JP2003249631A

JP2003249631A - 半導体基板の製造方法および半導体基板ならびに半導体装置

Info

Publication number: JP2003249631A
Application number: JP2002047529A
Authority: JP
Inventors: Naoko Hiroshimaya; 直子廣島屋; Takeshi Matsushita; 孟史松下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】ＴＦＴ，ＭＯＳ，ＣＣＤなどの薄膜単結晶半
導体装置やＬＳＩなどの集積回路素子の小型化・薄膜化
および低電圧化を図ることのできる基板の製造方法を提
供する。【解決手段】シリコン基板上に成膜された半導体層１
２を形成し、２０℃〜８０℃の範囲内の温度では粘着性
を有するが加熱により特定の温度で実質的に接着力が零
になる粘着シート５１を半導体層１２の表面側に接着
し、半導体層１２をシリコン基板から剥離する。剥離さ
れた半導体層１２を、真空接合装置のダイヤフラム弁６
１Ａに固定し、基板１１を固定板６１上に設置する。下
側真空室６３Ｂのみ真空としてダイヤフラム弁６１を下
降させて押圧し、半導体層１２を基板１１に真空雰囲気
中、室温で直接接合する。その後、加熱して粘着シート
５１を剥離し、半導体層１２に単結晶シリコンＴＦＴを
作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型表示装置のＴ
ＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）など
に用いられ、小型化および薄膜化が要求される半導体基
板の製造方法、およびこの方法により製造された半導体
基板、ならびにこの半導体基板を含む半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、表示装置（ディスプレイ）として
は、据え置き型のブラウン管すなわちＣＲＴ（Cathode
Ray Tube）装置や、携帯用や薄型化の要求を満たすため
の薄型表示装置（フラットパネルディスプレイ）があ
る。ブラウン管は輝度が高く、色再現性が良いために現
在多用されているが、占有容量が大きい、重い、消費電
力が大きい等の問題点が指摘されている。一方、フラッ
トパネルディスプレイは、軽量であり、ブラウン管より
も発光効率に優れており、コンピュータやテレビジョン
の画面表示用として期待されている。現在、フラットパ
ネルディスプレイでは、アモルファスまたは多結晶シリ
コンＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動方式の液
晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）が
商品化されている。

【０００３】特に、多結晶シリコンＴＦＴ型ＬＣＤは、
液晶パネルに駆動回路が一体化されるという利点を持
ち、小型化とともに高精細化を実現している。この多結
晶シリコンＴＦＴ型ＬＣＤでは、ガラス基板上に接合し
た多結晶シリコン薄膜に駆動回路としてＴＦＴアレイを
形成し、これにより液晶に電圧を印加し、液晶分子の方
向を制御して偏光面を回転させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多結晶
シリコンＴＦＴは、閾値Ｖthのばらつきが１Ｖ程度と大
きいためにＴＦＴのドレイン耐圧を大きくする必要が生
じ、ゲート長を１μｍ以下とすることが困難である。そ
のため、多結晶シリコンＴＦＴ型ＬＣＤの開口率の向上
に限界があるという問題が生じていた。また、駆動回路
は一体化できるものの、９，１０ビット等、高い精度を
要求されるＡＤ（Analog-to-Digital ）コンバータ，Ｄ
Ａ（Digital-to-Analog ）コンバータまたは高速マルチ
プライア等は、多結晶シリコンＴＦＴの閾値のばらつき
が大きいことから、液晶パネルに一体化することは困難
であるという別の問題もあった。

【０００５】ところで、ＬＣＤは自ら発光せずに外部よ
りの光（バックライト）を受けて表示するタイプのディ
スプレイであるが、近年、電流が注入されることにより
発光する有機発光材料を用いた有機ＥＬ（Electrolumin
escence)ディスプレイが注目されている。この有機ＥＬ
ディスプレイは、バックライトが不要である自発光型で
あり、必要な画素のみを点灯させればよいために更なる
消費電力の低減を図ることが可能である。有機ＥＬディ
スプレイは、従来は液晶ディスプレイが主流であったフ
ラットパネルディスプレイ用途への開発が進められてき
ている。近年では、発光材料などの進歩により、有機Ｅ
Ｌ素子は高効率化、長寿命化が達成されつつあり、ディ
スプレイとしての実用化が目されている。

【０００６】この有機ＥＬディスプレイは、従来、透明
電極層と金属電極層との単純マトリクス構造により有機
電界発光材料層を挟むようにしていたが、最近はアクテ
ィブマトリクス構造も検討されるようになってきてい
る。多結晶シリコンＴＦＴを用いたアクティブマトリク
ス型有機ＥＬディスプレイでは、高精細化のためには、
１セルあたり４個のＴＦＴと１個のキャパシタが必要で
ある。しかしながら、上述したように、多結晶シリコン
ＴＦＴはサイズが大きいので、有機ＥＬディスプレイの
１セルのサイズも大きくならざるを得ず、高解像度の実
現が困難であるという問題がある。

【０００７】このような多結晶シリコンＴＦＴのサイズ
の大きさゆえに生じる問題を解決するために、単結晶シ
リコンＴＦＴを用いることが考えられる。単結晶シリコ
ンＴＦＴは、電子移動度が高く、閾値電圧Ｖthのばらつ
きも０．１Ｖ程度に抑えることができ、ゲート長を１μ
ｍ以下とすることができる。したがって、単結晶シリコ
ンＴＦＴを用いてアクティブマトリクス型ディスプレイ
を構成することができれば、ＴＦＴのサイズが小さいの
で開口率が高くなり、画面が明るくなる。さらに、高速
回路等、現在ＬＳＩ（Large Scale Integrated circui
t）で使用している回路は殆ど駆動パネルに一体化でき
るという利点も見込まれる。しかしながら、単結晶シリ
コンＴＦＴは、単結晶シリコン薄膜のエピタキシャル成
長の際の加熱温度が多結晶シリコン薄膜の場合よりも更
に高いので、ガラス基板やプラスチックフィルム等の上
に直接形成することは困難である。

【０００８】そこで、単結晶シリコン薄膜を基板から分
離してガラスまたはプラスチックフィルムからなる別の
基板に転写することが考えられる。このような技術の一
例として、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基
板の作製に用いられているスマート・カット（Smart Cu
t ，登録商標）方式およびエルトラン（Eltran，登録商
標）方式が挙げられる。

