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JPH1079330A - Manufacture of thin film semiconductor - Google Patents

Manufacture of thin film semiconductor

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Publication number
JPH1079330A
JPH1079330A JP23449096A JP23449096A JPH1079330A JP H1079330 A JPH1079330 A JP H1079330A JP 23449096 A JP23449096 A JP 23449096A JP 23449096 A JP23449096 A JP 23449096A JP H1079330 A JPH1079330 A JP H1079330A
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JP
Japan
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semiconductor
layer
porous layer
semiconductor substrate
film
Prior art date
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Application number
JP23449096A
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Japanese (ja)
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Inventor
Hiroshi Inakanaka
博士 田舎中
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a thin film semiconductor, having excellent crystallizability, easily and accurately at low cost by a method wherein a porous layer is formed on the surface of a semiconductor substrate, a semiconductor film is grown thereon, and the porous layer is exfoliated from the semiconductor substrate. SOLUTION: A porous layer 12 is formed on the surface of a semiconductor substrate 11 by anodizing the surface of the semiconductor substrate 11. An Si semiconductor film 13 is formed on the porous layer 12 by epitaxially growing. External force is applied to between the semiconductor substrate 11 and a supporting substrate 61 in the direction which pulls apart them. Separation is made on the highly porous layer 12 or in its vicinity, and the semiconductor film 13, where an integrated circuit is formed, is exfoliated from the semiconductor substrate 11 together with the supporting substrate 61. Accordingly, a flexible semiconductor film 13, which is formed in deposition on the flexible substrate 61, is formed and a thin film semiconductor can be produced in high volume at low cost.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば薄膜トラン
ジスタ等の半導体素子よりなる単体半導体装置、あるい
は複数の半導体素子からなる半導体集積回路(IC)、
ICカード、太陽電池等の各種半導体装置を構成するこ
とのできる薄膜半導体の製造方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single semiconductor device comprising a semiconductor element such as a thin film transistor, or a semiconductor integrated circuit (IC) comprising a plurality of semiconductor elements.
The present invention relates to a method for manufacturing a thin film semiconductor that can constitute various semiconductor devices such as an IC card and a solar cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】単体半導体装置、半導体集積回路、IC
カード、太陽電池等の各種半導体装置を構成するに、そ
の厚さを充分薄くすることによって、機器の小型化をは
かるとか、例えば太陽電池において、光−電気の変換効
率を高めるとか、さらに薄膜化によってフレキシブル化
して、各種機器の組み立ての簡易化、使用上の便益化等
をはかることができる。
2. Description of the Related Art Single semiconductor devices, semiconductor integrated circuits, and ICs
To configure various semiconductor devices such as cards and solar cells, the thickness of the devices should be made sufficiently small to reduce the size of the equipment. For example, in a solar cell, the conversion efficiency of light-electricity should be increased, or the thickness should be further reduced. This makes it possible to simplify the assembling of various devices and to increase the benefits in use.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した諸
目的から、薄膜半導体を、低コストをもって容易、確実
に得ることができるようにした薄膜半導体の製造方法を
提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing a thin-film semiconductor which can easily and reliably obtain a thin-film semiconductor at low cost from the above-mentioned objects.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明による薄膜半導体
の製造方法においては、半導体基体表面を多孔質層に変
化させる工程と、この多孔質層に半導体膜を形成する工
程と、この半導体膜を上記多孔質層を介して半導体基体
から剥離する工程と、多孔質層の上記半導体基体に残存
する多孔質膜をエッチング除去する多孔質膜の除去工程
とを採る。
In a method of manufacturing a thin film semiconductor according to the present invention, a step of changing the surface of a semiconductor substrate to a porous layer, a step of forming a semiconductor film on the porous layer, and a step of A step of removing the porous film from the semiconductor substrate via the porous layer and a step of removing the porous film remaining on the semiconductor substrate of the porous layer by etching are employed.

【0005】上述の本発明製造方法によれば、半導体基
体表面に多孔質層を形成し、これの上に半導体膜を形成
し、この半導体膜を多孔質層における強度の低下を利用
して半導体基体から剥離して、剥離された半導体膜によ
って薄膜半導体を構成するので、その厚さは、半導体膜
の厚さによって制御できることからこれを充分薄く、例
えばフレキシブルな薄膜半導体として構成することがで
きる。
According to the manufacturing method of the present invention described above, a porous layer is formed on the surface of a semiconductor substrate, a semiconductor film is formed thereon, and the semiconductor film is formed by utilizing a decrease in strength of the porous layer. Since the thin film semiconductor is formed by separating the semiconductor film from the base, the thickness can be controlled by the thickness of the semiconductor film. Therefore, the thickness can be made sufficiently thin, for example, a flexible thin film semiconductor.

【0006】そして、本発明製造方法によれば、半導体
基体表面に形成した多孔質層上に半導体薄膜を形成し、
これを、多孔質層で分離するものであるが、更に、本発
明におては、上述の方法によって薄膜半導体の作製に用
いられた半導体基体を、再び同様の方法の繰り返しによ
って半導体膜、したがって、薄膜半導体の作製を行う半
導体基体として利用する。すなわち、上述した半導体膜
の剥離を多孔質層において行うが、この剥離が、多孔質
層の膜厚方向の半導体基体との界面(半導体基体との界
面とは半導体基体の多孔質化されていない部分との界面
を指称する。)で剥離される態様によらず、多孔質層内
で分離する態様となる場合において、半導体膜の剥離後
の状態で、半導体基体のその剥離面に多孔質層の一部が
残存することになるが、この場合において、本発明方法
においては、この半導体基体側に残存する多孔質膜をエ
ッチング除去することから、再び、この半導体基体を用
いる場合において、特に、この半導体基体表面自体を多
孔質層に変化させる方法による場合においても、多孔質
膜の除去がなされ、半導体基体表面は、清浄な結晶性に
すぐれた表面とされることから、多孔質層を再現性良く
所定の多孔質性を有する多孔質層として形成することが
でき、これの上に形成する半導体膜においても、再現性
よく安定して目的の特性を有する半導体膜、したがって
薄膜半導体を構成することができる。
According to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor thin film is formed on a porous layer formed on a surface of a semiconductor substrate,
This is separated by a porous layer, and in the present invention, the semiconductor substrate used for the production of the thin film semiconductor by the above-described method is again subjected to the same method to repeat the semiconductor film, It is used as a semiconductor substrate for producing a thin film semiconductor. That is, the above-described peeling of the semiconductor film is performed on the porous layer, and the peeling is performed at the interface between the porous layer and the semiconductor substrate in the thickness direction (the interface with the semiconductor substrate is not made porous). In the case where the semiconductor layer is separated within the porous layer irrespective of the mode in which the semiconductor layer is separated in the porous layer, the porous layer is formed on the separated surface of the semiconductor substrate after the semiconductor film is separated. However, in this case, in the method of the present invention, since the porous film remaining on the semiconductor substrate side is removed by etching, when the semiconductor substrate is used again, Even in the case where the semiconductor substrate surface itself is changed to a porous layer, the porous film is removed and the semiconductor substrate surface is made to have a surface with excellent crystallinity. It can be formed as a porous layer having a predetermined porosity with good realizability, and the semiconductor film formed thereon can be formed with a stable and reproducible semiconductor film having the desired characteristics, and therefore a thin film semiconductor. can do.

【0007】したがって、本発明製造方法によれば、容
易、且つ確実に、量産的に、したがって、低コストをも
って薄膜半導体の製造を行うことができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, a thin-film semiconductor can be manufactured easily and reliably in mass production and at low cost.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
本発明においては、半導体基体表面を例えば陽極化成に
よって変化させて、多孔質層を形成する。この多孔質層
は、互いに多孔率(ポロシティ)が異なる2層以上の層
からなる多孔質層とする。そして、この多孔質層の表面
に半導体膜をエピタキシャル成長し、これに回路素子も
しくは集積回路を形成する。その後このエピタキシャル
半導体膜を多孔質層を介して、半導体基体から剥離して
目的とする薄膜半導体装置を製造する。
Embodiments of the present invention will be described.
In the present invention, the porous layer is formed by changing the surface of the semiconductor substrate by, for example, anodization. This porous layer is a porous layer composed of two or more layers having different porosity from each other. Then, a semiconductor film is epitaxially grown on the surface of the porous layer, and a circuit element or an integrated circuit is formed thereon. Thereafter, the epitaxial semiconductor film is peeled off from the semiconductor substrate via the porous layer to manufacture a target thin film semiconductor device.

【0009】一方、残された半導体基体は、再び上述し
た薄膜半導体の製造に繰り返して使用されが、特に本発
明においては、その再利用に先立って多孔質層の、半導
体基体に残存する多孔質膜をエッチング除去する多孔質
膜の除去工程を行う。
On the other hand, the remaining semiconductor substrate is repeatedly used in the above-mentioned production of the thin film semiconductor. In particular, in the present invention, the porous layer remaining on the semiconductor substrate prior to the reuse thereof is used. A step of removing the porous film for removing the film by etching is performed.

【0010】この半導体基体に残存する多孔質膜のエッ
チング除去工程は、化学薬品によるエッチングと、その
後の陽極化成による電解エッチングとによることができ
る。このエッチングの化学薬品は、フッ硝酸の混合液、
あるいはフッ硝酸と酢酸の混合液、またはフッ硝酸と過
酸化水素水との混合液を用いることができる。
[0010] The step of removing the porous film remaining on the semiconductor substrate by etching can be carried out by etching with a chemical and subsequent electrolytic etching by anodization. This etching chemical is a mixture of hydrofluoric and nitric acid,
Alternatively, a mixed liquid of hydrofluoric nitric acid and acetic acid, or a mixed liquid of hydrofluoric nitric acid and hydrogen peroxide can be used.

【0011】また、この繰り返し使用されてその厚さが
薄くなった半導体基体は、これ自体を薄膜半導体として
用いることができる。
The semiconductor substrate which has been repeatedly used and has a reduced thickness can be used as a thin film semiconductor itself.

【0012】多孔質層の形成工程においては、その表面
に面して多孔率が低い層を形成し、多孔質化がされない
半導体基体に近い側すなわち内部側に多孔率が高い層を
形成する。
In the step of forming the porous layer, a layer having a low porosity is formed facing the surface thereof, and a layer having a high porosity is formed on the side closer to the non-porous semiconductor substrate, that is, on the inner side.

【0013】また、多孔質層形成工程において、例えば
多孔率が低い表面層と、この表面層と半導体基体との間
に形成され、多孔率が表面層のそれより高い中間多孔率
層と、この中間多孔率層内もしくはこの中間多孔率層の
下層すなわち多孔質化がなされていない半導体基体との
界面に形成され、中間多孔率層より高い多孔率を有する
高多孔率層とを形成することができる。
In the porous layer forming step, for example, a surface layer having a low porosity, an intermediate porosity layer formed between the surface layer and the semiconductor substrate, and having a porosity higher than that of the surface layer; It is possible to form a high porosity layer having a higher porosity than the intermediate porosity layer, formed in the intermediate porosity layer or at the lower layer of the intermediate porosity layer, that is, at the interface with the semiconductor substrate that has not been made porous. it can.

【0014】多孔質層を形成する陽極化成においては、
半導体基体表面を低電流密度で陽極化成する工程と、そ
の後、高電流密度で陽極化成する工程とをとる。
In the anodization for forming the porous layer,
The step of anodizing the surface of the semiconductor substrate at a low current density is followed by the step of anodizing at a high current density.

【0015】また、陽極化成において、半導体基体表面
を低電流密度で陽極化成する工程と、更にこの低電流密
度よりも少し高い中間低電流密度で陽極化成する工程
と、更にこれより高電流密度で陽極化成する工程とをと
ることができる。
Further, in the anodization, a step of anodizing the surface of the semiconductor substrate at a low current density, a step of anodizing at an intermediate low current density slightly higher than the low current density, and a step of further anodizing at a higher current density. And a step of anodizing.

【0016】また、陽極化成において、その高電流密度
での陽極化成は、高電流密度の通電を間欠的に行うよう
にすることができる。
In the anodization, the anodization at a high current density can be performed intermittently at a high current density.

【0017】また、多孔質層を形成する陽極化成におけ
る、中間低電流密度での陽極化成において、その電流密
度を漸次大きくすることができる。
Further, in the anodization at an intermediate low current density in the anodization for forming the porous layer, the current density can be gradually increased.

【0018】陽極化成は、フッ化水素とエタノールを含
有する電解溶液中、あるいはフッ化水素とメタノールを
含有する電解溶液中で行うことができる。
The anodization can be performed in an electrolytic solution containing hydrogen fluoride and ethanol, or in an electrolytic solution containing hydrogen fluoride and methanol.

【0019】また、陽極化成工程において、電流密度を
変更するに際して、電解溶液の組成も変更することがで
きる。
In the anodization step, when the current density is changed, the composition of the electrolytic solution can also be changed.

【0020】多孔質層を形成した後は、水素ガス雰囲気
中で加熱することが好ましい。また、多孔質層を形成し
た後の、水素ガス雰囲気中での加熱工程の前に、多孔質
層を熱酸化することが好ましい。
After forming the porous layer, it is preferable to heat in a hydrogen gas atmosphere. Further, it is preferable to thermally oxidize the porous layer after the porous layer is formed and before the heating step in a hydrogen gas atmosphere.

