JP2001250775A

JP2001250775A - 半導体基板及び半導体装置及び半導体基板の製造方法及び半導体基板の製造治具及び半導体装置の製造治具

Info

Publication number: JP2001250775A
Application number: JP2000059886A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Abe; 寿阿部
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス基板や石英基板等を含む絶縁体基板上に
製造が容易で精度の高い単結晶半導体膜が形成された半
導体基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１０は、石英基板１と、同基板
１の１主面上にアモルファスシリコン膜等の非単結晶シ
リコン膜３から改質形成された単結晶シリコン膜２ａと
を有して構成される。非単結晶シリコン膜３から単結晶
シリコン膜２ａへの改質は、まず、シリコン酸化膜１２
に覆われその一部を単結晶シリコン露出部１１ｂとする
単結晶シリコン基板１１とその１主面上に非単結晶シリ
コン膜３が形成された石英基板１とを張り合わせる。そ
して、単結晶シリコン露出部１１ｂと非単結晶シリコン
膜３との境界部にレーザ光線を照射して種結晶を形成
し、レーザ光線を移動する境界部に順次照射して、全て
の非単結晶シリコン膜３を単結晶シリコン膜２ａに改質
する。その後、単結晶シリコン基板１１を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板及び半
導体装置及び半導体基板の製造方法、及びこれら半導体
基板及び半導体装置を製造する際に使用される製造治具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、シリコン薄膜を用いた薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Tran-sistor）の研究開
発が活発に行われている。そしてこの技術は、ガラスや
石英等の透明基板を用いて薄型ディスプレイを実現する
アクティブマトリックス液晶表示装置あるいは高性能な
イメージセンサ等へ応用されている。

【０００３】例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）形ＴＦＴ方式のアクティブマトリックスカラー液晶
表示装置においては、各表示画素に対応させてガラス基
板上にアモルファスシリコン薄膜によるＴＦＴが形成さ
れている。このＴＦＴの作製に際しては、ＬＳＩ等の作
製に使用されるのと同様な半導体プロセスが用いられ
る。

【０００４】すなわち、ＣＶＤ（化学的蒸着法：Chemic
al Vapor Deposition）法やスパッタ法等によってガ
ラス基板等の透明基板上に各種半導体薄膜を成膜し、そ
の膜を必要に応じてフォトリソグラフィ技術及びエッチ
ング技術等を用いて所定の回路パターンに成形し、ＴＦ
Ｔ素子や配線等を形成する。

【０００５】特に、高性能な特性が要求される膜の成膜
には減圧ＣＶＤ法が用いられ、その成膜時には従来、図
８に示すような成膜用治具（ボート）が使用されてい
る。同成膜用治具は、天板５１、床板５２、及び両板５
１，５２間に固定された三本の支持棒５３Ａ，５３Ｂ，
５３Ｃ等を備えて構成される。この支持棒５３Ａ，５３
Ｂ，５３Ｃには基板を載置するための挿入溝（図示略）
が設けられており、同挿入溝に基板を挿入・載置して所
望の成膜作業が行われる。

【０００６】また、従来、上記ＴＦＴの能力を決定する
能動層には上記アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）が主
に使用されているが、近年、同能動層に高性能の多結晶
シリコン（Poly-Ｓｉ）を使用し、従来液晶表示装置に
外付けされていた駆動回路をもガラス基板上に直接作り
込みことによって、より小型の且つより高性能な液晶表
示装置も実現されている。

【０００７】さらに、上記駆動回路のみならずマイクロ
プロセッサ等のＬＳＩも透明基板上に作り込み、同基板
上にすべての回路を実現するシステム・オン・グラスの
研究も行われている。ただしその際、所望とされる能力
を得るためには、上記多結晶シリコンＴＦＴでは限界が
ある。そこで、さらに高性能な単結晶シリコンを透明基
板上に作り込むことが求められ、またその試みが行われ
ている。

【０００８】この透明基板上に単結晶シリコン（Ｓｉ）
を作製する方法としては、例えば、（１）張り合わせＳＯＩ（Silicon On Insulator）技
術（２）シリコン（Ｓｉ）薄膜を透明基板上に転写するＸ
−Ｓｉ技術等が知られている。

