JP4115284B2 - Ｓｉ積層体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｓｉ積層体に関する。より詳細には、トランジスタ、ダイオード、太陽電池、サイリスタ、ＩＣ（メモリＩＣ、ロジックＩＣ、ディラムＩＣ、バイポーラＩＣ、ＳラムＩＣ、モスＩＣ、バイン−モスＩＣ等）、フォトカプラ、フォトセンサ、フォトリレー等の半導体デバイス用の素材として有用なＳｉ積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トランジスタ、ダイオード、太陽電池、サイリスタ、ＩＣ（メモリＩＣ、ロジックＩＣ、ディラムＩＣ、バイポーラＩＣ、ＳラムＩＣ、モスＩＣ、バイン−モスＩＣ等）、フォトカプラ、フォトセンサ、フォトリレー等の半導体デバイスは、Ｓｉウエハーをベースとして種々の加工がなされてきた。
【０００３】
しかし、このようなＳｉウエハーは、Ｓｉの大きな単結晶をカットし、その後研磨加工が施されて製造されていたため、このカット時や研磨時にかなりの量のロスが生じ歩留りを悪くしていた。また、これらの加工に用いられる加工設備は非常に高価なものであり、しかもこれらの加工に伴ないＳｉウエハーが割れるなどして破損してしまうこともあり、これらが相俟ってＳｉウエハーのコストは非常に高いものとなっていた。
【０００４】
このため、Ｓｉウエハーのコストを低くする種々の試みがなされており、たとえばより大きな面積を有するウエハーを製造したり、個々の製品をより小さくしてウエハーの単位面積当りから作成される製品の個数を増加させる試みがなされているが、抜本的な解決には至っていない。
【０００５】
なお、以上本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであってその目的とするところは、破損しにくく歩留りも良く、以ってコスト的にも優れたＳｉウエハー等として有用なＳｉ積層体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を続けたところ、特定の物性値を有する基体シートを使用し、その表面に高純度のＳｉ層を形成すれば良好な結果が得られるとの知見を得、この知見に基づきさらに研究を続けたところ、ついに本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明のＳｉ積層体は、厚さが４〜１０００μｍであり、少なくとも１８０℃以上の任意の温度における表面粗さＲａ値が２μｍ以下であって、かつその任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差が５％以内である基体シートに対して、その基体シートのいずれか一方の表面または表裏両面に、厚さが０．０００５〜２００μｍであり、かつ純度が９９．９９９％以上のＳｉからなるＳｉ層をスパッタリング方法により形成したことを特徴としている。
【０００９】
上記Ｓｉ層は、Ｓｉ、Ｓｉ含有化合物、石英、琺瑯およびセラミックからなる群から選ばれた少なくとも１種でそのチャンバーの内部をコートしたスパッタリング装置を用いて、スパッタリング方法により形成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、上記基体シートは、ポリマーシート、セラミックシートまたは金属シートのいずれかであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のＳｉ積層体は、上記基体シートとＳｉ層との間および／またはＳｉ層が基体シート上のいずれか一方の表面に形成されている場合にはそのＳｉ層が形成されていない方の表面に、厚さが０．０１〜２００μｍの金属層を形成したことを特徴としている。
【００１２】
上記金属層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎまたはこれらの金属を少なくとも一種含む合金のいずれかにより構成されることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のＳｉ積層体は、ビアホール、スルーホールまたはアライメントホールのいずれか１以上の穴加工がされていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のＳｉ積層体は、Ｓｉ層上に、Ｎ、ＯまたはＦから選ばれた少なくとも一種の元素とＳｉとが気相反応することにより形成される気相反応層および／または長周期型周期表の第２〜６周期の４Ａ族〜７Ｂ族元素の内少なくとも一種の元素とＳｉとから構成されるＳｉドープ層が、少なくとも一層以上形成されていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のＳｉ積層体は、所定の物性値で特定される基体シート上にＳｉ層を形成したことを基本構成としている。以下、各構成要素について説明する。
【００１６】
＜基体シート＞
本発明では、厚さが４〜１０００μｍであり、少なくとも１８０℃以上の任意の温度における表面粗さＲａ値が２μｍ以下であって、かつその任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差が５％以内である基体シートを用いることが必要である。厚さが４μｍ未満の場合には、加工に必要となる充分な強度が得られず、また厚さが１０００μｍを超える場合には、加工性に劣るとともにコストも高くなるからである。なお、厚さに関するさらに好適な範囲は、使用する素材の組成によって若干異なるため詳細は後述する。
【００１７】
一方、少なくとも１８０℃以上の任意の温度における表面粗さＲａ値が２μｍ以下であって、かつその任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差が５％以内であることを要するのは、かかる条件を満たさないと、後述のＳｉ層の形成および性状に支障を来すためである。すなわち、１８０℃以上の温度において表面粗さＲａ値が２μｍを超えると、その基体シートの表面凹凸に依存して平滑なＳｉ層を形成するのが困難となるためであり、また１８０℃以上というようにその温度を限定しているのはＳｉ層が形成される温度が通常１８０℃以上となるためである。したがって、この温度は、より好ましくは２００℃以上、さらに好ましくは２２０℃以上とすることが好適である。
【００１８】
また、その１８０℃以上の任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差を比較するのは、温度変化に対する性状の安定性を考慮したものであって、一般にその差が小さければ小さいほど温度変化に対して性状が安定していることを示しており、その差が５％を超えるものは特に１８０℃以上の温度においてその性状が不安定となるためＳｉ層の形成および性状に支障を来すこととなる。
【００１９】
ここで、表面粗さＲａ値とは、表面粗さを表す数値の一種であり、中心線平均値と呼ばれるものであって、表面粗さ測定機（たとえば、測定機名：接触式表面粗さ計ＳＥ−４０Ｃ、（株）小坂研究所製）を用いて、接触子は触針先端半径０．５μｍのものを使用し、触針荷重５ｍｇ、カットオフ値８０μｍの条件下で１０回測定し、その平均値で表わされるものとする。
【００２０】
なお、本発明の基体シートには、その形状として枚葉のいわゆるシート状のものの他、ロール状に薄く巻き取ったものや薄板状の形状をしたものも含まれる。
【００２１】
また、本発明の基体シートは、水分の含有量を０．１質量％未満とすることが好ましい。基体シートとＳｉ層とを強固に密着させるとともにＳｉ層の結晶化度が不均一となるのを防止するためである。
【００２２】
＜基体シートの組成＞
本発明で使用する上記基体シートの組成は、上記数値を満たすものである限り特に限定されるものではないが、通常、ポリマーシート、セラミックシートまたは金属シートのいずれかであることが好ましく、完成したＳｉ積層体が用いられる用途に応じてこれらのものから最適なものを選択することが好ましい。
【００２３】
＜ポリマーシート＞
ポリマーシートとしては、たとえば合成樹脂シート、熱可塑性エラストマーシート、ゴムシート等を挙げることができる。合成樹脂シートとしては、たとえばＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリイミド、液晶ポリマ、エポキシ、アラミド等の合成樹脂からなるシートを挙げることができる。
【００２４】
熱可塑性エラストマーシートとしては、たとえばスチレン系、塩ビ系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、アミド系等の熱可塑性エラストマーからなるシートを挙げることができるが、前述のように少なくとも１８０℃以上の温度において性状が安定していることを要するため、硬化剤等によりある程度架橋されているものを用いることが好ましい。
【００２５】
また、ゴムフィルムとしては、たとえば天然ゴムの他、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムからなるフィルムを挙げることができるが、前述のように少なくとも１８０℃以上の温度において性状が安定していることを要するため、加硫等によりある程度硬化されているものを用いることが好ましい。
【００２６】
本発明においては、上述の中でも特に合成樹脂シートを使用することが好ましく、ポリイミド、液晶ポリマ、アラミドまたはエポキシからなるシートを使用することが特に好ましい。また、これらのポリマーシートは、温度変化による性状を安定化させることを目的としてガラス繊維等のフィラー類を添加させることもできる。
【００２７】
また、このようなポリマーシートの厚さとしては、好ましくは４〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１２０μｍとすることが好適である。厚さが４μｍ未満の場合は、後述のＳｉ層を形成する際の加工に必要とされる充分な強度を有することが困難となる一方、２００μｍを超える場合は、可撓性に欠けるものとなり特にロール状のものとして加工するのが困難となるため好ましくない。
【００２８】
＜セラミックシート＞
セラミックシートとしては、結晶質セラミックからなるシートであっても非晶質セラミックからなるシートであっても良く、通常、セラミック基板として従来より知られているものであればいずれのものも使用することができる。たとえばアルミナ系、ステアタイト系、ムライト系、ガラスセラミックス系、ケイ酸系、チタン酸系、ジルコン酸系、窒化物系、炭化物系等の薄板形状のセラミックシートを挙げることができる。その厚さとしては、好ましくは１００〜１０００μｍ、より好ましくは１５０〜６００μｍとすることが好適である。厚さが１００μｍ未満の場合は、後述のＳｉ層を形成する際に破損等を生じる場合がある一方、１０００μｍを超える場合は、最終的に製品とする場合にカット等を行なう加工が困難となるため好ましくない。
【００２９】
＜金属シート＞
金属シートとしては、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ｎｉまたはこれらの金属を少なくとも一種含む合金のいずれかにより構成されるシートを挙げることができる。このような金属シートは、用途や加工方法の選択により、その形状をロール状に薄く巻き取った形状として用いたり薄い板状のものとして用いたりすることができる。
【００３０】
ロール状に薄く巻き取った形状として用いる場合は、その厚さを好ましくは４〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍとすることが好適である。厚さが４μｍ未満の場合は、後述のＳｉ層を形成する際の加工に必要とされる充分な強度を有することが困難となる一方、２００μｍを超える場合は、可撓性に欠けるものとなりロール状のものとして加工するのが困難となるため好ましくない。
【００３１】
また、薄い板状の形状として用いる場合は、その厚さを好ましくは５０〜１０００μｍ、より好ましくは１００〜５００μｍとすることが好適である。厚さが５０μｍ未満の場合は、板状としての加工が困難となる一方、１０００μｍを超える場合は、最終的に製品とする場合にカット等を行なう加工が困難となり、またコスト的にも高価となるため好ましくない。
【００３２】
＜基体シートの前処理＞
本発明の基体シートは、後述のＳｉ層を形成する前に予め前処理しておくことが好ましい。基体シートとＳｉ層とを強固に密着させ、かつＳｉ層の表面を平滑なものとするためである。このような前処理は、基体シートを構成する素材の組成によって若干異なる。
【００３３】
すなわち、基体シートがポリマーシートまたはセラミックシートである場合、まずシート表面を脱脂洗浄し、その汚れを取る。続いて純水による数回の水洗後、０．５％〜１０％の酸により酸活性化処理を行ない、酸化物を溶解除去する等してさらに清浄な状態とした後、純水による洗浄を数回行なう。その後、充分に水切りを行なった後乾燥することにより前処理を完了し、後述のＳｉ層を形成する工程へと移ることができる。
