WO2012141292A1 - シリコン膜の製造方法 - Google Patents

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WO2012141292A1
WO2012141292A1 PCT/JP2012/060140 JP2012060140W WO2012141292A1 WO 2012141292 A1 WO2012141292 A1 WO 2012141292A1 JP 2012060140 W JP2012060140 W JP 2012060140W WO 2012141292 A1 WO2012141292 A1 WO 2012141292A1
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silicon film
carbon atoms
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film according
pulsed light
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篠崎　研二
内田　博
正安 五十嵐
島田　茂
橘　浩昭
佐藤　一彦
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昭和電工株式会社
独立行政法人産業技術総合研究所
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a silicon film. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a silicon film that can be formed at low cost without requiring an expensive and energy-consuming large-scale apparatus.
  • thermo CVD Chemical Vapor Deposition
  • plasma CVD plasma CVD
  • Patent Document 1 discloses a method of forming a silicon-based thin film by liquefying and adsorbing a gaseous raw material on a cooled substrate and reacting with chemically active atomic hydrogen.
  • Patent Document 2 discloses a method of applying low molecular weight liquid silicon hydride to a substrate.
  • JP-A-1-296611 Japanese Patent Laid-Open No. 7-267621
  • Patent Document 1 uses gaseous silicon hydride, which is difficult to handle as described above, and requires complicated equipment to continuously vaporize and cool the raw material silicon hydride.
  • Patent Document 2 has a difficulty in handling silicon hydride due to the instability of the system, and the silicon hydride is in a liquid state, so that it has a uniform film thickness when applied to a large area substrate. There is a problem that it is difficult to obtain.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a silicon film that does not require an expensive and energy-consuming large-scale apparatus, can be applied to a large-area substrate, and can be formed easily and inexpensively. It is in.
  • the invention of the method for producing a silicon film according to claim 1 is characterized in that the composition formula SinRm (wherein R is independently a hydrogen atom, linear saturated having 1 to 20 carbon atoms). Hydrocarbon group, branched saturated hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, aryl group having 6 to 20 carbon atoms, aralkyl having 7 to 20 carbon atoms A group, a hydroxyl group or a halogen atom, and n is an integer of 3 to 10,000, and m is an integer of n to (2n + 2). It is characterized by having a step of irradiating with pulse light after being formed into a shape and converting it into a silicon film.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that the pulsed light is an electromagnetic wave having a wavelength range of 1 pm to 1 m.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that the pulsed light is an electromagnetic wave having a wavelength range of 10 nm to 1000 ⁇ m.
  • the invention according to claim 4 is characterized in that the pulsed light is irradiated from a light source including a flash lamp.
  • the invention according to claim 5 is characterized in that the flash lamp is a xenon flash lamp.
  • the invention according to claim 6 is characterized in that the light source of the pulsed light is a light source capable of repeatedly emitting pulsed light.
  • the invention according to claim 7 is characterized in that the irradiation time of the pulsed light is between about 20 microseconds and about 10 milliseconds.
  • the invention according to claim 8 is characterized in that the irradiation interval of the pulsed light is between about 200 microseconds and about 99.98 milliseconds.
  • the invention according to claim 9 is characterized in that the irradiation interval of the pulsed light is 99.98 milliseconds at the longest by a light source operating at 10 Hz or more.
  • the invention according to claim 10 is characterized in that pulsed light irradiation is performed at room temperature.
  • composition containing the silane compound includes a light absorbing material that absorbs light in a wavelength range of 180 nm to 4000 nm.
  • the invention according to claim 12 is characterized in that the light absorbing material is a carbon-based material.
  • the invention according to claim 13 is characterized in that the silane compound is a cyclic silane compound represented by the following general formula. (Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms) In addition, x represents an integer of 4 to 20.)
  • the invention described in claim 14 is characterized in that the silane compound is a linear silane compound having a structure represented by the following general formula. (Wherein R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group. And y represents an integer of 3 to 1000.)
  • the invention according to claim 15 is characterized in that in the silane compound, all Rs are hydrogen atoms.
  • a silicon film manufacturing method that can be applied to a large-area substrate without requiring an expensive and energy-consuming large-scale apparatus, and that can easily and inexpensively form a semiconductor thin film. realizable.
  • the method for producing a silicon film of the present invention has the composition formula SinRm (wherein R is independently a hydrogen atom, a linear saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched chain having 3 to 20 carbon atoms). It represents a chain saturated hydrocarbon group, a cyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, a hydroxyl group or a halogen atom.
  • n is an integer of 3 to 10,000
  • m is an integer of n to (2n + 2).
  • a film containing a silane compound represented by It has the process of converting into.
  • a silicon film refers to a single-crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, and a siloxane film in which a silicon-silicon bond of amorphous silicon is partially crosslinked with oxygen.
  • R represents a methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n- Octyl, n-nonyl, n-decyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n- Octadecyl, n-nonadecyl and n-eicosyl groups are branched chain saturated hydrocarbon groups such as i-propyl, i-butyl, i-hexyl, sec-butyl, 2-ethylhexyl, t- Butyl, t-octyl, and neopentyl groups
  • n is preferably an integer of 3 to 3000.
  • the silane compound used in the present invention can be produced by a known method using a monomer having a desired structural unit as a raw material. For example, a Wurtz coupling reaction in which an organic group-substituted halosilane compound is reductively coupled with an alkali metal, a method for converting a substituent of a silane compound (for example, Kovar, D .; Utvary, K .; Chem. 1979, 110, 1295.), a method in which a halosilane compound is reacted with lithium suspended in dry and degassed tetrahydrofuran (GB Patent No. GB-2077710A), and a ring-opening polymerization of a cyclic silicon compound.
