JP2000208427A - Light receiving element and manufacture thereof - Google Patents
Light receiving element and manufacture thereofInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、受光素子およびそ
の製造方法に関し、詳しくは青色に感応する受光素子お
よびその製造方法に関する。The present invention relates to a light receiving element and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a light receiving element sensitive to blue light and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガラス基板上に単結晶シリコン層を形成
する技術としては、以下の成膜技術（１）〜（４）が知
られている。2. Description of the Related Art The following film forming techniques (1) to (4) are known as techniques for forming a single crystal silicon layer on a glass substrate.
【０００３】（１）単結晶シリコン基板をシードにし
て、９２０℃〜９３０℃に加熱されたインジウム・シリ
コン溶液またはインジウム・ガリウム・シリコン溶液か
ら、冷却処理によりシリコンエピタキシー層を形成し、
この層の上にシリコン半導体層を形成する技術が、"VER
Y-LOW-TEMPERATURE LIQUID-PHASE EPITAXIAL GROWTH OF
SILICON." MATERIALS LETTERS, 9 [2,3] (Jan. 1990) S
oo Hong Lee,p53-56 、"MOS transistors with epitaxi
al Si,laterally grown over SiO2 by liquid phase ep
itxy." J.Applied Physics A,54 [1] (1992) R.Bergman
n et al.,p.103-105 、"First MOS transistors on Ins
ulator by Silicon Satulated Liquid Solution Epitax
y." IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS,13 [5] (May 1992)
R.P.Zingg et al.,p.294-296等の文献に開示されてい
る。(1) Using a single crystal silicon substrate as a seed, a silicon epitaxy layer is formed by cooling from an indium silicon solution or an indium gallium silicon solution heated to 920 ° C. to 930 ° C.
The technology of forming a silicon semiconductor layer on this layer is called "VER
Y-LOW-TEMPERATURE LIQUID-PHASE EPITAXIAL GROWTH OF
SILICON. "MATERIALS LETTERS, 9 [2,3] (Jan. 1990) S
oo Hong Lee, p53-56, "MOS transistors with epitaxi
al Si, laterally grown over SiO 2 by liquid phase ep
itxy. "J. Applied Physics A, 54 [1] (1992) R. Bergman
n et al., p.103-105, "First MOS transistors on Ins
ulator by Silicon Satulated Liquid Solution Epitax
y. "IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, 13 [5] (May 1992)
It is disclosed in literatures such as RPZingg et al., P.
【０００４】（２）サファイア基板上にシリコンをエピ
タキシャル成長させる技術は、"High-quality CMOS in
thin (100nm)silicon on saphire." IEEE ELECTRON DEV
ICELETTERS, 9 (Jan. 1988) G.A.Garcia,R.E.Reedy,and
M.L.Burger,p.32-34に開示されている。(2) A technique for epitaxially growing silicon on a sapphire substrate is disclosed in "High-quality CMOS in
thin (100nm) silicon on saphire. "IEEE ELECTRON DEV
ICELETTERS, 9 (Jan. 1988) GAGarcia, REReedy, and
MLBurger, pp. 32-34.
【０００５】（３）酸素イオン注入法により、絶縁基板
上にシリコン層を形成する技術は、"CMOS device fabri
cation on buried SiO2 layers formed by oxygen impl
antation into silicon." Electron.Lett., 14 [18] (A
ug. 1978) K.Izumi,M.Doken,,and H.Ariyoshtl,p.593-5
94に開示されている。(3) A technique for forming a silicon layer on an insulating substrate by an oxygen ion implantation method is disclosed in "CMOS device fabric".
cation on buried SiO 2 layers formed by oxygen impl
antation into silicon. "Electron. Lett., 14 [18] (A
ug. 1978) K. Izumi, M. Doken ,, and H. Ariyoshtl, p. 593-5
94.
【０００６】（４）石英基板の上にステップを形成し、
この上にポリシリコン層を形成し、次にこれをレーザ光
またはストリップヒータで１４００℃以上に加熱する。
加熱されたポリシリコン層は、石英基板上に形成された
ステップを核にして、エピタキシャル成長層を形成する
技術は、”グラフォエピタキシー”電子通信学会誌，66
[5] (May 1983) 古川静二郎，p.486-489 、"Crystallo
graphic orientatin of silicon on an amorphous subs
trate using an artificial surface-relief grating a
nd laser crystallization." Appl. Phys. Letter, 35
[1] (July. 1979) Geis,M.W.,et al.,p.71-74 、"Silic
on graphoepitaxy" Jpn.J.Appl.Phys.,Suppl.20-1 (198
1) Geis,M.W.,et al.,p.39-42 等に開示されている。(4) forming steps on a quartz substrate,
A polysilicon layer is formed thereon, which is then heated to 1400 ° C. or higher by a laser beam or a strip heater.
The technology of forming an epitaxially grown layer by using a step formed on a quartz substrate as a nucleus in the heated polysilicon layer is described in "Grafoepitaxy", Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, 66
[5] (May 1983) Shizujiro Furukawa, p.486-489, "Crystallo
graphic orientatin of silicon on an amorphous subs
trate using an artificial surface-relief grating a
nd laser crystallization. "Appl. Phys. Letter, 35
[1] (July. 1979) Geis, MW, et al., P. 71-74, "Silic
on graphoepitaxy "Jpn.J.Appl.Phys., Suppl.20-1 (198
1) Geis, MW, et al., Pp. 39-42.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での公知技術では、シリコンエピタキシー層を膜厚の制
御性よく形成することが困難であった。また、歪点が比
較的低く、しかも大型のガラス基板上に、シリコンエピ
タキシー層を形成することは困難であった。さらに、ガ
ラス基板上にステップを形成し、これをエピタキシャル
成長の核にしてシリコンを成長させる技術では、低温で
かつ均一にエピタキシャル成長させることは困難であっ
た。したがって、歪点が比較的低いガラス基板上に、シ
リコンエピタキシー層を形成し、そのシリコンエピタキ
シー層に受光素子を形成することは困難であった。However, it is difficult to form the silicon epitaxy layer with good controllability of the film thickness by the known techniques so far. Further, it is difficult to form a silicon epitaxy layer on a large glass substrate having a relatively low strain point. Furthermore, it is difficult to uniformly grow the silicon at a low temperature using a technique of forming a step on a glass substrate and using the step as a nucleus of epitaxial growth to grow silicon. Therefore, it has been difficult to form a silicon epitaxy layer on a glass substrate having a relatively low strain point and to form a light receiving element on the silicon epitaxy layer.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた受光素子およびその製造方法であ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a light receiving element and a method of manufacturing the same to solve the above problems.
【０００９】受光素子は、ガラス基板と、そのガラス基
板上にシリコンを結晶成長させてなる第１導電型のシリ
コン層と、そのシリコン層の上層に形成したもので第１
導電型とは反対の極性を有する第２導電型の不純物層と
を備えたものである。The light receiving element is formed by forming a glass substrate, a first conductivity type silicon layer formed by crystal growth of silicon on the glass substrate, and a first layer formed on the silicon layer.
A second conductivity type impurity layer having a polarity opposite to that of the conductivity type.
【００１０】上記受光素子では、ガラス基板側から入射
光を入れることによって、特には青色光の吸収が低減さ
れる。そのため、高感度な青色光の受光素子になる。In the above-mentioned light receiving element, absorption of blue light is particularly reduced by inputting incident light from the glass substrate side. Therefore, it becomes a light receiving element for blue light with high sensitivity.
【００１１】受光素子の製造方法は、ガラス基板の表面
側に結晶成長のシードを形成する工程と、結晶成長のシ
ードとシリコンを含む低融点金属溶融液とを接触させ
て、結晶成長のシードを起点にシリコンを含む低融点金
属溶融液中のシリコンを結晶成長させてガラス基板の表
面側に第１導電型のシリコン層を形成する工程と、シリ
コン層の上層の所定の位置に第１導電型とは反対の極性
を有する第２導電型の不純物層を形成する工程とを備え
ている。The method for manufacturing a light-receiving element includes a step of forming a seed for crystal growth on the surface side of a glass substrate, and bringing the seed for crystal growth into contact with a low-melting-point metal melt containing silicon to form the seed for crystal growth. Forming a silicon layer of the first conductivity type on the surface side of the glass substrate by crystal-growing silicon in the low-melting-point metal melt containing silicon at the starting point; Forming a second conductivity type impurity layer having a polarity opposite to that of the second conductivity type.
【００１２】上記受光素子の製造方法では、ガラス基板
の表面側に形成した結晶成長のシードとシリコンを含む
低融点金属溶融液とを接触させて、その結晶成長のシー
ドを起点にシリコンを含む低融点金属溶融液中のシリコ
ンを結晶成長させ、ガラス基板の表面側に第１導電型の
シリコン層を形成することから、シリコンを含む低融点
金属溶融液の温度でガラス基板上にシリコン層が形成さ
れる。したがって、シリコンを含む低融点金属溶融液の
温度が４５０℃〜６００℃程度、例えばシリコンを含む
スズ溶融液であれば、ガラス基板に低融点ガラスを用い
ることが可能になる。In the method of manufacturing a light receiving element, the seed for crystal growth formed on the surface side of the glass substrate is brought into contact with a low-melting-point metal melt containing silicon, and the low-melting metal containing silicon starts from the seed for crystal growth. Since the silicon in the melting point metal melt is crystal-grown and a first conductivity type silicon layer is formed on the surface side of the glass substrate, a silicon layer is formed on the glass substrate at the temperature of the low melting point metal melt containing silicon. Is done. Therefore, if the temperature of the low melting metal melt containing silicon is about 450 ° C. to 600 ° C., for example, a tin melt containing silicon, it is possible to use the low melting glass for the glass substrate.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の受光素子に係わる実施の
形態の第１例を、図１の概略構成断面図によって説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the light receiving element according to the present invention will be described with reference to a schematic sectional view of FIG.
【００１４】図１に示すように、ガラス基板１１上には
シリコンを結晶成長させてなる第１導電型（以下ｐ型と
する）のシリコン層１２が形成されている。このシリコ
ン層１２は、例えば０．２μｍ〜１．０μｍ程度の厚さ
に形成されている。さらに上記シリコン層１２の上層に
は第１導電型とは反対の極性を有する第２導電型（以下
ｎ+ 型とする）の不純物層１３が形成されている。この
不純物層１３は、例えば、ガラス基板１１とシリコン層
１２との界面と不純物層１３の接合面との距離が０．０
５μｍ〜０．１μｍ程度になるような深さに形成されて
いる。また上記シリコン層１２のｐ型領域にはこのシリ
コン層１２よりも高濃度のｐ+ 型の電極層１４が形成さ
れている。As shown in FIG. 1, on a glass substrate 11, a silicon layer 12 of a first conductivity type (hereinafter referred to as p-type) formed by crystal growth of silicon is formed. This silicon layer 12 is formed to a thickness of, for example, about 0.2 μm to 1.0 μm. Further, an impurity layer 13 of a second conductivity type (hereinafter referred to as n + type) having a polarity opposite to the first conductivity type is formed on the silicon layer 12. The distance between the interface between the glass substrate 11 and the silicon layer 12 and the bonding surface of the impurity layer 13 is 0.0
It is formed to a depth of about 5 μm to 0.1 μm. In the p-type region of the silicon layer 12, a p + -type electrode layer 14 having a higher concentration than the silicon layer 12 is formed.
【００１５】上記シリコン層１２は、例えばガラス基板
１１の表面側に形成した結晶成長のシード（図示省略）
とシリコンを含む低融点金属溶融液（図示せず）とを接
触させて、結晶成長のシードを起点にシリコンを含む低
融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させたものから
なる。上記結晶成長のシードは、例えばガラス基板１１
の表面側に形成した段差、もしくはガラス基板１１の表
面側に形成したシリコンと格子整合性を有するような物
質、例えばサファイヤ、スピネル、フッ化カルシウム等
で形成したシード層からなる。なお、図面では、段差か
らなる結晶成長のシード３１を示した。The silicon layer 12 is, for example, a crystal growth seed (not shown) formed on the surface of the glass substrate 11.
And a low-melting-point metal melt containing silicon (not shown) are brought into contact with each other to grow silicon in the low-melting-point metal melt containing silicon from a seed for crystal growth. The seed for crystal growth is, for example, a glass substrate 11
And a seed layer formed of a material having lattice matching with silicon formed on the surface side of the glass substrate 11, for example, sapphire, spinel, calcium fluoride, or the like. In the drawings, a seed 31 for crystal growth composed of steps is shown.
