JP2000183352A - シリコン層を有する基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方法 - Google Patents
シリコン層を有する基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方法Info
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- JP2000183352A JP2000183352A JP10352274A JP35227498A JP2000183352A JP 2000183352 A JP2000183352 A JP 2000183352A JP 10352274 A JP10352274 A JP 10352274A JP 35227498 A JP35227498 A JP 35227498A JP 2000183352 A JP2000183352 A JP 2000183352A
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス基板上にシリコンを結晶成長させて形
成したシリコン層にＭＯＳトランジスタを形成した場
合、ガラス基板中に含まれるアルカリ金属イオンがゲー
ト絶縁膜とシリコン層との界面に蓄積されてしきい値電
圧の変動を来たし、トランジスタ性能を劣化させていた
のを本発明は解決する。 【解決手段】 シリコンを含む低融点金属溶融液中のシ
リコンをガラス基板１２の表面側に結晶成長させてなる
シリコン層１４を有する基板において、ガラス基板１２
の裏面側に、アルカリ金属イオンをゲッタリングするも
ので、リンシリケートガラス、ホウ素リンシリケートガ
ラスもしくはホウ素シリケートガラスからなるゲッタリ
ング層１５が形成されているものであり、また、シリコ
ン層１４上に上記のようなゲッタリング層が形成されて
いてもよい。
成したシリコン層にＭＯＳトランジスタを形成した場
合、ガラス基板中に含まれるアルカリ金属イオンがゲー
ト絶縁膜とシリコン層との界面に蓄積されてしきい値電
圧の変動を来たし、トランジスタ性能を劣化させていた
のを本発明は解決する。 【解決手段】 シリコンを含む低融点金属溶融液中のシ
リコンをガラス基板１２の表面側に結晶成長させてなる
シリコン層１４を有する基板において、ガラス基板１２
の裏面側に、アルカリ金属イオンをゲッタリングするも
ので、リンシリケートガラス、ホウ素リンシリケートガ
ラスもしくはホウ素シリケートガラスからなるゲッタリ
ング層１５が形成されているものであり、また、シリコ
ン層１４上に上記のようなゲッタリング層が形成されて
いてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン層を有す
る基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方
法に関し、詳しくは、シリコン層を有しかつアルカリ金
属イオンをゲッタリングするゲッタリング層を設けた基
板とその製造方法、およびその基板を用いて形成される
半導体装置とその製造方法に関する。
る基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方
法に関し、詳しくは、シリコン層を有しかつアルカリ金
属イオンをゲッタリングするゲッタリング層を設けた基
板とその製造方法、およびその基板を用いて形成される
半導体装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板上に形成された単結晶シリコン層を
用いてＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-semiconductor fiel
d effect transistor の略）である薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴという、ＴＦＴはThin Film Transistor
の略）は、ポリシリコン層を用いたものと比べて数倍も
大きい電子移動度を有し、高速動作に適していること
が、例えば "First MOS transistors on Insulator by
Silicon Satulated Liquid Solution Epitaxy." IEEE E
LECTRON DEVICE LETTERS, 13 [5] (May 1992) R.P.Zing
g et al.,p.294-296、特公平４−５７０９８号公報、応
用物理”薄膜トランジスタ”, 65 [8] (1996) 松村正
清,p.842-848等に開示されている。
用いてＭＯＳＦＥＴ（Metal-oxide-semiconductor fiel
d effect transistor の略）である薄膜トランジスタ
（以下ＴＦＴという、ＴＦＴはThin Film Transistor
の略）は、ポリシリコン層を用いたものと比べて数倍も
大きい電子移動度を有し、高速動作に適していること
が、例えば "First MOS transistors on Insulator by
Silicon Satulated Liquid Solution Epitaxy." IEEE E
LECTRON DEVICE LETTERS, 13 [5] (May 1992) R.P.Zing
g et al.,p.294-296、特公平４−５７０９８号公報、応
用物理”薄膜トランジスタ”, 65 [8] (1996) 松村正
清,p.842-848等に開示されている。
【０００３】上記半導体素子が形成される単結晶シリコ
ン層を基板上に形成する技術としては、以下の成膜技術
（１）〜（４）が知られている。
ン層を基板上に形成する技術としては、以下の成膜技術
（１）〜（４）が知られている。
【０００４】（１）単結晶シリコン基板をシードにし
て、９２０℃〜９３０℃に加熱されたインジウム・シリ
コン溶液またはインジウム・ガリウム・シリコン溶液か
ら、冷却処理によりシリコンエピタキシー層を形成し、
この層の上にシリコン半導体層を形成する技術が、"VER
Y-LOW-TEMPERATURE LIQUID-PHASE EPITAXIAL GROWTH OF
SILICON." MATERIALS LETTERS, 9 [2,3] (Jan. 1990) S
oo Hong Lee,p53-56 、"MOS transistors with epitaxi
al Si,laterally grown over SiO2 by liquid phase ep
itxy." J.Applied Physics A,54 [1] (1992) R.Bergman
n et al.,p.103-105 、"First MOS transistors on Ins
ulator by Silicon Satulated Liquid Solution Epitax
y." IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS,13 [5] (May 1992)
R.P.Zingg et al.,p.294-296等の文献に開示されてい
る。
て、９２０℃〜９３０℃に加熱されたインジウム・シリ
コン溶液またはインジウム・ガリウム・シリコン溶液か
ら、冷却処理によりシリコンエピタキシー層を形成し、
この層の上にシリコン半導体層を形成する技術が、"VER
Y-LOW-TEMPERATURE LIQUID-PHASE EPITAXIAL GROWTH OF
SILICON." MATERIALS LETTERS, 9 [2,3] (Jan. 1990) S
oo Hong Lee,p53-56 、"MOS transistors with epitaxi
al Si,laterally grown over SiO2 by liquid phase ep
itxy." J.Applied Physics A,54 [1] (1992) R.Bergman
n et al.,p.103-105 、"First MOS transistors on Ins
ulator by Silicon Satulated Liquid Solution Epitax
y." IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS,13 [5] (May 1992)
R.P.Zingg et al.,p.294-296等の文献に開示されてい
る。
【０００５】（２）サファイア基板上にシリコンをエピ
タキシャル成長させる技術は、"High-quality CMOS in
thin (100nm)silicon on saphire." IEEE ELECTRON DEV
ICELETTERS, 9 (Jan. 1988) G.A.Garcia,R.E.Reedy,and
M.L.Burger,p.32-34に開示されている。
タキシャル成長させる技術は、"High-quality CMOS in
thin (100nm)silicon on saphire." IEEE ELECTRON DEV
ICELETTERS, 9 (Jan. 1988) G.A.Garcia,R.E.Reedy,and
M.L.Burger,p.32-34に開示されている。
【０００６】（３）酸素イオン注入法により、絶縁基板
上にシリコン層を形成する技術は、"CMOS device fabri
cation on buried SiO2 layers formed by oxygen impl
antation into silicon."Electron.Lett.,14 [18] (Au
g. 1978) K.Izumi,M.Doken,,and H.Ariyoshtl,p.593-59
4に開示されている。
上にシリコン層を形成する技術は、"CMOS device fabri
cation on buried SiO2 layers formed by oxygen impl
antation into silicon."Electron.Lett.,14 [18] (Au
g. 1978) K.Izumi,M.Doken,,and H.Ariyoshtl,p.593-59
4に開示されている。
【０００７】石英基板の上にステップを形成し、この上
にポリシリコン層を形成し、次にこれをレーザ光または
ストリップヒータで１４００℃以上に加熱する。加熱さ
れたポリシリコン層は、石英基板上に形成されたステッ
プを核にして、エピタキシャル成長層を形成する技術
は、”グラフォエピタキシー”電子通信学会誌，66 [5]
(May 1983) 古川静二郎，p.486-489 、"Crystallograph
ic orientatin of silicon on an amorphous substrate
using an artificial surface-relief gratingand las
er crystallization." Appl. Phys. Letter,35 [1] (J
uly. 1979) Geis,M.W.,et al.,p.71-74 、"Silicon gra
phoepitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.,Suppl.20-1 (1981) Gei
s,M.W.,et al.,p.39-42 等に開示されている。
にポリシリコン層を形成し、次にこれをレーザ光または
ストリップヒータで１４００℃以上に加熱する。加熱さ
れたポリシリコン層は、石英基板上に形成されたステッ
プを核にして、エピタキシャル成長層を形成する技術
は、”グラフォエピタキシー”電子通信学会誌，66 [5]
(May 1983) 古川静二郎，p.486-489 、"Crystallograph
ic orientatin of silicon on an amorphous substrate
using an artificial surface-relief gratingand las
er crystallization." Appl. Phys. Letter,35 [1] (J
uly. 1979) Geis,M.W.,et al.,p.71-74 、"Silicon gra
phoepitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.,Suppl.20-1 (1981) Gei
s,M.W.,et al.,p.39-42 等に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での公知技術では、歪点が比較的低く、しかも大型のガ
ラス基板上に、エピタキシャル成長のような結晶成長技
術により単結晶シリコン層を形成することは困難であっ
た。また、ガラス基板上に段差を形成し、これを結晶成
長のシードにしてシリコン単結晶を成長させる技術（グ
ラフォエピタキシー技術）では、低温でかつ均一にシリ
コン結晶を成長させることは困難であった。たとえガラ
ス基板を用いてシリコン結晶を成長させることができた
としても、ガラス基板中に含まれるナトリウムイオンが
半導体素子に悪影響を及ぼす。例えばＭＯＳトランジス
タでは、ナトリウムイオンがゲート絶縁膜とシリコン基
板との界面に蓄積された場合にしきい値電圧の変動を来
たし、トランジスタ性能の劣化を来す。
での公知技術では、歪点が比較的低く、しかも大型のガ
ラス基板上に、エピタキシャル成長のような結晶成長技
術により単結晶シリコン層を形成することは困難であっ
た。また、ガラス基板上に段差を形成し、これを結晶成
長のシードにしてシリコン単結晶を成長させる技術（グ
ラフォエピタキシー技術）では、低温でかつ均一にシリ
コン結晶を成長させることは困難であった。たとえガラ
ス基板を用いてシリコン結晶を成長させることができた
としても、ガラス基板中に含まれるナトリウムイオンが
半導体素子に悪影響を及ぼす。例えばＭＯＳトランジス
タでは、ナトリウムイオンがゲート絶縁膜とシリコン基
板との界面に蓄積された場合にしきい値電圧の変動を来
たし、トランジスタ性能の劣化を来す。
【０００９】具体的には、例えばｎＭＯＳトランジスタ
の場合、ゲート電極に＋３Ｖ〜＋５Ｖの電位を印加する
と、ｎＭＯＳトランジスタはＯＮ状態になり電流が流れ
る。その電流に比例してｎＭＯＳトランジスタの温度が
上昇する。ゲート信号の印加と高温（１００℃〜３００
℃）によってナトリウムイオンがゲート絶縁膜とシリコ
ン基板との界面に蓄積される。それによってｎＭＯＳト
ランジスタのしきい値電圧Ｖthが変化する。例えばＶth
が０．５Ｖ〜２．０Ｖ（通常値）のｎＭＯＳトランジス
タでは、ナトリウムイオンの汚染によって、負（−）側
に０．１Ｖ〜２Ｖ程度変化する。
の場合、ゲート電極に＋３Ｖ〜＋５Ｖの電位を印加する
と、ｎＭＯＳトランジスタはＯＮ状態になり電流が流れ
る。その電流に比例してｎＭＯＳトランジスタの温度が
上昇する。ゲート信号の印加と高温（１００℃〜３００
℃）によってナトリウムイオンがゲート絶縁膜とシリコ
ン基板との界面に蓄積される。それによってｎＭＯＳト
ランジスタのしきい値電圧Ｖthが変化する。例えばＶth
が０．５Ｖ〜２．０Ｖ（通常値）のｎＭＯＳトランジス
タでは、ナトリウムイオンの汚染によって、負（−）側
に０．１Ｖ〜２Ｖ程度変化する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたシリコン層を有する基板とその製
造方法、および半導体装置とその製造方法である。
決するためになされたシリコン層を有する基板とその製
造方法、および半導体装置とその製造方法である。
【００１１】シリコン層を有する第１の基板は、結晶成
長のシードが形成されたガラス基板の表面側にシリコン
を含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させて
なるシリコン層を有する基板において、ガラス基板の裏
面側にゲッタリング層が形成されているものである。
長のシードが形成されたガラス基板の表面側にシリコン
を含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させて
なるシリコン層を有する基板において、ガラス基板の裏
面側にゲッタリング層が形成されているものである。
【００１２】ここで、上記結晶成長のシードとは、下地
の結晶方位を受け継いで結晶成長させる（通常のエピタ
キシャル成長）シードおよび下地の形状によって結晶成
長させる（例えばグラフォエピタキシー）シードの両方
を含む。以下、結晶成長のシードは上記同様のものであ
る。
の結晶方位を受け継いで結晶成長させる（通常のエピタ
キシャル成長）シードおよび下地の形状によって結晶成
長させる（例えばグラフォエピタキシー）シードの両方
を含む。以下、結晶成長のシードは上記同様のものであ
る。
【００１３】また、上記シリコン層は、単結晶で形成さ
れ、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ2 ／Ｖｓ程度に
なり、バルクのシリコン基板と同程度の電子移動度が得
られる。以下、シリコン層は上記同様のものとなってい
る。なお、本明細書でいう単結晶とは、亜粒界や転位を
含む単結晶も含めていう。
れ、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ2 ／Ｖｓ程度に
なり、バルクのシリコン基板と同程度の電子移動度が得
られる。以下、シリコン層は上記同様のものとなってい
る。なお、本明細書でいう単結晶とは、亜粒界や転位を
含む単結晶も含めていう。
【００１４】上記第１の基板では、ガラス基板の裏面側
にゲッタリング層が形成されていることから、ガラス基
板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが含有
されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタリング
層に取り込まれているため、シリコン層の界面近傍に拡
散することが防止される。
にゲッタリング層が形成されていることから、ガラス基
板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが含有
されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタリング
層に取り込まれているため、シリコン層の界面近傍に拡
散することが防止される。
【００１５】シリコン層を有する第２の基板は、結晶成
長のシードが形成されたガラス基板の表面側にシリコン
を含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させて
なるシリコン層を有する基板において、シリコン層の表
面側にゲッタリング層が形成されているものである。
長のシードが形成されたガラス基板の表面側にシリコン
を含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させて
なるシリコン層を有する基板において、シリコン層の表
面側にゲッタリング層が形成されているものである。
【００１６】上記第２の基板では、シリコン層の表面側
にゲッタリング層が形成されていることから、シリコン
層の表面側より拡散しようとするナトリウムイオン等の
アルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれてい
るため、シリコン層の界面近傍に拡散することが防止さ
れる。
にゲッタリング層が形成されていることから、シリコン
層の表面側より拡散しようとするナトリウムイオン等の
アルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれてい
るため、シリコン層の界面近傍に拡散することが防止さ
れる。
【００１７】シリコン層を有する第１の基板の製造方法
は、ガラス基板の表面側に結晶成長のシードを形成する
工程と、結晶成長のシードを起点にシリコン含有低融点
金属溶融液中のシリコンを結晶成長させてガラス基板の
表面側にシリコン層を形成する工程とを備えたシリコン
層を有する基板の製造方法において、ガラス基板の裏面
側にゲッタリング層を形成する。
は、ガラス基板の表面側に結晶成長のシードを形成する
工程と、結晶成長のシードを起点にシリコン含有低融点
金属溶融液中のシリコンを結晶成長させてガラス基板の
表面側にシリコン層を形成する工程とを備えたシリコン
層を有する基板の製造方法において、ガラス基板の裏面
側にゲッタリング層を形成する。
【００１８】上記第１の基板の製造方法では、ガラス基
板の裏面側にゲッタリング層を形成することから、ガラ
ス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが
含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層に取り込まれるため、シリコン層の界面近傍に拡
散することが防止される。
板の裏面側にゲッタリング層を形成することから、ガラ
ス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが
含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層に取り込まれるため、シリコン層の界面近傍に拡
散することが防止される。
【００１９】シリコン層を有する第２の基板の製造方法
は、ガラス基板の表面側に結晶成長のシードを形成する
工程と、結晶成長のシードを起点にシリコン含有低融点
金属溶融液中のシリコンを結晶成長させてガラス基板の
表面側にシリコン層を形成する工程とを備えたシリコン
層を有する基板の製造方法において、シリコン層の表面
側に析出した金属を除去する工程と、シリコン層の表面
にゲッタリング層を形成する工程とを備えている。
は、ガラス基板の表面側に結晶成長のシードを形成する
工程と、結晶成長のシードを起点にシリコン含有低融点
金属溶融液中のシリコンを結晶成長させてガラス基板の
