ポリシリコン薄膜とその製造方法およびそれを用いた太陽電池とＴＦＴ、ＴＦＴアレイ、表示デバイスとそれらの製造方法
【課題】
反応性の単分子膜で被覆したシリコンナノ微粒子を用いたシリコンペーストを選択的に塗布し、レーザー照射することにより、単分子膜を分解除去し、微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜を用いてＴＦＴを形成することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程により、ｎ（またはｐ）型のポリシリコン薄膜を製造する。
反応性の単分子膜で被覆したシリコンナノ微粒子を用いたシリコンペーストを選択的に塗布し、レーザー照射することにより、単分子膜を分解除去し、微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜を用いてＴＦＴを形成することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程により、ｎ（またはｐ）型のポリシリコン薄膜を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリシリコン薄膜とその製造方法およびそれを用いた太陽電池とＴＦＴ、ＴＦＴアレイ、表示デバイスとそれらの製造方法に関するものである。
さらに詳しくは、半導体性シリコン微粒子の表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与したシリコン微粒子を用いてペーストを作成し、前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、硬化する工程と、真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー光を照射してポリシリコン化することを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
半導体性シリコン微粒子の表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与したシリコン微粒子を用いてシリコン微粒子ペーストを作成し、前記シリコン微粒子ペーストをシリカ膜または高融点金属膜介して基板表面に塗布する工程と、硬化する工程と、真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー光を照射してポリシリコン化することを特徴とする太陽電池とその製造方法。
【０００３】
および、半導体性シリコン微粒子の表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与したシリコン微粒子を用いてペーストを作成し、前記シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に選択的に印刷して、硬化する工程と、さらに真空中あるいは不活性ガス中でレーザー光を照射し加熱して前記有機被膜を分解除去すると共に、前記シリコン微粒子を再結晶化してポリシリコン薄膜を形成することを特徴とするＴＦＴやＴＦＴアレイ及びそれを用いた表示デバイスとそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
従来、表示デバイス用のＴＦＴアレイのチャネル領域の形成には、プラズマＣＶＤ法により形成したアモルファスシリコン（α―シリコン）薄膜や、さらにそのアモルファスシリコンをレーザーアニールしたポリシリコン薄膜が用いられている。
例えば、アモルファス型シリコンを用いたものには、下記特許がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平10-163500
【特許文献２】特開2001-188252また、例えば、ポリシリコンを用いたものには、下記特許がある。
【特許文献３】特開2001-339070
【特許文献４】特開2003-280038
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のプラズマを用いたアモルファス型シリコン薄膜やポリシリコン薄膜の製造は、半導体層の形成に真空装置を用いるため、ｐ−ｎ接合やＴＦＴを形成する半導体薄膜を必要な部分にのみ選択的に形成することは難しかった。
そこで、一般には、基板表面に全面薄膜を形成し、ホトリソ法等を用いて不要部をエッチング除去する方法が用いられており、極めて効率が悪かった。
【０００７】
本発明は、反応性の単分子膜で被覆したシリコンナノ微粒子を用いたシリコンペーストを選択的に塗布し、レーザー照射することにより、単分子膜を分解除去し、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜を用いて太陽電池やＴＦＴアレイを形成することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として提供される第一の発明は、少なくとも基板上でシリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜である。
【０００９】
第二の発明は、第一の発明において、基板がガラスであり、アルカリバリヤー層としてのシリカ（ＳｉＯ２）膜またはバック電極用の高融点金属膜（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔａ等）を介して基板上に形成されていることを特徴とするポリシリコン薄膜である。
【００１０】
第三の発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記第１のシリコン微粒子ペーストをシリカ膜またはバック電極用の高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１１】
第四の発明は、第三の発明において、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１２】
第五の発明は、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記第２のシリコン微粒子ペーストをシリカ膜またはバック電極用の高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中またはＡｒやＨｅ等の不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１３】
第六の発明は、第五の発明において、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１４】
第七の発明は、少なくともｐｎ接合部が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とする太陽電池である。
【００１５】
第八の発明は、第七の発明において、基板がガラスであり、シリカ膜または高融点金属膜を介して基板上に形成されていることを特徴とする太陽電池である。
【００１６】
第九の発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストをＭｏやＴａ，Ｃｒ，Ｗ等の高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１７】
第十の発明は、第九の発明において、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１８】
第十一の発明は、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程と、
ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１９】
第十二の発明は、第十一の発明において、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００２０】
第十三の発明は、少なくともチャネル部分が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とするＴＦＴである。
【００２１】
第十四の発明は、第十三の発明のＴＦＴが、透明基板表面に複数個形成されていることを特徴とするＴＦＴアレイである。
【００２２】
第十五の発明は、第十四の発明のＴＦＴアレイと液晶を用いたことを特徴とする表示デバイスである。
【００２３】
第十六の発明は、第十四の発明のＴＦＴアレイと有機ＥＬを用いたことを特徴とする表示デバイスである。
【００２４】
第十七の発明は、第十三の発明のＴＦＴが少なくとも駆動回路部に用いられていることを特徴とする表示デバイスである。
【００２５】
第十八の発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２６】
第十九の発明は、第十八の発明において、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２７】
第二十の発明は、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第４のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペースト（または第５のｎ型シリコン微粒子ペースト）を作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２８】
第二十一の発明は、第二十の発明において、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２９】
第二十二の発明は、第三乃至六、九乃至十二、十八乃至二十の発明において、反応性官能基を含む有機膜が化学吸着単分子膜であることを特徴とするポリシリコン薄膜や太陽電池、ＴＦＴ、ＴＦＴアレイの製造方法である。
【００３０】
第二十三の発明は、第十三および十四の発明のＴＦＴアレイの上に液晶を載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法である。
【００３１】
第二十四の発明は、第十三および十四の発明のＴＦＴアレイの上に有機ＥＬを載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法である。
以下、さらに、本願発明の要旨を説明する。
【００３２】
本発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするｎ（またはｐ）型のポリシリコン薄膜の製造方法により、
少なくとも基板上でｎ（またはｐ）型シリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜を製造することを要旨とする。
【００３３】
このとき、基板がガラスの場合は、ポリシリコン層へのアルカリ成分の拡散を防ぐため、基板上にシリカ（ＳｉＯ２）膜またはＳｉより融点が高い高融点金属膜（ＭｏやＴａ，Ｃｒ，Ｗ等）を介してポリシリコン薄膜を形成する必要がある。
また、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
【００３４】
あるいは、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするｎ（またはｐ）型のポリシリコン薄膜の製造方法により、少なくとも基板上でシリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜を製造する。
【００３５】
このとき、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
【００３６】
さらにまた、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程とｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法により、少なくともｐｎ接合部が、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜に形成されている太陽電池を製造する。
【００３７】
このときも、基板がガラスの場合は、ポリシリコン層へのアルカリ成分の拡散を押さえるため、基板上にシリカ膜または高融点金属膜を介してポリシリコン薄膜を形成する必要がある。あるいは、高融点金属薄板を基板としてそのまま用いても良い。
また、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いると、レーザー照射前に硬化できて都合がよい。
【００３８】
