JP2000150835A - 非単結晶シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents
非単結晶シリコン薄膜の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非単結晶シリコン薄膜の製造方法に関し、高
性能な多結晶シリコン薄膜トランジスタの形成に適した
移動度の大きな大粒径の非単結晶シリコン薄膜を製造す
る。 【解決手段】 非単結晶シリコン基板１の表面に非単結
晶シリコン膜２を形成し、この非単結晶シリコン膜２の
表面を平坦化したのち、平坦面側からイオンを注入し、
次いで、可視光に対して透明な透明基板３に平坦面側を
対向させて張り合わせたのち、非単結晶シリコン基板１
をイオン注入面５において剥離することによって、透明
基板３上に非単結晶シリコン薄膜８を残存させる。
性能な多結晶シリコン薄膜トランジスタの形成に適した
移動度の大きな大粒径の非単結晶シリコン薄膜を製造す
る。 【解決手段】 非単結晶シリコン基板１の表面に非単結
晶シリコン膜２を形成し、この非単結晶シリコン膜２の
表面を平坦化したのち、平坦面側からイオンを注入し、
次いで、可視光に対して透明な透明基板３に平坦面側を
対向させて張り合わせたのち、非単結晶シリコン基板１
をイオン注入面５において剥離することによって、透明
基板３上に非単結晶シリコン薄膜８を残存させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非単結晶シリコン薄
膜の製造方法に関するものであり、特に、液晶表示装置
の画素スイッチング素子、或いは、データドライバ及び
ゲートドライバ等として用いる薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）を構成するための高移動度の高品質の非単結晶シリ
コン薄膜の製造方法に関するものである。
膜の製造方法に関するものであり、特に、液晶表示装置
の画素スイッチング素子、或いは、データドライバ及び
ゲートドライバ等として用いる薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）を構成するための高移動度の高品質の非単結晶シリ
コン薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示装置は小型・軽量・低消
費電力であるため、ＯＡ端末やプロジェクター等に使用
されたり、或いは、携帯可能性を利用して小型液晶テレ
ビ等に使用されており、特に、高品質液晶表示装置用に
は、画素毎にスイッチング用のアクティブ素子を設けた
アクティブマトリクス型液晶表示装置が用いられてい
る。
費電力であるため、ＯＡ端末やプロジェクター等に使用
されたり、或いは、携帯可能性を利用して小型液晶テレ
ビ等に使用されており、特に、高品質液晶表示装置用に
は、画素毎にスイッチング用のアクティブ素子を設けた
アクティブマトリクス型液晶表示装置が用いられてい
る。
【０００３】この様なアクティブマトリクス型液晶表示
装置においては、表示部における個々の画素をＴＦＴ等
のアクティブ素子で動作させることによって、単純マト
リクス型液晶表示装置の様な非選択時のクロストークを
完全に排除することができ、優れた表示特性を示すこと
が可能になる。
装置においては、表示部における個々の画素をＴＦＴ等
のアクティブ素子で動作させることによって、単純マト
リクス型液晶表示装置の様な非選択時のクロストークを
完全に排除することができ、優れた表示特性を示すこと
が可能になる。
【０００４】なかでも、アクティブ素子としてＴＦＴを
用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、制御素
子の駆動能力が高いので、ドライバ内蔵液晶表示装置
や、高解像度・高精細液晶表示装置に適用され、特に、
多結晶シリコンはアモルファスシリコン（アモルファス
Ｓｉ）に比べて移動度が高いので、高速動作に適してお
り、また、周辺回路を同時に形成することが可能であ
る。
用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、制御素
子の駆動能力が高いので、ドライバ内蔵液晶表示装置
や、高解像度・高精細液晶表示装置に適用され、特に、
多結晶シリコンはアモルファスシリコン（アモルファス
Ｓｉ）に比べて移動度が高いので、高速動作に適してお
り、また、周辺回路を同時に形成することが可能であ
る。
【０００５】しかし、この様な多結晶シリコンＴＦＴに
用いる多結晶シリコン膜としては、より高品質の多結晶
シリコン膜が要求されるが、従来の多結晶シリコン膜の
製造方法としては、 ガラス等の絶縁性基板上にアモルファスＳｉ膜を堆積
させ、抵抗加熱炉を用いて６００℃程度の低温長時間ア
ニールを施すことによって、アニールの初期段階に結晶
の核を形成させ、それを成長させることによって結晶化
を図るか、或いは、 ガラス等の絶縁性基板上にアモルファスＳｉ膜を堆積
させ、エネルギービーム、特に、レーザ光を用いた高温
短時間アニール法によりアニールして、冷却時に結晶化
させて多結晶シリコン膜を形成するか、或いは、 ６００℃以上の温度においてＣＶＤ法によって多結晶
シリコン膜を直接成長させるか、のいずれかが一般的な
方法として用いられている。
用いる多結晶シリコン膜としては、より高品質の多結晶
シリコン膜が要求されるが、従来の多結晶シリコン膜の
製造方法としては、 ガラス等の絶縁性基板上にアモルファスＳｉ膜を堆積
させ、抵抗加熱炉を用いて６００℃程度の低温長時間ア
ニールを施すことによって、アニールの初期段階に結晶
の核を形成させ、それを成長させることによって結晶化
を図るか、或いは、 ガラス等の絶縁性基板上にアモルファスＳｉ膜を堆積
させ、エネルギービーム、特に、レーザ光を用いた高温
短時間アニール法によりアニールして、冷却時に結晶化
させて多結晶シリコン膜を形成するか、或いは、 ６００℃以上の温度においてＣＶＤ法によって多結晶
シリコン膜を直接成長させるか、のいずれかが一般的な
方法として用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のの方
法の場合には、非常に時間がかかるという問題があり、
また、の方法の場合には、成長核のない状態でレーザ
光を照射した場合、レーザ光の強度分布等により均一で
良好な結晶性を有する多結晶シリコン膜を得ることは困
難であるという問題があり、上記のの方法の場合に
は、長時間の高温処理が必要であるという問題がある。
法の場合には、非常に時間がかかるという問題があり、
また、の方法の場合には、成長核のない状態でレーザ
光を照射した場合、レーザ光の強度分布等により均一で
良好な結晶性を有する多結晶シリコン膜を得ることは困
難であるという問題があり、上記のの方法の場合に
は、長時間の高温処理が必要であるという問題がある。
【０００７】さらに、最も問題な点としては、上記〜
のいずれの方法の場合にも、多結晶シリコン膜を構成
する結晶粒径のサイズは数１０ｎｍ〜数μｍ程度であ
り、この様な非常に結晶粒径の小さな多結晶シリコン薄
膜では移動度も小さく、結晶粒界や結晶欠陥がデバイス
特性に悪影響を及ぼすという問題がある。
のいずれの方法の場合にも、多結晶シリコン膜を構成
する結晶粒径のサイズは数１０ｎｍ〜数μｍ程度であ
り、この様な非常に結晶粒径の小さな多結晶シリコン薄
膜では移動度も小さく、結晶粒界や結晶欠陥がデバイス
特性に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００８】したがって、本発明は、高性能な多結晶シ
リコン薄膜トランジスタの形成に適した移動度の大きな
大粒径の非単結晶シリコン薄膜を製造することを目的と
する。
