JPH101392A - Formation of crystalline silicon thin film - Google Patents
Formation of crystalline silicon thin filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液相成長法にもと
づく結晶シリコン薄膜の形成方法に関するものである。The present invention relates to a method of forming a crystalline silicon thin film based on a liquid phase growth method.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体材料として用いられる結晶薄膜を
得る方法としては、従来から、低融点金属の溶媒に溶質
材料を高温で飽和させたあと、その飽和溶液を冷却して
過飽和となる溶質材料を基板上に結晶として析出させて
結晶薄膜を得る液相成長法(Liquid Phase
Epitaxy、以下「LPE」と略す)がよく知ら
れている。このLPEは、例えば、つぎのような各種の
LPE装置を用いて行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of obtaining a crystalline thin film used as a semiconductor material, conventionally, a solute material is saturated at a high temperature in a solvent having a low melting point, and then the saturated solution is cooled to obtain a supersaturated solute material. Liquid phase growth method (Liquid Phase) to obtain crystalline thin film by depositing as crystals on a substrate
Epitaxy (hereinafter abbreviated as “LPE”) is well known. This LPE is performed using, for example, the following various LPE devices.
【0003】まず、ティッピング方式(傾斜法)のLP
E装置の一例を図5に示す。この装置は、片側に傾いた
状態の炉芯管1内で、溶融槽2に、溶媒となる金属溶液
(以下「メルト」という)3と溶質となる原料4を入
れ、メルト3が偏った方とは反対側の溶融槽2内に基板
5を装着し、高温下で原料4をメルト3中に拡散させ飽
和させる。そして、炉芯管1を反対側に傾けて、溶質が
飽和したメルト3を、基板5の上に移動させ、その状態
で温度を降下させながらエピタキシャル成長を行い、所
定厚みの結晶膜が得られた時点で、再び炉芯管1を元の
ように傾けて、結晶膜が形成された基板5を取り出すよ
うになっている。なお、6は熱電対、7は基板5保持用
のクランプである。また、上記炉芯管1内は、高純度水
素ガス等の雰囲気になっている。[0003] First, the LP of the tipping method (tilt method)
FIG. 5 shows an example of the E apparatus. In this apparatus, a metal solution (hereinafter, referred to as “melt”) 3 serving as a solvent and a raw material 4 serving as a solute are put into a melting tank 2 in a furnace core tube 1 inclined to one side, and the melt 3 is biased. The substrate 5 is mounted in the melting tank 2 on the opposite side from the above, and the raw material 4 is diffused into the melt 3 and saturated at a high temperature. Then, the furnace core tube 1 was tilted to the opposite side, and the melt 3 in which the solute was saturated was moved onto the substrate 5, and in that state, epitaxial growth was performed while lowering the temperature, and a crystal film having a predetermined thickness was obtained. At this point, the furnace core tube 1 is tilted again as before, and the substrate 5 on which the crystal film is formed is taken out. In addition, 6 is a thermocouple, and 7 is a clamp for holding the substrate 5. The inside of the furnace core tube 1 is in an atmosphere of high-purity hydrogen gas or the like.
【0004】また、ディッピング方式(液浸法)のLP
E装置の一例を図6に示す。この装置は、竪型炉8内
に、メルト3を入れた白金るつぼ10を配置し、この中
に溶質となる原料4を入れて高温下で溶解させ、ついで
上方から基板5を下降させてメルト3に浸し、その状態
で温度を降下させて基板5表面でエピタキシャル成長を
行うようになっている。なお、6は熱電対、11は上部
ヒータ,12はアルミナ管である。[0004] In addition, a dipping type (immersion method) LP
FIG. 6 shows an example of the E apparatus. In this apparatus, a platinum crucible 10 containing a melt 3 is placed in a vertical furnace 8, a raw material 4 to be a solute is put therein and melted at a high temperature, and then the substrate 5 is lowered from above to melt the melt. 3 and the temperature is lowered in this state to perform epitaxial growth on the surface of the substrate 5. In addition, 6 is a thermocouple, 11 is an upper heater, and 12 is an alumina tube.