あるいは、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程と、ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法により、少なくともｐｎ接合部が、型シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されている太陽電池を製造する。
【００３９】
このとき、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
また、このとき、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
【００４０】
さらにまた、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法、
【００４１】
あるいは、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第４のｐ型シリコン微粒子ペースト（または第５のｎ型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法により、
少なくともチャネル部分が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されているＴＦＴを提供する。
【００４２】
さらに、透明基板表面に、上記ＴＦＴが複数個形成されていることを特徴とするＴＦＴアレイを提供する。
このとき、ＴＦＴが少なくともＴＦＴアレイの駆動回路部に用いられていると駆動速度の大きなＴＦＴアレイを提供できる。
【００４３】
また、このとき、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いるか、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いると微粒子を硬化でき、レーザー照射時の微粒子の飛散防止に都合がよい。
【００４４】
さらに、反応性官能基を含む有機膜が化学吸着単分子膜であると、ポリシリコン薄膜中への炭素成分の混入を最少にできる。
さらにまた、前記ＴＦＴアレイの上に液晶、または有機ＥＬを載置すれば、それぞれ液晶、または有機ＥＬ表示デバイスを提供できる。
【発明の効果】
【００４５】
以上説明したとおり、本発明のように、反応性の単分子膜で被覆したシリコン微粒子を用いて作成したペーストとレーザー加熱法を組合わせて用いれば、印刷やインクジェット方式にて活性層となるポリシリコン層（ｐ−ｎ接合層）を塗布形成できるので、従来のプラズマを用いたアモルファス型シリコン薄膜やポリシリコン薄膜を全面形成し、部分的にエッチング除去する方法に比べて極めて高効率に変換効率の高い太陽電池や、高速駆動に適したＴＦＴアレイ、及びそれを用いた高速表示デバイスを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施例におけるｎ（またはｐ）型シリコン微粒子表面の反応を分子レベルまで拡大した概念図であり、（ａ）は反応前のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子表面の図、（ｂ）は、エポキシ基を含む単分子膜が形成された後の図、（ｃ）は、アミノ基を含む単分子膜が形成された後の図を示す。
【００４７】
【図２】本発明の第１の実施例における高融点金属薄膜形成基板表面にｎ（またはｐ）型シリコン微粒子膜を形成した状態の概念図を示す。
【００４８】
【図３】本発明の第１の実施例におけるポリシリコン微粒子を用いた太陽電池断面概念図を示す。
【００４９】
【図４】本発明の第２の実施例におけるｐ（またはｎ）型シリコン微粒子表面の反応を分子レベルまで拡大した概念図であり、（ａ）は反応前のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子表面の図、（ｂ）は、エポキシ基を含む単分子膜が形成された後の図、（ｃ）は、表面全体がエポキシ基で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を概念的に示している。
【００５０】
【図５】本発明の第２の実施例におけるＳｉＯ２付き基板表面にｐ（またはｎ）型シリコン微粒子膜を形成した状態の概念図を示す。
【００５１】
【図６】本発明の第２の実施例におけるＳｉＯ２付き基板表面にポリシリコン薄膜を形成した状態の断面概念図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
（第１の実施の形態）
本発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ型）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜が形成された基板（高融点金属薄板をそのまま基板として用いても良い。）表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザーアニールしてポリシリコン化する工程と、前記ポリシリコンの導電型と異なる不純物を拡散した後、透明電極または櫛形電極を取り付けて太陽電池を製造する。
ここで、レーザーアニールには、一般にポリシリコン型ＴＦＴアレイの製造に利用されている、短波長（紫外光）レーザー光を用いて瞬時にアモルファスシリコン薄膜を融解させ結晶成長させる手法が利用可能である。
【００５３】
（第２の実施の形態）
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程によりＴＦＴアレイを製造する。
さらには、そのＴＦＴアレイの表面に液晶または有機ＥＬ膜を載置し、液晶表示装置または有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００５４】
したがって、本発明では、印刷やインクジェット方式にてポリシリコン活性層を形成できるので、極めて低コストで高効率太陽電池を製造提供できる作用がある。また、応答速度（電子移動度）がアモルファス型シリコンの数十乃至数百倍の性能を有するポリシリコンＴＦＴを製造できるため、高速表示特性に優れた表示装置を製造提供できる作用がある。
【００５５】
以下、本願発明の詳細を実施例を用いて説明するが、本願発明は、これら実施例によって何ら限定されるものではない。
なお、本発明に於ける、太陽電池やＴＦＴアレイの製造方法は、印刷法とレーザーアニール法にてポリシリコン層を基板表面に選択的に形成する工程以外は、通常のポリシリコンを用いた太陽電池やＴＦＴアレイの製造方法と何等変わらないので詳しく記載することは省略する。
【実施例１】
【００５６】
１．〈化学吸着液の調製１〉
まず、化学吸着剤として機能部位に反応性の官能基、例えば、エポキシ基あるいはイミノ基と他端にアルコキシシリル基を含む薬剤、例えば、下記式（化１）あるいは（化２）に示す薬剤を９９重量％、シラノール縮合触媒として、例えば、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、あるいは有機酸である酢酸を１重量％となるようそれぞれ秤量し、型シリコンとジメチルホルムアミドを同量混合した溶媒、例えば、ヘキサメチルジシロキサン５０％とジメチルホルムアミド５０％の溶液に１重量％程度の濃度（好ましくい化学吸着剤の濃度は、０．５〜３％程度）になるように溶かして化学吸着液を調製した。
【００５７】
【化１】
【００５８】
【化２】
【００５９】
２．〈エポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ型）型シリコン微粒子の作製〉
次に、粒径が３０〜２０ｎｍ程度のｎ型（またはｐ）型シリコン微粒子１を用意し、水を含まない溶媒で洗浄し、よく乾燥した後、前記吸着液にｎ型（またはｐ）型シリコン微粒子１を混入撹拌して普通の空気中で（湿度は低い方が良いが、相対湿度４５％でも問題はなかった。）で２時間程度反応させた。このとき、ｎ型（またはｐ）型シリコン微粒子１表面のダングリングボンドには水酸基２が多数結合しているの（図１ａ）で、前記化学吸着剤の−型シリコン（ＯＣＨ３）基と前記水酸基がシラノール縮合触媒あるいは有機酸存在下で脱アルコール（この場合は、脱ＣＨ３ＯＨ）反応し、下記式（化３）あるいは（化４）に示したような結合を形成し、シリコン微粒子表面全面に亘り表面と化学結合したエポキシ基を含む化学吸着単分子膜３あるいはアミノ基を含む化学吸着膜４が約１ナノメートル程度の膜厚で形成された（図１ｂ、１ｃ）。
【００６０】
【化３】
【００６１】
【化４】
【００６２】
なお、ここで、アミノ基を含む吸着剤を使用する場合には、スズ系の触媒では沈殿が生成するので、酢酸等の有機酸を用いた方がよかった。また、アミノ基はイミノ基を含んでいるが、アミノ基以外にイミノ基を含む物質には、ピロール誘導体や、イミダゾール誘導体等がある。さらに、ケチミン誘導体を用いれば、被膜形成後、加水分解により容易にアミノ基を導入できた。
その後、トリクレン等の塩素系溶媒を添加して撹拌洗浄すると、表面に反応性の官能基、例えばエポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子５，６を作製できた。
【００６３】
なお、形成された被膜は、シリコン微粒子の酸化の進行を防止できる機能があった。
【００６４】
このとき、微粒子に対する吸着剤分子の量が適量になる様に調整すれば、洗浄せずに空気中に取り出しても、反応性はほぼ変わらず、溶媒が蒸発し粒子表面に残った化学吸着剤が粒子表面で空気中の水分と反応して、粒子表面に前記化学吸着剤よりなる極薄のオリゴマー乃至ポリマー膜が形成されたシリコン微粒子が得られた。
【００６５】
また、この方法の特徴は、脱アルコール反応であるため、乾燥雰囲気を必要としないことであり、量産性に優れている。
【００６６】
３．〈ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を含むペーストの作成〉
次に、前記エポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子５，６をそれぞれ同程度取りイソプロピルアルコール中で十分混合してｎ（またはｐ）型シリコン微粒子をペースト化した。
【００６７】
４．〈ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子膜の形成１〉
図２に示したように、あらかじめガラス基板１１表面に形成された高融点金属膜（Ｓｉより融点が高いＭｏやＴａ，Ｃｒ，Ｗ等をガラス基板表面に蒸着した基板良い。）１２の上にｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを印刷（印刷法は、スクリーン印刷やインクジェット印刷法等が利用できた。）し、５０〜１００℃程度に加熱すると、下記式（化５）に示したような反応でエポキシ基とアミノ基が付加して、シリコン微粒子はバインダーを含まなくても硬化して、膜厚が１ミクロン程度のｎ型シリコン微粒子の塗膜１３を形成した。
ここで、１４，１５は、それぞれエポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子５，６である。
【００６８】
【化５】
【００６９】
５．〈ｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜の形成１〉
次に、基板を１×１０-７Torrに真空排気した結晶化室に搬入して、予備加熱温度３００℃に維持したままでＸｅＣｌ（ＫｒＦでも良い。）エキシマレーザーを照射して前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の塗膜を１７００度程度まで加熱して冷却すると、前記単分子膜は有機物なので分解して飛散し、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子は瞬時に融解するが温度が低下するに伴って再結晶化してｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜１６を形成できた。
なお、このとき、塗布されたシリコン微粒子塗膜は灰色乃至黒色であり、紫外光は、大部分透過せずにｎ（またはｐ）型シリコン微粒子膜に吸収された。
【００７０】
６．〈太陽電池の製造〉
さらに、詳細は省略するが、通常のポリシリコン結晶板を用いた太陽電池の製造方法と同様にして、このｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜にｐ（またはｎ）型不純物をイオン注入し、アニールすれば、p-ｎ接合を形成でき、最後に銀ペーストを格子状に印刷するか、透明電極（例えば、ＩＴＯ） １７（または格子状電極）を載置すると、透明電極側から光１８を受光する１１％程度の耐候性が高く且つ高効率の太陽電池１９を製造できた。（図３）
