JPH113864A

JPH113864A - 結晶シリコン膜の製法

Info

Publication number: JPH113864A
Application number: JP15534997A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Mishima; 孝博三島; Takeshi Matsuda; 豪松田; Takashi Yokoyama; 敬志横山
Original assignee: Daido Hoxan Inc
Current assignee: Daido Hoxan Inc
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: JP3851416B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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膜の
製法を提供する。【解決手段】アルミニウムおよびガリウムの少なくとも
一方を含む溶媒金属に、溶質としてシリコンを添加溶融
し、９００〜１３００℃に維持した状態でカーボン基板
２０と接触させ、上記カーボン基板２０の表面に、炭化
アルミニウムおよび炭化ガリウムの少なくとも一方を含
む下地層２１を形成し、つぎに、上記カーボン基板２０
の裏側を冷却することによりカーボン基板２０の表側か
ら裏側に向かって徐々に温度が低くなるよう温度勾配を
与えながら、上記溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域
内の任意に決めた温度範囲で、カーボン基板２０表面の
下地層２１上に結晶シリコン膜２２を形成するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液相成長法にもと
づく結晶シリコン膜の製法に関するものである。

【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（ＬｉｑｕｉｄＰｈａｓｅ
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。

【０００３】まず、ティッピング方式（傾斜法）のＬＰ
Ｅ装置の一例を図４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「溶媒金属」という）３と溶質となる原料４を入
れ、溶媒金属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を溶媒金属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
質が飽和した溶媒金属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。

【０００４】また、ディッピング方式（液浸法）のＬＰ
Ｅ装置の一例を図５に示す。この装置は、竪型炉８内
に、溶媒金属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融させ、つい
で上方から基板５を下降させて溶媒金属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。

【０００５】さらに、スライドボート方式のＬＰＥ装置
の一例を図６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内に溶媒金属３を保持したスライダー
１４を取り付けたもので、上記溶媒金属３が原料４と接
するようスライダー１４を右に移動させ、高温下で溶媒
金属３に原料４を拡散させ飽和させたのち、溶媒金属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。

【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、半導体用材料に用いられる結晶シリコ
ン膜の製法として有望視されている。

【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、結晶シリコン膜を作製する際、カーボンや
ステンレスといった、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ため結
晶核が発生しにくく、結晶成長が殆ど起こらないか、あ
る程度結晶が生成したとしても、その成長が不均一な島
状成長となったり、結晶の基板に対する付着力が弱くて
すぐに剥離してしまう等の問題が多発することがわかっ
ている。このため、ＬＰＥによって結晶シリコン膜を得
るには、高価なシリコン基板を用いるか、あるいは安価
な基板上に気相成長法等を用いて結晶シリコン中間層を
形成したのち、ＬＰＥによる結晶成長を開始する、とい
った非経済的な方法が採用されており、その低コスト化
が重要な課題となっている。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、安価な異種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Ｌ
ＰＥの特性を最大限に活かすことができる結晶シリコン
膜の製法を提供することをその目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の発明は、アルミニウムおよ
びガリウムの少なくとも一方を含む溶媒金属に、溶質と
してシリコンを添加溶融し、９００〜１３００℃に維持
した状態でカーボン基板と接触させ、上記カーボン基板
の表面に、炭化アルミニウムおよび炭化ガリウムの少な
くとも一方を含む下地層を形成し、つぎに、上記カーボ
ン基板の裏側を冷却することにより基板の表側から裏側
に向かって徐々に温度が低くなるよう温度勾配を与えな
がら、上記溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域内の任
意に決めた温度範囲で、基板表面の下地層上に結晶シリ
コン膜を形成するようにしたものである。

【００１０】また、本発明の請求項２記載の発明は、ア
ルミニウムおよびガリウムの少なくとも一方を含む溶媒
金属を、溶質未添加のまま９００〜１３００℃に維持し
た状態でカーボン基板と接触させ、上記カーボン基板の
表面に、炭化アルミニウムおよび炭化ガリウムの少なく
とも一方を含む下地層を形成し、つぎに、上記溶媒金属
中に溶質としてシリコンを添加溶融し、上記カーボン基
板の裏側を冷却することにより基板の表側から裏側に向
かって徐々に温度が低くなるよう温度勾配を与えなが
ら、上記溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域内の任意
に決めた温度範囲で、基板表面の下地層上に結晶シリコ
ン膜を形成するようにしたものである。

