(57)【要約】【課題】欠陥の少ない良質な非多孔質層の形成を可能にする技術を提供する。【解決手段】多孔質シリコン領域における表面近傍の領域が、平均孔径をＤ（ｎｍ）、孔数密度をＮ（個／ｃｍ２）としたときに、０＜Ｎ≦Ｄ×１．９×１０１２、０．２３５ｎｍ≦Ｄ＜９１ｎｍの条件を満たすようにシリコンウエハを陽極化成して多孔質シリコン領域を形成する。【選択図】図１
2005183845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質シリコン領域を含む部材であって、
前記多孔質シリコン領域における表面近傍の領域が、平均孔径をＤ（ｎｍ）、孔数密度をＮ（個／ｃｍ２）としたときに、０＜Ｎ≦Ｄ×１．９×１０１２、０．２３５ｎｍ≦Ｄ＜９１ｎｍの条件を満たすことを特徴とする部材。
【請求項２】
前記表面近傍の領域の下側に、前記条件を満たさない構造を有することを特徴とする請求項１に記載の部材。
【請求項３】
前記表面近傍の領域の下側に、前記条件を満たす多孔度よりも高い多孔度を有する領域を有することを特徴とする請求項１に記載の部材。
【請求項４】
前記多孔質シリコン領域の表面に隣接してシリコン層を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の部材。
【請求項５】
シリコンを含む部材の製造方法であって、
シリコン基板の表面に内部よりも比抵抗の高い高抵抗層を形成する高抵抗層形成工程と、
前記高抵抗層が形成された前記シリコン基板を陽極化成して多孔質シリコン領域を形成する陽極化成工程と、
を含み、前記多孔質シリコン領域における表面近傍の領域が、平均孔径をＤ（ｎｍ）、孔数密度をＮ（個／ｃｍ２）としたときに、０＜Ｎ≦Ｄ×１．９×１０１２、０．２３５ｎｍ≦Ｄ＜９１ｎｍの条件を満たすように、前記高抵抗層形成工程及び前記陽極化成工程を実施することを特徴とする製造方法。
【請求項６】
前記表面近傍の領域は、表面からの深さが３５ｎｍ未満の任意の深さから表面までの領域であることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記高抵抗層形成工程は、前記シリコン基板の表面にノンドープ層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記高抵抗層形成工程は、前記シリコン基板の表面に、前記シリコン基板よりも低いドープ量のドープ層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
前記多孔質シリコン領域が形成された基板を非酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記多孔質シリコン層の表面の孔を封止する封止工程を更に含むことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記封止工程に次いで、前記シリコン基板の表面に非多孔質シリコン層を形成するシリコン層形成工程を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記非多孔質シリコン層に絶縁層を隣接させて他の基板に結合し、結合基板を作製する結合工程と、
前記多孔質シリコン層を利用して前記結合基板を分割する分割工程と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記封止工程で形成されたシリコン層に絶縁層を隣接させて他の基板に結合し、結合基板を作製する結合工程と、
前記多孔質シリコン層を利用して前記結合基板を分割する分割工程と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、  例えばＳＯＩ基板の製造への応用に好適な、多孔質シリコン領域を有する部材、及び、シリコンを含む部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質材としての多孔質シリコンの応用分野として、例えば、ＳＯＩ（Silicon On Insulator  又は、Semiconductor On Insulator）基板の製造がある。