JP2777599B2 - 単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
単結晶薄膜の製造方法Info
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Description
用。
れてきた。シリコンの場合には、グラフォエピタキシ
ー、ZMR(Zone Melting Recristalization)、レーザー
・ビーム再結晶化法、電子ビーム再結晶化法、横方向固
相方位成長法などが挙げられる。
どを作るには適していいない。と言うのは、高温熱処理
によってすでに作り込まれているMOSトランジスターの
特性がかわってしまうからである。
く、例えば450℃では10-10cm/sec程度で、実用には供せ
られない。
る空孔密度を増やすために高エネルギー・イオンの照射
も試みられているが、低温においてはそれ程成長速度は
改善されていない。例えば、400℃で0.6MeVのNe+イオン
を照射した場合の成長速度は200オグストローム/1016
イオン/cm2である。
が、一桁程度の改善しかできていない。
く、格子欠陥の密度も大きい。
結晶の方位が自由にコントロールできなくてはならな
い。また、すでに作り込まれた下の層のMOSトランジス
ターの特性に影響が無いよう、単結晶は低温で成長させ
なくてはならない。これらの要求は三次元ICのみならず
表示パネルのアクティブ・マトリックスを作るときにも
必要である。
いは原子の結晶構造に及ぼす効果を単結晶薄膜の製造に
使用するのが本発明の目的である。
mb.,5(1957),P.731)は鉄を蒸着した時に、鉄の蒸発
原子の飛来方向が〈1,1,1〉軸になる様に鉄の結晶が成
長することを観測している。
際に、アルミニウムターゲットと基板の間に適当なバイ
アス電圧を加えると、強固な薄膜となり、基板に並行な
結晶面は(1,1,1)になることを報告している(日経マ
イクロデバイス、1987 10月)。
表面を照射すると、微結晶の方向が揃うことを報告して
いる(日経産業新聞1987年10月20日)。
として、多結晶薄膜であり、〈1,1,1〉軸のまわりに任
意の角度回転した微結晶の集合体である。蒸着原子、あ
るいはイオン・ビームのエネルギーが20エレクトロン・
ボルト以下であれば、基板上の原子を逆スパッターする
こと無く、原子の飛来方向に垂直な面が結晶の最稠密面
になり易いと言うことも報告されている。百万エレクト
ロン・ボルト程度の高エネルギー粒子で照射すると逆に
エネルギーに逆比例して成長速度が悪くなることも報告
されている(R.G.Elliman et al.Beam−Solid Interac
tions and Phase Transformations,North Holland,New
York 1986 p.319)。
垂直な二方向から20エレクトロン・ボルト程度の低エネ
ルギーのイオン・ビームを蒸着中あるいは蒸着後に照射
してやれば,多結晶薄膜中の微結晶のうち,これら二方
向に垂直な面が同時に最稠密面になるようなものだけ
が、すなわち単結晶だけが選択的に成長する。
を(1,1,1),(1,1,0),(1,0,0)にする時のイオン
・ビームの照射方向第一図にしめす。
イスを作る時には都合が良い。
コンの単結晶薄膜の製造装置である。
5000オグストロームのSiO2をつけたものである。(1
1)、(13)、(14)はKauffman型のイオン・ソースで
(11)はターゲットをスパッターするためのものであ
り、加速エネルギーは500エレクトロン・ボルト程度、
電流密度は10ma/cm2程度のものである。(13)、(14)
は基板表面を照射するためのアッシスト用イオン・ソー
スであり、加速エネルギーは20ボルト程度,電流密度は
1ma/cm2程度のものである。(12)はターゲットで通常
のシリコン基板である。
そのものである。但し、アッシスト用イオン・ソースが
二つあること、この加速エネルギーが極めて低いことが
ことなる。
0-4Torrである。(11)、(12)、(15)の位置関係、
すなはちスパッター・イオン・ソース、ターゲット、基
板の位置関係はスパッターされたシリコン原子が基板の
表面にほぼ垂直に入射する様に配置する。
シスト用イオン・ソース、基板の位置関係は、所望の結
晶方位に応じて第一図に従って配置する。
法に従って行う。約30分のスパッターによって、約1ミ
クロンの厚さの単結晶膜がえられる。但し、基板の周辺
は正確に第一図に示した様な角度が保持できないので,
単結晶にならない所ができる。
単結晶製造装置である。
前もって、蒸着あるいはCVDなどで、ポリ・シリコンを
約5000〜10000オグストロームの厚さに積んでおく。(1
6)は基板の保持装置で、基板を400℃に加熱するヒータ
ーと矢印の方向に往復運動さす機構を内蔵している。
(13)、(14)はアッシスト用イオン・ソースで、諸元
は実施例−1の場合と全く同じである。
場合と同じで、所望の結晶方位に応じて、第一図に従っ
て配置する。
で、使用するガスはAr+イオンで、基板の移動速度は1mm
/sec程度である。
必要があり、上記の厚さの場合には20〜30分の時間が必
要である。
してやると,シリコンの可塑性が増加し(Photo−Induc
ed Plasticity)、結晶化が容易になる。
薄膜を作ることができる。現在、三次元IC,等倍センサ
ー,LCDパネルなど、いずれもアクティブ素子を作るのに
良質の単結晶薄膜が得られず苦労している。これらの分
野に大きい寄与をするものと期待できる。
置 第三図単結晶薄膜製造用イオン・ビーム照射装置 11:スパッター用イオン・ソース 12:ターゲット 13:アッシスト用イオンソース 14:アッシスト用イオンソース 15:基板 16:基板保持装置 17:ランプ
Claims (2)
- 【請求項1】単結晶薄膜を製造する方法において、基板
面に単結晶材料の蒸気が垂直入射するように蒸着しなが
ら、所望の方位を持った結晶が得られるように、所望の
方位の結晶が持つ相異なる最稠密の結晶面に垂直な二方
向から、不活性ガスのイオン・ビームを照射することを
特徴とする単結晶薄膜の製造方法。 - 【請求項2】単結晶薄膜を製造する方法において、基板
上に前もって蒸着、スパッター、CVD(Chemical Vapor
Deposition)などの方法で多結晶薄膜を析出しておき、
この多結晶を所望の方位を持った単結晶にするため、所
望の方位の単結晶が持つ相異なる最稠密の結晶面に垂直
な二方向から、不活性ガスのイオン・ビームを照射する
ことを特徴とする単結晶薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15195988A JP2777599B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 単結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15195988A JP2777599B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 単結晶薄膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01320291A JPH01320291A (ja) | 1989-12-26 |
JP2777599B2 true JP2777599B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=15529952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15195988A Expired - Lifetime JP2777599B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 単結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2777599B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5738731A (en) * | 1993-11-19 | 1998-04-14 | Mega Chips Corporation | Photovoltaic device |
JP3119131B2 (ja) * | 1995-08-01 | 2000-12-18 | トヨタ自動車株式会社 | シリコン薄膜の製造方法及びこの方法を用いた太陽電池の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP15195988A patent/JP2777599B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01320291A (ja) | 1989-12-26 |
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