【０００９】スマート・カット方式では、第１のシリコ
ン基板の表面から約０．５μｍ程度の深さに水素のイオ
ン注入を行い、第２のシリコン基板にウェハ接着する。
その後、５００℃程度に加熱して水素ガスを発生させ、
第１のシリコン基板におけるイオン注入領域を破壊し、
第１のシリコン基板の表層部分のシリコン薄膜を第２の
シリコン基板側に転写することによりＳＯＩ基板を作製
する。エルトラン方式では、シリコン基板の一面に多孔
質シリコン層およびエピタキシャル層を形成し、このシ
リコン基板をシリコンまたは石英ガラスからなる別の基
板にウェハ接着し、多孔質シリコン層において切断して
エピタキシャル層を別の基板側に転写することによりＳ
ＯＩ基板を作製する。

【００１０】しかしながら、これらの方式では、ウェハ
接着強度を確保するため、１０００℃程度の高温に加熱
する必要がある。そのため、基板として使用できるのは
シリコンまたは石英ガラスからなる基板に限定され、例
えばプラスチックフィルムを使用することはできない。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ＴＦＴなどの各種半導体装置の小型
化・薄膜化および低電圧化を可能とする半導体基板の製
造方法、および半導体基板ならびにこの半導体基板を用
いて形成された半導体装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体基板
の製造方法は、対向する二つの面を有する基板の少なく
とも一方の面に半導体層を備えてなる半導体基板を製造
するためのものであって、半導体層を基板に真空雰囲気
中において直接接合させるようにしたものである。

【００１３】本発明による基板は、対向する二つの面を
有する基板の少なくとも一方の面に半導体層が直接接合
されているものである。

【００１４】本発明による半導体装置は、対向する二つ
の面を有する基板の少なくとも一方の面に半導体層が直
接接合されてなる半導体基板と、この半導体基板の半導
体層を含む装置本体とを備えたものである。

【００１５】本発明による半導体基板の製造方法および
半導体基板では、半導体層を基板に真空雰囲気中で直接
接合するようにしたので、接着剤等を用いることなく簡
単な工程で確実に薄膜単結晶半導体などからなる半導体
層を基板に真空雰囲気中で直接接合させることができ
る。また、この接合は真空接合装置を用いて室温で行う
ことができるので、従来のような高温加熱工程が不要と
なり、通常のガラスやプラスチックフィルムなども基板
として使用することが可能となる。したがって、小型の
半導体基板や極めて薄い半導体基板、または柔軟性を有
する半導体基板などを容易に得ることができる。

【００１６】本発明による半導体装置では、本発明によ
る基板に接合された半導体層を含む装置本体を備えるの
で、ＴＦＴなどの薄膜単結晶半導体装置やＬＳＩなどの
集積回路素子の小型化・薄膜化および低電圧化を実現す
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施の形態に係る単結晶
シリコンＴＦＴの構成の一例を表すものである。この単
結晶シリコンＴＦＴは、具体的には、平面的に集積形成
されて、アクティブマトリクス型のＬＣＤやＥＬディス
プレイ等の駆動回路に用いられる。

【００１９】図１に示した単結晶シリコンＴＦＴは、例
えば、基板１１の半導体層１２の表面に形成されてい
る。基板１１は、例えばガラス，石英，あるいはプラス
チックフィルムから構成されており、その一面に半導体
層１２が接合された構成を有している。半導体層１２
は、例えば、ホウ素（Ｂ）などのｐ型不純物を１×１０
¹⁵〜１×１０¹⁸atoms ／ｃｍ³含む厚さ数十μｍ程度の
ｐ型単結晶シリコン層であり、本実施の形態では、後述
の方法によって接着剤等を用いることなく、基板１１に
直接接合されている。この基板１１に半導体層１２が直
接接合されたものが、本願発明の「半導体基板」に対応
している。

【００２０】半導体層１２の厚さは、製造工程などにお
ける割れを防止するため、少なくとも３０μｍとする。
この半導体層１２には例えば、燐（Ｐ）などのｎ型不純
物が選択的に導入されており、これによりチャネル領域
１２ａと共にソース・ドレイン領域１２ｂ，１２ｃが形
成されている。半導体層１２の表面には例えば二酸化ケ
イ素（ＳｉＯ₂）からなるゲート絶縁膜１３が形成され
ている。なお、このゲート絶縁膜１３は後述の方法にお
いて説明するが、保護膜としての機能を有している。

【００２１】半導体層１２上には、ゲート絶縁膜１３を
介してゲート電極１４が形成されている。ゲート電極１
４は例えばヒ素（Ａｓ）などの不純物の添加された多結
晶シリコンから構成されている。ゲート絶縁膜１３およ
びゲート電極１４は、例えば二酸化ケイ素からなる絶縁
膜１５により覆われている。半導体層１２上には、ま
た、ゲート電極１４を間に挟むように、例えばアルミニ
ウム（Ａｌ）により形成されたソース電極１６とドレイ
ン電極１７とが離間してそれぞれ設けられている。ソー
ス電極１６とドレイン電極１７はそれぞれゲート絶縁膜
１３に設けられた開孔１３ａ，１３ｂを通じてソース・
ドレイン領域１２ｂ，１２ｃに電気的に接続されてい
る。なお、この単結晶シリコンＴＦＴを例えばＬＣＤな
どの駆動回路に用いる場合であれば、ドレイン電極１７
には、例えばＩＴＯ（Indium-Tin Oxide；酸化インジウ
ムスズ）などの透明導電材料からなる画素電極が接続さ
れる。

【００２２】以下、このような構成を有する単結晶シリ
コンＴＦＴの製造工程を、半導体基板の製造工程を中心
にして説明する。

【００２３】まず、図２に示したように、例えばシリコ
ン基板４１を用意する。シリコン基板４１としては、例
えば、ホウ素（Ｂ）などのｐ型不純物を添加した０．０
１〜０．０２Ω・ｃｍ程度の比抵抗を有する単結晶シリ
コンからなるものを用いる。次いで、図３に示したよう
に、シリコン基板４１の一表面に、例えば陽極化成法に
より、多孔質半導体層として、例えば多孔質シリコン層
４２を形成する。

【００２４】なお、この陽極化成法は、シリコン基板４
１を陽極としてフッ化水素酸溶液中で通電を行う方法で
あり、例えば伊東等による「表面技術Vol.46.No.5.p8〜
13,1995 [多孔質シリコンの陽極化成] 」に示された２
重セル法により行うことができる。この方法では、２つ
の電解溶液槽の間に多孔質シリコン層４２を形成すべき
シリコン基板４１を配置し、両方の電解溶液槽には直流
電源と接続された白金電極を設置する。そして、両電解
溶液槽に電解溶液を入れ、シリコン基板４１を陽極、白
金電極を陰極として直流電圧を印加する。これによりシ
リコン基板４１の一方の面が浸食されて多孔質化する。