【0005】さらに、スライドボート方式のLPE装置
の一例を図7に示す。この装置は、ベース板13の上面
に、基板5と原料4を所定間隔で嵌入保持し、その上
に、貫通穴14a内にメルト3を保持したスライダー1
4を取り付けたもので、上記メルト3が原料4と接する
ようスライダー14を右に移動させ、高温下でメルト3
に原料4を拡散させ飽和させたのち、メルト3が基板5
と接するようスライダー14を左に移動させ、温度を降
下させて基板5表面でエピタキシャル成長を行うように
なっている。FIG. 7 shows an example of a slide boat type LPE apparatus. In this apparatus, a substrate 5 and a raw material 4 are fitted and held on a top surface of a base plate 13 at a predetermined interval, and a slider 1 holding a melt 3 in a through-hole 14a thereon.
The slider 14 is moved to the right so that the melt 3 comes in contact with the raw material 4, and the melt 3
After the raw material 4 is diffused and saturated, the melt 3
The slider 14 is moved to the left so as to make contact with the substrate 5 and the temperature is lowered to perform epitaxial growth on the surface of the substrate 5.
【0006】上記のようなLPEは、固相と液相間の準
平衡状態からの結晶成長であるため、高純度でしかも欠
陥が少ない完全性の高い結晶が得られる。これが他の方
法にはないLPEの大きなメリットとなっている。この
ため、LPEは、半導体用材料や、太陽電池等に用いら
れる結晶シリコン薄膜の形成方法として有望視されてい
る。[0006] Since the above-mentioned LPE is a crystal growth from a quasi-equilibrium state between a solid phase and a liquid phase, a crystal with high purity and few defects and high integrity can be obtained. This is a major advantage of LPE that other methods do not have. For this reason, LPE is regarded as promising as a method for forming a crystalline silicon thin film used for semiconductor materials and solar cells.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
LPEでは、基板の材料と同じ材料からなる結晶膜を生
成させることが行われ、結晶シリコン薄膜をLPEによ
って作製しようとすれば、基板5として、高価なシリコ
ンウェーハを用いなければならない。すなわち、LPE
で結晶シリコン薄膜を作製する際に、カーボン,ステン
レス等のようなシリコンとは異なる材料を基板に用いる
と、シリコンと基板とで格子定数が異なることから液相
成長がほとんど起こらず、結晶が生成しない。また、あ
る程度の結晶の生成があったとしても、その成長が不充
分で基板上に膜を形成するまでには至らず、膜状のシリ
コン結晶を得ることは不可能であった。したがって、L
PEによって結晶シリコン薄膜を得るには、上述のよう
に必ず基板としてシリコンウェーハを用いなければなら
ないのであり、このことは、結果的にLPEのコストを
引き上げる要因となっている。また、シリコンウェーハ
基板上にLPEによって結晶シリコン薄膜を形成させ、
それを半導体や太陽電池等に用いた場合、LPEによっ
て得られる結晶がいくら良質であっても、基板のシリコ
ンウェーハに欠陥が多ければ、それだけLPEによる良
質な結晶の特性が減殺されてしまうという問題がある。However, in the conventional LPE, a crystal film made of the same material as that of the substrate is generated. If a crystalline silicon thin film is to be produced by LPE, the substrate 5 is Expensive silicon wafers must be used. That is, LPE
When a material different from silicon, such as carbon or stainless steel, is used for the substrate when a crystalline silicon thin film is prepared by the method, liquid phase growth hardly occurs because the lattice constant is different between the silicon and the substrate, and crystals are generated. do not do. Further, even if a certain amount of crystal is generated, the growth is insufficient and a film is not formed on the substrate, and it is impossible to obtain a film-like silicon crystal. Therefore, L
In order to obtain a crystalline silicon thin film by PE, a silicon wafer must be used as a substrate without fail as described above. This results in raising the cost of LPE. In addition, a crystalline silicon thin film is formed on a silicon wafer substrate by LPE,
When it is used for semiconductors and solar cells, the problem is that no matter how good the crystal obtained by LPE is, if the silicon wafer of the substrate has many defects, the properties of the good crystal by LPE will be reduced accordingly. There is.
【0008】このように、従来のLPEでは、コストが
高いうえ、良質の結晶が得られるという最大のメリット
が充分活かせていないという課題を含んでいるのが実情
である。[0008] As described above, the conventional LPE is problematic in that the cost is high and the greatest advantage of obtaining high quality crystals is not fully utilized.