【００１１】さらに、本発明の請求項３記載の発明は、
アルミニウムおよびガリウムの少なくとも一方を含む溶
媒金属を、溶質未添加のまま９００〜１３００℃に維持
した状態でカーボン基板と接触させ、上記カーボン基板
の表面に、炭化アルミニウムおよび炭化ガリウムの少な
くとも一方を含む下地層を形成し、つぎに、上記下地層
が形成されたカーボン基板に、溶質としてシリコンが添
加溶融された溶媒金属を接触させ、上記カーボン基板の
裏側を冷却することにより基板の表側から裏側に向かっ
て徐々に温度が低くなるよう温度勾配を与えながら、上
記溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域内の任意に決め
た温度範囲で、基板表面の下地層上に結晶シリコン膜を
形成するようにしたものである。

【００１２】そして、本発明の請求項４記載の発明は、
少なくとも表面層がアルミナ，炭化シリコン，酸化シリ
コン，炭化タングステン，炭化アルミニウム，炭化ガリ
ウム，炭化インジウム，炭化チタン，ジルコニア，窒化
アルミニウム，窒化ホウ素，酸化マグネシウム，一酸化
シリコン，酸化カルシウム，サイアロンおよびムライト
からなる群から選ばれた少なくとも一つの材料で形成さ
れている基板を準備し、この基板を、溶質としてシリコ
ンが添加溶融された溶媒金属に接触させ、上記基板の裏
側を冷却することにより基板の表側から裏側に向かって
徐々に温度が低くなるよう温度勾配を与えながら、上記
溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域内の任意に決めた
温度範囲で、基板表面の下地層上に結晶シリコン膜を形
成するようにしたものである。

【００１３】また、本発明の請求項５記載の発明は、上
記請求項４記載の発明における基板として、カーボン基
板表面に、アルミナ，炭化シリコン，酸化シリコン，炭
化タングステン，炭化アルミニウム，炭化ガリウム，炭
化インジウム，炭化チタン，ジルコニア，窒化アルミニ
ウム，窒化ホウ素，酸化マグネシウム，一酸化シリコ
ン，酸化カルシウム，サイアロンおよびムライトからな
る群から選ばれた少なくとも一つの材料からなる下地層
を形成した下地層付基板を用いるものであり、本発明の
請求項６記載の発明は、上記請求項４記載の発明におけ
る基板として、アルミナ，炭化シリコン，酸化シリコ
ン，炭化タングステン，炭化アルミニウム，炭化ガリウ
ム，炭化インジウム，炭化チタン，ジルコニア，窒化ア
ルミニウム，窒化ホウ素，酸化マグネシウム，一酸化シ
リコン，酸化カルシウム，サイアロンおよびムライトか
らなる群から選ばれた少なくとも一つの材料からなる基
板を用いるものである。

【００１４】

【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。

【００１５】本発明は、例えばつぎのようにしてＬＰＥ
を利用して結晶シリコン膜を製造するものである。すな
わち、まず、従来からＬＰＥに用いられる溶媒金属に、
アルミニウムおよびガリウムの少なくとも一方を含有さ
せ、これに溶質としてシリコンを添加溶融する。つぎ
に、図１に示すように、カーボン基板２０を準備し、こ
のカーボン基板２０の表面と上記溶媒金属とを、９００
〜１３００℃の高温で接触させ、基板表面のカーボン
と、溶媒金属に含有されたアルミニウムおよびガリウム
の少なくとも一方とを化学反応させる。これにより、図
２（ａ）に示すように、カーボン基板２０の表面に、炭
化アルミニウム含有層もしくは炭化ガリウム含有層、あ
るいは炭化アルミニウム・炭化ガリウム混合含有層から
なる下地層２１を形成する。なお、上記カーボン基板２
０の表面と溶媒金属の接触は、従来公知のＬＰＥ装置を
適宜用いることができる。