【００３４】
一方、基体シートが金属シートである場合は、上述と同様の操作を行ない最終的に乾燥させた後、スパッタリング装置を用いてＨ2ガスを照射してシート表面の酸素分子を還元除去することにより前処理を完了し、後述のＳｉ層を形成する工程へと移ることができる。なお、上記Ｈ2ガスの照射に代えて、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ等の金属をスパッタリングしても良く、このような金属からなる厚さ０．０１〜５μｍの保護層を形成させた上に後述のＳｉ層を形成させることもできる。
【００３５】
＜Ｓｉ層＞
本発明のＳｉ層は、厚さが０．０００５〜２００μｍ、好ましくは５〜５０μｍであり、かつ純度が９９．９９９％以上のＳｉからなるものをスパッタリング方法により形成したものである。厚さが０．０００５μｍ未満の場合には、基体シートの表面凹凸の影響によりピンホールが生じる場合があり、また厚さが２００μｍを超えても、Ｓｉ層の性能に大差なく却ってコスト的に高価となり経済的に不利となるからである。
【００３６】
また、Ｓｉ層を構成するＳｉの純度（本発明では質量ベースで表わすものとする）が９９．９９９％以上を要するのは、他のＳｉウエハーの基板と同様、半導体特性に与える影響を最小のものとするためである。したがって、より好ましくは９９．９９９９９９９９９％以上、さらに好ましくは９９．９９９９９９９９９９％以上であることが好適である。なお、Ｓｉ層を構成するＳｉは、非晶質のものであっても良いし、結晶質のものであっても良い。特に、Ｓｉ積層体の用途をより多様なものとすることができるという観点からすれば、結晶質Ｓｉにより構成することが好ましい。
【００３７】
また、スパッタリング方法を採用するのは、Ｓｉ層を平滑なものとするためである。以下、かかるスパッタリングの条件について説明する。
【００３８】
まず、ターゲットにセットするＳｉとしては、一般のＳｉウエハーに使用されているＳｉ単結晶を用いることができ、特にその純度が９９．９９９％以上、好ましくは９９．９９９９９９９９９％以上、さらに好ましくは９９．９９９９９９９９９９％以上のものを用いることが好ましい。
【００３９】
そして、前述のように好ましくは前処理を行なった基体シートをスパッタリング装置のチャンバー内にセットし、真空ポンプを用いてチャンバーの排気を行ない、その真空度を１０-7〜１０-2Ｐａ、好ましくは１０-6〜１０-4Ｐａとする。１０-7Ｐａ未満の真空度を得ることは設備費用が高価となり経済的に不利となる一方、１０-2Ｐａを超える場合は、不純物の混入が顕著となりしかも結晶化度も不均一なものとなるからである。
【００４０】
続いて、チャンバー内の温度も同時に昇温し、３０〜２５０℃の温度にすることにより基体シートの水分の含有量を０．１質量％未満とする。
【００４１】
次いで、チャンバー内の温度を再度調節し、Ｓｉ層を非晶質Ｓｉで構成する場合には−２０〜１８０℃、好ましくは−１０℃から８０℃とし、結晶質Ｓｉで構成する場合には１８０℃以上、好ましくは２００〜２５０℃とする。非晶質Ｓｉの場合、−２０℃未満としたり１８０℃を超える場合は設備費用が高価となり経済的に不利となるため好ましくない。また、結晶質Ｓｉの場合、１８０℃未満では結晶質とすることができず、逆に高温側の温度は特に限定されることはないが２５０℃を超えると設備費用が高価となり経済的な不利を伴なうため避けることが好ましい。
【００４２】
次いで、上記のように温度を調節した後、アルゴンガスを注入（ターゲット１ｃｍ2当り０．２〜１ｃｃ／分、好ましくはターゲット１ｃｍ2当り０．４〜０．６ｃｃ／分の濃度で注入）し、前記ターゲットに０．００４〜１．０Ａ／ｃｍ2、好ましくは０．０１〜０．０３Ａ／ｃｍ2の電流を流す。０．００４Ａ／ｃｍ2未満の場合、Ｓｉ層を形成するのに長時間を要するとともに特性が不均一なものとなりやすく、一方１．０Ａ／ｃｍ2を超える場合にも特性が不均一なものとなりやすいため好ましくない。
【００４３】
そして、その後Ｓｉ層が所望の厚さになると、ターゲットに流していた電流を止め、チャンバー内の温度を室温と同じ温度とした後、アルゴンガスの注入を止め真空度を大気圧と同じにして基体シートをスパッタリング装置から取出すと、基体シート上にＳｉ層を形成したＳｉ積層体を得ることができる。
【００４４】
なお、上記で用いるスパッタリング装置は、バッチ式のものであってもロール式のものであってもいずれのものであっても用いることができるが、特に高純度が要求されるＳｉ層を形成する場合には、そのチャンバーの内部（チャンバー内壁および各種ローラを含む）をＳｉ、Ｓｉ含有化合物、石英、琺瑯およびセラミックからなる群から選ばれた少なくとも１種でコートしたものを用いることが好ましい。これにより、Ｓｉ層に不純物が混入するのを防止することができるからである。ここで、Ｓｉ含有化合物とは、たとえば二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素等を含む。また、セラミックとは、アルミナ系、ステアタイト系、ムライト系、ガラスセラミックス系、ケイ酸系、チタン酸系、ジルコン酸系、窒化物系、炭化物系等の化合物を含む。これらの中でも、ＳｉまたはＳｉ含有化合物でコートすることが好ましく、特にＳｉでコートすることが好ましい。
【００４５】
また、このようにＳｉ等でコートする方法としては、たとえばＳｉ等を直接スパッタリング法や溶射法でコートする方法や、ペーストとして塗布し焼成する方法等を挙げることができる。
【００４６】
＜金属層＞
本発明においては、基体シートとＳｉ層との間および／またはＳｉ層が基体シート上のいずれか一方の表面に形成されている場合にはそのＳｉ層が形成されていない方の表面に、厚さが０．０１〜２００μｍ、好ましくは０．１〜８０μｍの金属層を形成することができる。このような金属層を形成することにより、回路の形成が可能となるとともに放熱効果を得ることができる。厚さが０．０１μｍ未満の場合には、回路の形成や放熱効果を奏することが困難となる場合があり、また厚さが２００μｍを超えても、金属層の性能に大差なく却って以後の加工に困難を伴なうこととなる場合があるため好ましくない。
【００４７】
このような金属層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎまたはこれらの金属を少なくとも一種含む合金のいずれかにより構成することができる。そして、このような金属層は、スパッタリング法、蒸着法、無電解めっき法、電気めっき法またはこれらの方法を１種以上組合せることにより基体シート上に形成することができる。またあるいは、金属箔を前記基体シートと貼り合わせる方法によっても形成することができる。このように金属層が形成される場合は、前記Ｓｉ層は、この金属層の上に形成することができる。
【００４８】
＜気相反応層／Ｓｉドープ層＞
本発明では、前記Ｓｉ層上に、Ｎ、ＯまたはＦから選ばれた少なくとも一種の元素とＳｉとが気相反応することにより形成される気相反応層および／または長周期型周期表の第２〜６周期の４Ａ族〜７Ｂ族元素の内少なくとも一種の元素とＳｉとから構成されるＳｉドープ層が、少なくとも一層以上形成されることにより、種々の半導体デバイスとして使用することができるようになる。
【００４９】
このような気相反応層およびＳｉドープ層は、従来公知の方法により何等限定されることなく形成させることができる。そして、その積層構成も所望される半導体デバイスの種類により任意の積層構成とすることができる。したがって、積層数や積層順序は何等限定されることはない。
【００５０】
＜穴加工＞
本発明のＳｉ積層体は、ビアホール、スルーホールまたはアライメントホールのいずれか１以上の穴加工がされたものとすることができる。これらの穴加工は、プレス、パンチ、ＣＯ2レーザ、ヤグ(ＹＡＧ)レーザ、エキシマレーザ等により行なうことができる。通常、ビアホールとしては、直径１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍとすることができる。１０μｍ未満のビアホールを形成するのは難しく、また２００μｍを超えると穴埋め加工を施すのが困難となるからである。また、スルーホールとしては、１００〜５００μｍ、好ましくは２００〜３００μｍとすることができる。１００μｍ未満では、作用的にビアホールで十分であり、また５００μｍを超えるとＳｉ積層体全体に占める割合が大きくなり過ぎるからである。また、アライメントホールとしては、直径５０〜５０００μｍ、好ましくは１００〜２００μｍとすることができる。５０μｍ未満では、アライメントホールの検出が難しく、また５０００μｍを超えるとアライメントの精度が悪くなるからである。
【００５１】
＜Ｓｉ積層体＞
上述のようにして製造されるＳｉ積層体は、トランジスタ、ダイオード、太陽電池、サイリスタ、ＩＣ（メモリＩＣ、ロジックＩＣ、ディラムＩＣ、バイポーラＩＣ、ＳラムＩＣ、モスＩＣ、バイン−モスＩＣ等）、フォトカプラ、フォトセンサ、フォトリレー等の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として有用なものとなる。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
＜実施例１＞
本実施例は、基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図１に基づいて説明する。
【００５４】
まず、基体シート１０１としては、ポリマーシートである厚さ１００μｍのポリイミドシートを用いた。このポリイミドシートは、２００℃における表面粗さＲａ値が１１ｎｍであり、また２５℃におけるＲａ値は１０．８ｎｍであり、両者の差は２％であった。
【００５５】
このようなポリイミドシートをまず脱脂洗浄（脱脂剤：エスクリーン３０（奥野製薬工業社製）、使用濃度：３０ｇ／ｌ、条件：液温４０℃で０．５分間）した後、純水にて５回水洗を繰り返した。その後１％の硫酸を充填させた液温２８℃の酸活性化槽にこのポリイミドシートを１分間浸漬させた後、純水にて５回水洗を繰り返した。次いで、水切り後高性能フィルター（目の粗さ：０．５μｍ以下）を通過させた乾燥エアを当てて該ポリイミドシートを乾燥することにより前処理を完了した。
【００５６】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００５７】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシート上に厚さ約３０μｍのＳｉ層１０２を形成させた。
【００５８】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体１００を得た。
【００５９】
このようにして得られたＳｉ積層体１００について、そのＳｉ層１０２の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さは２８μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層１０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層１０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００６０】
このようなＳｉ積層体１００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００６１】
＜実施例２＞
実施例１において、基体シートとしてポリイミドシートに代えて、セラミックシートであるアルミナシートを用いることを除き、他は全て実施例１と同様にしてＳｉ積層体を得た。
【００６２】
なお、ここで用いたアルミナシートは、その厚さが２００μｍであり、２２０℃における表面粗さＲａ値が０．１μｍであり、また２５℃におけるＲａ値は０．１μｍであり、両Ｒａ値に差はなかった。
【００６３】
また、得られたＳｉ積層体について、そのＳｉ層の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さは２９μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００６４】
＜実施例３＞
本実施例は、基体シートとして金属シートを用い、その一方の表面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図１に基づいて説明する。
【００６５】
基体シート１０１として、金属シートである厚さ１００μｍの銅箔を用いた。この銅箔は、２００℃における表面粗さＲａ値が０．１μｍであり、また２５℃におけるＲａ値は０．１μｍであり、両Ｒａ値に差はなかった。
【００６６】
このような銅箔をまずＡ４サイズにカットし脱脂洗浄（脱脂剤：エスクリーン３０（奥野製薬工業社製）、使用濃度：５０ｇ／ｌ、条件：液温４８℃で２分間）した後、純水にて５回水洗を繰り返した。その後２％の硫酸を充填させた液温２９℃の酸活性化槽にこの銅箔を１分間浸漬させた後、純水にて５回水洗を繰り返した。次いで、水切り後高性能フィルター（目の粗さ：０．５μｍ以下）を通過させた乾燥エアを当てて該銅箔を乾燥させた。
