JPH0330285B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0330285B2
JPH0330285B2 JP56148213A JP14821381A JPH0330285B2 JP H0330285 B2 JPH0330285 B2 JP H0330285B2 JP 56148213 A JP56148213 A JP 56148213A JP 14821381 A JP14821381 A JP 14821381A JP H0330285 B2 JPH0330285 B2 JP H0330285B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
single crystal
local heating
region
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56148213A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5850731A (ja
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP56148213A priority Critical patent/JPS5850731A/ja
Publication of JPS5850731A publication Critical patent/JPS5850731A/ja
Publication of JPH0330285B2 publication Critical patent/JPH0330285B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02488—Insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H01L21/02496—Layer structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02598—Microstructure monocrystalline
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02689—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using particle beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02664—Aftertreatments
    • H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
    • H01L21/02691—Scanning of a beam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、絶縁体上に半導体単結晶膜を形成
する方法の改良に関するものである。
半導体装置の高速動作化、高密度化のため、回
路素子を誘電体で分離する方法がある。その一方
法として、絶縁体上に半導体単結晶を形成し、そ
の半導体単結晶により回路素子を構成する方法が
考えられている。この半導体単結晶を形成する方
法として、絶縁体上に多結晶または非晶質の半導
体を堆積し、その表面にレーザ光、電子線などの
エネルギー線を照射することにより表面層のみを
加熱し、単結晶の半導体膜を形成する方法があ
る。このような従来の方法の一例の中間工程にお
けるウエーハの断面構造を第１図に示す。第１図
において、１はシリコン基板などからなる基板、
２は絶縁体、３は絶縁体２に底面および側面を囲
まれて島状に形成された多結晶または非晶質の半
導体膜である。基板１、絶縁体２および半導体膜
３によつてウエーハが構成されている。
上記のような断面構造を有するウエーハにレー
ザ光、電子線などを走査しつつ照射すると、レー
ザ光、電子線などのパワーが一定値を越えると多
結晶または非晶質の半導体膜３が溶融し、照射さ
れなくなると再結晶化することにより、島状の半
導体単結晶膜を得ることができる。
ところが、従来の方法において、レーザ光、電
子線などを走査しつつ照射すると、半導体膜３の
被照射部分のみが加熱され、その温度分布に基づ
いて、表面張力その他の力が溶融状態の半導体に
働き、その結果、島状の半導体単結晶膜の両端に
凹凸ができるなど表面形状が平坦にならないとい
う欠点があつた。第２図にそのような状態の一例
の断面図を示す。第２図はレーザ光などの照射線
の走査方向と平行な断面を示したものである。第
２図において、１は基板、２は絶縁体、３ａは半
導体単結晶膜である。第２図に示すように、半導
体単結晶膜３ａの表面に凹凸ができている。
また、多結晶または非晶質の半導体膜３が単な
る長方形の島形状であれば、エネルギー線の照射
開始位置によつては、溶融→固化が島状構造の周
辺部から始まるが、この周辺部には結晶核が多過
ぎて、単一の単結晶にならないという欠点があつ
た。
この発明は、上記のような従来の方法の欠点を
除去するためになされたものであり、島状の多結
晶または非結晶の半導体膜の両端部に表面の凹凸
を吸収する領域を設けることによつて、再結晶し
た半導体膜の中央部の表面を平坦にすること、お
よび局部加熱によつて溶融が開始される場所を限
定することによつて良質の半導体単結晶膜を得る
ことを目的としたもである。
以下、実施例に基づいてこの発明を説明する。
第３図はこの発明による半導体単結晶膜の作製
方法の中間工程におけるウエーハを示す図であ
り、第３図Ａは平面図、第３図Ｂは第３図Ａの
Ｂ−Ｂ線における断面図である。第３図におい
て、１は基体、２は絶縁体、３は単結晶化したと
きにそこに半導体素子を形成する基幹領域の多結
晶または非晶質の半導体膜、４ａおよび４ｂはそ
