JPH0992803A - Manufacture of semiconductor substrate - Google Patents

Manufacture of semiconductor substrate

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JPH0992803A
JPH0992803A JP8179000A JP17900096A JPH0992803A JP H0992803 A JPH0992803 A JP H0992803A JP 8179000 A JP8179000 A JP 8179000A JP 17900096 A JP17900096 A JP 17900096A JP H0992803 A JPH0992803 A JP H0992803A
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porous
layer
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semiconductor substrate
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憲二 山方
Nobuhiko Sato
信彦 佐藤
Kiyobumi Sakaguchi
清文 坂口
Takao Yonehara
隆夫 米原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of voids and the number of detects at a lamination interface in a non-porous crystals silicon layer by removing a porous silicon layer by using etching solution having an etching speed lower than a specified value for both a non-porous monocrystal silicon layer and a silicon oxide layer. SOLUTION: A porous silicon layer 101 is formed by anodic formation of a monocrystal silicon substrate 100. On this porous silicon layer 101, a non- porous monocrystal silicon layer 102 is subjected to epitaxial growth. The surface of this epitaxial layer 102 is oxidized and a silicon oxide layer 103 is formed. Next, a substrate 110 as a bearing substrate having a silicon oxide layer 104 on the surface is adhered, and a substrate 100 and a porous silicon layer 101 are removed by using an etching solution having an etching speed of less than 10 angstrom per minute for both non-porous monocrystal silicon layer 102 and silicon oxide layer 103. Therefore, the occurrence of voids can be suppressed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁体上に結晶性
が単結晶ウエハー並に優れた単結晶層を有するSOI基
板を得るうえで、特に均一性、制御性に優れた作製方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing method particularly excellent in uniformity and controllability in obtaining an SOI substrate having a single crystal layer having excellent crystallinity on an insulator as well as a single crystal wafer. Is.

【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枚のウエ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。
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 a 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.

【0004】ここで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(BPSO
I:Bonding and Polishing S
OI)であり、もう1つは残すべきシリコン薄膜の直上
(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
and Etchback SOI)である。
There are roughly two methods for thinning silicon. One is a method of polishing only (BPSO
I: Bonding and Polishing S
The other is a method (BESOI: Bond) in which the etching stop layer is provided immediately above the silicon thin film to be left (immediately below when a single substrate is manufactured), and the etching is performed on the substrate and the etching stop layer.
and Etchback SOI).

【0005】残すべきシリコン膜厚の均一性に着目する
と、BPSOIは前述したように非常に制御が困難であ
る。つまり研磨の場合は研磨機の試料を置く面が基準面
となるために、支持基板となるウエハー自体に少しでも
厚みの分布があれば、それがそのまま活性層の厚み分布
に影響してしまうからである。通常薄膜SOI基板の活
性層は数十オングストロームの分布の制御が必要となる
ため、基板そのものにこれだけの制御性を求めるのは実
質上不可能であり、従ってBPSOIの膜厚制御性は困
難と言わざるを得ない。一方BESOIではシリコン活
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く、その濃度差によってエ
ッチングの選択性を得ている場合が殆どである。つまり
このことは貼り合わせ後のアニール等の熱処理時に不純
物が拡散すると、エッチング特性を変化させてしまう可
能性も含んでいる。また一般的に不純物の濃度差による
エッチング速度比、即ちエッチング選択比は高々数十か
ら数百であり、どうしても活性層のオーバーエッチン
グ、もしくは分布の発生を避けられない。
Focusing on the uniformity of the remaining silicon film thickness, it is extremely difficult to control the BPSOI as described above. That is, in the case of polishing, since the surface of the polishing machine on which the sample is placed serves as the reference surface, if there is a slight thickness distribution in the wafer itself, which becomes the supporting substrate, that will directly affect the thickness distribution of the active layer. Is. Usually, the active layer of a thin film SOI substrate needs to control the distribution of several tens of angstroms, so it is practically impossible to obtain such controllability of the substrate itself, and therefore it is difficult to control the film thickness of BPSOI. I have no choice. On the other hand, in BESOI, the silicon active layer is often epitaxially grown on the previously formed etching stop layer, so that BESOI is currently considered to be advantageous for ensuring the uniformity of the film thickness. However, the etching stop layer often contains a high concentration of impurities, and in most cases, the etching selectivity is obtained due to the difference in concentration. In other words, this includes the possibility that the etching characteristics may be changed if the impurities diffuse during the heat treatment such as annealing after the bonding. Further, generally, the etching rate ratio, that is, the etching selection ratio due to the difference in the concentration of impurities is at most several tens to several hundreds, and the over-etching of the active layer or the occurrence of the distribution cannot be avoided.

【0006】BESOI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本出願人が提案したものがある。
この方法は、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
させた後、貼り合わせを行なうことで該シリコン層を他
方の基板に移しかえ、SOI基板を作製するというもの
である(特開平5−21338号公報)。この方法は、
多孔質シリコンが非多孔質単結晶シリコンに比べてエッ
チング液に対するエッチングレートが非常に大きいこと
を利用するものであり、良質なSOI基板を低コストで
作製し得る優れた方法である。本発明者らは、上記方法
に適用し得るエッチャントについても提案を行なってい
る(特開平6−342784号公報他)。
In an example in which the film thickness of the active layer is uniform as in BESOI and the etchback selectivity is several orders of magnitude better than in conventional BESOI, there is one proposed by the present applicant.
In this method, the surface of a silicon substrate is made porous by anodization, a silicon active layer is epitaxially grown on this, and then the silicon layer is transferred to the other substrate by bonding to manufacture an SOI substrate. (Japanese Patent Laid-Open No. 5-21338). This method
It utilizes the fact that porous silicon has a much higher etching rate for an etching solution than non-porous single crystal silicon, and is an excellent method for producing a good-quality SOI substrate at low cost. The present inventors have also proposed an etchant applicable to the above method (JP-A-6-342784, etc.).

【0007】本発明者らの研究によれば、多孔質シリコ
ンの高選択エッチング特性は、例えばフッ酸と過酸化水
素水の混合液などのフッ酸系エッチャントにより得られ
る。
According to the research conducted by the present inventors, the highly selective etching property of porous silicon can be obtained by a hydrofluoric acid type etchant such as a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ酸
系のエッチング液は、活性層に含まれる結晶欠陥をも選
択的にエッチングしてしまうことが最近になって報告さ
れた(Proceedins 1944 IEEE I
nternational SOI Conferen
ce,plll)。本発明者らの検討の結果この作用に
よると条件によっては活性層の微小孔(ピンホール)の
形成や、更にこのピンホールを通って下地酸化膜の侵食
等貼り合わせ基板の貼り合わせ界面におけるボイド(v
oid)形成の要因となる場合があることがわかった。
However, it has recently been reported that a hydrofluoric acid-based etching solution selectively etches crystal defects contained in the active layer (Proceedins 1944 IEEE I).
international SOI Conferen
ce, pllll). As a result of the study by the present inventors, according to this action, depending on the conditions, the formation of micropores (pinholes) in the active layer, and further erosion of the underlying oxide film through the pinholes and the like, voids at the bonding interface of the bonded substrate (V
It has been found that it may be a factor in the formation of oid).

【0009】本発明の目的は、上記多孔質層を選択的に
エッチングする技術を用いたSOI基板形成法におい
て、多孔質層のエッチングの際に、結晶欠陥のエッチン
グに起因するボイドの発生を極めて低く抑制することに
ある。
An object of the present invention is to significantly reduce the generation of voids due to the etching of crystal defects during the etching of the porous layer in the SOI substrate forming method using the technique for selectively etching the porous layer. To keep it low.

