JPH0113209B2 - - Google Patents
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- JPH0113209B2 JPH0113209B2 JP55121567A JP12156780A JPH0113209B2 JP H0113209 B2 JPH0113209 B2 JP H0113209B2 JP 55121567 A JP55121567 A JP 55121567A JP 12156780 A JP12156780 A JP 12156780A JP H0113209 B2 JPH0113209 B2 JP H0113209B2
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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
- H01L21/04—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
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザ照射を用いてなす半導体単結晶
層形成方法とこの方法の実施に直接使用するレー
ザ照射装置とに関する。詳しくは、絶縁物上に形
成された半導体よりなる非単結晶層にレーザを照
射してこれを単結晶層に転化する方法において、
新たに形成された単結晶層表面の平坦性が良好な
半導体単結晶層形成方法とこの方法の実施に直接
使用する装置とに関する、特に、二酸化シリコン
（SiO2）等よりなる層上に形成された非単結晶シ
リコン（Si）層の表面にレーザを照射し、この非
単結晶シリコン（Si）層を一旦熔融し、凝固する
過程で単結晶となし、単結晶層を形成する方法に
おいて、表面に凹凸がなく平坦性にすぐれた単結
晶シリコン（Si）層を形成する方法とこの方法の
実施に直接使用する装置とに関する。
層形成方法とこの方法の実施に直接使用するレー
ザ照射装置とに関する。詳しくは、絶縁物上に形
成された半導体よりなる非単結晶層にレーザを照
射してこれを単結晶層に転化する方法において、
新たに形成された単結晶層表面の平坦性が良好な
半導体単結晶層形成方法とこの方法の実施に直接
使用する装置とに関する、特に、二酸化シリコン
（SiO2）等よりなる層上に形成された非単結晶シ
リコン（Si）層の表面にレーザを照射し、この非
単結晶シリコン（Si）層を一旦熔融し、凝固する
過程で単結晶となし、単結晶層を形成する方法に
おいて、表面に凹凸がなく平坦性にすぐれた単結
晶シリコン（Si）層を形成する方法とこの方法の
実施に直接使用する装置とに関する。
いわゆるSOI（シリコン オン インシユレー
タ）技術として知られる。絶縁物上に半導体層を
設けこの半導体層にデバイスを形成してなす半導
体装置は多くの利点を有し、種々の応用が進めら
れている。特に、アルゴンレーザ、ルビーレーザ
やYAGレーザのように高エネルギのレーザを非
単結晶層に照射してこれを単結晶に転化すること
ができるようになつて、この技術の利用範囲が更
に広まつた。たゞ、高エネルギーのレーザでもそ
の照射面積の大きさが限られるので、半導体ウエ
ハーの全面を同時に照射することは出来ず、連続
波レーザ（以下CWという。）の場合でもパルス
レーザの場合でも、ウエハー上をスキヤンするこ
とにより部分的に逐次単結晶化する方法が採られ
ている。そのため、CWの場合は、スキヤンの方
向に沿つて第１図に示す如く波状の凹凸が形成さ
れることが避け難い。図において、１はシリコン
（Si）基板であり、２は二酸化シリコン（SO2）
よりなる絶縁層であり、３がレーザ照射によつて
非単結晶から転化された単結晶層である。スキヤ
ンの方向は紙面に垂直な方向である。したがつ
て、図示する如き波状の凹凸が発生する。又、一
方、パルスレーザの場合はスポツト状の凹凸の発
生が避け難い。
タ）技術として知られる。絶縁物上に半導体層を
設けこの半導体層にデバイスを形成してなす半導
体装置は多くの利点を有し、種々の応用が進めら
れている。特に、アルゴンレーザ、ルビーレーザ
やYAGレーザのように高エネルギのレーザを非
単結晶層に照射してこれを単結晶に転化すること
ができるようになつて、この技術の利用範囲が更
に広まつた。たゞ、高エネルギーのレーザでもそ
