(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式
ＳｉｎＲｍ
ここで、Ｒは水素原子またはハロゲン原子であり、ｎは３以上の整数でありｍはｎ〜２ｎの整数である、
で表わされるポリシランを含有する組成物を支持体表面に塗布し次いで光および／または熱処理して得られるアモルファスシリコン膜を、酸素を含有する雰囲気中でマスクパターンを介して光処理し、次いで不活性雰囲気中で光処理することを特徴とする、酸化シリコンとポリシリコンからなるパターンを形成する方法。
【請求項２】
一般式
ＳｉｎＲｍ
ここで、Ｒは水素原子またはハロゲン原子であり、ｎは３以上の整数でありｍはｎ〜２ｎの整数である、
で表わされるポリシランを含有する組成物を支持体表面に塗布し次いで光および／または熱処理して得られるアモルファスシリコン膜を、不活性雰囲気中でマスクパターンを介して光処理し、次いで酸素を含有する雰囲気中で光処理することを特徴とする、酸化シリコンとポリシリコンからなるパターンを形成する方法。
【請求項３】
一般式
ＳｉｎＲｍ
ここで、Ｒは水素原子またはハロゲン原子であり、ｎは３以上の整数でありｍはｎ〜２ｎの整数である、
で表わされるポリシランを含有する組成物を支持体表面に塗布し次いで光および／または熱処理して得られるアモルファスシリコン膜を、酸素を含有する雰囲気中でマスクパターンを介して光処理し、次いで光未照射のアモルファスシリコン膜部に不活性雰囲気中でマスクパターンを介して光処理することを特徴とする、アモルファスシリコンと酸化シリコンとポリシリコンからなるパターンを形成する方法。
【請求項４】
一般式
ＳｉｎＲｍ
ここで、Ｒは水素原子またはハロゲン原子であり、ｎは３以上の整数でありｍはｎ〜２ｎの整数である、
で表わされるポリシランを含有する組成物を支持体表面に塗布し次いで光および／または熱処理して得られるアモルファスシリコン膜を、不活性雰囲気中でマスクパターンを介して光処理し、次いで光未照射のアモルファスシリコン膜部に酸素を含有する雰囲気中でマスクパターンを介して光処理することを特徴とする、アモルファスシリコンと酸化シリコンとポリシリコンからなるパターンを形成する方法。
【請求項５】
酸化シリコンとポリシリコンからなるパターンがポリシリコン領域と酸化シリコン領域からなり、これらの２つの領域で一定のパターンが形成されており、そしてこれらの２つの領域の表面は連続した同一平面を形成していることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
アモルファスシリコンと酸化シリコンとポリシリコンからなるパターンがポリシリコン領域、酸化シリコン領域およびアモルファスシリコン領域からなり、これらの３つの領域で一定のパターンが形成されており、そしてこれらの３つの領域の表面は連続した同一平面を形成していることを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
【請求項７】
アモルファスシリコン膜がリン原子またはホウ素原子でドーピングされている請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特異な性質を備えたアモルファスシリコン膜を用いたパターン形成法に関する。さらに詳しくは、光照射により特異な性質を発現するアモルファスシリコン膜を用いて、ＬＳＩ、薄膜トランジスタ、光電変換デバイスなどに有用な半導体のシリコン膜と電気絶縁体膜、誘電体膜、保護膜、あるいは光学デバイスとして有用な酸化シリコン膜とを持つにパターンを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
