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

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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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amorphous silicon
silicon film
crystalline
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film
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JP19582389A
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Seiichi Kiyama
木山 精一
Koji Araki
荒木 孝次
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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。

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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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
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。
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)。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP19582389A 1989-07-27 1989-07-27 結晶性シリコンの製造方法 Expired - Lifetime JP2740281B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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