DE3779672T2 - Verfahren zum herstellen einer monokristallinen halbleiterschicht. - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer monokristallinen halbleiterschicht.

Info

Publication number
DE3779672T2
DE3779672T2 DE8787103146T DE3779672T DE3779672T2 DE 3779672 T2 DE3779672 T2 DE 3779672T2 DE 8787103146 T DE8787103146 T DE 8787103146T DE 3779672 T DE3779672 T DE 3779672T DE 3779672 T2 DE3779672 T2 DE 3779672T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
single crystal
silicon
film
polycrystalline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE8787103146T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3779672D1 (de
Inventor
Yasuo C O Mitsubishi Den Inoue
Shigeru C O Mitsubish Kusunoki
Tadashi C O Mitsubis Nishimura
Kazuyuki C O Mitsubis Sugahara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP61048471A external-priority patent/JPH0652712B2/ja
Priority claimed from JP4847086A external-priority patent/JPH0611025B2/ja
Priority claimed from JP11843886A external-priority patent/JPS62278187A/ja
Application filed by Individual filed Critical Individual
Application granted granted Critical
Publication of DE3779672D1 publication Critical patent/DE3779672D1/de
Publication of DE3779672T2 publication Critical patent/DE3779672T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02691—Scanning of a beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02488—Insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02609—Crystal orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H01L21/02683—Continuous wave laser beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8221—Three dimensional integrated circuits stacked in different levels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • H01L29/045—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes by their particular orientation of crystalline planes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10S117/903—Dendrite or web or cage technique
    • Y10S117/904—Laser beam
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/09—Laser anneal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/091—Laser beam processing of fets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/093—Laser beam treatment in general

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einkristallinen Halbleiterschicht durch Rekristallisation einer auf einem einkristallinen Halbleitersubstrat vorgesehenen polykristallinen oder amorphen Halbleiterschicht, wobei zwischen beiden eine Isolierschicht mit einem offenen Abschnitt vorgesehen ist, sowie ein Halbleiterelement, wie z.B. eine Diode, ein Transistor oder ein Thyristor, die als Basis eine durch das Verfahren hergestellte einkristalline Halbleiterschicht aufweisen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, mit dem eine polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht zu einer einkristallinen Halbleiterschicht mit hoher Qualität und über einen weiten Bereich rekristallisiert werden kann, indem mit einem energiereichen Strahl, dessen Leistung und Temperaturverteilung gesteuert wird, abgetastet wird, wobei als Kristallkeim ein einkristallines Halbleitersubstrat verwendet wird, welches mit der Halbleiterschicht über den offenen Abschnitt in Verbindung steht. Die Erfindung betrifft ferner ein durch dieses Verfahren hergestelltes Halbleiterelement, welches über einen weiten Bereich eine einkristalline Halbleiterschicht mit hoher Qualität aufweist.
    • STAND DER TECHNIK
  • In den vergangenen Jahren sind zur Erhöhung der Geschwindigkeit und zur Vergrößerung der Dichte der Halbleiterelemente verschiedene Versuche gemacht worden, sogenannte dreidimensionale integrierte Halbleiterschaltungen zu entwerfen, bei denen freischwebende Kapazitäten durch elektrische Trennung der Halbleiter-Schaltungselemente dadurch verringert werden, daß dielektrische und flach ausgebildete Schaltungselemente dreidimensional gestapelt werden. Bei einem entsprechenden Verfahren wird zunächst eine polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht auf das oben erwähnte einkristalline Halbleitersubstrat aufgebracht, wobei zwischen beiden eine Isolierschicht mit einem offenen Bereich vorgesehen ist. Als nächstes wird die polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht durch Bestrahlung mit einem energiereichen Strahl geschmolzen und rekristallisiert. Da die polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht durch den geöffneten Bereich der Isolierschicht mit dem einkristallinen Halbleitermaterial in Verbindung steht, dient dieser Einkristall bei der Rekristallisation und Bildung der einkristallinen Halbleiterschicht als Kristallisationskeim. Die durch dieses Verfahren hergestellte einkristalline Halbleiterschicht ist mit den oben erwähnten Halbleiter- Bauelementen, wie z.B. Dioden und Transistoren ergänzt worden.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zur Erzeugung der sogenannten dreidimensionalen Halbleiterelemente mit einer mit den oben erwähnten Halbleiterelementen versehenen einkristallinen Halbleiterschicht ist in dem Artikel "Single Crystal Silicon-on-Oxide by a Scanning CW Laser Induced Lateral Seeding process" von H.W. Lam et al in "J. Electrochem. Soc.: SOLID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY", vol. 128 (September 1981), Seiten 1981-1986 beschrieben. Gemäß der bekannten Literatur wächst ein Einkristall unter Verwendung eines die Rekristallisation unterstützenden einkristallinen Siliciumsubstrates als Kristallisationskeim aus polykristallinem oder amorphem Silicium.
  • Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines mit den oben beschriebenen bekannten lateralen Zuchtverfahren hergestellten Halbleiterelementes. Gemäß dieser Darstellung ist auf einer Hauptfläche eines einkristallinen Silicium-Halbleitersubstrates 1 (im folgenden als "Substrat" bezeichnet) eine Oxid-Isolierschicht 2 (im folgenden als "Isolierschicht" bezeichnet) aus z.B. Siliciumdioxid vorgesehen. Die Isolierschicht 2 bedeckt nicht die gesamte Hauptfläche des Substrates 1, so daß ein Teil dieser Fläche über einen geöffneten Abschnitt 3 freiliegt. Über der gesamten Fläche der Isolierschicht 2 und des geöffneten Abschnitts 3 befindet sich polykristallines Silicium 4P in Form einer dünnen Schicht 4. Das polykristalline Silicium 4P ist folglich mit dem einkristallinen Silicium 1S des Substrates 1 über den geöffneten Abschnitt 3 verbunden. Während der Bestrahlung des polykristallinen Siliciums 4P mit einem energiereichen Strahl in Form eines Laserstrahls 5 wird dieser in der durch den Pfeil X angedeuteten Richtung bewegt, so daß das polykristalline Silicium 4P in entsprechenden Bereichen 4M geschmolzen wird. Wenn sich das polykristalline Silicium 4P des geschmolzenen Bereiches 4M wieder verfestigt, rekristallisiert das Silicium und wächst als einkristallines Silicium 4S, wobei das einkristalline Silicium 1S des Substrates 1 in dem geöffneten Bereich 3 als Kristallisationskeim dient.
  • Dieser laterale Keimungsprozeß stellt ein ideales Kristallwachstumsverfahren dar, da die Kristallorientierung des einkristallinen Siliciums 4S der dünnen Siliciumschicht 4 vollständig durch das einkristalline Silicium 1S des Substrates 1 bestimmt wird. Ein ähnliches Verfahren ist in der JP-OS 42-12087 vom 10. Juli 1967 offenbart, die den Titel "Verfahren zur Bildung von Einkristallen aus Halbleitern" trägt und von der Firma Hitachi, Ltd. angemeldet wurde.
  • Dieses Verfahren hat sich aufgrund praktischer Schwierigkeiten jedoch nicht durchgesetzt. Insbesondere erstreckte sich das Kristallwachstum in der dünnen Siliciumschicht 4 bei Verwendung des einkristallinen Siliciums 1S des Substrates 1 als Kristallkeim von dem geöffneten Bereich 3 ausgehend nur auf einer Strecke von etwa 100 bis 200um. Weiterhin wurden zahlreiche Kristallfehler wie z.B. Stapelfehler und Doppelkristalle erzeugt, so daß die gewünschte einkristalline Schicht nicht entstand. Der Grund für den mangelnden Erfolg des oben erwähnten lateralen Keimungsprozesses liegt darin, daß keine Vorkehrungen zur Kompensation des Leistungsprofils des Laserstrahls getroffen wurden, das bei der Abtastung und Bestrahlung zum Schmelzen und Wiederverfestigen des aus Silicium oder ähnlichem gebildeten Halbleiters näherungsweise eine Gauß'sche-Verteilung aufweist. Gemäß den Fig. 2A bis 2C, in denen gegenüber Fig. 1 gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, hat der mit dem Laserstrahl 5 bestrahlte Bereich in einer zur Strahl-Abtastrichtung (Pfeil X) quer verlaufenden Richtung die in Fig. 2A gezeigte Temperaturverteilung. Fig. 2B ist eine ebene Darstellung der Situation, in der sich der in Fig. 2A gezeigte Temperaturbereich auf der dünnen Siliciumschicht 4 bewegt hat. Im Vergleich dazu zeigt Fig. 2C eine der Fig. 1 entsprechende Querschnittsdarstellung. Wenn in diesen Darstellungen der Laserstrahl 5 in Richtung des Pfeiles X bewegt wird, wächst in der dünnen Siliciumschicht 4 in Richtung der zahlreichen dünnen Pfeile ein Einkristall 4S. Die Richtungen der dünnen Pfeile erstrecken sich von den Bereichen mit geringer Temperatur an beiden Seitenrändern in bezug auf die Bewegungsrichtung des Laserstrahls 5 zu der mittleren Achse O des Abtastbereiches. Da die Richtungen des Kristallwachstums von den Seitenrändern im wesentlichen an der Mittelachse O zusammenlaufen, wird das nachfolgende Wachstum eines Einkristalls (der schraffierte Bereich in Fig. 2B) im Bereich des Einkristallsiliciums 4S, welches an dem offenen Abschnitt 3 geimpft wurde, verschlechtert. Die Länge des Bereiches des Einkristallsiliciums 4S beträgt, wie bereits oben erwähnt wurde, etwa 100 bis 200um.
  • Zur Verhinderung des Kristallwachstums von beiden Seitenrändern in den durch die dünnen Pfeile angedeuteten Richtungen ist versucht worden, eine nichtreflektierende Schicht oder eine reflektierende Schicht in Streifenform auf der Oberseite der dünnen Schicht 4 anzubringen. Ein Beispiel einer solchen Antireflexschicht ist in dem Artikel "Use of selective annealing for growing very large grain silicon on insulator films" von J.P. Colinge et al in "American Institute of Physics/Appl. Phys, Lett. 41(4), vom 15. August 1982" beschrieben.
