JPH038798A - 多結晶シリコン膜の製造方法 - Google Patents
多結晶シリコン膜の製造方法Info
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- JPH038798A JPH038798A JP14497289A JP14497289A JPH038798A JP H038798 A JPH038798 A JP H038798A JP 14497289 A JP14497289 A JP 14497289A JP 14497289 A JP14497289 A JP 14497289A JP H038798 A JPH038798 A JP H038798A
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 7
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 17
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- 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、絶縁物からなる下地表面上に多結晶シリコン
膜を製造する方法に関し、特に半導体装置の製造にとっ
て有用である。
膜を製造する方法に関し、特に半導体装置の製造にとっ
て有用である。
（ロ）従来の技術
多結晶シリコンは、ＬＳＩにおけるゲート電極及び配線
材料を始めとして、液晶表示パネルのスイッチング用素
子を形成するための能動層とじても用いられており、半
導体装置を形成する上で重要な役割を担っている。
材料を始めとして、液晶表示パネルのスイッチング用素
子を形成するための能動層とじても用いられており、半
導体装置を形成する上で重要な役割を担っている。
多結晶シリコンの特性は、その結晶粒の大きさに大きく
依存しており、結晶粒のサイズが大きい程、向上する。
依存しており、結晶粒のサイズが大きい程、向上する。
また、成長基板となる下地表面に垂直な方向に結晶方位
が揃っている方が、多結晶シリコン特性はよい。従来多
結晶シリコンは減圧ＣＶＤや常圧ＣＶＤ法により、絶縁
基板や絶縁膜等の下地表面上に形成されているが、その
結晶粒の直径は小さく、約０．１μｍ以下であった。
が揃っている方が、多結晶シリコン特性はよい。従来多
結晶シリコンは減圧ＣＶＤや常圧ＣＶＤ法により、絶縁
基板や絶縁膜等の下地表面上に形成されているが、その
結晶粒の直径は小さく、約０．１μｍ以下であった。
最近になって、−旦非晶質シリコン膜を形成した後、こ
れをアニール処理して多結晶化する方法が検討され、こ
の方法により結晶粒径を増大させる試みがなされている
（例えば、Ｊ、ＡｐｐｆｆｉＰｈｙｓ、、Ｖｏｌ、６３
．Ｎｏ、７．Ａｐｒ。
れをアニール処理して多結晶化する方法が検討され、こ
の方法により結晶粒径を増大させる試みがなされている
（例えば、Ｊ、ＡｐｐｆｆｉＰｈｙｓ、、Ｖｏｌ、６３
．Ｎｏ、７．Ａｐｒ。
１．１９８８．ＰＰ２２６０〜２２６６参照）。
但し、この場合、各結晶粒の方位は揃っていない
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は、結晶粒径をより大になし、かっ各結晶粒の方
位が、下地表面に対し垂直な方向にｆｉｌつだ多結晶シ
リコン膜を製造するための方法を提供するものである。
位が、下地表面に対し垂直な方向にｆｉｌつだ多結晶シ
リコン膜を製造するための方法を提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明の方法は、絶縁物からなる下地表面上に、この表
面に対し垂直な方向に配向したシリコン島群を形成する
