JPH10326758A

JPH10326758A - 薄膜の形成方法

Info

Publication number: JPH10326758A
Application number: JP10072227A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Iwane; 正晃岩根; Kazuaki Omi; 和明近江; Takao Yonehara; 隆夫米原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】省資源、低コスト化に役立つＳＯＩ基板の製
造方法を提供する。また、きれいに多孔質Ｓｉ層で基板
を分離でき、基板と治具との間の強力な接着が必要な
い、省資源、低コストな太陽電池などの光電変換装置の
製造方法を提供する。【解決手段】非多孔質Ｓｉ層２上に多孔質Ｓｉ層３が
あり、前記多孔質Ｓｉ層３上に多孔度の小さいＳｉ層４
がある基板の、前記非多孔質Ｓｉ層２と多孔度の小さい
Ｓｉ層３を、前記多孔質Ｓｉ層３で分離して形成するＳ
ｉ薄膜を形成する。このとき、前記基板の側面に金属の
ワイヤ１０を巻き、前記金属のワイヤ１０に電流を流
し、前記金属のワイヤ１０から熱を発生させて、多孔質
Ｓｉ層３に優先的に熱を伝えて、前記分離をおこなう。
そして、分離した基板４，７，６からＳＯＩ基板を製造
し、非多孔質Ｓｉ層２は再びＳＯＩ基板の製造工程に利
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＳＯＩ基板あるい
は、太陽電池やエリアセンサーなどの光電変換装置に用
いる薄膜の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＯＩ（セミコンダクター・オン・イン
シュレータ）構造の基板に作製した集積回路は、通常の
Ｓｉウェハに作製した集積回路に比べて、さまざまな優
位点がある。例えば、誘電体分離が容易で高集積化が
可能、対放射線耐性に優れている、浮遊容量が低減
し高速化が可能、ウェル工程が省略できる、ラッチ
アップを防止できる、薄膜化による完全空乏型電界効
果トランジスタが形成できるので高速化、低消費電力化
できることである。

【０００３】このＳＯＩ構造の基板を提供する製造方法
として、米国特許第５，３７１，０３７号明細書やアプ
ライド・フィジックス・レターズ第６４巻２１０８頁
（Ｔ．Ｙｏｎｅｈａｒａｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．６４，２１０８（１９９
４））に開示されているような方法がある。図２２の
（ａ）〜（ｅ）と図２３の（ａ）〜（ｄ）は、この製造
工程を表す。図中、１と５はＳｉウェハ、２は非多孔質
Ｓｉ層、３は多孔質Ｓｉ層、４はエピタキシャルＳｉ
層、６は単結晶Ｓｉ層、７は酸化Ｓｉ層である。まず、
図２２の（ａ）のようにデバイス基板となるＳｉウェハ
１を用意し、Ｓｉウェハ１を陽極化成することによっ
て、図２２の（ｂ）のように非多孔質Ｓｉ層２の表面に
多孔質Ｓｉ層３がある基板を作製する。そして、図２２
の（ｃ）のように多孔質Ｓｉ層２の表面にエピタキシャ
ルＳｉ層４を形成する。一方で、図２２の（ｄ）のよう
に支持基板となるＳｉウェハ５を用意し、その表面を酸
化して、図２２の（ｅ）のように単結晶Ｓｉ層６の表面
に酸化Ｓｉ層７が基板を作製する。そして、図２２の
（ｃ）で作製した基板２、３、４を裏返し、図２２の
（ｅ）で作製した基板６，７の上に、図２３の（ａ）の
ようにエピタキシャルＳｉ層４と酸化Ｓｉ層７とを向か
い合わせ、図２３の（ｂ）のようにエピタキシャルＳｉ
層４と酸化Ｓｉ層７で両基板を貼り合わせる。その後、
図２３の（ｃ）のように非多孔質Ｓｉ層２をグライディ
ングによって機械的に取り除き、多孔質Ｓｉ層３を露出
させる。その後、多孔質Ｓｉ層３を選択的にエッチング
するエッチング液で、ウエットエッチングをすることに
よって、図２３の（ｄ）のように多孔質Ｓｉ層を取り除
く。すると、下地絶縁層上の粉体層となるエピタキシャ
ルＳｉ層４は膜厚がきわめて均一のよいものとなる。

【０００４】ＳＯＩ構造の基板を作製するうえで、以上
説明した製造方法は、図２３の（ｂ）の基板から図２３
の（ｃ）の基板にする為に非多孔質Ｓｉ層２をグライデ
ィングによって、除去してしまう為に基板１は、一枚の
ＳＯＩ基板を作製する毎に、一枚必要になる。このた
め、特開平７−３０２８８９号公報には、ＳＯＩ基板の
製造工程のなかで、非多孔質Ｓｉ層２を何度も使用する
ことが提案されている。つまり、図２３の（ｄ）の基板
から図２３の（ｃ）の基板にする上で、図２３の（ｂ）
の基板に引っ張り力、押しつぶす力、せん断力などをか
けたり、多孔質Ｓｉ層３に治具を挿入するなどの方法を
用い、多孔質Ｓｉ層３でＳＯＩ基板となる４，７，６と
２を分離する。そして、残った非多孔質Ｓｉ層２を、図
２２の（ａ）のＳｉウェハ１として何度も使用するので
ある。

【０００５】一方、太陽電池は、大面積に向く構造とし
てアモルファスＳｉを使ったものが現在主流であるが、
変換効率、寿命の点から、単結晶Ｓｉや多結晶Ｓｉの太
陽電池も注目されている。特開平８−２１３６４５号公
報は、低コストに薄膜太陽電池を提供する方法を開示し
ている。この方法では、図２４のように、Ｓｉウェハ１
上に多孔質Ｓｉ層３を形成し、その上に太陽電池となる
ｐ⁺ 型Ｓｉ層２１、ｐ型Ｓｉ層２２およびｎ⁺ 型Ｓｉ層
２３をエピタキシャル成長させる。ｎ⁺ 型Ｓｉ層２３上
に保護膜３０を形成した後、Ｓｉウェハ１の裏面に治具
３１に接着するとともに、保護膜３０の表面に治具３２
を接着材３４で接着する。次に、治具３１、３２を互い
に反対方向に引っ張ることにより多孔質Ｓｉ層３を機械
的に破断し、太陽電池層１２、２２、２３をＳｉウェハ
１から分離する。そして、この太陽電池層２１、２２、
２３を２枚のプラスチック基板の間にはさんでフレキシ
ブルな薄膜太陽電池を製造することを開示している。こ
のなかで、Ｓｉウェハ１を何度も使用できることを開示
している。また、引っ張り力をかける前に、機械的な方
法あるいはレーザビームの照射などで、多孔質Ｓｉ層３
の側壁に部分的な傷３３をつけておくことを開示してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＳＯＩ基板を製造する
うえで、特開平７−３０２８８９号公報に開示されてい
る方法は、Ｓｉウェハを何度も利用してコストを削減す
ることができる。しかしながら、この方法も扱い易さの
点で十分なものではない。

【０００７】一方、太陽電池において、特開平８−２１
３６４５号公報のような製造方法では、多孔質Ｓｉ層で
きれいに分離できるとは限らない。このため、エピタキ
シャル層に割れ目が生じることが多く、歩留まりが小さ
くなる。また、この方法は、多孔質Ｓｉ層を引っ張って
分離しているので、治具と単結晶Ｓｉ層の間に強力な接
着力が必要であり、大量生産に向かない。