【００１６】つぎに、カーボン基板２０の裏側（下地層
２１が形成された面と反対側の面）を冷却することによ
り、図２（ｂ）に示すように、カーボン基板２０の表側
から裏側に向かって徐々に温度が低くなるよう温度勾配
を与えながら、上記溶媒金属の融点〜１３００℃の温度
域内の任意に決めた温度範囲で、下地層２１の表面に結
晶シリコンを析出させ結晶シリコン膜２２を形成させ
る。この状態を図３に示す。このようにして、結晶シリ
コン膜２２を得ることができる。

【００１７】このようにして得られた結晶シリコン膜２
２は、カーボン基板２０という異種基板上に形成されて
いるにもかかわらず、緻密で高品質である。そして、結
晶シリコン膜２２が下地層２１と強固に接合しているた
め、従来のように、結晶シリコン膜２２の剥離が発生す
ることがない。

【００１８】なお、上記製法に用いられるカーボン基板
２０としては、グラファイト製，ガラス状カーボン製の
ものが好適である。また、ステンレス等、他の材質の基
板表面を、グラファイトやガラス状カーボンで被覆した
ものを用いるようにしても差し支えはない。そして、上
記カーボン基板２０の厚みは、通常、０．２〜２ｍｍに
設定することが好ましい。また、他の材質の基板表面を
カーボンで被覆した基板の場合には、上記被覆層が０．
２〜２μｍとなるよう設定することが好適である。すな
わち、被覆層が０．２μｍ未満では上記下地層２１を形
成するための化学反応が不充分となるおそれがあり、逆
に２μｍを超えると熱膨張または収縮により被覆層にク
ラックが発生するおそれがあるからである。

【００１９】また、上記製法に用いられる溶媒金属とし
ては、すず，鉛，インジウム，銅，アンチモン等、各種
の低融点金属が用いられる。これらは、単独で用いても
２種以上を併用してもよい。そして、これらのなかで
も、電気的性質の良好な結晶シリコン膜を得ることがで
き、融点が２３２℃と低く、しかも安価であるという点
で、特に、すずが好適である。

【００２０】上記溶媒金属には、前出のとおり、アルミ
ニウムおよびガリウムの少なくとも一方を含有させる。
これらは、カーボン基板２０表面のカーボンと化学反応
して炭化物となり、カーボン基板２０の表面に下地層２
１を形成する。上記下地層２１は、シリコンが溶融混合
された溶媒金属との濡れ性が良好であり、その表面に緻
密で剥離しにくい結晶シリコン膜２２を形成させるとい
う効果を奏する。なお、上記下地層２１の厚みは、０．
０１〜１μｍ、なかでも０．０５〜０．２μｍに設定す
ることが好適である。すなわち、下地層２１の厚みが
０．０５μｍ未満では下地層２１による効果が充分に得
られず、逆に１μｍを超えると熱膨張または収縮により
下地層２１にクラックが発生するおそれがあるからであ
る。

【００２１】上記溶媒金属に含有させるアルミニウムお
よびガリウムの少なくとも一方の、溶媒金属全体に対す
る含有量は１〜３０重量％（以下「％」と略す）に設定
することが好適であり、なかでも１５〜２５％に設定す
ることが特に好適である。上記含有量が１％よりも少な
いと、下地層２１の形成膜厚が充分に得られないおそれ
があり、逆に３０％を超えると、引き続いて製膜を行う
シリコン膜の膜質が低下するおそれがあるからである。

【００２２】また、上記溶媒金属に添加溶融させるシリ
コンの量は、溶媒金属の組成および温度によって変わる
が、通常、溶媒金属全体に対し、１０〜３０％に設定す
ることが好適である。なかでも、特に飽和点より１０％
程度過飽和に設定することが好適である。すなわち、シ
リコンが未飽和の状態では、結晶シリコン膜の製膜に時
間がかかりすぎるおそれがあり、逆に過飽和すぎると、
膜厚の制御が困難になったり治具等への結晶析出が生じ
てトラブルを招くおそれがあるからである。

