JPH0536915A - Insulated gate type field effect transistor and semiconductor device using the same - Google Patents
Insulated gate type field effect transistor and semiconductor device using the sameInfo
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ及びそれを用いた半導体装置に係り、特に
絶縁ゲート型電界効果トランジスタが光透過性絶縁物基
体上に形成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタ及
びそれを用いた半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulated gate field effect transistor and a semiconductor device using the same, and particularly to an insulated gate field effect transistor in which an insulated gate field effect transistor is formed on a light transmissive insulator substrate. The present invention relates to an effect transistor and a semiconductor device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】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、
.誘電体分離が容易で高集積化が可能、.対放射線
耐性に優れている、.浮遊容量が低減され高速化が可
能、.ウエル工程が省略できる、.ラッチアップを
防止できる、.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。2. Description of the Related Art The formation of a single crystal Si semiconductor layer on an insulator is widely known as a silicon-on-insulator (SOI) technique, and is unattainable in a bulk Si substrate for producing an ordinary Si integrated circuit. Much research has been done because the device utilizing the SOI technology has an advantage. In other words, by using SOI technology,
. Dielectric isolation is easy and high integration is possible. Excellent radiation resistance ,. Stray capacitance is reduced and speedup is possible. The well process can be omitted. Latch-up can be prevented. Advantages such as a fully depleted field effect transistor can be obtained by thinning the film.
【0003】上記したようなデバイス特性上の多くの利
点を実現するために、ここ数十年に渡り、SOI構造の
形成方法について研究されてきている。この内容は、例
えば、 Special Issue: "Single-crystal silicon on n
on-single-crystal insulators"; edited by G.W.Culle
n, Journal of Crystal Growth, volume 63, no3, pp 4
29 〜590 (1983). にまとめられている。In order to realize the many advantages in device characteristics as described above, a method for forming an SOI structure has been researched for several decades. This content is, for example, Special Issue: "Single-crystal silicon on n
on-single-crystal insulators "; edited by GWCulle
n, Journal of Crystal Growth, volume 63, no3, pp 4
29-590 (1983).
【0004】また、古くは、単結晶サファイア基板上
に、SiをCVD(化学気相法)で、ヘテロエピタキシ
ーさせて形成するSOS(シリコン・オン・サファイ
ア)が知られており、最も成熟したSOI技術として一
応の成功を収めはしたが、Si層と下地サファイア基板
界面の格子不整合により大量の結晶欠陥、サファイア基
板からのアルミニュームのSi層への混入、そして何よ
りも基板の高価格と大面積化への遅れにより、その応用
の広がりが妨げられている。比較的近年には、サファイ
ア基板を使用せずにSOI構造を実現しようという試み
が行なわれている。この試みは、次の二つに大別され
る。
(1)Si単結晶基板を表面酸化後に、窓を開けてSi
基板を部分的に表出させ、その部分をシードとして横方
向へエピタキシャル成長させ、SiO2 上へSi単結晶
層を形成する(この場合には、SiO2 上にSi層の堆
積をともなう。)。
(2)Si単結晶基板そのものを活性層として使用し、
その下部にSiO2 を形成する(この方法は、Si層の
堆積をともなわない。)。Further, SOS (silicon on sapphire) formed by heteroepitaxy Si by CVD (chemical vapor deposition) on a single crystal sapphire substrate has been known for a long time, and is the most mature SOI. Although the technology was successful for the time being, a large number of crystal defects due to the lattice mismatch between the Si layer and the underlying sapphire substrate interface, the mixing of aluminum from the sapphire substrate into the Si layer, and above all, the high cost and large size of the substrate. The delay in making the area hinders its widespread application. In recent years, attempts have been made to realize an SOI structure without using a sapphire substrate. This attempt is roughly divided into the following two. (1) After the surface of the Si single crystal substrate is oxidized, a window is opened and Si is
The substrate is partially exposed and laterally epitaxially grown using the portion as a seed to form a Si single crystal layer on SiO 2 (in this case, Si layer is deposited on SiO 2 ). (2) Using the Si single crystal substrate itself as the active layer,
SiO 2 is formed thereunder (this method does not involve deposition of a Si layer).
【0005】これらの方法によって形成された絶縁物上
のシリコン層に種々の半導体素子及びそれらからなる集
積回路が作成されてきている。Various semiconductor devices and integrated circuits made of them have been formed on a silicon layer on an insulator formed by these methods.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとしている課題】上記(1)を実現
する手段として、CVD法により、直接、単結晶層Si
を横方向エピタキシャル成長させる方法、非晶質Siを
堆積して、熱処理により固相横方向エピタキシャル成長
させる方法、非晶質あるいは、多結晶Si層に電子線、
レーザー光等のエネルギービームを収束して照射し、溶
融再結晶により単結晶層をSiO2 上に成長させる方
法、そして、棒状ヒーターにより帯状に溶融領域を走査
する方法(Zone melting recrystallization) が知られ
ている。これらの方法にはそれぞれ一長一短があるが、
その制御性、生産性、均一性、品質に多大の問題を残し
ており、いまだに、工業的に実用化したものはない。た
とえば、CVD法は平坦薄膜化するには、犠牲酸化が必
要となり、固相成長法ではその結晶性が悪い。また、ビ
ームアニール法では、収束ビーム走査による処理時間
と、ビームの重なり具合、焦点調整などの制御性に問題
がある。このうち、Zone Melting Recrystallization法
がもっとも成熟しており、比較的大規模な集積回路も試
作されてはいるが依然として、亜粒界等の結晶欠陥は、
多数残留しており、少数キャリヤーデバイスを作成する
にいたってない。また、いずれの方法もSi基板を必要
とするためガラスのような透明な非晶質絶縁物基板上に
良質なSi単結晶層は得られない。As means for realizing the above (1), a single crystal layer Si is directly formed by a CVD method.
Lateral epitaxial growth, amorphous Si deposition, and solid phase lateral epitaxial growth by heat treatment, electron beam on the amorphous or polycrystalline Si layer,
A method of converging and irradiating an energy beam such as a laser beam to grow a single crystal layer on SiO 2 by melting and recrystallization, and a method of scanning a melting region in a band shape with a rod heater (Zone melting recrystallization) are known. ing. Each of these methods has advantages and disadvantages,
There are still many problems in its controllability, productivity, uniformity, and quality, and none has been industrially put to practical use. For example, the CVD method requires sacrificial oxidation to achieve a flat thin film, and the solid phase growth method has poor crystallinity. Further, the beam annealing method has problems in processing time by convergent beam scanning, controllability such as beam overlapping and focus adjustment. Of these, the Zone Melting Recrystallization method is the most mature, and relatively large-scale integrated circuits have been prototyped, but crystal defects such as sub-grain boundaries still occur.
Majority remains and has not led to the creation of minority carrier devices. Moreover, since neither method requires a Si substrate, a good quality Si single crystal layer cannot be obtained on a transparent amorphous insulator substrate such as glass.
【0007】上記(2)の方法であるSi基板をエピタ
キシャル成長の種子として用いない方法に於ては、次の
3種類の方法が挙げられる。In the method (2) above, in which the Si substrate is not used as seeds for epitaxial growth, there are the following three types of methods.
【0008】.V型の溝が表面に異方性エッチングさ
れたSi単結晶基板に酸化膜を形成し、該酸化膜上に多
結晶Si層をSi基板と同じ程厚く堆積した後、Si基
板の裏面から研磨によって、厚い多結晶Si層上にV溝
に囲まれて誘電分離されたSi単結晶領域を形成する方
法である。この方法に於ては、結晶性は、良好である
が、多結晶Siを数百ミクロンも厚く堆積する工程と、
単結晶Si基板を裏面より研磨して分離したSi活性層
のみを残す工程とを要するために、制御性及び生産性の
点から問題がある。[0008] An oxide film is formed on a Si single crystal substrate in which V-shaped grooves are anisotropically etched on the surface, a polycrystalline Si layer is deposited on the oxide film to be as thick as the Si substrate, and then polished from the back surface of the Si substrate. Is a method for forming a Si single crystal region surrounded by V-grooves and dielectrically isolated on a thick polycrystalline Si layer. In this method, the crystallinity is good, but the step of depositing polycrystalline Si to a thickness of several hundreds of microns, and
This requires a step of polishing the single crystal Si substrate from the back surface to leave only the separated Si active layer, which is problematic in terms of controllability and productivity.
【0009】.サイモックス(SIMOX:Seperati
on by ion implanted oxygen) と称されるSi単結晶基
板中に酸素のイオン注入によりSiO2 層を形成する方
法であり、Siプロセスと整合性が良いため現在もっと
も成熟した方法である。しかしながら、SiO2 層形成
をするためには、酸素イオンを1018ions/cm2
以上も注入する必要があり、その注入時間は長大であ
り、生産性は高いとはいえず、また、ウエハーコストは
高い。更に、結晶欠陥は多く残存し、工業的に見て、少
数キャリヤーデバイスを作製できる充分な品質に至って
いない。[0009]. SIMOX: Seperati
This is a method of forming a SiO 2 layer by ion implantation of oxygen in a Si single crystal substrate called “on by ion implanted oxygen”, which is the most mature method at present because it has good compatibility with the Si process. However, in order to form the SiO 2 layer, oxygen ions are added at 10 18 ions / cm 2.
It is necessary to implant the above, the implantation time is long, the productivity cannot be said to be high, and the wafer cost is high. Further, many crystal defects remain, and from an industrial point of view, the quality is not sufficient to produce a minority carrier device.
【0010】.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である。この方法は、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型の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。[0010]. This is a method of forming an SOI structure by dielectric isolation by oxidation of porous Si. This method is
Ion implantation of N-type Si layer on the surface of type Si single crystal substrate (Imai et al., J. Crystal Growth, vol 63, 547 (1983)),
Alternatively, it is formed into an island shape by epitaxial growth and patterning, and only the P-type Si substrate is made porous by an anodization method in a HF solution so as to surround the Si island from the surface, and then the N-type Si island is increased by accelerated oxidation. It is a method of dielectric separation. This method has a problem that the separated Si region is determined before the device process, which may limit the degree of freedom in device design.