【０００８】本発明の目的は、さらに確実に基板を分離
でき、よりコスト的に有利にＳｉウェハを無駄なく使う
ことができ、地球の資源の有効利用できる簡易な方法を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者が以上
の課題を解決するために鋭意努力した結果、以下の発明
を得た。すなわち、本発明の薄膜の形成方法は、非多孔
質層上に多孔質層があり、前記多孔質層上に前記多孔質
層より多孔度の小さい層がある基板の、前記非多孔質層
と前記多孔度の小さい層を、前記多孔質層で分離して形
成する薄膜の形成方法において、前記基板の側面にワイ
ヤを当接させて前記分離をおこなうことを特徴とする。
このとき、前記基板の側面を少なくとも一周するよう
に、前記ワイヤを巻くことができる。ここで、前記ワイ
ヤは導電性であり、前記ワイヤに電流を流すことによっ
て前記ワイヤから熱を発生させることができる。また、
前記ワイヤは導電性であり、前記ワイヤに電流を流すこ
とによって前記ワイヤを熱膨張させることができる。さ
らに、前記ワイヤは導電性であり、前記ワイヤの外部に
磁場をかけておき、前記ワイヤに電流を流すことによっ
て、前記ワイヤにローレンツ力をかけることができる。
このとき、前記磁場は静磁場であり、前記ワイヤに交流
を流すことによって、前記ワイヤを振動させることがで
きる。また、前記磁場は静磁場であり、前記ワイヤに直
流を流すことによって、前記ワイヤから前記多孔度の小
さいＳｉ層を引き剥がす方向に力をかけることもでき
る。さらにまた、前記ワイヤをしぼり込み、前記基板の
分離をおこなうこともできる。

【００１０】本発明で、前記ワイヤはバイメタルであ
り、前記ワイヤを加熱することによって熱変形させ、前
記分離をおこなうこともできる。また、前記ワイヤは形
状記憶合金であり、前記ワイヤの形状記憶を使って前記
ワイヤを変形させることによって、前記分離をおこなう
こともできる。

【００１１】前記多孔度の小さい層は、前記多孔質上に
エピタキシャル成長させて形成するのが望ましい。ここ
で、前記エピタキシャル層と、少なくとも表面に絶縁層
を有する支持基板と貼り合わせた後、前記多孔質層で分
離をおこない、前記エピタキシャル層上に残った多孔質
層を取り除き、前記エピタキシャルＳｉ層と前記絶縁層
を、それぞれＳＯＩ基板の半導体層と下地絶縁層にする
のが望ましい。このとき、前記少なくとも表面に絶縁層
を有する支持基板は、Ｓｉウェハの表面を酸化した基板
であるのが望ましい。また、前記エピタキシャル層の表
面に絶縁層を形成し、支持基板と貼り合わせた後、前記
多孔質Ｓｉ層での分離をおこない、前記エピタキシャル
層上に残った多孔質層を取り除き、前記エピタキシャル
層と前記絶縁層を、それぞれＳＯＩ基板の半導体層と下
地絶縁層にすることもできる。このとき、前記支持基板
は、Ｓｉウェハの表面を酸化した基板であっても、石英
基板であってもいい。

【００１２】前記多孔度の小さい層を、前記Ｓｉウェハ
の陽極化成のとき前記多孔質層を形成するときより電流
密度の小さい陽極化成をおこなって形成してもいい。こ
のとき、前記多孔度の小さい層と支持基板を貼り合わせ
た後、前記多孔質層での分離をおこない、前記多孔度の
小さい層を光電変換装置の光電変換層にすることもでき
る。またこのとき、光電変換層を、エピタキシャル層と
することもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を実施形態１〜１２によっ
て説明する。実施形態１〜８は、ＳＯＩ基板を製造する
形態であり、実施形態９〜１１は太陽電池やエリアセン
サなどの光電変換装置を製造する形態である。実施形態
１２は、分離箇所の形成に、イオン注入を用いる形態で
ある。本発明は、それぞれの実施形態のみに限らず、そ
れぞれの実施形態を組み合わせた形態も含む。

【００１４】（実施形態１）実施形態１はＳＯＩ基板を
製造する形態であり、再利用するウェハとＳＯＩ基板と
に分離する毎に多孔質層を有する板状の物品の側面に導
電性のワイヤを巻き、そのワイヤに電流を流し、ワイヤ
から熱を発生させる。そして、熱により多孔質層の熱膨
張を引き起こして基板の分離をおこなう。

【００１５】図１は、本形態の分離方法を表す図であ
り、（ａ）は斜視図で（ｂ）は断面図である。図中、図
２２、２３と同じ符号は同じものを表す。１０はニクロ
ム線など比較的抵抗率の大きい導電性金属からなるワイ
ヤ、１１はワイヤ１０に交流を印加する交流電源を表
す。分離する物品ＡＴＬは、各層２、３、４、７、６を
有する。この２つのウェハの端部を面とりして貼り合わ
せた基板であるため、物品ＡＴＣの側面には断面図
（ｂ）のように凹部のようなすき間ＳＰＣがある。なぜ
なら、面とりされたウェハの端部はその内部より細くな
っているからである。そして、そのすき間ＳＰＣにニク
ロム線１０を沿わせるように、物品ＡＴＬの周囲にニク
ロム線１０を巻く。ニクロム線１０を、物品の周囲に一
周だけ巻くのでもいいし、物品ＡＴＬのすき間が埋める
ように何重に巻いてもいい。

【００１６】その後、交流電源１１よりニクロム線１０
に交流を流し、ニクロム線１０から熱を発生させる。す
ると、その熱が多孔質層３に伝わり、熱膨張により多孔
質Ｓｉ層が脆くなり、多孔質Ｓｉ層３で物品ＡＴＣを分
離することができる。分離を助長するために、多孔質層
３の孔に水、アルコール、ＩＰＡ（イソプロピルアルコ
ール）などの液体を注入乃至吸着しておいてもいい。こ
れは、液体Ｓｉなどの固体に比べて熱膨張係数が大きい
ため、液体の膨張で分離を助長するからである。電源１
１は交流電源として説明したが、別に直流電源であって
もかまわない。

【００１７】基板ホルダーとしての真空チャック１２
は、内部に気体の入る領域があって、非多孔質層２と単
結晶層６の外側と接触させて、内部の気体を抜くことに
よって、分離する物品ＡＴＬを固定することができる。
ここで、分離を容易にするために、真空チャック１２か
ら基板に微小な引っ張り力をかけてやってもいい。以上
の分離工程の結果、図２のように、多孔質層を境に、Ｓ
ＯＩ基板となる側の基板ＨＷと再利用する基板ＰＷとを
分離することができる。図２では、それぞれの基板の表
面（分離面）にそれぞれ多孔質Ｓｉ層３′が残っている
が、陽極化成の工程で、多孔質層３を膜厚を十分小さく
しておけば、実質的に分離した後、残留多孔質Ｓｉ層３
が片方、あるいは両方の基板に残らないようにすること
も可能である。

【００１８】ＳＯＩ基板を形成するとき、まずデバイス
基板となるＳｉウェハ１を用意する。図３は、Ｓｉウェ
ハの陽極化成をする装置の断面図である。図中、１はＳ
ｉウェハ、２７は容器ＲＶ内に貯留されたフッ酸系のエ
ッチング液、２８は正の金属電極、２９は負の金属電極
を表す。陽極化成するＳｉウェハ１はｐ型の方が望まし
いが、低抵抗ならｎ型でもいい。また、ｎ型のＳｉウェ
ハでも光を照射し、ホールを生成した状態にすれば多孔
質化することができる。図３のように正電極２８を左
に、負電極２９を右にして両電極間に電圧をかけ、この
電圧が引き起こす電界がＳｉウェハ１の面に垂直な方向
にかかるように両電極２８、２９とウェハ１を平行に配
置すると、Ｓｉウェハ１の負電極２９側から多孔質化さ
れる。フッ酸系のエッチング液２７としては、濃フッ酸
（４９％ＨＦ）を用いる。陽極化成中は、Ｓｉウェハ１
から気泡が発生するので、この気泡を効率よく取り除く
目的から、界面活性剤としてアルコールを液２７に加え
るとよい。アルコールとしてはメタノール、エタノー
ル、プロパノール、イソプロパノールなどが望ましい。
また、界面活性剤添加の代わりに攪拌器をもちいて、攪
拌しながら陽極化成をしてもいい。多孔質化される層の
厚さは０．１μｍ〜３０μｍにするとよい。