リコン薄膜トランジスタの形成に適した移動度の大きな
大粒径の非単結晶シリコン薄膜を製造することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１（ａ）及び（ｂ）参照 （１）本発明は、非単結晶シリコン薄膜８の製造方法に
おいて、非単結晶シリコン基板１の表面に非単結晶シリ
コン膜２を形成し、この非単結晶シリコン膜２の表面を
平坦化したのち、この平坦化した平坦面側からイオンを
注入し、次いで、可視光に対して透明な透明基板３に平
坦面側を対向させて張り合わせたのち、非単結晶シリコ
ン基板１をイオン注入面５において剥離することによっ
て、透明基板３上に非単結晶シリコン薄膜８を残存させ
ることを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１（ａ）及び（ｂ）参照 （１）本発明は、非単結晶シリコン薄膜８の製造方法に
おいて、非単結晶シリコン基板１の表面に非単結晶シリ
コン膜２を形成し、この非単結晶シリコン膜２の表面を
平坦化したのち、この平坦化した平坦面側からイオンを
注入し、次いで、可視光に対して透明な透明基板３に平
坦面側を対向させて張り合わせたのち、非単結晶シリコ
ン基板１をイオン注入面５において剥離することによっ
て、透明基板３上に非単結晶シリコン薄膜８を残存させ
ることを特徴とする。
【００１０】一般に、非単結晶シリコン基板１の表面は
各結晶粒の露出している結晶面方位が異なるので、平坦
化には限界があり、表面に凹凸を有する非単結晶シリコ
ン基板１をガラス基板等の透明基板３と張り合わせるこ
とは困難であるが、この様に、非単結晶シリコン基板１
の表面に非単結晶シリコン膜２を形成し、この非単結晶
シリコン膜２の表面を平坦化することによって、透明基
板３との張り合わせが可能になり、また、イオン、例え
ば、Ｈイオン或いはＨｅイオン等の注入によって発生す
るボイド６及びマイクロクラック７を利用してイオン注
入面５から剥離する所謂スマートカット技術を用いるこ
とによって非常に薄い非単結晶シリコン薄膜８を形成す
ることができる。なお、透明基板３の表面には、表面を
平滑にするためにＳｉＯ2 膜４等を設けておくことが望
ましい。
各結晶粒の露出している結晶面方位が異なるので、平坦
化には限界があり、表面に凹凸を有する非単結晶シリコ
ン基板１をガラス基板等の透明基板３と張り合わせるこ
とは困難であるが、この様に、非単結晶シリコン基板１
の表面に非単結晶シリコン膜２を形成し、この非単結晶
シリコン膜２の表面を平坦化することによって、透明基
板３との張り合わせが可能になり、また、イオン、例え
ば、Ｈイオン或いはＨｅイオン等の注入によって発生す
るボイド６及びマイクロクラック７を利用してイオン注
入面５から剥離する所謂スマートカット技術を用いるこ
とによって非常に薄い非単結晶シリコン薄膜８を形成す
ることができる。なお、透明基板３の表面には、表面を
平滑にするためにＳｉＯ2 膜４等を設けておくことが望
ましい。
【００１１】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、非単結晶シリコン膜２の表面を平坦化したのち、こ
の平坦化した平坦面側からエネルギービームを照射する
ことを特徴とする。
て、非単結晶シリコン膜２の表面を平坦化したのち、こ
の平坦化した平坦面側からエネルギービームを照射する
ことを特徴とする。
【００１２】この様に、非単結晶シリコン膜２の表面を
平坦化したのち、この平坦化した平坦面側からエネルギ
ービームを照射することによって、非単結晶シリコン膜
２の結晶化を進めることができ、この非単結晶シリコン
膜２にデバイスを構成する領域の一部がかかった場合に
も、デバイス特性をより確実に良好に保つことができ
る。
平坦化したのち、この平坦化した平坦面側からエネルギ
ービームを照射することによって、非単結晶シリコン膜
２の結晶化を進めることができ、この非単結晶シリコン
膜２にデバイスを構成する領域の一部がかかった場合に
も、デバイス特性をより確実に良好に保つことができ
る。
【００１３】（３）また、本発明は、上記（１）または
（２）において、非単結晶シリコン基板１を剥離したの
ち、非単結晶シリコン薄膜８の剥離面に熱処理を施すこ
とを特徴とする。
（２）において、非単結晶シリコン基板１を剥離したの
ち、非単結晶シリコン薄膜８の剥離面に熱処理を施すこ
とを特徴とする。
【００１４】この様に、非単結晶シリコン薄膜８の剥離
面に熱処理、例えば、抵抗加熱炉による低温アニール或
いはレーザアニールを施すことによって、イオン注入工
程及び剥離工程に伴なって発生した剥離面近傍の結晶欠
陥を回復して結晶性を向上することができる。
面に熱処理、例えば、抵抗加熱炉による低温アニール或
いはレーザアニールを施すことによって、イオン注入工
程及び剥離工程に伴なって発生した剥離面近傍の結晶欠
陥を回復して結晶性を向上することができる。
【００１５】（４）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、非単結晶シリコン薄膜８の
剥離面に非単結晶シリコン膜を形成し、この非単結晶シ
リコン膜の表面を平坦化したのち、この平坦化した平坦
面側からエネルギービームを照射することを特徴とす
る。
（３）のいずれかにおいて、非単結晶シリコン薄膜８の
剥離面に非単結晶シリコン膜を形成し、この非単結晶シ
リコン膜の表面を平坦化したのち、この平坦化した平坦
面側からエネルギービームを照射することを特徴とす
る。
【００１６】剥離面の平坦性は必ずしも十分ではないの
で、剥離面に非単結晶シリコン膜を形成し、この非単結
晶シリコン膜の表面を平坦化したのち、この平坦化した
平坦面側からエネルギービームを照射することによっ
て、表面が平坦で結晶性にすぐれた非単結晶シリコン薄
膜８を得ることができる。
で、剥離面に非単結晶シリコン膜を形成し、この非単結
晶シリコン膜の表面を平坦化したのち、この平坦化した
平坦面側からエネルギービームを照射することによっ
て、表面が平坦で結晶性にすぐれた非単結晶シリコン薄
膜８を得ることができる。
【００１７】（５）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、非単結晶シリコン薄膜８の
剥離面に非単結晶シリコン膜を形成し、この非単結晶シ
リコン膜にエネルギービームを照射したのち、この非単
結晶シリコン膜の表面を平坦化することを特徴とする。
（３）のいずれかにおいて、非単結晶シリコン薄膜８の
剥離面に非単結晶シリコン膜を形成し、この非単結晶シ
リコン膜にエネルギービームを照射したのち、この非単
結晶シリコン膜の表面を平坦化することを特徴とする。
【００１８】上述の様に、剥離面の平坦性は必ずしも十
分ではないので、剥離面に非単結晶シリコン膜を形成
し、この非単結晶シリコン膜にエネルギービームを照射
して結晶性を改善したのち、この結晶性の改善された非
単結晶シリコン膜の表面を平坦化することによっても、
表面が平坦で結晶性にすぐれた非単結晶シリコン薄膜８
を得ることができる。
分ではないので、剥離面に非単結晶シリコン膜を形成
し、この非単結晶シリコン膜にエネルギービームを照射
して結晶性を改善したのち、この結晶性の改善された非
単結晶シリコン膜の表面を平坦化することによっても、
表面が平坦で結晶性にすぐれた非単結晶シリコン薄膜８
を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の第１の実施の形
態の製造工程を、図２及び図３を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、キャスト法によって作製された太陽電池用の多結
晶シリコン基板１１の表面をエッチングにより鏡面化し
