JPH0360018A - 結晶性シリコンの製造方法 - Google Patents
結晶性シリコンの製造方法Info
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- JPH0360018A JPH0360018A JP19582389A JP19582389A JPH0360018A JP H0360018 A JPH0360018 A JP H0360018A JP 19582389 A JP19582389 A JP 19582389A JP 19582389 A JP19582389 A JP 19582389A JP H0360018 A JPH0360018 A JP H0360018A
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は多結晶、成るいはｌｉｔ結晶で代表される結晶
性シリコンの製造方法に関する。
性シリコンの製造方法に関する。
（ロ）従来の技術
結語膜の低温成膜要求や大面偵化要求を実現する方法と
し゛Ｃ，基板表面に低ｉ！！戊膜技術であるプラズマＣ
Ｖ Ｉ）法、熱ＣＶＤ法、真空薄青法、成るいはスパッ
タ法などにより、非晶質膜や多結晶膜などの非単結晶膜
を得、その非晶質膜を多結晶膜やＩｌｔ結晶膜に変換し
たり、成るいは多結晶膜を単結晶膜に変換する方法が挙
げられる。その−例として、例えば特開昭６３−１７０
９７６号公報に開示された先行技術は、予め基板表面に
プラズマＣＶＤ法により非晶質膜を低温成膜し、その後
にレーザビーム照射によるアニーリングを施し、多結晶
膜を得る方法がある。
し゛Ｃ，基板表面に低ｉ！！戊膜技術であるプラズマＣ
Ｖ Ｉ）法、熱ＣＶＤ法、真空薄青法、成るいはスパッ
タ法などにより、非晶質膜や多結晶膜などの非単結晶膜
を得、その非晶質膜を多結晶膜やＩｌｔ結晶膜に変換し
たり、成るいは多結晶膜を単結晶膜に変換する方法が挙
げられる。その−例として、例えば特開昭６３−１７０
９７６号公報に開示された先行技術は、予め基板表面に
プラズマＣＶＤ法により非晶質膜を低温成膜し、その後
にレーザビーム照射によるアニーリングを施し、多結晶
膜を得る方法がある。
（ハ）５１！明が解決しようとする課題然し乍らアニー
リングに用いるレーザビームの強度分布は概して中心部
にピークを持っガウス分布を呈するために、レーザビー
ムの中心部と周縁部分とでは均一なアニーリングを施す
ことができず、また多結晶膜の結晶粒径はアニール時間
と温度により決定されるために、再現性の点で問題があ
った。
リングに用いるレーザビームの強度分布は概して中心部
にピークを持っガウス分布を呈するために、レーザビー
ムの中心部と周縁部分とでは均一なアニーリングを施す
ことができず、また多結晶膜の結晶粒径はアニール時間
と温度により決定されるために、再現性の点で問題があ
った。
（ニ） ３ｉｌｌを解決するための手段本発明はこのよ
うな課題に鑑みて為されたものであって、基板表面にア
モルファスシリコンＩｌｌ被着させた後、エネルギービ
ームをこのアモルファスシリコン膜の微小領域に集光し
てその微小領域を溶融・再結晶化すると同時に、不活性
イオンビームを照射して配向性が制御された結晶核を得
、その核を基に結晶性シリコンを成長させている。
うな課題に鑑みて為されたものであって、基板表面にア
モルファスシリコンＩｌｌ被着させた後、エネルギービ
ームをこのアモルファスシリコン膜の微小領域に集光し
てその微小領域を溶融・再結晶化すると同時に、不活性
イオンビームを照射して配向性が制御された結晶核を得
、その核を基に結晶性シリコンを成長させている。
（ホ）作用
本発明によれば、不活性イオンビームによって配向性が
制御された結晶核を結品威長の核としているので、成長
じたシリコンの品質は高く、欠陥の少ない結晶性シリコ
ンが得られる。
制御された結晶核を結品威長の核としているので、成長
じたシリコンの品質は高く、欠陥の少ない結晶性シリコ
ンが得られる。
（へ）実施例
本発明の第１の工程は第１図に示すように、ガラス、セ
ラミックなどの絶縁性材料からなる基板１表面にプラズ
マＣＶＤ法などによって下層アモルファスシリコン膜２
を０．１〜１μｍ程度の厚さに成長させるところにある
。
ラミックなどの絶縁性材料からなる基板１表面にプラズ
マＣＶＤ法などによって下層アモルファスシリコン膜２
を０．１〜１μｍ程度の厚さに成長させるところにある
。
第２の工程は、この下層アモルファスシリコン校２表面
にエキシマレーザなどのハイパワーレーザ３を集光させ
て護膜２を溶融し、再結晶化して結晶核４を形成すると
同時に、この下層アモルファスシリコン膜２の側方から
、Ａ ｒ、 Ｈｅ、 ｆ−１などの不活性イオンビーム