【００１９】負電極２９に、フッ酸溶液に対して侵食さ
れないような材料、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）な
どを用いるのが望ましい。正電極２８は、一般に用いる
金属材料で構わないが、やはりフッ酸に対して侵食され
ないような材料の方が望ましい。陽極化成をおこなう電
流密度は最大数１００ｍＡ／ｃｍ² であり、最小値は０
でなければよい。電流密度は、形成される多孔質Ｓｉ層
上に良質のエピタキシャルＳｉ層ができ、かつ、多孔質
Ｓｉ層で分離での分離が容易になるように設定する。具
体的には、多孔質Ｓｉは、陽極化成時に電流密度が大き
い場合、多孔質Ｓｉ層内のＳｉの密度が小さくなる。こ
のため、電流密度が大きいほど孔の体積が大きくなり、
多孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ；多孔度は多孔質層の総体積
に対する孔の体積の割合で定義する）が大きくなる。多
孔質Ｓｉ層はＳｉ層の内部に多くの孔をもつものである
が、その単結晶性は維持されている。このため、多孔質
Ｓｉ層の上部に単結晶Ｓｉ層をエピタキシャル成長させ
ることが可能である。

【００２０】しかし、積層欠陥のないエピタキシャルＳ
ｉ層を形成するためには、エピタキシャルＳｉ層に接す
る多孔質Ｓｉ層の多孔度は小さい方がいい。一方、多孔
質Ｓｉ層を境界として、デバイス基板とＳＯＩ基板の分
離を容易にするためには、多孔質Ｓｉ層の多孔度が大き
い方がいい。つまり、多孔質Ｓｉ層の最表面側は多孔度
が小さく、多孔質Ｓｉ層の非多孔質Ｓｉ層に近い側は多
孔度が大きいのが理想的な形である。図４は、この多孔
質Ｓｉ層の理想的な形を表す断面図である。多孔質Ｓｉ
層３の表面側に多孔度の小さい多孔質Ｓｉ層３ａを形成
し、多孔質Ｓｉ層３の非多孔質Ｓｉ層２側に多孔度の大
きい多孔質Ｓｉ層３ｂを形成する。この構造を形成する
ためには、３ａの部分を陽極化成する始めのうちは小さ
い電流密度で陽極化成をして、後の３ｂの部分の陽極化
成をするときは大きい電流密度で陽極化成をおこなう。
この構造にすれば基板の分離面は３ｂになる。さらに、
多孔質Ｓｉ層３ａ上に積層欠陥のないエピタキシャルＳ
ｉ層を形成することができる。エピタキシャルＳｉ層
は、分子線エピタキシャル成長、プラズマＣＶＤ、減圧
ＣＶＤ、光ＣＶＤ、バイアス・スパッター法、液相成長
法などの方法とりのけ低温成長が望ましい。

【００２１】以上説明した方法に従って、図５の（ａ）
に示すようにＳｉウェハ１を用意し、図５の（ｂ）に示
すようにその表面を多孔質化する。こうして、Ｓｉウェ
ハ１は非多孔質Ｓｉ層２上に多孔質Ｓｉ層３が積層され
た構造に変化する。

【００２２】次いで、図５の（ｃ）に示すように多孔質
Ｓｉ３上に非多孔質のエピタキシャルＳｉ層４を形成す
る。

【００２３】次に必要に応じて、図５の（ｄ）に示すよ
うにエピタキシャルＳｉ層４の表面を熱酸化して、厚さ
０．０５μｍ〜２μｍの酸化Ｓｉ層８を形成する。

【００２４】以上がプライムウェハ又はボンドウェハ或
いはデバイス基板と呼ばれる基板ＰＷ側の貼り合わせ前
の処理である。

【００２５】ハンドルウェハ又はベースウェハ或いは支
持基板と呼ばれる基板ＨＷ側の処理は次のとおりであ
る。

【００２６】Ｓｉウェハを用意して、必要に応じてその
表面を熱酸化して、厚さ０．０５μｍ〜３μｍの酸化Ｓ
ｉ膜を表面に形成する。

【００２７】次に図６を参照に基板の貼り合わせ及び分
離工程について説明する。図６の（ａ）に示すように、
基板ＰＷのエピタキシャルＳｉ層４上の酸化Ｓｉ層８の
表面と、基板ＨＷの酸化Ｓｉ層７の表面とを対向させ
て、該表面同士を室温下で密着させる。

【００２８】その後、陽極接合、加圧、熱処理あるいは
これらを組み合わせた方法で、酸化Ｓｉ層８と酸化Ｓｉ
層７とを強固に結合させ、図６の（ｂ）に示すような貼
り合わせ基板からなる物品ＡＴＬを形成する。

【００２９】次に、図１に示した装置の真空チャック１
２に、図６の（ｂ）に示す構造の貼り合わせ物品ＡＴＬ
を搭載し、物品ＡＴＬの側面にワイヤを巻き付ける。ワ
イヤは多孔質Ｓｉ層３の側面に当接するように位置合わ
せする。そして、ワイヤに電流を流して熱を発生させ
る。この熱はワイヤに接触している多孔質Ｓｉ層を加熱
し、多孔質Ｓｉ層を熱膨張させる。

【００３０】多孔質Ｓｉ層の熱膨張により、物品は側面
から、該多孔質Ｓｉ層を境に分離を始める。

【００３１】こうして図６の（ｃ）に示すように基板Ｐ
Ｗの非多孔質Ｓｉ層２を、基板ＨＷから分離する。この
時、基板ＨＷ表面にはエピタキシャルＳｉ層４が転写さ
れている。

【００３２】多孔質Ｓｉ層３は、分離した非多孔質Ｓｉ
層２側又はエピタキシャルＳｉ層４の表面側の少なくと
もいずれか一方に残留することがある。図６では、エピ
タキシャルＳｉ層４の表面にのみ残留している粒子を示
している。

【００３３】陽極化成の工程で、多孔質Ｓｉ層３を膜厚
を十分小さくしておけば、実質的に分離した後、多孔質
Ｓｉ層３が両方の基板に残らない。

【００３４】多孔質Ｓｉ層３が残っている場合、基板Ｈ
Ｗ側に残った多孔質Ｓｉ層３を選択エッチングによって
除去する。選択エッチングのとき、エッチング液にフッ
酸、フッ酸にアルコールを混ぜた混合液、フッ酸に過酸
化水素水を混ぜた混合液などを使って、無電解湿式化学
エッチングをおこなうと、多孔質Ｓｉ層が非多孔質Ｓｉ
層に比べ多くエッチングされる。特に、フッ酸に過酸化
水素水を混ぜた混合液を使ったときは、多孔質Ｓｉ層の
非多孔質Ｓｉ層に対する選択エッチング比が、〜１０⁵
となる。こうして、図６の（ｄ）に示すように基板ＨＷ
の表面には均一な厚さのエピタキシャルＳｉ層４が残
る。こうして、絶縁層上の半導体層がきわめて均一なＳ
ＯＩ基板が得られる。