多孔質シリコンを利用したＳＯＩ基板の製造方法は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたＳＯＩ基板の製造方法では、例えば、（ａ）単結晶シリコンウエハをフッ化水素酸含有液中で陽極化成することにより表面に多孔質シリコン層を形成し、（ｂ）多孔質シリコン層の表面に単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させ、（ｃ）単結晶シリコン層の上に絶縁体が配置されるように該単結晶シリコン層を含む第１基板を第２基板に結合させて結合基板を作製し、（ｄ）第１基板の裏面から多孔質シリコン層までの部分を結合基板から除去する。
【０００３】
ここで、多孔質シリコン層は、その上に第１基板から第２基板に移設すべき単結晶シリコン層を形成するための下地として利用される他、結合基板を分割するための分離層として利用されうる。
【０００４】
特許文献２には、多層の多孔質層を形成する技術が開示されている。具体的には、特許文献２には、基板の表面側から第１の多孔度を有する第１の多孔質層、第２の多孔度を有する第２の多孔質層を形成する例、５μｍ厚の第１の多孔質層を形成する例、及び、第１の多孔度が１０％〜３０％であることが好ましいことが開示されている。
【特許文献１】特開平５−２１３３８号公報
【特許文献２】特開２０００−１６８３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多孔質シリコン層の表面上に単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工程の初期段階では、多孔質シリコン層の表面近傍の孔が埋め込まれうる。この埋め込みの過程で積層欠陥（SFD; Stacking Fault Defect）が生じうる。特許文献２によれば、単結晶シリコン層を形成するための下地となる第１の多孔質層の望ましい多孔度（第１の多孔度）は１０％〜３０％であり、第１の多孔質層の厚さが例えば５μｍであるが、積層欠陥を低減するためには、このような厚さの領域における多孔度を評価するだけでは不十分である。何故なら、表面からの深さが数μｍ程度の領域における多孔度は、積層欠陥との相関関係を有しないからである。
【０００６】
本発明は、上記の着想に基づいてなされたものであり、例えば、欠陥の少ない良質な非多孔質層の形成を可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面は、多孔質シリコン領域を含む部材に係り、前記多孔質シリコン領域における表面近傍の領域が、平均孔径をＤ（ｎｍ）、孔数密度をＮ（個／ｃｍ２）としたときに、０＜Ｎ≦Ｄ×１．９×１０１２、０．２３５ｎｍ≦Ｄ＜９１ｎｍの条件を満たすことを特徴とする。
【０００８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記表面近傍の領域の下側に、前記条件を満たさない構造を有すること、或いは、前記表面近傍の領域の下側に、前記条件を満たす多孔度よりも高い多孔度を有する領域を有することが好ましい。
【０００９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記部材は、前記多孔質シリコン領域の表面に隣接してシリコン層を含むことが好ましい。
【００１０】
本発明の第２の側面は、シリコンを含む部材の製造方法に係り、該製造方法は、シリコン基板の表面に内部よりも比抵抗の高い高抵抗層を形成する高抵抗層形成工程と、前記高抵抗層が形成された前記シリコン基板を陽極化成して多孔質シリコン領域を形成する陽極化成工程とを含み、前記多孔質シリコン領域における表面近傍の領域が、平均孔径をＤ（ｎｍ）、孔数密度をＮ（個／ｃｍ２）としたときに、０＜Ｎ≦Ｄ×１．９×１０１２、０．２３５ｎｍ≦Ｄ＜９１ｎｍの条件を満たすように、前記高抵抗層形成工程及び前記陽極化成工程を実施することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記表面近傍の領域は、表面からの深さが３５ｎｍ未満の任意の深さから表面までの領域であることが好ましい。