JPH0237713A - 絶縁体上に半導体材料の薄い無欠陥単結晶細条を形成する方法 - Google Patents
絶縁体上に半導体材料の薄い無欠陥単結晶細条を形成する方法Info
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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、絶縁体上に半導体材料の薄い無欠陥単結晶細
条を形成する方法に関するものである。
条を形成する方法に関するものである。
本発明は特に絶縁体上のシリコン、いわゆるＳＯ２構体
の薄い単結晶細条を形成することに関する。
の薄い単結晶細条を形成することに関する。
（従来の技術）
最初に、絶縁性基体、例えば、酸化シリコン又は石英上
に多結晶質又はアモルファスシリコンの薄層を堆積し、
アモルファス又は多結晶シリコン層を局在的に加熱して
層中に小さい溶融層を形成し、シリコン層の下に横たわ
る基体を加熱しながらシリコン層に生じた溶融領域を走
査することにより絶縁構造上にシリコンの単結晶層を製
造することが知られている。シリコンの溶融層が結晶化
すると、このシリコン層は単結晶層へと変換される。
に多結晶質又はアモルファスシリコンの薄層を堆積し、
アモルファス又は多結晶シリコン層を局在的に加熱して
層中に小さい溶融層を形成し、シリコン層の下に横たわ
る基体を加熱しながらシリコン層に生じた溶融領域を走
査することにより絶縁構造上にシリコンの単結晶層を製
造することが知られている。シリコンの溶融層が結晶化
すると、このシリコン層は単結晶層へと変換される。
かかる方法は例えば欧州特許出願筒０１２９２６１ ’
３、アンソニー（Ａｎｔｈｏｎｙ） 、米国特許第４５
８５４９３号、クライン（Ｃ１ｉｎｓ） 、米国特許第
４５９０１３０号、ジェイ・サクアリ（Ｊ、 ５ａｋｕ
ａｒｉ）、電気化学協会誌、固体科学及び技術（Ｊ、
Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ Ｓｏｃ、 ５ｏｌｉｄ−Ｓｔ
ａｔｅＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｂｎｏｌｏｇｙ
） 、第１４８５〜１４８８頁（１９８６年７月）、シ
ー・エル・ブレイル等（Ｃ，Ｌ、 Ｂｌｅｉｌｅｔ ａ
ｌ）、ｒＭａｔ、 Ｒｅｓ、 Ｓｏｃ、 Ｓｙｍｐ、
Ｐｒｏｃ、 ｏｆ Ｖｏｌ。
３、アンソニー（Ａｎｔｈｏｎｙ） 、米国特許第４５
８５４９３号、クライン（Ｃ１ｉｎｓ） 、米国特許第
４５９０１３０号、ジェイ・サクアリ（Ｊ、 ５ａｋｕ
ａｒｉ）、電気化学協会誌、固体科学及び技術（Ｊ、
Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ Ｓｏｃ、 ５ｏｌｉｄ−Ｓｔ
ａｔｅＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｂｎｏｌｏｇｙ
） 、第１４８５〜１４８８頁（１９８６年７月）、シ
ー・エル・ブレイル等（Ｃ，Ｌ、 Ｂｌｅｉｌｅｔ ａ
ｌ）、ｒＭａｔ、 Ｒｅｓ、 Ｓｏｃ、 Ｓｙｍｐ、
Ｐｒｏｃ、 ｏｆ Ｖｏｌ。
３５、 ＰＰ・３８９．６９２Ｊ及び特開昭６１−１９
１１６号に開示された技術で良く知られている。この従
来技術に記載の方法は、すべて得られた結晶層に欠陥が
生成するという結果となる。これらの欠陥は、主として
サブグレイン又はローアングルグレインの境界の存在に
由来することが見出され、応力により成長中の結晶上に
生ずるものと見られる。この応力は、化学的不純物、表
面粗さ、冷凍と熱勾配及び基体とＳｉフィルムとの間の
熱膨張係数の相違に起因する体積膨張のような原因を持
つものと考えられる。
１１６号に開示された技術で良く知られている。この従
来技術に記載の方法は、すべて得られた結晶層に欠陥が
生成するという結果となる。これらの欠陥は、主として
サブグレイン又はローアングルグレインの境界の存在に
由来することが見出され、応力により成長中の結晶上に
生ずるものと見られる。この応力は、化学的不純物、表
