(57)【要約】【課題】小さい寄生容量及び高いキャリア移動度を有するストレインＳＯＩ構造体及びその製造方法を提供する。【解決手段】絶縁性基板１０と、絶縁性基板１０の表面全体に形成されたＡＩＮからなる保護層１２と、保護層１２上に形成されたＳｉＯ２又は多結晶シリコンからなるボンディング層１４と、ボンディング層１４上に形成されたＳｉＯ２層２８と、ＳｉＯ２層２８上に形成されたストレインシリコン層と、を備えるストレインＳＯＩ構造体である。【選択図】図１
2006165578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に形成されたＳｉＯ２層と、
前記ＳｉＯ２層上に形成されたストレインシリコン層と、
を備えることを特徴とするストレインＳＯＩ構造体。
【請求項２】
前記絶縁性基板と前記ＳｉＯ２層との間にボンディング層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のストレインＳＯＩ構造体。
【請求項３】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることを特徴とする請求項２に記載のストレインＳＯＩ構造体。
【請求項４】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることを特徴とする請求項１に記載のストレインＳＯＩ構造体。
【請求項５】
前記絶縁性基板の表面全体に形成された保護層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のストレインＳＯＩ構造体。
【請求項６】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されていることを特徴とする請求項５に記載のストレインＳＯＩ構造体。
【請求項７】
Ｓｉ基板及び絶縁性基板を準備する工程と、
前記Ｓｉ基板の内、前記Ｓｉ基板の上面から所定厚さ部分を正極酸化させて多孔性シリコン層を形成する工程と、
前記多孔性シリコン層上にＳｉＧｅ層を形成する工程と、
前記ＳｉＧｅ層上にストレインシリコン層を形成する工程と、
前記ストレインシリコン層上にＳｉＯ２層を形成する工程と、
酸素プラズマで表面処理して前記ＳｉＯ２層の表面を活性化させる工程と、
前記活性化されたＳｉＯ２層上に前記絶縁性基板をボンディングさせて積層物とする工程と、
前記絶縁性基板が下に配置されるように、前記積層物の上下部を逆にした後、前記ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして前記ＳｉＧｅ層を除去する工程と、
前記多孔性シリコン層及びＳｉ基板を分離して除去する工程と、
を含むことを特徴とするストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることを特徴とする請求項７に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁性基板を準備する工程は、
前記絶縁性基板を準備する工程と、
前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されていることを特徴とする請求項９に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁性基板を準備する工程は、
前記絶縁性基板を準備する工程と、
前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、
前記保護層上にボンディング層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１３】
Ｓｉ基板及び絶縁性基板を準備する工程と、
前記Ｓｉ基板上にＳｉＧｅ層を形成する工程と、
前記ＳｉＧｅ層を正極酸化させて多孔性ＳｉＧｅ層を形成する工程と、
前記多孔性ＳｉＧｅ層上にストレインシリコン層を形成する工程と、
前記ストレインシリコン層上にＳｉＯ２層を形成する工程と、
酸素プラズマで表面処理して前記ＳｉＯ２層の上面を活性化させる工程と、
前記活性化されたＳｉＯ２層上に前記絶縁性基板をボンディングさせて積層物とする工程と、
前記絶縁性基板が下に配置されるように、前記積層物の上下を逆にした後、前記多孔性ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして前記ＳｉＧｅ層を除去する工程と、
前記Ｓｉ基板を分離して除去する工程と、
を含むことを特徴とするストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることを特徴とする請求項１３に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記絶縁性基板を準備する工程は、
前記絶縁性基板を準備する工程と、
前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記絶縁性基板を準備する工程は、
前記絶縁性基板を準備する工程と、
前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、
前記保護層上にボンディング層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることを特徴とする請求項１７に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項１９】
Ｓｉ基板及び絶縁性基板を準備する工程と、
前記Ｓｉ基板上にＳｉＯ２層を形成する工程と、
前記ＳｉＯ２層をパターニングして相互所定間隔を維持する少なくとも二つのＳｉＯ２隔壁を形成する工程と、
前記ＳｉＯ２隔壁の間のＳｉ基板上にＳｉＧｅ層を形成する工程と、
前記ＳｉＧｅ層上にストレインシリコン層を形成する工程と、
前記ＳｉＯ２隔壁を除去する工程と、