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記高抵抗層形成工程は、前記シリコン基板の表面にノンドープ層を形成する工程、又は、前記シリコン基板の表面に、前記シリコン基板よりも低いドープ量のドープ層を形成する工程を含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、前記製造方法は、前記多孔質シリコン領域が形成された基板を非酸化性雰囲気中で熱処理することにより前記多孔質シリコン層の表面の孔を封止する封止工程を更に含むことが好ましい。前記製造方法は、更に、前記封止工程に次いで、前記シリコン基板の表面に非多孔質シリコン層を形成するシリコン層形成工程を更に含みうる。前記製造方法は、更に、前記非多孔質シリコン層に絶縁層を隣接させて他の基板に結合し、結合基板を作製する結合工程と、前記多孔質シリコン層を利用して前記結合基板を分割する分割工程とを含みうる。或いは、前記製造方法は、前記のようなシリコン層形成工程を経ることなく、前記封止工程で形成されたシリコン層に絶縁層を隣接させて他の基板に結合し、結合基板を作製する結合工程と、前記多孔質シリコン層を利用して前記結合基板を分割する分割工程とを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えば、欠陥の少ない良質な非多孔質層を形成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良と思われる形態を説明する。
【００１６】
単結晶シリコン層等の半導体層を形成するための下地となる多孔質シリコン層（多孔質シリコン領域）は、その表面に露出した孔を封止し易い構造であることが望ましい。孔の封止は、多孔質シリコン層上に単結晶シリコン層等の半導体層を成長させる工程の初期段階でなされてもよいが、半導体層の成長工程に先立ってアニールを実施することによってなされることが好ましい。アニールを実施して孔を封止することによって多孔質シリコン層上に良質の半導体層を形成することができる。したがって、以下では、アニールによる孔の封止が容易な多孔質構造について説明する。なお、アニールによる孔の封止が容易な多孔質構造は、半導体層の成長による孔の封止が容易な多孔質層構造でもある。
【００１７】
多孔質層の全体領域のうちその上に形成される単結晶シリコン層の積層欠陥に影響を与える領域は、表面近傍の領域（例えば、表面から１０ｎｍ程度の深さから表面までの領域）である。そこで、表面近傍における多孔質構造を最適化することによって積層欠陥を低減することができる。ただし、多孔質シリコン層は、ＳＯＩ基板の製造においては、結合基板が分割された後に第２基板（支持基板）からエッチングによって除去されなければならないので、エッチングによる除去の容易性が考量されるべきである。エッチングによる多孔質層の除去を考慮すると、エッチングによって除去される領域の多孔質シリコン層の多孔度は、例えば１０％〜６０％であることが好ましい。
【００１８】
以下、好ましい多孔質構造の例を説明する。様々な孔数密度、孔径、多孔度を有する多孔質シリコンをアニールした。このアニールは、孔を封止するための処理であり、具体的には、８０Ｔｏｒｒの水素中において、室温から950℃まで100秒かけて昇温した後、２秒保持して、室温に戻した。この時点で、多孔質シリコン層の表面の孔が封止されるサンプルと封止されないサンプルがあることが、SEM（走査型電子顕微鏡）観察によって確認された。次に、多孔質シリコン層の上に単結晶シリコン層を４μｍの厚さまでエピタキシャル成長させた。封止されない孔の上に積層された単結晶シリコン層には、孔を起点とした積層欠陥が発生する。
【００１９】
実験により、SEMによって観察される孔の封止の程度と、発生する積層欠陥の密度との間に相関があることが確認されている。また、積層欠陥密度は、SEMによる封止の程度の観察よりも定量性が高い。そこで、封止の程度を評価する指標としては、積層欠陥密度を用いることが好ましい。このようにして、孔数密度、孔径、多孔度と積層欠陥との関係を調べることで、アニールによる封止を定量的に評価することができる。
【００２０】
