JP2005101630A - Manufacturing method of semiconductor member - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor member Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005101630A JP2005101630A JP2004314042A JP2004314042A JP2005101630A JP 2005101630 A JP2005101630 A JP 2005101630A JP 2004314042 A JP2004314042 A JP 2004314042A JP 2004314042 A JP2004314042 A JP 2004314042A JP 2005101630 A JP2005101630 A JP 2005101630A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- porous
- film
- single crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
【課題】 基板の再利用を可能しつつ、基板割れを防止でき、容易な方法で半導体部材を得るのが困難。
【解決手段】 多孔質半導体層2002、非多孔質層2003を有して構成される基板2000上にフィルム2005を貼り付ける工程、フィルム2005を基板2000から剥がす方向の力をフィルム2005に加えることにより多孔質半導体層2002を境に基板側より非多孔質層2003及び多孔質半導体層2002をフィルム2005側に分離する工程、分離された非多孔質層2003を第2の基板に貼り合わせる工程を有する。
【選択図】 図4
PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a substrate from being cracked while enabling reuse of a substrate and to obtain a semiconductor member by an easy method.
A process of attaching a film 2005 on a substrate 2000 including a porous semiconductor layer 2002 and a non-porous layer 2003, and applying a force in a direction to peel the film 2005 from the substrate 2000 to the film 2005. A step of separating the non-porous layer 2003 and the porous semiconductor layer 2002 from the substrate side to the film 2005 side with the porous semiconductor layer 2002 as a boundary, and a step of bonding the separated non-porous layer 2003 to the second substrate .
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、半導体集積回路や、太陽電池、半導体レーザー、発光ダイオード等の半導体素子を形成する為の半導体部材の製造方法に関し、特に基板を分離する工程を有する半導体部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor member for forming a semiconductor element such as a semiconductor integrated circuit, a solar cell, a semiconductor laser, or a light emitting diode, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor member having a step of separating a substrate.
半導体部材は、半導体ウエハー、半導体基板、半導体装置等の名称で知られており、その半導体領域を利用して半導体素子が形成されているものや、半導体素子が形成される前の状態のものを含むものとする。 The semiconductor member is known by the name of a semiconductor wafer, a semiconductor substrate, a semiconductor device, etc., and a semiconductor element formed using the semiconductor region or a state before the semiconductor element is formed. Shall be included.
このような半導体部材のなかには、絶縁物上に半導体層を有するものもある。 Some of such semiconductor members have a semiconductor layer on an insulator.
絶縁物上の単結晶Si半導体層の形成は、シリコン オン インシュレーター(SOI)技術として広く知られ、通常のSi集積回路を作製するバルクSi基板では到達しえない数々の優位点をSOI技術を利用したデバイスが有することから多くの研究が成されてきた。すなわち、SOI技術を利用することで、
1.誘電体分離が容易で高集積化が可能、
2.対放射線耐性に優れている、
3.浮遊容量が低減され高速化が可能、
4.ウエル工程が省略できる、
5.ラッチアップを防止できる、
6.薄膜化による完全空乏型電界効果トランジスタが可能、
等の優位点が得られる。これらは例えば以下の文献に詳しい。Special Issue:“Single-crystal silicon on non-single-crystal insulators";edited by G.W.Cullen,Journal of Crystal Growth,volume 63,no 3,pp429〜590(1983)。
The formation of single-crystal Si semiconductor layers on insulators is widely known as silicon-on-insulator (SOI) technology, and it uses many advantages that cannot be achieved with a bulk Si substrate used to fabricate ordinary Si integrated circuits. Much research has been done on what devices have. In other words, by using SOI technology,
1. Dielectric separation is easy and high integration is possible.
2. Excellent radiation resistance,
3. Floating capacitance is reduced and high speed is possible.
4). Well process can be omitted,
5). Can prevent latch-up,
6). Fully depleted field effect transistors are possible by thinning the film,
Etc. are obtained. These are detailed in, for example, the following documents. Special Issue: “Single-crystal silicon on non-single-crystal insulators”; edited by GWCullen, Journal of Crystal Growth, volume 63, no 3, pp 429-590 (1983).
さらにここ数年においては、SOIが、MOSFETの高速化、低消費電力化を実現する基板として多くの報告がなされている(IEEE SOI conference 1994)。また、SOI構造を用いると素子の下部に絶縁層があるので、バルクSiウエハ上に素子を形成する場合と比べて、素子分離プロセスが単純化できる結果、デバイスプロセス工程が短縮される。すなわち、高性能化と合わせて、バルクSi上のMOSFET、ICに比べて、ウエハコスト、プロセスコストのトータルでの低価格化が期待されている。 Furthermore, in recent years, many reports have been made on SOI as a substrate that realizes high speed and low power consumption of MOSFETs (IEEE SOI conference 1994). Further, when the SOI structure is used, since an insulating layer is provided below the element, the element isolation process can be simplified as compared with the case where the element is formed on the bulk Si wafer, and the device process step is shortened. That is, in combination with high performance, it is expected to reduce the wafer cost and process cost in total compared to MOSFET and IC on bulk Si.
なかでも完全空乏型MOSFETは駆動力の向上による高速化、低消費電力化が期待されている。MOSFETの閾値電圧(Vth)は一般的にはチャネル部の不純物濃度により決定されるが、SOIを用いた完全空乏型(FD;Fully Depleted)MOSFETの場合には空乏層厚がSOIの膜厚の影響も受けることになる。したがって、大規模集積回路を歩留まりよくつくるためには、SOI膜厚の均一性が強く望まれていた。 Among these, fully depleted MOSFETs are expected to increase speed and reduce power consumption by improving driving power. The threshold voltage (Vth) of the MOSFET is generally determined by the impurity concentration of the channel portion. In the case of a fully depleted (FD) MOSFET using SOI, the depletion layer thickness is equal to the SOI film thickness. It will also be affected. Therefore, in order to produce a large scale integrated circuit with a high yield, uniformity of the SOI film thickness has been strongly desired.
また、化合物半導体上のデバイスはSiでは得られない高い性能、たとえば、高速、発光などを持っている。現在は、これらのデバイスはほとんどGaAs等の化合物半導体基板上にエピタキシャル成長をしてその中に作り込まれている。しかし、化合物半導体基板は、高価で、機械的強度が低く、大面積ウエハは作製が困難などの問題点がある。 In addition, devices on compound semiconductors have high performance that cannot be obtained with Si, such as high speed and light emission. At present, most of these devices are epitaxially grown on a compound semiconductor substrate such as GaAs and fabricated therein. However, the compound semiconductor substrate has problems such as high cost, low mechanical strength, and difficulty in producing a large area wafer.
このようなことから、安価で、機械的強度も高く、大面積ウエハが作製できるSiウエハ上に、化合物半導体をヘテロエピタキシャル成長させる試みがなされている。 For this reason, attempts have been made to heteroepitaxially grow compound semiconductors on Si wafers that are inexpensive, have high mechanical strength, and can produce large-area wafers.
SOI基板の形成に関する研究は1970年代頃から盛んであった。初期には、絶縁物であるサファイア基板の上に単結晶Siをヘテロエピタキシャル成長する方法(SOS:Sapphire on Silicon)や、多孔質Siの酸化による誘電体分離によりSOI構造を形成する方法(FIPOS:Fully Isolation by Porous Oxidized Silicon)、酸素イオン注入法がよく研究された。 Research on the formation of SOI substrates has been active since the 1970s. Initially, a method of heteroepitaxially growing single-crystal Si on an insulating sapphire substrate (SOS: Sapphire on Silicon) or a method of forming an SOI structure by dielectric separation by oxidation of porous Si (FIPOS: Fully Isolation by Porous Oxidized Silicon), oxygen ion implantation was well studied.
FIPOS法は、P型Si単結晶基板表面にN型Si層をプロトンイオン注入、(イマイ他、J.Crystal Growth,vol 63,547(1983))、もしくは、エピタキシャル成長とパターニングによって島状に形成し、表面よりSi島を囲むようにHF溶液中の陽極化成法によりP型Si基板のみを多孔質化したのち、増速酸化によりN型Si島を誘電体分離する方法である。本方法では、分離されているSi領域は、デバイス工程のまえに決定されており、デバイス設計の自由度を制限する場合があるという問題点がある。 In the FIPOS method, an N-type Si layer is formed into an island shape by proton ion implantation (Imai et al., J. Crystal Growth, vol 63, 547 (1983)) or epitaxial growth and patterning on the surface of a P-type Si single crystal substrate. In this method, only the P-type Si substrate is made porous by anodizing in an HF solution so as to surround the Si island, and then the N-type Si island is dielectrically separated by accelerated oxidation. In this method, the separated Si region is determined before the device process, and there is a problem that the degree of freedom in device design may be limited.
酸素イオン注入法は、K.Izumiによって始めて報告されたSIMOXと呼ばれる方法である。Siウエハに酸素イオンを1017〜1018/cm2 程度注入したのち、アルゴン・酸素雰囲気中で1320℃程度の高温でアニールする。その結果、イオン注入の投影飛程(Rp )に相当する深さを中心に注入された酸素イオンがSiと結合して酸化Si層が形成される。その際、酸化Si層の上部の酸素イオン注入によりアモルファス化したSi層も再結晶化して、単結晶Si層となる。表面のSi層中に含まれる欠陥は従来105 /cm2 と多かったが、酸素の打ち込み量を4×1017/cm2 付近にすることで、〜102 /cm2 まで低減することに成功している。しかしながら、酸化Si層の膜質、表面Si層の結晶性等を維持できるような注入エネルギー、注入量の範囲が狭いために、表面Si層、埋め込み酸化Si層(BOX:Burried Oxide)の膜厚は特定の値に制限されていた。所望の膜厚の表面Si層を得るためには、犠牲酸化、ないしは、エピタキシャル成長することが必要であった。その場合、膜厚の分布には、これらプロセスによる劣化分が重畳される結果、膜厚均一性が劣化するという問題点がある。 The oxygen ion implantation method is a method called SIMOX reported for the first time by K. Izumi. Oxygen ions are implanted into the Si wafer at about 10 17 to 10 18 / cm 2 and then annealed at a high temperature of about 1320 ° C. in an argon / oxygen atmosphere. As a result, oxygen ions implanted with a depth corresponding to the projected range (Rp) of ion implantation are combined with Si to form an oxidized Si layer. At that time, the Si layer made amorphous by oxygen ion implantation above the oxidized Si layer is also recrystallized into a single crystal Si layer. The number of defects contained in the surface Si layer is conventionally as large as 10 5 / cm 2 , but by reducing the amount of oxygen implanted to around 4 × 10 17 / cm 2, the defect is reduced to −10 2 / cm 2. Has succeeded. However, since the range of implantation energy and implantation amount that can maintain the film quality of the Si oxide layer, the crystallinity of the surface Si layer, etc. is narrow, the film thickness of the surface Si layer and buried oxide layer (BOX: Burried Oxide) is It was limited to a specific value. In order to obtain a surface Si layer having a desired film thickness, it is necessary to perform sacrificial oxidation or epitaxial growth. In that case, there is a problem that the uniformity of film thickness deteriorates as a result of the deterioration due to these processes being superimposed on the film thickness distribution.
また、SIMOXはパイプと呼ばれる酸化Siの形成不良領域が存在することが報告されている。この原因のひとつとしては、注入時のダスト等の異物が考えられている。パイプの存在する部分では活性層と支持基板の間のリークによりデバイス特性の劣化が生じてしまう。 In addition, SIMOX has been reported to have a poorly formed Si oxide formation region called a pipe. As one of the causes, foreign substances such as dust at the time of injection are considered. In the portion where the pipe exists, the device characteristics deteriorate due to the leak between the active layer and the support substrate.
SIMOXのイオン注入は前述の通り、通常の半導体プロセスで使用するイオン注入と比べ注入量が多いため、専用の装置が開発されてもなお、注入時間は長い。イオン注入は所定の電流量のイオンビームをラスタースキャンして、あるいは、ビームを拡げて行われるため、ウエハの大面積化に伴い、注入時間の増大が想定される。また、大面積ウエハの高温熱処理では、ウエハ内の温度分布によるスリップの発生などの問題がよりシビアになることが指摘されている。SIMOXでは1320℃というSi半導体プロセスでは通常使用しない高温での熱処理が必須であることから、装置開発を含めて、この問題の重要性がさらに大きくなることが懸念されている。 As described above, the SIMOX ion implantation has a larger implantation amount than the ion implantation used in the normal semiconductor process, so that even if a dedicated apparatus is developed, the implantation time is long. Since ion implantation is performed by raster scanning an ion beam having a predetermined current amount or expanding the beam, an increase in implantation time is assumed as the area of the wafer increases. Further, it has been pointed out that problems such as occurrence of slip due to temperature distribution in the wafer become more severe in high-temperature heat treatment of a large area wafer. In SIMOX, a heat treatment at a high temperature not normally used in the Si semiconductor process at 1320 ° C. is essential, and there is a concern that the importance of this problem will be further increased including the development of the apparatus.
また、上記のような従来のSOIの形成方法とは別に、近年、Si単結晶基板を、熱酸化した別のSi単結晶基板に、熱処理又は接着剤を用いて貼り合せ、SOI構造を形成する方法が注目を浴びている。この方法は、デバイスのための活性層を均一に薄膜化する必要がある。すなわち、数百μmもの厚さのSi単結晶基板をμmオーダーかそれ以下に薄膜化する必要がある。この薄膜化には以下のように3種類の方法がある。 In addition to the conventional SOI formation method as described above, in recent years, an Si structure is formed by bonding a Si single crystal substrate to another thermally oxidized Si single crystal substrate using heat treatment or an adhesive. The method is attracting attention. This method requires a uniform thinning of the active layer for the device. That is, it is necessary to reduce the thickness of a Si single crystal substrate having a thickness of several hundred μm to the order of μm or less. There are three types of thinning methods as follows.
(1).研磨による薄膜化
(2).局所プラズマエッチングによる薄膜化
(3).選択エッチングによる薄膜化
(1)の研磨では均一に薄膜化することが困難である。特にサブμmの薄膜化は、ばらつきが数十%にもなってしまい、この均一化は大きな問題となっている。さらにウエハの大口径化が進めばその困難性は増すばかりである。
(1). Thinning by polishing (2). Thinning by local plasma etching (3). Thinning by selective etching It is difficult to make a thin film uniformly by polishing (1). In particular, when the thickness of the sub-μm is reduced, the variation becomes several tens of percent, and this uniformity is a big problem. Further, as the wafer diameter increases, the difficulty increases only.
(2)の方法は、あらかじめ(1)の方法で1〜3μm程度まで(1)の研磨による方法で薄膜化したのち、膜厚分布を全面で多点測定する。このあとこの膜厚分布にもとづいて、直径数mmのSF6 などを用いたプラズマをスキャンさせることにより膜厚分布を補正しながらエッチングして、所望の膜厚まで薄膜化する。この方法では膜厚分布を±10nm程度にできることが報告されている。しかし、プラズマエッチングの際に基板上に異物(パーティクル)があるとこの異物がエッチングマスクとなるために基板上に突起が形成されてしまう。 In the method (2), the film thickness is reduced to about 1 to 3 μm by the method (1) in advance and the film thickness distribution is measured at multiple points over the entire surface. Thereafter, based on this film thickness distribution, etching is performed while correcting the film thickness distribution by scanning a plasma using SF 6 having a diameter of several millimeters, and the film is thinned to a desired film thickness. It has been reported that this method can achieve a film thickness distribution of about ± 10 nm. However, if there is a foreign substance (particle) on the substrate during plasma etching, this foreign substance becomes an etching mask, and thus a protrusion is formed on the substrate.
また、エッチング直後には表面が荒れているために、プラズマエッチング終了後にタッチポリッシングが必要であるが、ポリッシング量の制御は時間管理によって行われるので、最終膜厚の制御、および、ポリッシングによる膜厚分布の劣化が指摘されている。さらに研磨ではコロイダルシリカ等の研磨剤が直接に活性層になる表面を擦るので、研磨による破砕層の形成、加工歪みの導入も懸念されている。さらにウエハが大面積化された場合にはウエハ面積の増大に比例して、プラズマエッチング時間が増大するため、スループットの著しい低下も懸念される。 In addition, since the surface is rough immediately after etching, touch polishing is necessary after the plasma etching is completed. However, since the amount of polishing is controlled by time management, the final film thickness is controlled by the polishing and the film thickness by polishing. Deterioration of the distribution has been pointed out. Further, in polishing, an abrasive such as colloidal silica directly rubs the surface that becomes the active layer, so there is a concern about formation of a crushed layer by polishing and introduction of processing strain. Further, when the wafer area is increased, the plasma etching time increases in proportion to the increase in the wafer area, and there is a concern that the throughput may be significantly reduced.
(3)の方法は、あらかじめ薄膜化する基板に選択エッチング可能な膜構成をつくり込んでおく方法である。例えば、P型基板上にボロンを1019/cm3 以上の濃度に含んだP+ −Siの薄層とP型Siの薄層をエピタキシャル成長などの方法で積層し、第1の基板とする。これを酸化膜等の絶縁層を介して、第2の基板と貼り合わせたのち、第1の基板の裏面を、研削、研磨で予め薄くしておく。その後、P型層の選択エッチングで、P+ 層を露出、さらにP+ 層の選択エッチングでP型層を露出させ、SOI構造を完成させるものである。この方法はMaszaraの報告に詳しい(W.P.Maszara,J.Electrochem.Soc.,vol.138,341(1991))。 The method (3) is a method in which a film structure that can be selectively etched is formed in advance on a substrate to be thinned. For example, a P + -Si thin layer containing boron at a concentration of 10 19 / cm 3 or more and a P-type Si thin layer are stacked on a P-type substrate by a method such as epitaxial growth to form a first substrate. After this is bonded to the second substrate through an insulating layer such as an oxide film, the back surface of the first substrate is thinned in advance by grinding and polishing. Thereafter, the P + layer is exposed by selective etching of the P type layer, and further, the P type layer is exposed by selective etching of the P + layer, thereby completing the SOI structure. This method is detailed in Maszara's report (WP Maszara, J. Electrochem. Soc., Vol. 138, 341 (1991)).
選択エッチングは均一な薄膜化に有効とされているが、
・せいぜい102 と選択比が十分でない。
Selective etching is effective for uniform thinning,
・ Selectivity is not enough at 10 2 at most.
・エッチング後の表面性が悪いため、エッチング後にタッチポリッシュが必要となる。しかし、その結果、膜厚が減少するとともに、膜厚均一性も劣化しやすい。特にポリッシングは時間によって研磨量を管理するが、研磨速度のばらつきが大きいため、研磨量の制御が困難である。したがって、100nmというような極薄SOI層の形成において、特に問題となる。 -Since the surface property after etching is poor, touch polishing is required after etching. However, as a result, the film thickness decreases, and the film thickness uniformity tends to deteriorate. In particular, in polishing, the polishing amount is managed according to time. However, since the polishing rate varies greatly, it is difficult to control the polishing amount. Therefore, there is a particular problem in forming an ultrathin SOI layer of 100 nm.
・イオン注入、高濃度BドープSi層上のエピタキシャル成長あるいはヘテロエピタキシャル成長を用いているためSOI層の結晶性が悪い。また、被貼り合わせ面の表面性も通常のSiウエハより劣る。
等の問題点がある(C.Harendt,et.al.,J.Elect.Mater.Vol.20,267(1991)、H.Baumgart,et.al.,Extended Abstract of ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding,pp-733(1991)、C.E.Hunt,Extended Abstract of ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding,pp-696(1991))。また、選択エッチングの選択性はボロン等の不純物の濃度差とその深さ方向プロファイルの急峻性に大きく依存している。したがって、貼り合わせ強度を高めるための高温のボンディングアニールや結晶性を向上させるために高温のエピタキシャル成長を行ったりすると、不純物濃度の深さ方向分布が拡がり、エッチングの選択性が劣化してしまう。すなわち、エッチングの選択比の向上の結晶性は貼り合わせ強度の向上の両立は困難であった。
The crystallinity of the SOI layer is poor because ion implantation, epitaxial growth on the heavily doped B-doped Si layer or heteroepitaxial growth is used. Moreover, the surface properties of the surfaces to be bonded are also inferior to those of ordinary Si wafers.
(C. Harendt, et.al., J. Elect. Mater. Vol. 20, 267 (1991), H. Baumgart, et.al., Extended Abstract of ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding, pp. -733 (1991), CEHunt, Extended Abstract of ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding, pp-696 (1991)). The selectivity of the selective etching largely depends on the concentration difference of impurities such as boron and the steepness of the profile in the depth direction. Therefore, if high-temperature bonding annealing for increasing the bonding strength or high-temperature epitaxial growth for improving crystallinity is performed, the depth distribution of the impurity concentration expands and the etching selectivity deteriorates. In other words, it has been difficult to improve both the bonding strength and the crystallinity of the etching selectivity.
こうしたなか、本出願人は、先に特許文献1において、新規な半導体部材の製造方法を提案した。当該公報に開示された方法は、次のとおりのものである。即ち、多孔質単結晶半導体領域上に非多孔質単結晶半導体領域を配した部材を形成し、前記非多孔質単結晶半導体領域の表面に、表面が絶縁性物質で構成された部材の表面を貼り合わせた後、前記多孔質単結晶半導体領域をエッチングにより除去することを特徴とする半導体部材の製造方法である。 Under such circumstances, the present applicant previously proposed a novel method for manufacturing a semiconductor member in Patent Document 1. The method disclosed in the publication is as follows. That is, a member in which a non-porous single crystal semiconductor region is arranged on a porous single crystal semiconductor region is formed, and the surface of the member made of an insulating material is formed on the surface of the non-porous single crystal semiconductor region. After the bonding, the method for producing a semiconductor member is characterized in that the porous single crystal semiconductor region is removed by etching.
また、本発明の発明者である、米原らは膜厚均一性や結晶性に優れ、バッチ処理が可能な貼り合わせSOIを報告した(非特許文献1)。以下、この貼り合わせSOIの作製方法について図17(a)〜(c)を用いて説明する。 In addition, Yonehara et al., The inventor of the present invention, reported a bonded SOI that has excellent film thickness uniformity and crystallinity and can be batch-processed (Non-Patent Document 1). Hereinafter, a method for manufacturing the bonded SOI will be described with reference to FIGS.
この方法では、Si基板901上の多孔質層902を選択エッチングを行う材料として用いる。多孔質層902の上に非多孔質単結晶Si層903をエピタキシャル成長した後、酸化Si層905を介して第2の基板904と貼り合わせる(図17(a))。第1の基板を裏面より研削等の方法で薄層化し、基板全面において多孔質Siを露出させる(図17(b))。露出させた多孔質SiはKOH、HF+H2 O2 などの選択エッチング液によりエッチングして除去する(図17(c))。このとき、多孔質SiのバルクSi(非多孔質単結晶Si)に対するエッチングの選択比を10万倍と十分に高くできるので、あらかじめ多孔質上に成長した非多孔質単結晶Si層を膜厚を殆ど減じることなく、第2の基板の上に移設(transfer) し、SOI基板を形成することができる。したがって、SOIの膜厚均一性はエピタキシャル成長時にほぼ決定づけられる。エピタキシャル成長は通常半導体プロセスで使用されるCVD装置が使用できるので、佐藤らの報告(SSDM95)によれば、その均一性は例えば100nm±2%以内が実現されている。また、エピタキシャルSi層の結晶性も良好で3.5×102 /cm2が報告された。 In this method, the porous layer 902 on the Si substrate 901 is used as a material for performing selective etching. A non-porous single-crystal Si layer 903 is epitaxially grown on the porous layer 902 and then bonded to the second substrate 904 through the oxidized Si layer 905 (FIG. 17A). The first substrate is thinned from the back surface by a method such as grinding to expose porous Si on the entire surface of the substrate (FIG. 17B). The exposed porous Si is removed by etching with a selective etching solution such as KOH or HF + H 2 O 2 (FIG. 17C). At this time, since the etching selectivity of porous Si to bulk Si (non-porous single crystal Si) can be sufficiently increased to 100,000 times, the thickness of the non-porous single crystal Si layer previously grown on the porous film is increased. Can be transferred onto the second substrate to form an SOI substrate with little reduction of the. Therefore, the film thickness uniformity of SOI is almost determined during epitaxial growth. Epitaxial growth can be performed using a CVD apparatus normally used in a semiconductor process. According to a report by Sato et al. (SSDM95), the uniformity is realized within 100 nm ± 2%, for example. Also, the crystallinity of the epitaxial Si layer was good, and 3.5 × 10 2 / cm 2 was reported.
従来の方法ではエッチング選択性は不純物濃度の差とその深さ方向のプロファイルによっていたため、濃度分布を拡げてしまう熱処理の温度(貼り合わせ、エピタキシャル成長、酸化等)は概ね800℃以下と大きく制約されていた。一方、この方法におけるエッチングは多孔質とバルクという構造の差がエッチングの速度を決めているため、熱処理温度の制約は小さく、1180℃程度の熱処理が可能であることが報告されている。例えば貼り合わせ後の熱処理は、ウエハ同士の接着強度を高め、貼り合わせ界面に生じる空隙(void)の数、大きさを減少させることが知られている。また、斯様な構造差にもとづくエッチングでは多孔質Si上に付着したパーティクルがあっても、膜厚均一性に影響を及ぼさない。 In the conventional method, the etching selectivity is based on the difference in impurity concentration and the profile in the depth direction, so the temperature of heat treatment (bonding, epitaxial growth, oxidation, etc.) that expands the concentration distribution is largely limited to approximately 800 ° C. or less. It was. On the other hand, it has been reported that the etching in this method has a heat treatment temperature of about 1180 ° C. because the difference in structure between the porous and the bulk determines the etching speed, so that the heat treatment temperature is limited. For example, heat treatment after bonding is known to increase the bonding strength between wafers and reduce the number and size of voids generated at the bonding interface. Further, in the etching based on such a structural difference, even if there are particles adhering to the porous Si, the film thickness uniformity is not affected.