たのち、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃ
ａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いてミラーポリッシ
ュし、次いで、減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ法）を
用いて、例えば、６５０℃において、厚さが、例えば、
２μｍの多結晶シリコン膜１３を堆積させる。
態の製造工程を、図２及び図３を参照して説明する。 図２（ａ）参照 まず、キャスト法によって作製された太陽電池用の多結
晶シリコン基板１１の表面をエッチングにより鏡面化し
たのち、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃ
ａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いてミラーポリッシ
ュし、次いで、減圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ法）を
用いて、例えば、６５０℃において、厚さが、例えば、
２μｍの多結晶シリコン膜１３を堆積させる。
【００２０】なお、この場合の多結晶シリコン基板１１
は、厚さ３５０μｍで、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイ
ズで、多結晶シリコン粒の結晶粒径が数ｍｍ〜１ｃｍ程
度の市販されている切断ウェハを用いており、また、ミ
ラーポリッシュしたのちの表面には、各多結晶シリコン
粒１２の露出表面の結晶面方位の依存した研磨レートの
差によって、数１００ｎｍの高低差の凹凸が形成され
る。
は、厚さ３５０μｍで、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイ
ズで、多結晶シリコン粒の結晶粒径が数ｍｍ〜１ｃｍ程
度の市販されている切断ウェハを用いており、また、ミ
ラーポリッシュしたのちの表面には、各多結晶シリコン
粒１２の露出表面の結晶面方位の依存した研磨レートの
差によって、数１００ｎｍの高低差の凹凸が形成され
る。
【００２１】図２（ｂ）参照 次いで、ＣＭＰ法を用いて多結晶シリコン膜１３を平坦
化する。なお、この場合、多結晶シリコン膜１３の結晶
粒径は数十ｎｍ程度であるので、表面の平坦性は大幅に
改善される。
化する。なお、この場合、多結晶シリコン膜１３の結晶
粒径は数十ｎｍ程度であるので、表面の平坦性は大幅に
改善される。
【００２２】図２（ｃ）参照 次いで、平坦面側から水素イオン１４を、例えば、投影
飛程が３０００ｎｍになる程度に、例えば、１０16ｃｍ
-2以上のドーズ量でイオン注入することによってボイド
１５とマイクロクラック１６を発生させる。
飛程が３０００ｎｍになる程度に、例えば、１０16ｃｍ
-2以上のドーズ量でイオン注入することによってボイド
１５とマイクロクラック１６を発生させる。
【００２３】図３（ｄ）参照 次いで、水素イオン１４を注入した面側と表面にＳｉＯ
2 膜１８を形成した低歪点ガラスからなる可視光に対し
て透明なガラス基板１７を対向させて接触させ、例え
ば、窒素ガス雰囲気中において、６００℃で２０時間の
熱処理を施すことによって多結晶シリコン基板１１とガ
ラス基板１７とを張り合わせる。
2 膜１８を形成した低歪点ガラスからなる可視光に対し
て透明なガラス基板１７を対向させて接触させ、例え
ば、窒素ガス雰囲気中において、６００℃で２０時間の
熱処理を施すことによって多結晶シリコン基板１１とガ
ラス基板１７とを張り合わせる。
【００２４】この場合、多結晶シリコン基板１１の表面
は、多結晶シリコン膜１３を堆積させたのち平坦化して
いるので、ガラス基板１７との張り合わせが可能になる
ものであり、結晶粒径の大きな、したがって、表面の凹
凸の大きな多結晶シリコン基板１１のままでは、ガラス
基板１７との張り合わせが実質的に不可能である。な
お、この場合、ＳｉＯ2 膜１８は、表面が必ずしも平坦
ではないガラス基板１７の表面を平坦にするために設け
るものであり、ＳｉＯ2 膜１８をＰＣＶＤ法（プラズマ
ＣＶＤ法）によって堆積後、ＣＭＰ法によってＳｉＯ2
膜１８の表面を平坦化する。
は、多結晶シリコン膜１３を堆積させたのち平坦化して
いるので、ガラス基板１７との張り合わせが可能になる
ものであり、結晶粒径の大きな、したがって、表面の凹
凸の大きな多結晶シリコン基板１１のままでは、ガラス
基板１７との張り合わせが実質的に不可能である。な
お、この場合、ＳｉＯ2 膜１８は、表面が必ずしも平坦
ではないガラス基板１７の表面を平坦にするために設け
るものであり、ＳｉＯ2 膜１８をＰＣＶＤ法（プラズマ
ＣＶＤ法）によって堆積後、ＣＭＰ法によってＳｉＯ2
膜１８の表面を平坦化する。
【００２５】図３（ｅ）参照 次いで、機械的力を加えて劈開処理することによって、
水素イオン注入面において多結晶シリコン基板１１を剥
離して、ガラス基板１７上に多結晶シリコン剥離膜１９
を残存させたのち、例えば、窒素ガス雰囲気中におい
て、６００℃で２０時間の熱処理を施すことによって、
イオン注入工程及び剥離工程において発生した結晶欠陥
を回復させて、結晶性を改善する。
水素イオン注入面において多結晶シリコン基板１１を剥
離して、ガラス基板１７上に多結晶シリコン剥離膜１９
を残存させたのち、例えば、窒素ガス雰囲気中におい
て、６００℃で２０時間の熱処理を施すことによって、
イオン注入工程及び剥離工程において発生した結晶欠陥
を回復させて、結晶性を改善する。
【００２６】図３（ｆ）参照 次いで、再び、ＣＭＰ法を用いて表面を研磨することに
よって、表面がミラー面になった多結晶シリコン薄膜２
０が得られる。次いで、図示しないものの、通常の工程
にしたがって多結晶シリコン薄膜２０を所定形状にパタ
ーニングし、ゲート絶縁膜、ゲート電極等を形成するこ
とによってＴＦＴ基板が完成することになる。
よって、表面がミラー面になった多結晶シリコン薄膜２
０が得られる。次いで、図示しないものの、通常の工程
にしたがって多結晶シリコン薄膜２０を所定形状にパタ
ーニングし、ゲート絶縁膜、ゲート電極等を形成するこ
とによってＴＦＴ基板が完成することになる。
【００２７】この様に、本発明の第１の実施の形態にお
いては、水素イオン１４の注入に伴って発生したボイド
１５やマイクロクラック１６を利用して多結晶シリコン
基板１１を剥離する所謂スマートカット法（例えば、特
開平１０−９３１２２号公報参照）を用いる際に、多結
晶シリコン基板１１の表面に多結晶シリコン膜１３を堆
積させているので表面を平坦化することができ、それに
よって、ガラス基板１７との張り合わせを確実に行うこ
とができる。なお、この様な多結晶シリコン膜１３を設
けない場合、基板の張り合わせは現実的には不可能であ
る。
いては、水素イオン１４の注入に伴って発生したボイド
１５やマイクロクラック１６を利用して多結晶シリコン
基板１１を剥離する所謂スマートカット法（例えば、特
開平１０−９３１２２号公報参照）を用いる際に、多結
晶シリコン基板１１の表面に多結晶シリコン膜１３を堆
積させているので表面を平坦化することができ、それに
よって、ガラス基板１７との張り合わせを確実に行うこ
とができる。なお、この様な多結晶シリコン膜１３を設
けない場合、基板の張り合わせは現実的には不可能であ
る。
【００２８】また、剥離面に露出する多結晶シリコン薄
膜２０の結晶粒径は、多結晶シリコン基板１１と同様
に、数ｍｍ〜１ｃｍ程度の大粒径であるので、移動度が
大きく、したがって、高性能のＴＦＴを実現することが
できる。
膜２０の結晶粒径は、多結晶シリコン基板１１と同様
に、数ｍｍ〜１ｃｍ程度の大粒径であるので、移動度が
大きく、したがって、高性能のＴＦＴを実現することが
できる。
