JPH06252073A - 半導体基板及びその製造方法 - Google Patents

半導体基板及びその製造方法

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JPH06252073A
JPH06252073A JP5037205A JP3720593A JPH06252073A JP H06252073 A JPH06252073 A JP H06252073A JP 5037205 A JP5037205 A JP 5037205A JP 3720593 A JP3720593 A JP 3720593A JP H06252073 A JPH06252073 A JP H06252073A
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智 有本
Akio Hayafuji
紀生 早藤
Mikio Deguchi
幹雄 出口
Satoru Hamamoto
哲 濱本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯域溶融再結晶化時に半導体膜内に発生した
亜粒界を従来に比べて少ない工程数で確実に除去するこ
とができる半導体基板の製造方法を提供する。 【構成】 第１の半導体膜２の上方に所定間隔を空けて
所定幅のストライプ状の第２の半導体膜７を周期的に配
設し、この状態で第１の半導体膜２の帯域溶融再結晶化
を行う。そして、この後、ストライプ状の第２の半導体
膜７をマスクにして、第１の半導体膜２のストライプ状
の第２の半導体膜７で覆われていない部分を酸化し、次
いで、この酸化領域をエッチングにより除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体基板に関し、特
に基板表面の絶縁膜上に帯域溶融再結晶化により結晶粒
径の拡大された半導体膜を形成してなる半導体基板及び
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１８は従来の半導体基板の製造工程を
示す工程別断面図と斜視図である。以下、この図に基づ
いて半導体基板の製造方法を説明する。先ず、図１８
(a) に示すように、例えば単結晶シリコンからなる基板
１０上にシリコン酸化膜からなる絶縁膜１を約１μｍ程
度の厚みに形成し、次いで、この絶縁膜１上にアモルフ
ァスシリコンまたは多結晶シリコンからなる半導体膜２
を０．５〜５μｍ程度の厚みに形成し、更に、該半導体
膜２上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を積層してな
る絶縁膜３を１〜３μｍ程度の厚みに形成して半導体基
板材料５００を形成する。
【０００３】次に、図１８(b) に示すように、上記工程
により得られた半導体基板材料５００を、カーボンから
なる下側ヒータ２０ａ上に載置し、この基板材料５００
の上に該基板材料５００から一定の間隔を空けてカーボ
ンからなる上側ストリップヒータ２０ｂを配置し、該上
側ストリップヒータ２０ｂを基板材料５００の一方の端
部上から相対向する端部上に向けて例えば１ｍｍ／ｓｅ
ｃの一定速度で走査し、基板材料５００内の半導体薄膜
２を帯域溶融再結晶化（Zone Melting Recrystallizati
on) する。ここで、半導体薄膜２はこの帯域溶融再結晶
化によりその結晶粒径が拡大し、その導電率等の電気的
特性が改善される。尚、上記カーボンストリップヒータ
２０ｂの代わりに赤外線ランプが用いられることもあ
る。
【０００４】図１９は上記工程により得られた半導体基
板材料５００の断面と上面とを拡大して示した図であ
る。上記半導体基板材料５００の半導体薄膜２は、帯域
溶融再結晶化によりその結晶粒径が拡大し、導電率等の
電気的特性が改善されるものの、この図に示すように、
その内部に亜粒界４や転位５等の結晶欠陥を発生する。
これら亜粒界４や転位５はデバイスを形成した際にキャ
リア（電子・正孔）の再結合中心として作用するため、
これらの存在はデバイスの暗電流を増大させる原因にな
る。特に、亜粒界４は転位５の集合体であることから、
デバイスの特性を向上させるためには、亜粒界４を減ら
し、かつ、亜粒界４をいかにデバイスの特性に悪影響を
与えない位置に形成できるかが重要になる。尚、亜粒界
４は、帯域溶融再結晶化が進行していく際の半導体薄膜
２に生ずる固液界面の微小な凹凸がその発生原因と考え
られている。
【０００５】図２０は、上記点に鑑みて亜粒界の発生位
置を制御できるようにした、Journal of Electrochemic
al Society, Vol.130,No.5,p1178〜p1183 に記載された
従来の半導体基板の製造工程を示す工程別断面図であ
り、図において、図１８，１９と同一符号は同一または
相当する部分を示し、２０は厚さ７μｍ程度のカーボン
ストライプである。以下、この製造工程を説明する。
【０００６】先ず、図２０(a) に示すように、上記図１
８に示した製造工程と同様にして、単結晶シリコンから
なる基板１０上にシリコン酸化膜からなる絶縁膜１，ア
モルファスシリコンまたは多結晶シリコンからなる半導
体膜２，シリコン酸化膜とシリコン窒化膜を積層してな
る絶縁膜３を順次形成し、更に、絶縁膜３上に厚さ７μ
ｍのカーボンストライプ２０を１００〜２００μｍ程度
の一定の間隔を空けて周期的に形成して、半導体基板材
料５００ａを形成する。
【０００７】次に、上記図１８に示した製造工程と同様
にカーボンストリップヒータを用いて、カーボンストラ
イプのストライプ方向に沿って半導体膜２の帯域溶融再
結晶化を行うと、カーボンストライプ２０にカーボンス
トリップヒータからの熱が吸収されることから、半導体
膜２のカーボンストライプ２０の下方に位置する部分に
多くの熱が与えられる。従って、半導体膜２内にはこの
カーボンストライプ２０の形成位置に従った温度分布が
形成され、この温度分布により半導体膜２内における固
液界面の凹凸が変調を受け、図２０(b) に示すように、
亜粒界４が半導体膜２内にカーボンストライプ２０の下
部のみに形成され、亜粒界４の発生位置を特定の位置に
制御できるとともに、亜粒界４の数も減らすことができ
る。ここで、カーボンストライプ２０を形成する間隔を
１００〜２００μｍ程度にするのは、この間隔が２００
μｍより大きくなると、半導体膜２のカーボンストライ
プ２０の下部以外の部分にも亜粒界４が発生してしまう
ためである。尚、この方法では転位の数を減少させるこ
とはできない。
【０００８】一方、図２１はExtended Abstracts of th
e 18th(1986 International ）Conference on Solid St
ate Devices and Materials,Tokyo,1986,PP.565-568 に
記載された従来の半導体基板の製造工程を示す工程別断
面図であり、図において、図１８〜２０と同一符号は同
一または相当する部分を示している。以下、この製造工
程を説明する。この製造工程は、先ず、図２１(a) に示
すように、単結晶シリコンからなる基板１０の所定領域
を酸化して絶縁化領域１ａを形成した後、該単結晶シリ
コンからなる基板１０上にアモルファスシリコンまたは
多結晶シリコンからなる半導体薄膜２を順次形成し、更
に、半導体薄膜２上に一定間隔を開けて周期的に膜厚の
厚いストライプ部３ｂを形成したシリコン窒化膜３ａを
形成して半導体基板材料５００ｂを形成する。ここで、
シリコン窒化膜３ａの膜厚の薄い部分の厚みは例えば６
０オングストロームであり、膜厚の厚いストライプ部分
の厚みは５５０オングストロームとする。
【０００９】次に、図示しないレーザ光源からのレーザ
光をシリコン窒化膜３ａの上面に照射し、膜厚の厚いス
トライプ部のストライプ方向に沿って一定速度で走査
し、半導体薄膜２の帯域溶融再結晶化を行う。この際、
図２１(a) に示すように、シリコン窒化膜３ａの膜厚の
厚いストライプ部３ｂが他の部分よりも多く加熱される
ことから、半導体膜２のストライプ部３ｂの下方に位置
する部分に多くの熱が与えられ、この部分に亜粒界４が