  • a method for example, JP 2009-290016 A
  • an anionic polymerization method Sakamoto, K; Yoshida, M .; Sakurai, H.
  • the silane compound is irradiated with pulsed light by forming the silane compound in a thin film on an appropriate substrate and irradiating the thin film with pulsed light.
  • Various known wet processes can be applied to the formation of the silane compound thin film.
  • a film in which the silane compound is dissolved or dispersed in an organic solvent is used, and a film can be formed on a substrate by printing or the like.
  • Examples of the wet process include screen printing, inkjet printing, transfer printing, gravure printing, laser printing, xerographic printing, pad printing, spin coating method, casting method, dipping method, spray coating method, dispenser method, photolithography method, and the like.
  • a silane compound thin film can be formed by forming a liquid film by the wet process and then heating to remove the organic solvent.
  • the substrate is made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, resin film containing polyimide or polycarbonate, thermosetting or thermoplastic resin molding, ceramic molding containing alumina, silica or glass ceramics (crystallized glass), glass fiber or It is composed of a material selected from the group consisting of a fiber reinforced resin laminate composed of carbon fiber and phenolic resin, epoxy resin, polyimide resin or BT (bismaleimide triazine) resin, paper product, quartz and equivalents thereof. However, it is not limited to these.
  • the pulsed light irradiated on the silane compound thin film is irradiated from a light source equipped with a flash lamp such as a xenon flash lamp. Using such a light source, the polysilane thin film is repeatedly irradiated with pulsed light.
  • pulse light means light having a short light irradiation period (irradiation time).
  • the second light irradiation period (on) means light irradiation having a period (irradiation interval (off)) in which light is not irradiated.
  • the pulsed light is emitted from a light source including a flash lamp such as a xenon flash lamp.
  • a light source including a flash lamp such as a xenon flash lamp.
  • the organic semiconductor material and / or the carbon-based semiconductor material constituting the semiconductor layer is irradiated with pulsed light.
  • irradiation is repeated N times, one cycle (on + off) in FIG. 1 is repeated N times.
  • a single irradiation time (on) of pulsed light a range of about 20 microseconds to about 10 milliseconds is preferable.
  • the time is shorter than 20 microseconds, the effect of improving the performance is low, and when the time is longer than 10 milliseconds, the adverse effects due to light deterioration and heat deterioration become larger, which is not preferable.
  • Irradiation with pulsed light is effective even if performed in a single shot, but can also be performed repeatedly as described above.
  • the pulse light irradiation interval (off) is preferably in the range of about 20 microseconds to about 99.98 milliseconds.
  • the adverse effect due to light deterioration and heat deterioration becomes larger.
  • a light source operating at 10 Hz or higher can be used for the irradiation of the pulsed light.
  • an electromagnetic wave having a wavelength range of 1 pm to 1 m can be used. Examples of such electromagnetic waves include gamma rays, X-rays, ultraviolet rays, visible light, infrared rays, microwaves, radio waves on the longer wavelength side than microwaves, and the like. In consideration of conversion to thermal energy, if the wavelength is too short, damage to the silane compound thin film itself is not preferable.
  • the wavelength range is preferably a wavelength range of 10 nm to 1000 ⁇ m from far ultraviolet to far infrared, and more preferably a wavelength range of 100 nm to 2000 nm, among the wavelengths described above.
  • the pulsed light irradiation step is not essential, it is preferably in an inert atmosphere (N 2 , Ar, He) or in a vacuum, and the temperature can be heated for irradiation, but it is subject to thermal denaturation before irradiation. Since there is also a possibility, it is preferable to irradiate around room temperature.
  • Xenon's Sintron series As devices capable of performing such pulsed light irradiation, Xenon's Sintron series, NovaCentrix's PulseForge series, and the like are commercially available.
  • the composition containing the silane compound may contain other components as long as the function of the resulting silicon film is not impaired.
  • other components include surfactants, colloidal silica, and other metal oxides.
  • the composition containing the silane compound can coexist with a light absorbing material that can absorb light and convert it into heat energy.
  • a light absorbing material that can absorb light and convert it into heat energy.
  • examples of such materials include organic compounds and carbon-based materials having absorption in the wavelength range of 180 nm to 4000 nm (having absorption peaks in the measured ultraviolet, visible, and infrared spectra).
  • a carbon-based material is a preferable material with a wide absorption wavelength range.
  • Such carbon-based materials include carbon blacks such as acetylene black, furnace black, thermal black and ketjen black, graphites such as natural graphite and artificial graphite, graphene, carbon nanotubes, carbon nanofibers, etc. There is.
  • a cyclic oligosilane compound can be used as the silane compound.
  • the cyclic oligosilane is opened.
  • Examples of the cyclic oligosilane include silicon compounds represented by the following general formula.
  • R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms.
  • X represents an integer of 4 to 20.
  • silane compound a chain silane compound having a structure represented by the following general formula can also be used.
  • R 3 and R 4 are each a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or a hydroxyl group.
  • y represents an integer of 3 to 1000.