【００３５】分離された非多孔質層２は、更にもう一枚
のＳＯＩ基板を作製する為に、再びプライムウェハとし
て利用される。

【００３６】また、本形態のＳＯＩ基板を作る工程で、
支持基板をガラスや石英基板などの完全な絶縁基板にす
ることもできる。図７は支持基板に石英基板を使ったと
きのＳＯＩ基板の製造工程を表す図である。図７の
（ａ）の上部のデバイス基板ＰＷは、図５を参照して説
明した方法と同様にして作製する。そして、支持基板Ｈ
Ｗとしての石英基板９と酸化Ｓｉ層８を向かい合わせ、
図７の（ｂ）のように石英基板９と酸化Ｓｉ層８を密着
させ、陽極接合、加圧、熱処理あるいはこれらを組み合
わせた方法で、酸化Ｓｉ層８と石英基板９とを強固に結
合する。

【００３７】次に前述した方法と同様にしてワイヤを用
いて通電加熱し両基板を分離する。石英基板９上には転
写されたエピタキシャルＳｉ層４と多孔質Ｓｉ層３とが
残留している（図７の（ｃ））。

【００３８】更に、前述した方法により、残留した多孔
質Ｓｉ層３を選択的に除去する。こうして石英基板９上
に非多孔質の単結晶Ｓｉ薄膜を有するＳＯＩ基板が得ら
れる（図７の（ｄ））。

【００３９】さらに、本形態のＳＯＩ基板を作る工程
で、支持基板にＳｉウェハを使用し、Ｓｉウェハ側に酸
化Ｓｉ層を形成することなく、デバイス基板側のエピタ
キシャルＳｉ層に酸化Ｓｉ層を形成することでＳＯＩ構
造の絶縁層を形成することもできる。図８はこの工程を
表す。図８の（ａ）の上部のデバイス基板は、図５を参
照して説明した方法と同様にして作製する。そして、Ｓ
ｉウェハからなる単結晶Ｓｉ層５の表面と酸化Ｓｉ層８
の表面を向かい合わせ、単結晶Ｓｉ層５の表面と酸化Ｓ
ｉ層８の表面を密着させ結合させる。この時、陽極接
合、加圧、熱処理あるいはこれらを組み合わせた方法
で、酸化Ｓｉ層８と単結晶Ｓｉ層５とを強固に結合させ
るとよい。こうして、図８の（ｂ）に示すように物品Ａ
ＴＬが得られる。

【００４０】そして、図１に示した装置を用いて、ワイ
ヤを多孔質Ｓｉ層の側面に当接通電加熱し物品ＡＴＬを
多孔質Ｓｉ層３を境に分離し、支持基板ＨＷである非多
孔質Ｓｉ層５側に非多孔質の単結晶Ｓｉからなるエピタ
キシャルＳｉ層４を転写する。この時、図８の（ｃ）に
示すように多孔質Ｓｉ層３が支持基板ＨＷ上のエピタキ
シャルＳｉ層４の上に残留している場合には、前述した
方法により、多孔質Ｓｉ層を選択的に除去すれば、図８
の（ｄ）に示すようなＳＯＩ基板が得られる。

【００４１】実施形態１では、基板に周囲にワイヤとし
てニクロム線を巻いて熱を発生させたが、このワイヤは
ニクロム線に限らずタンタル線などの熱耐性がつよく、
抵抗率の大きい導電材料ならなんでもいい。また、電源
として交流電源を用いたが、別に直流電源であってもか
まわない。実施形態１によれば、ニクロム線と電源とい
う極めて簡単な構成で、基板の分離ができるので、製造
コストが低く抑えられる。

【００４２】（実施形態２）実施形態２はＳＯＩ基板を
製造する形態であり、物品ＡＴＬを再利用するＳｉウェ
ハと最終的にＳＯＩ基板となる基板とに多孔質Ｓｉ層で
分離する為に、ワイヤの熱膨張を利用する。このため、
導電線を熱膨張係数の大きい樹脂でコーティングしたワ
イヤを基板の周囲に巻き、導電線に電流を流す。

【００４３】図９は、本形態の分離工程を表す図であ
り、１３はニクロム線などの電熱線に耐熱性の大きいプ
ラスティック１４をコーティングしたワイヤである。他
の部品番号は図１で説明したものと同じものを表す。物
品ＡＴＬの分離は、まず、プラスティックコーティング
した電熱線１３を面取りされた基板間の側面のすき間
（凹部）ＳＰＣに巻く。そして、交流電源１１から電熱
線１３に電流を流すことで、プラスティック１４を熱膨
張させることにより、次の一枚のＳＯＩ基板の製造工程
で再利用する非多孔質Ｓｉ層２とＳＯＩ基板を形成する
部分４，７，６とを、多孔質Ｓｉ層３を境に分離する。
他の工程は、実施形態１と同じである。本形態では、ワ
イヤとして、プラスティックコーティングした電熱線を
用いたが、熱膨張係数の大きい黄銅などの金属のワイヤ
そのものを用いてもいい。

【００４４】（実施形態３）実施形態３は、ＳＯＩ基板
を製造する形態であり、物品ＡＴＬを、再利用するＳｉ
ウェハと、ＳＯＩ基板とに、多孔質Ｓｉ層で分離する為
に、バイメタルを形成するワイヤを使用する。そして、
そのワイヤを加熱することによって、ワイヤを熱変形さ
せ、基板の分離をおこなう。

【００４５】図１０は、実施形態３の分離工程を表す基
板の斜視図（ａ）と基板の断面図（ｂ）である。図中、
３５はバイメタルを形成するワイヤ、３６はバイメタル
３５を支持する支持棒、３７はバイメタル３５を形成し
熱膨張率の大きい黄銅、３８はバイメタル３５を形成し
熱膨張率の小さいアンバーをあらわす。図１１の（ａ）
は、室温時のバイメタル３５の形状を表し、図１１の
（ｂ）は、加熱したときのバイメタル３５の形状を表
す。バイメタル３５は、図１１のように、加熱すると熱
膨張率の大きい黄銅３７が、熱膨張率の小さいアンバー
３８より大きく広がろうとするため、図１１の（ｂ）の
ように、沿った形になる。

【００４６】このバイメタル３５を図１０の（ａ）のよ
うに室温で支持棒３６で支えて、図１０の（ｂ）のよう
に面取りされたＳｉウェハ２と面取りされたＳｉウェハ
６のすき間ＳＰＣに挿入する。そして、バイメタル３５
を加熱する。この加熱は、雰囲気の温度を上昇させても
いいし、支持棒３６を通してバイメタル３５に電流を流
し、ジュール熱を発生させてもいい。この加熱により、
室温で図１１の（ａ）のように平坦だったバイメタル３
５は、図１１の（ｂ）のように沿った形になる。このた
め、Ｓｉウェハ２とＳｉウェハ６はバイメタル３５から
互いに離れる方向に力を受ける。つまり、図１０の
（ｂ）の断面図で見れば、Ｓｉウェハ２はバイメタル３
５から上方向に動くような力を受け、Ｓｉウェハ６はバ
イメタル３５から下方向に動くような力を受ける。この
ため、Ｓｉウェハ２とＳｉウェハ６の間で一番結合力の
弱い多孔質Ｓｉ層３で亀裂が起こり、再利用する基板２
と、ＳＯＩ基板となる基板４，６，７とに分離できる。

【００４７】（実施形態４）実施形態４は、ＳＯＩ基板
を製造する形態であり、物品ＡＴＬを再利用するＳｉウ
ェハと、ＳＯＩ基板とに、多孔質Ｓｉ層で分離する為
に、形状記憶合金からなるワイヤを使用する。そして、
その形状記憶合金のワイヤを冷却することによって、ワ
イヤを収縮させ、基板の分離をおこなう。