【０００９】ここで、（１）の張り合わせＳＯＩ技術
は、ＬＳＩの特性向上を目的としたＳＯＩ基板を実現す
るための技術の一種であり、その製造に際しては、まず
絶縁基板上にＳｉ基板を張り合わせて高温の熱処理を行
い、その後、不要となったＳｉ層を削り落とすことで同
絶縁基板上にＳｉの薄層を形成する。

【００１０】一方、（２）のＸ−Ｓｉ技術は、液晶表示
装置においてＴＦＴの特性向上を目的とした技術であ
り、その製造に際しては、Ｓｉ基板上に回路を形成した
後、Ｓｉ基板から同回路部分を含むＳｉ薄層（Ｘ−Ｓｉ
層）を剥離し、これをガラス基板上に接着する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各Ｓｉ
薄層形成技術は、透明基板上に単結晶Ｓｉによる回路を
形成できる技術ではあるものの、以下に示すような不都
合も併せ有している。

【００１２】すなわち、上記（１）の張り合わせＳＯＩ
技術にあっては、１０００℃以上の高温熱処理工程が必
要であり、ガラス基板等の使用を前提とした低温プロセ
スには適応できないものとなっている。また、Ｓｉ基板
を使用する限り、大面積透明基板等への展開も難しいも
のともなっている。

【００１３】一方、上記（２）のＸ−Ｓｉ技術にあって
は、Ｘ−Ｓｉ層をＳｉ基板から剥離し、さらにガラス基
板等の透明基板上に接着することは極めて困難な技術を
要するものとなる。また、上記（１）の張り合わせＳＯ
Ｉ技術と同様に、Ｓｉ基板より大きな回路を形成するこ
とが出来ないため大面積基板への展開も困難なものとな
っている。

【００１４】また、先の図８に示した従来の成膜用治具
を使用して透明基板に成膜する場合には、効率的に多数
の基板に成膜できるものの、同治具の基板支持態様に起
因して同基板の裏面（素子が形成される面の反対側の
面）にも成膜されることとなる。この基板の裏面に形成
される膜は、液晶表示装置等、高い光透過率が所望され
る場合にあっては透過光を遮断することとなって不都合
なこととなる。そのため、成膜後に基板裏面に成膜され
る膜をエッチング技術や研磨技術等を用いてわざわざ除
去する作業が必要となっている。

【００１５】なお、基板の裏面には成膜されないような
常圧ＣＶＤ法、スパッタ法等の成膜方法も存在するが、
そのような成膜方法によっては、要求される高性能な膜
特性は得られない。

【００１６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ガラス基板や石英基板
等を含む絶縁体基板上に製造が容易で精度の高い単結晶
半導体膜が形成された半導体基板、及び同半導体基板に
形成された半導体装置、及び同半導体基板の製造方法を
提供することにある。

【００１７】また、本発明の目的は、これら半導体基板
あるいは半導体装置の製造に際してその効率のよい成膜
を支援する半導体基板の製造治具及び半導体装置の製造
治具を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１記載の発明は、半導体基板として、絶縁体基板の少
なくとも１主面上の非単結晶半導体膜が単結晶半導体膜
として改質形成された半導体基板であることをその要旨
とする。

【００１９】同構成によれば、絶縁体基板の少なくとも
１主面上に形成される単結晶半導体膜は、同主面上に予
め形成された非単結晶半導体膜からの改質により形成さ
れるものである。そのため、同単結晶半導体膜を別途作
製して絶縁体基板に張り付ける等の手間が省けるととも
に、絶縁体基板（半導体基板）の大きさに対応した単結
晶半導体膜を容易に形成できるようになる。

【００２０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体基板において、前記絶縁体基板が透明基板であるこ
とをその要旨とする。同構成によれば、絶縁体基板が透
明基板であることにより、前記非単結晶半導体膜から単
結晶半導体膜への改質が、例えばレーザ光線等による光
照射エネルギーによる溶解再結晶化によって行うことが
できる。

【００２１】請求項３記載の発明は、半導体装置とし
て、絶縁体基板の少なくとも１主面上の非単結晶半導体
膜が単結晶半導体膜として改質形成された半導体基板に
対して半導体素子が形成されてなることをその要旨とす
る。