酸化シリコンは石英に代表されるように優れた光透過性、電気絶縁性などの特徴を有し多くの光学用途、電子デバイスに用いられている。一方、シリコンは半導体として電子デバイスには欠くことのできない材料であることは言うまでもない。このような優れた特性を有する酸化シリコンとシリコンからなる構造は、従来にない新規なデバイスとしての可能性が指摘されている。たとえば、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５６、２３７９（１９９０）には、表面が酸化シリコンで覆われた微小サイズのシリコン粒子が可視光を発光する事が報告されており、また、ＳＣＩＥＮＣＥ  Ｖｏｌ．２６２  Ｎｏ．１９  １２４２（１９９３）には、表面酸化シリコン粒子のサイズによって発光波長が異なることが報告されている。また、マテリアルインテグレーション  Ｖｏｌ．１２  Ｎｏ．２  ７３（１９９９）では、シリコン／酸化シリコン界面の大きなバンド不連続性を指摘し、この特徴に基づき、単電子・可視発光量子井戸などのデバイス応用の可能性や、シリコン／酸化シリコン界面の大きな屈折率差を利用した光導波路等への応用可能性が指摘されている。しかし、これらの性能を発揮する微細なシリコン／酸化シリコン構造の形成には、従来、Ｓｉ分子線エピタキシーと酸素イオン注入を組み合わせた方法によるなど、高エネルギーを必要とする方法しかなく、しかも、基板に対して垂直方向に積層する構造しか形成できず、上記で指摘された新規な性能を十分に発揮するデバイスは未だ実現されていない。一方、前述のマテリアルインテグレーション誌では、水平方向のパターニングの一例として、結晶面方向に沿ってパターン加工したＳｉ基板に酸素イオンを注入する事による微細配線の形成について報告している。しかしこの技術も、高エネルギーを必要とするばかりでなく、配線パターンが基板とするＳｉの結晶構造に依存するため配線の自由度が制限されるという限界があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、酸化シリコンやポリシリコンに容易に変換させることができる特異な性質を備えたアモルファスシリコン膜、特に基板に対して垂直方向のみならず、水平方向にパターン化されたシリコン／酸化シリコン構造を容易に形成できるアモルファスシリコン膜から少なくとも酸化シリコンとポリシリコンのいずれか一方を含有してなるパターンを形成する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、酸化シリコン領域、ポリシリコン領域およびアモルファスシリコン領域のうちの少なくとも２つの領域を含有してなるパターン化された膜を形成する方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明らかになろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第１に、酸素を含有する雰囲気中で光処理すると酸化シリコン膜となりそして不活性雰囲気中で光処理するとポリシリコン膜となる性質を備えたアモルファスシリコン膜を、酸素を含有する雰囲気中で光処理して得られる酸化シリコン膜、または不活性雰囲気中で光処理して得られるポリシリコン膜を形成する方法によって達成される。
また、本発明によれば、本発明の上記目的および利点は、第２に、アモルファスシリコン膜に、（ｉ）酸素を含有する雰囲気中でマスクパターンを介して光処理する操作と（ｉｉ）不活性雰囲気中でマスクパターンを介して光処理する操作の少なくとも一方の操作を実施することによって、ポリシリコン、酸化シリコンおよびアモルファスシリコンの少なくとも２つからなるパターンを形成する方法によって達成される。
【０００５】
さらに、本発明によれば、ポリシリコン領域、酸化シリコン領域およびアモルファスシリコン領域のうち少なくとも２つの領域からなり、これらの少なくとも２つの領域で一定のパターンが形成されており、そしてこれらの少なくとも２つの領域の表面は連続した同一平面を形成している。上記少なくとも２つの領域からなる膜を形成する方法によって達成される。
なお、本発明における同一平面とは塗膜形成精度の範囲内にある平面をいう。
以下本発明を詳述する。
本発明のアモルファスシリコン膜は、（１）酸素を含有する雰囲気中で光処理すると酸化シリコン膜となる性質および（２）不活性雰囲気中で光処理するとポリシリコン膜となる性質を有する。
【０００６】