【００４８】図１２は、実施形態４の分離工程を表す図
であり、（ａ）は基板の斜視図、（ｂ）は基板の断面図
を表す。図中、３９は形状記憶合金のＴｉ−Ｎｉ合金か
らなるワイヤである。他にも、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金な
どの形状記憶合金を使用することができる。図１３の
（ａ）は室温のときの形状記憶合金のワイヤ３９の形状
を表し、図１３の（ｂ）は図１３の（ａ）の形状記憶合
金ワイヤ３９を冷却したときの形状を表す。図１２の
（ａ）のように室温で支持棒３６で支えた形状記憶合金
ワイヤ３９を図１２の（ｂ）の断面図のように面取りさ
れたＳｉウェハ２とＳｉウェハ６の凹部に挿入する。そ
して、形状記憶合金ワイヤ３９を冷却する。この冷却
は、雰囲気の温度を下げることによっておこなってもい
いし、支持棒３６に熱起電力の違う金属を使って、ペル
チェ冷却などをおこなってもいい。この冷却によって、
室温で図１３の（ａ）のように平坦だった形状記憶合金
ワイヤ３９は、図１３の（ｂ）のように波打った形状に
なる。このため、Ｓｉウェハ２とＳｉウェハ６は形状記
憶合金ワイヤ３９から互いに離れる方向に力を受ける。
つまり、図１２の（ｂ）の断面図で見れば、Ｓｉウェハ
２は形状記憶合金ワイヤ３９から上方向に動くような力
を受け、Ｓｉウェハ６は形状記憶合金ワイヤ３９から下
方向に動くような力を受ける。このため、Ｓｉウェハ２
とＳｉウェハ６の間で一番結合力の弱い多孔質Ｓｉ層３
で亀裂が起こり、再利用する基板２とＳＯＩ基板となる
基板４，６，７とに分離できる。

【００４９】（実施形態５）実施形態５はＳＯＩ基板を
製造する形態であり、物品を再利用するＳｉウェハと、
ＳＯＩ基板とに、多孔質Ｓｉ層で分離する為に、基板の
周りに巻いた導線が受けるローレンツ力を利用する。そ
して、ローレンツ力を受けた導線が基板に分離する力を
与える。

【００５０】図１４は、実施形態５の分離工程を表す図
であり、（ａ）は基板の斜視図、（ｂ）は基板の断面図
を表す。図中、４０、４１は静磁場を作る電磁石、４２
は静磁場からローレンツ力を受ける導線で本発明のワイ
ヤになる。４３は電磁石４０、４１が作る静磁場を表す
磁力線である。このとき、電磁石４０，４１は、強磁場
を与える超伝導電磁石が望ましい。貼り合わせ基板の周
囲には、導線４２を図１４の（ｂ）のようにＳｉウェハ
２とＳｉウェハ６のすき間に入るように少なくとも一周
は巻いておく。そして、導線４２に交流電源１１より交
流を流すことで、静磁場４３より、図１４の（ｂ）の断
面図で見れば、上下方向に振動するローレンツ力を受け
る。つまり、図１４の（ｂ）の断面図で見れば、Ｓｉウ
ェハ２は導線４２から上方向に動くような力を受け、Ｓ
ｉウェハ６は導線４２から下方向に動くような力を受け
る。このため、Ｓｉウェハ２とＳｉウェハ６の間で一番
結合力の弱い多孔質Ｓｉ層３で亀裂が起こり、再利用す
る基板２とＳＯＩ基板を構成する基板４，６，７が分離
できる。本形態は、電磁石４０，４１に交流電流を与
え、導線４２に直流電流を与えることによって、導線４
２を振動させてもいい。

【００５１】（実施形態６）実施形態６はＳＯＩ基板を
製造する形態であり、物品を再利用するＳｉウェハと、
ＳＯＩ基板とに、多孔質Ｓｉ層で分離する為に、基板の
周りに巻いた導線が受けるローレンツ力を利用する。そ
して、ローレンツ力を受けた導線が基板に分離する力を
与える。

【００５２】図１５は、実施形態６の分離工程を表す図
であり、（ａ）は基板の斜視図、（ｂ）は基板の断面図
を表す。図中、４４はＳｉウェハ６を支え、電磁石を構
成する導線４６を支持するチェック、４５は電磁石を構
成する導線４６の中心軸、４７は電磁石４６が作る静磁
場の磁力線、４２は静磁場からローレンツ力を受ける導
線で本発明のワイヤになる。４８は電磁石に電流を流す
直流電源、４９は導線４２に電流を流す直流電源であ
る。Ｓｉウェハ６には、チャック４４を介して電磁石４
６を中心軸４５を中心に巻いておく。中心軸４５は静磁
場４７を強めるために導電性であるのが望ましい。直流
電源４８から図１５の（ａ），（ｂ）のように直流電流
を流すことによって、Ｓｉウェハ２側がＮ、チャック４
４側がＳとなる静磁場４７ができる。貼り合わせ基板の
周囲には、導線４２を図１５の（ｂ）のようにＳｉウェ
ハ２とＳｉウェハ６のすき間に入るように少なくとも一
周は巻いておく。そして、導線４２に直流電源４９より
図１５の（ａ），（ｂ）のように電流を流す。すると、
導線４２は、静磁場４７からローレンツ力を受け、Ｓｉ
ウェハ２をＳｉウェハ６から引き剥がす方向に力を与え
る。つまり、図１５の（ｂ）の断面図で見れば、Ｓｉウ
ェハ２は導線４２から上方向に動くような力を受け、Ｓ
ｉウェハ６はチェック４４によって固定されている。こ
のため、Ｓｉウェハ２とＳｉウェハ６の間で一番結合力
の弱い多孔質Ｓｉ層３で亀裂が起こり、再利用する基板
２とＳＯＩ基板を構成する基板４，６，７とに分離でき
る。

【００５３】（実施形態７）実施形態７はＳＯＩ基板を
製造する形態であり、物品を再利用するＳｉウェハとＳ
ＯＩ基板とに多孔質Ｓｉ層で分離する為に基板の周りに
巻いた導線が受けるローレンツ力を利用する。そして、
実施形態６と同様にローレンツ力を受けた導線が基板に
分離する力を与える。

【００５４】図１６は、実施形態７の分離工程を表す図
であり、（ａ）は基板の斜視図、（ｂ）は基板の断面図
を表す。図中、４４はＳｉウェハ６を支え、電磁石を構
成する導線４６を支持するチェック、４５は電磁石を構
成する導線４６の中心軸、４７は電磁石４６が作る静磁
場の磁力線、４２，５１は静磁場からローレンツ力を受
ける導線で本発明のワイヤになる。４８は電磁石に電流
を流す直流電源、４９，５２はそれぞれ導線４２，５１
に電流を流す直流電源である。Ｓｉウェハ６には、チャ
ック４４を介して電磁石４６を中心軸４５を中心に巻い
ておく。中心軸４５は静磁場４７を強めるために導電性
であるのが望ましい。直流電源４８から図１６の
（ａ），（ｂ）のように直流電流を流すことによって、
Ｓｉウェハ２側がＮ、チャック４４側がＳとなる静磁場
４７ができる。貼り合わせ基板の周囲には、導線４２を
図の１６（ｂ）のようにＳｉウェハ２とＳｉウェハ６の
すき間に入るように少なくとも一周は巻いておく。さら
に、貼り合わせ基板の周囲には、導線５１を図１６の
（ｂ）のようにＳｉウェハ２とＳｉウェハ６のすき間に
入るように少なくとも一周は巻いておく。そして、導線
４２と導線５１に直流電源４９と直流電源５２より図１
６の（ａ），（ｂ）のように互いに逆方向に電流を流
す。すると、導線４２は、静磁場４７からローレンツ力
を受け、Ｓｉウェハ２をＳｉウェハ６から引き剥がす方
向に力を与える。また、導線５１は、静磁場４７からロ
ーレンツ力を受け、Ｓｉウェハ６をＳｉウェハ２から引
き剥がす方向に力を与える。つまり、図１６の（ｂ）の
断面図で見れば、Ｓｉウェハ２は導線４２から上方向に
動くような力を受け、Ｓｉウェハ２は導線４２から下方
向に動くような力を受ける。このため、Ｓｉウェハ６と
Ｓｉウェハ６の間で一番結合力の弱い多孔質Ｓｉ層３で
亀裂が起こり、再利用する基板２とＳＯＩ基板を構成す
る基板４，６，７とに分離できる。

