JPH0536951A - 半導体基材の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 絶縁性基体上に、結晶性が単結晶ウエハー並
に優れたＳｉ結晶層を得ることを目的とする。また、そ
のための、温度制御方法を提供する。 【構成】 シリコン基体を多孔質化する工程と、該多孔
質化したシリコン基体１１上に第１の温度で非多孔質シ
リコン単結晶層１２を形成する工程と、該非多孔質シリ
コン単結晶層の表面を、表面に絶縁物１４を有する他の
シリコン基体１３に貼り合わせる工程と、該貼り合わせ
た基体の前記多孔質シリコンを無電解湿式化学エッチン
グにより除去する多孔質シリコンの選択エッチング工程
と、前記非多孔質シリコン単結晶層上に、前記第１の温
度より高い第２の温度で単結晶シリコン層１５をエピタ
キシャル成長により形成する工程と、を有することを特
徴とする半導体基材の作製方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基材の作製方法
に関し、特に、誘電体分離あるいは、絶縁物上の単結晶
半導体層に作成された電子デバイス、集積回路に適する
半導体基材の作製方法に関するものである。

【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、このＳＯＩ技術を利用したデバイス
は、通常のＳｉ回路を作製するバルクＳｉ基体では到達
しえない数々の優位点を有することから多くの研究がな
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。

【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
えば以下の文献にまとめられている。

【０００４】Special Issue : "Single-crystal silic
on on non-single-crystal insula-tors" ; edited by
G.W.Cullen, Journal of Crystal Growth, volume63, n
o.3,pp429 〜590 (1983)また、古くは、単結晶サファイ
ア基体上に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
基体界面の格子不整合により大量の結晶欠陥、サファイ
ア基体からのアルミニュームのＳｉ層への混入、そして
何よりも基体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。

【０００５】比較的近年には、サファイア基体を使用せ
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。

【０００６】１．Ｓｉ単結晶基体を表面酸化後に、窓を
開けてＳｉ基体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単結晶を形成する（この場合には、ＳｉＯ₂ 上にＳ
ｉ層の堆積をともなう）。

【０００７】２．Ｓｉ単結晶基体そのものを活性層とし
て使用し、その下部にＳｉＯ₂ 層を形成する（この方法
は、Ｓｉ層の堆積をともなわない）。

【０００８】

【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により、直接単結晶Ｓｉを横方向エ
ピタキシャル成長させる方法や、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
方法や、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
結晶により単結晶をＳｉＯ₂ 上に成長させる方法や、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）等が知られている。

【０００９】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。

【００１０】たとえば、ＣＶＤ法は平坦薄膜化するに
は、犠牲酸化が必要になり、固相成長法ではその結晶性
が悪い。

【００１１】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。

【００１２】このうち、Zone Melting Recrystallizati
on法は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、小数キャリアデバイスを作成す
るにいたってない。

【００１３】上記２の方法であるＳｉ基体をエピタキシ
ャル成長の種子として用いない方法においては、次の３
種類の方法が挙げられる。

【００１４】１．Ｖ型の溝が表面に異方性エッチングさ
れたＳｉ単結晶基体に酸化膜を形成し、該酸化膜上に、
多結晶Ｓｉ層をＳｉ基体と同じ程厚く堆積した後、Ｓｉ
基体の表面から、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。

【００１５】しかしながら、この手法においては、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、単結晶Ｓｉ基体を裏面より研磨して分離し
たＳｉ活性層のみを残す工程に、制御性と生産性の点か
ら問題がある。

【００１６】２．サイモックス（ＳＩＭＯＸ：Seperati
on by Ion Implanted Oxygen）と称されるＳｉ単結晶基
体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よいため現在もっと
も成熟した方法である。

【００１７】しかしながら、ＳｉＯ₂ 層を形成するため
には、酸素イオンを１０¹⁸ions/cm²以上も注入する必要
があるが、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、小数キャリアデバイスを
作製できる充分な品質に至っていない。

【００１８】３．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。この方法は、Ｐ型Ｓｉ
単結晶基体表面にＮ型Ｓｉ層をプロトンイオン注入（イ
マイ他、J. Cryst. 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基体のみを多孔質化した後、
増速酸化法によりＮ型Ｓｉ島を誘電体分離する方法であ
る。

【００１９】本方法では、分離されているＳｉ領域は、
デバイス工程の前に決定されており、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。

【００２０】次に、本発明の方法に必須である多孔質Ｓ
ｉ層の化学エッチングによる除去について論じる。

【００２１】一般に、 Ｐ＝（２. ３３−Ａ）／２. ３３ (１) をPorosityといい、陽極化成時に、この値を変化させる
ことが可能であり、次の様に表わせる。

【００２２】 Ｐ＝( ｍ1 −ｍ2)/(ｍ1 −ｍ3) (２) または、 Ｐ＝( ｍ1 −ｍ2)/ ρＡｔ (３) ｍ1 ：陽極化成前の全重量 ｍ2 ：陽極化成後の全重量 ｍ3 ：多孔質Ｓｉを除去した後の全重量 ρ ：単結晶Ｓｉの密度 Ａ ：多孔質化した面積 ｔ ：多孔質Ｓｉの厚さ で表されるが、多孔質化する領域の面積を正確に算出で
きない場合も多々ある。この場合は、式( ２) が有効で
あるが、ｍ3 を測定するためには、多孔質Ｓｉをエッチ
ングしなければならない。