かかるアモルファスシリコン膜は、例えば、ポリシラン化合物を含有する溶液組成物を準備し、この溶液組成物を支持体表面に塗布し、次いで得られたポリシラン化合物塗膜を熱処理することにより調製することができる。
本発明で使用されるポリシラン化合物は、下記式
ＳｉｎＲｍ
ここで、Ｒは水素原子またはハロゲン原子であり、ｎは３以上の整数でありそしてｍはｎ〜２ｎの整数である、
で表される。
ハロゲン原子としては、例えばフッ素、塩素、臭素等が好ましい。
上記式のポリシラン化合物としては、ポリシラン化合物の熱力学的安定性、溶解性、精製の容易性などの点でｎが５〜２０の環状ケイ素化合物が好ましい。ｎが５より小さい場合にはポリシラン化合物自体が環による歪みにより不安定になるため取り扱いに難点が生じる。またｎが２０より大きい場合にはケイ素化合物の凝集力に起因する溶解性の低下が認められ使用する溶媒の選択が狭まってくる。
【０００７】
本発明で使用されるポリシラン化合物の具体例としては、ｍ＝２ｎの化合物として、シクロトリシラン、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シリルシクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シリルシクロヘキサシラン、シクロヘプタシランなどの一個の環系を有するポリシラン化合物およびこれらの水素原子の一部またはすべてをハロゲン原子に置換したヘキサクロルシクロトリシラン、トリクロルシクロトリシラン、オクタクロルシクロテトラシラン、テトラクロルシクロテトラシラン、デカクロルシクロペンタシラン、ペンタクロルシクロペンタシラン、ドデカクロルシクロヘキサシラン、ヘキサクロルシクロヘキサシラン、テトラデカクロルシクロヘプタシラン、ヘプタクロルシクロヘプタシラン、ヘキサブロモシクロトリシラン、トリブロモシクロトリシラン、ペンタブロモシクロトリシラン、テトラブロモシクロトリシラン、オクタブロモシクロテトラシラン、テトラブロモシクロテトラシラン、デカブロモシクロペンタシラン、ペンタブロモシクロペンタシラン、ドデカブロモシクロヘキサシラン、ヘキサブロモシクロヘキサシラン、テトラデカブロモシクロヘプタシラン、ヘプタブロモシクロヘプタシランなどのハロゲン化環状ケイ素化合物が挙げられる。また、ｍ＝２ｎ−２である化合物の具体例としては、１、１’−ビスシクロブタシラン、１、１’−ビスシクロペンタシラン、１、１’−ビスシクロヘキサシラン、１、１’−ビスシクロヘプタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロペンタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、１、１’−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ［２、２］ペンタシラン、スピロ［３、３］ヘプタタシラン、スピロ［４、４］ノナシラン、スピロ［４、５］デカシラン、スピロ［４、６］ウンデカシラン、スピロ［５、５］ウンデカシラン、スピロ［５、６］ドデカシラン、スピロ［６、６］トリデカシランなどの２個の環系を有する水素化ケイ素化合物およびこれらの水素原子の一部またはすべてをＳｉＨ3基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物が挙げられる。また、ｍ＝ｎである化合物の具体例としては下記式の化合物１〜化合物５のような多環系を有する水素化ケイ素化合物およびこれらの水素原子の一部またはすべてを部分的にＳｉＨ3基やハロゲン原子に置換したケイ素化合物を挙げられる。
【０００８】
【化１】
0004462394.tif 000002
【０００９】
上記の如きポリシラン化合物は単独であるいは２種以上を混合して使用することができる。