【0021】半導体基体は、これの上に形成する、すな
わちこの半導体基体の表面の多孔質層上に形成する半導
体膜に応じて、例えば、Si単結晶,多結晶,SiG
e,GaAs,GaP等による半導体基体を用いること
ができる。例えば化合物半導体による薄膜半導体を形成
する場合においては、半導体基体として化合物半導体基
体を用いる。そして、この多孔質層上に化合物半導体を
エピタキシャル成長させれば、例えばSi半導体基体上
に化合物半導体をエピタキシャル成長させる場合よりも
格子不整合を小さくすることができることから良好な結
晶性をもつ薄膜化合物半導体を形成することができる。
SiGe,GaAs,GaP等による半導体基体のいづ
れにおいても、陽極化成を行うことによってその表面に
多孔質層を形成することができる。
The semiconductor substrate is formed, for example, in accordance with the semiconductor film formed on the porous layer on the surface of the semiconductor substrate, for example, Si single crystal, polycrystal, SiG or the like.
A semiconductor substrate of e, GaAs, GaP or the like can be used. For example, in the case of forming a thin film semiconductor using a compound semiconductor, a compound semiconductor substrate is used as a semiconductor substrate. When a compound semiconductor is epitaxially grown on this porous layer, a lattice mismatch can be reduced as compared with, for example, the case where a compound semiconductor is epitaxially grown on a Si semiconductor substrate. Therefore, a thin film compound semiconductor having good crystallinity can be obtained. Can be formed.
In any of the semiconductor substrates made of SiGe, GaAs, GaP or the like, a porous layer can be formed on the surface by performing anodization.

【0022】半導体基体の形状は、種々の構成を採るこ
ができる。例えばウェファ状すなわち円板状、あるいは
基体表面が曲面を有する単結晶引上げによる円柱体状イ
ンゴットによるなど、種々の形状とすることができる。
The shape of the semiconductor substrate can take various configurations. For example, various shapes such as a wafer shape, a disk shape, or a columnar ingot obtained by pulling a single crystal having a curved base surface can be used.

【0023】また、半導体基体は、n型もしくはp型の
不純物がドープされた半導体基体あるいは、不純物を含
まない半導体基体によって構成することができる。しか
し、陽極化成を行う場合は、p型の不純物が高濃度にド
ープされた低比抵抗の半導体基体いわゆるp+ のSi基
体を用いることが好ましい。この半導体基体としてp +
型Si基体を用いるときは、p型不純物の例えばボロン
Bが、約1019atoms/cm3 程度にドープされ、その抵抗
が0.01〜0.02Ωcm程度のSi基板を用いるこ
とが望ましい。そして、このp+ 型Si基体を陽極化成
すると、基板表面とほぼ垂直方向に細長く伸びた微細孔
が形成され、結晶性を維持したまま多孔質するため、望
ましい多孔質層が形成される。
Further, the semiconductor substrate is an n-type or p-type
A semiconductor substrate doped with impurities, or
And a semiconductor substrate. Only
However, when performing anodization, p-type impurities are doped at a high concentration.
So-called "p"+Si group
It is preferred to use a body. As this semiconductor substrate, p +
When a p-type impurity is used, for example, boron
B is about 1019atoms / cmThreeDoped to the extent that its resistance
Use a Si substrate having a thickness of about 0.01 to 0.02 Ωcm.
Is desirable. And this p+Anodizing of Si substrate
Then, a fine hole elongated in a direction almost perpendicular to the substrate surface
Is formed and becomes porous while maintaining the crystallinity.
A better porous layer is formed.

【0024】このように結晶性を維持したまま多孔質さ
れた多孔質層上に、半導体膜をエピタキシャル成長す
る。この半導体膜は、単層の半導体膜によって構成する
こともできるし、2層以上の複層半導体膜とすることが
できる。
A semiconductor film is epitaxially grown on the porous layer while maintaining the crystallinity. This semiconductor film can be composed of a single-layer semiconductor film or a multi-layer semiconductor film of two or more layers.

【0025】このように、半導体基体上にエピタキシャ
ル成長した半導体膜は、半導体基体から剥離するが、こ
の剥離に先立って例えば半導体膜上に、フレキシブル樹
脂シート等による支持基板を接合してこの支持基板とエ
ピタキシャル半導体膜とを一体化した後、エピタキシャ
ル半導体膜を支持基板と共に、半導体基体から、この半
導体基体に形成した多孔質層を介して剥離することがで
きる。
As described above, the semiconductor film epitaxially grown on the semiconductor substrate is peeled off from the semiconductor substrate. Prior to the peeling, for example, a support substrate such as a flexible resin sheet is bonded on the semiconductor film to form a contact with the support substrate. After the integration with the epitaxial semiconductor film, the epitaxial semiconductor film and the supporting substrate can be peeled off from the semiconductor substrate via the porous layer formed on the semiconductor substrate.

【0026】この支持基板は、フレキシブルシートに限
られるものでなくガラス基板、樹脂基板あるいは例えば
所要のプリント配線がなされたフレキシブル、もしくは
剛性いわゆる堅い(リジッド)透明プリント基板によっ
て構成することもできるものである。
The support substrate is not limited to a flexible sheet, but may be a glass substrate, a resin substrate, or a flexible or rigid so-called rigid printed substrate on which required printed wiring is formed. is there.

【0027】半導体基体表面には、多孔率を異にする2
層以上からなる多孔質層を形成する。最表面の多孔質層
は、その多孔率が比較的小さく緻密な多孔質層として形
成し、この多孔質層上に良好にエピタキシャル半導体膜
を成長させることができるようにし、またこの表面層よ
り内側すなわち下層側においては比較的多孔率の高い多
孔質層を基体面に沿って形成することによってこれ自体
の高多孔率化による機械的強度の低下、あるいはこの多
孔質層と他との格子定数の相違に基く歪みによって脆弱
化し、この層においてエピタキシャル半導体膜の剥離、
すなわち分離を容易に行うことができる。例えば、超音
波印加によって分離させることができる程度に弱い多孔
質層を形成することも可能となる。
On the surface of the semiconductor substrate, 2 having different porosity are used.
A porous layer composed of at least two layers is formed. The outermost porous layer is formed as a dense porous layer having a relatively small porosity, so that an epitaxial semiconductor film can be favorably grown on the porous layer. That is, on the lower layer side, by forming a porous layer having a relatively high porosity along the surface of the substrate, the mechanical strength is reduced due to its own high porosity, or the lattice constant between this porous layer and the other is reduced. Weakened by the strain based on the difference, peeling of the epitaxial semiconductor film in this layer,
That is, separation can be easily performed. For example, it is possible to form a porous layer that is weak enough to be separated by application of ultrasonic waves.

【0028】多孔質層の表面より内側に形成する多孔率
を大きくした層は、その多孔率が大きいほど上述の剥離
が容易になるが、この多孔率が余り大きいと、上述した
エピタキシャル半導体膜の剥離処理前に、剥離を発生さ
せたり、多孔質層に破損を来すおそれがあることから、
この多孔率の大なる層における多孔率は、40%以上7
0%以下とする。
In a layer having a higher porosity formed inside the surface of the porous layer, the larger the porosity is, the easier the above-mentioned peeling becomes. However, if the porosity is too large, the above-mentioned epitaxial semiconductor film may be damaged. Before peeling treatment, or peeling may cause damage to the porous layer,
The porosity of the layer having the large porosity is 40% or more and 7% or more.
0% or less.

【0029】また、多孔質層に多孔率の大なる層を形成
する場合、その多孔率が大きくなるにつれ歪みが大きく
なり、この歪の影響が多孔質層の表面層にまで及ぶと、
表面層に亀裂を発生させるおそれが生じてくる。また、
このように多孔質層の表面にまで歪の影響が生じると、
これの上にエピタキシャル成長させる半導体膜に結晶欠
陥を発生させる。そこで、多孔質層には、その多孔率が
高い層と多孔率の低い表面層との間に、歪みを緩和する
バッファ層として、表面層よりは多孔率が高く、かつ高
多孔率層に比しては多孔率が低い中間多孔率を有する中
間多孔率層を形成する。このようにすることにより、高
多孔率層の多孔率を、上述のエピタキシャル半導体膜の
剥離を確実に行うことができる程度に大きくし、しかも
結晶性にすぐれたエピタキシャル半導体膜の形成を可能
にする。
When a layer having a high porosity is formed on the porous layer, the strain increases as the porosity increases. If the strain affects the surface layer of the porous layer,
There is a possibility that cracks are generated in the surface layer. Also,
In this way, when the influence of strain occurs up to the surface of the porous layer,
Crystal defects are generated in a semiconductor film epitaxially grown thereon. Therefore, the porous layer has a higher porosity than the surface layer and a buffer layer between the high porosity layer and the low porosity surface layer. As a result, an intermediate porosity layer having a low porosity and an intermediate porosity is formed. By doing so, the porosity of the high porosity layer is increased to such an extent that the above-mentioned epitaxial semiconductor film can be reliably separated, and an epitaxial semiconductor film having excellent crystallinity can be formed. .

【0030】上述した半導体基体表面の多孔質化の陽極
化成は、公知の方法、例えば伊藤らによる表面技術Vo
l.46,No.5,pp.8〜13,1995〔多孔
質Siの陽極化成〕に示された方法によることができ
る。すなわち、例えば図7にその概略構成図を示す2重
セル法で行うことができる。この方法は、第1および第
2の槽1Aおよび1Bを有する2槽構造の電解溶液槽1
が用いられる。そして、両槽1Aおよび1B間に多孔質
層を形成すべき半導体基体11を配置し、両槽1Aおよ
び1B内に、直流電源2が接続された対の白金電極3A
および3Bの各一方が配置される。電解溶液槽1の第1
および第2の槽1Aおよび1B内には、それぞれ例えば
フッ化水素HFとエタノールC2 5 OHとを含有する
電解溶液4、あるいはフッ化水素HFとメタノールCH
3 OHとを含有する電解溶液4が収容され、第1および
第2の槽1Aおよび1Bにおいて電解溶液4に半導体基
体11の両面が接触するように配置され、かつ両電極3
Aおよび3Bが電解溶液4に浸漬配置される。そして、
半導体基体11の多孔質層を形成すべき表面側の槽1A
内の電解溶液4に浸漬されている電極3A側を負極側と
して、直流電源2が接続されて両電極3Aおよび3B間
に通電がなされる。このようにすると、半導体基体11
側を陽極側、電極3Aを陰極側とする給電がなされ、こ
れにより、半導体基板の電極3A側に対向する表面が侵
蝕されて多孔質化する。
The above-mentioned anodization for making the surface of the semiconductor substrate porous is performed by a known method, for example, the surface technology Vo by Ito et al.
l. 46, no. 5, pp. 8-13, 1995 [Anodic formation of porous Si]. That is, for example, it can be performed by a double cell method whose schematic configuration diagram is shown in FIG. This method comprises a two-cell electrolytic solution tank 1 having first and second tanks 1A and 1B.
Is used. Then, a semiconductor substrate 11 on which a porous layer is to be formed is arranged between the two tanks 1A and 1B, and a pair of platinum electrodes 3A to which a DC power supply 2 is connected is provided in both tanks 1A and 1B.
And 3B are arranged. First of electrolytic solution tank 1
In the second tanks 1A and 1B, an electrolytic solution 4 containing, for example, hydrogen fluoride HF and ethanol C 2 H 5 OH, or hydrogen fluoride HF and methanol CH
An electrolytic solution 4 containing 3 OH is accommodated, arranged in the first and second tanks 1A and 1B so that both surfaces of the semiconductor substrate 11 are in contact with the electrolytic solution 4 and both electrodes 3
A and 3B are immersed in the electrolytic solution 4. And
A tank 1A on the front side of the semiconductor substrate 11 on which a porous layer is to be formed.
With the electrode 3A side immersed in the electrolytic solution 4 inside as the negative electrode side, the DC power supply 2 is connected and electricity is supplied between the electrodes 3A and 3B. Thus, the semiconductor substrate 11
Power is supplied with the side facing the anode and the electrode 3A facing the cathode, whereby the surface of the semiconductor substrate facing the electrode 3A is eroded and becomes porous.

【0031】この2槽セル法によるときは、オーミック
電極を半導体基体に被着形成することが不要となり、こ
のオーミック電極から不純物が半導体基体に導入するこ
とが回避される。
According to the two-tank cell method, it is not necessary to form an ohmic electrode on the semiconductor substrate, and the introduction of impurities from the ohmic electrode into the semiconductor substrate is avoided.

【0032】そしてこの陽極化成における条件の選定に
より、形成される多孔質層の構造が相当に変化するもの
であり、これによってこれの上に形成する前述したエピ
タキシャル半導体膜の結晶性および剥離性が変化する。
The selection of the conditions for the anodization significantly changes the structure of the porous layer to be formed, whereby the crystallinity and releasability of the above-described epitaxial semiconductor film formed thereon are reduced. Change.