【0011】ところで、光透過性基板上に半導体素子を
形成することは、光受光素子であるコンタクトセンサ
ー、投影型液晶画像表示装置を構成するうえにおいて重
要である。さらに、センサーや表示装置の画素(絵素)
をより一層、高密度化、高解像度化、高精細化するに
は、極めて高性能な駆動素子が必要となる。又、画素を
切り替えるスイッチング素子とその駆動回路及び周辺回
路の端子数は膨大なものとなり、両者を別々に作成して
後の相互の接続はもはや機械的な接続では不可能な密度
となる。その結果、上記半導体素子及び、周辺駆動回路
は同一の基板内に同一のプロセスを経ることにより、作
成されることが望ましく、その相互間の接続は、通常の
集積回路内に行われているように導電性薄膜のパターニ
ングによって成されるべきものであり、そのことにより
初めて、高密度実装が可能となるのである。さらに作成
されるべき製品の高性能化という必然的な工業的要請か
ら光透過性基板上に設けられる素子としても優れた結晶
性を有する単結晶層を用いて作製されることが必要とな
る。By the way, forming a semiconductor element on a light-transmissive substrate is important in constructing a contact sensor, which is a light-receiving element, and a projection type liquid crystal image display device. In addition, pixels (pixels) of sensors and display devices
In order to achieve higher density, higher resolution, and higher definition, extremely high performance drive elements are required. In addition, the number of terminals of the switching element for switching the pixel and its drive circuit and peripheral circuit becomes enormous, and the connection between them after making them separately becomes a density that is no longer possible by mechanical connection. As a result, it is desirable that the semiconductor device and the peripheral drive circuit are formed in the same substrate by the same process, and the mutual connection is performed in a normal integrated circuit. Moreover, it should be formed by patterning a conductive thin film, and only then can high-density mounting be possible. Further, from the inevitable industrial demand for higher performance of products to be produced, it is necessary to produce a device provided on a light transmissive substrate by using a single crystal layer having excellent crystallinity.
【0012】しかしながら、ガラスに代表される光透過
性基板上には一般には、その結晶構造の無秩序性を反映
して、非晶質か、良くて、多結晶層しか形成されず、そ
の欠陥の多い結晶構造故に、要求されるあるいは今後要
求されるに十分な性能を持った駆動素子を作製すること
は困難であった。それは、基板の結晶構造が非晶質であ
ることによっており、単にSi層を堆積しても、良質な
単結晶層は得られない。光透過性基板上に半導体素子等
を形成する場合には、Si単結晶基板を用いる上記のい
ずれの方法を用いても光透過性基板上に良質な単結晶層
を得るという目的には不適当である。However, on a light-transmissive substrate typified by glass, in general, only a polycrystalline layer is formed, which is amorphous or good, reflecting the disorder of the crystal structure, and the defect Due to the large number of crystal structures, it has been difficult to fabricate a driving element having sufficient performance required or required in the future. This is due to the fact that the crystal structure of the substrate is amorphous, and simply depositing a Si layer will not yield a good-quality single crystal layer. When a semiconductor element or the like is formed on a light transmissive substrate, any of the above methods using a Si single crystal substrate is unsuitable for the purpose of obtaining a good quality single crystal layer on the light transmissive substrate. Is.
【0013】本発明は、上記したような問題点及び上記
したような要求に答え得る光透過性絶縁物基板上にある
良質な単結晶半導体層に形成できる集積回路の基本単位
である電界効果トランジスタ、及びそれらよりなる集積
回路を提供することを目的とする。The present invention is a field effect transistor which is a basic unit of an integrated circuit which can be formed on a high quality single crystal semiconductor layer on a light-transmitting insulator substrate which can meet the above problems and the above requirements. , And an integrated circuit comprising them.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の絶縁ゲート型電
界効果トランジスタは、絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの、少なくともチャネル領域を構成する単結晶層
が、多孔質化されたシリコン基体上の非多孔質単結晶層
の表面或いは、該非多孔質単結晶層の酸化表面を光透過
性基体に貼り合わせてのち、該多孔質化されたシリコン
基体を少なくとも湿式化学エッチングを含む工程により
除去して得られた、光透過性基体上の単結晶半導体層で
あることを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided an insulated gate field effect transistor comprising a non-porous silicon substrate on which a single crystal layer constituting at least a channel region of the insulated gate field effect transistor is made porous. Obtained by adhering the surface of a porous single crystal layer or the oxidized surface of the non-porous single crystal layer to a light-transmitting substrate, and then removing the porous silicon substrate by a step including at least wet chemical etching. Another feature is that it is a single crystal semiconductor layer on a light-transmitting substrate.
【0015】また、本発明の半導体装置は上記絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタを用いたものである。The semiconductor device of the present invention uses the above-mentioned insulated gate field effect transistor.
【0016】なお、ここで光透過性基体は、基体面に金
属電極,透明電極等を設けたものも含めるものとする。It should be noted that the light transmissive substrate includes a substrate provided with a metal electrode, a transparent electrode or the like on its surface.
【0017】[0017]
【作 用】多孔質シリコンの密度は単結晶Siに比べる
と、半分以下になるにもかかわらず、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。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ために、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。[Operation] Although the density of porous silicon is less than half that of single crystal Si, the single crystallinity is maintained, and it is possible to grow a single crystal Si layer epitaxially on top of the porous layer. It is possible. Further, since the porous layer has a large amount of voids formed therein, the density thereof is reduced to less than half. As a result, the surface area is dramatically increased as compared with the volume, so that the chemical etching rate is significantly increased as compared with the etching rate of a normal single crystal layer.
【0018】本発明は、このような多孔質シリコンの性
質を利用して、光透過性基体上に単結晶半導体層を作製
し、絶縁ゲート型電界効果トランジスタを作製するもの
である。すなわち、本発明は、多孔質化されたシリコン
基体上に結晶性の優れた非多孔質単結晶層を形成し、こ
の非多孔質単結晶層の表面又は該非多孔質単結晶層の酸
化表面を光透過性基体に貼り合わせてのち、通常の単結
晶層に比べてエッチング速度が増速されてなる該多孔質
化したシリコン基体を少なくとも湿式化学エッチングを
含む工程により、除去することで単結晶半導体層を作製
し、この単結晶半導体層を用いて絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ及びそれを用いた半導体装置を作製するも
のである。The present invention utilizes such properties of porous silicon to produce a single crystal semiconductor layer on a light-transmissive substrate to produce an insulated gate field effect transistor. That is, the present invention forms a non-porous single crystal layer with excellent crystallinity on a porous silicon substrate, the surface of the non-porous single crystal layer or the oxidized surface of the non-porous single crystal layer After being bonded to a light-transmissive substrate, the porous silicon substrate having an etching rate increased as compared with a normal single crystal layer is removed by a step including at least wet chemical etching to obtain a single crystal semiconductor. A layer is formed, and using this single crystal semiconductor layer, an insulated gate field effect transistor and a semiconductor device using the same are manufactured.
【0019】本発明においては、光透過可能な基体上に
形成された、経済性に優れて、大面積に渡り均一平坦
な、極めて優れた結晶性を有する、欠陥の著しく少ない
Si単結晶層上に素子が作成されるため、ソース、およ
びドレインの浮遊容量の低減された絶縁ゲート型電界効
果トランジスタを作製でき、高速動作が可能で、ラッチ
アップ現象等のない、耐放射線特性の優れた半導体装置
を提供することができる。In the present invention, on a Si single crystal layer formed on a light-transmissive substrate, which is excellent in economy, is uniform and flat over a large area, has extremely excellent crystallinity, and has extremely few defects. Since an element is formed in the semiconductor device, an insulated gate field effect transistor with reduced stray capacitance of the source and drain can be manufactured, high-speed operation is possible, a semiconductor device excellent in radiation resistance characteristics without latch-up phenomenon, etc. Can be provided.
【0020】[0020]
【実施態様例】以下、本発明の実施態様例を図面を参照
しながら詳述する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0021】図1は、本発明による半導体装置の一実施
例の概略的断面図である。同図において、基板1は、後
述するように多孔質Siを選択的に除去することによ
り、形成されたSiO2 よりなる光透過性基板(光透過
性基体となる)である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. In the figure, the substrate 1 is a light transmissive substrate (becomes a light transmissive substrate) made of SiO 2 formed by selectively removing porous Si as described later.
【0022】該基板1上には、Nチャネル電界効果トラ
ンジスタ2、Pチャネル電界効果トランジスタ3が形成
されており、両者の素子を互いに接続することにより相
補性電界効果型半導体装置が作製される。An N-channel field effect transistor 2 and a P-channel field effect transistor 3 are formed on the substrate 1, and a complementary field effect semiconductor device is manufactured by connecting both elements to each other.
【0023】以下、各トランジスタ2,3の作製工程を
単結晶半導体層を光透過性基板上に作製する工程より図
2,図3を用いて説明する。The steps of manufacturing the transistors 2 and 3 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3 from the step of manufacturing the single crystal semiconductor layer on the light transmissive substrate.
【0024】図2(a)〜(c)、及び図3(a)〜
(d)は本発明による半導体基板の作製方法を説明する
ための工程図で、夫々各工程に於ける模式的断面図とし
て示されている。2A to 2C and 3A to 3C.
(D) is a process drawing for explaining the method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention, and is shown as a schematic cross-sectional view in each process.
【0025】多孔質Si層には、透過電子顕微鏡による
観察によれば、平均約600オングストローム程度の径
の孔が形成されており、その密度は単結晶Siに比べる
と、半分以下になるにもかかわらず、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。ただし、1000℃
以上では、内部の孔の再配列が起こり、増速エッチング
の特性が損なわれる。このため、Si層のエピタキシャ
ル成長には、分子線エピタキシャル成長、プラズマCV
D法、熱CVD法、光CVD法、バイアス・スパッター
法、液相成長法等の低温成長が好適とされる。According to observation with a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 angstroms are formed in the porous Si layer, and the density thereof is less than half that of single crystal Si. Nevertheless, single crystallinity is maintained, and it is also possible to epitaxially grow a single crystal Si layer on top of the porous layer. However, 1000 ° C
In the above, rearrangement of the internal holes occurs and the characteristics of the enhanced etching are impaired. Therefore, for epitaxial growth of the Si layer, molecular beam epitaxial growth, plasma CV
Low temperature growth such as D method, thermal CVD method, photo CVD method, bias sputtering method, liquid phase growth method and the like is preferable.
