JP2013110323A - シリコン単結晶膜およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン単結晶膜6は、Siの含有率が、90原子%以上であり、厚みが、50μm以下であり、自立性がある。
【選択図】図1
Description
[1]Siの含有率が、90原子%以上であり、
厚みが、50μm以下であり、
自立性のあるシリコン単結晶膜。
前記ハロゲン含有シリコン層の表面に、所望の厚みの高純度シリコン単結晶膜を形成する工程(2)と、
前記高純度シリコン単結晶膜上に耐熱性樹脂膜を形成する工程(3)と、
加熱により、前記高純度シリコン単結晶膜を前記耐熱性樹脂膜と共に、前記ハロゲン含有シリコン層にて剥離する工程(4)とを有するシリコン単結晶膜の製造方法。
本実施形態に係るシリコン単結晶膜6は、Siを主成分としている。具体的には、本実施形態に係るシリコン単結晶膜は、90原子%以上、好ましくは97原子%以上のSi原子を含有している。
本実施形態に係るシリコン単結晶膜6は、薄層化された自立性の単結晶膜であり、柔軟性に優れ、使用上の便益等の向上を図ることが可能となる。
本実施形態に係るシリコン単結晶積層体は、前記シリコン単結晶膜6と耐熱性樹脂膜5とを積層してなる積層体である。
次に、本実施形態に係るシリコン単結晶膜6を製造する方法について説明する。
まず、基板となる単結晶シリコンウエファー1上に、ハロゲン含有シリコン層3を形成する。
次に、ハロゲン含有シリコン層3上に、高純度シリコン単結晶膜4を形成する。
次に、前記高純度シリコン単結晶膜4上に耐熱性樹脂膜5を形成する。
形成方法としては、高純度シリコン単結晶膜4と耐熱性樹脂膜5とが密着すればよく、特に限定されない。例えば、高純度シリコン単結晶膜4上に耐熱性樹脂をスピンコート法等で膜形成してもよいし、既にシート状に成形された耐熱性樹脂膜と貼り合わせてもよい。
次に、前記耐熱性樹脂膜5が形成された前記高純度シリコン単結晶膜4を加熱することにより、高純度シリコン単結晶膜4を前記耐熱性樹脂膜5と共に、基板である単結晶シリコンウエファー1から剥離する。
所定の加熱温度まで加熱されることにより、耐熱性樹脂膜5が収縮・変形し、主にハロゲン含有シリコン層3に内部応力がかかることで、耐熱性樹脂膜5と共に高純度シリコン単結晶膜4が、基板である単結晶シリコンウエファー1から剥離されると考えられる。
両面が鏡面加工された(1,0,0)面の単結晶シリコンウエファー1(直径:2インチ)を平行平板型プラズマCVD装置の試料ホルダー(アノード電極)にセットした。該ホルダー内部に埋め込まれている加熱ヒーターに通電して、単結晶シリコンウエファー1を350℃になるまで加熱するとともに、ターボ分子ポンプによりプラズマCVD装置内を真空引きして10−5Paとした。
<工程(0)>
<工程(1)>
<工程(2)>
<工程(3)>
<工程(4)>
ハロゲン含有率の測定には、表面付近に存在する元素を高感度に検出できるという特徴から二次イオン質量分析(Secondary Ion Mass Spectrometry:SIMS)法によって測定した。測定装置はCAMECA社製IMS−4fを使用した。測定は、加速電圧は14.5kvで、セシウムイオンの一次イオンビームを、入射角60°(試料法線方向)から30μmφの領域に照射し、サンプルのハロゲン含有シリコン層3の面に対して測定を行った。この時に得られた深さ方向のハロゲンの二次イオン強度プロファイルの平均値をハロゲン含有量とした。ハロゲン含有量は、カウント(atom/cm3)として得られる。
結晶性の評価は、分光エリプソメーター(HORIBA Jobin Yvon製:UVISEL型)を使用して、4.2eVの光学遷移の大きさが、参照試料である単結晶シリコンウエファー1と同じ大きさであること、及び、スペクトルの形が同じであることを、サンプルの高純度シリコン単結晶膜4の面に対して確認した。
剥離性の評価は、目視により、シリコン単結晶膜6の表面にひび割れ等がなく無事剥離しているか否かを確認した。剥離されなかったものを×、剥離されたがひび割れ等がある場合は△、ひび割れもないものを○とし、○を良好とした。結果を表1に示す。
実施例2〜8は、工程(1)〜(4)のいずれかの条件を表1のように変化させた以外は、実施例1と同様の条件で試料を作製した。結果を表1に示す。
実施例9は、工程(0)を行わなかった(自然形成している酸化膜を除去しない)以外は、実施例1と同様の条件で試料を作製した。結果を表1に示す。
比較例1は、工程(1)を行わなかった(ハロゲン含有シリコン層3を形成しない)以外は、実施例1と同様の条件で試料を作製した。結果を表1に示す。
比較例2は、工程(3)を行わなかった(シリコン単結晶膜上に耐熱性樹脂膜5を形成しない)以外は、実施例1と同様の条件で試料を作製した。結果を表1に示す。
比較例3は、剥離工程(4)における加熱温度を20℃とすること以外は、実施例1と同様の条件で試料を作製した。結果を表1に示す。
比較例4は、剥離工程(4)における加熱温度を750℃とすること以外は、実施例1と同様の条件で試料を作製した。結果を表1に示す。
2・・・酸化膜
3・・・ハロゲン含有シリコン層
4・・・高純度シリコン単結晶膜
5・・・耐熱性樹脂膜
6・・・シリコン単結晶膜
Claims (8)
- Siの含有率が、90原子%以上であり、
厚みが、50μm以下であり、
自立性のあるシリコン単結晶膜。 - 面積が、0.1〜1000cm2である請求項1に記載のシリコン単結晶膜。
- 請求項1に記載のシリコン単結晶膜と耐熱性樹脂膜とを積層してなるシリコン単結晶積層体。
- 単結晶シリコンウエファー上に、ハロゲン含有シリコン層を形成する工程(1)と、
前記ハロゲン含有シリコン層の表面に、所望の厚みの高純度シリコン単結晶膜を形成する工程(2)と、
前記高純度シリコン単結晶膜上に耐熱性樹脂膜を形成する工程(3)と、
加熱により、前記高純度シリコン単結晶膜を前記耐熱性樹脂膜と共に、前記ハロゲン含有シリコン層にて剥離する工程(4)とを有するシリコン単結晶膜の製造方法。 - 前記工程(1)および(2)が、エピタキシャル成長法により行われる請求項4に記載のシリコン単結晶膜の製造方法。
- 前記工程(1)および(2)が、プラズマCVD法により行われる請求項4または5に記載のシリコン単結晶膜の製造方法。
- 前記耐熱性樹脂膜が、ポリイミド樹脂からなる請求項4〜6のいずれかに記載のシリコン単結晶膜の製造方法。
- 前記工程(4)において、加熱温度が200〜700℃であることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載のシリコン単結晶膜の製造方法。
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JP2003249631A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-05 | Sony Corp | 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 |
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