【００５５】（実施形態８）実施形態８はＳＯＩ基板を
製造する形態であり、物品を再利用するＳｉウェハとＳ
ＯＩ基板とに多孔質Ｓｉ層で分離する為に基板の周りに
巻いたワイヤを単に絞り込むことによって基板に分離す
る力を与える。必要に応じてワイヤを通電加熱してもよ
い。

【００５６】図１７は、実施形態８の分離工程を表す図
であり、（ａ）は基板の斜視図、（ｂ）は基板の断面図
を表す。図中、５０はＳｉウェハ２とＳｉウェハ６のす
き間に入れて巻く細くてちぎれ難いワイヤを表す。以前
に説明した部品と同じ部品番号は、以前の図と同じ部品
を表す。図の１７（ａ），（ｂ）のように、ワイヤ５０
を貼り合わせ基板に巻き、ワイヤ５０を矢印の方に引き
絞り込むことによって、Ｓｉウェハ２とＳｉウェハ６の
間で一番結合力の弱い多孔質Ｓｉ層３で亀裂が起こる。
この時通電加熱するとなお良い。すると、再利用する基
板２と、ＳＯＩ基板を構成する基板４，６，７とに分離
できる。

【００５７】（実施形態９）実施形態９は太陽電池を製
造する形態である。図１８は、光を電気に変換する光電
変換層を形成するまでの工程を表す図である。まず、図
１８の（ａ）のように、ｐ型Ｓｉウェハ１を用意し、図
３を用いて説明したのと同様の陽極化成の方法によっ
て、Ｓｉウェハ１の表面を多孔質化する。すると、図１
８の（ｂ）のように、非多孔質Ｓｉ層２上に多孔質Ｓｉ
層３がある基板ができる。そして、図１８の（ｃ）のよ
うに、多孔質Ｓｉ層３上に光電変換層１８となるエピタ
キシャルＳｉ層を、分子線エピタキシャル成長、プラズ
マＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、光ＣＶＤ、バイアス・スパッタ
ー法、液相成長法などの方法で形成する。

【００５８】図１９、２０は実施形態９の分離工程を表
す斜視図である。図２１は最終的な太陽電池の斜視図
（ａ）とそのＡＡ′での断面図（ｂ）である。図中、１
６は裏面金属電極、１７はプラスチック基板、１８は光
電変換層、１９は裏面金属電極、２０は保護層、２４配
線である。以前に説明した部品と同じ部品番号は、以前
の図と同じ部品を表す。

【００５９】本形態で光電変換層１８を形成するとき、
図２１の（ｂ）のようなｐｎ接合を形成するため、図１
８の（ｃ）のエピタキシャル成長の工程のとき、下から
ｎ⁺層２３、ｐ層２２、ｐ⁺ 層２１を形成しておく。そ
して、図１９のように光電変換層１８と、プラスティッ
ク基板１７にあらかじめ密着している裏面金属電極１６
とを貼り合わせる。このとき、最表面のｐ⁺ 層２１が裏
面金属電極１６と接することになる。その後、真空チャ
ック１２を非多孔質Ｓｉ層２の外側に密着させる。そし
て、実施形態１と同様の方法で、Ｓｉウェハ２と裏面金
属電極１６の側面のすき間を埋めるようにニクロム線１
０を巻き、交流電源１１からニクロム線１０に電流を流
す。すると、多孔質Ｓｉ層３に局所的に熱が与えられ、
多孔質Ｓｉ層３から、最終的に太陽電池となる基板１
８，１６，１７と、製造工程に再利用するＳｉウェハの
分離がおこなえる。この分離の工程は、実施形態１と同
様に、ニクロム線を使って、熱を与える方法で説明した
が、実施形態２〜８の何れの形態を使用して分離しても
よい。

【００６０】その後、図２１の（ａ）のように、光電変
換層１８の表面に網目上の表面金属電極１９を形成す
る。つぎに、配線２４を表面金属電極１９と裏面金属電
極１６に接続し、表面金属電極１９上に保護層２０を形
成する。図２１の（ｂ）は、図２１の（ａ）のＡＡ′で
の断面図である。光電変換層１８は、上から表面金属電
極１９に接するｎ⁺ 層２３、ｐ層２２、裏面金属電極１
６に接するｐ⁺ 層２１で構成する。図２１で表面金属電
極１９は、光を透過するように網目上になっているよう
に図示しているが、これがＩＴＯなどの透明電極に置き
換わってもいい。また、裏面金属電極１６は、光電変換
層１８で、電気に変換できず透過してきた光を光電変換
層１８に戻す働きもあるので、反射率の大きい金属材料
で形成するのが望ましい。

【００６１】本形態は、一つのＳｉウェハからいくつも
の単結晶薄膜の太陽電池を形成できるので、変換効率、
寿命、製造コストなどの点で優れている。また、局所的
な熱を使って、多孔質Ｓｉ層の結晶に歪みを起こさせて
基板の分離をおこなうので、強力な引っ張り力を必要と
しない。このため、基板と治具などの強力な接着を必要
としないことからも、製造コストの点で優れている。

【００６２】（実施形態１０）実施形態１０も実施形態
９と同様に太陽電池を製造する形態である。実施形態１
０は、図１８，１９，２０，２１の光電変換層１８を多
孔質Ｓｉ層３上に形成したエピタキシャルＳｉ層で構成
している。しかし、実施形態１０は、多孔度の小さい多
孔質Ｓｉ層をそのまま光電変換層１８として用いる。実
施形態１で、陽極化成工程での電流密度を変化させれ
ば、多孔質Ｓｉ層の多孔度を変化させることを説明して
いる。つまり、図３を使って説明した陽極化成工程で、
電極２８から電極２９へ流れる電流密度を大きくすれ
ば、Ｓｉウェハ１に形成される多孔質Ｓｉ層の多孔度が
大きくなることを説明している。この現象を使い、ｐ⁺
型Ｓｉウェハ１の表面を多孔質化するときは、図４のよ
うに電流密度を小さくして多孔度の小さい多孔質Ｓｉ層
３ａを形成し、その下に多孔度の大きい多孔質Ｓｉ層３
ｂを非多孔質Ｓｉ層２の上で形成する。そして、多孔度
の小さい多孔質Ｓｉ層３ａの最表面にｎ型を作るＰ，Ａ
ｓなどをイオン注入して、多孔質Ｓｉ層３ａを図２１の
（ｂ）のｐｎ接合を形成した光電変換層１８にする。

【００６３】その後、図１９のように、光電変換層１８
となった多孔度の小さい多孔質Ｓｉ層３ａと裏面金属電
極１６とを貼り合わせる。その他の工程は実施形態８と
同様である。本形態は、一つのＳｉウェハからいくつも
の単結晶薄膜の太陽電池を形成できるので、変換効率、
寿命、製造コストなどの点で優れている。また、エピタ
キシャル成長工程がないので、実施形態８より、さらに
製造コストが小さい。また、光電変換層１８は、多孔度
の小さい多孔質Ｓｉ層でできているので、単結晶性は保
たれ、適当に孔で光散乱を起こすので変換効率も高い。