【0026】まず、Si−P型基板の全てを多孔質化し
た後に単結晶層をエピタキシャル成長させる方法につい
て説明する。図2(a)に示すように、先ず、Si単結
晶基板を用意して、それを多孔質化して多孔質Si単結
晶基板21とする。種々の成長法により、エピタキシャ
ル成長を多孔質化した基板表面に行い、薄膜単結晶層2
2を形成する。Si基板は、HF溶液を用いた陽極化成
法によって、多孔質化させる。この多孔質Si層は、単
結晶Siの密度2.33g/cm3 に比べて、その密度
をHF溶液濃度を50〜20%に変化させることで、密
度を1.1〜0.6g/cm3 の範囲に変化させること
ができる。この多孔質層は、下記の理由により、P型S
i基板に形成されやすい。この多孔質Si層は、透過電
子顕微鏡による観察によれば、平均約600オングスト
ローム程度の径の孔が形成される。First, a method of epitaxially growing a single crystal layer after making the entire Si-P type substrate porous will be described. As shown in FIG. 2A, first, a Si single crystal substrate is prepared and made porous to form a porous Si single crystal substrate 21. By various growth methods, epitaxial growth is performed on the surface of the porous substrate to form a thin film single crystal layer 2
Form 2. The Si substrate is made porous by an anodization method using an HF solution. This porous Si layer has a density of 1.1 to 0.6 g / cm 3 by changing the density of the single crystal Si from 2.33 g / cm 3 to an HF solution concentration of 50 to 20%. It can be changed in the range of 3 . This porous layer is a P-type S for the following reasons.
It is easily formed on the i substrate. According to observation with a transmission electron microscope, pores having an average diameter of about 600 angstroms are formed in this porous Si layer.
【0027】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於て発見された(A.
Uhlir, Bell Syst.Tech.J., vol 35,p.333(1956)) 。ま
た、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, p.476 (198
0) )。Porous Si is described in 1956 by Uhlir et al.
It was discovered in the research process of electropolishing of semiconductors in 2010 (A.
Uhlir, Bell Syst.Tech.J., vol 35, p.333 (1956)). Also, Unagami et al. Studied the dissolution reaction of Si in anodization and reported that the anodic reaction of Si in HF solution requires holes, and the reaction is as follows (T .
Unagami: J. Electrochem. Soc., Vol.127, p.476 (198
0)).
【0028】
Si + 2HF + (2-n)e+ → SiF2 + 2H+ + ne-
SiF2 + 2HF → SiF4 + H2
SiF4 + 2HF → H2SiF6
又は、
Si + 4HF + (4-λ)e+ → SiF4 + 4H+ + λe-
SiF4 + 2HF → H2SiF6
ここで、e+ 及び、e- はそれぞれ、正孔と電子を表し
ている。また、n及びλは夫々シリコン1原子が溶解す
るために必要な正孔の数であり、n>2又は、λ>4な
る条件が満たされた場合に多孔質シリコンが形成される
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 a hole and an electron, respectively. Further, n and λ are the numbers of holes required for dissolving one silicon atom, respectively, and porous silicon is formed when the condition of n> 2 or λ> 4 is satisfied.
【0029】以上のことから、正孔の存在するP型シリ
コンは、多孔質化されるが、N型シリコンは多孔質化さ
れない。この多孔質化に於ける選択性は、長野ら及びイ
マイによって実証されている(長野、中島、安野、大
中、梶原; 電子通信学会技術研究報告、vol 79,SSD 79-
9549(1979)、(K.イマイ;Solid-State Electronicsvol2
4,159 (1981))。From the above, P-type silicon in which holes are present is made porous, but N-type silicon is not made porous. The selectivity of this porosification has been demonstrated by Nagano et al. And Imai (Nagano, Nakajima, Anno, Ohnaka, Kajiwara; IEICE technical report, vol 79, SSD 79-
9549 (1979), (K.Imai; Solid-State Electronics vol2
4,159 (1981)).
【0030】しかし、高濃度N型Siであれば多孔質化
されるという報告もあり(R.P.Holmstrom and J.Y.Chi.
Appl.Phys.Lett. Vol.42,386(1983) )、P型、N型の
別にこだわらず、多孔質化を実現できる基板を選ぶこと
が重要である。However, there is also a report that high-concentration N-type Si is made porous (RP Holmstrom and JY Chi.
Appl.Phys.Lett. Vol.42,386 (1983)), P type and N type, it is important to select a substrate that can realize porosity.
【0031】また、多孔質層はその内部に大量の空隙が
形成されているために、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。Further, since the porous layer has a large amount of voids formed therein, the density thereof is reduced to less than half. As a result, 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.
【0032】図2(b)に示すように、ガラスに代表さ
れる光透過性基板23を用意して、多孔質Si基板上の
単結晶Si層表面を酸化した後、酸化層24に該光透過
性基板23を貼りつける。該酸化層は、デバイスを作成
する際に重要な役割をはたす。すなわち、Si活性層の
下地界面により発生する界面準位はガラス界面にくらべ
て、本発明による酸化膜界面の準位のほうがひくくで
き、電子デバイスの特性は、著しく向上される。図2
(b)に示すように、エッチング防止膜として、Si3
N4 層25を堆積して、貼り合せた2枚の基板全体を被
覆して、多孔質シリコン基板の表面上のSi3 N4 層を
除去する。他のエッチング防止膜としてSi3 N4層の
代わりに、アピエゾンワックスを用いても良い。この後
に、多孔質Si基板21を全部、エッチング等の手段で
除去して光透過性基板23上に薄膜化した単結晶シリコ
ン層22を残存させ形成する。As shown in FIG. 2B, a light transmissive substrate 23 typified by glass is prepared, and the surface of the single crystal Si layer on the porous Si substrate is oxidized. The transparent substrate 23 is attached. The oxide layer plays an important role in making a device. That is, the interface level generated by the underlying interface of the Si active layer can be lower at the oxide film interface level according to the present invention than at the glass interface, and the characteristics of the electronic device are significantly improved. Figure 2
As shown in (b), Si 3 is used as an etching prevention film.
An N 4 layer 25 is deposited to cover the entire two bonded substrates and the Si 3 N 4 layer on the surface of the porous silicon substrate is removed. Apiezon wax may be used as another etching prevention film instead of the Si 3 N 4 layer. After that, the porous Si substrate 21 is entirely removed by a method such as etching, and the thinned single crystal silicon layer 22 is left on the light transmissive substrate 23 to be formed.
【0033】図2(c)には本発明で得られる半導体基
板が示される。すなわち、図2(b)に於けるエッチン
グ防止膜としてのSi3 N4 層25を除去することによ
って、光透過性基板23上に結晶性がシリコンウエハー
と同等な単結晶Si層22が平坦に、しかも均一に薄層
化されて、ウエハー全域に、大面積に形成される。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. 2C shows a semiconductor substrate obtained by the present invention. That is, by removing the Si 3 N 4 layer 25 as the etching prevention film in FIG. 2B, the single crystal Si layer 22 having the crystallinity equivalent to that of the silicon wafer is flattened on the light transmissive substrate 23. Moreover, the layer is uniformly thinned and formed in a large area over the entire wafer. The semiconductor substrate thus obtained can be suitably used from the viewpoint of manufacturing an electronic element that is insulated and separated.
【0034】多孔質Siのみを無電解湿式化学エッチン
グする選択エッチング法について、以下に述べる。A selective etching method for electroless wet chemical etching of only porous Si will be described below.
【0035】結晶Siに対してはエッチング作用を持た
ず、多孔質Siのみを選択エッチング可能なエッチング
液としては、弗酸、バッファード弗酸、過酸化水素水を
加えた弗酸又はバッファード弗酸の混合液、アルコール
を加えた弗酸又はバッファード弗酸の混合液、過酸化水
素水とアルコールとを加えた弗酸又はバッファード弗酸
の混合液が好適に用いられる。図4〜図11は多孔質S
iと単結晶Siを上記種々のエッチング液に浸潤したと
きのエッチングされた多孔質Siと単結晶Siの厚みの
エッチング時間依存性を示す特性図である。エッチング
液は、それぞれ、図4が49%弗酸、図5が49%弗酸
と過酸化水素水との混合液(1:5)、図6が49%弗
酸とアルコールとの混合液(10:1)、図7が49%
弗酸とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:
6:50)であり、また図8がバッファード弗酸、図9
がバッファード弗酸と過酸化水素水との混合液(1:
5)、図10がバッファード弗酸とアルコールとの混合
液(10:1)、図11がバッファード弗酸とアルコー
ルと過酸化水素水との混合液(10:6:50)であ
る。なお、アルコールを加えたものについては、撹拌す
ることなしに浸潤し、アルコールを加えないものについ
ては、撹拌しながら浸潤した。As an etching solution which does not have an etching effect on crystalline Si and can selectively etch only porous Si, hydrofluoric acid, buffered hydrofluoric acid, hydrofluoric acid containing hydrogen peroxide or buffered fluorine is used. A mixed solution of an acid, a mixed solution of hydrofluoric acid or a buffered hydrofluoric acid with an alcohol, and a mixed solution of hydrofluoric acid with a hydrogen peroxide solution and an alcohol or a buffered hydrofluoric acid are preferably used. 4 to 11 show porous S
It is a characteristic view which shows the etching time dependence of the thickness of the porous Si and single crystal Si which were etched when i and single crystal Si were infiltrated in said various etching liquids. The etching liquids are 49% hydrofluoric acid in FIG. 4, FIG. 5 is a mixed liquid of 49% hydrofluoric acid and hydrogen peroxide (1: 5), and FIG. 6 is a mixed liquid of 49% hydrofluoric acid and alcohol ( 10: 1), 49% in Figure 7
Mixture of hydrofluoric acid, alcohol, and hydrogen peroxide (10:
6:50), and FIG. 8 shows buffered hydrofluoric acid and FIG.
