JP2993107B2 - 半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜の製造方法Info
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- JP2993107B2 JP2993107B2 JP2315419A JP31541990A JP2993107B2 JP 2993107 B2 JP2993107 B2 JP 2993107B2 JP 2315419 A JP2315419 A JP 2315419A JP 31541990 A JP31541990 A JP 31541990A JP 2993107 B2 JP2993107 B2 JP 2993107B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は結晶性半導体薄膜の製造方法に関するもので
あって、SOI（Silicon on Insulator）構造を形成する
のに用いて最適なものである。
あって、SOI（Silicon on Insulator）構造を形成する
のに用いて最適なものである。
結晶性半導体薄膜の製造方法の従来例として特開昭61
−288413号公報に記載されたものがある。第２図（ａ）
〜第２図（ｃ）に従来例の実施例を示す工程順断面図を
示す。以下図面にもとづき詳しく説明する。
−288413号公報に記載されたものがある。第２図（ａ）
〜第２図（ｃ）に従来例の実施例を示す工程順断面図を
示す。以下図面にもとづき詳しく説明する。
まず、第２図（ａ）に示すように石英基板12上へ多結
晶Si膜７を形成する。次に第２図（ｂ）に示すようにSi
O2膜（二酸化シリコン膜）８を積層した後、レーザービ
ーム９を照射し多結晶Si膜７を融解し第２図（ｃ）に示
すように単結晶Si膜10へ変換するというものであった。
晶Si膜７を形成する。次に第２図（ｂ）に示すようにSi
O2膜（二酸化シリコン膜）８を積層した後、レーザービ
ーム９を照射し多結晶Si膜７を融解し第２図（ｃ）に示
すように単結晶Si膜10へ変換するというものであった。
しかしながら、単結晶Si膜10の平坦性を得る目的でSi
O2膜を積層するために、レーザービーム９のSiO2膜８に
よる吸収と反射が起こり、その吸収率と反射率がSiO2膜
８の膜質や膜厚さらにはその形成条件によって異なるた
め、レーザービーム９の照射強度の最適条件がつかみに
くく、結晶化した膜は実際には第３図に示すような不規
則な形状をした結晶が秩序なく配置される結晶性Si膜11
になってしまう問題点を有していた。また、結晶粒の成
長は、レーザービーム９照射時の熱の吸収と放熱過程の
際にまったくでたらめな制御不可能な位置から起きるた
め、近接し合う結晶粒は互いに相手の結晶成長を妨げ
て、大粒径の結晶の成長実現が不可能であるという問題
点を有している。さらには、SiO2膜８によって、レーザ
ービーム８の一部が反射及び吸収されて、多結晶Si膜７
を融解するのには大きな照射強度が必要となり、その結
果、SiO2膜８と結晶性Si膜11との間に応力が生じ、結晶
性Si膜11に多くの欠陥が生じることが多かった。
O2膜を積層するために、レーザービーム９のSiO2膜８に
よる吸収と反射が起こり、その吸収率と反射率がSiO2膜
８の膜質や膜厚さらにはその形成条件によって異なるた
め、レーザービーム９の照射強度の最適条件がつかみに
くく、結晶化した膜は実際には第３図に示すような不規
則な形状をした結晶が秩序なく配置される結晶性Si膜11
になってしまう問題点を有していた。また、結晶粒の成
長は、レーザービーム９照射時の熱の吸収と放熱過程の
際にまったくでたらめな制御不可能な位置から起きるた
め、近接し合う結晶粒は互いに相手の結晶成長を妨げ
て、大粒径の結晶の成長実現が不可能であるという問題
点を有している。さらには、SiO2膜８によって、レーザ
ービーム８の一部が反射及び吸収されて、多結晶Si膜７
を融解するのには大きな照射強度が必要となり、その結
果、SiO2膜８と結晶性Si膜11との間に応力が生じ、結晶
性Si膜11に多くの欠陥が生じることが多かった。
そこで、本発明は、結晶化するシリコン膜の上に異な
る膜を積層することなく平坦で欠陥が少なく、定められ
た位置に大粒径の結晶粒を有する結晶性半導体薄膜を得
ることが可能な結晶性半導体薄膜の製造方法を提供する
ことを目的とする。
る膜を積層することなく平坦で欠陥が少なく、定められ
た位置に大粒径の結晶粒を有する結晶性半導体薄膜を得
ることが可能な結晶性半導体薄膜の製造方法を提供する
ことを目的とする。
本発明の半導体薄膜の製造方法は、 基体上に第１非晶性半導体薄膜を形成する工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜の一部領域にレーザービー
ムを照射して前記第１非晶性半導体薄膜内に結晶領域を
形成する工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜及び前記結晶領域の上に第２
非晶性半導体薄膜を積層する工程と、 前記結晶領域をシードとして前記第１非晶性半導体薄
膜及び前記非晶性半導体薄膜を結晶化する工程と を有することを特徴とする。
ムを照射して前記第１非晶性半導体薄膜内に結晶領域を
形成する工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜及び前記結晶領域の上に第２
非晶性半導体薄膜を積層する工程と、 前記結晶領域をシードとして前記第１非晶性半導体薄
膜及び前記非晶性半導体薄膜を結晶化する工程と を有することを特徴とする。
特に、前記第１非晶性半導体薄膜及び前記非晶性半導
体薄膜に向けてレーザービームを照射してそれらを結晶
化する工程を有することを特徴とする。
体薄膜に向けてレーザービームを照射してそれらを結晶
化する工程を有することを特徴とする。
以下本発明に係る結晶性半導体薄膜の製造方法をSOI
構造の形成に適用した実施例につき図面を参照しながら
説明する。
構造の形成に適用した実施例につき図面を参照しながら
説明する。
まず第１図（ａ）に示すように絶縁性基体１上に非晶
性Si膜（非晶性シリコン膜）２を形成した後、非晶性Si
膜２の一部領域にレーザービーム３を照射して非晶性Si
膜２の一部領域のみ融解及び結晶化して第１図（ｂ）に
示す結晶領域４を形成する。次に第１図（ｃ）に示すよ
うに第２非晶性Si膜５を積層した後、再びレーザービー
ム３を照射して結晶領域４を種結晶のシード層として第
１図（ｄ）に示す結晶性Si膜６へ非晶性領域を変換す
る。結晶領域４が存在しているために、レーザービーム
３の照射によって結晶領域４を中心に冷却時にSi原子の
再配列が数秒以内の短い時間内で進み、結晶領域４を中
心核とする大粒径の結晶粒が構成される。このため結晶
粒の位置と大きさは制御されたものとなり、膜中のでた
らめな制御されない位置に結晶粒が構成されることはな
い。さらに、レーザービーム３の照射によって融解され
なれることのない結晶領域４が存在するため、融解時の
膜の流動も押えられ、形成された結晶性Si膜６の表面は
平坦なままである。したがって平坦性を得るために、Si
と異なる異種の膜を積層する必要もない。
性Si膜（非晶性シリコン膜）２を形成した後、非晶性Si
膜２の一部領域にレーザービーム３を照射して非晶性Si
膜２の一部領域のみ融解及び結晶化して第１図（ｂ）に
示す結晶領域４を形成する。次に第１図（ｃ）に示すよ
うに第２非晶性Si膜５を積層した後、再びレーザービー
ム３を照射して結晶領域４を種結晶のシード層として第
１図（ｄ）に示す結晶性Si膜６へ非晶性領域を変換す
る。結晶領域４が存在しているために、レーザービーム
３の照射によって結晶領域４を中心に冷却時にSi原子の
再配列が数秒以内の短い時間内で進み、結晶領域４を中
心核とする大粒径の結晶粒が構成される。このため結晶
粒の位置と大きさは制御されたものとなり、膜中のでた
らめな制御されない位置に結晶粒が構成されることはな
い。さらに、レーザービーム３の照射によって融解され
なれることのない結晶領域４が存在するため、融解時の
膜の流動も押えられ、形成された結晶性Si膜６の表面は
平坦なままである。したがって平坦性を得るために、Si
と異なる異種の膜を積層する必要もない。
以上説明したように、本発明の結晶性半導体薄膜の製
造方法は、短時間のレーザービーム照射工程を２回繰り
返すことにより、結晶粒の位置と大きさを制御しえる平
坦な結晶性Si膜を得られるという効果を有する。また、
平坦性確保のために熱膨張率の異なる膜を積層する必要
もないため、融解冷却時に生じる応力による結晶欠陥が
生じることもなく、良質な膜が得られるという効果を有
する。
造方法は、短時間のレーザービーム照射工程を２回繰り
返すことにより、結晶粒の位置と大きさを制御しえる平
坦な結晶性Si膜を得られるという効果を有する。また、
平坦性確保のために熱膨張率の異なる膜を積層する必要
もないため、融解冷却時に生じる応力による結晶欠陥が
生じることもなく、良質な膜が得られるという効果を有
する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る結晶性半導体薄膜
の製造方法の実施例を示す工程順断面図、第２図（ａ）
〜（ｃ）及び第３図は従来の結晶性半導体薄膜の製造方
法の実施例を示す工程順断面図。 １……絶縁性基板 ２……第１非晶性Si膜 ３……レーザービーム ４……結晶領域 ５……第２非晶性Si膜 ６……結晶性Si膜
の製造方法の実施例を示す工程順断面図、第２図（ａ）
〜（ｃ）及び第３図は従来の結晶性半導体薄膜の製造方
法の実施例を示す工程順断面図。 １……絶縁性基板 ２……第１非晶性Si膜 ３……レーザービーム ４……結晶領域 ５……第２非晶性Si膜 ６……結晶性Si膜
Claims (2)
- 【請求項１】基体上に第１非晶性半導体薄膜を形成する
工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜の一部領域にレーザービーム
を照射して前記第１非晶性半導体薄膜内に結晶領域を形
成する工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜及び前記結晶領域の上に第２
非晶性半導体薄膜を積層する工程と、 前記結晶領域をシードとして前記第１非晶性半導体薄膜
及び前記非晶性半導体薄膜を結晶化する工程と を有することを特徴とする半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項２】基体上に第１非晶性半導体薄膜を形成する
工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜の一部領域にレーザービーム
を照射して前記第１非晶性半導体薄膜内に結晶領域を形
成する工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜及び前記結晶領域の上に第２
非晶性半導体薄膜を積層する工程と、 前記第１非晶性半導体薄膜及び前記非晶性半導体薄膜に
向けてレーザビームを照射してそれらを結晶化する工程
と を有することを特徴とする半導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315419A JP2993107B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315419A JP2993107B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04186722A JPH04186722A (ja) | 1992-07-03 |
| JP2993107B2 true JP2993107B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=18065156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2315419A Expired - Fee Related JP2993107B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993107B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100234388B1 (ko) * | 1996-08-30 | 1999-12-15 | 윤종용 | 실리콘박막의 결정화 방법 |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2315419A patent/JP2993107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04186722A (ja) | 1992-07-03 |
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