【0009】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、安価な基板を使用することによりLPEのコス
トを低減し、しかも良質な結晶が得られるというLPE
の特性を最大限に活かすことができる結晶シリコン薄膜
の形成方法を提供することをその目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to reduce the cost of an LPE by using an inexpensive substrate and to obtain a high-quality crystal.
It is an object of the present invention to provide a method for forming a crystalline silicon thin film which can make the most of the characteristics of the above.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の結晶シリコン薄膜の形成方法は、溶媒にシ
リコンを高温で飽和させ、その飽和溶液を冷却して過飽
和となるシリコンを析出,成長させる液相成長法により
基板表面に結晶シリコンの薄膜を形成させる方法であっ
て、シリコンとは異なる材料からなる基板を準備し、上
記基板の表面に酸化ケイ素膜を形成したのち、アルミニ
ウムを添加した溶媒を使用して上記酸化ケイ素膜上に液
相成長させることにより、上記基板上に結晶シリコンの
薄膜を形成させることを要旨とする。In order to achieve the above object, a method of forming a crystalline silicon thin film according to the present invention comprises the steps of: saturating silicon in a solvent at a high temperature; and cooling the saturated solution to deposit supersaturated silicon. A method of forming a crystalline silicon thin film on a substrate surface by a liquid phase growth method for growing, comprising preparing a substrate made of a material different from silicon, forming a silicon oxide film on the surface of the substrate, and then depositing aluminum. The gist of the present invention is to form a crystalline silicon thin film on the substrate by growing a liquid phase on the silicon oxide film using the added solvent.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
【0012】本発明の方法は、シリコンとは異なる材料
からなる基板を準備し、上記基板の表面に酸化ケイ素膜
を形成したのち、アルミニウムを添加した溶媒を使用し
て上記酸化ケイ素膜上に、LPEにより液相成長させる
ことによって、上記基板上に結晶シリコンの薄膜を形成
させる。According to the method of the present invention, a substrate made of a material different from silicon is prepared, a silicon oxide film is formed on the surface of the substrate, and then a solvent containing aluminum is used to form a film on the silicon oxide film. By performing liquid phase growth by LPE, a thin film of crystalline silicon is formed on the substrate.
【0013】基板の材質としては、シリコンとは異なる
各種の材料が用いられ、カーボン,石英等の無機材料、
アルミナ,炭化ケイ素,ジルコニア,窒化ケイ素等のセ
ラミック系材料等、液相成長を行う際の高温に耐えられ
るもの、および溶媒(すずもしくはアルミニウム)に溶
解しないものであれば、各種のものが用いられる。これ
らのなかでも、安価に入手できるほか、高温に耐え、導
電性であることよりデバイス作製時の裏面電極になると
いう観点から、カーボンが好ましい。As the material of the substrate, various materials different from silicon are used, and inorganic materials such as carbon and quartz,
Various materials can be used as long as they can withstand high temperatures during liquid phase growth and do not dissolve in a solvent (tin or aluminum), such as ceramic materials such as alumina, silicon carbide, zirconia, and silicon nitride. . Among these, carbon is preferred from the viewpoint that it can be obtained at low cost, and that it can withstand high temperatures and is conductive, so that it can be used as a back electrode during device fabrication.
【0014】酸化ケイ素膜を形成させる方法としては、
例えば、スパッタリング法,真空蒸着法,イオンプレー
ティング法,各種CVD(chemical vapo
rdeposition)法,ゾル−ゲル法等各種の方
法が行われ、特に限定されるものではない。これらのな
かでも、特に、量産性がよく、低温で比較的良質な皮膜
が得られるという観点から、ゾル−ゲル法が好適に行わ
れる。As a method for forming a silicon oxide film,
For example, a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, and various CVD (chemical vapor) methods.
Various methods such as a rdposition method and a sol-gel method are performed, and the method is not particularly limited. Among these, the sol-gel method is suitably used, particularly from the viewpoint that mass productivity is good and a relatively good film can be obtained at a low temperature.