前記ストレインシリコン層上に前記絶縁性基板をボンディングさせて積層物とする工程と、
前記絶縁性基板が下に配置されるように、前記積層物の上下を逆にした後、前記ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして前記ＳｉＧｅ層を除去する工程と、
前記Ｓｉ基板を分離して除去する工程と、
を含むことを特徴とするストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項２０】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることを特徴とする請求項１９に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項２１】
前記絶縁性基板を準備する工程は、
前記絶縁性基板を準備する工程と、
前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項２２】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されていることを特徴とする請求項２１に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項２３】
前記絶縁性基板を準備する工程は、
前記絶縁性基板を準備する工程と、
前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、
前記保護層上にボンディング層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項２４】
前記ストレインシリコン層上に前記絶縁性基板をボンディングさせる工程は、
酸素プラズマで表面処理して前記ボンディング層の表面を活性化させる工程と、
前記ストレインシリコン層上に前記絶縁性基板をボンディングさせる工程と、
を含むことを特徴とする請求項２３に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【請求項２５】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることを特徴とする請求項２４に記載のストレインＳＯＩ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストレインＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造体及びその製造方法に係り、より詳しくは、小さい寄生容量（ｐａｒａｓｉｔｉｃ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）及び高いキャリア移動度（ｃａｒｒｉｅｒ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を有するストレインＳＯＩ構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変形された（ストレイン）シリコンＣＭＯＳとは、基本的にリラックスされたＳｉＧｅ層上に薄型の変形されたシリコンを備えているＣＭＯＳデバイスをいう。変形されたＳｉ層内での電子及び正孔の動きは、バルクシリコン（ｂｕｌｋ  ｓｉｌｉｃｏｎ）層内でより高いと知られており、変形されたＳｉチャネルを有するＭＯＳＦＥＴは従来の（変形されない）シリコン基板に製造されたデバイスに比べてデバイス性能が高い。このような変形されたシリコンＣＭＯＳの性能の向上は、デバイス駆動電流及び相互コンダクタンスを向上させ、電力消費を節減させる。
【０００３】
変形されたＳｉ層は、シリコンの格子定数よりさらに大きい格子定数を有する材料で形成された基板上に成長されたシリコンに引き起こされた引張（ｔｅｎｓｉｌｅ）変形の結果である。ゲルマニウム（Ｇｅ）の格子定数は、シリコンより大きく、約４．２であり、シリコン−ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）の格子定数は、そのゲルマニウム（Ｇｅ）濃度について線型的である。結果的に５０ａｔ％のゲルマニウム（Ｇｅ）を含有するＳｉＧｅの格子定数は、シリコンの格子定数より１．０２倍大きい。こうしたＳｉＧｅ基板上でのシリコンエピタキシャル成長は、シリコン層が引張変形され、下部に置かれたＳｉＧｅ基板は基本的に非変形状態又はリラックスした（緩い）状態にある。
【０００４】
特許文献１は、絶縁基板上にあるＳｉＧｅ層上に変形されたＳｉチャネルを有したＣＭＯＳデバイスを形成する技術を開示する。
【０００５】
変形されたＳｉＣＭＯＳ技術の長所を完璧に具現し難くする原因は、変形されたＳｉ層下にリラックスされたＳｉＧｅ層が存在するということである。ＳｉＧｅ層は、熱酸化、シリサイド形成及びアニーリングのような多様な処理工程で相互作用するので、ＣＭＯＳ製造時に材料の集積度を維持し難くて、デバイス性能強化及び達成できるデバイス収率を窮極的に制限する。他の短所は、ＳｉＧｅ層がＭＯＳＦＥＴ本体領域の全体の厚さに対してＳｉＧｅ層が厚くなることである。こうしたＳｉＧｅ層の厚さは、非常に薄いチャネル長さのＭＯＳＦＥＴ構造体がよく具現される長所を有した超薄型ＳＯＩデバイスの形成に悪影響を及ばすので、特にＳＯＩＦＥＴ構造体においては好ましくない。
【特許文献１】米国特許第６，０５９，８９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の技術的課題は、小さい寄生容量及び高いキャリア移動度を有するストレインＳＯＩ構造体及びその製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記技術的課題を達成するために本発明に係るストレインＳＯＩ構造体は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成されたＳｉＯ２層と、前記ＳｉＯ２層上に形成されたストレインシリコン層と、を備える。
