專利名稱：半導(dǎo)體部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體部件及其制造方法，更具體地說，涉及適于由介質(zhì)隔離的或者絕緣體上的單晶半導(dǎo)體制作的電子器件、集成電路的半導(dǎo)體部件及其制造方法。
絕緣體上的單晶硅半導(dǎo)體層的形成，作為SOI技術(shù)已被廣泛地公知。在通常制作硅集成電路的體硅基片上達(dá)不到很多優(yōu)點(diǎn)，因為有了利用SOI技術(shù)的器件，使許多研究得以開展。即由于利用SOI技術(shù)，得到了下列等優(yōu)點(diǎn)1.因易于介質(zhì)隔離，可實(shí)現(xiàn)高集成化、2.抗輻射線性能好、3.降低了雜散電容，可實(shí)現(xiàn)高速度化、4.可省去阱的形成工序、5.可防止閂鎖效應(yīng)、6.由于薄膜化，可實(shí)現(xiàn)完全耗盡型場效應(yīng)晶體管。
為了實(shí)現(xiàn)如上所述的器件特性上的許多優(yōu)點(diǎn)，對于SOI結(jié)構(gòu)的形成方法進(jìn)行了數(shù)十年的研究。其內(nèi)容可參見例如下列文獻(xiàn)Special Issue“Single-crystal silicon on non-single-crystal insulators”;edited by G.W.Cullen，Journal of Crystal Growth，volume 63，no 3，pp429-590(1983)。
另外，以前已知用CVD法，在單晶蘭寶石基片上，異質(zhì)外延硅，形成SOS(Silicon on Sapphire)。該技術(shù)作為最成熟的SOI技術(shù)，雖然取得初步成功，但由于硅層與基底的蘭寶石基片界面的晶格不匹配，產(chǎn)生大量的晶體缺陷、來自蘭寶石的鋁混入硅層，并且基片的價格比什么都貴，因而延遲了大面積化，妨礙了應(yīng)用的推廣。近幾年以來，進(jìn)行了稱為不用蘭寶石基片實(shí)現(xiàn)SOI結(jié)構(gòu)的嘗試。該類實(shí)驗大體可分以下三類。
(1)把硅單晶基片表面氧化后，開窗口，露出硅基片的部分表面，將該露出的表面作為籽晶，向橫的方向外延生長，在SiO2上形成硅單晶層(此種情況下，在SiO2上伴隨著硅層的淀積)。
(2)把Si單晶基片本身作為有源層使用，在其下部形成SiO2(此種情況，不伴隨Si層的淀積)。
(3)在Si單晶基片上進(jìn)行外延生長Si之后，再進(jìn)行絕緣隔離(此方法伴隨Si層的淀積)。
作為上述(1)的手段，已知有用CVD直接橫向外延生長單晶層Si的方法、淀積非晶Si再熱處理，固相橫向外延生長方法，將電子束、激光等能量束會聚后照射非晶或多晶Si層，使之熔融再結(jié)晶，在SiO2上生長單晶層的方法，還有用棒狀加熱器在帶狀熔區(qū)進(jìn)行掃描(區(qū)熔再結(jié)晶)方法。這些方法各有短長，在它的控制性、生產(chǎn)性、均勻性及質(zhì)量方面存留很多問題，在工業(yè)上尚未實(shí)用化。例如，用CVD法要形成平坦薄膜，必需防護(hù)氧化，用固相生長法其結(jié)晶不好。此外，用能量束退火方法，還存在依據(jù)會聚的能量束掃描的處理時間、能量束的重疊情況以及焦點(diǎn)調(diào)整等控制性的問題。其中區(qū)熔再結(jié)晶法，雖處于最成熟、正進(jìn)行試制較大規(guī)模的集成電路，但是諸如點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷(亞晶界)等晶體缺陷，多數(shù)依然殘存，沒有做成少數(shù)載流子器件。
不把上述(2)的方法的Si基片作為外延生長的籽晶用的方法，可列舉例如以下的方法。
1.在其表面進(jìn)行各向異性腐蝕成V型溝的Si單晶基片上形成氧化膜，在該氧化膜上淀積與硅基片厚度相同的多晶Si之后，從Si基片的背面進(jìn)行研磨，在厚的多晶Si層上形成用V型溝包圍的介電隔離的Si單晶區(qū)。對于該方法雖結(jié)晶性良好，但是在淀積數(shù)百微米厚多晶Si的工藝和從背面研磨單晶Si基片，只留下隔離的Si有源層的工藝中，還有控制性與生產(chǎn)性等問題。
2.稱為SIMOX(Separation by ion-implanted oxygen)方法的是在Si單晶基片中，用氧的離子注入，形成SiO2層的方法，為使與Si工藝配合性好，現(xiàn)在它是最成熟的方法之一。但是，為了形成SiO2層，必須注入1018離子/cm2的氧離子，注入時間長，雖稱不上生產(chǎn)性高，而且片子的成本高。還留下許多結(jié)晶缺陷，從工業(yè)上看，沒有達(dá)到能制作少數(shù)載流子器件的好的質(zhì)量。
3.由多孔硅氧化的介質(zhì)隔離，形成SOI結(jié)構(gòu)的方法。該方法是在P型硅單晶基片表面，進(jìn)行質(zhì)子離子注入(今井等，J.Crystal Growth，Vol 63，547(1983))，或者用外延生長并刻圖，形成島狀的N形Si層，用在HF溶液中的陽極化方法，從表面包圍硅島，僅僅使P型硅基片本身進(jìn)行多孔化之后，用加速氧化，使N型Si島進(jìn)行介質(zhì)隔離的方法。在器件工藝之前，就要決定被隔離的Si區(qū)域，該方法存在限制器件設(shè)計的自由度的問題。
關(guān)于上述(3)的方法，特開昭55-16464號公報上記載了，在P型Si片上形成N型單晶Si層，在其設(shè)置含N型雜質(zhì)的氧化物的玻璃層，將該玻璃層與另一個硅片上設(shè)置的含有N型雜質(zhì)的氧化物的玻璃層經(jīng)熱處理，貼合在一起的工藝過程。并且，在該貼合工藝過程中，依次把P型Si片多孔化之后，將該多孔層氧化，用腐蝕法將多孔層除掉，形成SOI結(jié)構(gòu)。
另外，在特許申請公告53-45675號公報中，公開了一種把硅單晶片多孔化之后，使其氧化，將多孔硅層高阻抗化。在該多孔硅層上形成單晶硅層，將單晶Si層的一部分多孔化并高阻化以將單晶Si區(qū)域包圍起來，使單晶Si區(qū)域被隔離開。
這些公報記載的方法，無論哪個方法都含有把多孔層氧化的工藝過程，因多孔層經(jīng)氧化而膨脹，單晶硅層將受到變形的影響，未必能在絕緣體形成穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)單晶Si層。
本發(fā)明的目的在于，提供能解決上述問題以及上述要求的半導(dǎo)體部件及其制造方法。
還有，本發(fā)明的另一個目的在于，提供在絕緣體上具有其結(jié)晶性與單晶片媲美的單晶層的半導(dǎo)體，以及提供在生產(chǎn)性、均勻性、控制性及經(jīng)濟(jì)性等方面也是優(yōu)良的方法。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于，在制造SOI結(jié)構(gòu)的大規(guī)模集成電路的時候，為代替高價的SOS、SIMOX等，提供具有能滿足優(yōu)質(zhì)特性的半導(dǎo)體部件，及其時間短、經(jīng)濟(jì)性好的制造方法。
本發(fā)明上述以外的目的在于提供一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征是在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的部件;在上述的非多孔單晶半導(dǎo)體表面貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合之后;用腐蝕法把上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除掉。
圖1至圖13是示意表示本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的制造方法工序例子的示意圖。
本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的優(yōu)點(diǎn)如下。
本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的特征是，具有在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的第1部件，和在前述非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面上貼合了由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的表面的第2部件。
另一個特征是，具有在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上依次配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域，用絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的第1部件，在前述絕緣物質(zhì)的表面通過由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域貼合了的第2部件。
另一個特征是在由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域上，配置了非多孔硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體部件，在前述非多孔硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域中，過渡缺陷密度在2×104/cm2以下，載流子壽命為5×10-4秒以上。
另一個特征是在由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域上，配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體部件，在前述非多孔硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域中，過渡缺陷密度在2×10-4/cm2以下，載流子的壽命為5×10-4秒以上，而且，前述硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度的最大值與最小值之差是前述最大值的1%以下。
本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的制造方法的優(yōu)點(diǎn)如下。
本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的制造方法之特征是，在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上，形成配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的部件，在前述非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面，把該表面用絕緣物質(zhì)構(gòu)成的表面貼合之后，用腐蝕法，把前述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除去。
另一個特征是，在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上，形成配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的部件。
在前述部件的非多孔層單晶半導(dǎo)體這一側(cè)，形成由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域之后，在由上述絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的表面上貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合，用腐蝕法，把前述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除掉。
另一個特征是包括一步把非多孔單晶半導(dǎo)體部件進(jìn)行多孔化，形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工藝，一步在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上，形成非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工藝，以及一步在該非多孔層單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面上，貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件，進(jìn)行表面貼合的工藝;
一步用腐蝕法，將前述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除去的工藝。
另一個特征還在于具有下列步驟將非多孔單晶半導(dǎo)體部件多孔化而形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在該非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域這一側(cè)形成由絕緣材料構(gòu)成的區(qū)域的步驟;
在該絕緣材料構(gòu)成的區(qū)域的表面上，貼以由絕緣材料構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的步驟;
用蝕刻的方法除去上述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟。
另一個特征還在于具有下列步驟將第1非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域部分地多孔化而形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域，以及第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在該第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面上貼以由絕緣材料構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的步驟;
用磨削的方法除去上述第2非多孔單晶半導(dǎo)體，用蝕刻的方法除去上述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟。
另一個特征還在于具有下列步驟將第1非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的一部分多孔化而形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域和第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在該第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域這一側(cè)形成由絕緣材料構(gòu)成的區(qū)域的步驟;
在該絕緣材料構(gòu)成的區(qū)域的表面上，貼以由絕緣材料構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的步驟;
用磨削的方法除去上述第2非多孔單晶半導(dǎo)體，用蝕刻的方法除去上述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟。
另一個特征還在于具有下列步驟在第1導(dǎo)電型的第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域上，形成第2導(dǎo)電型的第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
將上述第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域多孔化而形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在上述第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面上，貼以由絕緣材料構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的步驟;
用蝕刻的方法除去上述多孔半導(dǎo)體區(qū)域的步驟。
另一個特征還在于具有下列步驟在第1導(dǎo)電型的第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域上，形成第2導(dǎo)電型的第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
將上述第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域多孔化而形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟;
在上述第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域這一側(cè)，形成由絕緣材料構(gòu)成的區(qū)域的步驟;
在上述絕緣材料構(gòu)成的區(qū)域的表面上，貼以由絕緣材料構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的步驟;