５を照射してこの結晶核４の配向性を制御するところに
ある。ここで用いられるハイパワーレーザ３はレンズ系
によってレーザビーム径が１）ｍ以下に集光されて下層
アモルファスシリコン膜２表面におけるエネルギー密度
は、０．１〜ＩＯＪ／ｃｍ”程度である。また、不活性
イオンビーム５は、加速エネルギー数〜数千ｅＶ、イオ
ン電流！！１（１０，Ａ〜数Ａで、所望のＳｉ結晶核の
軸方向に照射するのが適している。斯る条件下において
０．０１〜０．１分間程度紫外光レーザ２、並びに不活
性イオンビーム５を照射することによって、Ｗｋｐｍ程
度の直径のシリコンの結晶核４が得られる。尚、この時
の基板１の温度は、その基板１がガラスであっても変形
などすることのない、６００℃以下であることが望まし
い。
にエキシマレーザなどのハイパワーレーザ３を集光させ
て護膜２を溶融し、再結晶化して結晶核４を形成すると
同時に、この下層アモルファスシリコン膜２の側方から
、Ａ ｒ、 Ｈｅ、 ｆ−１などの不活性イオンビーム
５を照射してこの結晶核４の配向性を制御するところに
ある。ここで用いられるハイパワーレーザ３はレンズ系
によってレーザビーム径が１）ｍ以下に集光されて下層
アモルファスシリコン膜２表面におけるエネルギー密度
は、０．１〜ＩＯＪ／ｃｍ”程度である。また、不活性
イオンビーム５は、加速エネルギー数〜数千ｅＶ、イオ
ン電流！！１（１０，Ａ〜数Ａで、所望のＳｉ結晶核の
軸方向に照射するのが適している。斯る条件下において
０．０１〜０．１分間程度紫外光レーザ２、並びに不活
性イオンビーム５を照射することによって、Ｗｋｐｍ程
度の直径のシリコンの結晶核４が得られる。尚、この時
の基板１の温度は、その基板１がガラスであっても変形
などすることのない、６００℃以下であることが望まし
い。
第３の工程は、部分的に結晶核４を有する下層アモルフ
ァスシリコン膜２表面に該結晶核４も含めてプラズマＣ
ＶＤ法、熱ＣＶＤ法、真空蒸着法、成るいはスパッタ法
などにより、厚さ０．１〜１Ｏｌ１１１程度の表層アモ
ルファスシリコン膜６を成長させるところにある（第３
図）。
ァスシリコン膜２表面に該結晶核４も含めてプラズマＣ
ＶＤ法、熱ＣＶＤ法、真空蒸着法、成るいはスパッタ法
などにより、厚さ０．１〜１Ｏｌ１１１程度の表層アモ
ルファスシリコン膜６を成長させるところにある（第３
図）。
本発明の最終工程は第４図に示す如く、基板１表面の表
層アモルファスシリコン膜６にＡ「レーザ、エキシマレ
ーザなどのハイパワーのレーザビーム７を照射して該ア
モルファスシリコン膜６にレーザアニールを施すところ
にある。具体的には例えばＡｒレーザを用いた場合、５
〜ＩＯＷ／ｃ＋ｓ”の出力のものが用いられ、数ｃｔｓ
／秒の速度で走査される。このレーザアニール処理を施
すことによって、表層アモルファスシリコン？！６は結
晶核４を再結晶化の核として単結晶化が進み、゛直径０
、Ｏ１〜１ｍｎ＋程度の単結晶領域８が得られる。
層アモルファスシリコン膜６にＡ「レーザ、エキシマレ
ーザなどのハイパワーのレーザビーム７を照射して該ア
モルファスシリコン膜６にレーザアニールを施すところ
にある。具体的には例えばＡｒレーザを用いた場合、５
〜ＩＯＷ／ｃ＋ｓ”の出力のものが用いられ、数ｃｔｓ
／秒の速度で走査される。このレーザアニール処理を施
すことによって、表層アモルファスシリコン？！６は結
晶核４を再結晶化の核として単結晶化が進み、゛直径０
、Ｏ１〜１ｍｎ＋程度の単結晶領域８が得られる。
斯して得られた＋に結晶領域８中に作成したＴＰＴの電
子電界効果移動度は、＋５０−３（１０ｃｍ” ／ Ｖ
−ｓを示し、プラズマＣＶＤ法を用いてＭた従来品のそ
れが４０〜５０ｃｍ’／Ｌｓであったことに鑑みると、
本発明による特性改滲は顕著であろう。
子電界効果移動度は、＋５０−３（１０ｃｍ” ／ Ｖ
−ｓを示し、プラズマＣＶＤ法を用いてＭた従来品のそ
れが４０〜５０ｃｍ’／Ｌｓであったことに鑑みると、
本発明による特性改滲は顕著であろう。
尚、！−記した実施例においては、部分的に結晶核４を
４ｉ’するアモルファスシリコン膜２表面に表層アモル
ファスシリコン膜６を成長させ、その膜６を結晶核４を
再結晶化の核として結晶化していたが、結晶核４の成長
工程を長時間、具体的には０．１−１時間程度継続する
ことによって、その結晶核４そのものを核として下層ア
モルファスシリコン膜２の単結晶化を進め、直径約１０
〜１００＃麿のＩｌｌ結晶領域８とすることも可能であ
る。
４ｉ’するアモルファスシリコン膜２表面に表層アモル
ファスシリコン膜６を成長させ、その膜６を結晶核４を
再結晶化の核として結晶化していたが、結晶核４の成長
工程を長時間、具体的には０．１−１時間程度継続する