表面側にシリコン層を形成する工程とを備えたシリコン
層を有する基板の製造方法において、シリコン層の表面
側に析出した金属を除去する工程と、シリコン層の表面
にゲッタリング層を形成する工程とを備えている。
【００２０】上記第２の基板の製造方法では、シリコン
層の表面にゲッタリング層を形成することから、シリコ
ン層の表面側より拡散しようとするナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれて
いるため、シリコン層の界面近傍に拡散することが防止
される。
層の表面にゲッタリング層を形成することから、シリコ
ン層の表面側より拡散しようとするナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれて
いるため、シリコン層の界面近傍に拡散することが防止
される。
【００２１】第１の半導体装置は、結晶成長のシードが
形成されたガラス基板の表面側に低融点金属溶融液中の
シリコンを結晶成長させてなるシリコン層に半導体素子
を形成してなる半導体装置において、ガラス基板の裏面
側にゲッタリング層が形成されているものである。
形成されたガラス基板の表面側に低融点金属溶融液中の
シリコンを結晶成長させてなるシリコン層に半導体素子
を形成してなる半導体装置において、ガラス基板の裏面
側にゲッタリング層が形成されているものである。
【００２２】上記第１の半導体装置では、ガラス基板の
裏面側にゲッタリング層が形成されていることから、ガ
ラス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオン
が含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタ
リング層に取り込まれているため、シリコン層の界面近
傍に拡散することが防止される。そのため、シリコン層
に形成された半導体素子はガラス基板中に含まれている
アルカリ金属イオンの影響を受けない。
裏面側にゲッタリング層が形成されていることから、ガ
ラス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオン
が含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタ
リング層に取り込まれているため、シリコン層の界面近
傍に拡散することが防止される。そのため、シリコン層
に形成された半導体素子はガラス基板中に含まれている
アルカリ金属イオンの影響を受けない。
【００２３】第２の半導体装置は、結晶成長のシードが
形成されたガラス基板の表面側に低融点金属溶融液中の
シリコンを結晶成長させてなるシリコン層に半導体素子
を形成してなる半導体装置において、シリコン層の表面
側にゲッタリング層が形成されているものである。
形成されたガラス基板の表面側に低融点金属溶融液中の
シリコンを結晶成長させてなるシリコン層に半導体素子
を形成してなる半導体装置において、シリコン層の表面
側にゲッタリング層が形成されているものである。
【００２４】上記第２の半導体装置では、シリコン層の
表面側にゲッタリング層が形成されていることから、シ
リコン層の表面側より拡散しようとするナトリウムイオ
ン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込ま
れているため、シリコン層の界面近傍に拡散することが
防止される。そのため、シリコン層に形成された半導体
素子は外部からのアルカリ金属イオンの影響を受けな
い。
表面側にゲッタリング層が形成されていることから、シ
リコン層の表面側より拡散しようとするナトリウムイオ
ン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込ま
れているため、シリコン層の界面近傍に拡散することが
防止される。そのため、シリコン層に形成された半導体
素子は外部からのアルカリ金属イオンの影響を受けな
い。
【００２５】半導体装置の第１の製造方法は、ガラス基
板の表面側に結晶成長のシードを形成する工程と、結晶
成長のシードを起点にシリコン含有低融点金属溶融液中
のシリコンを結晶成長させてガラス基板の表面側にシリ
コン層を形成する工程と、シリコン層上に析出した金属
を除去する工程と、シリコン層に所定の処理を施して半
導体素子を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方
法において、ガラス基板の裏面側にゲッタリング層を形
成する。
板の表面側に結晶成長のシードを形成する工程と、結晶
成長のシードを起点にシリコン含有低融点金属溶融液中
のシリコンを結晶成長させてガラス基板の表面側にシリ
コン層を形成する工程と、シリコン層上に析出した金属
を除去する工程と、シリコン層に所定の処理を施して半
導体素子を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方
法において、ガラス基板の裏面側にゲッタリング層を形
成する。
【００２６】上記半導体装置の第１製造方法では、ガラ
ス基板の裏面側にゲッタリング層を形成することから、
ガラス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオ
ンが含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッ
タリング層に取り込まれているため、シリコン層の界面
近傍に拡散することが防止される。そのため、シリコン
層に形成される半導体素子は上記アルカリ金属イオンの
影響を受けない。
ス基板の裏面側にゲッタリング層を形成することから、
ガラス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオ
ンが含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッ
タリング層に取り込まれているため、シリコン層の界面
近傍に拡散することが防止される。そのため、シリコン
層に形成される半導体素子は上記アルカリ金属イオンの
影響を受けない。
【００２７】半導体装置の第２の製造方法は、ガラス基
板の表面側に結晶成長のシードを形成する工程と、結晶
成長のシードを起点にシリコン含有低融点金属溶融液中
のシリコンを結晶成長させてガラス基板の表面側にシリ
コン層を形成する工程と、シリコン層上に析出した金属
を除去する工程と、シリコン層に所定の処理を施して半
導体素子を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方
法において、シリコン層上に析出した金属を除去する工
程と、シリコン層上にゲッタリング層を形成する工程
と、シリコン層に所定の処理を施して半導体素子を形成
する工程とを備えている。
板の表面側に結晶成長のシードを形成する工程と、結晶
成長のシードを起点にシリコン含有低融点金属溶融液中
のシリコンを結晶成長させてガラス基板の表面側にシリ
コン層を形成する工程と、シリコン層上に析出した金属
を除去する工程と、シリコン層に所定の処理を施して半
導体素子を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方
法において、シリコン層上に析出した金属を除去する工
程と、シリコン層上にゲッタリング層を形成する工程
と、シリコン層に所定の処理を施して半導体素子を形成
する工程とを備えている。
【００２８】上記半導体装置の第２製造方法では、シリ
コン層の表面側にゲッタリング層が形成されていること
から、シリコン層の表面側より拡散しようとするナトリ
ウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に
取り込まれているため、シリコン層の界面近傍に拡散す
ることが防止される。そのため、シリコン層に形成され
る半導体素子は上記アルカリ金属イオンの影響を受けな
い。
コン層の表面側にゲッタリング層が形成されていること
から、シリコン層の表面側より拡散しようとするナトリ
ウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に
取り込まれているため、シリコン層の界面近傍に拡散す
ることが防止される。そのため、シリコン層に形成され
る半導体素子は上記アルカリ金属イオンの影響を受けな
い。
【００２９】また、上記説明した第１の基板または第２
の基板の製造方法を用いてガラス基板上にシリコン層を
形成していることから、ガラス基板上に上記説明した特
性のシリコン層が得られる。そして、そのシリコン層に
所定の処理を施して半導体素子を形成することから、そ
の半導体素子は、バルクのシリコン基板に形成したのと
同様の高性能な特性が得られる。例えばシリコン層にチ
ャネル領域、ソース領域、ドレイン領域を形成した絶縁
ゲート型電界効果トランジスタは、高速動作、大電流密
度のトランジスタとなる。このように、シリコン層に
は、高速で大電流密度のトップゲート型ＴＦＴ、ボトム
ゲート型ＴＦＴ、デュアルゲート型ＴＦＴ、エレクトロ
ルミネッセンス素子、電界放出型表示素子用トランジス
タ、ダイオード、容量、抵抗、光電池（太陽電池）、発
光素子、受光素子等の半導体素子を形成することが可能
になる。
の基板の製造方法を用いてガラス基板上にシリコン層を
形成していることから、ガラス基板上に上記説明した特
性のシリコン層が得られる。そして、そのシリコン層に
所定の処理を施して半導体素子を形成することから、そ
の半導体素子は、バルクのシリコン基板に形成したのと
同様の高性能な特性が得られる。例えばシリコン層にチ
ャネル領域、ソース領域、ドレイン領域を形成した絶縁
ゲート型電界効果トランジスタは、高速動作、大電流密
度のトランジスタとなる。このように、シリコン層に
は、高速で大電流密度のトップゲート型ＴＦＴ、ボトム
ゲート型ＴＦＴ、デュアルゲート型ＴＦＴ、エレクトロ
ルミネッセンス素子、電界放出型表示素子用トランジス
タ、ダイオード、容量、抵抗、光電池（太陽電池）、発
光素子、受光素子等の半導体素子を形成することが可能
になる。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明のシリコン層を有する基板
とその製造方法、およびその基板を用いた半導体装置と
その製造方法に係わる実施の形態を以下に説明する。
とその製造方法、およびその基板を用いた半導体装置と
その製造方法に係わる実施の形態を以下に説明する。
【００３１】まず、本発明のシリコン層を有する第１の
基板に係わる実施の形態を、図１の概略構成断面図によ
って説明する。
基板に係わる実施の形態を、図１の概略構成断面図によ
って説明する。
【００３２】図１に示すように、第１の基板１１は、ガ
ラス基板１２の表面側には結晶成長のシード１３として
段差が形成されていて、かつその結晶成長のシード１３
を起点にして、シリコンを含む低融点金属溶融液（図示
省略）中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１
４が形成されている。すなわち、上記シリコン層１４
は、シリコンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結
晶成長のシード（段差）１３を利用してグラフォエピタ
キシャル成長させたもので、単結晶シリコンからなる。
以下、本明細書でいう単結晶とは、亜結晶や転位を含む
単結晶も含めていう。このように、ガラス基板１２の表
面側に結晶成長させてなるシリコン層１４が形成されて
いる。
ラス基板１２の表面側には結晶成長のシード１３として
段差が形成されていて、かつその結晶成長のシード１３
を起点にして、シリコンを含む低融点金属溶融液（図示
省略）中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１
４が形成されている。すなわち、上記シリコン層１４
は、シリコンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結
晶成長のシード（段差）１３を利用してグラフォエピタ
キシャル成長させたもので、単結晶シリコンからなる。
以下、本明細書でいう単結晶とは、亜結晶や転位を含む
単結晶も含めていう。このように、ガラス基板１２の表
面側に結晶成長させてなるシリコン層１４が形成されて
いる。
【００３３】一方、ガラス基板１２の裏面側には金属
（主としてナトリウムイオン等のアルカリ金属イオン）
のゲッタリング層１５として、リンシリケートガラス
（以下ＰＳＧという）層が形成されている。このゲッタ
リング層１５は、ホウ素リンシリケートガラス（以下Ｂ
ＰＳＧという）層もしくはホウ素シリケートガラス（以
下ＢＳＧという）層であってもよい。
（主としてナトリウムイオン等のアルカリ金属イオン）
のゲッタリング層１５として、リンシリケートガラス
（以下ＰＳＧという）層が形成されている。このゲッタ
リング層１５は、ホウ素リンシリケートガラス（以下Ｂ
ＰＳＧという）層もしくはホウ素シリケートガラス（以
下ＢＳＧという）層であってもよい。
【００３４】上記第１の基板１１では、ガラス基板１２
の裏面側にゲッタリング層１５が形成されていることか
ら、ガラス基板１２中にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンが含有されていても、そのアルカリ金属イオ
ンはゲッタリング層１５中に取り込まれる。そのため、
ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンがシリコン層
１４との界面近傍に拡散されることが防止される。よっ
て、第１の基板１１にガラス基板１２を用いることが可
能になる。
の裏面側にゲッタリング層１５が形成されていることか
ら、ガラス基板１２中にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンが含有されていても、そのアルカリ金属イオ
ンはゲッタリング層１５中に取り込まれる。そのため、
ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンがシリコン層
１４との界面近傍に拡散されることが防止される。よっ
て、第１の基板１１にガラス基板１２を用いることが可
能になる。
【００３５】また、上記シリコン層１４は、単結晶で形
成されるため、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ2 ／
Ｖｓ程度になり、バルクのシリコン基板と同程度の電子
移動度が得られている。
成されるため、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ2 ／
Ｖｓ程度になり、バルクのシリコン基板と同程度の電子
移動度が得られている。
【００３６】次に、本発明のシリコン層を有する第２の
基板に係わる実施の形態を、図２の概略構成断面図によ
って説明する。図２では、前記図１によって説明した構
成部品と同様のものには同一符号を付与する。
基板に係わる実施の形態を、図２の概略構成断面図によ
って説明する。図２では、前記図１によって説明した構
成部品と同様のものには同一符号を付与する。
【００３７】図２に示すように、第２の基板１７は、ガ
ラス基板１２の表面側には結晶成長のシード１３として
段差が形成されていて、かつその結晶成長のシード１３
を起点にシリコンを含む低融点金属溶融液（図示省略）
中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１４が形
成されている。すなわち、上記シリコン層１４は、シリ
コンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長の
シード（段差）１３を利用してグラフォエピタキシャル
成長させたもので、単結晶シリコンからなる。このよう
に、ガラス基板１２の表面側に結晶成長させてなるシリ
コン層１４が形成されている。さらにシリコン層１４上
にはゲッタリング層１８が形成されている。このゲッタ
リング層１８は、金属（主としてナトリウムイオン等の
アルカリ金属イオン）をゲッタリングする、例えばＰＳ
Ｇで形成されている。またはＢＰＳＧもしくはＢＳＧで
あってもよい。
ラス基板１２の表面側には結晶成長のシード１３として
段差が形成されていて、かつその結晶成長のシード１３
を起点にシリコンを含む低融点金属溶融液（図示省略）
中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１４が形
成されている。すなわち、上記シリコン層１４は、シリ
コンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長の
シード（段差）１３を利用してグラフォエピタキシャル
成長させたもので、単結晶シリコンからなる。このよう
に、ガラス基板１２の表面側に結晶成長させてなるシリ
コン層１４が形成されている。さらにシリコン層１４上
にはゲッタリング層１８が形成されている。このゲッタ
リング層１８は、金属（主としてナトリウムイオン等の
アルカリ金属イオン）をゲッタリングする、例えばＰＳ
Ｇで形成されている。またはＢＰＳＧもしくはＢＳＧで
あってもよい。
【００３８】上記第２の基板１７では、シリコン層１４
の表面側にゲッタリング層１８が形成されていることか
ら、シリコン層１４の表面側より拡散しようとするナト
リウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層
１８に取り込まれる。そのため、ナトリウムイオン等の
アルカリ金属イオンがシリコン層１４の界面近傍に拡散
することが防止される。よって、第２の基板１７にガラ
ス基板１２を用いることが可能になる。
の表面側にゲッタリング層１８が形成されていることか
ら、シリコン層１４の表面側より拡散しようとするナト
リウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層
１８に取り込まれる。そのため、ナトリウムイオン等の
アルカリ金属イオンがシリコン層１４の界面近傍に拡散
することが防止される。よって、第２の基板１７にガラ
ス基板１２を用いることが可能になる。
【００３９】また、上記シリコン層１４は、単結晶で形
成されているため、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ
2 ／Ｖｓ程度になり、バルクのシリコン基板と同程度の
電子移動度となっている。
成されているため、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ
2 ／Ｖｓ程度になり、バルクのシリコン基板と同程度の
電子移動度となっている。
【００４０】次に、本発明のシリコン層を有する第３の
基板に係わる実施の形態を、図３の概略構成断面図によ
って説明する。図３では、前記図１、図２によって説明
した構成部品と同様のものには同一符号を付与する。
基板に係わる実施の形態を、図３の概略構成断面図によ
って説明する。図３では、前記図１、図２によって説明
した構成部品と同様のものには同一符号を付与する。
【００４１】第３の基板１９は、前記説明した第１の基
板１１と前記説明した第２の基板１７とを組み合わせた
構成のものである。すなわち、第３の基板１９は、ガラ
ス基板１２の表面側には結晶成長のシード１３として段
差が形成されていて、かつその結晶成長のシード１３を
起点に、シリコンを含む低融点金属溶融液（図示省略）
中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１４が形
成されている。すなわち、上記シリコン層１４は、シリ
コンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長の
シード１３（段差）を利用してグラフォエピタキシャル
成長させたもので、単結晶シリコンからなる。このよう
に、ガラス基板１２の表面側に結晶成長させてなるシリ
コン層１４が形成されている。
板１１と前記説明した第２の基板１７とを組み合わせた
構成のものである。すなわち、第３の基板１９は、ガラ
ス基板１２の表面側には結晶成長のシード１３として段
差が形成されていて、かつその結晶成長のシード１３を
起点に、シリコンを含む低融点金属溶融液（図示省略）
中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１４が形
成されている。すなわち、上記シリコン層１４は、シリ
コンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長の
シード１３（段差）を利用してグラフォエピタキシャル
成長させたもので、単結晶シリコンからなる。このよう
に、ガラス基板１２の表面側に結晶成長させてなるシリ
コン層１４が形成されている。
【００４２】さらにシリコン層１４上にはゲッタリング
層１８が形成されている。このゲッタリング層１８は、
金属（主としてナトリウムイオン等のアルカリ金属イオ
ン）をゲッタリングするもので、例えばＰＳＧで形成さ
れている。またはＢＰＳＧもしくはＢＳＧであってもよ
い。
層１８が形成されている。このゲッタリング層１８は、
金属（主としてナトリウムイオン等のアルカリ金属イオ
ン）をゲッタリングするもので、例えばＰＳＧで形成さ
れている。またはＢＰＳＧもしくはＢＳＧであってもよ
い。
【００４３】一方、ガラス基板１２の裏面側にはゲッタ
リング層１５が形成されている。このゲッタリング層１
５は、金属（主としてナトリウムイオン等のアルカリ金
属イオン）をゲッタリングするもので、例えばＰＳＧで
形成されている。またはＢＰＳＧもしくはＢＳＧであっ
てもよい。
リング層１５が形成されている。このゲッタリング層１
５は、金属（主としてナトリウムイオン等のアルカリ金
属イオン）をゲッタリングするもので、例えばＰＳＧで
形成されている。またはＢＰＳＧもしくはＢＳＧであっ
てもよい。
【００４４】上記第３の基板１９では、ガラス基板１２
の裏面側にゲッタリング層１５が形成されていることか
ら、ガラス基板１２中にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンが含有されていても、そのアルカリ金属イオ