【００６７】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記銅箔も同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、Ｈ2ガスを注入することにより銅箔の表面の酸素分子を還元除去することにより銅箔の前処理を完了した。
【００６８】
続いて、Ｈ2ガスの注入を停止した後、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．５６ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、銅箔上に厚さ約３０μｍのＳｉ層１０２を形成させた。
【００６９】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体１００を得た。
【００７０】
このようにして得られたＳｉ積層体１００について、そのＳｉ層１０２の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さは２９μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層１０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層１０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であった。
【００７１】
このようなＳｉ積層体１００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００７２】
＜実施例４＞
本実施例は、基体シートの表裏両面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図２に基づいて説明する。
【００７３】
まず、基体シート２０１としては、実施例１と同じポリイミドシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例１と同様にして処理を行なった。
【００７４】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００７５】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートの一方の表面上に厚さ約３０μｍのＳｉ層２０２を形成させた。
【００７６】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置からこのように処理されたポリイミドシートを取出した。その後、このポリイミドシートに対してＳｉ層が形成されていない方の表面を再度処理できるように、再度このポリイミドシートを上記スパッタリング装置にセットした。
【００７７】
そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００７８】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートのもう一方の表面上に厚さ約３０μｍのＳｉ層２０２を形成させた。
【００７９】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体２００を得た。
【００８０】
このようにして得られたＳｉ積層体２００について、その表裏両面のＳｉ層２０２の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さはそれぞれ３０μｍと３０μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いて表裏両面のＳｉ層２０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いて表裏両面のＳｉ層２０２の純度を測定したところ、表裏両面ともＳｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００８１】
このようなＳｉ積層体２００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００８２】
＜実施例５＞
本実施例は、基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図３に基づいて説明する。
【００８３】
まず、基体シート３０１としては、ポリマーシートである厚さ５０μｍの液晶ポリマシートを用いた。この液晶ポリマシートは、２２０℃における表面粗さＲａ値が２０ｎｍであり、また２５℃におけるＲａ値は２０ｎｍであり、両Ｒａ値に差はなかった。
【００８４】
このような液晶ポリマシートをまず脱脂洗浄（脱脂剤：エスクリーン３０（奥野製薬工業社製）、使用濃度：３０ｇ／ｌ、条件：液温４０℃で０．５分間）した後、純水にて５回水洗を繰り返した。その後１％の硫酸を充填させた液温２８℃の酸活性化槽にこの液晶ポリマシートを１分間浸漬させた後、純水にて５回水洗を繰り返した。次いで、水切り後高性能フィルター（目の粗さ：０．５μｍ以下）を通過させた乾燥エアを当てて該液晶ポリマシートを乾燥することにより前処理を完了した。
【００８５】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＣｕを、第２ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記液晶ポリマシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１５０℃にし、液晶ポリマシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００８６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流をそれぞれ流し、液晶ポリマシート上に厚さ約５μｍのＣｕからなる金属層３０３とその上に厚さ約３５μｍのＳｉ層３０２をそれぞれ形成させた。
【００８７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体３００を得た。
【００８８】
このようにして得られたＳｉ積層体３００について、その金属層３０３とＳｉ層３０２の厚みをそれぞれＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ４．５μｍと３４μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層３０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層３０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であった。
【００８９】
このようなＳｉ積層体３００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００９０】
＜実施例６＞
本実施例は、基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図４に基づいて説明する。
【００９１】
まず、基体シート４０１としては、実施例１と同じポリイミドシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例１と同様にして処理を行なった。
【００９２】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００９３】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートの一方の表面上に厚さ約３０μｍのＳｉ層４０２を形成させた。
【００９４】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置からＳｉ層を形成したポリイミドシートを取出した。その後、このポリイミドシートに対してＳｉ層が形成されていない方の表面を再度処理できるように、再度このポリイミドシートを上記スパッタリング装置にセットするとともに、ターゲットにはＳｉに代えてＣｕをセットした。
【００９５】
そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００９６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．５６ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を８０℃まで昇温させ、Ｃｕをセットした前記ターゲットに０．０２５Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートのもう一方の表面上に厚さ約０．３μｍのＣｕからなる金属層４０３を形成させた。
【００９７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体４００を得た。
【００９８】
このようにして得られたＳｉ積層体４００について、そのＳｉ層４０２と金属層４０３の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さはそれぞれ２９μｍと０．４μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層４０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層４０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００９９】
このようなＳｉ積層体４００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであり、特に金属層４０３はエッチング等により任意の回路パターンを容易に形成することができるものであった。
【０１００】
＜実施例７＞
本実施例は、基体シートの表裏両面においてＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図５に基づいて説明する。
【０１０１】
まず、基体シート５０１としては、実施例１と同じポリイミドシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例１と同様にして処理を行なった。
【０１０２】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＮｉを、第２ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をそれぞれセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１０３】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２２０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートの一方の表面上に厚さ約０．５μｍの金属層５０３を形成し、その上に厚さ約３５μｍのＳｉ層５０２を形成させた。
【０１０４】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置からこのように処理されたポリイミドシートを取出した。その後、このポリイミドシートに対して金属層５０３とＳｉ層５０２が形成されていない方の表面を再度処理できるように、再度このポリイミドシートを上記スパッタリング装置にセットした。
【０１０５】
そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１０６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２２０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートのもう一方の表面上に厚さ約０．５μｍの金属層５０３を形成し、その上に厚さ約３５μｍのＳｉ層５０２を形成させた。
【０１０７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体５００を得た。
【０１０８】
このようにして得られたＳｉ積層体５００について、その表裏両面の金属層５０３とＳｉ層５０２の厚みをＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ金属層５０３が０．４５μｍと０．４８μｍ、Ｓｉ層５０２が３４μｍと３４．５μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いて表裏両面のＳｉ層５０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いて表裏両面のＳｉ層５０２の純度を測定したところ、表裏両面ともＳｉの純度は９９．９９９９９９９９９９％であった。