用蝕刻的方法除去上述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的步驟。
本發(fā)明的半導(dǎo)體部件，在絕緣體上的單晶半導(dǎo)體區(qū)域，其載流子壽命長，缺陷極少，膜厚的均勻性好。適用于各種半導(dǎo)體器件。此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體部件能夠快速響應(yīng)，可適用于高可靠性的半導(dǎo)體器件。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體部件足以替代昂貴的SOS和SIMOX。
本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的制造方法，可在絕緣體上獲得其結(jié)晶性與單晶片一樣好的Si結(jié)晶層，提供了具有良好的生產(chǎn)性、均勻性、可控性和經(jīng)濟(jì)性的方法。
進(jìn)一步地，依本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的制造方法，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的SOI器件的優(yōu)點(diǎn)，并能提供可應(yīng)用的半導(dǎo)體部件的制造方法。
還有，依本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的制造方法，在制造SOI結(jié)構(gòu)的大規(guī)模集成電路時，可以提供足以替代昂貴的SOS和SIMOX的半導(dǎo)體部件的制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的制造方法正如具體的實(shí)施例所敘述的那樣，可以使處理時間短、效率高、其生產(chǎn)性和經(jīng)濟(jì)性也是理想的。
下面，以硅作半導(dǎo)體材料為例，具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明的半導(dǎo)體材料決不僅僅局限于硅。
若通過電子顯微鏡觀察，多孔硅層具有平均直徑為600
的孔，其密度與單晶硅相比，雖然不到一半，但能保持單晶性。所謂單晶，是就固體晶體而言，在任意晶軸方向觀察，試樣的每個部分的方向都是相同的，雖然本發(fā)明中使用的多孔層帶有孔，但是結(jié)晶區(qū)域的晶軸在各個部分的方向都是相同的，是單晶。而且，在多孔層上，可以外延生長單晶Si層。但是，溫度超過1000℃時，位于內(nèi)部孔周圍的原子則重新排列，破壞了快速蝕刻的特性。因此，本發(fā)明中，Si層的外延生長過程最適合采用分子束外延生長法，等離子體化學(xué)汽相沉積法、低壓汽相沉積法、光化學(xué)汽相沉積法、偏置濺射法、液相生長法等可以低溫生長的晶體生長法。
由于多孔層內(nèi)部形成了大量的空隙，因此其密度能減少到一半以下。結(jié)果，由于單位體積的平均表面積(比表面積)顯著地增大，而使其化學(xué)蝕刻的速度與通常的非多孔單晶層的蝕刻速度相比大大地加快了。本發(fā)明利用上述多孔化的半導(dǎo)體的兩個特性，即保持單晶性，在上述多孔化的半導(dǎo)體基體上外延生長出非多孔半導(dǎo)體單晶，以及與非多孔單晶相比其蝕刻速度明顯地快，本發(fā)明能夠在短時間內(nèi)在具有絕緣性材料表面的基體上形成高質(zhì)量的非多孔半導(dǎo)體單晶層。
由于下述原因，在P型Si層上比在N型Si層上容易形成多孔層。首先，多孔Si于1956年由Uhlir等在半導(dǎo)體電解拋光的研究過程中被發(fā)現(xiàn)(A.Uhlir，Bell Syst.Tech.J.，Vol 35，P333(1956))。
海上(ウナガミ)等報告了對已陽極化的Si的溶解反應(yīng)的研究(T.UnagamiJ.Electrochem.Soc.，Vol，127.P.476(1980))，在HF溶液中的Si的陽極反應(yīng)，空穴是必要的，這種反應(yīng)如下Si+2HF+(2-n)e+→SiF2+2H++ne-SiF2+2HF→SiF4+H2SiF4+2HF→H2SiF6或者Si+4HF+(4-λ)e+→SiF4+4H++λe-SiF4+2HF→H2SiF6這里，e+和e-分別表示空穴和電子。而n和λ分別為溶解1個硅原子所需要的空穴數(shù)，當(dāng)滿足n＞2或λ＞4的條件時，便形成多孔硅。
如上所述，具有空穴的P型硅與特性相反的N型硅相比更容易多孔化。關(guān)于這種多孔，已由長野等以及今井(イマイ)證實(shí)了選擇性(長野、中島、安野、大中、梶原;電子通信學(xué)會技術(shù)研究報告，Vol.79，SSD79-9549(1979))、(K.Imai;Solid-state Electronics，Vol.24，159(1981))。但是，根據(jù)給定的條件，N型硅也能夠多孔化。
下面參照附圖具體地說明本發(fā)明。
實(shí)施范例1說明將P型基片全部多孔化，外延生長單晶層而得到半導(dǎo)體基片的方法。
如圖1A所示，首先，預(yù)備P型Si單晶基片，將其全部多孔化。利用上述可低溫生長的結(jié)晶生長法，在多孔化了的基片表面上進(jìn)行外延生長，形成薄膜單晶層22。通過用HF溶液陽極化的方法，使上述P型Si基片多孔化。與單晶Si的密度2.33g/cm3相比，這個多孔Si層21在HF溶液濃度為50～20%時，其密度在1.1～0.6g/cm3的范圍內(nèi)變化。
其次，如圖1B所示，再預(yù)備一個Si基片23，其表面形成一氧化層24，然后，將Si基片23上的這個氧化層24的表面與多孔Si基片21上的單晶Si層22的表面進(jìn)行貼合。再如圖1C所示，將多孔Si基片21全部蝕刻掉，在SiO2層24上剩下薄膜化的單晶硅層22。由于本發(fā)明中沒有在多孔半導(dǎo)體層上進(jìn)行氧化處理，且多孔半導(dǎo)體層被蝕刻掉，因此，可避免了多孔半導(dǎo)體層的氧化膨脹，可避免了外延生長的單晶層的變形的影響。依這種方法，在絕緣的氧化硅層24上，使晶片的整個區(qū)域上，大面積地形成平坦、均勻的其結(jié)晶性與硅晶片相同的薄膜化的單晶硅層22。這樣得到的半導(dǎo)體基片適合用來制作被絕緣隔開的電子元件。
這里，為了使上述半導(dǎo)體單晶層形成薄膜半導(dǎo)體器件，多孔半導(dǎo)體基片上形成的非多孔半導(dǎo)體晶層的厚度最好在50μm以下，在220μm以下更好。
而且，上述非多孔半導(dǎo)體單晶和具有絕緣材料表面的基片進(jìn)行貼合的過程最好在氮?dú)?、惰性氣體及其混合氣體的氣氛中，或者在含有惰性氣體和氮?dú)獾臍怏w氣氛中進(jìn)行，在加熱狀態(tài)下進(jìn)行更好。
在具有絕緣材料表面的基片上貼合的上述非多孔半導(dǎo)體單晶層保留下來，用來選擇蝕刻上述多孔化了的半導(dǎo)體基片的蝕刻液是例如氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液、氟酸-硝酸-醋酸混合溶液等蝕刻液。
還有，本發(fā)明可用的具有絕緣材料的基片至少其表面由絕緣材料組成，或者，基片全部由絕緣材料組成也行。其表面由絕緣材料組成的基片的實(shí)例有表面氧化了的單晶或多晶硅基片、導(dǎo)體或半導(dǎo)體在其表面上形成有氧化物、氮化物、硼化物等絕緣材料層的基片等。而且，全部由絕緣材料組成的基片的具體實(shí)例有石英玻璃、燒結(jié)氧化鋁等絕緣材料構(gòu)成的基片。
可是，在本實(shí)施范例1中，以在多孔半導(dǎo)體基片上形成非多孔半導(dǎo)體單晶層為例加以說明，但本發(fā)明不僅僅局限于實(shí)施范例1的情形，通過對由難以多孔化的材料(例如N型硅)構(gòu)成的單晶層和容易多孔化的材料(例如P型硅)構(gòu)成的單晶層所構(gòu)成的基片進(jìn)行多孔化處理，也可以形成具有非多孔半導(dǎo)體單晶層的多孔半導(dǎo)體基片。
而且，在蝕刻除去多孔半導(dǎo)體基片的步驟中，為了使具有非多孔半導(dǎo)體單晶層和絕緣材料表面的基片不因蝕刻而受到壞的影響，可以在腐蝕時，將該基片的除多孔半導(dǎo)體基片之外的其它部分都覆蓋抗蝕刻液的防護(hù)材料。
這樣形成的絕緣物上的非多孔單晶層，就載流子壽命而言，可達(dá)到5×10-4秒以上，與SIMOX中的半導(dǎo)體單晶層相比，其貫通過渡等結(jié)晶缺陷明顯地少，同時，半導(dǎo)體單晶層的厚度變化極小。具體地說，過渡缺陷密度為2×104/cm2以下，當(dāng)半導(dǎo)體單晶層表面的面積在20cm2～500cm2(2吋晶片-10吋晶片(インチウユハ-))的范圍內(nèi)時，半導(dǎo)體單晶層的厚度的最大值與最小值之差與最大值之比可控制在10%以下。
下面給出了其它實(shí)施范例。
實(shí)施范例2下面參照圖2A-2D詳細(xì)敘述實(shí)施范例2。
首先，如圖2A所示的那樣，通過任意一種薄膜生長法進(jìn)行外延生長，形成低雜質(zhì)濃度層122?；蛘撸瑥腜型Si單晶基片121的表面離子注入質(zhì)子，形成N型單結(jié)晶層122。
其次，如圖2B所示的那樣，用HF溶液對單晶基片121的背面進(jìn)行陽極化處理，使其轉(zhuǎn)變成多孔Si基片123。與單晶Si的密度2.33g/cm3相比，當(dāng)HF溶液的濃度在50～20%的范圍內(nèi)變化時，這種多孔Si層123的密度可在1.1～0.6g/cm3的范圍內(nèi)變化。如上所述，這個多孔層成為P型基片。
如圖2C所示，再預(yù)備一個Si基片124，在其表面形成氧化層125之后，將Si基片124上的這個氧化層125的表面與多孔Si基片123上的單晶Si層122的表面進(jìn)行貼合。
然后，將多孔Si基片全部蝕刻掉，在SiO2層125上留下薄膜化的單晶硅層122，形成半導(dǎo)體基片。
依據(jù)這種方法，在絕緣的氧化層125上，使晶片的整個區(qū)域上，大面積地形成平坦、均勻的單晶硅薄層122，其結(jié)晶性與硅晶片相同。
這樣制成的半導(dǎo)體基片適合用來制作被絕緣隔離的電子元件。
上述實(shí)施范例2是下述方法的一個例子，即，在進(jìn)行多孔化之前，在P型半導(dǎo)體上形成N型層，其后，通過陽極化，僅僅選擇地將P型基片多孔化。按照本實(shí)施范例也能制成其性能與實(shí)施范例1相同的半導(dǎo)體單晶層的半導(dǎo)體基片。
實(shí)施范例3如圖3A所示，首先，預(yù)備P型單晶Si基片，將其全部多孔化。通過任意一種生長法，在多孔化的基片表面上進(jìn)行外延生長，形成薄膜單晶層12。
如圖3B所示，再預(yù)備一個Si基片13，在其表面形成氧化層14以后，將Si基片上的氧化層14的表面與多孔Si基片11上的單晶層12的表面進(jìn)行貼合。
其次，如圖3B所示，將貼合在一起的兩塊硅晶片的整體上覆蓋Si3N4層15，將其作為抗蝕刻膜。然后，如圖3C所示，將多孔硅基片表面上的Si3N4層除去。也可以用阿皮松封蠟來代替Si3N4作另外一種蝕刻防護(hù)膜材料。其后，將多孔Si基片11全部蝕刻掉，在SiO2層14上剩下單晶硅薄膜層12，從而形成了半導(dǎo)體基片。
圖3C表示根據(jù)本發(fā)明所制成的半導(dǎo)體基片。即，除去了圖3b中用來作為蝕刻防護(hù)膜的Si2N4層15，在Si基片13上，通過絕緣的SiO2層14，使晶片的整個區(qū)域上，大面積地形成平坦、均勻的單晶Si薄層12，其結(jié)晶性與硅晶片相同。這樣制成的半導(dǎo)體基片可適合用來制作被絕緣隔開的電子元件。按照本實(shí)施范例所制成的半導(dǎo)體基片，其半導(dǎo)體單晶層具有與實(shí)施范例1同樣的性能。
實(shí)施范例4下面參照圖4A-4D詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施范例4。
首先，如圖4A所示的那樣，通過任意一種薄膜生長法進(jìn)行外延生長，形成低雜質(zhì)濃度層112。或者，從P型Si單晶基片111的表面離子注入質(zhì)子，形成N形單晶層112。
其次，如圖4B所示的那樣，用HF溶液從P型Si單晶基片111的背面陽極化，使其轉(zhuǎn)變成多孔Si基片113。與單晶Si的密度2.33g/cm3相比，當(dāng)HF溶液的濃度在50～20%的范圍內(nèi)變化時，這種多孔Si層113的密度可在1.1～0.6g/cm3的范圍內(nèi)變化。如上所述，這個多孔層113是由P型基片形成的。
如圖4C所示，再預(yù)備一個Si基片114，將其表面形成氧化層115之后，將Si基片114上的氧化層115的表面與多孔Si基片113上的單晶Si層112的表面進(jìn)行貼合。
這里，如圖4C所示，在貼合在一起的兩塊硅晶片的整體上覆蓋Si3N4層116，將其作為蝕刻防護(hù)膜。其后，如圖4C所示的那樣，將多孔硅基片表面上的Si3N4層除去。也可以用阿皮松封蠟等耐蝕刻性能優(yōu)異的材料來代替Si3N4作另一種蝕刻防護(hù)膜。其后，將多孔Si基片113全部蝕刻掉，在SiO2層115上剩下單晶硅薄膜層112，從而形成了半導(dǎo)體基片。圖4D表示根據(jù)本發(fā)明所制成的具有半導(dǎo)體層的基片，即，除掉了圖4C所示的作蝕刻防護(hù)膜的Si3N4層116，在絕緣的SiO2層115上，使晶片的整個區(qū)域上大面積地形成平坦、均勻的單晶Si薄層112，其結(jié)晶性與硅晶片相同。
這樣制成的半導(dǎo)體基片沒有因蝕刻而受到壞的影響，可適合用來制作絕緣隔開的電子元件。而且，按照本實(shí)施方式所制成的半導(dǎo)體基片，其性能與實(shí)施范例1的半導(dǎo)體基片一樣。
實(shí)施范例5如圖5A所示，首先，預(yù)備P型Si單晶基片，將其完全多孔化。利用任意一種生長法，在多孔化的基片表面上進(jìn)行外延生長，形成薄膜單晶層32。
如圖5B所示，再預(yù)備一個Si基片33，將其表面形成氧化層34以后，將Si基片33上的該氧化層34的表面與多孔Si基片31上的單晶層32上形成的氧化層36的表面進(jìn)行貼合。這個貼合過程是將洗凈的表面彼此粘合起來，其后，在惰性氣體氣氛中或者在氮?dú)鈿夥罩屑訜岫M(jìn)行的。而且，為了降低作為最終有源層的非多孔單晶層32的界面能級，而形成了氧化層34。如圖5B所示，在貼合在一起的兩塊硅晶片的整體上覆蓋Si3N4層35作蝕刻防護(hù)膜。其后，如圖5C所示，將多孔硅基片31的表面上的Si3N4層35除去。也可以用阿比松滑脂等來代替Si3N4作另一種蝕刻防護(hù)膜材料。此后，將多孔Si基片31全部蝕刻掉，在SiO2層上剩下單晶硅薄膜層32，從而形成了半導(dǎo)體基片。
圖5C表示根據(jù)本發(fā)明所制成的具有半導(dǎo)體層的基片，即，除去圖5B所示的用作蝕刻防護(hù)膜的Si3N4層35，在Si基片33上，通過SiO2層34、36，使晶片的整個區(qū)域上大面積地形成平坦、均勻并且其結(jié)晶性與硅晶片相同的單晶Si薄層32。這樣制成的半導(dǎo)體基片可適合用來制作絕緣隔開的電子元件。而且，按照本實(shí)施范例所制成的半導(dǎo)體基片，其性能與實(shí)施范例1的半導(dǎo)體基片一樣。
實(shí)施范例6下面參照圖6A-6D詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施范例6。
首先，如圖6A所示的那樣，利用任意一種薄膜生長法進(jìn)行外延生長而形成低雜質(zhì)濃度層132，或者，從P型Si單晶基片131的表面離子注入質(zhì)子而形成N形單晶層132。
其次，如圖6B所示的那樣，用HF溶液從P型Si單晶基片131的背面陽極化，使其轉(zhuǎn)變成多孔Si基片133。與單晶Si的密度2.33g/cm3相比，當(dāng)HF溶液濃度在50～20%范圍內(nèi)變化時，這種多孔Si層133的密度可在1.1～0.6g/cm3的范圍內(nèi)變化。如上所述，這個多孔層是由P型基片形成的。
如圖6C所示，再預(yù)備一塊基片134，在其表面形成氧化層之后，將Si基片134上的該氧化層135與多孔Si基片133上的單晶Si層132上形成的氧化層137的表面進(jìn)行貼合。
其后，在貼合在一起的兩塊硅晶片的整體上覆蓋Si3N4層136作蝕刻防護(hù)層136。然后，如圖6C所示，將多孔硅基片133表面上的Si3N4層136除去。再利用化學(xué)方法將多孔Si基片蝕刻掉，在SiO2層135、137上剩下單晶硅薄膜層，從而形成了半導(dǎo)體基片。
這樣制成的半導(dǎo)體基片，各層間的粘合性能好，可適合用來制作絕緣隔開的電子元件。而且，按照本實(shí)施范例制成的半導(dǎo)體基片，其性能與實(shí)施范例1的基片一樣。
實(shí)施范例7如圖7A所示，首先，預(yù)備P型Si單晶基片，將其全部多孔化。用任意一種生長法在多孔化了的基片的表面上進(jìn)行外延生長，形成薄膜單晶層42。如圖7B所示，再預(yù)備一塊Si基片43，在其表面形成氧化層44以后，將Si基片43上的上述氧化層44的表面與多孔Si基片41上的單晶Si層42上形成的氧化層45的表面進(jìn)行貼合。這個貼合過程是將洗凈的表面彼此粘合起來，其后，在惰性氣體氣氛中或者在氮?dú)鈿夥罩屑訜岫M(jìn)行的。而且，為了降低作為最終半導(dǎo)體有源層的單晶層42的界面能級，而形成了氧化層44。如圖7C所示，將多孔Si基片41全部蝕刻掉，在SiO2層44、45上剩下單晶硅薄膜層，從而形成了半導(dǎo)體基片。圖7C表示根據(jù)本發(fā)明所制成的半導(dǎo)體基片。
