JP2011124441A - 結晶化膜の製造方法及び結晶化装置 - Google Patents
結晶化膜の製造方法及び結晶化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011124441A JP2011124441A JP2009281974A JP2009281974A JP2011124441A JP 2011124441 A JP2011124441 A JP 2011124441A JP 2009281974 A JP2009281974 A JP 2009281974A JP 2009281974 A JP2009281974 A JP 2009281974A JP 2011124441 A JP2011124441 A JP 2011124441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- amorphous film
- substrate
- crystallized
- pzt
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 28
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 130
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000877463 Lanio Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007567 mass-production technique Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明の一態様は、基板上にアモルファス膜1を形成し、前記アモルファス膜1にレーザ光を照射してレーザ光照射領域1aを結晶化し、前記アモルファス膜1に熱処理を施すことにより、前記レーザ光照射領域以外のアモルファス膜1を結晶化することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
まず、6インチのシリコンウエハ上に熱酸化法によりシリコン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜上に図11に示すPt膜からなる下部電極101を形成する。Ptは成長すると自然に(111)を向きやすいため、下部電極101は(111)に配向する。次いで、この下部電極101上にゾルゲル法によりPZT膜102を塗布し、このPZT膜上に上部電極(図示せず)を形成する。
(111)に配向したPt膜からなる下部電極101の上に、(100)方向に強く自己配向するLaNiO3(以下、「LNO」という。)膜103を形成する。このLNO膜103上にゾルゲル法によりPZT膜102を塗布し、このPZT膜上に上部電極(図示せず)を形成する。
前記アモルファス膜にレーザ光を照射してレーザ光照射領域を結晶化し、
前記アモルファス膜に熱処理を施すことにより、前記レーザ光照射領域以外のアモルファス膜を結晶化することを特徴とする結晶化膜の製造方法である。
前記基板の一方端側に位置する前記アモルファス膜にランプ光を照射し、前記ランプ光の照射領域を徐々に前記基板の中央側に移動させ、その後、前記ランプ光の照射領域を徐々に前記基板の他方端側に移動させることにより、前記アモルファス膜を結晶化することを特徴とする結晶化膜の製造方法である。
前記基板が移動する領域の上方に配置されたランプヒータと、
前記移動機構及び前記ランプヒータを制御する制御部と、
を具備し、
前記基板は、その表面にアモルファス膜が形成されていることを特徴とする結晶化装置である。
図1は、実施形態1によるPZT膜の製造方法を説明するための平面図である。図2は、図1に示す製造方法におけるPZT強誘電体膜の結晶成長過程を模式的に示す図である。
まず、図1に示すように、基板としてシリコンウエハを用意する。次いで、このシリコンウエハ上に熱酸化法によりシリコン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜上に図2に示すPt膜からなる電極101を形成する。次いで、この電極101上にゾルゲル法によりPZTアモルファス膜1を塗布する。
(1)PZTアモルファス膜の作製方法
PZT強誘電体薄膜形成用ゾルゲル溶液としては、三菱マテリアル株式会社製、ブタノールを溶媒とする鉛が15%過剰に添加された、濃度10重量%濃度のE1溶液を用いた。この市販ゾルゲル溶液に、ジメチルアミノエタノールというアルカリ性アルコールを、体積比で、E1ゾルゲル溶液:ジメチルアミノエタノール=7:3の割合で添加したところ、pH=12と強アルカリ性を示した。本溶液を用いて、PZT薄膜のスピンコート形成を行った。スピンコーターはミカサ株式会社製MS-A200を用いて行った。先ず800rpmで5秒、1500rpmで10秒回転させた後、徐々に10秒で3000rpmまで回転を上昇させた後、150℃のホットプレート(アズワン株式会社製セラミックホットプレートAHS-300)上に5min、大気中で放置した後、300℃のホットプレート(同AHS-300)上で5min、同じく大気中で放置した後、室温まで冷却した。これを5回繰り返すことで、15%過剰鉛を含んだ厚さ200nmのPZTアモルファス膜をPt電極薄膜被覆6インチSi基板上に形成した。
レーザ平面加熱装置(EXLASER)(坂口電熱の商品名)を用いてSi基板の中央に位置するPZTアモルファス膜に表1に示す条件でレーザ光を照射した。なお、表1に示すサンプル2は、追加でレーザ光を照射したときにSi基板が割れた。
加圧RTAにより120℃/秒の昇温速度で650℃-5min(9.9atm-O2-RTA)で結晶化を行って、PZT薄膜上に厚さ120nmのPt電極を形成し、725℃-5min(9.9atm-O2-RTA)のポストアニールを行った。このようにしてPZT膜のサンプルを作製した。
図3〜図9は、サンプル1、3〜8それぞれのPZT膜をXRD回折で結晶性を評価した結果を示すものであり、(A)はSi基板の中心部(中央)に位置するPZT膜の評価結果であり、(B)はSi基板の端部(外周側)に位置するPZT膜の評価結果である。図3〜図9に示す配向性をまとめたものを表2に示す。
図10(A)は、実施形態2による結晶化装置を模式的に示す正面図であり、図10(B)は、図10(A)に示す結晶化装置の平面図である。
まず、基板3としてシリコンウエハを用意する。次いで、この基板3上に熱酸化法によりシリコン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜上に電極を形成する。次いで、この電極上にゾルゲル法によりPZTアモルファス膜を塗布する。
1a…レーザ光照射領域
1b…PZT結晶初期核
1c…矢印
1d…PZT結晶
2…シリコンウエハの表面と略平行方向(横方向)
3…基板
3a…レーザ光照射領域
4…ランプヒータ
5…レーザ光照射機構