この実験では、多孔質シリコン層を形成するための陽極化成において、ボロンがドープされた比抵抗１６ｍΩｃｍのｐ+シリコンウエハを４２．５％の弗化水素酸（ＨＦ）と９．２％のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と水からなる２２．５℃の薬液中に浸漬し、該シリコンウエハを陽極として１６．３ｍＡ/ｃｍ２の電流を流した。直径の大きい孔の多孔質シリコン層は、陽極化成後の多孔質シリコン層に対して、オゾン水による酸化、希フッ酸（ＨＦ）によるエッチングを繰り返すことによって得た。また、孔数密度の大きい多孔質シリコン層は、前述の比抵抗１６ｍΩｃｍのｐ+シリコンよりもボロン量の少ないｐ-シリコンを陽極化成することによって得た。ここで、ｐ-シリコンを陽極化成すると、ｐ+シリコンの場合よりも高い数密度で孔が形成される。
【００２１】
図１は、上記の実験において作製した多孔質シリコンの平均孔径、孔数密度、多孔度の関係を示している。図１中の各数値は、多孔質シリコンの表面を100nm×150nmの範囲についてSEMで観察し、定量したものである。横軸が平均孔径、縦軸が孔数密度であり、プロットされた各点が試料の評価結果である。点の横に付記された数値は、多孔度、即ち、評価領域の全体体積に占める孔体積の割合である。原理的には、孔径と孔数密度との積が多孔度に比例するが、実際は孔径の度数分布が正規分布ではないために、単純な積算だけでなく、積算値を実測に基づいて調整することが必要である。図１中の曲線は、孔径と孔数密度に基づいて算定した多孔度１０％の曲線であり、平均孔径Ｄ［ｎｍ］と孔数密度Ｎ［個／ｃｍ２］とは、Ｎ＝Ｄ×１．９×１０１２の関係にある。
【００２２】
図２は、数値として積層欠陥密度を付記した以外は図１と同様である。図１、図２を比較すると、多孔度１０％未満の領域（曲線から見て原点側の領域）と、積層欠陥が100個/cm2以下の領域とが一致している。したがって、アニールにより封止され易い多孔質構造は、孔径が小さいか、孔数密度が少ないことによって、多孔度が低い構造であると判断することができ、より具体的には、平均孔径Ｄ［ｎｍ］と孔数密度Ｎ（個／ｃｍ２）とがＮ≦Ｄ×１．９×１０１２の条件を満たす範囲である。ただし、孔が全く無い領域は、多孔質構造ではないので、Ｎ＞０である。また、経験的に、孔径が２００ｎｍを越える孔はアニールだけでは封止されないことが分かっている。上記のデータを得るための実験において、孔の最大径は平均径の２．２倍未満であったことから、最大径が２００ｎｍ未満であるためには、平均径は９１ｎｍ未満でなくてはならない。また、孔径は、原子一つの占有直径よりは小さくなれない。したがって、より正確には、０＜Ｎ≦Ｄ×１．９×１０１２、０．２３５ｎｍ≦Ｄ＜９１ｎｍによって規定される範囲が、アニールによって封止され易い多孔質構造、すなわち好ましい多孔質構造である。
【００２３】
上記のような多孔質構造は、ＳＯＩ基板の製造に応用する場合、表面近傍に形成されるべきであるが、多孔質シリコン層の内部には形成されるべきでない。多孔質シリコン層の内部（表面近傍よりも深い領域）が上記のような封止され易い構造を有する場合には、アニール工程又はエピタキシャル成長工程において多孔質シリコン層の内部も封止されていまい、分割工程やその後のエッチング工程の実施を妨げることになる。したがって、ＳＯＩ基板の製造への応用例においては、多孔質シリコン層の表面近傍の領域を封止され易い構造とし、その内部側の領域（特に、表面近傍の領域の下端から分離面までの領域）は封止されにくい構造とすることが要求される。ここで、表面近傍の領域とは、例えば、表面からの深さが数ｎｍ〜数１０ｎｍの範囲の任意の深さから表面までの領域（例えば、表面から３５ｎｍの深さから表面までの領域）である。
【００２４】
基板の表面近傍に封止され易い多孔質構造を形成する方法としては、例えば、不純物がドープされた基板の表面にノンドープ層又は該基板のドープ量よりもドープ量が少ないドープ層を形成し、その後に、該基板に陽極化成を施す方法が好適である。例えば、ｐ+シリコン基板の表面にｐ-シリコン層をエピタキシャル成長させてから陽極化成すると、比抵抗が変化する界面と基板表面との間に、該界面より内部側に対して多孔度が低い層が生じる。更に、ｐ-シリコン層がごく薄い場合には、基板の表面近傍に低多孔度の層が形成される。このような多孔度の分布については、Originofa Parasitic surface film on p+ type porous silicon，V.Chamard , G.DolinoandF.Muller，Journal of Applied Physicsにおいて説明されている。