【００７１】
なお、ｎ（またはｐ）型シリコンペースト塗布時、あらかじめ同様の方法で高融点金属膜１２表面にもエポキシ基あるいはアミノ基を持つ単分子膜２０を形成しておくと、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の表面の単分子膜は、高融点金属膜１２表面の単分子膜２０とも反応して、接着強度の高い被膜となった。（図２）
【００７２】
また、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の表面の反応性の単分子膜は、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を硬化製膜する働き、およびｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の空気中での酸化を防ぐ働きをした。
【００７３】
さらに、この反応性の単分子膜は、厚みが１ｎｍ程度であるため、レーザーアニール時にレーザー加熱で簡単に飛散した。分析はしてないが、多少炭素がポリシリコン中に残ってもｎ（またはｐ）型シリコンと同族であるためダイオード特性に問題はなかった。
【実施例２】
【００７４】
１１．〈化学吸着液の調整２〉
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（化６、信越化学工業株式会社製）０．９９重量部、およびジブチルスズビスアセチルアセトナート（縮合触媒）０．０１重量部を秤量し、これを１００重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、化学吸着液を調製した。
【００７５】
【化６】
【００７６】
１２．〈ポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の作製〉
次に、図４に示した様に、ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子３１（粒径２０ｎｍ）を用意し、水を含まない溶媒でよく洗浄して乾燥した。
続いて、前述の化学吸着液中にｐ（またはｎ）型シリコン微粒子３１を分散させて、撹拌しながら空気中（相対湿度４５％）で２時間程度表面の水酸基３２と反応させた。
【００７７】
その後、クロロホルムで洗浄し、過剰なアルコキシシラン化合物およびジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去してエポキシ基（図中Ｅで表示）を有する化学吸着単分子膜３３で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子３４を作製した。
なお、このとき、単分子膜の厚さは厚さが１ｎｍ程度であるが、得られたエポキシ化ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の耐酸化性は向上していた。
【００７８】
１３．〈ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を含むペーストの作製〉
１２．で得たエポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子１００重量部と、架橋性の２−メチルイミダゾール（その他、トリアジンチオール等、多官能の物質が利用できた。）を７重量部架橋剤として添加し、さらにイソプロピルアルコール４０重量部を加えたものを十分混合してｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を含むペーストを作製した。
【００７９】
１４．〈エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたＳｉＯ２付きガラス板の製造〉
図５に示した様に、あらかじめＣＶＤで形成したＳｉＯ２３５付きガラス板３６を用意し、よく洗浄して乾燥した。
一方、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（化１１）０．９９重量部、およびジブチルスズビスアセチルアセトナート（縮合触媒）０．０１重量部を秤量し、これを１００重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、化学吸着液を調製した。
【００８０】
次に、前記化学吸着液をＳｉＯ２付きガラス板のＳｉＯ２側の表面に塗布し、空気中（相対湿度４５％）で２時間程度反応させた。
その後、クロロホルムで洗浄し、過剰なアルコキシシラン化合物およびジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去してエポキシ基を有する化学吸着単分子膜３７で被われたＳｉＯ２付きガラス板３６を作製した。
【００８１】
１５．〈ｐ（またはｎ）型シリコン微粒膜の製造〉
次に、図５に示した様に、エポキシ基を有する化学吸着単分子膜３７で被われたＳｉＯ２付きガラス板３６の表面に、前出のプロセスで得られたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをインクジェット法でＴＦＴを形成することが予定されている部分に塗布し、５０〜１００℃程度に加熱すると、下記の化学式（化７）に示すような架橋反応により、
基材表面のエポキシ基および微粒子表面のエポキシ基とイミノ基が結合して、ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子は樹脂バインダーを含まなくても基材と結合硬化して、膜厚が５００ｎｍ程度のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の塗膜３８を選択的に形成できた。なお、ここで、３９は、エポキシ基を有する単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子である。
【００８２】
【化７】
１６．〈ポリシリコン薄膜の形成２〉
【００８３】
次に、基板を１×１０-７Torrに真空排気した（ヘリウムガス雰囲気でも良い。）結晶化室に搬入して、予備加熱温度３００℃に維持したままでＸｅＣｌ（ＫｒＦでも良い。）エキシマレーザーを照射して前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の塗膜を１７００度程度まで加熱して冷却すると、前記単分子膜は分解して飛散し、ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子は瞬時に融解するが温度が低下するに伴って再結晶化してｐ（またはｎ）型ポリシリコン薄膜４０を形成できた。（図６）
なお、このとき、塗布されたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子塗膜は灰色乃至黒色であり、紫外光は、大部分透過せずにｐ（またはｎ）型シリコン微粒子膜に吸収された。（図６）
１７．〈ＴＦＴアレイの製造〉
【００８４】
このポリシリコン薄膜が形成された基板を用い、通常のポリシリコンＴＦＴ アレイの製造方法と同様の方法で、ｎ（またはｐ）型不純物を選択的にイオン注入し拡散してアニールした後、ソース、ドレーン及びゲート電極を形成すると、ポリシリコン薄膜をエッチングすることなくポリシリコンＴＦＴアレイを製造できた。なお、このときのチャネル部の電界効果移動度は２９０ｃｍ2／Ｖ・Ｓ程度であり、通常のアモルファスシリコンＴＦＴアレイに比べ１００倍以上高性能なＴＦＴアレイを製造できた。 さらに、このＴＦＴアレイを用い有機ＥＬ膜を積層し、対向電極を形成すると有機ＥＬ表示装置を製造できた。また、このＴＦＴアレイを用いたＬＣＤセルを組み立て液晶を注入すると液晶表示装置を製造できた。
【００８５】
なお、上記実施例１では、反応性基を含む化学吸着剤として式（化１）あるいは（化２）に示した物質を用いたが、上記のもの以外にも、下記（１）〜（１６）に示した物質が利用できた。
(１) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(２) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(３) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(４) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(５) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(６) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(７) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(８) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(９) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１０) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１１) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１２) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１３) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１４) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１５) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１６) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
【００８６】
ここで、（ＣＨ２ＯＣＨ）−基は、下記式（化８）で表される官能基を表し、（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ−基は、下記式（化９）で表される官能基を表す。
【化８】
【００８７】
【化９】
【００８８】
さらに、反応性基を含む化学吸着剤として、光または電子線等のエネルギービーム反応性官能基を含む下記（１７）〜（２２）に示した物質が利用できた。この場合は、全面塗布し、選択的に光や電子線等のエネルギービームを照射して、現像すれば、選択的にシリコン微粒子被膜を形成できた。
(１７) ＣＨ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−(ＣＨ2)15ＳｉＣｌ3
(１８) ＣＨ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＣＨ3)2(ＣＨ2)15ＳｉＣｌ3
(１９) ＣＨ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＣＨ3)2(ＣＨ2)9ＳｉＣｌ3
(２０) (Ｃ６Ｈ５) (ＣＨ)2ＣＯ(Ｃ６Ｈ４)Ｏ(ＣＨ2)６ＯＳｉ(ＯＣＨ３)3
(２１) (Ｃ６Ｈ５) (ＣＨ)2ＣＯ(Ｃ６Ｈ４)Ｏ(ＣＨ2)６ＯＳｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(２２) (Ｃ６Ｈ５) ＣＯ(ＣＨ)2(Ｃ６Ｈ４)Ｏ(ＣＨ2)６ＯＳｉ(ＯＣＨ３)3
ここで、(Ｃ６Ｈ５) ＣＯ(ＣＨ)2 (Ｃ６Ｈ４)−はカルコニル基を表す。
【００８９】
なお、実施例１に置いて、シラノール縮合触媒には、カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステル及びチタン酸エステルキレート類が利用可能である。さらに具体的には、酢酸第１錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクタン酸第１錫、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、２−エチルヘキセン酸鉄、ジオクチル錫ビスオクチリチオグリコール酸エステル塩、ジオクチル錫マレイン酸エステル塩、ジブチル錫マレイン酸塩ポリマー、ジメチル錫メルカプトプロピオン酸塩ポリマー、ジブチル錫ビスアセチルアセテート、ジオクチル錫ビスアセチルラウレート、テトラブチルチタネート、テトラノニルチタネート及びビス（アセチルアセトニル）ジープロピルチタネートを用いることが可能であった。