【０１０９】
このようなＳｉ積層体５００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【０１１０】
＜実施例８＞
本実施例は、基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したとともに、その金属層上に基体シートを設け、その基体シート上にＳｉ層を形成させたＳｉ積層体に関する。以下、図６に基づいて説明する。
【０１１１】
まず、基体シート６０１としては、ポリマーシートである厚さ２５μｍのポリイミドシートを用いた。このポリイミドシートは、２００℃における表面粗さＲａ値が１５ｎｍであり、また２５℃におけるＲａ値は１４．８ｎｍであり、両者の差は１．３％であった。
【０１１２】
このポリイミドシートを２枚用い、その間に金属層６０３である厚さ５０μｍのＣｕ箔を挟み熱によるラミネート加工を施すことにより、２枚の基体シート６０１で金属層６０３を挟みこんだ形態のベースを作成した。
【０１１３】
続いて、このベースを基体シートとして用いることを除き、他は全て実施例４と同様にして、表裏両面の基体シート６０１上にそれぞれＳｉ層６０２を形成した。
【０１１４】
このようにして得られたＳｉ積層体６００について、その表裏両面のＳｉ層６０２の厚みをＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ３１μｍと３２μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いて表裏両面のＳｉ層６０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いて表裏両面のＳｉ層６０２の純度を測定したところ、表裏両面ともＳｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【０１１５】
このようなＳｉ積層体６００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【０１１６】
＜実施例９＞
本実施例は、基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上に気相反応層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図７に基づいて説明する。
【０１１７】
まず、基体シート７０１としては、実施例５と同じ液晶ポリマシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例５と同様にして処理を行なった。
【０１１８】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＣｕを、第２ターゲットおよび第３ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記液晶ポリマシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１５０℃にし、液晶ポリマシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１１９】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入するとともに、第３ターゲットに対してはさらにターゲット１ｃｍ2当り０．０７ｃｃ／分のＯ2ガスを同時に注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲット、第３ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流をそれぞれ流し、液晶ポリマシート上に厚さ約５μｍのＣｕからなる金属層７０３とその上に厚さ約３５μｍのＳｉ層７０２、さらにその上にＳｉＯ2からなる厚さ約０．５μｍの気相反応相７０４をそれぞれ形成させた。
【０１２０】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体７００を得た。
【０１２１】
このようにして得られたＳｉ積層体７００について、その金属層７０３、Ｓｉ層７０２および気相反応層７０４の厚みをそれぞれＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ４．７μｍ、３３μｍおよび０．５μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層７０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層７０２の純度および気相反応層７０４の組成をそれぞれ測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であり、気相反応層の組成はＳｉＯ2であることが確認できた。
【０１２２】
このようなＳｉ積層体７００は、種々の半導体デバイス用の素材として用いることができるものであった。
【０１２３】
＜実施例１０＞
本実施例は、基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上にＳｉドープ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図８に基づいて説明する。
【０１２４】
まず、基体シート８０１としては、実施例５と同じ液晶ポリマシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例５と同様にして処理を行なった。
【０１２５】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＣｕを、第２ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶を、第３ターゲットにＳｉとＰからなる合金(Ｓｉ／Ｐ比＝９９．９質量％／０．１質量％)をそれぞれセットするとともに、上記液晶ポリマシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１５０℃にし、液晶ポリマシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１２６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲット、第３ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流をそれぞれ流し、液晶ポリマシート上に厚さ約５μｍのＣｕからなる金属層８０３とその上に厚さ約３５μｍのＳｉ層８０２、さらにその上にＳｉとＰからなる厚さ約３．５μｍのＳｉドープ層８０５をそれぞれ形成させた。
【０１２７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体８００を得た。
【０１２８】
このようにして得られたＳｉ積層体８００について、その金属層８０３、Ｓｉ層８０２およびＳｉドープ層８０５の厚みをそれぞれＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ４．８μｍ、３３μｍおよび３．５μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層８０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層８０２の純度およびＳｉドープ層８０５の組成をそれぞれ測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であり、Ｓｉドープ層の組成はＳｉ：９９．９質量％、Ｐ：０．１質量％であることが確認できた。
【０１２９】
このようなＳｉ積層体８００は、種々の半導体デバイス用の素材として用いることができるものであった。
【０１３０】
＜比較例１＞
実施例１において、２００℃における表面粗さＲａ値が１．５μｍであり、２５℃におけるＲａ値が１．３８μｍであり、その差が８％であるポリイミドシートを基体シートとして用いることを除き、他は全て実施例１と同様にしてＳｉ積層体を得た。
【０１３１】
このようにして得られたＳｉ積層体は、基体シート上にＳｉ層を形成することはできるものの、Ｓｉ層の形成に伴なう寸法変化が大きく、特に表面平滑性に劣ったものとなるためＳｉ層上に他の半導体層を形成するなど他の加工をすることが困難であり、いずれにせよ実施例１のものに比較して劣っていた。
【０１３２】
＜比較例２＞
実施例１において、２００℃における表面粗さＲａ値が２．５μｍであり、２５℃におけるＲａ値が２．５μｍであり、その差が５％以内であるポリイミドシートを基体シートとして用いることを除き、他は全て実施例１と同様にしてＳｉ積層体を得た。
【０１３３】
このようにして得られたＳｉ積層体は、基体シート上にＳｉ層を形成することはできるものの、Ｓｉ層の表面粗さが大きくなり過ぎるためＳｉ層上に他の半導体層を形成するなど他の加工をすることが困難であり、いずれにせよ実施例１のものに比較して劣っていた。
【０１３４】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明のＳｉ積層体は、上記で各説明したような構成を有することにより、加工中において破損しにくく、以って歩留りも良好でコスト的にも優れたものとなるとともに、従来の半導体基板やＳｉウエハーと同等以上の機能を有するものである。したがって、本発明のＳｉ積層体は、各種の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図２】 基体シートの表裏両面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図３】 基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図４】 基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図５】 基体シートの表裏両面においてＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図６】 基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したとともに、その金属層上に基体シートを設け、その基体シート上にＳｉ層を形成させたＳｉ積層体の概略断面図である。
【図７】 基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上に気相反応層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図８】 基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上にＳｉドープ層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００ Ｓｉ積層体、１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１ 基体シート、１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２Ｓｉ層、１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０３金属層、７０４ 気相反応層、８０５ Ｓｉドープ層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｓｉ積層体に関する。より詳細には、トランジスタ、ダイオード、太陽電池、サイリスタ、ＩＣ（メモリＩＣ、ロジックＩＣ、ディラムＩＣ、バイポーラＩＣ、ＳラムＩＣ、モスＩＣ、バイン−モスＩＣ等）、フォトカプラ、フォトセンサ、フォトリレー等の半導体デバイス用の素材として有用なＳｉ積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トランジスタ、ダイオード、太陽電池、サイリスタ、ＩＣ（メモリＩＣ、ロジックＩＣ、ディラムＩＣ、バイポーラＩＣ、ＳラムＩＣ、モスＩＣ、バイン−モスＩＣ等）、フォトカプラ、フォトセンサ、フォトリレー等の半導体デバイスは、Ｓｉウエハーをベースとして種々の加工がなされてきた。
【０００３】
しかし、このようなＳｉウエハーは、Ｓｉの大きな単結晶をカットし、その後研磨加工が施されて製造されていたため、このカット時や研磨時にかなりの量のロスが生じ歩留りを悪くしていた。また、これらの加工に用いられる加工設備は非常に高価なものであり、しかもこれらの加工に伴ないＳｉウエハーが割れるなどして破損してしまうこともあり、これらが相俟ってＳｉウエハーのコストは非常に高いものとなっていた。