【００２５】ここでは、例えば、電解溶液（陽極化成溶
液）として例えばＨＦ（フッ化水素） :Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ
（エタノール）＝１：１の電解溶液を用い、例えば０．
５〜３ｍＡ／ｃｍ²程度の電流密度で８分間、第１段階
の陽極化成を行うことにより多孔率が小さな第１の多孔
質層を形成する。続いて、例えば３〜２０ｍＡ／ｃｍ²
の電流密度で８分間、第２段階の陽極化成を行うことに
より多孔率が中程度の第２の多孔質層を形成する。更
に、例えば４０〜３００ｍＡ／ｃｍ²の電流密度で数秒
間、第３段階の陽極化成を行うことにより多孔率が大き
な第３の多孔質層を形成する。ちなみに、この第３の多
孔質層は、後述する分離層４２Ａ（図４）の元となるも
のである。これにより、合わせて約８μｍの厚さを有す
る多孔質シリコン層４２が形成される。

【００２６】なお、シリコン基板４１としては、陽極化
成法により多孔質シリコン層４２を形成する観点から
は、ｐ型の単結晶シリコン基板を用いることが望ましい
が、条件設定によってはｎ型の単結晶シリコン基板を用
いるようにしてもよい。

【００２７】続いて、多孔質シリコン層４２の上に半導
体層１２を形成する。すなわち、まず、例えば１１００
℃の温度で３０分間水素アニールを行い、多孔質シリコ
ン層４２の表面に存在する穴を塞ぐ。そののち、図４に
示したように、例えば、多孔質シリコン層４２上に、Ｓ
ｉＨ₄またはＳｉＣｌ₄等のガスを用いてｐ型単結晶シ
リコンからなる半導体層１２をエピタキシャル成長させ
る。半導体層１２の厚さは、割れ防止のため少なくとも
３０μｍとする。エピタキシャル成長させる際の成長温
度は、ＳｉＨ₄を用いた場合には例えば１０７０℃と
し、ＳｉＣｌ₄を用いた場合には例えば１１４０℃とす
る。

【００２８】このように水素アニールとエピタキシャル
成長とを行っている間に、多孔質シリコン層４２中のシ
リコン原子が移動し再配列される結果、多孔質シリコン
層４２中の多孔率が大きかった部分が更に大きく変化
し、引っ張り強度が最も弱い層すなわち分離層４２Ａが
形成される。但し、この分離層４２Ａは、多孔質シリコ
ン層４２の上に半導体層１２を形成している間におい
て、半導体層１２が部分的にあるいは全面的にシリコン
基板４１から剥がれない程度の引っ張り強度は十分有し
ている。

【００２９】半導体層１２のエピタキシャル成長を行っ
た後、半導体層１２の表面を熱酸化して保護膜１２ｄを
形成してもよい。この保護膜１２ｄは、例えば酸素
（Ｏ）との化合物からなり、その厚さは例えば１０〜５
０ｎｍとすることができる。保護膜１２ｄを形成するこ
とにより、後続の工程において使用する粘着シートか
ら、不純物が半導体層１２に混入することを防止するこ
とができる。また、この保護膜１２ｄは、上述の単結晶
シリコンＴＦＴにおけるゲート絶縁膜１３としても利用
できる。但し、保護膜１２ｄは必ずしも形成する必要は
ない。

【００３０】半導体層１２を形成したのち、図５に示し
たように、半導体層１２の表面側に、粘着シート５１を
接着させる。この粘着シート５１は、基材と、この基材
の表面に形成された粘着層とによって構成されており、
室温からある温度（第１の温度）では粘着性を有する
が、温度が高くなり特定の温度（第２の温度）になると
粘着性がなくなるものである。基材は、例えば、ＰＥＴ
（Polyethylene Terephthalate；ポリエチレンテレフタ
レート）のようなプラスチックからなるフィルム、ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ）のような金属薄膜、または繊維から
なる不織布である。粘着層には、粘着剤と、加熱により
発泡する発泡剤とが含まれている。

【００３１】粘着シート５１としては、室温からある温
度まで、具体的には約２０℃〜約８０℃の範囲内の温度
では十分な粘着力を有すると共に、加熱により特定の温
度、例えば約９０℃，１２０℃，１５０℃あるいは１７
０℃に達すると、粘着層中の発泡剤が発泡してその表面
に凹凸が生じ、これにより接着面積が低下して接着力が
実質的に零になることで、引張応力を加えなくとも半導
体層１２から剥離できるものが好適である。このような
粘着シートとして、例えば、日東電工株式会社製の「リ
バアルファ」または「リバクリーン」を用いることがで
きる。

【００３２】なお、本実施の形態においては、この粘着
シート５１として、接着力が実質的に零になる温度（す
なわち、上述の「第２の温度」）が比較的低めのものを
使用する。

【００３３】粘着シート５１の接着の後に、図６
（Ａ），（Ｂ）に示したように、半導体層１２を、分離
層４２Ａにおいてシリコン基板４１から剥離する。この
剥離の際には、例えば、シリコン基板４１と粘着シート
５１との間に引張応力を生じさせる方法、シリコン基板
４１を低温化する方法、水あるいはエタノールなどの溶
液中にシリコン基板４１を浸し、超音波を照射して多孔
質シリコン層４２の強度を弱めて剥離する方法、または
ウォータージェットを用いる方法などを用いることがで
きる。

【００３４】その後、図７に示したように、半導体層１
２の裏面側に残っている多孔質シリコン層４２Ｂを除去
する。除去方法としては、化学薬品によるエッチングま
たは研磨等がある。本実施の形態においては、例えば、
スピンエッチャーによるフッ硝酸を用いた化学エッチン
グ（スピンエッチング）を行う。使用するフッ硝酸とし
ては、例えば、ＨＦ（フッ化水素） :ＨＮＯ₃（硝酸）
＝１：１０の薬液を用いることができる。こうして、半
導体層１２の裏面側に残っている多孔質シリコン層４２
Ｂが数μｍ程度のばらつきになるまで平坦化する。

【００３５】なお、図６（Ｂ）に示した半導体層１２を
剥離した後のシリコン基板４１については、表面側に残
存している多孔質シリコン層４２Ｃを通常の研磨方法、
電解研磨あるいはシリコンエッチングにより除去すれ
ば、次回の基板１１の作製工程において再利用すること
が可能になる。