しかしながら、貼り合わせを用いた半導体基板は、必ず2枚のウエハを必要とし、そのうち1枚はほとんど大部分が研磨・エッチング等により無駄に除去され捨てられており、限りある地球の資源が無駄となっている。したがって、貼り合わせによるSOIにおいては、その制御性、均一性の他、低コスト化、経済性の向上が望まれているところである。 However, a semiconductor substrate using bonding always requires two wafers, one of which is mostly discarded and discarded by polishing / etching, etc., and limited earth resources are wasted. It has become. Therefore, in the SOI by bonding, in addition to its controllability and uniformity, it is desired to reduce costs and improve economy.
即ち、品質が十分なSOI基板を再現性よく作製するとともに、同時にウエハの再使用等による省資源、コストダウンを実現する方法が望まれていた。 That is, there has been a demand for a method for manufacturing an SOI substrate with sufficient quality with good reproducibility, and simultaneously realizing resource saving and cost reduction by reusing a wafer.
こうしたなか、本出願人は、先に2板の基板を貼り合わせた後、貼り合わされた基板を多孔質層において分離し、分離後の一方の基板から残留多孔質を除去して、この基板を再利用する半導体基板の製造方法を特許文献2で提案した。 Under these circumstances, the present applicant bonded the two substrates first, then separated the bonded substrates in the porous layer, removed the residual porous material from one of the separated substrates, and removed the substrate. A method for manufacturing a semiconductor substrate to be reused was proposed in Patent Document 2.
当該公報に開示された方法の1例を以下に図18(a)〜(c)を用いて説明する。 One example of the method disclosed in the publication will be described below with reference to FIGS.
第1のSi基板1001の表面層を多孔質化して多孔質層1002を形成したのち、その上に単結晶Si層1003を形成し、この単結晶Si層と第1のSi基体とは別の第2のSi基板1004の主面とを絶縁層1005を介して貼り合わせる(図18(a))。この後、多孔質層で貼り合わせたウエハを分割し(図18(b))、第2のSi基体側の表面に露出した多孔質Si層を選択的に除去することにより、SOI基板を形成する(図18(c))。第1のSi基板1001は、残留した多孔質層を除去して再利用することができる。 After the surface layer of the first Si substrate 1001 is made porous to form the porous layer 1002, a single crystal Si layer 1003 is formed thereon, and the single crystal Si layer and the first Si substrate are different from each other. The main surface of the second Si substrate 1004 is bonded via an insulating layer 1005 (FIG. 18A). Thereafter, the wafer bonded with the porous layer is divided (FIG. 18B), and the SOI substrate is formed by selectively removing the porous Si layer exposed on the surface on the second Si substrate side. (FIG. 18C). The first Si substrate 1001 can be reused by removing the remaining porous layer.
特許文献2に開示された発明は、多孔質シリコン層の構造が、非多孔質シリコンに比べて脆弱である点を利用して基板を分離するものであり、一度半導体基板の作製工程に使用した基板を再度、半導体基板の作製工程に利用できるので半導体基板の低コスト化を図るうえで非常に有用なものである。 The invention disclosed in Patent Document 2 separates a substrate by utilizing the point that the structure of the porous silicon layer is weaker than that of non-porous silicon, and once used in the manufacturing process of the semiconductor substrate. Since the substrate can be used again in the manufacturing process of the semiconductor substrate, it is very useful for reducing the cost of the semiconductor substrate.
これとは、別に、特許文献3には、多孔質シリコン層上に太陽電池の光電変換部を構成する半導体層を形成した後、該半導体層を多孔質層から分離することが開示されており、やはり、ここでも多孔質シリコン層が形成されていた基板を再利用することが示されている。 Separately, Patent Document 3 discloses that a semiconductor layer constituting a photoelectric conversion part of a solar cell is formed on a porous silicon layer, and then the semiconductor layer is separated from the porous layer. Again, it is shown that the substrate on which the porous silicon layer has been formed is reused.
特許文献3に示された方法においては、半導体層を、接着剤を介して剛体である治具と貼り合わせる一方、多孔質シリコン層が形成されたシリコン基板を別の治具(剛体)と貼り合わせた後、治具を互いに反対方向に引っ張ることにより、半導体層を多孔質層から分離している。この方法では、剛体同士を分離するためウエハの全面を一気に剥がす力が必要となる。したがって、ウエハの大口径化が進めば、その二乗に比例した外力をかけなければならない。 In the method disclosed in Patent Document 3, the semiconductor layer is bonded to a rigid jig through an adhesive, while the silicon substrate on which the porous silicon layer is formed is bonded to another jig (rigid body). After the alignment, the semiconductor layer is separated from the porous layer by pulling the jigs in opposite directions. In this method, a force that peels the entire surface of the wafer at a stretch is required to separate the rigid bodies. Therefore, if the wafer diameter increases, an external force proportional to the square must be applied.
更にフレキシビリティがなく力の制御が難しいことから、思うとおりの領域ではなかなか分割できない。 In addition, because it is difficult to control the force due to lack of flexibility, it is difficult to divide in the desired area.
ところで、太陽電池はコスト的要請から低価格基板上に素子を形成できることが望まれる。一方、太陽電池を構成する半導体としては一般にシリコンが用いられる。中でも、光エネルギーを起電力に変換する効率すなわち光電変換効率の観点からは、単結晶シリコンが最も優れている。しかし、大面積化および低コスト化の観点からは、アモルファスシリコンが有利とされている。また、近年においては、アモルファスシリコンなみの低コストと単結晶なみの高エネルギー変換効率とを得る目的で、多結晶シリコンの使用が検討されている。 By the way, the solar cell is desired to be able to form an element on a low-cost substrate because of cost requirements. On the other hand, silicon is generally used as a semiconductor constituting the solar cell. Among these, single crystal silicon is most excellent from the viewpoint of efficiency of converting light energy into electromotive force, that is, photoelectric conversion efficiency. However, amorphous silicon is advantageous from the viewpoint of increasing the area and cost. In recent years, the use of polycrystalline silicon has been studied for the purpose of obtaining the cost as low as amorphous silicon and the high energy conversion efficiency as high as single crystal.
ところが、このような単結晶や多結晶シリコンにおいて従来提案されている方法は塊状の結晶をスライスして板状の基板とするため、その厚さを0.3mm以下にすることは困難であった。従って、基板は、光量を十分に吸収するのに必要以上の厚さを有するため、材料の有効利用が十分ではなかった。即ち、低価格化を図るためにはさらなる薄型化が必要である。最近では溶融したシリコンの液滴を鋳型に流し込むスピン法によりシリコンシートを形成する方法が提案されているが、厚さは最低でも0.1mm〜0.2mm程度となり結晶シリコンとして光吸収に必要十分な膜厚(20μm〜50μm)に比べまだ薄型が十分ではない。 However, the conventional methods proposed for such single crystals and polycrystalline silicon slice the massive crystals into a plate-like substrate, and it was difficult to reduce the thickness to 0.3 mm or less. . Therefore, since the substrate has a thickness more than necessary to sufficiently absorb the light amount, the effective use of the material has not been sufficient. That is, further reduction in thickness is necessary to reduce the price. Recently, a method of forming a silicon sheet by a spin method in which molten silicon droplets are poured into a mold has been proposed. However, the thickness is at least about 0.1 mm to 0.2 mm, which is necessary and sufficient for light absorption as crystalline silicon. Is still not sufficiently thin compared to a large film thickness (20 μm to 50 μm).
そこで、いっそのこと単結晶シリコン基板上に成長した薄膜のエピタキシャル層を基板から分離(剥離)して太陽電池に用いることで高エネルギー変換効率と低コスト化を達成する試みが提案されている(非特許文献2)。 Therefore, there has been proposed an attempt to achieve high energy conversion efficiency and low cost by separating (separating) the thin film epitaxial layer grown on the single crystal silicon substrate from the substrate and using it in a solar cell ( Non-patent document 2).
しかしながらこの方法では基板となる単結晶シリコンと成長エピタキシャル層との間にSiGeの中間層を挿入させてヘテロエピタキシャル成長させた上に、さらにこの中間層を選択的に溶融させて成長層を剥がす必要がある。一般的にヘテロエピタキシャル成長させた場合、格子定数が異なるため成長界面で欠陥が誘起されやすい。また異種材料を用いるという点でプロセス・コスト的に有利であると言えない。 However, in this method, it is necessary to insert a SiGe intermediate layer between the single crystal silicon used as a substrate and the growth epitaxial layer to perform heteroepitaxial growth, and then selectively melt this intermediate layer to peel off the growth layer. is there. In general, when heteroepitaxial growth is performed, defects are likely to be induced at the growth interface because of different lattice constants. Moreover, it cannot be said that it is advantageous in terms of process cost in terms of using different materials.
また、特許文献4に開示されている方法、すなわち、マスク材を介して結晶基板上に選択的エピタキシャル成長および横方向成長法によりシート状の結晶を形成した後基板より分離することを特徴とする太陽電池の製造方法により、薄型の結晶太陽電池が得られることが示された。 Further, the method disclosed in Patent Document 4, that is, a solar cell characterized in that a sheet-like crystal is formed on a crystal substrate through a mask material by selective epitaxial growth and lateral growth, and then separated from the substrate. It was shown that a thin crystalline solar cell can be obtained by the battery manufacturing method.
しかし、この方法においてマスク材に設けられる開口部はライン状であり、このラインシードより選択的エピタキシャル成長および横方向成長を用いて成長させたシート状の結晶を分離するには結晶のへき開を利用して機械的に剥がすためにラインシードの形状がある程度の大きさ以上では基板との接地面積が多くなるので剥がす途中でシート状結晶を破損してしまうことになる。特に太陽電池の大面積化を図る場合、どんなにライン幅を狭くしても(実際的には1μm前後)ライン長が数mm〜数cmあるいはそれ以上の大きさになると上述の方法は実際上困難となる。 However, in this method, the opening provided in the mask material is in a line shape, and in order to separate the sheet-like crystal grown by selective epitaxial growth and lateral growth from this line seed, the cleavage of the crystal is used. Therefore, if the shape of the line seed is larger than a certain size, the contact area with the substrate increases, and the sheet-like crystal is damaged during the peeling. In particular, when the area of a solar cell is to be increased, the above method is practically difficult if the line length becomes several mm to several cm or more, no matter how narrow the line width (in practice, around 1 μm). It becomes.
このような点を鑑み、本出願人は、シリコンウエハ表面に陽極化成により多孔質シリコン層を形成した後剥離し、剥離した多孔質層を金属基板上に固着させて多孔質層上にエピタキシャル層を形成し、これを用いて良好な特性を示す薄膜結晶太陽電池が得られる太陽電池の製造方法を特許文献5に開示した。 In view of such points, the present applicant formed a porous silicon layer by anodization on the surface of the silicon wafer and then peeled off. The peeled porous layer was fixed on the metal substrate, and the epitaxial layer was formed on the porous layer. Patent Document 5 discloses a method for manufacturing a solar cell in which a thin film crystal solar cell having good characteristics is obtained using this.
しかし、この方法においても金属基板が高温プロセスに曝されるため、エピタキシャル層内に不純物が混入する可能性もあり、必ずしも完全なものではない。 However, even in this method, since the metal substrate is exposed to a high temperature process, there is a possibility that impurities are mixed in the epitaxial layer, which is not always perfect.
一方、このような多孔質層とは異なるものの、実質的に似たような機能を果たすものとしてバブル層(bubble) を用いた分離技術が特許文献6に開示されている。この公報に開示されているのは、シリコン基板中にイオン注入によりバブル層を作り、該バブル層に熱処理による結晶再配列と気泡の凝集とを生じさせて、シリコン基板の最表面側の領域(この公報では「薄い半導体材料フィルム」と呼ばれている)を、バブル層を境にして剥がす方法である。 On the other hand, although different from such a porous layer, a separation technique using a bubble layer is disclosed in Patent Document 6 as a material that performs a substantially similar function. In this publication, a bubble layer is formed in a silicon substrate by ion implantation, crystal rearrangement and bubble aggregation are caused by heat treatment in the bubble layer, and the region on the outermost surface side of the silicon substrate ( In this publication, it is called “thin semiconductor material film”) with the bubble layer as a boundary.
ここでいう薄い半導体材料フィルムとは、要するにバルクSi最表面の注入イオンが存在しないか、存在量が極めて少ない領域のことである。 The thin semiconductor material film here is a region where the implanted ions on the outermost surface of the bulk Si are not present or are present in an extremely small amount.
しかし、この方法の場合、結晶再配列と気泡の凝集とが効果的に起こる温度で行われる必要があり、イオン注入条件の確立と熱処理の最適化が容易ではない。
上述したように従来の半導体部材の製造方法はコスト、品質等の課題、又は製造上の課題等があった。 As described above, the conventional method for manufacturing a semiconductor member has problems such as cost and quality, or manufacturing problems.
本発明の目的は、基板を分離する工程を有する半導体部材の製造方法であって、該基板の1部を該半導体部材の原材料として再利用し得る半導体部材の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor member having a step of separating a substrate, wherein a part of the substrate can be reused as a raw material of the semiconductor member.
本発明の半導体部材の製造方法は、多孔質半導体層と、非多孔質半導体層と、を有して構成される第1の基板上にフィルムを貼り付ける工程、前記フィルムを前記第1の基板から剥がす方向の力を前記フィルムに加えることにより前記非多孔質半導体層を前記多孔質半導体層において前記第1の基板より分離する工程、及び分離された前記非多孔質半導体層を第2の基板に貼り合わせる工程、を有することを特徴とする。 The method for producing a semiconductor member of the present invention includes a step of attaching a film on a first substrate having a porous semiconductor layer and a non-porous semiconductor layer, and attaching the film to the first substrate. Separating the non-porous semiconductor layer from the first substrate in the porous semiconductor layer by applying a force in the direction of peeling from the film to the film, and the separated non-porous semiconductor layer to the second substrate And a step of bonding to the substrate.
本発明においては、非多孔質半導体層を分離した第1の基板に残留する多孔質層を除去することにより得られる基板を、再度第1の基板の原材料として利用することができる。この基板の再利用については、多孔質半導体層を有して構成される基板について、多孔質層を基板から分離する態様の場合にも、同様に残留する多孔質層を除去することにより得られる基板を、再度基板の原材料として利用することができる。 In the present invention, a substrate obtained by removing the porous layer remaining on the first substrate from which the non-porous semiconductor layer is separated can be used again as a raw material for the first substrate. The reuse of the substrate can be obtained by removing the remaining porous layer in the same manner in the case where the porous layer is separated from the substrate with respect to the substrate configured with the porous semiconductor layer. The substrate can be used again as a raw material for the substrate.
本発明の半導体部材の製造方法においては、多孔質半導体層の有する脆弱性を利用して基板を分離できる。更に本発明においては、フィルムを基板に貼りつけ、フィルムを基板から剥がす方向の力をフィルムに加えることにより、基板を多孔質層において分離できる。この場合、フィルムを基板のエッジから徐々に引き剥がすと、引き剥がす力が、フィルムの引き剥がし部先端に中心的にかかるため基板の分離が容易なものとなる。 In the method for producing a semiconductor member of the present invention, the substrate can be separated by utilizing the vulnerability of the porous semiconductor layer. Furthermore, in this invention, a board | substrate can be isolate | separated in a porous layer by sticking a film to a board | substrate and applying the force of the direction which peels a film from a board | substrate to a film. In this case, when the film is gradually peeled off from the edge of the substrate, the peeling force is applied mainly to the tip of the peeling portion of the film, so that the substrate can be easily separated.
従来のウエハ同士を貼り合わせたものを単純に機械的に分離する手法においては、ウエハが割れてしまうことがあったが、本発明の方法では、ウエハ割れはほとんど皆無となる。 In the conventional method of simply mechanically separating the bonded wafers, the wafer may break, but in the method of the present invention, there is almost no wafer cracking.
また本発明によれば、単に多孔質層の脆弱性を利用して分離を行うため、熱処理による気泡の凝集等の複雑な物理現象を考慮に入れ最適化する必要はなく、いたって単純な方法でかつ効果的な方法で基板を分割することが可能になる。 Further, according to the present invention, since the separation is performed simply using the vulnerability of the porous layer, there is no need to optimize in consideration of complicated physical phenomena such as agglomeration of bubbles due to heat treatment. It is possible to divide the substrate in an effective and effective manner.
また、本発明によれば、基板を分離して、フィルム上に前記基板を構成した一部の層を移設(transfer)できるため、種々の用途に適用した応用が可能となる。 In addition, according to the present invention, since the substrate is separated and a part of the layer constituting the substrate can be transferred onto the film, applications applicable to various uses are possible.
本発明の半導体部材の製造方法によれば、基板を再生して繰り返し使用することで材料の有効利用化が図られ、その結果、安価なSOI基板、太陽電池等の半導体部材を提供することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor member of the present invention, the material can be effectively used by regenerating and repeatedly using the substrate. As a result, an inexpensive semiconductor member such as an SOI substrate or a solar cell can be provided. it can.
以下、本発明の好適な実施態様例について述べるが、本発明はこれらの実施態様例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成されるものであれば良い。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments, and any object can be used as long as the object of the present invention can be achieved.
[多孔質半導体層]
多孔質半導体層としては、シリコン(Si)を用いたものが好適に使用される。
[Porous semiconductor layer]
As the porous semiconductor layer, one using silicon (Si) is preferably used.
多孔質SiはUhlir等によって1956年に半導体の電解研磨の研究過程において発見された(A.Uhlir,Bell Syst.Tech.J.,vol.35,333(1956))。多孔質SiはSi基板をHF溶液中で陽極化成(Anodization)することにより形成することができる。ウナガミ等は陽極化成におけるSiの溶解反応を研究し、HF溶液中のSiの陽極反応には正孔が必要であり、その反応は、次のようであると報告している(T.ウナガミ、J.Electrochem.Soc.,vol.127,476(1980))。 Porous Si was discovered by Uhlir et al. In 1956 in the research process of electrolytic polishing of semiconductors (A. Uhlir, Bell Syst. Tech. J., vol. 35, 333 (1956)). Porous Si can be formed by anodizing a Si substrate in an HF solution. Unagami et al. Studied the dissolution reaction of Si in anodization, and reported that holes were necessary for the anodic reaction of Si in HF solution, and the reaction was as follows (T. Unagami, J. Electrochem. Soc., Vol. 127, 476 (1980)).
Si+2HF+(2−n)e+ →SiF2 +2H+ +ne-
SiF2 +2HF→SiF4 +H2
SiF4 +2HF→H2 SiF6
または、
Si+4HF+(4−λ)e+ →SiF4 +4H+ +λe-
SiF4 +2HF→H2 SiF6
ここで、e+ およびe- はそれぞれ正孔と電子を表している。また、nおよびλはそれぞれSi1原子が溶解するために必要な正孔の数であり、n>2またはλ>4となる条件が満たされた場合に多孔質Siが形成されるとしている。
Si + 2HF + (2-n) e + → SiF 2 + 2H + + ne −
SiF 2 + 2HF → SiF 4 + H 2
SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6
Or
Si + 4HF + (4-λ) e + → SiF 4 + 4H + + λe −
SiF 4 + 2HF → H 2 SiF 6
Here, e + and e − represent holes and electrons, respectively. Further, n and λ are the number of holes necessary for dissolving Si1 atoms, respectively, and porous Si is formed when the condition of n> 2 or λ> 4 is satisfied.
以上のことからすると正孔の存在するP型Siは多孔質化され、N型Siは多孔質化されないということになるが、条件を変えることでN型Siも多孔質化できる。 From the above, P-type Si in which holes are present is made porous and N-type Si is not made porous. However, N-type Si can also be made porous by changing the conditions.
本発明においては、単結晶性を有する多孔質Siは、単結晶Si基板を例えばHF溶液中で陽極化成(Anodization)することにより形成することができる。多孔質層は10-1〜10nm程度の直径の孔が10-1〜10nm程度の間隔で並んだスポンジのような構造をしている。その密度は、単結晶Siの密度2.33g/cm3 に比べて、HF溶液濃度を50〜20%に変化させたり、電流密度を変化させることで2.1〜0.6g/cm3 の範囲に変化させることができる。すなわち、Porosityを可変することが可能である。このように多孔質Siの密度は単結晶Siに比べると、半分以下にできるにもかかわらず、単結晶性は維持されており、多孔質層の上部へ単結晶Si層をエピタキシャル成長させることも可能である。 In the present invention, porous Si having single crystallinity can be formed by anodizing a single crystal Si substrate, for example, in an HF solution. The porous layer has a sponge-like structure in which pores having a diameter of about 10 −1 to 10 nm are arranged at intervals of about 10 −1 to 10 nm. The density is 2.1 to 0.6 g / cm 3 by changing the HF solution concentration to 50 to 20% or changing the current density compared to the density of single crystal Si of 2.33 g / cm 3 . Can be changed to range. That is, Porosity can be varied. In this way, the density of porous Si can be reduced to less than half that of single crystal Si, but single crystallinity is maintained, and a single crystal Si layer can be epitaxially grown on top of the porous layer. It is.
また、多孔質層はその内部に大量の空隙が形成されている為に、密度が半分以下に減少する。その結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するため、その化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッチング速度に比べて、著しく増速される。 In addition, since the porous layer has a large amount of voids formed therein, the density is reduced to less than half. As a result, since the surface area increases dramatically compared to the volume, the chemical etching rate is significantly increased as compared with the etching rate of a normal single crystal layer.
多孔質Siの機械的強度はporosityにより異なるが、バルクSiよりも弱いと考えられる。たとえば、porosityが50%であれば機械的強度はバルクの半分と考えて良い。すなわち、貼り合わせウエハに圧縮、引っ張りあるいは剪断力をかけると、まず多孔質Si層が破壊されることになる。また、porosityを増加させればより弱い力で多孔質層を破壊できる。 The mechanical strength of porous Si varies with porosity, but is considered weaker than bulk Si. For example, if the porosity is 50%, the mechanical strength can be considered as half the bulk. That is, when compression, tension, or shear force is applied to the bonded wafer, the porous Si layer is first destroyed. Moreover, if the porosity is increased, the porous layer can be destroyed with a weaker force.
本発明においては、多孔質層を陽極化成時の電流密度を変化させて、多孔度(porosity)の異なる多層構造を有するものとすることができる。また、Si基板の一つの面に高濃度不純物層を形成しておき、この面から陽極化成を行うことで、高濃度不純物層の層厚よりも厚い多孔質層を形成することもできる。 In the present invention, the current density at the time of anodizing the porous layer can be changed to have a multilayer structure with different porosities. Also, a porous layer thicker than the thickness of the high concentration impurity layer can be formed by forming a high concentration impurity layer on one surface of the Si substrate and anodizing from this surface.
バルクSi中にヘリウムや水素をイオン注入し、熱処理を加えると注入された領域に直径数nm〜数十nmの微小な空洞(micro-cavity)が〜1016-17 /cm3 もの密度で形成されることが報告されている(例えば、A.Van Veen,C.C.Griffioen,and J.H.Evans,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.107(1988,Material Res.Soc.Pittsburgh,Pennsylvania)p.449.)。最近はこれら微小空洞群を金属不純物のゲッタリングサイトとして利用することが研究されている。 When helium or hydrogen is ion-implanted into bulk Si and heat treatment is applied, micro-cavity with a diameter of several nanometers to several tens of nanometers is formed at a density of 10 16-17 / cm 3 in the implanted region. (Eg, A. Van Veen, CCGriffioen, and JHEvans, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 107 (1988, Material Res. Soc. Pittsburgh, Pennsylvania) p. 449.). Recently, the use of these microcavities as gettering sites for metal impurities has been studied.
V.RaineriとS.U.Campisanoは、バルクSi中にヘリウムイオンを注入、熱処理して形成された空洞群を形成した後、基板に溝を形成して空洞群の側面を露出し酸化処理を施した。その結果、空洞群は選択的に酸化されて埋め込み酸化Si層を形成した。すなわち、SOI構造を形成できることを報告した(V.Raineri,and S.U.Campisano,Appl.Phys.Lett.66(1995)p.3654)。しかしながら、彼らの方法では表面Si層と埋め込み酸化Si層の厚みは空洞群の形成と酸化時の体積膨張により導入されるストレスの緩和の両方を両立させる点に限定されている上に選択酸化のために溝の形成が必要であり、基板全面にSOI構造を形成することができなかった。本発明の多孔質半導体層は、このような微小な空洞(micro-cavity,micro-bubble)を有する層をも包含するものとする。 V.Raineri and S.U.Campisano formed a cavity group formed by injecting helium ions into bulk Si and heat-treating, and then forming a groove in the substrate to expose the side surface of the cavity group and perform an oxidation treatment. As a result, the cavities were selectively oxidized to form a buried oxide Si layer. That is, it has been reported that an SOI structure can be formed (V. Raineri, and S. U. Campisano, Appl. Phys. Lett. 66 (1995) p. 3654). However, in their method, the thickness of the surface Si layer and the buried Si oxide layer is limited to both the formation of the cavity group and the relaxation of the stress introduced by the volume expansion during the oxidation. Therefore, it is necessary to form a groove, and an SOI structure cannot be formed on the entire surface of the substrate. The porous semiconductor layer of the present invention includes a layer having such a micro-cavity or micro-bubble.
