JPH0353771B2 - - Google Patents
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- JPH0353771B2 JPH0353771B2 JP56155512A JP15551281A JPH0353771B2 JP H0353771 B2 JPH0353771 B2 JP H0353771B2 JP 56155512 A JP56155512 A JP 56155512A JP 15551281 A JP15551281 A JP 15551281A JP H0353771 B2 JPH0353771 B2 JP H0353771B2
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- Japan
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- laser beam
- laser
- annealing
- axis
- total reflection
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- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
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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
- H01L21/02656—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
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- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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-
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- H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
- H01L21/02678—Beam shaping, e.g. using a mask
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば多結晶シリコンを単結晶化す
る場合などに好適なレーザ・アニール方法に関す
る。
る場合などに好適なレーザ・アニール方法に関す
る。
近年、絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成し、
その多結晶シリコン膜を単結晶化するのにレー
ザ・ビームを照射してアニールを行ない多結晶シ
リコンを一旦溶融するようにしている。
その多結晶シリコン膜を単結晶化するのにレー
ザ・ビームを照射してアニールを行ない多結晶シ
リコンを一旦溶融するようにしている。
ところが、レーザ・ビームは、通常、第１図に
記号LBで指示してあるように２次元的には円形
であり、３次元的に見た場合の記号AXで指示し
た中心を通る一方向のビーム分布強度は同じく記
号BSで指示してあるようにガウシヤン分布にな
る。このような円形レーザ・ビームは、その強度
分布が等方的であつて方向性をもたないので、レ
ーザ・ビームを双方向に走査することに依つてア
ニールの効率を向上することが可能である。
記号LBで指示してあるように２次元的には円形
であり、３次元的に見た場合の記号AXで指示し
た中心を通る一方向のビーム分布強度は同じく記
号BSで指示してあるようにガウシヤン分布にな
る。このような円形レーザ・ビームは、その強度
分布が等方的であつて方向性をもたないので、レ
ーザ・ビームを双方向に走査することに依つてア
ニールの効率を向上することが可能である。
しかし、このようなレーザ・ビームで半導体ウ
エハを走査すると帯状にアニールが行なわれ、そ
して、冷却は帯のエツジ部分から始まる。即ち、
外側から内側に向つて固化（単結晶化）が進行す
ることになる。従つて、単結晶のグレイン成長が
中央部分で衝合し、妨げられることになり、大き
なグレインを得ることができない。
エハを走査すると帯状にアニールが行なわれ、そ
して、冷却は帯のエツジ部分から始まる。即ち、
外側から内側に向つて固化（単結晶化）が進行す
ることになる。従つて、単結晶のグレイン成長が
中央部分で衝合し、妨げられることになり、大き
なグレインを得ることができない。
本発明は、レーザ・アニールを行なつた場合
に、冷却が中央部分から外方に向つて進行するよ
うにして、例えば多結晶シリコンを単結晶化する
際にグレインが大である単結晶を得られるように
すると共にそのようにしてもレーザ・アニールの
効率は低下することがないようにするものであ