【０００８】
前記絶縁性基板と前記ＳｉＯ２層との間にボンディング層をさらに備えることが好ましい。
【０００９】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることが好ましい。
【００１０】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることが好ましい。
【００１１】
前記絶縁性基板の表面全体に形成された保護層をさらに備えていることが好ましい。
【００１２】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されていることが好ましい。
【００１３】
前記技術的課題を達成するために本発明に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法は、Ｓｉ基板及び絶縁性基板を準備する工程と、前記Ｓｉ基板の内、前記Ｓｉ基板の上面から所定厚さ部分を正極酸化させて多孔性シリコン層を形成する工程と、前記多孔性シリコン層上にＳｉＧｅ層を形成する工程と、前記ＳｉＧｅ層上にストレインシリコン層を形成する工程と、前記ストレインシリコン層上にＳｉＯ２層を形成する工程と、酸素プラズマで表面処理して前記ＳｉＯ２層の表面を活性化させる工程と、前記活性化されたＳｉＯ２層上に前記絶縁性基板をボンディングさせて積層物とする工程と、前記絶縁性基板が下に配置されるように、前記積層物の上下部を逆にした後、前記ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして前記ＳｉＧｅ層を除去する工程と、前記多孔性シリコン層及びＳｉ基板を分離して除去する工程と、を含む。
【００１４】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることが好ましい。
【００１５】
前記絶縁性基板を準備する工程は、前記絶縁性基板を準備する工程と、前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００１６】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されたことが好ましい。
【００１７】
前記絶縁性基板を準備する工程は、前記絶縁性基板を準備する工程と、前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、前記保護層上にボンディング層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００１８】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることが好ましい。
【００１９】
前記技術的課題を達成するために本発明に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法は、Ｓｉ基板及び絶縁性基板を準備する工程と、前記Ｓｉ基板上にＳｉＧｅ層を形成する工程と、前記ＳｉＧｅ層を正極酸化させて多孔性ＳｉＧｅ層を形成する工程と、前記多孔性ＳｉＧｅ層上にストレインシリコン層を形成する工程と、前記ストレインシリコン層上にＳｉＯ２層を形成する工程と、酸素プラズマで表面処理して前記ＳｉＯ２層の上面を活性化させる工程と、前記活性化されたＳｉＯ２層上に前記絶縁性基板をボンディングさせて積層物とする工程と、前記絶縁性基板が下に配置されるように、前記積層物の上下を逆にした後、前記多孔性ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして前記ＳｉＧｅ層を除去する工程と、前記Ｓｉ基板を分離して除去する工程と、を含む。
【００２０】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることが好ましい。
【００２１】
前記絶縁性基板を準備する工程は、前記絶縁性基板を準備する工程と、前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００２２】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されたことが好ましい。
【００２３】
前記絶縁性基板を準備する工程は、前記絶縁性基板を準備する工程と、前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、前記保護層上にボンディング層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００２４】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることが好ましい。
【００２５】
前記技術的課題を達成するために本発明に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法は、Ｓｉ基板及び絶縁性基板を準備する工程と、前記Ｓｉ基板上にＳｉＯ２層を形成する工程と、前記ＳｉＯ２層をパターニングして相互所定間隔を維持する少なくとも二つのＳｉＯ２隔壁を形成する工程と、前記ＳｉＯ２隔壁の間のＳｉ基板上にＳｉＧｅ層を形成する工程と、前記ＳｉＧｅ層上にストレインシリコン層を形成する工程と、前記ＳｉＯ２隔壁を除去する工程と、前記ストレインシリコン層上に前記絶縁性基板をボンディングさせて積層物とする工程と、前記絶縁性基板が下に配置されるように、前記積層物の上下を逆にした後、前記ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして前記ＳｉＧｅ層を除去する工程と、前記Ｓｉ基板を分離して除去する工程と、を含む。
【００２６】
前記絶縁性基板は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板であることが好ましい。
【００２７】