【００２５】
図３を参照して、陽極化成において深さ方向に多孔度に変化が生じるメカニズムを説明する。ｐ+シリコン基板の表面にノンドープのシリコンをエピタキシャル成長させると、基板中からボロンが拡散して、エピタキシャル層がｐ-シリコンに変化する。ｐ-シリコン層はｐ+シリコンよりも高い比抵抗を有する。陽極化成は、基板の表面から孔が成長することによって形成されるので、基板の表面近傍では、ｐ-シリコンの化成が起こり、多数の孔が形成される。そして、多数の孔のうち成長の速いものが先に低抵抗領域（すなわち、ｐ+領域）に到達し、その孔に電流が集中する結果、その孔（低抵抗領域に先に到達した孔）の周辺の孔は成長が停止する。このようにして、表面近傍に低多孔度層を有する構造ができる。
【００２６】
高抵抗層は、前述のようにノンドープ又は低ドープのシリコンをエピタキシャル成長させることによって形成されうる。また、詳細には陽極化成の条件に依存するが、低多孔度層の厚さは高抵抗層の厚さに比例し、高抵抗層の厚さが１００ｎｍ未満において、経験式として、高抵抗層の厚さＴ［ｎｍ］に対し、０．３Ｔ＋１１．９［ｎｍ］の深さまでが低多孔度層となる。したがって、この式に基づいて低多孔度層の厚さを制御することが可能である。
【００２７】
なお、上記のメカニズムによれば、基板の最表面にはｐ-層の化成により形成された孔数密度の多い層が必ず存在することになるが、高抵抗層が薄い場合、陽極化成のごく初期の段階で低抵抗層に到達する孔が生じ得るので、このような孔数密度が高い表面層（以下、最表面層）は事実上存在しなくなる。発明者等は、SEM観察とエックス線反射率測定によって、前述の陽極化成条件では、最表面層とその下の低多孔度層とを合わせた厚さが３５ｎｍ未満となりうる場合、最表面層は事実上存在しなくなることを確認した。即ち、低多孔度層の厚さが３５ｎｍ未満になるようにプロセスを設計することで、基板の最表面が平坦になるという効果も得られる。
【００２８】
なお、基板の表面に高抵抗層を形成する方法は、ノンドープ又は低ドープのシリコン層をエピタキシャル成長させる方法には限定されない。例えば、基板がｐ型であれば、ｎ型のドーパントを表面にドーピングするカウンタードーピングも有効である。この場合、ｎ型のドーパントとしては水素を使用することができる。シリコン中に水素を拡散させるには、基板をアルカリ溶液に浸す方法が一般に知られている。
【００２９】
図４は、ボロンがドープされた１６ｍΩｃｍのｐ+シリコン基板にノンドープのシリコンをエピタキシャル成長させた基板について、ボロン濃度の深さ方向分布をＳＩＭＳによって測定した結果を示すグラフである。図４には、曲線が３本示されており、これらの曲線は、エピタキシャル成長時間を８０秒、１８０秒、２６０秒として結果である。エピタキシャル成長の時間が長いほど、ボロン濃度が低い層の厚さ（即ち、比抵抗の高い層の厚さ）が増している。なお、一般に、ＳＩＭＳ測定は表面汚染の影響を受けるため、最表面の測定は信頼性が低くなる。この測定においては、１０ｎｍより深い位置の数値が有効である。
【００３０】
図５は、図４を得るためのサンプルとした基板を弗化水素酸42.5％、イソプロピルアルコール9.2％と水からなる薬液中で、該基板を陽極として16.3mA/cm2の電流を流し、陽極化成することで形成した多孔質シリコンの表面近傍をエックス線反射率法で評価し、解析した結果を示している。図５において、左から順に、高抵抗層の厚さ、最表面の層の厚さ、多孔度、ラフネス（最表面の粗さをＲｍｓで評価した結果）、低多孔度層の厚さ、多孔度、ラフネス（最表面層と低多孔度層との界面の粗さをＲｍｓで評価した結果）、多孔質シリコン内部の多孔度、ラフネス（低多孔度層と多孔質シリコンとの界面の粗さをＲｍｓで評価した結果）である。図６は、最表面層、低多孔度層、高多孔度層を模式的に示す図である。表面に高抵抗層（内部に対して高い比抵抗を有する層）を有するシリコン基板を陽極化成すると、基板の表面から順に、最表面層、低多孔度層、高多孔度層が形成される。最表面層は、その下の低多孔度層よりも多孔度が高い層として、高多孔度層は、その上の低多孔度層よりも高い多孔度を有する層として把握することができる。