【0015】上記酸化ケイ素膜の厚みとしては、好まし
くは1〜100μm、さらに好ましくは1〜50μm、
最も好ましくは1〜10μmの範囲に形成される。10
0μmを超えると、酸化ケイ素膜の形成にコストがかか
りすぎるほか、反応しきれずに残った酸化ケイ素が絶縁
物として存在し、抵抗となるためであり、反対に1μm
未満では、酸化ケイ素膜の効果が充分得られず、結晶シ
リコン薄膜の生成が不充分になるからである。The thickness of the silicon oxide film is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm,
Most preferably, it is formed in the range of 1 to 10 μm. 10
If the thickness exceeds 0 μm, the cost of forming the silicon oxide film is too high, and the silicon oxide remaining without reacting is present as an insulator and becomes a resistance.
If it is less than 1, the effect of the silicon oxide film cannot be sufficiently obtained, and the formation of the crystalline silicon thin film becomes insufficient.
【0016】LPEに用いられる溶媒としては、すず,
ガリウム,インジウム,銅,ヒ素,アンチモン等各種の
低融点金属が用いられるが、これらのなかでも、電気的
性質が良好な結晶シリコンが得られるという利点がある
ほか、安価であるという観点から、特に、すずが好適で
ある。The solvents used for LPE include tin,
Various low-melting metals such as gallium, indium, copper, arsenic, and antimony are used. Among them, crystalline silicon having good electrical properties is advantageous, and in view of low cost, particularly, And tin are preferred.
【0017】上記溶媒への溶媒全量に対するアルミニウ
ムの添加量としては、5〜20重量%が好ましく、最も
好ましくは5〜10重量%に設定される。すなわち、2
0重量%を超えると、溶媒中での溶質の成長が支配的に
なるためであり、5重量%未満では、アルミニウム添加
の効果が充分得られないほか、溶質の溶解量すなわち析
出量が少なくなるためである。The amount of aluminum added to the solvent is preferably 5 to 20% by weight, and most preferably 5 to 10% by weight. That is, 2
If the content exceeds 0% by weight, the growth of the solute in the solvent becomes dominant. If the content is less than 5% by weight, the effect of the addition of aluminum cannot be sufficiently obtained, and the dissolved amount of the solute, that is, the precipitated amount decreases. That's why.
【0018】本発明の方法では、図1に示すように、ま
ず、上記異種材料からなる基板5の表面に酸化ケイ素膜
15を形成させ、ついで、上記酸化ケイ素膜15を形成
させた基板5の表面に、上述したようなティッピング方
式,ディッピング方式,スライドボート方式等の所定の
方法で、結晶シリコンのLPE成長膜を形成させる。In the method of the present invention, as shown in FIG. 1, first, a silicon oxide film 15 is formed on the surface of the substrate 5 made of the above-mentioned different material, and then the substrate 5 on which the silicon oxide film 15 is formed is formed. An LPE growth film of crystalline silicon is formed on the surface by a predetermined method such as the above-described tipping method, dipping method, slide boat method, or the like.
【0019】このLPEを行うとき、上述したように、
溶媒にアルミニウムが添加されているため、溶媒中に基
板5を浸漬すると、基板5表面に形成した酸化ケイ素膜
15と溶媒中のアルミニウムとが下記の式に示すように
反応し、その結果、図2に示すように、酸化ケイ素膜1
5上にシリコン16が析出する。When performing this LPE, as described above,
Since aluminum is added to the solvent, when the substrate 5 is immersed in the solvent, the silicon oxide film 15 formed on the surface of the substrate 5 reacts with aluminum in the solvent as shown in the following formula. As shown in FIG. 2, the silicon oxide film 1
Silicon 16 is deposited on 5.
【0020】[0020]
【数1】3SiO2 +2Al→2Al2 O3 +3Si## EQU1 ## 3SiO 2 + 2Al → 2Al 2 O 3 + 3Si
【0021】そして、上記析出したシリコン16が核と
なって、図3に示すように、結晶シリコン16aが液相
成長し、やがて図4に示すように、基板5の表面に結晶
シリコン薄膜16bが形成される。もちろん、LPEを
行う方式,装置としては、上述したものに限定されるも
のではなく、各種の方式,装置を使用することができ
る。The deposited silicon 16 serves as a nucleus, and as shown in FIG. 3, crystalline silicon 16a grows in a liquid phase. As shown in FIG. 4, a crystalline silicon thin film 16b is formed on the surface of the substrate 5 soon. It is formed. Of course, the method and apparatus for performing the LPE are not limited to those described above, and various methods and apparatuses can be used.
