【手続補正書】
【提出日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質相の基板を処理する方法であって、該方法は、
チャンバ内のプラテン上に、上面および下面を有する基板を配置する工程と、
複数の荷電粒子を含むプラズマであって、前記基板の上面の表面積と等しいかまたは大きい断面積を有するプラズマを、前記基板の上面上に発生させる工程と、
前記荷電粒子を前記基板の上面の方に引き付けるよう、バイアス電圧を前記基板に印加する工程と、
前記荷電粒子を、前記基板の上面全体の下方に延在する領域に導入する工程と、
同時に、前記領域において、非晶質相から結晶相への相変態を開始する工程と
を具えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記荷電粒子は、5×1014個/cm2・秒以上の速度で前記領域に導入される請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記荷電粒子を前記領域に導入する工程の間に、前記基板に印加された前記バイアス電圧を調整する工程をさらに具える請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記調整は、前記バイアス電圧を増加させることを含む請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記荷電粒子を前記領域に導入する工程の前に、前記基板の温度を調整する工程をさらに具える請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記温度の調整は、前記温度を低下させることを含む請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記荷電粒子は、He、Ne、Ar、Kr、XeおよびRnからなる群から選択される一種以上の粒子を含む請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記荷電粒子は、分子イオンを含む請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記荷電粒子は、Gaイオンを含む請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記領域がSiを含み、かつ前記荷電粒子がCおよびGeからなる群から選択される一種以上の粒子を含み、前記領域が応力領域に変換される請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記領域がIV族元素から選択される材料を含み、かつ前記荷電粒子がB, Ga, In, P, As, SbおよびBiからなる群から選択される一種以上の粒子を含み、前記領域の電気特性を変化させる請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記領域がIV族元素から選択される材料を含み、かつ前記荷電粒子がYb, Ti, Zr, Hf, Pd, PtおよびAlからなる群から選択される一種以上の粒子を含み、前記領域のバンドギャップ特性を変化させる請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１３】
前記領域がIV族元素から選択される材料を含み、かつ前記荷電粒子がC含有イオン、Si含有イオン、Ge含有イオン、F含有イオン、N含有イオン、H含有イオン、He含有イオン、Sn含有イオンおよびPb含有イオンからなる群から選択される一種以上の粒子を含み、前記領域の電気特性の変化を防止する請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記領域がIV族元素から選択される材料を含み、かつ前記荷電粒子が金属イオンを含み、前記非晶質相から前記結晶相への前記領域の変態の速度を増加させる請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記金属イオンがNiイオンを含む請求項１４に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記基板全体よりも小さい領域の全体の相を、前記非晶質相から前記結晶相へ変態する工程をさらに具える請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記領域が、結晶を少なくとも一つ含む請求項１６に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記基板全体の相が前記結晶相に変態されるまで、前記少なくとも一つの結晶の境界を、前記基板の前記領域を超えて拡大する工程をさらに具える請求項１７に記載の基板処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
【表１】
2011503883.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
より高いエネルギーが必要とされる場合、システム３００は、粒子ビームを加速することができる加速システム３０６を含むことができる。また、システム３００は、１以上の、追加の任意のビーム操作部品３０８を含むことができ、粒子をフィルタし、スキャンし、そして粒子ビームへと形作る。システム３００の詳細な例を示す図４に示されるように、任意のビーム操作部品３０８は、第１磁気解析器４０６、第１減速(Ｄ１)ステージ４０８、第２磁気解析器４１０および第２減速(Ｄ２)ステージ４１２を含むことができる。本発明において、第１磁気解析器４０６は実質的に双極子磁石であり、粒子の質量およびエネルギーに基づいて、粒子をフィルタにかけることができる。これにより、望まれない質量および／またはエネルギーを有する粒子は、磁気解析器４０６を通過しない。その一方で、実質的に別の双極子磁石である第２磁気解析器４１０は、粒子を平行にして所望の形状(例えばリボン)および／または寸法を有する粒子ビームにするよう構成されることができる。Ｄ１およびＤ２減速ステージ４０８，４１２は、通過する粒子のエネルギーを操作することができ、これにより、粒子は、所望のエネルギーで基板に導入されることができる。