の照射面積の大きさが限られるので、半導体ウエ
ハーの全面を同時に照射することは出来ず、連続
波レーザ（以下CWという。）の場合でもパルス
レーザの場合でも、ウエハー上をスキヤンするこ
とにより部分的に逐次単結晶化する方法が採られ
ている。そのため、CWの場合は、スキヤンの方
向に沿つて第１図に示す如く波状の凹凸が形成さ
れることが避け難い。図において、１はシリコン
（Si）基板であり、２は二酸化シリコン（SO2）
よりなる絶縁層であり、３がレーザ照射によつて
非単結晶から転化された単結晶層である。スキヤ
ンの方向は紙面に垂直な方向である。したがつ
て、図示する如き波状の凹凸が発生する。又、一
方、パルスレーザの場合はスポツト状の凹凸の発
生が避け難い。
このように平坦性の不良な単結晶シリコン
（Si）層を使用して、例えば電界効果トランジス
タを製作すると、チヤンネルの平坦性を悪くなる
ので電子や正孔の移動度が悪化し伝達コンダクタ
ンス等が悪化する。更に、ゲート電極下層に形成
される二酸化シリコン（SiO2）等よりなる絶縁
物層の厚さも不均一となり耐圧を悪化する等の欠
点がある。
（Si）層を使用して、例えば電界効果トランジス
タを製作すると、チヤンネルの平坦性を悪くなる
ので電子や正孔の移動度が悪化し伝達コンダクタ
ンス等が悪化する。更に、ゲート電極下層に形成
される二酸化シリコン（SiO2）等よりなる絶縁
物層の厚さも不均一となり耐圧を悪化する等の欠
点がある。
本発明の目的はこの欠点を解消することにあ
り、絶縁物上に形成された半導体よりなる非単結
晶層にレーザを照射してこれを単結晶層に転化す
る方法とこの方法の実施に直接使用するレーザ照
射装置とにおいて、レーザ照射によつて形成され
た単結晶層表面の平坦性が良好な半導体単結晶層
を形成する方法とこの方法の実施に直接使用する
装置とを提供することにある。
り、絶縁物上に形成された半導体よりなる非単結
晶層にレーザを照射してこれを単結晶層に転化す
る方法とこの方法の実施に直接使用するレーザ照
射装置とにおいて、レーザ照射によつて形成され
た単結晶層表面の平坦性が良好な半導体単結晶層
を形成する方法とこの方法の実施に直接使用する
装置とを提供することにある。
第１の目的に対しては、はじめに、照射面積は
小さくてもさしつかえないが単位面積当りのエネ
ルギーは大きな連続波レーザを照射して、少なく
とも一部の領域において、半導体の非単結晶層を
絶縁層表面までの深さにわたつて完全に熔融し、
その凝固過程において、熔融状態にある半導体の
下層にある絶縁物又は、絶縁物の窓内で上層半導
体と接触している基板単結晶を結晶核として単結
晶層を形成し、次いで、単位面積当りのエネルギ
ーは小さく単結晶層の厚さ全体を熔融することは
ないが所望の一定値以上の照射面積、少なくとも
１チツプ内の１デバイス相当の面積、好ましくは
１チツプ相当の照射面積を有するパルスレーザ
を、上記の工程で新たに形成された単結晶層に照
射し、その表層部のみを再び熔融し熔融されない
で残留した単結晶を結晶核として熔融した半導体
をそつて再び単結晶層を形成することを要旨と
し、第２の目的に対しては、ビームスポツトが小
さくエネルギの大きい連続波レーザ照射装置（全
層溶解用レーザ照射装置）と、ビームスポツトが
大きくエネルギの小さいパルスレーザ照射装置
（表層溶解用レーザ照射装置）と、連続波レーザ
照射装置とパルスレーザ照射装置との射出するレ
ーザを切り換える切り換え手段と、連続波レーザ
照射装置とパルスレーザ照射装置との射出するレ
ーザのいずれかを切り換え通過させる光学系と、
ウエーハを載置するＸ―Ｙステージとよりなり、
ビームスポツトの小さい連続波レーザビーム（全
層溶解用ビーム）を非単結晶層上に走査して、微
小領域を逐次溶融の後再凝固して微少な良質の単
結晶領域の連続を形成し、ついで、パルスレーザ
ビーム（表層溶解用レーザ）を照射して微少な良
質の単結晶領域の連続の表層を再溶融の後再凝固
して、表面が平坦であり良質の大面積の単結晶領
域を形成することを可能とするレーザ照射装置を
要旨とし、いづれの手段においても、第二の工程
においてレーザ照射を受け再単結晶化された領域
においては平坦性を良好になすことを特有の効果
とする。
小さくてもさしつかえないが単位面積当りのエネ
ルギーは大きな連続波レーザを照射して、少なく
とも一部の領域において、半導体の非単結晶層を