【００３６】次いで、図８に示したように、半導体層１
２の裏面側を基板１１に接合（ボンディング）させる。
ここで、本実施の形態では、半導体層１２を基板１１に
接合させる前に、予め、半導体層１２の表面を親水性化
する処理を行う。これは、一般にシリコン基板と他の基
板とを接合する際、シリコン基板の表面を親水性化する
と接合界面の気泡の大きさが小さくなり、気泡の数も少
なくなる傾向があるからである。なお、疎水性にすると
気泡の大きさが大きくなる傾向がある。具体的には、例
えば、ＮＨ₄ＯＨ：Ｈ₂Ｏ₂：Ｈ₂Ｏ＝５：１：１のア
ルカリ溶液を、６５℃で、１０分間ディップし、更に、
純水で１０分間オーバーフローし、その後、スピンドラ
イヤーにより半導体層１２を乾燥させる。

【００３７】半導体層１２の表面を親水性化した後、半
導体層１２を基板１１に接合させる。一般的には、大気
中で接合を行うが、これでは気泡を完全にとりきること
はできないので、真空雰囲気中で行うほうがよい。本実
施の形態では、真空雰囲気中での接合を簡易に行うた
め、図９ないし図１２に示した真空接合装置を用いるよ
うにしている。

【００３８】この真空接合装置は、固定板６２および箱
状の蓋部６１とにより構成される真空室（チャンバ）
を、蓋部６１の中間部位に設けられたダイヤフラム弁６
１Ａにより上側真空室６３Ａと下側真空室６３Ｂとに２
分割したものである。ダイヤフラム弁６１Ａは例えばシ
リコーンゴムにより形成されている。上側真空室６３Ａ
には排気孔６４Ａ、また下側真空室６３Ｂには排気孔６
４Ｂがそれぞれ設けられており、これら排気孔６４Ａ，
６４Ｂを通じて図示しない真空ポンプにより上側真空室
６３Ａ，下側真空室６３Ｂが独立して排気されるように
なっている。

【００３９】まず、半導体層１２を基板１１に接合する
際、真空接合装置の設定温度は室温とする。図９に示し
たように、蓋部６１に設けられているダイヤフラム弁６
１Ａに、半導体層１２を粘着シート５１側で、図示しな
い係止機構により固定する。一方、固定板６２に基板１
１を設置する。蓋部６１を閉じて、ダイヤフラム弁６１
Ａと固定板６２とを重ね合わせ、半導体層１２と基板１
１とを対向させる。上側真空室６３Ａおよび下側真空室
６３Ｂの内部は、初めはともに大気である。

【００４０】次に、図示しない真空時間タイマーを使用
して、上側真空室６３Ａおよび下側真空室６３Ｂの内部
を、図示しない真空ポンプにより排気する。こうして、
図１０に示したように、上側真空室６３Ａおよび下側真
空室６３Ｂの内部をともに真空とする。

【００４１】続いて、図示しないプレス時間タイマーを
使用して、上側真空室６３Ａの内部を大気に戻し、下側
真空室６３Ｂの内部のみ真空とすると、図１１に示した
ように、ダイヤフラム弁６１Ａが固定板６２に向かって
凹むように下降し、粘着シート５１，半導体層１２およ
び基板１１を押圧する。これにより、半導体層１２が基
板１１に圧接され、両者は図８に示したように接合され
る。

【００４２】接合終了後、図１２に示したように、上側
真空室６３Ａおよび下側真空室６３Ｂの内部をともに大
気に戻すと、ダイヤフラム弁６１Ａが元の位置に復帰す
る。このように、本実施の形態では、真空接合装置を用
いて、半導体層１２を基板１１に真空雰囲気中で直接接
合するようにしたので、真空雰囲気中での接合を簡単に
行うことができる。

【００４３】なお、例えば特開平８−２１３６４５号公
報，特開平１０−１３５５００号公報では、単結晶シリ
コン基板上に成長させた半導体層に薄膜単結晶シリコン
太陽電池素子を作製し、この太陽電池素子を多孔質シリ
コン層を分離層として単結晶シリコン基板から剥離し、
薄いプラスチックフィルムのような可撓性を有する支持
基板上に転写するようにした方法を開示している。しか
しながら、この方法においては、接着剤を用いてプラス
チックフィルムを太陽電池素子に接着するので、ディス
プレイの駆動回路の製造には適用することが困難であ
り、素子の薄膜化にも限界がある。これに対して、本実
施の形態によれば、真空接合装置を用いるようにしたの
で、接着剤を用いることなく容易に半導体層１２を基板
１１に直接接合させることができる。

【００４４】このように半導体層１２を基板１１に接合
した後、図１３に示したように、半導体層１２から粘着
シート５１を剥離する。本実施の形態では、粘着シート
５１の剥離に、前述の真空接合装置を用いるようにして
いる。

【００４５】具体的には、真空接合装置の設定温度を、
粘着シート５１の接着力が実質的に零になる温度（第２
の温度）に設定する。そして、粘着シート５１が接着さ
れている半導体層１２および半導体層１２が接合された
基板１１を前述の下側真空室６３Ｂ内に設置し、押圧処
理を行う。その後、基板１１および半導体層１２ならび
に粘着シート５１を真空接合装置内から取り出し、接着
力が実質的に零になった粘着シート５１を半導体層１２
から容易に剥離することができる。このように、本実施
の形態においては、粘着シート５１を剥離する際に、真
空接合装置を用いることにより、粘着シート５１を容易
かつ均一に所望の温度に加熱して、粘着シート５１の全
面にわたって均一にその接着力を実質的に零とすること
ができ、剥離を簡単に行うことができる。

【００４６】以上の工程により、図１３に示したよう
に、一方の表面に単結晶半導体薄膜である半導体層１２
が直接に接合された構成を有する基板１１が完成する。

【００４７】ここで、半導体層１２と基板１１との接合
強度を更に大きくするため、更に、高温熱アニールを行
ってもよい。この高温アニールを行うことにより、親水
性化された半導体層１２の表面と基板１１との接合界面
は、脱水結合反応により、一層強固に接合される。ただ
し、この高温熱アニール工程は必ずしも行う必要はな
く、省略することも可能である。また、この基板１１が
プラスチックなどの耐熱性の弱い材料からなる場合に
は、高温アニール工程を行うことはできないのは勿論で
ある。

【００４８】高温熱アニールの温度は基板１１の耐熱性
により制限されるが、２００℃〜１２００℃の範囲の温
度で行うことができる。例えば、基板１１がガラスまた
は石英で構成されている場合であれば、８００℃，１時
間の加熱により行うことができる。