【０００４】
このため、Ｓｉウエハーのコストを低くする種々の試みがなされており、たとえばより大きな面積を有するウエハーを製造したり、個々の製品をより小さくしてウエハーの単位面積当りから作成される製品の個数を増加させる試みがなされているが、抜本的な解決には至っていない。
【０００５】
なお、以上本発明についての従来の技術を、出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであってその目的とするところは、破損しにくく歩留りも良く、以ってコスト的にも優れたＳｉウエハー等として有用なＳｉ積層体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を続けたところ、特定の物性値を有する基体シートを使用し、その表面に高純度のＳｉ層を形成すれば良好な結果が得られるとの知見を得、この知見に基づきさらに研究を続けたところ、ついに本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
すなわち、本発明のＳｉ積層体は、厚さが４〜１０００μｍであり、少なくとも１８０℃以上の任意の温度における表面粗さＲａ値が２μｍ以下であって、かつその任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差が５％以内である基体シートに対して、その基体シートのいずれか一方の表面または表裏両面に、厚さが０．０００５〜２００μｍであり、かつ純度が９９．９９９％以上のＳｉからなるＳｉ層をスパッタリング方法により形成したことを特徴としている。
【０００９】
上記Ｓｉ層は、Ｓｉ、Ｓｉ含有化合物、石英、琺瑯およびセラミックからなる群から選ばれた少なくとも１種でそのチャンバーの内部をコートしたスパッタリング装置を用いて、スパッタリング方法により形成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、上記基体シートは、ポリマーシート、セラミックシートまたは金属シートのいずれかであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のＳｉ積層体は、上記基体シートとＳｉ層との間および／またはＳｉ層が基体シート上のいずれか一方の表面に形成されている場合にはそのＳｉ層が形成されていない方の表面に、厚さが０．０１〜２００μｍの金属層を形成したことを特徴としている。
【００１２】
上記金属層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎまたはこれらの金属を少なくとも一種含む合金のいずれかにより構成されることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のＳｉ積層体は、ビアホール、スルーホールまたはアライメントホールのいずれか１以上の穴加工がされていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のＳｉ積層体は、Ｓｉ層上に、Ｎ、ＯまたはＦから選ばれた少なくとも一種の元素とＳｉとが気相反応することにより形成される気相反応層および／または長周期型周期表の第２〜６周期の４Ａ族〜７Ｂ族元素の内少なくとも一種の元素とＳｉとから構成されるＳｉドープ層が、少なくとも一層以上形成されていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のＳｉ積層体は、所定の物性値で特定される基体シート上にＳｉ層を形成したことを基本構成としている。以下、各構成要素について説明する。
【００１６】
＜基体シート＞
本発明では、厚さが４〜１０００μｍであり、少なくとも１８０℃以上の任意の温度における表面粗さＲａ値が２μｍ以下であって、かつその任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差が５％以内である基体シートを用いることが必要である。厚さが４μｍ未満の場合には、加工に必要となる充分な強度が得られず、また厚さが１０００μｍを超える場合には、加工性に劣るとともにコストも高くなるからである。なお、厚さに関するさらに好適な範囲は、使用する素材の組成によって若干異なるため詳細は後述する。
【００１７】
一方、少なくとも１８０℃以上の任意の温度における表面粗さＲａ値が２μｍ以下であって、かつその任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差が５％以内であることを要するのは、かかる条件を満たさないと、後述のＳｉ層の形成および性状に支障を来すためである。すなわち、１８０℃以上の温度において表面粗さＲａ値が２μｍを超えると、その基体シートの表面凹凸に依存して平滑なＳｉ層を形成するのが困難となるためであり、また１８０℃以上というようにその温度を限定しているのはＳｉ層が形成される温度が通常１８０℃以上となるためである。したがって、この温度は、より好ましくは２００℃以上、さらに好ましくは２２０℃以上とすることが好適である。
【００１８】
また、その１８０℃以上の任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差を比較するのは、温度変化に対する性状の安定性を考慮したものであって、一般にその差が小さければ小さいほど温度変化に対して性状が安定していることを示しており、その差が５％を超えるものは特に１８０℃以上の温度においてその性状が不安定となるためＳｉ層の形成および性状に支障を来すこととなる。
【００１９】
ここで、表面粗さＲａ値とは、表面粗さを表す数値の一種であり、中心線平均値と呼ばれるものであって、表面粗さ測定機（たとえば、測定機名：接触式表面粗さ計ＳＥ−４０Ｃ、（株）小坂研究所製）を用いて、接触子は触針先端半径０．５μｍのものを使用し、触針荷重５ｍｇ、カットオフ値８０μｍの条件下で１０回測定し、その平均値で表わされるものとする。
【００２０】
なお、本発明の基体シートには、その形状として枚葉のいわゆるシート状のものの他、ロール状に薄く巻き取ったものや薄板状の形状をしたものも含まれる。
【００２１】
また、本発明の基体シートは、水分の含有量を０．１質量％未満とすることが好ましい。基体シートとＳｉ層とを強固に密着させるとともにＳｉ層の結晶化度が不均一となるのを防止するためである。
【００２２】
＜基体シートの組成＞
本発明で使用する上記基体シートの組成は、上記数値を満たすものである限り特に限定されるものではないが、通常、ポリマーシート、セラミックシートまたは金属シートのいずれかであることが好ましく、完成したＳｉ積層体が用いられる用途に応じてこれらのものから最適なものを選択することが好ましい。
【００２３】
＜ポリマーシート＞
ポリマーシートとしては、たとえば合成樹脂シート、熱可塑性エラストマーシート、ゴムシート等を挙げることができる。合成樹脂シートとしては、たとえばＰＥＴ、ＰＥＮ、アクリル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリイミド、液晶ポリマ、エポキシ、アラミド等の合成樹脂からなるシートを挙げることができる。
【００２４】
熱可塑性エラストマーシートとしては、たとえばスチレン系、塩ビ系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、アミド系等の熱可塑性エラストマーからなるシートを挙げることができるが、前述のように少なくとも１８０℃以上の温度において性状が安定していることを要するため、硬化剤等によりある程度架橋されているものを用いることが好ましい。
【００２５】
また、ゴムフィルムとしては、たとえば天然ゴムの他、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の合成ゴムからなるフィルムを挙げることができるが、前述のように少なくとも１８０℃以上の温度において性状が安定していることを要するため、加硫等によりある程度硬化されているものを用いることが好ましい。
【００２６】
本発明においては、上述の中でも特に合成樹脂シートを使用することが好ましく、ポリイミド、液晶ポリマ、アラミドまたはエポキシからなるシートを使用することが特に好ましい。また、これらのポリマーシートは、温度変化による性状を安定化させることを目的としてガラス繊維等のフィラー類を添加させることもできる。
【００２７】
また、このようなポリマーシートの厚さとしては、好ましくは４〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１２０μｍとすることが好適である。厚さが４μｍ未満の場合は、後述のＳｉ層を形成する際の加工に必要とされる充分な強度を有することが困難となる一方、２００μｍを超える場合は、可撓性に欠けるものとなり特にロール状のものとして加工するのが困難となるため好ましくない。
【００２８】
＜セラミックシート＞
セラミックシートとしては、結晶質セラミックからなるシートであっても非晶質セラミックからなるシートであっても良く、通常、セラミック基板として従来より知られているものであればいずれのものも使用することができる。たとえばアルミナ系、ステアタイト系、ムライト系、ガラスセラミックス系、ケイ酸系、チタン酸系、ジルコン酸系、窒化物系、炭化物系等の薄板形状のセラミックシートを挙げることができる。その厚さとしては、好ましくは１００〜１０００μｍ、より好ましくは１５０〜６００μｍとすることが好適である。厚さが１００μｍ未満の場合は、後述のＳｉ層を形成する際に破損等を生じる場合がある一方、１０００μｍを超える場合は、最終的に製品とする場合にカット等を行なう加工が困難となるため好ましくない。
【００２９】
＜金属シート＞
金属シートとしては、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ｎｉまたはこれらの金属を少なくとも一種含む合金のいずれかにより構成されるシートを挙げることができる。このような金属シートは、用途や加工方法の選択により、その形状をロール状に薄く巻き取った形状として用いたり薄い板状のものとして用いたりすることができる。
【００３０】
ロール状に薄く巻き取った形状として用いる場合は、その厚さを好ましくは４〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍとすることが好適である。厚さが４μｍ未満の場合は、後述のＳｉ層を形成する際の加工に必要とされる充分な強度を有することが困難となる一方、２００μｍを超える場合は、可撓性に欠けるものとなりロール状のものとして加工するのが困難となるため好ましくない。
【００３１】
また、薄い板状の形状として用いる場合は、その厚さを好ましくは５０〜１０００μｍ、より好ましくは１００〜５００μｍとすることが好適である。厚さが５０μｍ未満の場合は、板状としての加工が困難となる一方、１０００μｍを超える場合は、最終的に製品とする場合にカット等を行なう加工が困難となり、またコスト的にも高価となるため好ましくない。
【００３２】
＜基体シートの前処理＞
本発明の基体シートは、後述のＳｉ層を形成する前に予め前処理しておくことが好ましい。基体シートとＳｉ層とを強固に密着させ、かつＳｉ層の表面を平滑なものとするためである。このような前処理は、基体シートを構成する素材の組成によって若干異なる。
【００３３】
すなわち、基体シートがポリマーシートまたはセラミックシートである場合、まずシート表面を脱脂洗浄し、その汚れを取る。続いて純水による数回の水洗後、０．５％〜１０％の酸により酸活性化処理を行ない、酸化物を溶解除去する等してさらに清浄な状態とした後、純水による洗浄を数回行なう。その後、充分に水切りを行なった後乾燥することにより前処理を完了し、後述のＳｉ層を形成する工程へと移ることができる。
【００３４】
一方、基体シートが金属シートである場合は、上述と同様の操作を行ない最終的に乾燥させた後、スパッタリング装置を用いてＨ2ガスを照射してシート表面の酸素分子を還元除去することにより前処理を完了し、後述のＳｉ層を形成する工程へと移ることができる。なお、上記Ｈ2ガスの照射に代えて、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ等の金属をスパッタリングしても良く、このような金属からなる厚さ０．０１〜５μｍの保護層を形成させた上に後述のＳｉ層を形成させることもできる。
【００３５】
＜Ｓｉ層＞
本発明のＳｉ層は、厚さが０．０００５〜２００μｍ、好ましくは５〜５０μｍであり、かつ純度が９９．９９９％以上のＳｉからなるものをスパッタリング方法により形成したものである。厚さが０．０００５μｍ未満の場合には、基体シートの表面凹凸の影響によりピンホールが生じる場合があり、また厚さが２００μｍを超えても、Ｓｉ層の性能に大差なく却ってコスト的に高価となり経済的に不利となるからである。
【００３６】
