[發明專利]清洗多孔體和制造多孔體,非多孔膜或鍵合襯底的方法

無效

• 申請號: 00108662.6
• 申請日: 2000-03-24
• 公開（公告）號: CN1271175A
• 公開（公告）日: 2000-10-25
• 發明（設計）人: 山方憲二;松村聡
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;B08B3/08;B08B3/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

本發明涉及清洗多孔體的方法和制造多孔體，非多孔膜或鍵合襯底的工藝方法。更具體地說，本發明屬于制造工藝的技術領域，其中能夠提供陽極氧化后清洗多孔體的方法，形成具有均勻厚度的非多孔膜。

下面用多孔硅作為多孔體的例子進行說明。

A.Uhlir和D.R.Turner在氟化氫(以后通常簡稱為“HF”)水溶液(即氫氟酸)中施加正電壓，進行電解拋光單晶硅的研究過程中發現多孔硅。

然后利用多孔硅能夠充分反應的特性，在制造硅集成電路工藝中把它應用到要求形成厚絕緣材料的層間絕緣步驟中，并且開發FIPOS(多孔氧化硅完全隔離)技術，其中利用多孔氧化硅膜完全隔離器件元件(K.Imai，Solid-stateElectron?24，159，1981)。

最近，例如由日本專利NO.2608351和美國專利U.S.NO.5371037公開的是通過氧化膜把生長在多孔硅襯底上的硅外延層可選地鍵合到非晶襯底或單晶硅襯底表面上，以便獲得SOI(在絕緣體上生長硅)襯底的技術。

此外，日本專利申請公開NO.6-338631公開了作為諸如稱為光致發光材料或場致發光材料的光發射材料的技術。

通常利用陽極氧化形成多孔體。

作為形成多孔體的例子，圖18表示通過把硅襯底陽極氧化制造多孔硅的裝置。

圖18表示的設備或裝置是日本專利申請公開NO.60-94737公開的一種設備或裝置。該陽極氧化裝置包括由耐HF材料TEFLON(美國Du?Pont的商標)制造的陽極氧化槽61和62，以便在它們之間固定作為處理靶子的硅襯底W。陽極氧化槽61和62分別提供有負電極63和正電極64。陽極氧化槽61和62具有和硅襯底W接觸的在側壁上的凹槽。在這些凹槽中，分別填充由氟橡膠制造的諸如O-形環65和66的密封件。于是固定硅襯底W的陽極氧化槽61和65由O-形環65和66密封。分別用HF水溶液67和68來填充用這種方法密封的陽極氧化槽61和62。

除此之外還提出了某些陽極氧化裝置。

目前，關于陽極氧化后清洗多孔半導體襯底的方法已經實現，例如在日本專利申請公開NO.10-64870已經披露，但是除了這種方法以外很少披露其它例子。

為了清洗結構上具有高表面活性的多孔體，不能利用液體化學藥品，例如，硫酸和過氧化氫的水溶液(下文稱為“SPM”)，氨水和過氧化氫的水溶液(下文稱為“SC-1”)和鹽酸和過氧化氫的水溶液(下文稱為“SC-2”)，通常利用該液體化學藥品除掉有機物質，顆粒淀積物或金屬淀積物。因此，提出一種清洗方法，其中在這些位置利用具有超聲能量的純水除掉粘到多孔層表面的外來物質，這由日本專利申請公開NO.10-64870披露。圖19是上述的清洗步驟的流程圖。在步驟STP1陽極氧化后露出多孔體，在步驟STP2利用具有超聲能量的純水進行清洗，接著在步驟STP3進行干燥處理。

上述公布也公開了一種方法，其中利用臭氧水或過氧化氫水親水地處理多孔層表面，然后利用具有超聲能量的純水進行清洗。

然而，在清洗多孔半導體過程中，當然表面的清洗是絕對必要的，但是重要的是如何除掉進入細孔中的陽極氧化電解溶液。這是因為清洗表面會在細孔中殘留電解溶液(通常HF水溶液按照重量比具有10％到50％的濃度)，引起多孔體結構的變化。

此外，HF從細孔內部逐漸蒸發成HF氣體，可能腐蝕周圍的器件。并且腐蝕產生的顆粒可能污染襯底。

還有，因為在細孔中用純水代替HF要花時間，所以用純水進行清洗必須化長時間。在上述的情況中，多孔體可能在純水中壓碎，則引起產生大量微粒的困難。

制造SOI技術中所用的鍵合襯底，最好利用上述的多孔體。

圖20表示制造鍵合襯底工藝的略圖。

首先，在步驟S1，制備諸如單晶硅片的非多孔襯底1，通過陽極氧化使其表面多孔，形成由單晶硅構成的多孔層。

接著，在步驟S2，利用純水進行清洗洗掉粘附到多孔層的外來物質或用作陽極氧化的電解液。

接著在步驟S3，在多孔層2上例如通過CVD(化學汽相淀積)外延生長由單晶硅構成的非多孔層。

然后，在步驟S4，熱氧化非多孔層的表面形成絕緣層4。

在隨后的步驟S5，把絕緣層4的表面鍵合到單獨制備的支撐基底5上，形成非多孔層4位于其內部的多層結構。

在步驟S6，通過研磨和接著進行的離子腐蝕，除掉沒有形成多孔的襯底1的非多孔部分。

然后，在步驟S7，利用包含HF和H₂O₂的水溶液除掉沒有覆蓋的多孔層2。