【００４９】以上の工程により完成した基板１１を用い
て、公知の方法により図１に示した単結晶シリコンＴＦ
Ｔを作製することができる。

【００５０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、半導体層１２に粘着シート５１を接着してシリコン
基板４１から分離し、真空接合装置を用いて半導体層１
２を基板１１に真空雰囲気中で直接接合するようにした
ので、真空雰囲気中での接合を簡単に行うことができ
る。また、半導体層１２を基板１１に接着剤などを用い
ることなく強固に接合することができ、一方の表面に単
結晶半導体薄膜である半導体層１２が直接接合された構
成を有する基板１１を容易に得ることができる。この接
合は真空接合装置を用いて室温で行うことができるの
で、従来のＳＯＩ基板の製造方法に伴う高温加熱工程が
不要となり、基板１１の材質の選択の幅が広くなる。こ
れにより、例えば、通常のガラスやプラスチックフィル
ムなどを基板１１として使用することが可能となり、小
型の半導体基板、極めて薄い半導体基板または柔軟性を
有する基板などを容易に得ることができる。

【００５１】半導体層１２をシリコン基板４１から分離
するための粘着シート５１は、接合後には剥離されてし
まうので、粘着シート５１の厚みは完成後の基板１１に
は影響せず、半導体層１２が接合された基板１１は著し
く小型化・薄膜化される。したがって、この基板１１を
用いて作製される単結晶シリコンＴＦＴは、多結晶シリ
コンＴＦＴに比べて低電圧化されるとともに、顕著に小
型化・薄膜化される。

【００５２】加えて、本実施の形態によれば、粘着シー
ト５１を剥離する際にも、真空接合装置を用いるように
したので、粘着シート５１を容易かつ均一に所望の第２
の温度に加熱して、粘着シート５１の全面にわたって均
一に接着力を実質的に零とすることができ、剥離を簡単
に行うことができる。

【００５３】この基板１１の半導体層１２を用いて作製
された単結晶シリコンＴＦＴを平面状に集積形成して、
例えばアクティブマトリクス型ＬＣＤのＴＦＴ基板を構
成することができ、これにより、多結晶シリコンＴＦＴ
を用いる場合に比して更なる低電圧化が可能となる。ま
た、この単結晶シリコンＴＦＴを用いてアクティブマト
リクス型の有機ＥＬディスプレイを構成すれば、解像度
を一層向上させるとともに低電圧化も期待できる。

【００５４】また、半導体層１２を分離した後のシリコ
ン基板４１は、表面側に残存している多孔質シリコン層
４２Ｃを通常の研磨方法、電解研磨あるいはシリコンエ
ッチングにより除去すれば、次回の基板１１の作製工程
において再利用することが可能になる。このように、裏
面の研磨を行うことなく再利用できるので、シリコン基
板４１の再利用の効率が良くなる。

【００５５】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦＴについて説明
する。本実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦＴは、図
１に示した第１の実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦ
Ｔと製造方法のみにおいて異なり、その他は、第１の実
施の形態と同一の構成、作用および効果を有している。
よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、ここで
はその詳細な説明を省略する。

【００５６】本実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦＴ
ないし半導体基板の製造方法は、以下の点で第１の実施
の形態と異なっている。すなわち、第１の実施の形態に
おいては、半導体層１２をシリコン基板４１から分離し
た後、半導体層１２の裏面側に残存している多孔質シリ
コン層４２Ｂを化学エッチングにより除去してから、半
導体層１２の裏面側（多孔質シリコン層４２Ｂが除去さ
れた側）を基板１１に接合する。これに対して、本実施
の形態においては、半導体層１２をシリコン基板４１か
ら分離した後、半導体層１２の表面側（多孔質シリコン
層４２Ｂとは反対側）を基板１１に接合してから、多孔
質シリコン層４２Ｂを除去するようにしている。このた
め、本実施の形態では、粘着力が零になる温度が異なる
二枚の粘着シートを利用する。

【００５７】以下、図１４ないし図１８を参照して、本
実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦＴないし半導体基
板の製造方法について説明する。

【００５８】まず、シリコン基板４１上に半導体層１２
を形成し、粘着シート５１を用いてシリコン基板４１か
ら分離するまでの工程は、第１の実施の形態において図
２ないし図６を参照して説明したのと同様であるので、
その詳細な説明は省略する。

【００５９】続いて、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したよ
うに、半導体層１２の表面側から粘着シート５１を剥離
させるとともに、半導体層１２の裏面側に多孔質シリコ
ン層４２Ｂを残存させたままで、高温剥離性粘着シート
５２を接着する。この高温剥離性粘着シート５２は、粘
着シート５１の接着力が実質的に零となる温度（すなわ
ち上述の「第２の温度」）よりも高い特定の温度（以
下、「第３の温度」という）で接着力が実質的に零とな
ることを除いては、粘着シート５１と同様の構成を有し
ているので、これ以上の詳しい説明は省略する。

【００６０】粘着シート５１の剥離と高温剥離性粘着シ
ート５２の接着とを同一の工程で行うため、本実施の形
態では、前述の真空接合装置を用いる。このとき、真空
接合装置の設定温度は、粘着シート５１の接着力が実質
的に零になる温度（第２の温度）とする。これにより、
粘着シート５１の接着力は実質的に零となるが、高温剥
離性粘着シート５２の接着力は変化しない。

【００６１】次いで、図１５に示したように、半導体層
１２の表面側（多孔質シリコン層４２Ｂとは反対側）
を、基板１１に接合（ボンディング）させる。半導体層
１２を基板１１に接合する際は、第１の実施の形態にお
いて図９ないし図１２を参照して説明したのと同様に、
真空接合装置を用いて、真空雰囲気中で行う。また、接
合の際の真空接合装置の設定温度は室温とする。

【００６２】その後、図１６に示したように、半導体層
１２から高温剥離性粘着シート５２を剥離する。本実施
の形態では、高温剥離性粘着シート５２の剥離にも前述
の真空接合装置を用いる。このとき、真空接合装置の設
定温度は、高温剥離性粘着シート５２の接着力が実質的
に零になる温度（第３の温度）に設定する。

【００６３】そして、第１の実施の形態の図７を参照し
て説明したのと同様にして、半導体層１２の表面に残存
している多孔質シリコン層４２Ｂを除去し、数μｍ程度
のばらつきになるまで平坦化する。以上の工程により、
図１７，図１８に示したように、一方の表面に単結晶半
導体薄膜である半導体層１２が直接に接合された構成を
有する基板１１が完成する。

