JPH0288490A - 半導体単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶薄膜の製造方法Info
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- JPH0288490A JPH0288490A JP23945688A JP23945688A JPH0288490A JP H0288490 A JPH0288490 A JP H0288490A JP 23945688 A JP23945688 A JP 23945688A JP 23945688 A JP23945688 A JP 23945688A JP H0288490 A JPH0288490 A JP H0288490A
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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、半導体デイバイスの製作技術に係わり、レー
ザー光の照射で絶縁膜上の多結晶半導体膜を溶融および
再結晶化させることにより、より大きく、完全な単結晶
を得る方法に関するものである。
ザー光の照射で絶縁膜上の多結晶半導体膜を溶融および
再結晶化させることにより、より大きく、完全な単結晶
を得る方法に関するものである。
（従来の技術とその課題）
既に、半導体薄膜にレーザー光を照射して前記薄膜を溶
融再結晶化する方法は公知である。
融再結晶化する方法は公知である。
しかし、レーザー光による半導体薄膜の溶融再結晶化法
によって結晶粒を大きくしようしても、膜全体を単結晶
にすることは困難で、冷却媒体を使用しないとレーザー
光のスポットサイズやスキャン速度を変えても結晶粒の
大きさはなかなか大きくならないし、冷却媒体・を使用
しても１表面は単結晶になっていても内部のほうは多結
晶のままであることが多い。
によって結晶粒を大きくしようしても、膜全体を単結晶
にすることは困難で、冷却媒体を使用しないとレーザー
光のスポットサイズやスキャン速度を変えても結晶粒の
大きさはなかなか大きくならないし、冷却媒体・を使用
しても１表面は単結晶になっていても内部のほうは多結
晶のままであることが多い。
今までの実験結果によると、結晶成長面の近傍の温度傾
斜が一様でないと多結晶になることが多い。 第一図は
冷却媒体を用いレーザー光を照射した時の半導体薄膜断
面内の温度分布の状態を分は一様ではなく、絶縁膜境界
面に近付く程温度が下がり、温度傾斜も大きくなってい
る。また、半導体薄膜の中央部の温度が最も高く、これ
を挟んでいる二つの絶縁膜境界面に近付くほど温度が下
がっている。
斜が一様でないと多結晶になることが多い。 第一図は
冷却媒体を用いレーザー光を照射した時の半導体薄膜断
面内の温度分布の状態を分は一様ではなく、絶縁膜境界
面に近付く程温度が下がり、温度傾斜も大きくなってい
る。また、半導体薄膜の中央部の温度が最も高く、これ
を挟んでいる二つの絶縁膜境界面に近付くほど温度が下
がっている。
このような状態で、レーザービームを移動すると、結晶
はそれぞれの絶縁膜表面から薄膜内部に向かって成長し
、下層の絶縁膜境界面からは多結晶が、上層の絶縁膜境
界面からはほとんど単結晶と見られるような大きい結晶
が内部に向かって成長する。
はそれぞれの絶縁膜表面から薄膜内部に向かって成長し
、下層の絶縁膜境界面からは多結晶が、上層の絶縁膜境
界面からはほとんど単結晶と見られるような大きい結晶
が内部に向かって成長する。
多くの用途では、内部迄単結晶にする必要はないが、特
殊な用途では膜全体、内部まで単結晶にしておく必要が
ある。 たとえば、ラテラル型のを単結晶にすることは
非常に難しかった。
殊な用途では膜全体、内部まで単結晶にしておく必要が
ある。 たとえば、ラテラル型のを単結晶にすることは
非常に難しかった。
（課題を解決す・るための手段）
もし、半導体薄膜内の温度傾斜が一様で、下層の絶縁膜
境界面での温度が一番高いとすると、下層の絶縁膜境界
面から成長して来る多結晶を取り除くことが出来る。
境界面での温度が一番高いとすると、下層の絶縁膜境界
面から成長して来る多結晶を取り除くことが出来る。
しかし、半導体薄膜の下の絶縁膜には熱源が無いので、
どうしても絶縁膜の温度が下がり、多結晶の発生源とな
る。
どうしても絶縁膜の温度が下がり、多結晶の発生源とな
る。
本発明は、この課題を解決するため、第一図の半導体薄
膜中の最高温度になるあたりに光を吸収しない薄い絶縁
薄膜を設け、多結晶層と単結晶層を分離し、出来上がっ
