JP2003257804A - Composite substrate and substrate manufacturing method - Google Patents
Composite substrate and substrate manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特に大面積薄膜半
導体基板を形成するための製造工程に用いることが可能
な複合基板および基板製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite substrate and a substrate manufacturing method which can be used particularly in a manufacturing process for forming a large-area thin film semiconductor substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、大面積の薄膜単結晶半導体素
子を製造するための方法として、単結晶シリコン基板上
にポーラスシリコン層を形成し、その層上に半導体素子
層となるエピタキシャル成長層を設け、このエピタキシ
ャル成長層を接着性を有する部材によって単結晶シリコ
ン基板から剥離するような方法が知られている（例え
ば、特開平８−２１３６４５号公報、特開平１１−３１
８２８号公報参照）。また、このような方法に用いるこ
とができる基板として、本件出願人は、炭素含有材料よ
りなる基板（炭素系基板）にシリコン基板を接合した複
合基板およびその製造方法について提案している（例え
ば、特開平１１−２６４７号公報参照）。従来は、例え
ば大型のＴＦＴ液晶パネル向けのような大面積の薄膜単
結晶シリコン基板を作製することが困難であったが、こ
のような方法を用いることにより、大面積（例えば１ｍ
×１ｍ等）の薄膜単結晶シリコン基板をガラス基板上に
作製することが可能となる。また、このような方法で
は、複合基板を再利用できる利点がある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for manufacturing a large area thin film single crystal semiconductor device, a porous silicon layer is formed on a single crystal silicon substrate and an epitaxial growth layer to be a semiconductor device layer is provided on the porous silicon layer. A method is known in which this epitaxial growth layer is peeled off from the single crystal silicon substrate by a member having adhesiveness (for example, JP-A-8-213645 and JP-A-11-31).
No. 828). Further, as a substrate that can be used in such a method, the applicant of the present application has proposed a composite substrate in which a silicon substrate is bonded to a substrate (carbon-based substrate) made of a carbon-containing material and a method for manufacturing the same (for example, See Japanese Patent Laid-Open No. 11-2647). In the past, it was difficult to produce a large-area thin film single crystal silicon substrate for, for example, a large-sized TFT liquid crystal panel, but by using such a method, a large area (for example, 1 m
It is possible to fabricate a thin film single crystal silicon substrate (× 1 m) on a glass substrate. Further, such a method has an advantage that the composite substrate can be reused.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような大面積の炭素系基板上にシリコン基板を接合した
複合基板を作製することが容易でないという問題があ
る。However, there is a problem that it is not easy to produce a composite substrate in which a silicon substrate is bonded onto a large area carbon-based substrate as described above.
【０００４】そこで本発明の目的は、大面積の炭素系基
板上にシリコン基板を容易に接合することが可能な複合
基板と、その複合基板を作製するための基板製造方法、
さらには、その複合基板を用いて薄膜半導体を作製する
ための基板製造方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a composite substrate capable of easily bonding a silicon substrate on a large-area carbon-based substrate, a substrate manufacturing method for producing the composite substrate,
Further, it is to provide a substrate manufacturing method for manufacturing a thin film semiconductor using the composite substrate.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、板状に形成された炭素系基板と、前記炭素系
基板の片面または両面に一体に接合される半導体基板と
を有し、前記半導体基板は、複数の半導体分割基板片を
前記炭素系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によ
って結合して一体化したことを特徴とする。また本発明
は、板状に形成された炭素系基板と、前記炭素系基板の
片面または両面に一体に接合される半導体基板とを有す
る複合基板を作製する基板製造方法であって、前記半導
体基板を構成する複数の半導体分割基板片を前記炭素系
基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって炭素系
基板に接合する工程とを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention comprises a plate-shaped carbon-based substrate and a semiconductor substrate integrally bonded to one side or both sides of the carbon-based substrate. The semiconductor substrate is characterized in that a plurality of semiconductor divided substrate pieces are arranged in parallel on the bonding surface of the carbon-based substrate and are joined by heating and melting to be integrated. Further, the present invention is a substrate manufacturing method for producing a composite substrate having a plate-shaped carbon-based substrate and a semiconductor substrate integrally bonded to one surface or both surfaces of the carbon-based substrate, the semiconductor substrate A step of arranging a plurality of semiconductor divided substrate pieces constituting the above in parallel with the bonding surface of the carbon-based substrate and bonding to the carbon-based substrate by heating and melting.
【０００６】また本発明は、板状に形成された炭素系基
板の片面または両面に、複数の半導体分割基板片を前記
炭素系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって
結合することにより、前記炭素系基板に半導体基板を一
体化した複合基板を作製する工程と、前記半導体基板の
表面に陽極化成を行うことにより、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エピタキシャル
成長層を形成する工程と、前記エピタキシャル成長層を
支持基板に貼り合わせる工程と、前記多孔質半導体層を
分断することにより、前記エピタキシャル成長層および
支持基板を半導体基板から剥離して、前記エピタキシャ
ル成長層による薄膜単結晶半導体基板を作製する工程と
を有することを特徴とする。According to the present invention, a plurality of semiconductor divided substrate pieces are arranged in parallel on one surface or both surfaces of a carbon-based substrate formed in a plate shape on the bonding surface of the carbon-based substrate and bonded by heating and melting. A step of forming a composite substrate in which a semiconductor substrate is integrated with the carbon-based substrate, a step of forming a porous semiconductor layer by performing anodization on the surface of the semiconductor substrate, and a step of forming a porous semiconductor layer on the porous semiconductor layer. A step of forming an epitaxial growth layer, a step of attaching the epitaxial growth layer to a support substrate, and a step of separating the porous semiconductor layer to separate the epitaxial growth layer and the support substrate from the semiconductor substrate, and to form a thin film by the epitaxial growth layer. And a step of manufacturing a single crystal semiconductor substrate.
【０００７】また本発明は、板状に形成された炭素系基
板の片面または両面に、複数の半導体分割基板片を前記
炭素系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって
結合することにより、前記炭素系基板に半導体基板を一
体化した複合基板を作製する工程と、前記半導体基板の
表面に陽極化成を行うことにより、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エピタキシャル
成長層を形成する工程と、前記エピタキシャル成長層を
支持基板に貼り合わせる工程と、前記多孔質半導体層を
分断することにより、前記エピタキシャル成長層および
支持基板を半導体基板から剥離して、前記エピタキシャ
ル成長層による薄膜単結晶半導体基板を作製する工程と
を経て形成されたことを特徴とする。Further, according to the present invention, a plurality of semiconductor divided substrate pieces are arranged in parallel on one or both sides of a plate-shaped carbon-based substrate on the bonding surface of the carbon-based substrate and bonded by heating and melting. A step of forming a composite substrate in which a semiconductor substrate is integrated with the carbon-based substrate, a step of forming a porous semiconductor layer by performing anodization on the surface of the semiconductor substrate, and a step of forming a porous semiconductor layer on the porous semiconductor layer. A step of forming an epitaxial growth layer, a step of attaching the epitaxial growth layer to a support substrate, and a step of separating the porous semiconductor layer to separate the epitaxial growth layer and the support substrate from the semiconductor substrate, and to form a thin film by the epitaxial growth layer. It is formed through a step of manufacturing a single crystal semiconductor substrate.
【０００８】本発明の複合基板では、半導体基板を炭素
系基板に一体化した構成により、半導体基板の強度不足
を炭素系基板によって補強することができ、また、半導
体基板は、複数の半導体分割基板片を炭素系基板の接合
面に並列に配置し、加熱溶融によって結合して一体化す
ることにより形成したことから、十分な強度を確保しつ
つ、容易に大型の半導体基板を得ることができ、例えば
種々の大面積半導体装置の作製等に有効な複合基板を提
供することが可能である。In the composite substrate of the present invention, since the semiconductor substrate is integrated with the carbon-based substrate, the insufficient strength of the semiconductor substrate can be reinforced by the carbon-based substrate, and the semiconductor substrate is composed of a plurality of semiconductor divided substrates. Since the pieces are arranged in parallel on the bonding surface of the carbon-based substrate and formed by bonding by heating and melting to be integrated, it is possible to easily obtain a large-sized semiconductor substrate while ensuring sufficient strength. For example, it is possible to provide a composite substrate effective for manufacturing various large-area semiconductor devices.
【０００９】また、本発明の基板製造方法では、半導体
基板を炭素系基板に一体化した複合基板を作製する際
に、半導体基板を構成する複数の半導体分割基板片を炭
素系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって炭
素系基板に接合するようにしたので、十分な強度を確保
しつつ、容易に大型の半導体基板を得ることができ、種
々の大面積型半導体装置の作製等に有効な複合基板を安
定的に製造することが可能である。Further, according to the substrate manufacturing method of the present invention, when a composite substrate in which a semiconductor substrate is integrated with a carbon-based substrate is produced, a plurality of semiconductor divided substrate pieces constituting the semiconductor substrate are bonded to the bonding surface of the carbon-based substrate. Since they are arranged in parallel and bonded to the carbon-based substrate by heating and melting, a large-sized semiconductor substrate can be easily obtained while ensuring sufficient strength, and can be used for manufacturing various large-area type semiconductor devices. It is possible to stably manufacture an effective composite substrate.
【００１０】また、本発明の基板製造方法では、上述の
ような複合基板に含まれる半導体基板に対して陽極化成
を行うことにより、多孔質半導体層を形成し、この多孔
質半導体層上にエピタキシャル成長層を形成し、このエ
ピタキシャル成長層を支持基板に貼り合わせた後、多孔
質半導体層を分断することにより、エピタキシャル成長
層および支持基板を半導体基板から剥離して、エピタキ
シャル成長層による薄膜単結晶半導体基板を作製するこ
とから、大面積の薄膜単結晶半導体基板を安定的に製造
することが可能である。Further, in the substrate manufacturing method of the present invention, a porous semiconductor layer is formed by performing anodization on the semiconductor substrate included in the above-described composite substrate, and epitaxial growth is performed on this porous semiconductor layer. After forming a layer and adhering this epitaxial growth layer to a support substrate, the porous semiconductor layer is divided to separate the epitaxial growth layer and the support substrate from the semiconductor substrate, and a thin film single crystal semiconductor substrate made of the epitaxial growth layer is produced. Therefore, a large-area thin film single crystal semiconductor substrate can be stably manufactured.