本発明において、これらのポリシラン化合物は溶媒に溶解されて塗布溶液に調製される。使用される溶媒としては、ポリシラン化合物を溶解しそしてポリシラン化合物と反応しないものであれば特に限定されず、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒；ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフランテトラヒドロピラン、１,２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒；およびプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、塩化メチレン、クロロホルムなどの極性溶媒を挙げることができる。これらのうち、ポリシラン化合物、特に、環状ケイ素化合物の溶解性と該溶液の安定性の点で炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が好ましく、炭化水素系溶媒がさらに好ましい。これらの溶媒は、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用できる。
【００１０】
上記ポリシラン化合物の溶液の濃度は、好ましくは１〜５０重量％である。濃度は所望のシリコン膜厚に応じて適宜調製することができる。これらの溶液には、目的とする機能を損なわない範囲で必要に応じてフッ素系、シリコーン系、非イオン系などの表面張力調節剤（界面活性剤）を少量添加することができる。
かくして得られたポリシラン溶液には、必要に応じて酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ケイ素などの金属酸化物の微粒子などを適宜混合して使用することができる。また、溶液の塗布対象物への濡れ性を良好化し、塗布した膜のレベルリング性を改良し、塗膜のぶつぶつの発生、ゆず肌の発生などを防止するため非イオン性界面活性剤などを使用することができる。
【００１１】
かくして得られた溶液組成物を支持体上に塗布してポリシランからなる塗膜を形成する。支持体の材質、形状等は特に制限はないが、材質は次工程の熱処理に耐えられるものが好ましく、また塗膜を形成する支持体面は平面であるのが好ましいがその形態は特に限定されるものではない。これらの支持体の材質の具体例としては、ガラス、金属、プラスチック、セラミックスなどを挙げることができる。ガラスとしては、例えば石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、鉛ガラスが使用できる。金属としては、例えば金、銀、銅、ニッケル、シリコン、アルミニウム、鉄の他ステンレス鋼などが使用できる。プラスチックとしては、例えばポリイミド、ポリエーテルスルホンなどが使用できる。これらの材質からなる支持体の形態はバルク形状、板状、フィルム形状などで特に制限されるものではない。また、上記溶液の塗布に際しては、塗布方法は特に限定されずスピンコート、ディップコート、カーテンコート、ロールコート、スプレーコート、インクジェット法などにより実施することができる。塗布は１回で、または複数回、重ね塗りすることもできる。好適な塗膜の厚みは固形分濃度に依存して適宜変動するが、固形分として０．０１〜１００μｍが好ましく、０．１〜１０μｍであるのがさらに好ましい。
【００１２】
得られたポリシラン化合物の塗膜は、熱処理に付されアモルファスシリコン膜に変換される。熱処理については、その温度を、３００℃以上とするのが好ましく、４００℃〜５００℃とするのがさらに好ましい。加熱時間は３０秒から３０分程度で十分である。また、加熱雰囲気は不活性の雰囲気例えば窒素、ヘリウム、アルゴンなどからなる雰囲気が好ましい。これらは必要に応じて水素などの還元性ガスを含ませてもよい。
【００１３】
本発明のアモルファスシリコン膜は、上記▲１▼および▲２▼の性質を有するため、これを酸素を含有する雰囲気中で光処理することにより酸化シリコン膜を得ることができ、またこれを不活性雰囲気中で光処理することにより多結晶のポリシリコン膜を得ることができる。また、上記光処理の際に、マスクパターンを介して光処理を実施することにより、それぞれアモルファスシリコンと酸化シリコンからなるパターンおよびアモルファスシリコンとポリシリコンからなるパターンを形成することができる。さらに、アモルファスシリコンと酸化シリコンからなるパターンを次いで不活性雰囲気中で光処理することによりポリシリコンと酸化シリコンからなるパターンを形成することができる。また、アモルファスシリコンとポリシリコンからなるパターンを次いで酸素を含有する雰囲気中で光処理することにより、同様に、ポリシリコンと酸化シリコンからなるパターンを形成することができる。
