JPH03116923A - 半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜の製造方法Info
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- JPH03116923A JPH03116923A JP25614189A JP25614189A JPH03116923A JP H03116923 A JPH03116923 A JP H03116923A JP 25614189 A JP25614189 A JP 25614189A JP 25614189 A JP25614189 A JP 25614189A JP H03116923 A JPH03116923 A JP H03116923A
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Landscapes
- 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）
本発明は半導体薄膜の製造方法に関し、特にアモルファ
スシリコン膜又は多結晶シリコン膜にレーザ光を照射し
て単結晶化する単結晶半導体薄膜の製造方法に関する。
スシリコン膜又は多結晶シリコン膜にレーザ光を照射し
て単結晶化する単結晶半導体薄膜の製造方法に関する。
（従来の技術及びその問題点）
従来から絶縁基板上に形成したアモルファスシリコン膜
又は多結晶シリコン膜にレーザ光を照射してアモルファ
スシリコン膜又は多結晶シリコン膜を溶融して固化させ
て単結晶化するレーザビーム結晶化法があり、結晶欠陥
や不純物混入の少ない良質な単結晶薄膜を作るために種
々の試みが為されている。
又は多結晶シリコン膜にレーザ光を照射してアモルファ
スシリコン膜又は多結晶シリコン膜を溶融して固化させ
て単結晶化するレーザビーム結晶化法があり、結晶欠陥
や不純物混入の少ない良質な単結晶薄膜を作るために種
々の試みが為されている。
例えば特公昭６１−１６７５８号公報には、絶縁基板上
に、酸化シリコン等から成る下地層、アモルファスシリ
コン又は多結晶シリコン等の半導体薄膜から成る被単結
晶化膜、及び酸化シリコン又は窒化シリコン等から成る
保護膜を順次積層してレーザ光を照射することにより、
レーザ光の照射中に気相中から半導体薄膜へ不純物が混
入することを防いで、良質の単結晶薄膜を得ることが開
示されている。
に、酸化シリコン等から成る下地層、アモルファスシリ
コン又は多結晶シリコン等の半導体薄膜から成る被単結
晶化膜、及び酸化シリコン又は窒化シリコン等から成る
保護膜を順次積層してレーザ光を照射することにより、
レーザ光の照射中に気相中から半導体薄膜へ不純物が混
入することを防いで、良質の単結晶薄膜を得ることが開
示されている。
ところが、この従来の単結晶半導体薄膜の製造方法では
、気相中からの不純物の混入は防ぐことができるものの
、保護膜自体が半導体膜へ混入することは防ぐことがで
きなかった。即ち、結晶化のためレーザビームを保護膜
を通して半導体薄膜に照射すると、レーザビームは半導
体薄膜の表面近傍で主に吸収されてしまい半導体薄膜の
表面近くの温度が非常に高くなる。酸化シリコンの融点
は１６１０℃であるが、被単結晶化膜の裏面側まで完全
に溶融する温度まで加熱すると、表面側は容易に１６０
０℃以上の温度に達してしまう、この時、半導体薄膜と
酸化シリコン膜とが反応し合い半導体薄膜中への酸素元
素の混入が起こる。半導体薄膜中に酸素元素が混入する
と、キャリアの移動度が遅くなり、良好な特性を有する
半導体素子は得られない。
、気相中からの不純物の混入は防ぐことができるものの
、保護膜自体が半導体膜へ混入することは防ぐことがで
きなかった。即ち、結晶化のためレーザビームを保護膜
を通して半導体薄膜に照射すると、レーザビームは半導
体薄膜の表面近傍で主に吸収されてしまい半導体薄膜の
表面近くの温度が非常に高くなる。酸化シリコンの融点
は１６１０℃であるが、被単結晶化膜の裏面側まで完全
に溶融する温度まで加熱すると、表面側は容易に１６０
０℃以上の温度に達してしまう、この時、半導体薄膜と
酸化シリコン膜とが反応し合い半導体薄膜中への酸素元
素の混入が起こる。半導体薄膜中に酸素元素が混入する
と、キャリアの移動度が遅くなり、良好な特性を有する
半導体素子は得られない。
また、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）は、融点は高いもの
のシリコンとの濡れ性がよく（溶融シリコンと溶融窒化
シリコンの接触角は２７°）、シリコン膜が加熱された
際に、窒素元素がシリコン膜中に拡散しやすいという問
題がある。
のシリコンとの濡れ性がよく（溶融シリコンと溶融窒化
シリコンの接触角は２７°）、シリコン膜が加熱された
際に、窒素元素がシリコン膜中に拡散しやすいという問
題がある。
一方、特公平１−１８５７５号公報には、絶縁基板上に
形成したアモルファスシリコン又は多結晶シリコン上に
、レーザビームが照射されてアモルファスシリコン又は
多結晶シリコンが溶融した際に、軟化する例えば硼硅醇
塩ガラス等から成る第１の保護膜を形成すると共に、こ