【００６４】（実施形態１１）実施形態１１は、エリア
センサを製造する形態である。本形態は、実施形態９や
１０と同様にＳｉウェハから、単結晶薄膜の光電変換層
を形成する。そして、この光電変換層に２次元的に光セ
ンサを配置して、マトリックス配線を設ける。マトリッ
クス配線は、例えば、図２１で表面金属電極１９を配置
する代わりに配列線を設け、裏面金属電極１６を配置す
る代わりに行配線を設ける。本形態は、一つのＳｉウェ
ハからいくつもの単結晶薄膜のエリアセンサを形成でき
るので、変換効率、寿命、製造コスト、大面積化などの
点で優れている。

【００６５】（実施形態１２）まず、一方の基板として
Ｓｉウェハを用意する。

【００６６】次にＳｉウェハをイオン注入装置に設置し
てＳｉウェハ全面に水素イオン又は希ガスイオンを一定
の深さに到達するようイオン注入する。こうして、Ｓｉ
ウェハ内部にマイクロバブルによる欠陥層を形成する。

【００６７】一方、支持基板として別のＳｉウェハを用
意して表面を酸化させ、上記マイクロバブルによる欠陥
層を有するＳｉウェハの表面と、貼り合わせ熱処理す
る。

【００６８】こうして形成された貼り合わせウェハから
なる物品を図１，９，１０，１２，１４，１５，１６，
１７，１９のような方法で、ワイヤーを物品側面のマイ
クロバブルによる欠陥層付近に当接して、欠陥層を破壊
して両ウェハを分離する。

【００６９】こうして一方の基板であるＳｉウェハの欠
陥層上にあった単結晶Ｓｉ層は、他方の基板の酸化シリ
コン膜上に転写される。

【００７０】上述したイオン注入によるマイクロバブル
の生成は、米国特許第５，３７４，５６４号明細書に詳
しく記載されている。

【００７１】以上はＳｉウェハの場合は例に挙げて説明
したが、本発明は、Ｓｉ以外のＳｉＧｅ，Ｇｅ，Ｓｉ
Ｃ，ＧａＡｓ，ＩｎＰ等の他の半導体にも適用可能であ
る。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、一本のワイヤを使って
一枚のＳｉ基板から多くの単結晶の薄膜Ｓｉを得ること
ができる。また、分離に基板の全周囲から作用するワイ
ヤを使用しているので、効率よく分離でき、Ｓｉ薄膜を
傷つけることなく良質なＳｉ薄膜が提供できる。このた
め、ＳＯＩ基板を製造するときは、材料を無駄なく使用
できるので、低製造コストで省資源な製造方法を提供す
ることができる。また、ＳＯＩ基板自体の品質もいいも
のになる。光電変換装置を製造するときも、材料を無駄
なく使用できるので、低製造コストで省資源な製造方法
を提供することができる。また、光電変換装置自体の品
質も良いものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ニクロム線を基板の周囲に巻く実施形態１の分
離工程を表す図。