形成される。また、この帯域溶融再結晶化においては、
単結晶シリコンからなる基板１０の半導体膜２と接触す
る部分１０ａがシードになり、欠陥のない単結晶シリコ
ンからなる基板１０の結晶方位に従って帯域溶融再結晶
化が進行し、転位５の数が図２０に示した方法で帯域溶
融再結晶化を行った場合に比べて少なくなり、欠陥密度
を低減することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の半
導体基板の製造工程では、半導体膜の帯域溶融再結晶化
の際に、半導体膜を覆う絶縁膜の上面に所定幅のカーボ
ンストライプを周期的に配設したり、また、半導体膜を
周期的にストライプ状の膜厚の厚い部分が形成された絶
縁膜で覆うことにより、半導体膜内に発生する亜粒界の
数を減少させるとともに、亜粒界の発生位置を制御し
て、実際にデバイスを形成した時に亜粒界が与えるデバ
イス特性への悪影響をできるだけ小さくするようにして
いる。
【００１１】しかしながら、亜粒界が半導体膜内に存在
する以上、デバイス特性の劣化を完全に防ぐことはでき
ない。従って、デバイス特性をより一層向上させるため
には、帯域溶融再結晶化した半導体膜から亜粒界を完全
に除去するか或いは半導体膜内で亜粒界を不活性化させ
てしまうことが必要である。このため、上記図２０，２
１に示した製造工程により得られる半導体基板に対して
所要のパターニングを施して、亜粒界部分を除去或いは
不活性化することが考えられるが、上記図２０，２１に
示す製造工程では、カーボンストライプ２０やシリコン
窒化膜からなる絶縁膜３ａを除去した後、亜粒界部分を
除去或いは不活性化するために新たなマスクパターンを
形成する必要があり、このマスクパターンの形成及び除
去工程が加わることから製造工程が煩雑になってしまう
という問題点があった。また、このマスクパターンの形
成位置の位置精度が低下すると、亜粒界を確実に除去す
ることができなくなってしまうという問題点があった。
【００１２】また、上記従来の半導体基板の製造工程で
は、半導体膜の帯域溶融再結晶化を膜内で均一に進行さ
せるためには、半導体膜の厚みは上述した５μｍ程度が
限界であり、例えば太陽電池等に用いられる、その厚み
が数μｍより大きい厚み、具体的には５０μｍ〜１００
μｍ程度の厚みが必要な半導体膜を形成した場合は、そ
の結晶粒径を拡大することができないばかりでなく、結
晶欠陥も増加させてしまうという問題点があった。
【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、帯域溶融再結晶化により形成さ
れる半導体膜を、その内部に発生する亜粒界が確実に除
去された、或いは、確実に不活性化された状態として、
基板表面の絶縁膜上に簡単な工程で形成することのでき
る半導体基板の製造方法を得ることを目的とする。
【００１４】更に、この発明の他の目的は、数μｍより
大きい膜厚で、結晶粒径が拡大し、しかも、亜粒界等の
結晶欠陥が殆どない半導体膜を、基板表面の絶縁膜上に
形成してなる半導体基板及びその製造方法を得ることを
目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体基
板の製造方法は、第１の半導体膜の帯域溶融再結晶化時
に亜粒界の発生位置を制御するために用いたストライプ
状の第２の半導体膜をマスクにして、上記第１の半導体
膜の亜粒界を除去するようにしたものである。
【００１６】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法は、上記亜粒界の除去後、新たな半導体膜をエ
ピタキシャル成長するものである。
【００１７】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法は、第１の半導体膜の帯域溶融再結晶化時に亜粒界の
発生位置を制御するために用いたストライプ状の第２の
半導体膜をマスクにして、上記第１の半導体膜の亜粒界
を不純物拡散により不活性化するようにしたものであ
る。
【００１８】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法は、上記亜粒界の不活性化後、新たな半導体膜
をエピタキシャル成長するものである。
【００１９】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法は、ストライプ状の溝を一定間隔を空けて周期的に形
成した半導体膜を帯域溶融再結晶化した後、該半導体膜
をその上面から所定厚みだけ除去して、該半導体膜内の
亜粒界を除去するようにしたものである。
【００２０】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法は、上記亜粒界の除去後、新たな半導体膜をエ
ピタキシャル成長するものである。
【００２１】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法は、半導体膜の帯域溶融再結晶化後、該半導体膜の表
面部分を酸化し、次いで、該表面部分を除去するように
したものである。
【００２２】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法は、上記半導体膜の表面部分の除去の後、新た
な半導体膜をエピタキシャル成長するものである。
【００２３】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法は、第１の半導体膜の上方にストライプ状の第２の半
導体膜を所定間隔を空けて周期的に配設した状態で該第
１の半導体膜の帯域溶融再結晶化を行い、この後、上記
ストライプ状の第２の半導体膜と、上記第１の半導体膜
の上記ストライプ状の第２の半導体膜がその上方に形成
されていない部分とを除去するようにしたものである。
【００２４】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法は、上記半導体膜の除去工程の後、新たな半導
体膜をエピタキシャル成長するものである。
【００２５】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法は、第１の半導体膜の上方にストライプ状の第２の半
導体膜を所定間隔を空けて周期的に配設した状態で該第
１の半導体膜の帯域溶融再結晶化を行い、上記第１の半
導体膜の亜粒界が発生した部分上にのみ絶縁膜が残され
る状態となるように、上記ストライプ状の第２の半導体
膜を除去し、この後、第３の半導体膜をエピタキシャル
成長するようにしたものである。
【００２６】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法は、半導体膜の帯域溶融再結晶化後、該半導体膜をそ
の上面から所定厚みだけ除去して、該半導体膜の酸素濃
度が少ない部分を露出させた後、この上に新たに半導体
膜をエピタキシャル成長するようにしたものである。
【００２７】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法は、帯域溶融再結晶化された第１の半導体膜上に、上
記第１の半導体膜の亜粒界の発生位置にその形成位置が
重ならないように開口部を形成した絶縁膜を配設し、こ
の状態で新たな第２の半導体膜をエピタキシャル成長
し、更にこの第２の半導体膜の帯域溶融再結晶化を行う
ようにしたものである。
【００２８】
【作用】この発明においては、第１の半導体膜の帯域溶
融再結晶化時に亜粒界の発生位置を制御するために用い
たストライプ状の第２の半導体膜が、上記亜粒界を除去
するためのマスクになるため、従来に比べて少ない工程
数で、かつ、高い精度でもって上記第１の半導体膜から
亜粒界を除去することができる。
【００２９】更に、この発明においては、上記亜粒界の
除去後、更に半導体膜をエピタキシャル成長するように
したから、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、膜厚の厚
い半導体膜を形成することができる。
【００３０】更に、この発明においては、第１の半導体
膜の帯域溶融再結晶化時に亜粒界の発生位置を制御する