面粗さ、冷凍と熱勾配及び基体とＳｉフィルムとの間の
熱膨張係数の相違に起因する体積膨張のような原因を持
つものと考えられる。
本発明に先立ち、本発明者等は、上記の公開特許公報シ
ー・エル・ブレイル等及びジエイ・サクアリの文献に示
されているように、再結晶可能なシリコン層の下に横た
わる中間層としてホスホシリケードガラス、ボロホスホ
シリケートガラス又はコーニング（Ｃｏｒｎ ｉｎｇ）
７０５９のような低融点ガラスを用いることで、応力
緩和の機構かえられローアングルグレイン境界の生成が
除去されるか又は顕著に低減すると考えた。しかし、こ
れらのローアングルグレインの境界を幾分か低減できた
が、これらの基体を用いてもこれらの境界の生成を完全
に除去するには至らなかった。
ー・エル・ブレイル等及びジエイ・サクアリの文献に示
されているように、再結晶可能なシリコン層の下に横た
わる中間層としてホスホシリケードガラス、ボロホスホ
シリケートガラス又はコーニング（Ｃｏｒｎ ｉｎｇ）
７０５９のような低融点ガラスを用いることで、応力
緩和の機構かえられローアングルグレイン境界の生成が
除去されるか又は顕著に低減すると考えた。しかし、こ
れらのローアングルグレインの境界を幾分か低減できた
が、これらの基体を用いてもこれらの境界の生成を完全
に除去するには至らなかった。
本発明者等は、同時係属出願（出願番号第０８４６５７
号、１９８７年８月９日提出）において、絶縁体上に前
記従来技術で形成されたものよりも海かに大きい面積の
半導体材料の薄い無欠陥単結晶層を形成する方法を提案
した。この出願に記載された方法においては、特にシリ
コンの、半導体層の薄い無欠陥単結晶層を次の工程の組
み合わせによって絶縁体上に形成する二手導体材料の融
点よりも少なくとも１０″Ｃ低い軟化点を有し、粘度対
温度曲線の傾きがＯよりも小さく負の無限大よりも大き
い低軟化点温度絶縁性基体上に、半導体材料の薄い多結
晶又は非晶質層を堆積する。次いで、半導体材料の層を
ゾーン加熱源により半導体材料の層上に凸状固体−液体
界面をあたえるような方法で加熱しこの層状構体をゾー
ン加熱源に対して走査させ（動かし）、この間基体をア
ニーリング点で加熱し且つゾーン加熱源に対する層状構
体の走査速度を、凸状固体−液体界面を半導体材料の層
に沿って動かし、半導体材料の層と対向する基体表面が
固体−液体界面下で液化するような方法で制御する。こ
の方法により、得られた再結晶層のローアングルダレイ
ン界面との間の距離は顕著に増大する。結果として、幅
約３００ ミクロン、長さ数ミリメートルの無欠陥単結
晶シリコン層が製造された。
号、１９８７年８月９日提出）において、絶縁体上に前
記従来技術で形成されたものよりも海かに大きい面積の
半導体材料の薄い無欠陥単結晶層を形成する方法を提案
した。この出願に記載された方法においては、特にシリ
コンの、半導体層の薄い無欠陥単結晶層を次の工程の組
み合わせによって絶縁体上に形成する二手導体材料の融
点よりも少なくとも１０″Ｃ低い軟化点を有し、粘度対
温度曲線の傾きがＯよりも小さく負の無限大よりも大き
い低軟化点温度絶縁性基体上に、半導体材料の薄い多結
晶又は非晶質層を堆積する。次いで、半導体材料の層を
ゾーン加熱源により半導体材料の層上に凸状固体−液体
界面をあたえるような方法で加熱しこの層状構体をゾー
ン加熱源に対して走査させ（動かし）、この間基体をア
ニーリング点で加熱し且つゾーン加熱源に対する層状構
体の走査速度を、凸状固体−液体界面を半導体材料の層
に沿って動かし、半導体材料の層と対向する基体表面が
固体−液体界面下で液化するような方法で制御する。こ
の方法により、得られた再結晶層のローアングルダレイ
ン界面との間の距離は顕著に増大する。結果として、幅
約３００ ミクロン、長さ数ミリメートルの無欠陥単結
晶シリコン層が製造された。
しかし、この方法は、２つの注意深く焦点を合わせたラ
ンプを使用する必要があり、比較的制御が難しいので、
複雑でありかつ比較的高価であるという欠点を被ってい
る。
ンプを使用する必要があり、比較的制御が難しいので、
複雑でありかつ比較的高価であるという欠点を被ってい