【００２９】次に、図４を参照して、本発明の第２の実
施の形態の製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様に、キャスト
法によって作製された太陽電池用の多結晶シリコン基板
１１の表面をエッチングにより鏡面化したのち、ＣＭＰ
法を用いてミラーポリッシュし、次いで、ＬＰＣＶＤ法
を用いて、例えば、６５０℃において、厚さが、例え
ば、２μｍの多結晶シリコン膜１３を堆積させたのち、
再び、ＣＭＰ法を用いて多結晶シリコン膜１３を平坦化
する。
施の形態の製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様に、キャスト
法によって作製された太陽電池用の多結晶シリコン基板
１１の表面をエッチングにより鏡面化したのち、ＣＭＰ
法を用いてミラーポリッシュし、次いで、ＬＰＣＶＤ法
を用いて、例えば、６５０℃において、厚さが、例え
ば、２μｍの多結晶シリコン膜１３を堆積させたのち、
再び、ＣＭＰ法を用いて多結晶シリコン膜１３を平坦化
する。
【００３０】図４（ｂ）参照 次いで、エキシマレーザを用いて２００〜４００ｍＪ／
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２１を照射することによって多結晶シリコン膜１３の結
晶性を高めて結晶化多結晶シリコン膜２２とする。この
場合、レーザ光２１の照射によって多結晶シリコン膜１
３は溶融し、多結晶シリコン基板１１を構成する大結晶
粒径の多結晶シリコン粒１２の結晶面方位に沿ってエピ
タキシャル成長するので、多結晶シリコン粒１２と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜２２となる。
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２１を照射することによって多結晶シリコン膜１３の結
晶性を高めて結晶化多結晶シリコン膜２２とする。この
場合、レーザ光２１の照射によって多結晶シリコン膜１
３は溶融し、多結晶シリコン基板１１を構成する大結晶
粒径の多結晶シリコン粒１２の結晶面方位に沿ってエピ
タキシャル成長するので、多結晶シリコン粒１２と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜２２となる。
【００３１】図４（ｃ）参照 次いで、再び、第１の実施の形態と全く同様に、結晶化
多結晶シリコン膜２２側から水素イオン１４を、例え
ば、投影飛程が３０００ｎｍになる程度に、例えば、１
０16ｃｍ-2以上のドーズ量でイオン注入することによっ
てボイド１５とマイクロクラック１６を発生させる。
多結晶シリコン膜２２側から水素イオン１４を、例え
ば、投影飛程が３０００ｎｍになる程度に、例えば、１
０16ｃｍ-2以上のドーズ量でイオン注入することによっ
てボイド１５とマイクロクラック１６を発生させる。
【００３２】以降は図示を省略するものの、第１の実施
の形態と全く同様に、水素イオン１４を注入した面側と
表面にＳｉＯ2 膜を形成した低歪点ガラスからなる透明
なガラス基板を対向させて接触させ、例えば、窒素ガス
雰囲気中において、６００℃で２０時間の熱処理を施す
ことによって多結晶シリコン基板１１とガラス基板とを
張り合わせる。
の形態と全く同様に、水素イオン１４を注入した面側と
表面にＳｉＯ2 膜を形成した低歪点ガラスからなる透明
なガラス基板を対向させて接触させ、例えば、窒素ガス
雰囲気中において、６００℃で２０時間の熱処理を施す
ことによって多結晶シリコン基板１１とガラス基板とを
張り合わせる。
【００３３】次いで、機械的力を加えて劈開処理するこ
とによって、水素イオン注入面において多結晶シリコン
基板１１を剥離して、ガラス基板上に多結晶シリコン剥
離膜を残存させたのち、例えば、窒素ガス雰囲気中にお
いて、６００℃で２０時間の熱処理を施すことによっ
て、イオン注入工程及び剥離工程において発生した結晶
欠陥を回復させる。
とによって、水素イオン注入面において多結晶シリコン
基板１１を剥離して、ガラス基板上に多結晶シリコン剥
離膜を残存させたのち、例えば、窒素ガス雰囲気中にお
いて、６００℃で２０時間の熱処理を施すことによっ
て、イオン注入工程及び剥離工程において発生した結晶
欠陥を回復させる。
【００３４】次いで、再び、ＣＭＰ法を用いて表面を研
磨することによって、表面がミラー面になった多結晶シ
リコン薄膜を得たのち、通常の工程にしたがって多結晶
シリコン薄膜を所定形状にパターニングし、ゲート絶縁
膜、ゲート電極等を形成することによってＴＦＴ基板が
完成することになる。
磨することによって、表面がミラー面になった多結晶シ
リコン薄膜を得たのち、通常の工程にしたがって多結晶
シリコン薄膜を所定形状にパターニングし、ゲート絶縁
膜、ゲート電極等を形成することによってＴＦＴ基板が
完成することになる。
【００３５】この様に、本発明の第２の実施の形態にお
いては、水素イオン１４を注入する前に、レーザアニー
ルを施して、表面に設けた多結晶シリコン膜１３の結晶
性を大幅に改善しているので、最終的に形成される多結
晶シリコン薄膜を所定形状にパターニングしてＴＦＴを
形成した場合にも、ＴＦＴを構成するソース・ドレイン
領域或いはチャネル領域の一部が、多結晶シリコン膜１
３にかかったとしても、多結晶シリコン膜１３は既にレ
ーザアニールによって結晶化多結晶シリコン膜２２に変
換されているので、デバイス特性に悪影響を及ぼすこと
がない。
いては、水素イオン１４を注入する前に、レーザアニー
ルを施して、表面に設けた多結晶シリコン膜１３の結晶
性を大幅に改善しているので、最終的に形成される多結
晶シリコン薄膜を所定形状にパターニングしてＴＦＴを
形成した場合にも、ＴＦＴを構成するソース・ドレイン
領域或いはチャネル領域の一部が、多結晶シリコン膜１
３にかかったとしても、多結晶シリコン膜１３は既にレ
ーザアニールによって結晶化多結晶シリコン膜２２に変
換されているので、デバイス特性に悪影響を及ぼすこと
がない。
【００３６】次に、図５を参照して、本発明の第３の実
施の形態を説明するが、この第３の実施の形態は、上記
の第１の実施の形態における多結晶シリコン薄膜２０の
表面の平坦性をさらに改善するものであり、第１の実施
の形態の図３（ｆ）の工程で得られた基板をそのまま利
用するものであるので、多結晶シリコン薄膜２０の形成
工程までの説明は省略する。
施の形態を説明するが、この第３の実施の形態は、上記
の第１の実施の形態における多結晶シリコン薄膜２０の
表面の平坦性をさらに改善するものであり、第１の実施
の形態の図３（ｆ）の工程で得られた基板をそのまま利
用するものであるので、多結晶シリコン薄膜２０の形成
工程までの説明は省略する。
【００３７】図５（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と全く同様に、ＣＭＰ法
によって研磨することによって表面が平坦な多結晶シリ
コン薄膜２０を形成したのち、再び、ＬＰＣＶＤ法によ
って、厚さが、例えば、１μｍで結晶粒径の小さな多結
晶シリコン膜２３を堆積させる。即ち、多結晶シリコン
薄膜２０の表面は研磨によってミラー面になるものの、
表面に凹凸が発生するため、この凹凸を埋め込んで平坦
化するために、多結晶シリコン膜２３を堆積させるもの
である。
によって研磨することによって表面が平坦な多結晶シリ
コン薄膜２０を形成したのち、再び、ＬＰＣＶＤ法によ
って、厚さが、例えば、１μｍで結晶粒径の小さな多結
晶シリコン膜２３を堆積させる。即ち、多結晶シリコン
薄膜２０の表面は研磨によってミラー面になるものの、
表面に凹凸が発生するため、この凹凸を埋め込んで平坦
化するために、多結晶シリコン膜２３を堆積させるもの
である。