【００１４】
さらに別の態様として、アモルファスシリコンと酸化シリコンからなるパターンを不活性雰囲気中で光処理する際に、あるいはアモルファスシリコンとポリシリコンからなるパターンを酸素を含有する雰囲気中で光処理する際に、アモルファスシリコン膜部にマスクパターンを介して光照射することにより、アモルファスシリコンと酸化シリコンとポリシリコンからなるパターンを形成することができる。
【００１５】
アモルファスシリコンをポリシリコンあるいは酸化シリコンに変換する際に使用される光源としては、前記光源と同じものを使用することができるが、特にレーザー光であることが好ましい。光の波長は通常１７０ｎｍ〜６００ｎｍが好ましく。特に好ましくは２４０〜５５０ｎｍのレーザー光である。光照射する際の雰囲気は、酸素を含有する雰囲気あるいは不活性雰囲気であり、不活性雰囲気としては、例えば窒素、アルゴン、ヘリウムの如き不活性ガスの雰囲気が挙げられる。また、酸素を含有する雰囲気としては、例えば、上記の如き不活性ガスと分子状酸素との混合気体を上げることができる。酸素の濃度はアモルファスシリコンが酸化シリコンになるのに必要な量があればよいが、通常１ｐｐｍ〜５０％である。
【００１６】
かくして、本発明によれば、下記（ハ）〜（ニ）のパターン化された膜が得られる。これらの膜の特徴は異なる物質からなる少なくとも２つの領域の表面が連続した同一平面を形成している点にある。
（ハ）  ポリシリコン領域と酸化シリコン領域からなり、これらの２つの領域で一定のパターンが形成されており、そしてこれらの２つの領域の表面は連続した同一平面を形成している、パターン化されたポリシリコン領域と酸化シリコン領域からなる膜。
（ニ）  ポリシリコン領域、酸化シリコン領域およびアモルファスシリコン領域からなり、これらの３つの領域で一定のパターンが形成されており、そしてこれらの３つの領域の表面は連続した同一平面を形成している、パターン化されたポリシリコン領域、酸化シリコン領域およびアモルファスシリコン領域からなる膜。
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明を下記実施例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００１８】
合成例１
温度計、コンデンサー、滴下ロートおよび攪拌装置を取り付けた内容量が２Ｌの４つ口フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、乾燥したテトラヒドロフラン１．５Ｌとリチウム金属２７．４ｇを仕込み、アルゴンガスでバブリングした。この懸濁液に、氷冷下で攪拌しながら、ジフェニルジクロルシラン５００ｇを滴下ロートより添加した。リチウム金属が完全に消失するまで反応を続けた後、反応混合物を氷水中に注ぎ反応生成物を沈殿させた。この沈殿物を濾別し、水で良く洗浄した後シクロヘキサンで洗浄し２０８ｇの粗生成物を得た。この粗生成物は高速液体クロマトグラフィーで分析したところ、デカフェニルシクロペンタシランとウンデカフェニルシクロヘキサシランの混合物でその混合比は１０／１（重量比）であった。次にアルゴンガスで置換した３ｌのフラスコに上記の粗生成物１９０ｇおよびトルエン２，０００ｍｌを仕込み、塩化アルミニウム１５ｇを加え、塩化水素ガスを導入した。ＮＭＲスペクトルでフェニル基が塩素に置換されたのを確認後、氷冷下アルゴン雰囲気中で塩素原子１個に対して１等量のリチウムアルミニウムヒドリドを加えて還元反応を行った。反応で生じたアルミニウム化合物を除去することにより還元されたシラン化合物１６ｇを得た。このものはマス、29Ｓｉ−ＮＭＲおよびＩＲの各スペクトルとガスクロマトグラフィーによりＳｉ5Ｈ10（シクロペンタシラン）とＳｉ6Ｈ12の混合物（重量比で１０／１）であることが判明した。