【００１１】さらに、本発明の薄膜単結晶半導体基板で
は、上述のような複合基板に含まれる半導体基板に対し
て陽極化成を行うことにより、多孔質半導体層を形成
し、この多孔質半導体層上にエピタキシャル成長層を形
成し、このエピタキシャル成長層を支持基板に貼り合わ
せた後、多孔質半導体層を分断することにより、エピタ
キシャル成長層および支持基板を半導体基板から剥離す
ることにより形成されるため、大型で高品質の薄膜単結
晶半導体基板を安価に得ることが可能である。Further, in the thin film single crystal semiconductor substrate of the present invention, a porous semiconductor layer is formed by anodizing the semiconductor substrate included in the above-mentioned composite substrate, and the porous semiconductor layer is formed on the porous semiconductor layer. Since the epitaxial growth layer and the support substrate are formed by peeling the epitaxial growth layer and the support substrate from each other by forming the epitaxial growth layer on the substrate, adhering the epitaxial growth layer to the support substrate, and then dividing the porous semiconductor layer. A high quality thin film single crystal semiconductor substrate can be obtained at low cost.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態例
について説明する。なお、以下に説明する実施の形態
は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限
り、これらの態様に限定されないものとする。本実施の
形態は、後述するようなポーラスシリコン剥離法等を用
いて、大面積の薄膜単結晶半導体基板を作製する場合に
用いることができる複合基板を提供するものである。こ
の複合基板は、板状に形成された炭素系基板と、この炭
素系基板の片面または両面に一体に接合されるシリコン
等の半導体基板とを有するものであり、半導体基板は、
複数の半導体分割基板片を炭素系基板の接合面に並列に
配置し、アニール処理による全体的な加熱溶融によって
炭素系基板に接合し、一体化したものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the present invention in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments. This embodiment provides a composite substrate that can be used when a large-area thin film single crystal semiconductor substrate is manufactured by a porous silicon separation method or the like as described later. This composite substrate has a carbon-based substrate formed in a plate shape and a semiconductor substrate such as silicon integrally bonded to one side or both sides of the carbon-based substrate.
A plurality of semiconductor divided substrate pieces are arranged in parallel on the bonding surface of the carbon-based substrate, and are bonded and integrated with the carbon-based substrate by the overall heat melting by the annealing treatment.
【００１３】一般に、半導体基板を大型化すると大変割
れ易くなる。また、半導体基板の板厚を大きくすると材
料コストが上昇してしまう。そこで、強度の高い炭素系
基板に半導体基板を貼り付けることにより、薄型の半導
体基板を炭素系基板で補強した複合基板とし、これをポ
ーラスシリコン剥離法等を用いた大面積薄膜単結晶半導
体基板の作製に用いるものである。なお、半導体基板
は、炭素系基板の片面だけに貼り付けるだけでなく、両
面に貼り付けて２枚の薄膜単結晶半導体基板を一括して
作製するようにしてもよい。また、炭素系基板に半導体
基板を貼り付ける方法として、半導体ウェーハのサイズ
や強度を考慮して、複数の半導体分割基板片を炭素系基
板に接合し、各分割基板片の継ぎ目については、例え
ば、レーザアニール処理で結合して一体化することによ
り、最適な複合基板を容易に作製できる。このような複
合基板は、例えば大面積の薄膜単結晶シリコンＴＦＴ基
板を作製するための大面積薄膜単結晶シリコン基板をポ
ーラスシリコン剥離法を用いて作製する工程で用いるこ
とができる。Generally, when a semiconductor substrate is upsized, it becomes very fragile. Further, if the plate thickness of the semiconductor substrate is increased, the material cost will increase. Therefore, by attaching a semiconductor substrate to a high-strength carbon-based substrate, a thin semiconductor substrate is reinforced with a carbon-based substrate to form a composite substrate, which is used as a large-area thin film single crystal semiconductor substrate using a porous silicon peeling method or the like. It is used for production. The semiconductor substrate may be attached not only to one side of the carbon-based substrate but also to both sides so that two thin film single crystal semiconductor substrates may be manufactured at once. Further, as a method of attaching a semiconductor substrate to a carbon-based substrate, in consideration of the size and strength of the semiconductor wafer, a plurality of semiconductor divided substrate pieces are joined to the carbon-based substrate, and regarding the joint of each divided substrate piece, for example, An optimal composite substrate can be easily manufactured by combining and integrating by laser annealing. Such a composite substrate can be used, for example, in a step of producing a large area thin film single crystal silicon substrate for producing a large area thin film single crystal silicon TFT substrate by using a porous silicon peeling method.
【００１４】なお、以下の実施例では、半導体基板とし
てシリコン基板を用いているが、その他にもゲルマニウ
ム基板や化合物半導体にも応用が可能である。例えば、
シリコンとゲルマニウムの混合物、ガリウムとヒ素の混
合物、ガリウムとインジウムの混合物、ガリウムと窒素
の混合物、ガリウムとリンの混合物等にも応用すること
ができる。また、実施例の具体的な特徴として、シリコ
ン分割基板片同士の結合に、両者の接合界面にレーザ照
射してアプレーション加工を行うことにより、シリコン
分割基板片の継ぎ目をスムーズにすることができる。ま
た、このようなシリコン分割基板片の継ぎ目をスムーズ
にするために、シリコン基板上にアモルファスシリコン
を成膜してランプアニール等の処理を行い、シリコン基
板を再結晶化するようにしてもよい。あるいは、シリコ
ン基板上にエピタキシャル成長を行い、全体を一体化さ
せるような方法も可能である。In the following embodiments, a silicon substrate is used as a semiconductor substrate, but it can also be applied to a germanium substrate or a compound semiconductor. For example,
It can also be applied to a mixture of silicon and germanium, a mixture of gallium and arsenic, a mixture of gallium and indium, a mixture of gallium and nitrogen, a mixture of gallium and phosphorus, and the like. In addition, as a specific feature of the embodiment, when the silicon divided substrate pieces are bonded to each other, the joint interface between the silicon divided substrate pieces is irradiated with a laser to perform an application process, so that the seam of the silicon divided substrate pieces can be made smooth. . Further, in order to smooth the seam of such silicon divided substrate pieces, amorphous silicon may be formed on the silicon substrate and a treatment such as lamp annealing may be performed to recrystallize the silicon substrate. Alternatively, a method of performing epitaxial growth on a silicon substrate and integrating the whole is also possible.
【００１５】また、シリコン分割基板片間の面方位を一
致させることにより、単結晶シリコン基板を作製するこ
とができる。例えば、この場合の面方位としては、ミラ
ー指数によって表わされる（１００）面、（１１１）
面、（１１０）面にするとよい。また、各シリコン分割
基板片の側面、すなわち隣接するシリコン分割基板片に
対向するエッジ部分の面を垂直に研磨する。このとき、
エッジ部分の面方位は、ミラー指数によって表わされる
（００１）面、（０１１）面、（１１１）面のいずれか
であり、同じ面方位が合致するようにシリコン分割基板
片を並べるようにする。なお、エッジ部分の面方位は、
それぞれプラスマイナス５°以内に収めるようにする。A single crystal silicon substrate can be manufactured by matching the plane orientations of the silicon divided substrate pieces. For example, the plane orientation in this case is (100) plane or (111) plane represented by Miller index.
The plane is preferably the (110) plane. Further, the side surface of each silicon divided substrate piece, that is, the surface of the edge portion facing the adjacent silicon divided substrate piece is vertically polished. At this time,
The plane orientation of the edge portion is any of the (001) plane, the (011) plane, and the (111) plane represented by the Miller index, and the silicon divided substrate pieces are arranged so that the same plane orientation matches. The surface orientation of the edge part is
Try to keep each within ± 5 °.
【００１６】このような複合基板を用いてポーラスシリ
コン剥離法を実施することにより、例えば、大面積のガ
ラス基板やプラスチック基板等に転写された薄膜単結晶
シリコン基板を製造できる。また、大面積のガラス基板
やプラスチック基板等と薄膜単結晶シリコン基板との界
面に、熱酸化による酸化膜を形成することにより、ＳＯ
Ｉ（Silicon On Insulator）基板と同等の品質を得るこ
とができる。By carrying out the porous silicon peeling method using such a composite substrate, for example, a thin film single crystal silicon substrate transferred to a large area glass substrate, a plastic substrate or the like can be manufactured. Further, by forming an oxide film by thermal oxidation on the interface between a large area glass substrate or plastic substrate and the thin film single crystal silicon substrate, SO
It is possible to obtain the same quality as an I (Silicon On Insulator) substrate.
【００１７】次に、本発明の具体的な実施例について説
明する。なお、以下の実施例では、炭素系基板の片面に
半導体基板を設ける例を中心に説明し、炭素系基板の両
面に半導体基板を設ける例を補足的に説明する。まず、
本発明の第１実施例は、炭素系基板として炭化珪素基板
（ＳｉＣ）を用いた、半導体基板との第１の接合例につ
いて説明する。図１は、本実施例による複合基板の一例
を示す説明図であり、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）
は平面図、図１（Ｃ）はレーザアニール工程を示す側面
図である。Next, specific examples of the present invention will be described. In the following embodiments, an example in which the semiconductor substrate is provided on one surface of the carbon-based substrate will be mainly described, and an example in which the semiconductor substrate is provided on both surfaces of the carbon-based substrate will be supplementarily described. First,
In the first embodiment of the present invention, a first bonding example with a semiconductor substrate using a silicon carbide substrate (SiC) as a carbon-based substrate will be described. 1A and 1B are explanatory views showing an example of a composite substrate according to this embodiment, FIG. 1A is a side view, and FIG.