【0010】本発明の別の目的は、貼り合わせ界面にお
けるボイド及び非多孔質単結晶シリコン層中の欠陥の数
を極めて低い値に制御し得る半導体基板の製造方法を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor substrate capable of controlling the number of voids at the bonding interface and the number of defects in the non-porous single crystal silicon layer to an extremely low value.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明の半導体基板の製造方法は、下述する構成のもの
である。即ち、本発明の半導体基板の製造方法は、シリ
コン基板を多孔質化して得られる多孔質シリコン層上に
非多孔質単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させた
第1の基板を用意する工程、前記第1の基板と、第2の
基板とを少なくともいずれか一方の基板の貼り合わせ面
に酸化シリコン層を有する状態で且つ、前記非多孔質単
結晶シリコン層が貼り合わされた基板の内側に位置する
ように貼り合わせる工程、及び前記多孔質シリコン層を
エッチング除去する工程を有する半導体基板の製造方法
において、前記非多孔質単結晶シリコン層及び前記酸化
シリコン層に対するエッチング速度が共に10オングス
トローム/分以下となるエッチング液を用いて前記多孔
質シリコン層を除去することを特徴とするものである。
A method of manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention, which achieves the above-mentioned object, has a structure described below. That is, the semiconductor substrate manufacturing method of the present invention comprises the steps of preparing a first substrate in which a non-porous single crystal silicon layer is epitaxially grown on a porous silicon layer obtained by making a silicon substrate porous, So that the non-porous single crystal silicon layer is located inside the substrate having the silicon oxide layer on the bonding surface of at least one of the substrate and the second substrate. In a method for manufacturing a semiconductor substrate, which includes a step of bonding and a step of etching and removing the porous silicon layer, etching in which the etching rates of the non-porous single crystal silicon layer and the silicon oxide layer are both 10 angstroms / minute or less. It is characterized in that the porous silicon layer is removed using a liquid.

【0012】上記構成の本発明によれば、上述した解決
すべき課題が解決され、極めて良質なSOI基板を製造
し得る。
According to the present invention having the above-described structure, the above-mentioned problems to be solved can be solved, and an extremely high-quality SOI substrate can be manufactured.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の半導体基板の製造方法
は、前述したとおりの構成のものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention has the above-described structure.

【0014】本発明は、1例として非多孔質単結晶シリ
コン基板の表層を部分的に多孔質化して得られる多孔質
単結晶シリコン層上に非多孔質単結晶シリコン層をエピ
タキシャル成長させたものを第1の基板として用い、該
第1の基板と、第2の基板を貼り合わせた後、第1の基
板の多孔質化せずに非多孔質単結晶シリコンとして残っ
ている領域の一部もしくは全部を研削や研磨等の機械的
な除去方法により除去する態様をも包含する。
The present invention is an example in which a non-porous single crystal silicon layer is epitaxially grown on a porous single crystal silicon layer obtained by partially making the surface layer of a non-porous single crystal silicon substrate porous. After being used as the first substrate and bonding the first substrate and the second substrate, a part of the region of the first substrate that remains as non-porous single crystal silicon without being made porous or It also includes a mode in which the whole is removed by a mechanical removal method such as grinding or polishing.

【0015】本発明において、非多孔質単結晶シリコン
基板の多孔質化は、陽極化成(anodizatio
n)により形成される。こうして得られた多孔質シリコ
ン層は、平均約600Å程度の径の孔が多数形成され、
且つ単結晶性を維持した層となる。
In the present invention, the non-porous single crystal silicon substrate is made porous by anodization.
n). The porous silicon layer thus obtained has a large number of pores having an average diameter of about 600Å,
In addition, the layer maintains single crystallinity.

【0016】多孔質単結晶シリコン層の選択エッチング
メカニズムは次の通りである。まずエッチング液が毛細
管現象によって孔内に浸透し、それと同時に多孔質の壁
面のエッチングが開始される。このとき単結晶シリコン
に対するエッチング速度が十分に遅いと、多孔質層の内
壁が完全にエッチングされる前に、毛細管現象によって
エッチング液が活性層(多孔質層上にエピタキシャル成
長させた非多孔質単結晶シリコン層)と多孔質層の界面
にまで到達する。そして内壁の厚みが零になったとき
に、多孔質層全体が崩壊するように消滅するのである。
このとき活性層も多少エッチングされることになるが、
実際には多孔質の内壁の厚さの1/2程度がエッチング
されたことにしかならない。即ち数十オングストローム
である。従って厚い多孔質層を全てエッチングしても、
活性層は殆どエッチングされずに残るのである。
The selective etching mechanism of the porous single crystal silicon layer is as follows. First, the etching solution permeates into the pores by the capillary phenomenon, and at the same time, etching of the porous wall surface is started. At this time, if the etching rate for the single crystal silicon is sufficiently slow, the etching solution is activated by the capillary phenomenon before the inner wall of the porous layer is completely etched (a non-porous single crystal epitaxially grown on the porous layer. It reaches the interface between the silicon layer) and the porous layer. Then, when the thickness of the inner wall becomes zero, it disappears like the entire porous layer collapses.
At this time, the active layer will be slightly etched,
Actually, only about 1/2 of the thickness of the porous inner wall is etched. That is, several tens of angstroms. Therefore, even if all of the thick porous layer is etched,
The active layer remains almost unetched.

【0017】一方、エッチング液の単結晶シリコンに対
するエッチング速度が速い場合は、毛細管現象によって
液が孔内に染み込むより速く多孔質層表面からのエッチ
ングが優勢となり、多孔質の内壁が崩壊する前に多孔質
層が表層から等速度でエッチングされることになる。そ
してそのままの速度で活性層も連続してエッチングさ
れ、良好な選択性は現れない。
On the other hand, when the etching rate of the etching liquid with respect to the single crystal silicon is high, the etching from the surface of the porous layer becomes predominant faster than the liquid permeates into the pores due to the capillary phenomenon, and before the inner wall of the porous layer collapses. The porous layer will be etched from the surface layer at a constant rate. The active layer is also continuously etched at the same rate, and good selectivity does not appear.

【0018】つまり、良好な選択エッチングが成立する
のは、ある時間tでの多孔質表面からのエッチング量
(厚み)をys ,同時間における多孔質内への液の染み
込み距離をyp としたとき、ys <yp での条件を満た
したときである。更に言えばy s はエッチング速度a
に、yp は液体の多孔質内への浸透速度kにそれぞれ依
存する。yp の値は多孔質の孔径等で決定されるが、通
常多孔質上に良質な単結晶薄膜をエピタキシャル成長さ
せるためには、ある限定された条件(孔度など)の多孔
質だけが用いられる。従ってk値はほぼ一定となり、a
の値によってエッチングの選択性が決定されるのであ
る。
That is, good selective etching is established.
Is the amount of etching from the porous surface at a certain time t
(Thickness) is ys, Staining of liquid into the porous material at the same time
Included distance is ypAnd ys<YpMeet the conditions in
It was when I did. Furthermore, y sIs the etching rate a
To ypIs dependent on the permeation rate k of the liquid into the porosity.
Exist. ypThe value of is determined by the pore size of the porous material.
Epitaxially grow a high quality single crystal thin film on the ordinary porosity.
In order to make it possible, the porosity of certain limited conditions (such as porosity)
Only quality is used. Therefore, the k value becomes almost constant, and a
The etching selectivity is determined by the value of
You.

【0019】そして、その値は約10オングストローム
/分以下であり、好ましくは2オングストローム/分前
後であることが実験により求められた。また1オングス
トローム/分より小さな値では、選択性は出るものの総
エッチング時間が膨大なものとなってしまうために不適
当である。また、10オングストローム/分よりも大き
いと、エッチングの選択性が劣化し、残すべき単結晶薄
膜のエッチング量が大きくなることにより、膜厚分布が
大きくなるため、不適当である。
It has been experimentally determined that the value is about 10 Å / min or less, preferably about 2 Å / min. On the other hand, a value smaller than 1 angstrom / min is not suitable because the total etching time becomes enormous although the selectivity is obtained. On the other hand, if it is higher than 10 Å / min, the etching selectivity is deteriorated and the etching amount of the single crystal thin film to be left is increased, so that the film thickness distribution is increased, which is not suitable.

【0020】従来、多孔質の選択エッチングはフッ酸系
の溶液で、単結晶シリコンに対するエッチング速度が十
分に遅いように調整されたものが用いられてきた。例え
ばフッ酸(49%)と過酸化水素水(30%)の1:5
混合液などが代表的な例である。
Conventionally, porous selective etching has been carried out by using a hydrofluoric acid-based solution, which is prepared so that the etching rate for single crystal silicon is sufficiently slow. For example, hydrofluoric acid (49%) and hydrogen peroxide solution (30%) 1: 5
A typical example is a mixed solution.