【００２３】また、上記した多孔質Ｓｉ上のエピタキシ
ャル成長において、多孔質Ｓｉはその構造的性質のた
め、ヘテロエピタキシャル成長の際に発生する歪みを緩
和して、欠陥の発生を抑制することが可能である。しか
しながら、この場合も、多孔質ＳｉのPorosityが非常に
重要なパラメーターとなることは明らかである。したが
って、上記のPorosityの測定は、この場合も必要不可欠
である。

【００２４】多孔質Ｓｉをエッチングする方法として
は、 １．ＮａＯＨ水溶液で多孔質Ｓｉをエッチングする（G.
Bonchil,R.Herino,K.Barla,and J.C.Pfister, J.Electr
ochem.Soc., vol.130, no.7, 1611(1983) ）。 ２．単結晶Ｓｉをエッチングすることが可能なエッチン
グ液で多孔質Ｓｉをエッチングする、が知られている。

【００２５】上記２の方法は、通常、フッ硝酸系のエッ
チング液が用いられるが、このときのＳｉのエッチング
過程は、 Ｓi ＋2 Ｏ → Ｓi Ｏ₂ ( ４) Ｓi Ｏ₂ ＋4 ＨＦ → Ｓi Ｆ₄＋Ｈ₂ Ｏ ( ５) に示される様に、Ｓｉが硝酸で酸化され、Ｓi Ｏ₂ に変
質し、そのＳi Ｏ₂ をフッ酸でエッチングすることによ
りＳｉのエッチングが進む。

【００２６】結晶Ｓｉをエッチングする方法としては、
上記フッ硝酸系エッチング液の他に、エチレンジアミン
系、ＫＯＨ系、ヒドラジン系などがある。

【００２７】これらのことから、多孔質Ｓｉの選択エッ
チングを行うためには、上記Ｓｉエッチング液以外で多
孔質Ｓｉをエッチングすることのできるエッチング液を
選ぶ必要がある。従来行われている多孔質Ｓｉの選択エ
ッチングは、ＮａＯＨ水溶液をエッチング液としたエッ
チングのみである。

【００２８】また、上記したように、フッ硝酸系のエッ
チング液では、多孔質Ｓｉがエッチングされるが、単結
晶Ｓｉもエッチングされてしまうという問題がある。

【００２９】従来行われているＮａＯＨ水溶液を用いた
多孔質Ｓｉの選択エッチング方法では、Ｎａイオンがエ
ッチング表面に吸着することは避けられない。

【００３０】このＮａイオンは、不純物汚染の主たる原
因となり、界面準位を形成するなどの悪影響を与えるの
みであり、半導体プロセスにおいて導入されてはならな
い物質である。 （発明の目的）本発明の目的は、上述した貼合わせ法を
用いて、上記したような問題点および要求に答え得る半
導体基材の作製方法を提案することを目的とする。

【００３１】また、本発明は、絶縁性基体上に結晶性が
単結晶ウエハー並に優れたＳｉ結晶層を得るうえで、生
産性、均一性、制御性、コストの面において卓越した半
導体基材の作製方法を提案することを目的とする。

【００３２】更に、本発明は、従来のＳＯＩデバイスの
利点を実現し、応用可能な半導体基材の作製方法を提案
することも目的とする。

【００３３】また、本発明は、ＳＯＩ構造の大規模集積
回路を作製する場合にも、高価なＳＯＳや、ＳＩＭＯＸ
の代替足り得る半導体基材の作製方法を提案することを
目的とする。

【００３４】また本発明の目的は、半導体プロセス上悪
影響をおよぼすことなく、非多孔質Ｓｉをエッチングせ
ずに、効率よく、均一に、多孔質Ｓｉを選択的に化学エ
ッチングする方法を提供するものである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、シリコン基体を多孔質化する
工程と、該多孔質化したシリコン基体上に第１の温度で
非多孔質シリコン単結晶層を形成する工程と、該非多孔
質シリコン単結晶層の表面を、表面に絶縁物を有する他
のシリコン基体に貼り合わせる工程と、該貼り合わせた
基体の前記多孔質シリコンを無電解湿式化学エッチング
により除去する多孔質シリコンの選択エッチング工程
と、前記非多孔質シリコン単結晶層上に、前記第１の温
度より高い第２の温度で単結晶シリコン層をエピタキシ
ャル成長により形成する工程と、を有することを特徴と
する半導体基材の作製方法を提供するものである。

【００３６】また、前記第２の温度で単結晶シリコン層
をエピタキシャル成長させる方法がＣＶＤ法であること
を特徴とする。

【００３７】また、前記多孔質化シリコン基体上に第１
の温度で形成された前記非多孔質シリコン単結晶層と前
記第２の温度で形成した単結晶シリコン層の厚さの合計
が１００ミクロン以下であることを特徴とする。

【００３８】また、前記第１の温度で形成された非多孔
質シリコン単結晶層は、エピタキシャル成長により形成
されることを特徴とする。

【００３９】また、前記第１の温度で形成された非多孔
質シリコン単結晶層はバイアス・スパッター法、分子線
エピタキシャル法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、液
相成長法、ＣＶＤ法から選ばれる方法によって形成され
ることを特徴とする。