在Si基片43上，通過SiO2層44、45，在晶片的整個區(qū)域上大面積地形成平坦、均勻的單晶硅薄層42，性能與硅晶片相同。這樣制得的半導(dǎo)體基片可適合用來制作絕緣隔開的電子元件。而且，按照本實(shí)施范例制成的半導(dǎo)體基片，其性能與實(shí)施范例1的基片一樣。
實(shí)施范例8下面參照圖8A-8D詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施范例8。
首先，如圖8A所示的那樣，用任意一種生長法進(jìn)行外延生長，形成低雜質(zhì)濃度層142?；蛘?，從P型Si單晶基片141的表面離子注入質(zhì)子，形成N型單晶層142。
其次，如圖8B所示的那樣，用HF溶液從P型Si單晶基片背面陽極化，使其轉(zhuǎn)變成多孔Si基片143。與單晶Si的密度2.33g/cm3相比，當(dāng)HF溶液的濃度在50～20%范圍內(nèi)變化時，這個多孔Si層143的密度可在1.1～0.6g/cm3的范圍內(nèi)變化。如上所述，這個多孔層是由P型基片141形成的。
如圖8C所示，再預(yù)備一個Si基片144，在其表面形成氧化層145之后，將Si基片144的上述氧化層145與多孔Si基片143上的單晶Si層142上形成的氧化層146的表面進(jìn)行貼合。
其后，用化學(xué)方法將多孔硅基片全部蝕刻掉，在SiO2層145、146上剩下單晶硅薄膜層，從而形成了半導(dǎo)體基片。
圖8D表示根據(jù)本發(fā)明制成的半導(dǎo)體基片。在Si基片144上，通過SiO2層145、146，使晶片的整個區(qū)域上大面積地形成平坦、均勻的單晶硅薄層142，該層142的結(jié)晶性與硅晶片一樣。
這樣制成的半導(dǎo)體基片可適合用來制作絕緣隔開的電子元件。而且，按照本實(shí)施范例制成的半導(dǎo)體基片，其性能與實(shí)施范例1的基片一樣。
實(shí)施范例9如圖9(A)所示，首先制備P型單晶Si基片，將其全部多孔化。采用各種生長方法，在多孔化基片51的表面上進(jìn)行外延生長，從而形成單晶薄膜層52。
如圖9(B)所示，準(zhǔn)備如以玻璃為代表的透光性基片53，把該透光性基片53貼合在多孔Si基片51上的單晶Si層52表面。
這里，如圖9(B)所示，對已貼合的二塊基片整體進(jìn)行覆蓋淀積Si3N4層54，作為防腐蝕膜54。然后，如圖9(C)所示，除去多孔硅基片表面上的Si3N4層54。之后，把多孔Si基片51全部腐蝕除掉，在透光性基片53上只留下薄膜化的單晶硅層52，從而形成半導(dǎo)體基片。本發(fā)明的半導(dǎo)體基片如圖9(C)所示。這樣所得到的半導(dǎo)體基片適合用來制作以透光性絕緣材料作絕緣隔離的電電子元件。而且，本實(shí)施范例所得到的半導(dǎo)體基片，具有與實(shí)施范例1相同的性能。
實(shí)施范例10以下，參考圖10A-10D詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施范例10。
首先，如圖10A所示那樣，采用各種薄膜生長方法進(jìn)行外延生長，由此形成雜質(zhì)濃度低的層152?；蛘?，在P型單晶Si基片151表面離子注入質(zhì)子，從而形成N型單晶層152。
其次，如圖10B所示，從P型單晶Si基片151背面，通過使用HF溶液的陽極化法，使Si基片153變成多孔化。與單晶Si的密度2.33g/cm3相比，隨著HF溶液濃度在50～20%變化，多孔Si層153的密度在1.1～0.6g/cm3的范圍內(nèi)變化。如上所述，這個多孔層153是由P型基片151形成的。
如圖10C所示，準(zhǔn)備透光性基片154，把該透光性基片154貼合于多孔Si基片153上的單晶Si層152表面。然后如圖10C所示，對已貼合好的兩塊基片整體進(jìn)行覆蓋淀積Si3N4層等，作為防腐蝕膜155。接著，如圖10D所示，除去多孔硅基片153表面上的Si3N4層155。在此之后，把多孔Si基片153全部腐蝕掉，在透光性基片154上只留下薄膜化的單晶硅層152，從而形成半導(dǎo)體基片。
本發(fā)明的半導(dǎo)體基片如圖10D所示。即在透光性基片154上，在晶片全域形成大面積的結(jié)晶性與硅晶片相同的、平坦且均勻的薄層化的單晶硅層152。
這樣所得到的半導(dǎo)體基片，適合用來制作以透光性絕緣材料作絕緣隔離的電子元件。而且，本實(shí)施范例所得到的半導(dǎo)體基片具有與實(shí)施范例1相同的性能。
實(shí)施范例11如圖11A所示，首先準(zhǔn)備P型單晶Si基片，將其全部多孔化。采用各種生長方法，在多孔化的基片61表面上進(jìn)行外延生長，形成單晶薄膜層62。
如圖11B所示，準(zhǔn)備以玻璃為代表的透光性基片63，把該透光性基片63貼合于多孔Si基片61上的單晶Si層62的表面上。
在此之后，把多孔Si基片61全部腐蝕掉，在透光性基片63上只留下薄膜化的單晶硅層62，從而形成半導(dǎo)體基片。
本發(fā)明的半導(dǎo)體基片如圖11C所示，在透光性基片63上，在晶片全域形成大面積的、結(jié)晶性與硅晶片相同的、平坦且均勻的薄層化的單晶硅層62。這樣所得到的半導(dǎo)體基片，適合用來制作以透光性絕緣材料作絕緣隔離的電子元件。
實(shí)施范例12以下，參考圖12A-12D詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施范例12。
首先，如圖12A所示，采用各種薄膜生長方法進(jìn)行外延生長，由此形成雜質(zhì)濃度低的層162?；蛘撸赑型單晶Si基片161表面離子注入質(zhì)子，由此形成N型單晶層162。
其次，如圖12B所示，從P型單晶Si基片161背面，通過使用HF溶液的陽極氧化法，使Si基片163變成多孔的。與單晶Si密度2.33g/cm3相比，隨著HF溶液濃度在50～20%變化，多孔Si層163的密度在1.1-0.6g/cm3的范圍內(nèi)變化。如上所述，這個多孔層163是由P型基片161形成的。
如圖12C所示，準(zhǔn)備透光性基片164，把該透光性基片164貼合于多孔Si基片163上的單晶Si層162的表面。如圖12C所示，把多孔Si基片163全部腐蝕除掉，僅在透光性基片163上留下薄膜化的單晶硅層162，從而形成半導(dǎo)體基片。
本發(fā)明的半導(dǎo)體基片如圖12D所示。即在透光性基片164上，在晶片全域形成大面積的結(jié)晶性與硅晶片相同的、平坦且均勻的薄層化的單晶Si層162。
這樣得到的半導(dǎo)體基片，適合用來制作以透光性絕緣材料作為絕緣分離的電子元件。本實(shí)施范例所得半導(dǎo)體基片具有與實(shí)施范例1相同的性能。
實(shí)施范例13通過圖13A-13F予以說明。如圖13A所示，首先在單晶Si基片1300的一部分形成多孔區(qū)域1301。其次在該多孔區(qū)域1301采用各種結(jié)晶生長方法形成單晶Si薄膜層1302(圖13B)。并在單晶Si薄膜層1302上形成氧化膜1303(圖13C)。
把在另一個Si基片1304表面上形成的氧化膜1305與前述氧化膜1303貼合(圖13D)。
然后，采用磨削等機(jī)械研磨或者腐蝕等除掉多孔化后剩下的單晶硅基片1300，使多孔區(qū)域1301露出(圖13E)。
把多孔區(qū)域1301腐蝕除掉，形成在絕緣物上具有單晶Si薄膜層的半導(dǎo)體基片(圖13F)。
在采用這樣的工序的情況下，多孔化所需要的時間可以縮短，腐蝕除掉多孔Si基片的時間可以縮短，因而可以高效率地形成基片。
還有，可以不形成圖13所示的氧化膜1303，而把氧化膜1305直接與單晶Si薄膜層1302貼合。也可以采用玻璃等絕緣性基片來代替在Si基片1304上形成的氧化膜1305進(jìn)行貼合。
此外，可以把實(shí)施范例1至12中的各工序編入本實(shí)施范例中。
由此所得到的半導(dǎo)體基片具有與實(shí)施范例1至12所得半導(dǎo)體基片相同的優(yōu)異性能。
實(shí)施例1對直徑3英寸、厚為200微米的P型(100)單晶Si基片(Si晶片)在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化。此時的電流密度為100mA/cm2。多孔化的速度為8.4μm/min，厚為200微米的P型(100)Si基片經(jīng)24分鐘即可全部多孔化。
采用MBE(分子束外延)法在P型(100)多孔Si基片上生長厚0.5微米的Si外延層。淀積條件如下溫度700℃壓力1×10-9Torr生長速度0.1nm/sec然后，把表面上形成有5000
的氧化層24的另一塊Si基片23疊合在外延層21的表面上，經(jīng)過氮?dú)鈿夥障?.5小時的800℃加熱，使兩塊Si基片牢固地貼合起來。之后，用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)腐蝕除掉多孔Si基片。
如前所述，對于通常的單晶Si的氟硝酸醋酸溶液，腐蝕速度較慢，約為每分鐘1微米(氟硝酸醋酸溶液1∶3∶8)，而對于多孔層，其腐蝕速度加快百倍左右。即200微米厚的多孔化的Si基片21經(jīng)過2分鐘即可除去。
這樣，在SiO2層24上形成厚0.5μm的單晶Si層22。
此外，采用描掃式偏振光分析測定法檢查所得到的單晶Si層的厚度。具體地說就是描掃測定3英寸晶片的全面，其結(jié)果，在3英寸晶片的范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值與最小值之差被抑制在厚度最大值的5%以下。而且，通過電子顯微觀察單晶Si層平面，其結(jié)果是過渡缺陷密度被抑制在1×103/cm2以下，在單晶Si層形成過程中，沒有引起新的結(jié)晶缺陷，確認(rèn)維持了良好的結(jié)晶性。采用MOSC-t法測定單晶Si層中少數(shù)載流子的壽命，顯示了2.0×10-3秒的較高值。
實(shí)施例2對直徑為4英寸、厚度為500微米的P型(100)單晶Si基片在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化。電流密度為100mA/cm2。多孔化的速度為8.4μm/min，500微米厚的P型(100)Si基片經(jīng)過60分鐘即可全部多孔化。
采用等離子CVD法在P型(100)多孔Si基片21上低溫生長厚為0.5微米的Si外延層22。淀積條件如下氣體SiH4高頻電功率100W溫度800℃壓力1×10-2Torr生長速度2.5nm/秒然后，把表面上形成有5000 的氧化層24的另一塊Si基片23疊合在外延層22的表面上，在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)過0.5小時的700℃加熱，使兩塊Si基片牢固地貼合在一起。之后，用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片21腐蝕掉。
如前所述，對于通常的單晶Si的氟硝酸醋酸溶液，腐蝕速度較慢，約為每分鐘1微米(氟硝酸醋酸溶液1∶3∶8)，而對于多孔層，其腐蝕速度如快百倍左右。亦即，500微米厚的多孔化Si基片21經(jīng)過5分鐘即可除去。
在SiO2層24上形成厚0.5μm的單晶Si層。
此外，采用描掃式偏振光分析檢測法檢查所得到的單晶Si層的厚度。具體地說就是描掃測定4英寸晶片的全面。其結(jié)果，在4英寸晶片的范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值與最小值之差被抑制在厚度最大值的7%以下。而且，通過電子顯微觀察單晶Si層平面，其結(jié)果是過渡缺陷密度被抑制在1×103/cm2以下，在單晶Si層形成過程中，沒有引起新的結(jié)晶缺陷，確認(rèn)維持了良好的結(jié)晶性。采用MOS c-t法測定單晶Si層中少數(shù)載流子的壽命，顯示了2.0×10-3秒的較高值。
實(shí)施例3對直徑為3英寸、厚度為200微米的P型(100)單晶Si基片在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化。電流密度為100mA/cm2。多孔化的速度為8.4μm/min，200微米厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘即可全部多孔化。采用偏壓濺射法在P型(100)多孔Si基片21上生長厚0.5微米的Si外延層22。
淀積條件如下RF頻率100MHz高頻電功率600W溫度300℃氬氣壓力8×10-3Torr
生長時間60分鐘靶直流偏壓-200V基片直流偏壓+5V然后，把表面上形成有5000 的氧化層24的另一塊Si基片23疊合在外延層22的表面上，在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)過0.5小時的800℃加熱，使兩塊Si基片牢固地貼合在一起。之后，用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片21腐蝕掉。
如前所述，對于通常的單晶Si的氟硝酸醋酸溶液，腐蝕速度較慢，約為每分鐘1微米(氟硝酸醋酸溶液1∶3∶8)，而對于多孔層，其腐蝕速度加快百倍左右亦即，200微米厚的多孔化的Si基片21經(jīng)過2分鐘即可除去。
這樣，在SiO2層24上形成厚0.5μm的單晶Si層。
實(shí)施例4對直徑為3英寸、厚度為200微米的P型(100)單晶Si基片在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化。電流密度為100mA/cm2。多孔化速度為8.4μm/min，厚度為200微米的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘即可全部多孔化。采用液相生長法在P型(100)多孔Si基片21上生長厚0.5微米的Si外延層22。生長條件如下。
溶媒Sn生長溫度900℃生長氣氛H2生長時間10分鐘然后，把表面上形成有5000 的氧化層24的另一塊Si基片23疊合在外延層22表面上，在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)過0.5小時的800℃加熱，兩塊Si基片緊固地貼合在一起。之后，用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片21腐蝕掉。這樣，厚200微米的多孔化的Si基片21經(jīng)過2分鐘即除掉了。
于是，在SiO2層24上形成了厚0.5μm的單晶Si層22。
實(shí)施例5對直徑為3英寸、厚度為200微米的P型(100)單晶Si基片在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化。電流密度為100mA/cm2。多孔化的速度為8.4μm/min，厚200微米的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘即可全部多孔化。采用減壓CVD法在P型(100)多孔Si基片21上生長厚0.5微米的Si外延層21。
淀積條件如下源氣體SiH4載氣(攜帶氣體)H2溫度850℃壓力1×10-2Torr生長速度3.3nm/秒然后，把表面上形成有5000 的氧化層24的另一塊Si基片疊合在外延層22的表面上，在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)過0.5小時的800℃加熱，使兩塊Si基片23緊固地貼合在一起。之后，用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片21腐蝕掉。這樣，厚200微米的多孔化Si基片21經(jīng)過2分鐘即除掉。
于是，在SiO2層24上形成了厚0.5μm的單晶Si層。當(dāng)使用SiH2Cl2作為源氣體時，生長溫度應(yīng)提高數(shù)十度，保持多孔基片特有的快速腐蝕特性。
實(shí)施例6采用CVD法在直徑為3英寸、厚度為200微米的P型(100)Si基片121上生長厚1微米的Si外延層122。淀積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 l/min溫度1080℃壓力80Torr時間2分鐘在50%HF溶液中對這個基片121進(jìn)行陽極化。電流密度為100mA/cm2。多孔化速度為8.4μm/min，厚200微米的P型(100)Si基片121經(jīng)過24分鐘即可全部多孔化。陽極氧化僅使P型(100)Si基片121多孔化，而不使Si外延層122發(fā)生變化。然后，把表面上形成有5000 的氧化層125的另一塊Si基片124疊合在外延層122的表面上，在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)過0.5小時的800℃加熱，使兩塊Si基片緊固地貼合在一起。之后，用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片123腐蝕掉。這樣，厚200微米的多孔化的Si基片123經(jīng)過2分鐘即可除去。采用描掃偏振光測定法檢查所得單晶Si層的厚度，在3英寸晶片的面上，單晶Si層的厚度最大值與最小值之差被抑制在厚度最大值的5%以下。通過電子顯微觀察單晶Si層平面，其結(jié)果，過渡缺陷密度被抑制在1×103/cm2以下，在單晶Si層形成過程中，沒有產(chǎn)生新的結(jié)晶缺陷，確認(rèn)保持了良好的結(jié)晶性。采用微波反射法測定單晶Si層中少數(shù)載流子壽命，顯示了2.0×10-3秒的較高值。
實(shí)施例7采用CVD法在直徑為3英寸、厚度為200微米的P型(100)Si基片上生長厚0.5微米的Si外延層122。淀積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 l/min溫度1080℃壓力80Torr時間1分鐘在50%HF溶液中對該基片進(jìn)行陽極氧化。電流密度為100mA/cm2。多孔化速度為8.4μm/min，厚200微米的P型(100)Si基片121經(jīng)過24分鐘即可全部多孔化。陽極氧化僅使P型(100)Si基片多孔化，而不使Si外延層122產(chǎn)生變化。