【００２２】同構成によれば、単結晶半導体膜が形成さ
れた半導体基板に対して半導体素子を形成することによ
り、非単結晶半導体膜に対して形成された半導体素子に
比べて、例えば電子移動度等の素子性能を向上させるこ
とができるようになる。しかも、半導体基板自体、その
絶縁体基板に形成された単結晶半導体膜は、予め形成さ
れた非単結晶半導体膜からの改質により形成されたもの
である。そのため、同単結晶半導体膜を別途作製して絶
縁体基板に張り付ける等の手間が省けるとともに、絶縁
体基板（半導体基板）の大きさに対応した単結晶半導体
膜を容易に形成できるようになる。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の半
導体装置において、前記絶縁体基板が透明基板であるこ
とをその要旨とする。同構成によれば、絶縁体基板が透
明基板であることにより、当該半導体装置を、例えば液
晶表示装置用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に適用し
て、同液晶表示装置の透明基板上に高性能な機能回路を
形成できるようになる。また、前記非単結晶半導体膜か
ら単結晶半導体膜への改質が、例えばレーザ光線等によ
る光照射エネルギーによる溶解再結晶化によって行うこ
とができる。

【００２４】請求項５記載の発明は、半導体基板の製造
方法において、絶縁体基板の少なくとも１主面上に非単
結晶半導体膜を形成する工程と、この形成した非単結晶
半導体膜上に単結晶半導体を接触させた状態で該接触部
に電磁波を照射し、該単結晶半導体を種結晶として前記
非単結晶半導体膜を単結晶半導体膜に改質する工程と、
を備えることをその要旨とする。

【００２５】同製造方法によれば、絶縁体基板の少なく
とも１主面上に形成される単結晶半導体膜は、同主面上
に予め形成された非単結晶半導体膜からの改質により形
成される。そのため、同単結晶半導体膜を別途作製して
絶縁体基板に張り付ける等の手間が省けるとともに、絶
縁体基板（半導体基板）の大きさに対応した単結晶半導
体膜を容易に形成できるようになる。しかも、電磁波の
エネルギーを利用して好適に非単結晶半導体膜から単結
晶半導体膜への改質を行うことができる。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項５記載の半
導体基板の製造方法において、前記絶縁体基板として透
明基板を用い、前記電磁波としてこの透明基板の裏面か
ら照射されるレーザ光を用いることをその要旨とする。

【００２７】同製造方法によれば、電磁波としてレーザ
光を利用することにより、より好適に非単結晶半導体膜
から単結晶半導体膜への改質を行うことができる。請求
項７記載の発明は、絶縁体基板の１主面上に半導体膜を
成膜して半導体基板を製造するに際し、所定の間隔で配
設された複数本の支持棒を有して１乃至複数の絶縁体基
板を棚状に支持する半導体基板の製造治具であって、前
記複数本の支持棒に係止されて前記各絶縁体基板の他主
面が密着可能に載置される基板載置皿を備えることをそ
の要旨とする。

【００２８】同構成によれば、絶縁体基板の１主面（裏
面等の不要面）は、その成膜時において反応ガスと接触
しなくなるため、同１主面にも膜が成膜されてしまうこ
とを好適に防止することができる。そのため、基板裏面
の膜除去工程を省くことができ、半導体基板の製造工数
を低減することができるようになる。

【００２９】請求項８記載の発明は、半導体基板の１主
面上に対する成膜に際し、所定の間隔で配設された複数
本の支持棒を有して１乃至複数の半導体基板を棚状に支
持する半導体装置の製造治具であって、前記複数本の支
持棒に係止されて前記各半導体基板の他主面が密着可能
に載置される基板載置皿を備えることをその要旨とす
る。

【００３０】同構成によれば、半導体基板の１主面（液
晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の裏面等）は、その
成膜時において反応ガスと接触しなくなるため、同１主
面にも膜が成膜されてしまうことを好適に防止すること
ができる。そのため、基板裏面の膜除去工程を省くこと
ができ、半導体装置の製造工数を低減することができる
ようになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１〜図７を参照して説明する。この実施の形態
においては、半導体基板として石英基板上に単結晶シリ
コン膜が形成された基板を用い、この半導体基板に液晶
表示装置用としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成
された例を示す。

【００３２】図１に、このように形成された薄膜トラン
ジスタの断面構造を示す。同図１に示されるように、同
薄膜トランジスタは、透明絶縁体基板である石英基板１
上に単結晶シリコン膜能動層２が形成された半導体基板
１０、同半導体基板１０上に形成されたゲート絶縁膜２
０、同ゲート絶縁膜２０上に形成されたゲート電極２
１、同ゲート電極２１及びゲート絶縁膜２０上に形成さ
れた層間絶縁膜２２、及び同層間絶縁膜２２及びゲート
絶縁膜２０を貫き前記単結晶シリコン薄膜能動層２に接
続されたメタル配線２３等を備えて構成される。