Is a plan view, and FIG. 1C is a side view showing a laser annealing step.
【００１８】図示のように、本実施例の複合基板１Ａ
は、大判の炭化珪素基板（ＳｉＣ）１０の上に複数の長
尺シリコン分割基板片２０Ａ（図では３枚の例を示す）
を並列配置した状態でアニール処理によって各シリコン
分割基板片２０ＡをＳｉＣ１０に接合する。なお、各シ
リコン分割基板片２０Ａは、横長板状のＳｉＣ１０に対
して縦方向の長尺板状に形成されている。そして、各シ
リコン分割基板片２０Ａの継ぎ目にレーザアニール処理
を行い、各シリコン分割基板片２０Ａを一体化してシリ
コン基板２０を得る。このようにして大型の複合基板１
Ａを容易に作製することが可能となる。As shown, the composite substrate 1A of this embodiment
Is a plurality of long silicon divided substrate pieces 20A on a large-sized silicon carbide substrate (SiC) 10 (three examples are shown in the figure).
The silicon divided substrate pieces 20A are bonded to the SiC 10 by annealing in a state where they are arranged in parallel. Each of the silicon divided substrate pieces 20A is formed in a vertically long plate shape with respect to the horizontally long plate-shaped SiC 10. Then, a laser annealing process is performed on the joints of the respective silicon divided substrate pieces 20A, and the respective silicon divided substrate pieces 20A are integrated to obtain the silicon substrate 20. In this way, the large composite substrate 1
It becomes possible to easily produce A.
【００１９】以下、本発明の第１実施例の詳細について
図２、図３を用いて説明する。図２は、本実施例による
複合基板の製造工程を示す断面図である。
（１）まず、図２（Ａ）に示すような大型の平坦なＳｉ
Ｃ基板１０を用意する。これには例えば市販のものを用
いることができる。
（２）次に、図２（Ｂ）に示すように、このＳｉＣ基板
１０の表面にＣＶＤ（chemical vapor deposition ）技
術により、アモルファスシリコン膜１１をコーティング
する。そして、このアモルファスシリコン膜１１にボロ
ンをドーピングする。The details of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the composite substrate according to this embodiment. (1) First, a large flat Si as shown in FIG.
The C substrate 10 is prepared. For this, for example, a commercially available product can be used. (2) Next, as shown in FIG. 2B, an amorphous silicon film 11 is coated on the surface of the SiC substrate 10 by a CVD (chemical vapor deposition) technique. Then, the amorphous silicon film 11 is doped with boron.
【００２０】（３）また、これと平行して上述した長尺
シリコン分割基板片２０Ａを作製する。図３は、長尺シ
リコン分割基板片２０Ａの作製工程を示す説明図であ
る。まず、図３（Ａ）に示すような長尺Ｓｉインゴット
２１を用意する。このＳｉインゴット２１は、例えばＣ
Ｚ法によって形成され、Ｓｉ単結晶から得た（１００）
結晶面を板面方向とし、例えばボロンドープがなされた
Ｐ型の比抵抗０．０１〜０．０２Ω・ｃｍのシリコンよ
りなり、長手方向（図中Ｘ方向）に数ｍ、幅方向（図３
（Ａ）で紙面と垂直方向）に２０ｃｍの寸法を有する。
そして、このような長尺Ｓｉインゴット２１を図３
（Ａ）に示すように、長手方向に複数切断し、さらに図
３（Ｂ）に示すように、各切断片２１Ａを縦方向にスラ
イスし、縦方向の長さが１ｍ、幅が５ｃｍ〜２０ｃｍ、
板厚が数ｍｍの長尺シリコン分割基板原材２０Ｂを形成
する。(3) Further, in parallel with this, the above-mentioned long silicon divided substrate piece 20A is manufactured. 3A to 3D are explanatory views showing a manufacturing process of the long silicon divided substrate piece 20A. First, a long Si ingot 21 as shown in FIG. 3 (A) is prepared. The Si ingot 21 is, for example, C
Formed by Z method and obtained from Si single crystal (100)
The crystal plane is in the plate surface direction, and is made of, for example, boron-doped P-type silicon having a specific resistance of 0.01 to 0.02 Ω · cm, and is several meters in the longitudinal direction (X direction in the drawing) and in the width direction (FIG. 3).
(A) has a dimension of 20 cm in the direction perpendicular to the paper surface.
And, such a long Si ingot 21 is shown in FIG.
As shown in (A), a plurality of pieces are cut in the longitudinal direction, and further, as shown in FIG. 3 (B), each cut piece 21A is sliced in the longitudinal direction, and the longitudinal length is 1 m and the width is 5 cm to 20 cm. ,
A long silicon divided substrate raw material 20B having a plate thickness of several mm is formed.
【００２１】（４）次に、図３（Ｃ）において、この長
尺シリコン分割基板原材２０Ｂの表面を平坦面になるよ
うに研磨する。
（５）また、図３（Ｄ）において、長尺シリコン分割基
板原材２０Ｂの周縁部のエッジが垂直な平坦面になるよ
うに研磨する。
（６）次に、図３（Ｅ）において、ＳＣｌ洗浄（ＮＨ3
ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 、Ｈ2Ｏ＝１：１：５、８０°Ｃ、１０
秒）を行い、表面を親水性にする。このようにして、長
尺シリコン分割基板片２０Ａを得る。(4) Next, in FIG. 3C, the surface of the long silicon divided substrate raw material 20B is polished to be a flat surface. (5) Further, in FIG. 3D, the long silicon divided substrate raw material 20B is polished so that the edge of the peripheral portion becomes a vertical flat surface. (6) Next, in FIG. 3 (E), SCl cleaning (NH3
OH: H2 O2, H2 O = 1: 1: 5, 80 ° C., 10
Seconds) to make the surface hydrophilic. In this way, the long silicon divided substrate piece 20A is obtained.
【００２２】（７）次に、図２（Ｃ）において、炭素系
基板（ＳｉＣ）１０とシリコン分割基板片２０Ａとを貼
り合わせる。このとき、各シリコン分割基板片２０Ａの
面方位が上向きに（１００）面になるようにして、例え
ば５枚のシリコン分割基板片２０Ａを並列に貼り合わせ
る（図では３枚の例を示す）。なお、隣接するシリコン
分割基板片２０Ａとシリコン分割基板片２０Ａの継ぎ目
は隙間がないように合わせる。(7) Next, in FIG. 2C, the carbon-based substrate (SiC) 10 and the silicon divided substrate piece 20A are bonded together. At this time, for example, five silicon divided substrate pieces 20A are bonded in parallel so that the plane orientation of each silicon divided substrate piece 20A is the upward (100) plane (in the figure, three pieces are shown). Note that the seams of the adjacent silicon divided substrate pieces 20A and the silicon divided substrate pieces 20A are aligned so that there is no gap.
【００２３】（８）次に、図２（Ｄ）において、例えば
高温炉の窒素ガス（Ｎ2 ）雰囲気中でランプアニールを
行う。この熱処理工程により、炭素系基板（ＳｉＣ）１
０とシリコン分割基板片２０Ａとが加熱溶融され接合さ
れる。なお、この場合のアニール処理方法としては、ラ
ンプ加熱方式に限らず、ＲＦ誘導加熱方式や抵抗加熱方
式、あるいはレーザ照射方式を用いて行うことが可能で
ある。
（９）次に、図２（Ｅ）において、隣接するシリコン分
割基板片２０Ａとシリコン分割基板片２０Ａとの継ぎ目
にＫｒＦエキシマレーザを照射して、レーザアブレーシ
ョンを行う。なお、レーザアニールの方法は、他にも種
々採用できるものである。これにより、各シリコン分割
基板片２０Ａ間の継ぎ目がなくなり、一体化され、大判
のシリコン基板２０を形成できる。以上の工程により、
大型の平坦なＳｉＣ基板１０上にＳｉ基板２０が接合さ
れた複合基板１Ａを形成できる。(8) Next, as shown in FIG. 2D, lamp annealing is performed, for example, in a nitrogen gas (N2) atmosphere in a high temperature furnace. By this heat treatment process, the carbon-based substrate (SiC) 1
0 and the silicon divided substrate piece 20A are heated and melted and joined. Note that the annealing treatment method in this case is not limited to the lamp heating method, and it is possible to use an RF induction heating method, a resistance heating method, or a laser irradiation method. (9) Next, in FIG. 2E, a KrF excimer laser is irradiated to the joint between the adjacent silicon divided substrate pieces 20A and the silicon divided substrate pieces 20A to perform laser ablation. Note that various other laser annealing methods can be adopted. As a result, the seams between the respective silicon divided substrate pieces 20A are eliminated, and the silicon substrate 20 having a large size can be formed by being integrated. By the above process,
It is possible to form the composite substrate 1A in which the Si substrate 20 is bonded on the large flat SiC substrate 10.