【００４０】また、前記第２の温度が９００℃以上であ
ることを特徴とする。

【００４１】

【作用】本発明によれば、選択エッチングを行う前の、
多孔質化された基体上非多孔質シリコン成長温度（第１
の温度）と、選択エッチング後の非多孔質シリコン上単
結晶シリコン成長温度（第２の温度）を変えることによ
り、絶縁物上に良質な単結晶構造を有するシリコン層を
形成することができる。

【００４２】以下、本発明の温度制御について、説明す
る。

【００４３】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。

【００４４】ただし、この時に高温処理を行うと多孔質
Ｓｉが変質する場合があり、増速エッチングの特性等が
変化し、特に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、多孔質シリコン層上へのＳｉ層の非多孔質シリコン
エピタキシャル成長は、低温で処理する必要がある。

【００４５】このような低温成長法としては、分子線エ
ピタキシャル成長、プラズマＣＶＤ、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、特にバイアス・スパッター法は、３００℃という
低温から結晶欠陥の存在しないエピタキシャル成長が実
現できるため最も好ましい（T.Ohmi, T.Ichikawa, H.Iw
abuchi,andT.Shibata, J.Appl.Phys. vol.66, pp4756-4
766, 1989 ）。

【００４６】しかしながら、デバイス形成について考慮
した場合には、高品質なシリコン単結晶層が望まれる
が、現在のところ最も高品質な単結晶シリコン層は、９
００℃以上の基体温度においてＣＶＤ法により形成され
るものである。

【００４７】すなわち、デバイス領域は低温成長による
単結晶シリコン層よりも、ＣＶＤ法による、より高温で
成長される単結晶シリコン層が望ましい。

【００４８】従って、多孔質シリコン上に単結晶Ｓｉ層
を成長させるためには低温成長が好ましく、デバイス領
域の単結晶Ｓｉ層の形成には高温成長が好ましく、結
局、第１の温度と、第２の温度との２つの温度領域で単
結晶成長させることが好ましいいことになる。

【００４９】また、本発明によれば、半導体プロセス上
悪影響をおよぼさない湿式化学エッチング液を用いるこ
とにより、結晶Ｓｉをエッチングせずに、多孔質Ｓｉを
選択的に化学エッチングすることができる。

【００５０】特に、本発明の多孔質Ｓｉの選択エッチン
グ方法は、結晶Ｓｉに対してはエッチング作用を持たな
い弗酸（もしくはバッファード弗酸・・・以下ＢＨＦと
略）、もしくは弗酸（もしくはＢＨＦ）に過酸化水素水
を加えたもの、もしくは弗酸（もしくはＢＨＦ）にアル
コールを加えたもの、もしくは弗酸（もしくはＢＨＦ）
に過酸化水素水及びアルコールを加えた混合液を、選択
エッチング液として用いることにより、より本発明の目
的を達成することができる。

【００５１】本発明の多孔質Ｓｉの選択湿式化学エッチ
ング液中の過酸化水素は、酸化剤として作用し、過酸化
水素の比率を変えることにより反応速度を制御すること
が可能である。

【００５２】本発明の多孔質Ｓｉの選択湿式化学エッチ
ング液中のアルコールは、表面活性剤として作用し、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
表面から除去し、均一に、かつ効率良く多孔質Ｓｉの選
択エッチングが可能となる。本発明によれば、通常の半
導体プロセスで用いられている溶液を用いて、結晶Ｓｉ
と同一基体に混在する多孔質Ｓｉを選択的に化学エッチ
ングすることができるものである。 ［実施態様例］以下に本発明の実施態様例を図１の断面
工程図を参照しながら説明する。

【００５３】まず、図１（ａ）に示すように、Ｓｉ単結
晶基体１１を用意して、その全部を多孔質化する。Ｓｉ
基体は、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１．１〜０．６ｇ／cm
³ の範囲に変化させることができる。

【００５４】本発明で用いる多孔質層は、下記の理由に
よりＰ型Ｓｉ基体に形成されやすい。

【００５５】多孔質Ｓｉは、Ｕｈｌｉｒ等によって１９
５６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(195
6))。

【００５６】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.ウナカ゛ミ、J.Electrochem.Soc.,vol.127, 476
(1980)）。

【００５７】 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。

【００５８】以上のことから、一般的には、正孔の存在
するＰ型Ｓｉは多孔質化されるが、Ｎ型Ｓｉは多孔質化
されない。この多孔質化における選択性は長野等および
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, SSD7
9-9549(1979)）、 （Ｋ. イマイ、Solid-State Electron
ics, vol.24,159(1981) ）。

【００５９】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。

【００６０】次に、図１（ｂ）に示すように、種々の低
温成長法により、エピタキシャル成長を多孔質化した基
体表面に行い、薄膜非多孔質シリコン単結晶層１２を第
１の温度で形成する。

【００６１】この第１の温度としては、後の選択エッチ
ングによる、多孔質Ｓｉ層と非多孔質シリコン単結晶層
の選択比が、十分得られるように多孔質Ｓｉが変質しな
い温度である必要があり、多孔質Ｓｉ上に形成する非多
孔質シリコン単結晶層に結晶欠陥が生じないならば、低
温であるのに越したことはない。