絶縁層表面までの深さにわたつて完全に熔融し、
その凝固過程において、熔融状態にある半導体の
下層にある絶縁物又は、絶縁物の窓内で上層半導
体と接触している基板単結晶を結晶核として単結
晶層を形成し、次いで、単位面積当りのエネルギ
ーは小さく単結晶層の厚さ全体を熔融することは
ないが所望の一定値以上の照射面積、少なくとも
１チツプ内の１デバイス相当の面積、好ましくは
１チツプ相当の照射面積を有するパルスレーザ
を、上記の工程で新たに形成された単結晶層に照
射し、その表層部のみを再び熔融し熔融されない
で残留した単結晶を結晶核として熔融した半導体
をそつて再び単結晶層を形成することを要旨と
し、第２の目的に対しては、ビームスポツトが小
さくエネルギの大きい連続波レーザ照射装置（全
層溶解用レーザ照射装置）と、ビームスポツトが
大きくエネルギの小さいパルスレーザ照射装置
（表層溶解用レーザ照射装置）と、連続波レーザ
照射装置とパルスレーザ照射装置との射出するレ
ーザを切り換える切り換え手段と、連続波レーザ
照射装置とパルスレーザ照射装置との射出するレ
ーザのいずれかを切り換え通過させる光学系と、
ウエーハを載置するＸ―Ｙステージとよりなり、
ビームスポツトの小さい連続波レーザビーム（全
層溶解用ビーム）を非単結晶層上に走査して、微
小領域を逐次溶融の後再凝固して微少な良質の単
結晶領域の連続を形成し、ついで、パルスレーザ
ビーム（表層溶解用レーザ）を照射して微少な良
質の単結晶領域の連続の表層を再溶融の後再凝固
して、表面が平坦であり良質の大面積の単結晶領
域を形成することを可能とするレーザ照射装置を
要旨とし、いづれの手段においても、第二の工程
においてレーザ照射を受け再単結晶化された領域
においては平坦性を良好になすことを特有の効果
とする。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつゝ、本発明に係る一実施
例について、その各工程を、その実施に使用する
装置とともに説明し、本発明の構成と特有の効果
とを明らかにする。
例について、その各工程を、その実施に使用する
装置とともに説明し、本発明の構成と特有の効果
とを明らかにする。
一例として、シリコン（Si）基材上に化学的気
相成長法（以下CVD法という。）等を使用して形
成した二酸化シリコン（SiO2）層上に、CVD法
や蒸着法等を使用して厚さ0.4μm程度に形成され
た多結晶シリコン（Si）層を単結晶シリコン
（Si）層に転化する実施例について説明する。
相成長法（以下CVD法という。）等を使用して形
成した二酸化シリコン（SiO2）層上に、CVD法
や蒸着法等を使用して厚さ0.4μm程度に形成され
た多結晶シリコン（Si）層を単結晶シリコン
（Si）層に転化する実施例について説明する。
キレーザ照射による半導体単結晶層形成方法の実
施に直接使用する装置（特許請求の範囲第２項に
対応）の説明 まず、この実施例の実施に使用する装置の概念
図を第２図に示す。スキヤンの方法として、ウエ
ーハ支持台を移動する方式とレーザビームの照射
方向を変更する方式の２種があるが、機能的には
同様である。図において、１はウエーハ支持台で
あり、前者の方式においては紙面に垂直方向及び
左右方向に移動可動とされており、後者において
は、後述するレーザ全反射プリズム又はミラー
７，８が指向方向変更可能とされている。レーザ
照射の面積は、後述する第１の工程（小スポツト
大エネルギーのCWレーザをもつて全層溶解・再
結晶化する工程）においては小さくし、後述する
第２の工程（大スポツト小エネルギーのパルスレ
ーザをもつて表層のみ溶解・再結晶化する工程）
においては大きくすることが望ましいので、レー
ザビーム収束装置９の収束率は調節可能とされて
いる。２は単結晶化される多結晶シリコン（Si）
層を表面に有するウエーハである。１０は
（CW）アルゴン（Ar）レーザ照射装置でありア
ルゴン（Ar）レーザビーム４を放出し、５はル
ビーレーザを照射するパルスレーザ照射装置であ
りルビーレーザパルスビーム６を放出する。７は
アルゴン（Ar）レーザビーム４用全反射プリズ
ム又はミラーであり、８はルビーレーザビーム６
用全反射プリズム又はミラーである。レーザビー
ムの照射方向を変更してスキヤンする方式におい
てはこれらを調節する。９はレーザビーム収束装
置であり、ルビーレーザ照射装置５の照射面積を