り、以下、これを詳細に説明する。
に、冷却が中央部分から外方に向つて進行するよ
うにして、例えば多結晶シリコンを単結晶化する
際にグレインが大である単結晶を得られるように
すると共にそのようにしてもレーザ・アニールの
効率は低下することがないようにするものであ
り、以下、これを詳細に説明する。
本発明の目的を達成するには、レーザ・ビーム
の横断面形状をレーザ・ビームの走査方向に略直
交する一軸方向に対して対称となるようにし、そ
の軸上のレーザ・ビームの強度を中央部分で低
く、外方で高くなるような分布にすれば良い。そ
のようにするには種々の手段が考えられるが、実
施するに際し、レーザ・ビームのエネルギ損失が
少なく、装置が簡単で、経済的なものでなければ
ならない。
の横断面形状をレーザ・ビームの走査方向に略直
交する一軸方向に対して対称となるようにし、そ
の軸上のレーザ・ビームの強度を中央部分で低
く、外方で高くなるような分布にすれば良い。そ
のようにするには種々の手段が考えられるが、実
施するに際し、レーザ・ビームのエネルギ損失が
少なく、装置が簡単で、経済的なものでなければ
ならない。
そこで、本発明では、単一のレーザ光源から放
射された１本のレーザ・ビームをミラーを用いて
光学的に２本に分岐し、その２本のレーザ・ビー
ムを近接させて照射することに依りアニールを行
なうようにしている。次に、その実施例を説明す
る。
射された１本のレーザ・ビームをミラーを用いて
光学的に２本に分岐し、その２本のレーザ・ビー
ムを近接させて照射することに依りアニールを行
なうようにしている。次に、その実施例を説明す
る。
第２図は、ハーフ・ミラーと全反射ミラーを使
用して１本のレーザ・ビームを２本に分岐した実
施例を表わしている。
用して１本のレーザ・ビームを２本に分岐した実
施例を表わしている。
第２図に於いて、１はレーザ光源、２は全反射
ミラー、３はハーフ・ミラー、４は全反射ミラ
ー、LB′は２次元的なレーザ・ビーム・パター
ン、AX′はレーザ・ビーム・パターンの一対称
軸、BS′は対称軸AX′に沿つた３次元的なレー
ザ・ビーム強度分布をそれぞれ示している。
ミラー、３はハーフ・ミラー、４は全反射ミラ
ー、LB′は２次元的なレーザ・ビーム・パター
ン、AX′はレーザ・ビーム・パターンの一対称
軸、BS′は対称軸AX′に沿つた３次元的なレー
ザ・ビーム強度分布をそれぞれ示している。
このようなレーザ・ビームでレーザ・ビーム・
パターンの対称軸AX′に略直交する矢印Ａ方向に
スキヤンニングしてアニールを行なうと、中央部
分から外方に向つて冷却が進行するので、多結晶
シリコンを単結晶化する場合もその方向に沿つて
行なわれることになる。また、レーザ・ビーム・
パターンは対称軸AX′に対して対称であるから、
矢印Ａ方向とは正反対の矢印Ｂ方向にスキヤンニ
ングしても全く同じ効果が得られるので、従来の
円形のレーザ・ビームを用いた場合と同様に双方
向走査が可能であり、アニールの効率が低下する
こともない。
パターンの対称軸AX′に略直交する矢印Ａ方向に
スキヤンニングしてアニールを行なうと、中央部
分から外方に向つて冷却が進行するので、多結晶
シリコンを単結晶化する場合もその方向に沿つて
行なわれることになる。また、レーザ・ビーム・
パターンは対称軸AX′に対して対称であるから、
矢印Ａ方向とは正反対の矢印Ｂ方向にスキヤンニ
ングしても全く同じ効果が得られるので、従来の
円形のレーザ・ビームを用いた場合と同様に双方
向走査が可能であり、アニールの効率が低下する
こともない。
第３図は、楔型ミラーと全反射ミラーを使用し
て１本のレーザ・ビームの２本に分岐する実施例
を表わし、第２図に関して説明した記号と同一の
記号は同じ部分を指示している。
て１本のレーザ・ビームの２本に分岐する実施例
を表わし、第２図に関して説明した記号と同一の
記号は同じ部分を指示している。
第３図に於いて、５は楔型ミラー、６及び７は
全反射ミラーをそれぞれ示している。
全反射ミラーをそれぞれ示している。
本実施例に依つて分岐された２本のレーザ・ビ
ームの２次元的なパターンは純粋なものではない
が、半球状をなしている。
ームの２次元的なパターンは純粋なものではない
が、半球状をなしている。
この実施例に依つてアニールを行なつた場合も
中央部分から外方に向つて冷却が進行することは
そのビーム強度分布から明らかである。また、こ
の場合も、双方向走査が可能であることは云うま
でもない。
中央部分から外方に向つて冷却が進行することは
そのビーム強度分布から明らかである。また、こ
の場合も、双方向走査が可能であることは云うま
でもない。
以上の説明で判るように、本発明に依れば、中
央部分のエネルギ密度が小で、周辺部分のそれが
大であるレーザ・ビームにて半導体ウエハをアニ
ールすることができるので、多結晶シリコンを単
結晶化する場合は、単結晶化が中央部分から外方
に向つて進行し、グレインが大である単結晶を得
ることができる。また、双方向走査ができるの
で、アニール効率が低下することもない。そし
て、そのようなレーザ・ビームを作るには、一本