【００３３】なお、本実施の形態において、上記単結晶
シリコン膜能動層２は、石英基板１上の１主面に予め成
膜された非単結晶半導体膜が改質されて形成されたもの
である。

【００３４】次に、このように構成される本実施の形態
の半導体基板及び半導体装置（薄膜トランジスタ）の製
造方法について、図２〜図４を参照して説明する。最初
に、図２及び図３を参照して上記半導体基板１０の製造
方法を詳細に説明する。

【００３５】同基板の製造に際してはまず、図２（ａ）
に示すように、石英基板１の１主面上にアモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ）膜または多結晶シリコン（Poly-Ｓ
ｉ）膜等の非単結晶シリコン膜３を形成する。同非単結
晶シリコン膜３は、例えば減圧ＣＶＤ法によって形成す
る。

【００３６】一方、図２（ｂ）に示すように、単結晶シ
リコン基板１１の一部をレジストでカバーし同レジスト
部を除いてエッチングして、同単結晶シリコン基板１１
に凸状部１１ａを形成する。

【００３７】その後、図２（ｃ）に示すように、同単結
晶シリコン基板１１の全面を酸化してシリコン酸化膜
（ＳｉＯ₂）１２を形成する。そして最後に、上記凸状
部１１ａを研磨して単結晶シリコンの露出部１１ｂを形
成し、さらに同単結晶シリコン基板１１を研磨して平坦
化する。

【００３８】このようにして、図２（ｄ）に示すよう
な、その一部に単結晶シリコン露出部１１ｂを有し、他
はシリコン酸化膜１２に覆われた単結晶シリコン基板１
１が形成される。

【００３９】次に、図３（ａ）に示すように、上記石英
基板１の非単結晶シリコン膜３と単結晶シリコン基板１
１の単結晶シリコン露出部１１ｂとが接触するように、
石英基板１と単結晶シリコン基板１１とを張り合わせ
る。その際、それら表面にゴミ等が付着しないようにす
る。

【００４０】続いて、両基板１，１１が張り合わされた
状態で石英基板１の裏面（１主面の反対側の面）より上
記単結晶シリコン露出部１１ｂと非単結晶シリコン膜３
との接触部にレーザ光線を照射する。このとき、非単結
晶シリコン膜３は溶融されるとともに単結晶シリコン露
出部１１ｂを種結晶として再結晶化し、単結晶シリコン
膜２ａへと改質される。

【００４１】さらに、図３（ｂ）に示すように、改質さ
れて移動する単結晶シリコン膜２ａと非単結晶シリコン
膜３との界面にレーザ光線を順次移動照射して、非単結
晶シリコン膜３を全て単結晶シリコン膜２ａへと改質す
る。ここで、同非単結晶シリコン膜３を効率的に加熱で
きるレーザ光線として、例えば波長２４８ｎｍのＫｒＦ
エキシマレーザを使用する。ちなみに、上記改質された
単結晶シリコン膜２ａの膜厚は約５０ｎｍである。

【００４２】なお、レーザ光線を非単結晶シリコン膜３
に照射して溶融再結晶化を行った場合、通常はこの非単
結晶シリコン膜３が多結晶シリコン膜に改質されるが、
本実施の形態のように、非単結晶シリコン膜３に単結晶
シリコン露出部１１ｂを接触させ、その接触箇所にレー
ザ光線を照射することで、単結晶シリコンが種結晶とな
り、非単結晶シリコン膜３は好適に単結晶シリコン膜２
ａに改質される。

【００４３】最後に、図３（ｃ）に示すように、種結晶
として使用した単結晶シリコン基板１１及びその酸化膜
１２を除去して、本実施の形態の半導体基板１０が形成
される。

【００４４】このように本実施の形態においては、上記
改質工程において、前述したＳＯＩ技術のように１００
０℃以上の高温熱処理を行う必要がないため、すなわ
ち、同改質工程は低温プロセスにて行われるため、ガラ
ス基板等に形成された非単結晶シリコン膜の単結晶シリ
コン膜への改質も可能となる。