工程、前記シリコン島群を含んで前記下地表面上に非晶
質シリコン膜を形成する工程、この非晶質シリコン膜を
アニール処理により多結晶シリコン膜に変化させる工程
を具備することを特徴とする。
面に対し垂直な方向に配向したシリコン島群を形成する
工程、前記シリコン島群を含んで前記下地表面上に非晶
質シリコン膜を形成する工程、この非晶質シリコン膜を
アニール処理により多結晶シリコン膜に変化させる工程
を具備することを特徴とする。
（ホ）作用
絶縁物からなる下地表面上に、この表面に対し垂直な方
向に配向した多結晶シリコンを形成し得ることは既に知
られている（例えばＡｐｐｇ。
向に配向した多結晶シリコンを形成し得ることは既に知
られている（例えばＡｐｐｇ。
Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、５２ （１７）、Ａｐｒｉ１２５
．１９８８．ＰＰ１３８９−１３９１参照）。より具体
的には、Ｓ ｉＯ＊膜等の下地表面上に、ＳｉＨ，ガス
をソースガスとする減圧ＣｖＤにより多結晶膜を形成す
る際に、堆積温度を約６３０℃、ＳｉＨ＋ガス分圧を１
０ｍＴｏｒｒ以下に設定すると、形成された膜が含む各
結晶粒は、前記下地表面に垂直な方向に対して〈１００
〉軸に配向したものとなる。
．１９８８．ＰＰ１３８９−１３９１参照）。より具体
的には、Ｓ ｉＯ＊膜等の下地表面上に、ＳｉＨ，ガス
をソースガスとする減圧ＣｖＤにより多結晶膜を形成す
る際に、堆積温度を約６３０℃、ＳｉＨ＋ガス分圧を１
０ｍＴｏｒｒ以下に設定すると、形成された膜が含む各
結晶粒は、前記下地表面に垂直な方向に対して〈１００
〉軸に配向したものとなる。
従って、本発明は、前記配向特性を呈し得る膜形成条件
に着目し、斯る膜形成を短時間のみ実施することで、膜
形成初期に見られるシリコン島群を得、かつその際、前
記下地表面に垂直な方向に対して＜１００＞軸に配向し
たシリコン島群を得ることを第１の工程となしている。
に着目し、斯る膜形成を短時間のみ実施することで、膜
形成初期に見られるシリコン島群を得、かつその際、前
記下地表面に垂直な方向に対して＜１００＞軸に配向し
たシリコン島群を得ることを第１の工程となしている。
一方、シリコンの同相成長においては、その速度は成長
する結晶面に大きく依存し、（１００１面の成長速度が
最も速いことが知られている。前記シリコン島は＜１０
０＞配向しているので、島表面における１１００１面の
占める割合いは高く、従って、島の成長速度は他の結晶
軸に配向している場合よりも速い。また、アニール中、
非結晶質Ｓｉ膜中においてランダムな核が発生するが、
ランダムな核が発生するのに必要なエネルギーは、既に
種となる核が存在し、その核を種として固相成長が進行
するのに必要なエネルギーに比べて高く、従って、シリ
コン島を種とした同相成長が優先的に起こり、ランダム
な核発生はかなり遅れて起こる。
する結晶面に大きく依存し、（１００１面の成長速度が
最も速いことが知られている。前記シリコン島は＜１０
０＞配向しているので、島表面における１１００１面の
占める割合いは高く、従って、島の成長速度は他の結晶
軸に配向している場合よりも速い。また、アニール中、
非結晶質Ｓｉ膜中においてランダムな核が発生するが、
ランダムな核が発生するのに必要なエネルギーは、既に
種となる核が存在し、その核を種として固相成長が進行
するのに必要なエネルギーに比べて高く、従って、シリ
コン島を種とした同相成長が優先的に起こり、ランダム
な核発生はかなり遅れて起こる。
よって、本発明における続く工程、即ち、前記シリコン
島群を含んで前記下地表面上に非晶質シリコン膜を形成
する工程、及びこの非晶質シリコン膜をアニール処理に
より多結晶シリコン膜に変化させる工程を経ることによ