Is a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution (1:
5), FIG. 10 shows a mixed solution of buffered hydrofluoric acid and alcohol (10: 1), and FIG. 11 shows a mixed solution of buffered hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 50). It should be noted that the one to which alcohol was added was infiltrated without stirring, and the one to which alcohol was not added was infiltrated with stirring.
【0036】多孔質Siは単結晶Siを陽極化成によっ
て作成し、その条件を以下にしめす。陽極化成によって
形成する多孔質Siの出発材料は、単結晶Siに限定さ
れるものではなく、他の結晶構造のSiでも可能であ
る。Porous Si is produced by anodizing single crystal Si, and the conditions are as follows. The starting material of porous Si formed by anodization is not limited to single crystal Si, and Si having other crystal structure may be used.
【0037】
印加電圧: 2.6(V)
電流密度: 30 (mA・cm-2 )
陽極化成溶液:HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
時間: 2. 4 (時間)
多孔質Siの厚み: 300(μm)
Porosity: 56(%)
上記条件により作成した多孔質Siを室温において、上
記種々のエッチング液に浸潤した。Applied voltage: 2.6 (V) Current density: 30 (mA · cm −2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 2.4 ( Time) Thickness of porous Si: 300 (μm) Porosity: 56 (%) The porous Si prepared under the above conditions was infiltrated into the above various etching solutions at room temperature.
【0038】49%弗酸(図4の白丸)に撹はんしなが
ら浸潤したものについて、該多孔質Siの厚みの減少を
測定したところ、多孔質Siは急速にエッチングされ、
40分ほどで90μm、更に、80分経過させると20
5μmも、高度の表面性を有して、均一にエッチングさ
れた。When the reduction in the thickness of the porous Si was measured for the one infiltrated in 49% hydrofluoric acid (white circle in FIG. 4) with stirring, the porous Si was rapidly etched,
90 μm in about 40 minutes, and 20 minutes after 80 minutes
Even 5 μm had a high degree of surface property and was uniformly etched.
【0039】49%弗酸と過酸化水素水との混合液
(1:5)(図5の白丸)に撹はんしながら浸潤したも
のについて、該多孔質Siの厚みの減少を測定したとこ
ろ、多孔質Siは急速にエッチングされ、40分ほどで
112μm、更に、80分経過させると256μmも、
高度の表面性を有して、均一にエッチングされた。The reduction in the thickness of the porous Si was measured for the one infiltrated with a mixed solution (1: 5) of 49% hydrofluoric acid and hydrogen peroxide solution (white circle in FIG. 5) with stirring. , Porous Si is rapidly etched, 112 μm in about 40 minutes, and 256 μm in 80 minutes.
It had a high degree of surface properties and was uniformly etched.
【0040】49%弗酸とアルコールとの混合液(1
0:1)(図6の白丸)に撹はんすることなしに浸潤し
たものについて、該多孔質Siの厚みの減少を測定した
ところ、多孔質Siは急速にエッチングされ、40分ほ
どで85μm、更に、80分経過させると195μm
も、高度の表面性を有して、均一にエッチングされた。Mixed liquid of 49% hydrofluoric acid and alcohol (1
0: 1) (white circles in FIG. 6) infiltrated without stirring, the reduction in the thickness of the porous Si was measured, and the porous Si was rapidly etched to 85 μm in about 40 minutes. , 195 μm after 80 minutes
Also had a high degree of surface properties and was uniformly etched.
【0041】49%弗酸とアルコールと過酸化水素水と
の混合液(10:6:50)(図7の白丸)に撹はんす
ることなしに浸潤したものについて、該多孔質Siの厚
みの減少を測定したところ、多孔質Siは急速にエッチ
ングされ、40分ほどで107μm、更に、80分経過
させると244μmも、高度の表面性を有して、均一に
エッチングされた。The thickness of the porous Si, which was infiltrated in a mixed solution (10: 6: 50) of 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (white circles in FIG. 7) without stirring. The porous Si was rapidly etched, and was 107 μm in about 40 minutes, and even 244 μm after 80 minutes had a high degree of surface property and was uniformly etched.
【0042】バッファード弗酸(図8の白丸)に撹拌し
浸潤したものについて、該多孔質Siの厚みの減少を測
定したところ、多孔質Siは急速にエッチングされ、4
0分ほどで70μm、更に、120分経過させると11
8μmも、高度の表面性を有して、均一にエッチングさ
れた。When the reduction in the thickness of the porous Si was measured for the one that was stirred and infiltrated with buffered hydrofluoric acid (white circle in FIG. 8), the porous Si was rapidly etched.
70 μm in about 0 minutes, then 11 after 120 minutes
Even 8 μm had a high degree of surface property and was uniformly etched.
【0043】バッファード弗酸と過酸化水素水との混合
液(1:5)(図9の白丸)に浸潤し、撹拌したものに
ついて、該多孔質Siの厚みの減少を測定したところ、
多孔質Siは急速にエッチングされ、40分ほどで88
μm、更に、120分経過させると147μmも、高度
の表面性を有して、均一にエッチングされた。When the mixed solution (1: 5) of buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide (white circle in FIG. 9) was infiltrated and stirred, the reduction in the thickness of the porous Si was measured.
Porous Si is rapidly etched, and after about 40 minutes 88
.mu.m, and even after lapse of 120 minutes, 147 .mu.m had a high degree of surface property and was uniformly etched.
【0044】バッファード弗酸とアルコールとの混合液
(10:1)(図10の白丸)に撹はんすることなしに
浸潤したものについて、該多孔質Siの厚みの減少を測
定したところ、多孔質Siは急速にエッチングされ、4
0分ほどで67μm、更に、120分経過させると11
2μmも、高度の表面性を有して、均一にエッチングさ
れた。The decrease in the thickness of the porous Si was measured for the one infiltrated with a mixed solution (10: 1) of buffered hydrofluoric acid and alcohol (white circle in FIG. 10) without stirring. Porous Si is rapidly etched, 4
67 μm in about 0 minutes, and 11 after 120 minutes
Even 2 μm had a high degree of surface property and was uniformly etched.
【0045】バッファード弗酸とアルコールと過酸化水
素水との混合液(10:6:50)(図11の白丸)に
撹はんすることなしに浸潤したものについて、該多孔質
Siの厚みの減少を測定したところ、多孔質Siは急速
にエッチングされ、40分ほどで83μm、更に、12
0分経過させると140μmも、高度の表面性を有し
て、均一にエッチングされた。The thickness of the porous Si in the case of being infiltrated in a mixed solution (10: 6: 50) of buffered hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (white circles in FIG. 11) without stirring. The porous Si was rapidly etched, and it was found that it was 83 μm in about 40 minutes.
After 0 minutes, it had a high surface property of 140 μm and was uniformly etched.
【0046】なお、過酸化水素水の溶液濃度は、ここで
は30%であるが、下記の過酸化水素水の添加効果がそ
こなわれず、且つ製造工程等で実用上差し支えない濃度
で設定される。バッファード弗酸としては、フッ化アン
モニウム(NH4 F)36.2%、フッ化水素(HF)
4.46%の水溶液が用いられる。The solution concentration of the hydrogen peroxide solution is 30% here, but it is set at a concentration that does not impair the effect of adding the hydrogen peroxide solution described below and is practically acceptable in the manufacturing process and the like. It As buffered hydrofluoric acid, ammonium fluoride (NH 4 F) 36.2%, hydrogen fluoride (HF)
A 4.46% aqueous solution is used.
【0047】なお、エッチング速度は弗酸,バッファー
ド弗酸,過酸化水素水の溶液濃度及び温度に依存する。
過酸化水素水を添加することによって、シリコンの酸化
を増速し、反応速度を無添加に比べて増速することが可
能となり、更に過酸化水素水の比率を変えることによ
り、その反応速度を制御することができる。またアルコ
ールを添加することによって、エッチングによる反応生
成気体の気泡を、瞬時にエッチング表面から、撹拌する
ことなく、除去でき、均一にかつ効率よく多孔質Siを
エッチングすることができる。The etching rate depends on the solution concentration and temperature of hydrofluoric acid, buffered hydrofluoric acid and hydrogen peroxide.
By adding hydrogen peroxide solution, the oxidation of silicon can be accelerated and the reaction rate can be increased as compared with that without addition. By further changing the ratio of hydrogen peroxide solution, the reaction rate can be increased. Can be controlled. Further, by adding alcohol, the bubbles of the reaction product gas due to etching can be instantly removed from the etching surface without stirring, and the porous Si can be uniformly and efficiently etched.
【0048】溶液濃度及び温度の条件は、弗酸,バッフ
ァード弗酸及び上記過酸化水素水又は上記アルコールの
効果を奏し、エッチング速度が製造工程等で実用上差し
支えない範囲で設定される。The conditions of solution concentration and temperature are set within a range in which the effect of hydrofluoric acid, buffered hydrofluoric acid and the above hydrogen peroxide solution or the above alcohol is exhibited, and the etching rate is practically acceptable in the manufacturing process and the like.
【0049】本願では、一例として、前述した溶液濃
度、室温の場合について取り上げたが、本発明はかかる
条件に限定されるものではない。In the present application, the case of the above-mentioned solution concentration and room temperature was taken up as an example, but the present invention is not limited to such conditions.
【0050】バッファード弗酸中のHF濃度は、エッチ
ング液に対して、好ましくは1〜95%、より好ましく
は1〜85%、さらに好ましくは1〜70%の範囲で設
定され、バッファード弗酸中のNH4 F濃度は、エッチ
ング液に対して、好ましくは1〜95%、より好ましく
は5〜90%、さらに好ましくは5〜80%の範囲で設
定される。The HF concentration in the buffered hydrofluoric acid is set within the range of preferably 1 to 95%, more preferably 1 to 85%, further preferably 1 to 70% with respect to the etching solution. The NH 4 F concentration in the acid is set within the range of preferably 1 to 95%, more preferably 5 to 90%, and further preferably 5 to 80% with respect to the etching solution.
【0051】HF濃度は、エッチング液に対して、好ま
しくは1〜95%、より好ましくは5〜90%、さらに
好ましくは5〜80%の範囲で設定される。The HF concentration is preferably set in the range of 1 to 95%, more preferably 5 to 90%, and further preferably 5 to 80% with respect to the etching solution.
