JPH02143414A - 単結晶膜の形成方法 - Google Patents
単結晶膜の形成方法Info
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- JPH02143414A JPH02143414A JP29477488A JP29477488A JPH02143414A JP H02143414 A JPH02143414 A JP H02143414A JP 29477488 A JP29477488 A JP 29477488A JP 29477488 A JP29477488 A JP 29477488A JP H02143414 A JPH02143414 A JP H02143414A
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- Pending
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体デバイス等を形成するための半導体膜
の製造方法に適した単結晶膜の形成方法に関し、特に矩
形の溝を利用して結晶方位のｈＶ４つた半導体膜を製造
するグラフオエピタキシ法の改良に関する。 【従来の技術】 従来から、ガラス基板等の基板上に結晶方位の揃った半
導体膜を形成する方法として、基板上に形成した溝の形
状を用いるグラフオエピタキシ法である。 該基板」二の半導体膜をレーザーアニール、ゾーンメル
ティング等の方法で、結晶化させると、該基板の溝の形
状で決定される結晶方位を有する結晶が成長する。満２
の形状として矩形を用いた場合には、基板面に平行な（
１００）面を持ち、溝方向に平行なく １００＞方向を
持った半導体膜が、？：ζ２の角８１（３を結晶核とし
てグラフオエピタキシャル成長することが知られている
。 く例えばＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、ＬｅｔＬ、３５．７
１ （１９７９）、特開昭５８−１９００９９） 【発明が解決しようとする課８】 上記グラフオエピタキシャル成長においては、角部３以
外の結晶核から成長した結晶は、特定の方位を持たない
ので、角部３からの結晶成長のみが起きる必要がある。 しかしながら、従来のグラフオエピタキシ法では、角部
３以外からの結晶成長を抑えることは困難であり、した
がって、作製された半導体Ｍ４は、結晶方位が揃ってい
ない。 位の揃った結晶であるが、溝角部以外で成長した結晶の
間には方位の一致はない、 （第１図ａ）この半導体膜
７に、例えば基板に垂直な方向からイオン注入を行うと
、１１人電圧によっては、角部３にのみイオン注入によ
る損傷を受けない領域を残すことができる。また、イオ
ン注入量を増やすことによって、イオン注入による損傷
を受けた半導たものであって、矩形の溝を多数設けた非
晶質基板表面に堆積した被膜を、該矩形の溝の形状で決
定される結晶方位を有する単結晶に結晶化させる単結晶
膜の形成方法において、該単結晶化の前または途中の被
膜にイオン注入を行うことを特徴とする単結晶膜の形成
方法である。 基板形状に対して等方向に成膜できる成膜法を用いて、
溝付き基板上に半導体ＬＷ４等の被膜（以後半導体膜と
称する）を成膜すると、溝角部の膜厚５と角部以外の膜
厚６とでは溝深さと同じだけの差が生じる。この半導体
膜で、グラフオエピタキシャル成長を行う、溝角部で成
長した結晶は方相成長を行えれば、従来に較べて結晶方
位が揃った結晶膜を得ることができる。 結晶粒が角部３にのみ残留する状態にした後、例えば固
相成長の温度として、結晶核生成よりも結晶成長の方が
優先である温度を選べば、固相成長の結果得られる半導
体膜１０は角部３での種結晶９と同じ方位を持つ単結晶
となる。 （第１図Ｃ）半導体膜に注入するイオンとし
ては、半導体膜の結晶性や特性に悪影響をおよぼさない
ものであれば使用でき、ＳＩ半導体の場合にはＳｔ、Ｐ
等のイオンが例示できる。 本発明に使用できる非晶質基板としては、グラフオエピ
タキシャル成長の面から、従来と同様、幅０． Ｏｆ
〜１ｕｍ、 深さ３ｎｍ 〜１μｍの溝を０．０１
〜１８ｍの間隔で設けておくことが望ましい、また基板
の材質としては、ガラス等の非晶Ｚ’ｌ基板や、表面に
非晶質膜を被覆した基板等が例示できるが、ガラス基板
を用いることが、経済的にも、耐久的にも好ましい。 本発明に使用できる半導体腋成股法は、表面反応を利用
した成膜法であればよい。 【実施例】 ＠！ （Ｌ ５ ｕ 【ｎ＋ 深さ０．１μｍ、
間隔０．５μｒｎの溝を持った半導体用ガラス基板上
に膜厚０゜ＩＢｒｎのアモルファスＳ ｒ ｔｔ常圧Ｃ
ＶＤ法により成膜した。まず、Ｓｉイオンの注入によっ
て５１膜中の微結晶な１ｉｌＩｉ壊して、完全にアモル
ファスとした。イオン注入条件は、 １回目は加速電圧