【００３１】
図５に示すように、基板の内部側の高多孔度層（基板の内部でほぼ均一な多孔度を有する層）に比べて多孔度が低い低多孔度層が存在することが理解される。また、最表面層（存在する場合）の厚さと低多孔度層の厚さとの合計が３５ｎｍ未満となりうる条件においては、最表面層は観察されていない。
【００３２】
図７は、上記のような多孔質シリコン層の表面に前述のように４μｍの厚さで単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させて、形成された積層欠陥を評価した結果を示す図である。図５は、低多孔度層の厚さ（ここでは、低多孔度層の厚さと最表面層の厚さの合計）に対するエピタキシャル成長工程後の積層欠陥数を示している。図７では、低多孔度層の厚さが３５ｎｍを越えると、積層欠陥が急増している。これは、表面に孔の多い層（最表面層）が現れるために、エピタキシャル成長工程前のアニール後の表面凹凸が大きくなるためである。
【００３３】
以下、本発明に係る多孔質シリコン構造或いは多孔質シリコン層をＳＯＩ基板の製造に適用した実施形態を説明する。図８は、本発明の好適な実施形態のＳＯＩ基板の製造方法を示す図である。
【００３４】
図８（ａ）に示す工程では、ｐ＋シリコン基板（シード基板）等のシリコン基板１１を準備する。次いで、図８（ｂ）に示す高抵抗層形成工程では、例えば、シリコン基板１１の表面にノンドープ又はシリコン基板１１よりも低いドープ量のシリコン層をエピタキシャル成長させる。或いは、前述のように、エピタキシャル成長工程に代えて、シリコン基板１１と逆の型のドーパントをカウンタードーピングする方法を採用してもよい。この高抵抗層形成工程において、シリコン基板１１の表面に内部よりも比抵抗が高い高抵抗層１１ａが形成される。
【００３５】
次いで、図８（ｃ）に示す陽極化成工程では、シリコン基板１１を陽極化成することにより表面に多孔質シリコン層１２を形成する。この多孔質化工程において、図６に模式的に示すように表面から順に最表面層、低多孔度層、高多孔度を含む多孔質シリコン層１２が形成される。なお、前述のように、条件によっては、最表面層は形成されない。
【００３６】
図１（ｄ）に示す非多孔質層形成工程では、多孔質シリコン層１２上に非多孔質単結晶シリコン層１３等の非多孔質半導体層を成長させる。非多孔質単結晶シリコン層１３は、典型的には、エピタキシャル成長法によって形成されうる。好ましくは、非多孔質単結晶シリコン層１３の形成に続いて、単結晶シリコン層１３上に酸化シリコン絶縁層１４等の絶縁層が形成される。酸化シリコン絶縁層１４は、例えば、単結晶シリコン層１３の表面を熱酸化法によって酸化させることによって形成されうる。ここで、非多孔質半導体層１３の形成に先立って、多孔質シリコン層１２を表面に有するシリコン基板１１をアニールし、多孔質シリコン層１２の孔を予め封止することが好ましい。また、このアニールによって多孔質シリコン層１２の孔を封止し、表層部分を十分な厚さの非多孔質シリコン層に変化させる場合には、シリコン層のエピタキシャル成長工程は不要である。
【００３７】
図１（ｅ）に示す結合工程では、図１（ｄ）に示す工程で作製された第１基板１０の絶縁層１４側に第２基板（ハンドル基板）２０を結合させて結合基板３０を作製する。ここで、第２基板２０としては、例えば、シリコン基板、又は、絶縁層を表面に有するシリコン基板、又は、ガラス基板等の絶縁性基板などを採用することができる。なお、半導体層１３上に絶縁層１４を形成しない場合には、第２基板２０としては、少なくとも表面に絶縁体を有する基板が採用されうる。
【００３８】