【００６２】次に図１（ｃ）に示すように、もう一つの
Ｓｉ基体１３を用意して、その表面に絶縁物１４を形成
した後、多孔質Ｓｉ基体１１上の非多孔質シリコン単結
晶層１２表面に該絶縁物１４を表面に持つＳｉ基体１３
を貼りつける。

【００６３】この後に、多孔質Ｓｉ基体１１を全部、弗
酸（もしくはバッファード弗酸・・・以下ＢＨＦと
略）、もしくは弗酸（もしくはＢＨＦ）に過酸化水素水
を加えたもの、もしくは弗酸（もしくはＢＨＦ）にアル
コールを加えたもの、もしくは弗酸（もしくはＢＨＦ）
に過酸化水素水及びアルコールを加えた混合液を、選択
エッチング液として、アルコールの存在する場合は攪は
んすることなく、アルコールの存在しない場合は攪はん
しながら浸潤することによって、多孔質Ｓｉ層１１のみ
を無電解湿式化学エッチングして絶縁物１４上に薄膜化
した非多孔質シリコン単結晶層１２を残存させ形成する
（図１（ｄ））。

【００６４】次いで図１（ｅ）に示すように、非多孔質
シリコン単結晶層１２上にエピタキシャル法により高品
質な単結晶シリコン層１５を第２の温度下で形成する。
このときの基体温度は低温である必要性はなく、第１の
温度よりも高く、９００℃以上のＣＶＤ法により形成す
るものが好ましい。

【００６５】図１（ｆ）は本発明で得られる半導体基体
が示される。すなわち、絶縁物基体１３＋１４上に結晶
性がシリコンウエハーと同等な単結晶Ｓｉ層１２＋１５
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体
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。

【００６６】次に、本発明で行なう多孔質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。

【００６７】本発明では、弗酸（もしくはバッファード
弗酸・・・以下ＢＨＦと略）、もしくは弗酸（もしくは
ＢＨＦ）に過酸化水素水を加えたもの、もしくは弗酸
（もしくはＢＨＦ）にアルコールを加えたもの、もしく
は弗酸（もしくはＢＨＦ）に過酸化水素水及びアルコー
ルを加えた混合液を、選択エッチング液として、アルコ
ールの存在する場合は攪はんすることなく、アルコール
の存在しない場合は攪はんしながら浸潤することによっ
て、選択エッチングを行なう。

【００６８】図２に、多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉを４９％
弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水との混合液に攪
はんすることなし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。

【００６９】多孔質Ｓｉは、単結晶Ｓｉを陽極化成によ
って作成し、その条件の一例を以下に示す。

【００７０】また、陽極化成によって形成する多孔質Ｓ
ｉ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。

【００７１】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 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： 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４９
％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水との混合液
（１０：６：５０）（白丸）に攪はんすることなしに浸
潤した後に、該多孔質Ｓｉの厚みの減少を測定した。

【００７２】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２４４
μｍも、高度の表面性を有して、均一にエッチングされ
た。エッチング速度は溶液濃度及び、温度に依存する。

【００７３】この時、過酸化水素水を添加すると、シリ
コンの酸化を増速し、反応速度を無添加にくらべて増速
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。

【００７４】また、５００μｍ厚の非多孔質Ｓｉを室温
において４９％弗酸とアルコールと３０％過酸化水素水
との混合液（１０：６：５０）（黒丸）に攪はんするこ
となしに浸潤した後に、該非多孔質シリコンの厚みの減
少を測定した。

【００７５】非多孔質シリコンは、８０分経過した後に
も、５０オングストローム以下しかエッチングされなか
った。

【００７６】この時、アルコールを添加すると、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、攪はんすることなく、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。

【００７７】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。

【００７８】溶液濃度および温度の条件は、多孔質Ｓｉ
のエッチング速度および多孔質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとの
エッチングの選択比が製造工程等で実用上差し支えない
範囲で設定される。

【００７９】図３から図９は、それぞれ他のエッチング
液による多孔質Ｓｉと単結晶Ｓｉの厚みのエッチング時
間依存性を示した図であり、図３は、エッチング液とし
て、バッファード弗酸と過酸化水素水とアルコールとの
混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉのエッチング
特性。

【００８０】図４は、エッチング液として、弗酸と過酸
化水素水との混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉ
のエッチング特性。

【００８１】図５は、エッチング液として、弗酸とアル
コールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉの
エッチング特性。

【００８２】図６は、エッチング液として、弗酸を用い
た時の多孔質と非多孔質Ｓｉのエッチング特性。

【００８３】図７は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸とアルコールとの混合液を用いた時の多孔質と非
多孔質Ｓｉのエッチング特性。

【００８４】図８は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸と過酸化水素水との混合液を用いた時の多孔質と
非多孔質Ｓｉのエッチング特性。

【００８５】図９は、エッチング液として、バッファー
ド弗酸を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉのエッチング
特性である。

【００８６】以下、具体的な実施例によって本発明を説
明する。

【００８７】

【実施例】（実施例１）２００ミクロンの厚みを持った
Ｐ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において陽
極化成を行った。

【００８８】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【００８９】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 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： １．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 次に、該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上にバイアス・
スパッター法（以下ＢＳ法と略）により、Ｓｉエピタキ
シャル層を０．０５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。