の第１の保護膜上に、レーザビームが照射されてアモル
ファスシリコン又は多結晶シリコンが溶融しても軟化し
ない例えば酸化シリコン膜等から成る第２の保護膜を形
成してレーザビームを照射して多結晶シリコン若しくは
非晶質シリコンを単結晶化することが開示されている。
形成したアモルファスシリコン又は多結晶シリコン上に
、レーザビームが照射されてアモルファスシリコン又は
多結晶シリコンが溶融した際に、軟化する例えば硼硅醇
塩ガラス等から成る第１の保護膜を形成すると共に、こ
の第１の保護膜上に、レーザビームが照射されてアモル
ファスシリコン又は多結晶シリコンが溶融しても軟化し
ない例えば酸化シリコン膜等から成る第２の保護膜を形
成してレーザビームを照射して多結晶シリコン若しくは
非晶質シリコンを単結晶化することが開示されている。
ところが、この従来の半導体薄膜の製造方法においても
、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンと低融点の
硼硅酸塩ガラスを接触させてレーザビームを照射するこ
とからアモルファスシリコン又は多結晶シリコンが溶融
した際に、硼硅酸塩ガラスが軟化してシリコン膜中に混
入し、この方法によって単結晶化した場合でも良好な特
性を有する半導体素子を得ることができないという問題
があった。
、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンと低融点の
硼硅酸塩ガラスを接触させてレーザビームを照射するこ
とからアモルファスシリコン又は多結晶シリコンが溶融
した際に、硼硅酸塩ガラスが軟化してシリコン膜中に混
入し、この方法によって単結晶化した場合でも良好な特
性を有する半導体素子を得ることができないという問題
があった。
（発明の目的）
本発明はこのような、従来技術の問題点に鑑みて案出さ
れたものであり、保護膜が半導体膜に混入することがな
く、しかも半導体膜にレーザビームを照射した際の熱を
放散させて良好な半導体薄膜を得ることができる半導体
薄膜の製造方法を提供することを目的とするものである
。
れたものであり、保護膜が半導体膜に混入することがな
く、しかも半導体膜にレーザビームを照射した際の熱を
放散させて良好な半導体薄膜を得ることができる半導体
薄膜の製造方法を提供することを目的とするものである
。
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る半導体薄膜の製造方法によれば、絶縁基板
上に形成したアモルファスシリコン膜又は多結晶シリコ
ン膜にレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜又は
多結晶シリコン膜を溶融して固化させることにより単結
晶化する半導体薄膜の製造方法において、前記アモルフ
ァスシリコン膜又は多結晶シリコン膜上に、高融点材料
から成る第１の保護膜と酸化シリコンから成る第２の保
護膜を順次積層してレーザ光を照射することを特徴とし
、そのことにより上記目的が達成される。
上に形成したアモルファスシリコン膜又は多結晶シリコ
ン膜にレーザ光を照射してアモルファスシリコン膜又は
多結晶シリコン膜を溶融して固化させることにより単結
晶化する半導体薄膜の製造方法において、前記アモルフ
ァスシリコン膜又は多結晶シリコン膜上に、高融点材料
から成る第１の保護膜と酸化シリコンから成る第２の保
護膜を順次積層してレーザ光を照射することを特徴とし
、そのことにより上記目的が達成される。
（作用）
上記構成によれば、アモルファスシリコン膜又は多結晶
シリコン膜にレーザビームを照射して溶融しても、アモ
ルファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜と接触してい
る第１の保護膜が軟化して半導体膜中に混入するこζが
ないと共に、第１の保護膜上に酸化シリコン膜を形成し
ていることから、熱吸収と熱放散が良好となる。
シリコン膜にレーザビームを照射して溶融しても、アモ
ルファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜と接触してい
る第１の保護膜が軟化して半導体膜中に混入するこζが
ないと共に、第１の保護膜上に酸化シリコン膜を形成し
ていることから、熱吸収と熱放散が良好となる。
（実施例）
以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
第１図は、本発明に係る半導体薄膜の製造方法に用いら
れる被結晶化膜部分の構造を示す断面図であり、１は絶
縁基板、２は下地層、３はアモルファスシリコン膜又は
多結晶シリコン膜、４は第１の保護膜、５は第２の保護
膜である。
れる被結晶化膜部分の構造を示す断面図であり、１は絶
縁基板、２は下地層、３はアモルファスシリコン膜又は
多結晶シリコン膜、４は第１の保護膜、５は第２の保護
膜である。
前記絶縁基板１は、＃７０５９ガラスや石英基板などで
構成される。
構成される。
前記絶縁基板１上に、下地層２を形成する。この下地層
２は、レーザビームを照射した際に、後述する被結晶化
膜が絶縁基板１から汚染されるのを防止したり、熱衝撃
を緩和するために設けられる。このような下地層２とし