  • Example 1 Cyclopentasilane synthesized by a method described in a non-patent document (D. Kovar, K. Utvary, E. Hengge, Monatsh. Chem., 110 (1979), 1295) under a nitrogen atmosphere is disclosed in JP-A-2009-290016. ) To prepare a polysilane solution. This solution was applied onto a quartz substrate by spin coating at 1500 rpm to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C. to remove cyclohexane as a solvent to obtain a polysilane thin film. The polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • Xenon Sinteron 2000 was used for pulsed light irradiation (irradiation conditions: 2070 J, pulse width (irradiation time) 2000 microseconds, voltage 3000 V, irradiation distance 25.4 mm).
  • irradiation conditions 2070 J, pulse width (irradiation time) 2000 microseconds, voltage 3000 V, irradiation distance 25.4 mm.
  • Raman spectroscopy using Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, absorption at 470 to 480 cm ⁇ 1 was observed, and it was found that the film was an amorphous silicon film.
  • Example 2 Cyclopentasilane synthesized by a method described in a non-patent document (D. Kovar, K. Utvary, E. Hengge, Monatsh. Chem., 110 (1979), 1295) under a nitrogen atmosphere is disclosed in JP-A-2009-290016. ) To prepare a polysilane solution. To this solution, 5% by mass of graphite (UF-5G manufactured by Showa Denko KK) was added based on polysilane. The solution to which graphite was added was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C.
  • the polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • Xenon Sinteron 2000 was used for pulse light irradiation (irradiation conditions: 2070 J, pulse width 2000 microseconds, voltage 3000 V, irradiation distance 25.4 mm).
  • this film was analyzed by Raman spectroscopy using Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, absorption at 470 to 480 cm ⁇ 1 was observed, and it was found that the film was an amorphous silicon film.
  • Example 3 Cyclohexasilane synthesized by a method described in a non-patent document (E. Hengge, D. Kovar, Z. Anorg. Allg. Chem. 459 (1979), 123) under a nitrogen atmosphere is disclosed in JP-A-2009-290016. Polymerization was performed by the method described to prepare a polysilane solution. This solution was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C. to remove cyclohexane as a solvent to obtain a polysilane thin film.
  • the polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • Xenon Sinteron 2000 was used for pulse light irradiation (irradiation conditions: 2070 J, pulse width 2000 microseconds, voltage 3000 V, irradiation distance 25.4 mm).
  • this film was analyzed by Raman spectroscopy using Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, absorption at 470 to 480 cm ⁇ 1 was observed, and it was found that the film was an amorphous silicon film.
  • Example 4 Cyclohexasilane synthesized by a method described in a non-patent document (E. Hengge, D. Kovar, Z. Anorg. Allg. Chem. 459 (1979), 123) under a nitrogen atmosphere is disclosed in JP-A-2009-290016. Polymerization was performed by the method described to prepare a polysilane solution. To this solution, 5% by mass of graphite (UF-5G manufactured by Showa Denko KK) was added based on polysilane. The solution to which graphite was added was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C.
  • the polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • Xenon Sinteron 2000 was used for pulse light irradiation (irradiation conditions: 2070 J, pulse width 2000 microseconds, voltage 3000 V, irradiation distance 25.4 mm).
  • this film was analyzed by Raman spectroscopy using Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, absorption at 470 to 480 cm ⁇ 1 was observed, and it was found that the film was an amorphous silicon film.
  • Example 5 In a nitrogen atmosphere, i-butyl-substituted polysilane was synthesized by a method described in a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-217610) to prepare a solution. This solution was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C. to remove cyclohexane as a solvent to obtain a polysilane thin film. The polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • PulseForge 3300 manufactured by NovaCentrix was used for pulsed light irradiation (irradiation conditions: 1.46 J / cm 2 , pulse width 300 microseconds, irradiation interval 50 milliseconds, voltage 300 V, number of irradiations 20 times).
  • this film was analyzed by Raman spectroscopy using a Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, broad absorption was observed at 480 cm ⁇ 1 , and analysis was performed using a Fourier transform infrared spectrophotometer IRAffinity-1 manufactured by Shimadzu. A stretching vibration of Si—O—Si was observed at 1100 cm ⁇ 1, and was found to be a siloxene film.
  • Example 6 In a nitrogen atmosphere, i-butyl-substituted polysilane was synthesized by a method described in a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-217610) to prepare a solution. To this solution, 5% by mass of graphite (UF-5G manufactured by Showa Denko KK) was added based on polysilane. The solution to which graphite was added was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C. to remove cyclohexane as a solvent to obtain a polysilane thin film.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2007-217610 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-217610
  • 5% by mass of graphite U-5G manufactured by Showa Denko KK
  • the solution to which graphite was added was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was
  • the polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • PulseForge 3300 manufactured by NovaCentrix was used for pulsed light irradiation (irradiation conditions: 1.46 J / cm 2 , pulse width 300 microseconds, irradiation interval 50 milliseconds, voltage 300 V, number of irradiations 20 times).
  • This film was analyzed by Raman spectroscopy using a Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, broad absorption was observed at 480 cm ⁇ 1 , and analysis was performed using a Fourier transform infrared spectrophotometer IRAffinity-1 manufactured by Shimadzu. A stretching vibration of Si—O—Si was observed at 1100 cm ⁇ 1, and was found to be a siloxene film.
  • Example 7 Under a nitrogen atmosphere, n-butyl substituted polysilane was synthesized by a method described in a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-217610) to prepare a solution. This solution was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C. to remove cyclohexane as a solvent to obtain a polysilane thin film. The polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • PulseForge 3300 manufactured by NovaCentrix was used for pulsed light irradiation (irradiation conditions: 1.46 J / cm 2 , pulse width 300 microseconds, irradiation interval 50 milliseconds, voltage 300 V, irradiation distance 40 mm, number of irradiations 20 times).