【００４５】また、上述した本実施の形態の改質方法に
よれば、同改質に使用される両基板１，１１のサイズは
同一である必要もなく、例えば石英基板１の大きさが単
結晶シリコン基板１１より大きいものであってもよい。

【００４６】引き続き、同半導体基板１０に形成される
半導体装置（薄膜トランジスタ）の製造方法を、図４を
参照して説明する。この薄膜トランジスタの製造に際し
てはまず、図４（ａ）に示すように、上記石英基板１上
に形成された単結晶シリコン膜２ａをフォトリソグラフ
ィとエッチングとによりアイランド状にパターン化して
単結晶シリコン膜能動層２を形成する。そして、同能動
層２及び石英基板１上にゲート絶縁膜２０を膜厚約１０
０ｎｍに成膜する。

【００４７】続いて図４（ｂ）に示すように、同ゲート
絶縁膜２０上にドープドPoly-Ｓｉ膜を膜厚約３００ｎ
ｍに成膜し、同じくフォトリソグラフィとエッチングに
よりゲート電極２１を形成する。その後、半導体装置
（ＴＦＴ素子）のソース／ドレインを形成するためにＰ
（リン）やＢ（ボロン）等のイオンを前記単結晶シリコ
ン膜能動層２に注入する。

【００４８】そして図４（ｃ）に示すように、薄膜トラ
ンジスタを保護するとともに、上記メタル配線２３の絶
縁等を行うための層間絶縁膜２２を、ＡＰＣＶＤ（常圧
ＣＶＤ）法等によって膜厚約５００ｎｍに形成する。さ
らに同層間絶縁膜２２及びゲート絶縁膜２０にコンタク
トホール（図示略）を形成し、同コンタクトホールに所
定の金属膜を埋め込みメタル配線２３形成する。これに
よって、先の図１に示した構造を持つ半導体装置（薄膜
トランジスタ）が完成される。

【００４９】このように形成される本実施の形態の半導
体装置においては、その能動層２に単結晶シリコン膜を
用いたことにより、薄膜トランジスタの特性を大いに向
上させることが可能となる。具体的には、従来のエキシ
マレーザアニール（ＥＬＡ）法による多結晶-Ｓｉ薄膜
トランジスタにおいては、その電子移動度が２００ｃｍ
²／Ｖ・ｓ程度だったのに対して、本実施の形態の単結
晶-Ｓｉ薄膜トランジスタにおいては、前述したシステ
ム・オン・グラスを可能とする５００ｃｍ²／Ｖ・ｓ程
度の電子移動度を得ることができた。

【００５０】なお、本実施の形態においては、上記半導
体基板１０及半導体装置（薄膜トランジスタ）を製造す
る際の各種成膜工程において、図５に示すような成膜用
治具（製造治具）を使用する。具体的に同成膜用治具
は、上記石英基板１上にａ−Ｓｉ膜またはPoly-Ｓｉ膜
等の非単結晶シリコン膜３を減圧ＣＶＤ法によって成膜
する際や、前記ゲート絶縁膜２０及びドープドPoly-Ｓ
ｉ膜等を成膜する際に使用される。

【００５１】次に、この成膜用治具について、図５〜図
７を参照して詳細に説明する。図５に示されように、同
成膜用治具は基本構成として先の図７に示した従来の成
膜用治具と同様に、天板５１、床板５２、及び三本の支
持棒５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ等を備えて構成される。

【００５２】そして、本実施の形態の成膜用治具におい
ては、これら基本構成に加え、成膜対象となる基板が棚
状に載置される載置皿（サセプタ）５４をさらに備えて
構成される。この載置皿５４の詳細を図６に示す。ここ
で図６（ａ）は、同載置皿５４の斜視構造を示し、図６
（ｂ）は、同図６（ａ）に示すＡ−Ａ方向から見た断面
構造を示す。

【００５３】同図６（ａ）に示されるように、載置皿５
４は円盤状に形成され、基板載置面５４ａ、同基板載置
面５４ａより高く形成される周辺部５４ｂ、及び同周辺
部５４ｂの２箇所に形成される凹部５４ｃを有して構成
される。なお、上記凹部５４ｃは、成膜対象となる基板
を基板載置面５４ａに載置及び回収する際に使用する基
板保持具を通すために形成されたものである。