ンはゲッタリング層１５中に取り込まれる。また、シリ
コン層１４の表面側にゲッタリング層１８が形成されて
いることから、シリコン層１４の表面側より拡散しよう
とするナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッ
タリング層１８に取り込まれる。そのため、ナトリウム
イオン等のアルカリ金属イオンがシリコン層１４の界面
近傍に拡散することが防止される。よって、第３の基板
１９にガラス基板１２を用いることが可能になる。
の裏面側にゲッタリング層１５が形成されていることか
ら、ガラス基板１２中にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンが含有されていても、そのアルカリ金属イオ
ンはゲッタリング層１５中に取り込まれる。また、シリ
コン層１４の表面側にゲッタリング層１８が形成されて
いることから、シリコン層１４の表面側より拡散しよう
とするナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッ
タリング層１８に取り込まれる。そのため、ナトリウム
イオン等のアルカリ金属イオンがシリコン層１４の界面
近傍に拡散することが防止される。よって、第３の基板
１９にガラス基板１２を用いることが可能になる。
【００４５】また、上記シリコン層１４は、単結晶で形
成されるため、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ2 ／
Ｖｓ程度になり、バルクのシリコン基板と同程度の電子
移動度が得られている。
成されるため、その電子移動度は例えば５４０ｃｍ2 ／
Ｖｓ程度になり、バルクのシリコン基板と同程度の電子
移動度が得られている。
【００４６】上記第１，第２，第３の基板１１，１７，
１９では、結晶成長のシード１３として段差を用いた
が、ガラス基板１２上にシリコンとの格子整合性が得ら
れるような層（図示省略）として、例えばサファイア
層、スピネル層もしくはフッ化カルシウム層を形成し
て、それを結晶成長のシード１３とすることも可能であ
る。この場合のシリコン層１４は、シリコンとの格子整
合性が得られるような層を起点にシリコンを含む低融点
金属溶融液（図示省略）中のシリコンを結晶成長（下地
の結晶方位を受け継いで結晶成長させる通常のエピタキ
シャル成長）させて形成される。
１９では、結晶成長のシード１３として段差を用いた
が、ガラス基板１２上にシリコンとの格子整合性が得ら
れるような層（図示省略）として、例えばサファイア
層、スピネル層もしくはフッ化カルシウム層を形成し
て、それを結晶成長のシード１３とすることも可能であ
る。この場合のシリコン層１４は、シリコンとの格子整
合性が得られるような層を起点にシリコンを含む低融点
金属溶融液（図示省略）中のシリコンを結晶成長（下地
の結晶方位を受け継いで結晶成長させる通常のエピタキ
シャル成長）させて形成される。
【００４７】なお、上記各実施の形態で説明したシリコ
ンを含む低融点金属溶融液の低融点金属には、インジウ
ム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン
およびアルミニウムのうちの１種もしくは複数種を用い
ることができ、好ましくは、スズ、鉛もしくはスズと鉛
の合金を用いる。
ンを含む低融点金属溶融液の低融点金属には、インジウ
ム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモン
およびアルミニウムのうちの１種もしくは複数種を用い
ることができ、好ましくは、スズ、鉛もしくはスズと鉛
の合金を用いる。
【００４８】次に、本発明のシリコン層を有する基板の
第１の製造方法に係わる実施の形態を、図４の製造工程
図によって説明する。図４では、前記図１〜図３によっ
て説明したのと同様の構成部品には同一符号を付与す
る。
第１の製造方法に係わる実施の形態を、図４の製造工程
図によって説明する。図４では、前記図１〜図３によっ
て説明したのと同様の構成部品には同一符号を付与す
る。
【００４９】シリコン層を有する第１の基板の製造方法
は、図４の（１）に示すように、ガラス基板１２には、
その裏面側に金属、特にはナトリウムイオン等のアルカ
リ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１５が
形成されているものを用意する。このゲッタリング層１
５は、例えばＰＳＧ膜で形成されている。もしくは、Ｂ
ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜で形成することも可能である。上記
ゲッタリング層１５の形成方法としては、低温成膜技術
を用いる。例えばプロセス温度（基板温度）が５００℃
〜６５０℃程度の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度を４
００℃以下に設定したプラズマＣＶＤ法、スパッタリン
グ等を用いる。
は、図４の（１）に示すように、ガラス基板１２には、
その裏面側に金属、特にはナトリウムイオン等のアルカ
リ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１５が
形成されているものを用意する。このゲッタリング層１
５は、例えばＰＳＧ膜で形成されている。もしくは、Ｂ
ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜で形成することも可能である。上記
ゲッタリング層１５の形成方法としては、低温成膜技術
を用いる。例えばプロセス温度（基板温度）が５００℃
〜６５０℃程度の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度を４
００℃以下に設定したプラズマＣＶＤ法、スパッタリン
グ等を用いる。
【００５０】そして、通常のレジスト塗布技術によって
レジスト膜の形成、リソグラフィー技術によってレジス
ト膜でエッチングマスク（図示省略）を形成した後、エ
ッチングによって上記ガラス基板１２の表面側に結晶成
長のシード１３となる段差を形成する。その後、エッチ
ングマスクとして用いたレジスト膜を除去する。
レジスト膜の形成、リソグラフィー技術によってレジス
ト膜でエッチングマスク（図示省略）を形成した後、エ
ッチングによって上記ガラス基板１２の表面側に結晶成
長のシード１３となる段差を形成する。その後、エッチ
ングマスクとして用いたレジスト膜を除去する。
【００５１】次いで図４の（２）に示すように、結晶成
長のシード１３を起点にしてシリコン含有低融点金属溶
融液（図示省略）中のシリコンを結晶成長させてガラス
基板１２の表面側にシリコン層１４を形成する。このよ
うにして、シリコン層１４を有する第１の基板１１が形
成される。
長のシード１３を起点にしてシリコン含有低融点金属溶
融液（図示省略）中のシリコンを結晶成長させてガラス
基板１２の表面側にシリコン層１４を形成する。このよ
うにして、シリコン層１４を有する第１の基板１１が形
成される。
【００５２】なお、上記ゲッタリング層１５は、結晶成
長のシード１３を形成した後、もしくはシリコン層１４
を形成した後に形成してもよい。
長のシード１３を形成した後、もしくはシリコン層１４
を形成した後に形成してもよい。
【００５３】上記結晶成長の方法としては、後に詳述す
るが以下のような方法がある。
るが以下のような方法がある。
【００５４】結晶成長法：結晶成長のシードを形成し
たガラス基板の表面側に非晶質シリコンもしくは多結晶
シリコンからなるシリコン薄膜を形成した後、少なくと
もそのシリコン薄膜と低融点金属溶融液とを接触させて
加熱保持し、低融点金属溶融液中にシリコン薄膜を溶解
させてシリコン含有低融点金属溶融液を生成する。そし
て冷却処理を行って、結晶成長のシードを起点にして、
シリコン含有低融点金属溶融液中のシリコンをガラス基
板の表面側に結晶成長させ、シリコン層を形成する。
たガラス基板の表面側に非晶質シリコンもしくは多結晶
シリコンからなるシリコン薄膜を形成した後、少なくと
もそのシリコン薄膜と低融点金属溶融液とを接触させて
加熱保持し、低融点金属溶融液中にシリコン薄膜を溶解
させてシリコン含有低融点金属溶融液を生成する。そし
て冷却処理を行って、結晶成長のシードを起点にして、
シリコン含有低融点金属溶融液中のシリコンをガラス基
板の表面側に結晶成長させ、シリコン層を形成する。
【００５５】結晶成長法：ガラス基板の表面側に結晶
成長のシードを形成したガラス基板を用意し、少なくと
もそのガラス基板の表面側とシリコン含有低融点金属溶
融液とを接触させ、その後冷却処理を行って、結晶成長
のシードを起点にして、シリコン含有低融点金属溶融液
中のシリコンをガラス基板の表面側に結晶成長させ、シ
リコン層を形成する。
成長のシードを形成したガラス基板を用意し、少なくと
もそのガラス基板の表面側とシリコン含有低融点金属溶
融液とを接触させ、その後冷却処理を行って、結晶成長
のシードを起点にして、シリコン含有低融点金属溶融液
中のシリコンをガラス基板の表面側に結晶成長させ、シ
リコン層を形成する。
【００５６】結晶成長法：結晶成長のシードを形成し
たガラス基板の表面側に非晶質シリコンもしくは多結晶
シリコンからなるシリコン薄膜と低融点金属層とを形成
した後、加熱処理により低融点金属を溶解するとともに
その溶融液中にシリコン薄膜を溶解してシリコン含有低
融点金属溶融液を生成する。そして冷却処理を行って、
結晶成長のシードを起点にして、シリコン含有低融点金
属溶融液中のシリコンをガラス基板の表面側に結晶成長
させ、シリコン層を形成する。
たガラス基板の表面側に非晶質シリコンもしくは多結晶
シリコンからなるシリコン薄膜と低融点金属層とを形成
した後、加熱処理により低融点金属を溶解するとともに
その溶融液中にシリコン薄膜を溶解してシリコン含有低
融点金属溶融液を生成する。そして冷却処理を行って、
結晶成長のシードを起点にして、シリコン含有低融点金
属溶融液中のシリコンをガラス基板の表面側に結晶成長
させ、シリコン層を形成する。
【００５７】結晶成長法：結晶成長のシードを形成し
たガラス基板の表面側にシリコン含有低融点金属層を形
成した後、加熱処理によりシリコン含有低融点金属溶融
液を生成する。そして冷却処理を行って、結晶成長のシ
ードを起点にして、シリコン含有低融点金属溶融液中の
シリコンをガラス基板の表面側に結晶成長させ、シリコ
ン層を形成する。
たガラス基板の表面側にシリコン含有低融点金属層を形
成した後、加熱処理によりシリコン含有低融点金属溶融
液を生成する。そして冷却処理を行って、結晶成長のシ
ードを起点にして、シリコン含有低融点金属溶融液中の
シリコンをガラス基板の表面側に結晶成長させ、シリコ
ン層を形成する。
【００５８】上記第１の基板の製造方法では、ガラス基
板１２にはその裏面側にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１５が形
成されていることから、ガラス基板１２中にナトリウム
イオン等のアルカリ金属イオンが含有されていても、そ
のアルカリ金属イオンはゲッタリング層１５に取り込ま
れる。そのため、ガラス基板１２上に形成されるシリコ
ン層１４との界面近傍にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンの拡散が防止される。よって、半導体素子が
形成されるシリコン層１４を有する基板をガラス基板１
２を用いて形成することが可能になる。
板１２にはその裏面側にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１５が形
成されていることから、ガラス基板１２中にナトリウム
イオン等のアルカリ金属イオンが含有されていても、そ
のアルカリ金属イオンはゲッタリング層１５に取り込ま
れる。そのため、ガラス基板１２上に形成されるシリコ
ン層１４との界面近傍にナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンの拡散が防止される。よって、半導体素子が
形成されるシリコン層１４を有する基板をガラス基板１
２を用いて形成することが可能になる。
【００５９】また、上記ガラス基板１２には、低融点ガ
ラス基板を用いることが可能になる。この低融点ガラス
基板には、例えば最高使用温度（ほとんど歪点と同じ温
度なので、以下歪点と記す）が６６５℃のアルミノケイ
酸ガラス（例えばコーニング社のガラスコード番号１７
２３）、歪点が５１０℃のホウケイ酸ガラス（例えばコ
ーニング社のガラスコード番号７７４０）等がある。
ラス基板を用いることが可能になる。この低融点ガラス
基板には、例えば最高使用温度（ほとんど歪点と同じ温
度なので、以下歪点と記す）が６６５℃のアルミノケイ
酸ガラス（例えばコーニング社のガラスコード番号１７
２３）、歪点が５１０℃のホウケイ酸ガラス（例えばコ
ーニング社のガラスコード番号７７４０）等がある。
【００６０】本発明のシリコン層を有する基板の第２の
製造方法に係わる実施の形態を、図５の製造工程図によ
って説明する。図５では、前記図１〜図３によって説明
したのと同様の構成部品には同一符号を付与する。
製造方法に係わる実施の形態を、図５の製造工程図によ
って説明する。図５では、前記図１〜図３によって説明
したのと同様の構成部品には同一符号を付与する。
【００６１】シリコン層を有する第２の基板の製造方法
は、図５の（１）に示すように、ガラス基板１２の表面
側に、通常のレジスト塗布によりレジスト膜を形成した
後、リソグラフィー技術によりレジスト膜でエッチング
マスク（図示省略）を形成する。そして、エッチングに
より上記ガラス基板１２の表面側に結晶成長のシード１
３となる段差を形成する。その後、エッチングマスクと
して用いたレジスト膜を除去する。
は、図５の（１）に示すように、ガラス基板１２の表面
側に、通常のレジスト塗布によりレジスト膜を形成した
後、リソグラフィー技術によりレジスト膜でエッチング
マスク（図示省略）を形成する。そして、エッチングに
より上記ガラス基板１２の表面側に結晶成長のシード１
３となる段差を形成する。その後、エッチングマスクと
して用いたレジスト膜を除去する。
【００６２】次いで図５の（２）に示すように、結晶成
長のシード１３を起点にしてシリコン含有低融点金属溶
融液（図示省略）中のシリコンを結晶成長させてガラス
基板１２の表面側にシリコン層１４を形成する。
長のシード１３を起点にしてシリコン含有低融点金属溶
融液（図示省略）中のシリコンを結晶成長させてガラス
基板１２の表面側にシリコン層１４を形成する。
【００６３】さらに図５の（３）に示すように、上記シ
リコン層１４の表面側に析出した金属（図示省略）を除
去した後、上記シリコン層１４の表面に金属、特にはナ
トリウムイオン等のアルカリ金属イオンをゲッタリング
するゲッタリング層１８を形成する。このゲッタリング
層１８は、ＰＳＧ膜で形成されている。もしくは、ＢＰ
ＳＧ膜、ＢＳＧ膜で形成することも可能である。上記ゲ
ッタリング層１８の形成方法としては、低温成膜技術を
用いる。例えばプロセス温度（基板温度）が５００℃〜
６５０℃程度の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度を４０
０℃以下に設定したプラズマＣＶＤ法、スパッタリング
等を用いる。このようにして、シリコン層を有する第２
の基板１７が形成される。
リコン層１４の表面側に析出した金属（図示省略）を除
去した後、上記シリコン層１４の表面に金属、特にはナ
トリウムイオン等のアルカリ金属イオンをゲッタリング
するゲッタリング層１８を形成する。このゲッタリング
層１８は、ＰＳＧ膜で形成されている。もしくは、ＢＰ
ＳＧ膜、ＢＳＧ膜で形成することも可能である。上記ゲ
ッタリング層１８の形成方法としては、低温成膜技術を
用いる。例えばプロセス温度（基板温度）が５００℃〜
６５０℃程度の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度を４０
０℃以下に設定したプラズマＣＶＤ法、スパッタリング
等を用いる。このようにして、シリコン層を有する第２
の基板１７が形成される。
【００６４】なお、上記ゲッタリング層１５は、結晶成
長のシード１３を形成した後、シリコン層１４を形成し
た後、もしくはゲッタリング層１８を形成した後に形成
してもよい。
長のシード１３を形成した後、シリコン層１４を形成し
た後、もしくはゲッタリング層１８を形成した後に形成
してもよい。
【００６５】上記シリコン単結晶の結晶成長の方法とし
ては、前述した結晶成長法〜のような方法のいずれ
かを用いる。
ては、前述した結晶成長法〜のような方法のいずれ
かを用いる。
【００６６】上記第２の基板の製造方法では、シリコン
層１４の表面にゲッタリング層１８を形成することか
ら、シリコン層１４の表面側より拡散しようとするナト
リウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層
１８に取り込まれるため、シリコン層１４の界面近傍に
ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンの拡散が防止
される。よって、半導体素子が形成されるシリコン層１
４を有する基板をガラス基板１２を用いて形成すること
が可能になる。
層１４の表面にゲッタリング層１８を形成することか
ら、シリコン層１４の表面側より拡散しようとするナト
リウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層
１８に取り込まれるため、シリコン層１４の界面近傍に
ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンの拡散が防止
される。よって、半導体素子が形成されるシリコン層１
４を有する基板をガラス基板１２を用いて形成すること
が可能になる。
【００６７】次に、第３の基板の製造方法を図を用いな
いで以下に説明する。なお、第３の基板の構成部品のう
ち、前記第１，第２の基板の構成部品と同様のものには
同一符号を付与して説明する。
いで以下に説明する。なお、第３の基板の構成部品のう
ち、前記第１，第２の基板の構成部品と同様のものには
同一符号を付与して説明する。
【００６８】前記第１の基板の製造方法により第１の基
板１１を形成した後、前記第２の基板の製造方法によ
り、そのガラス基板１２の表面側に形成されたシリコン
層１４の表面にゲッタリング層１８を形成する。この場
合のガラス基板１２の裏面側に形成するゲッタリング層
１５は、ＰＳＧ、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧで形成する。
またシリコン層１４の表面側に形成するゲッタリング層
１８も、ＰＳＧ、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧで形成する。
板１１を形成した後、前記第２の基板の製造方法によ
り、そのガラス基板１２の表面側に形成されたシリコン
層１４の表面にゲッタリング層１８を形成する。この場
合のガラス基板１２の裏面側に形成するゲッタリング層
１５は、ＰＳＧ、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧで形成する。
またシリコン層１４の表面側に形成するゲッタリング層
１８も、ＰＳＧ、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧで形成する。
【００６９】上記のように、ガラス基板１２に裏面側に
ゲッタリング層１５を形成し、シリコン層１４の表面側
にゲッタリング層１８を形成した第３の基板では、前記
第１の基板１１と前記第２の基板１７との両方の作用効
果が得られる。
ゲッタリング層１５を形成し、シリコン層１４の表面側
にゲッタリング層１８を形成した第３の基板では、前記
第１の基板１１と前記第２の基板１７との両方の作用効
果が得られる。
【００７０】ここで、前記シリコン層１４を構成するシ
リコン単結晶の成長方法の具体的な一例を、以下に説明
する。
リコン単結晶の成長方法の具体的な一例を、以下に説明
する。
【００７１】前記結晶成長法を、図６の製造工程図に
よって以下に説明する。結晶成長法は、図６の（１）
に示すように、ガラス基板１２の表面側に、反応性イオ
ンエッチングなどの異方性ドライエッチングにより段差
を形成して結晶成長のシード１３を設ける。または、図
示はしないが、低温成膜技術として、減圧ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法もしくはスパッタリングによって、絶縁
基体の表面側に結晶成長のシードなるものでシリコンと
の格子整合性を有するような物質、例えばサファイアか
らなるシード層を形成する。このシード層には、スピネ
ル、フッ化カルシウム等を用いることも可能である。
よって以下に説明する。結晶成長法は、図６の（１）
に示すように、ガラス基板１２の表面側に、反応性イオ
ンエッチングなどの異方性ドライエッチングにより段差
を形成して結晶成長のシード１３を設ける。または、図
示はしないが、低温成膜技術として、減圧ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法もしくはスパッタリングによって、絶縁
基体の表面側に結晶成長のシードなるものでシリコンと
の格子整合性を有するような物質、例えばサファイアか
らなるシード層を形成する。このシード層には、スピネ
ル、フッ化カルシウム等を用いることも可能である。
【００７２】以下、上記ガラス基板１２に低融点ガラス
基板を用い、段差を結晶成長のシード１３とした場合を
説明する。なお、この低融点ガラス基板には、例えば最
高使用温度（ほとんど歪点と同じなので、以下歪点で記
す）が６６５℃のアルミノケイ酸ガラス（例えばコーニ
ング社のガラスコード番号１７２３）、歪点が５１０℃
のホウケイ酸ガラス（例えばコーニング社のガラスコー
ド番号７７４０）等がある。
基板を用い、段差を結晶成長のシード１３とした場合を