【0033】多孔率を異にする2層以上の層からなる多
孔質層を形成するには、陽極化成処理において、電流密
度が異なる2段階以上の多段階陽極化成法を採用する。
具体的には、表面に多孔率が低いすなわち口径の小さい
微細孔による比較的緻密な低多孔率の多孔質層を作製す
るため、まず、低電流密度で第1陽極化成を施す。多孔
質層の膜厚は時間に比例するので、所望する膜厚になる
ような時間で陽極化成を行う。その後、かなり高い電流
密度で第2陽極化成を行えば、最初に形成された低多孔
率の多孔質層の下側に多孔率の大きい高多孔率の多孔層
が形成される。すなわち、少くとも多孔率の低い低多孔
率質層と、多孔率の高い高多孔率層を有する多孔質層が
形成される。
In order to form a porous layer composed of two or more layers having different porosity, a multi-stage anodization method having two or more steps having different current densities is employed in the anodization treatment.
Specifically, first anodization is performed at a low current density in order to produce a relatively dense porous layer having a low porosity on the surface, that is, a fine pore having small pores. Since the thickness of the porous layer is proportional to the time, the anodization is performed for such a time that the desired thickness is obtained. Thereafter, when the second anodization is performed at a considerably high current density, a high porosity high porous layer is formed below the low porosity porous layer formed first. That is, a porous layer having at least a low porosity layer having a low porosity and a high porosity layer having a high porosity is formed.

【0034】そして、この場合、低多孔率の多孔質層
と、高多孔率の多孔質層との界面付近には、両者の格子
定数の違いにより大きな歪みが生じる。この歪みがある
値以上になると、多孔質層は2つに分離する。したがっ
て、この歪みによる分離あるいは、多孔率による機械的
強度の低下による分離が生じるか、生じないかという境
界条件付近の陽極化成条件で多孔質層を形成すれば、こ
の多孔質層上に成長させた半導体膜、例えばエピタキシ
ャル半導体膜は、この多孔質層を介して容易に分離する
ことができる。
In this case, a large strain is generated near the interface between the low porosity porous layer and the high porosity porous layer due to the difference in the lattice constant between the two. When this distortion exceeds a certain value, the porous layer separates into two. Therefore, if the porous layer is formed under anodizing conditions near the boundary condition of whether separation due to this strain or separation due to decrease in mechanical strength due to porosity occurs or not, growth on this porous layer A semiconductor film, for example, an epitaxial semiconductor film, can be easily separated via the porous layer.

【0035】この場合の、低電流密度の第1陽極化成
は、例えば0.01〜0.02Ωcmのp型シリコン単
結晶基体を用い、HF:C2 5 OH=1:1(HFが
49%溶液、エタノールが95%溶液での体積比)(以
下同様)のとき、0.5〜10mA/cm2 程度の低電
流密度で数分間から数十分間行う。また、高電流密度の
第2陽極化成は、例えば40〜300mA/cm2 程度
の電流密度で、1〜10秒間、好ましくは3秒間前後の
時間で行う。
In this case, the first anodization at a low current density uses, for example, a p-type silicon single crystal substrate of 0.01 to 0.02 Ωcm, and HF: C 2 H 5 OH = 1: 1 (HF is 49%). % Solution and ethanol in a 95% solution (by volume) (the same applies hereinafter) at a low current density of about 0.5 to 10 mA / cm 2 for several minutes to several tens of minutes. The second anodization with a high current density is performed at a current density of, for example, about 40 to 300 mA / cm 2 for 1 to 10 seconds, preferably about 3 seconds.

【0036】上述した第1および第2の2段階の陽極化
成では、多孔質層内部の高多孔質層で発生する歪みがか
なり大きくなるため、多孔質層の表面までこの歪みの影
響が及び、この場合、前述したように、亀裂の発生や、
これの上に形成するエピタキシャル半導体膜に結晶欠陥
を発生させるおそれが生じる。そこで、多孔質層におい
て、低多孔率の表面層と高多孔率層との間に、これらに
よって発生する歪みを緩和するバッファー層として、表
面層よりは多孔率が高く、かつ高多孔率層に比しては多
孔率が低い中間多孔率層を形成する。具体的には、最初
に低電流密度の第1陽極化成を行い、次いで第1陽極化
成よりもやや高い電流密度の第2陽極化成を行って、そ
の後それらよりもかなり高い電流密度で第3陽極化成を
行う。第1陽極化成の条件は、特に制限されないが、例
えば0.01〜0.02Ωcmのp型シリコン単結晶基
体を用い、電解溶液としてHF:C2 5 OH=1:1
を用いるとき、0.5〜3mA/cm2 未満程度、第2
陽極化成の電流密度は例えば3〜20mA/cm2
度、第3陽極化成の電流密度は、例えば40〜300m
A/cm2 程度で行うことが好ましい。例えば1mA/
cm2 の電流密度で陽極化成を行うと、多孔率は約16
%程度、7mA/cm2 の電流密度で陽極化成を行う
と、多孔率は約26%、200mA/cm2 の電流密度
で陽極化成を行うと、多孔率は約60〜70%程度にな
る。このような陽極化成を行った多孔質層上にエピタキ
シャル成長を行うと、結晶性のよいエピタキシャル半導
体膜が成膜できる。
In the first and second anodizations described above, since the strain generated in the highly porous layer inside the porous layer becomes considerably large, the influence of the strain extends to the surface of the porous layer. In this case, as described above, cracks occur,
There is a risk that crystal defects may occur in the epitaxial semiconductor film formed thereon. Therefore, in the porous layer, between the low porosity surface layer and the high porosity layer, as a buffer layer for relaxing the strain generated by these, the porosity is higher than the surface layer, and the high porosity layer An intermediate porosity layer having a relatively low porosity is formed. Specifically, a first anodization at a low current density is first performed, a second anodization at a current density slightly higher than the first anodization is performed, and then the third anode is formed at a much higher current density than those. Perform chemical conversion. The conditions for the first anodization are not particularly limited. For example, a p-type silicon single crystal substrate of 0.01 to 0.02 Ωcm is used, and HF: C 2 H 5 OH = 1: 1 as an electrolytic solution.
When using, about 0.5 to less than 3 mA / cm 2 , the second
The current density of the anodization is, for example, about 3 to 20 mA / cm 2 , and the current density of the third anodization is, for example, 40 to 300 m
It is preferable to carry out at about A / cm 2 . For example, 1 mA /
When anodizing is performed at a current density of 2 cm 2 , the porosity is about 16
% Of, when the anodization at a current density of 7 mA / cm 2, a porosity of about 26%, when the anodization at a current density of 200 mA / cm 2, the porosity becomes about 60% to 70%. When epitaxial growth is performed on such an anodized porous layer, an epitaxial semiconductor film having good crystallinity can be formed.

【0037】また、上述したように電流密度を3段階と
する陽極化成を行う場合、第1陽極化成で形成される多
孔率が低い表面層はそのまま低い多孔率を保ち、第2陽
極化成で形成される多孔率がやや高い中間多孔率層、す
なわちバッファー層は、表面層より内側、すなわち表面
層と多孔質化がされていない半導体基体との界面に形成
されて、多孔質層は表面層と中間多孔率層との2層構造
となる。また、上述の第3陽極化成で形成される多孔率
の高い高多孔率層は、原理は不明であるが、その電流密
度を90mA/cm2 程度以上とすると、第2陽極化成
で形成した中間多孔率層内にすなわち中間多孔質層の厚
さ方向の中間部に形成される。
When the anodization is performed at three current densities as described above, the surface layer having a low porosity formed by the first anodization maintains the low porosity as it is and is formed by the second anodization. The intermediate porosity layer, which has a somewhat higher porosity, that is, the buffer layer is formed inside the surface layer, that is, at the interface between the surface layer and the non-porous semiconductor substrate, and the porous layer is It has a two-layer structure with an intermediate porosity layer. The principle of the high porosity layer having a high porosity formed by the third anodization is not known, but if the current density is about 90 mA / cm 2 or more, the intermediate layer formed by the second anodization may be used. It is formed in the porosity layer, that is, at an intermediate portion in the thickness direction of the intermediate porous layer.

【0038】また中間多孔率層の形成において、この中
間多孔率層を形成する陽極酸化を多段階もしくは漸次例
えば通電電流密度を変化する条件下で行うことによっ
て、低多孔率表面層と、高多孔率層との間に階段的にも
しくは傾斜的にその多孔率を、表面層から高多孔率層側
に向かって高めた中間多孔率層を形成する。このように
すれば、表面層と高多孔率層との間の歪みは、より緩和
されて、さらに確実に結晶性のよいエピタキシャル半導
体膜をエピタキシャル成長することができる。
In the formation of the intermediate porosity layer, the low porosity surface layer and the high porosity can be obtained by performing the anodic oxidation for forming the intermediate porosity layer in multiple stages or gradually, for example, under conditions where the current density is changed. An intermediate porosity layer whose porosity is increased stepwise or inclined from the surface layer toward the high porosity layer side is formed between the porosity layer and the porosity layer. By doing so, the strain between the surface layer and the high porosity layer is further alleviated, and an epitaxial semiconductor film having good crystallinity can be more reliably epitaxially grown.

【0039】ところで、分離面は、最後に行う多孔率の
大きい剥離層とその直前に行う多孔率の小さいバッファ
ー層との界面で格子定数の違いによる歪みが大きくかか
ることによって形成することができるが、この最後の陽
極化成を行うときに工夫をすると、分離面がより分離し
やすくなる。それは、最後の高電流密度の陽極化成で、
例えば時間を3秒間一定に通電するのではなく、1秒間
の通電の後、陽極化成を一旦停止して、所要時間経過
後、例えば1分程度放置した後、同じまたは異なる高電
流密度でまた1分間の通電を行って陽極化成を停止し、
また所要時間経過後、例えば1分程度放置した後、再度
同じまたは異なる高電流密度で1秒間通電を行って陽極
化成を停止するという間欠的に通電する方法である。こ
の方法を使用して適当な陽極化成条件を選ぶと、剥離層
が半導体基板との界面すなわち多孔質層の最下面に形成
され、分離面は上記のような中間多孔質層すなわちバッ
ファー層の内部ではなく、多孔質層の半導体基板との界
面で分離される。そして半導体基体側表面は電解研磨さ
れる。
The separation surface can be formed by a large strain caused by a difference in lattice constant at the interface between the release layer having the highest porosity and the buffer layer having the low porosity performed immediately before the separation layer. If a device is devised during the last anodization, the separation surface can be more easily separated. It is the last high current density anodization,
For example, instead of energizing for a constant time of 3 seconds, after energizing for 1 second, anodizing is temporarily stopped, and after a required time elapses, for example, left for about 1 minute, the same or different high current density is applied again. Anodization is stopped by energizing for
Further, after a required time elapses, for example, after being left for about 1 minute, the current is applied again at the same or different high current density for 1 second to stop the anodization. When an appropriate anodizing condition is selected using this method, a release layer is formed at the interface with the semiconductor substrate, that is, at the lowermost surface of the porous layer, and the separation surface is formed inside the intermediate porous layer, that is, the buffer layer as described above. Instead, they are separated at the interface between the porous layer and the semiconductor substrate. Then, the semiconductor substrate side surface is electropolished.

【0040】この場合、多孔質層における歪みが生じる
高多孔質層と表面とが最大限に離間し、中間多孔率層に
よるバッファー効果が最大限に発揮されることになり、
良好な結晶性を有するエピタキシャル半導体膜を形成す
ることができる。また、このように中間多孔質層が表面
側にのみ形成されるので多孔質層の全体の厚さを小さく
することができ、この多孔質層を形成するための半導体
基板の消耗厚さを減らすことができて、この半導体基体
の繰り返し使用回数を大とすることができる。
In this case, the surface of the highly porous layer where the distortion occurs in the porous layer is maximally separated from the surface, and the buffer effect of the intermediate porosity layer is maximized.
An epitaxial semiconductor film having good crystallinity can be formed. In addition, since the intermediate porous layer is formed only on the surface side, the overall thickness of the porous layer can be reduced, and the consumption thickness of the semiconductor substrate for forming the porous layer is reduced. This makes it possible to increase the number of times the semiconductor substrate is repeatedly used.

【0041】このように、陽極化成条件の選定により、
分離面においては、歪が大きく掛かるようにし、しかも
この歪みの影響が半導体膜のエピタキシャル成長面に与
えられないようにすることができる。
Thus, by selecting the anodizing conditions,
On the separation surface, a large strain can be applied, and the influence of the strain can be prevented from being exerted on the epitaxial growth surface of the semiconductor film.

【0042】また、多孔質層上に、結晶性良く半導体の
エピタキシャル成長を行うには、多孔質層の表面層の結
晶成長の種となる微細孔を小さくすることが望まれる。
このように表面層の微細孔を小さくする手段の一つとし
ては、陽極化成にあたって電解液中のHF濃度を濃くす
る方法がある。すなわち、この場合、まず表面層を形成
する低電流陽極化成では、HF濃度の濃い電解溶液を使
用する。次にバッファー層となる中間多孔率層を形成
し、その後、電解溶液のHF濃度を下げてから、最後に
高電流密度の陽極化成を行う。このようにすることによ
って、表面層の微細孔の微細化をはかることができるこ
とによって、これの上に結晶性の良いエピタキシャル半
導体膜を形成することができるものであり、しかも高多
孔率層においては、多孔率を必要充分に高くできるの
で、エピタキシャル半導体膜の剥離は良好に行うことが
できる。
Further, in order to epitaxially grow a semiconductor with good crystallinity on the porous layer, it is desired to reduce micropores which are seeds for crystal growth on the surface layer of the porous layer.
As one of means for reducing the fine pores in the surface layer, there is a method of increasing the HF concentration in the electrolytic solution during anodization. That is, in this case, in the low current anodization for forming the surface layer, an electrolytic solution having a high HF concentration is used. Next, an intermediate porosity layer serving as a buffer layer is formed. After that, the HF concentration of the electrolytic solution is reduced, and finally anodization with a high current density is performed. By doing so, the fine pores in the surface layer can be reduced, so that an epitaxial semiconductor film with good crystallinity can be formed thereon, and in the high porosity layer, Since the porosity can be made sufficiently high, the epitaxial semiconductor film can be satisfactorily peeled off.