【００５４】そしてこの載置皿５４は、上記基板載置面
５４ａに前記石英基板１、半導体基板１０等の成膜対象
となる基板が載置された状態で、図７に示すように各支
持棒５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃに設けられた載置皿挿入溝
５５に係止される。

【００５５】このように、上記載置皿５４に成膜対象と
なる基板を載置して成膜する場合にあっては、成膜時に
おいて同成膜基板の裏面が基板載置面５４ａに密着さ
れ、且つ覆われることによって反応ガスと接触しなくな
るため、同裏面に膜が成膜されることは防止される。そ
のため、全ての成膜工程の終了後に同裏面に成膜された
膜を除去する裏面膜除去工程を省くことができるように
なり、上記半導体基板１０及び薄膜トランジスタ等の製
造工数を低減することができるようになる。

【００５６】また、成膜用治具の上記形状によれば、減
圧ＣＶＤ装置等の成膜炉内外への移動に伴う上下動や同
治具の回転に起因する成膜対象基板の滑落等も防止され
るようになる。

【００５７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、以下のような効果を得ることができる。（１）透明絶縁体基板である石英基板１上に形成される
単結晶シリコン膜２ａは、同石英基板１上に形成された
非単結晶シリコン膜３を改質して形成されたものであ
る。そのため、同単結晶シリコン膜２ａを別途作製して
石英基板１に張り付ける等の複雑な工程を要することな
く形成することができるようになる。また石英基板１の
大きさに対応した単結晶シリコン膜２ａを形成できるよ
うになる。

【００５８】（２）非単結晶シリコン膜３から単結晶シ
リコン膜２ａへの改質は、単結晶シリコン露出部１１ｂ
を種結晶として、それら非単結晶シリコン膜３と単結晶
シリコン膜２ａとの接触面にレーザ光線を照射して行
う。そのため、同改質を低温プロセスにて行うことがで
き、ガラス基板等に形成された非単結晶シリコン膜の改
質も可能となる。これは、大型液晶表示装置に使用され
る薄膜トランジスタの特性を向上させることができると
ともに、ひいては上述したシステム・オン・グラスの実
現を容易とする。

【００５９】（３）例えば石英基板１に減圧ＣＶＤ法に
よって多結晶シリコン膜等の非単結晶シリコン膜３を成
膜する場合、上記成膜用治具を使用することにより、同
基板１の裏面にも膜が成膜されてしまうことは好適に防
止することができる。そのため、裏面膜除去工程を省く
ことができ、上記半導体基板１０及び薄膜トランジスタ
等の半導体装置の製造工数を低減することができるよう
になる。

【００６０】（４）また、上記形状の成膜用治具を使用
して基板への成膜を行う場合には、同成膜用治具の減圧
ＣＶＤ装置等への移動に伴う上下動や同装置内での回転
等に起因する成膜対象基板の滑落等も防止されるように
なる。

【００６１】なお、上記実施の形態は以下のように変更
して実施することもできる。・上記実施の形態においては、非単結晶シリコン膜３が
成膜される透明絶縁体基板を石英基板１としたがこれに
限られない。同絶縁体基板はその他、例えばガラス基板
等であってもよい。また、同絶縁体基板は透明基板に限
られるものでもない。

【００６２】・上記実施の形態においては、石英基板１
上への非単結晶シリコン膜３の成膜方法を減圧ＣＶＤ法
としたがこれに限られるものではない。いかなるかたち
で成膜された非結晶シリコン膜であれ、これを上記態様
で改質することで、上記実施の形態に準じた半導体基板
を得ることはできる。

【００６３】・改質の種結晶となる単結晶シリコン基板
１１の単結晶シリコン露出部１１ｂの形成方法は先の図
２（ａ），（ｂ）に示した方法に限られない。その他、
例えばシリコン酸化膜１２の形成時に一部酸化されない
箇所を形成するようにしてもよい。

【００６４】・上記実施の形態においては、非単結晶シ
リコン膜３の改質に波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
ーザを使用する例を示したが、使用するレーザ光はこれ
に限られない。また、レーザ光である必要もなく、要
は、非単結晶シリコン膜を効率的に加熱して溶解再結晶
化できる電磁波であればよい。

【００６５】・上記実施の形態においては、本発明の半
導体装置を、液晶表示装置用として石英基板上に形成さ
れる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に適用した例を示した
が、その他にも例えばイメージセンサ等、高性能が要求
されるあらゆる半導体装置に本発明は適用可能である。