然后，把表面上形成有5000 的氧化層125的另一塊Si基片124疊合在外延層122的表面上，在氮?dú)鈿夥罩薪?jīng)過0.5小時的800℃加熱，使兩塊Si基片牢固地貼合在一起。之后用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片123腐蝕掉。
這樣，厚200μm的多孔化的Si基片123，經(jīng)2分鐘即可除掉。
采用透射電子顯微鏡，作斷層觀察，其結(jié)果表明，Si層122沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確認(rèn)維持了良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例8在直徑3吋200μm厚的P型(100)Si基片121表面注入質(zhì)子離子，形成1μm厚的N型Si層122，H+的注入量是5×1015離子/厘米2。把該基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化，其電流密度為100mA/cm2，這時的多孔化速度是8.4μm/分，200μm厚的P型(100)Si基片用24分鐘完成多孔化處理。如前所述，在陽極化過程中，只有P型(100)Si基片121多孔化，而N型Si層122并不發(fā)生變化。接下來把表面已生成5000
氧化層125的另外的Si基片124重疊在N型Si層122的表面上，在氮?dú)鈿夥罩?00℃的溫度下加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起。隨后，用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)腐蝕多孔化Si基片123，用2分鐘時間把200μm厚的多孔化Si基片123除掉。
用透射式電子顯微鏡作斷面觀察，在Si層122上沒有導(dǎo)入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性能。
實(shí)施例9直徑3吋厚200μm的P型(100)單晶Si基片在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化，其電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。200μm厚的P型(100)Si基片整體經(jīng)過24分鐘完成多孔化處理。
在該P(yáng)型(100)多孔Si基片11上，用MBE法(分子束外延)生長0.5μm厚的Si外延層12。沉積條件如下溫度 700℃壓力 1×10-9乇(Torr)
生長速度 0.1nm/S接著，再把表面上已生成5000 氧化層14的另一個的Si基體13重疊在外延層12的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃的溫度下加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起，然后，用減壓CVD方法在已經(jīng)貼合的2層Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。此后，用反應(yīng)離子刻蝕方法僅僅除去多孔基片上的氮化膜。接下來用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片11腐蝕掉，這樣用2分鐘時間除掉了200μm厚的多孔Si基片11。除去Si3N4層15之后，形成了在SiO2層14的上具有0.5μm厚的單晶Si層的基片。
用透射式電子顯微鏡觀察斷面的結(jié)果表明在Si層上沒有導(dǎo)入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性能。
實(shí)施例10對直徑3吋厚200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理就全部多孔化了。
用等離子體CVD方法在該P(yáng)型(100)多孔Si基片11上生長0.5μm厚的Si外延層12。沉積條件如下氣體SiH4高頻功率100W溫度800℃壓力1×10-2乇生長速度2.5nm/S
接下來，把表面上已形成5000
氧化層14的另一個的Si基片13重疊在外延層12的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃的溫度下，加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起。然后，用減壓CVD方法在已經(jīng)貼合的2個Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。此后，用反應(yīng)離子刻蝕方法僅僅把多孔Si基片上的氮化膜刻蝕掉。接著，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片11。這樣，經(jīng)過2分鐘就把200μm厚的多孔Si基片11腐蝕掉了。除去Si3N4層15之后，形成了在SiO2層14上具有0.5μm厚單晶Si層的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，在3吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層厚度的最大值與最小值的差被控制在厚度最大值的5%以下。而且，用Sirtle腐蝕的顯現(xiàn)缺陷的腐蝕法觀察的結(jié)果表明過渡缺陷密度小于1×103/cm2，在單晶Si形成的過程中沒有出現(xiàn)新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命高達(dá)2.0×10-3秒。
實(shí)施例11對直徑3吋，200μm厚的P型(100)單晶Si基片，在50%HT溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基體經(jīng)過24分鐘處理，就全部多孔化了。
在P型(100)多孔Si基片11的上面，用偏置濺射法生成0.5μm厚Si外延層12。沉積條件如下RF頻率 100MHz
高頻功率 600W溫度 300℃氬氣壓力 8×10-3乇生長時間 60分靶直流偏壓 -200V基片直流偏壓 +5V接下來，把表面上已形成5000 氧化層14的另一個的Si基片13重疊在外延層12的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃的溫度下，加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起。然后，用減壓CVD方法在已經(jīng)貼合的2個Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。此后，用反應(yīng)離子刻蝕方法僅僅把多孔Si基片上的氮化膜刻蝕掉。接著，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片11。這樣，經(jīng)過2分鐘就把200μm厚的多孔Si基片11腐蝕掉了。除去Si3N4層15之后，形成了在SiO2層14上具有0.5μm厚單晶Si層的基片。
另外，不用Si3N4，而被覆阿匹松封蠟的，情況下也有同樣的效果，能僅僅把多孔質(zhì)的Si基片完全去除。
實(shí)施例12對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度是100mA/cm2，此時的多孔化速度為8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，全部多孔化了。
在P型(100)多孔Si基片11上面，用液相生長法生成0.5μm厚的Si外延層12。生長條件如下
溶媒 Sn生長溫度 900℃生長氣氛 H2生長時間 10分接下來，把表面上已形成5000 氧化層14的另外的Si基體13重疊在外延層12的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃的溫度下，加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起。然后，用減壓CVD方法在已經(jīng)貼合的2個Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。此后，用反應(yīng)離子刻蝕方法僅僅把多孔Si基片上的氮化膜刻蝕掉。接著，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片11。這樣，經(jīng)過2分鐘就把200μm厚的多孔Si基片11腐蝕掉了。除去Si3N4層15之后，形成了在SiO2層14上具有0.5μm厚單晶Si層的基片。
另外，不用Si3N4，而被覆阿匹松封蠟的情況下，也有同樣的效果，能僅僅把多孔質(zhì)的Si基片完全除掉。
實(shí)施例13對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部被多孔化。
用減壓CVD法在P型(100)多孔質(zhì)Si基片11上面生長0.5μm厚的Si外延層12。沉積條件如下源氣 SiH4載氣 H2
溫度 850℃壓力 1×10-2乇生長速度3.3nm/S接下來，把表面上已形成5000 氧化層14的另外的Si基體13重疊在外延層12的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃的溫度下，加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起。然后，用減壓CVD方法在已經(jīng)貼合的2個Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。此后，用反應(yīng)離子刻蝕方法僅僅把多孔Si基片上的氮化膜刻蝕掉。接著，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片11。這樣，經(jīng)過2分鐘就把200μm厚的多孔Si基片11腐蝕掉了。除去Si3N4層15之后，形成了在SiO2層14上具有0.5μm厚單晶Si層的基片。
用SiH2Cl2作為源氣體的情況下，雖然必須把生長溫度提高數(shù)拾度，但是可以保持對多孔基體特有的加速腐蝕特性。
實(shí)施例14用CVD法在直徑3吋200μm厚的P型(100)Si基片111上生長1μm厚的Si外延層112。沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/分溫度 1080℃壓力 80乇時間 2分鐘把該基體置入50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分，那么，200μm厚的P型(100)Si基片111的整體經(jīng)24分鐘處理，就全部多孔化。在這個陽極化過程中，只有P型(100)Si基片111被多孔化，而Si外延層112并不發(fā)生變化。接著，把表面上已形成有5000
氧化層的另一個Si基片重疊在外延層112的表面上，在氮?dú)鈿夥罩?00℃溫度下，加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起。用減壓CVD方法在貼合在一起的兩片Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。然后，用反應(yīng)離子刻蝕的方法僅僅除掉多孔基體上的氮化膜。隨后，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液把多孔Si基體113腐蝕掉。即，用2分鐘時間把厚200μm的多孔質(zhì)Si基片113除掉。除掉Si3N4層116之后，形成了在SiO2上具有1μm厚單晶Si層112的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在3吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的5%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層的平面觀察結(jié)果表明過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.0×10-3秒。
實(shí)施例15用CVD法在直徑3吋200μm厚的P型(100)Si基片111上生長0.5μm厚的Si外延層112。沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH22301/分溫度 1080℃
壓力 80乇時間 1分鐘把該基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分，那么，200μm厚的P型(100)Si基片111的整體經(jīng)過24分鐘處理，全部多孔化。在這種陽極化過程中，只有P型(100)Si基片111被多孔化，而Si外延層112并不變化。接著，把表面已形成有5000
氧化層的另一個Si基片114重疊在外延層112的表面上，在N2氣氛中800℃溫度下加熱0.5小時，使兩片基片牢固地貼合在一起。然后用減壓CVD方法在貼合的2片基片上被覆一層厚0.1μm的Si3N4，接著用反應(yīng)離子刻蝕法僅把多孔質(zhì)Si基片113上的氮化膜除掉。隨后，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液把多孔Si基片113除去，這樣用2分鐘時間把厚200μm的多孔Si基片113除掉。除去Si3N4層116之后，形成了在SiO2層115上帶有0.5μm厚單晶Si層112的基片。用透射式電子顯微鏡進(jìn)行斷面觀察的結(jié)果表明，在Si層上沒有導(dǎo)入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例16在直徑3吋200μm厚的P型(100)Si基片111的表面注入質(zhì)子離子，形成1μm厚的N型Si層112，H+的注入量是5×1015離子/厘米2。把這個基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，其電流密度是100mA/cm2，這時的多孔化速度是8.4μm/分，200μm厚的整個P型(100)Si基片111用24分鐘完成多孔化處理，這種陽極化過程，只有P型(100)Si基體111被多孔化，而N型Si層112并不變化。接著，把表面已生成5000 氧化層115的另一個Si基體114重疊在這個N型Si層112的表面，在O2氣氛中，800℃的溫度下加熱0.5小時，使兩片Si基片牢固地貼合在一起。然后，用減壓CVD法在已貼合的兩片Si基片上被覆厚0.1μm的Si3N4層。接下來，用反應(yīng)離子刻蝕法只是除掉多孔基片上的氮化膜。再用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)腐蝕掉多孔Si基片113。這樣，用2分鐘時間除掉200μm厚的多孔Si基片113。把Si3N4層116除去之后，形成了具有在SiO2上具有1.0μm厚單晶Si層112的基片。
通過透射式電子顯微鏡的斷面觀察，表明在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)維持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例17對直徑3吋，厚200μm的P型(100)單晶Si基片在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化，其電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度為8.4μm/分，200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)24分鐘處理，其整體就被多孔化。
在P型(100)多孔Si基片31上，用MBE法(分子束外延法)生長0.5μm厚的Si外延層32。沉積條件如下溫度 700℃壓力 1×10-9乇生長速度 0.1nm/秒隨后，在該外延層32的表面上形成1000 的氧化層36。此后把表面已形成5000 氧化層34的另一個Si基片33和前述的氧化層36重疊在一起，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃溫度下加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起。用減壓CVD法在已貼合的2片Si基片上被覆厚0.1μm的Si3N4。接著，用反應(yīng)刻蝕法只除掉多孔基片上的氮化膜，然后，用氟硝酸醋酸溶液把多孔基片31腐蝕掉。經(jīng)過2分鐘腐蝕就把200μm厚的多孔質(zhì)基片31除掉了。除去Si3N4層35之后，就形成在SiO2上具有薄膜單晶Si層32的基片。用透射式電子顯微鏡進(jìn)行斷面觀察的結(jié)果表明在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)維持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例18對直徑3吋厚200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理就全部多孔化了。