【００２４】次に、本発明の第２実施例を説明する。図
４は、本実施例による複合基板の製造工程を示す断面図
である。
（１）まず、図４（Ａ）に示すような大型の平坦なアモ
ルファスカーボン基板３０を用意する。なお、アモルフ
ァスカーボン基板とは、結晶性がアモルファスのカーボ
ンを硬く固めた形状の炭素基板である。いろいろな基板
が提供されているが、例えばユニチカ社製の商品名「ア
モルファスカーボン」を使用することができる。
（２）次に、図４（Ｂ）に示すように、このアモルファ
スカーボン基板３０の表面にＣＶＤ（chemical vapor d
eposition ）技術により、多結晶シリコン膜３１をコー
ティングする。そして、この多結晶シリコン膜３１にボ
ロンをドーピングする。
（３）また、これと平行して上述した長尺シリコン分割
基板片２０Ａを作製する。これは第１実施例の図３で説
明したものと同様の方法で、インゴットのスライス、研
磨、洗浄等を行うことにより作製できる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the composite substrate according to this embodiment. (1) First, a large flat amorphous carbon substrate 30 as shown in FIG. 4 (A) is prepared. The amorphous carbon substrate is a carbon substrate in which carbon having an amorphous crystallinity is hardened. Although various substrates are provided, for example, the product name "amorphous carbon" manufactured by Unitika Ltd. can be used. (2) Next, as shown in FIG. 4B, a CVD (chemical vapor d) is formed on the surface of the amorphous carbon substrate 30.
The polycrystalline silicon film 31 is coated by an eposition technique. Then, the polycrystalline silicon film 31 is doped with boron. (3) Further, in parallel with this, the long silicon divided substrate piece 20A described above is manufactured. This can be manufactured by slicing, polishing, cleaning, etc. of the ingot by the same method as that described in FIG. 3 of the first embodiment.
【００２５】（４）次に、図４（Ｃ）において、炭素系
基板（アモルファスカーボン基板）３０とシリコン分割
基板片２０Ａとを貼り合わせる。このとき、各シリコン
分割基板片２０Ａの面方位が上向きにミラー指数によっ
て表わされる（１００）面になるようにして、例えば５
枚のシリコン分割基板片２０Ａを並列に貼り合わせる
（図では３枚の例を示す）。なお、隣接するシリコン分
割基板片２０Ａとシリコン分割基板片２０Ａの継ぎ目は
隙間がないように合わせる。
（５）次に、図４（Ｄ）において、例えば酸素ガス（Ｏ
2 ）雰囲気中で高温ランプアニールを行う。この熱処理
工程により、炭素系基板（アモルファスカーボン基板）
３０とシリコン分割基板片２０Ａとが加熱溶融され接合
される。(4) Next, in FIG. 4C, the carbon-based substrate (amorphous carbon substrate) 30 and the silicon divided substrate piece 20A are bonded together. At this time, the plane orientation of each of the silicon divided substrate pieces 20A is set to be the (100) plane which is represented by the Miller index so that it is, for example, 5
20 A of silicon division | segmentation board | substrate pieces are bonded together in parallel (the example of 3 pieces is shown in a figure). Note that the seams of the adjacent silicon divided substrate pieces 20A and the silicon divided substrate pieces 20A are aligned so that there is no gap. (5) Next, in FIG. 4D, for example, oxygen gas (O
2) Perform high temperature lamp annealing in the atmosphere. By this heat treatment process, a carbon-based substrate (amorphous carbon substrate)
30 and 20 A of silicon division | segmentation board | substrate pieces are heat-melted and joined.
【００２６】（６）次に、このアモルファスカーボン基
板３０とシリコン基板２０（シリコン分割基板片２０
Ａ）との複合基板１Ｂをフッ酸溶液に浸して、シリコン
基板２０の表面に形成された酸化膜をエッチング除去し
た。
（７）この後、図４（Ｅ）において、複合基板１Ｂの表
面にアモルファスシリコン膜４０を成膜する。
（８）次に、図４（Ｆ）において、ランプアニールを行
い、アモルファスシリコン膜４０を再結晶化する。この
ときアモルファスシリコン膜４０は、種となるシリコン
基板２０の面方位の影響を受けて単結晶となる。以上の
工程により、大型の平坦なアモルファスカーボン基板３
０上にＳｉ基板２０が接合された複合基板１Ｂが形成で
きる。(6) Next, the amorphous carbon substrate 30 and the silicon substrate 20 (silicon divided substrate piece 20)
The composite substrate 1B with A) was immersed in a hydrofluoric acid solution to remove the oxide film formed on the surface of the silicon substrate 20 by etching. (7) After that, in FIG. 4E, an amorphous silicon film 40 is formed on the surface of the composite substrate 1B. (8) Next, in FIG. 4F, lamp annealing is performed to recrystallize the amorphous silicon film 40. At this time, the amorphous silicon film 40 becomes a single crystal due to the influence of the plane orientation of the seed silicon substrate 20. Through the above steps, a large flat amorphous carbon substrate 3
It is possible to form the composite substrate 1B in which the Si substrate 20 is bonded onto the substrate 0.
【００２７】次に、本発明の第３実施例を説明する。図
５は、本実施例による複合基板の製造工程を示す断面図
である。この第３実施例は、シリコン分割基板片２０Ａ
の接合面にアモルファスシリコン膜を成膜し、また、炭
素基板（黒鉛）の表面にＳｉＣ薄膜をコーティングして
炭素系基板１０を構成し、この炭素系基板１０とシリコ
ン分割基板片２０Ａとをアモルファスシリコン膜を介し
て接合するようにしたものである。
（１）まず、図５（Ａ）において上述した第１実施例と
同様にしてシリコン分割基板片２０Ａを作製する。
（２）次に、図５（Ｂ）において、各シリコン分割基板
片２０Ａの炭素系基板１０との接合面にアモルファスシ
リコン膜４１をＣＶＤ等によって成膜する。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the composite substrate according to this embodiment. In the third embodiment, the silicon divided substrate piece 20A is used.
An amorphous silicon film is formed on the bonding surface of the carbon substrate (graphite), and a SiC thin film is coated on the surface of the carbon substrate (graphite) to form the carbon-based substrate 10. The carbon-based substrate 10 and the silicon divided substrate piece 20A are amorphous. It is designed to be bonded via a silicon film. (1) First, the silicon divided substrate piece 20A is manufactured in the same manner as in the first embodiment described above with reference to FIG. (2) Next, in FIG. 5B, an amorphous silicon film 41 is formed by CVD or the like on the bonding surface of each silicon divided substrate piece 20A with the carbon-based substrate 10.
【００２８】（３）次に、図５（Ｃ）において、黒鉛を
材料とした板１２を用意する。この黒鉛板１２は、薄い
板状のものである。
（４）次に、図５（Ｄ）において、黒鉛板１２の表面に
ＳｉＣ薄膜１３をコーティングし、炭素系基板１０を形
成する。
（５）次に、図５（Ｅ）において、シリコン分割基板片
２０Ａのアモルファスシリコン膜４１が成膜された面を
炭素系基板１０に貼り合わせる。
（６）そして、図５（Ｆ）において、窒素（Ｎ2 ）ガス
雰囲気中でランプ加熱を行う。なお、この場合、ランプ
加熱方式に限らず、ＲＦ誘導加熱方式や抵抗加熱方式、
あるいはレーザ照射方式を用いて行うことが可能であ
る。以上の工程により、大型の平坦なＳｉＣ薄膜がコー
ティングされた黒鉛板上にＳｉ基板が接合された複合基
板１Ｃを形成できる。(3) Next, in FIG. 5C, a plate 12 made of graphite is prepared. The graphite plate 12 has a thin plate shape. (4) Next, in FIG. 5D, the surface of the graphite plate 12 is coated with the SiC thin film 13 to form the carbon-based substrate 10. (5) Next, in FIG. 5E, the surface of the silicon divided substrate piece 20A on which the amorphous silicon film 41 is formed is bonded to the carbon-based substrate 10. (6) Then, in FIG. 5F, lamp heating is performed in a nitrogen (N2) gas atmosphere. In this case, not only the lamp heating method, but also the RF induction heating method, the resistance heating method,
Alternatively, a laser irradiation method can be used. Through the above steps, the composite substrate 1C in which the Si substrate is bonded to the graphite plate coated with the large flat SiC thin film can be formed.
【００２９】次に、本発明の第４実施例を説明する。図
６は、本実施例による複合基板の製造工程を示す断面図
である。この第４実施例は、炭素系基板１０上にシリコ
ン分割基板片２０Ａを接合した複合基板のシリコン上に
シリコンエピタキシャル成長を行うものである。
（１）まず、図６（Ａ）において、上述した第１実施例
と同様にして、複合基板１Ａを作製する。
（２）そして、複合基板１Ａの一体化されたシリコン基
板２０をエピタキシャル成長させてエピタキシャル成長
膜５０を形成し、複合基板１Ｄを完成する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the composite substrate according to this embodiment. In the fourth embodiment, silicon epitaxial growth is carried out on the silicon of the composite substrate in which the silicon divided substrate pieces 20A are bonded on the carbon-based substrate 10. (1) First, in FIG. 6A, the composite substrate 1A is manufactured in the same manner as in the first embodiment described above. (2) Then, the integrated silicon substrate 20 of the composite substrate 1A is epitaxially grown to form an epitaxial growth film 50, and the composite substrate 1D is completed.
【００３０】次に、以上の各実施例に対応してシリコン
基板２０を炭素系基板１０の両面に設けた構成例につい
て説明する。図７は、それぞれ上述した実施例に対応す
る両面型複合基板を示す断面図である。なお、上述した
図２、図４、図５、図６に対応する要素については同一
符号を付している。図７（Ａ）は、図２に示した第１実
施例の複合基板１Ａにおいて、炭素系基板１０の片面に
設けたシリコン基板２０を両面に設けた例である。Next, a structural example in which the silicon substrates 20 are provided on both surfaces of the carbon-based substrate 10 will be described in correspondence with each of the above embodiments. FIG. 7 is a sectional view showing a double-sided composite substrate corresponding to each of the above-described embodiments. The elements corresponding to those in FIGS. 2, 4, 5, and 6 described above are designated by the same reference numerals. FIG. 7A is an example in which the silicon substrate 20 provided on one surface of the carbon-based substrate 10 is provided on both surfaces in the composite substrate 1A of the first embodiment shown in FIG.