また、Ｓｉ層を構成するＳｉの純度（本発明では質量ベースで表わすものとする）が９９．９９９％以上を要するのは、他のＳｉウエハーの基板と同様、半導体特性に与える影響を最小のものとするためである。したがって、より好ましくは９９．９９９９９９９９９％以上、さらに好ましくは９９．９９９９９９９９９９％以上であることが好適である。なお、Ｓｉ層を構成するＳｉは、非晶質のものであっても良いし、結晶質のものであっても良い。特に、Ｓｉ積層体の用途をより多様なものとすることができるという観点からすれば、結晶質Ｓｉにより構成することが好ましい。
【００３７】
また、スパッタリング方法を採用するのは、Ｓｉ層を平滑なものとするためである。以下、かかるスパッタリングの条件について説明する。
【００３８】
まず、ターゲットにセットするＳｉとしては、一般のＳｉウエハーに使用されているＳｉ単結晶を用いることができ、特にその純度が９９．９９９％以上、好ましくは９９．９９９９９９９９９％以上、さらに好ましくは９９．９９９９９９９９９９％以上のものを用いることが好ましい。
【００３９】
そして、前述のように好ましくは前処理を行なった基体シートをスパッタリング装置のチャンバー内にセットし、真空ポンプを用いてチャンバーの排気を行ない、その真空度を１０-7〜１０-2Ｐａ、好ましくは１０-6〜１０-4Ｐａとする。１０-7Ｐａ未満の真空度を得ることは設備費用が高価となり経済的に不利となる一方、１０-2Ｐａを超える場合は、不純物の混入が顕著となりしかも結晶化度も不均一なものとなるからである。
【００４０】
続いて、チャンバー内の温度も同時に昇温し、３０〜２５０℃の温度にすることにより基体シートの水分の含有量を０．１質量％未満とする。
【００４１】
次いで、チャンバー内の温度を再度調節し、Ｓｉ層を非晶質Ｓｉで構成する場合には−２０〜１８０℃、好ましくは−１０℃から８０℃とし、結晶質Ｓｉで構成する場合には１８０℃以上、好ましくは２００〜２５０℃とする。非晶質Ｓｉの場合、−２０℃未満としたり１８０℃を超える場合は設備費用が高価となり経済的に不利となるため好ましくない。また、結晶質Ｓｉの場合、１８０℃未満では結晶質とすることができず、逆に高温側の温度は特に限定されることはないが２５０℃を超えると設備費用が高価となり経済的な不利を伴なうため避けることが好ましい。
【００４２】
次いで、上記のように温度を調節した後、アルゴンガスを注入（ターゲット１ｃｍ2当り０．２〜１ｃｃ／分、好ましくはターゲット１ｃｍ2当り０．４〜０．６ｃｃ／分の濃度で注入）し、前記ターゲットに０．００４〜１．０Ａ／ｃｍ2、好ましくは０．０１〜０．０３Ａ／ｃｍ2の電流を流す。０．００４Ａ／ｃｍ2未満の場合、Ｓｉ層を形成するのに長時間を要するとともに特性が不均一なものとなりやすく、一方１．０Ａ／ｃｍ2を超える場合にも特性が不均一なものとなりやすいため好ましくない。
【００４３】
そして、その後Ｓｉ層が所望の厚さになると、ターゲットに流していた電流を止め、チャンバー内の温度を室温と同じ温度とした後、アルゴンガスの注入を止め真空度を大気圧と同じにして基体シートをスパッタリング装置から取出すと、基体シート上にＳｉ層を形成したＳｉ積層体を得ることができる。
【００４４】
なお、上記で用いるスパッタリング装置は、バッチ式のものであってもロール式のものであってもいずれのものであっても用いることができるが、特に高純度が要求されるＳｉ層を形成する場合には、そのチャンバーの内部（チャンバー内壁および各種ローラを含む）をＳｉ、Ｓｉ含有化合物、石英、琺瑯およびセラミックからなる群から選ばれた少なくとも１種でコートしたものを用いることが好ましい。これにより、Ｓｉ層に不純物が混入するのを防止することができるからである。ここで、Ｓｉ含有化合物とは、たとえば二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素等を含む。また、セラミックとは、アルミナ系、ステアタイト系、ムライト系、ガラスセラミックス系、ケイ酸系、チタン酸系、ジルコン酸系、窒化物系、炭化物系等の化合物を含む。これらの中でも、ＳｉまたはＳｉ含有化合物でコートすることが好ましく、特にＳｉでコートすることが好ましい。
【００４５】
また、このようにＳｉ等でコートする方法としては、たとえばＳｉ等を直接スパッタリング法や溶射法でコートする方法や、ペーストとして塗布し焼成する方法等を挙げることができる。
【００４６】
＜金属層＞
本発明においては、基体シートとＳｉ層との間および／またはＳｉ層が基体シート上のいずれか一方の表面に形成されている場合にはそのＳｉ層が形成されていない方の表面に、厚さが０．０１〜２００μｍ、好ましくは０．１〜８０μｍの金属層を形成することができる。このような金属層を形成することにより、回路の形成が可能となるとともに放熱効果を得ることができる。厚さが０．０１μｍ未満の場合には、回路の形成や放熱効果を奏することが困難となる場合があり、また厚さが２００μｍを超えても、金属層の性能に大差なく却って以後の加工に困難を伴なうこととなる場合があるため好ましくない。
【００４７】
このような金属層は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎまたはこれらの金属を少なくとも一種含む合金のいずれかにより構成することができる。そして、このような金属層は、スパッタリング法、蒸着法、無電解めっき法、電気めっき法またはこれらの方法を１種以上組合せることにより基体シート上に形成することができる。またあるいは、金属箔を前記基体シートと貼り合わせる方法によっても形成することができる。このように金属層が形成される場合は、前記Ｓｉ層は、この金属層の上に形成することができる。
【００４８】
＜気相反応層／Ｓｉドープ層＞
本発明では、前記Ｓｉ層上に、Ｎ、ＯまたはＦから選ばれた少なくとも一種の元素とＳｉとが気相反応することにより形成される気相反応層および／または長周期型周期表の第２〜６周期の４Ａ族〜７Ｂ族元素の内少なくとも一種の元素とＳｉとから構成されるＳｉドープ層が、少なくとも一層以上形成されることにより、種々の半導体デバイスとして使用することができるようになる。
【００４９】
このような気相反応層およびＳｉドープ層は、従来公知の方法により何等限定されることなく形成させることができる。そして、その積層構成も所望される半導体デバイスの種類により任意の積層構成とすることができる。したがって、積層数や積層順序は何等限定されることはない。
【００５０】
＜穴加工＞
本発明のＳｉ積層体は、ビアホール、スルーホールまたはアライメントホールのいずれか１以上の穴加工がされたものとすることができる。これらの穴加工は、プレス、パンチ、ＣＯ2レーザ、ヤグ(ＹＡＧ)レーザ、エキシマレーザ等により行なうことができる。通常、ビアホールとしては、直径１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍとすることができる。１０μｍ未満のビアホールを形成するのは難しく、また２００μｍを超えると穴埋め加工を施すのが困難となるからである。また、スルーホールとしては、１００〜５００μｍ、好ましくは２００〜３００μｍとすることができる。１００μｍ未満では、作用的にビアホールで十分であり、また５００μｍを超えるとＳｉ積層体全体に占める割合が大きくなり過ぎるからである。また、アライメントホールとしては、直径５０〜５０００μｍ、好ましくは１００〜２００μｍとすることができる。５０μｍ未満では、アライメントホールの検出が難しく、また５０００μｍを超えるとアライメントの精度が悪くなるからである。
【００５１】
＜Ｓｉ積層体＞
上述のようにして製造されるＳｉ積層体は、トランジスタ、ダイオード、太陽電池、サイリスタ、ＩＣ（メモリＩＣ、ロジックＩＣ、ディラムＩＣ、バイポーラＩＣ、ＳラムＩＣ、モスＩＣ、バイン−モスＩＣ等）、フォトカプラ、フォトセンサ、フォトリレー等の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として有用なものとなる。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
＜実施例１＞
本実施例は、基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図１に基づいて説明する。
【００５４】
まず、基体シート１０１としては、ポリマーシートである厚さ１００μｍのポリイミドシートを用いた。このポリイミドシートは、２００℃における表面粗さＲａ値が１１ｎｍであり、また２５℃におけるＲａ値は１０．８ｎｍであり、両者の差は２％であった。
【００５５】
このようなポリイミドシートをまず脱脂洗浄（脱脂剤：エスクリーン３０（奥野製薬工業社製）、使用濃度：３０ｇ／ｌ、条件：液温４０℃で０．５分間）した後、純水にて５回水洗を繰り返した。その後１％の硫酸を充填させた液温２８℃の酸活性化槽にこのポリイミドシートを１分間浸漬させた後、純水にて５回水洗を繰り返した。次いで、水切り後高性能フィルター（目の粗さ：０．５μｍ以下）を通過させた乾燥エアを当てて該ポリイミドシートを乾燥することにより前処理を完了した。
【００５６】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００５７】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシート上に厚さ約３０μｍのＳｉ層１０２を形成させた。
【００５８】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体１００を得た。
【００５９】
このようにして得られたＳｉ積層体１００について、そのＳｉ層１０２の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さは２８μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層１０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層１０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００６０】
このようなＳｉ積層体１００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００６１】
＜実施例２＞
実施例１において、基体シートとしてポリイミドシートに代えて、セラミックシートであるアルミナシートを用いることを除き、他は全て実施例１と同様にしてＳｉ積層体を得た。
【００６２】
なお、ここで用いたアルミナシートは、その厚さが２００μｍであり、２２０℃における表面粗さＲａ値が０．１μｍであり、また２５℃におけるＲａ値は０．１μｍであり、両Ｒａ値に差はなかった。
【００６３】
また、得られたＳｉ積層体について、そのＳｉ層の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さは２９μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００６４】
＜実施例３＞
本実施例は、基体シートとして金属シートを用い、その一方の表面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図１に基づいて説明する。
【００６５】
基体シート１０１として、金属シートである厚さ１００μｍの銅箔を用いた。この銅箔は、２００℃における表面粗さＲａ値が０．１μｍであり、また２５℃におけるＲａ値は０．１μｍであり、両Ｒａ値に差はなかった。
【００６６】
このような銅箔をまずＡ４サイズにカットし脱脂洗浄（脱脂剤：エスクリーン３０（奥野製薬工業社製）、使用濃度：５０ｇ／ｌ、条件：液温４８℃で２分間）した後、純水にて５回水洗を繰り返した。その後２％の硫酸を充填させた液温２９℃の酸活性化槽にこの銅箔を１分間浸漬させた後、純水にて５回水洗を繰り返した。次いで、水切り後高性能フィルター（目の粗さ：０．５μｍ以下）を通過させた乾燥エアを当てて該銅箔を乾燥させた。
【００６７】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記銅箔も同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、Ｈ2ガスを注入することにより銅箔の表面の酸素分子を還元除去することにより銅箔の前処理を完了した。
【００６８】
続いて、Ｈ2ガスの注入を停止した後、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．５６ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、銅箔上に厚さ約３０μｍのＳｉ層１０２を形成させた。
【００６９】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体１００を得た。
【００７０】
