らず、
半導体表面での化学反応もしくは電気化学反応を利用し
た反応物の生成には、キャリアの有無およびその濃度が
反応速度に与える影響が大きいことが予想され、本発明
への適用が可能である。
半導体表面での化学反応もしくは電気化学反応を利用し
た反応物の生成には、キャリアの有無およびその濃度が
反応速度に与える影響が大きいことが予想され、本発明
への適用が可能である。
【0029】(実施例5)実施例1〜4の様な溶液を用
いずに、支持基板と活性層間に1〜5Vの電位差を設
け、CCl4 ガスを用いたプラズマエッチングを行っ
た。この場合、キャリアの存在しない空乏層でのエッチ
ング速度の低下割合が、実施例1〜2に比べて小さいた
め、薄膜化後に得られた活性層膜厚は0.5〜3μm で
あるものの、その分布は±0.1μm と均一性には劣っ
た。しかしながらこの均一性は、従来法に比べると優れ
ており、ガスエッチングが持つ他の利点を活かすことが
できる。
いずに、支持基板と活性層間に1〜5Vの電位差を設
け、CCl4 ガスを用いたプラズマエッチングを行っ
た。この場合、キャリアの存在しない空乏層でのエッチ
ング速度の低下割合が、実施例1〜2に比べて小さいた
め、薄膜化後に得られた活性層膜厚は0.5〜3μm で
あるものの、その分布は±0.1μm と均一性には劣っ
た。しかしながらこの均一性は、従来法に比べると優れ
ており、ガスエッチングが持つ他の利点を活かすことが
できる。
【0030】CCl4 の他にも、半導体のエッチングが
可能なガスでは同様の効果を期待できる。また、プラズ
マエッチングでなくても昇温エッチング等他のガスエッ
チング法も適用可能である。
可能なガスでは同様の効果を期待できる。また、プラズ
マエッチングでなくても昇温エッチング等他のガスエッ
チング法も適用可能である。
【0031】(実施例6)実施例1〜4で示した、溶液
を用いたエッチングおよび電気化学的な反応とその反応
生成物の除去において、活性層電極を省き支持基板電極
と溶液中の電極のみを用い、支持基板と溶液の間に電位
差を与えても同様な効果が得られた。
を用いたエッチングおよび電気化学的な反応とその反応
生成物の除去において、活性層電極を省き支持基板電極
と溶液中の電極のみを用い、支持基板と溶液の間に電位
差を与えても同様な効果が得られた。
【0032】実施例1〜5で用いたのと同じ張り合わせ
SOI基板を、図1の薄膜化装置から活性層電極30を
取り除いた装置に装着し、Pt電極15を設置し、支持
基板電極50に10〜100Vを印加して電位差を与え
た。10〜40%KOH水溶液を用いてエッチング温度
50〜85℃でエッチングを行ったところ、印加電圧に
応じて0.1〜2μm の膜厚を残してエッチングが停止
し、KOH溶液を廃棄して試料を洗浄した後で、光学的
膜厚計で詳細に評価した膜厚分布はいずれもばらつきが
±0.01μm 以下に制御されていた。
SOI基板を、図1の薄膜化装置から活性層電極30を
取り除いた装置に装着し、Pt電極15を設置し、支持
基板電極50に10〜100Vを印加して電位差を与え
た。10〜40%KOH水溶液を用いてエッチング温度
50〜85℃でエッチングを行ったところ、印加電圧に
応じて0.1〜2μm の膜厚を残してエッチングが停止
し、KOH溶液を廃棄して試料を洗浄した後で、光学的
膜厚計で詳細に評価した膜厚分布はいずれもばらつきが
±0.01μm 以下に制御されていた。
【0033】このように、活性層電極を用いなくても、
活性層電極を用いたのと同じ効果が得られたのは、支持
基板と溶液の間に与えた電位差が自動的に、支持基板/
活性層間および活性層/溶液間に割り振られたためと考
えられる。このように、電極を1つ減らすことが可能で
あるのは、単に電極や電源を省くことによる経済的効果
や省力効果のみではなく、試料面のエッチング可能面積
が増大し、活性層の導電率の制限を緩和し、エッチング
の再現性が向上する等の多大な効果をもたらす。
活性層電極を用いたのと同じ効果が得られたのは、支持
基板と溶液の間に与えた電位差が自動的に、支持基板/
活性層間および活性層/溶液間に割り振られたためと考
えられる。このように、電極を1つ減らすことが可能で
あるのは、単に電極や電源を省くことによる経済的効果
や省力効果のみではなく、試料面のエッチング可能面積
が増大し、活性層の導電率の制限を緩和し、エッチング
の再現性が向上する等の多大な効果をもたらす。
【0034】
【発明の効果】以上本発明によって、従来技術では困難
であった半導体膜の均一な薄膜化が、簡単なプロセスで
可能となり、プロセスコストの低下という顕著な効果が
得られる。
であった半導体膜の均一な薄膜化が、簡単なプロセスで
可能となり、プロセスコストの低下という顕著な効果が
得られる。
【図1】本発明の実施例で用いた薄膜化装置の構造を説
明するための模式図である。
明するための模式図である。
10 溶液 15 Pt電極 20 0リング 30 活性層電極 40 張り合わせSOI基板 50 支持基板電極 60 テフロン容器 70 電圧源1 80 試料おさえ 90 電圧源2
Claims (10)
- 【請求項1】支持基板上に絶縁膜を具備し、該絶縁膜上
に更に半導体活性層を具備した構造を有する半導体膜を
薄膜化する方法において、前記支持基板と活性層の間に
電位差を与え、活性層に該活性層と絶縁膜の界面から空
乏層もしくは反転層と空乏層を形成して、前記活性層を
化学的溶液もしくはガスを用いる化学的エッチング法に
よりエッチングすることを特徴とする半導体膜の薄膜化
方法。 - 【請求項2】前記エッチングの代わりに、化学的もしく
は電気科学的な反応による反応生成物層を形成し、該反
応生成物層を除去することを特徴とする半導体膜の薄膜
化方法。 - 【請求項3】前記エッチングおよび化学的もしくは電気
化学的反応を溶液で行うために、支持基板用電極および
活性層電極と溶液の漏れを防ぐシール材を装着して、活
性層の薄膜化を所望する領域のみが溶液に触れるように
して行うことを特徴とする請求項1又は2記載の半導体
膜の薄膜化方法。 - 【請求項4】前記溶液中に第3の電極を配設して、溶液
と活性層の間にも電位差を与えるようにすることを特徴
とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体膜の薄
膜化方法。 - 【請求項5】請求項3における活性層電極を省き、支持
基板用電極および請求項4に示した溶液中の電極のみを
有し、支持基板と溶液の間に電位差を与えることを特徴
とする請求項1又は2に記載の半導体膜の薄膜化方法。 - 【請求項6】支持基板上に絶縁膜を具備し、該絶縁膜上
に更に半導体活性層を具備した構造を有する半導体膜を
薄膜化する薄膜化装置において、前記支持基板と活性層
の間に電位差を与え、活性層に該活性層と絶縁膜の界面
から空乏層もしくは反転層と空乏層を形成して、前記活
性層を溶液もしくはガスを用いる化学的エッチング法に
よりエッチングすることを特徴とする半導体膜の薄膜化
装置。 - 【請求項7】請求項6記載のエッチングの代わりに、化