【００６４】一般に、シリコン基板の表面平坦性を向上
するために水素アニールを行う。本実施の形態において
も、半導体層１２の平坦性を向上させるため、ここで、
更に、水素アニールを行ってもよい。この水素アニール
工程として、例えば、９００℃の水素雰囲気中で１時間
熱処理を行うことができる。これにより半導体層１２の
平坦性が顕著に向上する。

【００６５】以上の工程により完成した基板１１を用い
て、第１の実施の形態において説明したのと同様に、一
般に行われている単結晶シリコンＴＦＴの製造方法によ
り、図１に示した単結晶シリコンＴＦＴを作製すること
ができる。

【００６６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、粘着力が零になる温度が異なる粘着シート５１およ
び高温剥離性粘着シート５２を用いるようにしたので、
半導体層１２の表面側（多孔質シリコン層４２Ｂとは反
対側）を基板１１に接合させることができる。さらに、
本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の顕
著な効果をすべて得ることができる。

【００６７】（第３の実施の形態）以下、本発明の第３
の実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦＴについて説明
する。本実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦＴは、図
１に示した第１の実施の形態に係る単結晶シリコンＴＦ
Ｔと製造方法のみにおいて異なり、その他は、第１の実
施の形態と同一の構成、作用および効果を有している。
よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、ここで
はその詳細な説明を省略する。

【００６８】また、本実施の形態に係る単結晶シリコン
ＴＦＴないし半導体基板の製造方法は、多孔質シリコン
層４２Ｂの除去方法においてのみ、第１または第２の実
施の形態と異なっている。すなわち、第１または第２の
実施の形態においては、半導体層１２の裏面側に残存し
ている多孔質シリコン層４２Ｂを除去するため、スピン
エッチャーによるフッ硝酸を用いた化学エッチング（ス
ピンエッチング）を行った。これに対して、本実施の形
態においては、多孔質シリコン層を予め低温酸化してお
き、スピンエッチャーを用いずに化学エッチングのみに
より除去するようにしている。

【００６９】本実施の形態は、第１または第２の実施の
形態による製造方法のいずれに基づいて行ってもよい。
以下、まず、第１の実施の形態による製造方法に基づい
て説明する。

【００７０】初めに、第１の実施の形態で図２および図
３に示した工程によりシリコン基板４１上に多孔質シリ
コン層４２を形成した後、低温酸化を行ってシリコン基
板４１の表面のみを酸化する。これにより、図１９に示
したように、多孔質シリコン層４２が酸化され、二酸化
ケイ素からなる多孔質酸化層４３が形成される。続い
て、図２０に示したように、半導体層１２を成膜し、図
２１に示したように、半導体層１２の表面側に粘着シー
ト５１を接着する。そして、図２２（Ａ），（Ｂ）に示
したように、半導体層１２をシリコン基板４１から分離
する。その後、過酸化水素水とフッ酸との混合液による
化学エッチングを行い、半導体層１２の裏面に残存して
いる多孔質酸化層４３Ｂを除去する。過酸化水素水とフ
ッ酸との混合液を用いることにより、シリコンからなる
半導体層１２をエッチングせず、多孔質酸化層４３Ｂの
みを選択的にエッチングすることができる。過酸化水素
水とフッ酸との混合比は、フッ酸：過酸化水素水＝１：
５とすることができる。こうして、図７に示すように、
多孔質酸化層４３Ｂが数μｍ程度のばらつきになるまで
平坦化する。これに続いて、図８ないし図１３に示した
第１の実施の形態による製造方法に従って図１に示した
単結晶シリコンＴＦＴを作製することができる。

【００７１】次に、第２の実施の形態に基づいて説明す
る。初めに、シリコン基板４１上に多孔質シリコン層４
２を形成する。ここまでの工程は、第１の実施の形態に
おいて図２および図３に示した工程と同様である。次
に、多孔質シリコン層４２を低温酸化して多孔質酸化層
４３を形成し、半導体層１２を成膜し、粘着シート５１
を用いて半導体層１２をシリコン基板４１から分離す
る。ここまでの工程は、本実施の形態において図１９な
いし図２２に示した工程と同様である。続いて、図２３
に示したように、第２の実施の形態で説明したのと同様
に真空接合装置を用いて、粘着シート５１の剥離と高温
剥離性粘着シート５２の接着とを行う。そして、図２４
に示したように、第２の実施の形態で説明したのと同様
に真空接合装置を用いて、半導体層１２の多孔質酸化層
４３Ｂとは反対側を、基板１１に接合する。その後、図
２５に示したように、第２の実施の形態で説明したのと
同様に真空接合装置を用いて高温剥離性粘着シート５２
を剥離する。次に、半導体層１２の基板１１とは反対側
に残存している多孔質酸化層４３Ｂを、上述の本実施の
形態の方法により除去する。この後に続く工程は、第２
の実施の形態において図１７以降で説明したのと同様で
あるから、その詳細な説明は省略する。

【００７２】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、多孔質シリコン層４２を予め低温酸化して多孔質酸
化層４３を形成しておき、半導体層１２の裏面側に残存
している多孔質酸化層４３Ｂをスピンエッチャーを用い
ずに化学エッチングのみにより除去するようにしたの
で、スピンエッチャーを用いる場合のように枚葉処理を
行う必要はなく、通常のウエットエッチング工程のよう
にバッチ処理が可能となる。さらに、本実施の形態によ
っても、第１または第２の実施の形態と同様の顕著な効
果をすべて得ることができる。

【００７３】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、基板１１を用いて単結晶シリコンＴＦＴを作製する
例について説明したが、基板１１に接合された半導体層
１２に作製される半導体装置は単結晶シリコンＴＦＴに
限られず、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor ），Ｃ
ＣＤ（Charge Coupled Device ）あるいは太陽電池など
他の受光素子，発光素子，集積回路素子を形成すること
ができ、これらの薄膜化を実現することが可能である。

【００７４】また、上記実施の形態では、図４の工程に
おいて、単結晶シリコンからなる半導体層１２を成長さ
せるようにしたが、非晶質シリコンや多結晶シリコンよ
りなる半導体層を成長させてもよい。

【００７５】また、上記実施の形態では基板１１の材質
はガラス，石英，あるいはプラスチックフィルムとした
が、特に制限されるものではない。したがって、例え
ば、基板１１として半導体基板、例えば薄いシリコン基
板を用いれば、例えば身分照合などのためのＩＣ（Inte
grated Circuit）カードなどに付着させるためのＬＳＩ
をより薄膜化することができ、ＩＣカードの厚さをより
小さくすることが可能となる。従来では、ＩＣカードを
薄くするために、これに搭載するシリコンＬＳＩチップ
をより薄くする方法として、シリコンウェハ上にデバイ
スを形成した後、このウェハを裏面からダイシングによ
り研削し、さらに酸エッチング液を用いてスピンエッチ
ングを行い、研削による損傷を受けた領域を除去する方
法を採用してきた。この従来の方法による厚みの制御
は、歩留りを考慮すると５０μｍ程度が限度である。し
かしながら、本発明の基板１１の半導体層１２を用いて
ＬＳＩを作製すれば、ＬＳＩの更なる薄膜化が可能とな
る。

