JPH02152221A - Soi基板の製造方法 - Google Patents

Soi基板の製造方法

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JPH02152221A
JPH02152221A JP30579888A JP30579888A JPH02152221A JP H02152221 A JPH02152221 A JP H02152221A JP 30579888 A JP30579888 A JP 30579888A JP 30579888 A JP30579888 A JP 30579888A JP H02152221 A JPH02152221 A JP H02152221A
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JP
Japan
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substrate
film
semiconductor
thin film
grown
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Pending
Application number
JP30579888A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Mori
森 芳文
Yoshiyuki Kawana
喜之 川名
Koji Tamamura
好司 玉村
Katsuhiro Akimoto
秋本 克洋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、S OI (Semiconductor 
on In5ulator)基板の製造方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、SOI基板の製造方法において、半導体基板
上に別種の半導体薄膜をヘテロ成長させ、次いで上記半
導体薄膜と絶縁体基板とを接着した後、上記半導体基板
を除去することによって、絶縁体基板上に所望の膜厚の
半導体薄膜が均一な膜厚で形成されたSOI基板を容易
に製造すること〔従来の技術〕 SOI基板は、絶縁体基板上に半導体薄膜が形成された
ものである。従来、このSO■基板の製造方法として、
次のような方法が知られている。
すなわち、まずシリコン(Si)M板上に石英基板を接
着する。次に、ラッピング及びエツチングを行うことに
より、このSi基板を所望の厚さに薄膜化する。これに
よって、石英基板上にSi薄膜が形成されたSOI基板
が完成される。
なお、特開昭63−65648号公報には、面指数(1
11)のSiより成る第1の基板上にこの第1の基板よ
り抵抗率の高いSt層をエピタキシャル成長させ、この
St層をSiO□層を介して第2の基板に接着し、第1
の基板を塩素ガスの光励起によるエツチングで除去する
半導体基板の製造方法が提案されているが、この方法は
Si基板上のSi層の成長、すなわちホモ成長を用いた
ものであり、本発明のように半導体基板上に別種の半導
体装置をヘテロ成長させる方法を用いたものとは本質的
に異なるものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の従来のSOI基板の製造方法においては、最終的
にエツチングによりSi基板を目的とする厚さに薄膜化
していることから、エツチング速度の変動によりSi薄
膜の膜厚の制御性が悪く、また場所によるM厚の不均一
性も生じやすい、このため、活性層となる半導体薄膜を
設計通りの膜厚に形成することができないという問題が
あった。
従って本発明の目的は、絶縁体基板上に所望の膜厚の半
導体薄膜が均一な膜厚で形成されたSO■基板を容易に
製造することができるSOI基板の製造方法を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明によるSOI基板の製
造方法は、半導体基板(1)上に別種の半導体薄膜(2
)をヘテロ成長させ、次いで半導体薄膜(2)と絶縁体
基板(3)とを接着した後、半導体基板(1)を除去す
るようにしている。
上記半導体基板(1)は、半導体基板上に別種の半導体
薄膜が形成されたものも含む。
上記絶縁体基板(3)は、石英基板やガラス基板のよう
に全体が絶縁体であるものばかりでなく、表面が絶縁膜
で覆われた半導体基板のようなものも含む、具体的には