【００３１】また、図７（Ｂ）は、図４に示した第２実
施例の複合基板１Ｂにおいて、炭素系基板１０の片面に
設けたシリコン基板２０およびアモルファスシリコン膜
４０を両面に設けた例である。また、図７（Ｃ）は、図
５に示した第３実施例の複合基板１Ｃにおいて、黒鉛板
１２の表面にＳｉＣ薄膜１３をコーティングした炭素系
基板１０の片面に設けたアモルファスシリコン膜４１お
よびシリコン基板２０を両面に設けた例である。また、
図７（Ｄ）は、図６に示した第４実施例の複合基板１Ｄ
において、炭素系基板１０の片面に設けたシリコン基板
２０およびエピタキシャルシリコン膜５０を両面に設け
た例である。FIG. 7B shows an example in which the silicon substrate 20 provided on one side of the carbon-based substrate 10 and the amorphous silicon film 40 are provided on both sides of the composite substrate 1B of the second embodiment shown in FIG. Is. Further, FIG. 7C shows an amorphous silicon film 41 provided on one surface of a carbon-based substrate 10 in which the SiC thin film 13 is coated on the surface of the graphite plate 12 in the composite substrate 1C of the third embodiment shown in FIG. This is an example in which the silicon substrates 20 are provided on both sides. Also,
FIG. 7D shows a composite substrate 1D of the fourth embodiment shown in FIG.
In this example, the silicon substrate 20 and the epitaxial silicon film 50 provided on one surface of the carbon-based substrate 10 are provided on both surfaces.
【００３２】次に、以上のような複合基板（例えば第２
実施例の複合基板１Ｂ）を用いて薄膜単結晶シリコン基
板を作製する方法について説明する。図８は、この製造
工程を示す断面図である。
（１）まず、大面積炭素系基板１０の片面にシリコン基
板２０を配置した複合基板１Ｂを用意する（図８（Ａ）
（Ｂ））。
（２）次に、このシリコン基板２０上にポーラスＳｉ
（多孔質シリコン基板）を形成するための陽極化成を行
う。この陽極化成は、例えば図９に示す陽極化成装置を
用いて行う。この陽極化成装置は、テフロン（登録商
標）等の絶縁性容器２５０によって電解溶液の貯留槽２
５１を設け、この貯留槽２５１の底面開口部２５２に複
合基板１Ｂのシリコン基板２０をＯリング２５３を介し
て密閉状態で配置したものである（なお、図９ではシリ
コン基板２０の上層にエピタキシャル成長膜を設けた複
合基板１Ｄの例を示している）。Next, the composite substrate as described above (for example, the second substrate)
A method for producing a thin film single crystal silicon substrate using the composite substrate 1B) of the embodiment will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view showing this manufacturing process. (1) First, the composite substrate 1B in which the silicon substrate 20 is arranged on one surface of the large area carbon-based substrate 10 is prepared (FIG. 8A).
(B)). (2) Next, porous Si is formed on the silicon substrate 20.
Anodization is performed to form (porous silicon substrate). This anodization is performed using, for example, the anodizing apparatus shown in FIG. In this anodizing apparatus, an electrolytic solution storage tank 2 is provided by an insulating container 250 such as Teflon (registered trademark).
51 is provided, and the silicon substrate 20 of the composite substrate 1B is arranged in a hermetically-sealed state in the bottom opening 252 of the storage tank 251 via the O-ring 253 (note that in FIG. 9, an epitaxial growth film is formed on the upper layer of the silicon substrate 20). Is shown as an example of the composite substrate 1D).
【００３３】また、貯留槽２５１には、シリコン基板２
０に対向してＰｔ電極２５４が配置され、複合基板１Ｂ
の炭素系基板１０側には下部電極２５５が配置されてい
る。そして、Ｐｔ電極２５４と下部電極２５５と間に電
流源２５６を接続したものである。なお、本例では電界
溶液として、ＨＦ：Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＝１：１を注入した。
（３）この陽極化成装置において、電流源２５６の電流
を、まず、７ｍＡ／ｃｍ２ で８分間通電させる。
（４）次に電流を２００ｍＡ／ｃｍ２ で２〜３秒間電
通させる。これにより、図８（Ｃ）に示すように、シリ
コン基板２０の上にポーラスＳｉ層６０を形成すること
ができる。Further, in the storage tank 251, the silicon substrate 2
The Pt electrode 254 is arranged so as to face 0, and the composite substrate 1B
A lower electrode 255 is arranged on the side of the carbon-based substrate 10. Then, a current source 256 is connected between the Pt electrode 254 and the lower electrode 255. In this example, HF: C2 H5 OH = 1: 1 was injected as the electric field solution. (3) In this anodizing apparatus, the current from the current source 256 is first applied at 7 mA / cm 2 for 8 minutes. (4) Next, a current is applied at 200 mA / cm 2 for 2 to 3 seconds. Thereby, as shown in FIG. 8C, the porous Si layer 60 can be formed on the silicon substrate 20.
【００３４】（５）次に、この複合基板１Ｂをエピタキ
シャル成長装置に設置する。
（６）そして、水素雰囲気中で１１３０°Ｃに加熱し、
この状態で１０分間アニールする。
（７）次に、１１００°Ｃに温度を下げ、ＳｉＣｌ4 ガ
スを導入し、シリコンのエピタキシャル成長を行う（図
８（Ｄ））。これにより、ポーラスＳｉ層６０の上にエ
ピタキシャル成長層７０が形成される。
（８）次に、この複合基板１Ｂをエピタキシャル成長装
置から取り出し、熱拡散炉において熱酸化を行う（図８
（Ｅ））。この熱酸化は９５０°Ｃで３０分間、バイロ
酸化を行う。これにより、エピタキシャル成長層７０の
上に熱酸化膜８０が形成される。
（９）次に、この熱酸化膜８０の表面を親水性にするた
め、ＳＣｌ洗浄（ＮＨ3 ＯＨ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１：
１：５、８０°Ｃ、１０分）を行う。なお、これと同時
にガラス基板を用意し、ＳＣｌ洗浄を行う。(5) Next, the composite substrate 1B is set in an epitaxial growth apparatus. (6) Then, heat to 1130 ° C. in a hydrogen atmosphere,
Annealing is performed for 10 minutes in this state. (7) Next, the temperature is lowered to 1100 ° C., SiCl4 gas is introduced, and silicon is epitaxially grown (FIG. 8 (D)). As a result, the epitaxial growth layer 70 is formed on the porous Si layer 60. (8) Next, the composite substrate 1B is taken out from the epitaxial growth apparatus and thermally oxidized in a thermal diffusion furnace (see FIG. 8).
(E)). This thermal oxidation is performed at 950 ° C. for 30 minutes by virooxidation. As a result, the thermal oxide film 80 is formed on the epitaxial growth layer 70. (9) Next, in order to make the surface of the thermal oxide film 80 hydrophilic, SCl cleaning (NH3 OH: H2 O2: H2 O = 1: 1).
1: 5, 80 ° C, 10 minutes). At the same time, a glass substrate is prepared and SCl cleaning is performed.
【００３５】（１０）そして、この複合基板１Ｂとガラ
ス基板９０との貼り合わせを行う（図８（Ｆ））。
（１１）この後、酸素雰囲気中で熱アニールを行う。温
度は４００°Ｃで８時間行う。これにより、複合基板１
Ｂの熱酸化膜８０とガラス基板９０が接合される。
（１２）次に、ポーラスシリコン層６０を剥離層とし
て、エピタキシャル成長層７０からなる薄膜単結晶シリ
コン基板をシリコン基板２０から剥離する（図８
（Ｇ））。
（１３）次に、剥離面のポーラスシリコン層６０を除去
する（図８（Ｈ）、（Ｉ））。これは、例えば大型のス
ピンエッチャーを用いて、フッ酸と硝酸の混合液を注入
し、ポーラスシリコン層６０を除去することができる。
以上の工程によって、大面積薄膜単結晶シリコン基板７
０を完成できる。また、剥離された複合基板１Ｂは、再
利用して他の薄膜単結晶シリコン基板を作製することが
可能となる。(10) Then, the composite substrate 1B and the glass substrate 90 are bonded together (FIG. 8 (F)). (11) After that, thermal annealing is performed in an oxygen atmosphere. The temperature is 400 ° C for 8 hours. Thereby, the composite substrate 1
The thermal oxide film 80 of B and the glass substrate 90 are bonded. (12) Next, using the porous silicon layer 60 as a peeling layer, the thin film single crystal silicon substrate made of the epitaxial growth layer 70 is peeled from the silicon substrate 20 (FIG. 8).
(G)). (13) Next, the porous silicon layer 60 on the peeled surface is removed (FIGS. 8H and 8I). For this, for example, a large spin etcher can be used to inject a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid to remove the porous silicon layer 60.
Through the above steps, the large-area thin film single crystal silicon substrate 7
0 can be completed. Further, the separated composite substrate 1B can be reused to manufacture another thin film single crystal silicon substrate.
【００３６】なお、図９に示す陽極化成装置は、複合基
板の片面を処理する構成であったが、図７に示す両面の
陽極化成を行う場合には、図１０に示す陽極化成装置を
用いることが可能である。この陽極化成装置は、テフロ
ン等の絶縁性容器２８０によって電解溶液の２つの貯留
槽２８１Ａ、２８１Ｂを設け、この貯留槽２８１Ａ、２
８１Ｂの中間部に複合基板１ＢをＯリング２８３を介し
て密閉状態で配置したものである。複合基板１Ｂの両側
のシリコン基板２０は、両側の貯留槽２８１Ａ、２８１
Ｂに面して配置される。また、貯留槽２８１Ａ、２８１
Ｂには、各シリコン基板２０に対向してＰｔ電極２８４
Ａ、２８４Ｂが配置され、各Ｐｔ電極２８４Ａ、２８４
Ｂの間に電流源２８２を接続したものである。なお、陽
極化成に用いる電解溶液や作業工程等は図８で示したも
のと同様であるので説明は省略する。The anodizing apparatus shown in FIG. 9 has a structure for treating one surface of the composite substrate, but when anodizing both surfaces shown in FIG. 7, the anodizing apparatus shown in FIG. 10 is used. It is possible. This anodizing apparatus is provided with two storage tanks 281A and 281B of the electrolytic solution by an insulating container 280 such as Teflon.