【００９０】
また、膜形成溶液の溶媒としては、化学吸着剤がアルコキシシラン系、クロロシラン系、何れの場合も水を含まない有機塩素系溶媒、炭化水素系溶媒、あるいはフッ化炭素系溶媒やシリコン系溶媒、あるいはそれら混合物を用いることが可能であった。なお、洗浄を行わず、溶媒を蒸発させて粒子濃度を上げようとする場合には、溶媒の沸点は５０〜２５０℃程度がよい。
【００９１】
具体的に使用可能なものは、有機塩素系溶媒、非水系の石油ナフサ、ソルベントナフサ、石油エーテル、石油ベンジン、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、デカリン、工業ガソリン、ノナン、デカン、灯油、ジメチルシリコン、フェニルシリコン、アルキル変性シリコン、ポリエーテルシリコン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。さらに、吸着剤がアルコキシシラン系の場合で且つ溶媒を蒸発させて有機被膜を形成する場合には、前記溶媒に加え、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、あるいはそれら混合物が使用できた。
【００９２】
また、フッ化炭素系溶媒には、フロン系溶媒や、フロリナート（３Ｍ社製品）、アフルード（旭ガラス社製品）等がある。なお、これらは１種単独で用いても良いし、良く混ざるものなら２種以上を組み合わせてもよい。さらに、クロロホルム等有機塩素系の溶媒を添加しても良い。
【００９３】
一方、上述のシラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いた場合、同じ濃度でも処理時間を１／２〜２／３程度まで短縮できた。
【００９４】
さらに、シラノール縮合触媒とケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を混合（１：９〜９：１範囲で使用可能だが、通常１：１前後が好ましい。）して用いると、処理時間をさらに数倍早く（３０分程度まで）でき、製膜時間を数分の一まで短縮できる。
【００９５】
例えば、シラノール触媒であるジブチル錫オキサイドをケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を１時間程度にまで短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９６】
さらに、シラノール触媒を、ケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３と、シラノール触媒であるジブチル錫ビスアセチルアセトネートの混合物（混合比は１：１）に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を３０分程度に短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９７】
したがって、以上の結果から、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物がシラノール縮合触媒より活性が高いことが明らかとなった。
【００９８】
さらにまた、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物の内の１つとシラノール縮合触媒を混合して用いると、さらに活性が高くなることが確認された。
【００９９】
なお、ここで、利用できるケチミン化合物は特に限定されるものではないが、例えば、２，５，８−トリアザ−１，８−ノナジエン、３，１１−ジメチル−４，７，１０−トリアザ−３，１０−トリデカジエン、２，１０−ジメチル−３，６，９−トリアザ−２，９−ウンデカジエン、２，４，１２，１４−テトラメチル−５，８，１１−トリアザ−４，１１−ペンタデカジエン、２，４，１５，１７−テトラメチル−５，８，１１，１４−テトラアザ−４，１４−オクタデカジエン、２，４，２０，２２−テトラメチル−５，１２，１９−トリアザ−４，１９−トリエイコサジエン等がある。
【０１００】
また、利用できる有機酸としても特に限定されるものではないが、例えば、ギ酸、あるいは酢酸、プロピオン酸、ラク酸、マロン酸等があり、ほぼ同様の効果があった。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
上記２つの実施例では、本発明で得られるポリシリコン薄膜を用いた太陽電池や表示装置を例にしたが、光センサー等にも利用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
２ 水酸基
３ エポキシ基を含む化学吸着単分子膜
４ アミノ基を含む化学吸着膜
５ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子 ６ アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
１１ ガラス基板
１２ 高融点金属膜
１３ ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の塗膜
１４ アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
１５ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
１６ ｐ型拡散したｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜
１７ 透明電極
１８ 入射光
１９ 太陽電池
２０ アミノ基を持つ単分子膜
３１ ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子
３２ 水酸基
３３ エポキシ基を含む化学吸着単分子膜（Ｅは、エポキシ基を表している。）
３４ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子
３５ ＳｉＯ２薄膜
３６ ガラス板
３７ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜
３８ ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の塗膜
３９ ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子
４０ ｐ（またはｎ）型ポリシリコン薄膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリシリコン薄膜とその製造方法およびそれを用いた太陽電池とＴＦＴ、ＴＦＴアレイ、表示デバイスとそれらの製造方法に関するものである。
さらに詳しくは、半導体性シリコン微粒子の表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与したシリコン微粒子を用いてペーストを作成し、前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、硬化する工程と、真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー光を照射してポリシリコン化することを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
半導体性シリコン微粒子の表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与したシリコン微粒子を用いてシリコン微粒子ペーストを作成し、前記シリコン微粒子ペーストをシリカ膜または高融点金属膜介して基板表面に塗布する工程と、硬化する工程と、真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー光を照射してポリシリコン化することを特徴とする太陽電池とその製造方法。
【０００３】
および、半導体性シリコン微粒子の表面に熱反応性または光反応性、あるいはラジカル反応性またはイオン反応性を付与したシリコン微粒子を用いてペーストを作成し、前記シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に選択的に印刷して、硬化する工程と、さらに真空中あるいは不活性ガス中でレーザー光を照射し加熱して前記有機被膜を分解除去すると共に、前記シリコン微粒子を再結晶化してポリシリコン薄膜を形成することを特徴とするＴＦＴやＴＦＴアレイ及びそれを用いた表示デバイスとそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
従来、表示デバイス用のＴＦＴアレイのチャネル領域の形成には、プラズマＣＶＤ法により形成したアモルファスシリコン（α―シリコン）薄膜や、さらにそのアモルファスシリコンをレーザーアニールしたポリシリコン薄膜が用いられている。
例えば、アモルファス型シリコンを用いたものには、下記特許がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平10-163500
【特許文献２】特開2001-188252また、例えば、ポリシリコンを用いたものには、下記特許がある。
【特許文献３】特開2001-339070
【特許文献４】特開2003-280038
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のプラズマを用いたアモルファス型シリコン薄膜やポリシリコン薄膜の製造は、半導体層の形成に真空装置を用いるため、ｐ−ｎ接合やＴＦＴを形成する半導体薄膜を必要な部分にのみ選択的に形成することは難しかった。
そこで、一般には、基板表面に全面薄膜を形成し、ホトリソ法等を用いて不要部をエッチング除去する方法が用いられており、極めて効率が悪かった。
【０００７】
本発明は、反応性の単分子膜で被覆したシリコンナノ微粒子を用いたシリコンペーストを選択的に塗布し、レーザー照射することにより、単分子膜を分解除去し、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜を用いて太陽電池やＴＦＴアレイを形成することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として提供される第一の発明は、少なくとも基板上でシリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜である。
【０００９】
第二の発明は、第一の発明において、基板がガラスであり、アルカリバリヤー層としてのシリカ（ＳｉＯ２）膜またはバック電極用の高融点金属膜（Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔａ等）を介して基板上に形成されていることを特徴とするポリシリコン薄膜である。
【００１０】
第三の発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記第１のシリコン微粒子ペーストをシリカ膜またはバック電極用の高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１１】
第四の発明は、第三の発明において、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１２】
第五の発明は、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記第２のシリコン微粒子ペーストをシリカ膜またはバック電極用の高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中またはＡｒやＨｅ等の不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１３】
第六の発明は、第五の発明において、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法である。
【００１４】
第七の発明は、少なくともｐｎ接合部が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とする太陽電池である。
【００１５】
第八の発明は、第七の発明において、基板がガラスであり、シリカ膜または高融点金属膜を介して基板上に形成されていることを特徴とする太陽電池である。
【００１６】
第九の発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストをＭｏやＴａ，Ｃｒ，Ｗ等の高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１７】