ては、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）＆！や酸化アルミ
ニウム（Ａ１２０３）膜等が好適に用いられる。この下
地層２を炭化シリコン膜で形成する場合は、例えばプラ
ズマＣＶＤ法で厚み１μｍ程度に形成され、酸化アルミ
ニウム膜で形成する場合は、例えばスパッタリング法で
厚み１μｍ程度に形成される。このように下地層２を炭
化シリコン膜や酸化アルミニウム膜等の高融点且つ高熱
伝導材料で形成すると、被単結晶化膜にレーザビームを
照射した際に、下地層２自体からの汚染がなくなると共
に、下地層２側への熱放散もよくなる。
２は、レーザビームを照射した際に、後述する被結晶化
膜が絶縁基板１から汚染されるのを防止したり、熱衝撃
を緩和するために設けられる。このような下地層２とし
ては、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）＆！や酸化アルミ
ニウム（Ａ１２０３）膜等が好適に用いられる。この下
地層２を炭化シリコン膜で形成する場合は、例えばプラ
ズマＣＶＤ法で厚み１μｍ程度に形成され、酸化アルミ
ニウム膜で形成する場合は、例えばスパッタリング法で
厚み１μｍ程度に形成される。このように下地層２を炭
化シリコン膜や酸化アルミニウム膜等の高融点且つ高熱
伝導材料で形成すると、被単結晶化膜にレーザビームを
照射した際に、下地層２自体からの汚染がなくなると共
に、下地層２側への熱放散もよくなる。
前記下地層２上に、アモルファスシリコン膜又は多結晶
シリコン膜から成る被単結晶化膜３を形成する。この被
単結晶化膜３をアモルファスシリコン膜で形成する場合
は、プラズマＣＶＤ法で厚み０．０５〜２μｍ程度に形
成され、多結晶シリコン膜で形成する場合は、ＬＰＣＶ
Ｄ法で厚み０゜０５〜２μｍ程度に形成される。
シリコン膜から成る被単結晶化膜３を形成する。この被
単結晶化膜３をアモルファスシリコン膜で形成する場合
は、プラズマＣＶＤ法で厚み０．０５〜２μｍ程度に形
成され、多結晶シリコン膜で形成する場合は、ＬＰＣＶ
Ｄ法で厚み０゜０５〜２μｍ程度に形成される。
前記被単結晶化膜３上に、第１の保設Ｈ４を形成する。
この第１の保護膜４は、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）
ｇや酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ、）膜等の高融点材料
で構成される。この第１の保護膜３を炭化シリコン膜で
形成する場合は、例えばプラズマＣＶＤ法で厚み１００
Å以下に形成し、酸化アルミニウム膜で形成する場合は
、例えばスパッタリング法で厚み１００Å以下に形成さ
れる。この炭化シリコンは融点が２７００℃であり、ま
た酸化アルミニウムは融点が２０５０℃であることから
、被単結晶化膜３にレーザビームが照射されて第１の保
護膜４が１６００℃程度になっても、この第１の保護膜
４が軟化したり溶融して被単結晶化膜３に混入すること
はない。
ｇや酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ、）膜等の高融点材料
で構成される。この第１の保護膜３を炭化シリコン膜で
形成する場合は、例えばプラズマＣＶＤ法で厚み１００
Å以下に形成し、酸化アルミニウム膜で形成する場合は
、例えばスパッタリング法で厚み１００Å以下に形成さ
れる。この炭化シリコンは融点が２７００℃であり、ま
た酸化アルミニウムは融点が２０５０℃であることから
、被単結晶化膜３にレーザビームが照射されて第１の保
護膜４が１６００℃程度になっても、この第１の保護膜
４が軟化したり溶融して被単結晶化膜３に混入すること
はない。
前記第１の保護膜４上には、酸化シリコン（ＳｉＯ２）
膜から成る第２の保護膜５が形成される。
膜から成る第２の保護膜５が形成される。
この第２の保護膜５は、例えばプラズマＣＶＤ法によっ
て厚み５μｍ程度若しくはそれよりも薄く形成される。
て厚み５μｍ程度若しくはそれよりも薄く形成される。
この第２の保護膜５は、熱吸収ないし熱放散層として作
用する。なお、被単結晶化膜３にレーザビームが照射さ
れても、この第２の保護膜５と被単結晶化膜３との間に
は、高融点材料から成る第１の保ＮＵが介在しているこ
とから、この第２の保護膜５が被単結晶化膜３中に混入
することはない。
用する。なお、被単結晶化膜３にレーザビームが照射さ
れても、この第２の保護膜５と被単結晶化膜３との間に
は、高融点材料から成る第１の保ＮＵが介在しているこ
とから、この第２の保護膜５が被単結晶化膜３中に混入
することはない。
上述のように構成された被単結晶化膜３に、第２の保護
膜５側から若しくは絶縁基板１側からレーザビームを照
射して被単結晶化膜３を溶融・固化させて単結晶化する
。このレーザとしては、例えば０．１〜２０Ｗの出力の
連続波アルゴンレーザが好適に用いられ、走査速度０−
５〜２（１ｃｍ／ｓｅｃで照射して被単結晶化Ｍ３を単
結晶化する。
膜５側から若しくは絶縁基板１側からレーザビームを照
射して被単結晶化膜３を溶融・固化させて単結晶化する
。このレーザとしては、例えば０．１〜２０Ｗの出力の