【００６６】・上記実施の形態においては、成膜治具
（製造治具）の載置皿５４は円盤状（平面図：円形）に
形成され、同載置皿５４に載置される成膜対象基板も円
盤状の基板を想定したが、同載置皿５４や成膜対象基板
の形状はこれに限られるものではなく任意である。ま
た、支持棒の数も任意である。

【００６７】・また、上記成膜治具は、例示した半導体
基板や半導体装置の製造に限られることなく、減圧ＣＶ
Ｄ法による１主面への選択的な成膜が望まれる全ての基
板あるいは装置の製造に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる半導体装置についてその一実施
の形態を示す断面図。

【図２】本発明にかかる半導体基板についてその製造工
程を示す断面図。

【図３】同じく本発明にかかる半導体基板についてその
製造工程を示す断面図。

【図４】本発明にかかる半導体装置についてその製造工
程を示す断面図。

【図５】本発明にかかる半導体基板の製造治具及び半導
体装置の製造治具についてその一実施の形態の構造を概
略的に示す斜視図。

【図６】同製造治具の載置皿の構造を示す斜視図及び断
面図。

【図７】同製造治具の載置皿の支持態様を示す部分正面
図。

【図８】従来の半導体基板あるいは半導体装置の製造治
具の構造を概略的に示す斜視図。

【符号の説明】

１…石英基板、２…単結晶シリコン膜能動層、３…非単
結晶シリコン膜、１０…半導体基板、１１…単結晶シリ
コン基板、１１ａ…凸状部、１１ｂ…基板露出部、１２
…シリコン酸化膜、２０…ゲート絶縁膜、２１…ゲート
電極、２２…層間絶縁膜、２３…メタル配線、５１…天
板、５２…床板、５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ…支持棒、５
４…載置皿、５４ａ…基板載置面、５４ｂ…周辺部、５
４ｃ…凹部、５５…載置皿挿入溝。

フロントページの続きＦターム(参考） 4K030 BB03 BB05 CA04 CA12 DA09 GA02 5F045 AA06 AB02 AB03 AB04 AB32 AF07 CA15 GH08 HA18 5F052 AA02 BA01 BB07 CA04 DA01 DB02 GA02 GB11 JA01 5F110 BB01 CC02 DD02 DD03 EE09 GG02 GG06 GG13 GG25 GG47 HJ01 HJ13 NN02 NN04 NN35 PP03 PP05 PP23 PP31 PP36 PP38 QQ17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体基板の少なくとも１主面上の非単結
晶半導体膜が単結晶半導体膜として改質形成された半導
体基板。
【請求項２】前記絶縁体基板が透明基板である請求項１
記載の半導体基板。
【請求項３】絶縁体基板の少なくとも１主面上の非単結
晶半導体膜が単結晶半導体膜として改質形成された半導
体基板に対して半導体素子が形成されてなる半導体装
置。
【請求項４】前記絶縁体基板が透明基板である請求項３
記載の半導体装置。
【請求項５】絶縁体基板の少なくとも１主面上に非単結
晶半導体膜を形成する工程と、この形成した非単結晶半導体膜上に単結晶半導体を接触
させた状態で該接触部に電磁波を照射し、該単結晶半導
体を種結晶として前記非単結晶半導体膜を単結晶半導体
膜に改質する工程と、を備える半導体基板の製造方法。
【請求項６】前記絶縁体基板として透明基板を用い、前
記電磁波としてこの透明基板の裏面から照射されるレー
ザ光を用いる請求項５記載の半導体基板の製造方法。
【請求項７】絶縁体基板の１主面上に半導体膜を成膜し
て半導体基板を製造するに際し、所定の間隔で配設され
た複数本の支持棒を有して１乃至複数の絶縁体基板を棚
状に支持する半導体基板の製造治具であって、前記複数本の支持棒に係止されて前記各絶縁体基板の他
主面が密着可能に載置される基板載置皿を備えることを
特徴とする半導体基板の製造治具。
【請求項８】半導体基板の１主面上に対する成膜に際
し、所定の間隔で配設された複数本の支持棒を有して１
乃至複数の半導体基板を棚状に支持する半導体装置の製
造治具であって、前記複数本の支持棒に係止されて前記各半導体基板の他
主面が密着可能に載置される基板載置皿を備えることを
特徴とする半導体基板の製造治具。