【００３８】図５（ｂ）参照 次いで、再び、ＣＭＰ法を用いて多結晶シリコン膜２３
を研磨し、多結晶シリコン薄膜２０の凸部の頂面上には
多結晶シリコン膜２３が殆ど残らないようにして、多結
晶シリコン薄膜２０の凹部を多結晶シリコン膜２３で埋
め込む。この場合も、多結晶シリコン膜２３の結晶粒径
は小さいのでＣＭＰ法で研磨した場合に、平坦な表面を
得ることができる。
を研磨し、多結晶シリコン薄膜２０の凸部の頂面上には
多結晶シリコン膜２３が殆ど残らないようにして、多結
晶シリコン薄膜２０の凹部を多結晶シリコン膜２３で埋
め込む。この場合も、多結晶シリコン膜２３の結晶粒径
は小さいのでＣＭＰ法で研磨した場合に、平坦な表面を
得ることができる。
【００３９】図５（ｃ）参照 次いで、エキシマレーザを用いて２００〜４００ｍＪ／
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２４を照射することによって多結晶シリコン膜２３を溶
融し、多結晶シリコン薄膜２０を構成する大結晶粒径の
多結晶シリコン粒の結晶方位に沿ってエピタキシャル成
長させることによって、多結晶シリコン薄膜２０と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜２５とし、それ
によって、多結晶シリコン薄膜２０と結晶化多結晶シリ
コン膜２５とが一体化した表面がより平坦で、最終的な
膜厚が２０００〜３０００ｎｍ、例えば、２０００ｎｍ
程度の多結晶シリコン薄膜２６を得ることができる。以
降は、上記の第１の実施の形態と同様に、通常の工程に
したがって多結晶シリコン薄膜を所定形状にパターニン
グし、ゲート絶縁膜、ゲート電極等を形成することによ
ってＴＦＴ基板が完成することになる。
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２４を照射することによって多結晶シリコン膜２３を溶
融し、多結晶シリコン薄膜２０を構成する大結晶粒径の
多結晶シリコン粒の結晶方位に沿ってエピタキシャル成
長させることによって、多結晶シリコン薄膜２０と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜２５とし、それ
によって、多結晶シリコン薄膜２０と結晶化多結晶シリ
コン膜２５とが一体化した表面がより平坦で、最終的な
膜厚が２０００〜３０００ｎｍ、例えば、２０００ｎｍ
程度の多結晶シリコン薄膜２６を得ることができる。以
降は、上記の第１の実施の形態と同様に、通常の工程に
したがって多結晶シリコン薄膜を所定形状にパターニン
グし、ゲート絶縁膜、ゲート電極等を形成することによ
ってＴＦＴ基板が完成することになる。
【００４０】この様に、本発明の第３の実施の形態にお
いては、多結晶シリコン薄膜２０の表面に多結晶シリコ
ン膜２３を設け、平坦化するとともに、レーザアニール
によって表面も大結晶粒径にしているので移動度のばら
つきがなくなり、それによって、表面の凹凸に起因する
デバイス特性のばらつき、或いは、移動度の基板面内の
ばらつきによるデバイス特性のばらつきをより低減する
ことができる。
いては、多結晶シリコン薄膜２０の表面に多結晶シリコ
ン膜２３を設け、平坦化するとともに、レーザアニール
によって表面も大結晶粒径にしているので移動度のばら
つきがなくなり、それによって、表面の凹凸に起因する
デバイス特性のばらつき、或いは、移動度の基板面内の
ばらつきによるデバイス特性のばらつきをより低減する
ことができる。
【００４１】次に、図６を参照して、本発明の第４の実
施の形態を説明するが、この第４の実施の形態は、上記
の第２の実施の形態における多結晶シリコン薄膜の表面
の平坦性をさらに改善するものであり、多結晶シリコン
薄膜の表面研磨工程までは上記の第２の実施の形態と全
く同様であるので、多結晶シリコン薄膜の形成工程まで
の説明は省略する。
施の形態を説明するが、この第４の実施の形態は、上記
の第２の実施の形態における多結晶シリコン薄膜の表面
の平坦性をさらに改善するものであり、多結晶シリコン
薄膜の表面研磨工程までは上記の第２の実施の形態と全
く同様であるので、多結晶シリコン薄膜の形成工程まで
の説明は省略する。
【００４２】図６（ａ）参照 まず、上記の第２の実施の形態と全く同様に、ＣＭＰ法
によって研磨することによって表面が平坦な多結晶シリ
コン薄膜２７を形成したのち、再び、ＬＰＣＶＤ法によ
って、厚さが、例えば、１μｍで結晶粒径の小さな多結
晶シリコン膜２３を堆積させる。
によって研磨することによって表面が平坦な多結晶シリ
コン薄膜２７を形成したのち、再び、ＬＰＣＶＤ法によ
って、厚さが、例えば、１μｍで結晶粒径の小さな多結
晶シリコン膜２３を堆積させる。
【００４３】図６（ｂ）参照 次いで、再び、ＣＭＰ法を用いて多結晶シリコン膜２３
を研磨し、多結晶シリコン薄膜２７の凸部の頂面上には
多結晶シリコン膜２３が殆ど残らないようにして、多結
晶シリコン薄膜２７の凹部を多結晶シリコン膜２３で埋
め込む。
を研磨し、多結晶シリコン薄膜２７の凸部の頂面上には
多結晶シリコン膜２３が殆ど残らないようにして、多結
晶シリコン薄膜２７の凹部を多結晶シリコン膜２３で埋
め込む。
【００４４】図６（ｃ）参照 次いで、エキシマレーザを用いて２００〜４００ｍＪ／
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２８を照射することによって多結晶シリコン膜２３を溶
融し、多結晶シリコン薄膜２７を構成する大結晶粒径の
多結晶シリコン粒の結晶方位に沿ってエピタキシャル成
長させることによって、多結晶シリコン薄膜２７と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜２９とし、それ
によって、多結晶シリコン薄膜２７と結晶化多結晶シリ
コン膜２９とが一体化した表面がより平坦で、最終的な
膜厚が２０００〜３０００ｎｍ、例えば、２０００ｎｍ
程度の多結晶シリコン薄膜３０を得ることができる。以
降は、上記の第１の実施の形態と同様に、通常の工程に
したがって多結晶シリコン薄膜を所定形状にパターニン
グし、ゲート絶縁膜、ゲート電極等を形成することによ
ってＴＦＴ基板が完成することになる。
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２８を照射することによって多結晶シリコン膜２３を溶
融し、多結晶シリコン薄膜２７を構成する大結晶粒径の
多結晶シリコン粒の結晶方位に沿ってエピタキシャル成
長させることによって、多結晶シリコン薄膜２７と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜２９とし、それ
によって、多結晶シリコン薄膜２７と結晶化多結晶シリ
コン膜２９とが一体化した表面がより平坦で、最終的な
膜厚が２０００〜３０００ｎｍ、例えば、２０００ｎｍ
程度の多結晶シリコン薄膜３０を得ることができる。以
降は、上記の第１の実施の形態と同様に、通常の工程に
したがって多結晶シリコン薄膜を所定形状にパターニン
グし、ゲート絶縁膜、ゲート電極等を形成することによ
ってＴＦＴ基板が完成することになる。
【００４５】この様に、本発明の第４の実施の形態にお
いては、多結晶シリコン薄膜２７の表面に多結晶シリコ
ン膜２３を設け、平坦化したのち、レーザアニールによ
って表面を大結晶粒径にしているとともに、ガラス基板
との張り合わせ面を形成するために設けた多結晶シリコ
ン膜１３も水素イオンの注入前に、レーザアニールによ
って大結晶粒径化して多結晶シリコン薄膜２７の一部を
構成しているので、多結晶シリコン薄膜３０全体におけ
る移動度のばらつきがなくなり、それによって、表面の
凹凸に起因するデバイス特性のばらつき、或いは、移動
度の基板面内のばらつきによるデバイス特性のばらつき