【0052】H2 O2 濃度は、エッチング液に対して、
好ましくは1〜95%、より好ましくは5〜90%、さ
らに好ましくは10〜80%で、且つ上記過酸化水素水
の効果を奏する範囲で設定される。The H 2 O 2 concentration depends on the etching solution.
It is preferably 1 to 95%, more preferably 5 to 90%, still more preferably 10 to 80%, and is set within a range in which the above hydrogen peroxide solution effect is exhibited.
【0053】アルコール濃度は、エッチング液に対し
て、好ましくは80%以下、より好ましくは60%以
下、さらに好ましくは40%以下で、且つ上記アルコー
ルの効果を奏する範囲で設定される。The alcohol concentration is set to preferably 80% or less, more preferably 60% or less, still more preferably 40% or less with respect to the etching solution, and within the range in which the effect of the alcohol is exhibited.
【0054】温度は、好ましくは0〜100℃、より好
ましくは5〜80℃、さらに好ましくは5〜60℃の範
囲で設定される。The temperature is preferably set in the range of 0 to 100 ° C, more preferably 5 to 80 ° C, and further preferably 5 to 60 ° C.
【0055】本発明に用いられるアルコールはエチルア
ルコールのほか、イソプロピルアルコールなど製造工程
等に実用上差し支えなく、さらに上記アルコール添加効
果を望むことのできるアルコールを用いることができ
る。As the alcohol used in the present invention, in addition to ethyl alcohol, isopropyl alcohol and the like which can be used in the manufacturing process and the like and have the above-mentioned alcohol addition effect can be used.
【0056】また、500μm厚の非多孔質Siを室温
において、上記各種エッチング液に浸潤した。のちに、
該非多孔質Siの厚みの減少を測定した。非多孔質Si
は、120分経過した後にも、100オングストローム
以下しかエッチングされなかった。Further, non-porous Si having a thickness of 500 μm was infiltrated into the above various etching solutions at room temperature. Later,
The reduction in thickness of the non-porous Si was measured. Non-porous Si
Was etched less than 100 Å even after 120 minutes.
【0057】エッチング後の多孔質Siと非多孔質Si
を水洗し、その表面を二次イオンにより微量分析したと
ころ何等不純物は検出されなかった。Porous Si and non-porous Si after etching
The sample was washed with water, and its surface was microanalyzed with secondary ions. No impurities were detected.
【0058】以下、本発明による他の半導体基板の作製
方法を図面を参照しながら詳述する。Hereinafter, another method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0059】図3(a)〜(d)は本発明による他の半
導体基板の作製方法を説明するための工程図で、夫々各
工程に於ける模式的断面図として示されている。FIGS. 3A to 3D are process drawings for explaining another method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention, each of which is shown as a schematic sectional view in each process.
【0060】先ず、図3(a)に示される様に種々の薄
膜成長法によるエピタキシャル成長により高濃度シリコ
ン単結晶基板31上に低不純物濃度層32を形成する。
或は、P型Si単結晶基板31の表面をプロトンをイオ
ン注入してN型単結晶層32を形成する。First, as shown in FIG. 3A, a low impurity concentration layer 32 is formed on a high concentration silicon single crystal substrate 31 by epitaxial growth by various thin film growth methods.
Alternatively, the surface of the P-type Si single crystal substrate 31 is ion-implanted with protons to form the N-type single crystal layer 32.
【0061】次に、図3(b)に示される様にP型Si
単結晶基板31を裏面よりHF溶液を用いた陽極化成法
によって、多孔質Si基板33に変質させる。この多孔
質Si層は、単結晶Siの密度2.33g/cm3 に比
べて、その密度をHF溶液濃度を50〜20%に変化さ
せることで密度1.1〜0.6g/cm3 の範囲に変化
させることができる。この多孔質層は、上述したよう
に、P型基板に形成される。Next, as shown in FIG. 3B, P-type Si
The single crystal substrate 31 is transformed from the back surface into a porous Si substrate 33 by an anodization method using an HF solution. This porous Si layer has a density of 1.1 to 0.6 g / cm 3 by changing the density of the single crystal Si from 2.33 g / cm 3 to an HF solution concentration of 50 to 20%. It can be changed into a range. This porous layer is formed on the P-type substrate as described above.
【0062】図3(c)に示すように、光透過性基板3
4を用意して、多孔質Si基板上の単結晶Si層表面に
該光透過性基板を貼りつける。図3(c)に示すよう
に、多孔質Si基板33をエッチング除去して光透過性
基板上に薄膜化した単結晶シリコン層を残存させ形成す
る。As shown in FIG. 3C, the light transmissive substrate 3
4 is prepared and the light transmissive substrate is attached to the surface of the single crystal Si layer on the porous Si substrate. As shown in FIG. 3C, the porous Si substrate 33 is removed by etching to form a thinned single crystal silicon layer on the light transmissive substrate.
【0063】図3(d)には本発明で得られる半導体基
板が示される。すなわち、図3(c)に於けるエッチン
グ防止膜としてのSi3 N4 層35を除去することによ
って、光透過性基板34上に結晶性がシリコンウエハー
と同等な単結晶Si層32が平坦に、しかも均一に薄層
化されて、ウエハー全域に、大面積に形成される。FIG. 3D shows a semiconductor substrate obtained by the present invention. That is, by removing the Si 3 N 4 layer 35 as the etching prevention film in FIG. 3C, the single crystal Si layer 32 whose crystallinity is equivalent to that of the silicon wafer is flattened on the light transmissive substrate 34. Moreover, the layer is uniformly thinned and formed in a large area over the entire wafer.
【0064】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。The semiconductor substrate thus obtained can be suitably used from the viewpoint of manufacturing an electronic element which is insulated and separated.
【0065】以上は、多孔質化を行う前にN型層を形成
し、その後、陽極化成により選択的に、P型基板のみを
多孔質化する方法である。The above is a method of forming an N-type layer before making it porous and then selectively making only the P-type substrate porous by anodization.
【0066】次に、このようにして作製された、光透過
性基板表面の単結晶薄層22又は32を図1に示すよう
に部分酸化法或いは、島状にエッチングして分離する。
次に、Nチャネルトランジスタ(図1の2)を形成しよ
うとする単結晶シリコン島(図1の4)にP型不純物イ
オン、Pチャネルトランジスタ(図1の3)を形成しよ
うとする単結晶シリコン島(図1の5)にN型不純物イ
オンをそれぞれ独立に打ち込む。Next, the single crystal thin layer 22 or 32 on the surface of the light transmissive substrate thus produced is separated by the partial oxidation method or the island-shaped etching as shown in FIG.
Next, P-type impurity ions are formed on the single crystal silicon island (4 in FIG. 1) in which the N channel transistor (2 in FIG. 1) is to be formed, and single crystal silicon in which the P channel transistor (3 in FIG. 1) is to be formed. N-type impurity ions are independently implanted into the island (5 in FIG. 1).
【0067】次に、それぞれの単結晶シリコン層(図1
の4,5)上にゲート絶縁膜(図1の6,7)を形成
し、さらに多結晶シリコンのゲート電極(図1の8,
9)をパターニングして形成する。Next, each single crystal silicon layer (see FIG.
Gate insulating film (6, 7 in FIG. 1) on the gate electrodes (5, 8) in FIG.
9) is patterned and formed.
【0068】多結晶シリコンゲート電極をマスクにし
て、自己整合的に不純物をイオン注入することによりソ
ース、ドレイン領域を形成する。Nチャネルトランジス
タ(図1の2)に対しては、N型不純物イオンを注入し
てソース(図1の10)、ドレイン領域(図1の11)
とし、Pチャネルトランジスタ(図1の3)に対して
は、P型不純物イオンを注入してソース(図1の1
2)、ドレイン領域(図1の13)とする。ソース、ド
レイン電極(図1の14,15,16,17)を金属薄
膜の堆積とパターニングによって形成して、素子が完成
する。各素子を相互に薄膜電極によって接続することに
より、相補性電界効果型トランジスタが製造される。Source and drain regions are formed by self-aligned ion implantation of impurities using the polycrystalline silicon gate electrode as a mask. A source region (10 in FIG. 1) and a drain region (11 in FIG. 1) are formed by implanting N-type impurity ions into the N-channel transistor (2 in FIG. 1).
For the P-channel transistor (3 in FIG. 1), P-type impurity ions are implanted and the source (1 in FIG.
2) and the drain region (13 in FIG. 1). Source and drain electrodes (14, 15, 16 and 17 in FIG. 1) are formed by depositing and patterning a metal thin film to complete the device. A complementary field effect transistor is manufactured by connecting each element to each other by a thin film electrode.
【0069】[0069]
【実施例】以下、具体的な実施例によって本発明を説明
する。なお、以下に説明する実施例においては、一例と
して49%弗酸とアルコールと過酸化水素水との混合液
(10:6:50)をエッチング液とした場合を取り上
げるが、前述した種々のエッチング液も同様に用いるこ
とができることは勿論である。
(実施例1)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基板を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板全体は、24分で多孔質化された。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to specific examples. In the examples described below, the case where a mixed solution of 49% hydrofluoric acid, alcohol, and hydrogen peroxide solution (10: 6: 50) is used as an etching solution will be taken as an example. It goes without saying that a liquid can be used as well. (Example 1) A P-type (10
0) The single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes.
【0070】該P型(100)多孔質Si基板上にMB
E(分子線エピタキシー:Molecular Bea
m Epitaxy)法により、Siエピタキシャル層
を0.5ミクロン低温成長させた。堆積条件は、以下の
とおりである。MB on the P-type (100) porous Si substrate
E (Molecular Beam Epitaxy)
The Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.5 μm by the m epitaxy method. The deposition conditions are as follows.
【0071】
温度: 700℃
圧力: 1×10-9Torr
成長速度: 0.1nm/sec
次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に光学研磨を施した溶融石英ガラス基
板を重ねあわせ、酸素雰囲気中で800℃,0.5時間
加熱することにより、両者の基板は、強固に接合され
た。Temperature: 700 ° C. Pressure: 1 × 10 −9 Torr Growth rate: 0.1 nm / sec Next, the surface of this epitaxial layer was thermally oxidized by 50 nm. Optically polished fused silica glass substrates were superposed on the thermal oxide film and heated in an oxygen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hours to firmly bond the two substrates.