チツプの大きさから１デバイス相当の大きさに調
節するために重要な機能を有する。このようなレ
ーザ照射装置を使用すると、(イ)基板加熱の時間が
不要となり、スループツトが向上し、(ロ)このよう
な装置を使用しなければスループツトを低下しな
いために必須であつた急速加熱によつて不可避的
に発生する基板クラツクの問題がなくなり、(ハ)基
板やビームスポツトの位置合わせが不要となり、
集積度の向上にも寄与する。
施に直接使用する装置（特許請求の範囲第２項に
対応）の説明 まず、この実施例の実施に使用する装置の概念
図を第２図に示す。スキヤンの方法として、ウエ
ーハ支持台を移動する方式とレーザビームの照射
方向を変更する方式の２種があるが、機能的には
同様である。図において、１はウエーハ支持台で
あり、前者の方式においては紙面に垂直方向及び
左右方向に移動可動とされており、後者において
は、後述するレーザ全反射プリズム又はミラー
７，８が指向方向変更可能とされている。レーザ
照射の面積は、後述する第１の工程（小スポツト
大エネルギーのCWレーザをもつて全層溶解・再
結晶化する工程）においては小さくし、後述する
第２の工程（大スポツト小エネルギーのパルスレ
ーザをもつて表層のみ溶解・再結晶化する工程）
においては大きくすることが望ましいので、レー
ザビーム収束装置９の収束率は調節可能とされて
いる。２は単結晶化される多結晶シリコン（Si）
層を表面に有するウエーハである。１０は
（CW）アルゴン（Ar）レーザ照射装置でありア
ルゴン（Ar）レーザビーム４を放出し、５はル
ビーレーザを照射するパルスレーザ照射装置であ
りルビーレーザパルスビーム６を放出する。７は
アルゴン（Ar）レーザビーム４用全反射プリズ
ム又はミラーであり、８はルビーレーザビーム６
用全反射プリズム又はミラーである。レーザビー
ムの照射方向を変更してスキヤンする方式におい
てはこれらを調節する。９はレーザビーム収束装
置であり、ルビーレーザ照射装置５の照射面積を
チツプの大きさから１デバイス相当の大きさに調
節するために重要な機能を有する。このようなレ
ーザ照射装置を使用すると、(イ)基板加熱の時間が
不要となり、スループツトが向上し、(ロ)このよう
な装置を使用しなければスループツトを低下しな
いために必須であつた急速加熱によつて不可避的
に発生する基板クラツクの問題がなくなり、(ハ)基
板やビームスポツトの位置合わせが不要となり、
集積度の向上にも寄与する。
レーザ照射による半導体単結晶層形成方法（特許
請求の範囲第１項に対応）の説明 第１の工程は、シリコン（Si）基板上にCVD
法を用いて形成された二酸化シリコン（SiO2）
層上に更にCVD法等又は蒸着法等を用いて形成
された多結晶シリコン（Si）層に対し、照射面積
は小さい単位面積当りのエネルギーの大きなレー
ザを照射して、照射された領域における多結晶シ
リコン（Si）層を完全に熔融し、その凝固過程に
おいてこれを単結晶シリコン（Si）層に転化する
工程である。この実施例にあつては、第２図に１
０で示す。出力10W、スポツトサイズ100μmφを
有するCWアルゴン（Ar）レーザ照射装置を用
い、シリコン（Si）基板上に形成された二酸化シ
リコン（SiO2）上に厚さ0.4μm程度に多結晶シリ
コン層の形成されたウエーハ２を2.5cm／secのス
キヤンスピードで適当にオーバラツプさせながら
スキヤンし、ほゞ100μmの幅を有する帯状領域に
対し0.4μm程度の厚さ全体を一旦熔融して、二酸
化シリコン（SiO2）を結晶核として単結晶化す
る。この場合、表面は当然第１図の如き波状の凹
凸が出来る。この工程において重要なことは、単
位断面積当り十分に大きなレーザエネルギーを照
射して、多結晶層の厚さ全体を完全に一旦熔融す
ることである。さもないと単結晶化しないからで
ある。
請求の範囲第１項に対応）の説明 第１の工程は、シリコン（Si）基板上にCVD
法を用いて形成された二酸化シリコン（SiO2）
層上に更にCVD法等又は蒸着法等を用いて形成
された多結晶シリコン（Si）層に対し、照射面積
は小さい単位面積当りのエネルギーの大きなレー
ザを照射して、照射された領域における多結晶シ
リコン（Si）層を完全に熔融し、その凝固過程に
おいてこれを単結晶シリコン（Si）層に転化する
工程である。この実施例にあつては、第２図に１
０で示す。出力10W、スポツトサイズ100μmφを
有するCWアルゴン（Ar）レーザ照射装置を用
い、シリコン（Si）基板上に形成された二酸化シ
リコン（SiO2）上に厚さ0.4μm程度に多結晶シリ
コン層の形成されたウエーハ２を2.5cm／secのス
キヤンスピードで適当にオーバラツプさせながら
スキヤンし、ほゞ100μmの幅を有する帯状領域に
対し0.4μm程度の厚さ全体を一旦熔融して、二酸
化シリコン（SiO2）を結晶核として単結晶化す
る。この場合、表面は当然第１図の如き波状の凹
凸が出来る。この工程において重要なことは、単
位断面積当り十分に大きなレーザエネルギーを照
射して、多結晶層の厚さ全体を完全に一旦熔融す
ることである。さもないと単結晶化しないからで
ある。
第２の工程は、単位照射面積が大きく、少なく
とも１デバイス相当、好ましくは１チツプ相当の
照射面積を有するが、単位面積当りのエネルギー
は比較的小さなレーザを照射して、前工程におい
て形成された単結晶層の表層部を再熔融し、熔融
されずに下部に残留した単結晶を結晶核として、
この工程においてレーザの照射された面積に相当
する領域を平坦性の良好な単結晶層に転換する工
程である。この実施例においては、第２図に５で
示す、単位面積当り出力0.1〜２ジユール／cm2、
スポツトサイズ５mmφを有するルビーＱスイツチ
レーザ照射装置を用い、レーザビーム収束装置９
によつてウエーハ上の照射面積を１チツプ相当の
面積に調整し、ウエーハ支持台１を１チツプ幅相
当の長さづゝ移動させるなり、ミラー８を同様に
調整するなりして、適当時間レーザ照射をなし、
単結晶層表面の平坦性改善の目的を達する。
とも１デバイス相当、好ましくは１チツプ相当の
照射面積を有するが、単位面積当りのエネルギー
は比較的小さなレーザを照射して、前工程におい
て形成された単結晶層の表層部を再熔融し、熔融
されずに下部に残留した単結晶を結晶核として、
この工程においてレーザの照射された面積に相当
する領域を平坦性の良好な単結晶層に転換する工
程である。この実施例においては、第２図に５で
示す、単位面積当り出力0.1〜２ジユール／cm2、
スポツトサイズ５mmφを有するルビーＱスイツチ
レーザ照射装置を用い、レーザビーム収束装置９
によつてウエーハ上の照射面積を１チツプ相当の
面積に調整し、ウエーハ支持台１を１チツプ幅相
当の長さづゝ移動させるなり、ミラー８を同様に
調整するなりして、適当時間レーザ照射をなし、
単結晶層表面の平坦性改善の目的を達する。
以上説明せるとおり、本出願の特許請求の範囲
第１項の発明によれば、絶縁物上に形成された半
導体よりなる非単結晶層にレーザを照射してこれ
を非単結晶層に転化する方法において、この工程
を二分割し、前の工程においては平坦性には特別
の注意を払うことなく一旦全面に単結晶層を形成
し、後の工程において所望の単位面積（例えば１
チツプ内の１デバイス形成面積）好ましくは１チ
ツプの面積に相当する単位面積毎の表面の平坦性
を再調整されることとされているので、平坦性が
良好でこれを用いて半導体装置例えば電界効果ト
ランジスタを製作した場合、電子や正孔の移動度
が大きく伝達コンダクタンス等が良好な半導体装
置となる、半導体単結晶層形成方法を提供するこ
とができる。本出願の特許請求の範囲第２項の発
明によれば、小スポツト大エネルギーのCWレー
ザ装置と、大スポツト小エネルギーのパルスレー
ザ装置と、両レーザの切り替え調整手段と、レー
ザ収束手段とスキヤン手段とが設けられており、
単一の装置を使用して、上記の２工程をシーケン
シヤルになすことができ、所望によつては、１ウ
エーハに対して第１の工程を実行した後第２の工
程を実行するのみでなく、各ウエーハの１デバイ
ス相当の領域に対して第１の工程を実行した後そ
の同一の領域に対して第２の工程を実行すること
もできるので、(イ)基板加熱の時間が不要となり、
スループツトが向上し、(ロ)このような装置を使用
しなければスループツトを低下しないために必須
であつた急速加熱によつて不可避的に発生する基
板クラツクの問題がなくなり、(ハ)基板やビームス
ポツトの位置合わせが不要となり、集積度の向上
にも寄与する。
第１項の発明によれば、絶縁物上に形成された半
導体よりなる非単結晶層にレーザを照射してこれ
を非単結晶層に転化する方法において、この工程
を二分割し、前の工程においては平坦性には特別
の注意を払うことなく一旦全面に単結晶層を形成
し、後の工程において所望の単位面積（例えば１
チツプ内の１デバイス形成面積）好ましくは１チ
ツプの面積に相当する単位面積毎の表面の平坦性
を再調整されることとされているので、平坦性が
良好でこれを用いて半導体装置例えば電界効果ト
ランジスタを製作した場合、電子や正孔の移動度
が大きく伝達コンダクタンス等が良好な半導体装
置となる、半導体単結晶層形成方法を提供するこ
とができる。本出願の特許請求の範囲第２項の発
明によれば、小スポツト大エネルギーのCWレー
ザ装置と、大スポツト小エネルギーのパルスレー
ザ装置と、両レーザの切り替え調整手段と、レー
ザ収束手段とスキヤン手段とが設けられており、
単一の装置を使用して、上記の２工程をシーケン
シヤルになすことができ、所望によつては、１ウ
エーハに対して第１の工程を実行した後第２の工
程を実行するのみでなく、各ウエーハの１デバイ
ス相当の領域に対して第１の工程を実行した後そ
の同一の領域に対して第２の工程を実行すること
もできるので、(イ)基板加熱の時間が不要となり、
スループツトが向上し、(ロ)このような装置を使用
しなければスループツトを低下しないために必須
であつた急速加熱によつて不可避的に発生する基
板クラツクの問題がなくなり、(ハ)基板やビームス
ポツトの位置合わせが不要となり、集積度の向上
にも寄与する。
なお、上記の説明においては、シリコン（Si）
基板上に形成された二酸化シリコン（SiO2）層
よりなる絶縁物上にシリコン（Si）の単結晶層を
形成する場合を例に挙げてあるが、シリコン
（Si）は１例であり、ゲルマニウム（Ge）を含む
他の単体半導体は勿論、化合物半導体に対しても
適用可能であり、又、その上に半導体単結晶層が
形成される絶縁物もその上に堆積される半導体と
結晶格子定数が近似しているかぎり全く自由であ
り、人造的なものにかぎらず、石英、長石、尖晶
石や更にはサフアイヤ等の天然物でもさしつかえ
ない。
基板上に形成された二酸化シリコン（SiO2）層
よりなる絶縁物上にシリコン（Si）の単結晶層を
形成する場合を例に挙げてあるが、シリコン
（Si）は１例であり、ゲルマニウム（Ge）を含む
他の単体半導体は勿論、化合物半導体に対しても
適用可能であり、又、その上に半導体単結晶層が
形成される絶縁物もその上に堆積される半導体と
結晶格子定数が近似しているかぎり全く自由であ
り、人造的なものにかぎらず、石英、長石、尖晶
石や更にはサフアイヤ等の天然物でもさしつかえ
ない。
第１図は従来技術における欠点を示す説明図で
あり、第２図は本発明の実施に使用する装置の概
念図である。
あり、第２図は本発明の実施に使用する装置の概
念図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体よりなる非単結晶層にレーザを照射し
て該半導体を溶融した後、凝固させて前記半導体
よりなる非単結晶層を単結晶層に転化してなすレ
ーザ照射による半導体単結晶層形成方法におい
て、 前記非単結晶層の最下部まで十分に溶融するエ
ネルギを有する連続波レーザビームスポツトを該
非単結晶層上に次々とオーバラツプするようにス
キヤンしながら照射し、該非単結晶層の厚さ全体
を溶融した後、凝固させて単結晶化する工程と、 少なくとも１チツプ内の１デバイス相当の面積
に一度にパルスレーザビームを照射し、該単結晶
層の表層部を再溶融した後、再凝固させて、該単
結晶層表面の平坦化を行う ことを特徴とするレーザ照射による半導体単結晶
層形成方法。 ２ ビームスポツトが小さく、エネルギの大きい
連続波レーザ照射装置１０と、ビームスポツトが
大きく、エネルギの小さいパルスレーザ照射装置
５と、前記連続波レーザ照射装置１０と前記パル
スレーザ照射装置５との射出するレーザを切り換
える切り換え手段７，８と、前記連続波レーザ照
射装置１０とパルスレーザ照射装置５との射出す
るレーザのいずれかを切り換え通過させる光学系
９と、 ウエハーを載置するＸ―Ｙステージ１とよりな
り、 前記ビームスポツトの小さい連続波レーザビー
ムを非単結晶層上に走査して、微小領域を逐次溶
融の後再凝固して微少な良質の単結晶領域の連続
を形成し、ついで、前記パルスレーザビームを照
射して前記微少な良質の単結晶領域の連続の表層
を再溶融の後再凝固して、表面が平坦であり良質
の大面積の単結晶領域を形成する ことを特徴とするレーザ照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12156780A JPS5745921A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | Forming method for semiconductor single crystal layer formed with laser irradiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12156780A JPS5745921A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | Forming method for semiconductor single crystal layer formed with laser irradiation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5745921A JPS5745921A (en) | 1982-03-16 |
| JPH0113209B2 true JPH0113209B2 (ja) | 1989-03-03 |
Family
ID=14814423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12156780A Granted JPS5745921A (en) | 1980-09-02 | 1980-09-02 | Forming method for semiconductor single crystal layer formed with laser irradiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5745921A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5753542A (en) * | 1985-08-02 | 1998-05-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for crystallizing semiconductor material without exposing it to air |
| JPS6247115A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5496768A (en) * | 1993-12-03 | 1996-03-05 | Casio Computer Co., Ltd. | Method of manufacturing polycrystalline silicon thin film |
| JP2004055771A (ja) * | 2002-07-18 | 2004-02-19 | Nec Lcd Technologies Ltd | 半導体薄膜の製造方法及びレーザ照射装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52115681A (en) * | 1975-12-10 | 1977-09-28 | Shii Shii Fuan Jiyon | Method of improving crystallinity of semiconductor coating by scanning laser beam |
-
1980
- 1980-09-02 JP JP12156780A patent/JPS5745921A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52115681A (en) * | 1975-12-10 | 1977-09-28 | Shii Shii Fuan Jiyon | Method of improving crystallinity of semiconductor coating by scanning laser beam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5745921A (en) | 1982-03-16 |
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