【００７６】また、例えば、基板１１として薄いプラス
チックフィルムを用い、この基板１１の半導体層１２を
用いてＣＣＤやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide
Semiconductor ）を作製すれば、このＣＣＤやＣＭＯＳ
は柔軟性を有するので凹面形状のＣＣＤイメージャやＣ
ＭＯＳイメージャを実現でき、カール・ツァイスのよう
な高級なレンズを使用しなくても高解像度が得られる。

【００７７】また、上記実施の形態では、半導体層１２
の材質は上記実施の形態ではｐ型単結晶シリコン薄膜と
したが、これに限られるものではない。シリコンの他、
例えば、ゲルマニウム（Ｇｅ），ガリウム（Ｇａ）とヒ
素（Ａｓ）との化合物，ガリウムと窒素（Ｎ）との化合
物またはガリウムとインジウム（Ｉｎ）との化合物など
とすることも可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項１２のいずれか１項に記載の半導体基板の製造方法、
または、請求項１３ないし請求項１９のいずれか１項に
記載の半導体基板によれば、半導体層を基板に真空雰囲
気中で直接接合するようにしたので、接着剤等を用いる
ことなく確実に半導体層を基板に真空雰囲気中で接合さ
せることができる。

【００７９】特に、請求項２記載の半導体基板の製造方
法によれば、真空接合装置のダイヤフラム弁の押圧力に
より半導体層を基板に接合させるようにしたので、簡単
に半導体層を基板に接合させることができる。更に、請
求項３記載の半導体基板の製造方法によれば、半導体層
を基板に室温で接合させるので、従来のような高温加熱
工程は不要となり、基板の材質を自由に選択することが
可能となる。

【００８０】加えて、特に、請求項５記載の半導体基板
の製造方法、または請求項１５記載の半導体基板によれ
ば、半導体層として、単結晶半導体薄膜を形成するよう
にしたので、種々の薄膜単結晶半導体装置の製造に好適
に用いることができる。

【００８１】また、特に、請求項６もしくは７記載の半
導体基板の製造方法、または請求項１８もしくは１９記
載の半導体基板によれば、半導体層の表面に保護膜を設
けるようにしたので、半導体層への不純物の混入を防止
することができ、半導体層の結晶性が向上する。

【００８２】そして、特に、請求項８もしくは９記載の
半導体基板の製造方法によれば、粘着シートを半導体層
の表面側に接着して他の半導体基板から剥離し、剥離さ
れた半導体層の裏面側を基板に接合させた後に粘着シー
トを剥離するようにしたので、粘着シートの厚みは完成
後の半導体基板の厚みに影響せず、半導体基板を薄型
化、小型化することが可能となる。

【００８３】一方、請求項１０または１１記載の半導体
基板の製造方法によれば、粘着力が零になる温度が異な
る粘着シートおよび高温剥離性粘着シートを用いるよう
にしたので、半導体層の表面側を基板１１に接合させる
ことができる。

【００８４】また、特に、請求項１２記載の基板の製造
方法によれば、多孔質半導体層を低温酸化するようにし
たので、低温酸化された多孔質半導体層は、スピンエッ
チャーを用いた枚葉処理でなく、通常の化学エッチング
によりバッチ処理で除去することができる。

【００８５】請求項２０記載の半導体装置によれば、本
発明の半導体基板の半導体層を含む装置本体を備えるの
で、結晶性が高いＴＦＴ，ＭＯＳ，ＣＣＤなどの薄膜単
結晶半導体装置やＬＳＩなどの集積回路素子を安価に製
造することができるとともに、小型化・薄膜化および低
電圧化が可能となる。したがって、本発明の半導体装置
として単結晶シリコンＴＦＴを形成し、例えばアクティ
ブマトリクス型のＬＣＤの駆動回路に用いれば、更なる
低電圧化が実現できる。また、アクティブマトリクス型
の有機ＥＬディスプレイに用いた場合であれば、高解像
度とともに低電圧化を図ることができる。この他、例え
ばＩＣカード用のＬＳＩを作製すれば、ＬＳＩの薄膜化
によりＩＣカードを薄くすることができる。あるいは、
例えばプラスチックフィルムを基板として用いて柔軟性
を有するＣＣＤ，ＣＭＯＳを作製すれば、ＣＣＤイメー
ジャやＣＭＯＳイメージャは薄膜化され柔軟性を有する
ので凹面形状とすることができ、安価で高解像度のイメ
ージャが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板を用いた
単結晶シリコンＴＦＴの構成の一例を説明するための断
面図である。

【図２】図１に示した基板およびそれを用いた単結晶シ
リコンＴＦＴの製造方法の一例を説明するための断面図
である。

【図３】図２に続く製造工程を表す断面図である。

【図４】図３に続く製造工程を表す断面図である。

【図５】図４に続く製造工程を表す断面図である。

【図６】図５に続く製造工程を表す断面図である。

【図７】図６に続く製造工程を表す断面図である。

【図８】図７に続く製造工程を表す断面図である。

【図９】図８に続く製造工程を表す断面図である。

【図１０】図９に続く製造工程を表す断面図である。

【図１１】図１０に続く製造工程を表す断面図である。

【図１２】図１１に続く製造工程を表す断面図である。

【図１３】図１２に続く製造工程を表す断面図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る基板および
それを用いた単結晶シリコンＴＦＴの製造方法の一例を
説明するための断面図である。

【図１５】図１４に続く製造工程を表す断面図である。

【図１６】図１５に続く製造工程を表す断面図である。

【図１７】図１６に続く製造工程を表す断面図である。

【図１８】図１７に続く製造工程を表す断面図である。

【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る基板および
それを用いた単結晶シリコンＴＦＴの製造方法の一例を
説明するための断面図である。