をより低減することができるとともに、デバイスを構成
するソース・ドレイン領域或いはチャネル領域の一部が
多結晶シリコン薄膜３０のガラス基板１７側の部分にか
かったとしても、デバイス特性が劣化することがない。
いては、多結晶シリコン薄膜２７の表面に多結晶シリコ
ン膜２３を設け、平坦化したのち、レーザアニールによ
って表面を大結晶粒径にしているとともに、ガラス基板
との張り合わせ面を形成するために設けた多結晶シリコ
ン膜１３も水素イオンの注入前に、レーザアニールによ
って大結晶粒径化して多結晶シリコン薄膜２７の一部を
構成しているので、多結晶シリコン薄膜３０全体におけ
る移動度のばらつきがなくなり、それによって、表面の
凹凸に起因するデバイス特性のばらつき、或いは、移動
度の基板面内のばらつきによるデバイス特性のばらつき
をより低減することができるとともに、デバイスを構成
するソース・ドレイン領域或いはチャネル領域の一部が
多結晶シリコン薄膜３０のガラス基板１７側の部分にか
かったとしても、デバイス特性が劣化することがない。
【００４６】次に、図７を参照して、本発明の第５の実
施の形態を説明するが、この第５の実施の形態は、上記
の第４の実施の形態における平坦化工程とレーザアニー
ル工程を入れ換えたものであり、多結晶シリコン薄膜の
表面研磨工程までは上記の第２の実施の形態と全く同様
であるので、多結晶シリコン薄膜の形成工程までの説明
は省略する。
施の形態を説明するが、この第５の実施の形態は、上記
の第４の実施の形態における平坦化工程とレーザアニー
ル工程を入れ換えたものであり、多結晶シリコン薄膜の
表面研磨工程までは上記の第２の実施の形態と全く同様
であるので、多結晶シリコン薄膜の形成工程までの説明
は省略する。
【００４７】図７（ａ）参照 まず、上記の第２の実施の形態と全く同様に、ＣＭＰ法
によって研磨することによって表面が平坦な多結晶シリ
コン薄膜２７を形成したのち、再び、ＬＰＣＶＤ法によ
って、厚さが、例えば、１μｍで結晶粒径の小さな多結
晶シリコン膜２３を堆積させる。
によって研磨することによって表面が平坦な多結晶シリ
コン薄膜２７を形成したのち、再び、ＬＰＣＶＤ法によ
って、厚さが、例えば、１μｍで結晶粒径の小さな多結
晶シリコン膜２３を堆積させる。
【００４８】図７（ｂ）参照 次いで、エキシマレーザを用いて２００〜４００ｍＪ／
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２８を照射することによって多結晶シリコン膜２３を溶
融し、多結晶シリコン薄膜２７を構成する大結晶粒径の
多結晶シリコン粒の結晶方位に沿ってエピタキシャル成
長させることによって、多結晶シリコン薄膜２７と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜３１にする。
ｃｍ2 、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ2 の強度のレーザ光
２８を照射することによって多結晶シリコン膜２３を溶
融し、多結晶シリコン薄膜２７を構成する大結晶粒径の
多結晶シリコン粒の結晶方位に沿ってエピタキシャル成
長させることによって、多結晶シリコン薄膜２７と同程
度の結晶粒径の結晶化多結晶シリコン膜３１にする。
【００４９】図７（ｃ）参照 次いで、再び、ＣＭＰ法を用いて結晶化多結晶シリコン
膜３１を研磨し、多結晶シリコン薄膜２７の凸部の頂面
上には結晶化多結晶シリコン膜３１が殆ど残らないよう
にして、多結晶シリコン薄膜２７の凹部を結晶化多結晶
シリコン膜３１で埋め込むことによって、多結晶シリコ
ン薄膜２７と結晶化多結晶シリコン膜３１とが一体化し
た表面がより平坦で、最終的な膜厚が２０００〜３００
０ｎｍ、例えば、２０００ｎｍ程度の多結晶シリコン薄
膜３２を得ることができる。以降は、上記の第１の実施
の形態と同様に、通常の工程にしたがって多結晶シリコ
ン薄膜を所定形状にパターニングし、ゲート絶縁膜、ゲ
ート電極等を形成することによってＴＦＴ基板が完成す
ることになる。
膜３１を研磨し、多結晶シリコン薄膜２７の凸部の頂面
上には結晶化多結晶シリコン膜３１が殆ど残らないよう
にして、多結晶シリコン薄膜２７の凹部を結晶化多結晶
シリコン膜３１で埋め込むことによって、多結晶シリコ
ン薄膜２７と結晶化多結晶シリコン膜３１とが一体化し
た表面がより平坦で、最終的な膜厚が２０００〜３００
０ｎｍ、例えば、２０００ｎｍ程度の多結晶シリコン薄
膜３２を得ることができる。以降は、上記の第１の実施
の形態と同様に、通常の工程にしたがって多結晶シリコ
ン薄膜を所定形状にパターニングし、ゲート絶縁膜、ゲ
ート電極等を形成することによってＴＦＴ基板が完成す
ることになる。
【００５０】この様に、本発明の第５の実施の形態にお
いては、多結晶シリコン薄膜２７の表面に多結晶シリコ
ン膜２３を設け、レーザアニールによって表面を大結晶
粒径化したのち、平坦化するとともに、ガラス基板との
張り合わせ面を形成するために設けた多結晶シリコン膜
１３も水素イオンの注入前に、レーザアニールによって
大結晶粒径化して多結晶シリコン薄膜２７の一部を構成
しているので、多結晶シリコン薄膜３２全体における移
動度のばらつきがなくなり、それによって、表面の凹凸
に起因するデバイス特性のばらつき、或いは、移動度の
基板面内のばらつきによるデバイス特性のばらつきをよ
り低減することができるとともに、デバイスを構成する
ソース・ドレイン領域或いはチャネル領域の一部が多結
晶シリコン薄膜３２のガラス基板１７側の部分にかかっ
たとしても、デバイス特性が劣化することがない。
いては、多結晶シリコン薄膜２７の表面に多結晶シリコ
ン膜２３を設け、レーザアニールによって表面を大結晶
粒径化したのち、平坦化するとともに、ガラス基板との
張り合わせ面を形成するために設けた多結晶シリコン膜
１３も水素イオンの注入前に、レーザアニールによって
大結晶粒径化して多結晶シリコン薄膜２７の一部を構成
しているので、多結晶シリコン薄膜３２全体における移
動度のばらつきがなくなり、それによって、表面の凹凸
に起因するデバイス特性のばらつき、或いは、移動度の
基板面内のばらつきによるデバイス特性のばらつきをよ
り低減することができるとともに、デバイスを構成する
ソース・ドレイン領域或いはチャネル領域の一部が多結
晶シリコン薄膜３２のガラス基板１７側の部分にかかっ
たとしても、デバイス特性が劣化することがない。
【００５１】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載された構成・条件に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の各実施の形態においては、多結晶シリコン基
板１１として、キャスト法により製造された太陽電池用
の多結晶シリコン基板を用いているが、この様なキャス
ト多結晶シリコン基板に限られるものではなく、引き上
げ多結晶シリコン基板或いはリボンシリコン基板、即
ち、メルトから形成した多結晶シリコン基板を用いて良
いものであり、さらには、多結晶シリコン基板を構成す
る多結晶シリコン粒の結晶粒径がメルトから形成した多
結晶シリコン基板と同程度の数ｍｍ〜数ｃｍのものであ
れば、どの様な製造方法による多結晶シリコン基板を用
いても良いものである。
たが、本発明は各実施の形態に記載された構成・条件に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の各実施の形態においては、多結晶シリコン基
板１１として、キャスト法により製造された太陽電池用
の多結晶シリコン基板を用いているが、この様なキャス
ト多結晶シリコン基板に限られるものではなく、引き上
げ多結晶シリコン基板或いはリボンシリコン基板、即
ち、メルトから形成した多結晶シリコン基板を用いて良