【0022】上記の方法によれば、基板5の表面に、予
め酸化ケイ素膜15を形成させ、LPEによる液相成長
を行うことにより、従来不可能とされていた、異種材料
の基板5上への結晶シリコン薄膜16bの形成を行うこ
とができる。しかも、異種材料の基板5であるにもかか
わらず、従来のように結晶の成長が不充分になることが
なく、欠陥の少ない緻密な膜状の結晶シリコンを得るこ
とができる。According to the above-mentioned method, the silicon oxide film 15 is formed on the surface of the substrate 5 in advance, and liquid phase growth is performed by LPE. Of the crystalline silicon thin film 16b can be formed. Moreover, despite the fact that the substrate 5 is made of a dissimilar material, the crystal growth does not become insufficient as in the prior art, and dense film-like crystalline silicon with few defects can be obtained.
【0023】また、本発明は、半導体や太陽電池等に用
いられるシリコンとは異なる材質の基板5上に結晶シリ
コン薄膜16bを形成させるものであり、しかも得られ
る結晶シリコン薄膜16bが基板5と一体化して形成さ
れる。したがって、基板5の材質の選定により、結晶シ
リコン薄膜16bに各種の特性を付加することができ
る。例えば、基板5としてアルミナ,炭化ケイ素,ジル
コニア等のような機械的強度の高い材質を用いると、上
記基板5が補強材として作用するため、結晶シリコン薄
膜16bの機械的強度を向上させることができる。ま
た、基板5としてカーボン,モリブデン等のような導電
性の材質を用いると、基板5自体を電極として利用する
ことができる。あるいは、基板5として石英,サファイ
ヤ等のような透明体を用いると、基板5自体を太陽電池
のカバー材等として利用することができる。このよう
に、基板5の材質を、目的に合わせて適宜に選定するこ
とにより、結晶シリコン薄膜16bに、新たな特性を付
加することができ、結晶シリコン薄膜16bの多面的な
利用を図ることができる。In the present invention, the crystalline silicon thin film 16b is formed on a substrate 5 made of a material different from silicon used for a semiconductor or a solar cell, and the obtained crystalline silicon thin film 16b is integrated with the substrate 5. Formed. Therefore, various characteristics can be added to the crystalline silicon thin film 16b by selecting the material of the substrate 5. For example, when a material having high mechanical strength, such as alumina, silicon carbide, or zirconia, is used as the substrate 5, the substrate 5 acts as a reinforcing material, so that the mechanical strength of the crystalline silicon thin film 16b can be improved. . When a conductive material such as carbon or molybdenum is used for the substrate 5, the substrate 5 itself can be used as an electrode. Alternatively, when a transparent body such as quartz, sapphire, or the like is used as the substrate 5, the substrate 5 itself can be used as a cover material for a solar cell. As described above, by appropriately selecting the material of the substrate 5 according to the purpose, new characteristics can be added to the crystalline silicon thin film 16b, and the multi-faceted use of the crystalline silicon thin film 16b can be achieved. it can.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上のように、本発明の結晶シリコン薄
膜の形成方法は、シリコンとは異なる材料からなる基板
の表面に、酸化ケイ素膜を形成させ、この基板に対し、
アルミニウムを添加した溶媒を使用してLPE成長を行
う、これにより、溶媒中のアルミニウムと酸化ケイ素を
反応させて基板上にシリコンを析出させ、この析出シリ
コンを核として液相成長させるようにしたものである。
この方法によれば、従来のように、高価なシリコンウェ
ーハではなく、シリコンとは異なる安価な材料を基板に
用いることができるため、LPEを安価に行うことがで
き、半導体や太陽電池等のコストを低減させることがで
きる。しかも、異種材料の基板を用いるにもかかわら
ず、結晶が充分成長して緻密な膜を形成することができ
る。As described above, according to the method for forming a crystalline silicon thin film of the present invention, a silicon oxide film is formed on the surface of a substrate made of a material different from silicon.
LPE growth is performed using a solvent to which aluminum is added, whereby aluminum in the solvent is reacted with silicon oxide to deposit silicon on the substrate, and liquid phase growth is performed using the deposited silicon as a nucleus. It is.