  • In den Fig. 3A bis 3C sind jeweils teilweise vergrößerte ebene Darstellungen eines Halbleiterelementes gezeigt, das auf der Oberfläche einer dünnen Siliciumschicht mit der oben beschriebenen Antireflexschicht versehen sind. Fig. 3B zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 3A, während Fig. 3C eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie C-C in Fig. 3A zeigt. Die gegenüber den Fig. 1 und 2A bis 2C gleichen Symbole bezeichnen die gleichen oder einander entsprechende Teile. In jeder der Figuren enthält die Antireflexschicht 6 nichtreflektierende Bereiche 6A an den einer Isolierschicht 2 eines Substrates 1 entsprechenden Stellen, sowie Streifenabschnitte 6b, die jeweils zwischen den nichtreflektierenden Bereichen 6a in Abtastrichtung X des Laserstrahls 5 liegen und die z.B. aus einer Siliciumnitridschicht gebildet sind.
  • Der detaillierte Aufbau eines Halbleiterelementes 7 mit der oben beschriebenen Antireflexschicht 6 soll nun beschrieben werden. Das Substrat 1 besteht aus Einkristallsilicium 1S mit einer {001}Ebene - einer (100)Ebene oder einer äquivalenten Kristallebene - als Hauptfläche, sowie einer relativ dicken Isolierschicht 2, die aus Siliciumdioxyd gebildet ist, sich auf der Hauptfläche des Substrates 1 befindet und einen länglichen offenen Bereich 3 aufweist, der zumindest teilweise die Hauptfläche des Substrates 1 erreicht. Der offene Bereich 3 ist in einer < 110> Richtung oder einer äquivalenten Richtung (im folgenden mit "< 110> Richtung" bezeichnet) an der Hauptfläche des Substrates 1 vorgesehen. Die aus polykristallinem Silicium 4P gebildete dünne Schicht 4 wird mit einem chemischen Aufdampfungsverfahren (im folgenden als "CVD Verfahren" bezeichnet) aufgebracht. Die streifenförmige nichtreflektierende Schicht 6 enthält Streifenabschnitte 6b, deren Längsrichtung in der < 110> Richtung (genauer in der < 1 0> Richtung) verläuft und die mit dem CVD-Verfahren mit einer Schichtdicke von 55 nm (550 Å) aufgebracht werden, um die Temperaturverteilung in dem polykristallinen Silicium 4P zum Zeitpunkt der Bestrahlung mit dem Laserstrahl 5 zu steuern. Der Laserstrahl 5 tastet in der Richtung des in den Fig. 3A und 3B eingezeichneten Pfeils X, insbesondere in der < 1 0> Richtung ab.
  • Im folgenden soll nun das Verfahren zur Herstellung eines Einkristall-Halbleiterlasers durch Kristallwachstum auf der aus einer relativ dicken Oxidschicht gebildeten Isolierschicht 2 beschrieben werden. Zunächst wird das polykristalline Silicium 4P an dem länglichen offenen Bereich 3 und die relativ dicke Isolierschicht 2 durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl geschmolzen, so daß ein geschmolzener Bereich 4M entsteht, der bis zu der Hauptfläche des Substrates 1 am offenen Bereich 3 reicht. Als Folge davon beginnt der geschmolzene Teil 4M ein epitaxiales Wachstum, wobei das Einkristallsilicium 4S des Substrates 1 als Kristallkeim dient und die dünne Siliciumschicht 4 vom polykristallinen Silicium 4P zu einkristallinem Silicium 4S rekristallisiert wird. Wenn der Laserstrahl folglich in der Richtung des Pfeiles X geführt wird - genauer in der < 1 0> Richtung auf der Hauptfläche des Substrates 1 -, so beginnt während der Bestrahlung das epitaxiale Wachstum des geschmolzenen Bereiches 4M entlang der Flächenausrichtung der Hauptfläche des Substrates 1, wobei sich das Einkristallsilicium 45 auf der Isolierschicht 2 erstreckt. Durch die streifenförmige nichtreflektierende Schicht 6, die sich auf der dünnen Siliciumschicht 4 befindet, steigt die Temperatur in einer Richtung quer zur Abtastrichtung des Laserstrahls 5 an. Dies bedeutet, daß die Temperatur des polykristallinen Siliciums 4P unter dem Bereich, in dem die nichtreflektierende Schicht 6 in Form von nichtreflektierenden Bereichen 6a und Streifenabschnitten 6b vorgesehen ist, größer ist, als die Temperatur des polykristallinen Siliciums 4P in den Bereichen, in denen keine nichtreflektierenden Bereiche 6a und Streifenabschnitte 6b vorgesehen sind. Folglich wird in dem mit dem Laserstrahl 5 bestrahlten Bereich in der zur Abtastrichtung quer verlaufenden Richtung eine periodische Temperaturverteilung erzeugt, wobei bei der Rekristallisation des geschmolzenen Bereiches 4M nur epitaxiales Kristallwachstum stattfindet und das Einkristallsilicium 1S an dem offenen Bereich 3 als Kristallkeim dient. Der Laserstrahl 5 wird über die gesamte Oberfläche der dünnen Schicht 4 des polykristallinen Siliciums 4P geführt, so daß über dem gesamten Oberflächenbereich des Halbleiterelementes 7 Einkristallsilicium 4S gebildet wird. Anschließend wird die aus Siliciumnitrid o.ä. gebildete nichtreflektierende Schicht 6 entfernt, so daß die integrierten Halbleiter-Schaltungselemente wie z.B. Transistoren und Dioden auf dem Einkristallsilicium 4S auf der Oberfläche des Halbleiterelementes 7 gebildet werden können.
  • Das Verfahren zur Erzeugung einer Einkristall-Halbleiterschicht unter Verwendung der oben beschriebenen nichtreflektierenden Schicht sowie das durch dieses Verfahren hergestellte Halbleiterelement verursachen jedoch verschiedene Probleme bzw. Nachteile.
  • Da der Laserstrahl 5 in einer Richtung X orthogonal zu dem länglichen offenen Bereich 3 der Isolierschicht 2 (der < 1 0> Richtung in bezug auf die Hauptfläche) geführt wird, stimmt die Übergangsfläche zwischen festem und flüssigem Zustand nicht mit der die Kristallwachstumsebene bildenden Gestalt der (111)Ebene überein. Das epitaxiale Wachstum endet folglich in einem Abstand von etwa 100 bis 200um von dem offenen Bereich 3, von wo aus ein Kristall mit anderen kristallographischen Achsen wachsen würde. Es ist folglich unmöglich, eine Einkristall-Halbleiterschicht zu erzeugen, die hohe Qualität und eine große Ausdehnung aufweist.
  • Zur Lösung dieses Problems sind verschiedene Versuche gemacht worden, mit denen die Länge des epitaxialen Wachstums des Einkristalls auf der Isolierschicht vergrößert wird, indem die Formen der Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand und der (111)Ebene miteinander in Übereinstimmung gebracht werden. Ein solcher Versuch besteht darin, ein Verfahren anzuwenden, bei dem die Längsrichtung der Streifenabschnitte der aus Siliciumnitrid gebildeten nichtreflektierenden Schicht so gelegt wird, daß sie näherungsweise oder vollständig mit der < 100> Richtung übereinstimmt und der Laserstrahl während der Bestrahlung in einer zu der Längsrichtung der Streifenabschnitte parallelen Richtung geführt wird. Auch wenn der Laserstrahl in einer solchen Richtung geführt wird, daß die Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand mit der Form der (111)Ebene übereinstimmt, so unterscheidet sich trotzdem der Kristallzustand an der linken Seite des geschmolzenen Bereiches 4M des polykristallinen Siliciums 4P von dem auf der rechten Seite - insbesondere liegt das Silicum an einer Seite schon als Einkristallsilicium 4S, an der anderen Seite jedoch noch als polykristallines Silicium 4P vor -, so daß die thermische Leitfähigkeit des Siliciums in der Nähe des geschmolzenen Bereiches 4M der dünnen Schicht 4 variiert und dadurch die Form der Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand unregelmäßig wird. Diese Unregelmäßigkeit in der dünnen Schicht behindert ein epitaxiales Wachstum des Einkristalls der aus Silicium o.ä. gebildeten Halbleiterschicht. Zur Vermeidung dieses Problems kann zwar eine geringere Abtastgeschwindigkeit des energiereichen Strahls (Laserstrahl) in Erwägung gezogen werden, um die Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand zu stabilisieren, da das Kristallwachstum dadurch jedoch nicht wesentlich verbessert werden kann, ist diese Maßnahme unbefriedigend.
  • Weiterhin wird in dem Fall der oben erwähnten Nichtübereinstimmung der Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand in der dünnen Siliciumschicht 4 einerseits mit der Gestalt der die Kristallwachstumsebene bildenden (111)Ebene andererseits eine Kraft in der dünnen Schicht 4 verursacht, die auf eine Ausrichtung der (111)Ebene mit der Grenzfläche zwischen flüssigem und festem Zustand hin wirkt. Eine solche irrationale Kraft an oder in der Nähe der Kristallwachstumsebene führt zu Kristallfehlern, wie z.B. Stapelfehlern in der Halbleiterschicht (Siliciumschicht 4). Als Folge davon endet, wie oben erwähnt, das epitaxiale Wachstum der Halbleiterschicht in einem Abstand von etwa 100 bis 200um, von wo ab Kristalle mit kristallographischen Achsen wachsen, die sich von denen des aus dem Halbleiter erzeugten Einkristalls unterscheiden, was zu einer geringen Qualität des Halbleiterelementes führt.
  • Eine Beschreibung des oben erwähnten stabilen Kristallwachstums in einer (111)Ebene ist auch in dem Artikel "Zone-Melting Recrystallization of Si Film with a Moveable-Strip-Heater Oven" von H.W. Geis et al in "J. Electrochem. Soc.: SOLID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Dezember 1982", Seiten 2812 bis 2818 (insbesondere mit Bezug auf Fig. 7) zu finden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung einer Einkristall-Halbleiterschicht und ein Halbleiterelement anzugeben, mit dem eine Halbleiterschicht mit hoher Qualität über einen ausgedehnten Bereich erzeugt bzw. ein Halbleiterelement mit hoher Qualität und einem ausgedehnten Bereich einer Einkristall-Halbleiterschicht geschaffen werden kann.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, durch das eine Einkristall-Halbleiterschicht hergestellt werden kann, ohne daß Spannungen in der Kristallwachstumsebene selbst bei vergrößerter Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahls erzeugt werden, wobei auch ein durch das Verfahren hergestelltes Halbleiterelement beschrieben wird.