【００１６】さらに、上記シリコン層１２を覆う状態に
酸化シリコンからなる絶縁膜１５が形成されている。上
記不純物層１３上や電極層１４上における絶縁膜１５に
は接続孔１６，１７が形成され、各接続孔１６，１７に
は電極１８，１９が形成されている。各電極１８，１９
には配線が接続されている。上記の如くに受光素子１が
構成されている。Further, an insulating film 15 made of silicon oxide is formed so as to cover the silicon layer 12. Connection holes 16 and 17 are formed in the insulating film 15 on the impurity layer 13 and the electrode layer 14, and electrodes 18 and 19 are formed in the connection holes 16 and 17. Each electrode 18, 19
Is connected to wiring. The light receiving element 1 is configured as described above.
【００１７】上記受光素子１では、ガラス基板１１側か
ら入射光を入れることによって、特には青色光の吸収が
低減される。そのため、高感度な青色光（例えば波長が
２００ｎｍ〜４００ｎｍ程度の光）の受光素子１とな
る。In the light receiving element 1, the absorption of blue light is particularly reduced by inputting incident light from the glass substrate 11 side. Therefore, the light-receiving element 1 receives highly sensitive blue light (for example, light having a wavelength of about 200 nm to 400 nm).
【００１８】次に、本発明の受光素子に係わる実施の形
態の第２例を、図２の概略構成断面図によって説明す
る。なお、前記図１によって説明した受光素子１と同様
なる構成部品には同一符号を付与する。Next, a second example of the embodiment relating to the light receiving element of the present invention will be described with reference to the schematic sectional view of FIG. The same components as those of the light receiving element 1 described with reference to FIG.
【００１９】図２に示すように、ガラス基板１１上には
シリコンを結晶成長させてなる第２導電型（以下ｎ型と
する）のシリコン層２２が形成されている。このシリコ
ン層２２の上層には第２導電型とは反対の極性を有する
第１導電型（以下ｐ+ 型とする）の不純物層２３が形成
されている。また上記シリコン層２２のｎ型領域にはこ
のシリコン層２２よりも高濃度のｎ+ 型の電極層２４が
形成されている。As shown in FIG. 2, a silicon layer 22 of the second conductivity type (hereinafter referred to as n-type) formed by crystal growth of silicon is formed on the glass substrate 11. An impurity layer 23 of a first conductivity type (hereinafter referred to as p + type) having a polarity opposite to that of the second conductivity type is formed on the silicon layer 22. In the n-type region of the silicon layer 22, an n + -type electrode layer 24 having a higher concentration than the silicon layer 22 is formed.
【００２０】上記シリコン層２２は、例えばガラス基板
１１の表面側に形成した結晶成長のシード（図示省略）
とシリコンを含む低融点金属溶融液（図示せず）とを接
触させて、結晶成長のシードを起点にシリコンを含む低
融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長させたものから
なる。上記結晶成長のシードは、例えばガラス基板１１
の表面側に形成した段差、もしくはガラス基板１１の表
面側に形成したシリコンと格子整合性を有するような物
質、例えばサファイヤ、スピネル、フッ化カルシウム等
で形成したシード層からなる。なお、図面では、段差か
らなる結晶成長のシード３１を示した。The silicon layer 22 is, for example, a seed for crystal growth (not shown) formed on the surface side of the glass substrate 11.
And a low-melting-point metal melt containing silicon (not shown) are brought into contact with each other to grow silicon in the low-melting-point metal melt containing silicon from a seed for crystal growth. The seed for crystal growth is, for example, a glass substrate 11
And a seed layer formed of a material having lattice matching with silicon formed on the surface side of the glass substrate 11, for example, sapphire, spinel, calcium fluoride, or the like. In the drawings, a seed 31 for crystal growth composed of steps is shown.
【００２１】さらに、上記シリコン層２２を覆う状態に
酸化シリコンからなる絶縁膜１５が形成されている。上
記不純物層２３上や電極層１４上における絶縁膜１５に
は接続孔１６，１７が形成され、各接続孔１６，１７に
は電極１８，１９が形成されている。上記の如くに受光
素子２が構成されている。Further, an insulating film 15 made of silicon oxide is formed so as to cover the silicon layer 22. Connection holes 16 and 17 are formed in the insulating film 15 on the impurity layer 23 and the electrode layer 14, and electrodes 18 and 19 are formed in the connection holes 16 and 17. The light receiving element 2 is configured as described above.
【００２２】上記受光素子２では、第１の受光素子より
もダイオードリークを抑えやすい利点がある。The light receiving element 2 has an advantage that diode leakage can be more easily suppressed than the first light receiving element.
【００２３】なお、上記受光素子１，２は、例えば波長
が０．２μｍ〜０．４μｍの青色光を感知するものであ
るが、各受光素子１，２は、青色光以外の０．４μｍ〜
２．０μｍ程度の波長にも感応するものである。Each of the light receiving elements 1 and 2 senses blue light having a wavelength of, for example, 0.2 μm to 0.4 μm.
It is sensitive to a wavelength of about 2.0 μm.
【００２４】上記受光素子１，２の応用例としては、光
ピックアップ（レーザダイオードと光センサとの組み合
わせ）の他に、青色光通信用センサにも適用することが
可能である。As an application example of the light receiving elements 1 and 2, in addition to an optical pickup (a combination of a laser diode and an optical sensor), the present invention can be applied to a blue light communication sensor.
【００２５】また、上記各受光素子１（または２）で
は、ガラス基板１１の表面側に結晶成長のシード（図示
省略）を形成してシリコン層１２（または２２）を成長
させたが、ガラス基板１１の裏面側に結晶成長のシード
を形成して上記同様なるシリコン層を成長させたもので
あってもよい。In each of the light receiving elements 1 (or 2), a crystal growth seed (not shown) is formed on the surface of the glass substrate 11 to grow the silicon layer 12 (or 22). Alternatively, a silicon layer similar to the above may be grown by forming a crystal growth seed on the back surface side of the substrate 11.
【００２６】次に、本発明の受光素子の製造方法に係わ
る実施の形態の第１例を、図３の製造工程図によって説
明する。Next, a first example of an embodiment relating to a method for manufacturing a light receiving element of the present invention will be described with reference to a manufacturing process diagram of FIG.
【００２７】図３の（１）に示すように、ガラス基板１
１の表面（もしくは裏面）側に結晶成長のシード３１を
形成する。ここでは、一例として、ガラス基板１１の表
面側に段差からなる結晶成長のシード３１を形成した。
その形成方法は、レジストからなるエッチングマスクを
形成した後、異方性エッチングによりガラス基板１１を
エッチングし、段差を形成する。その後、エッチングマ
スクを除去する。As shown in FIG. 3A, the glass substrate 1
A seed 31 for crystal growth is formed on the front surface (or the back surface) of the substrate 1. Here, as an example, a seed 31 for crystal growth consisting of a step is formed on the surface side of the glass substrate 11.
The formation method is such that after forming an etching mask made of a resist, the glass substrate 11 is etched by anisotropic etching to form a step. After that, the etching mask is removed.
【００２８】次いで、上記結晶成長のシード３１とシリ
コンを含む低融点金属溶融液４１とを接触させて、結晶
成長のシード３１を起点にシリコンを含む低融点金属溶
融液４１中のシリコンを結晶成長（グラフォエピタキシ
ャル成長）させる。このグラフォエピタキシャル成長で
は、結晶成長のシード３１を起点に単結晶シリコンが成
長する。なお、ここでいう単結晶とは、転位や亜結晶を
含むものも含めて言う。Next, the seed 31 for crystal growth is brought into contact with the low-melting-point metal melt 41 containing silicon, and the silicon in the low-melting-point metal melt 41 containing silicon is grown from the seed 31 for crystal growth. (Grafo epitaxial growth). In this grapho-epitaxial growth, single-crystal silicon grows starting from a seed 31 for crystal growth. Note that the term “single crystal” as used herein includes a crystal including dislocations and subcrystals.
【００２９】その結果、図３の（２）に示すように、ガ
ラス基板１１の表面側に結晶成長のシード３１を起点と
して結晶成長したシリコン層１２が形成される。このと
き、シリコン層１２の成長速度を例えば０．２μｍ／分
〜３μｍ／分程度に制御し、シリコンを含む低融点金属
溶融液４１に例えばシリコンを含むスズ溶融液を用いた
場合には、５００℃程度で３００ｎｍの厚さに単結晶シ
リコンを結晶成長させて上記シリコン層１２を形成す
る。As a result, as shown in FIG. 3 (2), a silicon layer 12 is formed on the surface of the glass substrate 11, with the crystal growth seed 31 as a starting point. At this time, when the growth rate of the silicon layer 12 is controlled to, for example, about 0.2 μm / min to 3 μm / min, and the low melting point metal melt 41 containing silicon is, for example, a tin melt containing silicon, 500 The above-mentioned silicon layer 12 is formed by growing single-crystal silicon to a thickness of about 300 nm at about ° C.
【００３０】なお、１回の工程で所望の厚さのシリコン
層１２が得られない場合には、この工程を複数回繰り返
すことによって所望の厚さのシリコン層１２を得ること
ができる。その場合、ガラス基板１１上に生成されたシ
リコン層１２が次のエピタキシャル成長の結晶成長のシ
ードとなる。そのため、新たにシリコン層１２に結晶成
長のシードを形成する必要はない。If the silicon layer 12 having a desired thickness cannot be obtained in one process, the silicon layer 12 having a desired thickness can be obtained by repeating this process a plurality of times. In that case, the silicon layer 12 generated on the glass substrate 11 serves as a seed for crystal growth for the next epitaxial growth. Therefore, it is not necessary to newly form a seed for crystal growth in the silicon layer 12.
【００３１】なお、結晶成長の具体的方法は、後に詳細
に説明する。The specific method of crystal growth will be described later in detail.
【００３２】次いで、シリコン層１２の全面に例えばホ
ウ素をイオン注入することによって、シリコン層１２を
第１導電型（ｐ型）のシリコン層１２に形成する。その
ときのイオン注入条件は、一例として、ドーパントにホ
ウ素イオンを用い、注入エネルギーを５０ｋｅＶ、ドー
ズ量を５×１０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 に設定した。Next, the silicon layer 12 is formed on the silicon layer 12 of the first conductivity type (p-type) by, for example, implanting boron ions into the entire surface of the silicon layer 12. As an example of the ion implantation conditions at this time, boron ion was used as a dopant, the implantation energy was set to 50 keV, and the dose was set to 5 × 10 10 atoms / cm 2 .
【００３３】次いで図３の（３）に示すように、通常の
レジスト塗布技術によりレジスト膜６１を形成し、その
後リソグラフィー技術によって、電極層を形成する領域
上に開口部６２を設けてイオン注入マスクを形成する。
その後、ホウ素イオンを用いたイオン注入により、シリ
コン層１２の上層の所定の位置、すなわち電極層を形成
する位置にシリコン層１２よりも高濃度の第１導電型
（ｐ+ 型）の電極層１４を形成する。このイオン注入
は、一例として、ドーパントにホウ素イオンを用い、注
入エネルギーを１０ｋｅＶ、ドーズ量を５×１０15ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ2 に設定した。その後、レジスト膜６１を
除去する。図面では、レジスト膜６１を除去する前の状
態を示した。Next, as shown in FIG. 3C, a resist film 61 is formed by a normal resist coating technique, and thereafter, an opening 62 is provided on a region where an electrode layer is to be formed by a lithography technique to form an ion implantation mask. To form
Thereafter, by ion implantation using boron ions, the first conductive type (p + type) electrode layer 14 having a higher concentration than the silicon layer 12 is formed at a predetermined position in the upper layer of the silicon layer 12, that is, a position where the electrode layer is formed. To form As an example of this ion implantation, boron ion is used as a dopant, the implantation energy is 10 keV, and the dose is 5 × 10 15 at.
oms / cm 2 . After that, the resist film 61 is removed. The drawing shows a state before the resist film 61 is removed.