た単結晶層のみを使用することを特徴とするものである
。
膜中の最高温度になるあたりに光を吸収しない薄い絶縁
薄膜を設け、多結晶層と単結晶層を分離し、出来上がっ
た単結晶層のみを使用することを特徴とするものである
。
（実施例）
次に、本発明の実施方法について実験結果を例にあげて
説明する。
説明する。
第−例
第二図はシリコン単結晶薄膜を得るための本発明による
第一の実施例の説明図である。
第一の実施例の説明図である。
シリコン基板（１１）を熱酸化し、表面に ＳｉＯ，（
１２）を１００００オグストローム積み、この上に第一
の多結晶シリコン（１３）を１５００オグストローム
ＣＶＤ （ケミカルベーパーデポジション）で積み、
この上に Ｃ・ＶＤで第一のＳｉ Ｏｍ膜（１５）を１
０００オグストローム積み、この上にさらに、ＣＶＤで
第二の多結晶シリコン膜（１６）と第二のＳｉＯｘ膜（
１７）を３５００オグストロームと１０００オグストロ
ームの厚さにそれぞれ積む。
１２）を１００００オグストローム積み、この上に第一
の多結晶シリコン（１３）を１５００オグストローム
ＣＶＤ （ケミカルベーパーデポジション）で積み、
この上に Ｃ・ＶＤで第一のＳｉ Ｏｍ膜（１５）を１
０００オグストローム積み、この上にさらに、ＣＶＤで
第二の多結晶シリコン膜（１６）と第二のＳｉＯｘ膜（
１７）を３５００オグストロームと１０００オグストロ
ームの厚さにそれぞれ積む。
冷却媒体としてポリエチレングリコール（ｆｆｉ合度５
００程度）（１ｇ）でサンプルの基板表面を覆った後、
ポリエチレングリコルをカバーグラス（１９）で押さえ
付け、アルゴンイオンレーザ−のビームをレンズで集光
してサンプル表面を照射し、スキャンする。
００程度）（１ｇ）でサンプルの基板表面を覆った後、
ポリエチレングリコルをカバーグラス（１９）で押さえ
付け、アルゴンイオンレーザ−のビームをレンズで集光
してサンプル表面を照射し、スキャンする。
レーザー光のエネルギーは溶融部が外部から観測される
まで大きくし、また、移動速度は１ｃｍ／ ｓｃ ｃと
した。
まで大きくし、また、移動速度は１ｃｍ／ ｓｃ ｃと
した。
レーザー光の集光した時のスボ・ノドの直径は２０ミク
ロンでスキャンの時のスボ７トの重なりは１０ミクロン
とした。
ロンでスキャンの時のスボ７トの重なりは１０ミクロン
とした。
２Ｘ２ＣｍＲの領域をレーザービームで照射ス第二例
第三図はＧａＡｓ単結晶薄膜を得るための本発明による
第二の実施例の説明図である。
第二の実施例の説明図である。
シリコン基板（１１）を熱酸化し、表面に ＳｉＯ，（
１２）を１００００オグストローム積み、この上に多結
晶シリコン（１３）を１５００オグストローム ＣＶＤ
（ケミカルベーパーデポジション）で積み、この上
に ＣＶＯでＳｉ Ｏを膜（２４）を７００才ダストロ
ーム、Ｓｉ、Ｎ、膜（２５）を３００オグストローム順
次積み、さらにこの上にＧａＡｓ（２６＞をＣＶＤで３
５００オグスト屏！ ロームの厚さに種紐−そ４−Ｆ；ｃＩｆ＋： ５ｉＯｚ
Ｒ１（１７）と種も。
１２）を１００００オグストローム積み、この上に多結
晶シリコン（１３）を１５００オグストローム ＣＶＤ
（ケミカルベーパーデポジション）で積み、この上
に ＣＶＯでＳｉ Ｏを膜（２４）を７００才ダストロ
ーム、Ｓｉ、Ｎ、膜（２５）を３００オグストローム順
次積み、さらにこの上にＧａＡｓ（２６＞をＣＶＤで３
５００オグスト屏！ ロームの厚さに種紐−そ４−Ｆ；ｃＩｆ＋： ５ｉＯｚ
Ｒ１（１７）と種も。
冷却媒体としてポリエチレングリコール（重合度５００
程度）（１８）でサンプルの基板表面を覆った後、ポリ
エチレングリコルをカバーグラス（１９）で押さえ付け
、アルゴンイオンレーザ−のビームをレンズで集光して
サンプル表面を照射し、スキャンする。
程度）（１８）でサンプルの基板表面を覆った後、ポリ
エチレングリコルをカバーグラス（１９）で押さえ付け
、アルゴンイオンレーザ−のビームをレンズで集光して
サンプル表面を照射し、スキャンする。
レーザー光のエネルギーは溶融部が外部から観測される
まで大きくし、また、移動速度は２ｃｍ／ ｓ ｅ ｃ
とした。
まで大きくし、また、移動速度は２ｃｍ／ ｓ ｅ ｃ
とした。
レーザー光を集光した時のスボ７トの直径は４０ミクロ
ンでスキャンは単一スキャンで、面積スキャンは行わな
かった。
ンでスキャンは単一スキャンで、面積スキャンは行わな
かった。
スキャンした部分を、エツチング、電子線で調べたとこ
ろ、この部分の多結晶シリコン層は殆ど変化が無く最初
のままであったが、ＧａＡｓの層は殆どが単結晶になっ
ており、多結晶はＳ ｉｓＮ ａ層との境界面の近傍に