第十の発明は、第九の発明において、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１８】
第十一の発明は、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程と、
ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００１９】
第十二の発明は、第十一の発明において、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする太陽電池の製造方法である。
【００２０】
第十三の発明は、少なくともチャネル部分が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とするＴＦＴである。
【００２１】
第十四の発明は、第十三の発明のＴＦＴが、透明基板表面に複数個形成されていることを特徴とするＴＦＴアレイである。
【００２２】
第十五の発明は、第十四の発明のＴＦＴアレイと液晶を用いたことを特徴とする表示デバイスである。
【００２３】
第十六の発明は、第十四の発明のＴＦＴアレイと有機ＥＬを用いたことを特徴とする表示デバイスである。
【００２４】
第十七の発明は、第十三の発明のＴＦＴが少なくとも駆動回路部に用いられていることを特徴とする表示デバイスである。
【００２５】
第十八の発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２６】
第十九の発明は、第十八の発明において、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２７】
第二十の発明は、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第４のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペースト（または第５のｎ型シリコン微粒子ペースト）を作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２８】
第二十一の発明は、第二十の発明において、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とするＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法である。
【００２９】
第二十二の発明は、第三乃至六、九乃至十二、十八乃至二十の発明において、反応性官能基を含む有機膜が化学吸着単分子膜であることを特徴とするポリシリコン薄膜や太陽電池、ＴＦＴ、ＴＦＴアレイの製造方法である。
【００３０】
第二十三の発明は、第十三および十四の発明のＴＦＴアレイの上に液晶を載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法である。
【００３１】
第二十四の発明は、第十三および十四の発明のＴＦＴアレイの上に有機ＥＬを載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法である。
以下、さらに、本願発明の要旨を説明する。
【００３２】
本発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするｎ（またはｐ）型のポリシリコン薄膜の製造方法により、
少なくとも基板上でｎ（またはｐ）型シリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜を製造することを要旨とする。
【００３３】
このとき、基板がガラスの場合は、ポリシリコン層へのアルカリ成分の拡散を防ぐため、基板上にシリカ（ＳｉＯ２）膜またはＳｉより融点が高い高融点金属膜（ＭｏやＴａ，Ｃｒ，Ｗ等）を介してポリシリコン薄膜を形成する必要がある。
また、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
【００３４】
あるいは、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程を含むことを特徴とするｎ（またはｐ）型のポリシリコン薄膜の製造方法により、少なくとも基板上でシリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜を製造する。
【００３５】
このとき、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
【００３６】
さらにまた、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程とｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法により、少なくともｐｎ接合部が、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜に形成されている太陽電池を製造する。
【００３７】
このときも、基板がガラスの場合は、ポリシリコン層へのアルカリ成分の拡散を押さえるため、基板上にシリカ膜または高融点金属膜を介してポリシリコン薄膜を形成する必要がある。あるいは、高融点金属薄板を基板としてそのまま用いても良い。
また、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いると、レーザー照射前に硬化できて都合がよい。
【００３８】
あるいは、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射してポリシリコン化する工程と、ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法により、少なくともｐｎ接合部が、型シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されている太陽電池を製造する。
【００３９】
このとき、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
また、このとき、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いておけば、互いに反応させて硬化できる。
【００４０】
さらにまた、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法、
【００４１】
あるいは、表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第４のｐ型シリコン微粒子ペースト（または第５のｎ型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法により、
少なくともチャネル部分が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されているＴＦＴを提供する。
【００４２】
さらに、透明基板表面に、上記ＴＦＴが複数個形成されていることを特徴とするＴＦＴアレイを提供する。
このとき、ＴＦＴが少なくともＴＦＴアレイの駆動回路部に用いられていると駆動速度の大きなＴＦＴアレイを提供できる。
【００４３】
また、このとき、第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いるか、第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いると微粒子を硬化でき、レーザー照射時の微粒子の飛散防止に都合がよい。
【００４４】
さらに、反応性官能基を含む有機膜が化学吸着単分子膜であると、ポリシリコン薄膜中への炭素成分の混入を最少にできる。
さらにまた、前記ＴＦＴアレイの上に液晶、または有機ＥＬを載置すれば、それぞれ液晶、または有機ＥＬ表示デバイスを提供できる。
【発明の効果】
【００４５】
以上説明したとおり、本発明のように、反応性の単分子膜で被覆したシリコン微粒子を用いて作成したペーストとレーザー加熱法を組合わせて用いれば、印刷やインクジェット方式にて活性層となるポリシリコン層（ｐ−ｎ接合層）を塗布形成できるので、従来のプラズマを用いたアモルファス型シリコン薄膜やポリシリコン薄膜を全面形成し、部分的にエッチング除去する方法に比べて極めて高効率に変換効率の高い太陽電池や、高速駆動に適したＴＦＴアレイ、及びそれを用いた高速表示デバイスを提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施例におけるｎ（またはｐ）型シリコン微粒子表面の反応を分子レベルまで拡大した概念図であり、（ａ）は反応前のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子表面の図、（ｂ）は、エポキシ基を含む単分子膜が形成された後の図、（ｃ）は、アミノ基を含む単分子膜が形成された後の図を示す。
【００４７】
【図２】本発明の第１の実施例における高融点金属薄膜形成基板表面にｎ（またはｐ）型シリコン微粒子膜を形成した状態の概念図を示す。
【００４８】
【図３】本発明の第１の実施例におけるポリシリコン微粒子を用いた太陽電池断面概念図を示す。
【００４９】
【図４】本発明の第２の実施例におけるｐ（またはｎ）型シリコン微粒子表面の反応を分子レベルまで拡大した概念図であり、（ａ）は反応前のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子表面の図、（ｂ）は、エポキシ基を含む単分子膜が形成された後の図、（ｃ）は、表面全体がエポキシ基で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を概念的に示している。
【００５０】
【図５】本発明の第２の実施例におけるＳｉＯ２付き基板表面にｐ（またはｎ）型シリコン微粒子膜を形成した状態の概念図を示す。
【００５１】
【図６】本発明の第２の実施例におけるＳｉＯ２付き基板表面にポリシリコン薄膜を形成した状態の断面概念図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
（第１の実施の形態）
本発明は、表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ型）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜が形成された基板（高融点金属薄板をそのまま基板として用いても良い。）表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザーアニールしてポリシリコン化する工程と、前記ポリシリコンの導電型と異なる不純物を拡散した後、透明電極または櫛形電極を取り付けて太陽電池を製造する。
ここで、レーザーアニールには、一般にポリシリコン型ＴＦＴアレイの製造に利用されている、短波長（紫外光）レーザー光を用いて瞬時にアモルファスシリコン薄膜を融解させ結晶成長させる手法が利用可能である。
【００５３】
（第２の実施の形態）
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
絶縁膜の一部を除去する工程と、
金属配線を形成する工程によりＴＦＴアレイを製造する。
さらには、そのＴＦＴアレイの表面に液晶または有機ＥＬ膜を載置し、液晶表示装置または有機ＥＬ表示装置を提供する。
【００５４】
したがって、本発明では、印刷やインクジェット方式にてポリシリコン活性層を形成できるので、極めて低コストで高効率太陽電池を製造提供できる作用がある。また、応答速度（電子移動度）がアモルファス型シリコンの数十乃至数百倍の性能を有するポリシリコンＴＦＴを製造できるため、高速表示特性に優れた表示装置を製造提供できる作用がある。
【００５５】
以下、本願発明の詳細を実施例を用いて説明するが、本願発明は、これら実施例によって何ら限定されるものではない。
なお、本発明に於ける、太陽電池やＴＦＴアレイの製造方法は、印刷法とレーザーアニール法にてポリシリコン層を基板表面に選択的に形成する工程以外は、通常のポリシリコンを用いた太陽電池やＴＦＴアレイの製造方法と何等変わらないので詳しく記載することは省略する。
【実施例１】
【００５６】
１．〈化学吸着液の調製１〉