ことによって、その結晶核４そのものを核として下層ア
モルファスシリコン膜２の単結晶化を進め、直径約１０
〜１００＃麿のＩｌｌ結晶領域８とすることも可能であ
る。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかなように、基板表面にア
モルファスシリコン膜を被着させた後、エネルギービー
ムをこのアモルファスシリコン膜の微小領域に集光して
その微小領域を溶融・再結晶化すると同時に、不活性イ
オンビームを照射して配向性がｉＸ９＋１された結晶核
を得、その核を基に結晶性シリコンを１＆長させている
ので、欠陥の少ない結晶性シリコンが得られる。その結
果、本発明によって得た結晶性シリコン中の電子移動度
が高いことから、ダイオードやトランジスタなどの素子
特恍の向上を図ることができる。
モルファスシリコン膜を被着させた後、エネルギービー
ムをこのアモルファスシリコン膜の微小領域に集光して
その微小領域を溶融・再結晶化すると同時に、不活性イ
オンビームを照射して配向性がｉＸ９＋１された結晶核
を得、その核を基に結晶性シリコンを１＆長させている
ので、欠陥の少ない結晶性シリコンが得られる。その結
果、本発明によって得た結晶性シリコン中の電子移動度
が高いことから、ダイオードやトランジスタなどの素子
特恍の向上を図ることができる。
４、間両の筒＋Ｂな説明
第１図〜第４図は本発明方法の実施例を工程順に示した
断面図である。
断面図である。
１・・・基板、
２・・・下層アモルファスシリコン膜、３．７・・・ハ
イパワーレーザ、４・・・結晶核。
イパワーレーザ、４・・・結晶核。
５・・・不活性イオンビーム、
６・・・表層アモルファスシリコン膜、８・・、 Ｉｌ
ｌ結晶領域。
ｌ結晶領域。
Claims (1)
- （１）基板表面に結晶性シリコンを成長させるに際し、
基板表面にアモルファスシリコン膜を被着させた後、エ
ネルギービームをこのアモルファスシリコン膜の微小領
域に集光してその微小領域を溶融・再結晶化すると同時
に、不活性イオンビームを照射して配向性が制御された
結晶核を得、その核を基に結晶性シリコンを成長させる
ことを特徴とした結晶性シリコンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19582389A JP2740281B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 結晶性シリコンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19582389A JP2740281B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 結晶性シリコンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360018A true JPH0360018A (ja) | 1991-03-15 |
| JP2740281B2 JP2740281B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=16347595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19582389A Expired - Lifetime JP2740281B2 (ja) | 1989-07-27 | 1989-07-27 | 結晶性シリコンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740281B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102401758A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Tem样品制造方法 |
-
1989
- 1989-07-27 JP JP19582389A patent/JP2740281B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102401758A (zh) * | 2010-09-17 | 2012-04-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | Tem样品制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2740281B2 (ja) | 1998-04-15 |
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