用等離子CVD法在該P(yáng)型(100)多孔Si基片31上生長5μm厚的Si外延層32。沉積條件如下氣體 SiH4高頻功率 100W溫度 800℃壓力 1×10-2乇生長速度 2.5nm/S接下來在外延層32的表面上生成厚1000 的氧化層36。此后，把表面上已生成5000 氧化層34的另外的Si基片33與前述的氧化層36重疊在一起，在氮?dú)夥罩?00℃溫度下加熱0.5小時，使兩者牢固貼合。用減壓CVD法在已貼合的2個Si基片上被覆0.1μm厚Si3N4。然后，用反應(yīng)離子刻蝕的方法，僅僅去掉多孔質(zhì)Si基片上的氮化膜。隨后，用KOH溶液(6M)腐蝕掉多孔質(zhì)Si基片31。200μm厚的多孔Si基片31，用2分鐘時間腐蝕完成。把Si3N4層去掉之后，形成一個在SiO2上具有結(jié)晶良好的單晶Si層32的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在3吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的5%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層的平面觀察之結(jié)果表明過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS C-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.0×10-3秒。
實(shí)施例19對直徑3吋厚200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理就全部多孔化了。
在該P(yáng)型(100)多孔Si基片31上用偏置濺射法生長1μm厚的Si外延層32。沉積條件如下RF頻率 100MHz高頻功率 600W溫度 300℃Ar氣壓力 8×10-3乇生長時間 120分靶面直流偏壓 -200V基片直流偏壓 +5V然后，在這個外延層32的表面上形成1000
厚的氧化層36。此后把表面已形成5000
氧化層的另一個Si基片33和前述氧化層36重疊在一起，在氮?dú)夥罩?00℃的溫度下加熱0.5小時，把兩者牢固貼合在一起。用減壓CVD方法在貼合好的兩片Si基片上被覆一層0.1μm厚的Si3N4，接下來，用反應(yīng)離子刻蝕方法除去多孔Si基片31上的氮化膜，再用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)腐蝕掉多孔Si基片31，也就是用2分鐘就腐蝕掉200μm厚的多孔Si層31。除去Si3N4層之后，形成在SiO2上有結(jié)晶性的單晶Si層32的基片。
另外，被覆阿匹松封蠟代替Si3N4層35也能達(dá)到同樣的效果也能只把多孔Si基體31完全除掉。
實(shí)施例20對直徑3吋厚200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚整個的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理就全部多孔化了。
用液相生長法在該P(yáng)型(100)多孔Si基片31上生長5μm厚的Si外延層32。生長條件如下溶媒 Sn生長溫度 900℃生長氣氛 H2生長時間 10分接下來，在外延層32的表面上形成1000 厚的氧化層36，再把表面已形成5000 氧化層34的另一個Si基片33和前述氧化層36重疊起來，在700℃的溫度下加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起。用減壓CVD法在已貼合好的2片Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4，然后用反應(yīng)離子刻蝕方法只除掉多孔基片上的氮化膜。再用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片31腐蝕掉。這樣用2分鐘時間把200μm厚的多孔Si基片31腐蝕掉。除去Si3N4層35之后，形成了在SiO2上帶有單晶Si層32的基片。另外，被覆阿匹松封蠟代替Si3N4層也能達(dá)到同樣的效果，能只把多孔Si基片完全除掉。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在3吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的5%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層的平面觀察結(jié)果表明，過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層上少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.0×10-3秒。
實(shí)施例21對直徑3吋厚200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理就全部多孔化了。
用減壓CVD法在該P(yáng)型(100)多孔Si基片31上低溫生長1.0μm厚的Si外延層32。沉積條件如下
源氣 SiH4載氣 H2溫度 850℃壓力 1×10-2乇生長速度 3.3nm/S接著，在該外延層32的表面上形成1000 的氧化層36，再把表面上已形成5000 氧化層34的另一個Si基片33與前述氧化層36貼緊，在700℃溫度下保持0.5小時，使兩者牢固地貼合起來。用減壓CVD法在貼合的2片Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。然后用反應(yīng)型離子蝕法把多孔Si基片31上的氮化膜35刻蝕掉，再用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片31腐蝕掉。這樣用2分鐘即可除去200μm厚的多孔Si基片31。除去Si3N4層35之后，形成了在SiO2上帶有單晶Si層32的基片。
用SiH2Cl2作為源氣體時，雖必須把生長溫度提高數(shù)十度，但是可以保持對多孔質(zhì)基片特有的加速刻蝕特性。
實(shí)施例22在3吋直徑，厚為200μm的P型(100)Si基片131上，用CVD法生長厚度1μm的Si外延層132。沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/分溫度 1080℃壓力 80乇時間 2分把這個基片置入50%的HF溶液中進(jìn)形陽極化處理。其電流密度為100mA/cm2，此時多孔化速度是8.4μm/分，那么200μm厚的P型(100)Si基片整體131經(jīng)24分鐘全部多孔化。前述的陽極化處理中僅僅使P型(100)Si基片131多孔化，而Si外延層132并不發(fā)生變化。接著，在外延層132的表面形成氧化層137，把表面已形成5000 氧化層135的另一個Si基片134和前述氧化層137重疊起來，在氮?dú)鈿夥罩?00℃溫度下受熱0.5小時，使兩者牢固貼合在一起。再用減壓CVD法在貼合好的2片基片上被覆0.1μm厚Si3N4。此后，用反應(yīng)離子刻蝕法除去多孔Si基片上的氮化膜。隨后用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)腐蝕掉多孔Si基片133，經(jīng)過2分鐘就可把200μm厚的多孔Si基片133全部腐蝕掉。除去Si3N4層136之后，就形成在SiO2上具有1μm厚單晶Si層132的基片。
用透射式電子顯微鏡觀察斷面，結(jié)果表明在Si層上沒有導(dǎo)入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持了良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例23用CVD法在直徑4吋厚500μm的P型(100)Si基片131上生長0.5μm厚的Si外延層132。沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 l/分溫度 1080℃壓力 80乇時間 1分把這個基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，其電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分，那么500μm厚的P型(100)Si基片131的整體被多孔化了。在陽極化過程中，只有P型(100)Si基片131被多孔化，而Si外延層132并沒發(fā)生變化。
接下來在該外延層132的表面上形成厚1000 的氧化層137，此后把已經(jīng)在表面形成5000 氧化層135的另一個Si基片134與前述氧化層137靠緊，在700℃溫度下加熱保持0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起，再用減壓CVD法在貼合的兩個基片上沉積0.1μm厚Si3N4，而后用反應(yīng)離子刻蝕法除去多孔基片133上的氮化膜136，再用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)腐蝕掉多孔Si基片。這樣用7分鐘即可腐蝕掉了500μm厚的多孔Si基片。Si3N4層136被除掉之后，形成了在SiO2上有單晶Si層132的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在4吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的8%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層的平面觀察結(jié)果表明，過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.1×10-3秒。
實(shí)施例24用質(zhì)子離子注入法在直徑3吋厚200μm的P型(100)Si基體131的表面形成1μm厚的N型Si層132。H+注入量是5×1015離子/厘米2。把該基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，其電流密度是100mA/cm2，這時的多孔化速度是8.4μm/分，那么200μm厚的整個P型(100)Si基片131經(jīng)24分鐘處理全部陽極化。在該過程中，只有P型(100)Si基片131被多孔化，而N型Si層132沒有變化。而后，在該外延層132的表面形成1000 厚的氧化層137，此后把表面已形成5000 氧化層135的另一個Si基片134與前述氧化層137貼緊，在700℃溫度下加熱0.5小時，使兩片Si基片牢固地貼合在一起。再用減壓CVD法在已貼合好的兩個基片上被覆一層0.1μm厚的Si3N4。接下來，把多孔Si基片上的氮化膜用反應(yīng)離子刻蝕法除去。再用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片133腐蝕掉。也就是說用2分鐘時間除掉了200μm厚的多孔Si基片。把Si3N4層136除掉之后，就形成在SiO2上具有單晶Si層132的基片。用透射式電子顯微鏡作斷面觀察，其結(jié)果表明，Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例25對直徑3吋厚200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理就全部多孔化了。
用MBE(分子束外延)法在P型(100)多孔Si基片41上生長厚0.5μm的Si外延層42，沉積條件如下溫度 700℃壓力 1×10-9乇生長速度 0.1n m/S接著，在這個外延層42的表面形成1000 厚的氧化層45，再把已經(jīng)在表面形成5000 厚氧化層44的另一個Si基片43和前述的氧化層45重疊起來，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃溫度下加熱0.5小時，使兩個Si基片牢固地貼合在一起。然后，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液把多孔Si基片41腐蝕掉。2分鐘時間把200μm厚的多孔Si基片41全部腐蝕掉了。
形成了在SiO2上具有薄膜單晶Si層42的基片用透射式電子顯微鏡作斷面觀察，沒有發(fā)現(xiàn)在Si層上導(dǎo)入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)維持了良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例26對直徑3吋，200μm厚的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部多孔化了。
在該P(yáng)型(100)多孔Si基片41上，用等離子CVD法生長Si外延層42，厚5μm。沉積條件如下氣體 SiH4高頻功率 100W溫度 800℃壓力 1×10-2乇生長速度 2.5n m/S接著，在該外延層42的表面形成1000 的氧化層45，此后，把已在表面形成有5000 的氧化層44的另一個Si基片43和前述的氧化層45重疊起來，在氮?dú)夥罩校?00℃溫度下，加熱0.5小時，使兩個基片牢固地貼合在一起。接下來，把多孔Si基片41用6M的KOH溶液腐蝕掉。
如前所述，通常Si單晶在6M的KOH溶液中的腐蝕速度只有大約每分鐘近1μm，但是對多孔層的腐蝕速度卻可增速到它的100倍。這樣，200μm厚的多孔Si基片用2分鐘就除去了。
形成了在SiO2上具有良好結(jié)晶性的單晶Si層。
實(shí)施例27直徑5吋，厚600μm的P型(100)單晶Si基片在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，多孔化速度是8.4μm/分，600μm厚的整個P型(100)Si基片用70分鐘，即可完成多孔化。用偏置濺射法在P型(100)多孔Si基片41上生長厚為1μm的Si外延層42。沉積條件如下RF頻率 100MHz高頻功率 600W溫度 300℃Ar氣壓力 8×10-3乇生長時間 120分靶面直流偏壓 -200V基板直流偏壓 +5V接著，在該外延Si層42的表面上形成1000
氧化層45，此后把已經(jīng)在表面生成5000
氧化層44的另一個Si基片43重疊在所述氧化層45上，在氮?dú)夥罩校跍囟?00℃，加熱0.5小時，使2片Si基片牢固貼合在一起。再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)把多孔Si基片41腐蝕掉。這樣600μm厚的多孔Si層41用7分鐘就腐蝕掉了。
形成了在SiO2上有結(jié)晶良好的Si層42的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在5吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的8%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層平面觀察，其結(jié)果表明，過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.1×10-3秒。
實(shí)施例28對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度是100mA/cm2，此時的多孔化速度為8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，全部多孔化了，用液相生長法在P型(100)多孔Si基片41上生長厚5μm的Si外延層42。生長條件如下溶媒 Sn生長溫度 900℃生長氣氛 H2生長時間 10分接著在該外延層42的表面形成1000 的氧化層45，把表面上已形成5000 氧化層44的另一個Si基片43貼緊氧化層45，在700℃溫度下加熱0.5小時，使兩塊Si基片牢固地貼合在一起，然后，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液把多孔Si基片41腐蝕掉，這樣200μm厚的多孔Si基片41用2分鐘全部除掉了。
形成了在SiO2有單晶Si層的基片。
實(shí)施例29對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部被多孔化。
用減壓CVD法在P型(100)多孔Si基片41上生長厚1μm的Si外延層42，沉積條件如下源氣 SiH4載氣 H2溫度 850℃壓力 1×10-2乇生長速度 3.3nm/S接著，在外延層42的表面生成1000
厚的氧化層45，此后貼緊表面形成有5000
氧化層44的另一個Si基片43，在700℃的溫度下加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起，然后用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液把多孔Si基片41腐蝕掉。這樣200μm厚的多孔Si基體41用2分鐘時間除掉。
形成了在SiO2上有單晶Si層42的基片。若用SiH2Cl2作為源氣體時，生長溫度必須提高數(shù)十度，但是對多孔Si基片來說卻保持了特有的加速腐蝕特性。