も観測されなかった。
ろ、この部分の多結晶シリコン層は殆ど変化が無く最初
のままであったが、ＧａＡｓの層は殆どが単結晶になっ
ており、多結晶はＳ ｉｓＮ ａ層との境界面の近傍に
も観測されなかった。
（発明の効果）
従来の方法であると、多結晶層の上に単結晶層が存在す
る状態で、ＩＧＦＥＴ（絶縁ゲート型ＦＥＴ） 、Ｊ
ＦＥＴ （接合型ＦＥＴ）などの集積回路には利用出来
るが、バイポラ−トランジスター、ラテラル型のｐ−ｎ
接合を使用する表示パネルなどの用途には不向きであっ
た。 本発明によって、これらの制約は一切無くなった
。
る状態で、ＩＧＦＥＴ（絶縁ゲート型ＦＥＴ） 、Ｊ
ＦＥＴ （接合型ＦＥＴ）などの集積回路には利用出来
るが、バイポラ−トランジスター、ラテラル型のｐ−ｎ
接合を使用する表示パネルなどの用途には不向きであっ
た。 本発明によって、これらの制約は一切無くなった
。
第一図は従来の溶融再結晶化法での断面内の温度分布
第二図は実施例１の断面図
第三図は実施例２の断面図
１１ はシリコン基板
１２ は熱酸化５ｉｎｓ膜
１３ は第一の多結晶シリコン膜
１４ はシリコン単結晶
１５．１７．２４ はＣＶＤ成長Ｓ１０！膜１６ 第二
の多結晶シリコン膜 １８ ポリエチレングリコール １９ カバーガラス ２０．２１ は溶融シリコンゾーン は溶融ＧａＡｓゾーン はＳ ｉ３Ｎ 、膜 は多結晶ＧａＡｓ はＧａＡｓ単結晶 は粒形の大きいシリコン多結晶 Ｉｓ融帯の中心からの！！離 第−図
の多結晶シリコン膜 １８ ポリエチレングリコール １９ カバーガラス ２０．２１ は溶融シリコンゾーン は溶融ＧａＡｓゾーン はＳ ｉ３Ｎ 、膜 は多結晶ＧａＡｓ はＧａＡｓ単結晶 は粒形の大きいシリコン多結晶 Ｉｓ融帯の中心からの！！離 第−図
Claims (2)
- （１）半導体薄膜にレーザー光を照射して、半導体を再
結晶化する方法に於て、耐熱性絶縁物基板、あるいは、
半導体もしくは金属板上に比較的厚い耐熱性絶縁膜を積
んだ基板を用い、この上に比較的薄い第一の半導体多結
晶薄膜を積み、その上に比較的薄い透明な第一の耐熱性
絶縁薄膜を積み、その上に比較的厚い第二の多結晶薄膜
を積み、さらにこの上に比較的薄い透明な第二の耐熱性
絶縁薄膜を積み、この上に冷却媒体を設けた状態で、レ
ーザー光を冷却媒体、絶縁薄膜を通し第一、第二の半導
体薄膜に照射し、照射部を移動させて膜全体を溶融再結
晶化し、第二の半導体薄膜の結晶粒を大きくすることを
特徴とする半導体単結晶薄膜の製造方法。 - （２）第一項に記載した半導体単結晶薄膜の製造方法に
於て、第二の耐熱性薄膜を使わないことを特徴とする半
導体単結晶薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23945688A JPH0288490A (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23945688A JPH0288490A (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288490A true JPH0288490A (ja) | 1990-03-28 |
Family
ID=17045034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23945688A Pending JPH0288490A (ja) | 1988-09-24 | 1988-09-24 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0288490A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005275379A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-10-06 | Pentax Corp | 可動体の位置検出装置及び像ブレ補正装置 |
-
1988
- 1988-09-24 JP JP23945688A patent/JPH0288490A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005275379A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-10-06 | Pentax Corp | 可動体の位置検出装置及び像ブレ補正装置 |
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