【0072】減圧CVD法によってSi3 N4 を0.1
μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆して、多
孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチングによ
って除去する。Si 3 N 4 was added to 0.1 by the low pressure CVD method.
The two substrates that have been deposited by μm and bonded to each other are covered, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0073】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。Then, the bonded substrates are mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0074】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は、除去され、
Si3 N4 層を除去した後には、石英ガラス基板上に
0.5μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 65 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed,
After removing the Si 3 N 4 layer, a single crystal Si layer having a thickness of 0.5 μm could be formed on the quartz glass substrate.
【0075】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i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 by a transmission electron microscope, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.
【0076】上記単結晶シリコン薄膜に電界効果トラン
ジスタを作製し、相互に接続することにより、相補性素
子、及びその集積回路を作製した。なお、各トランジス
タの製造方法については公知のMOS集積回路製造技術
が用いられるので省略するものとし、実質的な単結晶半
導体層の形成方法についてのみ説明を行った。また以下
の実施例についても同様である。
(実施例2)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基板を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板全体は、24分で多孔質化された。該P型
(100)多孔質Si基板上にプラズマCVD法によ
り、Siエピタキシャル層を5ミクロン低温成長させ
た。堆積条件は、以下のとおりである。A field effect transistor was formed on the above single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. Since a known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor, description thereof will be omitted, and only the method of forming a substantial single crystal semiconductor layer will be described. The same applies to the following examples. (Example 2) P-type (10
0) The single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes. A Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 5 microns on the P-type (100) porous Si substrate by a plasma CVD method. The deposition conditions are as follows.
【0077】
ガス: SiH4
高周波電力: 100W
温度: 800℃
圧力:1×10-2Torr
成長速度: 2.5nm/sec
次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に光学研磨を施した500℃近辺に軟
化点のあるガラス基板を重ねあわせ、酸素雰囲気中で4
50℃,0.5時間加熱することにより、両者の基板
は、強固に接合された。Gas: SiH 4 High frequency power: 100 W Temperature: 800 ° C. Pressure: 1 × 10 −2 Torr Growth rate: 2.5 nm / sec Next, the surface of this epitaxial layer was thermally oxidized to 50 nm. Optically polished glass substrates having a softening point were stacked on the thermal oxide film at around 500 ° C.
By heating at 50 ° C. for 0.5 hour, both substrates were firmly bonded.
【0078】プラズマCVD法によってSi3 N4 を
0.1μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆し
て、多孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチン
グによって除去する。Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0079】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。Thereafter, the bonded substrates are mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0080】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は、除去され、
Si3 N4 層を除去した後には、低軟化点ガラス基板上
に5μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。上
記単結晶シリコン薄膜に電界効果トランジスタを作製
し、相互に接続することにより、相補性素子、及びその
集積回路を作製した。なお、各トランジスタの製造方法
については公知のMOS集積回路製造技術が用いられ
る。
(実施例3)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基板を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板全体は、24分で多孔質化された。該P型
(100)多孔質Si基板上に減圧CVD法により、S
iエピタキシャル層を5ミクロン低温成長させた。堆積
条件は、以下のとおりである。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and even after 65 minutes, it was 40.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed,
After removing the Si 3 N 4 layer, a single crystal Si layer having a thickness of 5 μm could be formed on the low softening point glass substrate. A field effect transistor was formed on the single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor. (Example 3) A P-type (10
0) The single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes. On the P-type (100) porous Si substrate, an S
The i-epitaxial layer was grown at a low temperature of 5 microns. The deposition conditions are as follows.
【0081】
ガス: SiH2 Cl2 (0.6 1/min),
H2 (100 1/min)
温度: 850℃
圧力: 50Torr
成長速度: 0.1μm/min
次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に光学研磨を施した500℃近辺に軟
化点のあるガラス基板を重ねあわせ、酸素雰囲気中で4
50℃,0.5時間加熱することにより、両者の基板
は、強固に接合された。Gas: SiH 2 Cl 2 (0.6 1 / min), H 2 (100 1 / min) Temperature: 850 ° C. Pressure: 50 Torr Growth rate: 0.1 μm / min Next, the surface of this epitaxial layer is It was thermally oxidized to 50 nm. Optically polished glass substrates having a softening point were stacked on the thermal oxide film at around 500 ° C.
By heating at 50 ° C. for 0.5 hour, both substrates were firmly bonded.
【0082】プラズマCVD法によってSi3 N4 を
0.1μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆し
て、多孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチン
グによって除去する。Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0083】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。After that, the bonded substrates are mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0084】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は、除去され、
Si3 N4 層を除去した後には、低軟化点ガラス基板上
に5μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 40 even after 65 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed,
After removing the Si 3 N 4 layer, a single crystal Si layer having a thickness of 5 μm could be formed on the low softening point glass substrate.
【0085】また、Si3 N4 層の代わりに、アピエゾ
ンワックス、或いは、エレクトロンワックスを被覆した
場合にも同様の効果があり、多孔質化されたSi基板の
みを完全に除去しえる。The same effect can be obtained when Apiezon wax or electron wax is coated instead of the Si 3 N 4 layer, and only the porous Si substrate can be completely removed.
【0086】上記単結晶シリコン薄膜に電界効果トラン
ジスタを作製し、相互に接続することにより、相補性素
子、及びその集積回路を作製した。なお、各トランジス
タの製造方法については公知のMOS集積回路製造技術
が用いられる。
(実施例4)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基板を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板全体は、24分で多孔質化された。該P型
(100)多孔質Si基板上にバイアス・スパッター法
により、Siエピタキシャル層を1.0ミクロン低温成
長させた。堆積条件は、以下のとおりである。
RF周波数: 100MHZ
高周波電力: 600W
温度: 300℃
Arガス圧力: 8×10-3Torr
成長時間: 120分
ターゲット直流バイアス: −200V
基板直流バイアス: +5V
次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に光学研磨を施した500℃近辺に軟
化点のあるガラス基板とSi基板を重ねあわせ、酸素雰
囲気中で450℃,0.5時間加熱することにより、両
者の基板は、強固に接合された。A field effect transistor was formed on the above-mentioned single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor. (Example 4) A P-type (10
0) The single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes. A Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 1.0 micron on the P-type (100) porous Si substrate by a bias sputtering method. The deposition conditions are as follows. RF frequency: 100 MHz Z frequency power: 600W Temperature: 300 ° C. Ar gas pressure: 8 × 10 -3 Torr Growth time: 120 minutes Target direct current bias: -200 V substrate direct current bias: + 5V Next, 50 nm Heat the surface of the epitaxial layer Oxidized Optically polished glass substrate and Si substrate having a softening point around 500 ° C. are superposed on the thermal oxide film, and heated at 450 ° C. for 0.5 hours in an oxygen atmosphere to make both substrates strong. Was joined to.
【0087】プラズマCVD法によってSi3 N4 を
0.1μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆し
て、多孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチン
グによって除去する。Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0088】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。Thereafter, the bonded substrates were mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0089】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は、除去され、
Si3 N4 層を除去した後には、低融点ガラス基板上に
1.0μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and the etching rate was 40 even after 65 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed,
After removing the Si 3 N 4 layer, a single crystal Si layer having a thickness of 1.0 μm could be formed on the low melting point glass substrate.
【0090】また、Si3 N4 層の代わりに、アピエゾ
ンワックス、或いは、エレクトロンワックスを被覆した
場合にも同様の効果があり、多孔質化されたSi基板の
みを完全に除去しえた。Further, the same effect can be obtained when Apiezon wax or electron wax is coated instead of the Si 3 N 4 layer, and only the porous Si substrate can be completely removed.
【0091】上記単結晶シリコン薄膜に電界効果トラン
ジスタを作製し、相互に接続することにより、相補性素
子、及びその集積回路を作製した。なお、各トランジス
タの製造方法については公知のMOS集積回路製造技術
が用いられる。
(実施例5)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基板を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、100mA/cm
2 であった。この時の多孔質化速度は、8.4μm/m
in.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板全体は、24分で多孔質化された。該P型
(100)多孔質Si基板上に液相成長法により、Si
エピタキシャル層を10ミクロン低温成長させた。堆積
条件は、以下のとおりである。A field effect transistor was formed on the above single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor. (Example 5) A P-type (10
0) The single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 100 mA / cm
Was 2 . The porosity rate at this time was 8.4 μm / m.
in. And a P-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes. Si was formed on the P-type (100) porous Si substrate by liquid phase epitaxy.
The epitaxial layer was grown at a low temperature of 10 microns. The deposition conditions are as follows.
【0092】
溶媒: Sn
成長温度: 900℃
成長雰囲気: H2
成長時間: 20分
次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に光学研磨を施した800℃近辺に軟
化点のあるガラス基板とSi基板を重ねあわせ、酸素雰
囲気中で750℃,0.5時間加熱することにより、両
者の基板は、強固に接合された。Solvent: Sn Growth temperature: 900 ° C. Growth atmosphere: H 2 Growth time: 20 minutes Next, the surface of this epitaxial layer was thermally oxidized by 50 nm. By superposing a glass substrate having a softening point at around 800 ° C., which is optically polished on the thermal oxide film, and a Si substrate, and heating them in an oxygen atmosphere at 750 ° C. for 0.5 hour, both substrates are made strong. Was joined to.
【0093】減圧CVD法によってSi3 N4 を0.1
μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆して、多
孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチングによ
って除去する。Si 3 N 4 was added to 0.1 by the low pressure CVD method.
The two substrates that have been deposited by μm and bonded to each other are covered, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0094】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。Then, the bonded substrates are mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0095】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は、除去され、
Si3 N4 層を除去した後には、ガラス基板上に10μ
mの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。また、S
i3 N4 層の代わりに、アピエゾンワックス、或いは、
エレクトロンワックスを被覆した場合にも同様の効果が
あり、多孔質化されたSi基板のみを完全に除去しえ
た。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution is extremely low, even after 65 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed,
After removing the Si 3 N 4 layer, 10μ on the glass substrate.