説明する。なお、この低融点ガラス基板には、例えば最
高使用温度（ほとんど歪点と同じなので、以下歪点で記
す）が６６５℃のアルミノケイ酸ガラス（例えばコーニ
ング社のガラスコード番号１７２３）、歪点が５１０℃
のホウケイ酸ガラス（例えばコーニング社のガラスコー
ド番号７７４０）等がある。
【００７３】次いで図６の（２）に示すように、低温成
膜技術によって、ガラス基板１２の表面側に、非晶質シ
リコンもしくは多結晶シリコンからなるシリコン薄膜２
１を例えば５ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２０ｎｍ〜５
μｍ）の範囲で所定の膜厚に形成する。上記低温成膜技
術としては、例えばプロセス温度（基板温度）が例えば
５００℃〜６５０℃の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度
を４００℃以下に設定したスパッタリング、プラズマＣ
ＶＤ法等を用いる。
膜技術によって、ガラス基板１２の表面側に、非晶質シ
リコンもしくは多結晶シリコンからなるシリコン薄膜２
１を例えば５ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２０ｎｍ〜５
μｍ）の範囲で所定の膜厚に形成する。上記低温成膜技
術としては、例えばプロセス温度（基板温度）が例えば
５００℃〜６５０℃の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度
を４００℃以下に設定したスパッタリング、プラズマＣ
ＶＤ法等を用いる。
【００７４】その後、図６の（３）に示すように、槽内
に貯えれた低融点金属溶融液２２中にガラス基板１２を
浸漬して、少なくとも上記シリコン薄膜２１と低融点金
属溶融液２２とを接触させ、このシリコン薄膜２１を低
融点金属溶融液２２中に溶解させてシリコン含有低融点
金属溶融液を生成する。その際、低融点金属溶融液２２
はガラス基板１２の最高使用温度（ほぼガラスの歪点）
以下の温度に保持しておく。なお、低融点金属溶融液２
２が溶融状態を保つ温度は、シリコンが含まれる割合に
より異なる。また低融点金属溶融液２２上の雰囲気は、
水素雰囲気、水素と不活性なガス（希ガス）との混合雰
囲気もしくは不活性なガス（希ガス）雰囲気とする。ま
たは還元性雰囲気であってもよい。
に貯えれた低融点金属溶融液２２中にガラス基板１２を
浸漬して、少なくとも上記シリコン薄膜２１と低融点金
属溶融液２２とを接触させ、このシリコン薄膜２１を低
融点金属溶融液２２中に溶解させてシリコン含有低融点
金属溶融液を生成する。その際、低融点金属溶融液２２
はガラス基板１２の最高使用温度（ほぼガラスの歪点）
以下の温度に保持しておく。なお、低融点金属溶融液２
２が溶融状態を保つ温度は、シリコンが含まれる割合に
より異なる。また低融点金属溶融液２２上の雰囲気は、
水素雰囲気、水素と不活性なガス（希ガス）との混合雰
囲気もしくは不活性なガス（希ガス）雰囲気とする。ま
たは還元性雰囲気であってもよい。
【００７５】例えば、低融点金属溶融液２２にスズ溶融
液もしくはスズ鉛合金溶融液からなるスズ系金属溶融液
を用いた場合には、そのスズ系金属溶融液中に溶解する
シリコン量にもよるが、４００℃〜１２００℃のスズ系
金属溶融液を用いることができる。例えば溶解するシリ
コンの比率を０．０００５ｗｔ％〜０．０３ｗｔ％とし
てスズ系金属溶融液の温度を４００℃〜６５０℃とした
場合には、ガラス基板１２には歪点がおよそ６６５℃の
アルミケイ酸ガラスを用いることができ、さらにスズ系
金属溶融液の温度がその他のプロセス温度とともに５０
０℃以下の場合には歪点がおよそ５１０℃のホウケイ酸
ガラスを用いることができる。
液もしくはスズ鉛合金溶融液からなるスズ系金属溶融液
を用いた場合には、そのスズ系金属溶融液中に溶解する
シリコン量にもよるが、４００℃〜１２００℃のスズ系
金属溶融液を用いることができる。例えば溶解するシリ
コンの比率を０．０００５ｗｔ％〜０．０３ｗｔ％とし
てスズ系金属溶融液の温度を４００℃〜６５０℃とした
場合には、ガラス基板１２には歪点がおよそ６６５℃の
アルミケイ酸ガラスを用いることができ、さらにスズ系
金属溶融液の温度がその他のプロセス温度とともに５０
０℃以下の場合には歪点がおよそ５１０℃のホウケイ酸
ガラスを用いることができる。
【００７６】そして所定時間、例えば３０秒〜６０分、
好ましくは１０分〜３０分間、上記低融点金属溶融液２
２中に上記ガラス基板１２を浸漬させて、上記シリコン
薄膜２１を低融点金属溶融液２２中に溶解させた後、低
融点金属溶融液２２中よりガラス基板１２を引き上げる
ことによりガラス基板１２を徐冷（冷却処理）する、も
しくは低融点金属溶融液２２中にガラス基板１２を浸漬
させた状態で冷却処理を行う。
好ましくは１０分〜３０分間、上記低融点金属溶融液２
２中に上記ガラス基板１２を浸漬させて、上記シリコン
薄膜２１を低融点金属溶融液２２中に溶解させた後、低
融点金属溶融液２２中よりガラス基板１２を引き上げる
ことによりガラス基板１２を徐冷（冷却処理）する、も
しくは低融点金属溶融液２２中にガラス基板１２を浸漬
させた状態で冷却処理を行う。
【００７７】上記シリコンの結晶成長速度は０．１μｍ
／分〜０．３μｍ／分であり、冷却速度は０．１℃／分
〜０．３℃／分であることから、例えば成長させる結晶
層の厚さが３５ｎｍであれば、成長所要時間は２０秒〜
６秒と短い。そのため、冷却操作は引き上げ操作とな
る。なお、成長所要時間は、例えば低融点金属溶融液１
５中のシリコンの含有量を調整することにより最適化で
きる。
／分〜０．３μｍ／分であり、冷却速度は０．１℃／分
〜０．３℃／分であることから、例えば成長させる結晶
層の厚さが３５ｎｍであれば、成長所要時間は２０秒〜
６秒と短い。そのため、冷却操作は引き上げ操作とな
る。なお、成長所要時間は、例えば低融点金属溶融液１
５中のシリコンの含有量を調整することにより最適化で
きる。
【００７８】一方、例えば成長させる結晶層の厚さが５
μｍであれば、成長所要時間は５０分〜１７分と長い。
そのため、冷却操作は浸漬した状態での冷却となり、そ
の冷却時間には５０分〜１７分が必要となる。なお、冷
却時間は、例えば低融点金属溶融液１５中のシリコンの
含有量を調整することにより最適化できる。
μｍであれば、成長所要時間は５０分〜１７分と長い。
そのため、冷却操作は浸漬した状態での冷却となり、そ
の冷却時間には５０分〜１７分が必要となる。なお、冷
却時間は、例えば低融点金属溶融液１５中のシリコンの
含有量を調整することにより最適化できる。
【００７９】このようにして、図６の（４）に示すよう
に、結晶成長のシード１３を起点に低融点金属溶融液２
２〔前記図６の（３）参照〕中に溶解したシリコンが結
晶成長（グラフォエピタキシャル成長）し、ガラス基板
１２の表面側に単結晶シリコンのシリコン層１４を形成
する。このシリコン層１４は、結晶成長のシード１３と
なる段差の底部と側壁とがほぼ直角に形成されているた
め、（１００）面のシリコン単結晶からなり、このシリ
コン単結晶は亜粒界や転位を含む場合もある。なお、シ
リコン層１４の厚さは、例えばシリコン薄膜２１の厚さ
によりほぼ決定されるため、シリコン薄膜２１の厚さを
制御することによって、シリコン層１４の厚さを制御す
ることも可能である。また、上記結晶成長の結果、上記
シリコン層１４上には低融点金属（図示省略）を析出す
る。
に、結晶成長のシード１３を起点に低融点金属溶融液２
２〔前記図６の（３）参照〕中に溶解したシリコンが結
晶成長（グラフォエピタキシャル成長）し、ガラス基板
１２の表面側に単結晶シリコンのシリコン層１４を形成
する。このシリコン層１４は、結晶成長のシード１３と
なる段差の底部と側壁とがほぼ直角に形成されているた
め、（１００）面のシリコン単結晶からなり、このシリ
コン単結晶は亜粒界や転位を含む場合もある。なお、シ
リコン層１４の厚さは、例えばシリコン薄膜２１の厚さ
によりほぼ決定されるため、シリコン薄膜２１の厚さを
制御することによって、シリコン層１４の厚さを制御す
ることも可能である。また、上記結晶成長の結果、上記
シリコン層１４上には低融点金属（図示省略）を析出す
る。
【００８０】上記図示したように、結晶成長のシード１
３が段差のみで形成されている場合には、その段差を起
点として単結晶シリコンが析出されて成長し、シリコン
層１４がいわゆる島状に形成される。またシリコン薄膜
２１の膜厚を厚くし段差の間隔を短くしてガラス基板１
２の引き上げ速度を調整することにより、ガラス基板１
２の表面側全体にわたってシリコン層１４を形成するこ
とも可能である。
３が段差のみで形成されている場合には、その段差を起
点として単結晶シリコンが析出されて成長し、シリコン
層１４がいわゆる島状に形成される。またシリコン薄膜
２１の膜厚を厚くし段差の間隔を短くしてガラス基板１
２の引き上げ速度を調整することにより、ガラス基板１
２の表面側全体にわたってシリコン層１４を形成するこ
とも可能である。
【００８１】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
４上の低融点金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１２上に結晶成長のシード１３を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１４が形成さ
れた、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulatorの略であ
り、以下ＳＯＩという）基板となる。
４上の低融点金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１２上に結晶成長のシード１３を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１４が形成さ
れた、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulatorの略であ
り、以下ＳＯＩという）基板となる。
【００８２】次に、前記結晶成長法を、図７の製造工
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図７の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法と同様のガラス基板１２を用
い、そのガラス基板１２の表面側に、段差またはシリコ
ンとの格子整合性を有するような物質（例えばサファイ
ア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）からなるシー
ド層を形成して、結晶成長のシード１３を構成する。以
下、上記ガラス基板１２に低融点ガラス基板を用い、段
差を結晶成長のシード１３とした場合を説明する。
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図７の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法と同様のガラス基板１２を用
い、そのガラス基板１２の表面側に、段差またはシリコ
ンとの格子整合性を有するような物質（例えばサファイ
ア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）からなるシー
ド層を形成して、結晶成長のシード１３を構成する。以
下、上記ガラス基板１２に低融点ガラス基板を用い、段
差を結晶成長のシード１３とした場合を説明する。
【００８３】その後図７の（２）に示すように、上記ガ
ラス基板１２の表面側をシリコン含有低融点金属溶融液
２３中に浸漬することにより、少なくとも上記ガラス基
板１２の表面側とシリコン含有低融点金属溶融液とを接
触させる。このとき、ガラス基板１２の全体を浸漬して
も差し支えはない。このシリコン含有低融点金属溶融液
２３の温度は低融点ガラスの歪点未満の温度とする。上
記シリコン含有低融点金属溶融液２３には、一例とし
て、シリコンを含むスズ溶融液もしくはシリコンを含む
スズ鉛合金溶融液からなるシリコン含有スズ系金属溶融
液を用いることができる。ここでは、シリコン含有スズ
溶融液を用いた。例えばシリコン含有スズ溶融液は、シ
リコンの含有量が０．０００５ｗ％〜０．０３ｗ％とす
れば４００℃〜６５０℃程度で溶融液状態にある。その
ため、ガラス基板１２に加えられる温度は４００℃〜６
５０℃程度となる。なお、ガラス基板１２の表面側のみ
をシリコン含有低融点金属溶融液２３に浸漬してもよ
い。
ラス基板１２の表面側をシリコン含有低融点金属溶融液
２３中に浸漬することにより、少なくとも上記ガラス基
板１２の表面側とシリコン含有低融点金属溶融液とを接
触させる。このとき、ガラス基板１２の全体を浸漬して
も差し支えはない。このシリコン含有低融点金属溶融液
２３の温度は低融点ガラスの歪点未満の温度とする。上
記シリコン含有低融点金属溶融液２３には、一例とし
て、シリコンを含むスズ溶融液もしくはシリコンを含む
スズ鉛合金溶融液からなるシリコン含有スズ系金属溶融
液を用いることができる。ここでは、シリコン含有スズ
溶融液を用いた。例えばシリコン含有スズ溶融液は、シ
リコンの含有量が０．０００５ｗ％〜０．０３ｗ％とす
れば４００℃〜６５０℃程度で溶融液状態にある。その
ため、ガラス基板１２に加えられる温度は４００℃〜６
５０℃程度となる。なお、ガラス基板１２の表面側のみ
をシリコン含有低融点金属溶融液２３に浸漬してもよ
い。
【００８４】上記シリコン含有スズ溶融液のシリコンの
含有量は、０．０００５ｗｔ％〜０．０３ｗｔ％、好ま
しくは０．００３５ｗｔ％〜０．０１４ｗｔ％とする。
シリコンの含有量が０．０００５ｗｔ％未満の場合に
は、シリコン単結晶の析出量が少なく、量産性が得られ
ない。またシリコンの含有量が０．０３ｗｔ％より多い
場合には、シリコン含有スズ系金属溶融液の温度を高く
しなければならなくなり、低融点ガラス基板を用いるこ
とが困難になる。しかしながら、ガラス基板１２に石英
基板（一例として、歪点は９９０℃）、高耐熱性ガラス
基板を用いる場合には、各材料の最高使用温度（または
歪点）に対応してシリコン含有スズ系金属溶融液の融点
が１２００℃程度になるまでシリコンの含有量を増やす
ことも可能である。
含有量は、０．０００５ｗｔ％〜０．０３ｗｔ％、好ま
しくは０．００３５ｗｔ％〜０．０１４ｗｔ％とする。
シリコンの含有量が０．０００５ｗｔ％未満の場合に
は、シリコン単結晶の析出量が少なく、量産性が得られ
ない。またシリコンの含有量が０．０３ｗｔ％より多い
場合には、シリコン含有スズ系金属溶融液の温度を高く
しなければならなくなり、低融点ガラス基板を用いるこ
とが困難になる。しかしながら、ガラス基板１２に石英
基板（一例として、歪点は９９０℃）、高耐熱性ガラス
基板を用いる場合には、各材料の最高使用温度（または
歪点）に対応してシリコン含有スズ系金属溶融液の融点
が１２００℃程度になるまでシリコンの含有量を増やす
ことも可能である。
【００８５】また上記シリコン含有スズ系金属溶融液に
シリコンを含むスズ鉛合金溶融液を用いる場合には、例
えばスズ１５％＋鉛８５％のスズ鉛合金にシリコンを
０．０５ｗｔ％〜０．１４ｗｔ含む溶融液を用いる。た
だし上記スズと鉛の比率は一例であって、上記値に限定
されることはなく、適宜選択することができる。
シリコンを含むスズ鉛合金溶融液を用いる場合には、例
えばスズ１５％＋鉛８５％のスズ鉛合金にシリコンを
０．０５ｗｔ％〜０．１４ｗｔ含む溶融液を用いる。た
だし上記スズと鉛の比率は一例であって、上記値に限定
されることはなく、適宜選択することができる。
【００８６】そして一定時間、例えば１０秒〜３０分、
好ましくは５分〜１０分、浸漬保持する。その後、上記
シリコン含有低融点金属溶融液２３中よりガラス基板１
２を引き上げることで、もしくはシリコン含有低融点金
属溶融液２３中にガラス基板１２を浸漬した状態で冷却
処理することにより、図７の（３）に示すように、結晶
成長のシード１３を起点にしてシリコン含有低融点金属
溶融液２３〔図７の（２）参照〕中よりシリコンを結晶
成長（グラフォエピタキシャル成長）させて、ガラス基
板１２の表面側に単結晶シリコンのシリコン層１４を形
成する。このシリコン層１４は、段差底部と段差側壁と
がほぼ直角に形成されているため、（１００）面のシリ
コン単結晶が得られる。
好ましくは５分〜１０分、浸漬保持する。その後、上記
シリコン含有低融点金属溶融液２３中よりガラス基板１
２を引き上げることで、もしくはシリコン含有低融点金
属溶融液２３中にガラス基板１２を浸漬した状態で冷却
処理することにより、図７の（３）に示すように、結晶
成長のシード１３を起点にしてシリコン含有低融点金属
溶融液２３〔図７の（２）参照〕中よりシリコンを結晶
成長（グラフォエピタキシャル成長）させて、ガラス基
板１２の表面側に単結晶シリコンのシリコン層１４を形
成する。このシリコン層１４は、段差底部と段差側壁と
がほぼ直角に形成されているため、（１００）面のシリ
コン単結晶が得られる。
【００８７】上記シリコンの結晶成長速度は、０．１μ
ｍ／分〜０．３μｍ／分であり、冷却速度は０．１℃／
分〜０．３℃／分であることから、例えば成長させる結
晶層の厚さが３５ｎｍであれば、成長所要時間は２０秒
〜６秒と短い。そのため、冷却操作は引き上げ操作とな
る。なお、この成長所要時間は、例えばシリコン含有低
融点金属溶融液２３中のシリコンの含有量を調整するこ
とにより最適化を図る。一方、例えば成長させる結晶層
の厚さが５μｍであれば、成長所要時間は５０分〜１７
分と長い。そのため、冷却操作は浸漬した状態での冷却
となり、冷却時間は５０分〜１７分が必要になる。な
お、この冷却時間は、例えばシリコン含有低融点金属溶
融液２３中のシリコンの含有量を調整することにより最
適化を図る。
ｍ／分〜０．３μｍ／分であり、冷却速度は０．１℃／
分〜０．３℃／分であることから、例えば成長させる結
晶層の厚さが３５ｎｍであれば、成長所要時間は２０秒
〜６秒と短い。そのため、冷却操作は引き上げ操作とな
る。なお、この成長所要時間は、例えばシリコン含有低
融点金属溶融液２３中のシリコンの含有量を調整するこ
とにより最適化を図る。一方、例えば成長させる結晶層
の厚さが５μｍであれば、成長所要時間は５０分〜１７
分と長い。そのため、冷却操作は浸漬した状態での冷却
となり、冷却時間は５０分〜１７分が必要になる。な
お、この冷却時間は、例えばシリコン含有低融点金属溶
融液２３中のシリコンの含有量を調整することにより最
適化を図る。
【００８８】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
４上に析出されているスズ系金属（図示省略）を除去す
る。その結果、ガラス基板１２上に結晶成長のシード１
３を起点として単結晶シリコンを析出してなるシリコン
層１４が形成され、いわゆるＳＯＩ基板となる。
４上に析出されているスズ系金属（図示省略）を除去す
る。その結果、ガラス基板１２上に結晶成長のシード１
３を起点として単結晶シリコンを析出してなるシリコン
層１４が形成され、いわゆるＳＯＩ基板となる。
【００８９】上記説明した例では、少なくともガラス基
板１２をシリコン含有低融点金属溶融液２３に浸漬した
が、ガラス基板１２の表面側にシリコン含有低融点金属
溶融液を塗布して、ガラス基板１２の表面側とシリコン
含有低融点金属溶融液とを接触させてもよい。
板１２をシリコン含有低融点金属溶融液２３に浸漬した
が、ガラス基板１２の表面側にシリコン含有低融点金属
溶融液を塗布して、ガラス基板１２の表面側とシリコン
含有低融点金属溶融液とを接触させてもよい。
【００９０】次に、前記結晶成長法を、図８の製造工
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図８の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法で用いたものと同様のガラス基
板１２を用い、そのガラス基板１２の表面側に、段差ま
たはシリコンとの格子整合性を有するような物質（例え
ばサファイア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）か
らなるシード層を形成して、結晶成長のシード１３を構
成する。以下、上記ガラス基板１２に低融点ガラス基板
を用い、段差を結晶成長のシード１３とした場合を説明
する。
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図８の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法で用いたものと同様のガラス基
板１２を用い、そのガラス基板１２の表面側に、段差ま
たはシリコンとの格子整合性を有するような物質（例え
ばサファイア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）か
らなるシード層を形成して、結晶成長のシード１３を構
成する。以下、上記ガラス基板１２に低融点ガラス基板
を用い、段差を結晶成長のシード１３とした場合を説明
する。
【００９１】その後、図８の（２）に示すように、低温
成膜技術によって、ガラス基板１２の表面側に非晶質シ
リコンもしくは多結晶シリコンからなるシリコン薄膜２
１を５ｎｍ〜５０ｎｍ（好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎ
ｍ）の所定の膜厚に形成する。さらに、低融点金属層２
４をシリコン薄膜の２３０倍〜７００００倍の厚さに形
成する。ここでは、低融点金属層２４にスズもしくはス
ズ鉛合金からなるスズ系金属層を用い、スズ系金属層を
例えば４０μｍ〜５０μｍの厚さに形成した。なお、こ
のシリコン薄膜２１と低融点金属層２４とはどちらを先
に形成してもよい。また、上記低融点金属層２４をスズ
鉛合金で形成する場合には、一例としてスズ（１５％）
＋鉛（８５％）のスズ鉛合金で形成する。このスズと鉛
の比率は一例であって、その値に限定されることはな
く、適宜選択することができる。上記低温成膜技術とし
ては、例えばプロセス温度（基板温度）が例えば５００