【図２】分離した後の基板を表す図。

【図３】実施形態１で、下地にＳｉウェハを使ったＳＯ
Ｉ基板の製造工程を表す図。

【図４】実施形態１で、下地にＳｉウェハを使ったＳＯ
Ｉ基板の製造工程を表す図。

【図５】実施形態１で、下地に石英基板を使ったＳＯＩ
基板の製造工程を表す図。

【図６】実施形態１で、下地にＳｉウェハを使ったＳＯ
Ｉ基板の製造工程を表す図。

【図７】Ｓｉウェハを多孔質化する陽極化成工程を表す
図。

【図８】陽極化成した後のＳｉウェハを表す図。

【図９】熱膨張するワイヤを基板の周囲に巻く実施形態
２の分離工程を表す図。

【図１０】バイメタルを使用する実施形態３の分離工程
を表す図。

【図１１】バイメタルの熱変形を表す図。

【図１２】形状記憶合金を使用する実施形態４の分離工
程を表す図。

【図１３】形状記憶合金の熱変形を表す図。

【図１４】基板の周囲に巻いたワイヤにローレンツ力を
働かせる実施形態４の分離工程を表す図。

【図１５】基板の周囲に巻いたワイヤにローレンツ力を
働かせる実施形態５の分離工程を表す図。

【図１６】基板の周囲に巻いたワイヤにローレンツ力を
働かせる実施形態５の分離工程を表す図。

【図１７】ワイヤを絞り込むことによる実施形態６の分
離工程を表す図。

【図１８】単結晶Ｓｉ太陽電池を製造する工程を表す
図。

【図１９】単結晶Ｓｉ太陽電池を製造する分離工程を表
す図。

【図２０】分離した後の基板を表す図。

【図２１】単結晶Ｓｉ太陽電池の斜視図（ａ）と断面図
（ｂ）。

【図２２】ＳＯＩ基板の製造工程を表す図。

【図２３】ＳＯＩ基板の製造工程を表す図。

【図２４】従来の太陽電池の製造方法を表す図。

【符号の説明】

１，５Ｓｉウェハ２非多孔質Ｓｉ層３多孔質Ｓｉ層４エピタキシャルＳｉ層６単結晶Ｓｉ層７，８酸化Ｓｉ層９石英基板１０ニクロム線１１交流電源１２真空チャック１３プラスティックでコーティングした電熱線１４プラスティック１６裏面金属電極１７プラスティック基板１８光電変換層１９表面金属電極２０保護膜２１ｐ⁺ 層２２ｐ層２３ｎ⁺ 層２４配線２７フッ酸系のエッチング液２８正電極２９負電極３０保護膜３１，３２治具３３傷３４接着材３５バイメタル３６支持棒３７黄銅３８アンバー３９形状記憶合金ワイヤ４０，４１電磁石４２，５１導線４３，４７静磁場４４チャック４５中心軸４６電磁石４８，４９，５２直流電源５０ワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非多孔質層上に多孔質層があり、前記多
孔質層上に前記多孔質層より多孔度の小さい層がある基
板の、前記非多孔質層と前記多孔度の小さい層を、前記
多孔質層で分離する工程を含む薄膜の形成方法におい
て、前記基板の側面にワイヤを当接させて前記分離をおこな
うことを特徴とする薄膜の形成方法。
【請求項２】前記基板の側面を少なくとも一周するよ
うに、前記ワイヤを巻く請求項１に記載の薄膜の形成方
法。
【請求項３】前記ワイヤは導電性であり、前記ワイヤ
に電流を流すことによって前記ワイヤから熱を発生させ
る請求項２に記載の薄膜の形成方法。
【請求項４】前記ワイヤは導電性であり、前記ワイヤ
に電流を流すことによって前記ワイヤを熱膨張させる請
求項２に記載の薄膜の形成方法。
【請求項５】前記ワイヤは導電性であり、前記ワイヤ
の外部に磁場をかけておき、前記ワイヤに電流を流すこ
とによって、前記ワイヤにローレンツ力をかける請求項
２に記載の薄膜の形成方法。
【請求項６】前記磁場は静磁場であり、前記ワイヤに
交流を流すことによって、前記ワイヤを振動させる請求
項５に記載の薄膜の形成方法。
【請求項７】前記磁場は静磁場であり、前記ワイヤに
直流を流すことよって、前記ワイヤから前記多孔度の小
さい層を引き剥がす方向に力をかける請求項５に記載の
薄膜の形成方法。
【請求項８】前記ワイヤをしぼり込む請求項２に記載
の薄膜の形成方法。
【請求項９】前記ワイヤはバイメタルであり、前記ワ
イヤを加熱することによって熱変形させ、前記分離をお
こなう請求項１に記載の薄膜の形成方法。
【請求項１０】前記ワイヤは形状記憶合金であり、前
記ワイヤの形状記憶を使って前記ワイヤを変形させるこ
とによって、前記分離をおこなう請求項１に記載の薄膜
の形成方法。
【請求項１１】前記非多孔質層上の多孔質層を、Ｓｉ
ウェハの陽極化成によって形成する請求項１に記載の薄
膜の形成方法。
【請求項１２】前記多孔質層に接しない前記非多孔質
層の裏面を真空チャックに密着させておき、前記真空チ
ャックから前記基板に微小な引っ張り力を伝える請求項
１に記載の薄膜の形成方法。
【請求項１３】前記多孔度の小さい層は、前記多孔質
上にエピタキシャル成長させて形成した非多孔質のエピ
タキシャル層である請求項１１に記載の薄膜の形成方
法。
【請求項１４】前記エピタキシャル層と、少なくとも
表面に絶縁層を有する支持基板と張り合わせた後、前記
多孔質層での分離をおこない、前記エピタキシャル層上
に残った多孔質層を取り除き、前記エピタキシャル層と
前記絶縁層を、それぞれＳＯＩ基板の半導体層と下地絶
縁層にする請求項１３に記載の薄膜の形成方法。
【請求項１５】前記少なくとも表面に絶縁層を有する
支持基板は、Ｓｉウェハの表面を酸化した基板である請
求項１４に記載の薄膜の形成方法。
【請求項１６】前記エピタキシャル層の表面に絶縁層
を形成し、支持基板と貼り合わせた後、前記多孔質層で
の分離をおこない、前記エピタキシャル層上に残った多
孔質層を取り除き、前記エピタキシャル層と前記絶縁層
を、それぞれＳＯＩ基板の半導体層と下地絶縁層にする
請求項１１に記載の薄膜の形成方法。
【請求項１７】前記支持基板は、石英基板である請求
項１６に記載の薄膜の形成方法。
【請求項１８】前記支持基板は、Ｓｉウェハの表面を
酸化した基板である請求項１６に記載の薄膜の形成方
法。
【請求項１９】前記多孔度の小さい層を、前記多孔質
層を形成するときより電流密度が小さい条件で陽極化成
をおこなって形成する請求項１１に記載の薄膜の形成方
法。
【請求項２０】前記多孔度の小さい層と支持基板を貼
り合わせた後、前記多孔質層での分離をおこない、前記
多孔度の小さい層を光電変換装置の光電変換層にする請
求項１４または請求項１９に記載の薄膜の形成方法。
【請求項２１】非多孔質Ｓｉ層上に多孔質Ｓｉ層があ
り、前記多孔質Ｓｉ層上に前記多孔質Ｓｉ層より多孔度
の小さいＳｉ層がある基板の、前記非多孔質Ｓｉ層と前
記多孔度の小さいＳｉ層を、前記多孔質Ｓｉ層で分離し
て形成する薄膜の形成方法において、前記基板の側面にワイヤをあてることによって前記分離
をおこなうことを特徴とする薄膜の形成方法。
【請求項２２】前記基板の側面を少なくとも一周する
ように、前記ワイヤを巻く請求項２１に記載の薄膜の形
成方法。
【請求項２３】前記ワイヤは導電性であり、前記ワイ
ヤに電流を流すことによって前記ワイヤから熱を発生さ
せる請求項２２に記載の薄膜の形成方法。
【請求項２４】前記ワイヤは導電性であり、前記ワイ
ヤに電流を流すことによって前記ワイヤを熱膨張させる
請求項２２に記載の薄膜の形成方法。
【請求項２５】前記ワイヤは導電性であり、前記ワイ
ヤの外側に磁場をかけておき、前記ワイヤに電流を流す
ことによって、前記ワイヤにローレンツ力をかける請求
項２２に記載の薄膜の形成方法。
【請求項２６】前記磁場は静磁場であり、前記ワイヤ
に交流を流すことによって、前記ワイヤを振動させる請
求項２５に記載の薄膜の形成方法。
【請求項２７】前記磁場は静磁場であり、前記ワイヤ
に直流を流すことよって、前記ワイヤから前記多孔度の
小さい層を引き剥がす方向に力をかける請求項２５に記
載の薄膜の形成方法。
【請求項２８】前記ワイヤをしぼり込む請求項２２に
記載の薄膜の形成方法。
【請求項２９】前記ワイヤはバイメタルであり、前記
ワイヤを加熱することによって熱変形させ、前記分離を
おこなう請求項２１に記載の薄膜の形成方法。
【請求項３０】前記ワイヤは形状記憶合金であり、前
記ワイヤの形状記憶を使って前記ワイヤを変形させるこ
とによって、前記分離をおこなう請求項２１に記載の薄
膜の形成方法。
【請求項３１】前記非多孔質Ｓｉ層上の多孔質Ｓｉ層
を、Ｓｉウェハの陽極化成によって形成する請求項２１
に記載の薄膜の形成方法。
【請求項３２】前記多孔質Ｓｉ層に接しない前記非多
孔質Ｓｉ層の裏面を真空チャックに密着させておき、前
記真空チャックから前記基板に微小な引っ張り力を伝え
る請求項２１に記載の薄膜の形成方法。
【請求項３３】前記多孔度の小さいＳｉ層は、前記多
孔質Ｓｉ上にエピタキシャル成長させて形成したエピタ
キシャルＳｉ層である請求項３１に記載の薄膜の形成方
法。
【請求項３４】前記エピタキシャルＳｉ層と、少なく
とも表面に絶縁層を有する支持基板と張り合わせた後、
前記多孔質Ｓｉ層での分離をおこない、前記エピタキシ
ャルＳｉ層上に残った多孔質Ｓｉ層を取り除き、前記エ
ピタキシャルＳｉ層と前記絶縁層を、それぞれＳＯＩ基
板の半導体層と下地絶縁層にする請求項３３に記載の薄
膜の形成方法。
【請求項３５】前記少なくとも表面に絶縁層を有する
支持基板は、Ｓｉウェハの表面を酸化した基板である請
求項３４に記載の薄膜の形成方法。
【請求項３６】前記エピタキシャルＳｉ層の表面に絶
縁層を形成し、支持基板と貼り合わせた後、前記多孔質
Ｓｉ層での分離をおこない、前記エピタキシャルＳｉ層
上に残った多孔質Ｓｉ層を取り除き、前記エピタキシャ
ルＳｉ層と前記絶縁層を、それぞれＳＯＩ基板の半導体
層と下地絶縁層にする請求項３１に記載の薄膜の形成方
法。
【請求項３７】前記支持基板は、石英基板である請求
項３６に記載の薄膜の形成方法。
【請求項３８】前記支持基板は、Ｓｉウェハの表面を
酸化した基板である請求項３６に記載の薄膜の形成方
法。
【請求項３９】前記多孔度の小さいＳｉ層を、前記Ｓ
ウェハの陽極化成のとき前記多孔質Ｓｉ層を形成すると
きより電流密度の小さい陽極化成をおこなって形成する
請求項３１に記載の薄膜の形成方法。
【請求項４０】前記多孔度の小さいＳｉ層と支持基板
を貼り合わせた後、前記多孔質Ｓｉ層での分離をおこな
い、前記多孔度の小さいＳｉ層を光電変換装置の光電変
換層にする請求項３４または請求項３９に記載の薄膜の
形成方法。