JPH02299222A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
成する技術に関し、特に基板に熱による変形を起こさな
いようにしてこのような単結晶層を得るようにした半導
体装置の製造方法に関する。
、酸化物の絶縁膜上に1#積させた多結晶シリコンti
llをエネルギービームによって融解し、単結晶化する
方法が知られていた。
するため、一度に大面積を溶解再結晶化することが有効
である。しかし°、大面積を一度に溶かすと熱歪も大き
くなり、半導体単結晶層を形成した後基板の変形が起っ
てしまうものであっlζ。
について第4図を参照して説明する。
図である。図において、20は上面に婢い二酸化珪素(
Si 02 )yA21を形成したシリ」ン半導体基板
、22は5i02膜21上に堆積させたシリコンの非晶
質膜である。この基板20に対しC1電子ビーム、イオ
ンビームあるいはレーザービーム等のエネルギービーム
23を走査して照射し、非晶質シリコン膜22を溶融さ
せ基板を種として再結晶化することにより、半導体中結
晶膜を得る。
っては、大面積を一度に溶かすために、強いエネルギー
ビーム23を微細な領域に照射するため、非晶質膜21
を含むI#i20が局在的に強く加熱され、基板に極端
な温度勾配を生じる。
製品化工大ぎな問題となる。なお24は熱歪みの等高線
を概念的に示したものである。
)に示すように、基板20を裏面からヒーター25によ
って加熱し、基板20全体の湿度を上げてビーム23に
よる熱の局在的な集中を和らげる方法も考えられている
。しかしながら、この方法では図示するように熱歪み2
4は比較的緩かな勾配を取るようになるが、実用上問題
がない程a基板の熱変形を減少させるには、いまだ十分
でない。
の目的は、単結晶膜を液相成長により形成する過程で基
板にほとんど熱歪みが生じないようにして、製造後の基
板の変形を実用上問題がない程度に減少させることがで
きる半導体装置の製造方法を提供することである。
の製造方法は、シリコン基板上に絶縁膜と非晶質シリコ
ン膜を層状に形成する工程と、上記シリコン基板の裏面
にそれぞれ所定の融点を有Jるインジウム−Pt合金お
よびインジウム−Pd合金の内の1つから成る熱伝導性
に優れた接着層を介在させて金属板をはりつける工程と
、上記所定の融点以上の温度で上記接触層を予備加熱し
て上記接S層を溶解させる工程と、」上記接着層がその
融点以下の温度となる様に上記シリコン基板上の非晶質
シリコン膜に対してエネルギービームを照射し液相成長
によってこの非晶質シリコン膜を結晶化しシリコンの単
結晶膜を得る工程、 とを有している。
板とを溶解状態の熱伝導性のよい接着層を介してはりつ
け、上記接着層が固体状態において、上記シリコン基板
上にエネルギービームを照射する様にしている。従って
、基板に局在して発生した熱は、上記接着層を介しては
りつけられた金属板を通じて速やかに周囲に拡散される
。そのため、熱が基板の1点に集中するのが防止され、
また全体として速やかに放熱が行われるので基板の温度
上昇を抑える結果となる。これによって、エネルギービ
ームの照射による基板の熱歪みの発生は効果的に減少し
て実用上問題とならない程度となるので、基板変形が抑
えられる。
接着層は同相状態となっているため、上記シリコン基板
は、上記接着層によって一定形状に保持されている。従
って、上記シリコン基板の変形はさらに抑えられるもの
である。
シリコン基板にエネルギービームを照射しなから液相成
長を行っている状態を示したものである。図示するよう
にこの方法では、先ず例えば(100)方位のl11結
晶シリコン基板101にCV[)法によって2.0μI
II厚の二酸化珪素ll!11を形成し、さらに多結晶
シリコンの再結晶時の核となる部分としてこの=1!I
化珪索膜11の一部分を選択的にエツチングして開口部
12を形成する。なおこのエツチングにはフッ化アンモ
ニウム水溶液を用いた。次に開口部12を含む二酸化珪
素膜11の上部全面に、シラン(Si H4)の熱分解
を利用したCvO法によって0.8μ+e厚さの多結晶
シリコン膜13を堆積した後、ざらにCVO法により厚
さ0.5ffiIllの二酸化II*(SiO2)膜1
8を堆積する。
リコン股13とを層状構造に形成した侵、シリコン基板
10の裏面にタングステン板属板14をインジウム−P
L合金あるいは、インジウム−Pd合金から成る接着層
15を介在させて貼り付ける。上記インジウム−P(合
金は、インジウムの割合が65〜75%となっており、
融点が894℃である。また、上記インジウム−Pd合
金は、インジウムのv1合が68〜78%となっており
、融点は、800℃である。
00℃に加熱し、上記接着層15を溶解させる。
の温度として、固体状態とする。従って、上記基板10
と接着層15とタングステン板14とは楊めて、よく密
着し、熱伝導性がより向上づる。
に示ずように電子ビーム16を矢印の方向に走査して照
射すると、多結晶シリコン膜13は加熱された部分から
融解し、再結晶化し、単結晶シリコン膜が得られる。こ
こで、上記を子ビームの照射は、上記接着層15が75
0℃以下の固体状態となる様に行なわれる。このとき電
子ビーム16の照射部分にはかなりの熱が発生し、熱歪
み17が発生するが、この実施例の゛方法によれば、基
板10の裏面に接着層15を介してタングステン板14
がV!i肴性よく貼り付けであるので、熱はこれら両層
を介して周囲に速やかに伝達され、熱の1点への集中を
防ぐと共に、外部へも放熱して基板の温度上界を抑える
。そして、上記基板10は、上記固体状態の接着層15
によって一定形状に保持されている。そのため、基板1
0に生じる熱歪みは実用上問題とならない程度に減少し
、シリコン基板の変形が殆どない半導体層を得ることが
できる。また発明者らの実験では、開口部から横方向エ
ピタキシャル成長を継続して行うことが可能であった。
セーナルオブアプライドフィジックス誌(J 、 A
ppl、phys、 ) 59巻(1986)2971
頁に記載のハマサキ(T、 Hasasaki )等に
よる論文に示された方法を用いた。即ち、5<)MH7
の振幅変調した正弦波により半値幅約150μlのスポ
ットビームを一方向に高速偏向して、長さ約10amに
擬似的に線状化した電子ビームを得た。またこのビーム
の振幅変調には、周波数10OKI−IZで線状化ビー
ムの長さ方向の強度分布を均一化するために、計碑機制
御された波形を持つ変調波を用いた。このようにして線
状化されたビームをビーム加速電圧10KV、ビーム電
流12層A、走査速度100111/Sで、線状化ビー
ムと直角な方向に走査した。
.18、非晶質シリコン膜13を形成し、さらに基板1
0の裏面に接着層15を介在させてタングステン板14
を貼り句ける点では、上記第1図に示した方法と全く同