ために用いたストライプ状の第２の半導体膜が、上記亜
粒界を不活性化するためのマスクになるため、従来に比
べて少ない工程数で、かつ、高い精度でもって上記第１
の半導体膜の亜粒界を不活性化することができる。
【００３１】更に、この発明においては、上記亜粒界を
不活性化した後、更に半導体膜をエピタキシャル成長す
るようにしたから、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、
膜厚の厚い半導体膜を形成することができる。
【００３２】更に、この発明においては、半導体膜の帯
域溶融再結晶化後、該半導体膜をその上面から所定厚み
だけ除去するだけで、該半導体膜内に形成された亜粒界
を除去できるようにしたから、従来に比べて少ない工程
で、かつ、高い精度でもって上記半導体膜から亜粒界を
除去することができる。
【００３３】更に、この発明においては、上記亜粒界の
除去後、更に半導体膜をエピタキシャル成長するように
したから、亜粒界が無く、結晶品質に優れた膜厚の厚い
半導体膜を形成することができる。
【００３４】更に、この発明においては、半導体膜の帯
域溶融再結晶化後、該半導体膜の表面部分を酸化し、次
いで、この酸化された表面部分を除去するようにしたか
ら、上記表面部分の酸化と同時に上記半導体膜内の亜粒
界の発生部分も酸化され、上記表面部分の除去後は、亜
粒界の発生部分のみが酸化し、他の部分が未酸化状態の
半導体膜を得ることができる。
【００３５】更に、この発明においては、上記半導体膜
の表面部分の除去後、更に半導体膜をエピタキシャル成
長するようにしたから、亜粒界が無く、結晶品質に優れ
た膜厚の厚い半導体膜を形成することができる。
【００３６】更に、この発明においては、第１の帯域溶
融再結晶化時に亜粒界の発生位置を制御するために用い
たストライプ状の第２の半導体膜の形成位置を基準にし
て、上記第１の半導体膜の亜粒界の発生した部分を除去
するようにしたから、従来に比べて少ない工程数で、か
つ、高い精度でもって上記第１の半導体膜から亜粒界を
除去することができる。
【００３７】更に、この発明においては、上記亜粒界の
除去後、更に半導体膜をエピタキシャル成長するように
したから、亜粒界が無く、結晶品質に優れた膜厚の厚い
半導体膜を形成することができる。
【００３８】更に、この発明においては、半導体膜の帯
域溶融再結晶化後、該半導体膜内に形成された亜粒界を
絶縁膜で被覆し、この状態で新たに半導体膜をエピタキ
シャル成長するようにしたから、亜粒界が無く、結晶品
質に優れた膜厚の厚い半導体膜を絶縁膜上に形成するこ
とができる。
【００３９】更に、この発明においては、帯域溶融再結
晶化後、半導体膜をその上面から所定厚みだけ除去し
て、酸素濃度が少ない部分を露出させた後、新たに半導
体膜をエピタキシャル成長するようにしたから、新たに
成長する半導体膜には亜粒界を起源とする結晶欠陥が生
じなくなる。
【００４０】更に、この発明においては、帯域溶融再結
晶化された第１の半導体膜の亜粒界が形成されていない
部分をシードとして、該第１の半導体膜上に形成した第
２の半導体膜の帯域溶融再結晶化を行うようにしたか
ら、第２の半導体膜は第１の半導体膜の亜粒界の無い部
分の良好な結晶性に従って、亜粒界を発生することなく
結晶粒径を拡大することができる。
【００４１】
【実施例】
実施例１．図１はこの発明の実施例１による半導体基板
の製造工程を示す工程別断面図であり、図において、図
１８と同一符号は同一または相当する部分を示してい
る。
【００４２】以下、この図に基づいて製造工程を説明す
る。先ず、従来と同様にして例えば単結晶シリコンから
なる基板１０上にシリコン酸化膜からなる絶縁膜１を約
１μｍ程度の厚みに形成し、この絶縁膜１上にアモルフ
ァスシリコンまたは多結晶シリコンからなる半導体膜２
を約０．５〜５μｍ程度の厚みに形成し、更に、この半
導体膜２上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を積層し
た絶縁膜３を１〜３μｍ程度の厚みに形成した後、絶縁
膜３上にアモルファスシリコンまたは多結晶シリコンか
らなるその幅が１００〜２００μｍの範囲にあるストラ
イプ状の半導体膜７を１０〜２０μｍ程度の間隔を開け
て周期的に形成し、このストライプ状の半導体膜７及び
このストライプ状の半導体膜７の間に露出する絶縁膜３
を、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜を積層した絶縁膜
８によって被覆して、図１(a) に示す半導体基板材料１
００を得る。
【００４３】次に、従来と同様にして、カーボンストリ
ップヒータを、該ヒータの長手方向がストライプ状の半
導体膜７のストライプ方向に対して直交するように、半
導体基板材料１００の上方に配置し、該ストリップヒー
タをストライプ状の半導体膜７のストライプ方向に沿っ
て、基板材料１００の一方の端部上から他方の端部上に
向かって例えば１ｍｍ／ｓｅｃの一定速度で走査する。
これによって、半導体膜２は帯域溶融再結晶化し、その
結晶粒径が拡大し、導電率等の電気的特性が改善され
る。ここでは、ストライプ状の半導体膜７が熱を遮蔽す
ることから、半導体膜２のこのストライプ状の半導体膜
７がその上面に配設されていない部分に多く熱が伝わっ
て、該半導体膜２内に温度分布が形成され、その結果、
この半導体膜２のその上面にストライプ状の半導体膜７
が配設されていない部分に亜粒界４が形成される。尚、
ストライプ状の半導体膜７の幅を１００〜２００μｍの
範囲にするのは、これより大きな幅で形成すると、半導
体膜２の帯域溶融再結晶化時に、該半導体膜２の、その
上面にストライプ状の半導体膜７が配設された部分にも
亜粒界が発生することがあり、亜粒界が予測しえない不
規則な位置に形成されてしまうためである。また、上記
ストライプ状の半導体膜７を形成する間隔を１０〜２０
μｍ程度とするのは、亜粒界を半導体膜２の、その上面
にストライプ状の半導体膜７が配設されていない部分に
制御性よく発生させるためであり、この範囲を外れる
と、半導体膜２のその上面にストライプ状の半導体膜７
が配設されている部分に亜粒界が発生する恐れがある。
【００４４】図２は上記工程後の半導体基板材料１００
の断面図と上面図であり、半導体膜２の、その上部にス
トライプ状の半導体膜７が形成されていない部分に亜粒
界４が形成されている様子を示している。尚、図中の５
は転位である。
【００４５】次に、図１(b) に示すように、フッ酸水溶
液を用いて絶縁膜８とストライプ状の半導体膜７の間に
ある絶縁膜３とを除去して、ストライプ状の半導体膜７
と半導体膜２を露出させた後、図１(c) に示すように、
ストライプ状の半導体膜７をマスクにして半導体膜２の
露出した部分、即ち、半導体膜２の亜粒界４が形成され
ている部分を酸化する。この酸化の際、半導体膜２内の
亜粒界４は不活性化し、ストライプ状の半導体膜７も同
時に酸化される。尚、図１(c) における２ａ，７ａは半
導体膜２，７における酸化領域を示し、ストライプ状の
半導体膜７の酸化の程度は、図１(c) に示すように、ス
トライプ状の半導体膜７の全体が酸化される（７ａとな
る）程度まで行ってもよいし、図１(d) に示すように、
酸化部７ａの下部に未酸化部７が残る程度に止めておい
てもよい。
【００４６】次に、図１(e) に示すように、半導板膜７
ａ（，７）と絶縁膜３を例えばフッ酸水溶液を用いてエ
ッチング除去すると、半導体膜２の酸化領域２ａも同時
にエッチング除去され、亜粒界４が除去された半導体膜
２が得られる。尚、この際、既に上記工程によって亜粒
界４は不活性化しているので、酸化領域２ａは完全には
除去されず、その一部が残っていてもよい。
【００４７】このような本実施例の半導体基板の製造工
程では、半導体膜２の帯域溶融再結晶化において、亜粒
界４の発生位置を制御するために設けたストライプ状の
半導体膜７が、帯域溶融再結晶化後に亜粒界４を除去或
いは不活性化するためのマスクになるため、従来のよう
に亜粒界を除去或いは不活性化するために新たなマスク
パターンを形成する必要がなくなる。従って、従来に比