【0043】この多孔質層の陽極化成における電解溶液
の変更は、例えば表面層の形成においては、電解溶液と
して、例えばHF:C2 5 OH=2:1による電解溶
液を使用した陽極化成を行い、バッファー層としての中
間多孔率層の形成においては、やや薄いHF濃度の電解
溶液、例えばHF:C2 5 OH=1:1による電解溶
液を使用した陽極化成を行い、さらに高多孔率層を形成
においては、電解溶液は、さらにHF濃度を薄くして、
例えばHF:C2 5 OH=1:1〜1:2の電解溶液
を用いた高電流密度の陽極化成を行う。
The change of the electrolytic solution in the anodization of the porous layer may be performed, for example, in the formation of the surface layer by anodization using an electrolytic solution of HF: C 2 H 5 OH = 2: 1 as the electrolytic solution. In the formation of the intermediate porosity layer as the buffer layer, anodization using an electrolytic solution having a slightly lower HF concentration, for example, an electrolytic solution with HF: C 2 H 5 OH = 1: 1 is performed to further increase the porosity. In forming the layer, the electrolytic solution further reduces the HF concentration,
For example, high current density anodization is performed using an electrolytic solution of HF: C 2 H 5 OH = 1: 1 to 1: 2.

【0044】なお、上述した多孔質層の形成において、
表面層の形成から中間多孔率層の形成にかけて、電流密
度を変化させるとき、一旦陽極化成を停止してから、次
の陽極化成を行う通電を開始する手順によることもでき
るし、一旦陽極化成を停止することなくすなわち通電を
停止することなく、連続して電流密度を変化させて行う
こともできる。
In the formation of the porous layer described above,
When changing the current density from the formation of the surface layer to the formation of the intermediate porosity layer, it is possible to temporarily stop the anodization and then start the energization for the next anodization, or to perform the anodization once. The current density can be continuously changed without stopping, that is, without stopping energization.

【0045】また、陽極化成を行う際は、光を遮断した
暗所で行うことが好ましい。これは、光を照射すると、
多孔質層の表面に凹凸が多くなり、結晶性の良好なエピ
タキシャル半導体膜を得ることが困難になることによ
る。
When performing anodization, it is preferable to perform the anodization in a dark place where light is blocked. This means that when you illuminate,
This is because irregularities increase on the surface of the porous layer, and it becomes difficult to obtain an epitaxial semiconductor film having good crystallinity.

【0046】なお、陽極化成されたシリコンの多孔質層
は、可視発光素子として利用できる。この場合、上記と
逆に光を照射しながら陽極化成することが好ましく、こ
れにより発光効率が上昇する。更に、酸化させると、波
長にブルーシフトが起こる。また、半導体基体は、p型
でもn型でもよいが、不純物を導入しない高抵抗のもの
の方が好ましい。
The porous layer of anodized silicon can be used as a visible light emitting device. In this case, it is preferable to perform anodization while irradiating light, contrary to the above, thereby increasing luminous efficiency. Further, when oxidized, a blue shift occurs in the wavelength. The semiconductor substrate may be p-type or n-type, but is preferably a high-resistance semiconductor with no impurity introduced.

【0047】以上の工程により、表面(片面または両
面)に多孔質層が形成された半導体基板を得ることがで
きる。なお、多孔質層全体の膜厚は、特に制限されない
が、1〜50μm、好ましくは3〜15μm、通常8μ
m程度の厚さとすることができる。多孔質層全体の厚さ
は、半導体基板をできる限り繰り返し使用できるように
するためにできるだけ薄くすることが好ましい。
Through the above steps, a semiconductor substrate having a porous layer formed on the surface (one or both surfaces) can be obtained. The thickness of the entire porous layer is not particularly limited, but is 1 to 50 μm, preferably 3 to 15 μm, usually 8 μm.
m. It is preferable that the thickness of the entire porous layer be as small as possible so that the semiconductor substrate can be used as repeatedly as possible.

【0048】また、多孔質層上に、半導体膜を成膜する
に先立って、多孔質層をのアニールを行うことが好まし
い。このアニールは、水素ガス雰囲気中での熱処理、す
なわち水素アニールを挙げることができる。この水素ア
ニールを行うときは、多孔質層の表面に形成された自然
酸化膜の完全な除去、および多孔質層中の酸素原子を極
力除去することができ、多孔質層の表面が滑らかにな
り、良好な結晶性を有するエピタキシャル半導体膜を形
成することができる。同時にこの前処理によって、高多
孔率層と中間多孔率層との界面の強度を一層弱めること
ができて、エピタキシャル半導体膜の基板からの分離を
より容易に行うことができる。この場合の水素アニール
は、例えば950℃〜1150℃程度の温度範囲で行
う。
It is preferable to anneal the porous layer before forming the semiconductor film on the porous layer. The annealing may be a heat treatment in a hydrogen gas atmosphere, that is, a hydrogen annealing. When performing this hydrogen annealing, the natural oxide film formed on the surface of the porous layer can be completely removed, and oxygen atoms in the porous layer can be removed as much as possible, so that the surface of the porous layer becomes smooth. Thus, an epitaxial semiconductor film having good crystallinity can be formed. At the same time, the strength of the interface between the high porosity layer and the intermediate porosity layer can be further reduced by this pretreatment, and the epitaxial semiconductor film can be more easily separated from the substrate. In this case, the hydrogen annealing is performed in a temperature range of, for example, about 950 ° C. to 1150 ° C.

【0049】また、水素アニールの前に、多孔質層を低
温酸化させると、多孔質層の内部は酸化されるので、水
素ガス雰囲気中での熱アニールを施しても多孔質層には
大きな構造変化が生じない。つまり、多孔質層の表面へ
の剥離層からの歪みが伝わりにくくなり、良質な結晶性
のエピタキシャル半導体膜を成膜することができる。こ
の場合の低温酸化は、例えばドライ酸化雰囲気中で40
0℃で1時間程度で行うことができる。
If the porous layer is oxidized at a low temperature before hydrogen annealing, the inside of the porous layer is oxidized. Therefore, even if thermal annealing is performed in a hydrogen gas atmosphere, the porous layer has a large structure. No change occurs. That is, distortion from the peeling layer to the surface of the porous layer is not easily transmitted, and a high-quality crystalline epitaxial semiconductor film can be formed. In this case, the low-temperature oxidation is performed, for example, in a dry oxidation atmosphere at 40.degree.
It can be performed at 0 ° C. for about 1 hour.

【0050】そして、上述したように多孔質層表面に半
導体のエピタキシャル成長を行う。この半導体のエピタ
キシャル成長は、単結晶半導体基板の表面に形成された
多孔質層は、多孔質ながら結晶性を保っていることか
ら、この多孔質層上へのエピタキシャル成長は可能であ
る。この多孔質層表面へのエピタキシャル成長は、例え
ばCVD法により、例えば700℃〜1100℃の温度
で行うことができる。
Then, the semiconductor is epitaxially grown on the surface of the porous layer as described above. In the epitaxial growth of this semiconductor, since the porous layer formed on the surface of the single crystal semiconductor substrate maintains the crystallinity while being porous, the epitaxial growth on the porous layer is possible. The epitaxial growth on the surface of the porous layer can be performed by, for example, a CVD method at a temperature of, for example, 700C to 1100C.

【0051】また、上述した水素アニール、および半導
体のエピタキシャル成長のいずれにおいても、半導体基
体を所定の基体温度に加熱する方法としては、いわゆる
サセプタ加熱方式によることもできるし、半導体基体自
体に直接電流を流して加熱する通電加熱方式等を採るこ
とができる。
In any of the above-described hydrogen annealing and the epitaxial growth of the semiconductor, a method of heating the semiconductor substrate to a predetermined substrate temperature may be a so-called susceptor heating method, or a method in which a current is directly applied to the semiconductor substrate itself. An electric heating method of flowing and heating can be employed.

【0052】多孔質層上に成長させる半導体膜は、単層
半導体膜とすることも複数の半導体層の積層による複層
半導体膜とすることができる。また、この半導体膜は半
導体基体と同じ物質でもよいし、異なる物質でもよい。
例えば、単結晶Si半導体基体を用い、その表面に形成
した多孔質層にSi、あるいはGaAs等の化合物半導
体、またはシリコン化合物、例えばSi1-y Gey をエ
ピタキシャル成長するとか、これらを適宜組み合わせ積
層する等、種々のエピタキシャル成長を行うことができ
る。
The semiconductor film grown on the porous layer may be a single-layer semiconductor film or a multi-layer semiconductor film formed by laminating a plurality of semiconductor layers. The semiconductor film may be the same material as the semiconductor substrate, or may be a different material.
For example, using a single crystal Si semiconductor substrate, Si or a compound semiconductor such as GaAs, or a silicon compound, for example, Si 1-y Ge y is epitaxially grown on a porous layer formed on the surface thereof, or a combination thereof is appropriately laminated. And various other types of epitaxial growth.

【0053】また、半導体膜には、その成長に際してn
型もしくはp型の不純物を導入することができる。ある
いは、半導体膜の成膜後に、イオン注入、拡散等によっ
て不純物の導入を全面もしくは選択的に行うこともでき
る。この場合、その使用目的に応じて、導電型、不純物
の濃度、種類の選択がなされる。
The semiconductor film has n
Type or p-type impurities can be introduced. Alternatively, after the semiconductor film is formed, the introduction of impurities can be performed entirely or selectively by ion implantation, diffusion, or the like. In this case, the conductivity type, impurity concentration, and type are selected according to the purpose of use.

【0054】また、半導体膜の厚さも、薄膜半導体の用
途に応じて適宜選択することができる。例えば、半導体
集積回路を薄膜半導体に形成する場合、半導体素子の動
作層は数μm程度の厚さであるので、例えば5μm程度
の厚さに形成することができる。
Also, the thickness of the semiconductor film can be appropriately selected according to the use of the thin film semiconductor. For example, when a semiconductor integrated circuit is formed on a thin film semiconductor, the operating layer of the semiconductor element has a thickness of about several μm, and thus can be formed to a thickness of about 5 μm, for example.

【0055】上述のようにして得られたエピタキシャル
半導体膜の表面には、やや凹凸があり、この半導体膜に
対する回路素子もしくは集積回路の形成工程で行われる
例えばフォトリソグラフィ工程におけるフォトレジスト
に対する露光処理での露光装置のマスク合わせの精度が
低下するなどの不都合が生じる場合は、半導体膜表面を
研磨することが好ましい。この場合、多孔質層が脆く、
弱くなっているので、この多孔質層に負担がかからない
弱い研磨を行う。
The surface of the epitaxial semiconductor film obtained as described above has some irregularities. The surface of the epitaxial film is exposed to a photoresist in, for example, a photolithography process performed in a process of forming a circuit element or an integrated circuit on the semiconductor film. When inconveniences such as a decrease in mask alignment accuracy of the exposure apparatus occur, it is preferable to polish the semiconductor film surface. In this case, the porous layer is brittle,
Since the porous layer is weak, the polishing is performed without imposing a load on the porous layer.

【0056】次に、半導体装置を構成する場合において
は、回路素子もしくは集積回路を、半導体膜に形成す
る。例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)
や、CMOS(Complementary Matal Oxide Semiconduc
tor )など、半導体素子、あるいはこれらの素子を組み
合わせた集積回路を形成する。これら回路素子もしくは
集積回路は、通常一般の半導体製造技術によることがで
きる。その製造は、例えば拡散炉、イオン注入装置、露
光装置、CVD(化学的気相成長)装置、スパッタ装
置、洗浄装置、ドライエッチング装置、エピタキシャル
成長装置等を使用して半導体基体に形成できる全ての回
路素子もしくは集積回路に適用できる。また、回路素子
もしくは集積回路としては例えば、ダイオード、トラン
ジスタ等の各半導体素子、デジタルまたはアナログI
C、フラッシュメモリ等その種類を問わず、例えば太陽
電池を構成することもできる。
Next, in forming a semiconductor device, a circuit element or an integrated circuit is formed on a semiconductor film. For example, DRAM (Dynamic Random Access Memory)
And CMOS (Complementary Matal Oxide Semiconduc
tor) or the like, or an integrated circuit combining these elements. These circuit elements or integrated circuits can be generally formed by general semiconductor manufacturing techniques. All circuits that can be formed on a semiconductor substrate by using, for example, a diffusion furnace, an ion implantation apparatus, an exposure apparatus, a CVD (chemical vapor deposition) apparatus, a sputtering apparatus, a cleaning apparatus, a dry etching apparatus, and an epitaxial growth apparatus. It can be applied to an element or an integrated circuit. Further, as the circuit element or the integrated circuit, for example, each semiconductor element such as a diode and a transistor, a digital or analog
For example, a solar cell can be configured irrespective of its type, such as C or flash memory.