℃〜６５０℃の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度を４０
０℃以下に設定したスパッタリング、プラズマＣＶＤ法
等を用いる。
成膜技術によって、ガラス基板１２の表面側に非晶質シ
リコンもしくは多結晶シリコンからなるシリコン薄膜２
１を５ｎｍ〜５０ｎｍ（好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎ
ｍ）の所定の膜厚に形成する。さらに、低融点金属層２
４をシリコン薄膜の２３０倍〜７００００倍の厚さに形
成する。ここでは、低融点金属層２４にスズもしくはス
ズ鉛合金からなるスズ系金属層を用い、スズ系金属層を
例えば４０μｍ〜５０μｍの厚さに形成した。なお、こ
のシリコン薄膜２１と低融点金属層２４とはどちらを先
に形成してもよい。また、上記低融点金属層２４をスズ
鉛合金で形成する場合には、一例としてスズ（１５％）
＋鉛（８５％）のスズ鉛合金で形成する。このスズと鉛
の比率は一例であって、その値に限定されることはな
く、適宜選択することができる。上記低温成膜技術とし
ては、例えばプロセス温度（基板温度）が例えば５００
℃〜６５０℃の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度を４０
０℃以下に設定したスパッタリング、プラズマＣＶＤ法
等を用いる。
【００９２】次いで加熱処理を行う。この加熱処理は、
水素雰囲気、水素と不活性なガスとの混合ガス雰囲気も
しくは不活性なガス雰囲気下で、シリコン含有低融点金
属溶融液２３を生成する温度以上ガラス基板１２の最高
使用温度以下（ガラス基板の場合には歪点未満）の温度
範囲内でそのガラス基板１２を加熱して、上記低融点金
属層２４が溶解して低融点金属溶融液を生成するととも
に、この低融点金属溶融液中に上記シリコン薄膜２１を
溶解する。その結果、図８の（３）に示すように、ガラ
ス基板１２の表面側にシリコン含有低融点金属溶融液２
５を生成する。なお、上記雰囲気は還元性雰囲気であっ
てもよい。
水素雰囲気、水素と不活性なガスとの混合ガス雰囲気も
しくは不活性なガス雰囲気下で、シリコン含有低融点金
属溶融液２３を生成する温度以上ガラス基板１２の最高
使用温度以下（ガラス基板の場合には歪点未満）の温度
範囲内でそのガラス基板１２を加熱して、上記低融点金
属層２４が溶解して低融点金属溶融液を生成するととも
に、この低融点金属溶融液中に上記シリコン薄膜２１を
溶解する。その結果、図８の（３）に示すように、ガラ
ス基板１２の表面側にシリコン含有低融点金属溶融液２
５を生成する。なお、上記雰囲気は還元性雰囲気であっ
てもよい。
【００９３】具体的には、上記低融点金属層２４をスズ
系金属層のスズ層で形成した場合には４００℃〜６５０
℃、望ましくは５００℃〜６００℃に加熱し、上記低融
点金属層２４をスズ系金属層のスズ鉛合金層で形成した
場合には３５０℃〜６００℃、望ましくは４５０℃〜５
５０℃に加熱して、上記スズ系金属層を溶解してスズ系
金属溶融液を生成するとともに、そのスズ系金属溶融液
中にシリコン薄膜を溶解する。このようにして、シリコ
ン含有スズ系金属溶融液を生成する。この加熱処理に
は、電気炉、ランプ加熱装置等を用いて基板全体を均一
に加熱する方法、レーザ光、電子ビームなどを照射して
局所的に加熱する方法等による。
系金属層のスズ層で形成した場合には４００℃〜６５０
℃、望ましくは５００℃〜６００℃に加熱し、上記低融
点金属層２４をスズ系金属層のスズ鉛合金層で形成した
場合には３５０℃〜６００℃、望ましくは４５０℃〜５
５０℃に加熱して、上記スズ系金属層を溶解してスズ系
金属溶融液を生成するとともに、そのスズ系金属溶融液
中にシリコン薄膜を溶解する。このようにして、シリコ
ン含有スズ系金属溶融液を生成する。この加熱処理に
は、電気炉、ランプ加熱装置等を用いて基板全体を均一
に加熱する方法、レーザ光、電子ビームなどを照射して
局所的に加熱する方法等による。
【００９４】上記加熱温度は、例えばシリコンを０．０
００５ｗ％〜０．０３ｗ％含有するスズ溶融液は４００
℃〜６５０℃で生成することができる。したがって、ガ
ラス基板１２には最高使用温度（ほぼガラスの歪点）の
低い、いわゆる低融点ガラスを用いるこことも可能にな
る。このような低融点ガラスには、歪点が例えば６６５
℃のアルミノケイ酸ガラス、歪点が例えば５１０℃のホ
ウケイ酸ガラスがある。
００５ｗ％〜０．０３ｗ％含有するスズ溶融液は４００
℃〜６５０℃で生成することができる。したがって、ガ
ラス基板１２には最高使用温度（ほぼガラスの歪点）の
低い、いわゆる低融点ガラスを用いるこことも可能にな
る。このような低融点ガラスには、歪点が例えば６６５
℃のアルミノケイ酸ガラス、歪点が例えば５１０℃のホ
ウケイ酸ガラスがある。
【００９５】そして、加熱温度で一定時間（例えば１０
秒〜６０分、好ましくは５分〜１０分）保持した後、冷
却処理により、結晶成長のシード１３を起点にして、上
記シリコン含有低融点金属溶融液２３（シリコン含有ス
ズ系金属溶融液）中に溶解しているシリコンを結晶成長
（グラフォエピタキシャル成長）させる。その結果、図
８の（４）に示すように、ガラス基板１２の表面側にシ
リコン単結晶が析出されてシリコン層１４を形成する。
このシリコン単結晶は亜粒界や転位を含む場合もある。
上記シリコン層１４は、段差底部と段差側壁とがほぼ直
角に形成されているため、（１００）面のシリコン単結
晶が得られる。シリコン層１４の厚さは、例えばシリコ
ン含有低融点金属溶融液２３〔図８の（３）参照〕に含
まれるシリコン濃度によって調整される。結晶成長の結
果、上記シリコン層１４上には低融点金属（図示省略）
が析出している。
秒〜６０分、好ましくは５分〜１０分）保持した後、冷
却処理により、結晶成長のシード１３を起点にして、上
記シリコン含有低融点金属溶融液２３（シリコン含有ス
ズ系金属溶融液）中に溶解しているシリコンを結晶成長
（グラフォエピタキシャル成長）させる。その結果、図
８の（４）に示すように、ガラス基板１２の表面側にシ
リコン単結晶が析出されてシリコン層１４を形成する。
このシリコン単結晶は亜粒界や転位を含む場合もある。
上記シリコン層１４は、段差底部と段差側壁とがほぼ直
角に形成されているため、（１００）面のシリコン単結
晶が得られる。シリコン層１４の厚さは、例えばシリコ
ン含有低融点金属溶融液２３〔図８の（３）参照〕に含
まれるシリコン濃度によって調整される。結晶成長の結
果、上記シリコン層１４上には低融点金属（図示省略）
が析出している。
【００９６】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
４上の低融点金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１２上に結晶成長のシード１３を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１４が形成さ
れて、いわゆるＳＯＩ基板となる。なお、図８の（４）
では、低融点金属を除去した状態を示した。
４上の低融点金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１２上に結晶成長のシード１３を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１４が形成さ
れて、いわゆるＳＯＩ基板となる。なお、図８の（４）
では、低融点金属を除去した状態を示した。
【００９７】次に、前記結晶成長法を、図９の製造工
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図９の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法で用いたものと同様のガラス基
板１２を用い、そのガラス基板１２の表面側に、段差ま
たはシリコンとの格子整合性を有するような物質（例え
ばサファイア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）か
らなるシード層を形成して、結晶成長のシード１３を構
成する。以下、上記ガラス基板１２に低融点ガラス基板
を用い、段差を結晶成長のシード１３とした場合を説明
する。
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図９の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法で用いたものと同様のガラス基
板１２を用い、そのガラス基板１２の表面側に、段差ま
たはシリコンとの格子整合性を有するような物質（例え
ばサファイア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）か
らなるシード層を形成して、結晶成長のシード１３を構
成する。以下、上記ガラス基板１２に低融点ガラス基板
を用い、段差を結晶成長のシード１３とした場合を説明
する。
【００９８】次いで図９の（２）に示すように、低温成
膜技術により、シリコン含有低融点金属層２６を上記ガ
ラス基板１２の表面側に例えば３０μｍの厚さに形成す
る。ここでは、シリコン含有低融点金属層２６にシリコ
ンを含有するスズもしくはシリコンを含有するスズ鉛合
金からなるシリコン含有スズ系金属を用いた。このシリ
コン含有低融点金属層２６の厚さは、シリコンの含有量
および析出形成するシリコン層１４の厚さに応じて決定
される。また、上記低温成膜技術としては、例えばプロ
セス温度（基板温度）が例えば５００℃〜６５０℃の減
圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、もしくは基板温度を４
００℃以下に設定したスパッタリングを用いる。
膜技術により、シリコン含有低融点金属層２６を上記ガ
ラス基板１２の表面側に例えば３０μｍの厚さに形成す
る。ここでは、シリコン含有低融点金属層２６にシリコ
ンを含有するスズもしくはシリコンを含有するスズ鉛合
金からなるシリコン含有スズ系金属を用いた。このシリ
コン含有低融点金属層２６の厚さは、シリコンの含有量
および析出形成するシリコン層１４の厚さに応じて決定
される。また、上記低温成膜技術としては、例えばプロ
セス温度（基板温度）が例えば５００℃〜６５０℃の減
圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、もしくは基板温度を４
００℃以下に設定したスパッタリングを用いる。
【００９９】次いで加熱処理を行う。この加熱処理は、
水素雰囲気、水素と不活性なガスとの混合ガス雰囲気も
しくは不活性なガス雰囲気下で、上記絶縁基体１１を４
５０℃〜６００℃の範囲、望ましくは５００℃〜６００
℃における所定の温度で加熱する。その結果、シリコン
含有低融点金属層２６が溶解されて、図９の（３）に示
すように、上記ガラス基板１２の表面側にシリコン含有
低融点金属溶融液２７が生成される。そして上記加熱温
度に、例えば６０秒〜３０分間、好ましくは５分〜１０
分間保持する。ここでは例えば５分間保持する。なお、
上記雰囲気は還元性雰囲気であってもよい。
水素雰囲気、水素と不活性なガスとの混合ガス雰囲気も
しくは不活性なガス雰囲気下で、上記絶縁基体１１を４
５０℃〜６００℃の範囲、望ましくは５００℃〜６００
℃における所定の温度で加熱する。その結果、シリコン
含有低融点金属層２６が溶解されて、図９の（３）に示
すように、上記ガラス基板１２の表面側にシリコン含有
低融点金属溶融液２７が生成される。そして上記加熱温
度に、例えば６０秒〜３０分間、好ましくは５分〜１０
分間保持する。ここでは例えば５分間保持する。なお、
上記雰囲気は還元性雰囲気であってもよい。
【０１００】その後、冷却処理により、結晶成長のシー
ド１３を起点にして、上記シリコン含有低融点金属溶融
液２７中に溶解しているシリコンを結晶成長（グラフォ
エピタキシャル成長）させる。その結果、図９の（４）
に示すように、ガラス基板１２の表面側にシリコン単結
晶が析出されてシリコン層１４を形成する。このシリコ
ン単結晶は亜粒界や転位を含む場合もある。上記シリコ
ン層１４は、段差底部と段差側壁とがほぼ直角に形成さ
れているため、（１００）面のシリコン単結晶が得られ
る。シリコン層１４の厚さは、例えばシリコン含有低融
点金属溶融液２７に含まれるシリコン濃度によって調整
される。結晶成長の結果、上記シリコン層１４上には低
融点金属のスズ系金属（図示省略）が析出している。
ド１３を起点にして、上記シリコン含有低融点金属溶融
液２７中に溶解しているシリコンを結晶成長（グラフォ
エピタキシャル成長）させる。その結果、図９の（４）
に示すように、ガラス基板１２の表面側にシリコン単結
晶が析出されてシリコン層１４を形成する。このシリコ
ン単結晶は亜粒界や転位を含む場合もある。上記シリコ
ン層１４は、段差底部と段差側壁とがほぼ直角に形成さ
れているため、（１００）面のシリコン単結晶が得られ
る。シリコン層１４の厚さは、例えばシリコン含有低融
点金属溶融液２７に含まれるシリコン濃度によって調整
される。結晶成長の結果、上記シリコン層１４上には低
融点金属のスズ系金属（図示省略）が析出している。
【０１０１】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
４上のスズ系金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１２上に結晶成長のシード１３を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１４が形成さ
れて、いわゆるＳＯＩ基板となる。なお、図９の（４）
では、スズ系金属を除去した状態を示した。
４上のスズ系金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１２上に結晶成長のシード１３を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１４が形成さ
れて、いわゆるＳＯＩ基板となる。なお、図９の（４）
では、スズ系金属を除去した状態を示した。
【０１０２】前記各結晶成長法〜における低融点金
属溶融液２２、シリコン含有低融点金属溶融液２３の低
融点金属、低融点金属層２４、シリコン含有低融点金属
層２６の低融点金属としては、インジウム、ガリウム、
スズ、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモンおよびアルミニ
ウムのうちの１種もしくは複数種を用いることができ、
好ましくは、スズ、鉛もしくはスズと鉛の合金を用い
る。
属溶融液２２、シリコン含有低融点金属溶融液２３の低
融点金属、低融点金属層２４、シリコン含有低融点金属
層２６の低融点金属としては、インジウム、ガリウム、
スズ、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモンおよびアルミニ
ウムのうちの１種もしくは複数種を用いることができ、
好ましくは、スズ、鉛もしくはスズと鉛の合金を用い
る。
【０１０３】前記各結晶成長法〜においては、結晶
成長のシード１３は、シリコンとの格子整合性を有する
ような物質からなるシード層で形成することもできる。
このようなシード層は、サファイア、スピネル、フッ化
カルシウム等で形成することが可能である。例えばシー
ド層をサファイアで形成する場合には、高密度プラズマ
ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法等を用いて、例えば１ｎｍ〜５
００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚さに堆
積して形成する。その後は、前記説明したのと同様のプ
ロセスを行う。この場合には、グラフォエピタキシーで
はなく、シード層の結晶性を受け継いで単結晶シリコン
が結晶成長する。サファイアは単結晶シリコンと格子定
数がほとんど同じであるため、シード層の表面上の全域
に（１００）単結晶シリコン〔サファイア面が（１１￣
０２）の場合〕もしくは（１１１）単結晶シリコン〔サ
ファイア面が（０００１）の場合〕がエピタキシャル成
長する。
成長のシード１３は、シリコンとの格子整合性を有する
ような物質からなるシード層で形成することもできる。
このようなシード層は、サファイア、スピネル、フッ化
カルシウム等で形成することが可能である。例えばシー
ド層をサファイアで形成する場合には、高密度プラズマ
ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法等を用いて、例えば１ｎｍ〜５
００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚さに堆
積して形成する。その後は、前記説明したのと同様のプ
ロセスを行う。この場合には、グラフォエピタキシーで
はなく、シード層の結晶性を受け継いで単結晶シリコン
が結晶成長する。サファイアは単結晶シリコンと格子定
数がほとんど同じであるため、シード層の表面上の全域
に（１００）単結晶シリコン〔サファイア面が（１１￣
０２）の場合〕もしくは（１１１）単結晶シリコン〔サ
ファイア面が（０００１）の場合〕がエピタキシャル成
長する。
【０１０４】また、シリコン薄膜を溶解させる低融点金
属溶融液にスズ系金属を用いた場合には、出来上がった
シリコン層にスズ系金属のスズ、鉛が含有されたとして
も、それらはシリコン層中でキャリアにはならない。そ
のため、シリコン層は高抵抗なものとなる。またシリコ
ン層中に残留するスズは結晶欠陥を電気的に不活性にす
るため、接合リークを低減し、電子移動度を高める。一
方、低融点金属溶融液にインジウム系金属（例えばイン
ジウム、インジウム・ガリウム）を用いた場合には、シ
リコン層中に微量のインジウムが残留するため、シリコ
ン層はｐ型シリコン層となる。
属溶融液にスズ系金属を用いた場合には、出来上がった
シリコン層にスズ系金属のスズ、鉛が含有されたとして
も、それらはシリコン層中でキャリアにはならない。そ
のため、シリコン層は高抵抗なものとなる。またシリコ
ン層中に残留するスズは結晶欠陥を電気的に不活性にす
るため、接合リークを低減し、電子移動度を高める。一
方、低融点金属溶融液にインジウム系金属（例えばイン
ジウム、インジウム・ガリウム）を用いた場合には、シ
リコン層中に微量のインジウムが残留するため、シリコ
ン層はｐ型シリコン層となる。
【０１０５】また、結晶成長法の場合には、上記シリ
コン薄膜２１の成膜時に、例えばホウ素のようなｐ型不
純物を混入し、その際に不純物濃度を所定の量に制御し
ておけば、上記シリコン層１４は所望の濃度のｐ型シリ
コン層となる。一方、例えばリン、ヒ素、アンチモンの
ようなｎ型不純物を混入し、その際に不純物濃度を所定
の量に制御しておけば、上記シリコン層１４は所望の濃
度のｎ型シリコン層となる。
コン薄膜２１の成膜時に、例えばホウ素のようなｐ型不
純物を混入し、その際に不純物濃度を所定の量に制御し
ておけば、上記シリコン層１４は所望の濃度のｐ型シリ
コン層となる。一方、例えばリン、ヒ素、アンチモンの
ようなｎ型不純物を混入し、その際に不純物濃度を所定
の量に制御しておけば、上記シリコン層１４は所望の濃
度のｎ型シリコン層となる。
【０１０６】結晶成長法の場合には、高抵抗な上記シ
リコン層１４にｐ型不純物もしくはｎ型不純物をドーピ
ングすることにより、所望の導電型および不純物濃度を
得ることが可能になる。例えば上記シリコン層１４にイ
オン注入等の不純物ドーピング技術により例えばホウ素
のようなｐ型不純物をドーピングし、その際に不純物濃
度を所定の量に制御しておけば、上記シリコン層１４は
所望の濃度のｐ型シリコン層となる。一方、例えばリ
ン、ヒ素、アンチモンのようなｎ型不純物をドーピング
し、その際に不純物濃度を所定の量に制御しておけば、
上記シリコン層１４は所望の濃度のｎ型シリコン層とな
る。
リコン層１４にｐ型不純物もしくはｎ型不純物をドーピ
ングすることにより、所望の導電型および不純物濃度を
得ることが可能になる。例えば上記シリコン層１４にイ
オン注入等の不純物ドーピング技術により例えばホウ素
のようなｐ型不純物をドーピングし、その際に不純物濃
度を所定の量に制御しておけば、上記シリコン層１４は
所望の濃度のｐ型シリコン層となる。一方、例えばリ
ン、ヒ素、アンチモンのようなｎ型不純物をドーピング
し、その際に不純物濃度を所定の量に制御しておけば、
上記シリコン層１４は所望の濃度のｎ型シリコン層とな
る。
【０１０７】また、結晶成長法、の場合には、上記
シリコン薄膜２１の成膜時やシリコン含有低融点金属層
２６の成膜時に、例えばホウ素のようなｐ型不純物を混
入し、その際に不純物濃度を所望の量に制御しておけ
ば、上記シリコン層１４は所望の濃度のｐ型シリコン層
となる。一方、例えばリン、ヒ素、アンチモンのような
ｎ型不純物を混入し、その際に不純物濃度を所望の量に
制御しておけば、上記シリコン層１４は所望の濃度のｎ
型シリコン層となる。
シリコン薄膜２１の成膜時やシリコン含有低融点金属層
２６の成膜時に、例えばホウ素のようなｐ型不純物を混
入し、その際に不純物濃度を所望の量に制御しておけ
ば、上記シリコン層１４は所望の濃度のｐ型シリコン層
となる。一方、例えばリン、ヒ素、アンチモンのような
ｎ型不純物を混入し、その際に不純物濃度を所望の量に
制御しておけば、上記シリコン層１４は所望の濃度のｎ
型シリコン層となる。
【０１０８】また、シリコン層１４を形成するプロセス
が６５０℃以下となる場合には、ガラス基板１２に低融
点ガラスを用いることが可能になり、大型のガラス基板
（１ｍ2 以上の面積を有するガラス基板）上にシリコン
層１４を形成することも可能になる。また、結晶成長温
度が長尺ロール化されたガラス板にシリコン層を連続的
にもしくは非連続的に形成することも可能になる。結晶
成長のシードに段差を用いた場合には、その段差を起点
に結晶を成長させて、いわゆる島状にシリコン層を形成
することも可能である。またさらに結晶成長を進めて、
ガラス基板１２の表面側全体にシリコン層１４を形成す
ることも可能である。一方、結晶成長のシードに上記説