[フィルム]
本発明において用いられるフィルムとしては、ポリイミド系等の樹脂性の粘着フィルム、樹脂性導電性フィルム、金属導電性フィルム、光,電子線,熱等で粘着力が変化するフィルム、あるいは、アルミ箔含有ガラスクロスフィルム等を挙げることができるが、これらに特に限定されるものではない。
[the film]
As the film used in the present invention, a polyimide-based resinous adhesive film, a resinous conductive film, a metal conductive film, a film whose adhesive force changes by light, electron beam, heat, etc., or an aluminum foil containing Although glass cloth film etc. can be mentioned, it is not specifically limited to these.
具体的なものとしては、デュポン社(Dupont)製テフゼルフィルム、スコッチ社製アルミ箔ガラスクロステープ(No.363)、耐熱アルミ箔テープ(No.433)、日東電工(株)製剥離テープ(No.3200A、No.31RH、BT−315)等を挙げることができる。 Specific examples include Tefzel film manufactured by Dupont, aluminum foil glass cloth tape (No. 363) manufactured by Scotch, heat-resistant aluminum foil tape (No. 433), and release tape manufactured by Nitto Denko Corporation ( No. 3200A, No. 31RH, BT-315) and the like.
また、フィルムを基体に貼り付けるに際し、例えば粘着力が不足している場合には、接着剤を用いてフィルムを貼り付けることもできる。接着剤としては、例えばエポキシ系等の樹脂系の接着剤、ワックス、SOG(spin on glass)等を採用することもできるし、導電性ペーストの樹脂成分を加熱して飛ばして、接着剤に代替させることもできる。 Further, when the film is attached to the substrate, for example, when the adhesive force is insufficient, the film can be attached using an adhesive. Adhesives such as epoxy-based adhesives, waxes, SOG (spin on glass), etc. can be used as the adhesive, or the resin component of the conductive paste can be heated and blown away to replace the adhesive. It can also be made.
本発明のフィルムの厚さは、使用するフィルムの材質、特性に応じて適宜選択されるが、好ましくは5μm〜3cm、より好ましくは、10μm〜1cmの範囲で選択するのが良い。 The thickness of the film of the present invention is appropriately selected according to the material and characteristics of the film to be used, but is preferably 5 μm to 3 cm, more preferably 10 μm to 1 cm.
[非多孔質半導体層]
本発明において非多孔質半導体層としては、好適には、単結晶Si、多結晶Si、非晶質Siの他、GaAs、InP、GaAsP、GaAlAs、InAs、AlGaSb、InGaAs、ZnS、CdSe、CdTe、SiGe等の化合物半導体等を用いることができる。そして非多孔質半導体層は、FET(Field Effect Transistor)等の半導体素子を既に作り込んだものであっても良い。
[Non-porous semiconductor layer]
In the present invention, as the non-porous semiconductor layer, preferably, in addition to single crystal Si, polycrystalline Si, and amorphous Si, GaAs, InP, GaAsP, GaAlAs, InAs, AlGaSb, InGaAs, ZnS, CdSe, CdTe, A compound semiconductor such as SiGe can be used. The non-porous semiconductor layer may be one in which a semiconductor element such as an FET (Field Effect Transistor) is already formed.
[第1の基板]
第1の基体は、シリコン基板中に形成された多孔質シリコン層上に、上述の非多孔質半導体層を形成するか、もしくは、非多孔質半導体層が設けられたシリコン基板中に部分的に多孔質シリコン層を形成することにより構成できる。
[First substrate]
The first base is formed by forming the above-mentioned non-porous semiconductor layer on the porous silicon layer formed in the silicon substrate, or partially in the silicon substrate provided with the non-porous semiconductor layer. It can be configured by forming a porous silicon layer.
更に、第1の基体は、マイクロバブル(Micro-bubble)を生じさせるイオン注入層が内部に形成されたシリコン基板上に非多孔質半導体層を形成した基板は、勿論のこと、この非多孔質半導体層上に窒化膜や酸化膜等の絶縁膜を形成したもの、あるいは、シリコン基板上にエピタキシャル半導体層及び絶縁層を形成した後、シリコン基板にイオン注入してイオン注入層を形成した基板、更には、シリコン基板上に形成された非多孔質半導体層中にイオン注入層を形成したもの等を包含する。 Further, the first substrate is a substrate having a non-porous semiconductor layer formed on a silicon substrate in which an ion implantation layer for generating micro-bubbles is formed. A substrate in which an insulating film such as a nitride film or an oxide film is formed on a semiconductor layer, or a substrate in which an epitaxial semiconductor layer and an insulating layer are formed on a silicon substrate and then ion-implanted into the silicon substrate to form an ion-implanted layer; Furthermore, the thing etc. which formed the ion implantation layer in the non-porous semiconductor layer formed on the silicon substrate are included.
本発明において多孔質層上のシリコン層の形成に使用されるエピタキシャル成長法には熱CVD法、LPCVD法、スパッタ法、プラズマCVD法、光CVD法または液相成長法等がある。例えば、熱CVD法、LPCVD法、プラズマCVD法または光CVD法等の気相成長法の場合に使用される原料ガスとしては、SiH2 Cl2 、SiCl4 、SiHCl3 、SiH4 、Si2 H6 、SiH2F2 、Si2 F6 等のシラン類およびハロゲン化シラン類が代表的なものとして挙げられる。 In the present invention, the epitaxial growth method used for forming the silicon layer on the porous layer includes a thermal CVD method, an LPCVD method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, a liquid phase growth method and the like. For example, as a source gas used in a vapor phase growth method such as a thermal CVD method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or a photo CVD method, SiH 2 Cl 2 , SiCl 4 , SiHCl 3 , SiH 4 , Si 2 H 6 , and silanes such as SiH 2 F 2 and Si 2 F 6 and halogenated silanes are representative examples.
またキャリアガスとしてあるいは結晶成長を促進させる還元雰囲気を得る目的で前記の原料ガスに加えて水素(H2 )が添加される。前記原料ガスと水素との量の割合は形成方法および原料ガスの種類さらに形成条件により適宜所望に従って決められるが、好ましくは1:10以上1:1000以下(導入流量比)が適当であり、より好ましくは1:20以上1:800以下とするのが望ましい。 Also, hydrogen (H 2 ) is added as a carrier gas or for the purpose of obtaining a reducing atmosphere that promotes crystal growth in addition to the source gas. The ratio of the amount of the source gas and hydrogen is appropriately determined according to the formation method, the type of the source gas, and the formation conditions, but is preferably 1:10 or more and 1: 1000 or less (introduction flow ratio). Preferably it is 1:20 or more and 1: 800 or less.
液相成長を用いる場合にはH2 あるいはN2 雰囲気中でGa、In、Sb、Bi、Sn等の溶媒中にシリコンを溶解させて溶媒を徐冷あるいは溶媒中に温度差をつけることによりエピタキシャル成長を行う。 When liquid phase growth is used, epitaxial growth is performed by dissolving silicon in a solvent such as Ga, In, Sb, Bi, or Sn in a H 2 or N 2 atmosphere and gradually cooling the solvent or creating a temperature difference in the solvent. I do.
また多孔質層上に化合物半導体層を形成する場合にはMOCVD法、MBE法、液相成長法等が用いられる。これらの結晶成長法に使用される原料としては形成する化合物半導体の種類と各成長法によって適宜決められるが、例えばGaAsを形成する場合には、MOCVD法では、Ga(CH3 )3 、AsH3 、Al(CH3 )3 等が使用され、また液相成長では溶媒をGaとしてこれにAsまたはAsおよびAlを溶かし込んで成長を行う。 When a compound semiconductor layer is formed on the porous layer, MOCVD method, MBE method, liquid phase growth method or the like is used. The raw materials used in these crystal growth methods are appropriately determined depending on the type of compound semiconductor to be formed and each growth method. For example, when forming GaAs, the MOCVD method uses Ga (CH 3 ) 3 , AsH 3. Al (CH 3 ) 3 or the like is used, and in the liquid phase growth, the solvent is Ga, and As or As and Al are dissolved therein to perform the growth.
また本発明で使用されるエピタキシャル成長法における温度および圧力としては、形成方法および使用する原料(ガス)の種類等によって異なるが、温度については例えば通常の熱CVD法でシリコンを成長する場合は概ね800℃以上1250℃以下が適当であり、より好ましくは850℃以上1200℃以下に制御されるのが望ましい。液相成長法の場合には溶媒の種類によるが溶媒にSn、Inを用いてシリコンを成長する場合には600℃以上1050℃以下に制御されるのが望ましい。溶媒にGaを用いてGaAsを成長する場合には650℃以上850℃以下に制御されるのが望ましい。またMOCVD法によりGaAsを成長する場合には650℃以上900℃以下に制御されるのが望ましい。プラズマCVD法等の低温プロセスでは概ね200℃以上600℃以下が適当であり、より好ましくは200℃以上500℃以下に制御されるのが望ましい。 The temperature and pressure in the epitaxial growth method used in the present invention vary depending on the forming method and the type of raw material (gas) used, but the temperature is about 800 when silicon is grown by a normal thermal CVD method, for example. It is desirable that the temperature is not lower than 1 ° C and not higher than 1250 ° C, and more preferably controlled at 850 ° C or higher and 1200 ° C or lower. In the case of the liquid phase growth method, depending on the type of the solvent, when silicon is grown using Sn or In as a solvent, it is desirable that the temperature is controlled at 600 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower. When growing GaAs using Ga as a solvent, it is desirable to control the temperature to 650 ° C. or higher and 850 ° C. or lower. When GaAs is grown by the MOCVD method, it is desirable to control the temperature to 650 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. In a low-temperature process such as a plasma CVD method, the temperature is generally 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
同様に圧力についてはMBE法以外は概ね10-2Torr〜760Torrが適当であり、より好ましくは10-1Torr〜760Torrの範囲が望ましい。MBE法を用いる場合には排圧として10-5Torr以下が適当であり、より好ましくは10-6Torr以下が望ましい。 Similarly, except for the MBE method, the pressure is generally about 10 −2 Torr to 760 Torr, and more preferably 10 −1 Torr to 760 Torr. When the MBE method is used, the exhaust pressure is suitably 10 −5 Torr or less, more preferably 10 −6 Torr or less.
[第2の基板]
非多孔質半導体層が移設(transfer)される第2の基体としては、例えば単結晶シリコン基板のような半導体基板、半導体基板表面に酸化膜(熱酸化膜を含む)や窒化膜等の絶縁膜を設けたもの、石英基板(Silica glass)やガラス基板のような光透過性基板、シート状の樹脂あるいは、金属基板、アルミナ等の絶縁性基板などがあげられる。このような第2の基体は、半導体部材の用途に応じて適宜選択される。
[Second substrate]
Examples of the second substrate to which the non-porous semiconductor layer is transferred include a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate, and an insulating film such as an oxide film (including a thermal oxide film) or a nitride film on the surface of the semiconductor substrate. , A light-transmitting substrate such as a quartz substrate or a glass substrate, a sheet-like resin or metal substrate, an insulating substrate such as alumina, and the like. Such a 2nd base | substrate is suitably selected according to the use of a semiconductor member.
[非多孔質半導体層と第2の基板の貼り合わせ]
本発明においては、上述のフィルム上の非多孔質半導体層を、上述の第2の基板と、貼り合わせ(非多孔質半導体層が内側に位置するように)て、多層構造体を得る。本発明において、非多孔質半導体層が内側に位置する多層構造体とは、第1の基板から分離されたフィルム上の非多孔質半導体層が直接第2の基体に貼り合わされた構造体は勿論のこと、非多孔質半導体層の表面に形成された酸化膜や窒化膜等の絶縁膜、あるいはこれ以外の膜等が第2の基体に貼り合わされた構造体をも包含する。即ち、非多孔質半導体層が、フィルムあるいは支持部材に比べて多層構造体の内側に位置する構造体を非多孔質半導体層が内側に位置する多層構造体という。
[Lamination of non-porous semiconductor layer and second substrate]
In the present invention, the non-porous semiconductor layer on the above-mentioned film is bonded to the above-mentioned second substrate (so that the non-porous semiconductor layer is located inside) to obtain a multilayer structure. In the present invention, the multilayer structure in which the non-porous semiconductor layer is located on the inside is, of course, a structure in which the non-porous semiconductor layer on the film separated from the first substrate is directly bonded to the second substrate. This also includes a structure in which an insulating film such as an oxide film or a nitride film formed on the surface of the non-porous semiconductor layer, or a film other than this is bonded to the second substrate. That is, a structure in which the nonporous semiconductor layer is positioned inside the multilayer structure compared to the film or the support member is referred to as a multilayer structure in which the nonporous semiconductor layer is positioned inside.
具体的な貼り合わせは、非多孔質半導体層と第2の基板の貼り合わせ面を平坦なものとしておくことにより、両者を例えば室温で密着させることにより行うことができる。この他、貼り合わせ強度を増すために、陽極接合、加圧、熱処理等を施すこともできる。 The specific bonding can be performed by keeping the bonding surface of the non-porous semiconductor layer and the second substrate flat, and bringing them into close contact, for example, at room temperature. In addition, in order to increase the bonding strength, anodic bonding, pressurization, heat treatment, and the like can be performed.
[多孔質層の除去]
第1の基体と第2の基体を貼り合わせて得られる多層構造体を多孔質Si層において分離した後、分離された基体に残留する多孔質Si層は、該多孔質Si層の機械的強度が低いことと、表面積が非常に大きいことを利用して、選択的に除去することができる。選択的な除去方法としては、研削や研磨を用いた機械的な方法の他、エッチング液を用いた化学エッチングやイオンエッチング(例えば反応性イオンエッチング)等の方法を採用することができる。
[Removal of porous layer]
After the multilayer structure obtained by bonding the first substrate and the second substrate is separated in the porous Si layer, the porous Si layer remaining on the separated substrate is the mechanical strength of the porous Si layer. Can be selectively removed by taking advantage of its low surface area and its very large surface area. As a selective removal method, a mechanical method using grinding or polishing, a chemical etching method using an etching solution, or an ion etching method (for example, reactive ion etching) can be employed.
多孔質Si層をエッチング液を用いて選択エッチングする場合、エッチング液としては、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液に限らず、弗酸,弗酸にアルコールを添加した混合液,弗酸にアルコールおよび過酸化水素水を添加した混合液、バッファード弗酸,バッファード弗酸にアルコールを添加した混合液,バッファード弗酸に過酸化水素水を添加した混合液,バッファード弗酸にアルコールおよび過酸化水素水を添加した混合液、あるいは弗酸・硝酸・酢酸の混合液のようなものを採用することができる。多孔質層を選択除去した後、非多孔質半導体層が移設されて得られた半導体部材を水素を含む雰囲気下で熱処理することにより、非多孔質半導体層の平坦性を増すことができる。 When the porous Si layer is selectively etched using an etching solution, the etching solution is not limited to a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide solution, but is a mixture of hydrofluoric acid and hydrofluoric acid with alcohol added thereto. Liquid, a mixture of alcohol and hydrogen peroxide in hydrofluoric acid, a mixture of buffered hydrofluoric acid, alcohol in buffered hydrofluoric acid, a mixture of hydrogen peroxide in buffered hydrofluoric acid, buffer A mixed solution obtained by adding alcohol and hydrogen peroxide to dehydrofluoric acid, or a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid can be employed. After selectively removing the porous layer, the flatness of the nonporous semiconductor layer can be increased by heat-treating the semiconductor member obtained by transferring the nonporous semiconductor layer in an atmosphere containing hydrogen.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[実施形態例1]
本実施形態の半導体部材の製造方法は、基板の少なくとも主面側に多孔質層を形成する工程、該多孔質層表面上にフィルムを貼り付ける工程、該多孔質層において基板側とフィルム側に分離する工程、を有する。以下図1を用いて説明する。
[Embodiment 1]
The method for producing a semiconductor member of the present embodiment includes a step of forming a porous layer on at least a main surface side of a substrate, a step of attaching a film on the surface of the porous layer, and a substrate side and a film side in the porous layer. Separating. This will be described below with reference to FIG.
まず、第1のSi単結晶基板101を用意して、主表面層に多孔質Si層102を形成する(図1(a))。多孔質Si表面にフレキシブルな粘着性フィルム103、あるいは接着剤を介してフレキシブルなフィルムを貼り付ける(図1(b))。なお、導電性ペーストを用いて貼り付けることも勿論可能である。この点は後述する実施形態例についても同様である。その後、フレキシブルなフィルムを第1のSi単結晶基板101から剥がして(図1(c))、多孔質Si層を境に基板側とフィルム側に分離する。こうして、多孔質Si薄膜を基板101から分離することができる(図1(d))。このようにして得られたフィルム103上の多孔質Si層102は、発光素子、ガス吸着センサー等に応用可能である。 First, a first Si single crystal substrate 101 is prepared, and a porous Si layer 102 is formed on the main surface layer (FIG. 1A). A flexible adhesive film 103 or a flexible film is attached to the porous Si surface via an adhesive (FIG. 1B). Of course, it is also possible to use a conductive paste. This also applies to the embodiments described later. Thereafter, the flexible film is peeled off from the first Si single crystal substrate 101 (FIG. 1C) and separated into the substrate side and the film side with the porous Si layer as a boundary. Thus, the porous Si thin film can be separated from the substrate 101 (FIG. 1D). The porous Si layer 102 on the film 103 thus obtained can be applied to a light emitting element, a gas adsorption sensor, and the like.
Si単結晶基板101は残留多孔質Siを除去して、Si単結晶基板として再使用できる。表面平坦性が許容できないほど荒れている場合には表面平坦化を行った後、Si単結晶基板として再使用できる。 The Si single crystal substrate 101 can be reused as a Si single crystal substrate by removing residual porous Si. If the surface flatness is unacceptably rough, it can be reused as a Si single crystal substrate after surface flattening.
[実施形態例2]
ここでは第1の基体の少なくとも主面側に多孔質層を形成する工程、該多孔質層上に非多孔質層を形成する工程、該非多孔質層表面上にフィルムを貼り付ける工程、該多孔質層において、非多孔質層を第1の基板よりフィルム側に分離する工程、を有する。以下図2を用いて説明する。
[Embodiment 2]
Here, a step of forming a porous layer on at least the main surface side of the first substrate, a step of forming a non-porous layer on the porous layer, a step of attaching a film on the surface of the non-porous layer, the porous The porous layer has a step of separating the non-porous layer from the first substrate to the film side. This will be described below with reference to FIG.
まず、第1のSi単結晶基板201を用意して、主表面層に多孔質Si層202を形成する(図2(a))。多孔質Si表面に非多孔質層203を形成する(図2(b))。非多孔質層表面にフレキシブルな粘着性フィルム204、あるいは接着剤を介してフレキシブルなフィルムを貼り付ける(図2(c))。その後、フレキシブルなフィルムを第1のSi単結晶基板201から剥がす方向に力を加えると(図2(d))、多孔質Si層を境に第1の基板側より非多孔質層及び多孔質Si層をフィルム側に分離することができる。こうして、多孔質Si/非多孔質層は基板201から分離される(図2(e))。分離された多孔質Si/非多孔質層は、発光素子、センサー等に応用可能である。 First, a first Si single crystal substrate 201 is prepared, and a porous Si layer 202 is formed on the main surface layer (FIG. 2A). A non-porous layer 203 is formed on the porous Si surface (FIG. 2B). A flexible adhesive film 204 or a flexible film is attached to the surface of the non-porous layer via an adhesive (FIG. 2 (c)). Thereafter, when a force is applied in the direction in which the flexible film is peeled off from the first Si single crystal substrate 201 (FIG. 2D), the non-porous layer and the porous layer are formed from the first substrate side with the porous Si layer as a boundary. The Si layer can be separated on the film side. Thus, the porous Si / non-porous layer is separated from the substrate 201 (FIG. 2 (e)). The separated porous Si / non-porous layer can be applied to a light emitting device, a sensor and the like.
第1のSi単結晶基板201は残留多孔質Siを除去して、第1のSi単結晶基板として再使用できる。表面平坦性が許容できないほど荒れている場合には表面平坦化を行った後、第1のSi単結晶基板として再使用できる。 The first Si single crystal substrate 201 can be reused as the first Si single crystal substrate by removing residual porous Si. If the surface flatness is unacceptably rough, it can be reused as the first Si single crystal substrate after surface flattening.
[実施形態例3]
ここでは、第1の基体の少なくとも主面側に表面は非多孔質を保持した状態で内部に多孔質層を形成する工程、該非多孔質な第1基体の表面上にフィルムを貼り付ける工程、該多孔質層を境に第1の基板側とフィルム側に分離する工程、を有する。以下図3を用いて説明する。
[Embodiment 3]
Here, a step of forming a porous layer in the state in which the surface is kept non-porous on at least the main surface side of the first substrate, a step of attaching a film on the surface of the non-porous first substrate, Separating the first substrate side and the film side with the porous layer as a boundary. This will be described below with reference to FIG.
まず、第1のSi単結晶基板301を用意して、主表面層側からイオン注入により内部に多孔質状のイオン注入層302を形成する(図3(a))。第1の基板は、前もって表面に非多孔質層を形成したものを用いてもよい。すなわち、基板上に前もって非多孔質材料を堆積すること等も可能である。また、非多孔質層はイオン注入後さらに形成してもよい。イオン注入に先立ち、主表面層にSiO2等の保護膜を形成しておいた方が表面荒れを予防するという点から好ましい。第1のSi基板の主表面にフレキシブルな粘着性フィルム304、あるいは接着剤を介してフレキシブルなフィルムを貼り付ける(図3(b))。その後、フレキシブルなフィルムを第1のSi単結晶基板301から剥がすと(図3(c))、多孔質状のイオン注入層を境に第1の基板側とフィルム側とに分離できる。こうして、表面の非多孔質層303を基板301から分離することができる(図3(d))。 First, a first Si single crystal substrate 301 is prepared, and a porous ion implantation layer 302 is formed therein by ion implantation from the main surface layer side (FIG. 3A). As the first substrate, a substrate on which a non-porous layer is formed in advance may be used. That is, it is possible to deposit a non-porous material on the substrate in advance. The non-porous layer may be further formed after ion implantation. Prior to ion implantation, it is preferable to form a protective film such as SiO 2 on the main surface layer from the viewpoint of preventing surface roughness. A flexible adhesive film 304 or a flexible film is attached to the main surface of the first Si substrate via an adhesive (FIG. 3B). Thereafter, when the flexible film is peeled off from the first Si single crystal substrate 301 (FIG. 3C), it can be separated into the first substrate side and the film side with the porous ion implantation layer as a boundary. Thus, the surface non-porous layer 303 can be separated from the substrate 301 (FIG. 3D).
第1のSi単結晶基板301は残留多孔質Siを除去して、第1のSi単結晶基板として再使用できる。表面平坦性が許容できないほど荒れている場合には表面平坦化を行った後、第1のSi単結晶基板として再使用できる。 The first Si single crystal substrate 301 can be reused as the first Si single crystal substrate by removing residual porous Si. If the surface flatness is unacceptably rough, it can be reused as the first Si single crystal substrate after surface flattening.
[実施形態例4]
ここでは、多孔質半導体層と、非多孔質半導体層と、を有して構成される第1の基板上にフィルムを貼り付ける工程、前記フィルムを前記第1の基板から剥がす方向の力を前記フィルムに加えることにより前記非多孔質半導体層を前記多孔質層において前記第1の基板より分離する工程、及び分離された前記非多孔質半導体層を第2の基板に貼り合わせる工程、を有する形態について図4、図5を参照しながら説明する。
[Embodiment 4]
Here, the step of attaching a film on a first substrate comprising a porous semiconductor layer and a non-porous semiconductor layer, the force in the direction of peeling the film from the first substrate, A mode having a step of separating the non-porous semiconductor layer from the first substrate in the porous layer by adding to the film, and a step of bonding the separated non-porous semiconductor layer to the second substrate Will be described with reference to FIGS.
まず、多孔質半導体層2002と非多孔質半導体層2003を有する第1の基板(図4(C))を用意する。第1の基板は、例えば単結晶シリコン基板2000(図4(A))を多孔質化して多孔質層2002を形成(図4(B))した後、該多孔質層2002上に非多孔質半導体層2003(例えばエピタキシャルSi)を形成(図4(C))して構成することもできるし、上述の第1の基板についての項で説明したようにマイクロバブルを生じさせるイオン注入技術を使用して構成することもできる。 First, a first substrate (FIG. 4C) including a porous semiconductor layer 2002 and a non-porous semiconductor layer 2003 is prepared. As the first substrate, for example, a single crystal silicon substrate 2000 (FIG. 4A) is made porous to form a porous layer 2002 (FIG. 4B), and then a non-porous structure is formed on the porous layer 2002. A semiconductor layer 2003 (for example, epitaxial Si) can be formed (FIG. 4C), or an ion implantation technique for generating microbubbles can be used as described in the section on the first substrate. It can also be configured.
次いで第1の基板の非多孔質半導体層2003が形成された側にフィルム2005を貼り付ける(図4(D))。ここでフィルム2005を貼り付ける面は、非多孔質半導体層2003であっても良いし、非多孔質半導体層2003表面に形成されたSiO2 層(例えば熱酸化膜)やSiN層等の絶縁層表面であっても良い。これら非多孔質半導体層2003上に形成する層は、得ようとする半導体部材に要求される特性に応じて適宜選択して形成することができる。 Next, a film 2005 is attached to the side of the first substrate on which the non-porous semiconductor layer 2003 is formed (FIG. 4D). Here, the surface to which the film 2005 is attached may be a non-porous semiconductor layer 2003, or an insulating layer such as a SiO 2 layer (for example, a thermal oxide film) or a SiN layer formed on the surface of the non-porous semiconductor layer 2003. It may be the surface. The layers formed on the non-porous semiconductor layer 2003 can be appropriately selected and formed according to the characteristics required for the semiconductor member to be obtained.