  • this film was analyzed by Raman spectroscopy using a Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, broad absorption was observed at 480 cm ⁇ 1 , and analysis was performed using a Fourier transform infrared spectrophotometer IRAffinity-1 manufactured by Shimadzu. A stretching vibration of Si—O—Si was observed at 1100 cm ⁇ 1, and was found to be a siloxene film.
  • Example 8 Under a nitrogen atmosphere, n-butyl substituted polysilane was synthesized by a method described in a patent document (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-217610) to prepare a solution. To this solution, 5% by mass of graphite (UF-5G manufactured by Showa Denko KK) was added based on polysilane. The solution to which graphite was added was applied onto a quartz substrate at 1500 rpm by a spin coating method to form a liquid film. This liquid film was heated at 150 ° C. to remove cyclohexane as a solvent to obtain a polysilane thin film.
  • a patent document Japanese Patent Laid-Open No. 2007-217610
  • the polysilane thin film was irradiated with pulsed light from a xenon flash lamp in an argon atmosphere to obtain a brown film.
  • PulseForge 3300 manufactured by NovaCentrix was used for pulsed light irradiation (irradiation conditions: 1.46 J / cm 2 , pulse width 300 microseconds, irradiation interval 50 milliseconds, voltage 300 V, number of irradiations 20 times).
  • This film was analyzed by Raman spectroscopy using a Spectrum-GX manufactured by PerkinElmer, broad absorption was observed at 480 cm ⁇ 1 , and analysis was performed using a Fourier transform infrared spectrophotometer IRAffinity-1 manufactured by Shimadzu. A stretching vibration of Si—O—Si was observed at 1100 cm ⁇ 1, and was found to be a siloxene film.

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Abstract

　組成式ＳｉｎＲｍ（ここで、Ｒは、各々独立して水素原子、炭素数が１以上２０以下の直鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３以上２０以下の分岐鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３以上１０以下の環状飽和炭化水素基、炭素数が６から２０のアリール基、炭素数が７から２０のアラルキル基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子を表す。また、ｎは３以上１００００以下の整数であり、ｍはｎ～（２ｎ＋２）の整数である。）で表されるシラン化合物を含む組成物を基板上に膜状に形成後パルス光を照射し、シリコン膜に変換するシリコン膜の製造方法。

Description

シリコン膜の製造方法
　本発明は、シリコン膜の製造方法に関する。さらに詳しくは高価かつエネルギー多消費型の大掛かりな装置を必要とせず安価に形成することができるシリコン膜の製造方法に関する。
　従来、太陽電池等に用いられるアモルファスシリコン膜やポリシリコン膜の形成方法としては、モノシランガスやジシランガスの熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やプラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ等が利用されている。一般的にはポリシリコン膜の形成方法として熱ＣＶＤ（非特許文献１参照）が、またアモルファスシリコン膜の形成方法としてプラズマＣＶＤ（非特許文献２参照）が広く用いられている。しかし、これらのＣＶＤ法によるシリコン膜の形成においては、気相反応を用いるため、気相でシリコン粒子の副生による装置の汚染や異物の発生が生じ、生産歩留まりが低い、原料がガス状であるため表面に凹凸のある基板上には均一膜厚のものが得られにくい、膜の形成速度が遅いため生産性が低い、プラズマＣＶＤ法においては複雑で高価な高周波発生装置や真空装置などが必要である、などの問題があり更なる改良が待たれていた。また、材料面では毒性、反応性の高いガス状の水素化ケイ素を用いるため取り扱いに難点があるのみでなく、ガス状であるため密閉状の真空装置が必要である。一般にこれらの装置は大掛かりなもので装置自体が高価であるのみでなく、真空系やプラズマ系に多大のエネルギーを消費するため製品のコスト高につながっている。
　これらのＣＶＤ法を用いる技術以外として、近年真空系を使わずに水素化ケイ素を用いてシリコン膜を形成する方法が提案されている。例えば、下記特許文献１には、ガス状の原料を冷却した基板上に液体化して吸着させ、化学的に活性な原子状の水素と反応させてシリコン系の薄膜を形成する方法が開示されている。また、下記特許文献２には、低分子量の液体状の水素化ケイ素を基板に塗布する方法が開示されている。