【００９０】 表面クリーニング条件 温度： ３８０℃ 雰囲気： Ａｒ 圧力： １５ｍＴｏｒｒ 基体電位： ５Ｖ ターゲット電位： −５Ｖ 高周波電力： ５Ｗ ＲＦ周波数： １００ＭHz 堆積条件 ＲＦ周波数： １００ＭHz 高周波電力： １００Ｗ 温度（第１の温度）： ３８０℃ Ａｒガス圧力： １５ｍＴｏｒｒ 成長時間： ４ｍｉｎ 膜厚： ０．０５μｍ ターゲット直流電位： −１５０Ｖ 基体直流電位： ＋１０Ｖ 次に、このエピタキシャル層の表面に、もう一方の表面
に５０００オングストロームの酸化層を形成したＳｉ基
体を重ねあわせ、酸素雰囲気中で６００℃、０．５時間
加熱することにより、両者のＳｉ基体は、強固に接合さ
れた。

【００９１】その後、該貼り合わせた基体を４９％弗酸
とアルコールと３０％過酸化水素水との混合液（１０：
６：５０）で攪はんすることなく選択エッチングした。
６５分後には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチ
ングされずに残り、非多孔質シリコン単結晶をエッチ・
ストップの材料として、多孔質Ｓｉ基体は選択エッチン
グされ、完全に除去された。

【００９２】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、６５分後でも５０オ
ングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速度
との選択比は１０の５乗以上にも達し、非多孔質シリコ
ン単結晶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。

【００９３】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は、除去され、ＳｉＯ₂ 上に
０．０５μｍの厚みを持った非多孔質シリコン単結晶層
が形成できた。

【００９４】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャルＳｉ単結晶膜を１μ
ｍ堆積させた。堆積条件は以下の通りである。

【００９５】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： ２ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、ＢＳ法によるＳ
ｉ層及びＣＶＤ法による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、およ
そ１μｍ厚ＳＯＩ構造が形成されていることが確認され
た。

【００９６】一方、ホール測定その他の電気的特性に関
しても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられな
かった。

【００９７】（実施例２）２００ミクロンの厚みを持っ
たＰ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において
陽極化成を行った。

【００９８】陽極化成条件は、実施例１と同様とした。

【００９９】次に該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上に
ＭＢＥ（分子線エピタキシー：Molecular Beam Epitax
y）法により、非多孔質シリコン単結晶エピタキシャル
層を０．１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。

【０１００】 温度（第１の温度）： 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にもう一方の表面に
５０００オングストロームの酸化層を形成したＳｉ基体
を重ねあわせ、酸素雰囲気中で７００℃、０．５時間加
熱することにより、両者のＳｉ基体は、強固に接合され
た。

【０１０１】その後、該貼り合わせた基体をバッファー
ド弗酸（３６％フッ化アンモニウムと４．５％弗酸との
混合水溶液）とアルコールと３０％過酸化水素水との混
合液（１０：６：５０）で攪はんすることなく選択エッ
チングした。２０５分後には、非多孔質シリコン単結晶
層だけがエッチングされずに残り、非多孔質シリコン単
結晶をエッチ・ストップの材料として、多孔質Ｓｉ基体
は選択エッチングされ、完全に除去された。

【０１０２】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、２０５分後でも５
０オングストローム以下であり、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、非多孔質シリ
コン単結晶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。

【０１０３】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は、除去され、ＳｉＯ₂ 上に
０．１μｍの厚みを持った非多孔質シリコン単結晶層が
形成できた。

【０１０４】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャル膜を５μｍ堆積させ
た。堆積条件は以下の通りである。

【０１０５】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： １０ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、ＭＢＥ法による
Ｓｉ層及びＣＶＤ法による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。

【０１０６】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。

【０１０７】（実施例３）２００ミクロンの厚みを持っ
たＰ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において
陽極化成を行った。

【０１０８】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１０９】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 電流密度： ３０ （ｍＡ・cm^-2） 陽極化成溶液： ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ：Ｃ₂ Ｈ₅ ＯＨ＝１：１：１ 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 次に、該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上にプラズマＣ
ＶＤ法により、Ｓｉエピタキシャル層を０．１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。

【０１１０】 ガス： ＳｉＨ₄ 高周波電力： １００Ｗ 温度（第１の温度）： ８００℃ 圧力： １×１０^-2Ｔｏｒｒ 成長速度： ２．５ｎｍ／ｓｅｃ 次に、この非多孔質シリコン単結晶エピタキシャル層の
表面にもう一方の表面に５０００オングストロームの酸
化層を形成したＳｉ基体を重ねあわせ、窒素雰囲気中で
８００℃、０．５時間加熱することにより、両者のＳｉ
基体は、強固に接合された。

【０１１１】その後、該貼り合わせた基体を４９％弗酸
と３０％過酸化水素水との混合液（１：５）で攪はんし
ながら選択エッチングした。６２分後には非多孔質シリ
コン単結晶層だけがエッチングされずに残り、非多孔質
シリコン単結晶をエッチ・ストップの材料として、多孔
質Ｓｉ基体は選択エッチングされ、完全に除去された。

【０１１２】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６２分後でも５０オ
ングストローム以下であり、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。

【０１１３】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は、除去され、ＳｉＯ₂ 上に
０．１μｍの厚みを持った非多孔質シリコン単結晶層が
形成できた。