１４０ｋＶ、 注入ｆｉｌＥ３ｘ １０”ａｍ−２，
２回目は加速電圧００ ｋ Ｖ、 注入ｍ ６ Ｘ
１０ ”ｃ ｒｎ−’とした。 イオン注入は、基板面に垂直に行った。１回目のイオン
注入で溝角部の微結晶をアモルファスとして、２＠目の
イオン注入で角部以外のｙ＆結晶をアモルファスとした
。このアモルファスＳｉに、７６０℃で１６時間の熱処
理を行い、結晶成長させた。溝角部では方向の揃った結
晶粒が成長し、角部以外では方向の揃っていない結晶粒
が成長する。 次に、角部以外の結晶核から成長した方向の揃ってない
結晶の成長を抑えるためにＳｉのイオン注入を行った。 イオン注入条件は、加速電圧８ｏ１（Ｖ、注入ｆｆ１６
Ｘ １０”ｃｔｎ−２とした。イオン注入は、基板面に
垂直に行った。この注入条件では、溝角部を除いたＳｉ
膜中の結晶は再びアモルファスとなり、溝角部で発生し
た結晶のみが残される。 次に、６５０℃で２０時間熱処理を行い、満角部での結
晶な種結晶として固相成長させた。 本実施例により溝付き基板上に作製した半導体膜は良好
な結晶面を有し、特性の良好な半導体膜であった。 上記実施例においては、溝角部を除いたＳｉ膜中の結晶
をアモルファス化するイオン注入操作を結晶化処理の間
に挿入する方法を用いているが、本発明は上記に限らず
、例＾ば初期の結晶化の操作中に同時にイオン注入操作
を行い、その後イオン注入を中止して結晶化を続ける等
の方法によっても実施できる。 また、上記イオン注入は、半導体膜内の不要な結晶を完
全にアモルファス化する様な条件で行っているが、本発
明は上記に限らず、例えば不要な結晶の一部がアモルフ
ァス化する様な条件で行っても、本発明の効果がある程
度用れるのでかまわない。 また、イオン注入の角度は、上記実施例の様に基板に対
して直角とすることが好ましいが、上記に限らず、ある
程度の角度を有する様に注入してもかまわない。 【発明の効果】 本発明によれば、溝角部で発生した結晶のみが成長を続
けることができるため、ガラス等の基板上に結晶方位の
そろった結晶膜、望ましくは結晶面の単一な股を得るこ
とができる。
の製造方法に適した単結晶膜の形成方法に関し、特に矩
形の溝を利用して結晶方位のｈＶ４つた半導体膜を製造
するグラフオエピタキシ法の改良に関する。 【従来の技術】 従来から、ガラス基板等の基板上に結晶方位の揃った半
導体膜を形成する方法として、基板上に形成した溝の形
状を用いるグラフオエピタキシ法である。 該基板」二の半導体膜をレーザーアニール、ゾーンメル
ティング等の方法で、結晶化させると、該基板の溝の形
状で決定される結晶方位を有する結晶が成長する。満２
の形状として矩形を用いた場合には、基板面に平行な（
１００）面を持ち、溝方向に平行なく １００＞方向を
持った半導体膜が、？：ζ２の角８１（３を結晶核とし
てグラフオエピタキシャル成長することが知られている
。 く例えばＡｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、ＬｅｔＬ、３５．７
１ （１９７９）、特開昭５８−１９００９９） 【発明が解決しようとする課８】 上記グラフオエピタキシャル成長においては、角部３以
外の結晶核から成長した結晶は、特定の方位を持たない
ので、角部３からの結晶成長のみが起きる必要がある。 しかしながら、従来のグラフオエピタキシ法では、角部
３以外からの結晶成長を抑えることは困難であり、した
がって、作製された半導体Ｍ４は、結晶方位が揃ってい
ない。 位の揃った結晶であるが、溝角部以外で成長した結晶の
間には方位の一致はない、 （第１図ａ）この半導体膜
７に、例えば基板に垂直な方向からイオン注入を行うと
、１１人電圧によっては、角部３にのみイオン注入によ
る損傷を受けない領域を残すことができる。また、イオ
ン注入量を増やすことによって、イオン注入による損傷
を受けた半導たものであって、矩形の溝を多数設けた非
晶質基板表面に堆積した被膜を、該矩形の溝の形状で決
定される結晶方位を有する単結晶に結晶化させる単結晶
膜の形成方法において、該単結晶化の前または途中の被
膜にイオン注入を行うことを特徴とする単結晶膜の形成
方法である。 基板形状に対して等方向に成膜できる成膜法を用いて、
溝付き基板上に半導体ＬＷ４等の被膜（以後半導体膜と
称する）を成膜すると、溝角部の膜厚５と角部以外の膜
厚６とでは溝深さと同じだけの差が生じる。この半導体
膜で、グラフオエピタキシャル成長を行う、溝角部で成
長した結晶は方相成長を行えれば、従来に較べて結晶方
位が揃った結晶膜を得ることができる。 結晶粒が角部３にのみ残留する状態にした後、例えば固
相成長の温度として、結晶核生成よりも結晶成長の方が
優先である温度を選べば、固相成長の結果得られる半導
体膜１０は角部３での種結晶９と同じ方位を持つ単結晶
となる。 （第１図Ｃ）半導体膜に注入するイオンとし
ては、半導体膜の結晶性や特性に悪影響をおよぼさない
ものであれば使用でき、ＳＩ半導体の場合にはＳｔ、Ｐ
等のイオンが例示できる。 本発明に使用できる非晶質基板としては、グラフオエピ
タキシャル成長の面から、従来と同様、幅０． Ｏｆ
〜１ｕｍ、 深さ３ｎｍ 〜１μｍの溝を０．０１
〜１８ｍの間隔で設けておくことが望ましい、また基板
の材質としては、ガラス等の非晶Ｚ’ｌ基板や、表面に
非晶質膜を被覆した基板等が例示できるが、ガラス基板
を用いることが、経済的にも、耐久的にも好ましい。 本発明に使用できる半導体腋成股法は、表面反応を利用
した成膜法であればよい。 【実施例】 ＠！ （Ｌ ５ ｕ 【ｎ＋ 深さ０．１μｍ、
間隔０．５μｒｎの溝を持った半導体用ガラス基板上
に膜厚０゜ＩＢｒｎのアモルファスＳ ｒ ｔｔ常圧Ｃ
ＶＤ法により成膜した。まず、Ｓｉイオンの注入によっ
て５１膜中の微結晶な１ｉｌＩｉ壊して、完全にアモル
ファスとした。イオン注入条件は、 １回目は加速電圧
１４０ｋＶ、 注入ｆｉｌＥ３ｘ １０”ａｍ−２，
２回目は加速電圧００ ｋ Ｖ、 注入ｍ ６ Ｘ
１０ ”ｃ ｒｎ−’とした。 イオン注入は、基板面に垂直に行った。１回目のイオン
注入で溝角部の微結晶をアモルファスとして、２＠目の
イオン注入で角部以外のｙ＆結晶をアモルファスとした
。このアモルファスＳｉに、７６０℃で１６時間の熱処
理を行い、結晶成長させた。溝角部では方向の揃った結
晶粒が成長し、角部以外では方向の揃っていない結晶粒
が成長する。 次に、角部以外の結晶核から成長した方向の揃ってない
結晶の成長を抑えるためにＳｉのイオン注入を行った。 イオン注入条件は、加速電圧８ｏ１（Ｖ、注入ｆｆ１６
Ｘ １０”ｃｔｎ−２とした。イオン注入は、基板面に
垂直に行った。この注入条件では、溝角部を除いたＳｉ
膜中の結晶は再びアモルファスとなり、溝角部で発生し
た結晶のみが残される。 次に、６５０℃で２０時間熱処理を行い、満角部での結
晶な種結晶として固相成長させた。 本実施例により溝付き基板上に作製した半導体膜は良好
な結晶面を有し、特性の良好な半導体膜であった。 上記実施例においては、溝角部を除いたＳｉ膜中の結晶
をアモルファス化するイオン注入操作を結晶化処理の間
に挿入する方法を用いているが、本発明は上記に限らず
、例＾ば初期の結晶化の操作中に同時にイオン注入操作
を行い、その後イオン注入を中止して結晶化を続ける等
の方法によっても実施できる。 また、上記イオン注入は、半導体膜内の不要な結晶を完
全にアモルファス化する様な条件で行っているが、本発
明は上記に限らず、例えば不要な結晶の一部がアモルフ
ァス化する様な条件で行っても、本発明の効果がある程
度用れるのでかまわない。 また、イオン注入の角度は、上記実施例の様に基板に対
して直角とすることが好ましいが、上記に限らず、ある
程度の角度を有する様に注入してもかまわない。 【発明の効果】 本発明によれば、溝角部で発生した結晶のみが成長を続
けることができるため、ガラス等の基板上に結晶方位の
そろった結晶膜、望ましくは結晶面の単一な股を得るこ
とができる。
第１図は、実施例の概略を示す工程図、第２図はグラフ
オエピタキシャル法の概略を示す断面図である。
オエピタキシャル法の概略を示す断面図である。
Claims (1)
- （１）矩形の溝を多数設けた非晶質基板表面に堆積した
被膜を、該矩形の溝の形状で決定される結晶方位を有す
る単結晶に結晶化させる単結晶膜の形成方法において、
該単結晶化の前または途中の被膜にイオン注入を行うこ
とを特徴とする単結晶膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29477488A JPH02143414A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 単結晶膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29477488A JPH02143414A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 単結晶膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02143414A true JPH02143414A (ja) | 1990-06-01 |
Family
ID=17812120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29477488A Pending JPH02143414A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 単結晶膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02143414A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5759879A (en) * | 1995-04-10 | 1998-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for forming polycrystalline silicon film and method for fabricating thin-film transistor |
| US6188085B1 (en) | 1993-06-10 | 2001-02-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film transistor and a method of manufacturing thereof |
| US6204518B1 (en) | 1999-01-19 | 2001-03-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | SRAM cell and its fabrication process |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5791518A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-07 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5893229A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | 半導体グラフオエピタキシ−素子の製造方法 |
| JPS6265409A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Sony Corp | 半導体薄膜の形成方法 |
| JPS62102517A (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-13 | Sony Corp | 半導体層の形成方法 |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP29477488A patent/JPH02143414A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5791518A (en) * | 1980-11-28 | 1982-06-07 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5893229A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | 半導体グラフオエピタキシ−素子の製造方法 |
| JPS6265409A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Sony Corp | 半導体薄膜の形成方法 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188085B1 (en) | 1993-06-10 | 2001-02-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film transistor and a method of manufacturing thereof |
| US6255146B1 (en) | 1993-06-10 | 2001-07-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film transistor and a method of manufacturing thereof |
| US5759879A (en) * | 1995-04-10 | 1998-06-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for forming polycrystalline silicon film and method for fabricating thin-film transistor |
| US6204518B1 (en) | 1999-01-19 | 2001-03-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | SRAM cell and its fabrication process |
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