【0021】しかしこれは選択エッチングが成立するこ
とだけを満足するための条件である。つまり従来の選択
エッチング液は、活性層に含まれる各種欠陥に対するエ
ッチング速度や下地酸化膜に対するエッチング速度に対
しては考慮されていないのである。
However, this is a condition for satisfying only that the selective etching is established. That is, the conventional selective etching solution does not consider the etching rate for various defects contained in the active layer and the etching rate for the underlying oxide film.

【0022】そこで本発明者らは、従来のように単結晶
シリコンに対するエッチング速度が十分小さく、尚且つ
下地SiO2 に対するエッチング速度も共に小さいエッ
チング液を用いて、多孔質シリコンを選択エッチングす
ることとした。
Therefore, the present inventors prefer to selectively etch porous silicon by using an etching solution which has a sufficiently low etching rate for single crystal silicon and a low etching rate for underlying SiO 2 . did.

【0023】この例として有機アルカリであるTMAH
(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)が挙
げられる。TMAH水溶液は常温において、図9のよう
なシリコンエッチング速度の溶液濃度依存性を示す。ま
たSiO2 に対するエッチング速度は、溶液濃度によら
ずいずれも検出限界以下であった。
As an example of this, TMAH which is an organic alkali
(Tetramethylammonium hydroxide). At room temperature, the TMAH aqueous solution exhibits a solution concentration dependence of the silicon etching rate as shown in FIG. Further, the etching rates for SiO 2 were all below the detection limit regardless of the solution concentration.

【0024】従って、多孔質の選択エッチングにTMA
H水溶液を用いる場合、エッチング速度を10オングス
トローム/分以下とするためには、液濃度が約50pp
m以下のものを使用すればよいことになる。
Therefore, TMA is used for the selective etching of the porous material.
When using an aqueous solution of H, the solution concentration is about 50 pp in order to keep the etching rate at 10 angstroms / minute or less.
It is only necessary to use those of m or less.

【0025】別の例としてフッ酸と過酸化水素水の混合
溶液の例を図8に示す。この溶液はTMAHとは逆に、
シリコンに対するエッチング速度は広い濃度範囲でほぼ
2〜3オングストローム/分と一定であり、SiO2
対するエッチング速度に濃度依存性が現れる。
As another example, a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution is shown in FIG. This solution is the opposite of TMAH
The etching rate for silicon is constant at about 2 to 3 angstroms / minute over a wide concentration range, and the etching rate for SiO 2 shows concentration dependency.

【0026】従って、この溶液を用いて多孔質シリコン
とSiO2 の両方のエッチング速度を10オングストロ
ーム以下にするためには、過酸化水素水に対するフッ酸
濃度を約0.5%以下にしなければならない。尚上記過
酸化水素水の80%を水に置き換えてもほぼ同じエッチ
ング特性を示すこともわかっている。
Therefore, in order to reduce the etching rate of both porous silicon and SiO 2 to 10 angstroms or less using this solution, the concentration of hydrofluoric acid in the hydrogen peroxide solution should be about 0.5% or less. . It is also known that even if 80% of the hydrogen peroxide solution is replaced with water, the same etching characteristics are exhibited.

【0027】また、アルカリ系の例としては、KOH水
溶液、NaOH水溶液、アンモニア水(NH4 OH)等
が挙げられる。これらはTMAH同様SiO2 に対する
エッチング速度は溶液濃度によらずほぼ一定で極めて小
さい。
Further, examples of the alkaline type include KOH aqueous solution, NaOH aqueous solution, ammonia water (NH 4 OH) and the like. Similar to TMAH, the etching rate for SiO 2 is almost constant and extremely small regardless of the solution concentration.

【0028】またフッ酸系の例としては、フッ酸・硝酸
・(水)混合溶液、フッ酸・硝酸・酢酸・(水)混合溶
液等が挙げられ、これらはある一定領域でフッ酸・過酸
化水素水溶液同様の濃度/エッチング特性を示す。
Examples of the hydrofluoric acid system include a hydrofluoric acid / nitric acid / (water) mixed solution, a hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid / (water) mixed solution, and the like. It exhibits the same concentration / etching characteristics as the hydrogen oxide aqueous solution.

【0029】本発明は、上述のように多孔質層のエッチ
ングをどのようなエッチャントを用いて行なうかに特徴
があるが、良質なSOI基板を得るに際しては、いくつ
かの実施形態がある。
The present invention is characterized by what kind of etchant is used to etch the porous layer as described above, but there are several embodiments in obtaining a good quality SOI substrate.

【0030】以下、図面を参照しながら、本発明の方法
について説明する。
The method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】(態様1)まず図1及び図8を用いて説明
する。
(Mode 1) First, description will be made with reference to FIGS. 1 and 8.

【0032】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(図1A)。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μ
mでよい。またシリコン基板100全体を陽極化成して
もかまわない。
A single crystal silicon substrate 100 is anodized to form porous silicon 101 (FIG. 1A). At this time, the thickness to be porous is several μm to several tens μ of the surface layer on one side of the substrate.
m. Further, the entire silicon substrate 100 may be anodized.

【0033】多孔質シリコンの形成方法については、図
8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8(A)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60
6がとられており、逆側は正の金属電極605に接して
いる。これと別に図8(B)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。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(H
2 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こともできる。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(A
u)、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/c
2 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。
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. Although it is not impossible even with an N-type, in that case, it is necessary to limit the substrate to a low-resistance substrate, or to irradiate light to the substrate surface 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 60 is provided on the solution side.
6 is taken, and the opposite side is in contact with the positive metal electrode 605. Separately from this, as shown in FIG.
05 'may also have an electric potential via the solution 604'. In any case, porosity occurs from the negative electrode side in contact with the hydrofluoric acid-based solution. As the hydrofluoric acid solution 604,
Generally, concentrated hydrofluoric acid (49% HF) is used. Pure water (H
Diluting with 2 O) is not preferable because etching will occur from a certain concentration, although it depends on the value of the flowing current. Bubbles are generated from the surface of the substrate 600 during the anodization, and alcohol can be added as a surfactant for the purpose of efficiently removing the bubbles. As alcohol, methanol, ethanol, propanol,
Isopropanol or the like is used. Alternatively, anodizing may be performed while stirring the solution using a stirrer instead of the surfactant. Regarding the negative electrode 606, a material such as gold (A) which is not corroded by the hydrofluoric acid solution is used.
u), platinum (Pt), etc. are used. Positive electrode 605
The material may be a commonly used metal material, but since the hydrofluoric acid-based solution 604 reaches the positive electrode 605 when the anodization is performed on all the substrates 600, the positive electrode 605
It is advisable to coat the surface of the above with a metal film resistant to hydrofluoric acid. The maximum current value for anodization is several hundred mA / c
m 2 and the minimum value should not be zero. This value is determined within a range where good quality epitaxial growth can be performed on the surface of the 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.

【0034】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
ャル成長させる(図1B)。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。
The porous layer 101 formed as described above
A non-porous single crystal silicon layer 102 is epitaxially grown thereon (FIG. 1B). The epitaxial growth is performed by general thermal CVD, low pressure CVD, plasma CVD, molecular beam epitaxy, sputtering, or the like. The grown film thickness may be the same as the design value of the SOI layer.

【0035】エピタキシャル層102の表面を酸化して
SiO2 層103(熱酸化を含む)を形成する(図1
C)。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。但し必ずしもこの工程は必
須ではなく、上記現象が問題とならないようなデバイス
構成を考えるならば省略してもかまわない。ここで、S
iO2 層103は、SOI基板の絶縁層としての機能を
果たすが、絶縁層は、貼り合わせる基板表面の少なくと
も1面に形成される必要があり、絶縁層の形成に際して
は種々の態様がある。
The surface of the epitaxial layer 102 is oxidized to form a SiO 2 layer 103 (including thermal oxidation) (FIG. 1).
C). 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. However, this step is not necessarily essential, and may be omitted if a device configuration that does not cause the above phenomenon to be considered is considered. Where S
The iO 2 layer 103 functions as an insulating layer of the SOI substrate, but the insulating layer needs to be formed on at least one surface of the substrates to be bonded, and there are various modes in forming the insulating layer.