實(shí)施例30用CVD法在直徑3吋厚200μm的P型(100)Si基片141上生長厚1μm的Si外延層142，沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/min溫度 1080℃壓力 80乇時間 2分把該基片置入50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，此時，電流密度為100mA/cm2，多孔化速度是8.4μm/分，那么200μm厚的整個P型(100)Si基片就多孔化了。這種陽極化處理僅僅使P型(100)Si基片141多孔化，而Si外延層142沒有發(fā)生變化。接下來，把表面已生成5000 氧化層145的另一個Si基片144重疊在外延層142的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃溫度下加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合在一起，然后用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕掉多孔Si基片，那么，200μm厚的多孔Si基體2分鐘就全部腐蝕干凈。
結(jié)果得到了在SiO2上有1μm厚單晶Si層142的基片。用透射式電子顯微鏡作斷面觀察，其結(jié)果表明，在Si層上沒有出現(xiàn)新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例31用CVD法在直徑3吋，厚200μm的P型(100)Si基片141上生長0.5μm厚的Si外延層142，沉積條件如下
反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/分溫度 1080℃壓力 80乇時間 1分把該基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，其電流密度為100mA/cm2，多孔化速度為8.4μm/分，那么200μm厚的整個Si基片，經(jīng)24分鐘處理，全部多孔化。這種陽極化處理中，只有P型(100)Si基片141被多孔化，而外延層142沒發(fā)生變化。
接著，在該外延層142的表面上形成1000 氧化層146，此后，把表面上已形成5000 氧化層145的另一個Si基片貼緊在上面，在700℃溫度下加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合在一起。然后，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液把多孔Si基片腐蝕掉。那么200μm厚的多孔Si基片可用2分鐘就除掉了。
形成了在SiO2上具有單晶Si層的基片。用透射式電子顯微鏡觀察斷面，其結(jié)果表明在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例32用質(zhì)子離子注入法在直徑3吋，厚200μm的P型(100)Si基片141的表面形成厚1μm的N型Si層142，H+離子注入量是5×1015離子/厘米2。把該基片置入50%的HF中進(jìn)行陽極化處理，此時的電流密度為100mA/cm2，多孔化速度是8.4μm/分，那么，200μm厚的P型(100)Si基片，經(jīng)24分鐘處理，被整體多孔化。在這種陽極化處理中，只有P型(100)Si基片141被多孔化，而N型Si層142不發(fā)生變化。然后，在這個外延層142的表面形成1000
氧化層，再把表面上已形成有5000
氧化層145的另一個Si基片與前述氧化層146貼緊，在700℃溫度下加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合在一起。接著，用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕掉多孔Si基片。這樣，經(jīng)2分鐘時間，就把200μm厚的多孔Si基片除掉了。
從而形成了在SiO2上具有單晶Si層的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在3吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的5%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層作平面觀察，其結(jié)果表明過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.2×10-3秒。
實(shí)施例33對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度是100mA/cm2，此時的多孔化速度為8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，全部多孔化了。
用MBE方法在P型(100)多孔Si基片51上低溫生長0.5μm厚Si外延層52，沉積條件如下溫度 700℃
壓力 1×10-9乇生長速度 0.1nm/S接著，把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片重疊在這個外延層52的表面上，在N2氣氛中800℃溫度下，加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起。再用減壓CVD法在貼合的2片基片上被覆0.1μm厚的Si3N4，然后用反應(yīng)離子刻蝕法除去多孔Si基片51上的氮化膜54。隨后用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片51，用2分鐘除掉了200μm厚的多孔Si基片51。除掉Si3N4之后，就形成了在石英玻璃基片53上帶有0.5μm厚單晶Si層的基片。
用透射式電子顯微鏡觀察斷面，其結(jié)果表明在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例34對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部被多孔化。
用等離子CVD法在P型(100)多孔Si基片51上生長5μm厚的Si外延層52，沉積條件如下氣體 SiH4高頻功率 100W溫度 800℃壓力 1×10-2乇生長速度 2.5nm/S
然后，把經(jīng)過光學(xué)研磨的軟化點(diǎn)近500℃的玻璃基片53重疊在外延層52上，在氮?dú)夥罩校?50℃溫度下加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起。用減壓CVD法在貼合好的兩個基片上被覆0.1μm厚的Si3N4，再用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)僅僅把多孔Si基片51上的氮化膜54除掉。用KOH 6M溶液腐蝕多孔Si基片，2分鐘就把200μm厚的多孔Si基體腐蝕掉了。除去Si3N4層之后，在低軟化點(diǎn)玻璃基片53上形成了5μm厚的單晶Si層52。
實(shí)施例35對直徑3吋，200μm厚的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部多孔化了。
用偏置濺射法在P型(100)多孔Si基片51上生長厚1.0μm的Si外延層，沉積條件如下RF頻率 100MHz高頻功率 600W溫度 300℃Ar氣壓力 8×10-3乇生長時間 120分靶面直流偏壓 -200V基片直流偏壓 +5V再把經(jīng)光學(xué)研磨的軟化點(diǎn)近500℃的玻璃基片53重疊在外延層52的表面上，在氮?dú)夥障?50℃溫度加熱0.5小時，使兩者牢固地結(jié)合在一起，再用減壓CVD法在貼合好的兩塊基片上被覆0.1μm厚的Si3N4，然后用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)只是除掉多孔Si基片上的氮化膜，此后再用氟硝酸醋酸溶液(1∶3∶8)把多孔Si基片腐蝕掉。在此條件下2分鐘即除掉了200μm厚的多孔Si基片51。除去Si3N4層之后，形成了在低熔點(diǎn)玻璃基片上帶有1.0μm厚單晶Si層52的基體。用阿匹松封蠟代替Si3N4層可以達(dá)到同樣的效果，可以僅僅除掉多孔Si基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在3吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的5%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層的平面觀察，其結(jié)果表明，過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.0×10-3秒。
實(shí)施例36對直徑3吋，200μm厚的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部多孔化了。
用液相生長法在P型(100)多孔Si基片51上生長厚10μm的Si外延層，生長條件如下溶媒 Sn生長溫度 900℃生長氣氛 H2生長時間 20分把經(jīng)過光學(xué)研磨的軟化點(diǎn)近800℃的玻璃基片重疊在外延層52的表面上，在氮?dú)夥罩校?50℃的溫度下加熱0.5小時，使兩個基片牢固地貼合在一起。再用減壓CVD方法在貼合好的兩片基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。此后，用反應(yīng)離子刻蝕法除去多孔Si基片上的氮化膜，再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基體，這樣經(jīng)2分鐘的時間將200μm厚的多孔Si基體51腐蝕掉了。除去Si3N4層之后，形成了在玻璃基片53上帶有10μm厚的單晶Si層52的基體。另外，用阿匹松封蠟代替Si3N4時，也能得到同樣的效果，能把多孔Si基片完全清除掉。
實(shí)施例37對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度是100mA/cm2，此時的多孔化速度為8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基體經(jīng)過24分鐘處理，全部多孔化了。
用減壓CVD法在P型(100)多孔Si基片51上生長1.0μm厚的Si外延層52，沉積條件如下源氣 SiH4800SCCM載氣 H2150 1/分溫度 850℃壓力 1×10-2乇生長速度 3.3nm/S接著，把經(jīng)過光學(xué)研磨的熔融石英玻璃基片53重疊在Si外延層52的表面，在N2氣氛中，800℃溫度下加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起。再用減壓CVD法沉積1μm厚的Si3N4，把貼合好的2片基片被覆起來，此后，用反應(yīng)離子刻蝕法只是把多孔Si基片上的氮化膜除掉，再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片51，經(jīng)2分鐘腐蝕處理，把200μm厚的多孔Si基片全部除掉。除去Si3N4層之后，形成了在石英玻璃基片53上帶有1.0μm厚的單晶Si層52的基片。用SiH2Cl2作源氣體時，雖然必須把生長溫度提高數(shù)十度，但仍保持了對多孔基片特有的加速腐蝕的特性。
實(shí)施例38用CVD方法在直徑4吋，厚300μm的P型(100)Si基片151上生長厚1μm的Si外延層152，沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/分溫度 1080℃壓力 80乇時間 2分把該基片置于50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時多孔化速度是8.4μm/分，這樣，300μm厚的整個P型(100)Si基片151經(jīng)36分鐘處理，全部多孔化了。在前述的陽極化處理中，只有P型(100)Si基片151被多孔化，而Si外延層152沒有變化。接下來，把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片154重疊在該外延層152的表面，在氮?dú)夥罩校?00℃下加熱0.5小時，把兩個基片牢固地貼合在一起。再用減壓CVD法，沉積0.1μm厚的Si3N4，來被覆貼合好的2個基片。此后，用反應(yīng)離子刻蝕法只去掉多孔Si基片153上的氮化膜155，接著用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片，經(jīng)4分鐘時間，把300μm厚的多孔Si基片153除掉，除去Si3N4層155之后，形成了在石英玻璃基片154上帶有1μm厚的單晶Si層152的基片。用透射式電子顯微鏡觀察斷面，其結(jié)果表明，在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例39用CVD法在直徑3吋，厚200μm的P型(100)Si基片151上，生長0.5μm厚Si外延層152，沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/分溫度 1080℃壓力 80乇時間 1分把該基片置入50%的HF溶液中，進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。這樣，經(jīng)24分鐘處理，使200μm厚的P型(100)Si基片151整體多孔化。在陽極化處理中，只有P型(100)Si基片被多孔化，而Si外延層152并未變化。
然后，把經(jīng)過光學(xué)研磨的熔融石英玻璃基片154重疊在這個外延層152的表面，在氮?dú)夥障拢?00℃溫度加熱0.5小時，使兩基片牢固地貼合在一起，再用減壓CVD法在貼合的兩片基片上被覆0.1μm厚的Si3N4。此后，用反應(yīng)型離子刻蝕法除掉多孔Si基片153上的氮化膜155，再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片，經(jīng)過2分鐘處理，便把200μm厚的多孔Si基片腐蝕掉了。除去Si3N4層155之后，形成了在玻璃基片154上帶有0.5μm厚單晶Si層152的基片。用透射式電子顯微鏡觀察斷面，在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例40用質(zhì)子離子注入法在直徑為4吋，厚度為300μm的P型(100)Si基片151的表面形成1μm厚的N型Si層152，H+注入量為5×1015離子/厘米2，把這個基片置入50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，其電流密度為100mA/cm2，多孔化速度為8.4μm/分，那么，300μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過37分鐘就全部多孔化了，在這種陽極化處理中，只有P型(100)Si基片被多孔化，而N型Si層152沒有變化。再把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片154重疊在N型Si層152的表面上，在氮?dú)鈿夥罩?00℃溫度下加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合在一起。然后，用減壓CVD法在貼合好的2片Si基片上被覆0.1μm厚的Si3N4，接下來用反應(yīng)離子刻蝕法只把多孔Si基片153上的氮化膜155除掉，再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片，這樣，300μm厚的多孔Si基片151經(jīng)4分鐘腐蝕就全部除掉了。除去Si3N4層155之后，就形成了在玻璃基片154上具有1.0μm厚的單晶Si層152的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在4吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的6%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層作平面觀察結(jié)果表明過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層上少數(shù)的載流子的壽命，其值高達(dá)2.2×10-3秒。
總之，依本發(fā)明，在以玻璃為代表的透光性絕緣基片上也能得到其結(jié)晶性可與單晶片子相媲美的Si結(jié)晶層，并提供生產(chǎn)性、一致性、可控性、經(jīng)濟(jì)性各方面都優(yōu)越的半導(dǎo)體基片的形成方法。再者，按照本發(fā)明靈活運(yùn)用現(xiàn)有的SOI裝置的優(yōu)點(diǎn)，可以提供應(yīng)用范圍廣的半導(dǎo)體基片的形成方法。
實(shí)施例41對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部被多孔化。
用MBE方法，在P型(100)多孔Si基片61上生長厚為0.5μm的Si外延層62，沉積條件如下溫度 700℃壓力 1×10-9乇生長速度 0.1nm/S接著，把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片63重疊在該外延層62的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃溫度下加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合起來。然后用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片61。這樣，200μm厚的多孔Si基片61經(jīng)2分鐘的腐蝕就全部被除掉了。這就形成了在石英玻璃基片62上帶有0.5μm厚的單晶Si層62的基片。通過透射式電子顯微鏡作斷面觀察，其結(jié)果表明在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例42對直徑3吋，200μm厚的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，整個200μm厚的P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部多孔化了。