The composite substrate 1B is arranged in a hermetically sealed state via an O-ring 283 in the middle portion of 81B. The silicon substrates 20 on both sides of the composite substrate 1B have storage tanks 281A, 281 on both sides.
It is placed facing B. In addition, storage tanks 281A and 281
B is a Pt electrode 284 facing each silicon substrate 20.
A, 284B are arranged, and each Pt electrode 284A, 284
A current source 282 is connected between B. The electrolytic solution used for the anodization and the working process are the same as those shown in FIG.
【００３７】以上のような本実施の形態による基板製造
方法では次のような効果を得ることが可能である。
（１）大面積の薄膜単結晶シリコン基板を容易かつ安価
に作製することができる。
（２）大面積液晶装置のＴＦＴ基板は、従来アモルファ
スシリコンかポリシリコンを用いて作製されていたが、
これを薄膜単結晶シリコンに置き換えることができる。
（３）シリコン基板を大面積化すると割れやすく、扱い
が大変であるが、強度の強い炭素系基板にシリコン基板
を貼り付けたことによって、シリコン基板を割れにくく
することができる。The substrate manufacturing method according to the present embodiment as described above can obtain the following effects. (1) A large-area thin film single crystal silicon substrate can be easily manufactured at low cost. (2) The TFT substrate of a large area liquid crystal device has been conventionally manufactured using amorphous silicon or polysilicon.
This can be replaced with thin film single crystal silicon. (3) When the silicon substrate has a large area, it easily breaks and is difficult to handle, but by sticking the silicon substrate to a strong carbon substrate, the silicon substrate can be made hard to break.
【００３８】（４）シリコン基板が割れにくいので、再
利用回数を大幅に増やすことができる。
（５）ＴＦＴ基板の材料をアモルファスシリコンやポリ
シリコンから単結晶シリコンに変えることにより、移動
度が大幅に向上する（１０００ｃｍ２ ／Ｖｓ以上）。
（６）大面積の単結晶シリコンにより、１枚のパネルに
ＴＦＴの素子と、駆動回路、ＭＰＵ等を形成できる。
（７）ＴＦＴ液晶装置の開口率が大幅に向上できる。
（８）種となる単結晶シリコン基板は、強度の強い炭素
系基板に貼り合わせられているので、工程途中で割れに
くく、種となる単結晶シリコン基板の再利用回数を多く
できるので、薄膜単結晶シリコン基板のコストを低下さ
せることができる。(4) Since the silicon substrate is hard to break, the number of reuses can be greatly increased. (5) By changing the material of the TFT substrate from amorphous silicon or polysilicon to single crystal silicon, the mobility is significantly improved (1000 cm 2 / Vs or more). (6) With a large area of single crystal silicon, a TFT element, a drive circuit, an MPU, etc. can be formed on one panel. (7) The aperture ratio of the TFT liquid crystal device can be significantly improved. (8) Since the seed single crystal silicon substrate is bonded to a carbon-based substrate having high strength, the seed single crystal silicon substrate is unlikely to break during the process, and the seed single crystal silicon substrate can be reused many times. The cost of the crystalline silicon substrate can be reduced.
【００３９】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、例えば、上述した各作業工程で示した温
度や寸法等の例は適宜変更が可能である。また、本発明
の複合基板および基板製造方法は、上述したＴＦＴ基板
に係るものに限らず、例えば太陽電池や集積回路、大型
ディスプレイ等に用いられる種々の薄膜半導体基板の作
製に適用し得るものである。The present invention is not limited to the above embodiments, and examples such as temperature and dimensions shown in each of the above-mentioned working steps can be appropriately changed. Further, the composite substrate and the substrate manufacturing method of the present invention are not limited to those related to the above-mentioned TFT substrate, and can be applied to the production of various thin film semiconductor substrates used in, for example, solar cells, integrated circuits, large-sized displays, and the like. is there.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように本発明の複合基板に
よれば、半導体基板を炭素系基板に一体化した構成によ
り、半導体基板の強度不足を炭素系基板によって補強す
ることができ、また、半導体基板は、複数の半導体分割
基板片を炭素系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融
によって結合して一体化することにより形成したことか
ら、十分な強度を確保しつつ、容易に大型の半導体基板
を得ることができ、例えば種々の大面積半導体装置の作
製等に有効な複合基板を提供することが可能である。As described above, according to the composite substrate of the present invention, the structure in which the semiconductor substrate is integrated with the carbon-based substrate makes it possible to reinforce the lack of strength of the semiconductor substrate with the carbon-based substrate. Since the semiconductor substrate is formed by arranging a plurality of semiconductor divided substrate pieces in parallel with each other on the bonding surface of the carbon-based substrate and bonding them by heating and melting to integrate them, it is possible to easily secure a large size while maintaining a sufficient strength. It is possible to obtain the semiconductor substrate of, and it is possible to provide, for example, a composite substrate which is effective for manufacturing various large-area semiconductor devices.
【００４１】また、本発明の基板製造方法によれば、半
導体基板を炭素系基板に一体化した複合基板を作製する
際に、半導体基板を構成する複数の半導体分割基板片を
炭素系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって
炭素系基板に接合するようにしたので、十分な強度を確
保しつつ、容易に大型の半導体基板を得ることができ、
種々の大面積型半導体装置の作製等に有効な複合基板を
安定的に製造することが可能である。Further, according to the substrate manufacturing method of the present invention, when a composite substrate in which a semiconductor substrate is integrated with a carbon-based substrate is manufactured, a plurality of semiconductor divided substrate pieces constituting the semiconductor substrate are bonded to the carbon-based substrate. Since it is arranged in parallel to the surface and joined to the carbon-based substrate by heating and melting, a large-sized semiconductor substrate can be easily obtained while ensuring sufficient strength,
It is possible to stably manufacture a composite substrate effective for manufacturing various large-area semiconductor devices.
【００４２】また、本発明の基板製造方法によれば、上
述のような複合基板に含まれる半導体基板に対して陽極
化成を行うことにより、多孔質半導体層を形成し、この
多孔質半導体層上にエピタキシャル成長層を形成し、こ
のエピタキシャル成長層を支持基板に貼り合わせた後、
多孔質半導体層を分断することにより、エピタキシャル
成長層および支持基板を半導体基板から剥離して、エピ
タキシャル成長層による薄膜単結晶半導体基板を作製す
ることから、大面積の薄膜単結晶半導体基板を安定的に
製造することが可能である。Further, according to the substrate manufacturing method of the present invention, a porous semiconductor layer is formed by anodizing the semiconductor substrate included in the composite substrate as described above, and the porous semiconductor layer is formed on the porous semiconductor layer. After forming an epitaxial growth layer on the, and bonding this epitaxial growth layer to the support substrate,
By dividing the porous semiconductor layer, the epitaxial growth layer and the supporting substrate are separated from the semiconductor substrate, and a thin film single crystal semiconductor substrate with an epitaxial growth layer is produced, so that a large-area thin film single crystal semiconductor substrate is stably manufactured. It is possible to
【００４３】さらに、本発明の薄膜単結晶半導体基板に
よれば、上述のような複合基板に含まれる半導体基板に
対して陽極化成を行うことにより、多孔質半導体層を形
成し、この多孔質半導体層上にエピタキシャル成長層を
形成し、このエピタキシャル成長層を支持基板に貼り合
わせた後、多孔質半導体層を分断することにより、エピ
タキシャル成長層および支持基板を半導体基板から剥離
することにより形成されるため、大型で高品質の薄膜単
結晶半導体基板を安価に得ることが可能である。Further, according to the thin film single crystal semiconductor substrate of the present invention, a porous semiconductor layer is formed by anodizing the semiconductor substrate included in the above-mentioned composite substrate, and the porous semiconductor layer is formed. Since the epitaxial growth layer is formed on the layer, the epitaxial growth layer is attached to the support substrate, and then the porous semiconductor layer is divided to separate the epitaxial growth layer and the support substrate from the semiconductor substrate, the large-sized layer is formed. Thus, a high quality thin film single crystal semiconductor substrate can be obtained at low cost.
【図１】本発明の一実施例による複合基板の一例を示す
説明図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図、
（Ｃ）はレーザアニール工程を示す側面図である。FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a composite substrate according to an embodiment of the present invention, (A) is a side view, (B) is a plan view,
(C) is a side view showing a laser annealing step.
【図２】本発明の第１実施例による複合基板の製造工程
を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the composite substrate according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の各実施例による複合基板で用いるシリ
コン分割基板片の製造工程を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a silicon divided substrate piece used in a composite substrate according to each example of the present invention.
【図４】本発明の第２実施例による複合基板の製造工程
を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the composite substrate according to the second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３実施例による複合基板の製造工程
を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a composite substrate according to a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第４実施例による複合基板の製造工程
を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a composite substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】上記第１〜第４実施例に対応する両面型複合基
板を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a double-sided composite substrate corresponding to the first to fourth embodiments.
【図８】上記第１〜第４実施例による複合基板を用いた
薄膜単結晶シリコン基板の製造工程を示す断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a thin film single crystal silicon substrate using the composite substrate according to the first to fourth examples.
【図９】図８に示す製造工程で用いる陽極化成装置の一
例を示す断面図である。9 is a cross-sectional view showing an example of an anodizing apparatus used in the manufacturing process shown in FIG.