【0057】このように、半導体膜に回路素子もしくは
集積回路が形成された薄膜半導体装置は、その全体を絶
縁層によって被覆しておくことが好ましい。
As described above, it is preferable that the entire thin film semiconductor device in which the circuit element or the integrated circuit is formed on the semiconductor film is covered with the insulating layer.

【0058】このように、回路素子もしくは集積回路を
形成して後、この半導体膜、すなわち薄膜半導体装置
に、支持基板を接合する。この支持基板は、例えば樹脂
基板、ガラス基板、金属基板、セラミック基板などその
種類に制限はない。例えば、ICカードを構成するフレ
キシブル基板やカバーシートなどに貼り付け、ICカー
ドを構成するようにしてもよい。また、支持基板にも、
回路素子もしくは集積回路を形成することもできるもの
であり、プリント基板等によって構成することができ
る。この支持基板の接合方法は、例えば接着剤、半田、
粘着材等による接合によることができ、その接合強度
は、後に行う多孔質層を介しての剥離強度以上の接合強
度、すなわち剥離に要する力で接合が破壊することのな
い程度の接合強度とされ、この支持基板と半導体膜とが
一体化して、半導体基体から半導体膜を剥がすことがで
きる程度の接着強度を示す接合剤が用いられる。
After the circuit element or the integrated circuit is formed as described above, a supporting substrate is bonded to the semiconductor film, that is, the thin film semiconductor device. The type of the support substrate is not limited, such as a resin substrate, a glass substrate, a metal substrate, and a ceramic substrate. For example, the IC card may be configured by being attached to a flexible substrate, a cover sheet, or the like that configures the IC card. Also on the support substrate,
A circuit element or an integrated circuit can also be formed, and can be constituted by a printed board or the like. The method of bonding the support substrate includes, for example, an adhesive, solder,
Bonding with an adhesive material or the like can be performed, and the bonding strength is a bonding strength equal to or higher than the peeling strength through the porous layer performed later, that is, a bonding strength that does not break the bonding by the force required for peeling. A bonding agent is used which has such an adhesive strength that the supporting substrate and the semiconductor film are integrated and the semiconductor film can be peeled off from the semiconductor substrate.

【0059】このようにして、支持基板と半導体膜とを
一体化させた後、これを半導体基体から多孔質層を内部
での破壊によって剥離させる。この剥離は、高多孔質層
を有する多孔質層においては、その高多孔質層で容易に
分離される。
After the support substrate and the semiconductor film have been integrated in this manner, the porous layer is separated from the semiconductor substrate by internal destruction. In a porous layer having a highly porous layer, this separation is easily separated by the highly porous layer.

【0060】このようにして剥離のなされた半導体膜
の、半導体基体からの剥離面には、多孔質層が残存して
いる場合があり、この多孔質層は、必要により、研磨、
エッチングなどでこれを除去する。また、除去せずにそ
のままでもよい。あるいは、剥離面の保護のために、保
護膜を被着するとか、保護基板例えば樹脂基板を貼り合
わせてもよい。
In some cases, a porous layer may remain on the surface of the semiconductor film thus peeled off from the semiconductor substrate, and this porous layer may be polished,
This is removed by etching or the like. Further, it may be as it is without being removed. Alternatively, a protective film may be attached or a protective substrate such as a resin substrate may be bonded to protect the peeled surface.

【0061】以上のように製造された薄膜半導体もしく
はこれによる半導体装置は、極めて薄いエピタキシャル
成長による半導体膜による薄膜半導体に回路素子もしく
は集積回路が形成されたもので、フレキシブルで、かつ
薄いという特性を利用して、例えばICカードをはじめ
として、携帯機器等の電子機器に応用が可能であり、近
年の軽薄短小に適応したものである。
The thin film semiconductor manufactured as described above or a semiconductor device using the same has a circuit element or an integrated circuit formed on a thin film semiconductor made of a semiconductor film formed by extremely thin epitaxial growth, and utilizes the characteristics of being flexible and thin. For example, the present invention can be applied to electronic devices such as portable devices and the like, such as IC cards, and is adapted to recent light and thin.

【0062】一方、分離された半導体基体は、その表面
を研磨して再び使用する。例えば1回の薄膜半導体装置
の製作に消費される基板の厚さは約3〜20μm程度で
あるため、10回の繰り返し使用でも消費される厚さは
約30〜200μmである。そのため、高価な単結晶の
半導体基体を繰り返し使用できるので、本発明方法は、
極めて低コスト、かつ低エネルギーで薄膜半導体装置を
製造することができる。なお、半導体基体表面に消費し
た分のエピタキシャル成長を行えば、永久に同一の半導
体基体を用いることができ、更に低コスト、低エネルギ
ーで薄膜半導体装置を製造することができる。
On the other hand, the surface of the separated semiconductor substrate is polished and reused. For example, the thickness of the substrate consumed for manufacturing one thin-film semiconductor device is about 3 to 20 μm. Therefore, the thickness consumed even for ten times of repeated use is about 30 to 200 μm. Therefore, an expensive single-crystal semiconductor substrate can be repeatedly used, so that the method of the present invention
A thin-film semiconductor device can be manufactured at extremely low cost and low energy. If epitaxial growth is performed on the surface of the semiconductor substrate, the same semiconductor substrate can be used forever, and a thin-film semiconductor device can be manufactured at lower cost and lower energy.

【0063】次に、本発明の実施例を挙げて説明する。
しかしながら、本発明は、この実施例に限定されるもの
ではない。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
However, the invention is not limited to this embodiment.

【0064】〔実施例1〕図1および図2はこの実施例
の工程図を示す。先ず、高濃度にボロンがドープされ
て、比抵抗が例えば0.01〜0.02Ωcm)とされ
た単結晶Siによるウエファ状の半導体基体11を用意
した(図1A)。。そして、この半導体基体11の表面
を陽極化成して半導体基体11の表面に多孔質層を形成
した。この実施例においては、図7で説明した2槽構造
の陽極化成装置を用いて陽極化成を行った。すなわち、
第1および第2の各槽1Aおよび1B間に単結晶Siに
よる半導体基体11を配置し、両槽1Aおよび1Bに
は、共にHF:C2 5 OH=1:1を注入した。そし
て、これら各電解溶液槽1Aおよび1Bの電解溶液4中
に浸漬配置したPt電極3Aおよび3B間に直流電源2
によって電流を流した。
[Embodiment 1] FIGS. 1 and 2 show a process chart of this embodiment. First, a wafer-shaped semiconductor substrate 11 made of single-crystal Si doped with boron at a high concentration and having a specific resistance of, for example, 0.01 to 0.02 Ωcm) was prepared (FIG. 1A). . Then, the surface of the semiconductor substrate 11 was anodized to form a porous layer on the surface of the semiconductor substrate 11. In this example, anodization was performed using the anodizing apparatus having the two-tank structure described with reference to FIG. That is,
A semiconductor substrate 11 made of single crystal Si was placed between the first and second tanks 1A and 1B, and HF: C 2 H 5 OH = 1: 1 was injected into both tanks 1A and 1B. A DC power source 2 is connected between the Pt electrodes 3A and 3B immersed in the electrolytic solution 4 of the electrolytic solution tanks 1A and 1B.
Caused the current to flow.

【0065】まず、電流密度を、1mA/cm2 の低電
流として、これを8分間通電させた。これにより、口径
が小さい微細孔を有し、緻密な多孔率が16%で厚さが
1.7μmの多孔質層を構成する表面層12Sが形成さ
れた(図1B)。多孔質層の表面における微細孔が小さ
いと、後に行うH2 アニールによって多孔質層の表面が
より平坦で滑らかになり、後にこれの上にエピタキシャ
ル成長するSiエピタキシャル半導体膜の結晶性がより
向上するという効果がある。その後、一旦通電を停止す
る。次に、電流密度を7mA/cm2 として、8分間の
通電を行った。このようにすると、表面層12S下に、
この表面層に比し多孔率が大きい、多孔率26%で厚さ
6.3μmの中間多孔率層12Mが形成された(図1
C)。その後、再び通電を停止する。次に、電流密度を
200mA/cm2 に上げて3秒間の通電を行った。こ
のようにすると、中間多孔率層12Mの内部に、すなわ
ち中間多孔率層12Mによって上下から挟み込まれるよ
うに、表面層12Sおよび中間多孔率層12Mに比し高
い多孔率の約60%の多孔率で約0.05μmの厚さの
高多孔率層12Hが形成される(図1D)。このように
して、表面層12Sと、中間多孔率層12Mと、高多孔
率層12Hとによる多孔質層12が形成される。
First, the current density was set to a low current of 1 mA / cm 2 , and the current was applied for 8 minutes. As a result, a surface layer 12S having fine pores with a small diameter, forming a porous layer having a dense porosity of 16% and a thickness of 1.7 μm was formed (FIG. 1B). If the micropores on the surface of the porous layer are small, the surface of the porous layer becomes flatter and smoother by the H 2 annealing performed later, and the crystallinity of the Si epitaxial semiconductor film epitaxially grown later on the porous layer is further improved. effective. Thereafter, the energization is temporarily stopped. Next, the current density was set to 7 mA / cm 2 and energization was performed for 8 minutes. By doing so, under the surface layer 12S,
An intermediate porosity layer 12M having a porosity of 26% and a thickness of 6.3 μm having a higher porosity than this surface layer was formed.
C). Thereafter, the energization is stopped again. Next, the current density was increased to 200 mA / cm 2 , and energization was performed for 3 seconds. By doing so, the porosity of about 60%, which is higher than the surface layer 12S and the intermediate porosity layer 12M, is sandwiched between the intermediate porosity layer 12M, that is, from above and below, by the intermediate porosity layer 12M. Thus, a high porosity layer 12H having a thickness of about 0.05 μm is formed (FIG. 1D). Thus, the porous layer 12 including the surface layer 12S, the intermediate porosity layer 12M, and the high porosity layer 12H is formed.

【0066】このように形成された多孔質層12は、中
間多孔率層12Mと高多孔率層12Hとの多孔率が大き
く相違するので、これら界面および界面近傍に大きな歪
が生じ、この付近の強度が極端に弱くなる。しかしなが
ら、この歪は、高多孔率層12Hと表面層12Sとの間
に中間多孔率層12Mが存在することによって、これが
バッファーとして作用し、この歪みにより影響を大きく
受けやすい多孔質層の表面への歪みの影響を緩和するこ
とができる。したがって、この歪みによって、後に多孔
質層上に行うエピタキシャル成長の結晶性への影響を効
果的に回避できる。
In the porous layer 12 thus formed, since the porosity of the intermediate porosity layer 12M and the porosity of the high porosity layer 12H are largely different, a large strain is generated at these interfaces and near the interfaces. The strength becomes extremely weak. However, this distortion is caused by the presence of the intermediate porosity layer 12M between the high porosity layer 12H and the surface layer 12S, which acts as a buffer and causes the surface of the porous layer to be greatly affected by the distortion. Can be reduced. Therefore, the influence of the strain on the crystallinity of the epitaxial growth performed later on the porous layer can be effectively avoided.

【0067】その後、後に行うエピタキシャル成長がな
される常圧Siエピタキシャル成長装置において、多孔
質層12を有する半導体基体11を、H2 雰囲気中で1
100℃の加熱すなわちアニール処理を行った。このア
ニールは、室温から1100℃まで約20分掛けて昇温
し、1100℃で約30分間のアニールを行った。この
2 アニールにより、口径の小さい微細孔による表面層
が平坦で滑らかになる。同時に、多孔質層12の内部で
は、中間多孔率層12Mと、高多孔率層12Hの界面付
近において、分離強度が、よりいっそう弱くなった。
Thereafter, in a normal-pressure Si epitaxial growth apparatus in which epitaxial growth is performed later, the semiconductor substrate 11 having the porous layer 12 is placed in an H 2 atmosphere for 1 hour.
Heating at 100 ° C., ie, annealing was performed. In this annealing, the temperature was raised from room temperature to 1100 ° C. over about 20 minutes, and annealing was performed at 1100 ° C. for about 30 minutes. By the H 2 annealing, the surface layer formed by the small holes having a small diameter becomes flat and smooth. At the same time, inside the porous layer 12, the separation strength was further reduced near the interface between the intermediate porosity layer 12M and the high porosity layer 12H.

【0068】その後、H2 アニールを行った常圧Siエ
ピタキシャル成長装置において、多孔質層12上すなわ
ち表面層12S上にSiのエピタキシャル成長を行って
Si半導体膜13を形成した(図2E)。このエピタキ
シャル成長は、先のH2 雰囲気中アニール温度の110
0℃から1030℃まで降温して、SiH4 ガスを用い
たSiエピタキシャル成長を17分間行った。これより
多孔質層12上に結晶性に優れた、厚さ約5μmのSi
エピタキシャル半導体膜13が形成された。
Thereafter, Si was epitaxially grown on the porous layer 12, that is, on the surface layer 12S, in a normal-pressure Si epitaxial growth apparatus subjected to H 2 annealing to form a Si semiconductor film 13 (FIG. 2E). This epitaxial growth is performed at the annealing temperature of 110 in the H 2 atmosphere.
The temperature was lowered from 0 ° C. to 1030 ° C., and Si epitaxial growth using SiH 4 gas was performed for 17 minutes. Thus, the Si layer having excellent crystallinity and a thickness of about 5 μm is formed on the porous layer 12.
The epitaxial semiconductor film 13 was formed.