【００３４】次いで図３の（４）に示すように、通常の
レジスト塗布技術によりレジスト膜６３を形成し、その
後リソグラフィー技術によって、不純物層を形成する領
域上に開口部６４を設けてイオン注入マスクを形成す
る。その後、ヒ素イオンを用いたイオン注入により、シ
リコン層１２の上層の所定の位置、すなわち、不純物層
を形成する位置に、第１導電型とは反対の極性を有する
第２導電型の不純物層１３を形成する。このイオン注入
は、一例として、ドーパントにヒ素イオンを用い、注入
エネルギーを２０ｋｅＶ、ドーズ量を５×１０15ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ2 に設定した。その後、レジスト膜６３を除
去する。図面では、レジスト膜６３を除去する前の状態
を示した。Next, as shown in FIG. 3D, a resist film 63 is formed by a usual resist coating technique, and thereafter, an opening 64 is provided on a region where an impurity layer is to be formed by a lithography technique to form an ion implantation mask. To form Thereafter, by ion implantation using arsenic ions, a second conductivity type impurity layer 13 having a polarity opposite to the first conductivity type is formed at a predetermined position in the upper layer of the silicon layer 12, that is, at a position where the impurity layer is formed. To form In this ion implantation, for example, arsenic ions are used as a dopant, the implantation energy is 20 keV, and the dose is 5 × 10 15 atom.
ms / cm 2 . After that, the resist film 63 is removed. The drawing shows the state before the resist film 63 is removed.
【００３５】その後、図３の（５）に示すように、通常
の低温成膜技術（例えば減圧ＣＶＤ法）により、シリコ
ン層１２を覆う状態に、酸化シリコン膜を例えば５００
ｎｍ、リンシリケートガラス（ＰＳＧ）（リン濃度は例
えば３ｗｔ／％）膜を例えば３００ｎｍの厚さに形成し
て、絶縁膜１５を形成する。このときのＣＶＤ法のプロ
セス温度は４２０℃に設定した。Thereafter, as shown in FIG. 3 (5), a silicon oxide film is formed, for example, in a state of covering the silicon layer 12 by using a normal low-temperature film forming technique (for example, a low pressure CVD method).
An insulating film 15 is formed by forming a film of phosphor silicate glass (PSG) (phosphorus concentration is, for example, 3 wt /%) to a thickness of, for example, 300 nm. At this time, the process temperature of the CVD method was set to 420 ° C.
【００３６】次いでＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing
）、例えばランプアニーリングによりシリコン層１２
をアニーリングする。そのプロセス条件は、一例とし
て、アニーリング温度をおよそ９００℃、アニーリング
時間を２分間とした。Next, RTA (Rapid Thermal Annealing)
), For example, by lamp annealing,
Annealing. The process conditions were, for example, an annealing temperature of about 900 ° C. and an annealing time of 2 minutes.
【００３７】さらに、通常のレジスト塗布、リソグラフ
ィー技術およびエッチング技術により、絶縁膜１５に接
続孔１６，１７を開口し、さらに通常の電極形成、配線
形成技術（例えばスパッタリングによる電極形成膜の成
膜、レジスト塗布、リソグラフィー技術およびエッチン
グ技術による電極形成膜のパターニング）により、電極
１８，１９を形成する。Further, the connection holes 16 and 17 are opened in the insulating film 15 by the usual resist coating, lithography and etching techniques, and the normal electrode formation and wiring formation techniques (for example, the formation of an electrode formation film by sputtering, The electrodes 18 and 19 are formed by resist coating, patterning of an electrode forming film by a lithography technique and an etching technique).
【００３８】上記受光素子の製造方法では、ガラス基板
１１の表面側に形成した結晶成長のシード３１とシリコ
ンを含む低融点金属溶融液４１とを接触させて、その結
晶成長のシード３１を起点にシリコンを含む低融点金属
溶融液４１中のシリコンを結晶成長させ、ガラス基板１
１の表面側にシリコン層１２を形成することから、シリ
コンを含む低融点金属溶融液４１の温度でガラス基板１
１上にシリコン層１２が形成される。したがって、シリ
コンを含む低融点金属溶融液４１の温度が４５０℃〜６
００℃程度、例えばシリコンを含むスズ溶融液であれ
ば、ガラス基板１１に低融点ガラス、しかも大型のガラ
ス基板を用いることが可能になる。In the method of manufacturing the light receiving element, the seed 31 for crystal growth formed on the surface side of the glass substrate 11 is brought into contact with the low melting point metal melt 41 containing silicon, and the seed 31 for crystal growth is used as a starting point. The silicon in the low melting point metal melt 41 containing silicon is crystal-grown, and the glass substrate 1
Since the silicon layer 12 is formed on the front side of the glass substrate 1, the glass substrate 1
The silicon layer 12 is formed on the substrate 1. Accordingly, the temperature of the low-melting-point metal melt 41 containing silicon is 450 ° C. to 6 ° C.
If the temperature is about 00 ° C., for example, a tin melt containing silicon, a low-melting glass and a large-sized glass substrate can be used as the glass substrate 11.
【００３９】次に、本発明の受光素子の製造方法に係わ
る実施の形態の第２例を、図４の製造工程図によって説
明する。Next, a second example of the embodiment relating to the method for manufacturing a light receiving element of the present invention will be described with reference to the manufacturing process diagram of FIG.
【００４０】図４の（１）に示すように、ガラス基板１
１の表面（もしくは裏面）側に結晶成長のシード３１を
形成する。ここでは、一例として、ガラス基板１１の表
面側に段差からなる結晶成長のシード３１を形成した。
その形成方法は、レジストからなるエッチングマスクを
形成した後、異方性エッチングによりガラス基板１１を
エッチングし、段差を形成する。その後、エッチングマ
スクを除去する。As shown in FIG. 4A, the glass substrate 1
A seed 31 for crystal growth is formed on the front surface (or the back surface) of the substrate 1. Here, as an example, a seed 31 for crystal growth consisting of a step is formed on the surface side of the glass substrate 11.
The formation method is such that after forming an etching mask made of a resist, the glass substrate 11 is etched by anisotropic etching to form a step. After that, the etching mask is removed.
【００４１】次いで、上記結晶成長のシード３１とシリ
コンを含む低融点金属溶融液４１とを接触させて、結晶
成長のシード３１を起点にシリコンを含む低融点金属溶
融液４１中のシリコンを結晶成長（グラフォエピタキシ
ャル成長）させる。このグラフォエピタキシャル成長で
は、結晶成長のシード３１を起点に単結晶シリコンが成
長する。なお、ここでいう単結晶とは、転位や亜結晶を
含むものも含めて言う。Next, the seed 31 for crystal growth is brought into contact with the low-melting-point metal melt 41 containing silicon, and the silicon in the low-melting-point metal melt 41 containing silicon is grown from the seed 31 for crystal growth. (Grafo epitaxial growth). In this grapho-epitaxial growth, single-crystal silicon grows starting from a seed 31 for crystal growth. Note that the term “single crystal” as used herein includes a crystal including dislocations and subcrystals.
【００４２】その結果、図３の（２）に示すように、ガ
ラス基板１１の表面側に結晶成長のシード３１を起点と
して結晶成長したシリコン層１２が形成される。このと
き、シリコン層１２の成長速度を例えば０．２μｍ／分
〜３μｍ／分程度に制御し、シリコンを含む低融点金属
溶融液４１に例えばシリコンを含むスズ溶融液を用いた
場合には、５００℃程度で３００ｎｍの厚さに単結晶シ
リコンを結晶成長させて上記シリコン層１２を形成す
る。As a result, as shown in FIG. 3B, a silicon layer 12 is formed on the surface of the glass substrate 11 with the crystal growth seed 31 as a starting point. At this time, when the growth rate of the silicon layer 12 is controlled to, for example, about 0.2 μm / min to 3 μm / min, and the low melting point metal melt 41 containing silicon is, for example, a tin melt containing silicon, 500 The above-mentioned silicon layer 12 is formed by growing single-crystal silicon to a thickness of about 300 nm at about ° C.
【００４３】なお、１回の工程で所望の厚さのシリコン
層１２が得られない場合には、この工程を複数回繰り返
すことによって所望の厚さのシリコン層１２を得ること
ができる。その場合、ガラス基板１１上に生成されたシ
リコン層１２が次のエピタキシャル成長の結晶成長のシ
ードとなる。そのため、新たにシリコン層１２に結晶成
長のシードを形成する必要はない。When a silicon layer 12 having a desired thickness cannot be obtained in one process, the silicon layer 12 having a desired thickness can be obtained by repeating this process a plurality of times. In that case, the silicon layer 12 generated on the glass substrate 11 serves as a seed for crystal growth for the next epitaxial growth. Therefore, it is not necessary to newly form a seed for crystal growth in the silicon layer 12.
【００４４】なお、結晶成長の具体的方法は、後に詳細
に説明する。The specific method of crystal growth will be described later in detail.
【００４５】次いで、シリコン層１２の全面に例えばリ
ンをイオン注入することによって、シリコン層１２を第
１導電型（ｎ型）のシリコン層１２に形成する。そのと
きのイオン注入条件は、一例として、ドーパントにリン
イオンを用い、注入エネルギーを５０ｋｅＶ、ドーズ量
を５×１０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 に設定した。Next, the silicon layer 12 is formed on the first conductivity type (n-type) silicon layer 12 by, for example, implanting phosphorus ions into the entire surface of the silicon layer 12. As an example of the ion implantation conditions at that time, phosphorus ions were used as the dopant, the implantation energy was set to 50 keV, and the dose was set to 5 × 10 10 atoms / cm 2 .
【００４６】次いで図３の（３）に示すように、通常の
レジスト塗布技術によりレジスト膜６１を形成し、その
後リソグラフィー技術によって、電極層を形成する領域
上に開口部６２を設けてイオン注入マスクを形成する。
その後、ヒ素イオンを用いたイオン注入により、シリコ
ン層１２の上層の所定の位置、すなわち電極層を形成す
る位置にシリコン層１２よりも高濃度の第１導電型（ｎ
+ 型）の電極層１４を形成する。このイオン注入は、一
例として、ドーパントにヒ素イオンを用い、注入エネル
ギーを２０ｋｅＶ、ドーズ量を５×１０15ａｔｏｍｓ／
ｃｍ2 に設定した。その後、レジスト膜６１を除去す
る。図面では、レジスト膜６１を除去する前の状態を示
した。Next, as shown in FIG. 3C, a resist film 61 is formed by a normal resist coating technique, and thereafter, an opening 62 is provided on a region where an electrode layer is to be formed by a lithography technique to form an ion implantation mask. To form
Thereafter, by ion implantation using arsenic ions, a first conductive type (n) having a higher concentration than the silicon layer 12 is formed at a predetermined position in the upper layer of the silicon layer 12, that is, a position where the electrode layer is formed.
(+ Type) electrode layer 14 is formed. In this ion implantation, for example, arsenic ions are used as a dopant, the implantation energy is 20 keV, and the dose is 5 × 10 15 atoms / s.
cm 2 . After that, the resist film 61 is removed. The drawing shows a state before the resist film 61 is removed.
【００４７】次いで図３の（４）に示すように、通常の
レジスト塗布技術によりレジスト膜６３を形成し、その
後リソグラフィー技術によって、不純物層を形成する領
域上に開口部６４を設けてイオン注入マスクを形成す
る。その後、ホウ素イオンを用いたイオン注入により、
シリコン層１２の上層の所定の位置、すなわち、不純物
層を形成する位置に、第１導電型とは反対の極性を有す
る第２導電型の不純物層１３を形成する。このイオン注
入は、一例として、ドーパントにホウ素イオンを用い、
注入エネルギーを１０ｋｅＶ、ドーズ量を５×１０15ａ
ｔｏｍｓ／ｃｍ2に設定した。その後、レジスト膜６３
を除去する。図面では、レジスト膜６３を除去する前の
状態を示した。Next, as shown in FIG. 3D, a resist film 63 is formed by a normal resist coating technique, and thereafter, an opening 64 is provided on a region where an impurity layer is to be formed by a lithography technique to form an ion implantation mask. To form Then, by ion implantation using boron ions,
A second conductivity type impurity layer 13 having a polarity opposite to that of the first conductivity type is formed at a predetermined position above the silicon layer 12, that is, at a position where the impurity layer is to be formed. This ion implantation uses boron ions as a dopant as an example,
The implantation energy is 10 keV and the dose is 5 × 10 15 a
toms / cm 2 . After that, the resist film 63
Is removed. The drawing shows the state before the resist film 63 is removed.
【００４８】その後、図３の（５）に示すように、通常
の低温成膜技術（例えば減圧ＣＶＤ法）により、酸化シ
リコン膜を例えば５００ｎｍ、リンシリケートガラス
（ＰＳＧ）膜を例えば３００ｎｍの厚さに形成して、絶
縁膜１５を形成する。このときのＣＶＤ法のプロセス温
度は４２０℃に設定した。Thereafter, as shown in FIG. 3 (5), the silicon oxide film is formed to a thickness of, for example, 500 nm and the phosphor silicate glass (PSG) film is formed to a thickness of, for example, 300 nm by a normal low-temperature film forming technique (for example, a low pressure CVD method). Then, the insulating film 15 is formed. At this time, the process temperature of the CVD method was set to 420 ° C.