れぞれ半導体領域３が再結晶したときにその表面
に凹凸が生じないようにするため、半導体膜３の
照射が開始される端部および照射が終了する端部
に接して設けられた第１および第２の付加領域で
ある多結晶または非晶質の半導体膜である。半導
体膜３および半導体膜４ａ，４ｂによつ島状の半
導体膜を構成している。第３図に示す場合は、半
導体膜４ａ，３，４ｂの配列方向に垂直な方向の
半導体膜４ａ，４ｂの幅は一様であり、かつ半導
体膜３の同一方向の幅より広くなつている。
上記のような構造を有する島状の半導体膜に、
例えばレーザ光を半導体膜４ａ→半導体膜３→半
導体膜４ｂの経路で走査しながら照射する〔レー
ザ光線による照射スポツトの径は通常、半導体膜
４ａ，３，４ｂの走査方向に垂直な方向の幅（以
下、単に「幅」という）より大きい〕と半導体膜
４ａ，３，４ｂは溶融し、照射されなくなると再
結晶する。溶融した半導体の一様でない温度分布
のため、表面張力はその他の力が半導体に働くこ
とによつて再結晶した半導体膜の表面に凹凸が生
じる。
例えば、半導体膜４ａ，３，４ｂの表面を下向
きに保持し、下方よりレーザ光を照射した場合に
は、最初に照射される半導体膜４ａの領域に「へ
こみ」が生じ、最後に照射される半導体膜４ｂの
領域に「もり上がり」が生じる。しかしながら、
中間の半導体膜３の領域の表面は全く平坦にな
る。これは、溶融した半導体の移動による半導体
体積の変化は、両端の半導体膜４ａ，４ｂの領域
で吸収するためである。しかも、両端の半導体膜
４ａ，４ｂは中央の半導体膜３の幅より広くして
あるため、半導体膜４ａ，４ｂにおける凹凸の深
さ、高さを小さくでき、中央の半導体膜３への半
導体素子の形成に対する悪影響が抑えられるとと
もに、半導体素子形成後の後工程においても、表
面が第２図に示した従来のものに比し平坦化され
ているため、例えば配線層の形成等に対する悪影
響が抑えられる。なお、このようにしてできた半
導体膜４ａ，４ｂが半導体膜３に半導体素子を形
成する際に若干の妨げとなるならば、半導体膜３
の領域に単結晶膜を作製した後に半導体膜４ａ，
４ｂの領域の半導体を写真食刻法などにより除去
すればよい。この半導体膜４ａ，４ｂの除去に際
しても、凹凸の深さ、高さが小さくできるため、
半導体膜４ａ，４ｂの除去を精度良く行なえる。
上記の実施例では、表面の凹凸を吸収する半導
体領域として、第３図に示す形状の半導体膜４
ａ，４ｂを用いた場合について述べたが、第４図
Ａに示す半導体膜４ｃ，４ｄ、同図Ｂに示す半導
体膜４ｅ，４ｆ、同図Ｃに示す半導体膜４ｇ，４
ｈのような形状のものであつてもよい。要するに
半導体素子を形成する半導体単結晶膜の凹凸を吸
収することのできる半導体膜であればよく、その
形状は特に限定されない。また、第４図Ｃに示す
ように、最初に照射される半導体膜４ｇの幅が半
導体膜３の幅より狭い場合は、島状構造の結晶成
長核の少ない中心に沿つて溶融→固化が進むよう
にできるため、半導体膜３の領域においては、常
に単結晶を得ることができる。
上記の説明では、下方よりレーザ光を照射する
場合について述べたが、照射方向は下方からと限
られるわけではなく、いずれの方向から照射して
もよい。照射方向が異なる場合は表面の凹凸の形
状が変化するだけで、中央部の半導体領域では表
面が平坦な半導体単結晶膜を得ることができる。
また、上記の実施例では、レーザ光を走査しな
がら照射して半導体を溶融させる場合について述
べたが、電子線、半導体に対する不純物となる重
金属のイオンビームなどのエネルギー線を走査さ
せながら照射してもよく、また、他の局部的に加
熱・溶融させてその加熱領域を移動させる方法、
例えば微小なヒータで加熱・溶融させてそのヒー
タを移動させる方法であつてもよい。
以上詳述したように、この発明による半導体単
結晶膜の作製方法においては、島状の多結晶また
は多結晶の半導体領域の溶融の進行方向の両端部
に凹凸を吸収する領域を設けたので、中央部に表
面が平坦である良質の半導体単結晶膜を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来方法を説明するための断面図、第
２図は従来方法によつて半導体膜に凹凸が生じた
状態を示す断面図、第３図ＡおよびＢはそれぞれ
この発明の実施例の方法を説明するための平面図
および断面図、第４図Ａ，ＢおよびＣはそれぞれ
この発明のそれぞれ異なる他の実施例における半
導体膜を示すへ平面図である。 図において、２は絶縁体、３は基幹領域である
半導体膜、４ａ，４ｃ，４ｅ，４ｇは第１の付加
領域である半導体膜、４ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｈは
第２の付加領域である半導体膜である。なお、図
中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 島状の多結晶または非結晶の半導体膜に、該
    半導体膜の一方の端部から他方の端部へ加熱部を
    移動させる局部加熱を施し、絶縁体上に形成され
    周囲も絶縁体によつて取り囲まれた島状の半導体
    単結晶膜を作製する方法において、一方の端部に
    位置する第１の付加領域と、局部加熱の進行方向
    に沿つて上記第１の付加領域に連続して形成さ
    れ、半導体素子が形成されるべき基幹領域と、局
    部加熱の進行方向に沿つた他方の端部に位置し、
    上記基幹領域から連続して形成されるとともに、
    局部加熱の進行方向に垂直な方向の幅が上記基幹
    領域における局部加熱の進行方向に垂直な方向の
    幅より大きい第２の付加領域とを有した上記島状
    の多結晶または非結晶の半導体膜を形成する工
    程、局部加熱の進行方向に垂直な方向の幅が上記
    第２の付加領域における局部加熱の進行方向に垂
    直な方向の幅より大きい加熱部を上記第１の付加
    領域、上記基幹領域、上記第２の付加領域と移動