このようにして得られたＳｉ積層体１００について、そのＳｉ層１０２の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さは２９μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層１０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層１０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であった。
【００７１】
このようなＳｉ積層体１００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００７２】
＜実施例４＞
本実施例は、基体シートの表裏両面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図２に基づいて説明する。
【００７３】
まず、基体シート２０１としては、実施例１と同じポリイミドシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例１と同様にして処理を行なった。
【００７４】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００７５】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートの一方の表面上に厚さ約３０μｍのＳｉ層２０２を形成させた。
【００７６】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置からこのように処理されたポリイミドシートを取出した。その後、このポリイミドシートに対してＳｉ層が形成されていない方の表面を再度処理できるように、再度このポリイミドシートを上記スパッタリング装置にセットした。
【００７７】
そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００７８】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートのもう一方の表面上に厚さ約３０μｍのＳｉ層２０２を形成させた。
【００７９】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体２００を得た。
【００８０】
このようにして得られたＳｉ積層体２００について、その表裏両面のＳｉ層２０２の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さはそれぞれ３０μｍと３０μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いて表裏両面のＳｉ層２０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いて表裏両面のＳｉ層２０２の純度を測定したところ、表裏両面ともＳｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００８１】
このようなＳｉ積層体２００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００８２】
＜実施例５＞
本実施例は、基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図３に基づいて説明する。
【００８３】
まず、基体シート３０１としては、ポリマーシートである厚さ５０μｍの液晶ポリマシートを用いた。この液晶ポリマシートは、２２０℃における表面粗さＲａ値が２０ｎｍであり、また２５℃におけるＲａ値は２０ｎｍであり、両Ｒａ値に差はなかった。
【００８４】
このような液晶ポリマシートをまず脱脂洗浄（脱脂剤：エスクリーン３０（奥野製薬工業社製）、使用濃度：３０ｇ／ｌ、条件：液温４０℃で０．５分間）した後、純水にて５回水洗を繰り返した。その後１％の硫酸を充填させた液温２８℃の酸活性化槽にこの液晶ポリマシートを１分間浸漬させた後、純水にて５回水洗を繰り返した。次いで、水切り後高性能フィルター（目の粗さ：０．５μｍ以下）を通過させた乾燥エアを当てて該液晶ポリマシートを乾燥することにより前処理を完了した。
【００８５】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＣｕを、第２ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記液晶ポリマシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１５０℃にし、液晶ポリマシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００８６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流をそれぞれ流し、液晶ポリマシート上に厚さ約５μｍのＣｕからなる金属層３０３とその上に厚さ約３５μｍのＳｉ層３０２をそれぞれ形成させた。
【００８７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体３００を得た。
【００８８】
このようにして得られたＳｉ積層体３００について、その金属層３０３とＳｉ層３０２の厚みをそれぞれＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ４．５μｍと３４μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層３０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層３０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であった。
【００８９】
このようなＳｉ積層体３００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【００９０】
＜実施例６＞
本実施例は、基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図４に基づいて説明する。
【００９１】
まず、基体シート４０１としては、実施例１と同じポリイミドシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例１と同様にして処理を行なった。
【００９２】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置のターゲットに、純度が９９．９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００９３】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートの一方の表面上に厚さ約３０μｍのＳｉ層４０２を形成させた。
【００９４】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置からＳｉ層を形成したポリイミドシートを取出した。その後、このポリイミドシートに対してＳｉ層が形成されていない方の表面を再度処理できるように、再度このポリイミドシートを上記スパッタリング装置にセットするとともに、ターゲットにはＳｉに代えてＣｕをセットした。
【００９５】
そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【００９６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．５６ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を８０℃まで昇温させ、Ｃｕをセットした前記ターゲットに０．０２５Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートのもう一方の表面上に厚さ約０．３μｍのＣｕからなる金属層４０３を形成させた。
【００９７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体４００を得た。
【００９８】
このようにして得られたＳｉ積層体４００について、そのＳｉ層４０２と金属層４０３の厚みをマイクロメータを用いて測定したところ、その厚さはそれぞれ２９μｍと０．４μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層４０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層４０２の純度を測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【００９９】
このようなＳｉ積層体４００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであり、特に金属層４０３はエッチング等により任意の回路パターンを容易に形成することができるものであった。
【０１００】
＜実施例７＞
本実施例は、基体シートの表裏両面においてＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図５に基づいて説明する。
【０１０１】
まず、基体シート５０１としては、実施例１と同じポリイミドシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例１と同様にして処理を行なった。
【０１０２】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＮｉを、第２ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をそれぞれセットするとともに、上記ポリイミドシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１０３】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２２０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートの一方の表面上に厚さ約０．５μｍの金属層５０３を形成し、その上に厚さ約３５μｍのＳｉ層５０２を形成させた。
【０１０４】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置からこのように処理されたポリイミドシートを取出した。その後、このポリイミドシートに対して金属層５０３とＳｉ層５０２が形成されていない方の表面を再度処理できるように、再度このポリイミドシートを上記スパッタリング装置にセットした。
【０１０５】
そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１１０℃にし、ポリイミドシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１０６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２２０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流を流し、ポリイミドシートのもう一方の表面上に厚さ約０．５μｍの金属層５０３を形成し、その上に厚さ約３５μｍのＳｉ層５０２を形成させた。
【０１０７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体５００を得た。
【０１０８】
このようにして得られたＳｉ積層体５００について、その表裏両面の金属層５０３とＳｉ層５０２の厚みをＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ金属層５０３が０．４５μｍと０．４８μｍ、Ｓｉ層５０２が３４μｍと３４．５μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いて表裏両面のＳｉ層５０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いて表裏両面のＳｉ層５０２の純度を測定したところ、表裏両面ともＳｉの純度は９９．９９９９９９９９９９％であった。
【０１０９】
このようなＳｉ積層体５００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【０１１０】
＜実施例８＞
本実施例は、基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したとともに、その金属層上に基体シートを設け、その基体シート上にＳｉ層を形成させたＳｉ積層体に関する。以下、図６に基づいて説明する。
【０１１１】