【００４９】次いでＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing
）、例えばランプアニーリングによりシリコン層１２
をアニーリングする。そのプロセス条件は、一例とし
て、アニーリング温度を９００℃、アニーリング時間を
２分間とした。Next, RTA (Rapid Thermal Annealing)
), For example, by lamp annealing,
Annealing. The process conditions were, for example, an annealing temperature of 900 ° C. and an annealing time of 2 minutes.
【００５０】さらに、通常のレジスト塗布、リソグラフ
ィー技術およびエッチング技術により、絶縁膜１５に接
続孔１６，１７を開口し、さらに通常の電極形成、配線
形成技術（例えばスパッタリングによる電極形成膜の成
膜、レジスト塗布、リソグラフィー技術およびエッチン
グ技術による電極形成膜のパターニング）により、電極
１８，１９を形成する。Further, connection holes 16 and 17 are opened in the insulating film 15 by ordinary resist coating, lithography technology and etching technology, and further, ordinary electrode formation and wiring formation technology (for example, formation of an electrode formation film by sputtering, The electrodes 18 and 19 are formed by resist coating, patterning of an electrode forming film by a lithography technique and an etching technique).
【００５１】上記受光素子の製造方法では、ガラス基板
１１の表面側に形成した結晶成長のシード３１とシリコ
ンを含む低融点金属溶融液４１とを接触させて、その結
晶成長のシード３１を起点にシリコンを含む低融点金属
溶融液４１中のシリコンを結晶成長させ、ガラス基板１
１の表面側にシリコン層１２を形成することから、シリ
コンを含む低融点金属溶融液４１の温度でガラス基板１
１上にシリコン層１２が形成される。したがって、シリ
コンを含む低融点金属溶融液４１の温度が４５０℃〜６
００℃程度、例えばシリコンを含むスズ溶融液であれ
ば、ガラス基板１１に低融点ガラス、しかも大型のガラ
ス基板を用いることが可能になる。In the method of manufacturing the light receiving element, the seed 31 for crystal growth formed on the surface side of the glass substrate 11 is brought into contact with the low melting point metal melt 41 containing silicon, and the seed 31 for crystal growth is used as a starting point. The silicon in the low melting point metal melt 41 containing silicon is crystal-grown, and the glass substrate 1
Since the silicon layer 12 is formed on the front side of the glass substrate 1, the glass substrate 1
The silicon layer 12 is formed on the substrate 1. Accordingly, the temperature of the low-melting-point metal melt 41 containing silicon is 450 ° C. to 6 ° C.
If the temperature is about 00 ° C., for example, a tin melt containing silicon, a low-melting glass and a large-sized glass substrate can be used as the glass substrate 11.
【００５２】次に、上記シリコン層１２の形成方法を以
下に説明する。結晶成長法としては、後に詳述するが以
下のような方法がある。Next, a method for forming the silicon layer 12 will be described below. As a crystal growth method, there is the following method, which will be described in detail later.
【００５３】結晶成長法：結晶成長のシードを形成し
たガラス基板の表面側に非晶質シリコンもしくは多結晶
シリコンからなるシリコン薄膜を形成した後、少なくと
もそのシリコン薄膜と低融点金属溶融液とを接触させて
加熱保持し、低融点金属溶融液中にシリコン薄膜を溶解
させてシリコンを含む低融点金属溶融液を生成する。そ
して冷却処理を行って、結晶成長のシードを起点にし
て、シリコンを含む低融点金属溶融液中のシリコンをガ
ラス基板の表面側に結晶成長させ、シリコン層を形成す
る。Crystal growth method: After forming a silicon thin film made of amorphous silicon or polycrystalline silicon on the surface side of a glass substrate on which a seed for crystal growth is formed, at least the silicon thin film is brought into contact with a low melting point metal melt. Then, the mixture is heated and held, and the silicon thin film is dissolved in the low-melting-point metal melt to generate a low-melting-point metal melt containing silicon. Then, by performing a cooling process, silicon in a low-melting-point metal melt containing silicon is crystal-grown on the surface side of the glass substrate from a seed for crystal growth as a starting point to form a silicon layer.
【００５４】結晶成長法：ガラス基板の表面側に結晶
成長のシードを形成したガラス基板を用意し、少なくと
もそのガラス基板の表面側とシリコンを含む低融点金属
溶融液とを接触させ、その後冷却処理を行って、結晶成
長のシードを起点にして、シリコンを含む低融点金属溶
融液中のシリコンをガラス基板の表面側に結晶成長さ
せ、シリコン層を形成する。Crystal growth method: A glass substrate having a crystal growth seed formed on the surface side of a glass substrate is prepared, and at least the surface side of the glass substrate is brought into contact with a low-melting-point metal melt containing silicon and then cooled. Is performed, starting from the seed for crystal growth, silicon in the low-melting metal melt containing silicon is crystal-grown on the surface side of the glass substrate to form a silicon layer.
【００５５】結晶成長法：結晶成長のシードを形成し
たガラス基板の表面側に非晶質シリコンもしくは多結晶
シリコンからなるシリコン薄膜と低融点金属層とを形成
した後、加熱処理により低融点金属を溶解するとともに
その溶融液中にシリコン薄膜を溶解してシリコンを含む
低融点金属溶融液を生成する。そして冷却処理を行っ
て、結晶成長のシードを起点にして、シリコンを含む低
融点金属溶融液中のシリコンをガラス基板の表面側に結
晶成長させ、シリコン層を形成する。Crystal growth method: After forming a silicon thin film made of amorphous silicon or polycrystalline silicon and a low-melting-point metal layer on the surface side of a glass substrate on which a seed for crystal growth has been formed, a low-melting-point metal is formed by heat treatment. Dissolve and dissolve the silicon thin film in the melt to produce a low melting metal melt containing silicon. Then, by performing a cooling process, silicon in a low-melting-point metal melt containing silicon is crystal-grown on the surface side of the glass substrate from a seed for crystal growth as a starting point to form a silicon layer.
【００５６】結晶成長法：結晶成長のシードを形成し
たガラス基板の表面側にシリコンを含む低融点金属層を
形成した後、加熱処理によりシリコンを含む低融点金属
溶融液を生成する。そして冷却処理を行って、結晶成長
のシードを起点にして、シリコンを含む低融点金属溶融
液中のシリコンをガラス基板の表面側に結晶成長させ、
シリコン層を形成する。Crystal growth method: After forming a low-melting metal layer containing silicon on the surface side of a glass substrate on which a seed for crystal growth is formed, a low-melting metal melt containing silicon is generated by heat treatment. Then, by performing a cooling process, starting from a seed for crystal growth, silicon in a low-melting-point metal melt containing silicon is crystal-grown on the surface side of the glass substrate,
A silicon layer is formed.
【００５７】次いで上記各結晶成長法〜の具体的な
一例を、以下に説明する。Next, a specific example of each of the above-described crystal growth methods will be described below.
【００５８】前記結晶成長法を、図５の製造工程図に
よって以下に説明する。結晶成長法は、図５の（１）
に示すように、ガラス基板１１の表面側に、反応性イオ
ンエッチングなどの異方性ドライエッチングにより段差
を形成して結晶成長のシード３１を設ける。または、図
示はしないが、低温成膜技術として、減圧ＣＶＤ法、プ
ラズマＣＶＤ法もしくはスパッタリングによって、絶縁
基体の表面側に結晶成長のシードなるものでシリコンと
の格子整合性を有するような物質、例えばサファイアか
らなるシード層を形成する。このシード層には、スピネ
ル、フッ化カルシウム等を用いることも可能である。The crystal growth method will be described below with reference to the manufacturing process diagram of FIG. The crystal growth method is shown in FIG.
As shown in (1), a step is formed on the surface side of the glass substrate 11 by anisotropic dry etching such as reactive ion etching to provide a seed 31 for crystal growth. Alternatively, although not shown, as a low-temperature film forming technique, a substance which is a seed for crystal growth on the surface side of the insulating substrate and has lattice matching with silicon by a low pressure CVD method, a plasma CVD method or sputtering, for example, A seed layer made of sapphire is formed. For the seed layer, spinel, calcium fluoride, or the like can be used.
【００５９】以下、上記ガラス基板１１に低融点ガラス
基板を用い、段差を結晶成長のシード３１とした場合を
説明する。なお、この低融点ガラス基板には、例えば最
高使用温度（ほとんど歪点と同じなので、以下歪点で記
す）が６６５℃のアルミノケイ酸ガラス（例えばコーニ
ング社のガラスコード番号１７２３）、歪点が６６７℃
のアルミノケイ酸ガラス（例えばコーニング社のガラス
コード番号１７２０、１７３７）、歪点が５１０℃のホ
ウケイ酸ガラス（例えばコーニング社のガラスコード番
号７７４０）等がある。Hereinafter, a case where a low melting point glass substrate is used as the glass substrate 11 and a step is used as a seed 31 for crystal growth will be described. The low-melting glass substrate has, for example, an aluminosilicate glass (for example, Corning Glass Code No. 1723) having a maximum operating temperature of 665 ° C. (because the temperature is almost the same as the strain point), and a strain point of 667 ° C. ° C
(For example, Corning Glass Code Nos. 1720 and 1737), and a borosilicate glass having a strain point of 510 ° C. (for example, Corning Glass Code No. 7740).
【００６０】次いで図５の（２）に示すように、低温成
膜技術によって、ガラス基板１１の表面側に、非晶質シ
リコンもしくは多結晶シリコンからなるシリコン薄膜３
２を例えば５ｎｍ〜１０μｍ（好ましくは２０ｎｍ〜５
μｍ）の範囲で所定の膜厚に形成する。上記低温成膜技
術としては、例えばプロセス温度（基板温度）が例えば
５００℃〜６５０℃の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度
を４００℃以下に設定したスパッタリング、プラズマＣ
ＶＤ法等を用いる。Next, as shown in FIG. 5B, a silicon thin film 3 made of amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed on the surface side of the glass substrate 11 by a low-temperature film forming technique.
2 is, for example, 5 nm to 10 μm (preferably 20 nm to 5 μm).
(μm). Examples of the low-temperature film forming technique include a low-pressure CVD method in which a process temperature (substrate temperature) is, for example, 500 ° C. to 650 ° C.
The VD method or the like is used.
【００６１】その後、図５の（３）に示すように、槽内
に貯えれた低融点金属溶融液３３中にガラス基板１１を
浸漬して、少なくとも上記シリコン薄膜３２と低融点金
属溶融液３３とを接触させ、このシリコン薄膜３２を低
融点金属溶融液３３中に溶解させてシリコンを含む低融
点金属溶融液を生成する。その際、低融点金属溶融液３
３はガラス基板１１の最高使用温度（ほぼガラスの歪
点）以下の温度に保持しておく。なお、低融点金属溶融
液３３が溶融状態を保つ温度は、シリコンが含まれる割
合により異なる。また低融点金属溶融液３３上の雰囲気
は、水素雰囲気、水素と不活性なガス（希ガス）との混
合雰囲気もしくは不活性なガス（希ガス）雰囲気とす
る。または還元性雰囲気であってもよい。Thereafter, as shown in FIG. 5C, the glass substrate 11 is immersed in the low melting point metal melt 33 stored in the tank, and at least the silicon thin film 32 and the low melting point metal melt 33 are melted. The silicon thin film 32 is dissolved in the low melting point metal melt 33 to generate a low melting point metal melt containing silicon. At this time, the low melting metal melt 3
3 is kept at a temperature lower than the maximum use temperature of the glass substrate 11 (substantially the strain point of glass). The temperature at which the low-melting-point metal melt 33 maintains the molten state differs depending on the ratio of silicon. The atmosphere above the low melting point metal melt 33 is a hydrogen atmosphere, a mixed atmosphere of hydrogen and an inert gas (rare gas), or an inert gas (rare gas) atmosphere. Alternatively, the atmosphere may be a reducing atmosphere.