連続波アルゴンレーザが好適に用いられ、走査速度０−
５〜２（１ｃｍ／ｓｅｃで照射して被単結晶化Ｍ３を単
結晶化する。
なお、このようにして形成した単結晶半導体膜に、例え
ば薄膜トランジスタ等を形成する場合は第２の保護膜を
弗化水素酸等でエツチング除去し、第１の保護膜をプラ
ズマエツチングして単結晶化膜の表面側に形成する。こ
の場合、第１の保護膜は１００人程度に極めて薄く形成
されていることから容易にエツチングできる。
ば薄膜トランジスタ等を形成する場合は第２の保護膜を
弗化水素酸等でエツチング除去し、第１の保護膜をプラ
ズマエツチングして単結晶化膜の表面側に形成する。こ
の場合、第１の保護膜は１００人程度に極めて薄く形成
されていることから容易にエツチングできる。
（発明の効果）
以上のように、本発明に係る半導体薄膜の製造方法によ
れば、アモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン股上
に、高融点材料から成る第１の保護膜と酸化シリコンか
ら成る第２の保護膜を順次積層してレーザ光を照射する
ことから、アモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン
膜を単結晶化する際に、保護膜の成分が単結晶化膜に混
入することなく熱放散を良好にして形成でき、もって不
純物をほとんど含有しない良質の単結晶半導体薄膜を形
成でき、キャリアの移動度が速い高特性の薄膜トランジ
スタを形成することができる。
れば、アモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン股上
に、高融点材料から成る第１の保護膜と酸化シリコンか
ら成る第２の保護膜を順次積層してレーザ光を照射する
ことから、アモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン
膜を単結晶化する際に、保護膜の成分が単結晶化膜に混
入することなく熱放散を良好にして形成でき、もって不
純物をほとんど含有しない良質の単結晶半導体薄膜を形
成でき、キャリアの移動度が速い高特性の薄膜トランジ
スタを形成することができる。
第１図は本発明に係る半導体薄膜の製造方法に用いられ
る被単結晶化膜の構成を示す断面図である。 １、絶縁基板 ２、下地層 ３、アモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜
る被単結晶化膜の構成を示す断面図である。 １、絶縁基板 ２、下地層 ３、アモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 絶縁基板上に形成したアモルファスシリコン膜又は多
結晶シリコン膜にレーザ光を照射して溶融固化させるこ
とにより単結晶化する半導体薄膜の製造方法において、 前記アモルファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜上に
、高融点材料から成る第１の保護膜と酸化シリコンから
成る第２の保護膜を順次積層してレーザ光を照射するこ
とを特徴とする半導体薄膜の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25614189A JPH03116923A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25614189A JPH03116923A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03116923A true JPH03116923A (ja) | 1991-05-17 |
Family
ID=17288473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25614189A Pending JPH03116923A (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03116923A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100535350B1 (ko) * | 1998-06-26 | 2006-03-16 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 폴리실리콘 박막 트랜지스터의 폴리실리콘층형성방법 |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP25614189A patent/JPH03116923A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100535350B1 (ko) * | 1998-06-26 | 2006-03-16 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 폴리실리콘 박막 트랜지스터의 폴리실리콘층형성방법 |
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