まず、化学吸着剤として機能部位に反応性の官能基、例えば、エポキシ基あるいはイミノ基と他端にアルコキシシリル基を含む薬剤、例えば、下記式（化１）あるいは（化２）に示す薬剤を９９重量％、シラノール縮合触媒として、例えば、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、あるいは有機酸である酢酸を１重量％となるようそれぞれ秤量し、型シリコンとジメチルホルムアミドを同量混合した溶媒、例えば、ヘキサメチルジシロキサン５０％とジメチルホルムアミド５０％の溶液に１重量％程度の濃度（好ましくい化学吸着剤の濃度は、０．５〜３％程度）になるように溶かして化学吸着液を調製した。
【００５７】
【化１】
【００５８】
【化２】
【００５９】
２．〈エポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ型）型シリコン微粒子の作製〉
次に、粒径が３０〜２０ｎｍ程度のｎ型（またはｐ）型シリコン微粒子１を用意し、水を含まない溶媒で洗浄し、よく乾燥した後、前記吸着液にｎ型（またはｐ）型シリコン微粒子１を混入撹拌して普通の空気中で（湿度は低い方が良いが、相対湿度４５％でも問題はなかった。）で２時間程度反応させた。このとき、ｎ型（またはｐ）型シリコン微粒子１表面のダングリングボンドには水酸基２が多数結合しているの（図１ａ）で、前記化学吸着剤の−型シリコン（ＯＣＨ３）基と前記水酸基がシラノール縮合触媒あるいは有機酸存在下で脱アルコール（この場合は、脱ＣＨ３ＯＨ）反応し、下記式（化３）あるいは（化４）に示したような結合を形成し、シリコン微粒子表面全面に亘り表面と化学結合したエポキシ基を含む化学吸着単分子膜３あるいはアミノ基を含む化学吸着膜４が約１ナノメートル程度の膜厚で形成された（図１ｂ、１ｃ）。
【００６０】
【化３】
【００６１】
【化４】
【００６２】
なお、ここで、アミノ基を含む吸着剤を使用する場合には、スズ系の触媒では沈殿が生成するので、酢酸等の有機酸を用いた方がよかった。また、アミノ基はイミノ基を含んでいるが、アミノ基以外にイミノ基を含む物質には、ピロール誘導体や、イミダゾール誘導体等がある。さらに、ケチミン誘導体を用いれば、被膜形成後、加水分解により容易にアミノ基を導入できた。
その後、トリクレン等の塩素系溶媒を添加して撹拌洗浄すると、表面に反応性の官能基、例えばエポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子５，６を作製できた。
【００６３】
なお、形成された被膜は、シリコン微粒子の酸化の進行を防止できる機能があった。
【００６４】
このとき、微粒子に対する吸着剤分子の量が適量になる様に調整すれば、洗浄せずに空気中に取り出しても、反応性はほぼ変わらず、溶媒が蒸発し粒子表面に残った化学吸着剤が粒子表面で空気中の水分と反応して、粒子表面に前記化学吸着剤よりなる極薄のオリゴマー乃至ポリマー膜が形成されたシリコン微粒子が得られた。
【００６５】
また、この方法の特徴は、脱アルコール反応であるため、乾燥雰囲気を必要としないことであり、量産性に優れている。
【００６６】
３．〈ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を含むペーストの作成〉
次に、前記エポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子５，６をそれぞれ同程度取りイソプロピルアルコール中で十分混合してｎ（またはｐ）型シリコン微粒子をペースト化した。
【００６７】
４．〈ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子膜の形成１〉
図２に示したように、あらかじめガラス基板１１表面に形成された高融点金属膜（Ｓｉより融点が高いＭｏやＴａ，Ｃｒ，Ｗ等をガラス基板表面に蒸着した基板良い。）１２の上にｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを印刷（印刷法は、スクリーン印刷やインクジェット印刷法等が利用できた。）し、５０〜１００℃程度に加熱すると、下記式（化５）に示したような反応でエポキシ基とアミノ基が付加して、シリコン微粒子はバインダーを含まなくても硬化して、膜厚が１ミクロン程度のｎ型シリコン微粒子の塗膜１３を形成した。
ここで、１４，１５は、それぞれエポキシ基あるいはアミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子５，６である。
【００６８】
【化５】
【００６９】
５．〈ｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜の形成１〉
次に、基板を１×１０-７Torrに真空排気した結晶化室に搬入して、予備加熱温度３００℃に維持したままでＸｅＣｌ（ＫｒＦでも良い。）エキシマレーザーを照射して前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の塗膜を１７００度程度まで加熱して冷却すると、前記単分子膜は有機物なので分解して飛散し、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子は瞬時に融解するが温度が低下するに伴って再結晶化してｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜１６を形成できた。
なお、このとき、塗布されたシリコン微粒子塗膜は灰色乃至黒色であり、紫外光は、大部分透過せずにｎ（またはｐ）型シリコン微粒子膜に吸収された。
【００７０】
６．〈太陽電池の製造〉
さらに、詳細は省略するが、通常のポリシリコン結晶板を用いた太陽電池の製造方法と同様にして、このｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜にｐ（またはｎ）型不純物をイオン注入し、アニールすれば、p-ｎ接合を形成でき、最後に銀ペーストを格子状に印刷するか、透明電極（例えば、ＩＴＯ） １７（または格子状電極）を載置すると、透明電極側から光１８を受光する１１％程度の耐候性が高く且つ高効率の太陽電池１９を製造できた。（図３）
【００７１】
なお、ｎ（またはｐ）型シリコンペースト塗布時、あらかじめ同様の方法で高融点金属膜１２表面にもエポキシ基あるいはアミノ基を持つ単分子膜２０を形成しておくと、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の表面の単分子膜は、高融点金属膜１２表面の単分子膜２０とも反応して、接着強度の高い被膜となった。（図２）
【００７２】
また、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の表面の反応性の単分子膜は、ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を硬化製膜する働き、およびｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の空気中での酸化を防ぐ働きをした。
【００７３】
さらに、この反応性の単分子膜は、厚みが１ｎｍ程度であるため、レーザーアニール時にレーザー加熱で簡単に飛散した。分析はしてないが、多少炭素がポリシリコン中に残ってもｎ（またはｐ）型シリコンと同族であるためダイオード特性に問題はなかった。
【実施例２】
【００７４】
１１．〈化学吸着液の調整２〉
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（化６、信越化学工業株式会社製）０．９９重量部、およびジブチルスズビスアセチルアセトナート（縮合触媒）０．０１重量部を秤量し、これを１００重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、化学吸着液を調製した。
【００７５】
【化６】
【００７６】
１２．〈ポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の作製〉
次に、図４に示した様に、ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子３１（粒径２０ｎｍ）を用意し、水を含まない溶媒でよく洗浄して乾燥した。
続いて、前述の化学吸着液中にｐ（またはｎ）型シリコン微粒子３１を分散させて、撹拌しながら空気中（相対湿度４５％）で２時間程度表面の水酸基３２と反応させた。
【００７７】
その後、クロロホルムで洗浄し、過剰なアルコキシシラン化合物およびジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去してエポキシ基（図中Ｅで表示）を有する化学吸着単分子膜３３で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子３４を作製した。
なお、このとき、単分子膜の厚さは厚さが１ｎｍ程度であるが、得られたエポキシ化ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の耐酸化性は向上していた。
【００７８】
１３．〈ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を含むペーストの作製〉
１２．で得たエポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子１００重量部と、架橋性の２−メチルイミダゾール（その他、トリアジンチオール等、多官能の物質が利用できた。）を７重量部架橋剤として添加し、さらにイソプロピルアルコール４０重量部を加えたものを十分混合してｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を含むペーストを作製した。
【００７９】
１４．〈エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたＳｉＯ２付きガラス板の製造〉
図５に示した様に、あらかじめＣＶＤで形成したＳｉＯ２３５付きガラス板３６を用意し、よく洗浄して乾燥した。
一方、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（化１１）０．９９重量部、およびジブチルスズビスアセチルアセトナート（縮合触媒）０．０１重量部を秤量し、これを１００重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、化学吸着液を調製した。
【００８０】
次に、前記化学吸着液をＳｉＯ２付きガラス板のＳｉＯ２側の表面に塗布し、空気中（相対湿度４５％）で２時間程度反応させた。
その後、クロロホルムで洗浄し、過剰なアルコキシシラン化合物およびジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去してエポキシ基を有する化学吸着単分子膜３７で被われたＳｉＯ２付きガラス板３６を作製した。
【００８１】
１５．〈ｐ（またはｎ）型シリコン微粒膜の製造〉
次に、図５に示した様に、エポキシ基を有する化学吸着単分子膜３７で被われたＳｉＯ２付きガラス板３６の表面に、前出のプロセスで得られたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをインクジェット法でＴＦＴを形成することが予定されている部分に塗布し、５０〜１００℃程度に加熱すると、下記の化学式（化７）に示すような架橋反応により、
基材表面のエポキシ基および微粒子表面のエポキシ基とイミノ基が結合して、ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子は樹脂バインダーを含まなくても基材と結合硬化して、膜厚が５００ｎｍ程度のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の塗膜３８を選択的に形成できた。なお、ここで、３９は、エポキシ基を有する単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子である。
【００８２】
【化７】
１６．〈ポリシリコン薄膜の形成２〉
【００８３】
次に、基板を１×１０-７Torrに真空排気した（ヘリウムガス雰囲気でも良い。）結晶化室に搬入して、予備加熱温度３００℃に維持したままでＸｅＣｌ（ＫｒＦでも良い。）エキシマレーザーを照射して前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の塗膜を１７００度程度まで加熱して冷却すると、前記単分子膜は分解して飛散し、ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子は瞬時に融解するが温度が低下するに伴って再結晶化してｐ（またはｎ）型ポリシリコン薄膜４０を形成できた。（図６）