、この表面が絶縁膜で覆われた半導体基板としては、例
えばSi基板の表面に5i02膜のような絶縁膜が形成
されたものや、この絶縁膜の上にさらに半導体薄膜が形
成され、この半導体薄膜の上に絶縁膜が形成されたもの
が挙げられる。また、この絶縁膜としては、SiO□膜
ばかりでなく、Si3N4膜、スピンオングラス(SO
G)膜等を用いることもできる。
上記接着は、圧着等の半導体薄膜(2)と絶縁体基板(
3)とを機械的に結合することができる全ての方法を含
む。
〔作用〕
半導体基板(1)上にヘテロ成長される半導体薄膜(2
)の膜厚の制御性及び均一性は良好である。しかも、こ
の半導体薄膜(2)の種類は自由に選ぶことができる。
また、半導体基1(1)は、半導体薄膜(2)と別種の
ものであるから、このことを利用してエツチングやリフ
トオフにより半導体基板(1)を選択的に除去すること
ができる。
従って、半導体薄膜(2)と絶縁体基板(3)とを接着
した後、半導体基+1i(1)を除去することによって
、絶縁体基板(3)上に所望の膜厚の半導体薄膜(2)
が均一な膜厚で形成されたSO■基板を容易に製造する
ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。なお、実施例の全図において、同一機能を有する
部分には同一の符号を付ける。
実施炭土 第1図A〜第1図Cは本発明の実施例■を示す。
この実施例Iは、石英基板上にSiエピタキシャル膜が
形成されたSOI基板の製造に本発明を適用した実施例
である。
この実施例■においては、第1図Aに示すように、ます
ケ:ルマニウム(Ge)基板1を用意し、このGei板
1をトリクロルエタン、アセトン、メタノール等の有機
洗浄液により洗浄した後、例えばH,5o4−H2O□
−HtO系エツチング液(例えば、Hz SO4: H
z Ox  : Hz O=5 :1:1)によりこの
Ge基板1をエツチングして表面の清浄化を行う。次に
、この清浄化されたGe基板1の上に例えば分子線エピ
タキシー(MBE)法や有機金属気相成長(MOCVD
)法によりSiをヘテロエピタキシャル成長させる。こ
れによって、Ge基vil上に単結晶のSiエピタキシ
ャル膜2が形成される。このヘテロエピタキシャル成長
は、例えば600°C以下程度の低温で行う。これは、
600°C程度以上の温度ではGe基板1がらGeの蒸
発が起きやすくなり、このGe基板l上のSiのへテロ
エピタキシャル成長が困難になるおそれがあるためであ
る。また、このヘテロエピタキシャル成長の際のStの
原料としては、例えばジシラン(55!H&)やモノシ
ラン(SiH4)を用いることができる。なお、仮に成
長中にSiエピタキシャル膜2中にGe基板1からGo
原子が拡散しても、GeはSiと同じく■族元素である
から不純物にはならず、問題は生じない。
次に第1図Bに示すように、上述のようにしてGe基板
l上に成長されたSiエピタキシャル膜2に別に用意し
た石英基板3を所定の力で押し付けながら例えば酸素(
02)雰囲気中で例えば1000°C程度の温度で加熱
することにより、石英基板3とSiエピタキシャル膜2
とを接着する。この場合、この加熱によりGe基板1か
らGeが蒸発するのを防止するため、このGe基Fi1
の表面はあらかじめ例えばSiO□膜(図示せず)で覆
っておく。
次に、二〇5ioz膜をエツチング除去した後、Ge基
板1を例えば過酸化水素(Hz O! )のようなエツ
チング液によりエツチング除去する。この場合、Ge基
板1がエツチング除去されてSiエピタキシャル膜2が
露出した時点でエツチングは完全に停止するので、Si
エピタキシャル膜2はエツチングされない。
このようにして、第1図Cに示すように、石英基板1上
にSiエピタキシャル膜2が形成されたSat基板が完
成される。
以上のように、この実施例■によれば、Ge%板1主1
上iエピタキシャル膜2を膜厚の制御性及び均一性の高
いMBE法やMOCVD法でヘテロエピタキシャル成長
させ、このSiエピタキシャル膜2と石英基板3とを接
着した後、Ge基板1をエツチング除去することにより
SOI基板を製造しているので、石英基板1上に活性層
となるSiエピタキシャル膜2が設計通りの膜厚でしか
も均一な膜厚で形成されたSOI基板を容易に製造する
ことができる。
ス11ル 第2図A〜第2図Cは本発明の実施例■を示す。
この実施例■は、三次元LSIの製造に本発明を適用し
た実施例である。
この実施例Hにおいては、第2図Aに示すように、まず
例えばSt基板4に一層目のMO3FETQ、、Q2.