べて少ない工程数により、確実にその内部の亜粒界が除
去或いは不活性化された，帯域溶融再結晶化されてなる
半導体膜が、その表面の絶縁膜上に形成された半導体基
板を得ることができる。
【００４８】実施例２．図３はこの発明の実施例２によ
る半導体基板の製造工程を示す工程別断面図であり、図
において、図１と同一符号は同一または相当する部分を
示している。以下、この図に基づいて製造工程を説明す
る。先ず、上記実施例１の図１(a)、図１(b) に示す工程
と同じ工程を行う。
【００４９】次に、図３(a) に示すように、ストライプ
状の半導体膜７をマスクにして半導体膜２に不純物を拡
散すると、半導体膜２の、その上面にストライプ状の半
導体膜７が形成されていない部分に不純物拡散層２ｂが
形成され、この部分に発生している亜粒界４が不活性化
する。ここで用いる不純物は、半導体膜２がｐ型の場合
はリン（Ｐ）等のｎ型不純物を用い、半導体膜２がｎ型
の場合はボロン（Ｂ）等のｐ型の不純物を用いる。尚、
この際、ストライプ状の半導体膜７にも不純物拡散層７
ｂが形成される。
【００５０】次に、絶縁膜３をフッ酸水溶液によりエッ
チングして、絶縁膜３とストライプ状の半導体膜７（，
７ｂ）を除去すると、図３(b) に示すように、亜粒界４
が不純物拡散層２ｂによって不活性化した半導体膜２が
得られる。
【００５１】このような本実施例の半導体基板の製造工
程では、半導体膜２の帯域溶融再結晶化において、亜粒
界４の発生位置を制御するために設けたストライプ状の
半導体膜７が、帯域溶融再結晶化後に亜粒界４を不活性
化するためのマスクになるため、従来のような亜粒界を
除去或いは不活性化するために新たなマスクパターンを
形成することが不要になる。従って、従来に比べて少な
い工程数により、確実にその内部の亜粒界が不活性化さ
れた，帯域溶融再結晶化されてなる半導体膜がその表面
の絶縁膜上に形成されてなる半導体基板を得ることがで
きる。
【００５２】実施例３．図４はこの発明の実施例３によ
る半導体基板の製造工程を示す工程別断面図であり、図
において、図１と同一符号は同一または相当する部分を
示している。以下、この図に基づいて製造工程を説明す
る。先ず、例えば単結晶シリコンからなる基板１０上に
シリコン酸化膜からなる絶縁膜１を約１μｍ程度の厚み
に形成し、この絶縁膜１上にアモルファスシリコンまた
は多結晶シリコンからなる半導体膜２ｃを約０．５〜５
μｍ程度の厚みに形成した後、該半導体膜２ｃに１００
〜２００μｍ程度の間隔を開けてその幅が１０〜２０μ
ｍのストライプ状の溝２ｄを周期的に形成し、次いで該
半導体膜２ｃ上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を積
層した絶縁膜３を１〜３μｍ程度の厚みに形成すると、
図４(a) に示す半導体基板材料２００が得られる。
【００５３】次に、図示しないカーボンストリップヒー
タを、該ヒータの長手方向がストライプ状の溝２ｄのス
トライプ方向に対して直交するように、半導体基板材料
１００の上方に配置し、該ストリップヒータをストライ
プ状の溝２ｄのストライプ方向に沿って、基板材料１０
０の一方の端部上から他方の端部へ、例えば１ｍｍ／ｓ
ｅｃの一定速度で走査する。これによって、半導体膜２
ｃは帯域溶融再結晶化し、その結晶粒径が拡大し、導電
率等の電気的特性が改善される。この際、半導体膜２ｃ
のストライプ状の溝２ｄが形成されている膜厚の薄い部
分は、そのストライプ状の溝２ｄが形成されていない膜
厚の厚い部分より速く溶融し、その結果、該半導体膜２
ｃ内に温度分布が形成されて、図４(b) に示すように、
該半導体膜２ｃのストライプ状の溝２ｄが形成されてい
る部分に亜粒界４が形成される。尚、ストライプ状の溝
２ｄを１００〜２００μｍ程度の間隔を空けて形成する
のは、ストライプ状の溝２ｄを形成する間隔がこの間隔
より大きくなると、半導体膜２の帯域溶融再結晶化時
に、該半導体膜２ｃのストライプ状の溝２ｄを形成した
部分とは異なる膜厚の厚い部分でも亜粒界が発生するこ
とがあり、亜粒界が予測しえない不規則な位置に形成さ
れてしまうためである。また、上記ストライプ状の溝２
ｄの幅を１０〜２０μｍ程度とするのは、亜粒界を半導
体膜２ｃのこのストライプ状の溝２ｄが形成されている
部分に制御性よく発生させるためであり、この幅を外れ
ると、半導体膜２のストライプ状の溝２ｄを形成した部
分とは異なる膜厚の厚い部分にも亜粒界が発生する恐れ
がある。
【００５４】図５は上記工程後の半導体基板材料２００
の断面図と上面図であり、半導体膜２ｃのストライプ状
の溝２ｄが形成されている部分に亜粒界４が形成されて
いる様子を示している。尚、図中の５は転位である。
【００５５】次に、フッ酸水溶液で絶縁膜３を除去し、
続いて、１１００℃の水素雰囲気下で塩化水素ガスによ
り、ストライプ状の溝２ｄの形成位置に対応する位置か
ら絶縁膜１が露出するまで半導体膜２ｃの全面を所定深
さだけエッチング除去すると、半導体膜２ｃのストライ
プ状の溝２ｄが形成されていた部分が完全に除去される
ことから亜粒界４が除去され、その内部に亜粒界４を含
まない半導体膜２ｃが得られる。
【００５６】このような本実施例の半導体基板の製造工
程では、半導体膜２ｃを帯域溶融再結晶化した後、半導
体膜２ｃをその上面から所定厚みだけ除去するだけで、
半導体膜２ｃ内に形成された亜粒界４を除去することが
でき、従来に比べて少ない工程数で、確実にその内部の
亜粒界が不活性化された，帯域溶融再結晶化による半導
体膜が、その表面の絶縁膜上に形成されてなる半導体基
板を得ることができる。
【００５７】実施例４．図６はこの発明の実施例４によ
る半導体基板の構造を示す断面図であり、図において、
図４と同一符号は同一または相当する部分を示してい
る。
【００５８】本実施例の半導体基板は、この図に示すよ
うに上記実施例４で得られた半導体基板（図５におい
て、絶縁膜３及び溝２ｄ下の半導体膜２ｃが除去された
もの）上に、更にシリコンからなる半導体膜９を５０〜
１００μｍ程度エピタキシャル成長して構成されてい
る。
【００５９】このような本実施例の半導体基板では、半
導体膜９の下地となる半導体膜２ｃは、結晶粒径が拡大
し、かつ、亜粒界が除去されているので、半導体膜９も
半導体膜２ｃの結晶性に従って、亜粒界が存在しない優
れた結晶性のものとなる。この半導体基板は、半導体膜
９が５０〜１００μｍ程度の厚みに形成されているの
で、太陽電池用の半導体基板として有効に利用すること
ができる。
【００６０】実施例５．図７はこの発明の実施例５によ
る半導体基板の製造工程を示す工程別断面図であり、図
において、図１と同一符号は同一または相当する部分を
示している。以下、この図に基づいて製造工程を説明す
る。先ず、図１８(a) に示す半導体基板材料５００と同
じ半導体基板材料を作成し、亜粒界の発生位置を制御す
ることなく、図１８(b) に示す工程と同様にして半導体
膜の帯域溶融再結晶化を行うと、図７(a) に示す状態と
なる。
【００６１】次に、図７(b) に示すようにフッ酸水溶液
により絶縁膜３をエッチング除去した後、図７(c) に示
すように、露出した半導体膜２の全面を酸化して酸化領
域２ｅを形成する。この際、半導体膜２の亜粒界４が形
成されている部分は、半導体膜を構成する原子間の結合
が他の部分のそれよりも弱くなっていることから酸化が
進みやすく、図に示すように、同時に酸化される。
【００６２】次に、例えば、水酸化カリウム水溶液を用
いて、半導体膜２を全面にわたり上面から一定深さだけ
エッチング除去し、図２(d) に示すように、未酸化領域
を露出させると、その内部に亜粒界４が不活性化された
半導体膜２が得られる。
【００６３】このような本実施例の半導体基板の製造工
程では、亜粒界の発生数の減少及び亜粒界の発生位置の
制御を行うことはできないが、少ない工程数で確実に亜
粒界が不活性化した半導体膜２を得ることができる。
【００６４】実施例６．図８はこの発明の実施例６によ
る半導体基板の構成を示す断面図であり、図において、
図７と同一符号は同一または相当する部分を示してい
る。
【００６５】この半導体基板は、上記実施例５の半導体
基板上に更に半導体膜９を５０〜１００μｍの厚みとな