明したようなシード層を用いた場合には、そのシード層
上の全面にシリコン層を形成することが可能になる。そ
のため、シリコン層を島状に形成する場合には、予め結
晶成長前にシード層を島状にパターニングしておくか、
または生成したシリコン層を島状にパターニングすれば
よい。
が６５０℃以下となる場合には、ガラス基板１２に低融
点ガラスを用いることが可能になり、大型のガラス基板
（１ｍ2 以上の面積を有するガラス基板）上にシリコン
層１４を形成することも可能になる。また、結晶成長温
度が長尺ロール化されたガラス板にシリコン層を連続的
にもしくは非連続的に形成することも可能になる。結晶
成長のシードに段差を用いた場合には、その段差を起点
に結晶を成長させて、いわゆる島状にシリコン層を形成
することも可能である。またさらに結晶成長を進めて、
ガラス基板１２の表面側全体にシリコン層１４を形成す
ることも可能である。一方、結晶成長のシードに上記説
明したようなシード層を用いた場合には、そのシード層
上の全面にシリコン層を形成することが可能になる。そ
のため、シリコン層を島状に形成する場合には、予め結
晶成長前にシード層を島状にパターニングしておくか、
または生成したシリコン層を島状にパターニングすれば
よい。
【０１０９】なお、上記低融点ガラスを用いた場合に
は、低融点ガラスの構成元素が結晶成長により形成した
シリコン層に拡散しやすいために、低融点ガラス基板と
シリコン層との間に拡散を防止するバリア層として、例
えば窒化シリコン膜を例えば１ｎｍ〜１００ｎｍ程度の
厚さに形成しておくことが好ましい。
は、低融点ガラスの構成元素が結晶成長により形成した
シリコン層に拡散しやすいために、低融点ガラス基板と
シリコン層との間に拡散を防止するバリア層として、例
えば窒化シリコン膜を例えば１ｎｍ〜１００ｎｍ程度の
厚さに形成しておくことが好ましい。
【０１１０】上記のようにして形成されたシリコン層１
４は、５４０ｃｍ2 ／Ｖｓ程度の電子移動度が得られ
る。そのため、予め適量のｐ型不純物を混入して形成す
れば所望の濃度のｐ型のシリコン層となり、ｎチャネル
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの活性領域（チャネ
ル領域、ソース領域、ドレイン領域）を作製するのに都
合がよい。また予め適量のｎ型不純物を混入して形成す
れば所望の濃度のｎ型のシリコン層となり、ｐチャネル
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの活性領域（チャネ
ル領域、ソース領域、ドレイン領域）を作製するのに都
合がよい。また部分的にシリコン層の導電型と異なる不
純物をドーピングすればＣＭＯＳトランジスタも作製す
ることができる。
４は、５４０ｃｍ2 ／Ｖｓ程度の電子移動度が得られ
る。そのため、予め適量のｐ型不純物を混入して形成す
れば所望の濃度のｐ型のシリコン層となり、ｎチャネル
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの活性領域（チャネ
ル領域、ソース領域、ドレイン領域）を作製するのに都
合がよい。また予め適量のｎ型不純物を混入して形成す
れば所望の濃度のｎ型のシリコン層となり、ｐチャネル
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの活性領域（チャネ
ル領域、ソース領域、ドレイン領域）を作製するのに都
合がよい。また部分的にシリコン層の導電型と異なる不
純物をドーピングすればＣＭＯＳトランジスタも作製す
ることができる。
【０１１１】次に、本発明の第１の半導体装置に係わる
実施の形態を、図１０の概略構成断面図によって説明す
る。図１０では、半導体素子としてＭＯＳトランジスタ
を示し、また前記図１〜図３によって説明したのと同様
の構成部品には同一符号を付与する。
実施の形態を、図１０の概略構成断面図によって説明す
る。図１０では、半導体素子としてＭＯＳトランジスタ
を示し、また前記図１〜図３によって説明したのと同様
の構成部品には同一符号を付与する。
【０１１２】図１０に示すように、ガラス基板１２の表
面側には結晶成長のシード１３となる段差が形成されて
いて、かつその結晶成長のシード１３を起点にシリコン
を結晶成長させてなるシリコン層１４が形成されてい
る。このシリコン層１４は、例えばシリコンを含む低融
点金属溶融液中のシリコンを結晶成長のシード（段差）
１３を利用してグラフォエピタキシャル成長させたもの
で、単結晶シリコンからなる。このように、ガラス基板
１２の表面側に結晶成長させてなるシリコン層１４が形
成されている。一方、ガラス基板１２の裏面側にはゲッ
タリング層１５が形成されている。このゲッタリング層
１５は、金属、主としてナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンをゲッタリングするもので、例えばＰＳＧで
形成されている。またはＢＰＳＧ層もしくはＢＳＧ層で
形成されていてもよい。
面側には結晶成長のシード１３となる段差が形成されて
いて、かつその結晶成長のシード１３を起点にシリコン
を結晶成長させてなるシリコン層１４が形成されてい
る。このシリコン層１４は、例えばシリコンを含む低融
点金属溶融液中のシリコンを結晶成長のシード（段差）
１３を利用してグラフォエピタキシャル成長させたもの
で、単結晶シリコンからなる。このように、ガラス基板
１２の表面側に結晶成長させてなるシリコン層１４が形
成されている。一方、ガラス基板１２の裏面側にはゲッ
タリング層１５が形成されている。このゲッタリング層
１５は、金属、主としてナトリウムイオン等のアルカリ
金属イオンをゲッタリングするもので、例えばＰＳＧで
形成されている。またはＢＰＳＧ層もしくはＢＳＧ層で
形成されていてもよい。
【０１１３】上記シリコン層１４には、半導体素子３２
が形成されている。この半導体素子３２は、ＭＯＳトラ
ンジスタからなり、シリコン層１４上にゲート絶縁膜３
３を介してゲート電極３４が形成され、ゲート電極３４
の一方側におけるシリコン層１４にはソース領域３５が
形成され、他方側におけるシリコン層１４にはドレイン
領域３６が形成されている、そしてソース領域３５とド
レイン領域３６との間のシリコン層１４がチャネル形成
領域３７となっている。上記の如く、基板１２上に形成
された半導体素子３２からなる第１の半導体装置３１が
構成されている。
が形成されている。この半導体素子３２は、ＭＯＳトラ
ンジスタからなり、シリコン層１４上にゲート絶縁膜３
３を介してゲート電極３４が形成され、ゲート電極３４
の一方側におけるシリコン層１４にはソース領域３５が
形成され、他方側におけるシリコン層１４にはドレイン
領域３６が形成されている、そしてソース領域３５とド
レイン領域３６との間のシリコン層１４がチャネル形成
領域３７となっている。上記の如く、基板１２上に形成
された半導体素子３２からなる第１の半導体装置３１が
構成されている。
【０１１４】上記第１の半導体装置３１では、ガラス基
板１２はその裏面側にゲッタリング層１５が形成されて
いることから、ガラス基板１２中にナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンが含有されていても、そのアルカ
リ金属イオンはゲッタリング層１５に取り込まれるた
め、シリコン層１４の界面近傍に拡散することが防止さ
れる。そのため、シリコン層１４に形成された半導体素
子３２はガラス基板１２中に含まれているアルカリ金属
イオンの影響を受けない。すなわち、ナトリウムイオン
がゲート絶縁膜３３とシリコン層１４との界面に蓄積さ
れることが無くなり、ナトリウムイオンによってしきい
値電圧の変動を来たすことが無くなるので、トランジス
タ性能の劣化が防止される。
板１２はその裏面側にゲッタリング層１５が形成されて
いることから、ガラス基板１２中にナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンが含有されていても、そのアルカ
リ金属イオンはゲッタリング層１５に取り込まれるた
め、シリコン層１４の界面近傍に拡散することが防止さ
れる。そのため、シリコン層１４に形成された半導体素
子３２はガラス基板１２中に含まれているアルカリ金属
イオンの影響を受けない。すなわち、ナトリウムイオン
がゲート絶縁膜３３とシリコン層１４との界面に蓄積さ
れることが無くなり、ナトリウムイオンによってしきい
値電圧の変動を来たすことが無くなるので、トランジス
タ性能の劣化が防止される。
【０１１５】次に、本発明の第２の半導体装置に係わる
実施の形態を、図１１の概略構成断面図によって説明す
る。図１１では、半導体素子としてＭＯＳトランジスタ
を示し、また前記図１〜図３によって説明したのと同様
の構成部品には同一符号を付与する。
実施の形態を、図１１の概略構成断面図によって説明す
る。図１１では、半導体素子としてＭＯＳトランジスタ
を示し、また前記図１〜図３によって説明したのと同様
の構成部品には同一符号を付与する。
【０１１６】図１１に示すように、第２の半導体装置４
１は、ガラス基板１２の表面側に形成した結晶成長のシ
ード（図面では段差）１３を起点にして低融点金属溶融
液中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１４
に、ＭＯＳトランジスタからなる半導体素子４２が形成
されているもので、シリコン層１４の表面側に金属、特
にはナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをゲッタ
リングするゲッタリング層１８が形成されているもので
ある。ここでは、上記ゲッタリング層１８は、ゲート絶
縁膜３３を介してＰＳＧで形成されている。このゲッタ
リング層１８は、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧで形成するこ
とも可能である。
１は、ガラス基板１２の表面側に形成した結晶成長のシ
ード（図面では段差）１３を起点にして低融点金属溶融
液中のシリコンを結晶成長させてなるシリコン層１４
に、ＭＯＳトランジスタからなる半導体素子４２が形成
されているもので、シリコン層１４の表面側に金属、特
にはナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをゲッタ
リングするゲッタリング層１８が形成されているもので
ある。ここでは、上記ゲッタリング層１８は、ゲート絶
縁膜３３を介してＰＳＧで形成されている。このゲッタ
リング層１８は、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧで形成するこ
とも可能である。
【０１１７】上記シリコン層１４上には、ゲート絶縁膜
３３となる酸化シリコン膜とゲッタリング層１８とを介
してゲート電極３４が形成され、ゲート電極３４の一方
側におけるシリコン層１４にはソース領域３５が形成さ
れ、他方側におけるシリコン層１４にはドレイン領域３
６が形成されている、そしてソース領域３５とドレイン
領域３６との間のシリコン層１４がチャネル形成領域３
７となっている。
３３となる酸化シリコン膜とゲッタリング層１８とを介
してゲート電極３４が形成され、ゲート電極３４の一方
側におけるシリコン層１４にはソース領域３５が形成さ
れ、他方側におけるシリコン層１４にはドレイン領域３
６が形成されている、そしてソース領域３５とドレイン
領域３６との間のシリコン層１４がチャネル形成領域３
７となっている。
【０１１８】なお、上記結晶成長のシード１３は、段差
の他に、例えばシリコンとの格子整合性を有するような
層であるサファイア層、スピネル層もしくはフッ化カル
シウム層で形成することも可能である。段差で結晶成長
のシード１３を形成した場合のシリコンの結晶成長はい
わゆるグラフォエピタキシーになり、サファイア層、ス
ピネル層もしくはフッ化カルシウム層で結晶成長のシー
ド１３を形成した場合のシリコンの結晶成長は下地の結
晶性を受け継いで結晶成長する通常のエピタキシャル成
長になる。
の他に、例えばシリコンとの格子整合性を有するような
層であるサファイア層、スピネル層もしくはフッ化カル
シウム層で形成することも可能である。段差で結晶成長
のシード１３を形成した場合のシリコンの結晶成長はい
わゆるグラフォエピタキシーになり、サファイア層、ス
ピネル層もしくはフッ化カルシウム層で結晶成長のシー
ド１３を形成した場合のシリコンの結晶成長は下地の結
晶性を受け継いで結晶成長する通常のエピタキシャル成
長になる。
【０１１９】上記第２の半導体装置４１では、シリコン
層１４の表面側にゲッタリング層２２が形成されている
ことから、シリコン層１４の表面側より拡散しようとす
るナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層１８に取り込まれているため、シリコン層１４の
界面近傍に拡散することが防止される。そのため、シリ
コン層１４に形成された半導体素子４２はガラス基板１
２中に含まれているアルカリ金属イオンの影響を受けな
い。すなわち、アルカリ金属イオンがゲート絶縁膜３３
とシリコン層１４との界面に蓄積されることが無くな
り、アルカリ金属イオンによってしきい値電圧の変動を
来たすことが無くなるので、トランジスタ性能の劣化が
防止される。
層１４の表面側にゲッタリング層２２が形成されている
ことから、シリコン層１４の表面側より拡散しようとす
るナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層１８に取り込まれているため、シリコン層１４の
界面近傍に拡散することが防止される。そのため、シリ
コン層１４に形成された半導体素子４２はガラス基板１
２中に含まれているアルカリ金属イオンの影響を受けな
い。すなわち、アルカリ金属イオンがゲート絶縁膜３３
とシリコン層１４との界面に蓄積されることが無くな
り、アルカリ金属イオンによってしきい値電圧の変動を
来たすことが無くなるので、トランジスタ性能の劣化が
防止される。
【０１２０】また、上記第２の半導体装置４１におい
て、ガラス基板１２は、前記第１の半導体装置３１のよ
うにガラス基板１２の裏面側にナトリウムイオン等のア
ルカリ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１
５を形成したものであってもよい。このような構成の半
導体装置では、前記第１の半導体装置３１と前記第２の
半導体装置４１との両方の作用効果を備えるものとな
る。
て、ガラス基板１２は、前記第１の半導体装置３１のよ
うにガラス基板１２の裏面側にナトリウムイオン等のア
ルカリ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１
５を形成したものであってもよい。このような構成の半
導体装置では、前記第１の半導体装置３１と前記第２の
半導体装置４１との両方の作用効果を備えるものとな
る。
【０１２１】次に、本発明の第１の半導体装置の製造方
法に係わる実施の形態を、図１２〜図１４の製造工程図
によって以下に説明する。図１２〜図１４では、一例と
してＣＭＯＳトランジスタの製造方法を示し、また前記
各図１〜図３等によって説明したのと同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
法に係わる実施の形態を、図１２〜図１４の製造工程図
によって以下に説明する。図１２〜図１４では、一例と
してＣＭＯＳトランジスタの製造方法を示し、また前記
各図１〜図３等によって説明したのと同様の構成部品に
は同一符号を付与する。
【０１２２】第１の半導体装置の製造方法は、まず、図
１２の（１）に示すように、、前記図４によって説明し
たシリコン層を有する第１の基板の製造方法と同様にし
て、ガラス基板１２の裏面側にナトリウムイオン等のア
ルカリ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１
５を形成したガラス基板１２を用意する。そしてガラス
基板１２の表面側に結晶成長のシード１３を形成し、さ
らにその結晶成長のシード１３を起点にしてシリコン含
有低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させ、ガラ
ス基板１２の表面側にシリコン層１４を形成して、第１
の基板１１を形成する。その後、塩酸等の酸を用いてシ
リコン層１４上に析出した低融点金属（図示省略）を除
去する。この図では、シリコン層１４上に析出したスズ
系金属（図示省略）を選択的に除去した状態を示す。
１２の（１）に示すように、、前記図４によって説明し
たシリコン層を有する第１の基板の製造方法と同様にし
て、ガラス基板１２の裏面側にナトリウムイオン等のア
ルカリ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング層１
５を形成したガラス基板１２を用意する。そしてガラス
基板１２の表面側に結晶成長のシード１３を形成し、さ
らにその結晶成長のシード１３を起点にしてシリコン含
有低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させ、ガラ
ス基板１２の表面側にシリコン層１４を形成して、第１
の基板１１を形成する。その後、塩酸等の酸を用いてシ
リコン層１４上に析出した低融点金属（図示省略）を除
去する。この図では、シリコン層１４上に析出したスズ
系金属（図示省略）を選択的に除去した状態を示す。
【０１２３】なお、上記ゲッタリング層１５は、結晶成
長のシード１３を形成した後、シリコン層１４を形成し
た後等に形成してもよい。また、上記図１２の（１）で
は、代表して、段差を結晶成長のシードに用いた場合を
示したが、シリコンと格子整合性が得られるようなシー
ド層、例えばサファイア層、スピネル層もしくはフッ化
カルシウム層を結晶成長のシードに用いて、シリコン含
有低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させ、上記
シリコン層１４を形成してもよい。
長のシード１３を形成した後、シリコン層１４を形成し
た後等に形成してもよい。また、上記図１２の（１）で
は、代表して、段差を結晶成長のシードに用いた場合を
示したが、シリコンと格子整合性が得られるようなシー
ド層、例えばサファイア層、スピネル層もしくはフッ化
カルシウム層を結晶成長のシードに用いて、シリコン含
有低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させ、上記
シリコン層１４を形成してもよい。
【０１２４】次いで図１２に（２）以降に示すように、
上記シリコン層１４に所定の処理を施して半導体装置５
１を形成する工程を行う。ここでは、半導体素子５２と
してＣＭＯＳトランジスタを製造する方法を以下に説明
する。
上記シリコン層１４に所定の処理を施して半導体装置５
１を形成する工程を行う。ここでは、半導体素子５２と
してＣＭＯＳトランジスタを製造する方法を以下に説明
する。
【０１２５】図１２の（２）に示すように、上記シリコ
ン層１４（１４ｎ，１４ｐ）を被覆する状態で上記ガラ
ス基板１２上に、ゲート絶縁膜５１を形成する。このゲ
ート絶縁膜５１は、例えばプラズマＣＶＤ法により、ま
ず酸化シリコン膜を例えば２００ｎｍの厚さに堆積した
後、次いで窒化シリコン膜を例えば５０ｎｍの厚さに堆
積して形成した。そのときの各成膜温度は、例えば４０
０℃に設定した。
ン層１４（１４ｎ，１４ｐ）を被覆する状態で上記ガラ
ス基板１２上に、ゲート絶縁膜５１を形成する。このゲ
ート絶縁膜５１は、例えばプラズマＣＶＤ法により、ま
ず酸化シリコン膜を例えば２００ｎｍの厚さに堆積した
後、次いで窒化シリコン膜を例えば５０ｎｍの厚さに堆
積して形成した。そのときの各成膜温度は、例えば４０
０℃に設定した。
【０１２６】次いで図１２の（３）に示すように、ゲー
ト絶縁膜５１上にレジスト膜５２を例えば回転塗布法に
より形成する。そしてリソグラフィー技術により、ｎチ
ャネルＭＯＳトランジスタのチャネルを形成する領域上
を開口する開口部５３を形成してレジストマスクを形成
する。すなわち、シリコン層１４ｐ上はレジスト膜５２
に被覆されている。その後、このレジスト膜５２をマス
クに用いて、ｐチャネルＭＯＳトランジスタのチャネル
イオン注入をゲート絶縁膜５１を介してシリコン層１４
ｎに行う。イオン注入条件としては、例えば、不純物に
ホウ素イオン（Ｂ+ ）を用い、打ち込みエネルギーを例
えば３０ｋｅＶ、ドーズ量を例えば２．７×１０11ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ2 に設定する。その後、上記レジスト膜５
２を除去する。なお、図面ではレジスト膜５２を除去す
る前の状態を示した。
ト絶縁膜５１上にレジスト膜５２を例えば回転塗布法に
より形成する。そしてリソグラフィー技術により、ｎチ
ャネルＭＯＳトランジスタのチャネルを形成する領域上
を開口する開口部５３を形成してレジストマスクを形成
する。すなわち、シリコン層１４ｐ上はレジスト膜５２
に被覆されている。その後、このレジスト膜５２をマス
クに用いて、ｐチャネルＭＯＳトランジスタのチャネル
イオン注入をゲート絶縁膜５１を介してシリコン層１４
ｎに行う。イオン注入条件としては、例えば、不純物に
ホウ素イオン（Ｂ+ ）を用い、打ち込みエネルギーを例
えば３０ｋｅＶ、ドーズ量を例えば２．７×１０11ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ2 に設定する。その後、上記レジスト膜５
２を除去する。なお、図面ではレジスト膜５２を除去す
る前の状態を示した。
【０１２７】続いて図１３の（４）に示すように、ゲー
ト絶縁膜５１上にレジスト膜５４を例えば回転塗布法に
より形成する。そしてリソグラフィー技術により、ｐチ
ャネルＭＯＳトランジスタのチャネルを形成する領域上
を開口する開口部５５を形成してレジストマスクを形成
する。すなわち、シリコン層１４ｎ上はレジスト膜５４
に被覆されている。その後、このレジスト膜５４をマス
クに用いて、ｐチャネルＭＯＳトランジスタのチャネル