次に、フィルム2005を引き剥がす方向の力をフィルム2005に加えることにより第1の基板を分離する(図4(E))。分離された単結晶シリコン基板2000を含む基板は、多孔質半導体層(Si)2002を除去(図4(Z1))して、単結晶シリコン基板2000として再生(図4(Z2))し、次の半導体部材製造の原材料とすることができる(図4(Z2)→(A))。 Next, the first substrate is separated by applying a force in a direction in which the film 2005 is peeled off to the film 2005 (FIG. 4E). The substrate including the separated single crystal silicon substrate 2000 is removed as the single crystal silicon substrate 2000 by removing the porous semiconductor layer (Si) 2002 (FIG. 4 (Z1)), and the next It can be used as a raw material for manufacturing the semiconductor member (FIG. 4 (Z2) → (A)).
分離されたもう一方の非多孔質半導体層2003を含むフィルム2005側の基板の処理の仕方は、図5に示すように、大きく分けると3通りに大別される。W1 〜W4 に示した態様は、フィルム2005の反対側に残留する多孔質半導体層2002を除去して、非多孔質半導体層2003を第2の基板2200に貼り合わせ、次いでフィルム2005を除去するものである。X1 〜X6 及びY1 〜Y5 に示した態様は、フィルム2005の反対側表面にある部材(例えば非多孔質半導体層2003、非多孔質半導体層2002等)の表面を支持部材(フィルム、シート、あるいは基板等)2100と貼り合わせた後、フィルム2005を除去、フィルム2005を除去することによって表出する非多孔質半導体層2003を第2の基板2200に貼り合わせた後、支持部材2100を除去するものである。X1 〜X6に示した態様とY1 〜Y5 に示した態様の違いは、多孔質半導体層2002を支持部材2100との貼り合わせの前に除去する(図5(X2 ))か、あるいは、貼り合わせ後に除去する(図5(Y5 ))かである。ここに示した態様例を用いると、SOI基板や、センサー、太陽電池、液晶画像表示装置等の半導体部材を製造することができる。 As shown in FIG. 5, the method of processing the substrate on the side of the film 2005 including the other separated non-porous semiconductor layer 2003 is roughly divided into three types. In the embodiment shown in W1 to W4, the porous semiconductor layer 2002 remaining on the opposite side of the film 2005 is removed, the non-porous semiconductor layer 2003 is bonded to the second substrate 2200, and then the film 2005 is removed. It is. In the embodiments shown in X1 to X6 and Y1 to Y5, the surface of a member (for example, a nonporous semiconductor layer 2003, a nonporous semiconductor layer 2002, etc.) on the opposite surface of the film 2005 is used as a support member (film, sheet, or Substrate etc.) After bonding to 2100, the film 2005 is removed, and the non-porous semiconductor layer 2003 exposed by removing the film 2005 is bonded to the second substrate 2200, and then the support member 2100 is removed. It is. The difference between the mode shown in X1 to X6 and the mode shown in Y1 to Y5 is that the porous semiconductor layer 2002 is removed before bonding to the support member 2100 (FIG. 5 (X2)) or bonded. It will be removed later (FIG. 5 (Y5)). If the example shown here is used, semiconductor members, such as an SOI substrate, a sensor, a solar cell, and a liquid crystal image display device, can be manufactured.
[実施形態例5]
ここでは第1の基板の少なくとも主面側に多孔質層を形成する工程、該多孔質層上に非多孔質層を形成する工程、該非多孔質層表面上にフィルムを貼り付ける工程、該多孔質層を境に第1の基板側とフィルム側に分離する工程、フィルム側の多層構造体を別の支持部材(あるいはフィルム等)上に移し替える工程、該移し替えた多層構造体の非多孔質層の表面側を第2の基体に貼り合わせる工程、該多層構造体の多孔質層を除去する工程、を有する形態について説明する。
[Embodiment 5]
Here, a step of forming a porous layer on at least the main surface side of the first substrate, a step of forming a non-porous layer on the porous layer, a step of attaching a film on the surface of the non-porous layer, the porous A step of separating the first substrate side and the film side from the porous layer, a step of transferring the multilayer structure on the film side onto another support member (or film, etc.), and the non-porous property of the transferred multilayer structure A mode having a step of bonding the surface side of the porous layer to the second substrate and a step of removing the porous layer of the multilayer structure will be described.
ここで、フィルム側の多層構造体を別の支持部材(あるいはフィルム等)上に移し替える工程、及び該移し替えた多層構造体の非多孔質層の表面側を第2の基体に貼り合わせる工程は、フィルムの粘着力(または接着力)よりも高い粘着力(または接着力)をもつ支持部材に貼り合わせてフィルムを剥し、その後フィルムが剥がれた多層構造体の非多孔質層の表面側を第2の基板に貼り合わせることで行うことができる。その後、別の支持部材(あるいは別のフィルム等)を引き剥がす(別のフィルムをエッチングで除去してもよい)。 Here, a step of transferring the multilayer structure on the film side onto another support member (or film or the like), and a step of bonding the surface side of the non-porous layer of the transferred multilayer structure to the second substrate Is attached to a support member having an adhesive strength (or adhesive strength) higher than the adhesive strength (or adhesive strength) of the film, peeled off the film, and then the surface side of the non-porous layer of the multilayer structure where the film is peeled off This can be done by attaching to the second substrate. Thereafter, another support member (or another film or the like) is peeled off (the other film may be removed by etching).
また、紫外線を照射することにより粘着力が弱まるフィルムを用いて、第1の基板から単層、または多層構造体を剥すときには、初期の高い粘着力を利用し、それを別の台、あるいは別のフィルムに移すときには紫外線を照射し、粘着力を弱めて構造体から剥がしてもよい。 In addition, when a single layer or multilayer structure is peeled from the first substrate using a film whose adhesive strength is weakened by irradiating with ultraviolet rays, the initial high adhesive strength is used, and this is applied to another stage or When transferred to the film, the film may be peeled off from the structure by irradiating with ultraviolet rays to weaken the adhesive force.
なお、別の支持部材等を用いなくても、液体中でフィルムをエッチングにより溶かす、あるいは、上記紫外線で弱粘着になるフィルムを用い、紫外線照射により粘着力を落として液体中で剥がす。その後、メッシュ、網等で残った多層構造体をすくい、第2の基板上に置くことで、多層構造体の非多孔質層の表面側を第2の基体に貼り合わせることができる。 In addition, even if it does not use another support member etc., a film is melt | dissolved in a liquid by an etching, or the film which becomes weakly adhesive by the said ultraviolet-ray is used, and adhesive force is dropped by ultraviolet irradiation and it peels in a liquid. Thereafter, the remaining multilayer structure with a mesh, net, etc. is scooped and placed on the second substrate, whereby the surface side of the non-porous layer of the multilayer structure can be bonded to the second substrate.
以上述べた工程は他の実施形態例についても同様に採用できるものである。 The steps described above can be similarly applied to other embodiments.
以下図6を用いて説明する。 This will be described below with reference to FIG.
第1のSi単結晶基板401を用意して、主表面層に多孔質Si層402を形成する(図6(a))。多孔質Si表面に少なくとも1層の非多孔質層403を形成する(図6(b))。非多孔質403は、単結晶Si、多結晶Si、非晶質Si、あるいは、金属膜、化合物半導体薄膜、超伝導薄膜などの中から任意に選ばれる。あるいは、MOSFET等の素子構造を形成してしまっても構わない。さらに、最表面層にSiO2 404を形成しておいた方が、貼り合わせ界面を活性層から離すことが出来るという意味でもよい。非多孔質層表面にフレキシブルな粘着性フィルム405、あるいは接着剤を介してフレキシブルなフィルムを貼り付ける(図6(c))。その後、フレキシブルなフィルム405を第1のSi単結晶基板401から剥がすと(図6(d))、多孔質Si層を境に第1の基板側とフィルム側とに分離できる。こうして、多孔質Si層402/非多孔質層403/SiO2 404を基板401から分離することができる(図6(e))。 A first Si single crystal substrate 401 is prepared, and a porous Si layer 402 is formed on the main surface layer (FIG. 6A). At least one non-porous layer 403 is formed on the porous Si surface (FIG. 6B). The non-porous 403 is arbitrarily selected from single crystal Si, polycrystal Si, amorphous Si, or a metal film, a compound semiconductor thin film, a superconducting thin film, and the like. Alternatively, an element structure such as a MOSFET may be formed. Furthermore, it may also mean that the bonding interface can be separated from the active layer if SiO 2 404 is formed on the outermost surface layer. A flexible adhesive film 405 or a flexible film is attached to the surface of the non-porous layer via an adhesive (FIG. 6C). Thereafter, when the flexible film 405 is peeled off from the first Si single crystal substrate 401 (FIG. 6D), it can be separated into the first substrate side and the film side with the porous Si layer as a boundary. Thus, the porous Si layer 402 / non-porous layer 403 / SiO 2 404 can be separated from the substrate 401 (FIG. 6E).
多孔質Si402/非多孔質層403/SiO2 404をフィルム405から剥離して後、図6(f)に示すように、第2の基板406とSiO2 404の表面とを室温で密着させる。その後、陽極接合、加圧、あるいは必要に応じて熱処理、あるいはこれらの組み合わせにより貼り合わせを強固にしてもよい。 After peeling the porous Si 402 / non-porous layer 403 / SiO 2 404 from the film 405, the second substrate 406 and the surface of the SiO 2 404 are brought into close contact with each other as shown in FIG. Thereafter, the bonding may be strengthened by anodic bonding, pressurization, or heat treatment as necessary, or a combination thereof.
単結晶Siを堆積した場合には、単結晶Siの表面には熱酸化等の方法で酸化Siを形成したのち貼り合わせることが好ましい。また、第2の基板は、Si基板、Si基板上に酸化Si膜を形成したもの、石英等の光透過性基板、サファイア基板などから選択することができるが、これに限定されるものではなく、貼り合わせに供される面が十分に平坦で有れば構わない。図6(f)は絶縁層404を介して貼り合わせた様子を示してあるが、非多孔質薄膜403がSiでない場合、あるいは第2の基板がSiでない場合には絶縁層404はなくてもよい。貼り合わせに際しては絶縁性の薄板をはさみ3枚重ねで貼り合わせることも可能である。 In the case where single crystal Si is deposited, it is preferable that the surface of the single crystal Si be bonded together after forming the oxidized Si by a method such as thermal oxidation. The second substrate can be selected from a Si substrate, a Si substrate formed with an Si oxide film, a light-transmitting substrate such as quartz, and a sapphire substrate, but is not limited thereto. As long as the surface used for bonding is sufficiently flat. FIG. 6 (f) shows a state of bonding through the insulating layer 404, but if the non-porous thin film 403 is not Si, or if the second substrate is not Si, the insulating layer 404 is not required. Good. In bonding, it is also possible to sandwich three insulating thin plates and stack them together.
さらに、多孔質Si層402を選択的に除去する。非多孔質薄膜が単結晶Siの場合には通常のSiのエッチング液、あるいは多孔質Siの選択エッチング液である弗酸、あるいは弗酸にアルコールおよび過酸化水素水の少なくともどちらか一方を添加した混合液、あるいは、バッファード弗酸あるいはバッファード弗酸にアルコールおよび過酸化水素水の少なくともどちらか一方を添加した混合液の少なくとも1種類を用いて、多孔質Si層402のみを無電解湿式化学エッチングして第2の基板上に予め第1の基板の多孔質上に形成した膜を残存させる。上述したように、多孔質Siの膨大な表面積により通常のSiのエッチング液でも選択的に多孔質Siのみをエッチングすることが可能である。あるいは、非多孔質薄膜層403を研磨ストッパーとして多孔質Si層402を選択研磨で除去する。 Further, the porous Si layer 402 is selectively removed. When the non-porous thin film is single crystal Si, hydrofluoric acid that is a normal Si etching solution or porous Si selective etching solution, or at least one of alcohol and hydrogen peroxide water is added to hydrofluoric acid. Using at least one of a mixed solution or a mixed solution obtained by adding at least one of alcohol and hydrogen peroxide to buffered hydrofluoric acid or buffered hydrofluoric acid, only the porous Si layer 402 is subjected to electroless wet chemistry. The film previously formed on the porous substrate of the first substrate is left on the second substrate by etching. As described above, it is possible to selectively etch only porous Si even with a normal Si etchant due to the enormous surface area of porous Si. Alternatively, the porous Si layer 402 is removed by selective polishing using the non-porous thin film layer 403 as a polishing stopper.
化合物半導体層を多孔質上に形成している場合には化合物半導体に対してSiのエッチング速度の速いエッチング液を用いて、多孔質Si層402のみを化学エッチングして第2の基板406上に薄膜化した単結晶化合物半導体層403を残存させ形成する。あるいは、単結晶化合物半導体層403を研磨ストッパーとして多孔質Si層402を選択研磨で除去する。 In the case where the compound semiconductor layer is formed on the porous layer, only the porous Si layer 402 is chemically etched on the second substrate 406 using an etching solution having a high Si etching rate with respect to the compound semiconductor. The thinned single crystal compound semiconductor layer 403 is formed to remain. Alternatively, the porous Si layer 402 is removed by selective polishing using the single crystal compound semiconductor layer 403 as a polishing stopper.
図6(g)には、本発明で得られる半導体基板が示される。第2の基板406上に非多孔質薄膜、例えば単結晶Si薄膜403が平坦に、しかも均一に薄層化されて、ウエハ全域に、大面積に形成される。第2の基板406として絶縁性基板を用いれば、こうして得られた半導体基板は、絶縁分離された電子素子作製という点から見ても好適に使用することができる。 FIG. 6G shows a semiconductor substrate obtained by the present invention. A non-porous thin film, for example, a single crystal Si thin film 403, is flattened and uniformly thinned on the second substrate 406 to form a large area over the entire wafer. If an insulating substrate is used as the second substrate 406, the semiconductor substrate obtained in this manner can be preferably used from the viewpoint of manufacturing an electronic element that is insulated and separated.
第1のSi単結晶基板401は残留多孔質Siを除去して、第1のSi単結晶基板あるいは第2の基板等として再使用できる。表面平坦性が許容できないほど荒れている場合には表面平坦化を行った後、第1のSi単結晶基板あるいは第2の基板等として再使用できる。尚、ここで説明した各工程は、本発明の他の実施形態例においても採用可能である。 The first Si single crystal substrate 401 can be reused as a first Si single crystal substrate, a second substrate, or the like after removing residual porous Si. If the surface flatness is unacceptably rough, it can be reused as the first Si single crystal substrate or the second substrate after the surface flattening. In addition, each process demonstrated here is employable also in the other embodiment of this invention.
[実施形態例6]
ここでは、第1の基板の少なくとも主面側に表面は非多孔質層を保持した状態で内部に多孔質層を形成する工程、該非多孔質層表面上にフィルムを貼り付ける工程、該多孔質層を介して第1の基板側とフィルム側に分離する工程、フィルム側の多層構造体を別の支持部材上に移し替える工程、該移し替えた多層構造体の単結晶半導体の表面側を第2の基板に貼り合わせる工程、該多層構造体の多孔質層を除去する工程、を有する形態について図7を用いて説明する。
[Embodiment 6]
Here, a step of forming a porous layer inside with the surface holding at least a main surface side of the first substrate, a step of attaching a film on the surface of the non-porous layer, the porous Separating the first substrate side and the film side through the layers, transferring the multilayer structure on the film side onto another support member, and changing the surface side of the single crystal semiconductor of the transferred multilayer structure to the first side A mode including the step of bonding to the substrate 2 and the step of removing the porous layer of the multilayer structure will be described with reference to FIG.
まず、第1のSi単結晶基板501を用意して、主表面層側から希ガス、水素、および、窒素のうち少なくとも1種の元素をイオン注入し、内部に多孔質状のイオン注入層502を形成する(図7(a))。表面は非多孔質503を保持した状態である。それに先立ち、主表面層にSiO2 504等の保護膜を形成しておいた方が表面荒れを予防するという点から好ましい。さらに、最表面層にSiO2 504を形成しておいた方が、貼り合わせ界面を活性層から離すことが出来るという意味でもよい。 First, a first Si single crystal substrate 501 is prepared, and at least one element of rare gas, hydrogen, and nitrogen is ion-implanted from the main surface layer side, and a porous ion-implanted layer 502 is formed inside. Is formed (FIG. 7A). The surface is in a state of holding the non-porous 503. Prior to that, it is preferable to form a protective film such as SiO 2 504 on the main surface layer from the viewpoint of preventing surface roughness. Furthermore, it may mean that the bonding interface can be separated from the active layer if SiO 2 504 is formed on the outermost surface layer.
非多孔質層表面にフレキシブルな粘着性フィルム505、あるいは接着剤を介してフレキシブルなフィルムを貼り付ける(図7(b))。その後、フレキシブルなフィルム505を第1のSi単結晶基板501から剥がすと(図7(c))、多孔質状のイオン注入層502を介して第1の基板側とフィルム側とに分離できる。こうして、多孔質状のイオン注入層502/非多孔質層503/SiO2504を基板501から分離することができる(図7(d))。 A flexible adhesive film 505 or a flexible film is attached to the surface of the non-porous layer via an adhesive (FIG. 7B). Thereafter, when the flexible film 505 is peeled off from the first Si single crystal substrate 501 (FIG. 7C), it can be separated into the first substrate side and the film side through the porous ion implantation layer 502. Thus, the porous ion implantation layer 502 / non-porous layer 503 / SiO 2 504 can be separated from the substrate 501 (FIG. 7D).
多孔質状のイオン注入層502/非多孔質層503/SiO2 504をフィルム505から剥離した後、図7(e)に示すように、第2の基板506とSiO2 504の表面とを貼り合わせる。 After peeling the porous ion implantation layer 502 / non-porous layer 503 / SiO 2 504 from the film 505, the second substrate 506 and the surface of the SiO 2 504 are pasted as shown in FIG. Match.
さらに、多孔質状のイオン注入層502を前述したのと同様に選択的に除去する。 Further, the porous ion implantation layer 502 is selectively removed in the same manner as described above.
図7(f)には、本例で得られる半導体基板が示される。 FIG. 7F shows the semiconductor substrate obtained in this example.
第1のSi単結晶基板501は残留多孔質状のイオン注入層を除去して、第1のSi単結晶基板あるいは第2の基板等として再使用できる。 The first Si single crystal substrate 501 can be reused as a first Si single crystal substrate, a second substrate, or the like by removing the residual porous ion implantation layer.
[実施形態例7]
ここでは、第1の基板の少なくとも主面側に、表面は非多孔質を保持した状態で内部に多孔質層を形成する工程、該非多孔質状の基体表面上に非多孔質層を形成する工程、該非多孔質層表面上にフィルムを貼り付ける工程、該多孔質層を境に第1の基板側とフィルム側に分離する工程、フィルム側の多層構造体を別の支持部材上に移し替える工程、該移し替えた多層構造体の絶縁層の表面側を第2の基体に貼り合わせる工程、該多層構造体の多孔質層を除去する工程、を有する形態について図8を用いて説明する。
[Embodiment 7]
Here, on the at least main surface side of the first substrate, a step of forming a porous layer therein while maintaining a non-porous surface, and a non-porous layer is formed on the surface of the non-porous substrate A step of attaching a film on the surface of the non-porous layer, a step of separating the first substrate side and the film side with the porous layer as a boundary, and transferring the multilayer structure on the film side onto another support member A mode having a step, a step of bonding the surface side of the insulating layer of the transferred multilayer structure to a second substrate, and a step of removing the porous layer of the multilayer structure will be described with reference to FIG.
まず、第1のSi単結晶基板601を用意して、主表面層側から希ガス、水素、および、窒素のうち少なくとも1種の元素をイオン注入し、内部に多孔質状のイオン注入層602を形成する(図8(a))。表面は非多孔質603を保持した状態である。それに先立ち、主表面層にSiO2 等の保護膜を形成しておいた方が表面荒れを予防するという点から好ましい。 First, a first Si single crystal substrate 601 is prepared, and at least one element of rare gas, hydrogen, and nitrogen is ion-implanted from the main surface layer side, and a porous ion-implanted layer 602 is provided therein. Is formed (FIG. 8A). The surface is in a state of holding the non-porous 603. Prior to that, a protective film such as SiO 2 is preferably formed on the main surface layer from the viewpoint of preventing surface roughness.
さらに、第1のSi単結晶基板601の表面の非多孔質層上に少なくとも1層の非多孔質層604を形成する(図8(b))。非多孔質層表面にフレキシブルな粘着性フィルム606、あるいは接着剤を介してフレキシブルなフィルムを貼り付ける(図8(c))。その後、フレキシブルなフィルム606を第1のSi単結晶基板601から剥がすと(図8(d))、多孔質状のイオン注入層602を境に第1の基板側とフィルム側に分離できる。こうして、多孔質状のイオン注入層602/非多孔質層603/非多孔質薄膜604/SiO2 605を基板601から分離することができる(図8(e))。 Further, at least one non-porous layer 604 is formed on the non-porous layer on the surface of the first Si single crystal substrate 601 (FIG. 8B). A flexible adhesive film 606 or a flexible film is attached to the surface of the non-porous layer via an adhesive (FIG. 8C). Thereafter, when the flexible film 606 is peeled off from the first Si single crystal substrate 601 (FIG. 8D), it can be separated into the first substrate side and the film side with the porous ion implantation layer 602 as a boundary. In this way, the porous ion implantation layer 602 / non-porous layer 603 / non-porous thin film 604 / SiO 2 605 can be separated from the substrate 601 (FIG. 8E).
多孔質状のイオン注入層602/非多孔質層603/非多孔質薄膜604/SiO2 605をフィルム606から剥離して後、図8(f)に示すように、第2の基板607とSiO2 605の表面とを貼り合わせる。 After peeling the porous ion implantation layer 602 / non-porous layer 603 / non-porous thin film 604 / SiO 2 605 from the film 606, as shown in FIG. 8 (f), the second substrate 607 and the SiO 2 2 Bond the surface of 605 together.
次いで、多孔質状のイオン注入層602を選択的に除去する。 Next, the porous ion implantation layer 602 is selectively removed.
図8(g)には、本例で得られる半導体基板が示される。第2の基板607上に非多孔質薄膜、例えば単結晶Si薄膜603/604が平坦に、しかも均一に薄層化されて、ウエハ全域に、大面積に形成される。第2の基板607として絶縁性基板を用いれば、こうして得られた半導体基板は、絶縁分離された電子素子作製という点から見ても好適に使用することができる。 FIG. 8G shows the semiconductor substrate obtained in this example. A non-porous thin film, for example, a single crystal Si thin film 603/604, is flattened and uniformly thinned on the second substrate 607, and is formed in a large area over the entire wafer. If an insulating substrate is used as the second substrate 607, the semiconductor substrate obtained in this manner can be preferably used from the viewpoint of manufacturing an electronic element that is insulated and separated.
第1のSi単結晶基板601は残留多孔質状のイオン注入層を除去して、第1のSi単結晶基板あるいは第2の基板等として再使用できる。 The first Si single crystal substrate 601 can be reused as the first Si single crystal substrate, the second substrate, or the like by removing the residual porous ion implantation layer.
[実施形態例8]
ここでは、第1の基板の少なくとも主面上に非多孔質層を形成する工程、表面は非多孔質を保持した状態で内部に多孔質層を形成する工程、該非多孔質層表面上にフィルムを貼り付ける工程、該多孔質層を介して第1の基板側とフィルム側に分離する工程、フィルム側の多層構造体を別の支持台上に移し替える工程、該移し替えた多層構造体の絶縁層の表面側を第2の基体に貼り合わせる工程、該多層構造体の多孔質層を除去する工程、を有する形態について図9を用いて説明する。
[Embodiment 8]
Here, a step of forming a non-porous layer on at least the main surface of the first substrate, a step of forming a porous layer inside the surface while maintaining the non-porous state, and a film on the surface of the non-porous layer A step of separating the first substrate side and the film side through the porous layer, a step of transferring the multilayer structure on the film side onto another support base, and A mode including the step of bonding the surface side of the insulating layer to the second substrate and the step of removing the porous layer of the multilayer structure will be described with reference to FIG.
まず、第1のSi単結晶基板701を用意して、主表面上に少なくとも1層の非多孔質層702を形成する(図9(a))。最表面層にSiO2 703を形成しておいた方が、貼り合わせ界面を活性層から離すことが出来るという意味でもよい。第1基板の主表面から希ガス、水素、および、窒素のうちの少なくとも1種の元素をイオン注入し、内部に多孔質状のイオン注入層704を形成する(図9(b))。表面は非多孔質702を保持した状態である。それに先立ち、主表面層にSiO2等の保護膜を形成しておいた方が表面荒れを予防するという点から好ましい。 First, a first Si single crystal substrate 701 is prepared, and at least one non-porous layer 702 is formed on the main surface (FIG. 9A). If SiO 2 703 is formed on the outermost surface layer, it may mean that the bonding interface can be separated from the active layer. At least one element of rare gas, hydrogen, and nitrogen is ion-implanted from the main surface of the first substrate to form a porous ion-implanted layer 704 inside (FIG. 9B). The surface is in a state of holding non-porous 702. Prior to that, a protective film such as SiO 2 is preferably formed on the main surface layer from the viewpoint of preventing surface roughness.
多孔質状のイオン注入層704は、第1のSi単結晶基板701と非多孔質層702との界面付近あるいは非多孔質層702内部になることが好ましい。 The porous ion implantation layer 704 is preferably near the interface between the first Si single crystal substrate 701 and the nonporous layer 702 or inside the nonporous layer 702.