【００６２】例えば、低融点金属溶融液３３にスズ溶融
液もしくはスズ鉛合金溶融液からなるスズ系金属溶融液
を用いた場合には、そのスズ系金属溶融液中に溶解する
シリコン量にもよるが、４００℃〜１２００℃のスズ系
金属溶融液を用いることができる。例えば溶解するシリ
コンの比率を０．０００５ｗｔ％〜０．０３ｗｔ％とし
てスズ系金属溶融液の温度を４００℃〜６５０℃とした
場合には、ガラス基板１１には歪点がおよそ６６５℃の
アルミケイ酸ガラスを用いることができ、さらにスズ系
金属溶融液の温度がその他のプロセス温度とともに５０
０℃以下の場合には歪点がおよそ５１０℃のホウケイ酸
ガラスを用いることができる。For example, when a tin-based metal melt comprising a tin melt or a tin-lead alloy melt is used as the low-melting-point metal melt 33, it depends on the amount of silicon dissolved in the tin-based metal melt. However, a tin-based metal melt at 400 ° C. to 1200 ° C. can be used. For example, when the ratio of the silicon to be dissolved is 0.0005 wt% to 0.03 wt% and the temperature of the tin-based metal melt is 400 ° C to 650 ° C, the glass substrate 11 has an aluminum silicate having a strain point of about 665 ° C. Glass may be used, and the temperature of the tin-based metal melt may be increased by 50% with other process temperatures.
When the temperature is 0 ° C. or lower, borosilicate glass having a strain point of about 510 ° C. can be used.
【００６３】そして所定時間、例えば３０秒〜６０分、
好ましくは１０分〜３０分間、上記低融点金属溶融液３
３中に上記ガラス基板１１を浸漬させて、上記シリコン
薄膜３２を低融点金属溶融液３３中に溶解させた後、低
融点金属溶融液３３中よりガラス基板１１を引き上げる
ことによりガラス基板１１を徐冷（冷却処理）する、も
しくは低融点金属溶融液３３中にガラス基板１１を浸漬
させた状態で冷却処理を行う。Then, for a predetermined time, for example, 30 seconds to 60 minutes,
The low melting point metal melt 3 is preferably used for 10 to 30 minutes.
After the glass substrate 11 is immersed in the melt 3 to dissolve the silicon thin film 32 in the low melting metal melt 33, the glass substrate 11 is pulled up from the low melt metal melt 33 to gradually lower the glass substrate 11. Cooling (cooling processing) or cooling processing is performed with the glass substrate 11 immersed in the low-melting-point metal melt 33.
【００６４】上記シリコンの結晶成長速度は０．１μｍ
／分〜０．３μｍ／分であり、冷却速度は０．１℃／分
〜０．３℃／分であることから、例えば成長させる結晶
層の厚さが３５ｎｍであれば、成長所要時間は２０秒〜
６秒と短い。そのため、冷却操作は引き上げ操作とな
る。なお、成長所要時間は、例えば低融点金属溶融液３
３中のシリコンの含有量を調整することにより最適化で
きる。The crystal growth rate of the silicon is 0.1 μm
/ Min to 0.3 μm / min, and the cooling rate is 0.1 ° C./min to 0.3 ° C./min. For example, if the thickness of the crystal layer to be grown is 35 nm, the time required for the growth is 20 seconds ~
It's as short as 6 seconds. Therefore, the cooling operation is a lifting operation. The time required for growth is, for example, the low melting metal melt 3
3 can be optimized by adjusting the silicon content.
【００６５】一方、例えば成長させる結晶層の厚さが５
μｍであれば、成長所要時間は５０分〜１７分と長い。
そのため、冷却操作は浸漬した状態での冷却となり、そ
の冷却時間には５０分〜１７分が必要となる。なお、冷
却時間は、例えば低融点金属溶融液３３中のシリコンの
含有量を調整することにより最適化できる。On the other hand, for example, when the thickness of the crystal layer to be grown is 5
If it is μm, the growth time is as long as 50 minutes to 17 minutes.
Therefore, the cooling operation is cooling in a immersed state, and the cooling time requires 50 minutes to 17 minutes. The cooling time can be optimized by adjusting the content of silicon in the low-melting-point metal melt 33, for example.
【００６６】このようにして、図５の（４）に示すよう
に、結晶成長のシード３１を起点に低融点金属溶融液３
３〔前記図５の（３）参照〕中に溶解したシリコンが結
晶成長（グラフォエピタキシャル成長）し、ガラス基板
１１の表面側に単結晶シリコンのシリコン層１２を形成
する。このシリコン層１２は、結晶成長のシード３１と
なる段差の底部と側壁とがほぼ直角に形成されているた
め、（１００）面のシリコン単結晶からなり、このシリ
コン単結晶は亜粒界や転位を含む場合もある。なお、シ
リコン層１２の厚さは、例えばシリコン薄膜３２の厚さ
によりほぼ決定されるため、シリコン薄膜３２の厚さを
制御することによって、シリコン層１２の厚さを制御す
ることも可能である。また、上記結晶成長の結果、上記
シリコン層１２上には低融点金属（図示省略）を析出す
る。In this manner, as shown in FIG. 5D, the low melting point metal melt 3
3 [see (3) in FIG. 5], crystal growth (grapho-epitaxial growth) of the silicon dissolved therein forms a silicon layer 12 of single crystal silicon on the surface side of the glass substrate 11. The silicon layer 12 is formed of a silicon single crystal of the (100) plane because the bottom and the side wall of the step serving as a seed 31 for crystal growth are formed substantially at right angles. May be included. Since the thickness of the silicon layer 12 is substantially determined by, for example, the thickness of the silicon thin film 32, the thickness of the silicon layer 12 can be controlled by controlling the thickness of the silicon thin film 32. . As a result of the crystal growth, a low melting point metal (not shown) is deposited on the silicon layer 12.
【００６７】上記図示したように、結晶成長のシード３
１が段差のみで形成されている場合には、その段差を起
点として単結晶シリコンが析出されて成長し、シリコン
層１２がいわゆる島状に形成される。またシリコン薄膜
３２の膜厚を厚くし段差の間隔を短くしてガラス基板１
１の引き上げ速度を調整することにより、ガラス基板１
１の表面側全体にわたってシリコン層１２を形成するこ
とも可能である。As shown above, seed 3 for crystal growth was used.
When 1 is formed only with a step, single crystal silicon is deposited and grown starting from the step, and the silicon layer 12 is formed in a so-called island shape. Also, the thickness of the silicon thin film 32 is increased and the interval between
By adjusting the lifting speed of the glass substrate 1,
It is also possible to form the silicon layer 12 over the entire front surface side of the substrate.
【００６８】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
２上の低融点金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１１上に結晶成長のシード３１を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１２が形成さ
れた、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulatorの略であ
り、以下ＳＯＩという）基板となる。Thereafter, the silicon layer 1 is formed using an acid such as hydrochloric acid.
2. The low melting point metal (not shown) on 2 is removed. as a result,
A so-called SOI (Silicon on Insulator, hereinafter referred to as SOI) substrate in which a silicon layer 12 formed by depositing single crystal silicon starting from a crystal growth seed 31 on a glass substrate 11 is formed.
【００６９】次に、前記結晶成長法を、図６の製造工
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図６の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法と同様のガラス基板１１を用
い、そのガラス基板１１の表面側に、段差またはシリコ
ンとの格子整合性を有するような物質（例えばサファイ
ア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）からなるシー
ド層を形成して、結晶成長のシード３１を構成する。以
下、上記ガラス基板１１に低融点ガラス基板を用い、段
差を結晶成長のシード３１とした場合を説明する。Next, the crystal growth method will be described below with reference to the manufacturing process diagram of FIG. In the crystal growth method, as shown in FIG. 6A, a glass substrate 11 similar to the crystal growth method is used, and a step or a step is formed on the surface side of the glass substrate 11 by the same method as the crystal growth method. A seed layer made of a material having lattice matching with silicon (for example, sapphire, spinel, or calcium fluoride) is formed to form a seed 31 for crystal growth. Hereinafter, a case where a low melting point glass substrate is used as the glass substrate 11 and a step is used as a seed 31 for crystal growth will be described.
【００７０】その後図６の（２）に示すように、上記ガ
ラス基板１１の表面側をシリコンを含む低融点金属溶融
液３４中に浸漬することにより、少なくとも上記ガラス
基板１１の表面側とシリコンを含む低融点金属溶融液３
４とを接触させる。このとき、ガラス基板１１の全体を
浸漬しても差し支えはない。このシリコンを含む低融点
金属溶融液３４の温度は低融点ガラスの歪点未満の温度
とする。上記シリコンを含む低融点金属溶融液３４に
は、一例として、シリコンを含むスズ溶融液もしくはシ
リコンを含むスズ鉛合金溶融液からなるシリコンを含む
スズ系金属溶融液を用いることができる。ここでは、シ
リコンを含むスズ溶融液を用いた。例えばシリコンを含
むスズ溶融液は、シリコンの含有量が０．０００５ｗ％
〜０．０３ｗ％とすれば４００℃〜６５０℃程度で溶融
液状態にある。そのため、ガラス基板１１に加えられる
温度は４００℃〜６５０℃程度となる。なお、ガラス基
板１１の表面側のみをシリコンを含む低融点金属溶融液
３４に浸漬してもよい。Thereafter, as shown in FIG. 6B, the surface side of the glass substrate 11 is immersed in a low-melting-point metal melt 34 containing silicon, so that at least the surface side of the glass substrate 11 and silicon are separated. Low melting metal melt containing 3
And 4. At this time, the entire glass substrate 11 may be immersed. The temperature of the low-melting metal melt 34 containing silicon is lower than the strain point of the low-melting glass. As the low-melting-point metal melt 34 containing silicon, for example, a tin-containing metal melt containing silicon composed of a tin melt containing silicon or a tin-lead alloy melt containing silicon can be used. Here, a tin melt containing silicon was used. For example, a tin melt containing silicon has a silicon content of 0.0005 w%
If it is と 0.03 w%, it is in a molten state at about 400 ° C. to 650 ° C. Therefore, the temperature applied to the glass substrate 11 is about 400 ° C. to 650 ° C. Note that only the surface side of the glass substrate 11 may be immersed in the low-melting-point metal melt 34 containing silicon.
【００７１】上記シリコンを含むスズ溶融液のシリコン
の含有量は、０．０００５ｗｔ％〜０．０３ｗｔ％、好
ましくは０．００３５ｗｔ％〜０．０１４ｗｔ％とす
る。シリコンの含有量が０．０００５ｗｔ％未満の場合
には、シリコン単結晶の析出量が少なく、量産性が得ら
れない。またシリコンの含有量が０．０３ｗｔ％より多
い場合には、シリコンを含むスズ系金属溶融液の温度を
高くしなければならなくなり、低融点ガラス基板を用い
ることが困難になる。しかしながら、ガラス基板１１に
石英基板（一例として、歪点は９９０℃）、高耐熱性ガ
ラス基板を用いる場合には、各材料の最高使用温度（ま
たは歪点）に対応してシリコンを含むスズ系金属溶融液
の融点が１２００℃程度になるまでシリコンの含有量を
増やすことも可能である。The silicon content of the tin-containing liquid containing silicon is 0.0005% to 0.03% by weight, preferably 0.0035% to 0.014% by weight. If the silicon content is less than 0.0005 wt%, the amount of silicon single crystal deposited is small, and mass productivity cannot be obtained. If the silicon content is more than 0.03 wt%, the temperature of the tin-based metal melt containing silicon must be increased, and it becomes difficult to use a low-melting glass substrate. However, when a quartz substrate (for example, the strain point is 990 ° C.) and a high heat-resistant glass substrate are used as the glass substrate 11, a tin-based material containing silicon corresponding to the maximum operating temperature (or the strain point) of each material is used. It is also possible to increase the silicon content until the melting point of the metal melt reaches about 1200 ° C.
【００７２】また上記シリコンを含むスズ系金属溶融液
にシリコンを含むスズ鉛合金溶融液を用いる場合には、
例えばスズ１５％＋鉛８５％のスズ鉛合金にシリコンを
０．０５ｗｔ％〜０．１４ｗｔ含む溶融液を用いる。た
だし上記スズと鉛の比率は一例であって、上記値に限定
されることはなく、適宜選択することができる。When a tin-lead alloy melt containing silicon is used for the tin-based metal melt containing silicon,
For example, a melt containing 0.05% to 0.14% silicon in a tin-lead alloy of 15% tin + 85% lead is used. However, the ratio of tin to lead is an example, and is not limited to the above value, and can be appropriately selected.