【００２３】さらに、上記製法において、カーボン基板
２０の裏側から冷却して、カーボン基板２０の表側から
裏側に向かって徐々に温度が低くなるよう温度勾配を与
える際、その温度勾配は、０．１〜５０℃／ｍｍに設定
することが好適であり、なかでも２〜１０℃／ｍｍに設
定することが特に好適である。すなわち、温度勾配が上
記範囲よりも緩慢すぎると結晶と結晶の間に隙間が形成
されてしまうおそれがあり、逆に急峻すぎると膜質が低
下したり炉体の熱効率が低下するおそれがあるからであ
る。

【００２４】そして、上記冷却による結晶シリコン膜２
２の製膜速度は、上記温度勾配の大きさや溶媒金属の組
成，溶融シリコン量，結晶成長温度等、他の条件にも左
右されるが、通常、１０〜２００μｍ／時間（ｈ）が好
ましく、なかでも８０〜１２０μｍ／ｈが特に好適であ
る。

【００２５】なお、結晶シリコン膜２２の製膜時に、上
記のようにカーボン基板２０の裏側から、温度勾配を与
えながら冷却することに加えて、溶媒金属およびカーボ
ン基板２０（下地層２１を含む）からなる系全体を一様
に冷却する（いわゆる「冷却法」）ようにしても差し支
えはない。この場合、製膜温度は、溶媒金属の融点〜１
３００℃の温度域内の任意に決めた温度範囲に設定され
る。そして、その冷却速度は、０．５〜１０℃／分に設
定することが好適である。

【００２６】また、カーボン基板２０の裏側から温度勾
配を与えながら冷却することと、系全体を冷却すること
を同時に行うのではなく、例えば結晶シリコン膜２２が
ある程度の厚み（例えば０．０１〜１．０μｍの厚み）
になった時点でカーボン基板２０裏側からの冷却を中止
し、溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域内の任意に決
めた温度範囲で、系全体の冷却に切り替えるようにして
も、良好な結晶シリコン膜２２を得ることができる。す
なわち、すでに成長した結晶シリコン膜２２を種結晶と
して、引き続き結晶シリコンが成長し続けるからであ
る。なお、この場合、溶媒金属として、すずを用いるよ
うにすると、結晶欠陥の少ない、より高品質な結晶シリ
コン膜２２を得ることができる。

【００２７】さらに、前記の製法では、アルミニウムお
よびガリウムの少なくとも一方を含む溶媒金属に、最初
から溶質としてシリコンを添加溶融して用いているが、
上記シリコンを添加することなく、アルミニウム等を含
む溶媒金属を、９００〜１３００℃に維持した状態でカ
ーボン基板２０と接触させ、上記カーボン基板２０の表
面に下地層２１を形成し、つぎに、上記溶媒金属中に溶
質としてシリコンを添加溶融し、前記と同様の手順で、
上記下地層２１上に結晶シリコン膜２２を形成するよう
にしてもよい。このようにしても、前記と同様、高品質
の結晶シリコン膜２２を、安価に製造することができ
る。

【００２８】また、アルミニウムおよびガリウムの少な
くとも一方のみを含む第１の溶媒金属と、シリコンのみ
を含む第２の溶媒金属を別々に準備しておき、まず上記
第１の溶媒金属をカーボン基板２０と接触させ、上記カ
ーボン基板２０の表面に下地層２１を形成し、つぎに、
上記第２の溶媒金属を、下地層が形成されたカーボン基
板に接触させ、前記と同様の手順で、上記下地層２１上
に結晶シリコン膜２２を形成するようにしてもよい。な
お、上記第１の溶媒金属と第２の溶媒金属の切り替え
は、例えば図６に示すスライドボード方式のＬＰＥ装置
を用いることにより簡単に行うことができる。