特開平１－２９６６１１号公報 特開平７－２６７６２１号公報
Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．，１４巻１０８２頁（１９７７年） ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ Ｃｏｍ．，１７巻１１９３頁（１９７５年 ）
　しかし、上記特許文献１の技術では、上記の通り取り扱いに難点のあるガス状の水素化ケイ素を使用しており、また原料の水素化ケイ素を気化と冷却を続けて行うため複雑な装置が必要になるのみでなく、膜厚の制御が困難であるという問題がある。また、上記特許文献２の技術では、系が不安定なために水素化ケイ素の取り扱いに難点があるとともに、水素化ケイ素が液体状であるため、大面積基板に応用する場合に均一膜厚を得るのが困難であるという問題がある。
　本発明の目的は、高価かつエネルギー多消費型の大掛かりな装置を必要とせず、大面積の基板にも対応可能であり、容易、安価に形成することができるシリコン膜の製造方法を提供することにある。
　上記目的を達成するために、請求項１記載のシリコン膜の製造方法の発明は、組成式ＳｉｎＲｍ（ここで、Ｒは、各々独立して水素原子、炭素数が１～２０の直鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３～２０の分岐鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３～１０の環状飽和炭化水素基、炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子を表す。また、ｎは３～１００００の整数であり、ｍはｎ～（２ｎ＋２）の整数である。）で表されるシラン化合物を含む組成物を基板上に膜状に形成後パルス光を照射し、シリコン膜に変換する工程を有することを特徴とする。
　請求項２に記載の発明は、前記パルス光が、１ｐｍ～１ｍの波長範囲の電磁波であることを特徴とする。
　請求項３に記載の発明は、前記パルス光が、１０ｎｍ～１０００μｍの波長範囲の電磁波であることを特徴とする。
　請求項４に記載の発明は、前記パルス光が、フラッシュランプを備える光源から照射されることを特徴とする。
　請求項５に記載の発明は、前記フラッシュランプが、キセノンフラッシュランプであることを特徴とする。
　請求項６に記載の発明は、前記パルス光の光源が繰り返しパルス光を照射できる光源であることを特徴とする。
　請求項７に記載の発明は、前記パルス光の照射時間が、約２０マイクロ秒から約１０ミリ秒の間であることを特徴とする。
　請求項８に記載の発明は、前記パルス光の照射間隔が、約２００マイクロ秒から約９９．９８ミリ秒の間であることを特徴とする。
　請求項９に記載の発明は、前記パルス光の照射間隔が、１０Ｈｚ以上で動作する光源により最長９９．９８ミリ秒であることを特徴とする。
　請求項１０に記載の発明は、パルス光照射を室温で行うことを特徴とする。
　請求項１１に記載の発明は、前記シラン化合物を含む組成物に１８０ｎｍから４０００ｎｍの波長範囲の光を吸収する光吸収材料を含むことを特徴とする。
　請求項１２に記載の発明は、前記光吸収材料が、炭素系材料であることを特徴とする。
　請求項１３に記載の発明は、前記シラン化合物が下記一般式で表される環状シラン化合物であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 　（式中、Ｒ１、Ｒ２は、各々独立して水素原子、炭素数が１～２０のアルキル基、炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基のいずれかを表す。また、ｘは４～２０の整数を表す。）
　請求項１４に記載の発明は、前記シラン化合物が下記一般式で表される構造を有する直鎖状シラン化合物であることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 　（式中、Ｒ３、Ｒ４は、各々独立して水素原子、炭素数が１～２０のアルキル基、炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基、ヒドロキシル基のいずれかを表す。また、ｙは３～１０００の整数を表す。）
　請求項１５に記載の発明は、前記シラン化合物において、Ｒが全て水素原子であることを特徴とする。
　本発明によれば、高価かつエネルギー多消費型の大掛かりな装置を必要とせず、大面積の基板にも対応可能であり、容易、安価に半導体薄膜を形成することができるシリコン膜の製造方法を実現できる。
パルス光の定義を説明するための図である。
　以下、本発明について詳細に説明する。
 
　本発明のシリコン膜の製造方法は、組成式ＳｉｎＲｍ（ここで、Ｒは、各々独立して水素原子、炭素数が１～２０の直鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３～２０の分岐鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３～１０の環状飽和炭化水素基、炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子を表す。また、ｎは３～１００００の整数であり、ｍはｎ～（２ｎ＋２）の整数である。）で表されるシラン化合物を含む組成物を基板上に膜状に形成後パルス光を照射し、シリコン膜に変換する工程を有することを特徴とする。なお、本明細書においてシリコン膜とは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン及びアモルファスシリコンのケイ素ーケイ素結合が部分的に酸素で架橋されているシロキセンの膜をいう。
　上記シラン化合物において、Ｒは、直鎖状飽和炭化水素基としてはメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基、ｎ－ウンデシル基、ｎ－ドデシル基、ｎ－トリデシル基、ｎ－テトラデシル基、ｎ－ペンタデシル基、ｎ－ヘキサデシル基、ｎ－ヘプタデシル基、ｎ－オクタデシル基、ｎ－ノナデシル基、ｎ－エイコシル基が、分岐鎖状飽和炭化水素基としてはｉ－プロピル基、ｉ－ブチル基、ｉ－ヘキシル基、ｓｅｃ－ブチル基、２－エチルヘキシル基、ｔ－ブチル基、ｔ－オクチル基、ネオペンチル基が、環状飽和炭化水素基としてはシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、１－アダマンチル基、２－アダマンチル基が、アリール基としてはフェニル基、ｐ－トリル基、ナフチル基が、アラルキル基としてはベンジル基、β－フェネチル基、γ－フェニルプロピル基、δ－フェニルブチル基が好適である。ｎは好ましくは３～３０００の整数である。