【００７３】そして一定時間、例えば１０秒〜３０分、
好ましくは５分〜１０分、浸漬保持する。その後、上記
シリコンを含む低融点金属溶融液３４中よりガラス基板
１１を引き上げることで、もしくはシリコンを含む低融
点金属溶融液３４中にガラス基板１１を浸漬した状態で
冷却処理することにより、図６の（３）に示すように、
結晶成長のシード３１を起点にしてシリコンを含む低融
点金属溶融液３４〔図６の（２）参照〕中よりシリコン
を結晶成長（グラフォエピタキシャル成長）させて、ガ
ラス基板１１の表面側に単結晶シリコンのシリコン層１
２を形成する。このシリコン層１２は、段差底部と段差
側壁とがほぼ直角に形成されているため、（１００）面
のシリコン単結晶が得られる。Then, for a certain period of time, for example, 10 seconds to 30 minutes,
It is preferably immersed for 5 to 10 minutes. Thereafter, the glass substrate 11 is pulled up from the low-melting-point metal melt 34 containing silicon, or is cooled while the glass substrate 11 is immersed in the low-melting-point metal melt 34 containing silicon. As shown in (3),
Silicon is crystal-grown (grapho-epitaxial growth) from a low-melting-point metal melt 34 containing silicon starting from the crystal growth seed 31 (see (2) of FIG. 6), and a single crystal is formed on the surface side of the glass substrate 11. Silicon layer 1 of silicon
Form 2 Since the bottom of the step and the side wall of the step are formed substantially at right angles in the silicon layer 12, a (100) plane silicon single crystal can be obtained.
【００７４】上記シリコンの結晶成長速度は、０．１μ
ｍ／分〜０．３μｍ／分であり、冷却速度は０．１℃／
分〜０．３℃／分であることから、例えば成長させる結
晶層の厚さが３５ｎｍであれば、成長所要時間は２０秒
〜６秒と短い。そのため、冷却操作は引き上げ操作とな
る。なお、この成長所要時間は、例えばシリコンを含む
低融点金属溶融液３４中のシリコンの含有量を調整する
ことにより最適化を図る。一方、例えば成長させる結晶
層の厚さが５μｍであれば、成長所要時間は５０分〜１
７分と長い。そのため、冷却操作は浸漬した状態での冷
却となり、冷却時間は５０分〜１７分が必要になる。な
お、この冷却時間は、例えばシリコンを含む低融点金属
溶融液３４中のシリコンの含有量を調整することにより
最適化を図る。The silicon crystal growth rate is 0.1 μm.
m / min to 0.3 μm / min, and the cooling rate is 0.1 ° C./min.
Therefore, if the thickness of the crystal layer to be grown is 35 nm, the time required for growth is as short as 20 seconds to 6 seconds. Therefore, the cooling operation is a lifting operation. The time required for the growth is optimized by adjusting the content of silicon in the low-melting-point metal melt 34 containing silicon, for example. On the other hand, for example, if the thickness of the crystal layer to be grown is 5 μm, the time required for growth is 50 minutes to 1 minute.
7 minutes long. Therefore, the cooling operation is performed in a state of immersion, and a cooling time of 50 minutes to 17 minutes is required. The cooling time is optimized by adjusting the content of silicon in the low-melting-point metal melt 34 containing silicon, for example.
【００７５】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
２上に析出されているスズ系金属（図示省略）を除去す
る。その結果、ガラス基板１１上に結晶成長のシード３
１を起点として単結晶シリコンを析出してなるシリコン
層１２が形成され、いわゆるＳＯＩ基板となる。Thereafter, the silicon layer 1 is formed using an acid such as hydrochloric acid.
The tin-based metal (not shown) deposited on 2 is removed. As a result, the seed 3 for crystal growth is formed on the glass substrate 11.
A silicon layer 12 is formed by depositing single crystal silicon starting from No. 1 to form a so-called SOI substrate.
【００７６】上記説明した例では、少なくともガラス基
板１１をシリコンを含む低融点金属溶融液３４に浸漬し
たが、ガラス基板１１の表面側にシリコンを含む低融点
金属溶融液を塗布して、ガラス基板１１の表面側とシリ
コンを含む低融点金属溶融液とを接触させてもよい。In the above-described example, at least the glass substrate 11 is immersed in the low-melting-point metal melt 34 containing silicon. 11 may be brought into contact with a low-melting metal melt containing silicon.
【００７７】次に、前記結晶成長法を、図７の製造工
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図７の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法で用いたものと同様のガラス基
板１１を用い、そのガラス基板１１の表面側に、段差ま
たはシリコンとの格子整合性を有するような物質（例え
ばサファイア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）か
らなるシード層を形成して、結晶成長のシード３１を構
成する。以下、上記ガラス基板１１に低融点ガラス基板
を用い、段差を結晶成長のシード３１とした場合を説明
する。Next, the crystal growth method will be described below with reference to the manufacturing process diagram of FIG. In the crystal growth method, as shown in FIG. 7A, a glass substrate 11 similar to that used in the crystal growth method is used by the same method as the crystal growth method. Then, a seed layer made of a material having a step matching or lattice matching with silicon (for example, sapphire, spinel, or calcium fluoride) is formed to form a seed 31 for crystal growth. Hereinafter, a case where a low melting point glass substrate is used as the glass substrate 11 and a step is used as a seed 31 for crystal growth will be described.
【００７８】その後、図７の（２）に示すように、低温
成膜技術によって、ガラス基板１１の表面側に非晶質シ
リコンもしくは多結晶シリコンからなるシリコン薄膜３
２を５ｎｍ〜５０ｎｍ（好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎ
ｍ）の所定の膜厚に形成する。さらに、低融点金属層３
５をシリコン薄膜の２３０倍〜７００００倍の厚さに形
成する。ここでは、低融点金属層３５にスズもしくはス
ズ鉛合金からなるスズ系金属層を用い、スズ系金属層を
例えば４０μｍ〜５０μｍの厚さに形成した。なお、こ
のシリコン薄膜３２と低融点金属層３５とはどちらを先
に形成してもよい。また、上記低融点金属層３５をスズ
鉛合金で形成する場合には、一例としてスズ（１５％）
＋鉛（８５％）のスズ鉛合金で形成する。このスズと鉛
の比率は一例であって、その値に限定されることはな
く、適宜選択することができる。上記低温成膜技術とし
ては、例えばプロセス温度（基板温度）が例えば５００
℃〜６５０℃の減圧ＣＶＤ法、もしくは基板温度を４０
０℃以下に設定したスパッタリング、プラズマＣＶＤ法
等を用いる。Thereafter, as shown in FIG. 7B, a silicon thin film 3 made of amorphous silicon or polycrystalline silicon is formed on the surface side of the glass substrate 11 by a low-temperature film forming technique.
2 is 5 nm to 50 nm (preferably 10 nm to 40 n
m). Furthermore, the low melting point metal layer 3
5 is formed to a thickness of 230 to 70000 times the thickness of the silicon thin film. Here, a tin-based metal layer made of tin or a tin-lead alloy was used for the low-melting-point metal layer 35, and the tin-based metal layer was formed to a thickness of, for example, 40 μm to 50 μm. Either the silicon thin film 32 or the low melting point metal layer 35 may be formed first. When the low melting point metal layer 35 is formed of a tin-lead alloy, tin (15%) is used as an example.
+ Lead (85%) tin-lead alloy. The ratio of tin to lead is an example, and is not limited to the value, and can be appropriately selected. As the low-temperature film forming technique, for example, a process temperature (substrate temperature) is, for example, 500
C. to 650.degree.
Sputtering, plasma CVD, or the like set at 0 ° C. or lower is used.
【００７９】次いで加熱処理を行う。この加熱処理は、
水素雰囲気、水素と不活性なガスとの混合ガス雰囲気も
しくは不活性なガス雰囲気下で、シリコンを含む低融点
金属溶融液３４を生成する温度以上ガラス基板１１の最
高使用温度以下（ガラス基板の場合には歪点未満）の温
度範囲内でそのガラス基板１１を加熱して、上記低融点
金属層３５が溶解して低融点金属溶融液を生成するとと
もに、この低融点金属溶融液中に上記シリコン薄膜３２
を溶解する。その結果、図８の（３）に示すように、ガ
ラス基板１１の表面側にシリコンを含む低融点金属溶融
液３６を生成する。なお、上記雰囲気は還元性雰囲気で
あってもよい。Next, a heat treatment is performed. This heat treatment
In a hydrogen atmosphere, a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas, or an inert gas atmosphere, a temperature higher than the temperature at which the low-melting metal melt 34 containing silicon is generated and lower than the maximum operating temperature of the glass substrate 11 The glass substrate 11 is heated within a temperature range of less than the strain point to melt the low-melting-point metal layer 35 to generate a low-melting-point metal melt, and to incorporate the silicon into the low-melting-point metal melt. Thin film 32
Dissolve. As a result, as shown in FIG. 8C, a low-melting-point metal melt 36 containing silicon is generated on the surface side of the glass substrate 11. Note that the atmosphere may be a reducing atmosphere.
【００８０】具体的には、上記低融点金属層３５をスズ
系金属層のスズ層で形成した場合には４００℃〜６５０
℃、望ましくは５００℃〜６００℃に加熱し、上記低融
点金属層３５をスズ系金属層のスズ鉛合金層で形成した
場合には３５０℃〜６００℃、望ましくは４５０℃〜５
５０℃に加熱して、上記スズ系金属層を溶解してスズ系
金属溶融液を生成するとともに、そのスズ系金属溶融液
中にシリコン薄膜を溶解する。このようにして、シリコ
ンを含むスズ系金属溶融液を生成する。この加熱処理に
は、電気炉、ランプ加熱装置等を用いて基板全体を均一
に加熱する方法、レーザ光、電子ビームなどを照射して
局所的に加熱する方法等による。More specifically, when the low-melting point metal layer 35 is formed of a tin-based tin layer, the temperature is 400 ° C. to 650 ° C.
C., preferably 500 ° C. to 600 ° C., and when the low melting point metal layer 35 is formed of a tin-lead alloy layer of a tin-based metal layer, 350 ° C. to 600 ° C., preferably 450 ° C. to 5 ° C.
Heating to 50 ° C. dissolves the tin-based metal layer to generate a tin-based metal melt and dissolves a silicon thin film in the tin-based metal melt. Thus, a tin-based metal melt containing silicon is generated. This heat treatment is performed by a method of uniformly heating the entire substrate using an electric furnace, a lamp heating device, or the like, a method of locally heating by irradiating a laser beam, an electron beam, or the like.
【００８１】上記加熱温度は、例えばシリコンを０．０
００５ｗ％〜０．０３ｗ％含有するスズ溶融液は４００
℃〜６５０℃で生成することができる。したがって、ガ
ラス基板１１には最高使用温度（ほぼガラスの歪点）の
低い、いわゆる低融点ガラスを用いるこことも可能にな
る。このような低融点ガラスには、歪点が例えば６６５
℃のアルミノケイ酸ガラス、歪点が例えば５１０℃のホ
ウケイ酸ガラスがある。The heating temperature is, for example, 0.0
005w% -0.03w% tin melt is 400
C. to 650.degree. Therefore, it is possible to use a so-called low-melting glass having a low maximum operating temperature (almost the strain point of glass) as the glass substrate 11. Such a low-melting glass has a strain point of, for example, 665.
C. aluminosilicate glass and a borosilicate glass having a strain point of, for example, 510 ° C.
【００８２】そして、加熱温度で一定時間（例えば１０
秒〜６０分、好ましくは５分〜１０分）保持した後、冷
却処理により、結晶成長のシード３１を起点にして、上
記シリコンを含む低融点金属溶融液３４（シリコンを含
むスズ系金属溶融液）中に溶解しているシリコンを結晶
成長（グラフォエピタキシャル成長）させる。Then, at a heating temperature for a predetermined time (for example, 10
After holding for 2 to 60 minutes, preferably 5 to 10 minutes), a low melting point metal-containing liquid 34 containing silicon (a tin-containing metal liquid containing silicon) from the seed 31 for crystal growth by cooling treatment. The silicon dissolved in) is crystal-grown (grapho-epitaxial growth).
【００８３】その結果、図７の（４）に示すように、結
晶成長のシード３１を起点にして、ガラス基板１１の表
面側にシリコン単結晶が析出されてシリコン層１２を形
成する。このシリコン単結晶は亜粒界や転位を含む場合
もある。上記シリコン層１２は、段差底部と段差側壁と
がほぼ直角に形成されているため、（１００）面のシリ
コン単結晶が得られる。シリコン層１２の厚さは、例え
ばシリコンを含む低融点金属溶融液３４〔図８の（３）
参照〕に含まれるシリコン濃度によって調整される。結
晶成長の結果、上記シリコン層１２上には低融点金属
（図示省略）が析出している。As a result, as shown in FIG. 7D, a silicon single crystal is deposited on the surface side of the glass substrate 11 starting from the seed 31 for crystal growth to form the silicon layer 12. This silicon single crystal may include sub-grain boundaries and dislocations. In the silicon layer 12, since the step bottom and the step side wall are formed substantially at right angles, a (100) plane silicon single crystal can be obtained. The thickness of the silicon layer 12 is, for example, a low melting point metal melt 34 containing silicon [(3) in FIG.