【０１１４】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャル膜を５μｍ堆積させ
た。堆積条件は以下の通りである。

【０１１５】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： １０ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、プラズマＣＶＤ
法によるＳｉ層及びＣＶＤ法による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。

【０１１６】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。

【０１１７】（実施例４）２００ミクロンの厚みを持っ
たＰ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において
陽極化成を行った。

【０１１８】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１１９】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 電流密度： ３０ （ｍＡ・cm^-2） 陽極化成溶液： ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ：Ｃ₂ Ｈ₅ ＯＨ＝１：１：１ 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 次に、該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上に液相成長法
により、非多孔質シリコン単結晶エピタキシャル層を
０．５ミクロン低温成長させた。成長条件は、以下のと
おりである。

【０１２０】 溶媒： Ｓｎ 成長温度： ９００℃ 成長雰囲気： Ｈ₂ 成長時間： ５分 次に、このエピタキシャル層の表面にもう一方の表面に
５０００オングストロームの酸化層を形成したＳｉ基体
を重ねあわせ、窒素雰囲気中で９００℃、０．５時間加
熱することにより、両者のＳｉ基体は、強固に接合され
た。

【０１２１】その後、該貼り合わせた基体を４９％弗酸
とアルコールとの混合液（１０：１）で攪はんすること
なく選択エッチングした。８２分後には、非多孔質シリ
コン単結晶層だけがエッチングされずに残り、単結晶Ｓ
ｉをエッチ・ストップの材料として、多孔質Ｓｉ基体は
選択エッチングされ、完全に除去された。

【０１２２】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８２分後でも５０オ
ングストローム以下であり、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。

【０１２３】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は除去され、ＳｉＯ₂ 上に０．
５μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層が形成できた。

【０１２４】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャル膜を５μｍ堆積させ
た。堆積条件は以下の通りである。

【０１２５】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： １０ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、液相成長による
Ｓｉ層及びＣＶＤ法による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。

【０１２６】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。

【０１２７】（実施例５）２００ミクロンの厚みを持っ
たｎ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において
陽極化成を行った。

【０１２８】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１２９】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 電流密度： ３０ （ｍＡ・cm^-2） 陽極化成溶液： ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ：Ｃ₂ Ｈ₅ ＯＨ＝１：１：１ 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 次に、該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上に減圧ＣＶＤ
法により、Ｓｉエピタキシャル層を０．１ミクロン成長
させた。堆積条件は、以下のとおりである。

【０１３０】 ソースガス： ＳｉＨ₄ キャリアガス： Ｈ₂ 温度（第１の温度）： ８５０℃ 圧力： １×１０^-2Ｔｏｒｒ 成長速度： ３．３ｎｍ／ｓｅｃ 次に、このエピタキシャル層の表面にもう一方の表面に
５０００オングストロームの酸化層を形成したＳｉ基体
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Ｓｉ基体は、強固に接合され
た。

【０１３１】その後、該貼り合わせた基体を４９％弗酸
で攪はんしながら選択エッチングした。７８分後には、
非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチングされずに残
り、非多孔質シリコン単結晶をエッチ・ストップの材料
として、多孔質Ｓｉ基体は選択エッチングされ、完全に
除去された。

【０１３２】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７８分後でも５０
オングストローム以下であり、多孔質層のエッチング速
度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。

【０１３３】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は、除去され、ＳｉＯ₂ 上に
０．１μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層が形成できた。

【０１３４】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャル膜を１μｍ堆積させ
た。堆積条件は以下の通りである。

【０１３５】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： ２ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、減圧ＣＶＤ法に
よるＳｉ層及びＣＶＤ法による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。

【０１３６】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。

【０１３７】（実施例６）２００ミクロンの厚みを持っ
たＰ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において
陽極化成を行った。陽極化成条件は以下のとおりであっ
た。

【０１３８】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 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： １．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 次に、該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上にバイアス・
スパッター法（以下ＢＳ法と略）により、Ｓｉエピタキ
シャル層を０．０５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。

【０１３９】 表面クリーニング条件 温度： ３８０℃ 雰囲気： Ａｒ 圧力： １５ｍＴｏｒｒ 基体電位： ５Ｖ ターゲット電位： −５Ｖ 高周波電力： ５Ｗ ＲＦ周波数： １００ＭHz 堆積条件 ＲＦ周波数： １００ＭHz 高周波電力： １００Ｗ 温度（第１の温度）： ３８０℃ Ａｒガス圧力： １５ｍＴｏｒｒ 成長時間： ４ｍｉｎ 膜厚： ０．０５μｍ ターゲット直流電位： −１５０Ｖ 基体直流電位： ＋１０Ｖ 次に、このエピタキシャル層の表面にもう一方の表面に
５０００オングストロームの酸化層を形成したＳｉ基体
を重ねあわせ、酸素雰囲気中で６００℃、０．５時間加
熱することにより、両者のＳｉ基体は、強固に接合され
た。

【０１４０】その後、該貼り合わせた基体をバッファー
ド弗酸（３６％フッ化アンモニウムと４．５％弗酸との
混合水溶液）とアルコールとの混合液（１０：１）で攪
はんすることなく選択エッチングした。２７５分後に
は、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチングされず
に残り、非多孔質シリコン単結晶をエッチ・ストップの
材料として、多孔質Ｓｉ基体は選択エッチングされ、完
全に除去された。