【００１９】
合成例２
温度計、コンデンサー、滴下ロートおよび攪拌装置を取り付けた内容量が３Ｌの４つ口フラスコ内をアルゴンガスで置換した後、乾燥したテトラヒドロフラン２Ｌとリチウム金属７５ｇを仕込み、アルゴンガスでバブリングした。この懸濁液を０℃で攪拌しながらフェニルトリクロルシラン５００ｇを滴下ロートより添加した。リチウム金属が完全に消失するまで０℃で反応を続けた後、室温でさらに１２時間攪拌した。黒褐色の反応混合物を氷水に注ぎ反応生成物を沈殿させた。この沈殿物を濾別し、水で良く洗浄した後真空乾燥することによりフェニル基を有する多環状ケイ素化合物２１０ｇを得た。このフェニル基を有するポリシラン化合物１５０ｇをトルエン２Ｌに懸濁させ、塩化アルミニウム５ｇを加えた後、これに乾燥した塩化水素ガスを反応系が透明になるまで導入した。反応終了後、アルミニウム化合物を除去した後、溶媒を減圧下で留去し脱フェニルクロル化された多環状ケイ素化合物の粗生成物８５ｇを得た。このクロル体を精製することなく、アルゴン雰囲気中でジエチルエーテル２５０ｍｌとトルエン２５０ｍｌの混合溶媒に溶解し、０℃で攪拌しながらリチウムアルミニウムヒドリド１５ｇを加えさらに３時間攪拌を続けた後、徐々に室温まで上げさらに６時間攪拌を続けた。反応混合物からアルミニウム化合物を濾別した後、濾液を濃縮し精製することにより目的の水素化されたポリシラン化合物（Ｓｉ6Ｈ6）２１ｇを得た。
【００２０】
参考例１
上記合成例１で得られたポリシラン化合物（混合物）４ｇをベンゼン１０ｇに溶かし溶液を調製した。ディップコートにより石英基板にアルゴン雰囲気下で塗布した。この塗布基板をアルゴン雰囲気中で溶媒を蒸発させた後、５００℃にて５分間加熱すると基板上には金属光沢を有するシリコン膜が残留した。このシリコン膜の膜厚は１，５００オングストロームであった。このシリコン膜のＥＳＣＡスペクトルを測定したところ、Ｓｉ２ｐ軌道に帰属されるピークが９９ｅＶに観察された。またこのシリコン膜のラマン散乱スペクトルから、１００％アモルファス状態であった。このアモルファス状態のシリコン膜にＸｅＣｌエキシマレーザー（３０８ｎｍ）を窒素中で３００ｍＪ／ｃｍ２照射したところ、照射部が黄色になった。黄変したレーザー照射部についてＥＳＣＡとラマンスペクトルを測定したところ、ＥＳＣＡでは変化がみられなかったが、ラマンスペクトルで５２０ｃｍ−１にシャープなピークが現れポリシリコンであることが分った。このＥＳＣＡスペクトルを図１に示す。
【００２１】
参考例２
上記参考例１で塗布、焼成して得られたアモルファスシリコン膜を用い、レーザー照射雰囲気を窒素中から空気中に替え、他は実施例１と同様にして照射したところ、照射部が無色透明に変化した。この無色透明部のＥＳＣＡスペクトルはＳｉ２ｐ軌道に帰属されるピークが１０６ｅＶに観察され、同時に５３６ｅＶにＯ１ｓに帰属されるピークが観察され、ケイ素と酸素の元素組成比はＳｉＯ２であった。図２に無色透明部のＥＳＣＡスペクトルを示した。
【００２２】
参考例３
市販のプラズマＣＤＶ装置を用いて、０．１Ｔｏｒｒの減圧下でシリコンの原料ガスとしてモノシランガスとアルゴンガスの混合ガス（モノシランが５体積％）を１５０ｓｃｃｍの流量で供給しながら、２５ｗａｔｔｓのＲＦプラズマ中で４５０℃に加熱した石英基板上に６００オングストロームの膜厚の赤銅色のシリコン膜を堆積させた。このシリコン膜はＥＳＣＡおよびラマンスペクトルからアモルファス状のシリコン膜であった。このアモルファスシリコン膜を窒素中で波長が３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザーを２３０ｍＪ／ｃｍ２照射したところ、照射部が黄色に変色した。このレーザー照射部のＥＳＣＡおよびラマンスペクトルを測定したところ、ＥＳＣＡでは９９ｅＶにシャープなピークのみが観察されＳｉＯ２に帰属される１０６ｅＶにはピークは観察されなかった。また、ラマンスペクトルでは５２０ｃｍ−１にシャープなピークが観察され、結晶化率が９５％のポリシリコンであった。
【００２３】
比較例１