【0069】このとき、Siエピタキシャル半導体膜1
3表面に、凹凸があるときは、この表面を研磨する。高
多孔率層12Hは、上述した歪と、これが高多孔率をも
っていわば霜柱状とされて脆弱化されて分離強度が非常
に弱くなっているので、これを破損することがないよう
に、弱い力での研磨を行った。これによって、エピタキ
シャル半導体膜13の表面はより平坦になった。このよ
うにしたことによって、例えば露光装置のマスク合わせ
において、より高精度に行うことができる。
At this time, the Si epitaxial semiconductor film 1
3. If the surface has irregularities, this surface is polished. The high porosity layer 12H has the above-described strain and a weak force to prevent the porosity of the layer from becoming frost columnar and weakened with a high porosity so that the separation strength is very weak. Was polished. Thereby, the surface of the epitaxial semiconductor film 13 became flatter. By doing so, for example, mask alignment of the exposure apparatus can be performed with higher accuracy.

【0070】半導体膜13を、半導体基体11から分離
する。まず、接着剤60を介してPET(ポリエチレン
テレフタレート)シートよりなる支持基板61を、半導
体膜13上に接合する(図2F)。
The semiconductor film 13 is separated from the semiconductor substrate 11. First, a support substrate 61 made of a PET (polyethylene terephthalate) sheet is bonded onto the semiconductor film 13 via an adhesive 60 (FIG. 2F).

【0071】このときの支持基板61の接着強度は、多
孔質層12による半導体基体11からの分離強度よりも
強い強度、すなわち分離に際して支持基板61に剥離が
生じない程度の接着強度とする。
The bonding strength of the support substrate 61 at this time is set to a strength higher than the separation strength of the porous layer 12 from the semiconductor substrate 11, that is, an adhesion strength that does not cause separation of the support substrate 61 during separation.

【0072】次に、半導体基体11と支持基板61との
間に両者を引き離す方向の外力を与える。このようにす
ると、前述したように弱い強度とされた多孔質層12の
高多孔率層12Hもしくはその近傍で分離が生じ、半導
体基体11から支持基板61とともに集積回路が形成さ
れた半導体膜13が剥離される(図2G)。
Next, an external force is applied between the semiconductor substrate 11 and the support substrate 61 in a direction to separate them. In this way, separation occurs at or near the high porosity layer 12H of the porous layer 12 having a low strength as described above, and the semiconductor film 13 on which the integrated circuit is formed together with the support substrate 61 from the semiconductor substrate 11 is formed. Peeled off (FIG. 2G).

【0073】このようにすると、フレキシブルな基板6
1に被着形成された例えば厚さ5μmのフレキシブルな
半導体膜13が形成される。
In this manner, the flexible substrate 6
For example, a flexible semiconductor film 13 having a thickness of, for example, 5 μm is formed.

【0074】そして、この場合、半導体基体11の、半
導体膜13との分離面には、上述したH2 雰囲気中アニ
ールによって再結晶化された多孔質層12の残存による
膜厚5μmの多孔質膜22が存在する。
In this case, a porous film having a thickness of 5 μm is formed on the separation surface of the semiconductor substrate 11 from the semiconductor film 13 due to the remaining porous layer 12 recrystallized by annealing in the H 2 atmosphere. 22 are present.

【0075】この半導体基体11に残存する多孔質膜2
2をエッチング除去する。この多孔質膜22のエッチン
グは、化学薬品この例ではフッ硝酸すなわちフッ酸HF
と硝酸HNO3 と水H2 Oとの混合液によるエッチング
液に、半導体基体11を浸漬する。このようにして多孔
質膜22をエッチング除去する(図2H)。
The porous film 2 remaining on the semiconductor substrate 11
2 is removed by etching. The etching of the porous film 22 is performed by using a chemical such as hydrofluoric nitric acid, that is, hydrofluoric acid HF.
The semiconductor substrate 11 is immersed in an etching solution of a mixed solution of water, nitric acid HNO 3 and water H 2 O. Thus, the porous film 22 is removed by etching (FIG. 2H).

【0076】そして、更に、この半導体基体11を、上
述の図7で示した陽極化成装置を用いて電解研磨を行
う。この場合、両槽1Aおよび1Bには、共にHF:C
25OH=1:2とした電解溶液を注入する。そし
て、Pt電極3Aおよび3B間に200mA/cm2
15秒の通電を行った。このとき、半導体基体11の表
面が電解研磨され、基体表面には結晶性の良い面が露呈
した。
Further, the semiconductor substrate 11 is subjected to electrolytic polishing using the anodizing apparatus shown in FIG. In this case, both tanks 1A and 1B have HF: C
An electrolytic solution with 2 H 5 OH = 1: 2 is injected. And, 200 mA / cm 2 between the Pt electrodes 3 A and 3 B,
Energization was performed for 15 seconds. At this time, the surface of the semiconductor substrate 11 was electrolytically polished, and a surface having good crystallinity was exposed on the substrate surface.

【0077】このようにして、結晶性の良い面が露呈し
た半導体基体11を再利用して、これに、前述した図1
〜図2で説明した工程を繰り返し、複数枚の薄膜半導体
を得ることができる。
As described above, the semiconductor substrate 11 on which the surface having good crystallinity is exposed is reused, and the semiconductor substrate 11 shown in FIG.
2 are repeated to obtain a plurality of thin film semiconductors.

【0078】〔実施例2〕この実施例においても、実施
例1と同様の方法によって、図1A〜図1Dで説明した
工程を採って、半導体基体11の表面に、表面層12S
と、中間多孔率層12M内に、高多孔率層12Hが形成
されてなる多孔質層12を形成する。
[Embodiment 2] In this embodiment, the surface layer 12S is formed on the surface of the semiconductor substrate 11 by the same method as that of the embodiment 1 and employing the steps described with reference to FIGS. 1A to 1D.
Then, the porous layer 12 in which the high porosity layer 12H is formed is formed in the intermediate porosity layer 12M.

【0079】そして、この実施例においては、この多孔
質層12の形成の後に、拡散炉を用いて、酸素雰囲気中
で、400℃で1時間のアニールを行った。この処理に
よって多孔質層12の内部が酸化され、この後に行うH
2 雰囲気中でのアニールによっても多孔質層に大きな構
造変化が生じないようにすることができ、高多孔率層1
2Hの界面近傍に生じる歪の表面層12Sへの影響をよ
り効果的に回避することができる。
In this example, after the formation of the porous layer 12, annealing was performed at 400 ° C. for one hour in an oxygen atmosphere using a diffusion furnace. By this treatment, the inside of the porous layer 12 is oxidized, and H
(2) A large structural change can be prevented from occurring in the porous layer even by annealing in an atmosphere.
It is possible to more effectively avoid the effect of the strain generated near the interface of 2H on the surface layer 12S.

【0080】その後、実施例1におけると同様に、常圧
Siエピタキシャル成長装置によってH2 雰囲気中での
アニールを行い、その後実施例1と同様にSiエピタキ
シャル成長によって厚さ5μmの結晶性にすぐれた半導
体膜13の成膜を行った(図2E)。
Thereafter, as in the first embodiment, annealing is performed in an H 2 atmosphere by a normal pressure Si epitaxial growth apparatus, and then a 5 μm-thick semiconductor film having excellent crystallinity is formed by Si epitaxial growth as in the first embodiment. 13 were formed (FIG. 2E).

【0081】この場合においても、Siエピタキシャル
半導体膜13表面に、凹凸があるときは、この表面を研
磨する。高多孔率層12Hは、上述した歪と、これが高
多孔率をもっていわば霜柱状とされて脆弱化されて分離
強度が非常に弱くなっているので、これを破損すること
がないように、弱い力での研磨を行った。これによっ
て、エピタキシャル半導体膜13の表面はより平坦にな
った。このようにしたことによって、例えば露光装置の
マスク合わせにおいて、より高精度に行うことができ
る。
Also in this case, when the surface of the Si epitaxial semiconductor film 13 has irregularities, this surface is polished. The high porosity layer 12H has the above-described strain and a weak force to prevent the porosity of the layer from becoming frost columnar and weakened with a high porosity so that the separation strength is very weak. Was polished. Thereby, the surface of the epitaxial semiconductor film 13 became flatter. By doing so, for example, mask alignment of the exposure apparatus can be performed with higher accuracy.

【0082】半導体膜13を、実施例1と同様の方法に
よって、半導体基体11から分離する。(図2F,図2
G)。
The semiconductor film 13 is separated from the semiconductor substrate 11 by the same method as in the first embodiment. (FIGS. 2F and 2
G).

【0083】このようにして、実施例1におけると同様
に、フレキシブルな基板61に被着形成された例えば厚
さ5μmのフレキシブルな半導体膜13が形成される。
In this manner, as in the first embodiment, a flexible semiconductor film 13 having a thickness of, for example, 5 μm and formed on the flexible substrate 61 is formed.

【0084】そして、この場合においても、半導体基体
11の、半導体膜13との分離面には、上述したH2
囲気中アニールによって再結晶化された多孔質層12の
残存による膜厚5μmの多孔質膜22が存在する。
Also in this case, a 5 μm-thick porous film is formed on the separation surface of the semiconductor substrate 11 from the semiconductor film 13 due to the remaining porous layer 12 recrystallized by annealing in the H 2 atmosphere. The membrane 22 is present.

【0085】その後、この実施例においては、この半導
体基体11に残存する多孔質膜22を、フッ酸と、過酸
化水素H22 と、水H2 Oとの混合液によるエッチン
グ液に半導体基体11を浸漬することによってエッチン
グ除去する(図2H)。
Thereafter, in this embodiment, the porous film 22 remaining on the semiconductor substrate 11 is converted into an etching solution by a mixed solution of hydrofluoric acid, hydrogen peroxide H 2 O 2 and water H 2 O. The substrate 11 is removed by etching by dipping (FIG. 2H).

【0086】そして、更に、この半導体基体11を、上
述の図7で示した陽極化成装置を用いて電解研磨を行
う。この場合、両槽1Aおよび1Bには、共にHF:C
25OH=1:2とした電解溶液を注入する。そし
て、Pt電極3Aおよび3B間に200mA/cm2
15秒の通電を行った。このとき、半導体基体11の表
面が電解研磨され、基体表面には結晶性の良い面が露呈
した。
Then, the semiconductor substrate 11 is subjected to electrolytic polishing by using the anodizing apparatus shown in FIG. In this case, both tanks 1A and 1B have HF: C
An electrolytic solution with 2 H 5 OH = 1: 2 is injected. And, 200 mA / cm 2 between the Pt electrodes 3 A and 3 B,
Energization was performed for 15 seconds. At this time, the surface of the semiconductor substrate 11 was electrolytically polished, and a surface having good crystallinity was exposed on the substrate surface.

【0087】このようにして、結晶性の良い面が露呈し
た半導体基体11を再利用して、これに、同様の工程を
繰り返して、複数枚の薄膜半導体を得ることができる。
As described above, the semiconductor substrate 11 on which the surface with good crystallinity is exposed is reused, and a similar process is repeated. Thus, a plurality of thin film semiconductors can be obtained.

【0088】次に、本発明を太陽電池を製造する場合の
一実施例を説明する。
Next, an embodiment of the present invention for producing a solar cell will be described.

【0089】〔実施例3〕図3〜図4を参照して説明す
るが、この実施例においても、実施例1と同様の方法に
よって図1A〜Dに示す工程をとって、半導体基体11
の表面に陽極化成によって、表面層12Sと、中間多孔
率層12Mと、これの内部に形成された高多孔率層12
Hによる多孔質層12を形成する。そして、実施例1で
説明したと同様のH2 雰囲気中でのアニールを行い、そ
の後、半導体膜13のエピタキシャル成長を行った(図
3A)。この実施例における半導体膜13は、p+ −p
- −n+ 3層構造による。
[Embodiment 3] Referring to FIGS. 3 and 4, this embodiment will also be described with reference to FIGS. 1A to 1D.
The surface layer 12S, the intermediate porosity layer 12M, and the high porosity layer 12
A porous layer 12 of H is formed. Then, annealing was performed in an H 2 atmosphere similar to that described in Example 1, and thereafter, the semiconductor film 13 was epitaxially grown (FIG. 3A). The semiconductor film 13 in this embodiment has a p + -p
−n + It has a three-layer structure.