る。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、前記出願の方法により製造したものと
少なくとも同じ大きさの領域を持つ薄い無欠陥単結晶半
導体材料層を絶縁体上に、より高価でなくかつより複雑
でない方法を採用して形成する方法を提供することであ
る。
少なくとも同じ大きさの領域を持つ薄い無欠陥単結晶半
導体材料層を絶縁体上に、より高価でなくかつより複雑
でない方法を採用して形成する方法を提供することであ
る。
本発明の他の目的は以下の記載から明らかとなる。
（課題を解決するための手段）
本発明者等は本発明において絶縁体上に半導体千オ料の
薄い無欠陥単結晶細条を形成する新規でより単純な方法
を開発した。
薄い無欠陥単結晶細条を形成する新規でより単純な方法
を開発した。
本発明の新規な方法は、
ａ）Ｏよりも小さく負の無限大よりも大きい傾きの粘度
対温度曲線と共に、半導体材料の軟化点よりも少なくと
も１０℃低い軟化点を有する、低軟化点温度絶縁性基体
上に半導体材料の薄い多結晶又は非晶質層を堆積して層
状構体を形成し、ｂ）半導体材料の前記層から少なくと
も１／４ μｍの幅の実質的に矩形の平行に配置された
経線状細条を除去して前記低軟化点温度絶縁性基体上に
実質的に平行な矩形の半導体材料の細条を形成し、Ｃ）
半導体材料の上記細条を、該細条の平面に沿って固体−
液体界面を形成するような方法で、熱が該細条上に集中
するゾーン加熱源により加熱し、細条の軸と少くとも８
°の角度を形成し、この間上記基体をそのアニーリング
点で加熱し且つ形成された層状構体を上記ゾーン加熱源
に対して上記細条の主軸と平行な方向に走査し； ｄ）上記層状構体のゾーン加熱源に対する走査速度を制
御して固体−液体界面に対向する基体表面が液化するよ
うに固体−液体界面を半導体材料の細条に沿って動かす ことから成る。
対温度曲線と共に、半導体材料の軟化点よりも少なくと
も１０℃低い軟化点を有する、低軟化点温度絶縁性基体
上に半導体材料の薄い多結晶又は非晶質層を堆積して層
状構体を形成し、ｂ）半導体材料の前記層から少なくと
も１／４ μｍの幅の実質的に矩形の平行に配置された
経線状細条を除去して前記低軟化点温度絶縁性基体上に
実質的に平行な矩形の半導体材料の細条を形成し、Ｃ）
半導体材料の上記細条を、該細条の平面に沿って固体−
液体界面を形成するような方法で、熱が該細条上に集中
するゾーン加熱源により加熱し、細条の軸と少くとも８
°の角度を形成し、この間上記基体をそのアニーリング
点で加熱し且つ形成された層状構体を上記ゾーン加熱源
に対して上記細条の主軸と平行な方向に走査し； ｄ）上記層状構体のゾーン加熱源に対する走査速度を制
御して固体−液体界面に対向する基体表面が液化するよ
うに固体−液体界面を半導体材料の細条に沿って動かす ことから成る。
本発明の方法は、コスト及び採用する機器の複雑さを顕
著に低減する一方で、形成された結晶層中のローアング
ルグレイン境界間の距離を、本出願人の同時係属出願の
方法により達成されるよりも大きい程度にまで顕著に増
大できるという利点を有する。
著に低減する一方で、形成された結晶層中のローアング
ルグレイン境界間の距離を、本出願人の同時係属出願の
方法により達成されるよりも大きい程度にまで顕著に増
大できるという利点を有する。
本発明の方法の使用により、約３００μｍのローアング
ルグレイン境界間距離を有する単結晶シリコン層が頻繁
に製造でき、１／２ｍ＋ｎの大きさのものさえも製造さ
れた。
ルグレイン境界間距離を有する単結晶シリコン層が頻繁
に製造でき、１／２ｍ＋ｎの大きさのものさえも製造さ
れた。
特開昭ｔｉ１−２４５５１７号、同５８−３９０１２号
及び米国特許第４４９７６８３号において、°多結晶層
に対して鋭角で傾斜したビームで走査することにより、
単結晶層で薄い多結晶シリコン層を再結晶化することが
示されている。しかし、シーディングを固体−液体界面
の先導側のエツジで製造する本方法とは異なり、これら
参照文献では、シーディングは多結晶シリコン層が少な
くとも部分的に接触する単結晶シリコン層により従供さ