いものであり、さらには、多結晶シリコン基板を構成す
る多結晶シリコン粒の結晶粒径がメルトから形成した多
結晶シリコン基板と同程度の数ｍｍ〜数ｃｍのものであ
れば、どの様な製造方法による多結晶シリコン基板を用
いても良いものである。
【００５２】また、上記の各実施の形態の説明において
は、ボイド１５及びマイクロクラック１６を発生させる
ために水素イオンを注入しているが、水素イオンに限ら
れるものではなく、例えば、Ｈｅイオンを用いても良い
ものである。
は、ボイド１５及びマイクロクラック１６を発生させる
ために水素イオンを注入しているが、水素イオンに限ら
れるものではなく、例えば、Ｈｅイオンを用いても良い
ものである。
【００５３】また、上記の各実施の形態の説明において
は、多結晶シリコン基板をガラス基板に張り合わせる際
に、単に接触させた状態で加熱処理しているが、張り合
わせを確実にするために、多結晶シリコン基板とガラス
基板とを重ねた状態で、加圧しながら加熱処理しても良
いものである。
は、多結晶シリコン基板をガラス基板に張り合わせる際
に、単に接触させた状態で加熱処理しているが、張り合
わせを確実にするために、多結晶シリコン基板とガラス
基板とを重ねた状態で、加圧しながら加熱処理しても良
いものである。
【００５４】また、この張り合わせ方法としては、加熱
処理の他に、接着剤、例えば、エポキシ樹脂を用いて多
結晶シリコン基板とガラス基板とを接着させることによ
って張り合わせを行っても良いものであり、それによっ
て、６００℃程度における低温長時間処理を不要にする
ことができる。
処理の他に、接着剤、例えば、エポキシ樹脂を用いて多
結晶シリコン基板とガラス基板とを接着させることによ
って張り合わせを行っても良いものであり、それによっ
て、６００℃程度における低温長時間処理を不要にする
ことができる。
【００５５】また、上記の各実施の形態においては、多
結晶シリコン基板１１をイオン注入面で剥離したのちの
熱処理を、抵抗加熱炉を用いて６００℃程度の低温長時
間アニールとして行っているが、レーザアニールを用い
ても良いものである。
結晶シリコン基板１１をイオン注入面で剥離したのちの
熱処理を、抵抗加熱炉を用いて６００℃程度の低温長時
間アニールとして行っているが、レーザアニールを用い
ても良いものである。
【００５６】また、上記の各実施の形態においては、張
り合わせ基板として低歪点ガラス、即ち、歪点が６５０
℃程度のガラスからなるガラス基板１７を用いている
が、石英ガラス基板を用いても良いものであり、多結晶
シリコン膜１３の成膜温度である６５０℃程度の温度に
耐え、且つ、可視光に対して透明なガラス基板であれば
良いものであり、要するに、通常のＴＦＴ基板に用いる
ことのできるガラス基板であればどの様なものでも良
い。
り合わせ基板として低歪点ガラス、即ち、歪点が６５０
℃程度のガラスからなるガラス基板１７を用いている
が、石英ガラス基板を用いても良いものであり、多結晶
シリコン膜１３の成膜温度である６５０℃程度の温度に
耐え、且つ、可視光に対して透明なガラス基板であれば
良いものであり、要するに、通常のＴＦＴ基板に用いる
ことのできるガラス基板であればどの様なものでも良
い。
【００５７】また、上記の各実施の形態においては、レ
ーザを用いてビームアニールを行っているが、レーザア
ニールに限られるものではなく、例えば、エネルギービ
ームとして電子ビームを用いて電子ビームアニールを行
っても良いものである。
ーザを用いてビームアニールを行っているが、レーザア
ニールに限られるものではなく、例えば、エネルギービ
ームとして電子ビームを用いて電子ビームアニールを行
っても良いものである。
【００５８】また、上記の各実施の形態においては、張
り合わせを確実にするために、多結晶シリコン基板１１
の表面に多結晶シリコン膜１３を設けているが、多結晶
シリコン膜１３に限られるものではなく、アモルファス
シリコン膜或いは微結晶シリコン膜を設けても良いもの
である。
り合わせを確実にするために、多結晶シリコン基板１１
の表面に多結晶シリコン膜１３を設けているが、多結晶
シリコン膜１３に限られるものではなく、アモルファス
シリコン膜或いは微結晶シリコン膜を設けても良いもの
である。
【００５９】また、上記の第３乃至第５の実施の形態に
おいては、多結晶シリコン薄膜２０，２７の表面を平坦
化するために、多結晶シリコン薄膜２０，２７の表面に
多結晶シリコン膜２３を設けているが、この場合も、多
結晶シリコン膜２３に限られるものではなく、アモルフ
ァスシリコン膜或いは微結晶シリコン膜を設けても良い
ものである。
おいては、多結晶シリコン薄膜２０，２７の表面を平坦
化するために、多結晶シリコン薄膜２０，２７の表面に
多結晶シリコン膜２３を設けているが、この場合も、多
結晶シリコン膜２３に限られるものではなく、アモルフ
ァスシリコン膜或いは微結晶シリコン膜を設けても良い
ものである。
【００６０】また、上記の各実施の形態においては、ア
クティブマトリクス型液晶表示装置用ＴＦＴを形成する
ための高品質の多結晶シリコン薄膜の製造方法として説
明しているが、本発明は、アクティブマトリクス型液晶
表示装置用多結晶シリコン薄膜に限られるものではな
く、ラインセンサ用の薄膜半導体装置等の他の用途の薄
膜半導体装置に用いられる多結晶シリコン薄膜、即ち、
システムオンパネル或いはシステムオングラスに用いら
れる多結晶シリコン薄膜も対象とするものである。
クティブマトリクス型液晶表示装置用ＴＦＴを形成する
ための高品質の多結晶シリコン薄膜の製造方法として説
明しているが、本発明は、アクティブマトリクス型液晶
表示装置用多結晶シリコン薄膜に限られるものではな
く、ラインセンサ用の薄膜半導体装置等の他の用途の薄
膜半導体装置に用いられる多結晶シリコン薄膜、即ち、
システムオンパネル或いはシステムオングラスに用いら
れる多結晶シリコン薄膜も対象とするものである。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、移動度を高めるために
結晶粒径の大きな多結晶シリコン薄膜を所謂スマートカ
ット法を用いて製造する際に、多結晶シリコン基板の表
面に非単結晶シリコン膜を設けて平坦化しているので、
多結晶シリコン基板と透明基板との張り合わせを確実に
行うことができ、また、多結晶シリコン剥離膜の表面に
さらに多結晶シリコン膜を設けることによってより平坦
な表面を得ることができ、それによって、高性能のＴＦ
Ｔ等の薄膜半導体装置をばらつきなく低コストで製造す
ることができるので、アクティブマトリクス型液晶表示
装置等の高性能化・低価格化に寄与するところが大き
い。
結晶粒径の大きな多結晶シリコン薄膜を所謂スマートカ
ット法を用いて製造する際に、多結晶シリコン基板の表
面に非単結晶シリコン膜を設けて平坦化しているので、
多結晶シリコン基板と透明基板との張り合わせを確実に
行うことができ、また、多結晶シリコン剥離膜の表面に
さらに多結晶シリコン膜を設けることによってより平坦
な表面を得ることができ、それによって、高性能のＴＦ
Ｔ等の薄膜半導体装置をばらつきなく低コストで製造す
ることができるので、アクティブマトリクス型液晶表示
装置等の高性能化・低価格化に寄与するところが大き
い。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の製造工
程の説明図である。
程の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図７】本発明の第５の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