前記絶縁性基板を準備する工程は、前記絶縁性基板を準備する工程と、前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００２８】
前記保護層は、ＡｌＮで形成されていることが好ましい。
【００２９】
前記絶縁性基板を準備する工程は、前記絶縁性基板を準備する工程と、前記絶縁性基板の表面全体に保護層を形成する工程と、前記保護層上にボンディング層を形成する工程と、を含むことが好ましい。
【００３０】
前記ストレインシリコン層上に前記絶縁性基板をボンディングさせる工程は、酸素プラズマで表面処理して前記ボンディング層の表面を活性化させる工程と、前記ストレインシリコン層上に前記絶縁性基板をボンディングさせる工程と、を含むことが好ましい。
【００３１】
前記ボンディング層は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンで形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、絶縁性基板、例えば、プラスチック基板、ガラス基板又は酸化物層が形成されたＳｉ基板上に形成されたストレインＳＯＩ構造体が提供される。絶縁性基板上に形成されたストレインＳＯＩ構造体は、優秀な性能を有し、小さい寄生容量及び高いキャリア移動度を有する。
【００３３】
また、本発明に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法は、ボンディング工程後にも、ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして除去することによって基板の分離工程が簡単で、容易に絶縁性基板上にストレインＳＯＩ構造体を形成できる。また、製造工程のほとんどが従来の製造設備でそのまま遂行でき、新しい投資設備を不要にする。特に、従来のように１１００℃以上での高温アニーリング工程を伴わないので、高温に弱いプラスチック基板又はガラス基板上でもストレインＳＯＩ構造体を形成でき、このように製造されたストレインＳＯＩ構造体は、ディスプレイパネルの前面基板又は背面基板に適用できる。また、前記ストレインＳＯＩ構造体は、メモリ素子及び次世代半導体素子にも適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付した図面に基づき本発明の実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体及びその製造方法を詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の断面図である。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体は、絶縁性基板１０、絶縁性基板１０の表面を取り囲む保護層１２、保護層１２上に順次に形成されたボンディング層１４、ＳｉＯ２層２８及びストレインシリコン層２６を備える。ここで、本実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体は、保護層１２及びボンディング層１４を備えていなくても良い。
【００３７】
絶縁性基板１０は、ガラス基板、プラスチック基板または酸化物層が形成されたＳｉ基板である。
保護層１２は、絶縁特性があり、透明であり、エッチャントに強い特性を有する物質であり、このような物質としてＡｌＮなどがある。
ボンディング層１４は、ＳｉＯ２又は多結晶シリコンなどの物質である。
【００３８】
このようなストレインＳＯＩ構造体は、優秀な性能を有し、小さい寄生容量及び高いキャリア移動度を有する。
特に、絶縁性基板１０として、プラスチック基板又はガラス基板を使用することによって、ストレインＳＯＩ構造体は、ディスプレイパネルの前面基板又は背面基板に適用できる。
【００３９】
図２Ａ〜図２Ｌは、本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。ここで、同一な部材については同一な符号をそのまま使用する。工程の進行中に物質層の形成は、公知の薄膜蒸着装置、例えば、ＵＨＶ−ＣＶＤ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又はＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などによって形成される。
【００４０】
図２Ａに示すように、先ず絶縁性基板１０を準備して、図２Ｂに示すように、この絶縁性基板１０の表面全体に保護層１２を形成する。保護層１２は、絶縁特性があり、透明であり、エッチャントに強い特性を有する物質で形成される。例えば、保護層１２はＡｌＮで形成される。
なお、保護層を絶縁性基板１０の上面のみに形成しても良い。
【００４１】
図２Ｃに示すように、保護層１２の上面にＳｉＯ２又は多結晶シリコンなどの物質でボンディング層１４を形成して、第１積層物１００を製造する。ここで、第１の実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体は、保護層１２及びボンディング層１４を備えていなくても良いので、保護層１２を形成する工程及び／又はボンディング層１４を形成する工程を省略することも可能である。
【００４２】
図２Ｄに示すように、先ずＳｉ基板２０を準備した後、図２Ｅに示すように、Ｓｉ基板２０の上面から所定厚さのＳｉ基板２０の領域を正極酸化させて多孔性シリコン層２２を形成する。例えば、多孔性シリコン層２２を形成するためフッ化水素（ＨＦ）とエタノールとの混合液でＳｉ基板２０の所定厚さを電気化学的に正極酸化させる。
【００４３】
図２Ｆに示すように、多孔性シリコン層２２上にＳｉＧｅ層２４を形成する。
図２Ｇに示すように、ＳｉＧｅ層２４上にストレインシリコン層２６を形成する。
図２Ｈに示すように、ストレインシリコン層２６上にＳｉＯ２層２８を順次に形成する。
ここで、ＳｉＧｅ層２４は、緩い組織を有し、従ってＳｉＧｅ層２４上にストレインシリコン層２６が形成される。