一の実施形態において、Ｄ１および／またはＤ２は、空間電荷効果を最小化し、かつビームの空間的完全性を維持する能力がある分割されたレンズとすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ＥＬＡ処理において、基板へ入射するレーザービームはSi層を非結晶Siの融点に近い1000℃に熱する。入射時に、レーザービームはSi層の少なくとも一部分の溶融を開始する。Siの熱拡散率は比較的高く、室温での約1cm2/secと、1400Kでの0.1cm2/secとの間で変化する。従って、たとえレーザーエネルギーがSi表面の厚み数nmにおいて吸収されたとしても、潜熱効果がない限り、Si層内の温度勾配は非常に小さなものである。熱はSiからガラス内へ拡散する。ガラスの熱拡散率は小さく（広い温度範囲にわたり、〜0.0005cm2/s）、大きな温度勾配は厚いガラス層に存在する。図６に示すモデルの結果によると、Siの0.1μm以内の均一なガラスは、500℃に達していない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図８Ａ〜８Ｂは、本開示の別の実施形態による基板作製に組み込まれる処理を示したものである。本実施形態において、基板は結晶層および非晶質層を備えた薄膜太陽電池である。他の実施形態においては、基板は絶縁層（図示せず）上に配置されたFPDの半導体層である。図８Ａに示すように、非晶質Si層８０２はガラス層（図示せず）上に堆積される。非晶質Si層８０２は厚さが１．５μｍであり、一方ガラス層の厚みは3mmである。所定の線量とエネルギーを有する粒子８０４は、その後非晶質Si層８０２に導入される。図８Ｂに示すように、粒子８０４はSi層の表面の下に導入され、非晶質Si層８０２の上部の結晶化を誘起せずに、非晶質Si層８０２の下部を結晶化して結晶Si層８０６を形成する。その結果生じた基板は、結晶Si層８０６の上に配置された非晶質Si層８０２を有する太陽電池に用いられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図９Ａ〜９Ｃは、本開示の別の実施形態による基板作製に組み込まれる処理を示したものである。本実施形態において、基板は結晶層および非晶質層を有する薄膜太陽電池である。他の実施形態においては、基板は絶縁層（図示せず）上に配置されたFPDの半導体層である。図９Ａに示すように、非晶質Si層９０２はガラス層（図示せず）上に堆積される。その後、所定の線量とエネルギーを有する第１の粒子９０４は、非晶質Si層９０２に導入され、Si層９０６全体を結晶化する（図９Ｂ参照）。図９Ｃに示すように、所定の線量およびエネルギーを有する第２の複数の粒子９０８は結晶Si層の表面付近の層を非晶質化するために基板に導入される。その結果生じた太陽電池は、非晶質Si上層９０２及び結晶Si下層９０６を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図１０Ａ〜１０Ｄは、本開示の別の実施形態による基板作製に組み込まれる処理を示したものである。本実施形態において、基板は結晶層および非晶質層を有する薄膜太陽電池である。他の実施形態においては、基板は絶縁層（図示せず）上に配置されたFPDの半導体層である。図１０Ａに示すように、非晶質Si層１００２はガラス層（図示せず）上に堆積される。その後、所定の線量とエネルギーを有する粒子１００４は、非晶質Si層１００２に導入され、非晶質Si層１００２内の副層１００６を結晶化する（図１０Ｂ参照）。図１０Ｂでは非晶質Si層１００２の上面付近に副層が配置されているが、副層１００６を非晶質Si層１００２の上面付近、下面付近、もしくは上面と下面の間のどこにでも配置することが可能であることを、当業者は認識するべきである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
結晶化された副層１００６を形成した後、副層１００６内の１つ以上の結晶が、非晶質Si層１００２全体が結晶化するまで副層１００６から徐々に成長する。結晶は炉アニーリング、高速熱アニーリング(RTA)、フラッシュランプアニーリング、およびレーザーアニーリングのいずれかを介して成長する。あるいは、結晶は粒子補助アニーリングにより成長する。例えば、同一粒子又は他の所定の線量および／または他の所定のエネルギーを有する他のタイプの粒子（図示せず）が、１つ以上の結晶の粒界を基板の下面に向って拡張するよう、結晶副層下の領域に導入される。この過程において、非晶質Si層１００２全体は、垂直方向に延長する粒界を有する１つ以上の結晶を含む。本実施形態はまた、新たに結晶化されたSi層１００６の一部を非晶質化する任意の非晶質ステップを含むこともできる。例えば、粒子１０１０はその後新たに結晶化されたSi層１００６（図１０Ｄ参照）に導入され、Si層１００６の少なくとも一部を非晶質化して非晶質副層１０１２を形成する。本開示において、新たに結晶化されたSi層１００６に導入される粒子は、以前の非晶質Si層１００２を結晶化するために用いられた粒子と同じものである。あるいは、新たに結晶化されたSi層１００６に導入される粒子は、以前の非晶質Si層１００２を結晶化するために用いられた粒子とは異なるものである。上記過程は厚手の非晶質Si層を結晶化するために用いられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011503883.tif 000002
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2011503883.tif 000003
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2011503883.tif 000004
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2011503883.tif 000005
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2011503883.tif 000006