用等離子CVD方法，在P型(100)多孔Si基片61上生長5μm厚的Si外延層62，沉積條件如下氣源 SiH4高頻功率 100W溫度 800℃壓力 1×10-2乇生長速度 2.5nm/S接著，把經(jīng)過光學(xué)研磨的軟化點(diǎn)近500℃的玻璃基片重疊在該外延層62的表面上，在氮?dú)夥罩校?50℃溫度下加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合起來，再用6M的KOH溶液腐蝕多孔Si基片61，這樣，經(jīng)2分鐘腐蝕，便將200μm厚的多孔Si基片全部除掉了，形成了在低軟化點(diǎn)玻璃基體63上具有5μm厚單晶Si層62的基片。
實(shí)施例43對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度是100mA/cm2，此時的多孔化速度為8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，全部多孔化了，用偏轉(zhuǎn)濺射法在P型(100)多孔Si基片61上生長1.0μm厚的Si外延層62，沉積條件如下RF頻率 100MHz高頻功率 600W溫度 300℃Ar氣壓力 8×10-3乇生長時間 120分靶面直流偏壓 -200V基片直流偏壓 +5V接著，把經(jīng)過光學(xué)研磨的軟化點(diǎn)近500℃的玻璃基片63重疊在該外延層62的表面上，在氮?dú)夥罩校?50℃的溫度下，加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合在一起。此后，用7M的NaOH溶液腐蝕多孔Si基片。
如前所述通常在7M NaOH溶液中對Si單晶的腐蝕速度為大約每分鐘近1μm，而多孔Si層的腐蝕速度則可加速到該值的大約一百倍，也就是說，200μm厚的多孔Si基片61，經(jīng)過2分鐘就除掉了。這樣就形成了在低熔點(diǎn)玻璃基片63上具有1.0μm厚的單晶Si層的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在3吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的5%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層作平面觀察，其結(jié)果表明過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.1×10-3秒。
實(shí)施例44對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽化處理，電流密度為100mA/cm2，此時的多孔化速度是8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，就全部被多孔化。
用液相生長法在P型(100)多孔Si基片61上生長10μm厚的Si外延層62，生長條件如下溶媒 Sn生長溫度 900℃生長氣氛 H2生長時間 20分接下來，把經(jīng)過光學(xué)研磨的軟化點(diǎn)近800℃的玻璃基片63重疊在該外延層62的表面上，在氮?dú)夥罩校?50℃溫度下加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合在一起，再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片，經(jīng)2分鐘腐蝕，便將200μm厚的多孔Si基片61全部除掉了，從而形成了在玻璃基片63上具有10μm厚單晶Si層62的基片。
實(shí)施例45對直徑3吋，厚度200μm的P型(100)單晶Si基片，在50%HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，電流密度是100mA/cm2，此時的多孔化速度為8.4μm/分。那么，200μm厚的整個P型(100)Si基片經(jīng)過24分鐘處理，全部多孔化了。
用減壓CVD方法在P型(100)多孔Si基片61上生長1.0μm厚的Si外延層、沉積條件如下源氣 SiH4800SCCM載氣 H2150 1/分溫度 850℃壓力 1×10-2乇生長速度 3.3nm/sec接下來，把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片63重疊在該外延層62的表面上，在氮?dú)鈿夥罩校?00℃溫度下，加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合起來，再用氟硝酸醋酸溶液腐蝕多孔Si基片61，這樣，用2分鐘便將整個200μm厚的多孔Si基片61就全部除掉了，從而形成了在石英玻璃基片63上具有1.0μm厚單晶Si層62的基片。用SiH2Cl2作為源氣體時，雖然生長溫度要提高數(shù)十度，但是可以保持對多孔Si基片特有的快速腐蝕特性。
實(shí)施例46用CVD法在直徑4吋，厚300μm的P型(100)Si基片161生長1μm厚的Si外延層162，沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/分溫度 1080℃壓力 80乇時間 2分把該基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，此時的電流密度為100mA/cm2，多孔化速度是8.4μm/分。這樣，300μm厚的整塊P型(100)Si基片161用37分鐘全部多孔化了。在這樣的陽極化處理中，只有P型(100)Si基片161被多孔化了，而Si外延層162并沒發(fā)生變化。接著，把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片164重疊在這個Si外延層的表面上，在氮?dú)夥罩校?00℃溫度下，加熱0.5小時，使兩者牢固地貼合在一起，再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片163，在這樣的條件下，300μm厚的多孔Si基片經(jīng)過4分鐘腐蝕，便全部被除掉了。從而形成了在石英玻璃基片164上具有1μm厚單晶Si層162的基片。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在4吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的7%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層的平面觀察結(jié)果表明，過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命時間，其值高達(dá)2.0×10-3秒。
實(shí)施例47用CVD方法，在直徑3吋，厚200μm的P型(100)Si基片161上生長0.5μm厚的Si外延層162，沉積條件如下反應(yīng)氣體流量 SiH2Cl21000SCCMH2230 1/分溫度 1080℃
壓力 80乇時間 1分把這個基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，其電流密度是100mA/cm2，多孔化速度為8.4μm/分。這樣，200μm厚的P型(100)Si基片整體，經(jīng)24分鐘處理就全部多孔化了。在這種陽極化處理中，只有P型(100)Si基片161被多孔化了，而Si外延層162沒有變化。
然后，把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片164重疊在外延層162的表面上，在氮?dú)夥罩校?00℃的溫度下，加熱0.5小時，使兩個基片牢固地貼合在一起。再用氟硝酸醋酸溶液腐蝕多孔Si基體163，這樣，經(jīng)2分鐘腐蝕就將200μm厚的多孔Si基片全部除掉了。從而在玻璃基片上形成了0.5μm厚單晶Si層。用透射式電子顯微鏡作斷面觀察，結(jié)果表明在Si層上沒有導(dǎo)入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例48用質(zhì)子離子注入技術(shù)在直徑為3吋，厚度200μm的P型(100)Si基片161的表面上形成厚為1μm的N型Si層。H+注入量是5×1015離子/厘米2，把該基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，其電流密度為100mA/cm2，多孔化速度是8.4μm/分，這樣，200μm厚的P型(100)Si基片整體，用24分鐘就全部多孔化了。在這種陽極化處理中，只有P型(100)Si基片161被多孔化，N型Si層上沒有發(fā)生變化。然后，把經(jīng)過光學(xué)研磨的溶融石英玻璃基片164重疊在外延層162的表面，在氮?dú)夥罩校?00℃溫度下，加熱0.5小時，把兩者牢固地貼合起來。再用氟硝酸醋酸(1∶3∶8)溶液腐蝕多孔Si基片163，這樣，經(jīng)過2分鐘，便把200μm厚的多孔Si基片163全部腐蝕掉了。從而在玻璃基片164上形成了厚1.0μm的單晶Si層162。用透射式電子顯微鏡作斷面觀察，其結(jié)果表明在Si層上沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。
實(shí)施例49把直徑6吋，厚度600μm的P型(100)單晶Si基片置入50%的HF溶液中進(jìn)行陽極化處理，此時電流密度為10mA/cm2，用10分鐘時間，形成20μm厚的多孔Si層，再用減壓CVD法在該P(yáng)型(100)多孔Si基片上生長0.5μm厚的Si外延層，沉積條件如下氣體 SiH2Cl2(0.61/分)H2(100 1/分)溫度 850℃壓力 50乇生長速度 0.1μm/分然后，把這個外延層的表面熱氧化50nm，再把表面上已經(jīng)有0.8μm厚氧化層的另一個Si基片重疊在所得到的氧化膜上，在氮?dú)夥罩校?00℃的溫度下，加熱1.5小時，使兩者牢固地貼合在一起。
此后，從Si基片的背面研磨掉580μm，露出多孔層來。
用等離子區(qū)CVD方法，在貼合好的兩個基體上被覆0.1μm厚的Si3N4，再用反應(yīng)離子刻蝕法除去多孔基片上的氮化膜。
而后，用氟硝酸醋酸溶液有選擇地腐蝕這塊基片，15分鐘后，只有單晶Si層不被腐蝕而留下來，而把多孔Si層有選擇地全部腐蝕掉。
在這種腐蝕液中，非多孔的單晶Si的腐蝕速度非常低，即使15分鐘之后，也不過被腐蝕掉40 ，而多孔Si層的腐蝕速度非常高，非多孔Si層的腐蝕量實(shí)際上可以忽略不計。除去Si3N4層之后，在表面有絕緣層的Si基片上形成了0.5μm厚的單晶硅層。
另外，被覆阿匹松封蠟或電子蠟來代替被覆Si3N4層，也能達(dá)到同樣的效果，僅把多孔Si層全部腐蝕掉。
用掃描型偏振光分析測定法檢測得到的單晶Si層的厚度，結(jié)果在6吋晶片范圍內(nèi)，單晶Si層的厚度最大值和最小值的差值被控制在厚度最大值的10%以下。而且，用透射式電子顯微鏡對單晶Si層的平面觀察結(jié)果表明，過渡缺陷密度被控制在1×103/cm2以下，在形成單晶Si層的過程中沒有引入新的結(jié)晶缺陷，確實(shí)保持著良好的結(jié)晶性。另外，用MOS c-t法測定了單晶Si層的少數(shù)載流子的壽命，其值高達(dá)2.0×10-3秒。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的部件；在上述的非多孔單晶半導(dǎo)體表面貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合之后；用腐蝕法把上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除掉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法使非多孔半導(dǎo)體單晶區(qū)域多孔化形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，用抗腐蝕材料覆蓋上述的相互貼合的部件后，再對上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域進(jìn)行腐蝕。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的抗腐蝕材料是氮化硅。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的抗腐蝕材料是阿匹松封蠟。
18.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的部件;在上述部件的非多孔單晶半導(dǎo)體這側(cè)形成由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域后;在上述的由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的表面上貼以絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面進(jìn)行表面貼合;用腐蝕法把上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除掉。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法使非多孔半導(dǎo)體單晶區(qū)域多孔化形成的。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
28.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
29.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
31.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
32.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，用抗腐蝕材料覆蓋上述的相互貼合的部件之后，再對上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域進(jìn)行腐蝕。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的抗腐蝕材料是氮化硅。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的抗腐蝕材料是阿匹松封蠟。
35.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征包括把非多孔單晶半導(dǎo)體多孔化形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在該非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面上貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件進(jìn)行表面貼合的工序;用腐蝕法除掉上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
42.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法使非多孔半導(dǎo)體單晶區(qū)域多孔化形成的。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
45.根據(jù)權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
47.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
48.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
49.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征包括把非多孔單晶半導(dǎo)體部件多孔化、形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在該非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域這側(cè)形成由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的工序;在該絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的表面貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的工序;用腐蝕法除掉上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
52.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
54.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
55.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