【０１４１】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２７５分後でも５０
オングストローム以下であり、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、非多孔質シリコ
ン単結晶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。

【０１４２】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は、除去され、ＳｉＯ₂ 上に
０．０５μｍの厚みを持った非多孔質シリコン単結晶層
が形成できた。

【０１４３】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャルＳｉ単結晶膜を１μ
ｍ堆積させた。

【０１４４】堆積条件は以下の通りである。

【０１４５】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： ２ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、ＢＳ法によるＳ
ｉ層及びＣＶＤ法による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、およ
そ１μｍ厚ＳＯＩ構造が形成されていることが確認され
た。

【０１４６】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。

【０１４７】（実施例７）２００ミクロンの厚みを持っ
たＰ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において
陽極化成を行った。

【０１４８】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１４９】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 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： １．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 次に、該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上にバイアス・
スパッター法（以下ＢＳ法と略）により、Ｓｉエピタキ
シャル層を０．０５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。

【０１５０】 表面クリーニング条件 温度： ３８０℃ 雰囲気： Ａｒ 圧力： １５ｍＴｏｒｒ 基体電位： ５Ｖ ターゲット電位： −５Ｖ 高周波電力： ５Ｗ ＲＦ周波数： １００ＭHz 堆積条件 ＲＦ周波数： １００ＭHz 高周波電力： １００Ｗ 温度（第１の温度）： ３８０℃ Ａｒガス圧力： １５ｍＴｏｒｒ 成長時間： ４ｍｉｎ 膜厚： ０．０５μｍ ターゲット直流電位： −１５０Ｖ 基体直流電位： ＋１０Ｖ 次に、このエピタキシャル層の表面にもう一方の表面に
５０００オングストロームの酸化層を形成したＳｉ基体
を重ねあわせ、酸素雰囲気中で６００℃、０．５時間加
熱することにより、両者のＳｉ基体は、強固に接合され
た。

【０１５１】その後、該貼り合わせた基体をバッファー
ド弗酸（３６％フッ化アンモニウムと４．５％弗酸との
混合水溶液）と３０％過酸化水素水との混合液（１：
５）で攪はんしながら選択エッチングした。１９０分後
には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチングされ
ずに残り、非多孔質シリコン単結晶をエッチ・ストップ
の材料として、多孔質Ｓｉ基体は選択エッチングされ、
完全に除去された。

【０１５２】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１９０分後でも５０
オングストローム以下であり、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、非多孔質シリコ
ン単結晶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。

【０１５３】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は、除去され、ＳｉＯ₂ 上に
０．０５μｍの厚みを持った非多孔質シリコン単結晶層
が形成できた。

【０１５４】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャルＳｉ単結晶膜を１μ
ｍ堆積させた。堆積条件は以下の通りである。

【０１５５】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： ２ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、ＢＳ法によるＳ
ｉ層及びＣＶＤ法による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、およ
そ１μｍ厚ＳＯＩ構造が形成されていることが確認され
た。

【０１５６】一方ホール測定その他の電気的特性に関し
ても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられなか
った。

【０１５７】（実施例８）２００ミクロンの厚みを持っ
たＰ型（１００）単結晶Ｓｉ基体をＨＦ溶液中において
陽極化成を行った。

【０１５８】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１５９】 印加電圧： ２．６（Ｖ） 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： １．６（時間） 多孔質Ｓｉの厚み： ２００（μｍ） Ｐｏｒｏｓｉｔｙ： ５６（％） 次に、該Ｐ型（１００）多孔質Ｓｉ基体上にバイアス・
スパッター法（以下ＢＳ法と略）により、Ｓｉエピタキ
シャル層を０．０５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。

【０１６０】 表面クリーニング条件 温度： ３８０℃ 雰囲気： Ａｒ 圧力： １５ｍＴｏｒｒ 基体電位： ５Ｖ ターゲット電位： −５Ｖ 高周波電力： ５Ｗ ＲＦ周波数： １００ＭHz 堆積条件 ＲＦ周波数： １００ＭHz 高周波電力： １００Ｗ 温度（第１の温度）： ３８０℃ Ａｒガス圧力： １５ｍＴｏｒｒ 成長時間： ４ｍｉｎ 膜厚： ０．０５μｍ ターゲット直流電位： −１５０Ｖ 基体直流電位： ＋１０Ｖ 次に、このエピタキシャル層の表面にもう一方の表面に
５０００オングストロームの酸化層を形成したＳｉ基体
を重ねあわせ、酸素雰囲気中で６００℃、０．５時間加
熱することにより、両者のＳｉ基体は、強固に接合され
た。

【０１６１】その後、該貼り合わせた基体をバッファー
ド弗酸（３６％フッ化アンモニウムと４．５％弗酸との
混合水溶液）で攪はんしながら選択エッチングした。２
５８分後には、非多孔質シリコン単結晶層だけがエッチ
ングされずに残り、非多孔質シリコン単結晶をエッチ・
ストップの材料として、多孔質Ｓｉ基体は選択エッチン
グされ、完全に除去された。

【０１６２】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２５８分後でも５０
オングストローム以下であり、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、非多孔質シリコ
ン単結晶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。