【図１０】図８に示す製造工程で用いる陽極化成装置の
他の例を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing another example of the anodizing apparatus used in the manufacturing process shown in FIG.
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ……複合基板、１０……炭素系
基板、１１……アモルファスシリコン膜、２０……シリ
コン基板、２０Ａ……シリコン分割基板片、２１……長
尺シリコンインゴット、３０……アモルファスカーボン
基板、３１……多結晶シリコン膜、４０、４１……アモ
ルファスシリコン膜、５０、７０……エピタキシャル成
長膜、６０……ポーラスシリコン層、８０……熱酸化
膜、９０……ガラス基板。1A, 1B, 1C, 1D ... Composite substrate, 10 ... Carbon substrate, 11 ... Amorphous silicon film, 20 ... Silicon substrate, 20A ... Silicon divided substrate piece, 21 ... Long silicon ingot, 30 ... Amorphous carbon substrate, 31 ... Polycrystalline silicon film, 40, 41 ... Amorphous silicon film, 50, 70 ... Epitaxial growth film, 60 ... Porous silicon layer, 80 ... Thermal oxide film, 90 ... Glass substrate.
Claims (50)
素系基板の片面または両面に一体に接合される半導体基
板とを有し、 前記半導体基板は、複数の半導体分割基板片を前記炭素
系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって結合
して一体化した、 ことを特徴とする複合基板。1. A carbon-based substrate formed in a plate shape, and a semiconductor substrate integrally bonded to one side or both sides of the carbon-based substrate, wherein the semiconductor substrate includes a plurality of semiconductor divided substrate pieces. A composite substrate, which is arranged in parallel on a bonding surface of a carbon-based substrate and is bonded by heating and melting to be integrated.
むことを特徴とする請求項１記載の複合基板。2. The composite substrate according to claim 1, wherein the carbon-based substrate contains at least graphite.
と炭素の化合物を含むことを特徴とする請求項１記載の
複合基板。3. The composite substrate according to claim 1, wherein the carbon-based substrate contains at least a compound of silicon and carbon.
ァスカーボンを含むことを特徴とする請求項１記載の複
合基板。4. The composite substrate according to claim 1, wherein the carbon-based substrate contains at least amorphous carbon.
ることを特徴とする請求項１記載の複合基板。5. The composite substrate according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is made of a single crystal semiconductor.
ウム、シリコンとゲルマニウムの混合物、ガリウムとヒ
素の混合物、ガリウムとインジウムの混合物、ガリウム
と窒素の混合物、ガリウムとリンの混合物のいずれかの
材料よりなることを特徴とする請求項１記載の複合基
板。6. The semiconductor substrate is made of any material of silicon, germanium, a mixture of silicon and germanium, a mixture of gallium and arsenic, a mixture of gallium and indium, a mixture of gallium and nitrogen, and a mixture of gallium and phosphorus. The composite substrate according to claim 1, wherein:
系基板の接合面に並列に配置する場合に、各半導体分割
基板片の表面の面方位を同じにすることを特徴とする請
求項１記載の複合基板。7. The surface orientation of each of the semiconductor divided substrate pieces is the same when the plurality of semiconductor divided substrate pieces are arranged in parallel to the bonding surface of the carbon-based substrate. The composite substrate described.
系基板の接合面に並列に配置する場合に、各半導体分割
基板片の表面の面方位をミラー指数によって表わされる
（００１）面とすることを特徴とする請求項６記載の複
合基板。8. When arranging the plurality of semiconductor divided substrate pieces in parallel with the bonding surface of the carbon-based substrate, the plane orientation of the surface of each semiconductor divided substrate piece is a (001) plane represented by a Miller index. 7. The composite substrate according to claim 6, wherein:
系基板の接合面に並列に配置する場合に、各半導体分割
基板片の側面が垂直に研磨され、その面方位を同じにす
ることを特徴とする請求項１記載の複合基板。9. When arranging the plurality of semiconductor divided substrate pieces in parallel with the bonding surface of the carbon-based substrate, the side surfaces of each semiconductor divided substrate piece are polished vertically so that their plane orientations are the same. The composite substrate according to claim 1, which is characterized in that.
素系基板の接合面に並列に配置する場合に、各半導体分
割基板片の側面が垂直に研磨され、かつ、各側面の面方
位がミラー指数によって表わされる（００１）面、また
は、そのプラスマイナス５度以内の範囲にあることを特
徴とする請求項８記載の複合基板。10. When arranging the plurality of semiconductor divided substrate pieces in parallel with the bonding surface of the carbon-based substrate, the side surfaces of each semiconductor divided substrate piece are polished vertically, and the plane orientation of each side surface is a mirror. 9. The composite substrate according to claim 8, wherein the (001) plane is represented by an index, or is within ± 5 degrees of the (001) plane.
素系基板の接合面に並列に配置する場合に、各半導体分
割基板片の側面が垂直に研磨され、かつ、各側面の面方
位がミラー指数によって表わされる（０１１）面、また
は、そのプラスマイナス５度以内の範囲にあることを特
徴とする請求項８記載の複合基板。11. When arranging the plurality of semiconductor divided substrate pieces in parallel with the bonding surface of the carbon-based substrate, the side surfaces of each semiconductor divided substrate piece are polished vertically, and the plane orientation of each side surface is a mirror. 9. The composite substrate according to claim 8, wherein the (011) plane represented by an index or within ± 5 degrees thereof is present.
素系基板の接合面に並列に配置する場合に、各半導体分
割基板片の側面が垂直に研磨され、かつ、各側面の面方
位がミラー指数によって表わされる（１１１）面、また
は、そのプラスマイナス５度以内の範囲にあることを特
徴とする請求項８記載の複合基板。12. When arranging the plurality of semiconductor divided substrate pieces in parallel with the bonding surface of the carbon-based substrate, the side surfaces of each semiconductor divided substrate piece are polished vertically, and the plane orientation of each side surface is a mirror. 9. The composite substrate according to claim 8, wherein the (111) plane represented by an index or within ± 5 degrees thereof is present.
が単結晶であることを特徴とする請求項１記載の複合基
板。13. The composite substrate according to claim 1, wherein a joint between the plurality of semiconductor divided substrate pieces is a single crystal.
に、アモルファスシリコン層が配置されることを特徴と
する請求項１記載の複合基板。14. The composite substrate according to claim 1, wherein an amorphous silicon layer is disposed between the carbon-based substrate and the semiconductor substrate.
に、多結晶シリコン層が配置されることを特徴とする請
求項１記載の複合基板。15. The composite substrate according to claim 1, wherein a polycrystalline silicon layer is disposed between the carbon-based substrate and the semiconductor substrate.
に、シリコンとカーボンの混合物の層が配置されること
を特徴とする請求項１記載の複合基板。16. The composite substrate according to claim 1, wherein a layer of a mixture of silicon and carbon is arranged between the carbon-based substrate and the semiconductor substrate.
が加熱溶融によって結合されていることを特徴とする請
求項１記載の複合基板。17. The composite substrate according to claim 1, wherein seams of the plurality of semiconductor divided substrate pieces are joined by heating and melting.
炭素系基板の片面または両面に一体に接合される半導体
基板とを有する複合基板を作製する基板製造方法であっ
て、 前記半導体基板を構成する複数の半導体分割基板片を前
記炭素系基板の接合面に並列に配置し、加熱溶融によっ
て炭素系基板に接合する工程と、 を有することを特徴とする基板製造方法。18. A substrate manufacturing method for manufacturing a composite substrate having a plate-shaped carbon-based substrate and a semiconductor substrate integrally bonded to one surface or both surfaces of the carbon-based substrate, the semiconductor substrate And a step of arranging a plurality of semiconductor divided substrate pieces constituting the above in parallel to the bonding surface of the carbon-based substrate and bonding to the carbon-based substrate by heating and melting.
板の接合面に配置する前に、前記半導体分割基板片また
は炭素系基板の接合面を親水性にする工程を有すること
を特徴とする請求項１７記載の基板製造方法。19. The step of making the bonding surface of the semiconductor divided substrate piece or the carbon-based substrate hydrophilic before the semiconductor divided substrate piece is arranged on the bonding surface of the carbon-based substrate. Item 18. A method for manufacturing a substrate according to item 17.
板の接合面に配置する前に、前記炭素系基板の接合面ま
たは半導体分割基板片の接合面にアモルファス半導体層
を成膜する工程を有することを特徴とする請求項１７記
載の基板製造方法。20. A step of depositing an amorphous semiconductor layer on the bonding surface of the carbon-based substrate or the bonding surface of the semiconductor divided substrate piece before disposing the semiconductor-divided substrate piece on the bonding surface of the carbon-based substrate. 18. The method for manufacturing a substrate according to claim 17, wherein:
ファスのシリコン層であることを特徴とする請求項１９
記載の基板製造方法。21. The amorphous semiconductor layer is an amorphous silicon layer.
A method for manufacturing a substrate as described.
ファスのシリコンと炭素との化合物層であることを特徴
とする請求項１９記載の基板製造方法。22. The method of manufacturing a substrate according to claim 19, wherein the amorphous semiconductor layer is a compound layer of amorphous silicon and carbon.
ファスのシリコンとゲルマニウムとの化合物層であるこ
とを特徴とする請求項１９記載の基板製造方法。23. The substrate manufacturing method according to claim 19, wherein the amorphous semiconductor layer is a compound layer of amorphous silicon and germanium.
板の接合面に配置する前に、前記炭素系基板の接合面ま
たは半導体分割基板片の接合面に多結晶半導体層を成膜
する工程を有することを特徴とする請求項１７記載の基
板製造方法。24. A step of depositing a polycrystalline semiconductor layer on the bonding surface of the carbon-based substrate or the bonding surface of the semiconductor divided substrate piece before disposing the semiconductor-divided substrate piece on the bonding surface of the carbon-based substrate. The method for manufacturing a substrate according to claim 17, further comprising:
ン層であることを特徴とする請求項２３記載の基板製造
方法。25. The substrate manufacturing method according to claim 23, wherein the polycrystalline semiconductor layer is a polycrystalline silicon layer.