るようエピタキシャル成長して構成されている。
【００６６】このような本実施例の半導体基板では、５
０〜１００μｍの厚みを有し、亜粒界が存在しない優れ
た結晶性の半導体膜９を備えているので、上記実施例４
の半導体基板と同様の効果を得ることができる。
【００６７】実施例７．図９はこの発明の実施例７によ
る半導体基板の製造工程を示す工程別断面図であり、図
において、図１と同一符号は同一または相当する部分を
示している。以下、製造工程を説明する。先ず、図９
(a) に示すように実施例１の半導体基板材料１００と同
じ基板材料を形成し、半導体膜２の帯域溶融再結晶化を
行う。
【００６８】次に、ストライプ状の半導体膜７の上方の
絶縁膜８の上部をレジストで覆い、この状態でフッ酸水
溶液で、絶縁膜８の表面露出部をエッチング除去し、更
に露出した絶縁膜３をエッチング除去した後、上記レジ
ストを除去する。そして、この後、上記エッチング除去
された部分にレジストを埋込み、この状態でフッ酸水溶
液を用いて残っている絶縁膜８をエッチング除去し、次
いで、水酸化カリウム水溶液を用いてストライプ状の半
導体膜７をエッチング除去し、更に、フッ酸水溶液を用
いて残っている絶縁膜３を除去すると、図９(b) に示す
状態となり、その内部の亜粒界４が除去された半導体膜
２が得られる。
【００６９】このような本実施例の半導体基板の製造工
程では、半導体膜２の上方に形成したストライプ状の半
導体膜７により、亜粒界４の発生位置の制御され、更
に、このストライプ状の半導体膜７を基準にして亜粒界
４の除去工程が行われるので、、従来に比べて少ない工
程数で、確実にその内部の亜粒界が不活性化された、帯
域溶融再結晶化による半導体膜が、その表面の絶縁膜上
に形成されてなる半導体基板を得ることができる。
【００７０】実施例８．図１０はこの発明の実施例８に
よる半導体基板の構成を示す断面図であり、図におい
て、図７と同一符号は同一または相当する部分を示して
いる。
【００７１】この半導体基板は、上記実施例７の半導体
基板上に更に半導体膜９を５０〜１００μｍの厚みとな
るようエピタキシャル成長して構成されている。
【００７２】このような本実施例の半導体基板では、５
０〜１００μｍの厚みを有し、亜粒界が存在しない優れ
た結晶性の半導体膜９を備えているので、上記実施例４
の半導体基板と同様の効果を得ることができる。
【００７３】実施例９．図１２はこの発明の実施例９に
よる半導体基板の構成を示す断面図であり、図１１はそ
の製造工程における製造途上の一工程を示す断面図であ
る。これらの図において、図１と同一符号は同一または
相当する部分を示している。以下、製造工程を説明す
る。先ず、実施例１の半導体基板材料１００と同じ基板
材料を形成し、半導体膜２の帯域溶融再結晶化を行う。
そして、ストライプ状の半導体膜２の間の凹部にある絶
縁膜８上をレジストでカバーし、この状態でフッ酸水溶
液により露出する絶縁膜８をエッチング除去し、更に、
水酸化カリウム水溶液によりストライプ状の半導体膜２
をエッチング除去し、更に、露出した絶縁膜３を除去す
ると、図１１(a) に示す状態になる。
【００７４】そして、この後、半導体膜９を５０〜１０
０μｍの厚みとなるようエピタキシャル成長すると図１
２に示す半導体基板が得られる。このような本実施例の
半導体基板では、５０〜１００μｍの厚みを有し、亜粒
界が存在しない優れた結晶性の半導体膜９を備えている
ので、上記実施例４の半導体基板と同様の効果を得るこ
とができる。
【００７５】実施例１０．図１３はこの発明の実施例１
０による半導体基板の製造工程を示す工程別断面図であ
り、図において、図１，図１８と同一符号は同一または
相当する部分を示している。以下、製造工程を説明す
る。先ず、図１８(a) に示した半導体基板材料５００を
作成する。
【００７６】次に、上記半導体基板材料５００内の半導
体膜２を従来と同じ方法により帯域溶融再結晶化する。
【００７７】図１４はこの工程により帯域溶融再結晶化
された半導体膜２中の酸素の深さ方向の分布を示してお
り、図中、１５は亜粒界が発生した部分の分析結果、１
６は亜粒界が発生していない部分の分析結果を示してい
る。図に示すように、亜粒界が発生した部分の酸素濃度
は、亜粒界が発生していない部分に比べて半導体膜の表
面領域で高濃度であり、亜粒界が発生していない部分の
酸素濃度と同程度になるのは、半導体膜の表面から５０
００オングストローム以上の深いところである。ところ
で、このような酸素等の不純物は半導体膜中の固溶度を
越えると、半導体原子との間の化合物（例えば半導体膜
がＳｉからなる場合はＳｉＯ2 ）として析出し、この析
出物は、半導体膜上に新たに半導体膜をエピタキシャル
成長する際に、エピタキシャル層内に線欠陥を発生させ
る源となる。図２２は、上記半導体膜２上に新たな半導
体膜９ｂをエピタキシャル成長した時の断面図と上面図
であり、この図に示すように、半導体膜９ｂには半導体
膜２内の亜粒界４自身を起源とする亜粒界４の他に線欠
陥４ａが発生する。従って、次の工程では、半導体膜２
の、酸素を高濃度に含む表面部分を除去してから、新た
な半導体膜をエピタキシャル成長する。
【００７８】先ず、フッ酸水溶液で絶縁膜３を除去して
半導体膜２を露出させた後、約１１００℃に加熱された
水素雰囲気中で塩化水素ガスを用いて半導体膜２を表面
から５０００オングストロームの深さまでエッチング除
去すると、図１３(a) に示す状態となる。図中２ｆはそ
の表面から５０００オングストローム以上の深さまでエ
ッチング除去された半導体膜を表している。
【００７９】次に、図１３(b) に示すように、上記半導
体膜２ｆ上に例えばシリコンを５０〜１００μｍの厚み
となるようエピタキシャル成長して半導体膜９ａを形成
する。尚、上記半導体膜２のエッチング工程を、上記の
ような約１１００℃に加熱された水素雰囲気中で塩化水
素ガスを用いて行うことにより、このエッチング工程と
半導体膜９ａのエピタキシャル成長工程とを同じ環境
下、即ち、同一のチャンバ内で引き続いておこなうこと
ができるので、エッチングにより露出した半導体膜２ｆ
の清浄な表面を保ちながら半導体膜９ａをエピタキシャ
ル成長することができる。
【００８０】このような本実施例の半導体基板の製造工
程では、帯域溶融再結晶化された半導体膜２を表面から
５０００オングストローム以上の深さまでエッチングし
て、半導体膜２内の酸素が高濃度に偏析している部分を
除去し、この後、その厚みが５０〜１００μｍとなるよ
うに半導体膜９ａをエピタキシャル成長したので、線欠
陥４ａのない５０〜１００μｍの厚みを有する半導体膜
９ａが、その表面の絶縁膜上に形成されてなる半導体基
板を得ることができる。
【００８１】実施例１１．図１５はこの発明の実施例１
１による半導体基板の製造工程を示す工程別断面図であ
り、図において、図１と同一符号は同一または相当する
部分を示している。以下、製造工程を説明する。先ず、
図１５(a) に示すように図１８(a) に示す半導体基板材
料５００と同じの半導体基板材料を作成する。
【００８２】次に、図１５(b) に示すように従来と同様
にして、亜粒界４の発生位置を制御することなく半導体
膜２の帯域溶融再結晶化を行う。
【００８３】次に、図１５(c) に示すように、その形成
位置が亜粒界４の発生位置に重ならないよう、上記半導
体膜２に開口部１３を形成する。図１６はこの開口部１
３の形成状態を具体的に示した図であり、図１６(a) は
１〜１０μｍφの円形の開口部１３ａを複数形成した状
態、図１６(b) は幅１〜１０μｍのストライプ状の開口
部１３ｂを複数形成した状態、図１６(c) は基板の端部
に対してのみ幅１〜１０μｍのストライプ状の開口部１
３ｃを形成した状態をそれぞれ示している。
【００８４】次に、図１５(d) に示すように、膜厚が
０．５〜１μｍ程度のアモルファスシリコンまたは多結
晶シリコンからなる半導体膜１１をストライプ状の開口
部１３が形成された絶縁膜３上に形成し、更に、半導体
膜１１上にシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜か
らなる絶縁膜１２を形成する。