１ 非単結晶シリコン基板 ２ 非単結晶シリコン膜 ３ 透明基板 ４ ＳｉＯ2 膜 ５ イオン注入面 ６ ボイド ７ マイクロクラック ８ 非単結晶シリコン薄膜 １１ 多結晶シリコン基板 １２ 多結晶シリコン粒 １３ 多結晶シリコン膜 １４ 水素イオン １５ ボイド １６ マイクロクラック １７ ガラス基板 １８ ＳｉＯ2 膜 １９ 多結晶シリコン剥離膜 ２０ 多結晶シリコン薄膜 ２１ レーザ光 ２２ 結晶化多結晶シリコン膜 ２３ 多結晶シリコン膜 ２４ レーザ光 ２５ 結晶化多結晶シリコン膜 ２６ 多結晶シリコン薄膜 ２７ 多結晶シリコン薄膜 ２８ レーザ光 ２９ 結晶化多結晶シリコン膜 ３０ 多結晶シリコン薄膜 ３１ 結晶化多結晶シリコン膜 ３２ 多結晶シリコン薄膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６２７Ｄ 31/04 31/04 Ｘ Ｆターム(参考） 2H092 JA24 KA04 KA07 MA30 NA24 NA25 5F051 AA03 AA05 BA05 CA32 CB04 CB24 GA03 GA04 GA12 GA20 5F052 AA02 AA03 BB07 CA07 CA08 DA02 DB02 JA09 JA10 5F110 AA07 AA18 BB02 DD02 DD03 DD07 DD13 GG02 GG13 GG16 GG47 GG58 PP03 PP08 QQ17 QQ19 QQ30
Claims (5)
- 【請求項１】 非単結晶シリコン基板の表面に非単結晶
シリコン膜を形成し、前記非単結晶シリコン膜の表面を
平坦化したのち、前記平坦化した平坦面側からイオンを
注入し、次いで、可視光に対して透明な透明基板に前記
平坦面側を対向させて張り合わせたのち、前記非単結晶
シリコン基板をイオン注入面において剥離することによ
って、前記透明基板上に非単結晶シリコン薄膜を残存さ
せることを特徴とする非単結晶シリコン薄膜の製造方
法。 - 【請求項２】 上記非単結晶シリコン膜の表面を平坦化
したのち、前記平坦化した平坦面側からエネルギービー
ムを照射することを特徴とする請求項１記載の非単結晶
シリコン薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 上記非単結晶シリコン基板を剥離したの
ち、上記非単結晶シリコン薄膜の剥離面に熱処理を施す
ことを特徴とする請求項１または２に記載の非単結晶シ
リコン薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 上記非単結晶シリコン薄膜の剥離面に非
単結晶シリコン膜を形成し、前記非単結晶シリコン膜の
表面を平坦化したのち、前記平坦化した平坦面側からエ
ネルギービームを照射することを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１項に記載の非単結晶シリコン薄膜の製
造方法。 - 【請求項５】 上記非単結晶シリコン薄膜の剥離面に非
単結晶シリコン膜を形成し、前記非単結晶シリコン膜に
エネルギービームを照射したのち、前記非単結晶シリコ
ン膜の表面を平坦化することを特徴とする請求項１乃至
３のいずれか１項に記載の非単結晶シリコン薄膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31459598A JP2000150835A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 非単結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31459598A JP2000150835A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 非単結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150835A true JP2000150835A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18055198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31459598A Withdrawn JP2000150835A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | 非単結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000150835A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004087606A (ja) * | 2002-08-23 | 2004-03-18 | Sharp Corp | Ｓｏｉ基板およびそれを用いる表示装置ならびにｓｏｉ基板の製造方法 |
| JP2005203596A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 |
| JP2005252244A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-09-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 半導体基板の製造方法 |
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| JP2012199762A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電デバイスの製造方法 |
| DE112010000688T5 (de) | 2009-01-29 | 2012-11-15 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Verfahren zur Herstellung elnes Verbundsubstrats |
| JP2013149897A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Innovation & Infinity Global Corp | 複合型太陽電池用の多結晶シリコン基板の製造方法 |
-
1998
- 1998-11-05 JP JP31459598A patent/JP2000150835A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004087606A (ja) * | 2002-08-23 | 2004-03-18 | Sharp Corp | Ｓｏｉ基板およびそれを用いる表示装置ならびにｓｏｉ基板の製造方法 |
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| US8764998B2 (en) | 2009-01-29 | 2014-07-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for manufacturing composite substrate |
| DE112010000688B4 (de) | 2009-01-29 | 2018-08-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Verfahren zur Herstellung elnes Verbundsubstrats |
| JP2009200526A (ja) * | 2009-05-29 | 2009-09-03 | Sharp Corp | Ｓｏｉ基板およびそれを用いる表示装置 |
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