【００２９】そして、前記の製法では、ＬＰＥに準じて
下地層２１を形成するようにしているが、下地層２１の
形成は、前記の方法による必要はない。例えば、カーボ
ン基板２０上に、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
ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ゾル−ゲル法
等を用いて、下地層２１を形成しておき、この下地層２
１付のカーボン基板２０を用いるようにしても差し支え
はない。この場合、下地層２１の形成材料としては、ア
ルミナ，炭化シリコン，酸化シリコン，炭化タングステ
ン，炭化アルミニウム，炭化ガリウム，炭化インジウ
ム，炭化チタン，ジルコニア，窒化アルミニウム，窒化
ホウ素，酸化マグネシウム，一酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ），酸化カルシウム，サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ），
ムライト等を用いることができる。これらは単独で用い
ても２種以上を併用してもよい。この方法によれば、前
記のような下地層形成工程を省略することができる。な
お、この場合は、基板としてカーボン製のものを用いる
必要がなく、各種の、シリコンとは異なる異種基板を用
いることができる。このような異種基板としては、石
英，窒化ケイ素等、液相成長を行う際の高温に耐えられ
るもの、そして溶媒に溶解しないものであれば、各種の
ものが用いられる。

【００３０】さらに、基板として、アルミナ，炭化シリ
コン，酸化シリコン，炭化タングステン，炭化アルミニ
ウム，炭化ガリウム，炭化インジウム，炭化チタン，ジ
ルコニア，窒化アルミニウム，窒化ホウ素，酸化マグネ
シウム，一酸化シリコン，酸化カルシウム，サイアロ
ン，ムライト等からなる基板を用いることにより、下地
層形成工程を完全に省略することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の結晶シリコン膜
の製法は、シリコンとは異なる材料からなる基板の表面
に、特殊な下地層を形成するか、特殊な材料からなる表
面を有する基板を用い、基板裏側から冷却して基板の表
側から裏側に向かって徐々に温度が低くなるように温度
勾配を与えて、高品質の結晶シリコン膜を、緻密かつ強
固な接合強度でＬＰＥ成長をさせるようにしたものであ
る。上記製法によれば、従来のように、高価なシリコン
基板を用いる必要がなく、シリコンとは異なる安価な基
板を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
高品質で、基板から剥離することもないため、長期にわ
たって優れた特性を発揮する。

【００３２】また、本発明によって得られる結晶シリコ
ン膜の形成品は、異種基板と、ＬＰＥによる結晶シリコ
ン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用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、ＬＰ
Ｅの特性を最大限に活かすことができる。

【００３３】つぎに、実施例について説明する。

【００３４】

【実施例】基板として、０．５ｍｍ×２５ｍｍ×２５ｍ
ｍのカーボン基板を準備し、これに、下記に示す条件
で、前述の手順にしたがって、結晶シリコン膜を製造し
た。なお、溶媒金属に最初からシリコンを添加溶融し
て、まず下地層を形成し、ついで結晶シリコン膜を形成
するようにした。

【００３５】〔実施条件〕成長温度１０００℃ 溶媒金属の組成アルミニウム１０％すず９０％溶融シリコンの量１１％圧力１ａｔｍ温度勾配５℃／ｍｍ製膜速度１．６μｍ／分

【００３６】このようにして得られた結晶シリコン膜の
結晶サイズは５０〜１００μｍであり、膜厚は約７０〜
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、欠陥の殆どない高品
質の結晶膜であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造工程の説明図である。