なお、このとき、塗布されたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子塗膜は灰色乃至黒色であり、紫外光は、大部分透過せずにｐ（またはｎ）型シリコン微粒子膜に吸収された。（図６）
１７．〈ＴＦＴアレイの製造〉
【００８４】
このポリシリコン薄膜が形成された基板を用い、通常のポリシリコンＴＦＴ アレイの製造方法と同様の方法で、ｎ（またはｐ）型不純物を選択的にイオン注入し拡散してアニールした後、ソース、ドレーン及びゲート電極を形成すると、ポリシリコン薄膜をエッチングすることなくポリシリコンＴＦＴアレイを製造できた。なお、このときのチャネル部の電界効果移動度は２９０ｃｍ2／Ｖ・Ｓ程度であり、通常のアモルファスシリコンＴＦＴアレイに比べ１００倍以上高性能なＴＦＴアレイを製造できた。 さらに、このＴＦＴアレイを用い有機ＥＬ膜を積層し、対向電極を形成すると有機ＥＬ表示装置を製造できた。また、このＴＦＴアレイを用いたＬＣＤセルを組み立て液晶を注入すると液晶表示装置を製造できた。
【００８５】
なお、上記実施例１では、反応性基を含む化学吸着剤として式（化１）あるいは（化２）に示した物質を用いたが、上記のもの以外にも、下記（１）〜（１６）に示した物質が利用できた。
(１) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(２) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(３) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(４) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(５) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(６) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(７) （ＣＨ２ＯＣＨ）ＣＨ2Ｏ(ＣＨ2)１１Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(８) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)２Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(９) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)４Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１０) （ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ(ＣＨ2)６Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１１) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１２) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１３) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣＨ３)3
(１４) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)５Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１５) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)７Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(１６) Ｈ2Ｎ (ＣＨ2)９Ｓｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
【００８６】
ここで、（ＣＨ２ＯＣＨ）−基は、下記式（化８）で表される官能基を表し、（ＣＨ２ＣＨＯＣＨ（ＣＨ２）２）ＣＨ−基は、下記式（化９）で表される官能基を表す。
【化８】
【００８７】
【化９】
【００８８】
さらに、反応性基を含む化学吸着剤として、光または電子線等のエネルギービーム反応性官能基を含む下記（１７）〜（２２）に示した物質が利用できた。この場合は、全面塗布し、選択的に光や電子線等のエネルギービームを照射して、現像すれば、選択的にシリコン微粒子被膜を形成できた。
(１７) ＣＨ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−(ＣＨ2)15ＳｉＣｌ3
(１８) ＣＨ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＣＨ3)2(ＣＨ2)15ＳｉＣｌ3
(１９) ＣＨ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−(ＣＨ2)2Ｓｉ(ＣＨ3)2(ＣＨ2)9ＳｉＣｌ3
(２０) (Ｃ６Ｈ５) (ＣＨ)2ＣＯ(Ｃ６Ｈ４)Ｏ(ＣＨ2)６ＯＳｉ(ＯＣＨ３)3
(２１) (Ｃ６Ｈ５) (ＣＨ)2ＣＯ(Ｃ６Ｈ４)Ｏ(ＣＨ2)６ＯＳｉ(ＯＣ２Ｈ５)3
(２２) (Ｃ６Ｈ５) ＣＯ(ＣＨ)2(Ｃ６Ｈ４)Ｏ(ＣＨ2)６ＯＳｉ(ＯＣＨ３)3
ここで、(Ｃ６Ｈ５) ＣＯ(ＣＨ)2 (Ｃ６Ｈ４)−はカルコニル基を表す。
【００８９】
なお、実施例１に置いて、シラノール縮合触媒には、カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステル及びチタン酸エステルキレート類が利用可能である。さらに具体的には、酢酸第１錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジオクテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジオクタン酸第１錫、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、２−エチルヘキセン酸鉄、ジオクチル錫ビスオクチリチオグリコール酸エステル塩、ジオクチル錫マレイン酸エステル塩、ジブチル錫マレイン酸塩ポリマー、ジメチル錫メルカプトプロピオン酸塩ポリマー、ジブチル錫ビスアセチルアセテート、ジオクチル錫ビスアセチルラウレート、テトラブチルチタネート、テトラノニルチタネート及びビス（アセチルアセトニル）ジープロピルチタネートを用いることが可能であった。
【００９０】
また、膜形成溶液の溶媒としては、化学吸着剤がアルコキシシラン系、クロロシラン系、何れの場合も水を含まない有機塩素系溶媒、炭化水素系溶媒、あるいはフッ化炭素系溶媒やシリコン系溶媒、あるいはそれら混合物を用いることが可能であった。なお、洗浄を行わず、溶媒を蒸発させて粒子濃度を上げようとする場合には、溶媒の沸点は５０〜２５０℃程度がよい。
【００９１】
具体的に使用可能なものは、有機塩素系溶媒、非水系の石油ナフサ、ソルベントナフサ、石油エーテル、石油ベンジン、イソパラフィン、ノルマルパラフィン、デカリン、工業ガソリン、ノナン、デカン、灯油、ジメチルシリコン、フェニルシリコン、アルキル変性シリコン、ポリエーテルシリコン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。さらに、吸着剤がアルコキシシラン系の場合で且つ溶媒を蒸発させて有機被膜を形成する場合には、前記溶媒に加え、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、あるいはそれら混合物が使用できた。
【００９２】
また、フッ化炭素系溶媒には、フロン系溶媒や、フロリナート（３Ｍ社製品）、アフルード（旭ガラス社製品）等がある。なお、これらは１種単独で用いても良いし、良く混ざるものなら２種以上を組み合わせてもよい。さらに、クロロホルム等有機塩素系の溶媒を添加しても良い。
【００９３】
一方、上述のシラノール縮合触媒の代わりに、ケチミン化合物又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を用いた場合、同じ濃度でも処理時間を１／２〜２／３程度まで短縮できた。
【００９４】
さらに、シラノール縮合触媒とケチミン化合物、又は有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物を混合（１：９〜９：１範囲で使用可能だが、通常１：１前後が好ましい。）して用いると、処理時間をさらに数倍早く（３０分程度まで）でき、製膜時間を数分の一まで短縮できる。
【００９５】
例えば、シラノール触媒であるジブチル錫オキサイドをケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を１時間程度にまで短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９６】
さらに、シラノール触媒を、ケチミン化合物であるジャパンエポキシレジン社のＨ３と、シラノール触媒であるジブチル錫ビスアセチルアセトネートの混合物（混合比は１：１）に置き換え、その他の条件は同一にしてみたが、反応時間を３０分程度に短縮できた他は、ほぼ同様の結果が得られた。
【００９７】
したがって、以上の結果から、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物がシラノール縮合触媒より活性が高いことが明らかとなった。
【００９８】
さらにまた、ケチミン化合物や有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、アミノアルキルアルコキシシラン化合物の内の１つとシラノール縮合触媒を混合して用いると、さらに活性が高くなることが確認された。
【００９９】
なお、ここで、利用できるケチミン化合物は特に限定されるものではないが、例えば、２，５，８−トリアザ−１，８−ノナジエン、３，１１−ジメチル−４，７，１０−トリアザ−３，１０−トリデカジエン、２，１０−ジメチル−３，６，９−トリアザ−２，９−ウンデカジエン、２，４，１２，１４−テトラメチル−５，８，１１−トリアザ−４，１１−ペンタデカジエン、２，４，１５，１７−テトラメチル−５，８，１１，１４−テトラアザ−４，１４−オクタデカジエン、２，４，２０，２２−テトラメチル−５，１２，１９−トリアザ−４，１９−トリエイコサジエン等がある。
【０１００】
また、利用できる有機酸としても特に限定されるものではないが、例えば、ギ酸、あるいは酢酸、プロピオン酸、ラク酸、マロン酸等があり、ほぼ同様の効果があった。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
上記２つの実施例では、本発明で得られるポリシリコン薄膜を用いた太陽電池や表示装置を例にしたが、光センサー等にも利用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
２ 水酸基
３ エポキシ基を含む化学吸着単分子膜
４ アミノ基を含む化学吸着膜
５ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子 ６ アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
１１ ガラス基板
１２ 高融点金属膜
１３ ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子の塗膜
１４ アミノ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
１５ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子
１６ ｐ型拡散したｎ（またはｐ）型ポリシリコン薄膜
１７ 透明電極
１８ 入射光
１９ 太陽電池
２０ アミノ基を持つ単分子膜
３１ ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子
３２ 水酸基
３３ エポキシ基を含む化学吸着単分子膜（Ｅは、エポキシ基を表している。）
３４ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子
３５ ＳｉＯ２薄膜
３６ ガラス板
３７ エポキシ基を有する化学吸着単分子膜
３８ ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子の塗膜
３９ ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子