イオン注入をゲート絶縁膜５１を介してシリコン層１４
ｐに行う。イオン注入条件としては、例えば、不純物に
リンイオン（Ｐ+ ）を用い、打ち込みエネルギーを例え
ば５０ｋｅＶ、ドーズ量を例えば１×１０11ａｔｏｍｓ
／ｃｍ2 に設定する。その後、上記レジスト膜５４を除
去する。なお、図面ではレジスト膜５４を除去する前の
状態を示した。
ト絶縁膜５１上にレジスト膜５４を例えば回転塗布法に
より形成する。そしてリソグラフィー技術により、ｐチ
ャネルＭＯＳトランジスタのチャネルを形成する領域上
を開口する開口部５５を形成してレジストマスクを形成
する。すなわち、シリコン層１４ｎ上はレジスト膜５４
に被覆されている。その後、このレジスト膜５４をマス
クに用いて、ｐチャネルＭＯＳトランジスタのチャネル
イオン注入をゲート絶縁膜５１を介してシリコン層１４
ｐに行う。イオン注入条件としては、例えば、不純物に
リンイオン（Ｐ+ ）を用い、打ち込みエネルギーを例え
ば５０ｋｅＶ、ドーズ量を例えば１×１０11ａｔｏｍｓ
／ｃｍ2 に設定する。その後、上記レジスト膜５４を除
去する。なお、図面ではレジスト膜５４を除去する前の
状態を示した。
【０１２８】次いで図１３の（５）に示すように、例え
ばスパッタリングにより、上記ゲート絶縁膜５１上にゲ
ート電極膜５６を、例えばモリブデン（１５％）タンタ
ル（８５％）膜で、例えば５００ｎｍの厚さに形成す
る。
ばスパッタリングにより、上記ゲート絶縁膜５１上にゲ
ート電極膜５６を、例えばモリブデン（１５％）タンタ
ル（８５％）膜で、例えば５００ｎｍの厚さに形成す
る。
【０１２９】その後、ゲート電極膜５６上にレジスト膜
５７を例えば回転塗布法により形成する。そしてリソグ
ラフィー技術により、ゲート電極が形成される領域上に
レジスト膜５７（５７ｐ，５７ｎ）を残す。そしてレジ
スト膜５７をマスクに用いてドライエッチング技術によ
り、ゲート電極膜５６をパターニングする。その結果、
図１３の（６）に示すように、各シリコン層１４（１４
ｐ，１４ｎ）上にゲート絶縁膜５１を介してゲート電極
５８（５８ｐ，５８ｎ）を形成する。その後、上記レジ
スト膜５７を除去する。なお、図面ではレジスト膜５７
を除去する前の状態を示した。
５７を例えば回転塗布法により形成する。そしてリソグ
ラフィー技術により、ゲート電極が形成される領域上に
レジスト膜５７（５７ｐ，５７ｎ）を残す。そしてレジ
スト膜５７をマスクに用いてドライエッチング技術によ
り、ゲート電極膜５６をパターニングする。その結果、
図１３の（６）に示すように、各シリコン層１４（１４
ｐ，１４ｎ）上にゲート絶縁膜５１を介してゲート電極
５８（５８ｐ，５８ｎ）を形成する。その後、上記レジ
スト膜５７を除去する。なお、図面ではレジスト膜５７
を除去する前の状態を示した。
【０１３０】次に図１４の（７）に示すように、ゲート
電極５８、ゲート絶縁膜５１等を覆う状態にレジスト膜
５９を例えば回転塗布法により形成する。そしてリソグ
ラフィー技術により、ｐチャネルＭＯＳトランジスタの
チャネルを形成する領域上を開口する開口部６０を形成
してレジストマスクを形成する。すなわち、シリコン層
１４ｎ上はレジスト膜５９に被覆されている。その後、
このレジスト膜５９およびゲート電極５８ｐをマスクに
用いて、ｐチャネルＭＯＳトランジスタのソース、ドレ
インイオン注入をシリコン層１４ｐに行う。イオン注入
条件としては、例えば、不純物に二フッ化ホウ素イオン
（ＢＦ2 + ）を用い、打ち込みエネルギーを例えば３０
ｋｅＶ、ドーズ量を例えば１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ
2 に設定する。その後、上記レジスト膜５９を除去す
る。なお、図面ではレジスト膜５９を除去する前の状態
を示した。
電極５８、ゲート絶縁膜５１等を覆う状態にレジスト膜
５９を例えば回転塗布法により形成する。そしてリソグ
ラフィー技術により、ｐチャネルＭＯＳトランジスタの
チャネルを形成する領域上を開口する開口部６０を形成
してレジストマスクを形成する。すなわち、シリコン層
１４ｎ上はレジスト膜５９に被覆されている。その後、
このレジスト膜５９およびゲート電極５８ｐをマスクに
用いて、ｐチャネルＭＯＳトランジスタのソース、ドレ
インイオン注入をシリコン層１４ｐに行う。イオン注入
条件としては、例えば、不純物に二フッ化ホウ素イオン
（ＢＦ2 + ）を用い、打ち込みエネルギーを例えば３０
ｋｅＶ、ドーズ量を例えば１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ
2 に設定する。その後、上記レジスト膜５９を除去す
る。なお、図面ではレジスト膜５９を除去する前の状態
を示した。
【０１３１】次いで図１４の（８）に示すように、ゲー
ト電極５８、ゲート絶縁膜５１等を覆う状態にレジスト
膜６１を例えば回転塗布法により形成する。そしてリソ
グラフィー技術により、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ
のチャネルを形成する領域上を開口する開口部６２を形
成してレジストマスクを形成する。すなわち、シリコン
層１４ｐ上はレジスト膜６１に被覆されている。その
後、このレジスト膜６１およびゲート電極５８ｎをマス
クに用いて、ｎチャネルＭＯＳトランジスタのソース、
ドレインイオン注入をゲート絶縁膜５１を介してシリコ
ン層１４ｎに行う。イオン注入条件としては、例えば、
不純物にヒ素イオン（Ａｓ+ ）を用い、打ち込みエネル
ギーを例えば７０ｋｅＶ、ドーズ量を例えば５×１０15
ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 に設定する。その後、上記レジスト
膜６１を除去する。なお、図面ではレジスト膜６１を除
去する前の状態を示した。
ト電極５８、ゲート絶縁膜５１等を覆う状態にレジスト
膜６１を例えば回転塗布法により形成する。そしてリソ
グラフィー技術により、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ
のチャネルを形成する領域上を開口する開口部６２を形
成してレジストマスクを形成する。すなわち、シリコン
層１４ｐ上はレジスト膜６１に被覆されている。その
後、このレジスト膜６１およびゲート電極５８ｎをマス
クに用いて、ｎチャネルＭＯＳトランジスタのソース、
ドレインイオン注入をゲート絶縁膜５１を介してシリコ
ン層１４ｎに行う。イオン注入条件としては、例えば、
不純物にヒ素イオン（Ａｓ+ ）を用い、打ち込みエネル
ギーを例えば７０ｋｅＶ、ドーズ量を例えば５×１０15
ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 に設定する。その後、上記レジスト
膜６１を除去する。なお、図面ではレジスト膜６１を除
去する前の状態を示した。
【０１３２】その後図１４の（９）に示すように、ソー
ス、ドレインの活性化アニーリングを、例えば１０００
℃、１０秒間のランプ加熱により行い、上記ゲート電極
５８ｐの一方側のシリコン層１４ｐにソース領域６２ｐ
を形成し、他方側のシリコン層１４ｐにドレイン領域６
３ｐを形成して、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｐ
が完成する。それとともに、上記ゲート電極５８ｎの一
方側のシリコン層１４ｎにソース領域６２ｎを形成し、
他方側のシリコン層１４ｎにドレイン領域６３ｎを形成
して、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎが完成す
る。そしてゲート電極５８ｎ下でかつソース領域６２ｎ
とドレイン領域６３ｎとの間のシリコン層１４ｎがｎチ
ャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎのチャネル領域にな
り、ゲート電極５８ｐ下でかつソース領域６２ｐとドレ
イン領域６３ｐとの間のシリコン層１４ｐがｐチャネル
ＭＯＳトランジスタ５０ｐのチャネル領域になる。この
ようにして、ＣＭＯＳトランジスタ５０が完成する。
ス、ドレインの活性化アニーリングを、例えば１０００
℃、１０秒間のランプ加熱により行い、上記ゲート電極
５８ｐの一方側のシリコン層１４ｐにソース領域６２ｐ
を形成し、他方側のシリコン層１４ｐにドレイン領域６
３ｐを形成して、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｐ
が完成する。それとともに、上記ゲート電極５８ｎの一
方側のシリコン層１４ｎにソース領域６２ｎを形成し、
他方側のシリコン層１４ｎにドレイン領域６３ｎを形成
して、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎが完成す
る。そしてゲート電極５８ｎ下でかつソース領域６２ｎ
とドレイン領域６３ｎとの間のシリコン層１４ｎがｎチ
ャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎのチャネル領域にな
り、ゲート電極５８ｐ下でかつソース領域６２ｐとドレ
イン領域６３ｐとの間のシリコン層１４ｐがｐチャネル
ＭＯＳトランジスタ５０ｐのチャネル領域になる。この
ようにして、ＣＭＯＳトランジスタ５０が完成する。
【０１３３】その後、図示はしないが、例えばＣＶＤ法
により、上記ｎチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎ、ｐ
チャネルＭＯＳトランジスタ５０ｐ等を覆う状態に、酸
化シリコン膜を例えば２００ｎｍの厚さに成膜し、さら
にリンシリケートガラス（ＰＳＧ）膜を例えば５００ｎ
ｍの厚さに成膜して、層間絶縁膜を形成する。上記ＰＳ
Ｇ膜はリン濃度の例えば３．５ｗ％〜４．０ｗ％として
形成される。
により、上記ｎチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎ、ｐ
チャネルＭＯＳトランジスタ５０ｐ等を覆う状態に、酸
化シリコン膜を例えば２００ｎｍの厚さに成膜し、さら
にリンシリケートガラス（ＰＳＧ）膜を例えば５００ｎ
ｍの厚さに成膜して、層間絶縁膜を形成する。上記ＰＳ
Ｇ膜はリン濃度の例えば３．５ｗ％〜４．０ｗ％として
形成される。
【０１３４】次いで層間絶縁膜上にレジスト膜を例えば
回転塗布法により成膜した後、リソグラフィー技術によ
り、電極を形成する所定の領域上に開口部を形成してレ
ジストマスクを形成する。その後、このレジスト膜をマ
スクに用いて、層間絶縁膜をエッチングし、接続孔を形
成する。そして上記レジストマスクを除去した後、例え
ばスパッタリングにより、上記接続孔の内部を含む上記
層間絶縁膜上に電極膜を例えばアルミニウム−シリコン
を例えば１．０μｍの厚さに堆積して形成する。このス
パッタリング時の基板温度は例えば１５０℃に設定し
た。
回転塗布法により成膜した後、リソグラフィー技術によ
り、電極を形成する所定の領域上に開口部を形成してレ
ジストマスクを形成する。その後、このレジスト膜をマ
スクに用いて、層間絶縁膜をエッチングし、接続孔を形
成する。そして上記レジストマスクを除去した後、例え
ばスパッタリングにより、上記接続孔の内部を含む上記
層間絶縁膜上に電極膜を例えばアルミニウム−シリコン
を例えば１．０μｍの厚さに堆積して形成する。このス
パッタリング時の基板温度は例えば１５０℃に設定し
た。
【０１３５】その後、上記電極膜上にレジスト膜を例え
ば回転塗布法により成膜した後、リソグラフィー技術に
より、上記レジスト膜をパターニングして、電極を形成
する所定の領域上にレジスト膜を残す。そしてこのレジ
スト膜をマスクに用いて、電極膜をエッチングし、電極
および配線を形成する。その後上記レジストマスクを除
去する。
ば回転塗布法により成膜した後、リソグラフィー技術に
より、上記レジスト膜をパターニングして、電極を形成
する所定の領域上にレジスト膜を残す。そしてこのレジ
スト膜をマスクに用いて、電極膜をエッチングし、電極
および配線を形成する。その後上記レジストマスクを除
去する。
【０１３６】上記第１の半導体装置の製造方法では、裏
面側にゲッタリング層１５が形成されているガラス基板
１２を用いて、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎと
ｐチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｐとからなるＣＭＯ
Ｓトランジスタ５０を形成していることから、ガラス基
板１２に含まれているナトリウムイオン等のアルカリ金
属イオンはゲッタリング層１５に取り込まれて、ガラス
基板１２とシリコン層１４との界面近傍に上記アルカリ
金属イオンは集まらなくなる。そのため、上記アルカリ
金属イオンによるＣＭＯＳトランジスタ５０の性能の劣
化が避けられる。
面側にゲッタリング層１５が形成されているガラス基板
１２を用いて、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｎと
ｐチャネルＭＯＳトランジスタ５０ｐとからなるＣＭＯ
Ｓトランジスタ５０を形成していることから、ガラス基
板１２に含まれているナトリウムイオン等のアルカリ金
属イオンはゲッタリング層１５に取り込まれて、ガラス
基板１２とシリコン層１４との界面近傍に上記アルカリ
金属イオンは集まらなくなる。そのため、上記アルカリ
金属イオンによるＣＭＯＳトランジスタ５０の性能の劣
化が避けられる。
【０１３７】また、前記説明した結晶成長法〜のい
ずれかの製造方法を用いてシリコン層１４を形成してい
ることから、ガラス基板１２に低融点ガラスを用いるこ
とができる。しかもシリコン層１４は、単結晶シリコン
で形成され、バルクのシリコン基板と同様の性能を有す
ることから、そのシリコン層１４に所定の処理を施して
半導体素子としてＣＭＯＳトランジスタのｎチャネルＭ
ＯＳトランジスタ５０ｎとｐチャネルＭＯＳトランジス
タ５０ｐとを形成して得たＣＭＯＳトランジスタ５０
は、バルクのシリコン基板に形成したのと同様の高性能
な特性が得られる。
ずれかの製造方法を用いてシリコン層１４を形成してい
ることから、ガラス基板１２に低融点ガラスを用いるこ
とができる。しかもシリコン層１４は、単結晶シリコン
で形成され、バルクのシリコン基板と同様の性能を有す
ることから、そのシリコン層１４に所定の処理を施して
半導体素子としてＣＭＯＳトランジスタのｎチャネルＭ
ＯＳトランジスタ５０ｎとｐチャネルＭＯＳトランジス
タ５０ｐとを形成して得たＣＭＯＳトランジスタ５０
は、バルクのシリコン基板に形成したのと同様の高性能
な特性が得られる。
【０１３８】上記説明では、ＣＭＯＳトランジスタを説
明したが、上記シリコン層１４には、高速で大電流密度
のトップゲート型ＴＦＴ、ボトムゲート型ＴＦＴ、デュ
アルゲート型ＴＦＴ、エレクトロルミネッセンス素子、
電界放出型表示素子用トランジスタ、ダイオード、容
量、抵抗、光電池（太陽電池）、発光素子、受光素子等
の半導体素子を形成することも可能である。
明したが、上記シリコン層１４には、高速で大電流密度
のトップゲート型ＴＦＴ、ボトムゲート型ＴＦＴ、デュ
アルゲート型ＴＦＴ、エレクトロルミネッセンス素子、
電界放出型表示素子用トランジスタ、ダイオード、容
量、抵抗、光電池（太陽電池）、発光素子、受光素子等
の半導体素子を形成することも可能である。
【０１３９】次に、本発明の第２の半導体装置に係わる
実施の形態を以下に説明する。なお、以下においては、
前記図１１によって説明した第１の半導体装置の構成部
品と同様のものには同一符号を付与して説明する。
実施の形態を以下に説明する。なお、以下においては、
前記図１１によって説明した第１の半導体装置の構成部
品と同様のものには同一符号を付与して説明する。
【０１４０】第２の半導体装置の製造方法は、前記結晶
成長法〜のうちのいずれかの方法によって、ガラス
基板１２上にシリコン層１４を形成した後、そのシリコ
ン層１４上に析出した低融点金属（図示省略）を除去す
る。
成長法〜のうちのいずれかの方法によって、ガラス
基板１２上にシリコン層１４を形成した後、そのシリコ
ン層１４上に析出した低融点金属（図示省略）を除去す
る。
【０１４１】その後、上記シリコン層１４を覆う状態に
前記ゲート絶縁膜５１を形成した後、ゲッタリング層２
２を形成し、さらに前記ゲート電極膜５６を形成する。
このゲッタリング層２２は、アルカリ金属イオンをゲッ
タリングするもので、リンシリケートガラス、ホウ素リ
ンシリケートガラスもしくはホウ素シリケートガラスで
形成する。上記ゲート絶縁膜５１、ゲッタリング層２２
およびゲート電極膜５６は、いずれも低温成膜技術によ
り成膜を行う。この低温成膜技術としては、４５０℃〜
６５０℃程度の基板温度での減圧ＣＶＤ法、基板温度が
４００℃以下のプラズマＣＶＤ法もしくはスパッタリン
グを用いる。
前記ゲート絶縁膜５１を形成した後、ゲッタリング層２
２を形成し、さらに前記ゲート電極膜５６を形成する。
このゲッタリング層２２は、アルカリ金属イオンをゲッ
タリングするもので、リンシリケートガラス、ホウ素リ
ンシリケートガラスもしくはホウ素シリケートガラスで
形成する。上記ゲート絶縁膜５１、ゲッタリング層２２
およびゲート電極膜５６は、いずれも低温成膜技術によ
り成膜を行う。この低温成膜技術としては、４５０℃〜
６５０℃程度の基板温度での減圧ＣＶＤ法、基板温度が
４００℃以下のプラズマＣＶＤ法もしくはスパッタリン
グを用いる。
【０１４２】その後は、前記第１の半導体装置の製造方
法と同様の方法により所定の処理を施して、ＣＭＯＳト
ランジスタ５０を形成する。
法と同様の方法により所定の処理を施して、ＣＭＯＳト
ランジスタ５０を形成する。
【０１４３】次に、本発明の第３の半導体装置に係わる
実施の形態を以下に説明する。なお、以下においては、
前記第１，第２の半導体装置の構成部品と同様のものに
は同一符号を付与して説明する。
実施の形態を以下に説明する。なお、以下においては、
前記第１，第２の半導体装置の構成部品と同様のものに
は同一符号を付与して説明する。
【０１４４】第３の半導体装置の製造方法は、前記第２
の半導体装置の製造方法において、ナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング
層１５が裏面側に形成されているガラス基板１２を用い
る他は、前記第２の半導体装置の製造方法と同様の工程
である。この製造方法では、上記ゲッタリング層１５に
は、ＰＳＧを用い、または、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧを
用いる。他方、シリコン層１４の表面側に形成されるゲ
ッタリング層２２はＰＳＧで形成する。または、ＢＰＳ
ＧもしくはＢＳＧで形成する。
の半導体装置の製造方法において、ナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンをゲッタリングするゲッタリング
層１５が裏面側に形成されているガラス基板１２を用い
る他は、前記第２の半導体装置の製造方法と同様の工程
である。この製造方法では、上記ゲッタリング層１５に
は、ＰＳＧを用い、または、ＢＰＳＧもしくはＢＳＧを
用いる。他方、シリコン層１４の表面側に形成されるゲ
ッタリング層２２はＰＳＧで形成する。または、ＢＰＳ
ＧもしくはＢＳＧで形成する。
【０１４５】上記第３の半導体装置の製造方法では、前
記第１の半導体装置の製造方法と前記第２の半導体装置
の製造方法との両方の作用効果を備えるものとなる。
記第１の半導体装置の製造方法と前記第２の半導体装置
の製造方法との両方の作用効果を備えるものとなる。
【０１４６】また、上記各半導体装置の製造方法におけ
るシリコン層の製造方法は、前記シリコン層を有する基
板の製造方法で説明したのと同様の製造方法である。
るシリコン層の製造方法は、前記シリコン層を有する基
板の製造方法で説明したのと同様の製造方法である。
【０１４７】上記各実施の形態で説明した各種数値は、
一例であってその値に限定されるものではなく、適宜変
更することが可能である。
一例であってその値に限定されるものではなく、適宜変
更することが可能である。
【０１４８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のシリコン
層を有する第１の基板によれば、裏面側にゲッタリング
層が形成されているガラス基板を用いているので、ガラ
ス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが
含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層に取り込まれている。そのため、シリコン層の界
面近傍にアルカリ金属イオンが拡散するのを防止するこ
とができる。よって、シリコン層に高性能な半導体素子
を形成することが可能になる。
層を有する第１の基板によれば、裏面側にゲッタリング
層が形成されているガラス基板を用いているので、ガラ
ス基板中にナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが
含有されていても、そのアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層に取り込まれている。そのため、シリコン層の界
面近傍にアルカリ金属イオンが拡散するのを防止するこ
とができる。よって、シリコン層に高性能な半導体素子
を形成することが可能になる。
【０１４９】本発明のシリコン層を有する第２の基板に
よれば、シリコン層の表面側にゲッタリング層が形成さ
れているので、シリコン層の表面側より拡散しようとす
るナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層に取り込まれている。そのため、シリコン層の界
面近傍にアルカリ金属イオンが拡散するのを防止するこ
とができる。よって、シリコン層に高性能な半導体素子
を形成することが可能になる。
よれば、シリコン層の表面側にゲッタリング層が形成さ
れているので、シリコン層の表面側より拡散しようとす
るナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリ
ング層に取り込まれている。そのため、シリコン層の界
面近傍にアルカリ金属イオンが拡散するのを防止するこ
とができる。よって、シリコン層に高性能な半導体素子
を形成することが可能になる。
【０１５０】本発明のシリコン層を有する基板の製造方
法によれば、ゲッタリング層が裏面側に形成されている
ガラス基板を用いるので、ガラス基板中にナトリウムイ
オン等のアルカリ金属イオンが含有されていても、その
アルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれてい
る。よって、シリコン層の界面近傍にガラス基板中のア
ルカリ金属イオンが拡散するのを防止することができ
る。
法によれば、ゲッタリング層が裏面側に形成されている
ガラス基板を用いるので、ガラス基板中にナトリウムイ
オン等のアルカリ金属イオンが含有されていても、その
アルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれてい
る。よって、シリコン層の界面近傍にガラス基板中のア
ルカリ金属イオンが拡散するのを防止することができ
る。
【０１５１】本発明のシリコン層を有する第２の基板の
製造方法によれば、シリコン層の表面にゲッタリング層
を形成するので、シリコン層の表面側より拡散しようと
するナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタ
リング層に取り込まれる。そのため、シリコン層の界面
近傍に拡散することが防止される。
製造方法によれば、シリコン層の表面にゲッタリング層
を形成するので、シリコン層の表面側より拡散しようと
するナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタ
リング層に取り込まれる。そのため、シリコン層の界面
近傍に拡散することが防止される。
【０１５２】本発明の第１の半導体装置によれば、ガラ
ス基板はその裏面側にゲッタリング層が形成されている
ものからなることから、ガラス基板中にナトリウムイオ
ン等のアルカリ金属イオンが含有されていても、そのア
ルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれている
ため、シリコン層の界面近傍に拡散することが防止され
る。そのため、シリコン層に形成された半導体素子はガ
ラス基板中に含まれているアルカリ金属イオンの影響を
受けないので、性能の劣化を防止でき、高性能な半導体
素子となる。
ス基板はその裏面側にゲッタリング層が形成されている
ものからなることから、ガラス基板中にナトリウムイオ
ン等のアルカリ金属イオンが含有されていても、そのア
ルカリ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれている
ため、シリコン層の界面近傍に拡散することが防止され
る。そのため、シリコン層に形成された半導体素子はガ
ラス基板中に含まれているアルカリ金属イオンの影響を
受けないので、性能の劣化を防止でき、高性能な半導体
素子となる。
【０１５３】本発明の第２の半導体装置によれば、シリ
コン層の表面側にゲッタリング層が形成されているの
で、シリコン層の表面側より拡散しようとするナトリウ
ムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に取
り込まれる。そのため、シリコン層の界面近傍にアルカ
リ金属イオンが拡散することが防止される。そのため、
シリコン層に形成された半導体素子は外部からのアルカ
リ金属イオンの影響を受けないので、性能の劣化を防止
でき、高性能な半導体素子となる。
コン層の表面側にゲッタリング層が形成されているの
で、シリコン層の表面側より拡散しようとするナトリウ
ムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリング層に取
り込まれる。そのため、シリコン層の界面近傍にアルカ
リ金属イオンが拡散することが防止される。そのため、
シリコン層に形成された半導体素子は外部からのアルカ
リ金属イオンの影響を受けないので、性能の劣化を防止
でき、高性能な半導体素子となる。
【０１５４】本発明の半導体装置の第１の製造方法によ
れば、ゲッタリング層が裏面側に形成されているガラス
基板を用いるので、ガラス基板中にナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンが含有されていても、そのアルカ
リ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれている。よ
って、シリコン層の界面近傍にガラス基板中のアルカリ
金属イオンが拡散するのを防止することができる。その
ため、シリコン層に形成された半導体素子は上記アルカ
リ金属イオンの影響を受けないので、高性能な半導体素
子を形成することが可能になる。
れば、ゲッタリング層が裏面側に形成されているガラス
基板を用いるので、ガラス基板中にナトリウムイオン等
のアルカリ金属イオンが含有されていても、そのアルカ
リ金属イオンはゲッタリング層に取り込まれている。よ
って、シリコン層の界面近傍にガラス基板中のアルカリ
金属イオンが拡散するのを防止することができる。その
ため、シリコン層に形成された半導体素子は上記アルカ
リ金属イオンの影響を受けないので、高性能な半導体素
子を形成することが可能になる。
【０１５５】本発明の半導体装置の第２の製造方法によ
れば、シリコン層の表面側にゲッタリング層が形成され
ているので、シリコン層の表面側より拡散しようとする
ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリン
グ層に取り込まれる。そのため、シリコン層の界面近傍
に外部からのアルカリ金属イオンの侵入を防止すること
ができ、シリコン層に高性能な半導体素子を形成するこ
とができる。
れば、シリコン層の表面側にゲッタリング層が形成され
ているので、シリコン層の表面側より拡散しようとする
ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンはゲッタリン
グ層に取り込まれる。そのため、シリコン層の界面近傍
に外部からのアルカリ金属イオンの侵入を防止すること
ができ、シリコン層に高性能な半導体素子を形成するこ
とができる。
【図１】本発明のシリコン層を有する第１の基板に係わ
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図２】本発明のシリコン層を有する第２の基板に係わ
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図３】本発明のシリコン層を有する第３の基板に係わ
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
る実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図４】本発明のシリコン層を有する基板の第１の製造
方法に係わる実施の形態を示す製造工程図である。
方法に係わる実施の形態を示す製造工程図である。
【図５】本発明のシリコン層を有する基板の第２の製造
方法に係わる実施の形態を示す製造工程図である。
方法に係わる実施の形態を示す製造工程図である。
【図６】シリコン層を形成するための結晶成長法を示
す製造工程図である。
す製造工程図である。
【図７】シリコン層を形成するための結晶成長法を示
す製造工程図である。
す製造工程図である。
【図８】シリコン層を形成するための結晶成長法を示
す製造工程図である。
す製造工程図である。
【図９】シリコン層を形成するための結晶成長法を示
す製造工程図である。
す製造工程図である。
【図１０】本発明の第１の半導体装置に係わる実施の形
態を示す概略構成断面図である。
態を示す概略構成断面図である。
【図１１】本発明の第２の半導体装置に係わる実施の形
態を示す概略構成断面図である。
態を示す概略構成断面図である。
【図１２】本発明の第１の半導体装置の製造方法に係わ
る実施の形態を示す製造工程図である。
る実施の形態を示す製造工程図である。
【図１３】本発明の第１の半導体装置の製造方法に係わ
る実施の形態を示す製造工程図（続き１）である。
る実施の形態を示す製造工程図（続き１）である。
【図１４】本発明の第１の半導体装置の製造方法に係わ
る実施の形態を示す製造工程図（続き２）である。
る実施の形態を示す製造工程図（続き２）である。
１１…第１の基板、１２…ガラス基板、１３…結晶成長
のシード、１４…シリコン層、１５…ゲッタリング層
のシード、１４…シリコン層、１５…ゲッタリング層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢木 肇 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 佐藤 勇一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F053 AA03 DD01 FF01 GG01 HH05 PP06 PP20 RR20 5F058 BA05 BB07 BC05 BF02 5F110 AA08 AA30 BB04 CC02 CC08 DD02 DD12 DD19 DD21 DD24 EE06 EE30 EE44 EE45 FF02 FF03 FF09 FF28 FF30 FF32 GG02 GG12 GG32 GG34 GG42 HJ01 HJ13 HJ23 HL06 HL23 NN23 NN25 NN35 QQ28
Claims (24)
- 【請求項１】 結晶成長のシードが形成されたガラス基
板の表面側にシリコンを含む低融点金属溶融液中のシリ
コンを結晶成長させてなるシリコン層を有する基板にお
いて、 前記ガラス基板の裏面側にゲッタリング層が形成されて
いることを特徴とするシリコン層を有する基板。 - 【請求項２】 結晶成長のシードが形成されたガラス基
板の表面側にシリコンを含む低融点金属溶融液中のシリ
コンを結晶成長させてなるシリコン層を有する基板にお
いて、 前記シリコン層の表面側にゲッタリング層が形成されて
いることを特徴とするシリコン層を有する基板。 - 【請求項３】 前記シリコン層の表面側にゲッタリング
層が形成されていることを特徴とする請求項１記載のシ
リコン層を有する基板。 - 【請求項４】 前記ゲッタリング層は、アルカリ金属イ
オンをゲッタリングするもので、リンシリケートガラ
ス、ホウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケ
ートガラスからなることを特徴とする請求項１記載のシ
リコン層を有する基板。 - 【請求項５】 前記ゲッタリング層は、アルカリ金属イ
オンをゲッタリングするもので、リンシリケートガラ
ス、ホウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケ
ートガラスからなることを特徴とする請求項２記載のシ
リコン層を有する基板。 - 【請求項６】 前記ガラス基板の裏面側に形成されてい
るゲッタリング層は、アルカリ金属イオンをゲッタリン
グするもので、リンシリケートガラス、ホウ素リンシリ
ケートガラスもしくはホウ素シリケートガラスからな
り、 前記シリコン層の表面側に形成されているゲッタリング
層は、アルカリ金属イオンをゲッタリングするもので、
リンシリケートガラス、ホウ素リンシリケートガラスも
しくはホウ素シリケートガラスからなることを特徴とす
る請求項３記載のシリコン層を有する基板。 - 【請求項７】 ガラス基板の表面側に結晶成長のシード
を形成する工程と、 前記結晶成長のシードを起点にしてシリコン含有低融点
金属溶融液中のシリコンを結晶成長させて前記ガラス基
板の表面側にシリコン層を形成する工程とを備えたシリ
コン層を有する基板の製造方法において、 前記ガラス基板の裏面側にゲッタリング層を形成するこ
とを特徴とするシリコン層を有する基板の製造方法。 - 【請求項８】 ガラス基板の表面側に結晶成長のシード
を形成する工程と、 前記結晶成長のシードを起点にシリコン含有低融点金属
溶融液中のシリコンを結晶成長させて前記ガラス基板の
表面側にシリコン層を形成する工程とを備えたシリコン
層を有する基板の製造方法において、 前記シリコン層の表面側に析出した金属を除去する工程
と、 前記シリコン層の表面にゲッタリング層を形成する工程
とを備えたことを特徴とするシリコン層を有する基板の
製造方法。 - 【請求項９】 前記シリコン層を形成した後、 前記シリコン層上に析出した金属を除去する工程と、 前記シリコン層上にゲッタリング層を形成する工程とを
備えたことを特徴とする請求項７記載のシリコン層を有
する基板の製造方法。 - 【請求項１０】 前記ゲッタリング層を、アルカリ金属
イオンをゲッタリングする、リンシリケートガラス、ホ
ウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケートガ
ラスで形成することを特徴とする請求項７記載のシリコ
ン層を有する基板の製造方法。 - 【請求項１１】 前記ゲッタリング層を、アルカリ金属
イオンをゲッタリングする、リンシリケートガラス、ホ
ウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケートガ
ラスで形成することを特徴とする請求項８記載のシリコ
ン層を有する基板の製造方法。 - 【請求項１２】 前記ガラス基板の裏面側に形成するゲ
ッタリング層を、アルカリ金属イオンをゲッタリングす
る、リンシリケートガラス、ホウ素リンシリケートガラ
スもしくはホウ素シリケートガラスで形成し、 前記シリコン層の表面側に形成するゲッタリング層を、
アルカリ金属イオンをゲッタリングする、リンシリケー
トガラス、ホウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素
シリケートガラスで形成することを特徴とする請求項９
記載のシリコン層を有する基板の製造方法。 - 【請求項１３】 結晶成長のシードが形成されたガラス
基板の表面側にシリコンを含む低融点金属溶融液中のシ
リコンを結晶成長させてなるシリコン層に半導体素子を
形成してなる半導体装置において、 前記ガラス基板の裏面側にゲッタリング層が形成されて
いることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１４】 結晶成長のシードが形成されたガラス
基板の表面側にシリコンを含む低融点金属溶融液中のシ
リコンを結晶成長させてなるシリコン層に半導体素子を
形成してなる半導体装置において、 前記シリコン層の表面側にゲッタリング層が形成されて
いることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１５】 前記シリコン層の表面側にゲッタリン
グ層が形成されていることを特徴とする請求項１３記載
の半導体装置。 - 【請求項１６】 前記ゲッタリング層は、アルカリ金属
イオンをゲッタリングするもので、リンシリケートガラ
ス、ホウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケ
ートガラスからなることを特徴とする請求項１３記載の
半導体装置。 - 【請求項１７】 前記ゲッタリング層は、アルカリ金属
イオンをゲッタリングするもので、リンシリケートガラ
ス、ホウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケ
ートガラスからなることを特徴とする請求項１４記載の
半導体装置。 - 【請求項１８】 前記ガラス基板の裏面側に形成されて
いるゲッタリング層は、アルカリ金属イオンをゲッタリ
ングするもので、リンシリケートガラス、ホウ素リンシ
リケートガラスもしくはホウ素シリケートガラスからな
り、 前記シリコン層の表面側に形成されているゲッタリング
層は、アルカリ金属イオンをゲッタリングするもので、
リンシリケートガラス、ホウ素リンシリケートガラスも
しくはホウ素シリケートガラスからなることを特徴とす
る請求項１５記載の半導体装置。 - 【請求項１９】 ガラス基板の表面側に結晶成長のシー
ドを形成する工程と、 前記結晶成長のシードを起点にシリコン含有低融点金属
溶融液中のシリコンを結晶成長させて前記ガラス基板の
表面側にシリコン層を形成する工程と、 前記シリコン層上に析出した金属を除去する工程と、 前記シリコン層に所定の処理を施して半導体素子を形成
する工程とを備えた半導体装置の製造方法において、 前記ガラス基板の裏面側にゲッタリング層を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２０】 ガラス基板の表面側に結晶成長のシー
ドを形成する工程と、 前記結晶成長のシードを起点にシリコン含有低融点金属
溶融液中のシリコンを結晶成長させて前記ガラス基板の
表面側にシリコン層を形成する工程と、 前記シリコン層上に析出した金属を除去する工程と、 前記シリコン層に所定の処理を施して半導体素子を形成
する工程とを備えた半導体装置の製造方法において、 前記シリコン層上に析出した金属を除去する工程と、 前記シリコン層上にゲッタリング層を形成する前記シリ
コン層に所定の処理を施して半導体素子を形成する工程
とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２１】 前記シリコン層上に析出した金属を除
去する工程の後に、 前記シリコン層上にゲッタリング層を形成する工程を備
えたことを特徴とする請求項１９記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項２２】 前記ゲッタリング層を、アルカリ金属
イオンをゲッタリングする、リンシリケートガラス、ホ
ウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケートガ
ラスで形成することを特徴とする請求項１９記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項２３】 前記ゲッタリング層を、アルカリ金属
イオンをゲッタリングする、リンシリケートガラス、ホ
ウ素リンシリケートガラスもしくはホウ素シリケートガ
ラスで形成することを特徴とする請求項２０記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項２４】 前記ガラス基板の裏面側に形成されて
いるゲッタリング層を、アルカリ金属イオンをゲッタリ
ングする、リンシリケートガラス、ホウ素リンシリケー
トガラスもしくはホウ素シリケートガラスで形成する前
記シリコン層の表面側に形成されているゲッタリング層
を、アルカリ金属イオンをゲッタリングする、リンシリ
ケートガラス、ホウ素リンシリケートガラスもしくはホ
ウ素シリケートガラスで形成することを特徴とする請求
項２１記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10352274A JP2000183352A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | シリコン層を有する基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10352274A JP2000183352A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | シリコン層を有する基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000183352A true JP2000183352A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18422948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10352274A Abandoned JP2000183352A (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | シリコン層を有する基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000183352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7508035B2 (en) | 2004-08-19 | 2009-03-24 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and driving method of semiconductor device |
| JP2012060109A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-22 | Samsung Mobile Display Co Ltd | 薄膜トランジスタ、その製造方法、及びこれを備えた表示装置 |
-
1998
- 1998-12-11 JP JP10352274A patent/JP2000183352A/ja not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7508035B2 (en) | 2004-08-19 | 2009-03-24 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and driving method of semiconductor device |
| JP2012060109A (ja) * | 2010-09-03 | 2012-03-22 | Samsung Mobile Display Co Ltd | 薄膜トランジスタ、その製造方法、及びこれを備えた表示装置 |
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