　本発明で使用するシラン化合物は、所望の構造単位を有するモノマ－を原料として、公知の方法により製造することができる。例えば、有機基置換ハロシラン化合物をアルカリ金属で還元的にカップリングさせるウルツカップリング反応、シラン化合物の置換基を変換する方法（例えば、Kovar, D.; Utvary, K.; Hengge, E. Monatsh. Chem. 1979, 110, 1295.）、ハロシラン化合物を乾燥、脱気されたテトラヒドロフラン中に懸濁されたリチウムと反応させる方法（英国特許ＧＢ－２０７７７１０Ａ号公報）、環状ケイ素化合物を光開環重合させる方法（例えば特開２００９－２９００１６）、アニオン重合法（Sakamoto, K; Yoshida, M.; Sakurai, H. Macromolecules, 1990, 23, 4494）等が挙げられる。
　上記シラン化合物へのパルス光の照射は、適宜な基板上にシラン化合物を薄膜状に形成し、この薄膜に対してパルス光を照射するのが好適である。
　シラン化合物薄膜の形成には、各種公知のウェットプロセスを適用できる。このようなウェットプロセスでは、上記シラン化合物を有機溶媒に溶解または分散させた組成物を使用し、基板上に印刷等により膜を形成することができる。上記ウェットプロセスとしては、例えばスクリーン印刷、インクジェット印刷、転写印刷、グラビア印刷、レーザー印刷、ゼログラフィー印刷、パッド印刷、スピンコート法、キャスト法、ディッピング法、スプレーコート法、ディスペンサー法、フォトリソグラフィー法等が挙げられ、その際、有機溶媒としてジクロロメタン、クロロホルム、二硫化炭素、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、デカヒドロナフタレン、シクペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、２－ノルボルネン、１，４－シクロヘキサジエン、１，５－シクロオクタジエン、２，５－ノルボルナジエン等を用いることができる。また、上記ウェットプロセスは、適宜組み合わせて実施してもよい。上記ウェットプロセスにより液状皮膜を形成した後加熱し、有機溶媒を除去することによりシラン化合物薄膜を形成することができる。
　なお、上記各ウェットプロセスは代表的な例を述べているものであって、これらに限定されるものではない。
　また、上記基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミドまたはポリカーボネートを含む樹脂フィルム、熱硬化または熱可塑性樹脂成型体、アルミナ、シリカまたはガラスセラミックス（結晶化ガラス）を含むセラミックス成型体、ガラス繊維または炭素繊維とフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはＢＴ（ビスマレイミドトリアジン）レジンで構成された繊維強化樹脂積層体、紙製品、石英およびこれらの等価物からなる群から選択される材料で構成することができるが、これらに限られるものではない。
　また、シラン化合物薄膜に照射されるパルス光は、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを備える光源から照射される。このような光源を使用して、ポリシラン薄膜に繰り返しパルス光を照射する。本明細書中において「パルス光」とは、光照射期間（照射時間）が短時間の光であり、光照射を複数回繰り返す場合は図１に示すように、第一の光照射期間（ｏｎ）と第二の光照射期間（ｏｎ）との間に光が照射されない期間（照射間隔（ｏｆｆ））を有する光照射を意味する。図１ではパルス光の光強度が一定であるように示しているが、１回の光照射期間（ｏｎ）内で光強度が変化してもよい。上記パルス光は、キセノンフラッシュランプ等のフラッシュランプを備える光源から照射される。このような光源を使用して、半導体層を構成する有機半導体材料および／または炭素系半導体材料にパルス光を照射する。Ｎ回繰り返し照射する場合は、図１における１サイクル（ｏｎ＋ｏｆｆ）をＮ回反復する。なお、繰り返し照射する場合には、次パルス光照射を行う際に、基材を室温付近まで冷却できるようにするため基材側から冷却することが好ましい。
　パルス光の１回の照射時間（ｏｎ）としては、約２０マイクロ秒から約１０ミリ秒の範囲が好ましい。２０マイクロ秒よりも短いと性能向上の効果が低く、１０ミリ秒よりも長いと光劣化、熱劣化による悪影響のほうが大きくなり好ましくない。パルス光の照射は単発で実施しても効果はあるが、上記の通り繰り返し実施することもできる。その際のパルス光の照射間隔（ｏｆｆ）は、約２０マイクロ秒から約９９．９８ミリ秒の範囲が好ましい。２０マイクロ秒より短いと光劣化、熱劣化による悪影響のほうが大きくなり、９９．９８ミリ秒よりも長いと性能向上の効果が低くなり好ましくない。なお、上記パルス光の照射には、１０Ｈｚ以上で動作する光源を使用することができる。また、上記パルス光としては、１ｐｍ～１ｍの波長範囲の電磁波を使用することができる。このような電磁波の例としては、ガンマ線、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線、マイクロ波、マイクロ波より長波長側の電波等が挙げられる。なお、熱エネルギーへの変換を考えた場合には、あまりに波長が短い場合には、シラン化合物薄膜自体へのダメージが大きく好ましくない。また、波長が長すぎる場合には効率的に吸収して発熱することが出来ないので好ましくない。従って、波長の範囲としては、前述の波長の中でも特に遠紫外から遠赤外の１０ｎｍ～１０００μｍの波長範囲が好ましく、さらに好ましくは１００ｎｍ～２０００ｎｍの波長範囲である。
　上記パルス光の照射工程は、必須ではないものの、不活性雰囲気下（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ）または真空中が望ましく、温度は加熱して照射することもできるが、照射前に熱変性を受ける恐れもあるので、室温付近で照射することが好ましい。
　このようなパルス光照射を行える装置としては、Ｘｅｎｏｎ社のＳｉｎｔｒｏｎシリーズ、ＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社のＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅシリーズ等が市販されている。
　上記シラン化合物を含む組成物にはシラン化合物の他に、得られるシリコン膜の機能を損なわない限りにおいて、その他の成分を含有することができる。このようなその他の成分としては、例えば界面活性剤、コロイド状シリカおよびその他の金属酸化物が挙げられる。