れる。
及び米国特許第４４９７６８３号において、°多結晶層
に対して鋭角で傾斜したビームで走査することにより、
単結晶層で薄い多結晶シリコン層を再結晶化することが
示されている。しかし、シーディングを固体−液体界面
の先導側のエツジで製造する本方法とは異なり、これら
参照文献では、シーディングは多結晶シリコン層が少な
くとも部分的に接触する単結晶シリコン層により従供さ
れる。
前記同時係属出願におけるように、軟化領域をもつ材料
の「軟化点Ｊと称する語は、慣例により材料の粘度がｌ
Ｘｌ０’ボイズとなる温度を意味するものとする。
の「軟化点Ｊと称する語は、慣例により材料の粘度がｌ
Ｘｌ０’ボイズとなる温度を意味するものとする。
本発明は一般にＧｅ、 Ｚｎ５ｅ及びＩｎＳｂのような
半導体材料の薄い無欠陥単結晶層を形成するのに有用で
あるが、絶縁基体上にシリコンの無欠陥単結晶層を形成
するのに特に有用である。
半導体材料の薄い無欠陥単結晶層を形成するのに有用で
あるが、絶縁基体上にシリコンの無欠陥単結晶層を形成
するのに特に有用である。
本発明の要求に適合し、絶縁体として使用できる材料は
多くあるが、使用する材料はこれらの要求への適合性に
加えて、半導体材料の膨張係数と適合した線膨張係数を
有するものが好ましい。再結晶化される材料がシリコン
である場合は、ホスホシリケートガラス、ボロホスホシ
リケートガラス、ＮＡ−４０（ホヤ社（ｌｌｏｙａ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ）が製造するアルミノ−シリケートガラス
）、コーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ）
が製造する７０５９ガラス及びスピン−オン−ガラスの
ような軟質ガラスを使用することが有用である。これら
のガラスのいずれもそれ自体シリコン層の支持部材とし
て採用できるが、このガラスはまた、例えば石英、シリ
コン又は酸化アルミニウムのような化学的に不活性な基
体に付ける３層としても使用できる。
多くあるが、使用する材料はこれらの要求への適合性に
加えて、半導体材料の膨張係数と適合した線膨張係数を
有するものが好ましい。再結晶化される材料がシリコン
である場合は、ホスホシリケートガラス、ボロホスホシ
リケートガラス、ＮＡ−４０（ホヤ社（ｌｌｏｙａ Ｃ
ｏｍｐａｎｙ）が製造するアルミノ−シリケートガラス
）、コーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ）
が製造する７０５９ガラス及びスピン−オン−ガラスの
ような軟質ガラスを使用することが有用である。これら
のガラスのいずれもそれ自体シリコン層の支持部材とし
て採用できるが、このガラスはまた、例えば石英、シリ
コン又は酸化アルミニウムのような化学的に不活性な基
体に付ける３層としても使用できる。
半導体材料の層は好ましくは低圧化学蒸着法（ＬＰＣＶ
Ｄ）によって堆積する。しかし、スパッタリングのよう
な、業界で使用される他の適当な方法もまた使用するこ
とができる。シリコンを半導体材料とした場合、通常１
０μｍより小さい厚さのものを採用する。しかし、２０
００Å〜１０ｕｍの厚さが好ましい。
Ｄ）によって堆積する。しかし、スパッタリングのよう
な、業界で使用される他の適当な方法もまた使用するこ
とができる。シリコンを半導体材料とした場合、通常１
０μｍより小さい厚さのものを採用する。しかし、２０
００Å〜１０ｕｍの厚さが好ましい。
他の半導体材料を同様の厚さで採用できる。
半導体材料の細条は任意の適当な方法、例えばホトエン
チングにより形成できる。本発明で使用する半導体材料
の細条は、幅約１００μ１１１〜１０００μｍ、長さ約
８００μｍ〜２０ＩＩＩＩ１１とする。
チングにより形成できる。本発明で使用する半導体材料
の細条は、幅約１００μ１１１〜１０００μｍ、長さ約
８００μｍ〜２０ＩＩＩＩ１１とする。
ゾーン加熱源の焦点を細条に合わせてこの細条の平面内
に固体−液体界面を形成し、細条の軸と少なくとも８°
の角度をなす場合に、本発明の方法を実施するとよいが
、固体−液体界面が細条の主軸と１０〜８０°の角度、
好ましくは約４５°の角度をなす場合に最上の結果が得
られる。
に固体−液体界面を形成し、細条の軸と少なくとも８°
の角度をなす場合に、本発明の方法を実施するとよいが
、固体−液体界面が細条の主軸と１０〜８０°の角度、
好ましくは約４５°の角度をなす場合に最上の結果が得
られる。
層状溝体をまたゾーン加熱源に対して約１６７１ｍ／秒
〜５ｍｍ／秒の速度で走査させたときに最済の結果を見
出した。
〜５ｍｍ／秒の速度で走査させたときに最済の結果を見
出した。
（実施例）
本発明を図面を参照して下記の実施例により更に詳細に
説明する。
説明する。
スｊＩＩ
第１図に示すように、以下の各層を１０．２ｃｍ （４
インチ）の直径を有するシリコンウェハｌ上に、５．０
ａｍ厚のホスホシリケートグラス（ＰＳＧ）層３（低
温化学的気相堆積法による）、１．０μｍの低温シリコ
ンオキサイド（ＬＴＯ）層５及び１．０ μｍの多結晶
シリコン（ポリシリコン）層７の順で堆積した。
インチ）の直径を有するシリコンウェハｌ上に、５．０
ａｍ厚のホスホシリケートグラス（ＰＳＧ）層３（低
温化学的気相堆積法による）、１．０μｍの低温シリコ
ンオキサイド（ＬＴＯ）層５及び１．０ μｍの多結晶
シリコン（ポリシリコン）層７の順で堆積した。
このポリシリコン層に次いでコダック（Ｋｏｄａｋ）１
４７０のようなポジティブホトレジスト層（図示せず）
をスピンコーティングにより被着した。このホトレジス
ト層を次いで後焼きして溶媒を除去した。次いでこのホ
トレジスト層をマスクを通して紫外光に露光し、ホトレ
ジスト層に交互に平行な矩形の露光及び未露光領域を設
けるように構成し、未露光領域の幅を約３００μｍとし
、ホトレジストの細条を次いでＫＴＩ ３１２のような
現像剤で除去した。次いでこのウェハをＣＦ４プラスマ
中でエツチングしてホトレジストにより被覆されないで
残った領域でポリシリコン７を除去し、このホトレジス
トで被覆された領域でポリシリコン７を残した。
４７０のようなポジティブホトレジスト層（図示せず）
をスピンコーティングにより被着した。このホトレジス
ト層を次いで後焼きして溶媒を除去した。次いでこのホ
トレジスト層をマスクを通して紫外光に露光し、ホトレ
ジスト層に交互に平行な矩形の露光及び未露光領域を設
けるように構成し、未露光領域の幅を約３００μｍとし
、ホトレジストの細条を次いでＫＴＩ ３１２のような
現像剤で除去した。次いでこのウェハをＣＦ４プラスマ
中でエツチングしてホトレジストにより被覆されないで
残った領域でポリシリコン７を除去し、このホトレジス
トで被覆された領域でポリシリコン７を残した。
このようにして実質的に、矩形で平行な３００μｍ幅の
ポリシリコン９の相互に１００μｍ離れた細条を、ＬＴ
Ｏ層５上に形成した。
ポリシリコン９の相互に１００μｍ離れた細条を、ＬＴ
Ｏ層５上に形成した。
残ったホトレジストをアセトンで除去し、次いで１．５
μｍ厚のＬＴＯＩＩのキャツピング層をポリシリコン細
条９上に堆積した。
μｍ厚のＬＴＯＩＩのキャツピング層をポリシリコン細
条９上に堆積した。
形成された層状アセンブリー１３（第２図に断面図を示
した。）を次いで約１ｏｏｏ’ｃ〜１０２０℃，ホスホ
シリケートガラス層３のアニーリング点まで、図示しな
いグラファイト抵抗ヒーターにより加熱した。
した。）を次いで約１ｏｏｏ’ｃ〜１０２０℃，ホスホ
シリケートガラス層３のアニーリング点まで、図示しな
いグラファイト抵抗ヒーターにより加熱した。
この方法で加熱しながら、第３図に断面図で示すように
、層状アセンブリー１３をポリシリコン細条に平行に毎
秒約１．００ｍｍの速度で直線方向に動かしく走査し）
、ゾーン加熱システムを通過させポリシリコン細条９の
平面上に集束する楕円形断面のスポットを与え、約３
ｍｍの長さで楕円形断面を持ちかつポリシリコン細条９
の主軸に対して約４５゜の角度をなす直線に近似した固
体−液体界面を持つ溶融ゾーン１５を形成した。
、層状アセンブリー１３をポリシリコン細条に平行に毎
秒約１．００ｍｍの速度で直線方向に動かしく走査し）