まず、基体シート６０１としては、ポリマーシートである厚さ２５μｍのポリイミドシートを用いた。このポリイミドシートは、２００℃における表面粗さＲａ値が１５ｎｍであり、また２５℃におけるＲａ値は１４．８ｎｍであり、両者の差は１．３％であった。
【０１１２】
このポリイミドシートを２枚用い、その間に金属層６０３である厚さ５０μｍのＣｕ箔を挟み熱によるラミネート加工を施すことにより、２枚の基体シート６０１で金属層６０３を挟みこんだ形態のベースを作成した。
【０１１３】
続いて、このベースを基体シートとして用いることを除き、他は全て実施例４と同様にして、表裏両面の基体シート６０１上にそれぞれＳｉ層６０２を形成した。
【０１１４】
このようにして得られたＳｉ積層体６００について、その表裏両面のＳｉ層６０２の厚みをＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ３１μｍと３２μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いて表裏両面のＳｉ層６０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いて表裏両面のＳｉ層６０２の純度を測定したところ、表裏両面ともＳｉの純度は９９．９９９９９９９％であった。
【０１１５】
このようなＳｉ積層体６００は、種々の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として用いることができるものであった。
【０１１６】
＜実施例９＞
本実施例は、基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上に気相反応層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図７に基づいて説明する。
【０１１７】
まず、基体シート７０１としては、実施例５と同じ液晶ポリマシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例５と同様にして処理を行なった。
【０１１８】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＣｕを、第２ターゲットおよび第３ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶をセットするとともに、上記液晶ポリマシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１５０℃にし、液晶ポリマシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１１９】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入するとともに、第３ターゲットに対してはさらにターゲット１ｃｍ2当り０．０７ｃｃ／分のＯ2ガスを同時に注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲット、第３ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流をそれぞれ流し、液晶ポリマシート上に厚さ約５μｍのＣｕからなる金属層７０３とその上に厚さ約３５μｍのＳｉ層７０２、さらにその上にＳｉＯ2からなる厚さ約０．５μｍの気相反応相７０４をそれぞれ形成させた。
【０１２０】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体７００を得た。
【０１２１】
このようにして得られたＳｉ積層体７００について、その金属層７０３、Ｓｉ層７０２および気相反応層７０４の厚みをそれぞれＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ４．７μｍ、３３μｍおよび０．５μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層７０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層７０２の純度および気相反応層７０４の組成をそれぞれ測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であり、気相反応層の組成はＳｉＯ2であることが確認できた。
【０１２２】
このようなＳｉ積層体７００は、種々の半導体デバイス用の素材として用いることができるものであった。
【０１２３】
＜実施例１０＞
本実施例は、基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上にＳｉドープ層を形成したＳｉ積層体に関する。以下、図８に基づいて説明する。
【０１２４】
まず、基体シート８０１としては、実施例５と同じ液晶ポリマシートを用い、基体シートに対する前処理を完了させるところまでは全て実施例５と同様にして処理を行なった。
【０１２５】
続いて、チャンバーの内部がＳｉによりコートされているスパッタリング装置の第１ターゲットにＣｕを、第２ターゲットに純度が９９．９９９９９９９９９％以上であるＳｉの単結晶を、第３ターゲットにＳｉとＰからなる合金(Ｓｉ／Ｐ比＝９９．９質量％／０．１質量％)をそれぞれセットするとともに、上記液晶ポリマシートも同装置内にセットした。そして、真空ポンプを用いてチャンバー内の真空度を１０-3Ｐａとした後、ヒータにより温度を１５０℃にし、液晶ポリマシートの水分の含有量を０．１質量％以下とした。
【０１２６】
続いて、さらに真空ポンプによりチャンバー内の真空度を１０-6Ｐａにし、アルゴンガスをターゲット１ｃｍ2当り０．４５ｃｃ／分の量で注入した。その後、チャンバー内の温度を２１０℃まで昇温させ、前記第１ターゲットに０．０３Ａ／ｃｍ2、第２ターゲット、第３ターゲットに０．０２Ａ／ｃｍ2の電流をそれぞれ流し、液晶ポリマシート上に厚さ約５μｍのＣｕからなる金属層８０３とその上に厚さ約３５μｍのＳｉ層８０２、さらにその上にＳｉとＰからなる厚さ約３．５μｍのＳｉドープ層８０５をそれぞれ形成させた。
【０１２７】
次いで、ターゲットの電流を停止させチャンバー内の温度を室温になるまで冷却し、アルゴンガスの注入を停止させた後スパッタリング装置から取出すことにより、本発明のＳｉ積層体８００を得た。
【０１２８】
このようにして得られたＳｉ積層体８００について、その金属層８０３、Ｓｉ層８０２およびＳｉドープ層８０５の厚みをそれぞれＦＩＢ装置を用いて断面測定したところ、その厚さはそれぞれ４．８μｍ、３３μｍおよび３．５μｍであった。また、透過型電子顕微鏡を用いてＳｉ層８０２を観察したところ、結晶質のＳｉとなっていることが確認された。また、光電子分析器（ＡＸＳＩＳウルトラ、（株）島津製作所製）を用いてＳｉ層８０２の純度およびＳｉドープ層８０５の組成をそれぞれ測定したところ、Ｓｉの純度は９９．９９９９９９９９９％であり、Ｓｉドープ層の組成はＳｉ：９９．９質量％、Ｐ：０．１質量％であることが確認できた。
【０１２９】
このようなＳｉ積層体８００は、種々の半導体デバイス用の素材として用いることができるものであった。
【０１３０】
＜比較例１＞
実施例１において、２００℃における表面粗さＲａ値が１．５μｍであり、２５℃におけるＲａ値が１．３８μｍであり、その差が８％であるポリイミドシートを基体シートとして用いることを除き、他は全て実施例１と同様にしてＳｉ積層体を得た。
【０１３１】
このようにして得られたＳｉ積層体は、基体シート上にＳｉ層を形成することはできるものの、Ｓｉ層の形成に伴なう寸法変化が大きく、特に表面平滑性に劣ったものとなるためＳｉ層上に他の半導体層を形成するなど他の加工をすることが困難であり、いずれにせよ実施例１のものに比較して劣っていた。
【０１３２】
＜比較例２＞
実施例１において、２００℃における表面粗さＲａ値が２．５μｍであり、２５℃におけるＲａ値が２．５μｍであり、その差が５％以内であるポリイミドシートを基体シートとして用いることを除き、他は全て実施例１と同様にしてＳｉ積層体を得た。
【０１３３】
このようにして得られたＳｉ積層体は、基体シート上にＳｉ層を形成することはできるものの、Ｓｉ層の表面粗さが大きくなり過ぎるためＳｉ層上に他の半導体層を形成するなど他の加工をすることが困難であり、いずれにせよ実施例１のものに比較して劣っていた。
【０１３４】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明のＳｉ積層体は、上記で各説明したような構成を有することにより、加工中において破損しにくく、以って歩留りも良好でコスト的にも優れたものとなるとともに、従来の半導体基板やＳｉウエハーと同等以上の機能を有するものである。したがって、本発明のＳｉ積層体は、各種の半導体デバイス用の素材（特に基板およびＳｉウエハー）として極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図２】 基体シートの表裏両面にＳｉ層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図３】 基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図４】 基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図５】 基体シートの表裏両面においてＳｉ層との間に金属層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図６】 基体シートの一方の表面にＳｉ層を形成し、もう一方の表面に金属層を形成したとともに、その金属層上に基体シートを設け、その基体シート上にＳｉ層を形成させたＳｉ積層体の概略断面図である。
【図７】 基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上に気相反応層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【図８】 基体シートとＳｉ層との間に金属層を形成するとともにＳｉ層上にＳｉドープ層を形成したＳｉ積層体の概略断面図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００ Ｓｉ積層体、１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１ 基体シート、１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２Ｓｉ層、１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０３金属層、７０４ 気相反応層、８０５ Ｓｉドープ層。
Claims (7)
- 厚さが４〜１０００μｍであり、１８０℃以上Ｓｉ層形成温度以下の任意の温度における表面粗さＲａ値が２μｍ以下であって、かつその任意の温度におけるＲａ値と２５℃におけるＲａ値との差が５％以内である基体シートに対して、その基体シートのいずれか一方の表面または表裏両面に、厚さが０．０００５〜２００μｍであり、かつ純度が９９．９９９％以上のＳｉからなるＳｉ層をスパッタリング方法により形成したことを特徴とするＳｉ積層体。
- Ｓｉ層が、Ｓｉ、Ｓｉ含有化合物、石英、琺瑯およびセラミックからなる群から選ばれた少なくとも１種でそのチャンバーの内部をコートしたスパッタリング装置を用いて、スパッタリング方法により形成されていることを特徴とする請求項１記載のＳｉ積層体。
- 基体シートが、ポリマーシート、セラミックシートまたは金属シートのいずれかである請求項１または２記載のＳｉ積層体。
- 基体シートとＳｉ層との間および／またはＳｉ層が基体シート上のいずれか一方の表面に形成されている場合にはそのＳｉ層が形成されていない方の表面に、厚さが０．０１〜２００μｍの金属層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＳｉ積層体。
- 金属層が、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｎまたはこれらの金属を少なくとも一種含む合金のいずれかにより構成されることを特徴とする請求項４記載のＳｉ積層体。
- ビアホール、スルーホールまたはアライメントホールのいずれか１以上の穴加工がされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＳｉ積層体。
- Ｓｉ層上に、Ｎ、ＯまたはＦから選ばれた少なくとも一種の元素とＳｉとが気相反応することにより形成される気相反応層および／または長周期型周期表の第２〜６周期の４Ａ族〜７Ｂ族元素の内少なくとも一種の元素とＳｉとから構成されるＳｉドープ層が、少なくとも一層以上形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＳｉ積層体。
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