Reference]. As a result of the crystal growth, a low melting point metal (not shown) is deposited on the silicon layer 12.
【００８４】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
２上の低融点金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１１上に結晶成長のシード３１を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１２が形成さ
れて、いわゆるＳＯＩ基板となる。なお、図７の（４）
では、低融点金属を除去した状態を示した。Thereafter, the silicon layer 1 is formed using an acid such as hydrochloric acid.
2. The low melting point metal (not shown) on 2 is removed. as a result,
A silicon layer 12 formed by depositing single-crystal silicon starting from a seed 31 for crystal growth on a glass substrate 11 is formed, thereby forming a so-called SOI substrate. In addition, (4) of FIG.
Shows a state where the low melting point metal is removed.
【００８５】次に、前記結晶成長法を、図８の製造工
程図によって以下に説明する。結晶成長法は、図８の
（１）に示すように、前記結晶成長法と同様の方法に
より、前記結晶成長法で用いたものと同様のガラス基
板１１を用い、そのガラス基板１１の表面側に、段差ま
たはシリコンとの格子整合性を有するような物質（例え
ばサファイア、スピネルもしくはフッ化カルシウム）か
らなるシード層を形成して、結晶成長のシード３１を構
成する。以下、上記ガラス基板１１に低融点ガラス基板
を用い、段差を結晶成長のシード３１とした場合を説明
する。Next, the crystal growth method will be described below with reference to the manufacturing process diagram of FIG. In the crystal growth method, as shown in FIG. 8A, a glass substrate 11 similar to that used in the crystal growth method is used by the same method as the crystal growth method. Then, a seed layer made of a material having a step matching or lattice matching with silicon (for example, sapphire, spinel, or calcium fluoride) is formed to form a seed 31 for crystal growth. Hereinafter, a case where a low melting point glass substrate is used as the glass substrate 11 and a step is used as a seed 31 for crystal growth will be described.
【００８６】次いで図８の（２）に示すように、低温成
膜技術により、シリコンを含む低融点金属層３７を上記
ガラス基板１１の表面側に例えば３０μｍの厚さに形成
する。ここでは、シリコンを含む低融点金属層３７にシ
リコンをを含むするスズもしくはシリコンをを含むする
スズ鉛合金からなるシリコンを含むスズ系金属を用い
た。このシリコンを含む低融点金属層３７の厚さは、シ
リコンの含有量および析出形成するシリコン層１２の厚
さに応じて決定される。また、上記低温成膜技術として
は、例えばプロセス温度（基板温度）が例えば５００℃
〜６５０℃の減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、もしく
は基板温度を４００℃以下に設定したスパッタリングを
用いる。Next, as shown in FIG. 8B, a low-melting metal layer 37 containing silicon is formed on the surface side of the glass substrate 11 to a thickness of, for example, 30 μm by a low-temperature film forming technique. Here, a tin-based metal containing silicon made of tin containing silicon or a tin-lead alloy containing silicon is used for the low-melting metal layer 37 containing silicon. The thickness of the low-melting metal layer 37 containing silicon is determined according to the content of silicon and the thickness of the silicon layer 12 to be deposited and formed. As the low-temperature film forming technique, for example, a process temperature (substrate temperature) is, for example, 500 ° C.
A reduced pressure CVD method at 650 ° C., a plasma CVD method, or sputtering in which the substrate temperature is set to 400 ° C. or lower is used.
【００８７】次いで加熱処理を行う。この加熱処理は、
水素雰囲気、水素と不活性なガスとの混合ガス雰囲気も
しくは不活性なガス雰囲気下で、上記ガラス基板１１を
４５０℃〜６００℃の範囲、望ましくは５００℃〜６０
０℃における所定の温度で加熱する。その結果、シリコ
ンを含む低融点金属層３７が溶解されて、図８の（３）
に示すように、上記ガラス基板１１の表面側にシリコン
を含む低融点金属溶融液３８が生成される。そして上記
加熱温度に、例えば６０秒〜３０分間、好ましくは５分
〜１０分間保持する。ここでは例えば５分間保持する。
なお、上記雰囲気は還元性雰囲気であってもよい。Next, a heat treatment is performed. This heat treatment
In a hydrogen atmosphere, a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas, or an inert gas atmosphere, the glass substrate 11 is heated in the range of 450 ° C. to 600 ° C., preferably 500 ° C. to 60 ° C.
Heat at a predetermined temperature of 0 ° C. As a result, the low-melting-point metal layer 37 containing silicon is dissolved, and (3) in FIG.
As shown in the figure, a low-melting metal melt 38 containing silicon is generated on the surface side of the glass substrate 11. Then, the heating temperature is maintained, for example, for 60 seconds to 30 minutes, preferably for 5 minutes to 10 minutes. Here, for example, it is held for 5 minutes.
Note that the atmosphere may be a reducing atmosphere.
【００８８】その後、冷却処理により、結晶成長のシー
ド３１を起点にして、上記シリコンを含む低融点金属溶
融液３８中に溶解しているシリコンを結晶成長（グラフ
ォエピタキシャル成長）させる。その結果、図８の
（４）に示すように、結晶成長のシード３１を起点にし
てガラス基板１１の表面側にシリコン単結晶が析出され
て、シリコン層１２を形成する。このシリコン単結晶は
亜粒界や転位を含む場合もある。上記シリコン層１２
は、段差底部と段差側壁とがほぼ直角に形成されている
ため、（１００）面のシリコン単結晶が得られる。シリ
コン層１２の厚さは、例えばシリコンを含む低融点金属
溶融液３８に含まれるシリコン濃度によって調整され
る。結晶成長の結果、上記シリコン層１２上には低融点
金属のスズ系金属（図示省略）が析出している。Thereafter, the silicon dissolved in the low-melting-point metal melt 38 containing silicon is crystal-grown (grapho-epitaxial growth) from the seed 31 for crystal growth by cooling. As a result, as shown in FIG. 8D, a silicon single crystal is deposited on the surface side of the glass substrate 11 with the seed 31 for crystal growth as a starting point, and the silicon layer 12 is formed. This silicon single crystal may include sub-grain boundaries and dislocations. The silicon layer 12
Since the bottom of the step and the side wall of the step are formed substantially at right angles, a silicon single crystal of the (100) plane can be obtained. The thickness of the silicon layer 12 is adjusted by, for example, the concentration of silicon contained in the low-melting-point metal melt 38 containing silicon. As a result of the crystal growth, a tin-based metal (not shown) of a low melting point metal is deposited on the silicon layer 12.
【００８９】その後、塩酸等の酸を用いてシリコン層１
２上のスズ系金属（図示省略）を除去する。その結果、
ガラス基板１１上に結晶成長のシード３１を起点として
単結晶シリコンを析出してなるシリコン層１２が形成さ
れて、いわゆるＳＯＩ基板となる。なお、図８の（４）
では、スズ系金属を除去した状態を示した。Thereafter, the silicon layer 1 is formed using an acid such as hydrochloric acid.
2 to remove the tin-based metal (not shown). as a result,
A silicon layer 12 formed by depositing single crystal silicon starting from a seed 31 for crystal growth on a glass substrate 11 is formed, thereby forming a so-called SOI substrate. In addition, (4) of FIG.
Shows a state where the tin-based metal has been removed.
【００９０】前記各結晶成長法〜における低融点金
属溶融液３３、シリコンを含む低融点金属溶融液３４の
低融点金属、低融点金属層３５、シリコンを含む低融点
金属層３７の低融点金属としては、インジウム、ガリウ
ム、スズ、ビスマス、鉛、亜鉛、アンチモンおよびアル
ミニウムのうちの１種もしくは複数種を用いることがで
き、好ましくは、スズ、鉛もしくはスズと鉛の合金を用
いる。As the low melting point metal of the low melting point metal melt 33, the low melting point metal layer 35 of silicon and the low melting point metal layer 35, and the low melting point metal layer 37 of silicon of each of the above-mentioned crystal growth methods. Can use one or more of indium, gallium, tin, bismuth, lead, zinc, antimony and aluminum, and preferably use tin, lead or an alloy of tin and lead.
【００９１】前記各結晶成長法〜においては、結晶
成長のシード３１は、シリコンとの格子整合性を有する
ような物質からなるシード層で形成することもできる。
このようなシード層は、サファイア、スピネル、フッ化
カルシウム等で形成することが可能である。例えばシー
ド層をサファイアで形成する場合には、高密度プラズマ
ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法等を用いて、例えば１ｎｍ〜５
００ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚さに堆
積して形成する。その後は、前記説明したのと同様のプ
ロセスを行う。この場合には、グラフォエピタキシーで
はなく、シード層の結晶性を受け継いで単結晶シリコン
が結晶成長する。サファイアは単結晶シリコンと格子定
数がほとんど同じであるため、シード層の表面上の全域
に（１００）単結晶シリコン〔サファイア面が（１１￣
０２）の場合〕もしくは（１１１）単結晶シリコン〔サ
ファイア面が（０００１）の場合〕がエピタキシャル成
長する。In each of the above crystal growth methods, the seed 31 for crystal growth may be formed of a seed layer made of a material having lattice matching with silicon.
Such a seed layer can be formed of sapphire, spinel, calcium fluoride, or the like. For example, when the seed layer is formed of sapphire, a high-density plasma CVD method, a catalytic CVD method, etc.
It is formed by deposition to a thickness of 00 nm, preferably about 5 nm to 20 nm. Thereafter, the same process as described above is performed. In this case, instead of graphoepitaxy, single crystal silicon grows by inheriting the crystallinity of the seed layer. Since sapphire has almost the same lattice constant as single-crystal silicon, (100) single-crystal silicon [sapphire plane is (11 °)
02)] or (111) single crystal silicon (when the sapphire surface is (0001)) is epitaxially grown.
【００９２】上記ガラス基板１１には、低融点ガラス基
板を用いることが可能になる。この低融点ガラス基板に
は、例えば最高使用温度（ほとんど歪点と同じ温度なの
で、以下歪点と記す）が６６５℃のアルミノケイ酸ガラ
ス（例えばコーニング社のガラスコード番号１７２
３）、歪点が５１０℃のホウケイ酸ガラス（例えばコー
ニング社のガラスコード番号７７４０）等がある。As the glass substrate 11, a low melting point glass substrate can be used. This low-melting glass substrate has, for example, an aluminosilicate glass having a maximum operating temperature of 665 ° C. (because the temperature is almost the same as the strain point, hereinafter referred to as a strain point) (for example, glass code number 172 of Corning).
3), borosilicate glass having a strain point of 510 ° C. (for example, Corning Glass Code No. 7740) and the like.
【００９３】また、シリコン薄膜を溶解させる低融点金
属溶融液にスズ系金属を用いた場合には、出来上がった
シリコン層にスズ系金属のスズ、鉛が含有されたとして
も、それらはシリコン層中でキャリアにはならない。そ
のため、シリコン層は高抵抗なものとなる。またシリコ
ン層中に残留するスズは結晶欠陥を電気的に不活性にす
るため、接合リークを低減し、電子移動度を高める。一
方、低融点金属溶融液にインジウム系金属（例えばイン
ジウム、インジウム・ガリウム）を用いた場合には、シ
リコン層中に微量のインジウムが残留するため、シリコ
ン層はｐ型シリコン層となる。When a tin-based metal is used as a low-melting-point metal melt for dissolving a silicon thin film, even if a tin-based metal such as tin or lead is contained in the completed silicon layer, they are contained in the silicon layer. Not a career. Therefore, the silicon layer has a high resistance. In addition, tin remaining in the silicon layer electrically inactivates crystal defects, thereby reducing junction leakage and increasing electron mobility. On the other hand, when an indium-based metal (for example, indium or indium-gallium) is used for the low-melting-point metal melt, a small amount of indium remains in the silicon layer, so that the silicon layer becomes a p-type silicon layer.
【００９４】また、結晶成長法の場合には、上記シリ
コン薄膜３２の成膜時に、例えばホウ素のようなｐ型不
純物を混入し、その際に不純物濃度を所定の量に制御し
ておけば、上記シリコン層１２は所望の濃度のｐ型シリ
コン層となる。一方、例えばリン、ヒ素、アンチモンの
ようなｎ型不純物を混入し、その際に不純物濃度を所定
の量に制御しておけば、上記シリコン層１２は所望の濃
度のｎ型シリコン層となる。In the case of the crystal growth method, a p-type impurity such as boron is mixed at the time of forming the silicon thin film 32, and the impurity concentration is controlled to a predetermined amount. The silicon layer 12 becomes a p-type silicon layer having a desired concentration. On the other hand, if an n-type impurity such as phosphorus, arsenic, or antimony is mixed in and the impurity concentration is controlled to a predetermined amount, the silicon layer 12 becomes an n-type silicon layer having a desired concentration.