非多孔質層表面にフレキシブルな粘着性フィルム705、あるいは接着剤を介してフレキシブルなフィルムを貼り付ける(図9(c))。その後、フレキシブルなフィルム705を第1のSi単結晶基板701から剥がすと(図9(d))、多孔質状のイオン注入層704を境に第1の基板側とフィルム側に分離できる。こうして、多孔質状のイオン注入層704/非多孔質層702/SiO2703を基板701から分離することができる(図9(e))。 A flexible adhesive film 705 or a flexible film is attached to the surface of the non-porous layer via an adhesive (FIG. 9C). Thereafter, when the flexible film 705 is peeled off from the first Si single crystal substrate 701 (FIG. 9D), it can be separated into the first substrate side and the film side with the porous ion implantation layer 704 as a boundary. In this way, the porous ion implantation layer 704 / non-porous layer 702 / SiO 2 703 can be separated from the substrate 701 (FIG. 9E).
多孔質状のイオン注入層704/非多孔質層702/SiO2 703をフィルム705から剥離して後、図9(f)に示すように、第2の基板706とSiO2 703の表面とを貼り合わせる。 After removing the porous ion implantation layer 704 / non-porous layer 702 / SiO 2 703 from the film 705, the second substrate 706 and the surface of the SiO 2 703 are removed as shown in FIG. to paste together.
次いで、多孔質状のイオン注入層704を選択的に除去する。 Next, the porous ion implantation layer 704 is selectively removed.
図9(g)には、本例で得られる半導体基板が示される。第2の基板706上に非多孔質薄膜、例えば単結晶Si薄膜702が平坦に、しかも均一に薄層化されて、ウエハ全域に、大面積に形成される。第2の基板706として絶縁性基板を用いれば、こうして得られた半導体基板は、絶縁分離された電子素子作製という点から見ても好適に使用することができる。 FIG. 9G shows the semiconductor substrate obtained in this example. A non-porous thin film, for example, a single crystal Si thin film 702, is flattened and uniformly thinned over the second substrate 706 to form a large area over the entire wafer. If an insulating substrate is used as the second substrate 706, the semiconductor substrate obtained in this manner can be preferably used from the viewpoint of manufacturing an electronic element that is insulated and separated.
第1のSi単結晶基板701は残留多孔質状のイオン注入層を除去して、第1のSi単結晶基板あるいは第2の基板等として再使用できる。 The first Si single crystal substrate 701 can be reused as the first Si single crystal substrate, the second substrate, or the like by removing the residual porous ion implantation layer.
[実施形態例9]
図10に示すように、上述した各実施形態例に示した工程においてSi単結晶基板の両面に各工程を施すことにより、半導体基板を同時に2枚作製することができる。図10は、両面仕様の一例として上記実施形態例5の両面仕様を示しているが、どの実施形態例にも適用できる。図10において、801は第1のSi単結晶基板、802,803は多孔質Si層、804,805は非多孔質層、806,807はSiO2 、808,809はフレキシブルなフィルム、810,811は第2の基板(支持基板)である。
[Embodiment 9]
As shown in FIG. 10, two semiconductor substrates can be fabricated simultaneously by performing each step on both sides of the Si single crystal substrate in the steps shown in the above-described embodiments. FIG. 10 shows the double-sided specification of the fifth embodiment as an example of the double-sided specification, but it can be applied to any embodiment. In FIG. 10, 801 is a first Si single crystal substrate, 802 and 803 are porous Si layers, 804 and 805 are non-porous layers, 806 and 807 are SiO 2 , 808 and 809 are flexible films, 810 and 811 Is a second substrate (support substrate).
第1のSi単結晶基板801は残留多孔質Siを除去して、第1のSi単結晶基板あるいは第2の基板等として再使用できる。表面平坦性が許容できないほど荒れている場合には表面平坦化を行った後、第1のSi単結晶基板あるいは第2の基板等として再使用できる。 The first Si single crystal substrate 801 can be reused as a first Si single crystal substrate, a second substrate, or the like after removing residual porous Si. If the surface flatness is unacceptably rough, it can be reused as the first Si single crystal substrate or the second substrate after the surface flattening.
支持基板810,811の材料、厚さ等は同一でなくても良い。非多孔質薄膜804,805は、両面を同一の材料、膜厚等としなくてもよい。 The materials and thicknesses of the support substrates 810 and 811 may not be the same. The non-porous thin films 804 and 805 need not have the same material and film thickness on both sides.
[実施形態例10]
太陽電池の製造方法に本発明を適用する例について説明する。
[Embodiment 10]
The example which applies this invention to the manufacturing method of a solar cell is demonstrated.
ここで説明する形態例は、
(イ) 基体の少なくとも一主面側を陽極化成して該基体の表面に多孔質層を形成する工程
(ロ) 前記多孔質層の上に半導体層を形成する工程
(ハ) 前記半導体層の表面にフィルムを貼り付ける工程
及び
(ニ) 前記多孔質層を境に基体側とフィルム側とに分離し、前記半導体層を前記フィルムに移設(transfer)する工程
を有するものである。太陽電池の製造に使用するフィルムは、低耐熱性フィルムが好ましく、耐熱性温度400℃以下のものが望ましい。
The form example described here is
(B) a step of anodizing at least one principal surface side of the substrate to form a porous layer on the surface of the substrate; (b) a step of forming a semiconductor layer on the porous layer; A step of attaching a film to the surface; and (d) a step of separating the semiconductor layer into the film side with the porous layer as a boundary, and transferring the semiconductor layer to the film. The film used for manufacturing the solar cell is preferably a low heat resistant film, and preferably has a heat resistant temperature of 400 ° C. or lower.
図12(a)に示すように、まずシリコン単結晶基板1201の表面層にB(ホウ素)を熱拡散により導入する。この表面層がp+ となった単結晶基板1201を、HF溶液中で陽極化成により、例えば初め低電流レベルで一定時間経過した後急に高電流レベルに引き上げて短時間化成するというふうにして多孔質化する(図12(b))。このBの熱拡散は、必須の工程ではなく、この手法を用いなくとも陽極化成は可能である。 As shown in FIG. 12A, first, B (boron) is introduced into the surface layer of the silicon single crystal substrate 1201 by thermal diffusion. The single crystal substrate 1201 having the surface layer of p + is anodized in an HF solution, for example, after a certain time at a low current level first elapses, and then suddenly raised to a high current level to form for a short time. It becomes porous (FIG. 12B). This thermal diffusion of B is not an essential process, and anodization is possible without using this method.
なお、陽極化成における多孔質化において、化成電流レベルを例えば途中で低レベルから高レベルへ変化させる等によりあらかじめ多孔質層の構造に疎密の変化を設けておくことでエピタキシャル成長後に多孔質層で分離されやすいように制御することができる。 In addition, in the anodization, the separation current is separated from the porous layer after epitaxial growth by changing the formation current level from low to high in the middle, for example, by changing the density of the porous layer in advance. Can be controlled to be easy to be.
次に多孔質化された表面層1202の上に熱CVD法により太陽電池の活性層として必要十分な厚みのシリコン層1203を形成する(図12(c))。この時、シリコン層1203の形成時に微量のドーパントを混入させることにより活性層をp-型(あるいはn- 型)に制御することが可能である。 Next, a silicon layer 1203 having a necessary and sufficient thickness as an active layer of the solar cell is formed on the porous surface layer 1202 by a thermal CVD method (FIG. 12C). At this time, the active layer can be controlled to be p − type (or n − type) by mixing a small amount of dopant when forming the silicon layer 1203.
活性層1203の上にp+ 層(あるいはn+ 層)1204をプラズマCVD法により堆積するか、あるいは上述の活性層1203の形成の終わりにドーパントの量を増大させることで形成する(図12(d))。 A p + layer (or n + layer) 1204 is deposited on the active layer 1203 by plasma CVD, or is formed by increasing the amount of dopant at the end of the formation of the active layer 1203 (FIG. 12 (FIG. 12)). d)).
予め、裏面電極1209として銅ペーストを印刷した高分子フィルム基板1205をシリコン単結晶基板1201上の活性層1203が形成された側に密着して貼り合わせ、オーブン(図示せず)に入れて加熱し、高分子フィルム基板1205とシリコン単結晶基板1201とを固着させる(図12(e))。 A polymer film substrate 1205 on which copper paste is printed in advance as a back electrode 1209 is closely attached to the side on which the active layer 1203 is formed on the silicon single crystal substrate 1201, and is put in an oven (not shown) and heated. Then, the polymer film substrate 1205 and the silicon single crystal substrate 1201 are fixed (FIG. 12E).
次に高分子フィルム基板1205とシリコン単結晶基板1201との間に互いに引き離す方向に力を作用させる。すなわち、高分子フィルムの可撓性を利用してシリコン単結晶基板1201のエッジから両者を徐々に引き剥がし、多孔質層1202の部分で分離する(図12(f))。 Next, force is applied between the polymer film substrate 1205 and the silicon single crystal substrate 1201 in a direction in which they are separated from each other. That is, using the flexibility of the polymer film, the two are gradually peeled off from the edge of the silicon single crystal substrate 1201 and separated at the porous layer 1202 (FIG. 12F).
次いで、シリコン単結晶基板から剥離した活性層1203上に残っている多孔質層1202aを選択的に除去する。 Next, the porous layer 1202a remaining on the active layer 1203 peeled from the silicon single crystal substrate is selectively removed.
多孔質層が除去された活性層1203の表面にプラズマCVD法等によりn+(p+ )層1206を形成し(図12(g))、さらにその上に表面反射防止層を兼ねた透明導電膜(ITO)1207およびグリッド状の集電電極1208を真空蒸着し、太陽電池とする(図12(h))。図11には、こうして得られた太陽電池が示されている。 An n + (p + ) layer 1206 is formed on the surface of the active layer 1203 from which the porous layer has been removed by a plasma CVD method or the like (FIG. 12 (g)), and a transparent conductive film that also serves as a surface antireflection layer on the n + (p + ) layer A film (ITO) 1207 and a grid-shaped collecting electrode 1208 are vacuum-deposited to form a solar cell (FIG. 12 (h)). FIG. 11 shows the solar cell thus obtained.
シリコン単結晶基板1201は、表面に残留している多孔質層1202bを上述の方法と同様にして除去して、表面平坦性が許容できないほど荒れている場合には必要に応じて表面平坦化を行った後(図12(i))、再度図12(a)の工程に供せられる。 The silicon single crystal substrate 1201 is removed by removing the porous layer 1202b remaining on the surface in the same manner as described above, and if the surface flatness is unacceptably rough, the surface flattening may be performed as necessary. After being performed (FIG. 12 (i)), it is subjected to the process of FIG. 12 (a) again.
[実施形態例11]
ここでは多結晶太陽電池を得る形態について説明する。実施形態10のシリコン基板1201に多結晶シリコン基板を使用し、多結晶シリコン層1203を形成するようにして実施形態10と同様の手法を採用することで多結晶シリコン太陽電池を製造することができる。
[Embodiment 11]
Here, a mode for obtaining a polycrystalline solar cell will be described. A polycrystalline silicon solar cell can be manufactured by using a polycrystalline silicon substrate as the silicon substrate 1201 of the tenth embodiment and employing the same method as in the tenth embodiment so as to form the polycrystalline silicon layer 1203. .
[実施形態例12]
化合物半導体太陽電池を製造する態様について説明する。
[Embodiment 12]
An embodiment for producing a compound semiconductor solar battery will be described.
図13(a)に示すように、まずシリコン単結晶基板1301の表面層にB(ホウ素)を熱拡散により導入する。この表面層がp+ となった単結晶基板を、HF溶液中で陽極化成により、例えば初め低電流レベルで一定時間経過した後徐々に高電流レベルに引き上げて化成するというふうにして多孔質化する(図13(b))。 As shown in FIG. 13A, first, B (boron) is introduced into the surface layer of the silicon single crystal substrate 1301 by thermal diffusion. The single crystal substrate whose surface layer is p.sup. + Is made porous by anodizing in an HF solution, for example, by first elevating to a high current level after a certain time at a low current level and then gradually forming it. (FIG. 13B).
次に多孔質化された表面層1302の上にMOCVD法により例えばn+ 層(あるいはp+ 層)1306、活性層(n- 型(あるいはp- 型))1303、p+ 層(あるいはn+ 層)1304を連続して形成する(図13(c))。 Next, for example, an n + layer (or p + layer) 1306, an active layer (n − type (or p − type)) 1303, a p + layer (or n + ) are formed on the porous surface layer 1302 by MOCVD. Layer) 1304 is formed continuously (FIG. 13C).
予め裏面電極1309として銅ペーストを印刷した高分子フィルム基板1305をシリコン単結晶基板1301上の化合物半導体層1303が形成された側に密着して貼り合わせ、オーブン(図示せず)に入れて加熱し、高分子フィルム基板1305とシリコン単結晶基板1301とを固着させる(図13(d))。 A polymer film substrate 1305 on which a copper paste is printed in advance as a back electrode 1309 is closely attached to the side on which the compound semiconductor layer 1303 is formed on the silicon single crystal substrate 1301, and is put in an oven (not shown) and heated. Then, the polymer film substrate 1305 and the silicon single crystal substrate 1301 are fixed (FIG. 13D).
次に高分子フィルム基板1305とシリコン単結晶基板1301との間に互いに引き離す方向に力を作用させる。すなわち、高分子フィルムの可撓性を利用してシリコン単結晶基板1301のエッジから両者を徐々に引き剥がし、多孔質層1302の部分で分離する(図13(e))。 Next, force is applied between the polymer film substrate 1305 and the silicon single crystal substrate 1301 in a direction in which they are separated from each other. That is, using the flexibility of the polymer film, the both are gradually peeled off from the edge of the silicon single crystal substrate 1301 and separated at the porous layer 1302 (FIG. 13E).
シリコン単結晶基板から剥離した化合物半導体層1303上に残っている多孔質層1302aを化合物半導体に対してシリコンのエッチング速度の速いエッチング液を用いて選択的に除去する(図13(f))。 The porous layer 1302a remaining on the compound semiconductor layer 1303 separated from the silicon single crystal substrate is selectively removed using an etchant having a high silicon etching rate with respect to the compound semiconductor (FIG. 13F).
多孔質層が除去された化合物半導体層1303の表面にグリッド状の集電電極1308および表面反射防止層1307を真空蒸着し、太陽電池とする(図13(g))。 A grid-like current collecting electrode 1308 and a surface antireflection layer 1307 are vacuum-deposited on the surface of the compound semiconductor layer 1303 from which the porous layer has been removed to form a solar cell (FIG. 13G).
シリコン単結晶基板1301は、表面に残留している多孔質層1302bを上述の方法と同様にして除去して、表面平坦性が許容できないほど荒れている場合には必要に応じて表面平坦化を行った後(図13(h))、再度図13(a)の工程に供せられる。 The silicon single crystal substrate 1301 is removed by removing the porous layer 1302b remaining on the surface in the same manner as described above, and if the surface flatness is unacceptably rough, surface flattening is performed as necessary. After being performed (FIG. 13 (h)), it is subjected to the process of FIG. 13 (a) again.
本発明の方法を太陽電池の製造方法に適用する場合、基板と薄膜結晶半導体層とを接着させる方法としては銅ペーストあるいは銀ペーストのような導電性金属ペーストを前記両者の間に挿入して密着させ、焼成して固着させる方法が好適に用いられる。この場合、焼成後の銅あるいは銀等の金属は裏面電極及び裏面反射層としても機能する。また、高分子フィルム等の基板の場合には、基板と薄膜結晶半導体層を密着させた状態で(この場合、予め薄膜結晶半導体層表面に裏面電極を形成しておく)、フィルム基板の軟化点にまで温度を上げて前記両者を固着させてもよい。 When the method of the present invention is applied to a method for manufacturing a solar cell, a conductive metal paste such as a copper paste or a silver paste is inserted between the substrate and the thin film crystalline semiconductor layer so as to adhere to each other. And a method of fixing by baking is preferably used. In this case, the fired metal such as copper or silver also functions as a back electrode and a back reflection layer. In the case of a substrate such as a polymer film, the softening point of the film substrate with the substrate and the thin film crystal semiconductor layer in close contact (in this case, a back electrode is formed in advance on the surface of the thin film crystal semiconductor layer). The both may be fixed by raising the temperature.
本発明の太陽電池において入射光の反射損を減らす目的で半導体層の表面にテクスチャ処理を施すことができる。シリコンの場合にはヒドラジンやNaOH、KOH等を用いて行われる。形成されるテクスチャのピラミッドの高さとしては数μm〜数十μmの範囲が適当である。 In the solar cell of the present invention, the surface of the semiconductor layer can be textured for the purpose of reducing the reflection loss of incident light. In the case of silicon, hydrazine, NaOH, KOH or the like is used. The height of the texture pyramid to be formed is suitably in the range of several μm to several tens of μm.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
多孔質層の表面に粘着性のフィルム(日東電工(株)製剥離テープNo.3200A)を貼り付けた後、裏面を真空チャックで固定した。次いでこの粘着性のフィルムをウエハから引き剥がした。これによって、多孔質Siが分離され、フィルム側に、多孔質Si層が残った。このような多孔質Si層は、発光素子に応用可能である。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
After sticking an adhesive film (Nitto Denko Co., Ltd. release tape No. 3200A) on the surface of the porous layer, the back surface was fixed with a vacuum chuck. The adhesive film was then peeled from the wafer. Thereby, porous Si was separated, and a porous Si layer remained on the film side. Such a porous Si layer can be applied to a light emitting device.
また、第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板として再投入することができた。 The porous Si remaining on the first substrate side is then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, hydrogen annealing or surface treatment such as surface polishing was performed, and the substrate was again input again.
単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm on the porous Si by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
単結晶Si表面に粘着性のフィルム(日東電工(株)製剥離テープBT−315)を貼り付けた後、基板裏面を真空チャックに固定した。次いでこの粘着性のフィルムをウエハから引き剥がした。これによって、多孔質Siが分割され、フィルム側に、エピタキシャル層と多孔質Si層が残った。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
After sticking an adhesive film (Nitto Denko Co., Ltd. release tape BT-315) on the single crystal Si surface, the back surface of the substrate was fixed to a vacuum chuck. The adhesive film was then peeled from the wafer. Thereby, porous Si was divided, and an epitaxial layer and a porous Si layer remained on the film side.
その後、フィルム側に残った多孔質Siを49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングしてもよい。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the porous Si remaining on the film side may be selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Then, the single crystal Si remained without being etched, and the porous Si was completely removed by selective etching using the single crystal Si as an etch stop material.
非多孔質Si単結晶の該エッチング液に対するエッチング速度は、極めて低く、多孔質層のエッチング速度との選択比は105以上にも達し、非多孔質層におけるエッチング量(数十オングストローム程度)は実用上無視できる膜厚減少である。 The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount in the non-porous layer (about several tens of angstroms) is The film thickness can be ignored in practical use.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
また、第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板として再投入することができた。 The porous Si remaining on the first substrate side is then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, hydrogen annealing or surface treatment such as surface polishing was performed, and the substrate was again input again.
単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:4(min)
多孔質Siの厚み:4.5(μm)
さらに、
電流密度:30(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:1(min)
多孔質Siの厚み:〜4(μm)
上記条件で、多孔度(porosity)の異なる二層構成の多孔質Si層が形成された。この陽極化成により、30(mA・cm-2)による多孔質Si層の多孔度(porosity) は大きくなり、構造的に脆弱な層が形成された。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 4 (min)
Porous Si thickness: 4.5 (μm)
further,
Current density: 30 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 1 (min)
Thickness of porous Si: ~ 4 (μm)
Under the above conditions, a porous Si layer having a two-layer structure with different porosities was formed. By this anodization, the porosity of the porous Si layer by 30 (mA · cm −2 ) was increased, and a structurally fragile layer was formed.
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown on the porous Si by 0.15 μm by CVD (Chemical Vapor Deposition). The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
単結晶Si表面に粘着性のフィルム(日東電工(株)製剥離テープNo.31RH)を貼り付けた後、裏面を真空チャックに固定した。次いでこの粘着性のフィルムをウエハから引き剥がした。これによって、多孔度の大きい脆弱な多孔質Siを境にして分割され、フィルム側に、エピタキシャル層と多孔質Si層がウエハから分離された。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
After sticking an adhesive film (Nitto Denko Co., Ltd. release tape No. 31RH) on the single crystal Si surface, the back surface was fixed to a vacuum chuck. The adhesive film was then peeled from the wafer. As a result, the fragile porous Si having a large porosity was divided as a boundary, and the epitaxial layer and the porous Si layer were separated from the wafer on the film side.
その後、フィルム側に残った多孔質Siを49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the porous Si remaining on the film side was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the porous Si was completely removed by selective etching using the single crystal Si as an etch stop material.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
また、第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニールを施して再び第1の基板として再投入することができた。 The porous Si remaining on the first substrate side was then selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, hydrogen annealing was performed, and the substrate could be recharged again.
抵抗無指定の単結晶Si基板の表面層に拡散法により高濃度不純物層たるP+高濃度層を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極化成を行った。 A P + high concentration layer, which is a high concentration impurity layer, was formed in a thickness of 5 μm on the surface layer of the single crystal Si substrate with no resistance specified by a diffusion method. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔質Siは表層部に比較して微細な脆弱構造を有していた。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
The porous Si layer has a two-layer structure. The lower porous Si had a fine fragile structure as compared with the surface layer portion.
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm on the porous Si by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
表面に実施例3で用いたのと同じ粘着性のフィルムを貼り付けた後、実施例3と同様にしてこの粘着性のフィルムをウエハから引き剥がした。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
After the same adhesive film as used in Example 3 was attached to the surface, the adhesive film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 3.
これによって、下層の脆弱な多孔質Siを境に分割され、フィルム側に、エピタキシャル層と多孔質Si層がウエハから分離された。 Thus, the lower fragile porous Si was divided as a boundary, and the epitaxial layer and the porous Si layer were separated from the wafer on the film side.
その後、フィルム側に残った多孔質Siを49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the porous Si remaining on the film side was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the porous Si was completely removed by selective etching using the single crystal Si as an etch stop material.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
また、第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板として高濃度P+ 層の拡散工程に投入することができた。 The porous Si remaining on the first substrate side was then selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and the first substrate was again put into the diffusion process of the high concentration P + layer.
単結晶Si基板の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。 H + ions were implanted at 5 × 10 16 cm −2 at 40 keV from the surface of the single-crystal Si substrate. The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
Si基板表面に実施例1で用いたのと同じフィルムを貼り付けた後、実施例1と同様にしてフィルムをウエハから引き剥がした。 After the same film as used in Example 1 was attached to the Si substrate surface, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 1.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分割され、フィルム側に、SiO2 層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。 As a result, the wafer was divided with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side.
その後、フィルム側のイオン注入層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、イオン注入層は選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the ion-implanted layer on the film side was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the ion implantation layer was selectively removed by using the single crystal Si as an etch stop material and completely removed.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
また、第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板として再投入することができた。 The ion implantation layer remaining on the first substrate side was then selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, hydrogen annealing or surface treatment such as surface polishing was performed, and the substrate was again input again.
第1の単結晶Si基板の表面からH+ を20keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.1μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。 H + was ion-implanted from the surface of the first single crystal Si substrate at 20 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.1 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
表面の保護SiO2 層を剥離した後、単結晶Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 After peeling off the protective SiO 2 layer on the surface, single-crystal Si was epitaxially grown by 0.3 μm on the single-crystal Si by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
表面に実施例1で用いたのと同じフィルムを貼り付けた後、実施例1と同様にしてこのフィルムをウエハから引き剥がした。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
After the same film as used in Example 1 was attached to the surface, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 1.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離され、フィルム側に、単結晶Si層とイオン注入層が残った。 As a result, the wafer was separated from the ion implantation layer as a boundary, and the single crystal Si layer and the ion implantation layer remained on the film side.
その後、フィルム側のイオン注入層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、イオン注入層は選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the ion-implanted layer on the film side was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the ion implantation layer was selectively removed by using the single crystal Si as an etch stop material and completely removed.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
また、第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板として再投入することができた。 The ion implantation layer remaining on the first substrate side is then selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, hydrogen annealing or surface treatment such as surface polishing was performed, and the substrate was again input again.
第1の単結晶Si基板上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.3 μm on the first single-crystal Si substrate by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
エピタキシャルSi層の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
H + was ion-implanted from the surface of the epitaxial Si layer at 40 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
表面に実施例2で用いたフィルムを貼り付けた後、実施例2と同様にこのフィルムをウエハから引き剥がした。 After the film used in Example 2 was attached to the surface, this film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 2.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分割され、フィルム側に、SiO2 層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。 As a result, the wafer was divided with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side.
その後、フィルム側のイオン注入層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、イオン注入層は選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the ion-implanted layer on the film side was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the ion implantation layer was selectively removed by using the single crystal Si as an etch stop material and completely removed.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
また、第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板として再投入することができた。 The ion implantation layer remaining on the first substrate side is then selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, hydrogen annealing or surface treatment such as surface polishing was performed, and the substrate was again input again.
第1の単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the first single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm on the porous Si by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Furthermore, a 100 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
表面に実施例2で用いたフィルムを貼り付けた後、実施例2と同様にしてフィルムをウエハから引き剥がした。 After the film used in Example 2 was attached to the surface, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 2.
これによって、多孔質Siを境に基板が分離され、フィルム側に、SiO2 層とエピタキシャル層と多孔層Si層が残った。 As a result, the substrate was separated with the porous Si as a boundary, and the SiO 2 layer, the epitaxial layer, and the porous Si layer remained on the film side.