　また、上記シラン化合物を含む組成物には光吸収による発熱をより効率的に行うために、光を吸収して熱エネルギーに変換できる光吸収材料を共存させることもできる。このような材料としては１８０ｎｍから４０００ｎｍの波長範囲に吸収を持つ（測定した紫外、可視、赤外スペクトルにおいて吸収ピークを有する）有機化合物、炭素系材料がある。特に炭素系材料は吸収する波長範囲が広く好ましい材料である。このような炭素系材料としてはアセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックおよびケッチェンブラック等のカーボンブラックや、天然黒鉛および人造黒鉛などの黒鉛（グラファイト）類、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイーバーなどがある。
　上記シラン化合物として、環状オリゴシラン化合物を使用することができる。基板上に形成した環状オリゴシラン化合物の薄膜にパルス光を照射することにより、環状オリゴシランは開環する。
　上記環状オリゴシランとしては、例えば下記一般式で表されるケイ素化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 　（式中、Ｒ１、Ｒ２は、水素原子、炭素数が１～２０のアルキル基又は炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基のいずれかを表す。また、ｘは４～２０の整数を表す。）
　また、上記シラン化合物として、下記一般式で表される構造を有する鎖状シラン化合物も使用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 　（式中、Ｒ３、Ｒ４は、水素原子、炭素数が１～２０のアルキル基又は炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基、ヒドロキシル基のいずれかを表す。また、ｙは３～１０００の整数を表す。）
　以下、本発明の実施例を具体的に説明する。なお、以下の実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
実施例１
　窒素雰囲気下、非特許文献（D. Kovar, K. Utvary, E. Hengge, Monatsh. Chem., 110 (1979), 1295）記載の方法により合成したシクロペンタシランを特許文献（特開２００９－２９００１６）記載の方法により重合させてポリシランの溶液を調製した。この溶液をスピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＸｅｎｏｎ社製Ｓｉｎｔｅｒｏｎ２０００を用いた（照射条件：２０７０Ｊ、パルス幅（照射時間）２０００マイクロ秒、電圧３０００Ｖ、照射距離２５．４ｍｍ）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４７０～４８０ｃｍ－１の吸収が観測されアモルファスシリコン膜であることが判明した。
実施例２
　窒素雰囲気下、非特許文献（D. Kovar, K. Utvary, E. Hengge, Monatsh. Chem., 110 (1979), 1295）記載の方法により合成したシクロペンタシランを特許文献（特開２００９－２９００１６）記載の方法により重合させてポリシランの溶液を調製した。この溶液にポリシランに対して５質量％のグラファイト（昭和電工株式会社製ＵＦ－５Ｇ）を添加した。グラファイトを添加した溶液を、スピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＸｅｎｏｎ社製Ｓｉｎｔｅｒｏｎ２０００を用いた（照射条件：２０７０Ｊ、パルス幅２０００マイクロ秒、電圧３０００Ｖ、照射距離２５．４ｍｍ）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４７０～４８０ｃｍ－１の吸収が観測されアモルファスシリコン膜であることが判明した。
実施例３
窒素雰囲気下、非特許文献（E. Hengge, D. Kovar, Z. Anorg. Allg. Chem. 459 (1979), 123）記載の方法により合成したシクロヘキサシランを特許文献（特開２００９－２９００１６）記載の方法により重合させてポリシランの溶液を調製した。この溶液を、スピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＸｅｎｏｎ社製Ｓｉｎｔｅｒｏｎ２０００を用いた（照射条件：２０７０Ｊ、パルス幅２０００マイクロ秒、電圧３０００Ｖ、照射距離２５．４ｍｍ）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４７０～４８０ｃｍ－１の吸収が観測されアモルファスシリコン膜であることが判明した。
実施例４
窒素雰囲気下、非特許文献（E. Hengge, D. Kovar, Z. Anorg. Allg. Chem. 459 (1979), 123）記載の方法により合成したシクロヘキサシランを特許文献（特開２００９－２９００１６）記載の方法により重合させてポリシランの溶液を調製した。この溶液にポリシランに対して５質量％のグラファイト（昭和電工株式会社製ＵＦ－５Ｇ）を添加した。グラファイトを添加した溶液を、スピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＸｅｎｏｎ社製Ｓｉｎｔｅｒｏｎ２０００を用いた（照射条件：２０７０Ｊ、パルス幅２０００マイクロ秒、電圧３０００Ｖ、照射距離２５．４ｍｍ）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４７０～４８０ｃｍ－１の吸収が観測されアモルファスシリコン膜であることが判明した。
実施例５
窒素雰囲気下、特許文献（特開２００７－２１７６１０）記載の方法によりｉ－ブチル置換ポリシランを合成し、溶液を調製した。この溶液を、スピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製ＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ３３００を用いた（照射条件：１．４６Ｊ／ｃｍ２、パルス幅３００マイクロ秒、照射間隔５０ミリ秒、電圧３００Ｖ、照射回数２０回）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４８０ｃｍ－１にブロードな吸収が観測され、島津社製フーリエ変換赤外分光光度計ＩＲＡｆｆｉｎｉｔｙ－１を用いて解析したところ、１１００ｃｍ－１にＳｉ－Ｏ－Ｓｉの伸縮振動が観測され、シロキセン膜であることが判明した。
実施例６