【００８５】次に、図示しないカーボンストリップヒー
タ等の加熱手段を絶縁膜１２の上方に配置し、これを一
定速度で一定方向に走査して、図１５(e) に示すよう
に、半導体膜１１の帯域溶融再結晶化を行い、この後、
絶縁膜１２を除去すると図１５(f) に示す半導体基板が
得られる。ここで、半導体膜１１は絶縁膜３の開口部１
３を介して半導体膜２の亜粒界が無い良好な結晶品質の
部分をシードとして帯域溶融再結晶化していくため、極
めて良好な結晶品質に再結晶化される。
【００８６】図１７は、絶縁膜３を図１６(a) の状態に
し、半導体膜１１の帯域溶融再結晶化を行った際の半導
体膜１１を結晶状態を示した模式拡大図であり、図にお
いて、１３ａ′は絶縁膜３の開口部１３ａから半導体膜
１１の再結晶化が進行してきたことを示す痕跡であり、
１７は開口部１３ａから再結晶化が進行してきた異なる
結晶化領域がぶつかりあってできた粒界で、これは亜粒
界のような結晶欠陥の集合体ではなく、結晶の方位が若
干ずれている程度で、半導体膜１１の電気特性等に全く
影響を与えるものではない。
【００８７】このように本実施例の半導板基板の製造工
程では、上記半導体膜１１の帯域溶融再結晶化時、該半
導体膜１１が絶縁膜３の開口部１３を通して帯域溶融再
結晶化された半導体膜２の亜粒界４のない良好な結晶品
質の部分に接合しているため、この接合部分をシードに
して帯域溶融再結晶化が進行し、帯域溶融再結晶化後の
半導体膜１１の結晶品質は極めて良好で、その内部に亜
粒界は形成されない。従って、亜粒界がなく極めて結晶
性が改善された半導体膜が基板の絶縁膜上に形成されて
なる半導体基板を得ることができる。
【００８８】尚、上記何れの実施例においても基板に単
結晶シリコン基板を用い、帯域溶融再結晶化を行う半導
体膜にアモルファスシリコンまたは多結晶シリコンから
なる半導体膜を用いたが、本発明においては、基板に金
属，ガラス，セラミック等の他の材料からなる基板を用
いてもよく、また、帯域溶融再結晶化を行う半導体膜に
他の半導体材料からなる半導体膜を用いてもよく、上記
と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
【発明の効果】この発明に係る半導体基板の製造方法に
よれば、第１の半導体膜の帯域溶融再結晶化時に亜粒界
の発生位置を制御するために用いたストライプ状の第２
の半導体膜を、上記亜粒界を除去するためのマスクとし
て用いるようにしたので、従来に比べて少ない工程数
で、その内部の亜粒界が確実に除去された、帯域溶融再
結晶化による半導体膜が、基板表面の絶縁膜上に形成さ
れてなる半導体基板を得ることができる効果がある。
【００９０】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、上記半導体基板の亜粒界が除去され
た半導体膜上に、新たに半導体膜をエピタキシャル成長
するので、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、膜厚が数
μｍより大きい半導体膜が基板表面の絶縁膜上に形成さ
れてなる半導体基板を得ることができる効果がある。
【００９１】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法によれば、第１の半導体膜の帯域溶融再結晶化時に亜
粒界の発生位置を制御するために用いたストライプ状の
第２の半導体膜を、上記亜粒界を不活性化するためのマ
スクとして用いるようにしたので、従来に比べて少ない
工程数で、その内部の亜粒界が確実に不活性化した、帯
域溶融再結晶化されてなる半導体膜が基板表面の絶縁膜
上に形成された半導体基板を得ることができる効果があ
る。
【００９２】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、上記半導体基板の亜粒界が不活性化
した半導体膜上に、新たに半導体膜をエピタキシャル成
長するので、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、膜厚が
数μｍより大きい半導体膜が基板表面の絶縁膜上に形成
されてなる半導体基板を得ることができる効果がある。
【００９３】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法によれば、半導体膜の帯域溶融再結晶化後、該半導体
膜をその上面から所定厚みだけ除去することにより、該
半導体膜内に発生した亜粒界を除去できるようにしたの
で、従来に比べて少ない工程数で、その内部の亜粒界が
確実に除去された、帯域溶融再結晶化による半導体膜が
基板表面の絶縁膜上に形成されてなる半導体基板を得る
ことができる効果がある。
【００９４】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、上記半導体基板の亜粒界が除去され
た半導体膜上に、新たに半導体膜をエピタキシャル成長
するので、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、膜厚が数
μｍより大きい半導体膜が、基板表面の絶縁膜上に形成
されてなる半導体基板を得ることができる効果がある。
【００９５】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法によれば、半導体膜の帯域溶融再結晶化後、該半導体
膜の表面部分を酸化し、この後、この表面部分を除去す
るようにしたので、亜粒界が酸化により不活性化した、
帯域溶融再結晶化による半導体膜が、基板表面の絶縁膜
上に形成されてなる半導体基板を得ることができる効果
がある。
【００９６】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、上記半導体基板の亜粒界が不活性化
した半導体膜上に、新たに半導体膜をエピタキシャル成
長するので、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、膜厚が
数μｍより大きい半導体膜が、基板表面の絶縁膜上に形
成されてなる半導体基板を得ることができる効果があ
る。
【００９７】更に、この発明に係る半導体基板の製造方
法によれば、第１の帯域溶融再結晶化時に亜粒界の発生
位置を制御するために用いたストライプ状の第２の半導
体膜の形成位置を基準にして、上記第１の半導体膜の亜
粒界の発生した部分を除去するようにしたので、従来に
比べて少ない工程数で、その内部の亜粒界が確実に除去
された、帯域溶融再結晶化による半導体膜が、基板表面
の絶縁膜上に形成された半導体基板を得ることができる
効果がある。
【００９８】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、上記半導体基板の亜粒界が除去され
た半導体膜上に、新たに半導体膜をエピタキシャル成長
するので、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、膜厚が数
μｍより大きい半導体膜が、基板表面の絶縁膜上に形成
されてなる半導体基板を得ることができる効果がある。
【００９９】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、半導体膜の帯域溶融再結晶化後、該
半導体膜内に形成された亜粒界を絶縁膜で被覆し、この
状態で新たに半導体膜をエピタキシャル成長するように
したので、亜粒界が無く、結晶品質に優れた、膜厚が数
μｍより大きい半導体膜が、基板表面の絶縁膜上に形成
されてなる半導体基板を得ることができる効果がある。
【０１００】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、帯域溶融再結晶化後、半導体膜をそ
の上面から所定厚みだけ除去して、酸素濃度が少ない部
分を露出させた後、新たに半導体膜をエピタキシャル成
長するようにしたので、亜粒界を起源とする線欠陥が無
く、結晶品質に優れた、膜厚が数μｍより大きい半導体
膜が、基板表面の絶縁膜上に形成されてなる半導体基板
を得ることができる効果がある。
【０１０１】更に、この発明に係る半導体基板及びその