【００４４】
図２Ｉに示すように、ＳｉＯ２層２８の表面を酸素（Ｏ２）プラズマで表面処理して活性化させて、第２積層物２００を製造する。
図２Ｊに示すように、第１積層物１００を、ボンディング層１４を下側にして、活性化されたＳｉＯ２層２８上に、ボンディングさせて第３積層物３００を製造する。ここで、第２積層物２００に、第１積層物１００をボンディングさせる前に、第１積層物１００のボンディング層１４の表面も酸素（Ｏ２）プラズマで表面処理して活性化させることも可能である。
【００４５】
図２Ｋに示すように、第１積層物１００が下側となるように第３積層物３００の上下を逆にする。
ＳｉＧｅ層２４を選択的にエッチングして除去する。ここで、ＳｉＧｅ層２４の選択的なエッチングのためのエッチャントとして、５０重量％のＨＦ：６０重量％のＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝１：９０〜１２０：６０の比率で混ぜた溶液（５０重量％のＨＦの割合を１、６０重量％のＨＮＯ３の割合を９０〜１２０、Ｈ２Ｏの割合を６０として混合した溶液）を使用する。例えば、５０重量％のＨＦ：６０重量％のＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝１：９０：６０、１：１００：６０、１：１１０：６０、１：１２０：６０の割合で混合した溶液を使用する。それ以外にも、ＳｉＧｅ層２４を選択的にエッチングすることができる他のエッチャントを使用することもできる。ここで、エッチャントは、ＳｉＧｅ層２４の両側面で作用するだけではなく、エッチャントは、多孔性シリコン層２２に吸収されて、ＳｉＧｅ層２４の上下面でも作用する。
【００４６】
図２Ｌに示すように、ＳｉＧｅ層２４が選択的に除去されることによって、ＳｉＧｅ層２４上にあった多孔性シリコン層２２及びＳｉ基板２０が分離されて除去される。従って、図２Ｌに示すような絶縁性基板１０上に形成されたストレインＳＯＩ構造体が得られる。
【００４７】
図３Ａ〜図３Ｌは、本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。ここで、同一な部材については同一な符号をそのまま使用する。工程の進行中に物質層の形成は、公知の薄膜蒸着装置、例えば、ＵＨＶ−ＣＶＤ又はＬＰＣＶＤなどによって形成される。
【００４８】
図３Ａに示すように、先ず絶縁性基板１０を準備して、図３Ｂに示すように、この絶縁性基板１０の表面全体に保護層１２を形成する。保護層１２は、絶縁特性があり、透明であり、エッチャントに強い特性を有する物質で形成される。例えば、保護層１２はＡｌＮで形成される。
【００４９】
図３Ｃに示すように、保護層１２の上面にＳｉＯ２又は多結晶シリコンなどの物質でボンディング層１４を形成して、第１積層物１００を製造する。ここで、第２の実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体は、保護層１２及びボンディング層１４を備えていなくても良いので、保護層１２を形成する工程及び／又はボンディング層１４を形成する工程を省略することも可能である。
なお、これまでの製造工程は、第１実施形態の第１積層物１００を製造する工程と同じである。
【００５０】
図３Ｄに示すように、先ずＳｉ基板２０を準備した後、図３Ｅに示すように、Ｓｉ基板２０上に所定厚さのＳｉＧｅ層２４を形成する。ここで、ＳｉＧｅ層２４は、緩い組織を有する。
図３Ｆに示すように、ＳｉＧｅ層２４を正極酸化させて多孔性ＳｉＧｅ層２５を形成する。例えば、多孔性ＳｉＧｅ層２５を形成するためフッ化水素（ＨＦ）とエタノールとの混合液でＳｉＧｅ層２４を電気化学的に正極酸化させる。
【００５１】
図３Ｇに示すように、多孔性ＳｉＧｅ層２５上にストレインシリコン層２６を形成する。
図３Ｈに示すように、ストレインシリコン層２６上にＳｉＯ２層２８を形成する。
【００５２】
図３Ｉに示すように、ＳｉＯ２層２８の表面を酸素（Ｏ２）プラズマで表面処理して活性化させて、第４積層物４００を製造する。
図３Ｊに示すように、第１積層物１００を、ボンディング層１４を下側にして、活性化されたＳｉＯ２層２８上に、ボンディングさせて第５積層物５００を製造する。ここで、第１積層物１００をボンディングさせる前に、ボンディング層１４の表面も酸素（Ｏ２）プラズマで表面処理して活性化させることも可能である。
【００５３】
図３Ｋに示すように、第１積層物１００が下側となるように第５積層物５００の上下を逆にする。
その後に、多孔性ＳｉＧｅ層２５を選択的にエッチングして除去する。ここで、多孔性ＳｉＧｅ層２５の選択的なエッチングのためのエッチャントとして、５０重量％のＨＦ：６０重量％のＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝１：９０〜１２０：６０の比率で混ぜた溶液（５０重量％のＨＦの割合を１、６０重量％のＨＮＯ３の割合を９０〜１２０、Ｈ２Ｏの割合を６０として混合した溶液）を使用する。例えば、５０重量％のＨＦ：６０重量％のＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝１：９０：６０、１：１００：６０、１：１１０：６０、１：１２０：６０の割合で混合した溶液を使用する。それ以外にも、多孔性ＳｉＧｅ層２５を選択的にエッチングすることができる他のエッチャントを使用することもできる。ここで、エッチャントは、多孔性ＳｉＧｅ層２５に容易に吸収されて、多孔性ＳｉＧｅ層２５に作用して、多孔性ＳｉＧｅ層２５をエッチングして多孔性ＳｉＧｅ層２５を除去する。
【００５４】
そして、多孔性ＳｉＧｅ層２５が選択的に除去されることによって、前記多孔性ＳｉＧｅ層２５上にあったＳｉ基板２０が分離されて除去される。従って、図３Ｌに示すように、絶縁性基板１０上に形成されたストレインＳＯＩ構造体が得られる。
【００５５】