じであるが、この方法ではざらに基板10の裏面下側か
らヒーター17によって基板10全体を加熱しながら試
料面への電子ビームの走査を行って液相成長による単結
晶膜を形成することを′vf@とじている。この方法に
よれば、タングステン板14を介して基板10が全体に
加熱され、そのために吊子ビームの照射による基板の温
度勾配がより緩かなものとなり、熱歪みの発生がざらに
緩和される。したがってシリコン基板の熱による変形が
殆どない半導体装置の単結晶膜を得ることができる。な
J3電子ヒームの照射方法は、上述した第1図の方法と
同じものを利用することができる。
ェハの反りの関係を示したグラフである。
として電子ビームの線状化の長さをとり、縦釉にシリコ
ン基板の変形の程度を示すものとしてウェハの反りの程
度をとっている。また、グラフ中、曲線Aは従来法にお
けるウェハの変形の程度を示し、曲JIIBはこの発明
の方法によるシリ」ンウエハの変形の程度を示ずもので
ある。このグラフより明らかなように、この発明の方法
によるシリコンウェハでは同じ加熱領域に対してその変
形の度合いが従来法によるものよりも大幅に改善されて
おり、特に線状化の長さ5am以上でシリコン基板の変
形を実用上問題がない範囲に抑えながら単結晶化を行う
ことが可能となった。
あるいはレニウムを用いても、上述の実施例と同様の効
果を得ることができた。ざらに上述の2例の実施例では
、酸化物絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成しこれを非
晶質化しているが、酸化物絶縁膜上に直接非晶質シリコ
ンを堆積させても良いことは勿論である。また、この発
明の方法はエルギービームとして電子ビーム、イオンビ
ーム、レーザービーム等を用いる場合にすべて適用する
ことができるが、接着層材料としてインジウム合金を用
いると電子ビーム照射に対して特に有効である。これは
インジウム合金の輿空中での蒸気圧が低いため、高真空
を要する電子ビーム照射に対してもその真空度を損う恐
れが無いためである。
法によれば、基板の1点に集中して発生した熱を速やか
に周囲に逃がしながらエネルギービームの利用による液
相成長を行って単結晶膜を得ることができるので、製造
後の基板に熱歪みによる変形をほとんど生じることがな
い。したがって変形のほとんどない基板を有する優れた
半導体装置を得ることができる。
略図、 第2図はこの発明の他の実施例の方法を説明するための
概略図、 第3図はエネルギービームによる加熱領域の大きさと基
板(ウェハ)の変形の程度を示すグラフ、第4図は従来
の製造方法を示す概略図である。 10・・・半4体基板 11.18・・・酸化物絶縁膜 13・・・Jト品質シリコン膜 14・・・タングステン板 15・・・インジウム合金層(接着層)16・・・電子
ビーム
Claims (2)
- (1)シリコン基板表面に絶縁膜を介して非晶質シリコ
ン膜を形成する工程と、 上記シリコン基板の裏面に所定の融点を有するインジウ
ム−Pt合金又はインジウム−Pd合金の接着層を介し
て金属板をはりつける工程と、上記所定の融点以上の温
度で上記接着層を予備加熱して上記接着層を溶解させる
工程と、 上記接着層が、その融点以下の温度となる様に上記シリ
コン基板上の非晶質シリコン膜に対してエネルギービー
ムを照射し液相成長によつてこの非晶質シリコン膜を結
晶化しシリコンの単結晶膜を得る工程、 とからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - (2)上記インジウム−Pt合金は、インジウムの割合
が65〜75%であり、上記インジウム−Pd合金は、
インジウムの割合が68〜78%であることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
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JP12015089A JP2703334B2 (ja) | 1989-05-13 | 1989-05-13 | 半導体装置の製造方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02299222A true JPH02299222A (ja) | 1990-12-11 |
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JP12015089A Expired - Lifetime JP2703334B2 (ja) | 1989-05-13 | 1989-05-13 | 半導体装置の製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004140399A (ja) * | 2003-12-24 | 2004-05-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜トランジスタの作製方法 |
US7473622B2 (en) * | 1999-08-13 | 2009-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser annealing method and manufacturing method of a semiconductor device |
-
1989
- 1989-05-13 JP JP12015089A patent/JP2703334B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7473622B2 (en) * | 1999-08-13 | 2009-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser annealing method and manufacturing method of a semiconductor device |
JP2004140399A (ja) * | 2003-12-24 | 2004-05-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜トランジスタの作製方法 |
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Publication number | Publication date |
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JP2703334B2 (ja) | 1998-01-26 |
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