Qコを形成した後、これらのMO3FETQ5.Qt 
、Q3の上に例えばSin、膜のような眉間絶縁膜5を
形成する。
次に第2図Bに示すように、あらかじめGe基板1上に
成長されたSiエピタキシャル膜2と上述の眉間絶縁膜
5とを実施例Iと同様な方法で接着する。
次に、実施例Iと同様な方法でGe基板工をエツチング
除去して、第2図Cに示すように、眉間絶縁膜5の上に
Siエピタキシャル膜2が形成されたSOI基板を得る
0次に、このSiエピタキシャル膜2に二層目のMO3
FETT、、T! 、T3を形成する。この後、同様な
工程を必要な回数だけ繰り返して、目的とする三次元L
SIを完成させる。
この実施例■によれば、層間絶縁膜5とGe基板1上に
成長されたSiエピタキシャル膜2とを接着し、その後
Ge5板1をエツチング除去するという工程を繰り返す
だけでMOSFETを多層化することができるので、三
次元LSIを容易に製造することができる。また、Si
エピタキシャル膜2の膜厚の制御性及び均一性は良好で
あるので、このSiエピタキシャル膜2に形成されるM
O3FETT+ 、Tz 、T3の特性は設計通りのも
のが均一性良く得られる。
1星炭l 第3図は本発明の実施例■を示す。
第3図に示すように、この実施例冴においては、Ge基
板l上に中間層として例えばGaAs層6をヘテロエピ
タキシャル成長させ、このGaAsN6の上にSiエピ
タキシャル膜2をヘテロエピタキシャル成長させた後、
このSiエピタキシャル膜2と石英基板3とを接着する
。この後、GaAs層6をエツチング除去してGe基板
1をリフトオフする。これによって、石英基板1上にS
iエピタキシャル膜2が形成されたSO!基板が完成さ
れる。
この実施例■によれば、実施例Iと同様な利点のほか、
次のような利点がある。すなわち、Ge基板1をリフト
オフにより除去しているので、このGe基板1を繰り返
し使用することができ、経済的である。
裏施■ヱ 第4図は本発明の実施例■を示す。
第4図に示すように、この実施例■においては、Si基
板4上に中間層としてGe層7をヘテロエピタキシャル
成長させ、このGe層7の上にSiエピタキシャル膜2
をヘテロエピタキシャル成長させた移、このSiエピタ
キシャル膜2と石英基板1とを接着する。この後、Ge
層7をエツチング除去して5tiFi、4をリフトオフ
する。これによって、石英基板1上にSiエピタキシャ
ル膜2が形成されたSOI基板が完成される。
この実施例■によっても、実施例■と同様な利点がある
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施例1〜■においては、絶縁体基板上
にSiエピタキシャル膜2が形成されたS01基板の製
造に本発明を適用した場合について説明したが、本発明
は、絶縁体基板上に例えばGaAs薄膜のようなS’r
以外の半導体薄膜が形成されたSOI基板の製造に適用
することも可能である。
また、実施例■は、MOSFETが多層化された三次元
LSIの例であるが、例えば最上層に光な変換センサー
が形成された画像処理用の三次元LSIのような各種の
三次元LSIの製造に本発明を適用することが可能であ
る。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように構成されているので、絶
縁体基板上に所望の膜厚の半導体薄膜が均一な膜厚で形
成されたSOI基板を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図Cは本発明の実施例Iを工程順に説明
するための断面図、第2図A〜第2図Cは本発明の実施
例■を工程順に説明するための断面図、第3図は本発明
の実施例■を説明するための断面図、第4図は本発明の
実施例■を説明するための断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:Ge基板、  2:Siエピタキシャル膜、3:石
英基板、 4:Si基板、 5:1i間絶縁膜、6  
:  GaAs薄膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に別種の半導体薄膜をヘテロ成長させ、次
    いで上記半導体薄膜と絶縁体基板とを接着した後、上記
    半導体基板を除去するようにしたことを特徴とするSO
    I基板の製造方法。
JP30579888A 1988-12-02 1988-12-02 Soi基板の製造方法 Pending JPH02152221A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005259828A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法
JP2010118675A (ja) * 2010-01-12 2010-05-27 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法
JP2012520556A (ja) * 2009-03-12 2012-09-06 ソイテック 回路層転写により多層構造体を製作する方法

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