次にフィルム裏面の多孔質層をアクリル基板にエポキシ系の接着剤を用いて接着した後、フィルムをエッチング除去した。この後、表出したSiO2 層表面と別に用意したSi基板(第2の基板)の表面と貼り合わせた。SiO2 表面とSi基板表面は、非常に平坦であったので、常温で加圧するだけで強固に貼りついた。 Next, the porous layer on the back surface of the film was bonded to an acrylic substrate using an epoxy adhesive, and then the film was removed by etching. Thereafter, it was bonded to the surface of the Si substrate (second substrate) prepared separately from the exposed SiO 2 layer surface. Since the surface of SiO 2 and the surface of the Si substrate were very flat, they were firmly attached only by applying pressure at room temperature.
ここでは支持部材としてアクリル基板を用いたが、紫外線を照射することにより粘着力が弱まるフィルム(例えば、日東電工株式会社製)を用いて、第1の基体から単層、または多層構造体を剥すときには、初期の高い粘着力を利用し、それを別の支持台に移すことには紫外線を照射し、粘着力を弱めて構造体から剥がしてもよい。 Here, an acrylic substrate is used as the support member, but a single layer or a multilayer structure is peeled from the first substrate using a film (for example, manufactured by Nitto Denko Corporation) whose adhesive strength is weakened by irradiation with ultraviolet rays. In some cases, the initial high adhesive force may be used, and the ultraviolet light may be irradiated to transfer it to another support, and the adhesive force may be weakened and peeled off from the structure.
なお、別の支持台を用いなくても、液体中で薄膜フィルムをエッチングにより溶かす、あるいは、上記紫外線で弱粘着になるフィルムを用い、紫外線照射により粘着力を落として液体中で剥がす。その後、メッシュ、網等で残った多層構造体をすくい、第2の基板上に置くことで、多層構造体の非多孔質層の表面側を第2の基体に貼り合わせることができる。 In addition, even if it does not use another support stand, a thin film is melt | dissolved by etching in a liquid, or the film which becomes weakly adhesive by the said ultraviolet-ray is used, and adhesive force is dropped by ultraviolet irradiation and it peels in a liquid. Thereafter, the remaining multilayer structure with a mesh, net, etc. is scooped and placed on the second substrate, whereby the surface side of the non-porous layer of the multilayer structure can be bonded to the second substrate.
その後、第2の基板側に残ったアクリル基板を研削除去した後、多孔質Siを49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the acrylic substrate remaining on the second substrate side was ground and removed, and the porous Si was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the porous Si was completely removed by selective etching using the single crystal Si as an etch stop material.
すなわち、Si酸化膜上に0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。 That is, a single crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm could be formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points on the entire surface, the uniformity of the film thickness was 101 nm ± 3 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、エピタキシャル層表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the epitaxial layer surface but on the second substrate surface, or on both surfaces.
同時に第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the porous Si remaining on the first substrate side is then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the first single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:4(min)
多孔質Siの厚み:4.5(μm)
さらに、
電流密度:30(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:1(min)
多孔質Siの厚み:〜4(μm)
この陽極化成により、30(mA・cm-2)による多孔質Si層の多孔度(porosity)は大きくなり、構造的に脆弱な層が形成された。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 4 (min)
Porous Si thickness: 4.5 (μm)
further,
Current density: 30 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 1 (min)
Thickness of porous Si: ~ 4 (μm)
By this anodization, the porosity of the porous Si layer by 30 (mA · cm −2 ) was increased, and a structurally fragile layer was formed.
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown 0.3 μm thick on porous Si by CVD (Chemical Vapor Deposition). The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により200nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Further, a 200 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
SiO2 表面に実施例8と同様にフィルムを貼り付けた後、フィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 8, the film was peeled off from the wafer.
これによって、下層の脆弱な多孔質Siを境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2 層とエピタキシャル層と多孔質Si層が残った。 As a result, the wafer was separated from the lower brittle porous Si as a boundary, and the SiO 2 layer, the epitaxial layer, and the porous Si layer remained on the film side.
次いで、これ以降の工程は、実施例8と同様に行った。 Subsequently, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 8.
これにより、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
抵抗無指定の第1の単結晶Si基板の表面層に拡散法によりP+ 高濃度層を5μm形成した。同時に裏面にもP+ 高濃度層が形成された。高濃度表面層側からHF溶液中において陽極化成を行った。 A P + high-concentration layer was formed in a thickness of 5 μm by a diffusion method on the surface layer of the first single crystal Si substrate with no resistance specified. At the same time, a P + high concentration layer was also formed on the back surface. Anodization was performed in the HF solution from the high concentration surface layer side.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
多孔質Si層は2層構造になった。下部の多孔層Si層は表層部に比較して微細な脆弱構造を有していた。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
The porous Si layer has a two-layer structure. The lower porous layer Si layer had a fine fragile structure as compared with the surface layer portion.
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown 0.3 μm thick on porous Si by CVD (Chemical Vapor Deposition). The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により200nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Further, a 200 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
SiO2 表面に実施例8と同様にフィルムを貼り付けた後、フィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 8, the film was peeled off from the wafer.
これによって、下層の脆弱な多孔質Siを境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2 層とエピタキシャル層と多孔質Si層が残った。 As a result, the wafer was separated from the lower brittle porous Si as a boundary, and the SiO 2 layer, the epitaxial layer, and the porous Si layer remained on the film side.
これ以降の工程は、実施例8と同様にして行い、SOI基板を作製した。 Subsequent steps were performed in the same manner as in Example 8 to fabricate an SOI substrate.
これにより、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、エピタキシャル層表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the epitaxial layer surface but on the second substrate surface, or on both surfaces.
同時に第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去され、再び第1の基板として高濃度P+ 層の拡散工程に、あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the porous Si remaining on the first substrate side was then selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. The single crystal Si is left unetched, the single crystal Si is used as an etch stop material, the porous Si is selectively etched and completely removed, and again as a first substrate in the diffusion process of the high concentration P + layer, Alternatively, it could be recharged as the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。次いでこの表面に熱酸化膜(SiO2 )を形成した。 H + was ion-implanted from the surface of the first single crystal Si substrate at 40 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. Next, a thermal oxide film (SiO 2 ) was formed on this surface.
SiO2 表面に実施例8と同様にしてフィルムを貼り付けた後、同様にしてフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 8, the film was peeled off from the wafer in the same manner.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。次いで、これ以降の工程を実施例8と同様に行った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side. Subsequently, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 8.
これにより、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、第1基板の表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the surface of the first substrate but on the surface of the second substrate, or on both surfaces.
第1の単結晶Si基板の表面からH+ を20keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.1μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。 H + was ion-implanted from the surface of the first single crystal Si substrate at 20 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.1 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
表面の保護SiO2 層を剥離した後、単結晶Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 After peeling off the protective SiO 2 layer on the surface, single-crystal Si was epitaxially grown by 0.3 μm on the single-crystal Si by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により200nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Further, a 200 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
SiO2 表面に実施例8と同様にフィルムを貼り付けた後、実施例8と同様にしてフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 8, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 8.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。次いでこれ以降の工程を実施例8と同様に行った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side. Subsequently, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 8.
これにより、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、第1の基板の表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the surface of the first substrate but on the surface of the second substrate, or on both surfaces.
同時に第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the ion-implanted layer remaining on the first substrate side was then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.3 μm on the first single-crystal Si substrate by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
エピタキシャルSi層の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
H + was ion-implanted from the surface of the epitaxial Si layer at 40 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により200nmのSiO2層を形成した。 Further, a 200 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
SiO2 表面に実施例8と同様にフィルムを貼り付けた後、実施例8と同様にしてフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 8, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 8.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。次いでこれ以降の工程を実施例8と同様に行った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side. Subsequently, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 8.
こうして、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 Thus, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、第1基板の表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the surface of the first substrate but on the surface of the second substrate, or on both surfaces.
同時に第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the ion implantation layer remaining on the first substrate side is then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the first single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法により単結晶GaAsを0.5μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal GaAs was epitaxially grown on the porous Si by 0.5 μm by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:TMG/AsH3 /H2
ガス圧力:80Torr
温度:700℃
表面に実施例1と同様のフィルムを貼り付けた後、実施例1と同様にしてフィルムをウエハから引き剥がした。
Source gas: TMG / AsH 3 / H 2
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 700 ° C
After the same film as in Example 1 was attached to the surface, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 1.
これによって、多孔質Siを境にウエハが分離されフィルム側に、エピタキシャル層と多孔質Si層が残った。次にフィルム裏面の多孔質層をアクリル基板にエポキシ系の接着剤を用いて接着した後、フィルムをエッチング除去した。この後表出したエピタキシャル層表面と別に用意したSi基板(第2の基板)の表面とを貼り合わせた。アクリル基板を研削除去した後、第2の基板側の表面を、
エチレンジアミン+ピロカテコール+水(17ml:3g:8mlの比率)
110℃
でエッチングした。
As a result, the wafer was separated at the boundary of porous Si, and an epitaxial layer and a porous Si layer remained on the film side. Next, the porous layer on the back surface of the film was bonded to an acrylic substrate using an epoxy adhesive, and then the film was removed by etching. Thereafter, the surface of the epitaxial layer exposed and the surface of a separately prepared Si substrate (second substrate) were bonded together. After grinding and removing the acrylic substrate, the surface on the second substrate side is
Ethylenediamine + pyrocatechol + water (ratio of 17ml: 3g: 8ml)
110 ° C
Etched with.
これにより、単結晶GaAsはエッチングされずに残り、単結晶GaAsをエッチ・ストップの材料として、イオン注入層および第1のSi基板の残りは選択エッチングされ、完全に除去された。 As a result, the single crystal GaAs remained without being etched, and the remaining portion of the ion implantation layer and the first Si substrate was selectively removed using the single crystal GaAs as an etch stop material and completely removed.
その結果、Si基板上に0.5μmの厚みを持った単結晶GaAs層が形成できた。形成された単結晶GaAs層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は504nm±16nmであった。 As a result, a single crystal GaAs layer having a thickness of 0.5 μm was formed on the Si substrate. When the film thickness of the formed single crystal GaAs layer was measured at 100 points on the entire surface, the uniformity of the film thickness was 504 nm ± 16 nm.
表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、50μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.3nmで通常市販されているGaAsウエハと同等であった。 When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 50 μm square region was approximately 0.3 nm, which was equivalent to a commercially available GaAs wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、GaAs層には、エピタキシャル成長時以降新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation using a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the GaAs layer after the epitaxial growth, and good crystallinity was maintained.
他の化合物半導体でも同様の結果が得られた。 Similar results were obtained with other compound semiconductors.
SiO2 層を介して第2の基板に貼り合わせることも可能である。 It is also possible to bond to the second substrate via the SiO 2 layer.
同時に第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the porous Si remaining on the first substrate side was then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the first single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm on the porous Si by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Furthermore, a 100 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
SiO2 表面に実施例3で使用したのと同じフィルムを貼り付けた後、同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After the same film as used in Example 3 was applied to the SiO 2 surface, the film was similarly peeled off from the wafer.
これによって、多孔質Siを境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2 層とエピタキシャル層と多孔層Si層が残った。その後、フィルム側に残った多孔質Siを49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去された。 As a result, the wafer was separated at the boundary of porous Si, and the SiO 2 layer, epitaxial layer, and porous Si layer remained on the film side. Thereafter, the porous Si remaining on the film side was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Then, the single crystal Si remained without being etched, and the porous Si was completely removed by selective etching using the single crystal Si as an etch stop material.
すなわち、フィルム側には0.1μm厚の単結晶Si層/0.1μm厚SiO2 層とが形成できた。 That is, a 0.1 μm-thick single crystal Si layer / 0.1 μm-thick SiO 2 layer could be formed on the film side.
フィルムを上記多層膜から剥がして後、該SiO2 層表面と別に用意したSi基板(第2の基板)の表面とを貼り合わせた。 After peeling off the film from the multilayer film, the surface of the Si 2 layer prepared separately from the surface of the SiO 2 layer was bonded.
すなわち、Si酸化膜上に0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。 That is, a single crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm could be formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points on the entire surface, the uniformity of the film thickness was 101 nm ± 3 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、エピタキシャル層表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the epitaxial layer surface but on the second substrate surface, or on both surfaces.
同時に第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the porous Si remaining on the first substrate side is then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the first single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm on the porous Si by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により100nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Furthermore, a 100 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
SiO2 層表面からH+ を100keVで3×1016cm-2イオン注入した。この投影飛程付近の陽極化成多孔質Si層の多孔度(porosity)は大きくなった。 H + was ion-implanted from the surface of the SiO 2 layer at 100 keV at 3 × 10 16 cm −2 . The porosity of the anodized porous Si layer near this projected range increased.
SiO2 表面に実施例3と同様のフィルムを貼り付けた後、同様にしてフィルムをウエハから引き剥がした。 After the same film as in Example 3 was applied to the SiO 2 surface, the film was peeled off from the wafer in the same manner.
これによって、多孔度の大きい層(イオン注入の投影飛程付近)の多孔質Siを境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2 層とエピタキシャル層と多孔質Si層が残った。次いでこれ以降の工程を実施例8と同様に行った。 As a result, the wafer was separated from the porous layer of porous layer (near the projected range of ion implantation) as a boundary, and the SiO 2 layer, epitaxial layer, and porous Si layer remained on the film side. Subsequently, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 8.
そうしたところSi酸化膜上に0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points on the entire surface, the uniformity of the film thickness was 101 nm ± 3 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよび0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was equivalent to that of a commercially available Si wafer at 0.2 nm.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、エピタキシャル層表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the epitaxial layer surface but on the second substrate surface, or on both surfaces.
同時に第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the porous Si remaining on the first substrate side was then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
図12に示すプロセスにより単結晶シリコン層をポリイミドフィルムに転写(transfer)して太陽電池を形成した例について示す。 An example in which a solar cell is formed by transferring a single crystal silicon layer to a polyimide film by the process shown in FIG.
500μm厚の単結晶シリコンウエハの表面にBCl3 を熱拡散源として1200℃の温度でBの熱拡散を行ってp+ 層を形成し、3μm程度の拡散層を得た(図12(a))。次にHF溶液中で表1の条件で陽極化成を行い、ウエハ上に多孔質シリコン層を形成した(図12(b))。即ち、最初5mA/cm2 の低電流で2.5分化成した後、ゆっくりと電流レベルを上げて行き、30秒で30mA/cm2 に達したところで化成を終えた。
On the surface of a single crystal silicon wafer having a thickness of 500 μm, B + 3 was thermally diffused at a temperature of 1200 ° C. using BCl 3 as a thermal diffusion source to form a p + layer to obtain a diffusion layer of about 3 μm (FIG. 12A). ). Next, anodization was performed in the HF solution under the conditions shown in Table 1 to form a porous silicon layer on the wafer (FIG. 12B). That is, after the chemical 2.5 minutes with a low current of the first 5mA / cm 2, go slowly raising the current level, finished the conversion was reached to 30mA / cm 2 in 30 seconds.
多孔質シリコン層表面に通常の熱CVD装置により表2の形成条件でエピタキシャル成長を行いシリコン層(単結晶)の膜厚を30μmとした。
Epitaxial growth was performed on the surface of the porous silicon layer using the usual thermal CVD apparatus under the conditions shown in Table 2, and the thickness of the silicon layer (single crystal) was set to 30 μm.
このとき、成長中に微量のB2 H6 (0.数ppm〜数ppm程度)を添加して成長シリコン層をp- 型にするとともに、成長の終わりでB2 H6 の量を増大させて(数百ppm程度)p+ 層を形成した(図12(c)、(d))。
At this time, a small amount of B 2 H 6 (about several ppm to several ppm) is added during the growth to make the grown silicon layer p - type, and the amount of B 2 H 6 is increased at the end of the growth. (About several hundred ppm) p + layer was formed (FIGS. 12C and 12D).
厚さ50μmのポリイミドフィルムの片面にスクリーン印刷により銅ペーストを10〜30μm厚で塗り、この面を上述のウエハのp+ シリコン層面に密着させて貼り合わせた。 A copper paste was applied to one surface of a polyimide film having a thickness of 50 μm by screen printing to a thickness of 10 to 30 μm, and this surface was adhered to the p + silicon layer surface of the wafer.
この状態でオーブンに入れて360℃、20分の条件で銅ペーストの焼成を行うとともにポリイミドフィルムとウエハとを固着させた(図12(e))。 In this state, the copper paste was baked under conditions of 360 ° C. for 20 minutes in an oven, and the polyimide film and the wafer were fixed (FIG. 12E).
固着したポリイミドフィルムとウエハに対して、ウエハの接着していない側の面を真空チャック(図示せず)で固定しておき、ポリイミドフィルムの一方の端から力を作用させ、ポリイミドフィルムの可撓性を利用してウエハのエッジから両者を徐々に引き剥がしてpeelingを行う。このようにしてシリコン層をウエハから剥離してポリイミドフィルム上に転写させた(図12(f))。 The surface of the bonded polyimide film and the wafer is fixed with a vacuum chuck (not shown) on the non-bonded side of the wafer, and a force is applied from one end of the polyimide film to flex the polyimide film. Peeling is performed by gradually peeling them from the edge of the wafer. In this way, the silicon layer was peeled off from the wafer and transferred onto the polyimide film (FIG. 12 (f)).
シリコンウエハから剥離したシリコン層上に残っている多孔質層を、弗酸と過酸化水素水および純水との混合液で攪拌しながら選択エッチングした。シリコン層はエッチングされずに残り、多孔質層のみが完全に除去された。 The porous layer remaining on the silicon layer peeled off from the silicon wafer was selectively etched while stirring with a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution and pure water. The silicon layer remained unetched and only the porous layer was completely removed.
非多孔質シリコン単結晶では上述のエッチング液に対するエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッチング速度との選択比は105以上にも達し、非多孔質シリコン層におけるエッチング量(数十Å程度)は実用上無視できる膜厚減少である。 In the non-porous silicon single crystal, the etching rate with respect to the above-mentioned etching solution is extremely low, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more. Is a film thickness reduction that can be ignored in practice.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、シリコン層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the silicon layer and that good crystallinity was maintained.
得られたポリイミドフィルム上のシリコン層の表面を弗酸/硝酸系のエッチング液でエッチングして清浄化を行った後、シリコン層の上に通常のプラズマCVD装置により、表3に示す条件でn型μc−Si層を200Å堆積させた(図12(g))。この時のμc−Si層の暗導電率は〜5S/cmであった。 After cleaning the surface of the silicon layer on the obtained polyimide film with a hydrofluoric acid / nitric acid-based etching solution, the surface of the silicon layer is n on the silicon layer by a normal plasma CVD apparatus under the conditions shown in Table 3. A 200 μm thick μc-Si layer was deposited (FIG. 12G). The dark conductivity of the μc-Si layer at this time was ˜5 S / cm.
このようにして得られたポリイミド上薄膜単結晶シリコン太陽電池について、AM1.5(100mW/cm2 )の光照射下でのI−V特性について測定したところ、セル面積6cm2 で開放電圧0.6V、短絡光電流35mA/cm2 、曲線因子0.79となり、エネルギー変換効率16.6%を得た。 This way, a polyimide thin film monocrystalline silicon solar cell obtained was measured for the I-V characteristic under the light irradiation of AM1.5 (100mW / cm 2), open circuit voltage in the cell area 6 cm 2 0. 6V, a short-circuit photocurrent of 35 mA / cm 2 , and a fill factor of 0.79, resulting in an energy conversion efficiency of 16.6%.
また、剥離後のシリコンウエハ上に残存する多孔質層についても上述と同様にしてエッチングにより除去し、平滑な面を出した(図12(i))。こうして得られた再生ウエハを用いて上述の工程を繰り返すことにより高品質な半導体層を有する薄膜単結晶太陽電池が複数個得られた。 Further, the porous layer remaining on the peeled silicon wafer was also removed by etching in the same manner as described above to give a smooth surface (FIG. 12 (i)). A plurality of thin-film single crystal solar cells having a high-quality semiconductor layer were obtained by repeating the above-described steps using the reclaimed wafer thus obtained.
本実施例では図12に示すプロセスにより多結晶シリコン層をポリイミドフィルムに転写して太陽電池を形成した例について示す。 In this example, a solar cell is formed by transferring a polycrystalline silicon layer to a polyimide film by the process shown in FIG.
1mm厚のキャストシリコン(多結晶シリコン)ウエハの表面にBCl3 を熱拡散源として1200℃の温度でBの熱拡散を行ってp+ 層を形成し、3μm程度の拡散層を得た(図12(a))。次にHF溶液中で表4の条件で陽極化成を行い、ウエハ上に多孔質シリコン層を形成した(図12(b))。即ち、最初5mA/cm2 の低電流で2.5分化成した後、急激に電流レベルを上げて、100mA/cm2 で8秒化成して終えた。 On the surface of a cast silicon (polycrystalline silicon) wafer having a thickness of 1 mm, thermal diffusion of B was performed at a temperature of 1200 ° C. using BCl 3 as a thermal diffusion source to form a p + layer to obtain a diffusion layer of about 3 μm (see FIG. 12 (a)). Next, anodization was performed in the HF solution under the conditions shown in Table 4 to form a porous silicon layer on the wafer (FIG. 12B). Specifically, after 2.5 differentiation at a low current of 5 mA / cm 2 , the current level was suddenly increased and the formation was completed at 100 mA / cm 2 for 8 seconds.
多孔質シリコン層表面に通常の熱CVD装置により表5の形成条件で結晶成長を行いシリコン層(多結晶)の膜厚を30μmとした。
Crystal growth was performed on the surface of the porous silicon layer using the usual thermal CVD apparatus under the conditions shown in Table 5, and the film thickness of the silicon layer (polycrystal) was set to 30 μm.
このとき、成長中に微量のPH3 (0.数ppm〜数ppm程度)を添加して成長シリコン層をn- 型にするとともに、成長の終わりでPH3 の量を増大させて(数百ppm程度)n+ 層を形成した(図12(c)、(d))。 At this time, a small amount of PH 3 (about several ppm to several ppm) is added during the growth to make the grown silicon layer n - type, and at the end of the growth, the amount of PH 3 is increased (several hundreds). An n + layer was formed (about ppm) (FIGS. 12C and 12D).
厚さ50μmのポリイミドフィルムの片面にスクリーン印刷により銀ペーストを10〜30μm厚で塗り、この面を上述のウエハのn+ シリコン層面に密着させて貼り合わせた。
A silver paste was applied to one surface of a polyimide film having a thickness of 50 μm by screen printing to a thickness of 10 to 30 μm, and this surface was adhered to the n + silicon layer surface of the wafer.
この状態でオーブンに入れて360℃、20分の条件で銀ペーストの焼成を行うとともにポリイミドフィルムとウエハとを固着させた(図12(e))。 In this state, the silver paste was baked under conditions of 360 ° C. and 20 minutes in an oven, and the polyimide film and the wafer were fixed (FIG. 12E).
固着したポリイミドフィルムとウエハに対して、ウエハの接着していない側の面を真空チャック(図示せず)で固定しておき、ポリイミドフィルムの一方の端から力を作用させ、ポリイミドフィルムの可撓性を利用してウエハのエッジから両者を徐々に引き剥がしてpeelingを行う。このようにしてシリコン層をウエハから剥離してポリイミドフィルム上に転写させた(図12(f))。 The surface of the bonded polyimide film and the wafer is fixed with a vacuum chuck (not shown) on the non-bonded side of the wafer, and a force is applied from one end of the polyimide film to flex the polyimide film. Peeling is performed by gradually peeling them from the edge of the wafer. In this way, the silicon layer was peeled off from the wafer and transferred onto the polyimide film (FIG. 12 (f)).
シリコンウエハから剥離したシリコン層上に残っている多孔質層を、弗酸と過酸化水素水および純水との混合液で攪拌しながら選択エッチングした。シリコン層はエッチングされずに残り、多孔質層のみが完全に除去された。 The porous layer remaining on the silicon layer peeled off from the silicon wafer was selectively etched while stirring with a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution and pure water. The silicon layer remained unetched and only the porous layer was completely removed.
非多孔質シリコン多結晶では上述のエッチング液に対するエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッチング速度との選択比は105以上にも達し、非多孔質シリコン層におけるエッチング量(数十Å程度)は実用上無視できる膜厚減少である。 Non-porous silicon polycrystal has an extremely low etching rate with respect to the above-mentioned etching solution, and the selectivity with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more. The etching amount in the non-porous silicon layer (several tens of thousands) Is a film thickness reduction that can be ignored in practice.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、シリコン層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the silicon layer and that good crystallinity was maintained.
得られたポリイミドフィルム上のシリコン層の表面を弗酸/硝酸系のエッチング液でエッチングして清浄化を行った後、シリコン層の上に通常のプラズマCVD装置により、表6に示す条件でp型μc−Si層を200Å堆積させた(図12(g))。この時のμc−Si層の暗導電率は〜1 S(シーメンス)/cmであった(シーメンスはオーム(Ω)の逆数)。 The surface of the silicon layer on the obtained polyimide film is cleaned by etching with a hydrofluoric acid / nitric acid based etching solution, and then p is formed on the silicon layer by a normal plasma CVD apparatus under the conditions shown in Table 6. A 200 μm thick μc-Si layer was deposited (FIG. 12G). The dark conductivity of the μc-Si layer at this time was ˜1 S (Siemens) / cm (Siemens is the reciprocal of ohm (Ω)).