のレーザ・ビームをミラーを用いた反射光学系で
２本に分岐し、それを近接して照射することに依
つて達成されるので装置の構成は極めて簡単であ
る。また、所要のレーザ・ビームを作るのに反射
光学系を用いているのて、レーザ・ビームの損失
は少なく、効率の良いレーザ・アニールを行うこ
とができる。
央部分のエネルギ密度が小で、周辺部分のそれが
大であるレーザ・ビームにて半導体ウエハをアニ
ールすることができるので、多結晶シリコンを単
結晶化する場合は、単結晶化が中央部分から外方
に向つて進行し、グレインが大である単結晶を得
ることができる。また、双方向走査ができるの
で、アニール効率が低下することもない。そし
て、そのようなレーザ・ビームを作るには、一本
のレーザ・ビームをミラーを用いた反射光学系で
２本に分岐し、それを近接して照射することに依
つて達成されるので装置の構成は極めて簡単であ
る。また、所要のレーザ・ビームを作るのに反射
光学系を用いているのて、レーザ・ビームの損失
は少なく、効率の良いレーザ・アニールを行うこ
とができる。
第１図はレーザ・ビームの照射パターンと強度
分布を説明する為の線図、第２図及び第３図は本
発明のそれぞれ異なる実施例の説明図である。 図に於いて、１はレーザ光源、２は全反射ミラ
ー、３はハーフ・ミラー、４は全反射ミラー、５
は楔型ミラー、６，７は全反射ミラーである。
分布を説明する為の線図、第２図及び第３図は本
発明のそれぞれ異なる実施例の説明図である。 図に於いて、１はレーザ光源、２は全反射ミラ
ー、３はハーフ・ミラー、４は全反射ミラー、５
は楔型ミラー、６，７は全反射ミラーである。
Claims (1)
- １ １本のレーザ・ビームを反射光学系にて２本
に分岐し、該２本のレーザ・ビームを近接させ横
断面が一軸方向に対して対象の形状であり且つ該
一軸上の中央部分に於けるエネルギ密度が周辺部
分に於けるそれと比較して小であるレーザ・ビー
ムを生成させ、この生成されたレーザ・ビームを
半導体ウエハに照射し且つ前記一軸方向に対して
略直交する方向に走査してアニールを行うことを
特徴とするレーザ・アニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155512A JPS5856411A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | レ−ザ・アニ−ル方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155512A JPS5856411A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | レ−ザ・アニ−ル方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5856411A JPS5856411A (ja) | 1983-04-04 |
| JPH0353771B2 true JPH0353771B2 (ja) | 1991-08-16 |
Family
ID=15607666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155512A Granted JPS5856411A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | レ−ザ・アニ−ル方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856411A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59151420A (ja) * | 1983-02-17 | 1984-08-29 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザアニ−ル装置 |
| JPS59195819A (ja) * | 1983-04-20 | 1984-11-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体単結晶層の形成方法 |
| JPH04364031A (ja) * | 1991-06-10 | 1992-12-16 | Ii & S:Kk | レーザアニール方法およびレーザアニール装置 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56155512A patent/JPS5856411A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| APPL.PHYS.LETT=1981 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5856411A (ja) | 1983-04-04 |
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