、ゾーン加熱システムを通過させポリシリコン細条９の
平面上に集束する楕円形断面のスポットを与え、約３
ｍｍの長さで楕円形断面を持ちかつポリシリコン細条９
の主軸に対して約４５゜の角度をなす直線に近似した固
体−液体界面を持つ溶融ゾーン１５を形成した。
この方法で走査する間ゾーン加熱システムによりポリシ
リコン細条９の溶融ゾーン１５から伝導した熱が、ポリ
シリコン細条９の溶融ゾーン１５と一致するホスホシリ
ケートガラス層３に溶融ゾーンを与えた。
リコン細条９の溶融ゾーン１５から伝導した熱が、ポリ
シリコン細条９の溶融ゾーン１５と一致するホスホシリ
ケートガラス層３に溶融ゾーンを与えた。
この方法でポリシリコン細条９は、検知可能なサブバウ
ンダリー、ツイン又はスレッディングディスロケーショ
ンを示さない長さ３胴、幅３００μｍの単結晶シリコン
細条へと変換された。
ンダリー、ツイン又はスレッディングディスロケーショ
ンを示さない長さ３胴、幅３００μｍの単結晶シリコン
細条へと変換された。
適当なゾーン加熱システムを第４図に図式的に示す。
第４図に示すように、５０ワツ）ＣＯ□レーザー２１か
らの６．３ｍｍの直径を有するレーザービーム２３を、
焦点距離が１２１ ［１Ｔｌｉのシリンドリカルレンズ
２７に向け、平面鏡２５によってまたスポットの主軸が
ポリシリコンの細条９に対して４５°の角度で位置する
ように配置しこれによりビーム２３をポリシリコン細条
９の平面において主軸が細条９と４５°の角度をなす楕
円形スポット２９に集束させる。
らの６．３ｍｍの直径を有するレーザービーム２３を、
焦点距離が１２１ ［１Ｔｌｉのシリンドリカルレンズ
２７に向け、平面鏡２５によってまたスポットの主軸が
ポリシリコンの細条９に対して４５°の角度で位置する
ように配置しこれによりビーム２３をポリシリコン細条
９の平面において主軸が細条９と４５°の角度をなす楕
円形スポット２９に集束させる。
第１図は本発明の方法の一つの工程で使用した層状構体
の断面図、 第２図は細条を形成した後の第１図の層状構体断面図、 第３図は本発明の方法を行う間の溶融ゾーンの形成を示
す説明図、 第４図は本発明の方法で使用するのに適したゾーン加熱
源の路線図である。 １・・・シリコンウェハ ３・・・ホスホシリケートガラス ５・・・低温シリコンオキサイド ７・・・多結晶シリコン ９・・・ポリシリコン細条
１５・・・７容融ゾーン １７・・・固体−液体
界面ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３
の断面図、 第２図は細条を形成した後の第１図の層状構体断面図、 第３図は本発明の方法を行う間の溶融ゾーンの形成を示
す説明図、 第４図は本発明の方法で使用するのに適したゾーン加熱
源の路線図である。 １・・・シリコンウェハ ３・・・ホスホシリケートガラス ５・・・低温シリコンオキサイド ７・・・多結晶シリコン ９・・・ポリシリコン細条
１５・・・７容融ゾーン １７・・・固体−液体
界面ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁体上に半導体材料の薄い無欠陥単結晶細条を形
成するに当り、 ａ）半導体材料の融点より少なくとも１０℃低い軟化点
と、０よりも小さくかつ負の無限大よりも大きい粘度対
温度曲線の傾きとを有する絶縁性基体上に、半導体材料
の薄い多結晶層若しくは非晶質層を堆積し； ｂ）半導体材料の前記層から少なくとも幅１／４μｍの
実質的に矩形の平行配置された細条を除去して低軟化点
の前記絶縁性基体上に前記半導体材料の、実質的に平行
な矩形の細条を形成し； ｃ）半導体材料の上記細条を、該細条の平面に沿って固
体−液体界面を形成するような方法で、熱が該細条上に
集中するゾーン加熱源により加熱し、細条の軸と少くと
も８゜の角度を形成し、この間上記基体をそのアニーリ
ング点で加熱し且つ形成された層状構体を上記ゾーン加
熱源に対して上記細条の主軸と平行な方向に走査し； ｄ）前記層状構体の前記ゾーン加熱源に対する走査速度
を制御して前記固体−液体界面に対向する前記基体の表