【図２】（ａ）は上記実施例の製造工程の説明図、
（ｂ）は上記製造工程において基板に与える温度勾配の
説明図である。

【図３】上記実施例の製造工程の説明図である。

【図４】ＬＰＥ装置の一例を示す説明図である。

【図５】ＬＰＥ装置の他の例を示す説明図である。

【図６】ＬＰＥ装置のさらに他の例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２０カーボン基板２１下地層２２結晶シリコン膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムおよびガリウムの少なくと
も一方を含む溶媒金属に、溶質としてシリコンを添加溶
融し、９００〜１３００℃に維持した状態でカーボン基
板と接触させ、上記カーボン基板の表面に、炭化アルミ
ニウムおよび炭化ガリウムの少なくとも一方を含む下地
層を形成し、つぎに、上記カーボン基板の裏側を冷却す
ることにより基板の表側から裏側に向かって徐々に温度
が低くなるよう温度勾配を与えながら、上記溶媒金属の
融点〜１３００℃の温度域内の任意に決めた温度範囲
で、基板表面の下地層上に結晶シリコン膜を形成するよ
うにしたことを特徴とする結晶シリコン膜の製法。
【請求項２】アルミニウムおよびガリウムの少なくと
も一方を含む溶媒金属を、溶質未添加のまま９００〜１
３００℃に維持した状態でカーボン基板と接触させ、上
記カーボン基板の表面に、炭化アルミニウムおよび炭化
ガリウムの少なくとも一方を含む下地層を形成し、つぎ
に、上記溶媒金属中に溶質としてシリコンを添加溶融
し、上記カーボン基板の裏側を冷却することにより基板
の表側から裏側に向かって徐々に温度が低くなるよう温
度勾配を与えながら、上記溶媒金属の融点〜１３００℃
の温度域内の任意に決めた温度範囲で、基板表面の下地
層上に結晶シリコン膜を形成するようにしたことを特徴
とする結晶シリコン膜の製法。
【請求項３】アルミニウムおよびガリウムの少なくと
も一方を含む溶媒金属を、溶質未添加のまま９００〜１
３００℃に維持した状態でカーボン基板と接触させ、上
記カーボン基板の表面に、炭化アルミニウムおよび炭化
ガリウムの少なくとも一方を含む下地層を形成し、つぎ
に、上記下地層が形成されたカーボン基板に、溶質とし
てシリコンが添加溶融された溶媒金属を接触させ、上記
カーボン基板の裏側を冷却することにより基板の表側か
ら裏側に向かって徐々に温度が低くなるよう温度勾配を
与えながら、上記溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域
内の任意に決めた温度範囲で、基板表面の下地層上に結
晶シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする結
晶シリコン膜の製法。
【請求項４】少なくとも表面層がアルミナ，炭化シリ
コン，酸化シリコン，炭化タングステン，炭化アルミニ
ウム，炭化ガリウム，炭化インジウム，炭化チタン，ジ
ルコニア，窒化アルミニウム，窒化ホウ素，酸化マグネ
シウム，一酸化シリコン，酸化カルシウム，サイアロン
およびムライトからなる群から選ばれた少なくとも一つ
の材料で形成されている基板を準備し、この基板を、溶
質としてシリコンが添加溶融された溶媒金属に接触さ
せ、上記基板の裏側を冷却することにより基板の表側か
ら裏側に向かって徐々に温度が低くなるよう温度勾配を
与えながら、上記溶媒金属の融点〜１３００℃の温度域
内の任意に決めた温度範囲で、基板表面の下地層上に結
晶シリコン膜を形成するようにしたことを特徴とする結
晶シリコン膜の製法。
【請求項５】上記基板が、カーボン基板表面に、アル
ミナ，炭化シリコン，酸化シリコン，炭化タングステ
ン，炭化アルミニウム，炭化ガリウム，炭化インジウ
ム，炭化チタン，ジルコニア，窒化アルミニウム，窒化
ホウ素，酸化マグネシウム，一酸化シリコン，酸化カル
シウム，サイアロンおよびムライトからなる群から選ば
れた少なくとも一つの材料からなる下地層を形成した下
地層付基板である請求項４記載の結晶シリコン膜の製
法。
【請求項６】上記基板が、アルミナ，炭化シリコン，
酸化シリコン，炭化タングステン，炭化アルミニウム，
炭化ガリウム，炭化インジウム，炭化チタン，ジルコニ
ア，窒化アルミニウム，窒化ホウ素，酸化マグネシウ
ム，一酸化シリコン，酸化カルシウム，サイアロンおよ
びムライトからなる群から選ばれた少なくとも一つの材
料からなる基板である請求項４記載の結晶シリコン膜の
製法。