【0036】尚、酸化する場合酸化膜厚は、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。
In the case of oxidation, it is sufficient that the oxide film thickness is such that it is not affected by contamination from the atmosphere taken into the bonding interface.

【0037】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SiO2 層104
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(熱酸化を含む)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。
The substrate 100 having the epitaxial surface whose surface is oxidized, and the SiO 2 layer 104 serving as a supporting substrate.
A substrate 110 having a surface of is prepared. Support substrate 110
Is a silicon substrate surface that has been oxidized (including thermal oxidation),
Examples thereof include quartz glass, crystallized glass, and SiO 2 deposited on an arbitrary substrate.

【0038】上記用意した2枚の基板を洗浄した後に貼
り合わせる(図1D)。洗浄方法は通常の半導体基板を
(例えば酸化前に)洗浄する工程に準じて行なう。
The two substrates thus prepared are washed and then attached (FIG. 1D). The cleaning method is performed in accordance with a general step of cleaning a semiconductor substrate (for example, before oxidation).

【0039】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。
If the substrates are pressed over the entire surface after they are bonded together, it has the effect of increasing the strength of bonding.

【0040】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、これらをお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. Some substrates cannot be heat-treated at high temperatures. For example, when the support substrate 110 is made of quartz glass, a temperature difference of 200 ° C.
It can be heat-treated only at a temperature below a certain level. If the temperature is exceeded, the bonded substrates are peeled off or broken by 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.

【0041】次にエピタキシャル成長層102を残して
シリコン基板部分100と多孔質部分101を選択的に
除去する(図1E)。まずシリコン基板部分100は表
面グラインダー等による研削や研磨、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TMAH
等の有機アルカリ溶液を用いたエッチングにより除去す
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。
Next, the silicon substrate portion 100 and the porous portion 101 are selectively removed, leaving the epitaxial growth layer 102 (FIG. 1E). First, the silicon substrate portion 100 is ground or polished by a surface grinder or the like, or an alkaline solution such as potassium hydroxide or ammonia water, or TMAH.
Etching is performed using an organic alkaline solution such as. 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. It is also possible to remove by etching with hydrofluoric acid and nitric acid, or an acid mixture obtained by adding acetic acid or the like thereto. However, since the hydrofluoric-nitric acid-based etchant also slightly etches the supporting substrate, it is better to avoid using it for a long time.

【0042】シリコン基板部分100を機械的研磨ある
いはエッチングにより除去し、多孔質部分101が露出
した時点でエッチングを一旦終了する。そして露出した
多孔質部分101を、前述したような単結晶シリコン及
びSiO2 に対するエッチング速度が共に10オングス
トローム/分以下になるような溶液を用いてエッチング
除去する。エッチングの際に膜の均一性を出すために、
超音波洗浄装置を用いるとよい。但し超音波によってエ
ッチング速度が若干上昇するので注意が必要である。
The silicon substrate portion 100 is removed by mechanical polishing or etching, and the etching is once terminated when the porous portion 101 is exposed. Then, the exposed porous portion 101 is removed by etching using a solution such that the etching rates for the single crystal silicon and SiO 2 are both 10 angstroms / minute or less. In order to make the film uniform during etching,
An ultrasonic cleaning device may be used. However, care must be taken because the etching rate is slightly increased by the ultrasonic wave.

【0043】更に、以上説明した工程に下述する工程を
付加することもできる。
Further, the steps described below can be added to the steps described above.

【0044】(1)多孔質層の孔の内壁の酸化 多孔質シリコン層の隣接する孔の間の壁の厚みは、数n
m〜数十nmと非常に薄い。このためエピタキシャルシ
リコン層形成時、貼り合わせ後の熱処理時等、多孔質層
に高温処理を施すと孔壁が凝集することにより、孔壁が
粗大化して孔をふさぎ、エッチング速度が低下してしま
う場合がある。そこで多孔質層の形成後、孔壁に薄い酸
化膜を形成して、孔の粗大化を抑制することができる。
しかし、多孔質層上には非多孔質単結晶シリコン層をエ
ピタキシャル成長させる必要があることから、多孔質層
の孔壁の内部には、単結晶性が残るように孔の内壁の表
面だけを酸化する必要がある。ここで形成される酸化膜
は、数Å〜数十Åの膜厚とするのが望ましい。このよう
な膜厚の酸化膜は、酸素雰囲気中で200℃〜700℃
の温度、より好ましくは250℃〜500℃の温度での
熱処理により形成される。
(1) Oxidation of inner walls of pores of porous layer The thickness of the wall between the adjacent pores of the porous silicon layer is several n.
It is very thin, from m to several tens of nm. For this reason, when the porous layer is subjected to a high-temperature treatment, such as during the formation of the epitaxial silicon layer or during the heat treatment after bonding, the pore walls agglomerate, the pore walls become coarse and block the pores, and the etching rate decreases. There are cases. Therefore, after forming the porous layer, it is possible to suppress the coarsening of the pores by forming a thin oxide film on the pore walls.
However, since it is necessary to epitaxially grow a non-porous single crystal silicon layer on the porous layer, only the surface of the inner wall of the pore is oxidized so that single crystallinity remains inside the pore wall of the porous layer. There is a need to. The oxide film formed here preferably has a thickness of several Å to several tens of Å. The oxide film having such a film thickness is 200 ° C. to 700 ° C. in an oxygen atmosphere.
Is formed, and more preferably, it is formed by heat treatment at a temperature of 250 ° C. to 500 ° C.

【0045】(2)水素アニール処理 本発明者らは、先にEP553852A2公報におい
て、水素雰囲気下の熱処理により、シリコン表面の微小
な荒れ(roughness)を除去し、非常になめら
かなシリコン表面が得られることを示した。本発明にお
いても、水素雰囲気下でのアニールを適用することがで
きる。水素アニールは、例えば、多孔質シリコン層形成
後、エピタキシャルシリコン層形成前に行なうことがで
き、これと別に多孔質シリコン層のエッチング除去後に
得られるSOI基板に行なうことができる。エピタキシ
ャルシリコン層形成前に行なう水素アニール処理によっ
ては、多孔質シリコン表面を構成する水素原子のマイグ
レーション(migration)により、孔の最表面
が閉塞されるという現象が生ずる。孔の最表面が閉塞さ
れた状態でエピタキシャルシリコン層の形成が行なわれ
ると、より結晶欠陥の少ないエピタキシャルシリコン層
が得られる。一方、多孔質シリコン層のエッチング後に
行なう水素アニールによっては、エッチングにより多少
荒れたエピタキシャルシリコン表面をなめらかにする作
用と、ボンディングの際に貼り合わせ界面に不可避的に
とり込まれるクリーンルーム中のボロンをとばすという
作用がある。
(2) Hydrogen Annealing Treatment The inventors of the present invention previously disclosed in EP553852A2 that heat treatment in a hydrogen atmosphere removes minute roughness of the silicon surface to obtain a very smooth silicon surface. I showed that. Also in the present invention, annealing in a hydrogen atmosphere can be applied. The hydrogen annealing can be performed, for example, after the formation of the porous silicon layer and before the formation of the epitaxial silicon layer, and separately can be performed on the SOI substrate obtained after the removal of the porous silicon layer by etching. Depending on the hydrogen annealing treatment performed before the formation of the epitaxial silicon layer, a phenomenon occurs in which the outermost surface of the pores is blocked by the migration of hydrogen atoms forming the surface of the porous silicon. If the epitaxial silicon layer is formed with the outermost surface of the hole closed, an epitaxial silicon layer with fewer crystal defects can be obtained. On the other hand, depending on the hydrogen anneal performed after the etching of the porous silicon layer, the effect of smoothing the roughened epitaxial silicon surface by etching and the skipping of boron in the clean room which is inevitably taken into the bonding interface at the time of bonding is called. It has an effect.