学的もしくは電気化学的な反応による反応生成物を形成
し、該反応生成物を除去することを特徴とする半導体膜
の薄膜化装置。 - 【請求項8】請求項6記載のエッチングおよび請求項7
記載の化学的もしくは電気化学的な反応を溶液で行うた
めに、支持基板用電極および活性層電極と溶液の漏れを
防ぐシール材を装着して、活性層の所望の領域のみが溶
液に触れるようにして行うことを特徴とする請求項6ま
たは7記載の半導体膜の薄膜化装置。 - 【請求項9】溶液中に第3の電極を配置して、溶液と活
性層の間にも電位差を与えるようにしてあることを特徴
とする請求項6乃至8のいずれかに記載の半導体膜の薄
膜化装置。 - 【請求項10】請求項8における活性層電極を省き、支
持基板用電極および請求項9で示した溶液中の電極のみ
を有し、支持基板と溶液との間に電位差を与えることを
特徴とする請求項6又は7に記載の半導体膜の薄膜化装
置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7097338A JP2833519B2 (ja) | 1994-09-27 | 1995-04-24 | 絶縁膜上の半導体膜の薄膜化方法および薄膜化装置 |
US08/534,442 US5556503A (en) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | Apparatus for thinning a semiconductor film on an insulating film |
KR1019950032157A KR100193407B1 (ko) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | 절연막상의 반도체막의 박막화 방법 및 박막화 장치 |
US08/534,441 US5650042A (en) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | Method for thinning a semiconductor film on an insulating film |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-231652 | 1994-09-27 | ||
JP23165294 | 1994-09-27 | ||
JP7097338A JP2833519B2 (ja) | 1994-09-27 | 1995-04-24 | 絶縁膜上の半導体膜の薄膜化方法および薄膜化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08153864A true JPH08153864A (ja) | 1996-06-11 |
JP2833519B2 JP2833519B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=26438531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7097338A Expired - Fee Related JP2833519B2 (ja) | 1994-09-27 | 1995-04-24 | 絶縁膜上の半導体膜の薄膜化方法および薄膜化装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5650042A (ja) |
JP (1) | JP2833519B2 (ja) |
KR (1) | KR100193407B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6417069B1 (en) * | 1999-03-25 | 2002-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate processing method and manufacturing method, and anodizing apparatus |
US6440264B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-08-27 | Litton Systems, Inc. | Method and system for manufacturing a photocathode |
DE10161202C1 (de) * | 2001-12-13 | 2003-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Reduktion der Dicke eines Silizium-Substrates |
DE10318995B4 (de) * | 2003-04-25 | 2006-04-20 | Christian-Albrechts-Universität Zu Kiel | Verfahren zur Herstellung von durchgängigen Membranen |
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---|---|---|---|---|
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US3755026A (en) * | 1971-04-01 | 1973-08-28 | Sprague Electric Co | Method of making a semiconductor device having tunnel oxide contacts |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP7097338A patent/JP2833519B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-27 US US08/534,441 patent/US5650042A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-27 KR KR1019950032157A patent/KR100193407B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-09-27 US US08/534,442 patent/US5556503A/en not_active Expired - Fee Related
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JP2014501043A (ja) * | 2010-11-30 | 2014-01-16 | シン マテリアルズ アクチェンゲゼルシャフト | ウェーハ又はダイの処理方法 |
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