上記参考例３のレーザー照射雰囲気を窒素中から空気中に替え、他は参考例３と同様にして波長が３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザーを２３０ｍＪ／ｃｍ２照射した。参考例３と全く同様に照射部が黄色に変色した。このレーザー照射部について、ＥＳＣＡとラマンスペクトルを測定した結果は参考例３で得られたものと同じものであり、ＳｉＯ２に帰属されるピークは観察されなかった。
【００２４】
参考例４
上記合成例１で得られたポリシラン化合物（混合物）４ｇをトルエン１０ｇに溶かし溶液を調製した。スピンコートにより石英基板にアルゴン雰囲気下で塗布した。この塗布基板をアルゴン雰囲気中で５００℃にて５分間加熱すると基板上には金属状のシリコン膜が残留した。このシリコン膜の膜厚は７５０オングストロームであった。このシリコン膜のＥＳＣＡスペクトルを測定したところ、Ｓｉ２ｐ軌道に帰属されるピークが９９ｅＶに観察された。またこのシリコン膜のラマン散乱スペクトルから、１００％アモルファス状態であった。このアモルファス状態のシリコン膜にＸｅＣｌエキシマレーザー（３０８ｎｍ）を所望のパターンを有するマスクを介して空気中で３００ｍＪ／ｃｍ２照射したところ、照射部が透明になり透明部と不透明部のマスクと同じパターンが得られた。レーザー照射して透明になった照射部を顕微鏡観察した結果、クラックなどの膜異常は認められず良質の透明膜であった。またこの部分の膜厚は７５０オングストロームであった。またＥＳＣＡスペクトルを測定したところ、Ｓｉ２ｐ軌道に帰属されるピークが１０６ｅＶに、またＯ１ｓ軌道に帰属されるピークが５３６ｅＶに観察され、それらの元素組成比はＳｉＯ２であった。さらにこの照射部と未照射部を有するパターン基板の両者の境界付近の表面状態をα―ｓｔｅｐ（Ｔｅｎｃｏｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）で測定したところ殆ど平坦であった。
【００２５】
実施例１
参考例４で得られたアモルファスシリコン／酸化シリコンのパターンの未照射部（アモルファスシリコン）に、さらに不活性雰囲気中で、レーザーを照射してポリシリコン／酸化シリコンのパターンを形成した。
この表板の表面状態をα−ステップで観察したところ、参考例４と同様に全く平坦であった。このときのα−ステップのチャートを図３に示す。
【００２６】
実施例２
上記合成例１で得られたポリシラン化合物２ｇと合成例２で得られたポリシラン化合物２ｇとをトルエン３６ｇに溶かした溶液を調製した。この溶液を用いて参考例１と同様にして膜厚１５００オングストロームの金属光沢を有するシリコン膜を作成した。このシリコン膜はラマンスペクトルから１００％アモルファス状であった。このアモルファスシリコン膜を窒素雰囲気中で波長が５３２ｎｍのＮｄＹＡＧレーザーを２５０ｍＪ／ｃｍ２照射したところ、照射部が黄変した。この黄変部をＥＳＣＡスペクトルおよびラマンスペクトルの測定結果から、結晶化率が８０％のポリシリコンであることが判った。さらにこの基板を空気の雰囲気中で上記未照射部に５３２ｎｍのＮｄＹＡＧレーザーを３００ｍＪ／ｃｍ２照射したところ、照射部が無色透明になった。この無色透明部をＥＳＣＡで分析したところＳｉ２ｐ軌道に帰属されるピークが１０６ｅＶに観察されＳｉＯ２であった。かくして得られた基板は同一面内にアモルファスシリコン部とポリシリコン部と酸化シリコンからなるものであった。この基板の表面状態をα―ｓｔｅｐで観察したところ、実施例１と同様に殆ど平坦であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１におけるポリシリコン膜のＥＳＣＡスペクトル図である。
【図２】  参考例２における無色透明部（酸化ケイ素）のＥＳＣＡスペクトル図である。
【図３】  実施例１で得られたポリシリコン／酸化シリコンからなる膜の表面の平坦性を示す図である。
【図１】
0004462394.tif 000003
【図２】
0004462394.tif 000004
【図３】
0004462394.tif 000005