窒素雰囲気下、特許文献（特開２００７－２１７６１０）記載の方法によりｉ－ブチル置換ポリシランを合成し、溶液を調製した。この溶液にポリシランに対して５質量％のグラファイト（昭和電工株式会社製ＵＦ－５Ｇ）を添加した。グラファイトを添加した溶液を、スピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製ＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ３３００を用いた（照射条件：１．４６Ｊ／ｃｍ２、パルス幅３００マイクロ秒、照射間隔５０ミリ秒、電圧３００Ｖ、照射回数２０回）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４８０ｃｍ－１にブロードな吸収が観測され、島津社製フーリエ変換赤外分光光度計ＩＲＡｆｆｉｎｉｔｙ－１を用いて解析したところ、１１００ｃｍ－１にＳｉ－Ｏ－Ｓｉの伸縮振動が観測され、シロキセン膜であることが判明した。
実施例７
窒素雰囲気下、特許文献（特開２００７－２１７６１０）記載の方法によりｎ－ブチル置換ポリシランを合成し、溶液を調製した。この溶液を、スピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製ＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ３３００を用いた（照射条件：１．４６Ｊ／ｃｍ２、パルス幅３００マイクロ秒、照射間隔５０ミリ秒、電圧３００Ｖ、照射距離４０ｍｍ、照射回数２０回）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４８０ｃｍ－１にブロードな吸収が観測され、島津社製フーリエ変換赤外分光光度計ＩＲＡｆｆｉｎｉｔｙ－１を用いて解析したところ、１１００ｃｍ－１にＳｉ－Ｏ－Ｓｉの伸縮振動が観測され、シロキセン膜であることが判明した。
実施例８
窒素雰囲気下、特許文献（特開２００７－２１７６１０）記載の方法によりｎ－ブチル置換ポリシランを合成し、溶液を調製した。この溶液にポリシランに対して５質量％のグラファイト（昭和電工株式会社製ＵＦ－５Ｇ）を添加した。グラファイトを添加した溶液を、スピンコート法により１５００ｒｐｍで石英基板上に塗布し液状皮膜を形成した。この液状皮膜を１５０℃で加熱し溶媒であるシクロヘキサンを除去することによりポリシラン薄膜を得た。このポリシラン薄膜に対し、アルゴン雰囲気下キセノンフラッシュランプからパルス光を照射することにより茶褐色の膜を得た。パルス光照射にはＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ社製ＰｕｌｓｅＦｏｒｇｅ３３００を用いた（照射条件：１．４６Ｊ／ｃｍ２、パルス幅３００マイクロ秒、照射間隔５０ミリ秒、電圧３００V、照射回数２０回）。この膜をＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ－ＧＸを用いてラマン分光法により解析したところ、４８０ｃｍ－１にブロードな吸収が観測され、島津社製フーリエ変換赤外分光光度計ＩＲＡｆｆｉｎｉｔｙ－１を用いて解析したところ、１１００ｃｍ－１にＳｉ－Ｏ－Ｓｉの伸縮振動が観測され、シロキセン膜であることが判明した。

Claims (15)

  1. 　組成式ＳｉｎＲｍ（ここで、Ｒは、各々独立して水素原子、炭素数が１以上２０以下の直鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３以上２０以下の分岐鎖状飽和炭化水素基、炭素数が３以上１０以下の環状飽和炭化水素基、炭素数が６から２０のアリール基、炭素数が７から２０のアラルキル基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子を表す。また、ｎは３以上１００００以下の整数であり、ｍはｎ～（２ｎ＋２）の整数である。）で表されるシラン化合物を含む組成物を基板上に膜状に形成後パルス光を照射し、シリコン膜に変換する工程を有することを特徴とするシリコン膜の製造方法。
  2. 　前記パルス光が、１ｐｍ～１ｍの波長範囲の電磁波である請求項１に記載のシリコン膜の製造方法。
  3. 　前記パルス光が、１０ｎｍ～１０００μｍの波長範囲の電磁波である請求項２に記載のシリコン膜の製造方法。
  4. 　前記パルス光が、フラッシュランプを備える光源から照射される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシリコン膜の製造方法。
  5. 　前記フラッシュランプが、キセノンフラッシュランプである請求項４に記載のシリコン膜の製造方法。
  6. 　前記パルス光の光源が繰り返しパルス光を照射できる光源である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリコン膜の製造方法。
  7. 　前記パルス光の照射時間が、約２０マイクロ秒から約１０ミリ秒の間である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシリコン膜の製造方法。
  8. 　前記パルス光の照射間隔が、約２００マイクロ秒から約９９．９８ミリ秒の間である請求項６に記載のシリコン膜の製造方法。
  9. 　前記パルス光の照射間隔が、１０Ｈｚ以上で動作する光源により最長９９．９８ミリ秒である請求項８に記載のシリコン膜の製造方法。
  10. 　パルス光照射を室温で行う請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のシリコン膜の製造方法。
  11. 　前記シラン化合物を含む組成物に１８０ｎｍから４０００ｎｍの波長範囲の光を吸収する光吸収材料を含む請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のシリコン膜の製造方法。
  12. 　前記光吸収材料が、炭素系材料である請求項１１に記載のシリコン膜の製造方法。
  13. 　前記シラン化合物が下記一般式で表される環状シラン化合物である請求項１に記載のシリコン膜の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ１、Ｒ２は、各々独立して水素原子、炭素数が１～２０のアルキル基、炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基のいずれかを表す。また、ｘは４～２０の整数を表す。）
  14. 　前記シラン化合物が下記一般式で表される構造を有する直鎖状シラン化合物である請求項１に記載のシリコン膜の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式中、Ｒ３、Ｒ４は、各々独立して水素原子、炭素数が１～２０のアルキル基、炭素数が６～２０のアリール基、炭素数が７～２０のアラルキル基、ヒドロキシル基のいずれかを表す。また、ｙは３～１０００の整数を表す。）
  15. 　前記シラン化合物において、Ｒが全て水素原子である請求項１に記載のシリコン膜の製造方法。
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