製造方法によれば、帯域溶融再結晶化された第１の半導
体膜の亜粒界が形成されていない部分をシードとして、
該第１の半導体膜上に形成した第２の半導体膜の帯域溶
融再結晶化を行うようにしたので、亜粒界が無く、結晶
品質が極めて良質なものに改善された、帯域溶融再結晶
化による半導体膜が、基板表面の絶縁膜上に形成されて
なる半導体基板を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による半導体基板の製造工
程を示す工程別断面図である。
【図２】実施例１の製造工程において帯域溶融再結晶化
が行われた半導体膜の内部構造を示す図である。
【図３】この発明の実施例２による半導体基板の製造工
程を示す工程別断面図である。
【図４】この発明の実施例３による半導体基板の製造工
程を示す工程別断面図である。
【図５】図４に示した製造工程において帯域溶融再結晶
化が行われた半導体膜の内部構造を示す図である。
【図６】この発明の実施例４による半導体基板の構成を
示す断面図である。
【図７】この発明の実施例５による半導体基板の製造工
程を示す工程別断面図である。
【図８】この発明の実施例６による半導体基板の構成を
示す断面図である。
【図９】この発明の実施例７による半導体基板の製造工
程を示す工程別断面図である。
【図１０】この発明の実施例８による半導体基板の構成
を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施例９による半導体基板の製造
工程を示す工程別断面図である。
【図１２】この発明の実施例９による半導体基板の構成
を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施例１０による半導体基板の製
造工程を示す工程別断面図である。
【図１４】帯域溶融再結晶化された半導体膜における膜
表面からの深さと酸素濃度との関係を示す図である。
【図１５】この発明の実施例１１による半導体基板の製
造工程を示す工程別断面図である。
【図１６】図１５の製造工程で用いる絶縁膜を拡大して
示した上面図である。
【図１７】図１５の製造工程における帯域溶融再結晶化
された半導体膜を模式的に拡大して示した上面図であ
る。
【図１８】従来の半導体基板の製造工程を示す工程別断
面図である。
【図１９】従来の半導体基板の製造工程において帯域溶
融再結晶化が行われた半導体膜の内部構造を示す図であ
る。
【図２０】従来の半導体基板の製造工程を示す工程別断
面図である。
【図２１】従来の半導体基板の製造工程を示す工程別断
面図である。
【図２２】帯域溶融再結晶化が行われた半導体膜の上面
を除去することなく、該半導体膜上に新たに半導体膜を
エピタキシャル成長した時の半導体膜の内部構造を示す
図である。
【符号の説明】
１，３，３ａ，８，１２ 絶縁膜 ２，２ｃ，２ｆ，１１ 半導体膜 ２ｂ，７ｂ 不純物拡散領域 ２ｄ ストライプ状の溝 ２ｅ 酸化領域 ３ｂ ストライプ状に膜厚が厚くなった部分 ４，１４ 亜粒界 ４ａ 線欠陥 ５ 転位 ７ ストライプ状の半導体膜 ９，９ｂ エピタキシャル成長により形成された半導体
膜 １０ 基板 １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 開口部 １３ａ′ 開口部から再結晶化したことを示す痕跡 １５ 半導体膜中の亜粒界が発生した部分の酸素濃度を
示す特性曲線 １６ 半導体膜中の亜粒界が発生していない部分の酸素
濃度を示す特性曲線 １７ 粒界 ２０ カーボンストライプ １００，２００，５００，５００ａ，５００ｂ 半導体
基板材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱本 哲 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社光・マイクロ波デバイス研究所内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜上
    に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法におい
    て、 基板上に第１の絶縁膜，第１の半導体膜，第２の絶縁膜
    をこの順に形成する工程と、 上記第２の絶縁膜上に所定間隔を空けて所定幅のストラ
    イプ状の第２の半導体膜を周期的に形成し、次いで、該
    第２の半導体膜を第３の絶縁膜で被覆する工程と、 上記ストライプ状の第２の半導体膜のストライプ方向に
    沿って、上記基板の一方の側から相対向する他方の側に
    向けて上記第１の半導体膜を帯域溶融再結晶化する工程
    と、 上記第３の絶縁膜と、上記第２の絶縁膜における上記第
    １及び第２の半導体膜により挟まれていない部分とをエ
    ッチング除去する工程と、 上記工程により露出した上記第２の半導体膜と上記第１
    の半導体膜を酸化する工程と、 上記工程により残された第２の絶縁膜をエッチング除去
    する工程とを含むことを特徴とする半導体基板の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体基板の製造方法
    であって、 上記第２の絶縁膜を完全に除去した後、基板の全面に対
    して新たに半導体膜をエピタキシャル成長することを特
    徴とする半導体基板の製造方法。
  3. 【請求項３】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜上
    に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法におい
    て、 基板上に第１の絶縁膜，第１の半導体膜，第２の絶縁膜
    をこの順に形成する工程と、 上記第２の絶縁膜上に所定間隔を空けて所定幅のストラ
    イプ状の第２の半導体膜を周期的に形成し、次いで、該
    第２の半導体膜を第３の絶縁膜で被覆する工程と、 上記ストライプ状の第２の半導体膜のストライプ方向に
    対して直交する方向に、上記基板の一方の側から相対向
    する他方の側に向けて上記第１の半導体膜を帯域溶融再
    結晶化する工程と、 上記第３の絶縁膜と、上記第２の絶縁膜における上記第
    １及び第２の半導体膜により挟まれていない部分とをエ
    ッチング除去する工程と、 上記工程により露出した上記第２半導体膜と上記第１の
    半導体膜の所定部分に不純物を拡散する工程と、 上記工程により残された第２の絶縁膜をエッチング除去
    する工程とを含むことを特徴とする半導体基板の製造方
    法。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の半導体基板の製造方法
    において、 上記第２の絶縁膜を完全に除去した後、基板の全面に対
    して新たに半導体膜をエピタキシャル成長することを特
    徴とする半導体基板の製造方法。
  5. 【請求項５】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜上
    に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法におい
    て、 基板上に第１の絶縁膜，半導体膜をこの順に形成する工
    程と、 上記半導体膜上に所定間隔を空けて所定幅のストライプ
    状の溝を周期的に形成する工程と、 上記半導体膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、 上記ストライプ状の溝のストライプ方向に対して直交す
    る方向に、上記基板の一方の側から相対向する他方の側
    に向けて上記半導体膜を帯域溶融再結晶化する工程と、 上記第２の絶縁膜を除去した後、上記半導体膜の全面を
    所定深さエッチング除去し、上記半導体膜の上記ストラ
    イプ状の溝が形成されていた部分に開口を形成する工程
    とを含むことを特徴とする半導体基板の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の半導体基板の製造方法