  • Weiterhin wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Halbleiterschicht angegeben, mit dem ein polykristalliner oder amorpher Halbleiter durch Einkristallwachstum über eine relativ große Entfernung durch abtastende Bestrahlung mit einem Energiestrahl rekristallisiert werden kann, wobei ein Einkristall-Halbleiter eines Halbleitersubstrates, der durch einen offenen Abschnitt einer Isolierschicht hindurchreicht, als Kristallkeim verwendet wird. Ferner wird auch ein durch dieses Verfahren hergestelltes Halbleiterelement beschrieben.
  • Schließlich wird auch ein Verfahren zur Erzeugung einer Einkristall-Halbleiterschicht angegeben, mit dem die Übergangsfläche zwischen einem flüssigen und einem festen Zustand in der Nähe eines geschmolzenen Abschnittes des Halbleiters in Übereinstimmung mit einer Kristallwachstumsebene gebracht werden kann. Schließlich wird auch ein durch dieses Verfahren hergestelltes Halbleiterelement beschrieben.
  • Zur Lösung der Aufgabe und zur Erreichung dieser Ziele ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Einkristall-Halbleiterschicht mit folgenden Verfahrensschritten vorgesehen: Bildung einer Isolierschicht mit einem zur Kristallkeimung dienenden offenen Bereich auf einem Einkristall-Halbleitersubstrat, Ablagerung einer polykristallinen oder amorphen dünnen Halbleiterschicht auf dem gesamten Abschnitt der Oberfläche der Isolierschicht einschließlich des offenen Bereiches, Aufbringen einer streifenförmigen nichtreflektierenden oder reflektierenden Schicht auf der Oberfläche der dünnen Schicht, so daß die Längsrichtung der Streifen in einem vorbestimmten Winkel zu der Öffnung verläuft, sowie Bestrahlung der dünnen Schicht mit einem energiereichen Strahl, wobei der Strahl in einer solchen Richtung geführt wird, daß die bei der Wiederverfestigung der geschmolzenen Halbleiterschicht (14) gebildete Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand mit mindestens einer der {111}Ebenen übereinstimmt; oder daß die Schnittlinie zwischen der Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand und der Ebene der Hauptfläche des Substrates (11) mit der Schnittlinie einer oder mehrerer der {111}Ebenen und der Ebene der Hauptfläche des Substrates (11) übereinstimmt.
  • Es zeigt:
  • Fig. 1 eine teilweise vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Halbleiterelementes, welches mit einem bekannten Verfahren zur Herstellung einer Einkristall-Halbleiterschicht hergestellt wurde;
  • Fig. 2A eine Darstellung der charakteristischen Leistungsverteilung in einer zur Abtastrichtung des als energiereicher Strahl verwendeten Laserstrahls orthogonalen Richtung;
  • Fig. 2B eine ebene Darstellung des geschmolzenen und wieder verfestigten Zustandes von polykristallinem Silicium in Form einer polykristallinen oder amorphen Halbleiterschicht;
  • Fig. 2C eine Querschnittsdarstellung entlang der Mittelachse O der Abtastrichtung gemäß Fig. 2B;
  • Fig. 3A bis 3C eine ebene Darstellung, eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B und eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie C-C eines mit einem bekannten Verfahren zur Erzeugung von Einkristall-Halbleitern hergestellten Halbleiterelementes, bei dem ein energiereicher Strahl in Form eines Laserstrahls über eine als nichtreflektierende Schicht dienende streifenförmige Siliciumnitridschicht geführt wird;
  • Fig. 4 die perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen, als Halbleitersubstrat verwendeten Einkristall-Siliciumsubstrates;
  • Fig. 5A und 5B eine vergrößerte ebene Darstellung bzw. eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B des in Fig. 4 gezeigten Einkristall-Siliciumsubstrates;
  • Fig. 6A und 6B eine ebene Darstellung bzw. eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B des Zustandes, bei dem das Einkristall-Siliciumsubstrat der ersten Ausführungsform mit einem abtastenden Laserstrahl bestrahlt wird;
  • Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Zustandes, bei dem Kristallflächen durch eine Kombination von {111}Ebenen in dem Substrat der ersten Ausführungsform wachsen;
  • Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung einer Kristallfläche mit den Details des mit dem Verfahren der ersten Ausführungsform erhaltenen Einkristall-Siliciums;
  • Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Einkristall-Siliciumsubstrates, welches bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
  • Fig. 10A und 10B jeweils eine perspektivische Darstellung einer Grenzebene, die aus einer Kombination von {111}Ebenen eines auf dem in Fig. 9 gezeigten Substrat gewachsenen Einkristalls besteht;
  • Fig. 11A und 11B eine ebene Darstellung bzw. eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B eines als Substrat verwendeten Halbleiterelementes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • Fig. 12A und 12B ebene Darstellungen des Zustandes nach der ersten Abtastung bzw. nach der zweiten Abtastung durch Bestrahlung mit einem energiereichen Strahl gemäß der dritten Ausführungsform;
  • Fig. 13A und 13B eine ebene Darstellung bzw. eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B eines mit einer vierten Ausführungsform der Erfindung erzeugten Halbleiterelementes;
  • Fig. 14A und 14B eine ebene Darstellung bzw. eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B eines mit einer fünften Ausführungsform der Erfindung hergestellten Halbleiterelementes;
  • Fig. 15A und 15B eine ebene Darstellung und eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B eines mit einer sechsten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Halbleiterelementes;
  • Fig. 16A und 16C eine ebene Darstellung, eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B bzw. eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie C-C eines mit einer siebten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Halbleiterelementes; und
  • Fig. 17A und 17B eine ebene Darstellung bzw. eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B eines mit einer achten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Halbleiterelementes.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zur Erzeugung einer Einkristall-Halbleiterschicht und eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterelementes sollen nun mit bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben werden.
  • Die Fig. 4 bis 8 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Fig. 4 zeigt ein Einkristall-Siliciumsubstrat (im folgenden als "Substrat" bezeichnet) 11 als Einkristallhalbleiter, der bei der ersten Ausführungsform verwendet wird. Eine Hauptfläche des Substrates 11 ist eine (001)Ebene, während eine flache Fläche 11a, die als Bezugsebene zur Bildung von Halbleiter-Schaltungselementen o.ä. dient, eine (1 0)Ebene ist.
  • In den Fig. 5A und 5B ist schematisch ein Plättchen 10 (Halbleiterscheibe) für das Wachstum einer Halbleiter- Einkristallschicht unter Verwendung des in Fig. 4 dargestellten Substrates 11 gezeigt. Fig. 5A ist eine ebene Darstellung eines Teils des Plättchens 10, während Fig. 5B eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 5A zeigt. Auf dem Einkristall-Siliciumsubstrat 11 ist eine Isolierschicht 12 vorgesehen, die einen zur Kristallkeimung dienenden offenen Abschnitt 13 mit einer Breite von etwa 10 um aufweist. Auf der Isolierschicht 12 ist eine dünne Schicht 14 aus polykristallinem Silicium gebildet, die in eine Einkristallschicht umgewandelt wird. Auf der Siliciumschicht 14 befindet sich eine nichtreflektierende Schicht 16, die in der in Fig. 3A gezeigten Weise strukturiert ist. Erfindungsgemäß sind jedoch die entlang der Abtastrichtung des Laserstrahls angeordneten Streifenabschnitte 16b so gestaltet, daß sie mit der Kristallrichtung, d.h. der < 100> Richtung des Substrates 11 übereinstimmen. Weiterhin befindet sich auf der Oberfläche des Plättchens 10 eine dünne Isolierschicht 17 zum Schutz dieser Fläche.
  • Die Fig. 6A und 6B zeigen schematisch den Zustand, bei dem das Plättchen 10 mit einem Laserstrahl 15 von links nach rechts (in Richtung des Pfeiles X) abgetastet wird. Zur Abtastung kann z.B. ein kontinuierlicher Argonlaser mit etwa 15W und einem Strahl mit einer Punktgröße von etwa 100 um verwendet werden, wobei die Abtastgeschwindigkeit bei etwa 12 cm/sec liegt. Mit dem Laserstrahl 15 wird die Siliciumschicht 14 bestrahlt, wobei der Bereich unter dem nichtreflektierenden Streifenabschnitt 16b die Laserleistung gut absorbiert, so daß die Temperatur dieses Bereiches höher ist, als die Temperatur der anderen Bereiche. Es entsteht folglich eine periodische Temperaturverteilung, die der Lage der Streifenabschnitte 16b entspricht und die in einer Richtung quer zur Abtastrichtung des Laserstrahls 15 aufgebaut wird. Folglich wird an der Übergangsfläche 18 eines geschmolzenen Bereiches 14M zwischen dem flüssigen und dem festen Zustand, die am vorderen Bereich des Einkristallwachstums in der Siliciumschicht 14 gebildet wird, die Wiederverfestigung in dem Bereich unter dem Streifenabschnitt 16b verzögert, während die Verfestigung in den anderen Bereichen fortschreitet, so daß die Übergangsfläche des Kristallwachstums zwischen flüssigem und festem Zustand eine sägezahnförmige Gestalt aufweist (in Fig. 6A mit der Bezugsziffer 18 bezeichnet). Zusätzlich wird die in der Siliciumschicht 14 vorhandene Wärme in Richtung des offenen Abschnittes 13 und in abwärtiger Richtung abgeführt, so daß die Übergangsfläche 18 zwischen flüssigem und festem Zustand an der unteren Seite in der Siliciumschicht 14 fortschreitet und an der Oberseite der Siliciumschicht 14 verzögert wird, was in Fig. 6B gezeigt ist.
  • Gemäß der in Fig. 7 gezeigten perspektivischen Darstellung eines Teils eines Plättchens 10 kann durch eine Kombination von {111}Ebenen in dem Einkristallbereich der Siliciumschicht 14, der der Kristallorientierung des Substrates 11 folgend dazu tendiert, auf der Isolierschicht 12 in der < 100> Richtung zu wachsen, eine Sägezahnförmige Grenzfläche gebildet werden, die mit der Bezugsziffer 19 bezeichnet ist. Insbesondere die (1 1)Ebene und die (111)Ebene schneiden sich in entsprechender Weise mit der Isolierschicht 12 mit einem Winkel von 90º, so daß eine zägezahnförmige Grenzfläche 19 ähnlich der in Fig. 6A gezeigten Übergangsfläche 18 zwischen flüssigem und festem Zustand gebildet werden kann. Weiterhin schreitet die Grenzfläche 19 in der < 100> Richtung an der unteren Seite der Siliciumschicht 14 fort, während sie an der Oberseite verzögert wird, und zwar ebenfalls entsprechend der Übergangsfläche 18 zwischen flüssigem und festem Zustand gemäß Fig. 6B.