A single crystal Si layer having a thickness of m could be formed. Also, S
Apiezon wax instead of i 3 N 4 layer, or
The same effect was obtained when the electron wax was coated, and only the porous Si substrate could be completely removed.
【0096】上記単結晶シリコン薄膜に電界効果トラン
ジスタを作製し、相互に接続することにより、相補性素
子、及びその集積回路を作製した。なお、各トランジス
タの製造方法については公知のMOS集積回路製造技術
が用いられる。
(実施例6)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板上にCVD法により、Siエピタキシャル
層を0.5ミクロン成長させた。堆積条件は、以下のと
おりである。A field effect transistor was formed on the above single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor. (Example 6) A P-type (10
0) A Si epitaxial layer was grown to 0.5 μm on the Si substrate by the CVD method. The deposition conditions are as follows.
【0097】
反応ガス流量: SiH2 Cl2 1000 SCCM
H2 230 l/min
. 温度: 1080℃
圧力: 80Torr
時間: 1min.
この基板を50%のHF溶液中において陽極化成を行っ
た。この時の電流密度は、100mA/cm2 であっ
た。この時の多孔質化速度は、8.4μm/min.で
あり200ミクロンの厚みを持ったP型(100)Si
基板全体は、24分で多孔質化された。前述したように
この陽極化成では、P型(100)Si基板のみが多孔
質化されSiエピタキシャル層には変化がなかった。Reaction gas flow rate: SiH 2 Cl 2 1000 SCCM H 2 230 l / min. Temperature: 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Time: 1 min. This substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The porosification rate at this time was 8.4 μm / min. And P-type (100) Si with a thickness of 200 microns
The entire substrate became porous in 24 minutes. As described above, in this anodization, only the P-type (100) Si substrate was made porous, and the Si epitaxial layer did not change.
【0098】次に、このエピタキシャル層の表面を50
nm熱酸化した。該熱酸化膜上に光学研磨を施した溶融
石英ガラス基板を重ねあわせ、酸素雰囲気中で800
℃,0.5時間加熱することにより、両者の基板は、強
固に接合された。Next, the surface of this epitaxial layer is exposed to 50
nm thermal oxidation was performed. An optical-polished fused silica glass substrate is placed on the thermal oxide film, and the temperature is set to 800 in an oxygen atmosphere.
By heating at 0.5 ° C. for 0.5 hour, both substrates were firmly bonded.
【0099】減圧CVD法によってSi3 N4 を0.1
μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆して、多
孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチングによ
って除去した。Si 3 N 4 was added to 0.1 by the low pressure CVD method.
Two substrates that had been deposited with a thickness of μm and adhered were covered, and only the nitride film on the porous substrate was removed by reactive ion etching.
【0100】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。Thereafter, the bonded substrates are mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0101】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は除去され、S
i3N4 層を除去した後には、ガラス基板上に0.5μ
mの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。また、S
i3 N4 層の代わりに、アピエゾンワックス、或いは、
エレクトロンワックスを被覆した場合にも同様の効果が
あり、多孔質化されたSi基板のみを完全に除去しえ
る。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, even after 65 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed and S
After removing the i 3 N 4 layer, 0.5μ on the glass substrate.
A single crystal Si layer having a thickness of m could be formed. Also, S
Apiezon wax instead of i 3 N 4 layer, or
The same effect can be obtained by coating with electron wax, and only the porous Si substrate can be completely removed.
【0102】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i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, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.
【0103】上記単結晶シリコン薄膜に電界効果トラン
ジスタを作製し、相互に接続することにより、相補性素
子、及びその集積回路を作製した。なお、各トランジス
タの製造方法については公知のMOS集積回路製造技術
が用いられる。
(実施例7)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板表面にプロトンのイオン注入によって、N
型Si層を1ミクロン形成した。H+ 注入量は、5×1
015(ions/cm2 )であった。この基板を50%
のHF溶液中において陽極化成を行った。この時の電流
密度は、100mA/cm2 であった。この時の多孔質
化速度は、8.4μm/min.であり200ミクロン
の厚みを持ったP型(100)Si基板全体は、24分
で多孔質化された。前述したようにこの陽極化成では、
P型(100)Si基板のみが多孔質化されN型Si層
には変化がなかった。次に、このN型単結晶層の表面を
50nm熱酸化した。該熱酸化膜上に光学研磨を施した
溶融石英ガラス基板を重ねあわせ、酸素雰囲気中で80
0℃,0.5時間加熱することにより、両者の基板は、
強固に接合された。A field effect transistor was formed on the single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor. (Example 7) P-type (10
0) N ions are formed on the surface of the Si substrate by ion implantation of protons.
A type Si layer was formed to 1 micron. H + injection amount is 5 × 1
It was 0 15 (ions / cm 2 ). 50% of this board
Anodization was performed in the HF solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The porosification rate at this time was 8.4 μm / min. The entire P-type (100) Si substrate having a thickness of 200 μm was made porous in 24 minutes. As mentioned above, in this anodization,
Only the P-type (100) Si substrate was made porous, and the N-type Si layer remained unchanged. Next, the surface of this N-type single crystal layer was thermally oxidized by 50 nm. An optical-polished fused silica glass substrate was superposed on the thermal oxide film, and was placed in an oxygen atmosphere at 80
By heating at 0 ° C for 0.5 hours, both substrates are
It was firmly joined.
【0104】減圧CVD法によってSi3 N4 を0.1
μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆して、多
孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチングによ
って除去する。Si 3 N 4 was added to 0.1 by the low pressure CVD method.
The two substrates that have been deposited by μm and bonded to each other are covered, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0105】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。Then, the bonded substrates were mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0106】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は、除去され、
Si3 N4 層を除去した後には、ガラス基板上に1.0
μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 40 even after 65 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed,
After removing the Si 3 N 4 layer, 1.0 on the glass substrate.
A single crystal Si layer having a thickness of μm could be formed.
【0107】また、Si3 N4 層の代わりに、アピエゾ
ンワックス、或いは、エレクトロンワックスを被覆した
場合にも同様の効果があり、多孔質化されたSi基板の
みを完全に除去しえる。The same effect can be obtained when Apiezon wax or electron wax is coated instead of the Si 3 N 4 layer, and only the porous Si substrate can be completely removed.
【0108】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i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, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained.
【0109】上記単結晶シリコン薄膜に電界効果トラン
ジスタを作製し、相互に接続することにより、相補性素
子、及びその集積回路を作製した。なお、各トランジス
タの製造方法については公知のMOS集積回路製造技術
が用いられる。
(実施例8)500ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)単結晶Si基板を50%のHF溶液中において陽極
化成を行った。この時の電流密度は、10mA/cm2
であった。10分で表面に20ミクロンの厚みを持った
多孔質層が形成された。該P型(100)多孔質Si基
板上に減圧CVD法により、Siエピタキシャル層を
0.5ミクロン低温成長させた。堆積条件は、以下のと
おりである。A field effect transistor was formed on the above single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor. (Embodiment 8) A P-type (10
0) The single crystal Si substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time is 10 mA / cm 2
Met. A porous layer having a thickness of 20 μm was formed on the surface in 10 minutes. On the P-type (100) porous Si substrate, a Si epitaxial layer was grown at a low temperature of 0.5 μm by a low pressure CVD method. The deposition conditions are as follows.
【0110】
ガス:SiH2 Cl2 (0.6 1/min.),
H2 (100 1/min)
温度: 850℃
圧力: 50Torr
成長速度: 0.1μm/min
次に、このエピタキシャル層の表面を50nm熱酸化し
た。該熱酸化膜上に光学研磨を施した溶融石英ガラス基
板を重ねあわせ、酸素雰囲気中で450℃,0.5時間
加熱することにより、両者の基板は、強固に接合され
た。Gas: SiH 2 Cl 2 (0.6 1 / min.), H 2 (100 1 / min) Temperature: 850 ° C. Pressure: 50 Torr Growth rate: 0.1 μm / min Next, the surface of this epitaxial layer Was thermally oxidized to 50 nm. Optically polished fused silica glass substrates were superposed on the thermal oxide film and heated in an oxygen atmosphere at 450 ° C. for 0.5 hour, whereby both substrates were firmly bonded.
【0111】そののちに、シリコン基板の裏面から49
0ミクロン研削により除去して多孔質層を表出させた。After that, from the back surface of the silicon substrate, 49
It was removed by 0 micron grinding to expose the porous layer.
【0112】プラズマCVD法によってSi3 N4 を
0.1μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆し
て、多孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチン
グによって除去する。Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0113】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。15分
後には、単結晶Si層だけが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S
i層は選択エッチングされ、完全に除去された。Then, the bonded substrates are mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 15 minutes, only the single crystal Si layer remains without being etched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i layer was selectively etched and completely removed.
【0114】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く15分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、非多孔質層に
おけるエッチング量(数オングストローム)は実用上無
視できる膜厚減少である。Si3 N4 層を除去した後に
は、石英溶融ガラス基板上に0.5μmの厚みを持った
単結晶Si層が形成できた。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low and was 40 even after 15 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio with respect to the etching rate of the porous layer reaches 10 5 or more, and the etching amount in the non-porous layer (several Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. After removing the Si 3 N 4 layer, a single crystal Si layer having a thickness of 0.5 μm could be formed on the fused silica glass substrate.
【0115】また、Si3 N4 層の代わりに、アピエゾ
ンワックス、或いは、エレクトロンワックスを被覆した
場合にも同様の効果があり、多孔質化されたSi層のみ
を完全に除去しえる。The same effect can be obtained when Apiezon wax or electron wax is coated instead of the Si 3 N 4 layer, and only the porous Si layer can be completely removed.
【0116】上記単結晶シリコン薄膜に電界効果トラン
ジスタを作製し、相互に接続することにより、相補性素
子、及びその集積回路を作製した。なお、各トランジス
タの製造方法については公知のMOS集積回路製造技術
が用いられる。
(実施例9)200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板上にCVD法により、Siエピタキシャル
層を1ミクロン成長させた。堆積条件は、以下のとおり
である。A field effect transistor was formed on the above single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor. (Example 9) P-type (10
0) A Si epitaxial layer was grown on the Si substrate by the CVD method to a thickness of 1 micron. The deposition conditions are as follows.