最後にμc−Si層の上にEB蒸着によりITO透明導電膜(82nm)/集電電極(Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm))を形成して太陽電池とした(図12(h))。
Finally, an ITO transparent conductive film (82 nm) / current collecting electrode (Ti / Pd / Ag (400 nm / 200 nm / 1 μm)) was formed on the μc-Si layer by EB vapor deposition to obtain a solar cell (FIG. 12 (h )).
このようにして得られたポリイミド上薄膜多結晶シリコン太陽電池についてAM1.5(100mW/cm2 )の光照射下でのI−V特性について測定したところ、セル面積6cm2 で開放電圧0.58V、短絡光電流33mA/cm2 、曲線因子0.78となり、エネルギー変換効率14.9%を得た。 When the IV characteristics under the light irradiation of AM1.5 (100 mW / cm 2 ) of the thin film polycrystalline silicon solar cell on polyimide obtained in this way were measured, the open area voltage was 0.58 V with a cell area of 6 cm 2. The short-circuit photocurrent was 33 mA / cm 2 , the fill factor was 0.78, and the energy conversion efficiency was 14.9%.
また、剥離後のシリコンウエハ上に残存する多孔質層についても上述と同様にしてエッチングにより除去し、平滑な面を出した(図12(i))。こうして得られた再生ウエハを用いて上述の工程を繰り返すことにより高品質な半導体層を有する薄膜多結晶太陽電池が複数個得られた。 Further, the porous layer remaining on the peeled silicon wafer was also removed by etching in the same manner as described above to give a smooth surface (FIG. 12 (i)). A plurality of thin-film polycrystalline solar cells having a high-quality semiconductor layer were obtained by repeating the above-described steps using the reclaimed wafer thus obtained.
化合物半導体層をポリイミドフィルムに転写して太陽電池を形成した例を示す。 The example which transferred the compound semiconductor layer to the polyimide film and formed the solar cell is shown.
500μm厚の単結晶シリコンウエハの表面にBCl3 を熱拡散源として1200℃の温度でBの熱拡散を行ってp+ 層を形成し、3μm程度の拡散層を得た(図13(a))。次にHF溶液中で表7の条件で陽極化成を行い、ウエハ上に多孔質シリコン層を形成した(図13(b))。即ち、最初1mA/cm2 および5mA/cm2 の低電流でそれぞれ2分および2.5分化成した後、ゆっくりと電流レベルを上げて行き、20秒で40mA/cm2 に達したところで化成を終えた。 A p + layer was formed on the surface of a 500 μm thick single crystal silicon wafer by carrying out B thermal diffusion at a temperature of 1200 ° C. using BCl 3 as a thermal diffusion source to obtain a diffusion layer of about 3 μm (FIG. 13A). ). Next, anodization was performed in the HF solution under the conditions shown in Table 7 to form a porous silicon layer on the wafer (FIG. 13B). That is, after differentiation for 2 minutes and 2.5 at low currents of 1 mA / cm 2 and 5 mA / cm 2 respectively, the current level was slowly increased and formation was achieved when 40 mA / cm 2 was reached in 20 seconds. finished.
多孔質シリコン層表面を水素雰囲気中で1050℃7分間アニールした後、MOCVD(有機金属気相成長)装置により図14に示すタンデム構成のGaAs/AlGaAs層(単結晶)を堆積した(図13(c);なお、図13の1306,1303,1304は、ここでは図14の1403〜1413に置き換えたものとなる。)。図14において、1401は結晶基板、1402は多孔質層、1403はn+ GaAs、1404はn+ Alx Ga1-x As、1405はn Al0.37Ga0.63As、1406はp Al0.37Ga0.63As、1407はp+Alx Ga1-x As、1408はp Al0.37Ga0.63As、1409はn+ Alx Ga1-x As、1410はn Al0.37Ga0.63As、1411はn+ Al0.9 Ga0.1 As、1412はnGaAs、1413はpGaAsである。
After annealing the surface of the porous silicon layer in a hydrogen atmosphere at 1050 ° C. for 7 minutes, a GaAs / AlGaAs layer (single crystal) having a tandem structure shown in FIG. 14 was deposited by a MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) apparatus (FIG. 13 ( c); Note that 1306, 1303, and 1304 in FIG. 13 are replaced with 1403 to 1413 in FIG. 14, the crystal substrate 1401, 1402 is a porous layer, 1403 n + GaAs, 1404 is n + Al x Ga 1-x As, 1405 are n Al 0.37 Ga 0.63 As, 1406 are p Al0.37Ga0.63As , 1407 p + Alx Ga1-x As, 1408 are p Al 0.37 Ga 0.63 As, 1409 is n + Al x Ga 1-x As, 1410 are n Al 0.37 Ga 0.63 As, 1411 is n + Al 0.9 Ga 0.1 As 1412 are nGaAs and 1413 is pGaAs.
成長した最表面層のp−GaAs層の上にPd/AuをEB蒸着により形成した後に、厚さ50μm厚のポリイミドフィルムの片面にスクリーン印刷により銅ペーストを10〜30μm厚で塗り、この面を上述のウエハのGaAs/AlGaAs層側に密着させて貼り合わせた。 After Pd / Au is formed by EB deposition on the grown p-GaAs layer, the copper paste is applied to one side of a 50 μm thick polyimide film by screen printing to a thickness of 10 to 30 μm. The wafer was bonded in close contact with the GaAs / AlGaAs layer side of the wafer.
この状態でオーブンに入れて370℃、20分の条件で銅ペーストの焼成を行うとともにポリイミドフィルムとウエハとを固着させた(図13(d))。 In this state, the copper paste was baked under conditions of 370 ° C. and 20 minutes in an oven, and the polyimide film and the wafer were fixed (FIG. 13D).
固着したポリイミドフィルムとウエハに対して、ウエハの接着していない側の面に対して真空チャック(図示せず)で固定しておき、ポリイミドフィルムの一方の端から力を作用させ、ポリイミドフィルムの可撓性を利用してウエハのエッジから両者を徐々に引き剥がしてpeelingを行う。このようにして多孔質層のところで破壊させ、GaAs/AlGaAs層をウエハから剥離してポリイミドフィルム上に転写させた(図13(e))。 The polyimide film and the wafer that are fixed are fixed to the surface of the wafer that is not bonded with a vacuum chuck (not shown), and a force is applied from one end of the polyimide film to Peeling is performed by gradually peeling the two from the edge of the wafer using flexibility. In this way, the porous layer was broken, and the GaAs / AlGaAs layer was peeled off from the wafer and transferred onto the polyimide film (FIG. 13 (e)).
シリコンウエハから剥離したGaAs/AlGaAs層上に残っている多孔質層を、エチレンジアミン+ピロカテコール+純水との混合液で110℃で選択エッチングした。GaAs/AlGaAs層はエッチングされずに残り、多孔質層のみが完全に除去された(図13(f))。 The porous layer remaining on the GaAs / AlGaAs layer peeled off from the silicon wafer was selectively etched at 110 ° C. with a mixed solution of ethylenediamine + pyrocatechol + pure water. The GaAs / AlGaAs layer remained without being etched, and only the porous layer was completely removed (FIG. 13 (f)).
単結晶GaAsの上述のエッチング液に対するエッチング速度は極めて低く、実用上無視できる膜厚減少である。 The etching rate of single crystal GaAs with respect to the above-described etching solution is extremely low, and the film thickness can be ignored in practical use.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、GaAs/AlGaAs層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the GaAs / AlGaAs layer and that good crystallinity was maintained.
得られたポリイミドフィルム上のGaAs/AlGaAs層の最表面層であるn+ GaAs層をグリッド状にエッチングしてn+ Alx Ga1-x As層を露出させ、表面電極(Au/Ge/Ni/Au)をEB蒸着およびフォトリソグラフィにより、グリッド状のn+ GaAs層の上のみに形成した後、反射防止膜としてTiO2 /MgOをプラズマCVD法により堆積して太陽電池とした(図13(g))。 The n + GaAs layer which is the outermost surface layer of the GaAs / AlGaAs layer on the obtained polyimide film is etched in a grid pattern to expose the n + Al x Ga 1-x As layer, and the surface electrode (Au / Ge / Ni / Au) is formed only on the grid-like n + GaAs layer by EB evaporation and photolithography, and then TiO 2 / MgO is deposited by plasma CVD as an antireflection film to form a solar cell (FIG. 13 ( g)).
このようにして得られたポリイミドフィルム上薄膜単結晶GaAs/AlGaAs太陽電池についてAM1.5(100mW/cm2 )光照射下でのI−V特性について測定したところ、セル面積4cm2 で開放電圧2.3V、短絡光電流12.8mA/cm2 、曲線因子0.81となり、エネルギー変換効率23.8%を得た。 Thus the polyimide film on the thin-film single-crystal GaAs / AlGaAs solar cell obtained AM1.5 (100mW / cm 2) was measured for the I-V characteristic under irradiation with light, open-circuit voltage in the cell area of 4 cm 2 2 .3V, short-circuit photocurrent of 12.8 mA / cm 2 and fill factor of 0.81, resulting in an energy conversion efficiency of 23.8%.
また、剥離後のシリコンウエハ上に残存する多孔質層については実施例17および実施例18と同様にしてエッチングにより除去し、平滑な面を出した(図13(h))。こうして得られた再生ウエハを用いて上述の工程を繰り返すことにより高品質な半導体層を有する薄膜化合物半導体太陽電池が複数個得られた。 Further, the porous layer remaining on the peeled silicon wafer was removed by etching in the same manner as in Example 17 and Example 18, and a smooth surface was obtained (FIG. 13 (h)). A plurality of thin film compound semiconductor solar cells having high-quality semiconductor layers were obtained by repeating the above-described steps using the thus obtained recycled wafer.
第1の単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the first single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:11(min)
多孔質Siの厚み:12(μm)
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.15μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 11 (min)
Thickness of porous Si: 12 (μm)
This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film. Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.15 μm on the porous Si by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により20nmのSiO2層を形成した。なお、この酸化膜は粘着性のフィルムを貼り付ける場合の保護として設けられる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Further, a 20 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation. In addition, this oxide film is provided as protection when sticking an adhesive film.
SiO2 表面に実施例1と同様にフィルムを貼り付けた後、同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 1, the film was similarly peeled off from the wafer.
これによって、多孔質Siを介して剥がれ、フィルム側に、SiO2 層とエピタキシャル層と多孔層Si層がウエハから分離された。 As a result, the film was peeled off through the porous Si, and the SiO 2 layer, the epitaxial layer, and the porous Si layer were separated from the wafer on the film side.
その後、フィルム側に残った多孔質Siを49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、多孔質Siは選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the porous Si remaining on the film side was selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the porous Si was completely removed by selective etching using the single crystal Si as an etch stop material.
エッチングにより表出した単結晶Si層表面と表面に200nmの酸化膜を形成したSi基板の表面と貼り合わせた。 The single crystal Si layer surface exposed by etching was bonded to the surface of a Si substrate on which a 200 nm oxide film was formed.
その後フィルムはエッチングで除去することにより第2の基板に0.1μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は101nm±3nmであった。 Thereafter, the film was removed by etching to form a single crystal Si layer having a thickness of 0.1 μm on the second substrate. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points on the entire surface, the uniformity of the film thickness was 101 nm ± 3 nm.
さらに水素中で1100℃−1時間熱処理を施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
同時に第1の基板側に残った多孔質Siもその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングする。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the porous Si remaining on the first substrate side is then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。 H + was ion-implanted from the surface of the first single crystal Si substrate at 40 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
表面に実施例3と同様にフィルムを貼り付けた後、同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the surface in the same manner as in Example 3, the film was similarly peeled off from the wafer.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side.
その後、フィルム側に残ったイオン注入層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、イオン注入層は選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the ion-implanted layer remaining on the film side was selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the ion implantation layer was selectively removed by using the single crystal Si as an etch stop material and completely removed.
エッチングにより表出した単結晶Si層表面と別に用意した第2の基板の表面と貼り合わせた。第2の基板としては、表面に200nmの酸化膜を形成したSi基板と石英基板の2種類を用意した。 It was bonded to the surface of the second substrate prepared separately from the surface of the single crystal Si layer exposed by etching. As the second substrate, two types of substrates, a Si substrate having a 200 nm oxide film formed on the surface and a quartz substrate, were prepared.
その後フィルムを剥がすかまたはエッチングで除去することにより第2の基板に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 Thereafter, the film was peeled off or removed by etching to form a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm on the second substrate. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で熱処理を施した。Si基板の場合は1100℃−1時間、石英基板の場合は900℃−4時間行った。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed in hydrogen. In the case of the Si substrate, the temperature was 1100 ° C. for 1 hour, and in the case of the quartz substrate, the temperature was 900 ° C. for 4 hours. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
同時に第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the ion-implanted layer remaining on the first substrate side was then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面からH+ を20keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.1μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。 H + was ion-implanted from the surface of the first single crystal Si substrate at 20 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.1 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
表面の保護SiO2 層を剥離した後、単結晶Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 After peeling off the protective SiO 2 layer on the surface, single-crystal Si was epitaxially grown by 0.3 μm on the single-crystal Si by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により20nmのSiO2層を形成した。なお、この酸化膜は粘着性のフィルムを貼り付ける場合の保護として設けられる。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Further, a 20 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation. In addition, this oxide film is provided as protection when sticking an adhesive film.
表面に実施例3と同様にフィルムを貼り付けた後、実施例3と同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After the film was attached to the surface in the same manner as in Example 3, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 3.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side.
その後、フィルム側に残ったイオン注入層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、イオン注入層は選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the ion-implanted layer remaining on the film side was selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the ion implantation layer was selectively removed by using the single crystal Si as an etch stop material and completely removed.
エッチングにより表出した単結晶Si層表面と別に用意した石英基板の表面と貼り合わせた。 The surface of the single crystal Si layer exposed by etching was bonded to the surface of a quartz substrate prepared separately.
その後フィルムをエッチングで除去することにより石英基板に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 Thereafter, the film was removed by etching to form a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm on the quartz substrate. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で熱処理を900℃−4時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed in hydrogen at 900 ° C. for 4 hours. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
同時に第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the ion-implanted layer remaining on the first substrate side was then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.3 μm on the first single-crystal Si substrate by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
エピタキシャルSi層の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
H + was ion-implanted from the surface of the epitaxial Si layer at 40 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により20nmのSiO2層を形成した。なお、この酸化膜は粘着性のフィルムを貼り付ける場合の保護として設けられる。 Further, a 20 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation. In addition, this oxide film is provided as protection when sticking an adhesive film.
SiO2 表面に実施例3と同様にフィルムを貼り付けた後、実施例3と同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 3, the film was peeled off from the wafer in the same manner as in Example 3.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。次いでこれ以降の工程を実施例22と同様に行った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side. Subsequently, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 22.
こうして得られた基板の表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 When the surface roughness of the substrate thus obtained was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
同時に第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 At the same time, the ion-implanted layer remaining on the first substrate side was then selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。 H + was ion-implanted from the surface of the first single crystal Si substrate at 40 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
表面に実施例3と同様にフィルムを貼り付けた後、同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the surface in the same manner as in Example 3, the film was similarly peeled off from the wafer.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層がウエハから分離された。 As a result, the wafer was separated from the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, single crystal Si layer, and ion implantation layer were separated from the wafer on the film side.
その後、フィルム側に残ったイオン注入層を49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。そうすると、単結晶Siはエッチングされずに残り、単結晶Siをエッチ・ストップの材料として、イオン注入層は選択エッチングされ、完全に除去された。 Thereafter, the ion-implanted layer remaining on the film side was selectively etched while being stirred with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. As a result, the single crystal Si remained without being etched, and the ion implantation layer was selectively removed by using the single crystal Si as an etch stop material and completely removed.
フィルムを上記多層膜から剥がした後、表出したSiO2 層表面と別に用意したSi基板(第2の基板)の表面とを貼り合わせた。 After peeling the film from the multilayer film, the exposed SiO 2 layer surface and the surface of a separately prepared Si substrate (second substrate) were bonded together.
これにより、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
酸化膜は、第1基板の表面でなく、第2の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形成しても同様の結果が得られた。 Similar results were obtained when the oxide film was formed not on the surface of the first substrate but on the surface of the second substrate, or on both surfaces.
また、第1の基板側に残ったイオン注入層もその後、49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪はんしながら選択エッチングした。その後、水素アニール、あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第1の基板あるいは第2の基板として再投入することができた。 The ion implantation layer remaining on the first substrate side was then selectively etched while stirring with a mixed solution of 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. After that, surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing was performed, and it was possible to input again as the first substrate or the second substrate.
第1の単結晶Si基板の表面からH+ を20keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.1μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。 H + was ion-implanted from the surface of the first single crystal Si substrate at 20 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.1 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
表面の保護SiO2 層を剥離した後、単結晶Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 After peeling off the protective SiO 2 layer on the surface, single-crystal Si was epitaxially grown by 0.3 μm on the single-crystal Si by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により200nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Further, a 200 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
表面に実施例2で使用したフィルムを貼り付けた後、同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After the film used in Example 2 was attached to the surface, the film was similarly peeled off from the wafer.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。次に、これ以降の工程を実施例24と同様に行った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side. Next, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 24.
そうしたところ、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
第1の単結晶Si基板上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.3 μm on the first single-crystal Si substrate by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
エピタキシャルSi層の表面からH+ を40keVで5×1016cm-2イオン注入した。表面の0.2μmほどは、単結晶が保たれていた。この場合、表面にあらかじめSiO2 層を形成しておいた方がイオン注入による表面荒れを防ぐという観点からはよい。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
H + was ion-implanted from the surface of the epitaxial Si layer at 40 keV at 5 × 10 16 cm −2 . The single crystal was maintained about 0.2 μm on the surface. In this case, it is better to form a SiO 2 layer on the surface in advance from the viewpoint of preventing surface roughness due to ion implantation.
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により200nmのSiO2層を形成した。 Further, a 200 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
表面に実施例2と同様にフィルムを貼り付けた後、同様にフィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was attached to the surface in the same manner as in Example 2, the film was similarly peeled off from the wafer.
これによって、イオン注入層を境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2層と単結晶Si層とイオン注入層が残った。次にこれ以降の工程を実施例24と同様に行った。 As a result, the wafer was separated with the ion implantation layer as a boundary, and the SiO 2 layer, the single crystal Si layer, and the ion implantation layer remained on the film side. Next, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 24.
これにより、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
本実施例では図15に示すプロセスにより単結晶シリコン層をテフゼルフィルム(デュポン社製 透明フィルム)に転写して太陽電池を形成した例を示す。 In this example, a solar cell is formed by transferring a single crystal silicon layer to a Tefzel film (DuPont transparent film) by the process shown in FIG.
500μm厚の単結晶シリコンウエハの表面にBCl3 を熱拡散源として1200℃の温度でBの熱拡散を行ってp+ 層を形成し、3μm程度の拡散層を得た(図15(a))。次にHF溶液中で表8の条件で陽極化成を行い、ウエハ上に多孔質シリコン層を形成した(図15(b))。即ち、最初5mA/cm2 の低電流で2.5分化成した後、ゆっくりと電流レベルを上げて行き、30秒で30mA/cm2 に達したところで化成を終えた。 On the surface of a single crystal silicon wafer having a thickness of 500 μm, B diffusion was performed at a temperature of 1200 ° C. using BCl 3 as a thermal diffusion source to form a p + layer to obtain a diffusion layer of about 3 μm (FIG. 15A). ). Next, anodization was performed in the HF solution under the conditions shown in Table 8 to form a porous silicon layer on the wafer (FIG. 15B). That is, after the chemical 2.5 minutes with a low current of the first 5mA / cm 2, go slowly raising the current level, finished the conversion was reached to 30mA / cm 2 in 30 seconds.
多孔質シリコン層表面に通常の熱CVD装置により表9の形成条件でエピタキシャル成長を行いシリコン層(単結晶)の膜厚を30μmとした。
Epitaxial growth was performed on the surface of the porous silicon layer using the usual thermal CVD apparatus under the conditions shown in Table 9, and the film thickness of the silicon layer (single crystal) was set to 30 μm.
このとき、成長の初期に数百ppm程度のB2 H6 を添加してp+ 層を1μm形成した後、続けてB2 H6 の量を0.数ppm〜数ppm程度として成長シリコン層をp-型にするとともに、さらに成長の終わりでB2 H6 に代えてPH3を数百ppm程度添加してn+ 層を0.2μm形成して接合を形成した(図15(c))。
At this time, several hundred ppm of B 2 H 6 was added at the initial stage of growth to form a p + layer of 1 μm, and then the amount of B 2 H 6 was changed to 0. The growth silicon layer is made p − type at several ppm to several ppm, and at the end of growth, PH 3 is added at several hundred ppm instead of B 2 H 6 to form an n + layer of 0.2 μm. A junction was formed (FIG. 15C).
成長終了後にn+ 層の上にEB(Electron Beam)蒸着によりITO透明導電膜(82nm)/集電電極(Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm))を形成して予め太陽電池構造を作製した後(図15(d))、厚さ80μmのテフゼルフィルムの片面に透明の接着剤を10〜30μm厚で塗り、この面を上述のウエハの透明導電膜/集電電極面に密着させて貼り合わせた(図15(e))。 After completion of the growth, an ITO transparent conductive film (82 nm) / collecting electrode (Ti / Pd / Ag (400 nm / 200 nm / 1 μm)) is formed on the n + layer by EB (Electron Beam) vapor deposition to previously form a solar cell structure. After fabrication (FIG. 15 (d)), a transparent adhesive is applied to one side of a 80 μm thick Tefzel film with a thickness of 10 to 30 μm, and this surface is in close contact with the transparent conductive film / collecting electrode surface of the wafer described above. And bonded together (FIG. 15 (e)).
充分接着剤が硬化したところで、固着したテフゼルフィルムとウエハに対して、ウエハの接着していない側の面を真空チャック(図示せず)で固定しておき、テフゼルフィルムの一方の端から力を作用させ、テフゼルフィルムの可撓性を利用してウエハのエッジから両者を徐々に引き剥がしてpeelingを行う。このようにしてシリコン層をウエハから剥離してテフゼルフィルム上に転写させた(図15(f))。 When the adhesive is fully cured, the non-bonded surface of the wafer is fixed to the fixed Tefzel film and wafer with a vacuum chuck (not shown). A force is applied to peel off the wafer from the edge of the wafer using the flexibility of the Tefzel film. In this way, the silicon layer was peeled off from the wafer and transferred onto the Tefzel film (FIG. 15 (f)).
シリコンウエハから剥離したシリコン層上に残っている多孔質層を、弗酸と過酸化水素水および純水との混合液で攪拌しながら選択エッチングした。シリコン層はエッチングされずに残り、多孔質層のみが完全に除去された。 The porous layer remaining on the silicon layer peeled off from the silicon wafer was selectively etched while stirring with a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution and pure water. The silicon layer remained unetched and only the porous layer was completely removed.
得られたテフゼルフィルム上のシリコン層の裏面にスパッタ法によりAlを0.1μm付けて裏面電極とした(図15(g))。 The back surface of the silicon layer on the obtained Tefzel film was sputtered with 0.1 μm of Al to form a back electrode (FIG. 15G).
このようにして得られたテフゼル上薄膜単結晶シリコン太陽電池について、テフゼルフィルム側からAM1.5(100mW/cm2 )光照射したときのI−V特性について測定したところ、セル面積6cm2 で開放電圧0.59V、短絡光電流34mA/cm2 、曲線因子0.79となり、エネルギー変換効率15.8%を得た。 The IV characteristics when the AM 1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation was measured from the Tefzel film side for the thin film on the Tefzel thin-film single crystal silicon solar cell thus obtained was 6 cm 2 in cell area. The open-circuit voltage was 0.59 V, the short-circuit photocurrent was 34 mA / cm 2 , and the fill factor was 0.79, resulting in an energy conversion efficiency of 15.8%.
また、剥離後のシリコンウエハ上に残存する多孔質層についても上述と同様にしてエッチングにより除去し、平滑な面を出した(図15(h))。こうして得られた再生ウエハを用いて上述の工程を繰り返すことにより高品質な半導体層を有する薄膜単結晶太陽電池が複数個得られた。 Further, the porous layer remaining on the peeled silicon wafer was also removed by etching in the same manner as described above to give a smooth surface (FIG. 15 (h)). A plurality of thin-film single crystal solar cells having a high-quality semiconductor layer were obtained by repeating the above-described steps using the reclaimed wafer thus obtained.
本実施例では図16に示すプロセスにより単結晶シリコン層を一旦樹脂フィルムに転写した後、再度シリコン層を第2の基体上に転写して太陽電池を形成する例について示す。 In this embodiment, an example is shown in which a single crystal silicon layer is once transferred to a resin film by the process shown in FIG. 16, and then the silicon layer is transferred again onto a second substrate to form a solar cell.
500μm厚の単結晶シリコンウエハの表面にBCl3 を熱拡散源として1200℃の温度でBの熱拡散を行ってp+ 層を形成し、3μm程度の拡散層を得た(図16(a))。次にHF溶液中で表10の条件で陽極化成を行い、ウエハ上に多孔質シリコン層を形成した(図16(b))。即ち、最初5mA/cm2 の低電流で2.5分化成した後、ゆっくりと電流レベルを上げて行き、30秒で30mA/cm2 に達したところで化成を終えた。 On the surface of a single crystal silicon wafer having a thickness of 500 μm, B + 3 was thermally diffused at a temperature of 1200 ° C. using BCl 3 as a thermal diffusion source to form a p + layer to obtain a diffusion layer of about 3 μm (FIG. 16A). ). Next, anodization was performed in the HF solution under the conditions shown in Table 10 to form a porous silicon layer on the wafer (FIG. 16B). That is, after the chemical 2.5 minutes with a low current of the first 5mA / cm 2, go slowly raising the current level, finished the conversion was reached to 30mA / cm 2 in 30 seconds.