【０１６３】すなわち、２００ミクロンの厚みをもった
多孔質化されたＳｉ基体は、除去され、ＳｉＯ₂ 上に
０．０５μｍの厚みを持った非多孔質シリコン単結晶層
が形成できた。

【０１６４】次いで通常のＣＶＤ法により非多孔質単結
晶Ｓｉ上に高品質なエピタキシャルＳｉ単結晶膜を１μ
ｍ堆積させた。

【０１６５】堆積条件は以下の通りである。

【０１６６】 ソースガス： ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ・・・１０００ｓｃｃｍ キャリアガス： Ｈ₂ ・・・２３０ ｌ／ｍｉｎ 基体温度（第２の温度）： １０８０℃ 圧力： ８０Ｔｏｒｒ 成長時間： ２ｍｉｎ 透過電子顕微鏡による断面観察の結果、ＢＳ法によるＳ
ｉ層及びＣＶＤ法による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、およ
そ１μｍ厚ＳＯＩ構造が形成されていることが確認され
た。

【０１６７】一方、ホール測定その他の電気的特性に関
しても通常のバルクシリコンの特性と全く差がみられな
かった。

【０１６８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
絶縁物基体上に結晶性が単結晶ウエハー並に優れたＳｉ
結晶層を得るうえで、生産性、均一性、制御性、経済性
の面において卓越した方法を得られるという効果があ
る。

【０１６９】また、本発明によれば、従来のＳＯＩデバ
イスの利点を実現し、応用可能な半導体基材の作製方法
を提案することができる。

【０１７０】また、本発明によれば、ＳＯＩ構造の大規
模集積回路を作製する際にも、高価なＳＯＳや、ＳＩＭ
ＯＸの代替足り得る半導体基材の作製方法を提案するこ
とができる。

【０１７１】また本発明によれば、多孔質Ｓｉのエッチ
ングにおいて、半導体プロセス上悪影響をおよぼさない
湿式化学エッチング液を用いることができ、かつ、多孔
質Ｓｉと非多孔質Ｓｉとのエッチングの選択比が５桁以
上もあり、制御性、生産性に多大の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工程を説明するための模式的断面図で
ある。

【図２】エッチング液として、弗酸と過酸化水素水とア
ルコールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉ
のエッチング特性。

【図３】エッチング液として、バッファード弗酸と過酸
化水素水とアルコールとの混合液を用いた時の多孔質と
非多孔質Ｓｉのエッチング特性。

【図４】エッチング液として、弗酸と過酸化水素水との
混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉのエッチング
特性。

【図５】エッチング液として、弗酸とアルコールとの混
合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉのエッチング特
性。

【図６】エッチング液として、弗酸を用いた時の多孔質
と非多孔質Ｓｉのエッチング特性。

【図７】エッチング液として、バッファード弗酸とアル
コールとの混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉの
エッチング特性。

【図８】エッチング液として、バッファード弗酸と過酸
化水素水との混合液を用いた時の多孔質と非多孔質Ｓｉ
のエッチング特性。

【図９】エッチング液として、バッファード弗酸を用い
た時の多孔質と非多孔質Ｓｉのエッチング特性。

【符号の説明】

１１ 多孔質Ｓｉ基体 １２ 非多孔質エピタキシャルＳｉ単結晶層 １３ もう一つのＳｉ基体 １４ 絶縁物層 １５ エピタキシャルＳｉ単結晶層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリコン基体を多孔質化する工程と、 該多孔質化したシリコン基体上に第１の温度で非多孔質
   シリコン単結晶層を形成する工程と、 該非多孔質シリコン単結晶層の表面を、表面に絶縁物を
   有する他のシリコン基体に貼り合わせる工程と、 該貼り合わせた基体の前記多孔質シリコンを無電解湿式
   化学エッチングにより除去する多孔質シリコンの選択エ
   ッチング工程と、 前記非多孔質シリコン単結晶層上に、前記第１の温度よ
   り高い第２の温度で単結晶シリコン層をエピタキシャル
   成長により形成する工程と、を有することを特徴とする
   半導体基材の作製方法。
2. 【請求項２】 前記第２の温度で単結晶シリコン層をエ
   ピタキシャル成長させる方法がＣＶＤ法であることを特
   徴とする請求項１に記載の半導体基材の作製方法。
3. 【請求項３】 前記多孔質化シリコン基体上に第１の温
   度で形成された前記非多孔質シリコン単結晶層と前記第
   ２の温度で形成した単結晶シリコン層の厚さの合計が１
   ００ミクロン以下である請求項１に記載の半導体基材の
   作製方法。
4. 【請求項４】 前記第１の温度で形成された非多孔質シ
   リコン単結晶層は、エピタキシャル成長により形成され
   る請求項１に記載の半導体基材の作製方法。
5. 【請求項５】 前記第１の温度で形成された非多孔質シ
   リコン単結晶層はバイアス・スパッター法、分子線エピ
   タキシャル法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、液相成
   長法、ＣＶＤ法から選ばれる方法によって形成される請
   求項１に記載の半導体基材の作製方法。
6. 【請求項６】 前記第２の温度が９００℃以上であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の半導体基材の作製方
   法。
7. 【請求項７】 前記多孔質化する工程は陽極化成である
   請求項１に記載の半導体基材の作製方法。
8. 【請求項８】 前記陽極化成はＨＦ溶液中で行われる請
   求項７に記載の半導体基材の作製方法。