【0117】
反応ガス流量:SiH2 Cl2 1000 SCCM
H2 230 1/min.
温度: 1080℃
圧力: 80Torr
時間: 2min
この基板を50%のHF溶液中において陽極化成を行っ
た。この時の電流密度は、100mA/cm2 であっ
た。又、この時の多孔質化速度は、8.4μm/mi
n.であり200ミクロンの厚みを持ったP型(10
0)Si基板全体は、24分で多孔質化された。前述し
たようにこの陽極化成では、P型(100)Si基板の
みが多孔質化され、Siエピタキシャル層には変化がな
かった。Reaction gas flow rate: SiH 2 Cl 2 1000 SCCM H 2 230 1 / min. Temperature: 1080 ° C. Pressure: 80 Torr Time: 2 min This substrate was anodized in a 50% HF solution. The current density at this time was 100 mA / cm 2 . The rate of porosity at this time is 8.4 μm / mi.
n. And a P-type (10
0) The entire Si substrate became porous in 24 minutes. As described above, in this anodization, only the P-type (100) Si substrate was made porous, and the Si epitaxial layer remained unchanged.
【0118】次に、このエピタキシャル層の表面に光学
研磨を施した溶融石英ガラス基板を重ねあわせ、酸素雰
囲気中で800℃,0.5時間加熱することにより、両
者の基板は、強固に接合された。Next, a fused silica glass substrate which has been optically polished is superposed on the surface of this epitaxial layer and heated in an oxygen atmosphere at 800 ° C. for 0.5 hour to firmly bond the two substrates. It was
【0119】プラズマCVD法によってSi3 N4 を
0.1μm堆積して、貼りあわせた2枚の基板を被覆し
て、多孔質基板上の窒化膜のみを反応性イオンエッチン
グによって除去する。Si 3 N 4 is deposited to a thickness of 0.1 μm by the plasma CVD method to cover the two bonded substrates, and only the nitride film on the porous substrate is removed by reactive ion etching.
【0120】その後、該貼り合わせた基板を49%弗酸
とアルコールと過酸化水素水との混合液(10:6:5
0)で撹はんすることなく選択エッチングする。65分
後には、単結晶Si層だけが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S
i基板は選択エッチングされ、完全に除去された。Then, the bonded substrates were mixed with 49% hydrofluoric acid, alcohol and hydrogen peroxide solution (10: 6: 5).
In 0), selective etching is performed without stirring. After 65 minutes, only the single crystal Si layer remains unetched,
Porous S using single crystal Si as an etch stop material
The i substrate was selectively etched and completely removed.
【0121】非多孔質Si単結晶の該エッチング液にた
いするエッチング速度は、極めて低く65分後でも40
オングストローム弱程度であり、多孔質層のエッチング
速度との選択比は十の五乗以上にも達し、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)は実用上
無視できる膜厚減少である。すなわち、200ミクロン
の厚みをもった多孔質化されたSi基板は、除去され、
Si3 N4 層を除去した後には、石英ガラス基板上に1
μmの厚みを持った単結晶Si層が形成できた。The etching rate of the non-porous Si single crystal with respect to the etching solution was extremely low, and the etching rate was 40 even after 65 minutes.
It is about a little less than Angstrom, and the selection ratio to the etching rate of the porous layer reaches more than ten to the fifth power, and the etching amount in the non-porous layer (several tens of Angstroms) is a practically negligible reduction in film thickness. That is, the porous Si substrate having a thickness of 200 microns is removed,
After removing the Si 3 N 4 layer, 1 on the quartz glass substrate.
A single crystal Si layer having a thickness of μm could be formed.
【0122】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、S
i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。上記単結晶シ
リコン薄膜に電界効果トランジスタを作製し、相互に接
続することにより、相補性素子、及びその集積回路を作
製した。なお、各トランジスタの製造方法については公
知のMOS集積回路製造技術が用いられる。As a result of cross-sectional observation with a transmission electron microscope, S
No new crystal defect was introduced into the i layer, and it was confirmed that good crystallinity was maintained. A field effect transistor was formed on the single crystal silicon thin film and connected to each other to manufacture a complementary element and its integrated circuit. A known MOS integrated circuit manufacturing technique is used for the method of manufacturing each transistor.
【0123】[0123]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明による絶縁
ゲート型電界効果トランジスタ及びそれを用いた半導体
装置によれば、光透過性基体上に形成された良質なる単
結晶層に、高性能の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
が作製される。そのため光透過性基体に浮遊容量が少な
く高速動作が可能なうえ、ラッチアップ現象等のない、
集積回路を低価格で提供することが可能となる。As described in detail above, according to the insulated gate field effect transistor and the semiconductor device using the same according to the present invention, a high-quality single crystal layer formed on a light-transmissive substrate has high performance. Insulated gate field effect transistor is manufactured. Therefore, there is little stray capacitance in the light transmissive substrate and high-speed operation is possible, and there is no latch-up phenomenon.
It becomes possible to provide an integrated circuit at a low price.
【0124】なお、従来、ガラスに代表される光透過性
基体上には、一般には、基体の結晶構造が非晶質である
がゆえに、良質な単結晶層は得らなかったが、本発明に
よれば、元々良質な単結晶Si基体を出発材料として、
単結晶層を光透過性基体(例えば、透明なSiO2 を主
成分とするガラス基板)上に転移することができ、コン
タクトセンサーや、投影型液晶画像表示装置に必須であ
る光透過性基体上に高性能な駆動素子を作製することが
可能となり、また多数処理を短時間に行うことが可能と
なり、その生産性と経済性にも多大の進歩がある。Conventionally, a good quality single crystal layer could not be obtained on a light-transmissive substrate typified by glass because the crystal structure of the substrate is generally amorphous. According to the above, a good quality single crystal Si substrate is used as a starting material,
A single crystal layer can be transferred onto a light-transmitting substrate (for example, a transparent glass substrate containing SiO 2 as a main component), which is essential for contact sensors and projection-type liquid crystal image display devices. It becomes possible to fabricate a high-performance drive element, and it becomes possible to perform a large number of processes in a short time, and there is a great improvement in productivity and economical efficiency.
【図1】本発明による相補性絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a complementary insulated gate field effect transistor according to the present invention.
【図2】本発明の基板作製工程を説明するための模式的
断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a substrate manufacturing process of the present invention.
【図3】本発明の工程を説明するための模式的断面図で
ある。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a process of the present invention.
【図4】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 4 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
【図5】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 5 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
【図6】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 6 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
【図7】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 7 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
【図8】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 8 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
【図9】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 9 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
【図10】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 10 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
【図11】多孔質と非多孔質Siのエッチング特性であ
る。FIG. 11 shows etching characteristics of porous and non-porous Si.
1 光透過性酸化珪素基板、 2 Nチャネル電界効果
トランジスタ、3 Pチャネル電界効果トランジスタ、
4 島状単結晶層、5 島状単結晶層、 6 ゲート
酸化膜、 7 ゲート酸化膜、8 ゲート電極、 9
ゲート電極、 10 ソース領域、11 ドレイン領
域、 12 ソース領域、 13 ドレイン領域、14
ソース電極、 15 ドレイン電極、 16 ソース
電極、17 ドレイン電極、21 多孔質Si基板、
22 非多孔質Si単結晶層、23 ガラス光透過性基
板、 24 酸化シリコン層、25 エッチング防止
膜、31P型Si単結晶基板、 32 N型Si単結晶
層、33 多孔質Si基板、 34 ガラス光透過性基
板、35 エッチング防止膜。1 light transmissive silicon oxide substrate, 2 N-channel field effect transistor, 3 P-channel field effect transistor,
4 island-shaped single crystal layer, 5 island-shaped single crystal layer, 6 gate oxide film, 7 gate oxide film, 8 gate electrode, 9
Gate electrode, 10 source region, 11 drain region, 12 source region, 13 drain region, 14
Source electrode, 15 drain electrode, 16 source electrode, 17 drain electrode, 21 porous Si substrate,
22 non-porous Si single crystal layer, 23 glass light transmissive substrate, 24 silicon oxide layer, 25 etching prevention film, 31 P-type Si single crystal substrate, 32 N-type Si single crystal layer, 33 porous Si substrate, 34 glass light Transparent substrate, 35 Anti-etch film.
Claims (5)
少なくともチャネル領域を構成する単結晶層が、多孔質
化されたシリコン基体上の非多孔質単結晶層の表面或い
は、該非多孔質単結晶層の酸化表面を光透過性基体に貼
り合わせてのち、該多孔質化されたシリコン基体を少な
くとも湿式化学エッチングを含む工程により除去して得
られた、光透過性基体上の単結晶半導体層である絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタ。1. An insulated gate field effect transistor, comprising:
The single crystal layer constituting at least the channel region is the surface of the non-porous single crystal layer on the porous silicon substrate, or after bonding the oxidized surface of the non-porous single crystal layer to the light transmissive substrate, An insulated gate field effect transistor, which is a single crystal semiconductor layer on a light transmissive substrate, obtained by removing the porous silicon substrate by at least a step including wet chemical etching.
ランジスタのチャネル領域がN型チャネルである絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタ。2. The insulated gate field effect transistor according to claim 1, wherein the channel region of the insulated gate field effect transistor is an N type channel.
ランジスタのチャネル領域がP型チャネルである絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタ。3. The insulated gate field effect transistor according to claim 1, wherein the channel region of the insulated gate field effect transistor is a P type channel.
型電界効果トランジスタを有する相補性絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ。4. A complementary insulated gate field effect transistor comprising the insulated gate field effect transistor according to claim 2.
絶縁ゲート型電界効果トランジスタを構成要素とする半
導体装置。5. A semiconductor device comprising the insulated gate field effect transistor according to claim 2, claim 3 or claim 4 as a constituent element.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7952532B2 (en) | 2008-03-07 | 2011-05-31 | Nec Corporation | Antenna device, feed circuit, and radio-wave transmission/reception method |
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