面が液化するように前記固体−液体界面を線条に沿って
動かす ことを特徴とする絶縁体上に半導体材料の薄い無欠陥単
結晶細条を形成する方法。 ２、半導体材料が非晶質シリコン又は多結晶シリコンで
ある請求項１記載の方法。 ３、前記固体−液体界面が前記細条の前記主軸と１０〜
８０゜の角度をなす請求項２記載の方法。 ４、絶縁性基体上に形成された半導体材料の細条の幅が
約１００μｍ〜１０００μｍである請求項３記載の方法
。 ５、前記層状構体を前記ゾーン加熱源に対して１６μｍ
／秒〜６ｍｍ／秒の速度で走査する請求項４記載の方法
。 ６、前記低軟化点温度絶縁性基体が、ホスホシリケート
ガラス、ボロホスホシリケートガラス、アルミノシリケ
ート及びスピン−オン−ガラスからなる群より選ばれた
ガラスである請求項５記載の方法。 ７、低軟化点絶縁性基体が、前記シリコン層の表面と反
対側の表面で化学的に不活性な基体により支持された薄
層である請求項４記載の方法。 ８、前記の化学的に不活性な基体が酸化シリコン又は石
英である請求項７記載の方法。 ９、シリコン薄層の両面に低温化学蒸着した二酸化ケイ
素の被膜を施す請求項４記載の方法。 １０、前記シリコン薄層の両面に低温化学蒸着した二酸
化ケイ素の被膜を施す請求項６記載の方法。 １１、シリコン薄層の両面に低温化学蒸着した二酸化ケ
イ素の被膜を施す請求項８記載の方法。 １２、前記シリコン層の厚さが１０ミクロンより小さい
請求項９記載の方法。 １３、前記シリコン薄層の厚さが２０００Å〜１０μｍ
である請求項１２記載の方法。 １４、前記シリコン薄層を化学蒸着させる請求項１３記
載の方法。 １５、前記シリコン薄層の厚さが１０ミクロンよりも小
さい請求項１０記載の方法。 １６、前記シリコン薄層の厚さが２０００Å〜１６μｍ
である請求項１０記載の方法。 １７、前記シリコン薄層を化学蒸着させる請求項１６記
載の方法。 １８、前記細条の長さが８００μｍ〜２０ｍｍである請
求項３記載の方法。 １９、前記固体−液体界面が前記細条の軸と約４５゜の
角度をなす請求項３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US20890188A | 1988-06-17 | 1988-06-17 | |
| US208901 | 1988-06-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0237713A true JPH0237713A (ja) | 1990-02-07 |
Family
ID=22776513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1152478A Pending JPH0237713A (ja) | 1988-06-17 | 1989-06-16 | 絶縁体上に半導体材料の薄い無欠陥単結晶細条を形成する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0346987A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0237713A (ja) |
| KR (1) | KR900000996A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261034B1 (en) * | 1997-03-25 | 2001-07-17 | Tibor Cselle | Boring bit |
| US7504288B1 (en) | 1994-03-09 | 2009-03-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for laser-processing semiconductor device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0431685A1 (en) * | 1989-12-05 | 1991-06-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of forming thin defect-free strips of monocrystalline silicon on insulators |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979518A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Hitachi Ltd | 半導体薄膜の形成方法 |
| JPS6119116A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-28 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6247113A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-02-28 | Sony Corp | 単結晶薄膜の形成方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4046618A (en) * | 1972-12-29 | 1977-09-06 | International Business Machines Corporation | Method for preparing large single crystal thin films |
| US4743567A (en) * | 1987-08-11 | 1988-05-10 | North American Philips Corp. | Method of forming thin, defect-free, monocrystalline layers of semiconductor materials on insulators |
-
1989
- 1989-06-12 EP EP89201508A patent/EP0346987A1/en not_active Withdrawn
- 1989-06-14 KR KR1019890008159A patent/KR900000996A/ko not_active Application Discontinuation
- 1989-06-16 JP JP1152478A patent/JPH0237713A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979518A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Hitachi Ltd | 半導体薄膜の形成方法 |
| JPS6119116A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-28 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6247113A (ja) * | 1985-08-27 | 1987-02-28 | Sony Corp | 単結晶薄膜の形成方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US7504288B1 (en) | 1994-03-09 | 2009-03-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for laser-processing semiconductor device |
| US6261034B1 (en) * | 1997-03-25 | 2001-07-17 | Tibor Cselle | Boring bit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900000996A (ko) | 1990-01-31 |
| EP0346987A1 (en) | 1989-12-20 |
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