56.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
57.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法形成的。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
59.根據(jù)權(quán)利要求50所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
61.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
62.根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
63.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于包括把第1非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域部分地多孔化、形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域和第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面上貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的工序;經(jīng)過機(jī)械研磨，把上述的第2非多孔單晶半導(dǎo)體除掉，經(jīng)腐蝕，把上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除去的工序。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
65.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
66.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述第3的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
67.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
68.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
69.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
70.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
71.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法形成的。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
73.根據(jù)權(quán)利要求64所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
75.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
76.根據(jù)權(quán)利要求63所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
77.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征包括把第1非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的一部分多孔化而形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域和第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在該多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在該第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域這側(cè)形成由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的工序;在該由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域表面貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的工序;用機(jī)械研磨法除去上述的第2非多孔單晶半導(dǎo)體，用腐蝕法除去上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
79.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
80.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
81.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
82.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
83.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
84.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
85.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法形成的。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
87.根據(jù)權(quán)利要求78所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第3非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
88.根據(jù)權(quán)利要求87所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
89.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
90.根據(jù)權(quán)利要求77所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
91.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征包括在第1導(dǎo)電類型的第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成第2導(dǎo)電類型的第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;使上述的第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域多孔化，形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在上述第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合的工序;用腐蝕法把上述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除去的工序。
92.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
93.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
94.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
95.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
96.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
97.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
98.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法形成的。
99.根據(jù)權(quán)利要求98所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
100.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
101.根據(jù)權(quán)利要求101所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
102.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
103.根據(jù)權(quán)利要求91所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
104.一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征包括在第1導(dǎo)電類型的第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成第2導(dǎo)電類型的第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;把上述的第1單晶半導(dǎo)體區(qū)域多孔化，形成多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序;在上述第2單晶半導(dǎo)體區(qū)域這側(cè)形成由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的工序;在由上述絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的表面貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件，進(jìn)行表面貼合的工序;用腐蝕法除掉上述多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的工序。
105.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
106.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
107.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
108.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。
109.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的貼合工序包括在含氮的氣氛中的熱處理。
110.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用外延生長方法形成的。
111.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用從分子束外延法、等離子CVD法、減壓CVD法、光CVD法、液相生長法及偏壓濺射法中選出的一種方法形成的。
112.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于、上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是用陽極化方法形成的。
113.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的陽極化是在HF溶液中進(jìn)行的。
114.根據(jù)權(quán)利要求105所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的第2非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是中性的或者N型的。
115.根據(jù)權(quán)利要求114所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的N型硅是用質(zhì)子照射或外延生長法形成的。
116.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是由透光材料構(gòu)成的。
117.根據(jù)權(quán)利要求104所述的半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于，上述的其表面由絕緣物構(gòu)成的部件是把表面氧化了的硅基片。
118.一種半導(dǎo)體部件，其特征在于該部件包括在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的第1部件、在上述非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的表面上貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的表面的第2部件。
119.根據(jù)權(quán)利要求118所述的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
120.根據(jù)權(quán)利要求118所述的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
121.根據(jù)權(quán)利要求118所述的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度在50μm以下。
122.一種半導(dǎo)體部件，其特征在于該部件包括在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上依次配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域和由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的第1部件、在上述由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域的表面，通過由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域而貼合的第2部件。
123.根據(jù)權(quán)利要求122所述的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的單晶半導(dǎo)體是由硅構(gòu)成的。
124.根據(jù)權(quán)利要求122所述的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是P型的。
125.根據(jù)權(quán)利要求122所述的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域是厚度在50μm以下。
126.一種在由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域上配置了非多孔硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的非多孔硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域的過渡缺陷密度在2×104/cm2以下，其載流子的壽命在2×10-4秒以上。
127.一種在由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域上配置了非多孔硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體部件，其特征在于，上述的非多孔硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域的過渡缺陷密度在2×104/cm2以下，其載流子的壽命在5×10-4秒以上，并且上述的硅單晶半導(dǎo)體區(qū)域的厚度的最大值與最小值之差在上述最大值的1%以下。
全文摘要
本發(fā)明為一種半導(dǎo)體部件的制造方法，其特征在于在多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域上形成配置了非多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域的部件；在上述的非多孔單晶半導(dǎo)體表面貼以由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的部件的表面，進(jìn)行表面貼合之后，用腐蝕法把上述的多孔單晶半導(dǎo)體區(qū)域除掉。
文檔編號H01L21/762GK1061871SQ91108569
公開日1992年6月10日 申請日期1991年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月3日
發(fā)明者米原降夫 申請人:佳能株式會社