図１（ｆ）に示す分割工程では、多孔質シリコン層１２を分離層として利用することにより結合基板３０を２枚の基板に分割する。この際、多孔質シリコン層１２の内部、又は、多孔質シリコン層１２とそれに隣接する２つの層とのいずれかの境界で結合基板３０が分割されうる。これにより、結合基板３０を構成する第１基板１０の裏面から多孔質シリコン層１２までの部分が除去される。分割工程は、例えば、結合基板３０を回転させながら多孔質シリコン層１２又はその近傍に流体を打ち込む方法によって実施されうる。このような方法は、ウォータージェット法の応用である。ここで、分割工程に代えて、結合基板３０を構成する第１基板１０の裏面から多孔質シリコン層１２までの部分をエッチング、研磨等により除去してもよい。
【００３９】
図１（ｇ）に示す後処理工程では、図１（ｆ）に示す分割工程後の第２基板２０側の表面にエッチング工程及び／又は表面平坦化工程（例えば、研磨工程、熱処理工程）を施し、所望の厚さと所望の表面平坦性を有する半導体層１３を有するＳＯＩ基板４０を得る。ここで、半導体層１３は、埋め込み絶縁層１４上に配置されたＳＯＩ層である。
【実施例】
【００４０】
図９は、本発明の実施例１〜４の評価結果を示す図である。ボロンドープによる１６ｍΩｃｍのｐ+シリコン基板の表面にノンドープのシリコン層をエピタキシャル成長させ、高抵抗層を形成した。なお、実施例１〜４において、図９に示すように、形成した高抵抗層の厚さが異なる。エピタキシャル成長後のシリコン基板の表面は、ステップ・テラス等の段差構造がなく粗い表面であった。
【００４１】
このシリコン基板を陽極化成し、エックス線反射率測定によって評価したところ、低多孔度層を有する構造が確認された。形成された底多孔度層の平均孔径、孔数密度、多孔度はSEMを使って評価した。また、多孔質シリコンの内部（高多孔度層）の多孔度は、エックス線反射率測定によって評価した。
【００４２】
陽極化成後の基板を８０Ｔｏｒｒの水素中で、室温から950℃まで100秒で昇温して、950℃で2秒間アニ−ルした後、この上にシリコンをエピタキシャル成長させ、積層欠陥密度（SFD）を評価した。低多孔度層を形成しない場合の積層欠陥が228個/ｃm2(不図示）であったことと比較して、図９に示す実施例１〜４において、低多孔度層を有する多孔質シリコンの優位性が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】多孔質シリコンの平均孔径、孔数密度、多孔度（数値で示されている）の関係を示す図である。
【図２】多孔質シリコンの平均孔径、孔数密度、積層欠陥密度（数値で示されている）の関係を示す図である。
【図３】陽極化成において深さ方向に多孔度に変化が生じるメカニズムを説明する図である。
【図４】ボロンがドープされた１６ｍΩｃｍのｐ+シリコン基板にノンドープのシリコンをエピタキシャル成長させた基板について、ボロン濃度の深さ方向分布をＳＩＭＳによって測定した結果を示すグラフである。
【図５】図４を得るためのサンプルとした基板を弗化水素酸42.5％、イソプロピルアルコール9.2％と水からなる薬液中で、該基板を陽極として16.3mA/cm2の電流を流し、陽極化成することで形成した多孔質シリコンの表面近傍をエックス線反射率法で評価し、解析した結果を示している。
【図６】多孔質シリコン層を構成する最表面層、低多孔度層、高多孔度層を模式的に示す図である。
【図７】多孔質シリコン層の表面に単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させて、形成された積層欠陥を評価した結果を示す図である。
【図８】本発明の好適な実施形態のＳＯＩ基板の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の実施例１〜４の評価結果を示す図である。
【図１】
2005183845.tif 000003
【図２】
2005183845.tif 000004
【図３】
2005183845.tif 000005
【図４】
2005183845.tif 000006
【図５】
2005183845.tif 000007
【図６】
2005183845.tif 000008
【図７】
2005183845.tif 000009
【図８】
2005183845.tif 000010
【図９】
2005183845.tif 000011