半導体用語集
エッチストップ
英語表記：ecth stop
貼り合わせSOI基板の一つの作成法であるケミカルエッチング法では、エッチングの終点制御だけでなく膜厚均一性が劣るという問題がある。しかし、Siのケミカルエッチングではエッチング速度に導電型や比抵抗依存性があり、たとえば高濃度ホウ素ドープ層のエッチング速度は酸系のエッチング液では大きいが、アルカリエッチング液では逆に小さくなる。この性質を利用して、薄膜化するSi基板の構造を埋め込み酸化膜側から順に低濃度ホウ素ドープ層、高濃度ホウ素ドープ層とし、酸系のケミカルエッチング液を用いれば高濃度ホウ素系ドープ層がエッチングされた後、低濃度ホウ素ドープ層でエッチングが停止するため均一なSi層が埋め込み酸化膜上に形成される。このようにしてSOI基板を作成する方法をエッチストップ法と呼ぶ。高濃度、低濃度のホウ素ドープ層はエピタキシャル成長法により形成することができる。
エッチストップ界面をできるだけシャープにするには、エッチング速度比をできるだけ大きくとる必要がある。高濃度ホウ素基板上に低濃度ホウ素ドープ層を形成した構造を利用したエッチストップ法は、基板のエッチングとエッチストップを一つの構造で行うため、エッチング速度比が大きく取れず表面に乱れが発生する。しかし、低ホウ素ドープ基板上に高濃度ホウ素ドープ層、低濃度ホウ素ドープ層を順に形成し、エッチストップをアルカリエッチングで行う場合は、基板エッチングとエッチストップが分けられ、エッチストップでのエッチング速度比を大きく取れるため均一性のよいSOIが可能である。また、アルカリエッチングでは、pn接合で電界によって陽極に酸化膜が形成され自動的にエッチングが止まる電気化学的エッチストップ法が提案されている。pn接合の形成法には埋め込み酸化膜を介して電圧を印加する方法や、X線照射により埋め込み酸化膜に発生した正電荷を利用する方法などが検討された。電気化学的エッチストップ法はSiデバイスでは実用化されていないが、マイクロマシニングで実用化されている。
エッチング速度の違いは結晶状態の差でも実現でき、単結晶SiとポーラスSiでは、ポーラスSiのエッチング速度が単結晶Siより桁違いに大きい。このエッチング速度差を利用して作成した薄膜SOI基板はELTRANと呼ばれ実用化されている。
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