According to this method, unlike the conventional method, an inexpensive material different from silicon can be used for the substrate instead of an expensive silicon wafer. Therefore, LPE can be performed at low cost, and the cost of semiconductors and solar cells can be reduced. Can be reduced. In addition, despite the use of a substrate made of a different material, the crystal can be sufficiently grown to form a dense film.
【0025】また、本発明によって得られる結晶シリコ
ン薄膜の形成品は、異種材質の基板と、LPEによる結
晶シリコン薄膜との組み合わせになるため、LPEによ
って形成される良質の結晶だけを半導体や太陽電池等と
して用いることができ、LPEによる良質な結晶の特性
が減殺されず、LPEの特性を最大限に活かすことがで
きる。Further, since the formed product of the crystalline silicon thin film obtained by the present invention is a combination of a substrate of a different material and a crystalline silicon thin film formed by LPE, only a high-quality crystal formed by LPE is used for a semiconductor or solar cell. And the like, the characteristics of high quality crystals by LPE are not diminished, and the characteristics of LPE can be utilized to the maximum.
【0026】つぎに、実施例について説明する。Next, an embodiment will be described.
【0027】[0027]
【実施例1】基板として、厚み0.5mmのカーボン
(25mm×25mm)の上に、ゾル−ゲル法により、
厚み50μmの酸化ケイ素膜を形成させた。Example 1 As a substrate, on a 0.5 mm thick carbon (25 mm × 25 mm), a sol-gel method was used.
A silicon oxide film having a thickness of 50 μm was formed.
【0028】一方、10重量%のアルミニウムを添加し
たスズ溶媒を準備し、シリコンを飽和させた。この飽和
シリコン−スズ溶液の850℃におけるシリコンの溶解
度は約2.5重量%であった。On the other hand, a tin solvent to which 10% by weight of aluminum was added was prepared, and silicon was saturated. The solubility of silicon in the saturated silicon-tin solution at 850 ° C. was about 2.5% by weight.
【0029】そして、上記酸化ケイ素膜を形成させた基
板に対し、図6に示すディッピング方式のLPE装置を
用いて、約850℃に加熱溶融したアルミニウム添加の
飽和シリコン−すず溶液に浸漬し、1℃/minの冷却
速度で650℃まで温度を降下させて、基板上に結晶シ
リコン薄膜を液相成長させた。Then, the substrate on which the silicon oxide film was formed was immersed in an aluminum-added saturated silicon-tin solution heated and melted at about 850 ° C. by using a dipping type LPE apparatus shown in FIG. The temperature was lowered to 650 ° C. at a cooling rate of ° C./min to grow a crystalline silicon thin film on the substrate in the liquid phase.
【0030】このようにして得られた結晶シリコン薄膜
の結晶サイズは、50〜100μmであり、膜厚は、約
50〜100μmであった。しかも、成長した結晶同士
は、互いに緊密に接触した状態で成長し、欠陥のほとん
どない良質な膜を形成した。The crystalline silicon thin film thus obtained had a crystal size of 50 to 100 μm and a thickness of about 50 to 100 μm. Moreover, the grown crystals grew in close contact with each other, forming a good quality film with almost no defects.
【0031】[0031]
【実施例2】基板として、厚み0.5mmのカーボン
(25mm×25mm)の上に、スパッタリング法によ
り、厚み1μmの酸化ケイ素膜を形成させた。Example 2 A 1 μm thick silicon oxide film was formed on a 0.5 mm thick carbon (25 mm × 25 mm) as a substrate by a sputtering method.
【0032】一方、5重量%のアルミニウムを添加した
スズ溶媒を準備し、シリコンを飽和させ、上記酸化ケイ
素膜を形成させた基板に対し、図6に示すディッピング
方式のLPE装置を用いて、約750℃に加熱溶融した
アルミニウム添加の飽和シリコン−すず溶液に浸漬し、
1℃/minの冷却速度で550℃まで温度を降下させ
て、基板上に結晶シリコン薄膜を液相成長させた。On the other hand, a tin solvent to which 5% by weight of aluminum was added was prepared, the silicon was saturated, and the substrate on which the silicon oxide film had been formed was subjected to a dipping type LPE apparatus shown in FIG. Immersed in an aluminum-added saturated silicon-tin solution heated and melted to 750 ° C.
The temperature was lowered to 550 ° C. at a cooling rate of 1 ° C./min to grow a crystalline silicon thin film on the substrate in a liquid phase.