101…Pt膜からなる下部電極
Claims (10)
- 基板上にアモルファス膜を形成し、
前記アモルファス膜にレーザ光を照射してレーザ光照射領域を結晶化し、
前記アモルファス膜に熱処理を施すことにより、前記レーザ光照射領域以外のアモルファス膜を結晶化することを特徴とする結晶化膜の製造方法。 - 請求項1において、前記レーザ光照射領域以外のアモルファス膜を結晶化する際は、結晶化されたレーザ光照射領域の初期核から前記基板の表面と略平行方向に結晶化が進行することを特徴とする結晶化膜の製造方法。
- 請求項1又は2において、前記アモルファス膜はPZTアモルファス膜であり、前記結晶化膜はPZT膜であることを特徴とする結晶化膜の製造方法。
- 請求項3において、前記レーザ光照射領域以外のアモルファス膜を結晶化する際は、(110)、(011)及び(101)のいずれかに優先配向するように結晶化することを特徴とする結晶化膜の製造方法。
- 請求項3において、前記レーザ光照射領域以外のアモルファス膜を結晶化する際は、(100)、(010)及び(001)のいずれかに優先配向するように結晶化することを特徴とする結晶化膜の製造方法。
- 基板上にアモルファス膜を形成し、
前記基板の一方端側に位置する前記アモルファス膜にランプ光を照射し、前記ランプ光の照射領域を徐々に前記基板の中央側に移動させ、その後、前記ランプ光の照射領域を徐々に前記基板の他方端側に移動させることにより、前記アモルファス膜を結晶化することを特徴とする結晶化膜の製造方法。 - 基板を移動させる移動機構と、
前記基板が移動する領域の上方に配置されたランプヒータと、
前記移動機構及び前記ランプヒータを制御する制御部と、
を具備し、
前記基板は、その表面にアモルファス膜が形成されていることを特徴とする結晶化装置。 - 請求項7において、前記制御部は、前記移動機構によって前記基板を移動させながら前記ランプヒータによって前記アモルファス膜にランプ光を照射するように制御することにより、前記ランプ光は前記基板の端側に照射された後に前記基板の中央側に照射されることを特徴とする結晶化装置。
- 請求項7又は8において、前記基板が移動する移動領域の上方に配置されたレーザ光照射機構を具備し、前記制御部は、前記レーザ光照射機構によって前記アモルファス膜にレーザ光を照射した後に前記ランプヒータによって前記アモルファス膜にランプ光を照射するように制御することを特徴とする結晶化装置。
- 請求項7乃至9のいずれか一項において、前記アモルファス膜がPZTアモルファス膜であることを特徴とする結晶化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009281974A JP2011124441A (ja) | 2009-12-11 | 2009-12-11 | 結晶化膜の製造方法及び結晶化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009281974A JP2011124441A (ja) | 2009-12-11 | 2009-12-11 | 結晶化膜の製造方法及び結晶化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011124441A true JP2011124441A (ja) | 2011-06-23 |
Family
ID=44288028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009281974A Pending JP2011124441A (ja) | 2009-12-11 | 2009-12-11 | 結晶化膜の製造方法及び結晶化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011124441A (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04298020A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-21 | Toshiba Corp | シリコン薄膜結晶の製造方法 |
JPH10223532A (ja) * | 1997-02-10 | 1998-08-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体の作製方法及び半導体装置の作製方法 |
JP2001279443A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Seiko Epson Corp | セラミックスの製造方法およびその製造装置、ならびに半導体装置および圧電素子 |
JP2001351863A (ja) * | 2001-04-16 | 2001-12-21 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2002314045A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Seiko Epson Corp | 強誘電体薄膜の形成方法、強誘電体メモリおよび強誘電体メモリの製造方法 |
JP2003218362A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-07-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の作製方法 |
JP2003298020A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Seiko Epson Corp | 強誘電体薄膜の形成方法、強誘電体メモリならびに強誘電体メモリの製造方法、および半導体装置ならびに半導体装置の製造方法 |
JP2009238842A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Tohoku Univ | 強誘電体薄膜及び常誘電体薄膜の形成方法、半導体デバイス |
-
2009
- 2009-12-11 JP JP2009281974A patent/JP2011124441A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04298020A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-21 | Toshiba Corp | シリコン薄膜結晶の製造方法 |
JPH10223532A (ja) * | 1997-02-10 | 1998-08-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体の作製方法及び半導体装置の作製方法 |
JP2001279443A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Seiko Epson Corp | セラミックスの製造方法およびその製造装置、ならびに半導体装置および圧電素子 |
JP2002314045A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Seiko Epson Corp | 強誘電体薄膜の形成方法、強誘電体メモリおよび強誘電体メモリの製造方法 |
JP2001351863A (ja) * | 2001-04-16 | 2001-12-21 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2003218362A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-07-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の作製方法 |
JP2003298020A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Seiko Epson Corp | 強誘電体薄膜の形成方法、強誘電体メモリならびに強誘電体メモリの製造方法、および半導体装置ならびに半導体装置の製造方法 |
JP2009238842A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Tohoku Univ | 強誘電体薄膜及び常誘電体薄膜の形成方法、半導体デバイス |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6013021301; Chou, C.-F., et al.: '"Electrical properties and microstructures of PbZrTiO3 thin films prepared by laser annealing techni' Japanese Journal of Applied Physics, Part 1 Vol. 41, No. 11B, 20021130, pp. 6679-6681 * |
JPN7013003658; Lee, J.-S., et al.: '"Self-limiting behavior of the grain growth in lead zirconate titanate thin films"' Journal of Applied Physics Vol. 92, No. 5, 20020901, pp. 2658-2662 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1249779C (zh) | 制造晶体半导体材料的方法和制作半导体器件的方法 | |
JP6504673B2 (ja) | 金属結晶質基板上での、パルスレーザーを用いた大面積のグラフェンの合成方法 | |
CN1260774C (zh) | 铁电体元件或压电体元件用衬底及其制造方法及功能元件 | |
KR100294165B1 (ko) | 레이저어닐방법 | |
JP6347086B2 (ja) | 強誘電体セラミックス | |
TWI294649B (en) | Method for annealing silicon thin films using conductive layer and polycrystalline silicon thin films prepared therefrom | |
JPH10172911A (ja) | レーザーアニール方法およびレーザーアニール装置 | |
TW200818275A (en) | Dynamic surface annealing of implanted dopants with low temperature HDPCVD process for depositing a high extinction coefficient optical absorber layer | |
JP2004153232A (ja) | 半導体素子の製造方法およびその方法により製造された半導体素子 | |
JP5352737B2 (ja) | 多結晶シリコン薄膜の製造方法 | |
JP2011124441A (ja) | 結晶化膜の製造方法及び結晶化装置 | |
JP4129528B2 (ja) | β−FeSi2結晶粒子を含む薄膜及びこれを用いた発光材料 | |
JP5447909B2 (ja) | 薄膜材料の結晶化方法及びその装置 | |
JP2003168646A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP4158926B2 (ja) | レーザーアニーリングを利用したβ−FeSi2の製造方法 | |
TWI801418B (zh) | 處理目標材料之方法 | |
Salihoglu et al. | Crystallization of Ge in SiO2 matrix by femtosecond laser processing | |
TW200818321A (en) | Semiconductor on insulator structure made using radiation annealing | |
TWI311213B (en) | Crystallizing method for forming poly-si films and thin film transistors using same | |
JP5142248B2 (ja) | FeSi2ドットアレイ構造体の作製方法 | |
JP5943341B2 (ja) | 単結晶状GeSn含有材料の製造方法 | |
JP2000077740A (ja) | 圧電体薄膜素子およびその製造方法 | |
TW201034082A (en) | Fabricating method of crystalline film and fabricating apparatus of the same | |
JPH11106279A (ja) | セラミックス薄膜の製造方法 | |
JP2012038843A (ja) | 半導体薄膜の製造方法、半導体デバイスおよび半導体薄膜製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20121130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130404 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130507 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130613 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131127 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140304 |