  • Durch geeignete Festlegung der Breite des offenen Abschnittes 13, der Dicke der nichtreflektierenden Schicht und der Breite und dem Abstand der Streifenabschnitte 16b ist es also möglich, die Übergangsfläche 18 des Kristallwachstums zwischen flüssigem und festem Zustand mit der Grenzfläche 19 in Übereinstimmung zu bringen, die aus einer Kombination der (1 1)Ebene und der (111)Ebene besteht. In diesem Fall wächst ein Einkristall 14S mit der Bewegung der {111}Ebenen, die die stabilsten Kristallflächen des Siliciums sind, so daß Spannungen, die Korngrenzen oder kristallographische Fehler erzeugen, sehr gering sind und ein stabiles Einkristallwachstum erzielt wird.
  • Fig. 8 zeigt in ihrem oberen Teil eine optische Mikrofotographie eines Einkristall-Wachstumsbereiches der auf diese Weise erhaltenen Siliciumschicht 14 und stellt in ihrem unteren Teil die Struktur dieses Bereiches dar. Der Einkristall-Wachstumsbereich entsteht durch Verwendung eines offenen Abschnittes 11 mit einer Breite von 9um, einer nichtreflektierenden Schicht 16 aus Siliciumnitrid mit einer Dicke von 500nm und einer Oberflächen- Schutzschicht 17, die aus einer Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von 6nm (60 Å) besteht. In der Fotographie einer SOI-Schicht (gemäß Secco), die zur Verdeutlichung von Kristalldefekten gemäß Fig. 8 geätzt wurde, waren außer Subkorngrenzen (sub-G. B.) parallel zu den Einkristallbereichen keine Kristallfehler zu entdecken, wobei der Kristall über eine Länge von nicht weniger als 1 mm von dem offenen Abschnitt (Keimung) aus gewachsen war, was in dem unteren Diagramm dargestellt ist.
  • Fig. 9 zeigt ein Silicium-Einkristallsubstrat 21, welches bei einer zweiten Ausführungsform verwendet werden kann. Eine Hauptfläche des Substrates 21 ist eine (110)Ebene, wobei die flache Fläche 21a in einer (1 0)Ebene ausgerichtet ist.
  • Die Fig. 10A und 10B sind perspektivische Darstellungen ähnlich der Fig. 7 in dem Fall der Umwandlung einer Siliciumschicht 24 in einen Einkristall unter Verwendung des in Fig. 9 gezeigten Silicium-Einkristallsubstrates 21. Fig. 10A entspricht dem Fall des Wachstums eines Einkristalls 24S in den < 10> Richtungen, während Fig. 10B den Fall zeigt, in dem der Einkristall in den < 001> Richtungen wächst. In den Fig. 10A und 10B schneiden sich die ( 1 )Ebene und die ( 11)Ebene miteinander mit einem festen Winkel von 109,47º bzw. 70,52º, wobei beide Ebenen vertikal in der Siliciumschicht 24 stehen. Folglich kann die aus einer Kombination der {111}Ebenen bestehende Grenzfläche 29 dadurch mit der Übergangsfläche des Kristallwachstums zwischen flüssigem und festem Zustand in Übereinstimmung gebracht werden, daß die Breite des offenen Abschnittes 23 der Isolierschicht 22 auf etwa 2um und die Breite und der Abstand der Streifenbereiche auf z.B. 4um bzw. 10um im Fall der Fig. 10A und 6um bzw. 10u im Fall der Fig. 10B festgelegt wird. Bei dieser Anordnung ist die Differenz der Wärmeabgabe zwischen der oberen und der unteren Seite in der Siliciumschicht 24 reduziert. Die Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand kann in jedem der in den Fig. 10A und 10B gezeigten Fälle in Übereinstimmung mit der aus einer Kombination der {111}Ebenen bestehenden Grenzfläche 29 gebracht werden. Folglich wird die Siliciumschicht 24 besonders gut in einen Einkristall umgewandelt, und zwar in derselben Weise, wie in dem Fall der Verwendung eines Einkristallsubstrates 11 mit einer (001)Ebene als Hauptfläche. Selbstverständlich ist die Hauptfläche der Einkristallschicht 24S in dem vorliegenden Fall eine (110)Ebene, während sie im Fall der Verwendung eines Substrates gemäß Fig. 4 eine (001)Ebene ist.
  • Auch wenn die obigen Ausführungsformen durch Zuordnung spezieller Vorderflächen und axialer Ausrichtungen erläutert worden sind, so kann die Erfindung in gleicher Weise auch unter Verwendung äquivalenter Kombinationen von Vorderflächen und axialen Ausrichtungen mit äquivalenten Beziehungen ausgeführt werden.
  • Auch wenn die obigen Ausführungsformen für den Fall der Verwendung eines Laserstrahls erläutert wurden, können die gleichen Resultate auch bei Verwendung z.B.eines linearen Elektronenstrahls erzielt werden.
  • Es soll nun eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 11A bis 12B erläutert werden. Gemäß den Fig. 11A und 11B ist gemäß einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung ein Siliciumnitridfilm 36 als nichtreflektierende Schicht in Form eines Streifenmusters mit einer Schichtdicke von 55 nm (550 Å) und mit einem Winkel von 35º zu der < 110> Richtung vorgesehen. Die Breite der Streifenabschnitte 36b ist z.B. etwa 4um, während ihr Abstand etwa 10um beträgt. Weiterhin sind verlängerte offene Abschnitte 33 in den < 110> und < 1 0> Richtungen so vorgesehen, daß sie eine aus Siliciumoxid gebildete Isolierschicht 32 umgeben, um Chipbereiche auf einem Halbleiterplättchen 30 abzugrenzen und sicherzustellen, daß die Abtastung mit Laserlicht nicht nur in einer, sondern auch in der entgegengesetzten Richtung erfolgen kann. Die Länge der verlängerten offenen Bereiche 33 ist so gewählt, daß sie in beiden Richtungen nicht kleiner ist als 1mm. Im übrigen ist die Konstruktion die gleiche wie bei einem herkömmlichen Aufbau. Zur Bestrahlung wird ein Laserstrahl, z.B. ein Argonlaserstrahl verwendet, der so gesteuert ist, daß er einen Strahldurchmesser von 100um aufweist, wobei der Strahl mit einer Geschwindigkeit von 25cm/sec im wesentlichen in einer durch den Pfeil angedeuteten < 110> Richtung geführt wird. Wenn die erste Abtastung vorüber ist, wird der Laserstrahl um 40um in einer Richtung senkrecht zur Abtastrichtung verschoben. Anschließend wird die Bestrahlung in der gleichen Weise mit einer Geschwindigkeit von 25cm/sec in der < 110> Richtung fortgesetzt.
  • Die Fig. 12A und 12B zeigt ebene Darstellungen des Verfahrens zur Erzeugung einer Halbleiter-Einkristallschicht 34S unter Verwendung des in den Fig. 11A und 11B gezeigten Substrates 31. Der Vorgang der Umwandlung einer polykristallinen Siliciumschicht in eine Einkristallschicht wird im Detail mit Bezug auf die Fig. 12A und 12B beschrieben werden.
  • Ein Laserstrahl 35 mit einem Strahldurchmesser von 100um, der z.B. von einem Argonlaser erzeugt wird, wird so geführt, daß das Zentrum des Strahls 35 entlang einer unterbrochenen Linie und in der durch den unterbrochenen Pfeil angedeuteten Richtung läuft. Da der Laserstrahl 35 eine sogenannte Gauß'sche-Temperaturverteilung aufweist, bei der die Temperatur im zentralen Teil größer und an den äußeren Teilen geringer ist, beginnt die Verfestigung und Rekristallisation der geschmolzenen polykristallinen Schicht 34P an den äußeren Teilen des Strahls, in denen die Temperatur geringer ist. Da andererseits die als nichtreflektierende Schicht verwendete Siliciumnitridschicht 36 in Form von Streifen 36b aufgebaut ist, ist die Temperatur der polykristallinen Siliciumschicht 34P unter der Siliciumnitridschicht 36 höher als in den Bereichen, in denen die Siliciumnitridschicht 36 nicht vorgesehen ist. Durch die Wirkung sowohl der Temperaturverteilung des Laserstrahls 35 als auch der als nichtreflektierenden Schicht dienenden Siliciumnitridschicht 36 schreitet die Verfestigung und Rekristallisation des geschmolzenen polykristallinen Siliciums 34P in Richtung des Pfeiles fort. Diese Richtung erstreckt sich somit von dem Zentrum des Bereiches mit niedrigerer Temperatur, in dem die Siliciumnitridschicht 36 nicht vorhanden ist, zu dem Bereich mit höherer Temperatur, in dem die Siliciumnitridschicht 36 liegt, sowie von der Peripherie des Laserstrahls 35 zu seinem Zentrum. Da der längliche offene Abschnitt 33 in einem Bereich liegt, der einem in Abtastrichtung des Laserstrahls 35 gesehen rechten Bereich eines Endabschnittes dieses Laserstrahls entspricht (Bereich in Fig. 12A), findet das epitaxiale Kristallwachstum mit dem Einkristall-Siliciumsubstrat 31 als Keimkristall durch den offenen Abschnitt 33 statt. Das epitaxiale Wachstum setzt sich kontinuierlich in den Bereich der polykristallinen Siliciumschicht 34P fort, in dem die Siliciumnitridschicht 36 nicht mehr vorhanden ist. Die polykristalline Siliciumschicht 34P des Bereiches wächst vollständig zu einem Einkristalls 34S mit einer (001)Vorderflächenausrichtung. Da die Siliciumnitridschicht 36 als nichtreflektierende Schicht in einer Richtung mit einem Winkel von 35º gegenüber der < 110> Richtung liegt, d.h. in der < 510> Richtung, und der Laserstrahl 35 in der < 1 0> Richtung geführt wird, ist in diesem Fall die Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand parallel zur < 1 0> Richtung und stimmt mit der Schnittlinie der (111)Ebene und der (001)Ebene überein. Ferner ist der Kristallzustand an der linken und rechten Seite in bezug auf die Richtung des Kristallwachstums unverändert. Es wird folglich ein Einkristall 34S mit hoher Qualität und nur wenigen Kristallfehlern, wie z.B. Stapelfehlern gewonnen.
  • Andererseits wird in dem in Abtastrichtung des Laserstrahls 35 gesehen linken Bereich (Bereich in Fig. 12A) die Verfestigung und Rekristallisation der polykristallinen Siliciumschicht 34 von einer Kristallisation mit einem Kristallkeim begleitet, der durch die benachbarte polykristalline Siliciumschicht 34P in dem noch nicht durch den Laserstrahl 35 abgetasteten Bereich (der oberen Seite in Fig. 12A) gebildet wird, so daß eine Ansammlung von Kristallen mit verschiedenen Kristallflächen entsteht und eine Korngrenze parallel zur unterbrochenen Linie an der Grenze zwischen den Bereichen und (insbesondere an der unterbrochenen Linie ) auftritt.
  • Im folgenden soll nun Fig. 12B erläutert werden. Nach Beendigung der ersten Abtastung mit dem Laserstrahl 35 wird die Mitte des Laserstrahls 35 wiederum in der Figur nach oben, und zwar um 40um in eine Richtung senkrecht zur Abtastrichtung (in Position ) verschoben. Im Anschluß daran wird die Abtastung wiederholt. Die Schmelzung der polykristallinen Siliciumschicht 34P mit dem abtastenden Laserstrahl 35 entlang der strichpunktierten Linie erreicht dann den Bereich . Durch die zweite Abtastung mit dem Laserstrahl 35 werden die Bereiche und geschmolzen und rekristallisieren. Da der Bereich bereits vollständig durch die vorherige Abtastung mit dem Laserstrahl 35 in einen Einkristall 34S umgewandelt wurde und durch die zweite Abtastung mit dem Laserstrahl 35 (entlang der strichpunktierten Linie ) der geschmolzene Bereich den Bereich erreicht, erfolgt die Umwandlung der polykristallinen Siliciumschicht 34P im Bereich in einen Einkristall durch epitaxiales Wachstum, für das der Einkristall 34S im Bereich als Kristallkeim dient. Andererseits kristallisiert das polykristalline Silicium 34P im Bereich in der Weise, daß die polykristalline Siliciumschicht 34P an der in Fig. 12B oberen Seite als Kristallkeim dient, so daß eine Kristallzusammensetzung mit verschiedenen Kristallflächen gebildet wird und wiederum an der Grenze zwischen dem Bereich und dem Bereich (die strichpunktierte Linie ) eine Korngrenze erzeugt wird. Die überlappende Abtastung insbesondere in der Weise, daß sich die Abtastbereich in ausreichender Weise überdecken, wird wiederholt, so daß sich die auf der Siliciumoxidschicht 32 befindende polykristalline Siliciumschicht 34P vollständig in einen Einkristall umwandelt, der die gleiche Vorderfläche, d.h. die (001)Ebene aufweist, wie das Einkristall- Siliciumsubstrat 31. Die Strecke, entlang der in diesem Fall die polykristalline Siliciumschicht 34P durch eine Abtastung mit dem Laserstrahl 35 in einen Einkristall umgewandelt wird, ist höchstens halb so lang, wie der Durchmesser des Laserstrahls 35, d.h. 50um in < 110> Richtung (der vertikalen Richtung in dieser Darstellung) und etwa 60um in einer Richtung parallel zur Längsrichtung der Streifenabschnitte 36b der Siliciumnitridschicht 36, die als nichtreflektierende Schicht dient. Folglich treten keine sich aufsummierenden Spannungen auf, die aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der polykristallinen Siliciumschicht 34P und der am Substrat liegenden Siliciumoxidschicht 32 an der Übergangsfläche entstehen können, so daß das Einkristallwachstum nicht behindert wird. Da also die Richtung des Einkristallwachstums im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Streifenabschnitte 36b liegt und die Länge des durch eine Abtastung mit dem Laserstrahl verursachten Kristallwachstums relativ kurz ist, ist es möglich, eine Behinderung des Kristallwachstums durch Spannungen zu verhindern, die an der Grenze zwischen der polykristallinen Siliciumschicht 34P und der Siliciumoxidschicht 32 entstehen. Es kann folglich in einer kurzen Zeit eine Halbleiter-Einkristallschicht mit hoher Qualität und einer großen Ausdehnung erzeugt werden.
  • Anstelle der bei der obigen Ausführungsform verwendeten Siliciumnitridschicht 36 als nichtreflektierender Schicht mit einer Dicke von 55nm (550Å), kann auch jede andere Schicht verwendet werden, die nichtreflektierend ist und mit der insbesondere die gewünschte Temperaturverteilung in der polykristallinen Siliciumschicht zum Zeitpunkt der Bestrahlung mit einem Laserstrahl erzeugt werden kann. Die gleiche Wirkung kann z.B. gemäß einer in den Fig. 13A und 13B gezeigten vierten Ausführungsform auch durch Verwendung einer nichtreflektierenden und isolierenden Auflage erzielt werden, die aus zwei Schichten besteht. Im einzelnen wird eine Siliciumoxidschicht 47 mit einer Dicke von 160nm (1600Å) mit dem CVD-Verfahren auf einer polykristallinen Siliciumschicht 33 abgelagert, und eine Siliciumnitridschicht 46 mit einer Dicke von 55nm (550Å) in Form eines Streifenmusters mit Streifen 46b auf die Siliciumoxidschicht 47 aufgebracht.
  • Gemäß einer in den Fig. 14A und 14B gezeigten fünften Ausführungsform kann auch ein Schichtaufbau verwendet werden, bei dem mit dem CVD-Verfahren eine Siliciumoxidschicht 57 auf eine polykristalline Siliciumschicht 54 mit einer Schichtdicke von 200nm (2000Å) aufgebracht wird und eine streifenförmige polykristalline Siliciumschicht 58 auf die Siliciumoxidschicht 57 aufgelegt wird. Da die streifenförmige polykristalline Siliciumschicht 58 in diesem Fall die Energie des Laserstrahls absorbiert, ist die Temperature des polykristallinen Siliciums 54, das unter dem Bereich liegt, in dem die Streifen des polykristallinen Siliciums vorgesehen sind, geringer, als die Temperatur der polykristallinen Siliciumschicht 54 unter dem Bereich, in dem keine Streifen 58 vorhanden sind.
  • Weiterhin kann gemäß einer in den Fig. 15A und 15B gezeigten sechsten Ausführungsform auch ein Schichtaufbau verwendet werden, bei dem mit dem CVD-Verfahren eine Siliciumoxidschicht 67 mit einer Dicke von 200nm (2000Å) auf eine erste polykristalline Siliciumschicht 64 aufgebracht und dann mit dem CVD-Verfahren auf die Siliciumoxidschicht 67 sequentiell eine zweite polykristalline Siliciumschicht 68 mit einer Dicke von 400nm (4000Å) und eine Siliciumnitridschicht 66 mit einer Dicke von 55nm (550Å) aufgebracht wird, wobei die Siliciumnitridschicht 66 die Form von Streifen 66b aufweist. In diesem Fall absorbiert die zweite polykristalline Siliciumschicht 68 die Wärme des zum Schmelzen dienenden Laserstrahls, wobei die von der Schmelze der zweiten polykristallinen Siliciumschicht 68 ausgehende Wärme indirekt die erste polykristalline Siliciumschicht 64 schmilzt.
  • Der gleiche Effekt kann auch durch Einsatz einer reflektierenden Schicht in Streifenform aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt erzielt werden, mit der in der zu schmelzenden polykristallinen Siliciumschicht die gleiche Temperaturverteilung aufgebaut wird.
  • Weiterhin braucht die Richtung des in der Siliciumoxidschicht 62 vorgesehenen verlängerten offenen Bereiches 63, der als Isolierschicht dient, nicht parallel zu der < 110> Richtung zu liegen. Es ist auch nicht erforderlich, die offenen Bereiche 63 sowohl in der < 110> Richtung als auch in der < 1 0> Richtung vorzusehen, um den zu schmelzenden polykristallinen oder amorphen Halbleiter zu umgeben. Die gleiche, oben beschriebene Wirkung kann insbesondere auch dann erzielt werden, wenn der offene Bereich so vorgesehen ist, daß das epitaxiale Wachstum mit dem Halbleiter-Einkristallsubstrat als Kristallkeim dann stattfindet, wenn die polykristalline oder amorphe Siliciumschicht nach der ersten Abtastung mit dem Laserstrahl sich verfestigt und rekristallisiert.
  • Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß die Längsrichtung der Streifen der nichtreflektierenden oder reflektierenden Schicht einen Winkel von 350 mit der < 110> Richtung oder einer äquivalenten Richtung einschließt: Der gleiche, oben beschriebene Effekt kann auch durch Festlegung der Längsrichtung der Streifen in der Weise erzielt werden, daß sie einen Winkel von zwischen 25 und 55º mit der < 110> Richtung oder einer äquivalenten Richtung einschließen.
  • Weiterhin muß die Abtastrichtung des Laserstrahls nicht genau in der < 110> Richtung liegen, sie kann von dieser Richtung auch um ± 10º abweichen.
  • Bei der sechsten Ausführungsform wird zum Schmelzen der polykristallinen oder amorphen Siliciumschicht ein Argonlaser verwendet. Zu diesem Zweck kann jedoch auch ein anderer Laser, ein Elektronenstrahl o.ä. verwendet werden.
  • Die Fig. 16A bis 16C zeigen ein Halbleiterelement und ein Verfahren zur Bildung einer Einkristallschicht auf einer Isolationsschicht gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 16A ist das Layout des Halbleiterelementes dieser Ausführungsform gezeigt, während Fig. 16B eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie B-B in Fig. 16A (entlang der Abtastrichtung des Laserstrahls) und Fig. 16C eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie C-C in Fig. 16A zeigt. Die Struktur des in den Fig. 16A bis 16C gezeigten Halbleiterelementes unterscheidet sich nicht von der in den Fig. 3A bis 3C gezeigten bekannten Struktur mit der Ausnahme, daß - als besonderes Kennzeichen der Erfindung - sowohl die Längsrichtung des verlängerten offenen Abschnittes 73 als auch die Längsrichtung der Streifenabschnitte 76b der streifenförmigen nichtreflektierenden Schicht 76, die aus einer mit dem CVD-Verfahren hergestellten Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von 55nm (550Å) besteht, so ausgerichtet sind, daß sie einen Winkel von 33º mit der < 110> Richtung oder einer äquivalenten Richtung, insbesondere der < 510> Richtung einschließen. Die polykristalline Siliciumschicht 74 wird auf folgende Weise in einen Einkristall umgewandelt. Ein von einem kontinuierlich schwingenden Argonlaser erzeugte Laserstrahl 75 mit einer vorbestimmten Leistungsdichte wird z.B. so gesteuert, daß sein Strahldurchmesser 100um beträgt. Die Bestrahlung mit dem Laserstrahl wird während der Bewegung (Abtastung) in Richtung des Pfeiles Y in Fig. 16B durchgeführt, und zwar insbesondere in der < 510> Richtung mit einer Geschwindigkeit von 10cm/sec. Nach Beendigung des ersten Abtastvorganges des Laserstrahls 75 wird dieser um 40um in einer zur Abtastrichtung senkrechten Richtung verschoben, worauf eine erneute Abtastung in Richtung des Pfeiles Y stattfindet. Der Vorgang der Umwandlung der polykristallinen Siliciumschicht 74 in einen Einkristall soll nun im Detail beschrieben werden.
  • Die Leistung des Laserstrahls besitzt im allgemeinen eine sogenannte Gauß'sche-Verteilung, bei der die Leistung im zentralen Abschnitt höher ist, als an den peripheren Abschnitten. Da jedoch die durch eine Siliciumnitridschicht gebildete nichtreflektierende Schicht 76 in Form eines Streifenmusters auf der polykristallinen Siliciumschicht 74P vorgesehen ist, ist die Temperatur der polykristallinen Siliciumschicht 74P unter der Siliciumnitridschicht 76 höher, als in den Bereichen, in denen sich keine Siliciumnitridschicht 76 befindet. Folglich stellt sich in dem polykristallinen Silicium 74P in dem mit dem Laserstrahl 75 bestrahlten Bereich eine periodische Temperaturverteilung ein, die im wesentlichen dem Abstand der Streifenabschnitte 76b entspricht, so daß die Gauß'sche-Temperaturverteilung des Laserstrahls 75 kompensiert werden kann. Insbesondere wird in der polykristallinen Siliciumschicht 74P eine Temperaturverteilung periodisch wiederholt, bei der eine höhere Temperatur unterhalb der nichtreflektierenden Schicht 76 und eine geringere Temperatur in dem Zwischenraum zwischen benachbarten Streifen 76b herrscht. Unter der Wirkung der nichtreflektierenden Schicht 76 (Siliciumnitridschicht) schreitet die Verfestigung und Rekristallisation von einem zentralen Abschnitt mit geringerer Temperatur, in dem die nichtreflektierende Schicht 76 nicht vorgesehen ist, zu den Bereichen mit höherer Temperatur fort, wo sich die nichtreflektierende Schicht 76 befindet. Da die polykristalline Siliciumschicht 74P durch den offenen Abschnitt 73 das Einkristallsilicium des Substrates 71 berührt, schreitet in diesem Fall nur das epitaxiale Wachstum mit dem Einkristall-Siliciumsubstrat 71 als Kristallkeim kontinuierlich von den offenen Abschnitten 73 zu dem Bereich voran, in dem die nichtreflektierende Schicht 76 nicht vorhanden ist, und zwar entlang der Längsrichtung der Streifenabschnitte 76b. Da die Längsrichtung der Streifenabschnitte 76b der nichtreflektierenden Schicht 76 in der < 510> Richtung liegt, stimmt die Gestalt der Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand mit der Schnittlinie zwischen der (110)Ebene und der (001)Ebene überein, so daß über einen großen Bereich eine Einkristallschicht mit hoher Qualität und geringen Kristallfehlern, wie z.B. Stapelfehlern und mit einer im Vergleich zum Einkristall-Siliciumsubstrat 71 gleichen Kristallfläche (001) erzeugt werden kann.
  • Auch wenn bei der oben beschriebenen siebten Ausführungsform die Längsrichtung der Streifenabschnitte 76b der nichtreflektierenden Schicht 76 in der < 510> Richtung auf der Hauptfläche des Einkristall-Siliciumsubstrates 71 liegt, so kann im wesentlichen der gleiche Effekt auch dann erzielt werden, wenn die Längsrichtung der Streifenabschnitte 76b z.B. in der < 410> , < 310> oder < 100> Richtung liegt. Insbesondere dann, wenn die Längsrichtung der Streifen der nichtreflektierenden Schicht einen Winkel von etwa 25 bis 55º mit der < 110> Richtung oder einer äquivalenten Richtung auf der Hauptfläche des Einkristall-Siliciumsubstrates 71 bildet, kann die Länge des von einem Endabschnitt des offenen Abschnittes 73 ausgehenden epitaxialen Kristallwachstums wesentlich vergrößert werden.
  • Weiterhin kann trotz der im Zusammenhang mit der siebten Ausführungsform verwendeten Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von 55nm (550Å) als nichtreflektierende Schicht auch jeder andere Schichtaufbau eingesetzt werden, mit dem die gewünschte Temperaturverteilung in dem zu schmelzenden polykristallinen Silicium erzielt werden kann. Die gleiche Wirkung kann z.B. mit einem isolierenden nichtreflektierenden Schichtaufbau erzielt werden, der aus zwei einzelnen Schichten besteht, und zwar einer mit dem CVD-Verfahren auf die polykristalline Siliciumschicht 74P aufgebrachten Siliciumoxidschicht mit einer Dicke von 160nm (1600Å), sowie einer Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von 55nm (550Å), die auf der Siliciumoxidschicht in Form von Streifen aufliegt. Alternativ dazu kann eine polykristalline Siliciumschicht in Streifenform mit dem CVD-Verfahren mit einer Dicke von 200nm (2000Å) auf die Siliciumoxidschicht aufgebracht werden. Da die in Form eines Streifenmusters vorgesehene polykristalline Siliciumschicht das Laserlicht absorbiert, ist in diesem Fall die Temperatur der zu schmelzenden polykristallinen Siliciumschicht 74P unter dem Bereich, in dem die streifenförmige polykristalline Siliciumschicht vorhanden ist, geringer, als in dem Bereich, in dem diese Schicht nicht vorhanden ist. Es kann auch ein anderer Schichtaufbau verwendet werden, bei dem eine Siliciumoxidschicht und eine Schicht aus Metall mit hohem Schmelzpunkt, z.B. Wolfram auf die zu schmelzende polykristalline Siliciumschicht aufgebracht werden, wobei das Metall in Form von Streifen gelegt ist. In diesem Fall reflektiert das bei hohen Temperaturen schmelzende Metall das Laserlicht und dient somit als reflektierende und nicht als nichtreflektierende Schicht.
  • Die siebte Ausführungsform ist für den Fall der Verwendung eines z.B. kontinuierlich schwingenden Argonlasers beschrieben worden, die gleichen Wirkungen können jedoch auch bei der Verwendung von anderem Laserlicht oder anderen Energiestrahlen, wie z.B. Elektrodenstrahlen erzielt werden.
  • Außerdem kann, wie z.B. in dem Fall eines dreidimensionalen Schaltungselementes, auf der Hauptfläche des Halbleitersubstrates eine Struktur vorgesehen sein. Z.B. ist bei einer in den Fig. 17A und 17B gezeigten achten Ausführungsform ein Element 90, wie z.B. ein Transistor, auf einer Hauptfläche eines Einkristall-Siliciumsubstrates 81 angeordnet. Polykristallines Silicium 84 und eine nichtreflektierende Schicht 86 sind auf einer dicken Isolierschicht 82b angeordnet, so daß der gleiche Effekt wie oben erzielt wird. Die Fig. 17A und 17B zeigen ein Beispiel eines Halbleiterelementes, mit dem das oben erwähnte dreidimensionale Schaltungselement realisiert wird, wobei Fig. 17A das Layout und Fig. 17B einen Querschnitt zeigt. Gemäß diesen Darstellungen ist auf der Hauptfläche eines Einkristall-Siliciumsubstrates 81 eine erste Schicht mit Bauelementen 90 vorgesehen, die eine dicke Isolierschicht zur elektrischen Trennung der Schaltelemente, insbesondere eine Oxidschicht 82a, sowie Gatelektroden 91 zur Steuerung des Betriebes eines MOS- Transistors und eine Verdrahtung 92 aufweist, die z.B. aus Metall mit hohem Schmelzpunkt besteht und zur beidseitigen Verbindung der Schaltelemente dient. Auf der ersten, mit Schaltelementen 90 versehenen Schicht ist eine dicke Isolierschicht oder Oxidschicht 82b vorgesehen, die einen verlängerten offenen Abschnitt 83 aufweist, der sich zur Hauptfläche des Einkristall-Halbleitersubstrates 81 erstreckt. Auf der dicken Oxid- Isolierschicht 83b und dem offenen Abschnitt 83 liegt eine zu schmelzende polykristalline Siliciumschicht 84P, die wiederum eine nichtreflektierende Schicht 86 trägt. Die nichtreflektierende Schicht 86 ist in Form von Streifen mit einer vorbestimmten Breite und mit einem vorbestimmten Abstand ausgebildet, wobei die Längsrichtung der Streifenabschnitte 86b z.B. in der < 510> Richtung liegt. Bei dieser Anordnung wird die polykristalline Siliciumschicht 84P an dem offenen Abschnitt 83 durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl geschmolzen, wobei die Schmelze die Hauptfläche des Einkristall- Siliciumsubstrates 81 erreicht. Dadurch wird ein epitaxiales Wachstum der polykristallinen Siliciumschicht 84P an dem offenen Abschnitt 83 verursacht, wobei das Wachstum der Kristallflächenausrichtung des Einkristall- Siliciumsubstrates 81 an dem offenen Abschnitt 83 folgt. Durch Verwendung der auf diese Weise epitaxial gewachsenen Einkristallschicht als Kristallkeim kann durch Abtastung mit dem Laserstrahl ein epitaxiales Wachstum auf der polykristallinen Siliciumschicht 84P auf der Oxid- Isolationsschicht 82 erzielt werden, welches zu einem Einkristall führt, der über eine große Entfernung entlang der < 510> Richtung wächst.
  • Die achte Ausführungsform ist in bezug auf die Verwendung einer polykristallinen Siliciumschicht als zu schmelzender Halbleiterschicht erläutert worden, die gleichen Wirkungen können jedoch auch für den Fall der Verwendung einer amorphen Siliciumschicht erzielt werden.
  • Weiterhin muß bei dem achten Ausführungsbeispiel das Halbleiter-Schaltungselement 90 nicht ein Transistor sein, es kann auch durch eine Diode oder einen Thyristor realisiert werden. Durch Aufbau eines solchen Halbleiter-Schaltungselementes 90 in Form einer Einkristall- Halbleiterschicht wird das erfindungsgemäße Ziel der Schaffung von Einkristall-Halbleitern mit hoher Qualität erreicht.
  • Wie oben im Detail erläutert wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung einer Einkristall- Halbleiterschicht die Umwandlung eines polykristallinen Halbleiters in einen Einkristall so ausgeführt, daß die {111}Ebenen, welche im allgemeinen die stabilsten Ebenen in einem Halbleiterkristall mit einem kubischen System sind, in Übereinstimmung mit einer Übergangsfläche zwischen festem und flüssigem Zustand (der Kristallwachstumsebene) bewegt werden, so daß es möglich ist, Kristallfehler, die aufgrund von Korngrenzen, Kristallflecken o.ä. entstehen, zu vermeiden. Folglich kann eine Einkristall-Halbleiterschicht mit hoher Qualität und großer Fläche erzeugt werden, aus der dann Halbleiterelemente gefertigt werden können.
  • Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Substrat, welches eine Einkristall-Halbleiterschicht, eine mit einem offenen Abschnitt versehene Isolierschicht und eine polykristalline Halbleiterschicht aufweist, die mit einer nichtreflektierenden oder reflektierenden, in Form von in einer bestimmten Richtung ausgerichteten Streifen ausgebildeten Schicht bedeckt ist, mit einem energiereichen Strahl bestrahlt, um die polykristalline Halbleiterschicht zu schmelzen, wobei der energiereiche Strahl mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einer solchen Richtung geführt wird, daß die übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand bei der Verfestigung mit der (111)Ebene übereinstimmt. Demgemäß erfolgt die Umwandlung des polykristallinen Silicium-Halbleiters in einen Einkristall dann, wenn der Übergangsbereich zwischen flüssigem und festem Zutand (d.h. die Kristallwachstumsebene) mit der stabilsten (111)Ebene übereintimmt, so daß eine Einkristall-Halbleiterschicht mit hoher Qualität und großer Ausdehnung wächst, ohne daß Spannungen oder ähnliches an der Übergangsfläche auftreten, und zwar selbst dann nicht, wenn die Abtastgeschwindigkeit des energiereichen Strahls vergrößert wird. Mit einer Einkristall-Halbleiterschicht kann ein gewünschtes Halbleiterelement hergestellt werden.
  • Schließlich wird erfindungsgemäß ein mit einem Substrat versehenes Halbleiterelement geschaffen, welches ein Einkristall-Halbleitersubstrat mit einer (001)Ebene oder einer äquivalenten Kristallfläche als Hauptfläche, sowie auf der Hauptfläche des Substrates eine Isolierschicht aufweist, die zumindest an einem Teil mit einem länglichen offenen Bereich versehen ist, durch den die Hauptfläche des Einkristall-Halbleitersubstrates freiliegt. Ferner weist das Halbleiterelement eine durch Bestrahlung mit einem energiereichen Strahl zu schmelzende polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht auf, die auf der Isolierschicht und dem länglichen offenen Abschnitt liegt. Weiterhin ist eine reflektierende oder nichtreflektierende Schicht zur Erzeugung einer gewünschten Temperaturverteilung in der polykristallinen oder amorphen Halbleiterschicht bei Bestrahlung mit dem energiereichen Strahl in Form von Streifen vorgesehen, die einen vorbestimmten Winkel mit der < 110> Richtung oder einer äquivalenten Richtung auf der Hauptfläche des Einkristall-Halbleitersubstrates einschließen, so daß in kurzer Zeit eine Einkristall-Halbleiterschicht mit hoher Qualität und großen Abmessungen auf der Isolierschicht ausgebildet werden kann.

Claims (18)

1. Verfahren zur Herstellung einer Einkristall-Halbleiterschicht, gekennzeichnet durch:
Bildung einer Isolierschicht (12) auf einer Hauptfläche eines Einkristall-Halbleitersubstrates (11) mit kubischer Struktur in einem ersten Schritt mit einer Öffnung (13) in der Isolierschicht (12) zum Keimen,
Ablagern einer polykristallinen oder amorphen Halbleiterschicht (14) auf die gesamte Oberfläche der Isolierschicht (12) einschließlich der Öffnung (13) in einem zweiten Schritt,
Aufbringen einer Schutzschicht (17) auf die Halbleiterschicht (14) in einem dritten Schritt, wobei die Schutzschicht Streifen eines reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Films (16) mit bestimmter Breite und unter bestimmten Winkeln zu der Öffnung (13) sowie mit regelmäßigen Abständen aufweist, und Bestrahlung der polykristallinen oder amorphen Halbleiterschicht (14) durch die Schutzschicht (17) in einem vierten Schritt mit einem energiereichen Strahl, um die Halbleiterschicht (14) zu schmelzen, wobei der energiereiche Strahl in einer solchen Richtung geführt wird, daß die zum Zeitpunkt des Wiedererstarrens der geschmolzenen Halbleiterschicht (14) gebildete Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand mindestens einer der {111}-Ebenen entspricht oder daß die Schnittlinie zwischen der Übergangsfläche zwischen flüssigem und festem Zustand einerseits und der Ebene der Hauptfläche des Substrates (11) andererseits der Schnittlinie zwischen einer oder mehreren der {111}-Ebenen und der Ebene der Hauptfläche des Substrates (11) entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkristall-Halbleitersubstrat (11) eine (001)- Ebene
oder eine äquivalente Kristallfläche als eine Hauptfläche aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung der Streifen des reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Films (16) einen Winkel &Theta;&sub1; mit einer < 110> -Richtung bildet, der der Bedingung 25º &le; &Theta;&sub1; &le; 55º genügt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierende oder der die Reflexion zumindest herabsetzende Film (16) eine Metallschicht mit hohem Schmelzpunkt, vorzugsweise eine Wolframschicht, aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkristall-Halbleitersubstrat (11) eine willkürliche {110}-Ebene als eine Hauptfläche aufweist und die Abtastrichtung des energiereichen Strahls in dem vierten Schritt einer < 110> -Richtung auf der Hauptfläche folgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Halbleiter, die das Einkristall-Halbleitersubstrat (11) und die polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht (14) in dem zweiten Schritt bilden, Silicium aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (12) gemäß dem ersten Schritt Siliciumdioxid und/oder Siliciumnitrid aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (17) gemäß dem dritten Schritt nur aus dem streifenförmigen reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Film (16) aufgebaut ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der streifenförmige reflektierende oder die Reflexion zumindest herabsetzende Film (16) einen Siliciumnitrid- Film aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (17) gemäß dem dritten Schritt eine erste Schicht mit einem in gleichförmiger Dicke auf die polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht aufgebrachten Oxidfilm und eine zweite Schicht mit dem auf die erste Schicht aufgebrachten reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Film (16) aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm einen Siliciumdioxid-Film und der streifenförmige reflektierende oder die Reflexion zumindest herabsetzende Film (16) einen Siliciumnitrid-Film aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (17) gemäß dem dritten Schritt eine erste auf die polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht (14) aufgebrachte Schicht mit Streifen des reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Films (16) sowie eine zweite Schicht aufweist, die einen mit gleichförmiger Dicke auf die erste Schicht aufgebrachten Siliciumnitrid-Film enthält.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der streifenförmige reflektierende oder die Reflexion zumindest herabsetzende Film (16) einen Siliciumnitrid-Film aufweist.
14. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schutzschicht (17) gemäß dem dritten Schritt mit einer ersten Schicht, die einen in bestimmter Dicke auf die polykristalline oder amorphe Halbleiterschicht (14) aufgebrachten isolierenden Oxidfilm aufweist, einer zweiten Schicht, die einen auf die erste Schicht mit bestimmter Dicke aufgebrachten polykristallinen oder amorphen Halbleiterfilm aufweist, sowie einer dritten Schicht, die den auf die zweite Schicht aufgebrachten streifenförmigen reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Film aufweist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, mit der isolierenden Oxidschicht versehene Schicht einen Siliciumdioxidfilm, die zweite Schicht einen polykristallinen oder amorphen Siliciumfilm und die dritte Schicht den aus Siliciumdioxid und/oder Siliciumnitrid gebildeten reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Film aufweist.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einkristall-Halbleitersubstrat (11) eine (001)-Ebene oder eine äquivalente Kristallfläche als Hauptfläche aufweist, die Längsrichtung der Streifen des reflektierenden oder die Reflexion zumindest herabsetzenden Films (16) einen Winkel von &Theta;&sub2; mit der < 110> -Richtung oder einer äquivalenten Richtung aufweist, der der Bedingung 25º &le; &Theta;&sub2; &le; 55º genügt, und daß die Abtastrichtung des energiereichen Strahls gemäß dem vierten Schritt mit einem Winkel von &Theta;&sub3; zu der < 110> -Richtung oder einer äquivalenten Richtung erfolgt, der der Bedingung -10º &le; &Theta;&sub3; &le; 10º genügt.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Bestrahlung gemäß dem vierten Schritt verwendete energiereiche Strahl ein kontinuierlich schwingender Argon- Laserstrahl ist, der bei einer Wellenlänge von mindestens entweder 488 nm (4880 Å) oder 514,5 nm (5145 Å) arbeitet.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Bestrahlung verwendete energiereiche Strahl ein kontinuierlicher Elektronenstrahl ist.
DE8787103146T 1986-03-07 1987-03-05 Verfahren zum herstellen einer monokristallinen halbleiterschicht. Expired - Fee Related DE3779672T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61048471A JPH0652712B2 (ja) 1986-03-07 1986-03-07 半導体装置
JP4847086A JPH0611025B2 (ja) 1986-03-07 1986-03-07 半導体単結晶膜の製造方法
JP11843886A JPS62278187A (ja) 1986-05-24 1986-05-24 半導体単結晶層の成長方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3779672D1 DE3779672D1 (de) 1992-07-16
DE3779672T2 true DE3779672T2 (de) 1993-01-28

Family

ID=27293305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8787103146T Expired - Fee Related DE3779672T2 (de) 1986-03-07 1987-03-05 Verfahren zum herstellen einer monokristallinen halbleiterschicht.

Country Status (3)

Country Link
US (2) US4822752A (de)
EP (1) EP0235819B1 (de)
DE (1) DE3779672T2 (de)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62206816A (ja) * 1986-03-07 1987-09-11 Agency Of Ind Science & Technol 半導体結晶層の製造方法
US5459346A (en) * 1988-06-28 1995-10-17 Ricoh Co., Ltd. Semiconductor substrate with electrical contact in groove
US5173446A (en) * 1988-06-28 1992-12-22 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor substrate manufacturing by recrystallization using a cooling medium
US5077235A (en) * 1989-01-24 1991-12-31 Ricoh Comany, Ltd. Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having SOI structure
US4992393A (en) * 1989-06-01 1991-02-12 Ricoh Company, Ltd. Method for producing semiconductor thin film by melt and recrystallization process
US5310446A (en) * 1990-01-10 1994-05-10 Ricoh Company, Ltd. Method for producing semiconductor film
JPH04253323A (ja) * 1991-01-29 1992-09-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
US5338388A (en) * 1992-05-04 1994-08-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of forming single-crystal semiconductor films
DE4233777C2 (de) * 1991-10-17 1997-06-26 Mitsubishi Electric Corp Herstellungsverfahren für eine Halbleitereinrichtung
KR970003848B1 (ko) * 1991-10-17 1997-03-22 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 장치 및 그 제조방법
JP2824719B2 (ja) * 1992-09-09 1998-11-18 三菱電機株式会社 半導体圧力センサおよびその製造方法
JP2769661B2 (ja) * 1992-09-29 1998-06-25 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
KR100355938B1 (ko) * 1993-05-26 2002-12-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체장치제작방법
US6090646A (en) * 1993-05-26 2000-07-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device
US6730549B1 (en) 1993-06-25 2004-05-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for its preparation
TW295703B (de) * 1993-06-25 1997-01-11 Handotai Energy Kenkyusho Kk
US5719065A (en) 1993-10-01 1998-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device with removable spacers
TW280037B (en) * 1994-04-22 1996-07-01 Handotai Energy Kenkyusho Kk Drive circuit of active matrix type display device and manufacturing method
JPH09162420A (ja) * 1995-12-08 1997-06-20 Mitsubishi Electric Corp Ｓｏｉ構造及びその製造方法並びに半導体圧力検出装置
TW374196B (en) * 1996-02-23 1999-11-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor thin film and method for manufacturing the same and semiconductor device and method for manufacturing the same
US6239440B1 (en) 1996-03-27 2001-05-29 Thermoceramix, L.L.C. Arc chamber for an ion implantation system
US5914494A (en) * 1996-03-27 1999-06-22 Thermoceramix, Llc Arc chamber for an ion implantation system
US6022258A (en) * 1996-03-27 2000-02-08 Thermoceramix, Llc ARC chamber for an ion implantation system
US5857889A (en) * 1996-03-27 1999-01-12 Thermoceramix, Llc Arc Chamber for an ion implantation system
US6372592B1 (en) 1996-12-18 2002-04-16 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Self-aligned MOSFET with electrically active mask
US5976959A (en) * 1997-05-01 1999-11-02 Industrial Technology Research Institute Method for forming large area or selective area SOI
US6686623B2 (en) * 1997-11-18 2004-02-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and electronic apparatus
JP2000012864A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
US6271101B1 (en) * 1998-07-29 2001-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Process for production of SOI substrate and process for production of semiconductor device
JP4476390B2 (ja) * 1998-09-04 2010-06-09 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US6620710B1 (en) 2000-09-18 2003-09-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Forming a single crystal semiconductor film on a non-crystalline surface
JP4209606B2 (ja) * 2001-08-17 2009-01-14 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
TWI282126B (en) * 2001-08-30 2007-06-01 Semiconductor Energy Lab Method for manufacturing semiconductor device
US7317205B2 (en) * 2001-09-10 2008-01-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and method of manufacturing a semiconductor device
US7112517B2 (en) * 2001-09-10 2006-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser treatment device, laser treatment method, and semiconductor device fabrication method
TW589667B (en) * 2001-09-25 2004-06-01 Sharp Kk Crystalline semiconductor film and production method thereof, and semiconductor device and production method thereof
JP2003124230A (ja) * 2001-10-12 2003-04-25 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタ装置、その製造方法及びこの装置を用いた画像表示装置
US20040093263A1 (en) * 2002-05-29 2004-05-13 Doraisamy Malchiel A. Automated Interview Method
TWI253179B (en) * 2002-09-18 2006-04-11 Sanyo Electric Co Method for making a semiconductor device
US20060065186A1 (en) * 2002-12-10 2006-03-30 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing crystalline thin film
US7211501B2 (en) * 2002-12-12 2007-05-01 Intel Corporation Method and apparatus for laser annealing
JP4326477B2 (ja) 2003-05-14 2009-09-09 シャープ株式会社 半導体薄膜の結晶化方法
US20050048706A1 (en) * 2003-08-27 2005-03-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor device
US7319258B2 (en) * 2003-10-31 2008-01-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor-on-insulator chip with<100>-oriented transistors
SG119256A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-28 Taiwan Semiconductor Mfg Semiconductor-on-insulator chip with <100> oriented transistors
JP2007281420A (ja) * 2006-03-13 2007-10-25 Sony Corp 半導体薄膜の結晶化方法
JP2010098003A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Osaka Univ レーザー結晶化法
US8837082B2 (en) 2012-04-27 2014-09-16 International Business Machines Corporation Magnetic recording head having quilted-type coating
US9036297B2 (en) 2012-08-31 2015-05-19 International Business Machines Corporation Magnetic recording head having protected reader sensors and near zero recession writer poles
US20140087089A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 International Business Machines Corporation Methods for hardening amorphous dielectric films in a magnetic head and other structures
US9006798B2 (en) * 2013-05-03 2015-04-14 Infineon Technologies Ag Semiconductor device including trench transistor cell array and manufacturing method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4234358A (en) * 1979-04-05 1980-11-18 Western Electric Company, Inc. Patterned epitaxial regrowth using overlapping pulsed irradiation
US4309225A (en) * 1979-09-13 1982-01-05 Massachusetts Institute Of Technology Method of crystallizing amorphous material with a moving energy beam
US4330363A (en) * 1980-08-28 1982-05-18 Xerox Corporation Thermal gradient control for enhanced laser induced crystallization of predefined semiconductor areas
US4383175A (en) * 1980-09-30 1983-05-10 Bicron Corporation Encapsulated scintillation detector
US4431459A (en) * 1981-07-17 1984-02-14 National Semiconductor Corporation Fabrication of MOSFETs by laser annealing through anti-reflective coating
JPS5893221A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Toshiba Corp 半導体薄膜構造とその製造方法
US4415383A (en) * 1982-05-10 1983-11-15 Northern Telecom Limited Method of fabricating semiconductor devices using laser annealing
JPS59108313A (ja) * 1982-12-13 1984-06-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体単結晶層の製造方法
JPS59195871A (ja) * 1983-04-20 1984-11-07 Mitsubishi Electric Corp Ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法
US4619034A (en) * 1983-05-02 1986-10-28 Ncr Corporation Method of making laser recrystallized silicon-on-insulator nonvolatile memory device
US4592799A (en) * 1983-05-09 1986-06-03 Sony Corporation Method of recrystallizing a polycrystalline, amorphous or small grain material
US4545823A (en) * 1983-11-14 1985-10-08 Hewlett-Packard Company Grain boundary confinement in silicon-on-insulator films
US4801351A (en) * 1985-12-20 1989-01-31 Agency Of Industrial Science And Technology Method of manufacturing monocrystalline thin-film

Also Published As

Publication number Publication date
US4822752A (en) 1989-04-18
EP0235819B1 (de) 1992-06-10
US5371381A (en) 1994-12-06
EP0235819A2 (de) 1987-09-09
DE3779672D1 (de) 1992-07-16
EP0235819A3 (en) 1988-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3779672T2 (de) Verfahren zum herstellen einer monokristallinen halbleiterschicht.
DE3249777C2 (de)
DE3936677C2 (de)
DE1933690C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines mindestens bereichsweise einkristallinen Films auf einem Substrat
EP0021087B1 (de) Verfahren zur Herstellung grobkristalliner oder einkristalliner Metall- oder Legierungsschichten sowie Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Halbleiterschaltungen und Kontaktelektroden
DE19904065B4 (de) Verfahren zum Herstellen thermisch stabilen Silizids
DE69015550T2 (de) Verfahren zum Züchten eines Kristalls.
DE3043913A1 (de) Halbleiteranordnung und verfahren zu ihrer herstellung
DE69120745T2 (de) Verfahren zur Züchtung eines dünnen kristallinen Films
US4599133A (en) Method of producing single-crystal silicon film
DE3780327T2 (de) Herstellungsverfahren einer halbleiter-kristallschicht.
DE112019003976T5 (de) KRISTALLSCHNEIDEVERFAHREN, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON SiC- HALBLEITERVORRICHTUNGEN, UND SiC-HALBLEITERVORRICHTUNGEN
DE68922293T2 (de) Verfahren zur herstellung von halbleiteranordnungen.
DE10228518A1 (de) Verfahren zum Kristallisieren von Polysilicium, Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichttransistors unter Verwendung desselben sowie Verfahren zum Herstellen eines zugehörigen Flüssigkristalldisplays
DE3502778A1 (de) Verfahren zur herstellung einer grossen einkristall-halbleiteranordnung und nach diesem verfahren hergestellte kristall-halbleiteranordnung
DE69113725T2 (de) Leistungstransistor und Verfahren zur Herstellung.
DE19820441A1 (de) Verfahren zum Kristallisieren einer amorphen Siliziumschicht und Herstellungsverfahren für einen Dünnschichttransistor
DE4427715C1 (de) Komposit-Struktur mit auf einer Diamantschicht und/oder einer diamantähnlichen Schicht angeordneter Halbleiterschicht sowie ein Verfahren zu deren Herstellung
DE69116202T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterdünnschicht
DE69114162T2 (de) Verfahren zum Züchten eines Kristalls.
DE3685732T2 (de) Verfahren zur herstellung einer monokristallinen duennen schicht.
DE3502757C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Einkristallkeimen für Einkristall-Halbleiteranordnungen
DE3604260A1 (de) Fluessigkeitsepitaxieverfahren
DE3824127C2 (de) Vorrichtung zur Wärmebehandlung der Oberfläche eines Substrates, insbesondere zum Kristallisieren von polykristallinem oder amorphem Substratmaterial
DE3502789A1 (de) Wafer-aufbau zur herstellung einer einkristall-halbleiteranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee