JP2601953B2 - 半導体単結晶膜の製造方法 - Google Patents

半導体単結晶膜の製造方法

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弘之 大島
裕 竹下
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁体上に半導体結晶
膜を形成する方法改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の局部加熱と応力を利用した半導体
単結晶膜の製造方法としては特開昭５８−９２２１３号
公報に記載されたものがある。図２は、この従来の半導
体単結晶膜の製造方法の中間工程におけるウェーハの断
面図である。図２において１は基板、４は絶縁体、３は
単結晶化したときにそこに半導体素子を形成する多結晶
または非晶質の半導体膜で、この半導体膜には応力が図
の矢印の方向にかけられている。基板１、絶縁体４、半
導体３によってウェーハが構成されている。このような
構造を有する半導体膜３に、例えばレーザー光を照射す
ると半導体膜３は融解し、照射されなくなると再結晶化
する。このとき、あらかじめ基板に張力を加えて半導体
膜へ間接的に応力を与えておく。このあらかじめ半導体
膜３に加えられている応力により単結晶化は広範囲にお
よぶようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
技術では、結晶化する半導体膜３の成膜後に基板１や半
導体膜３に応力を外部より加えるために、半導体膜３の
クラックや基板１と絶縁体４および半導体膜３の膨張率
の差による膜の剥がれなどが頻繁に生じていた。このた
め局部加熱して半導体膜３を融解させてもクラックが広
がり大きな単結晶粒を含む結晶膜が得られなかった。ま
た、半導体結晶膜３が絶縁体４より完全に剥離すること
がなくても、絶縁体４と半導体膜３との境界面近傍に両
膜の応力差による欠陥準位が構成されるため、半導体膜
３を使って半導体素子を構成した場合、素子特性に悪影
響をおよぼす原因となっていた。
【０００４】そこで、本発明の半導体単結晶膜の製造方
法は半導体膜にクラックや積層膜の剥離を生ぜず、半導
体膜に応力を加え良質の半導体単結晶膜を得ることがで
きる半導体単結晶膜の製造方法を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体単結晶膜の製造方法は絶縁体上に、
化学気相成長法で窒素とシリコンの含有成分比が４：５
の窒化シリコン膜を成膜し、該窒化シリコン膜上に多結
晶または非晶質の半導体膜を成膜した後、前記窒化シリ
コン膜により前記半導体膜へ応力を加えた状態で局部加
熱により融解させて前記半導体膜を単結晶化させること
を特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の半導体単結晶膜の製造方法の
実施例を図面にもとづき説明する。図１は本発明の実施
例の一例を示すウエハーの断面図である。図１におい
て、１は基板、２は内部応力を有する絶縁膜で、この絶
縁膜２自体が成膜したときより矢印方向の引っ張り応力
をもっている。３は単結晶化したときにそこに半導体素
子を形成する多結晶または非晶質の半導体膜で、絶縁膜
２の応力の影響を受けて絶縁膜２にかかる応力と同じ方
向の内部応力を有する。
【０００７】引っ張り内部応力を有する絶縁膜２の成膜
は、プラズマ励起による化学的気相成長法や通常の化学
的気相成長法によっても容易に成膜できる。例えば基板
の温度を３００℃に保ちアンモニアとモノシランを３対
２の混合比で加えプラズマ励起によって気相中で反応さ
せ窒化シリコン膜を成膜し絶縁膜２とする。この条件で
成膜した絶縁膜は窒素とシリコンの含有成分比がおよそ
４対５ほどになり非常に強い引っ張り内部応力を有する
ことがわかっている。このために、このように引っ張り
応力の強い絶縁膜２の上に成膜された半導体膜３は、絶
縁膜２の応力の影響を受けて同様の引っ張り内部応力を
有するようになる。
【０００８】この半導体膜３は、レーザー光を照射する
と融解し、照射されなくなると再結晶化する。このと
き、あらかじめ半導体膜３に加えられている応力の方向
に平行に単結晶化が進み、この単結晶化は広範囲におよ
ぶ。
【０００９】このように、本製造方法では、半導体膜３
の有する内部応力は外部から機械的に加えられた応力と
異なり、半導体膜３の成膜の際に下地となる絶縁膜２よ
り加えられ自然に生じたものであるから、外部より応力
を加えた場合と異なり半導体３の絶縁膜２との密着性も
良く半導体膜３に応力差によるクラックが生じることは
ない。
【００１０】そのうえ、絶縁膜２と半導体膜３も共に同
一方向の内部応力を有するために、外部より応力を加え
た場合に比較して膨張率の差によって生じるこれら積層
膜の剥離も起きにくい。さらには両膜の応力差も少ない
ため半導体膜３と絶縁膜２の界面近傍に欠陥準位もほと
んど発生せず、半導体膜３をつかって構成された半導体
素子の素子特性も良好である。また外部より機械的に応
力を加えた場合と異なり半導体膜３のクラックや剥離が
生じることがないために欠陥の少ない良質かつ均質な半
導体単結晶膜が得られる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体単結
晶膜の製造方法は、化学気相成長法で成膜した窒素とシ
リコンの含有成分比が４：５の窒化シリコン膜の上に同
一方向の内部応力を有する半導体膜を積層した構造を使
うことにより、半導体単結晶膜内のクラックの形成を抑
え、窒化シリコン膜と半導体単結晶膜との剥離も防ぎ、
欠陥の少ない良質な半導体単結晶膜を得ることができる
という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体単結晶膜の製造方法の実施例の
一例を示す断面図である。
【図２】従来の半導体結晶膜の製造方法の実施例を示す
断面図である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 内部応力を有する絶縁膜 ３ 半導体膜 ４ 絶縁体

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁体上に、化学気相成長法で窒素とシ
    リコンの含有成分比が４：５の窒化シリコン膜を成膜
    し、該窒化シリコン膜上に多結晶または非晶質の半導体
    膜を成膜した後、前記窒化シリコン膜により前記半導体
    膜へ応力を加えた状態で局部加熱により融解させて前記
    半導体膜を単結晶化させることを特徴とする半導体単結
    晶膜の製造方法。
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JPS5892213A (ja) * 1981-11-28 1983-06-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体単結晶膜の製造方法
JPS63283013A (ja) * 1987-05-11 1988-11-18 Sharp Corp 多結晶シリコン薄膜の形成方法

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