【0090】この半導体膜13のエピタキシャル成長
は、H2 雰囲気中アニールを行った常圧Siエピタキシ
ャル成長装置に、SiH4 ガスとB2 6 ガスとを用い
たエピタキシャル成長を3分間行って、ボロンBが10
19atoms/cm3 にドープされたp + Siによる第1の半導
体層131を形成し、次に、B2 6 ガスの流量を変更
して、Siエピタキシャル成長を10分間行って、ボロ
ンBが1016atoms/cm3にドープされた低濃度のp-
iによる第2の半導体層132を形成し、更にB 26
ガスに換えてPH3 ガスを供給して、エピタキシャル成
長を4分間行って、p- エピタキシャル半導体層132
上に、リンPが1019atoms/cm3 の高濃度にドープされ
たn+ Siによる第3の半導体層133を形成して、第
1〜第3のエピタキシャル半導体層131〜133より
なるp+ −p- −n+ 構造の半導体膜13を形成した。
Epitaxial growth of this semiconductor film 13
Is HTwo Atmospheric pressure Si epitaxy annealed in atmosphere
SiHFourGas and BTwoH6With gas
Epitaxial growth was performed for 3 minutes, and boron B was 10
19atoms / cmThreeP doped in +First semiconducting silicon
A body layer 131 is formed, and then BTwoH6Change gas flow
Then, perform Si epitaxial growth for 10 minutes,
B is 1016atoms / cmThreeLightly doped p-S
i to form a second semiconductor layer 132, Two H6
PH instead of gasThreeSupply gas and epitaxial growth
Go for 4 minutes, p-Epitaxial semiconductor layer 132
On top, phosphorus P is 1019atoms / cmThreeHighly doped
N+Forming a third semiconductor layer 133 of Si,
From the first to third epitaxial semiconductor layers 131 to 133
Becomes p+-P--N+A semiconductor film 13 having a structure was formed.

【0091】次に、この実施例においては、半導体膜1
3上に表面熱酸化によってSiO2膜すなわち透明の絶
縁膜16を形成し、フォトリソグラフィによるパターン
エッチングを行って電極ないしは配線とのコンタクトを
行う開口16Wを形成する(図3B)。この開口16W
は、所要の間隔を保持して図においては紙面と直交する
方向に延長するストライプ状に平行配列して形成するこ
とができる。このように形成したSiO2 膜により、界
面でのキャリア発生や再結合を極力少なくすることが可
能である。
Next, in this embodiment, the semiconductor film 1
An SiO 2 film, that is, a transparent insulating film 16 is formed on the surface 3 by thermal oxidation, and pattern etching is performed by photolithography to form an opening 16W for making contact with an electrode or a wiring (FIG. 3B). This opening 16W
Can be formed in parallel with each other in the form of stripes extending in a direction perpendicular to the plane of the drawing while maintaining a required interval. With the SiO 2 film formed in this way, it is possible to minimize carrier generation and recombination at the interface.

【0092】そして、全面的に金属膜の蒸着を行い、フ
ォトリソグラフィによるパターンエッチングを行って受
光面側の電極ないしは配線17を、ストライプ状開口1
6Wに沿って形成する(図4C)。この電極ないしは配
線17を形成する金属膜は、例えば厚さ30nmのTi
膜、厚さ50nmのPd、厚さ100nmのAgを順次
蒸着し、さらにこれの上にAgメッキを行うことによっ
て形成した多層構造膜によって構成し得る。その後40
0℃で20〜30分間のアニールを行った。
Then, a metal film is vapor-deposited on the entire surface, and pattern etching is performed by photolithography to form electrodes or wirings 17 on the light receiving surface side in the stripe-shaped openings 1.
6W (FIG. 4C). The metal film forming the electrode or the wiring 17 is, for example, a 30 nm thick Ti film.
It can be constituted by a multilayer structure film formed by sequentially depositing a film, Pd having a thickness of 50 nm, and Ag having a thickness of 100 nm, and further performing Ag plating thereon. Then 40
Annealing was performed at 0 ° C. for 20 to 30 minutes.

【0093】次に、この実施例においては、ストライプ
状の電極ないしは配線17上に、それぞれこれらに沿っ
て導電線41、この実施例では金属ワイヤを接合し、こ
れの上に透明の接着剤21によって、透明基板42を接
合する(図4D)。電極ないしは配線17への導電性4
1の接合は、半田付けによることができる。そして、こ
れら導電線41は、その一端もしくは他端を、電極ない
しは配線17よりそれぞれ長くして外方に導出する。
Next, in this embodiment, a conductive wire 41, in this embodiment, a metal wire is bonded on the striped electrodes or wirings 17 along these, respectively, and a transparent adhesive 21 is placed thereon. Thereby, the transparent substrate 42 is joined (FIG. 4D). Conductivity 4 to electrode or wiring 17
1 can be joined by soldering. These conductive wires 41 have one end or the other end longer than the electrode or the wiring 17 and are led out.

【0094】その後、半導体基体11と透明基板42と
に、互いに引き離す外力を与える。このようにすると、
多孔質層12の脆弱な高多孔率層12Hもしくはその近
傍で半導体基体11と、エピタキシャル半導体膜13と
が分離され、透明基板42上に、エピタキシャル半導体
膜13が接合された薄膜半導体23が得られる(図5
E)。
Thereafter, an external force for separating the semiconductor substrate 11 and the transparent substrate 42 from each other is applied. This way,
The semiconductor substrate 11 and the epitaxial semiconductor film 13 are separated at or near the fragile high porosity layer 12H of the porous layer 12, and the thin film semiconductor 23 with the epitaxial semiconductor film 13 bonded to the transparent substrate 42 is obtained. (FIG. 5
E).

【0095】この場合、薄膜半導体23の裏面には、多
孔質層12が残存するが、これの上に銀ペーストを塗布
し、更に金属板を接合して他方の裏面電極24を構成す
る。このようにして、透明基板42にp+ −p- −n+
構造の薄膜半導体23が形成された太陽電池が構成され
る(図5F)。この金属電極24は、太陽電池裏面の素
子層保護膜としても機能する。
In this case, the porous layer 12 remains on the back surface of the thin-film semiconductor 23, and a silver paste is applied thereon and a metal plate is further joined to form the other back electrode 24. Thus, the transparent substrate 42 has p + -p -- n +
A solar cell on which the thin film semiconductor 23 having the structure is formed is configured (FIG. 5F). This metal electrode 24 also functions as an element layer protective film on the back surface of the solar cell.

【0096】このようにして形成した太陽電池は、受光
側電極ないしは配線17が、透明基板42によって覆わ
れているにもかかわらず、これからの電気的外部導出が
導電線41によってなされていることから、外部との電
気的接続が容易になされる。また、例えば上述の実施例
におけるように、エピタキシャル半導体膜13に対し、
すなわち太陽電池の活性部に対しそれぞれコンタクトさ
れた複数の各電極ないしは配線17からそれぞれ導電線
41の導出を行うようにしたことから、太陽電池の直列
抵抗を充分小とすることができる。
In the solar cell formed as described above, the light-receiving-side electrode or the wiring 17 is covered with the transparent substrate 42, but is electrically led to the outside through the conductive wire 41. The electrical connection with the outside is easily made. Further, for example, as in the above-described embodiment,
That is, since the conductive line 41 is led out from each of the plurality of electrodes or wirings 17 that are in contact with the active portion of the solar cell, the series resistance of the solar cell can be sufficiently reduced.

【0097】そして、太陽電池、すなわち半導体膜13
を剥離した半導体基体11に対して実施例1におけると
同様のエッチングおよび電解エッチングを行う。すなわ
ち、フッ硝酸によるエッチングによって多孔質膜22を
エッチング除去し、更に、この半導体基体11を、上述
の図7で示した陽極化成装置を用いて電解研磨を行う。
この場合、両槽1Aおよび1Bには、共にHF:C2
5 OH=1:2とした電解溶液を注入する。そして、P
t電極3Aおよび3B間に200mA/cm2 、15秒
の通電を行った。このとき、半導体基体11の表面が電
解研磨され、基体表面には結晶性の良い面が露呈した
(図6)。
Then, the solar cell, ie, the semiconductor film 13
The same etching and electrolytic etching as in Example 1 are performed on the semiconductor substrate 11 from which the semiconductor substrate 11 has been peeled off. That is, the porous film 22 is removed by etching with hydrofluoric nitric acid, and the semiconductor substrate 11 is further subjected to electrolytic polishing using the anodizing apparatus shown in FIG.
In this case, both tanks 1A and 1B are both HF: C 2 H
An electrolytic solution with 5 OH = 1: 2 is injected. And P
A current of 200 mA / cm 2 was applied between the t electrodes 3A and 3B for 15 seconds. At this time, the surface of the semiconductor substrate 11 was electropolished, and a surface having good crystallinity was exposed on the substrate surface (FIG. 6).

【0098】このようにして、結晶性の良い面が露呈し
た半導体基体11に、前述したと同様の半導体膜13の
形成を工程等を繰り返し、複数枚の太陽電池を得ること
ができる。
In this manner, a plurality of solar cells can be obtained by repeating the steps of forming the semiconductor film 13 as described above on the semiconductor substrate 11 on which the surface having good crystallinity is exposed.

【0099】尚、上述した各例においてはエピタキシャ
ル半導体膜の半導体基体11からの剥離を、互いに引き
離す外力を与えて剥離した場合であるが、或る場合は超
音波振動によって剥離することができる。
In each of the above examples, the epitaxial semiconductor film is separated from the semiconductor substrate 11 by applying an external force to separate the epitaxial semiconductor film from each other. In some cases, the epitaxial semiconductor film can be separated by ultrasonic vibration.

【0100】上述した各例において陽極化成において、
電流密度が大きい場合や、長時間通電によって、半導体
例えばSiの剥離が発生してこれによるSiくずが発生
して装置内例えば電解溶液槽等に付着した場合は、半導
体基体11を取り出して後、槽内にフッ硝酸液を注入す
ることによって不要なSiの付着物を溶解除去すること
ができる。また、陽極化成を行う装置としては、図7の
例に限らず、単槽構造において半導体基体を浸漬させる
装置を用いることができる。
In each of the above examples, in the anodization,
When the current density is large, or when the semiconductor, for example, Si is peeled off due to long-time energization, and Si scraps are generated due to this, and adhere to the inside of the device, for example, an electrolytic solution tank, the semiconductor substrate 11 is taken out. By injecting the hydrofluoric-nitric acid solution into the tank, unnecessary deposits of Si can be dissolved and removed. Further, the apparatus for performing anodization is not limited to the example shown in FIG. 7, and an apparatus for immersing a semiconductor substrate in a single-tank structure can be used.

【0101】また、薄膜半導体、太陽電池を製造するこ
とによって厚さが減少した半導体基体に対し、この減少
した厚さに見合った厚さの半導体のエピタキシャル成長
を行って、上述した薄膜太陽電池の製造を繰返し行うよ
うにすることによって、永久的に同一の半導体基体の使
用が可能となるので、更に低コスト、低エネルギーで太
陽電池を製造することができる。
In addition, a semiconductor substrate having a thickness reduced by manufacturing a thin film semiconductor or a solar cell is epitaxially grown on a semiconductor having a thickness commensurate with the reduced thickness. By repeatedly performing the above, the same semiconductor substrate can be permanently used, so that the solar cell can be manufactured at lower cost and lower energy.

【0102】上述した本発明製造方法によれば、半導体
基体は、表面に多孔質層を形成し、これの上に半導体の
エピタキシャル成長を行って、これを剥離するので半導
体基体は多孔質化された厚さだけが消耗されるものであ
るが、上述したエピタキシャル半導体膜の形成および剥
離の後は、半導体基体表面をエッチングおよび電解エッ
チングによって除去するので、再びこの半導体基体11
を繰り返し使用して目的とする薄膜半導体、すなわち薄
膜半型の、例えばフレキシブルな各種半導体装置を複数
製造することができることから、安価に製造できる。
According to the manufacturing method of the present invention described above, the semiconductor substrate has a porous layer formed on the surface, the semiconductor is epitaxially grown thereon, and the semiconductor layer is peeled off. Although only the thickness is consumed, after the formation and peeling of the epitaxial semiconductor film described above, the surface of the semiconductor substrate is removed by etching and electrolytic etching.
Can be repeatedly used to produce a plurality of thin-film semiconductors of interest, that is, thin-film half-type, for example, flexible semiconductor devices.

【0103】また、半導体基体11が多孔質層の形成に
よって、これが薄くなるが、半導体基体11に、この厚
さの減少に相当する厚さの半導体をエピタキシャル成長
することによってその厚さの補償を行うようにすること
もできる。また、厚さの補償を行わない場合において、
その厚さが薄くなった場合には、この半導体基体自体に
よって薄膜半導体として用いることができ、例えば太陽
電池の製造もできるものである。したがって、半導体基
体は、最終的に無効となることなく、殆ど無駄なく使用
ができることから、これによってもコストの低減化をは
かることができる。
The thickness of the semiconductor substrate 11 is reduced by forming the porous layer. The thickness of the semiconductor substrate 11 is compensated by epitaxially growing a semiconductor having a thickness corresponding to the decrease in the thickness. You can also do so. Also, when not compensating for the thickness,
When the thickness is reduced, the semiconductor substrate itself can be used as a thin film semiconductor, and for example, a solar cell can be manufactured. Therefore, since the semiconductor substrate can be used almost without waste without being finally invalidated, the cost can be reduced.

【0104】また、本発明製造方法において、最終的に
電解エッチングを行うときは、その後に連続して、次の
多孔質層12の形成工程を行うことができる。
In the manufacturing method of the present invention, when the electrolytic etching is finally performed, the subsequent step of forming the porous layer 12 can be continuously performed.

【0105】また、上述の製造方法によれば、半導体膜
13上に、支持基板42接合して基板とエピタキシャル
半導体膜とを一体化させた後、基板をエピタキシャル半
導体膜と共に、半導体基体から剥離する方法を採ること
ができるので、この基板の種類には制限はなく、フレキ
シブルプリント基板、リジッドなプリント基板、金属
板、セラミック、ガラス、樹脂等、従来からの半導体技
術の常識では到底考えられなかったような基板上に薄膜
単結晶半導体を形成するとか、太陽電池を形成できる。
According to the above-described manufacturing method, after the supporting substrate 42 is joined to the semiconductor film 13 to integrate the substrate and the epitaxial semiconductor film, the substrate is peeled off from the semiconductor substrate together with the epitaxial semiconductor film. The method can be adopted, there is no limitation on the type of this substrate, flexible printed circuit board, rigid printed circuit board, metal plate, ceramic, glass, resin, etc., which could not be considered at all by conventional common sense of semiconductor technology A thin film single crystal semiconductor can be formed over such a substrate, or a solar cell can be formed.

【0106】また、単に単一多孔率を有する多孔質層上
に半導体層をエピタキシャル成長させる方法にする場合
は、その半導体膜の結晶性を良好にするには、結晶成長
の核となる多孔質層の多孔率を小さくする必要があるこ
とから、陽極化成に当たってち、電流密度を低くして、
電解溶液のHF混合比を多くする必要がある。ところ
が、このように、多孔率を低くすると、多孔質層が硬く
なり、エピタキシャル半導体膜の分離が難しくなる。そ
こで、分離強度を弱くするために多孔率を上げようと、
例えば陽極化成の条件のうち、電流密度を高くして、電
解溶液のHF混合比を少なくすると、この場合は分離は
容易になるが、エピタキシャル半導体膜の結晶性が極端
に悪くなる。ところが上述した方法によるときは、多孔
質層の表面部分の多孔率を小さくして、多孔質層内部の
多孔率が大きいという2面性の性質をもつ多孔質層を形
成するので、多孔質層上にエピタキシャル半導体膜を良
好に形成でき、しかも、エピタキシャル半導体膜を容易
に分離できる。例えば、超音波により容易に分離させる
ことができる程度の弱い多孔質層を形成することも可能
である。
When the semiconductor layer is simply grown epitaxially on a porous layer having a single porosity, the semiconductor film may have good crystallinity in order to improve the crystallinity. Since it is necessary to reduce the porosity of the layer, the current density is lowered after anodizing,
It is necessary to increase the HF mixture ratio of the electrolytic solution. However, when the porosity is reduced as described above, the porous layer becomes hard, and it becomes difficult to separate the epitaxial semiconductor film. So, in order to increase the porosity to weaken the separation strength,
For example, when the current density is increased and the HF mixture ratio of the electrolytic solution is reduced among the anodization conditions, in this case, separation is facilitated, but crystallinity of the epitaxial semiconductor film is extremely deteriorated. However, according to the method described above, the porosity of the surface portion of the porous layer is reduced to form a porous layer having a two-sided property that the porosity inside the porous layer is large. An epitaxial semiconductor film can be favorably formed thereon, and the epitaxial semiconductor film can be easily separated. For example, it is also possible to form a weak porous layer that can be easily separated by ultrasonic waves.

【0107】また、多孔質層に形成する高多孔率層は、
多孔率が大きいほど剥離が容易になるが、歪みが大き
く、その影響が多孔質層の表面層にまで及ぼしてしま
う。このため、表面層に亀裂が生じることもある。ま
た、エピタキシャル成長を行う際、エピタキシャル半導
体膜に欠陥を生じさせる原因となる。ところが、上述し
た方法では、多孔率の非常に高い層と多孔率の低い表面
層との間に、これらの層から発生する歪みを緩和するバ
ッファー層として、表面層よりやや多孔率の高い中間多
孔率層を形成することにより、剥離が容易で良質のエピ
タキシャル半導体膜を形成できる。
The high porosity layer formed on the porous layer is
The larger the porosity, the easier the peeling is, but the larger the strain, and the influence is exerted on the surface layer of the porous layer. For this reason, cracks may occur in the surface layer. In addition, when performing epitaxial growth, it causes defects in the epitaxial semiconductor film. However, in the above-described method, an intermediate porous layer having a somewhat higher porosity than the surface layer is provided between the very high porosity layer and the low porosity surface layer as a buffer layer for relaxing the strain generated from these layers. By forming the index layer, a high-quality epitaxial semiconductor film which is easy to peel off can be formed.

【0108】また、上述の方法において高電流密度での
陽極化成において、電流を間欠的に流すときは、多孔質
層に高多孔率層を半導体基板側界面またはその近傍に形
成することができるものであり、この場合、表面と剥離
層となる高多孔質層とを最大限に離間させることがで
き、そのためバッファー層を薄くでき、その分多孔質層
の厚さを減らし、半導体基体の厚さ減方向の消費を少な
くすることができ、コストを更に低下させることが可能
となる。
In the anodization at a high current density in the above-described method, when a current is intermittently applied, a high porosity layer can be formed on the porous layer at the semiconductor substrate side interface or in the vicinity thereof. In this case, the surface and the highly porous layer serving as the release layer can be separated to the maximum, so that the buffer layer can be thinned, the thickness of the porous layer can be reduced accordingly, and the thickness of the semiconductor substrate can be reduced. The consumption in the down direction can be reduced, and the cost can be further reduced.

【0109】また、低電流密度での陽極化成において、
電流を漸次増大させることにより、多孔質層の表面層と
剥離層との間のバッファー層の多孔率を内部に行くに従
い漸次増大させるように形成するときは、バッファー層
の機能を更に良好にすることができる。
In anodization at a low current density,
When the current is gradually increased, when the porosity of the buffer layer between the surface layer of the porous layer and the release layer is gradually increased toward the inside, the function of the buffer layer is further improved. be able to.

【0110】また、陽極化成を、フッ化水素とエタノー
ルを含有する電解溶液、あるいは、フッ化水素とメタノ
ールの混合液中で行うことにより、多孔質層を容易に形
成することができる。この場合、陽極化成の電流密度を
変える際に、この電解溶液の組成も変えることにより、
多孔率の調整範囲が更に大きくなる。
The porous layer can be easily formed by performing the anodization in an electrolytic solution containing hydrogen fluoride and ethanol or a mixed solution of hydrogen fluoride and methanol. In this case, when changing the current density of anodization, by changing the composition of this electrolytic solution,
The adjustment range of the porosity is further increased.

【0111】また、陽極化成中の光の照射を回避すれ
ば、多孔質層の表面の凹凸の発生を軽減ないしは回避で
きて、良好な結晶性を有するエピタキシャル半導体膜を
形成することができる。
By avoiding light irradiation during anodization, the occurrence of irregularities on the surface of the porous layer can be reduced or avoided, and an epitaxial semiconductor film having good crystallinity can be formed.

【0112】また、多孔質層を形成した後、水素ガス雰
囲気中で加熱することにより、多孔質層の表面層の表面
はなめらかになり、良好な結晶性を有するエピタキシャ
ル半導体膜を形成することができた。また、多孔質層を
形成した後、水素ガス雰囲気中での加熱工程の前に、多
孔質層を熱酸化することにより、多孔質層の内部が酸化
されるので、次工程の水素中アニールを施しても、多孔
質層には大きな構造変化が生じ難くなり、多孔質層の表
面に内部からの歪みが伝わり難くなるため、結晶性の良
好なエピタキシャル半導体膜を形成することができる。
By heating in a hydrogen gas atmosphere after the formation of the porous layer, the surface of the surface layer of the porous layer becomes smooth, and an epitaxial semiconductor film having good crystallinity can be formed. did it. Also, after the porous layer is formed, before the heating step in a hydrogen gas atmosphere, the inside of the porous layer is oxidized by thermally oxidizing the porous layer. Even if it is applied, since a large structural change hardly occurs in the porous layer and distortion from inside is hardly transmitted to the surface of the porous layer, an epitaxial semiconductor film having good crystallinity can be formed.

【0113】[0113]

【発明の効果】上述の本発明製造方法によれば、半導体
基体表面に多孔質層を形成してこれの上に半導体膜を成
長させ、これを多孔質層において半導体基体から剥離す
ることによって結晶性にすぐれた薄膜半導体を容易、確
実に、安価に製造することができるものであるが、更に
本発明においては、残された半導体基体を多孔質層の除
去によって、再利用できるようにしたことから半導体基
体の有効利用がなされ、より安価に構成することができ
るものである。
According to the manufacturing method of the present invention described above, a crystal layer is formed by forming a porous layer on the surface of a semiconductor substrate, growing a semiconductor film thereon, and peeling the semiconductor layer from the semiconductor substrate in the porous layer. Although it is possible to easily, reliably and inexpensively produce a thin film semiconductor having excellent properties, the present invention further provides that the remaining semiconductor substrate can be reused by removing the porous layer. Thus, the semiconductor substrate can be effectively used, and can be configured at a lower cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法の一実施例の工程図(その1)であ
る。A〜Dは、その各工程の断面図である。
FIG. 1 is a process chart (part 1) of an embodiment of the method of the present invention. A to D are cross-sectional views of the respective steps.

【図2】本発明方法の一実施例の工程図(その2)であ
る。E〜Hは、その各工程の断面図である。
FIG. 2 is a process diagram (part 2) of one embodiment of the method of the present invention. E to H are cross-sectional views of the respective steps.

【図3】本発明方法の他の実施例の工程図(その1)で
ある。AおよびBは、その各工程の断面図である。
FIG. 3 is a process diagram (part 1) of another embodiment of the method of the present invention. A and B are cross-sectional views of the respective steps.

【図4】本発明方法の他の実施例の工程図(その2)で
ある。CおよびDは、その各工程の断面図である。
FIG. 4 is a process diagram (part 2) of another embodiment of the method of the present invention. C and D are sectional views of the respective steps.

【図5】本発明方法の他の実施例の工程図(その3)で
ある。E〜Fは、その各工程の断面図である。
FIG. 5 is a process diagram (part 3) of another embodiment of the method of the present invention. EF are cross-sectional views of each step.

【図6】本発明方法の他の実施例の工程図(その4)で
ある。
FIG. 6 is a process diagram (part 4) of another embodiment of the method of the present invention.

【図7】本発明方法を実施する陽極化成装置の一例の構
成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an example of an anodizing apparatus for performing the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 半導体基体、12 多孔質層、12M 中間多孔
率層、12H 高多孔率層、13 半導体膜、131
第1の半導体膜、132 第2の半導体膜、133 第
3の半導体膜、41 導電線、42 透明基板
Reference Signs List 11 semiconductor substrate, 12 porous layer, 12M intermediate porosity layer, 12H high porosity layer, 13 semiconductor film, 131
1st semiconductor film, 132 2nd semiconductor film, 133 3rd semiconductor film, 41 conductive lines, 42 transparent substrate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基体表面を多孔質層に変化させる
工程と、 該多孔質層に半導体膜を形成する工程と、 該半導体膜を上記多孔質層を介して上記半導体基体から
剥離する工程と上記多孔質層の上記半導体基体に残存す
る多孔質膜を化学薬品によるエッチングによって除去す
る多孔質膜の除去工程とを有することを特徴とする薄膜
半導体の製造方法。
A step of converting a semiconductor substrate surface into a porous layer; a step of forming a semiconductor film on the porous layer; and a step of peeling the semiconductor film from the semiconductor substrate via the porous layer. A step of removing the porous film remaining on the semiconductor substrate of the porous layer by etching with a chemical agent.
【請求項2】 上記半導体基体に残存する多孔質膜のエ
ッチングによる除去工程の後に陽極化成による電解エッ
チングを行うことを特徴とする請求項1に記載の薄膜半
導体の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein an electrolytic etching by anodization is performed after the step of removing the porous film remaining on the semiconductor substrate by etching.
【請求項3】 上記化学薬品は、フッ硝酸の混合液、あ
るいはフッ硝酸と酢酸の混合液、またはフッ硝酸と過酸
化水素水との混合液とすることを特徴とする請求項4に
記載の薄膜半導体の製造方法。
3. The method according to claim 4, wherein the chemical is a mixed solution of hydrofluoric nitric acid, a mixed solution of hydrofluoric nitric acid and acetic acid, or a mixed solution of hydrofluoric nitric acid and hydrogen peroxide. A method for manufacturing a thin film semiconductor.
【請求項4】 上記多孔質層に形成する半導体膜がエピ
タキシャル半導体膜であることを特徴とする請求項1に
記載の薄膜半導体の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the semiconductor film formed on the porous layer is an epitaxial semiconductor film.
【請求項5】 上記半導体膜に回路素子もしくは集積回
路を形成して後、上記半導体膜を上記多孔質層を介して
上記半導体基体から剥離する工程を行うことを特徴とす
る請求項1に記載の薄膜半導体の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein after forming a circuit element or an integrated circuit on the semiconductor film, a step of separating the semiconductor film from the semiconductor substrate via the porous layer is performed. Method of manufacturing a thin film semiconductor.
【請求項6】 上記半導体基体が、Si,SiGe,G
aAs,GaPのいづれかによることを特徴とする請求
項1に記載の薄膜半導体の製造方法。
6. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein said semiconductor substrate is Si, SiGe, G
2. The method according to claim 1, wherein the method is based on one of aAs and GaP.
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