【0046】(態様2)図2に示した態様について説明
する。なお、図2中の1100〜1110は図1の10
0〜110に対応している。態様1においては、貼り合
わされる2枚の基板の表面は、SiO2 層103とSi
2 層104であったが、必らずしも両面がSiO2
である必要はなく、少なくとも1つの面がSiO2 で構
成されていれば良い。ここで示す態様は、多孔質シリコ
ン層上に形成されたエピタキシャルシリコン層1102
(B1)表面を、シリコン基板1110上に形成された
酸化膜1104表面と貼り合わせる(C1)ものと、エ
ピタキシャルシリコン層1102(B2)の表面を熱酸
化して形成した酸化膜1103表面を酸化処理していな
いシリコン基板1110の表面と貼り合わせる(C2)
ものである。ここで示す態様においても、他の工程は、
態様1と同様に行なうことができる。
(Mode 2) The mode shown in FIG. 2 will be described. 1 to 1110 in FIG. 2 are 10 in FIG.
It corresponds to 0 to 110. In the aspect 1, the surfaces of the two substrates to be bonded together have the SiO 2 layer 103 and the Si
Although it was the O 2 layer 104, it is not absolutely necessary that both surfaces are SiO 2 layers, and at least one surface may be made of SiO 2 . The embodiment shown here is an epitaxial silicon layer 1102 formed on a porous silicon layer.
(B1) the surface of which is bonded to the surface of the oxide film 1104 formed on the silicon substrate 1110 (C1), and the surface of the oxide film 1103 formed by thermally oxidizing the surface of the epitaxial silicon layer 1102 (B2) is oxidized. Bonding with the surface of the silicon substrate 1110 that has not been performed (C2)
Things. Also in the embodiment shown here, the other steps are
It can be performed in the same manner as in the first aspect.

【0047】(態様3)図3に示した態様について説明
する。図3に付した番号のうち図2と同じ番号のもの
は、図2と同様の部位を表わす。ここで示す態様におい
ては、エピタキシャルシリコン膜が形成された基板(B
1,B2)と貼り合わせる基板に、石英ガラス、青板ガ
ラス等のガラス材料1210(C1,C2)を用いるこ
とが特徴的である。この態様としては、エピタキシャル
シリコン層1102(B1)をガラス基板1210と貼
り合わせる(C1)態様と、エピタキシャルシリコン層
1102の表面を熱酸化して形成された酸化膜1103
(B2)とガラス基板1210と貼り合わせる(C2)
態様が示されている。ここで示す態様においても他の工
程は、態様1と同様に行なうことができる。
(Mode 3) The mode shown in FIG. 3 will be described. 2 that are the same as those in FIG. 2 represent the same parts as those in FIG. In the embodiment shown here, the substrate (B
It is characteristic that a glass material 1210 (C1, C2) such as quartz glass or soda lime glass is used for the substrate to be bonded to the substrate 1, 2). As this mode, the epitaxial silicon layer 1102 (B1) is bonded to the glass substrate 1210 (C1) mode, and the oxide film 1103 formed by thermally oxidizing the surface of the epitaxial silicon layer 1102.
(B2) and the glass substrate 1210 are attached (C2)
An embodiment is shown. In the embodiment shown here, other steps can be performed in the same manner as in the first embodiment.

【0048】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳
細に説明する。
The present invention will be described in detail below with reference to specific examples.

【0049】(実施例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8(A)に示す装
置にセットして陽極化成を行なった。これによりシリコ
ン基板100の表面に20μmの多孔質シリコン層10
1を形成した(図1(A))。この時の溶液604には
49%HF溶液を用い、電流密度は1mA/cm2 であ
った。そしてこの時の多孔質化速度は約1μm/分であ
り、20μmの厚みの多孔質層は約20分で得られた。
(Example 1) A 5-inch P-type (100) single crystal silicon substrate (0.1
.About.0.2 .OMEGA.cm) was prepared and set in the apparatus shown in FIG. 8 (A) to perform anodization. As a result, the porous silicon layer 10 having a thickness of 20 μm is formed on the surface of the silicon substrate 100.
1 was formed (FIG. 1 (A)). A 49% HF solution was used as the solution 604 at this time, and the current density was 1 mA / cm 2 . The porosification rate at this time was about 1 μm / min, and a porous layer having a thickness of 20 μm was obtained in about 20 minutes.

【0050】こうして得られた多孔質シリコン層101
上にCVD法により、単結晶シリコン層102を0.2
5μmの厚みにエピタキシャル成長させた(図1
(B))。堆積条件は以下のとおりである。
The porous silicon layer 101 thus obtained
The single crystal silicon layer 102 is formed on the
It was epitaxially grown to a thickness of 5 μm (Fig. 1
(B)). The deposition conditions are as follows.

【0051】使用ガス:SiH4 /H2 ガス流量:0.62/140(l/min) 温度:850℃ 圧力:80Torr 成長速度:0.12μm/分 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103を得た(図1
(C))。
Gas used: SiH 4 / H 2 gas flow rate: 0.62 / 140 (l / min) Temperature: 850 ° C. Pressure: 80 Torr Growth rate: 0.12 μm / min The substrate prepared by the above method in a water vapor atmosphere The oxide film 103 having a thickness of 0.1 μm was obtained by processing at 900 ° C. (FIG. 1).
(C)).

【0052】次いで上記表面を酸化した基板と、これと
は別に用意しておいた表面に0.5μmの酸化膜104
を有する5インチ基板110を酸・アンモニアを用いた
系で洗浄し、スピン乾燥した後に処理面同士を貼り合わ
せた(図1(D))。その後に800℃、6時間の熱処
理を行なった。
Then, a substrate having the above-mentioned surface oxidized and a 0.5 μm-thick oxide film 104 on the surface prepared separately from the substrate.
The 5-inch substrate 110 having the above was washed with a system using acid / ammonia and spin-dried, and then the treated surfaces were attached to each other (FIG. 1D). After that, heat treatment was performed at 800 ° C. for 6 hours.

【0053】熱処理後にシリコン基板100側を表面研
削装置で610μm研削し、多孔質シリコン101を露
出させた。
After the heat treatment, the side of the silicon substrate 100 was ground to 610 μm by a surface grinding machine to expose the porous silicon 101.

【0054】この基板を引き続き選択エッチング溶液中
に浸し、超音波をかけながら多孔質部分101のみを選
択的に全てエッチングした(図1(E))。このとき選
択エッチング溶液の組成と単結晶シリコンに対するエッ
チング速度、SiO2 に対するエッチング速度は次のと
おりとした。
This substrate was subsequently immersed in a selective etching solution, and only the porous portion 101 was selectively etched while applying ultrasonic waves (FIG. 1 (E)). At this time, the composition of the selective etching solution, the etching rate for single crystal silicon, and the etching rate for SiO 2 were as follows.

【0055】 選択エッチング液=TMAH水溶液(24ppm) 対シリコンエッチング速度=5オングストローム/分 対SiO2 エッチング速度=1オングストローム/分以
下 この結果、0.6μmのシリコン酸化膜上に約0.2μ
m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SiO2のエッ
チング速度の大きなエッチング液で多孔質層をエッチン
グしたものに比べて約1/100に減少した。
Selective etching solution = TMAH aqueous solution (24 ppm) vs. silicon etching rate = 5 angstroms / minute vs. SiO 2 etching rate = 1 angstroms / minute or less As a result, about 0.2 μm on a silicon oxide film of 0.6 μm
An SOI substrate having a single crystal silicon film of m is completed, and the void density of the SOI film is reduced to about 1/100 as compared with the conventional one in which the porous layer is etched with an etchant having a high etching rate of SiO 2. did.

【0056】(実施例2)図4を用いて説明する。(Embodiment 2) This will be described with reference to FIG.

【0057】300μmの厚みを持った抵抗率0.01
Ω・cmの4インチP型(100)シリコン基板200
を用意し、その表層を実施例1と同様にして20μmだ
け多孔質シリコン層201とした(図4(A))。
Resistivity 0.01 with a thickness of 300 μm
Ω · cm 4-inch P-type (100) silicon substrate 200
Was prepared, and the surface layer was made into a porous silicon layer 201 by 20 μm in the same manner as in Example 1 (FIG. 4 (A)).

【0058】得られた多孔質面上に実施例1と同様にし
てエピタキシャル層202を0.15μmの厚みに形成
した(図4(B))。
An epitaxial layer 202 having a thickness of 0.15 μm was formed on the obtained porous surface in the same manner as in Example 1 (FIG. 4 (B)).

【0059】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(図4(C))。
The substrate produced by the above method was oxidized in water vapor at 1000 ° C. to a thickness of 0.1 μm (FIG. 4 (C)).

【0060】上記表面を酸化した基板200と、これと
は別に用意しておいた4インチの石英基板210を、洗
浄した後に互いの鏡面を貼り合わせた(図4(D))。
続いて180℃、24時間の熱処理を行なった。
The substrate 200 whose surface was oxidized and a 4-inch quartz substrate 210 prepared separately from the substrate were cleaned and then mirror surfaces of them were bonded together (FIG. 4D).
Subsequently, heat treatment was performed at 180 ° C. for 24 hours.

【0061】次に、280μmあるシリコン基板部分2
00をフッ酸/硝酸/酢酸の1:10:10混合溶液で
エッチングし、表面に多孔質シリコン層201を露出さ
せた。
Next, a silicon substrate portion 2 having a thickness of 280 μm
00 was etched with a 1:10:10 mixed solution of hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid to expose the porous silicon layer 201 on the surface.

【0062】次いで、多孔質層201を、フッ酸/過酸
化水素水の1:300の混合液で選択的にエッチングし
た(図4(E))。選択エッチングに用いた溶液の単結
晶シリコン及びSiO2 に対するエッチング速度は次の
とおりである。
Next, the porous layer 201 was selectively etched with a 1: 300 mixture of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide solution (FIG. 4 (E)). The etching rates of the solution used for the selective etching with respect to single crystal silicon and SiO 2 are as follows.

【0063】対シリコン=3オングストローム/分 対SiO2 =6オングストローム/分 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SiO2 に対するエッチング速度の大きな溶
液を用いた場合に比べ、約1/100に減少した。
Silicon = 3 angstrom / min. SiO 2 = 6 angstrom / min 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 void density of SOI is the conventional SiO 2 It was reduced to about 1/100 as compared with the case of using a solution having a high etching rate.

【0064】(実施例3)図5を用いて説明する。(Embodiment 3) This will be described with reference to FIG.

【0065】400μmの厚みを持った抵抗率0.01
Ω・cmの5インチP型(100)シリコン基板300
を用意し、その表面から20μmの厚みだけ多孔質層3
01を形成した(図5(A))。
Resistivity 0.01 with a thickness of 400 μm
Ω · cm 5 inch P type (100) silicon substrate 300
Is prepared, and the porous layer 3 having a thickness of 20 μm from the surface is prepared.
01 was formed (FIG. 5 (A)).

【0066】得られた基板の多孔質表面に実施例1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(図5(B))。
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 (FIG. 5 (B)).

【0067】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
303を得た(図5(C))。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。
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 (FIG. 5 (C)). 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.

【0068】上記方法にて作成した基板300と、これ
とは別に用意しておいた合成石英基板310の貼り合わ
せ面を活性化するために、両基板表面にRFプラズマ処
理を施した(図5(D))。処理条件は次のとおりであ
る。
In order to activate the bonding surface of the substrate 300 prepared by the above method and the synthetic quartz substrate 310 prepared separately from the substrate 300, both substrates were subjected to RF plasma treatment (FIG. 5). (D)). The processing conditions are as follows.

【0069】使用ガス:CF4 /O2 ガス流量:70/6(sccm) 圧力:30(pa.) RF出力:350W 処理時間:30秒 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(図5(E))。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。
Gas used: CF 4 / O 2 gas Flow rate: 70/6 (sccm) Pressure: 30 (pa.) RF output: 350 W Treatment time: 30 seconds The above-mentioned treated substrate was washed with 10% hydrogen peroxide solution. Then, the substrate was further rinsed with pure water and then dried to bond the substrates to each other (FIG. 5E). Then, a pressure of 70 tons was applied to the bonded substrates for 10 minutes.

【0070】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を希フッ酸で除去した
後、TMAHの2.4%水溶液に浸し、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。
The silicon substrate side was directly etched with a solution without heat-treating the substrate. First, the thermal oxide film covering the silicon substrate was removed with dilute hydrofluoric acid, then immersed in a 2.4% aqueous solution of TMAH 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.

【0071】引き続いて、多孔質部分301を室温のT
MAH24ppm水溶液で選択的にエッチングした(図
5(F))。
Subsequently, the porous portion 301 was removed at room temperature by T
It was selectively etched with a 24 ppm aqueous solution of MAH (FIG. 5 (F)).

【0072】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、設計された素子の活性
層にあたる部分を、面積、形状、配置に合わせて島状に
パターニングした(図5(G))。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。ボイドは観察されなかった。
The single crystal silicon thin film 302 on the quartz substrate 310 obtained by the above process was patterned into an island shape in the portion corresponding to the active layer of the designed element in accordance with the area, shape and arrangement (FIG. 5 (G )). After patterning, each island region is heated to 1000 ° C. as a first step of forming an element.
In an oxygen atmosphere of 0.05 μm. Therefore, this oxidation step is also combined with heat treatment, and as a result, the SOI having the single crystal silicon thin film with a thickness of about 0.4 μm on the transparent substrate is obtained.
A substrate was obtained. No void was observed.

【0073】(実施例4)図6を用いて説明する。(Embodiment 4) This will be described with reference to FIG.

【0074】400μmの厚みを持った抵抗率0.01
Ω・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4
01を形成した(図6(A))。
Resistivity 0.01 with a thickness of 400 μm
Ω · cm 5-inch P-type (100) silicon substrate 400
Prepared, and the porous layer 4 having a thickness of 20 μm from the surface thereof is prepared.
01 was formed (FIG. 6 (A)).

【0075】得られた基板の多孔質表面に実施例1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(図6(B))。
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 (FIG. 6 (B)).

【0076】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(熱酸化)して
SiO2 層403を得た(図6(C))。
The surface of the epitaxial layer 402 of the above substrate was oxidized (thermally oxidized) by 0.05 μm in water vapor at 900 ° C. to obtain a SiO 2 layer 403 (FIG. 6 (C)).

【0077】上記方法にて作成した基板400と、これ
とは別に用意しておいた5インチの合成石英基板410
を洗浄した後に貼り合わせた(図6(D))。更に同基
板を180℃、24時間の熱処理を行なった。
The substrate 400 prepared by the above method and a 5-inch synthetic quartz substrate 410 prepared separately therefrom.
Were washed and then attached (FIG. 6 (D)). Further, the substrate was heat-treated at 180 ° C. for 24 hours.

【0078】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(図6(E))。次いでこれに300℃、24
時間の熱処理を行なった。
From the silicon substrate side of the above-mentioned substrate, a surface grinding machine was used to grind the silicon substrate to a position where 100 μm was left (FIG. 6 (E)). Then add 300 ℃, 24
Heat treatment was performed for a time.

【0079】残っていたバルクの部分400を引き続き
表面研削装置で研削し、多孔質シリコン部分401を露
出させた。
The remaining bulk portion 400 was subsequently ground by a surface grinder to expose the porous silicon portion 401.

【0080】引き続き、0.04%アンモニア水で多孔
質層を選択エッチングした(図6(F))。選択エッチ
ングに用いた溶液の単結晶シリコン及びSiO2 に対す
るエッチング速度は次の通りとした。
Subsequently, the porous layer was selectively etched with 0.04% ammonia water (FIG. 6 (F)). The etching rates of the solution used for selective etching with respect to single crystal silicon and SiO 2 were as follows.

【0081】対シリコン=4オングストローム/分 対SiO2 =1オングストローム/分以下 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SiO2 に対するエッチング速度
の大きな溶液を用いた場合に対して、約1/100に減
少した。
Silicon = 4 angstrom / min. SiO 2 = 1 angstrom / min or less As a result, an SOI substrate having a single crystal silicon thin film 402 having a thickness of about 0.4 μm on a quartz substrate is completed.
The void density of was reduced to about 1/100 as compared with the case of using the conventional solution having a high etching rate for SiO 2 .

【0082】(実施例5)図7を用いて説明する。(Fifth Embodiment) A description will be given with reference to FIG.

【0083】300μmの厚みを持った抵抗率0.01
Ω・cmの4インチP型(100)シリコン基板500
を用意し、その表層を実施例1と同様にして20μmだ
け多孔質シリコン501とした(図7(A))。
Resistivity 0.01 having a thickness of 300 μm
4 inch P type (100) silicon substrate 500 of Ω · cm
Was prepared, and the surface layer was made into porous silicon 501 by 20 μm in the same manner as in Example 1 (FIG. 7 (A)).

【0084】得られた多孔質面上に実施例1と同様にし
てエピタキシャル層502を0.15μmの厚みに形成
した(図7(B))。
An epitaxial layer 502 having a thickness of 0.15 μm was formed on the obtained porous surface in the same manner as in Example 1 (FIG. 7 (B)).

【0085】上記基板のエピタキシャル層502表面を
1000℃の水蒸気中で0.1μmの厚みに熱酸化して
SiO2 層503を得た(図7(C))。この結果エピ
タキシャル層のシリコン単結晶部分が0.1μm、酸化
膜部分が0.1μmの膜厚に各々なった。
The surface of the epitaxial layer 502 of the above substrate was thermally oxidized in water vapor at 1000 ° C. to a thickness of 0.1 μm to obtain a SiO 2 layer 503 (FIG. 7C). As a result, the thickness of the silicon single crystal portion of the epitaxial layer was 0.1 μm and the thickness of the oxide film portion was 0.1 μm.

【0086】上記基板のエピタキシャル面と、これとは
別に用意しておいたベアーのシリコン基板510を、酸
・アルカリ洗浄を行なった後に貼り合わせた(図7
(D))。更に同基板を1000℃、30分間アニール
した。
The epitaxial surface of the above-mentioned substrate and a bare silicon substrate 510 prepared separately from the above-mentioned substrate were bonded together after acid / alkali cleaning (FIG. 7).
(D)). Further, the substrate was annealed at 1000 ° C. for 30 minutes.

【0087】上記のエピタキシャル成長した側の基板5
00を表面研削機により研削し、多孔質シリコン部分5
01を露出させた。
Substrate 5 on the epitaxially grown side
00 is ground by a surface grinder to form a porous silicon part 5
01 was exposed.

【0088】引き続き、フッ酸(49%)/硝酸(70
%)/酢酸(100%)/水が各々1:80:80/3
40で混合した溶液を用いて、多孔質層を選択エッチン
グした(図7(E))。選択エッチングに用いた溶液の
単結晶シリコン及びSiO2に対するエッチング速度は
次の通りである。
Subsequently, hydrofluoric acid (49%) / nitric acid (70
%) / Acetic acid (100%) / water each 1: 80: 80/3
The porous layer was selectively etched using the solution mixed in 40 (FIG. 7 (E)). The etching rates for the single crystal silicon and SiO 2 of the solution used for the selective etching are as follows.

【0089】対シリコン=4オングストローム/分 対SiO2 =3オングストローム/分 この結果、0.1μm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SiO2 に対するエ
ッチング速度の大きな溶液を用いた場合に比べて約1/
100に減少した。
Silicon = 4 Å / min. SiO 2 = 3 Å / min As a result, 0.1 μm was formed on the silicon oxide film of 0.1 μm.
The SOI substrate with the single crystal silicon film of
The void density of the SOI film is about 1 / th compared to the case of using a conventional solution having a high etching rate for SiO 2 .
It decreased to 100.

【0090】(実施例6)図7を用いて説明する。(Embodiment 6) This will be described with reference to FIG.

【0091】300μmの厚みを持った抵抗率0.01
Ω・cmの4インチP型(100)シリコン基板500
を用意し、その表層を実施例1と同様にして20μmだ
け多孔質シリコン501とした(図7(A))。
Resistivity 0.01 with a thickness of 300 μm
4 inch P type (100) silicon substrate 500 of Ω · cm
Was prepared, and the surface layer was made into porous silicon 501 by 20 μm in the same manner as in Example 1 (FIG. 7 (A)).

【0092】こうして得られた基板を酸素雰囲気中で4
00℃の温度で1時間保持し、熱処理を行なった。この
熱処理により多孔質シリコン層501の表面と孔壁に非
常に薄い酸化膜が形成された。
The substrate thus obtained was placed in an oxygen atmosphere for 4 hours.
The temperature was held at 00 ° C for 1 hour to perform heat treatment. By this heat treatment, a very thin oxide film was formed on the surface of the porous silicon layer 501 and the pore walls.

【0093】次いで、多孔質層501の表面をHF溶液
に侵すことで多孔質層501の孔壁に形成された酸化膜
はそのままで、多孔質シリコン層501の最表面に形成
された酸化膜を除去することで多孔質単結晶シリコン層
を露出させた。続いて、基板に水素雰囲気下、1100
℃の温度で7分間の熱処理を行なって、多孔質シリコン
層表面の孔の閉塞を進めた後、エピタキシャルシリコン
層の原料ガスとしてジクロルシランを成膜チャンバー内
に導入することによりエピタキシャルシリコン層502
を0.15μmの厚みに形成した(図7(B))。次い
で該エピタキシャルシリコン層502の表面を熱酸化し
て熱酸化膜503を形成した(図7(C))。この後、
熱酸化膜503の表面と、これとは別に用意しておいた
酸化処理のなされていないシリコン基板510を、酸・
アルカリ洗浄を行なった後に貼り合わせた(図7
(D))。更に同基板を1000℃、30分間アニール
した。
Next, the oxide film formed on the outermost surface of the porous silicon layer 501 is left as it is by immersing the surface of the porous layer 501 in the HF solution, leaving the oxide film formed on the pore walls of the porous layer 501 as it is. The porous single crystal silicon layer was exposed by removing. Then, the substrate was subjected to 1100 in a hydrogen atmosphere.
After heat treatment is performed at a temperature of 7 ° C. for 7 minutes to close the pores on the surface of the porous silicon layer, dichlorosilane is introduced into the film forming chamber as a raw material gas for the epitaxial silicon layer to form the epitaxial silicon layer 502.
Was formed to a thickness of 0.15 μm (FIG. 7 (B)). Then, the surface of the epitaxial silicon layer 502 was thermally oxidized to form a thermal oxide film 503 (FIG. 7C). After this,
The surface of the thermal oxide film 503 and a silicon substrate 510 prepared separately from the surface of the thermal oxide film 503 which has not been oxidized are treated with an acid.
After performing alkali cleaning, they were attached (Fig. 7).
(D)). Further, the substrate was annealed at 1000 ° C. for 30 minutes.

【0094】次いでエピタキシャル層を形成した側の基
板500を1部を残して表面研削機により研削し、残し
た部分をエッチングにより除去して多孔質シリコン部分
501を露出させた。
Then, the substrate 500 on the side on which the epitaxial layer was formed was ground by a surface grinder with a part left, and the remaining part was removed by etching to expose the porous silicon part 501.

【0095】引き続き、フッ酸(49%)/硝酸(70
%)/酢酸(100%)/水が各々1:80:80:3
40で混合した溶液を用いて、多孔質層を選択エッチン
グした(図7(E))。選択エッチングに用いた溶液の
単結晶シリコン及びSiO2に対するエッチング速度は
次の通りである。
Subsequently, hydrofluoric acid (49%) / nitric acid (70
%) / Acetic acid (100%) / water each 1: 80: 80: 3
The porous layer was selectively etched using the solution mixed in 40 (FIG. 7 (E)). The etching rates for the single crystal silicon and SiO 2 of the solution used for the selective etching are as follows.

【0096】対シリコン=4オングストローム/分 対SiO2 =3オングストローム/分 こうして得られたSOI基板に水素雰囲気下、1000
℃の温度で熱処理を施した。
To silicon = 4 angstrom / min. To SiO 2 = 3 angstrom / min.
Heat treatment was performed at a temperature of ° C.

【0097】この結果、0.1μm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SiO
2 に対するエッチング速度の大きな溶液を用いた場合に
比べて約1/200に減少した。
As a result, an SOI substrate having a 0.1 μm single crystal silicon film on a 0.1 μm silicon oxide film is completed, and the void density of the SOI film is the same as that of a conventional SiO film.
It was reduced to about 1/200 as compared with the case of using a solution having a high etching rate for 2 .