    において、 上記エッチング工程後、基板の全面に対して新たに半導
    体膜をエピタキシャル成長することを特徴とする半導体
    基板の製造方法。
  7. 【請求項７】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜上
    に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法におい
    て、 基板上に第１の絶縁膜，半導体膜，第２の絶縁膜をこの
    順に形成する工程と、上記基板の一方の側から相対向す
    る他方の側に向けて上記半導体膜を帯域溶融再結晶化す
    る工程と、 上記第２の絶縁膜をエッチング除去した後、上記半導体
    膜の表面を酸化する工程と、 上記半導体膜をその表面から所定深さエッチング除去し
    て、上記半導体膜の未酸化状態の部分を表面露出させる
    工程とを含むことを特徴とする半導体基板の製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の半導体基板の製造方法
    において、 上記第１の半導体膜の未酸化状態の部分を表面露出させ
    た後、基板の全面に対して新たに半導体膜をエピタキシ
    ャル成長することを特徴とする半導体基板の製造方法。
  9. 【請求項９】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜上
    に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法におい
    て、 基板上に第１の絶縁膜，第１の半導体膜，第２の絶縁膜
    をこの順に形成する工程と、 上記第２の絶縁膜上に所定間隔を空けて所定幅のストラ
    イプ状の第２の半導体膜を周期的に形成し、次いで、該
    第２の半導体膜を第３の絶縁膜で被覆する工程と、 上記ストライプ状の第２の半導体膜のストライプ方向に
    対して直交する方向に、上記基板の一方の側から相対向
    する他方の側に向けて上記第１の半導体膜を帯域溶融再
    結晶化する工程と、 上記ストライプ状の第２の半導体膜の上方をレジストで
    マスクし、この状態で露出している上記第３の絶縁膜を
    エッチング除去し、このエッチングによって露出した上
    記第２の絶縁膜をエッチング除去し、更に、このエッチ
    ングによって露出した上記第１の半導体膜をエッチング
    除去する工程と、 上記工程によりエッチング除去された部分をレジストで
    埋込み、この状態で上記工程により残された上記第３の
    絶縁膜をエッチング除去し、このエッチングにより露出
    した上記ストライプ状の第２の半導体膜をエッチング除
    去し、更に、このエッチングによって露出した上記第２
    の絶縁膜をエッチング除去する工程とを含むことを特徴
    とする半導体基板の製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の半導体基板の製造方
    法において、 上記第２の絶縁膜を完全に除去した後、基板の全面に対
    して新たに半導体膜をエピタキシャル成長することを特
    徴とする半導体基板の製造方法。
  11. 【請求項１１】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜
    上に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法にお
    いて、 基板上に第１の絶縁膜，第１の半導体膜，第２の絶縁膜
    をこの順に形成する工程と、 上記第２の絶縁膜上に所定間隔を空けて所定幅のストラ
    イプ状の第２の半導体膜を周期的に形成し、次いで、該
    第２の半導体膜を第３の絶縁膜で被覆する工程と、 上記ストライプ状の第２の半導体膜のストライプ方向に
    対して直交する方向に沿って、上記基板の一方の側から
    相対向する他方の側に向けて上記第１の半導体膜を帯域
    溶融再結晶化する工程と、 上記所定間隔を空けて周期的に形成されたストライプ状
    の第２の半導体膜の隣合う半導体膜間にある上記第３の
    絶縁膜上をレジストでマスクし、この状態で上記第３の
    絶縁膜の露出した部分をエッチング除去した後、このエ
    ッチングにより露出した上記ストライプ状の第２の半導
    体膜をエッチング除去し、更に、このエッチングにより
    露出した第２の絶縁膜をエッチング除去する工程と、 上記レジストを除去した後、第３の半導体膜をエピタキ
    シャル成長する工程とを含むことを特徴とする半導体基
    板の製造方法。
  12. 【請求項１２】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜
    上に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法にお
    いて、 基板上に第１の絶縁膜，第１の半導体膜，第２の絶縁膜
    をこの順に形成する工程と、 上記基板の一方の側から相対向する他方の側に向けて上
    記第１の半導体膜を帯域溶融再結晶化する工程と、 上記第２の絶縁膜をエッチング除去し、更に上記第１の
    半導体膜をその上面から一定深さエッチング除去する工
    程と、 上記第１の半導体膜上に第２の半導体膜をエピタキシャ
    ル成長する工程とを含むことを特徴とする半導体基板の
    製造方法。
  13. 【請求項１３】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜
    上に半導体膜を形成してなる半導体基板の製造方法にお
    いて、 基板上に第１の絶縁膜，第１の半導体膜，第２の絶縁膜
    をこの順に形成する工程と、 上記基板の一方の側から相対向する他方の側に向けて上
    記第１の半導体膜を帯域溶融再結晶化する工程と、 その形成位置が、上記帯域溶融再結晶化の工程により上
    記第１の半導体膜中に発生した亜粒界の発生位置に重な
    らないよう、上記第２の絶縁膜に開口部を形成する工程
    と、 上記第２の絶縁膜上に第２の半導体膜をエピタキシャル
    成長し、次いで、該第２の半導体膜上に第３の絶縁膜を
    形成する工程と、 上記基板の一方の側から相対向する他方の側に向けて上
    記第２の半導体膜を帯域溶融再結晶化する工程とを含む
    ことを特徴とする半導体基板の製造方法。
  14. 【請求項１４】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜
    上に半導体膜を形成してなる半導体基板であって、 上記半導体膜が、 帯域溶融再結晶化が施された半導体膜の亜粒界を除去し
    た第１の半導体膜と、 該第１の半導体膜上にエピタキシャル成長した第２の半
    導体膜とからなることを特徴とする半導体基板。
  15. 【請求項１５】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜
    上に半導体膜を形成してなる半導体基板であって、 上記半導体膜が、 帯域溶融再結晶化が施された半導体膜の亜粒界を不活性
    化状態にした第１の半導体膜と、 該第１の半導体膜上にエピタキシャル成長した第２の半
    導体膜とからなることを特徴とする半導体基板。
  16. 【請求項１６】 基板表面が絶縁膜で覆われ、該絶縁膜
    上に半導体膜を形成してなる半導体基板であって、 上記半導体膜が、 帯域溶融再結晶化が施された第１の半導体膜と、 該第１の半導体膜上に配設され、該第１の半導体膜の亜
    粒界が形成されていない領域をシードにして帯域溶融再
    結晶化が施された第２の半導体膜とからなることを特徴
    とする半導体基板。
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