多孔質シリコン層表面に通常の熱CVD装置により表11の形成条件でエピタキシャル成長を行いシリコン層(単結晶)の膜厚を40μmとした。
Epitaxial growth was performed on the surface of the porous silicon layer with the usual thermal CVD apparatus under the conditions shown in Table 11, and the film thickness of the silicon layer (single crystal) was set to 40 μm.
このとき、成長の初期に数百ppm程度のB2 H6 を添加してp+ 層を1μm形成した後、続けてB2 H6 の量を0.数ppm〜数ppm程度として成長シリコン層をp-型にするとともに、さらに成長の終わりでB2 H6 に代えてPH3を数百ppm程度添加してn+ 層を0.2μm形成して接合を形成した(図16(c))。
At this time, several hundred ppm of B 2 H 6 was added at the initial stage of growth to form a p + layer of 1 μm, and then the amount of B 2 H 6 was changed to 0. The growth silicon layer is made p − type at several ppm to several ppm, and at the end of growth, PH 3 is added at several hundred ppm instead of B 2 H 6 to form an n + layer of 0.2 μm. A bond was formed (FIG. 16C).
厚さ90μmのUV硬化型粘着フィルムの粘着面を、上述のウエハのn+層に密着させて貼り合わせた(図16(d))。 The pressure-sensitive adhesive surface of the 90 μm-thick UV curable pressure-sensitive adhesive film was adhered and adhered to the n + layer of the wafer (FIG. 16D).
固着した粘着フィルムとウエハに対して、ウエハの接着していない側の面を真空チャック(図示せず)で固定しておき、粘着フィルムの一方の端から力を作用させ、粘着フィルムの可撓性を利用してウエハのエッジから両者を徐々に引き剥がしてpeelingを行う。このようにしてシリコン層をウエハから剥離して粘着フィルム上に転写させた(図16(e))。 The surface of the wafer that is not bonded is fixed to the adhered adhesive film and the wafer with a vacuum chuck (not shown), and a force is applied from one end of the adhesive film to flex the adhesive film. Peeling is performed by gradually peeling them from the edge of the wafer. In this way, the silicon layer was peeled from the wafer and transferred onto the adhesive film (FIG. 16 (e)).
シリコンウエハから剥離したシリコン層上に残っている多孔質層を、弗酸と過酸化水素水および純水との混合液で攪拌しながら選択エッチングした。シリコン層はエッチングされずに残り、多孔質層のみが完全に除去された。 The porous layer remaining on the silicon layer peeled off from the silicon wafer was selectively etched while stirring with a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution and pure water. The silicon layer remained unetched and only the porous layer was completely removed.
得られた粘着フィルム上のシリコン層の裏面にスパッタ法によりAgを0.1μm付けて裏面電極とした(図16(f))。錫/鉛半田を盛ったSUS製のバッキングプレートを上述のシリコン層の裏面電極面に接触させて、この状態で熱を加えて半田を溶かしてバッキングプレートとシリコン層を固着させた(図16(g))。 A back electrode was formed by applying 0.1 μm of Ag to the back surface of the silicon layer on the obtained adhesive film by sputtering (FIG. 16F). A backing plate made of SUS made of tin / lead solder was brought into contact with the back electrode surface of the silicon layer, and in this state, the solder was melted by applying heat to fix the backing plate and the silicon layer (FIG. 16 ( g)).
最後にシリコン層の表面に付いている粘着フィルムに紫外線を照射して粘着性を低くしてシリコン層から剥がした後、n+層の上にEB(Electron Beam)蒸着によりITO透明導電膜(82nm)/集電電極(Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm))を形成した(図16(h))。 Finally, the adhesive film attached to the surface of the silicon layer is irradiated with ultraviolet rays to lower the adhesive property and peeled off from the silicon layer. Then, an ITO transparent conductive film (82 nm) is deposited on the n + layer by EB (Electron Beam) deposition. ) / Collecting electrode (Ti / Pd / Ag (400 nm / 200 nm / 1 μm)) was formed (FIG. 16H).
このようにして2回転写により得られた薄膜単結晶シリコン太陽電池について、AM1.5(100mW/cm2 )光照射下のI−V特性について測定したところ、セル面積6cm2 で開放電圧0.6V、短絡光電流34mA/cm2 、曲線因子0.78となり、エネルギー変換効率15.9%を得た。 This way, the thin-film single crystal silicon solar cell obtained by double transfer, AM1.5 (100mW / cm 2) was measured for the I-V characteristic under irradiation with light, open-circuit voltage in the cell area 6 cm 2 0. 6V, short-circuit photocurrent 34 mA / cm 2 , fill factor 0.78, and energy conversion efficiency of 15.9% was obtained.
また、剥離後のシリコンウエハ上に残存する多孔質層についても上述と同様にしてエッチングにより除去し、平滑な面を出した(図16(i))。こうして得られた再生ウエハを用いて上述の工程を繰り返すことにより高品質な半導体層を有する薄膜単結晶太陽電池が複数個得られた。 Further, the porous layer remaining on the peeled silicon wafer was also removed by etching in the same manner as described above to give a smooth surface (FIG. 16 (i)). A plurality of thin-film single crystal solar cells having a high-quality semiconductor layer were obtained by repeating the above-described steps using the reclaimed wafer thus obtained.
本実施例では図12に示すプロセスにより金属級シリコン基板上に形成したシリコン層をポリイミドフィルムに転写して太陽電池を形成した例を示す。 In this example, a solar cell is formed by transferring a silicon layer formed on a metal grade silicon substrate to a polyimide film by the process shown in FIG.
なお、金属級シリコンとは不純物濃度が1ppm〜2%程度の範囲含まれるシリコンをいう。 Metal grade silicon refers to silicon having an impurity concentration in the range of about 1 ppm to 2%.
純度98%の金属級シリコンを原料としてCZ(Czochralski)法によりインゴットを引き上げ、0.5mm厚のウエハ状にスライスし、表面を鏡面研磨して金属級シリコン基板を作製した。作製した金属級シリコン基板の表面付近の元素分析を行ったところ、表12の結果を得た。 An ingot was pulled up by a CZ (Czochralski) method using metal grade silicon with a purity of 98%, sliced into a 0.5 mm thick wafer, and the surface was mirror-polished to produce a metal grade silicon substrate. When elemental analysis in the vicinity of the surface of the produced metal grade silicon substrate was performed, the results shown in Table 12 were obtained.
また、金属級シリコン基板の結晶粒径は数mm〜数cmであり、比抵抗は0.05Ω・cm(p型)であった(図12(a))。
The crystal grain size of the metal grade silicon substrate was several mm to several cm, and the specific resistance was 0.05 Ω · cm (p-type) (FIG. 12A).
次にHF溶液中で表13の条件で陽極化成を行い、金属級シリコン上に多孔質シリコン層を形成した(図12(b))。即ち、最初2mA/cm2 の低電流で2分化成した後、ゆっくりと電流レベルを上げて行き、1分で25mA/cm2に達し、さらにこの電流レベルで6秒保持したところで化成を終えた。 Next, anodization was performed in the HF solution under the conditions shown in Table 13 to form a porous silicon layer on the metal grade silicon (FIG. 12B). That is, after two differentiation at low current of 2 mA / cm 2 at first, the current level was slowly increased to reach 25 mA / cm 2 in 1 minute, and then the formation was finished when this current level was held for 6 seconds. .
多孔質シリコン層表面に通常の熱CVD装置により表14の形成条件で結晶成長を行いシリコン層(多結晶)の膜厚を30μmとした。
Crystal growth was performed on the surface of the porous silicon layer by a normal thermal CVD apparatus under the formation conditions shown in Table 14, and the film thickness of the silicon layer (polycrystal) was set to 30 μm.
このとき、成長中に微量のB2H6 (0.数ppm〜数ppm程度)を添加して成長シリコン層をp- 型にするとともに、成長の終わりでB2H6 の量を増大させて(数百ppm程度)p+ 層を形成した(図12(c)、(d))。 At this time, a small amount of B 2 H 6 (about several ppm to several ppm) is added during the growth to make the grown silicon layer p - type, and the amount of B 2 H 6 is increased at the end of the growth. (About several hundred ppm) p + layer was formed (FIGS. 12C and 12D).
厚さ50μmのポリイミドフィルムの片面にスクリーン印刷により銅ペーストを10〜30μm厚で塗り、この面を上述の金属級シリコン基板のp+ シリコン層面に密着させて貼り合わせた。
A copper paste was applied to one side of a polyimide film having a thickness of 50 μm by screen printing to a thickness of 10 to 30 μm, and this side was brought into close contact with the p + silicon layer surface of the metal grade silicon substrate described above.
この状態でオーブンに入れて360℃、20分の条件で銅ペーストの焼成を行うとともにポリイミドフィルムとウエハとを固着させた(図12(e))。 In this state, the copper paste was baked under conditions of 360 ° C. for 20 minutes in an oven, and the polyimide film and the wafer were fixed (FIG. 12E).
固着したポリイミドフィルムとウエハに対して、ウエハの接着していない側の面を真空チャック(図示せず)で固定しておき、ポリイミドフィルムの一方の端から力を作用させ、ポリイミドフィルムの可撓性を利用してウエハのエッジから両者を徐々に引き剥がしてpeelingを行う。このようにしてシリコン層を金属級シリコン基板から剥離してポリイミドフィルム上に転写させた(図12(f))。 The surface of the bonded polyimide film and the wafer is fixed with a vacuum chuck (not shown) on the non-bonded side of the wafer, and a force is applied from one end of the polyimide film to flex the polyimide film. Peeling is performed by gradually peeling them from the edge of the wafer. In this way, the silicon layer was peeled off from the metal grade silicon substrate and transferred onto the polyimide film (FIG. 12 (f)).
金属級シリコン基板から剥離したシリコン層上に残っている多孔質層を、弗酸と過酸化水素水および純水との混合液で攪拌しながら選択エッチングした。シリコン層はエッチングされずに残り、多孔質層のみが完全に除去された。 The porous layer remaining on the silicon layer peeled off from the metal grade silicon substrate was selectively etched while stirring with a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide solution and pure water. The silicon layer remained unetched and only the porous layer was completely removed.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、シリコン層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the silicon layer and that good crystallinity was maintained.
得られたポリイミドフィルム上のシリコン層の表面を弗酸/硝酸系のエッチング液でエッチングして清浄化を行った後、シリコン層の上に通常のプラズマCVD装置により、前述した表3に示す条件でn型μc−Si層を200Å堆積させた(図12(g))。 After cleaning the surface of the silicon layer on the obtained polyimide film with a hydrofluoric acid / nitric acid-based etchant, the conditions shown in Table 3 above were performed on the silicon layer by a normal plasma CVD apparatus. Then, 200 n-type μc-Si layer was deposited (FIG. 12G).
最後にμc−Si層の上にEB蒸着によりITO透明導電膜(82nm)/集電電極(Ti/Pd/Ag(400nm/200nm/1μm))を形成して太陽電池とした(図12(h))。 Finally, an ITO transparent conductive film (82 nm) / collecting electrode (Ti / Pd / Ag (400 nm / 200 nm / 1 μm)) was formed on the μc-Si layer by EB vapor deposition to obtain a solar cell (FIG. 12 (h )).
このようにして得られたポリイミド上薄膜多結晶シリコン太陽電池についてAM1.5(100mW/cm2 )光照射下でのI−V特性について測定したところ、セル面積6cm2 で開放電圧0.57V、短絡光電流32mA/cm2 、曲線因子0.77となり、エネルギー変換効率14%を得た。 When the IV characteristics under AM1.5 (100 mW / cm 2 ) light irradiation of the thin film polycrystalline silicon solar cell on polyimide thus obtained were measured, the open area voltage was 0.57 V with a cell area of 6 cm 2 . The short-circuit photocurrent was 32 mA / cm 2 , the fill factor was 0.77, and an energy conversion efficiency of 14% was obtained.
また、剥離後のシリコンウエハ上に残存する多孔質層についても上述と同様にしてエッチングにより除去し、平滑な面を出した(図12(i))。こうして得られた再生ウエハを用いて上述の工程を繰り返すことにより高品質な半導体層を有する薄膜多結晶太陽電池が複数個得られた。 Further, the porous layer remaining on the peeled silicon wafer was also removed by etching in the same manner as described above to give a smooth surface (FIG. 12 (i)). A plurality of thin-film polycrystalline solar cells having a high-quality semiconductor layer were obtained by repeating the above-described steps using the reclaimed wafer thus obtained.
第1の単結晶Si基板の表面層をHF溶液中において陽極化成を行った。 The surface layer of the first single crystal Si substrate was anodized in an HF solution.
陽極化成条件は以下の通りであった。 The anodizing conditions were as follows.
電流密度:7(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:4(min)
多孔質Siの厚み:4.5(μm)
さらに、
電流密度:30(mA・cm-2)
陽極化成溶液:HF:H2 O:C2 H5 OH=1:1:1
時間:1(min)
多孔質Siの厚み:〜4(μm)
この陽極化成により、30(mA・cm-2)による多孔質Si層の多孔度(porosity)は大きくなり、構造的に脆弱な層が形成された。
Current density: 7 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 4 (min)
Porous Si thickness: 4.5 (μm)
further,
Current density: 30 (mA · cm −2 )
Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1
Time: 1 (min)
Thickness of porous Si: ~ 4 (μm)
By this anodization, the porosity of the porous Si layer by 30 (mA · cm −2 ) was increased, and a structurally fragile layer was formed.
この基板を酸素雰囲気中400℃で1時間酸化した。この酸化により多孔質Siの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。 This substrate was oxidized in an oxygen atmosphere at 400 ° C. for 1 hour. By this oxidation, the inner walls of the porous Si holes were covered with a thermal oxide film.
この熱処理は、あらかじめ低い温度で熱処理を行い孔の側壁に薄い酸化膜(多孔質層としての単結晶性は維持されている)を形成して孔の再配列を防止し、多孔質層の構造を安定化させるためのものである。 This heat treatment is performed in advance at a low temperature to form a thin oxide film on the side walls of the pores (single crystallinity as a porous layer is maintained) to prevent the rearrangement of the pores. It is for stabilizing.
次いで、この基板の多孔質層が形成された側の最表面を1.25%のHF溶液に浸して最表面に形成された薄い酸化膜を除去した。こうして得られた基板に今度は、H2 を230l/min流しながら1050℃、760Torrの条件で1分間の熱処理を施すと共に、さらにSiH4 を50sccm添加した条件で5分間の熱処理を施した。 Next, the outermost surface of the substrate on which the porous layer was formed was immersed in a 1.25% HF solution to remove the thin oxide film formed on the outermost surface. The substrate thus obtained was subjected to heat treatment for 1 minute under the conditions of 1050 ° C. and 760 Torr while flowing H 2 at 230 l / min, and further for 5 minutes under the condition of adding 50 sccm of SiH 4 .
これは、シリコン原子を含有する原料ガスを微量、成膜チャンバー内に流すことで非常にゆっくりとした速度でシリコン膜を形成し、多孔質シリコン層の孔の最表面を閉塞させるためのものである。 This is to form a silicon film at a very slow rate by flowing a small amount of source gas containing silicon atoms into the film forming chamber and to block the outermost surface of the pores of the porous silicon layer. is there.
次いで、多孔質Si上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により単結晶Siを0.3μmエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りである。 Next, single-crystal Si was epitaxially grown on the porous Si by 0.3 μm by CVD (Chemical Vapor Deposition). The growth conditions are as follows.
ソースガス:SiH2 Cl2 /H2
ガス流量:0.5/180 l/min
ガス圧力:80Torr
温度:950℃
成長速度:0.3μm/min
さらに、このエピタキシャルSi層表面に熱酸化により200nmのSiO2層を形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2
Gas flow rate: 0.5 / 180 l / min
Gas pressure: 80 Torr
Temperature: 950 ° C
Growth rate: 0.3 μm / min
Further, a 200 nm SiO 2 layer was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.
SiO2 表面に実施例8と同様にフィルムを貼り付けた後、フィルムをウエハから引き剥がした。 After a film was applied to the SiO 2 surface in the same manner as in Example 8, the film was peeled off from the wafer.
これによって、下層の脆弱な多孔質Siを境にウエハが分離されフィルム側に、SiO2 層とエピタキシャル層と多孔質Si層が残った。 As a result, the wafer was separated from the lower brittle porous Si as a boundary, and the SiO 2 layer, the epitaxial layer, and the porous Si layer remained on the film side.
次いでこれ以降の工程は、実施例8と同様に行った。 Subsequently, the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 8.
これにより、Si酸化膜上に0.2μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。形成された単結晶Si層の膜厚を面内全面について100点を測定したところ、膜厚の均一性は201nm±6nmであった。 As a result, a single crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm was formed on the Si oxide film. When the film thickness of the formed single crystal Si layer was measured at 100 points over the entire surface, the uniformity of the film thickness was 201 nm ± 6 nm.
さらに水素中で1100℃で熱処理を1時間施した。表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、5μm角の領域での平均2乗粗さはおよそ0.2nmで通常市販されているSiウエハと同等であった。 Further, heat treatment was performed at 1100 ° C. in hydrogen for 1 hour. When the surface roughness was evaluated with an atomic force microscope, the mean square roughness in a 5 μm square region was about 0.2 nm, which was equivalent to a commercially available Si wafer.
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。 As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the Si layer and that good crystallinity was maintained.
本発明は、半導体集積回路や、太陽電池、半導体レーザー、発光ダイオード等の半導体素子やSOI基板を形成する為の半導体部材の製造方法に適用される。 The present invention is applied to a semiconductor integrated circuit, a semiconductor element such as a solar cell, a semiconductor laser, and a light emitting diode, and a method for manufacturing a semiconductor member for forming an SOI substrate.
101,201,301,401,501,601,701,801 Si基板
102,202,402,802,803 多孔質層
103,204,304,405,505,606,705,808,809 薄膜フィルム
203,303,403,503,603,604,702,804,805 非多孔質層(非多孔質薄膜)
302,502,602,704 イオン注入層
404,504,605,703,806,807 絶縁層
406,506,607,706,810,811 第2の基板
1201,1301,1401,1501,1601 結晶基板
1202,1202a,1202b,1302,1302a,1302b,1402,1502,1502a,1502b,1602,1602a,1602b 多孔質層
1103,1203,1303,1503,1603 活性層
1104,1204,1304,1504,1604 p+ 層(またはn+ 層)
1106,1206,1306,1506,1606 n+ 層(またはp+ 層)
1107,1207,1307,1508,1611 反射防止層(透明導電層)
1108,1208,1308,1509,1612 集電電極
1109,1209,1309,1510,1608 裏面電極
1403 n+ GaAs
1404 n+ Alx Ga1-x As
1405 n Al0.37Ga0.63As
1406 p Al0.37Ga0.63As
1407 p+ Alx Ga1-x As
1408 p Al0.37Ga0.63As
1409 n+ Alx Ga1-x As
1410 n Al0.37Ga0.63As
1411 n+ Al0.9 Ga0.1 As
1412 nGaAs
1413 pGaAs
1506 透明フィルム
1507 接着層
1606 UV硬化型フィルム
1607 粘着層
101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801 Si substrate 102, 202, 402, 802, 803 Porous layer 103, 204, 304, 405, 505, 606, 705, 808, 809 Thin film 203, 303,403,503,603,604,702,804,805 Non-porous layer (non-porous thin film)
302, 502, 602, 704 Ion implantation layer 404, 504, 605, 703, 806, 807 Insulating layer 406, 506, 607, 706, 810, 811 Second substrate 1201, 1301, 1401, 1501, 1601 Crystal substrate 1202 , 1202a, 1202b, 1302, 1302a, 1302b, 1402, 1502, 1502a, 1502b, 1602, 1602a, 1602b porous layer 1103, 1203, 1303, 1503, 1603 active layer 1104, 1204, 1304, 1504, 1604 p + layer (Or n + layer)
1106, 1206, 1306, 1506, 1606 n + layer (or p + layer)
1107, 1207, 1307, 1508, 1611 Antireflection layer (transparent conductive layer)
1108, 1208, 1308, 1509, 1612 Current collecting electrode 1109, 1209, 1309, 1510, 1608 Back electrode 1403 n + GaAs
1404 n + Al x Ga 1-x As
1405 n Al 0.37 Ga 0.63 As
1406 p Al 0.37 Ga 0.63 As
1407 p + Al x Ga 1-x As
1408 p Al 0.37 Ga 0.63 As
1409 n + Al x Ga 1-x As
1410 n Al 0.37 Ga 0.63 As
1411 n + Al 0.9 Ga 0.1 As
1412 nGaAs
1413 pGaAs
1506 Transparent film 1507 Adhesive layer 1606 UV curable film 1607 Adhesive layer
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004314042A JP3927977B2 (en) | 1996-12-18 | 2004-10-28 | Manufacturing method of semiconductor member |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35434296 | 1996-12-18 | ||
JP2004314042A JP3927977B2 (en) | 1996-12-18 | 2004-10-28 | Manufacturing method of semiconductor member |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34640897A Division JP3962465B2 (en) | 1996-12-18 | 1997-12-16 | Manufacturing method of semiconductor member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005101630A true JP2005101630A (en) | 2005-04-14 |
JP3927977B2 JP3927977B2 (en) | 2007-06-13 |
Family
ID=34466539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004314042A Expired - Fee Related JP3927977B2 (en) | 1996-12-18 | 2004-10-28 | Manufacturing method of semiconductor member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3927977B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006332655A (en) * | 2005-05-20 | 2006-12-07 | Commiss Energ Atom | Method of exfoliating thin film |
JP2008130884A (en) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | SOQ substrate and method for manufacturing SOQ substrate |
JP2009004741A (en) * | 2007-05-18 | 2009-01-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing SOI substrate and method for manufacturing semiconductor device |
JP2010262984A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Method for manufacturing SOI substrate having back surface treated by sandblasting |
KR20140027172A (en) * | 2011-03-29 | 2014-03-06 | 선파워 코포레이션 | Thin silicon solar cell and method of manufacture |
WO2017223296A1 (en) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | Crystal Solar Inc. | Semiconductor layer separation from single crystal silicon substrate by infrared irradiation of porous silicon separation layer |
CN112207709A (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 三星显示有限公司 | Chemical mechanical polishing apparatus and method and method of manufacturing display device |
-
2004
- 2004-10-28 JP JP2004314042A patent/JP3927977B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI411018B (en) * | 2005-05-20 | 2013-10-01 | Commissariat Energie Atomique | Method of fabricating thin films of semiconductor materials |
JP2006332655A (en) * | 2005-05-20 | 2006-12-07 | Commiss Energ Atom | Method of exfoliating thin film |
JP2008130884A (en) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | Shin Etsu Chem Co Ltd | SOQ substrate and method for manufacturing SOQ substrate |
US9059247B2 (en) | 2007-05-18 | 2015-06-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing SOI substrate and method for manufacturing semiconductor device |
JP2009004741A (en) * | 2007-05-18 | 2009-01-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Method for manufacturing SOI substrate and method for manufacturing semiconductor device |
JP2010262984A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Method for manufacturing SOI substrate having back surface treated by sandblasting |
US8288251B2 (en) | 2009-04-30 | 2012-10-16 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for preparing SOI substrate having backside sandblasted |
KR20140027172A (en) * | 2011-03-29 | 2014-03-06 | 선파워 코포레이션 | Thin silicon solar cell and method of manufacture |
JP2014509795A (en) * | 2011-03-29 | 2014-04-21 | サンパワー コーポレイション | Thin silicon solar cell and manufacturing method |
KR101912482B1 (en) | 2011-03-29 | 2018-10-26 | 선파워 코포레이션 | Thin silicon solar cell and method of manufacture |
WO2017223296A1 (en) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | Crystal Solar Inc. | Semiconductor layer separation from single crystal silicon substrate by infrared irradiation of porous silicon separation layer |
US10847421B2 (en) | 2016-06-24 | 2020-11-24 | Svagos Technik, Inc. | Semiconductor layer separation from single crystal silicon substrate by infrared irradiation of porous silicon separation layer |
CN112207709A (en) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 三星显示有限公司 | Chemical mechanical polishing apparatus and method and method of manufacturing display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3927977B2 (en) | 2007-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3962465B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor member | |
US6100166A (en) | Process for producing semiconductor article | |
US6221738B1 (en) | Substrate and production method thereof | |
US6350702B2 (en) | Fabrication process of semiconductor substrate | |
AU728331B2 (en) | Semiconductor substrate and method of manufacturing the same | |
US6054363A (en) | Method of manufacturing semiconductor article | |
JP3352340B2 (en) | Semiconductor substrate and method of manufacturing the same | |
JP3257624B2 (en) | Semiconductor member manufacturing method | |
US20030087503A1 (en) | Process for production of semiconductor substrate | |
EP0843346B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor article | |
KR19980042471A (en) | Manufacturing method of semiconductor article | |
US20030190794A1 (en) | Semiconductor substrate and process for producing the same using a composite member having porous layers and varying thickness and porosity | |
JP3697052B2 (en) | Substrate manufacturing method and semiconductor film manufacturing method | |
JP3927977B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor member | |
JP3542521B2 (en) | Method for producing semiconductor substrate and solar cell and anodizing apparatus | |
JP3293767B2 (en) | Semiconductor member manufacturing method | |
JP3754818B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor substrate | |
JP2002118242A (en) | Method for manufacturing semiconductor member | |
JP2001291851A (en) | Method for manufacturing semiconductor member | |
HK1002571A (en) | Fabrication process of a semiconductor substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070305 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100309 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110309 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120309 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130309 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140309 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |