JPH02188499A - 結晶粒径の大きい多結晶シリコン膜の製法 - Google Patents
結晶粒径の大きい多結晶シリコン膜の製法Info
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Landscapes
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Thin Film Transistor (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】
〔技術分野〕
本発明は、薄膜半導体として使用することのできる結晶
粒径の大きいＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜の製法に関する。
粒径の大きいＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜の製法に関する。
Ｐ ｏｌｙ−Ｓ ｉを活性層とするＴＰＴでは結晶粒径
が大きい程、キャリア移動度が大きくなり、高速駆動回
路を形成するのに適していることがわかったが１通常得
られるＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉの結晶粒径は０．０５μｍ程
度でありこれをＴＰＴとしたときの移動度は１０〜２０
ｃＩｌ１２／■Ｓである。
が大きい程、キャリア移動度が大きくなり、高速駆動回
路を形成するのに適していることがわかったが１通常得
られるＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉの結晶粒径は０．０５μｍ程
度でありこれをＴＰＴとしたときの移動度は１０〜２０
ｃＩｌ１２／■Ｓである。
絶縁基板上に均一に大粒径Ｐ ｏｌｙ−Ｓ Ｌ膜を作製
する方法として、アモルファス５ｉｌｌからの固相結晶
化法がある。従来、このアモルファスＳｉ膜の作製方法
として ａ）ＬＰ−ＣＶＤ法による低温製膜 ｂ）Ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜のＳｉイオン注入による非晶質化 Ｃ）真空蒸着法 等がある〔応物（秋／１９８７年）予稿集１９Ｐ−Ｑ−
１９、同１８Ｐ−Ｌ−３１。
する方法として、アモルファス５ｉｌｌからの固相結晶
化法がある。従来、このアモルファスＳｉ膜の作製方法
として ａ）ＬＰ−ＣＶＤ法による低温製膜 ｂ）Ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜のＳｉイオン注入による非晶質化 Ｃ）真空蒸着法 等がある〔応物（秋／１９８７年）予稿集１９Ｐ−Ｑ−
１９、同１８Ｐ−Ｌ−３１。
これらの方法で得たアモルファスＳｉ膜を固相結晶化さ
せた場合、膜中の結晶核密度が低い程、結晶粒径が大き
くなる。しかしながらこれらの方法を用いた場合の結晶
粒径は最大でも１０μｍ程度である。
せた場合、膜中の結晶核密度が低い程、結晶粒径が大き
くなる。しかしながらこれらの方法を用いた場合の結晶
粒径は最大でも１０μｍ程度である。
一方、レーザーや電子ビーム等を用いてＰｏ１ｙ−５ｉ
を溶融再結晶化させて大粒径化を計る方法も開発中であ
るが、大面積を均一に処理することが難しいという欠点
がある。
を溶融再結晶化させて大粒径化を計る方法も開発中であ
るが、大面積を均一に処理することが難しいという欠点
がある。
本発明の目的は、結晶粒径の大きいＰ ｏｌｙ−Ｓｉ膜
を製造する点にある。
を製造する点にある。
本発明は、絶縁基板上に種結晶を作製する工程と、その
上にアモルファスＳｉ層を形成し前記種結晶から固相再
結晶化させる工程よりなることを特徴とする結晶粒径の
大きいＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜を製造する方法に関する。
上にアモルファスＳｉ層を形成し前記種結晶から固相再
結晶化させる工程よりなることを特徴とする結晶粒径の
大きいＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜を製造する方法に関する。
種結晶の作製には、あらかじめＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜を
形成した後、レーザーや電子ビームを所定スポットに入
射させ溶融再結晶化させて結晶粒径の大きいＰ ｏｌｙ
−Ｓ Ｌをスポット状に形成し、フォトリソグラフィー
によって種結晶領域のみを残す方法を用いることができ
る。又、アモルファスＳｉ膜からの固層再結晶化によっ
て結晶粒径の大きなＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜を作製した後
、同様に種結晶となる領域をフォトリゾグラフィーによ
って形成しても良い。フォトリソグラフィー以外にピッ
トエッチ液を用いても良い。また他の方法、例えばイオ
ン注入を用いる方法によっても種結晶を形成しうるが、
最終的に必要なＰｏ１ｙ−Ｓ ｉ膜の粒径によって種結
晶の作製方法、種結晶間隔等の条件を選択すれば良い。
形成した後、レーザーや電子ビームを所定スポットに入
射させ溶融再結晶化させて結晶粒径の大きいＰ ｏｌｙ
−Ｓ Ｌをスポット状に形成し、フォトリソグラフィー
によって種結晶領域のみを残す方法を用いることができ
る。又、アモルファスＳｉ膜からの固層再結晶化によっ
て結晶粒径の大きなＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜を作製した後
、同様に種結晶となる領域をフォトリゾグラフィーによ
って形成しても良い。フォトリソグラフィー以外にピッ
トエッチ液を用いても良い。また他の方法、例えばイオ
ン注入を用いる方法によっても種結晶を形成しうるが、
最終的に必要なＰｏ１ｙ−Ｓ ｉ膜の粒径によって種結
晶の作製方法、種結晶間隔等の条件を選択すれば良い。
種結晶の大きさは、レーザや電子ビームで溶融再結晶化
させて作った場合１〜１００μｍ、固相再結晶化による
場合は０．１〜１．０μｍであり、種結晶の間隔は５０
〜３００μｍ程度が好ましい。この間隔が狭いと種結晶
から成長する結晶の長さが短かくなる。
させて作った場合１〜１００μｍ、固相再結晶化による
場合は０．１〜１．０μｍであり、種結晶の間隔は５０
〜３００μｍ程度が好ましい。この間隔が狭いと種結晶
から成長する結晶の長さが短かくなる。
以上の方法によって得られた種結晶を有する絶縁基板に
アモルファスＳｉ膜を積層し１種結晶からの固層結晶化
をさせる。
アモルファスＳｉ膜を積層し１種結晶からの固層結晶化
をさせる。
アモルファスＳｉ膜は、スパッタリング、真空蒸着、プ
ラス？ＣＶＤ、ＬＰ−ＣＶＤ等によって得られるが膜中
に○、Ｎ、Ｃ等の結晶成長を阻害する元素がより少ない
ことが望ましく例えば、超高真空下での電子ビーム蒸着
によって得られた膜を使用するのが望ましい。
ラス？ＣＶＤ、ＬＰ−ＣＶＤ等によって得られるが膜中
に○、Ｎ、Ｃ等の結晶成長を阻害する元素がより少ない
ことが望ましく例えば、超高真空下での電子ビーム蒸着
によって得られた膜を使用するのが望ましい。
固層結晶化は（結晶核の生成速度）よりも（結晶成長速
度）が大きくなる条件（例えば６００℃以下の温度）に
留意すればよい。
度）が大きくなる条件（例えば６００℃以下の温度）に
留意すればよい。
結晶粒径の測定は、ピットエツチング後、ＳＥＭを用い
て行った。
て行った。
絶縁基板としては、石英、耐熱ガラスをはじめ、公知の
ものはいずれも使用できる。
ものはいずれも使用できる。
実施例１（第１図参照）
石英基板１上にＬＰ−ＣＶＤ法（６３０℃、 ０．１２
ｔｏｒｒ、 Ｓ ｉＨ４１５０ＳＣＣＭ）によってＰ
ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜２（膜厚１０００人）を形成した後、
表面カバー用のＳｉｎ、膜３（膜厚４０００人 ＬＰ−
ＣＶＤ法）を形成しく第１図ａ）、所定スポットにＡｒ
レーザーを照射して大粒径Ｐｏ１ｙ−５ｉをスポット状
に形成する。Ａｒレーザーはパワー１ 、２Ｗ／ｃｍ”
ビーム径０．１ｍｍφのものであり、約５０μｍφの単
結晶Ｓｉ１’が形成できる。
ｔｏｒｒ、 Ｓ ｉＨ４１５０ＳＣＣＭ）によってＰ
ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜２（膜厚１０００人）を形成した後、
表面カバー用のＳｉｎ、膜３（膜厚４０００人 ＬＰ−
ＣＶＤ法）を形成しく第１図ａ）、所定スポットにＡｒ
レーザーを照射して大粒径Ｐｏ１ｙ−５ｉをスポット状
に形成する。Ａｒレーザーはパワー１ 、２Ｗ／ｃｍ”
ビーム径０．１ｍｍφのものであり、約５０μｍφの単
結晶Ｓｉ１’が形成できる。
この後１表面カバー用のＳｉＯ□膜を除去してピットエ
ッチ法によって種結晶１′を残す。種結晶の間隔は２０
０μｍである（第１図ｂ）。
ッチ法によって種結晶１′を残す。種結晶の間隔は２０
０μｍである（第１図ｂ）。
この後、真空蒸着法によってアモルファスＳｉ膜４を形
成する。製膜条件は（圧力５Ｘ１０−［′ｔｏｒｒ ４
００℃膜厚５０００人）であり、電子ビームによってＳ
ｉを加熱蒸発させて製膜させる（第１図Ｃ）。
成する。製膜条件は（圧力５Ｘ１０−［′ｔｏｒｒ ４
００℃膜厚５０００人）であり、電子ビームによってＳ
ｉを加熱蒸発させて製膜させる（第１図Ｃ）。
そして、５７０℃１２０時間のアニール（Ｎ２雰囲気中
）を行ないＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉを得る。第１表は、この
種結晶を用いて得られたＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉと、種結晶
を用いないで得られたＰｏ１ｙ−３ｉの結晶粒径をＳＥ
Ｍによって調べた結果である。種結晶を用いた場合の方
が大幅に粒径が増大していることが判る。
）を行ないＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉを得る。第１表は、この
種結晶を用いて得られたＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉと、種結晶
を用いないで得られたＰｏ１ｙ−３ｉの結晶粒径をＳＥ
Ｍによって調べた結果である。種結晶を用いた場合の方
が大幅に粒径が増大していることが判る。
第１表
実施例２
実施例１の第１表に示した二種のＰ ｏｌｙ−Ｓ ｉ膜
を用い、通常のＩＣプロセスによってＮ ｃｈ−ＭＯＳ
トランジスター（Ｎｃｈ−Ｔ Ｐ Ｔ）を作製した。第
２表はトランジスターの移動度を示すものである。種結
晶を用いた場合の方が大幅に移動度が増加している。
を用い、通常のＩＣプロセスによってＮ ｃｈ−ＭＯＳ
トランジスター（Ｎｃｈ−Ｔ Ｐ Ｔ）を作製した。第
２表はトランジスターの移動度を示すものである。種結
晶を用いた場合の方が大幅に移動度が増加している。
４・・・アモルファスＳｉ膜
Claims (1)
- １、絶縁基板上に種結晶を作製する工程と、その上にア
モルファスシリコン層を形成し前記種結晶から固相再結
晶化させる工程よりなることを特徴とする結晶粒径の大
きい多結晶シリコン（以下Ｐｏｌｙ−Ｓｉという）膜を
製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP643589A JPH02188499A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 結晶粒径の大きい多結晶シリコン膜の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP643589A JPH02188499A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 結晶粒径の大きい多結晶シリコン膜の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188499A true JPH02188499A (ja) | 1990-07-24 |
Family
ID=11638318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP643589A Pending JPH02188499A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 結晶粒径の大きい多結晶シリコン膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02188499A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933451A1 (en) * | 1998-01-29 | 1999-08-04 | Nissin Electric Co., Ltd. | Film forming apparatus and method of forming a crystalline silicon film |
| EP1369507A1 (en) * | 2002-06-05 | 2003-12-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of crystallizing amorphous silicon using nanoparticles |
| US6933182B1 (en) | 1995-04-20 | 2005-08-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device and manufacturing system thereof |
| CN1333447C (zh) * | 2003-08-29 | 2007-08-22 | 友达光电股份有限公司 | 形成多晶硅层及多晶硅薄膜晶体管的方法 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP643589A patent/JPH02188499A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6933182B1 (en) | 1995-04-20 | 2005-08-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device and manufacturing system thereof |
| US7569440B2 (en) | 1995-04-20 | 2009-08-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device and manufacturing system thereof |
| EP0933451A1 (en) * | 1998-01-29 | 1999-08-04 | Nissin Electric Co., Ltd. | Film forming apparatus and method of forming a crystalline silicon film |
| EP1369507A1 (en) * | 2002-06-05 | 2003-12-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of crystallizing amorphous silicon using nanoparticles |
| US7288294B2 (en) | 2002-06-05 | 2007-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of crystallizing amorphous silicon using nanoparticles |
| CN1333447C (zh) * | 2003-08-29 | 2007-08-22 | 友达光电股份有限公司 | 形成多晶硅层及多晶硅薄膜晶体管的方法 |
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