【図２０】図１９に続く製造工程を表す断面図である。

【図２１】図２０に続く製造工程を表す断面図である。

【図２２】図２１に続く製造工程を表す断面図である。

【図２３】本発明の第３の実施の形態に係る基板および
それを用いた単結晶シリコンＴＦＴの製造方法の他の例
を説明するための断面図である。

【図２４】図２３に続く製造工程を表す断面図である。

【図２５】図２４に続く製造工程を表す断面図である。

【符号の説明】

１１…基板、１２…半導体層、１２ａ…チャネル領域、
１２ｂ…ソース領域、１２ｃ…ドレイン領域、１２ｄ…
保護膜、１３…ゲート絶縁膜、１３ａ，１３ｂ…開孔、
１４…ゲート電極、１５…絶縁膜、１６…ソース電極、
１７…ドレイン電極、４１…シリコン基板、４２…多孔
質シリコン層、４２Ａ…分離層、５１…粘着シート、５
２…高温剥離性粘着シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F110 AA14 AA16 BB01 BB02 BB10 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD30 EE09 FF02 FF23 GG02 GG03 GG04 GG12 GG13 GG15 GG24 GG32 GG34 GG42 HJ01 HL03 HL07 NN02 NN23 QQ17 QQ19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する二つの面を有する基板の少なく
とも一方の面に半導体層を備えてなる半導体基板の製造
方法であって、前記半導体層を前記基板に真空雰囲気中において直接接
合させることを特徴とする半導体基板の製造方法。
【請求項２】ダイヤフラム弁を間にして２つの真空室
を有する真空接合装置の一方の真空室内に前記半導体層
と前記基板とを対向配置し、一方の真空室を真空状態、
他方の真空室を加圧状態とし、その差圧に基づく前記ダ
イヤフラム弁の押圧力によって前記半導体層を前記基板
に接合させることを特徴とする請求項１記載の半導体基
板の製造方法。
【請求項３】前記半導体層を前記基板に室温で接合さ
せることを特徴とする請求項２記載の半導体基板の製造
方法。
【請求項４】前記基板とは異なる他の半導体基板の一
表面を多孔質化することにより多孔質半導体層を形成す
る工程と、前記多孔質半導体層上に半導体層を形成する工程と、前記半導体層を前記多孔質半導体層を利用して前記他の
半導体基板から剥離させる工程とを含み、前記剥離された半導体層を前記基板に転写することを特
徴とする請求項１記載の半導体基板の製造方法。
【請求項５】前記半導体層として、単結晶半導体薄膜
を形成することを特徴とする請求項４記載の半導体基板
の製造方法。
【請求項６】前記半導体層を形成する工程において、更に、前記半導体層の表面に、保護膜を形成する工程を含むこ
とを特徴とする請求項４記載の半導体基板の製造方法。
【請求項７】前記保護膜として、酸素との化合物から
なる膜を形成することを特徴とする請求項６記載の半導
体基板の製造方法。
【請求項８】前記半導体層を前記他の半導体基板から
剥離する工程において、第１の温度範囲内の温度で粘着
性を有するが加熱により第１の温度より高温の第２の温
度で接着力が実質的に零になる粘着シートを前記半導体
層の表面側に接着し、この粘着シートと前記他の半導体
基板との間に引張り応力を生じさせることにより前記半
導体層を前記他の半導体基板から剥離し、前記半導体層を前記基板に転写する工程は、前記半導体層の裏面側に残存する多孔質半導体層を除去
する工程と、前記半導体層の裏面側を前記基板に直接接合させる工程
と、前記第２の温度に加熱し前記粘着シートの接着力を実質
的に零とすることにより前記半導体層の表面側から前記
粘着シートを剥離する工程とを含むことを特徴とする請
求項６記載の半導体基板の製造方法。
【請求項９】前記第２の温度の加熱工程を真空雰囲気
中で行うことを特徴とする請求項８記載の半導体基板の
製造方法。
【請求項１０】前記半導体層を前記他の半導体基板か
ら剥離する工程において、第１の温度範囲内の温度で粘
着性を有するが加熱により第１の温度より高温の第２の
温度で接着力が実質的に零になる粘着シートを前記半導
体層の表面側に接着し、この粘着シートと前記他の半導
体基板との間に引張り応力を生じさせることにより前記
半導体層を前記他の半導体基板から剥離し、前記半導体層を前記基板に転写する工程は、前記第２の温度に加熱し前記粘着シートの接着力を実質
的に零とすることにより前記半導体層の表面側から前記
粘着シートを剥離すると同時に、前記第１の温度範囲内
の温度で粘着性を有するが加熱により前記第２の温度よ
り高温の第３の温度で接着力が実質的に零になる高温剥
離性粘着シートを前記半導体層の裏面側に接着する工程
と、前記半導体層の表面側を前記基板に直接接合させる工程
と、前記第３の温度に加熱し前記高温剥離性粘着シートの接
着力を実質的に零とすることにより前記半導体層の裏面
側から前記高温剥離性粘着シートを剥離する工程と、前記半導体層の裏面側に残存する多孔質半導体層を除去
する工程とを含むことを特徴とする請求項６記載の半導
体基板の製造方法。
【請求項１１】前記第２の温度の加熱工程および前記
第３の温度の加熱工程を真空雰囲気中で行うことを特徴
とする請求項１０記載の半導体基板の製造方法。
【請求項１２】前記多孔質半導体層を形成する工程の
後、前記多孔質半導体層を低温酸化することを特徴とす
る請求項６記載の半導体基板の製造方法。
【請求項１３】対向する二つの面を有する基板の少な
くとも一方の面に半導体層が直接接合されていることを
特徴とする半導体基板。
【請求項１４】前記半導体層は前記基板に真空雰囲気
中において直接接合されていることを特徴とする請求項
１３記載の半導体基板。
【請求項１５】前記半導体層は、単結晶半導体薄膜で
あることを特徴とする請求項１３記載の半導体基板。
【請求項１６】前記半導体層は、シリコン（Ｓｉ），
ゲルマニウム（Ｇｅ），ガリウム（Ｇａ）とヒ素（Ａ
ｓ）との化合物，ガリウムと窒素（Ｎ）との化合物，ガ
リウムとインジウム（Ｉｎ）との化合物のいずれかから
構成されていることを特徴とする請求項１３記載の半導
体基板。
【請求項１７】前記基板は、半導体，ガラス，石英ま
たはプラスチックから構成されていることを特徴とする
請求項１３記載の半導体基板。
【請求項１８】更に、前記半導体層の表面に、保護膜を有することを特徴とす
る請求項１３記載の半導体基板。
【請求項１９】前記保護膜は、酸素との化合物からな
ることを特徴とする請求項１８記載の半導体基板。
【請求項２０】対向する二つの面を有する基板の少な
くとも一方の面に半導体層が直接接合されてなる半導体
基板と、この半導体基板の前記半導体層を含む装置本体とを備え
たことを特徴とする半導体装置。