コンと炭素の化合物層であることを特徴とする請求項２
３記載の基板製造方法。26. The polycrystalline semiconductor layer is a compound layer of polycrystalline silicon and carbon.
3. The method for manufacturing a substrate as described in 3.
コンとゲルマニウムの化合物層であることを特徴とする
請求項２３記載の基板製造方法。27. The substrate manufacturing method according to claim 23, wherein the polycrystalline semiconductor layer is a compound layer of polycrystalline silicon and germanium.
接合面に加熱溶融する工程は、ランプ加熱方式の高温炉
を用いて行うことを特徴とする請求項１７記載の基板製
造方法。28. The substrate manufacturing method according to claim 17, wherein the step of heating and melting the semiconductor divided substrate piece on the bonding surface of the carbon-based substrate is performed by using a high temperature furnace of a lamp heating system.
接合面に加熱溶融する工程は、誘導加熱方式の高温炉を
用いて行うことを特徴とする請求項１７記載の基板製造
方法。29. The method of manufacturing a substrate according to claim 17, wherein the step of heating and melting the semiconductor divided substrate piece on the bonding surface of the carbon-based substrate is performed using an induction heating type high temperature furnace.
接合面に加熱溶融する工程は、抵抗加熱方式の高温炉を
用いて行うことを特徴とする請求項１７記載の基板製造
方法。30. The method of manufacturing a substrate according to claim 17, wherein the step of heating and melting the semiconductor divided substrate piece on the bonding surface of the carbon-based substrate is performed using a resistance heating type high temperature furnace.
接合面に加熱溶融する工程は、レーザ照射を用いて行う
ことを特徴とする請求項１７記載の基板製造方法。31. The substrate manufacturing method according to claim 17, wherein the step of heating and melting the semiconductor divided substrate piece on the bonding surface of the carbon-based substrate is performed using laser irradiation.
を加熱溶融によって結合する工程を有することを特徴と
する請求項１７記載の基板製造方法。32. The substrate manufacturing method according to claim 17, further comprising the step of joining the joints of the plurality of semiconductor divided substrate pieces by heating and melting.
を加熱溶融によって結合する工程は、レーザ照射を用い
て行うことを特徴とする請求項３１記載の基板製造方
法。33. The substrate manufacturing method according to claim 31, wherein the step of joining the joints of the plurality of semiconductor divided substrate pieces by heating and melting is performed by using laser irradiation.
導体基板の表面にアモルファス半導体層を成膜する工程
と、前記アモルファス半導体層を加熱して前記半導体基
板と単結晶になるように再結晶化する工程とを有するこ
とを特徴とする請求項１７記載の基板製造方法。34. A step of forming an amorphous semiconductor layer on the surface of a semiconductor substrate integrally bonded to the carbon-based substrate, and heating the amorphous semiconductor layer to recrystallize it so as to be a single crystal with the semiconductor substrate. 18. The method of manufacturing a substrate according to claim 17, further comprising:
なる前記半導体基板と同じ材料からなることを特徴とす
る請求項３３記載の基板製造方法。35. The method of manufacturing a substrate according to claim 33, wherein the amorphous semiconductor layer is made of the same material as that of the semiconductor substrate which is a base.
工程はランプ加熱方式の高温炉を用いることを特徴とす
る請求項３３記載の基板製造方法。36. The substrate manufacturing method according to claim 33, wherein a high temperature furnace of a lamp heating system is used in the step of heating the amorphous semiconductor layer.
工程は、誘導加熱方式の高温炉を用いることを特徴とす
る請求項３３記載の基板製造方法。37. The method of manufacturing a substrate according to claim 33, wherein the step of heating the amorphous semiconductor layer uses an induction heating type high temperature furnace.
工程は、抵抗加熱方式の高温炉を用いることを特徴とす
る請求項３３記載の基板製造方法。38. The substrate manufacturing method according to claim 33, wherein a high temperature furnace of a resistance heating system is used in the step of heating the amorphous semiconductor layer.
工程は、レーザ照射を用いることを特徴とする請求項３
３記載の基板製造方法。39. Laser irradiation is used in the step of heating the amorphous semiconductor layer.
3. The method for manufacturing a substrate as described in 3.
導体基板の表面にエピタキシャル成長層を成膜する工程
を有することを特徴とする請求項１７記載の基板製造方
法。40. The method for manufacturing a substrate according to claim 17, further comprising the step of forming an epitaxial growth layer on the surface of the semiconductor substrate integrally bonded to the carbon-based substrate.
なる前記半導体基板と同じ材料から成長させることを特
徴とする請求項３３記載の基板製造方法。41. The method of manufacturing a substrate according to claim 33, wherein the epitaxial growth layer is grown from the same material as that of the semiconductor substrate serving as a base.
たは両面に、複数の半導体分割基板片を前記炭素系基板
の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって結合するこ
とにより、前記炭素系基板に半導体基板を一体化した複
合基板を作製する工程と、 前記半導体基板の表面に陽極化成を行うことにより、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エピタキシャル成長層を形成す
る工程と、 前記エピタキシャル成長層を支持基板に貼り合わせる工
程と、 前記多孔質半導体層を分断することにより、前記エピタ
キシャル成長層および支持基板を半導体基板から剥離し
て、前記エピタキシャル成長層による薄膜単結晶半導体
基板を作製する工程と、 を有することを特徴とする基板製造方法。42. A plurality of semiconductor divided substrate pieces are arranged in parallel on one surface or both surfaces of a plate-shaped carbon-based substrate on a bonding surface of the carbon-based substrate and bonded by heating and melting, whereby the carbon A step of forming a composite substrate in which a semiconductor substrate is integrated with a system substrate, a step of forming a porous semiconductor layer by performing anodization on the surface of the semiconductor substrate, and an epitaxial growth layer on the porous semiconductor layer. A step of forming, a step of adhering the epitaxial growth layer to a support substrate, and by separating the porous semiconductor layer, the epitaxial growth layer and the support substrate are separated from the semiconductor substrate, and a thin film single crystal semiconductor by the epitaxial growth layer A method of manufacturing a substrate, comprising: a step of manufacturing the substrate.
い、多孔質半導体層を形成した後、その表面に水素アニ
ール処理を行い、その後、前記エピタキシャル成長層を
形成することを特徴とする請求項４１記載の基板製造方
法。43. The surface of the semiconductor substrate is anodized to form a porous semiconductor layer, the surface is subjected to a hydrogen annealing treatment, and then the epitaxial growth layer is formed. A method for manufacturing a substrate as described.
い、多孔質半導体層を形成した後、その表面に酸化処理
を行い、その後、前記エピタキシャル成長層を形成する
ことを特徴とする請求項４１記載の基板製造方法。44. The surface of the semiconductor substrate is anodized to form a porous semiconductor layer, the surface is subjected to an oxidation treatment, and then the epitaxial growth layer is formed. Substrate manufacturing method.
ニウム、シリコンとゲルマニウムの混合物、ガリウムと
ヒ素の混合物、ガリウムとインジウムの混合物、ガリウ
ムと窒素の混合物、ガリウムとリンの混合物のいずれか
であることを特徴とする請求項４１記載の基板製造方
法。45. The semiconductor substrate is any one of silicon, germanium, a mixture of silicon and germanium, a mixture of gallium and arsenic, a mixture of gallium and indium, a mixture of gallium and nitrogen, and a mixture of gallium and phosphorus. 42. The method of manufacturing a substrate according to claim 41, which is characterized in that.
を特徴とする請求項４１記載の基板製造方法。46. The method of manufacturing a substrate according to claim 41, wherein the supporting substrate is a glass substrate.
ることを特徴とする請求項４１記載の基板製造方法。47. The method according to claim 41, wherein the support substrate is a plastic substrate.
たは両面に、複数の半導体分割基板片を前記炭素系基板
の接合面に並列に配置し、加熱溶融によって結合するこ
とにより、前記炭素系基板に半導体基板を一体化した複
合基板を作製する工程と、 前記半導体基板の表面に陽極化成を行うことにより、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エピタキシャル成長層を形成す
る工程と、 前記エピタキシャル成長層を支持基板に貼り合わせる工
程と、 前記多孔質半導体層を分断することにより、前記エピタ
キシャル成長層および支持基板を半導体基板から剥離し
て、前記エピタキシャル成長層による薄膜単結晶半導体
基板を作製する工程とを経て形成された、 ことを特徴とする薄膜単結晶半導体基板。48. A plurality of semiconductor divided substrate pieces are arranged in parallel on one surface or both surfaces of a plate-shaped carbon-based substrate on a bonding surface of the carbon-based substrate and bonded by heating and melting, whereby the carbon A step of forming a composite substrate in which a semiconductor substrate is integrated with a system substrate, a step of forming a porous semiconductor layer by performing anodization on the surface of the semiconductor substrate, and an epitaxial growth layer on the porous semiconductor layer. A step of forming, a step of adhering the epitaxial growth layer to a support substrate, and by separating the porous semiconductor layer, the epitaxial growth layer and the support substrate are separated from the semiconductor substrate, and a thin film single crystal semiconductor by the epitaxial growth layer A thin film single crystal semiconductor substrate, which is formed through a step of manufacturing a substrate.
を特徴とする請求項４７記載の薄膜単結晶半導体基板。49. The thin film single crystal semiconductor substrate according to claim 47, wherein the supporting substrate is a glass substrate.
ることを特徴とする請求項４７記載の薄膜単結晶半導体
基板。50. The thin film single crystal semiconductor substrate of claim 47, wherein the support substrate is a plastic substrate.
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