【0033】このようにして得られた結晶シリコン薄膜
の結晶サイズは、50〜100μmであり、膜厚は、約
50〜100μmであった。しかも、成長した結晶同士
は、互いに緊密に接触した状態で成長し、欠陥のほとん
どない良質な膜を形成した。The crystalline silicon thin film thus obtained had a crystal size of 50 to 100 μm and a thickness of about 50 to 100 μm. Moreover, the grown crystals grew in close contact with each other, forming a good quality film with almost no defects.
【図1】本発明の方法の一実施の形態例を示す説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of a method of the present invention.
【図2】本発明の方法の一実施の形態例を示す説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the method of the present invention.
【図3】本発明の方法の一実施の形態例を示す説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of the method of the present invention.
【図4】本発明の方法の一実施の形態例を示す説明図で
ある。FIG. 4 is an explanatory diagram showing one embodiment of the method of the present invention.
【図5】LPE装置の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of an LPE device.
【図6】LPE装置の第2の例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a second example of the LPE device.
【図7】LPE装置の第3の例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a third example of the LPE device.
5 基板 15 酸化ケイ素膜 16b 結晶シリコン薄膜 5 Substrate 15 Silicon oxide film 16b Crystalline silicon thin film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 豪 大阪府堺市築港新町2丁6番地40 大同ほ くさん株式会社堺工場内 (72)発明者 伊藤 茂樹 大阪府堺市築港新町2丁6番地40 大同ほ くさん株式会社堺工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Go Matsuda 2-6-6 Chikushinmachi, Sakai City, Osaka Inside Daido Hokusan Sakai Plant (72) Inventor Shigeki Ito 2-6 Chikushinmachi, Sakai City, Osaka Prefecture 40 Daido Hokusan Co., Ltd. Sakai Plant
Claims (4)
飽和溶液を冷却して過飽和となるシリコンを析出,成長
させる液相成長法により基板表面に結晶シリコンの薄膜
を形成させる方法であって、シリコンとは異なる材料か
らなる基板を準備し、上記基板の表面に酸化ケイ素膜を
形成したのち、アルミニウムを添加した溶媒を使用して
上記酸化ケイ素膜上に液相成長させることにより、上記
基板上に結晶シリコンの薄膜を形成させることを特徴と
する結晶シリコン薄膜の形成方法。1. A method for forming a thin film of crystalline silicon on a substrate surface by a liquid phase growth method in which a solvent is saturated with silicon at a high temperature, and a saturated solution is cooled to deposit and grow supersaturated silicon. A substrate made of a material different from silicon is prepared, a silicon oxide film is formed on the surface of the substrate, and then liquid phase growth is performed on the silicon oxide film using a solvent to which aluminum is added. Forming a crystalline silicon thin film on the substrate.
結晶シリコン薄膜の形成方法。2. The method according to claim 1, wherein tin is used as a solvent.
が、5〜20重量%である請求項1または2記載の結晶
シリコン薄膜の形成方法。3. The method for forming a crystalline silicon thin film according to claim 1, wherein the amount of aluminum added is 5 to 20% by weight based on the total amount of the solvent.
である請求項1〜3のいずれか一項に記載の結晶シリコ
ン薄膜の形成方法。4. The silicon oxide film has a thickness of 1 to 100 μm.
The method for forming a crystalline silicon thin film according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14893796A JPH101392A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Formation of crystalline silicon thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14893796A JPH101392A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Formation of crystalline silicon thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH101392A true JPH101392A (en) | 1998-01-06 |
Family
ID=15464002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14893796A Pending JPH101392A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Formation of crystalline silicon thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH101392A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000089249A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Sony Corp | Electro-optical device, drive substrate for electro-optical device, and manufacturing method thereof |
| JP2000111943A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Sony Corp | Method of manufacturing electro-optical device and method of manufacturing drive substrate for electro-optical device |
| JP2006076267A (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Fuji Xerox Co Ltd | Ink jet recording head and ink jet recording head manufacturing method |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP14893796A patent/JPH101392A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000089249A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Sony Corp | Electro-optical device, drive substrate for electro-optical device, and manufacturing method thereof |
| JP2000111943A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Sony Corp | Method of manufacturing electro-optical device and method of manufacturing drive substrate for electro-optical device |
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