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

【図1】本発明の工程の1例を示すための模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a process of the present invention.

【図2】本発明の工程の1例を示すための模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a process of the present invention.

【図3】本発明の工程の1例を示すための模式図であ
る。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a process of the present invention.

【図4】本発明の工程の1例を示すための模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing one example of the process of the present invention.

【図5】本発明の工程の1例を示すための模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a process of the present invention.

【図6】本発明の工程の1例を示すための模式図であ
る。
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a process of the present invention.

【図7】本発明の工程の1例を示すための模式図であ
る。
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a process of the present invention.

【図8】シリコン基板を多孔質化する際の装置の模式図
である。
FIG. 8 is a schematic view of an apparatus for making a silicon substrate porous.

【図9】TMAHの単結晶シリコン及びSiO2 に対す
るエッチング速度の溶液濃度依存性を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the solution concentration dependence of the etching rate of TMAH with respect to single crystal silicon and SiO 2 .

【図10】フッ酸/過酸化水素水混合溶液の、単結晶シ
リコン及びSiO2 に対するエッチング速度のフッ酸濃
度依存性を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the hydrofluoric acid concentration dependence of the etching rate of hydrofluoric acid / hydrogen peroxide mixture solution with respect to single crystal silicon and SiO 2 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 単結晶シリコン基板 101 多孔質シリコン 102 非多孔質単結晶シリコン層 103 SiO2 層 104 SiO2 層 110 支持基板 1102 エピタキシャルシリコン層 1110 シリコン基板 1104 酸化膜 1103 酸化膜 1210 ガラス材料100 single crystal silicon substrate 101 porous silicon 102 non-porous single crystal silicon layer 103 SiO 2 layer 104 SiO 2 layer 110 supporting substrate 1102 epitaxial silicon layer 1110 silicon substrate 1104 oxide film 1103 oxide film 1210 glass material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米原 隆夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Takao Yonehara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板を多孔質化して得られる多
孔質シリコン層上に非多孔質単結晶シリコン層をエピタ
キシャル成長させた第1の基板を用意する工程、前記第
1の基板と、第2の基板とを少なくともいずれか一方の
基板の貼り合わせ面に酸化シリコン層を有する状態で且
つ、前記非多孔質単結晶シリコン層が貼り合わされた基
板の内側に位置するように貼り合わせる工程、及び前記
多孔質シリコン層をエッチング除去する工程を有する半
導体基板の製造方法において、前記非多孔質単結晶シリ
コン層及び前記酸化シリコン層に対するエッチング速度
が共に10オングストローム/分以下となるエッチング
液を用いて前記多孔質シリコン層を除去することを特徴
とする半導体基板の製造方法。
1. A step of preparing a first substrate in which a non-porous single crystal silicon layer is epitaxially grown on a porous silicon layer obtained by making a silicon substrate porous, the first substrate and the second substrate A step of bonding the substrate and a substrate with a silicon oxide layer on a bonding surface of at least one of the substrates so that the non-porous single crystal silicon layer is located inside the bonded substrate; In a method for manufacturing a semiconductor substrate, which comprises a step of etching and removing a porous silicon layer, the porous substrate is formed by using an etching solution having an etching rate of 10 angstroms / minute or less for both the non-porous single crystal silicon layer and the silicon oxide layer. A method of manufacturing a semiconductor substrate, which comprises removing a silicon layer.
【請求項2】 前記多孔質化は、陽極化成により行なわ
れる請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the porosification is performed by anodization.
【請求項3】 前記酸化シリコン層は、前記第1の基板
側に形成される請求項1に記載の半導体基板の製造方
法。
3. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the silicon oxide layer is formed on the side of the first substrate.
【請求項4】 前記酸化シリコン層は、前記エピタキシ
ャル成長させた非多孔質単結晶シリコン層の表面を熱酸
化したものである請求項3に記載の半導体基板の製造方
法。
4. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 3, wherein the silicon oxide layer is obtained by thermally oxidizing the surface of the epitaxially grown non-porous single crystal silicon layer.
【請求項5】 前記第2の基板は、単結晶シリコン基板
である請求項3若しくは請求項4に記載の半導体基板の
製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 3, wherein the second substrate is a single crystal silicon substrate.
【請求項6】 前記第2の基板の貼り合わせ面には、酸
化層が形成されている請求項5に記載の半導体基板の製
造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 5, wherein an oxide layer is formed on a bonding surface of the second substrate.
【請求項7】 前記第2の基板の貼り合わせ面は、単結
晶シリコンからなる請求項5に記載の半導体基板の製造
方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 5, wherein the bonding surface of the second substrate is made of single crystal silicon.
【請求項8】 前記第2の基板はガラスからなる請求項
3若しくは請求項4に記載の半導体基板の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 3, wherein the second substrate is made of glass.
【請求項9】 前記酸化シリコン層は前記第2の基板側
に形成される請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the silicon oxide layer is formed on the side of the second substrate.
【請求項10】 前記酸化シリコン層は、単結晶シリコ
ン基板を熱酸化して形成される請求項9に記載の半導体
基板の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 9, wherein the silicon oxide layer is formed by thermally oxidizing a single crystal silicon substrate.
【請求項11】 前記酸化シリコン層は、ガラス基板を
構成する請求項9に記載の半導体基板の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 9, wherein the silicon oxide layer constitutes a glass substrate.
【請求項12】 前記第1の基板の貼り合わせ面には、
前記エピタキシャル成長させた非多孔質単結晶シリコン
層が存在する請求項9〜請求項11のいずれかの請求項
に記載の半導体基板の製造方法。
12. The bonding surface of the first substrate comprises:
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 9, wherein the epitaxially grown non-porous single crystal silicon layer is present.
【請求項13】 前記非多孔質単結晶シリコン層は、前
記多孔質層の孔の内壁を酸化した後にエピタキシャル成
長させたものである請求項1に記載の半導体基板の製造
方法。
13. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the non-porous single crystal silicon layer is obtained by oxidizing an inner wall of a hole of the porous layer and then epitaxially growing the inner wall.
【請求項14】 前記非多孔質単結晶シリコン層は、前
記多孔質層を水素雰囲気下で熱処理した後にエピタキシ
ャル成長させたものである請求項13に記載の半導体基
板の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 13, wherein the non-porous single crystal silicon layer is obtained by heat-treating the porous layer in a hydrogen atmosphere and then epitaxially growing the layer.
【請求項15】 前記多孔質シリコン層のエッチング
は、フッ酸、過酸化水素水の混合エッチング液により行
なう請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the etching of the porous silicon layer is performed with a mixed etching solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution.
【請求項16】 前記多孔質シリコン層のエッチング
は、フッ酸、硝酸、またはこれに酢酸を加えた混合エッ
チング液により行なう請求項1に記載の半導体基板の製
造方法。
16. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the etching of the porous silicon layer is performed with hydrofluoric acid, nitric acid, or a mixed etching solution obtained by adding acetic acid thereto.
【請求項17】 前記多孔質シリコン層のエッチング
は、アルカリ、または有機アルカリ系のエッチング液に
より行なう請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
17. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the etching of the porous silicon layer is performed with an alkaline or organic alkaline etchant.
【請求項18】 前記多孔質シリコン層のエッチング
は、液濃度が約50ppm以下のTMAH水溶液により
行なう請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
18. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the etching of the porous silicon layer is performed with a TMAH aqueous solution having a liquid concentration of about 50 ppm or less.
【請求項19】 前記多孔質シリコン層のエッチング
は、フッ酸と過酸化水素水の混合溶液を用い、過酸化水
素水に対するフッ酸濃度を約0.5%以下の溶液として
行なう請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
19. The etching of the porous silicon layer is performed using a mixed solution of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide as a solution having a hydrofluoric acid concentration of about 0.5% or less relative to the hydrogen peroxide. A method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1.
【請求項20】 前記エッチング除去の後、水素雰囲気
下での熱処理を行なう請求項1に記載の半導体基板の製
造方法。
20. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein after the etching removal, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere.
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