    させる局部加熱を施し、上記島状の多結晶または
    非結晶の半導体膜を半導体単結晶膜となす工程を
    備えたことを特徴とする半導体単結晶膜の作製方
    法。 ２ 上記局部加熱はレーザ光によつて行うことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体単
    結晶膜の作製方法。 ３ 上記局部加熱は電子線によつて行うことを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体単結
    晶膜の作製方法。 ４ 上記局部加熱の進行方向に垂直な方向の幅
    を、上記第１の付加領域においては上記基幹領域
    におけるよりも広くしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
    半導体単結晶膜の作製方法。 ５ 上記局部加熱の進行方向に垂直な方向の幅
    を、上記第１の付加領域においては上記基幹領域
    におけるよりも狭くしたことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
    半導体単結晶膜の作製方法。
JP56148213A 1981-09-19 1981-09-19 半導体単結晶膜の作製方法 Granted JPS5850731A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56148213A JPS5850731A (ja) 1981-09-19 1981-09-19 半導体単結晶膜の作製方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56148213A JPS5850731A (ja) 1981-09-19 1981-09-19 半導体単結晶膜の作製方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5850731A JPS5850731A (ja) 1983-03-25
JPH0330285B2 true JPH0330285B2 (ja) 1991-04-26

Family

ID=15447794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56148213A Granted JPS5850731A (ja) 1981-09-19 1981-09-19 半導体単結晶膜の作製方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5850731A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH079880B2 (ja) * 1985-03-05 1995-02-01 株式会社日立製作所 薄膜半導体素子の形成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.APPL.PHYS.=1966 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5850731A (ja) 1983-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4870031A (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US4404735A (en) Method for manufacturing a field isolation structure for a semiconductor device
US4543133A (en) Process for producing single crystalline semiconductor island on insulator
JPS5891621A (ja) 半導体装置の製造方法
US4992393A (en) Method for producing semiconductor thin film by melt and recrystallization process
JPH0330285B2 (ja)
JPS6329819B2 (ja)
JPH0450746B2 (ja)
JPS5886717A (ja) 単結晶シリコン膜形成法
JPH06168876A (ja) 半導体結晶の形成方法及び半導体素子
JPS61135110A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6159820A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS5958821A (ja) 半導体単結晶膜の製造方法
JPH0652712B2 (ja) 半導体装置
JPS5856457A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6017911A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0368532B2 (ja)
JPH0283915A (ja) 半導体単結晶薄膜の製造方法
JPS6017910A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01147826A (ja) 多層半導体基板の製造方法
JPS63265464A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0727860B2 (ja) 半導体単結晶薄膜の製造方法
JPH0797556B2 (ja) Ｓｏｉ基板の製造方法
JPS6066416A (ja) 半導体集積回路基体の製造方法
JPS6339553B2 (ja)