４０ ｐ（またはｎ）型ポリシリコン薄膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板上でシリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜。
【請求項２】
基板がガラスであり、シリカ膜または高融点金属膜を介して基板上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポリシリコン薄膜。
【請求項３】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストをシリカ膜または高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程とを含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項４】
第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項３記載のポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項５】
表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程とを含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項６】
第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項５記載のポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項７】
少なくともｐｎ接合部が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項８】
基板がガラスであり、ポリシリコン薄膜が高融点金属膜を介して基板上に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程と、
ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項９記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程と、
ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項１１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
少なくともチャネル部分が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とするＴＦＴ。
【請求項１４】
透明基板表面に、請求項１３記載のＴＦＴが複数個形成されていることを特徴とするＴＦＴアレイ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＴＦＴアレイと液晶を用いたことを特徴とする表示デバイス。
【請求項１６】
請求項１４に記載のＴＦＴアレイと有機ＥＬを用いたことを特徴とする表示デバイス。
【請求項１７】
請求項１３に記載のＴＦＴが少なくとも駆動回路部に用いられていることを特徴とする表示デバイス。
【請求項１８】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項１９】
第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項１８記載のＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２０】
表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第４のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペースト（または第５のｎ型シリコン微粒子ペースト）を作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２１】
第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項２０記載のＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２２】
反応性官能基を含む有機膜が化学吸着単分子膜であることを特徴とする請求項３乃至６、９乃至１２、１８乃至２２のいずれか１項に記載のポリシリコン薄膜や太陽電池、ＴＦＴ、ＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２３】
請求項１３および１４のいずれか１項に記載のＴＦＴアレイの上に液晶を載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法。
【請求項２４】
請求項１３および１４のいずれか１項に記載のＴＦＴアレイの上に有機ＥＬ膜を載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法。
【請求項１】
少なくとも基板上でシリコン微粒子から再結晶化されていることを特徴とするポリシリコン薄膜。
【請求項２】
基板がガラスであり、シリカ膜または高融点金属膜を介して基板上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のポリシリコン薄膜。
【請求項３】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストをシリカ膜または高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程とを含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項４】
第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項３記載のポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項５】
表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたシリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のシリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記シリコン微粒子ペーストを基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程とを含むことを特徴とするポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項６】
第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項５記載のポリシリコン薄膜の製造方法。
【請求項７】
少なくともｐｎ接合部が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とする太陽電池。
【請求項８】
基板がガラスであり、ポリシリコン薄膜が高融点金属膜を介して基板上に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の太陽電池。
【請求項９】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と、表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程と、
ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項９記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｎ（またはｐ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第２のｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｎ（またはｐ）型シリコン微粒子ペーストを高融点金属膜を介して基板表面に塗布する工程と、
硬化する工程と、
真空中または不活性ガス雰囲気中でレーザー照射により溶融再結晶化してポリシリコン化する工程と、
ｐ（またはｎ型）不純物を拡散する工程とを含むことを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項１１記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
少なくともチャネル部分が、シリコン微粒子から再結晶化されたポリシリコン薄膜で形成されていることを特徴とするＴＦＴ。
【請求項１４】
透明基板表面に、請求項１３記載のＴＦＴが複数個形成されていることを特徴とするＴＦＴアレイ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＴＦＴアレイと液晶を用いたことを特徴とする表示デバイス。
【請求項１６】
請求項１４に記載のＴＦＴアレイと有機ＥＬを用いたことを特徴とする表示デバイス。
【請求項１７】
請求項１３に記載のＴＦＴが少なくとも駆動回路部に用いられていることを特徴とする表示デバイス。
【請求項１８】
表面に共有結合した第１の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と表面に共有結合した第２の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子を有機溶媒中で混合して第１のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストを作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項１９】
第１の反応性官能基および第２の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項１８記載のＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２０】
表面に共有結合した第３の反応性官能基を含む有機膜で被われたｐ（またはｎ）型シリコン微粒子と第４の反応性官能基を複数個含む架橋剤を有機溶媒中で混合して第４のｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペースト（または第５のｎ型シリコン微粒子ペースト）を作成する工程と、
前記ｐ（またはｎ）型シリコン微粒子ペーストをシリカ膜を介して基板表面に塗布する工程と、
レーザー照射してポリシリコン化する工程と、
絶縁膜を形成する工程と、
任意の部分にｎ（またはｐ）型不純物を選択的に拡散する工程と、
金属配線を形成する工程を有するＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２１】
第３の反応性官能基および第４の反応性官能基として、それぞれ互いに反応する官能基を用いることを特徴とする請求項２０記載のＴＦＴやＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２２】
反応性官能基を含む有機膜が化学吸着単分子膜であることを特徴とする請求項３乃至６、９乃至１２、１８乃至２２のいずれか１項に記載のポリシリコン薄膜や太陽電池、ＴＦＴ、ＴＦＴアレイの製造方法。
【請求項２３】
請求項１３および１４のいずれか１項に記載のＴＦＴアレイの上に液晶を載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法。
【請求項２４】
請求項１３および１４のいずれか１項に記載のＴＦＴアレイの上に有機ＥＬ膜を載置する工程を含むことを特徴とする表示デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２７８３７０（Ｐ２０１０−２７８３７０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３１７８２（Ｐ２００９−１３１７８２）
【出願日】平成２１年６月１日（２００９．６．１）
【出願人】（５０３００２６６２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１日（２００９．６．１）
【出願人】（５０３００２６６２）
【Ｆターム（参考）】
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