図４Ａ〜図４Ｌは、本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。ここで、同一な部材については、同一な参照符号をそのまま使用する。工程の進行中で、物質層の形成は、公知の薄膜蒸着装置、例えば、ＵＨＶ−ＣＶＤ又はＬＰＣＶＤなどによって形成される。
【００５６】
図４Ａに示すように、先ず絶縁性基板１０を準備して、図４Ｂに示すように、この絶縁性基板１０の表面全体に保護層１２を形成する。保護層１２は、絶縁特性があり、透明であり、エッチャントに強い特性を有する物質で形成される。例えば、保護層１２はＡｌＮで形成される。
【００５７】
図４Ｃに示すように、保護層１２の上面にＳｉＯ２又は多結晶シリコンなどの物質でボンディング層１４を形成して、第６積層物１００´を製造する。ここで、第３の実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体は、保護層１２及びボンディング層１４を備えていなくても良いので、保護層１２を形成する工程及び／又はボンディング層１４を形成する工程を省略することも可能である。
【００５８】
図４Ｄに示すように、Ｓｉ基板２０を準備した後、Ｓｉ基板２０上に所定厚さのＳｉＯ２層２１を形成する。
図４Ｅに示すように、ＳｉＯ２層２１をパターニングして相互所定間隔を維持する少なくとも二つのＳｉＯ２隔壁２３を形成する。
図４Ｆに示すように、ＳｉＯ２隔壁２３の間のＳｉ基板２０上にＳｉＧｅ層２４を形成する。
図４Ｇに示すように、ＳｉＧｅ層２４上にストレインシリコン層２６を形成する。ここで、ＳｉＧｅ層２４は、緩い組織を有し、従ってＳｉＧｅ層２４上にストレインシリコン層２６を形成することが可能である。
図４Ｈに示すように、ＳｉＯ２隔壁２３を除去して、第７積層物６００を製造する。
【００５９】
図４Ｉに示すように、第６積層物１００´のボンディング層１４の表面を酸素（Ｏ２）プラズマで表面処理して活性化させる。
図４Ｊに示すように、ボンディング層１４の表面を活性化させた第６積層物１００´をボンディング層１４下側にして、第７積層物６００のストレインシリコン層２６上にボンディングさせて、第７積層物７００（図４Ｋ参照）を製造する。
【００６０】
図４Ｋに示すように、第６積層物１００´が下側となるように第７積層物７００の上下を逆にする。
その後、ＳｉＧｅ層２４を選択的にエッチングして除去する。ここで、ＳｉＧｅ層２４の選択的なエッチングのためのエッチャントとして、５０重量％のＨＦ：６０重量％のＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝１：９０〜１２０：６０の比率で混ぜた溶液（５０重量％のＨＦの割合を１、６０重量％のＨＮＯ３の割合を９０〜１２０、Ｈ２Ｏの割合を６０として混合した溶液）を使用する。例えば、５０重量％のＨＦ：６０重量％のＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ＝１：９０：６０、１：１００：６０、１：１１０：６０、１：１２０：６０の割合で混合した溶液を使用する。それ以外にも、ＳｉＧｅ層２４を選択的にエッチングすることができる他のエッチャントを使用することもできる。
【００６１】
そして、ＳｉＧｅ層２４を選択的に除去することによって、ＳｉＧｅ層２４上にあったＳｉ基板２０が分離されて除去される。従って、図４Ｌに示すように、絶縁性基板１０上に形成されたストレインＳＯＩ構造体が得られる。
【００６２】
本実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法は、ボンディング工程後にも、ＳｉＧｅ層を選択的にエッチングして除去することによって、Ｓｉ基板の分離工程が簡単で、容易に絶縁性基板上にストレインＳＯＩ構造体を形成できる。また、製造工程のほとんどが従来の製造設備でそのまま遂行でき、新しい投資設備を不要にする。特に、従来のように１１００℃以上での高温アニーリング工程を伴わないので、高温に弱いプラスチック基板又はガラス基板上でも、ストレインＳＯＩ構造体を形成でき、このようなストレインＳＯＩ構造体は、ディスプレイパネルの前面基板又は背面基板に適用できる。
【００６３】
以上、添付した図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施されることを理解することができるであろう。したがって、上述した好適な実施形態は、例示的なものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。つまり、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載により定められなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係るストレインＳＯＩ構造体及びその製造方法は、各種基板や素子に効果的に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｃ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｄ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｅ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｆ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｇ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｈ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｉ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｊ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｋ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図２Ｌ】本発明の第１実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ａ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｂ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｃ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｄ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｅ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｆ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｇ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｈ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｉ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｊ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｋ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図３Ｌ】本発明の第２実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ａ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｂ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｃ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｄ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｅ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｆ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｇ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｈ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｉ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｊ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｋ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【図４Ｌ】本発明の第３実施形態に係るストレインＳＯＩ構造体の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０    絶縁性基板
１２    保護層
１４    ボンディング層
２０    Ｓｉ基板
２１    ＳｉＯ２層
２２    多孔性シリコン層
２３    ＳｉＯ２隔壁
２４    ＳｉＧｅ層
２５    多孔性ＳｉＧｅ層
２６    ストレインシリコン層
２８    ＳｉＯ２層
【図１】
2006165578.tif 000003
【図２Ａ】
2006165578.tif 000004
【図２Ｂ】
2006165578.tif 000005
【図２Ｃ】
2006165578.tif 000006
【図２Ｄ】
2006165578.tif 000007
【図２Ｅ】
2006165578.tif 000008
【図２Ｆ】
2006165578.tif 000009
【図２Ｇ】
2006165578.tif 000010
【図２Ｈ】
2006165578.tif 000011
【図２Ｉ】
2006165578.tif 000012
【図２Ｊ】
2006165578.tif 000013
【図２Ｋ】
2006165578.tif 000014
【図２Ｌ】
2006165578.tif 000015
【図３Ａ】
2006165578.tif 000016
【図３Ｂ】
2006165578.tif 000017
【図３Ｃ】
2006165578.tif 000018
【図３Ｄ】
2006165578.tif 000019
【図３Ｅ】
2006165578.tif 000020
【図３Ｆ】
2006165578.tif 000021
【図３Ｇ】
2006165578.tif 000022
【図３Ｈ】
2006165578.tif 000023
【図３Ｉ】
2006165578.tif 000024
【図３Ｊ】
2006165578.tif 000025
【図３Ｋ】
2006165578.tif 000026
【図３Ｌ】
2006165578.tif 000027
【図４Ａ】
2006165578.tif 000028
【図４Ｂ】
2006165578.tif 000029
【図４Ｃ】
2006165578.tif 000030
【図４Ｄ】
2006165578.tif 000031
【図４Ｅ】
2006165578.tif 000032
【図４Ｆ】
2006165578.tif 000033
【図４Ｇ】
2006165578.tif 000034
【図４Ｈ】
2006165578.tif 000035
【図４Ｉ】
2006165578.tif 000036
【図４Ｊ】
2006165578.tif 000037
【図４Ｋ】
2006165578.tif 000038
【図４Ｌ】
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