【００９５】結晶成長法の場合には、高抵抗な上記シ
リコン層１２にｐ型不純物もしくはｎ型不純物をドーピ
ングすることにより、所望の導電型および不純物濃度を
得ることが可能になる。例えば上記シリコン層１２にイ
オン注入等の不純物ドーピング技術により例えばホウ素
のようなｐ型不純物をドーピングし、その際に不純物濃
度を所定の量に制御しておけば、上記シリコン層１２は
所望の濃度のｐ型シリコン層となる。一方、例えばリ
ン、ヒ素、アンチモンのようなｎ型不純物をドーピング
し、その際に不純物濃度を所定の量に制御しておけば、
上記シリコン層１２は所望の濃度のｎ型シリコン層とな
る。In the case of the crystal growth method, a desired conductivity type and impurity concentration can be obtained by doping the high-resistance silicon layer 12 with a p-type impurity or an n-type impurity. For example, if the silicon layer 12 is doped with a p-type impurity such as boron by an impurity doping technique such as ion implantation and the impurity concentration is controlled to a predetermined amount at this time, the silicon layer 12 has a desired concentration. Of a p-type silicon layer. On the other hand, for example, doping n-type impurities such as phosphorus, arsenic, and antimony, and controlling the impurity concentration to a predetermined amount at that time,
The silicon layer 12 becomes an n-type silicon layer having a desired concentration.
【００９６】また、結晶成長法、の場合には、上記
シリコン薄膜３２の成膜時やシリコンを含む低融点金属
層３７の成膜時に、例えばホウ素のようなｐ型不純物を
混入し、その際に不純物濃度を所望の量に制御しておけ
ば、上記シリコン層１２は所望の濃度のｐ型シリコン層
となる。一方、例えばリン、ヒ素、アンチモンのような
ｎ型不純物を混入し、その際に不純物濃度を所望の量に
制御しておけば、上記シリコン層１２は所望の濃度のｎ
型シリコン層となる。In the case of the crystal growth method, a p-type impurity such as boron is mixed during the formation of the silicon thin film 32 or the formation of the low melting point metal layer 37 containing silicon. If the impurity concentration is controlled to a desired amount, the silicon layer 12 becomes a p-type silicon layer having a desired concentration. On the other hand, if an n-type impurity such as phosphorus, arsenic, or antimony is mixed in and the impurity concentration is controlled to a desired amount at that time, the silicon layer 12 has a desired concentration of n.
Mold silicon layer.
【００９７】また、シリコン層１２を形成するプロセス
が６５０℃以下となる場合には、ガラス基板１１に低融
点ガラスを用いることが可能になり、大型のガラス基板
（１ｍ2 以上の面積を有するガラス基板）上にシリコン
層１２を形成することも可能になる。また、結晶成長温
度が長尺ロール化されたガラス板にシリコン層を連続的
にもしくは非連続的に形成することも可能になる。結晶
成長のシードに段差を用いた場合には、その段差を起点
に結晶を成長させて、いわゆる島状にシリコン層を形成
することも可能である。またさらに結晶成長を進めて、
ガラス基板１１１２の表面側全体にシリコン層１２を形
成することも可能である。一方、結晶成長のシードに上
記説明したようなシード層を用いた場合には、そのシー
ド層上の全面にシリコン層を形成することが可能にな
る。そのため、シリコン層を島状に形成する場合には、
予め結晶成長前にシード層を島状にパターニングしてお
くか、または生成したシリコン層を島状にパターニング
すればよい。When the process for forming the silicon layer 12 is performed at a temperature of 650 ° C. or lower, a low-melting glass can be used for the glass substrate 11 and a large glass substrate (a glass having an area of 1 m 2 or more) can be used. It is also possible to form the silicon layer 12 on the (substrate). Further, it becomes possible to form a silicon layer continuously or discontinuously on a glass plate having a long crystal growth temperature roll. When a step is used as a seed for crystal growth, it is possible to form a silicon layer in a so-called island shape by growing a crystal starting from the step. Further advance the crystal growth,
It is also possible to form the silicon layer 12 on the entire surface side of the glass substrate 1112. On the other hand, when the seed layer as described above is used as a seed for crystal growth, a silicon layer can be formed on the entire surface of the seed layer. Therefore, when forming a silicon layer in an island shape,
The seed layer may be patterned in an island shape before crystal growth, or the generated silicon layer may be patterned in an island shape.
【００９８】なお、上記低融点ガラスを用いた場合に
は、低融点ガラスの構成元素が結晶成長により形成した
シリコン層１２に拡散しやすいために、低融点ガラス基
板とシリコン層との間に拡散を防止するバリア層とし
て、例えば窒化シリコン膜を例えば１ｎｍ〜１００ｎｍ
程度の厚さに形成しておくことが好ましい。When the above-mentioned low-melting glass is used, the constituent elements of the low-melting glass easily diffuse into the silicon layer 12 formed by crystal growth. For example, a silicon nitride film of, for example, 1 nm to 100 nm
It is preferable to form it to a thickness of about.
【００９９】上記のようにして形成されたシリコン層１
２は、５４０ｃｍ2 ／Ｖｓ程度の電子移動度が得られ
る。そのため、予め適量のｐ型不純物を混入して形成す
れば所望の濃度のｐ型のシリコン層となる。また予め適
量のｎ型不純物を混入して形成すれば所望の濃度のｎ型
のシリコン層となる。The silicon layer 1 formed as described above
2, electron mobility of about 540 cm 2 / Vs can be obtained. Therefore, a p-type silicon layer having a desired concentration can be obtained by forming an appropriate amount of p-type impurities in advance. If an appropriate amount of n-type impurity is mixed in advance and formed, an n-type silicon layer having a desired concentration can be obtained.
【０１００】[0100]
【発明の効果】以上、説明したように本発明の受光素子
によれば、ガラス基板側から入射光を入れることによっ
て、特には青色光の吸収が低減できる。そのため、高感
度な青色光の受光素子になる。As described above, according to the light receiving element of the present invention, by absorbing incident light from the glass substrate side, absorption of blue light in particular can be reduced. Therefore, it becomes a light receiving element for blue light with high sensitivity.
【０１０１】本発明の受光素子の製造方法によれば、ガ
ラス基板の表面側に形成した結晶成長のシードとシリコ
ンを含む低融点金属溶融液とを接触させて、その結晶成
長のシードを起点にシリコンを含む低融点金属溶融液中
のシリコンを結晶成長させ、ガラス基板の表面側に第１
導電型のシリコン層を形成するので、シリコンを含む低
融点金属溶融液の温度でガラス基板上にシリコン層を形
成することができる。したがって、低温でシリコン層を
形成することが可能になるので、ガラス基板に低融点ガ
ラス基板、特には大型の低融点ガラス基板を用いて、受
光素子を形成することが可能になる。According to the method for manufacturing a light-receiving element of the present invention, a seed for crystal growth formed on the surface side of a glass substrate is brought into contact with a low-melting-point metal melt containing silicon, and the seed for crystal growth is used as a starting point. Crystal growth of silicon in a low-melting metal melt containing silicon is performed, and
Since the conductive silicon layer is formed, the silicon layer can be formed on the glass substrate at the temperature of the low-melting-point metal melt containing silicon. Therefore, since a silicon layer can be formed at a low temperature, a light-receiving element can be formed using a low-melting-point glass substrate, particularly a large-sized low-melting-point glass substrate.
【図１】本発明の受光素子に係わる実施の形態の第１例
を示す概略構成断面図である。FIG. 1 is a schematic configuration sectional view showing a first example of an embodiment relating to a light receiving element of the present invention.
【図２】本発明の受光素子に係わる実施の形態の第２例
を示す概略構成断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second example of the embodiment relating to the light receiving element of the present invention.
【図３】本発明の受光素子の製造方法に係わる実施の形
態の第１例を示す製造工程図である。FIG. 3 is a manufacturing process diagram showing a first example of an embodiment relating to a method for manufacturing a light receiving element of the present invention.
【図４】本発明の受光素子の製造方法に係わる実施の形
態の第２例を示す製造工程図である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram showing a second example of an embodiment relating to a method for manufacturing a light receiving element of the present invention.
【図５】結晶成長法を説明する製造工程図である。FIG. 5 is a manufacturing process diagram illustrating a crystal growth method.
【図６】結晶成長法を説明する製造工程図である。FIG. 6 is a manufacturing process diagram illustrating a crystal growth method.
【図７】結晶成長法を説明する製造工程図である。FIG. 7 is a manufacturing process diagram illustrating a crystal growth method.
【図８】結晶成長法を説明する製造工程図である。FIG. 8 is a manufacturing process diagram illustrating a crystal growth method.
１１…ガラス基板、１２…シリコン層、１３…不純物層 11: glass substrate, 12: silicon layer, 13: impurity layer
フロントページの続き (72)発明者 矢木 肇 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 佐藤 勇一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F053 AA03 AA25 AA26 AA45 DD01 FF01 GG01 HH05 JJ01 JJ03 KK03 KK10 LL04 LL06 PP02 RR12 RR20 5F088 AA02 AB03 BA01 CB02 GA02Continuation of the front page (72) Inventor Hajime Yagi 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Yuichi Sato 6-35-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Stock In-company F term (reference) 5F053 AA03 AA25 AA26 AA45 DD01 FF01 GG01 HH05 JJ01 JJ03 KK03 KK10 LL04 LL06 PP02 RR12 RR20 5F088 AA02 AB03 BA01 CB02 GA02
Claims (5)
導電型のシリコン層と、 前記シリコン層の上層に形成したもので前記第１導電型
とは反対の極性を有する第２導電型の不純物層とを備え
たことを特徴とする受光素子。A first substrate formed by crystal-growing silicon on the glass substrate;
A light-receiving element, comprising: a conductive silicon layer; and a second conductive impurity layer formed on the silicon layer and having a polarity opposite to the first conductive type.
シリコンを含む低融点金属溶融液とを接触させて、前記
結晶成長のシードを起点に前記シリコンを含む低融点金
属溶融液中のシリコンを結晶成長させたものからなるこ
とを特徴とする請求項１記載の受光素子。2. The method according to claim 1, wherein the silicon layer is formed by contacting a crystal growth seed formed on the surface side of the glass substrate with a low-melting-point metal melt containing silicon, and including the silicon starting from the crystal growth seed. 2. The light-receiving element according to claim 1, wherein the light-receiving element is formed by growing silicon in a low melting point metal melt.
ガラス基板の表面側に形成したシリコンと格子整合性を
有するような物質からなるシード層からなることを特徴
とする請求項２記載の受光素子。3. The seed for crystal growth comprises a step formed on the surface side of the glass substrate, or a seed layer made of a material having lattice matching with silicon formed on the surface side of the glass substrate. The light receiving element according to claim 2, wherein:
を形成する工程と、 前記結晶成長のシードとシリコンを含む低融点金属溶融
液とを接触させて、結晶成長のシードを起点に前記シリ
コンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長さ
せて前記ガラス基板の表面側に第１導電型のシリコン層
を形成する工程と、 前記シリコン層の上層の所定の位置に前記第１導電型と
は反対の極性を有する第２導電型の不純物層を形成する
工程とを備えたことを特徴とする受光素子の製造方法。Forming a seed for crystal growth on the surface side of the glass substrate; contacting the seed for crystal growth with a low-melting-point metal melt containing silicon; and starting the seed for crystal growth from the seed for crystal growth. Forming a silicon layer of a first conductivity type on the surface side of the glass substrate by crystal-growing silicon in a low-melting-point metal melt containing: the first conductivity type at a predetermined position on an upper layer of the silicon layer Forming a second conductivity type impurity layer having a polarity opposite to that of the light receiving element.
液とを接触させて、結晶成長のシードを起点に前記シリ
コンを含む低融点金属溶融液中のシリコンを結晶成長さ
せて前記ガラス基板の表面側に第１導電型のシリコン層
を形成する工程を複数回繰り返し行うことを特徴とする
請求項４記載の受光素子の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the step of contacting the crystal growth seed with a low-melting metal melt containing silicon causes the silicon in the low-melting metal melt containing silicon to start from the seed of crystal growth. 5. The method according to claim 4, wherein a step of forming a first conductivity type silicon layer on the surface side of the glass substrate by crystal growth is repeated a plurality of times.
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2000208427A (en) |
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