り、ランダムな核が発生する前に、予め形成しておいた
＜１００＞配向のシリコン島を種にした固相成長が優先
的に起り、膜全体が結晶化し、＜１００＞配向した結晶
粒のみが存在することになる。結晶粒の大きさは、最初
に形成するシリコン島の密度によるが、１〜２Ｘ１０”
Ｃｌ１１’″３ 程度の密度のシリコン島を形成してお
けば、結晶粒の大きさを、直径５〜１０μｍ程度まで大
きくすることができる。
島群を含んで前記下地表面上に非晶質シリコン膜を形成
する工程、及びこの非晶質シリコン膜をアニール処理に
より多結晶シリコン膜に変化させる工程を経ることによ
り、ランダムな核が発生する前に、予め形成しておいた
＜１００＞配向のシリコン島を種にした固相成長が優先
的に起り、膜全体が結晶化し、＜１００＞配向した結晶
粒のみが存在することになる。結晶粒の大きさは、最初
に形成するシリコン島の密度によるが、１〜２Ｘ１０”
Ｃｌ１１’″３ 程度の密度のシリコン島を形成してお
けば、結晶粒の大きさを、直径５〜１０μｍ程度まで大
きくすることができる。
（へ）実施例
図面を参照し、本発明の実施例について説明する。まず
石英などの絶縁物からなる下地表面（１）に、ＳｉＨ，
の熱分解を用いた減圧ＣＶＤ法により、下地温度６３０
℃、ＳｉＨ，分圧５ｍＴｏｒｒの条件で、１分間、多結
晶シリコンの堆積を行うと、下地表面（１）に垂直な方
向に対して＜１００〉軸に配向した許状のシリコン島（
２）（２）・・・が形成される（第１図）。このシリコ
ン島は直径が数１００〜１０００人のは・°半球状をな
し、その密度は約１．５ Ｘ １０ ’ｃｍ−”で、島
と島との間の平均間隔は約７μｍである。
石英などの絶縁物からなる下地表面（１）に、ＳｉＨ，
の熱分解を用いた減圧ＣＶＤ法により、下地温度６３０
℃、ＳｉＨ，分圧５ｍＴｏｒｒの条件で、１分間、多結
晶シリコンの堆積を行うと、下地表面（１）に垂直な方
向に対して＜１００〉軸に配向した許状のシリコン島（
２）（２）・・・が形成される（第１図）。このシリコ
ン島は直径が数１００〜１０００人のは・°半球状をな
し、その密度は約１．５ Ｘ １０ ’ｃｍ−”で、島
と島との間の平均間隔は約７μｍである。
次に、前記シリコン島群を含んで、下地表面＜１）上に
、減圧ＣＶＤ法により、下地温度５５０℃、ＳｉＨ４分
圧６Ｔｏ ｒ ｒの条件で膜厚５０００人の非晶質シリ
コン（３）を堆積する（第２図）。その後、Ｎ、雰囲気
中で６００℃、５時間のアニール処理を行うと、＜１０
０＞配向したジノコン島（２）を種にして同相成長が進
行し、結晶化が進むことにより、結晶粒（４ａ）（４ａ
）・・・からなる多結晶シリコン膜（４）が形成される
。このとき、各結晶粒の大きさは、平均で直径的７μｍ
と大きく、かつ下地表面（１）に垂直な方向に対してく
１００〉軸に配向したものとなる。尚図中、線（５）は
結晶粒界を表わしている。
、減圧ＣＶＤ法により、下地温度５５０℃、ＳｉＨ４分
圧６Ｔｏ ｒ ｒの条件で膜厚５０００人の非晶質シリ
コン（３）を堆積する（第２図）。その後、Ｎ、雰囲気
中で６００℃、５時間のアニール処理を行うと、＜１０
０＞配向したジノコン島（２）を種にして同相成長が進
行し、結晶化が進むことにより、結晶粒（４ａ）（４ａ
）・・・からなる多結晶シリコン膜（４）が形成される
。このとき、各結晶粒の大きさは、平均で直径的７μｍ
と大きく、かつ下地表面（１）に垂直な方向に対してく
１００〉軸に配向したものとなる。尚図中、線（５）は
結晶粒界を表わしている。
（ト）発明の効果
本発明によれば、絶縁物からなる下地表面に、予め、こ
の表面に対し垂直な方向に配向したシリコン島を形成し
ておき、このシリコン島を種にした固相成長により多結
晶シリコン膜が形成されるので、この膜を構成する結晶
粒のサイズが大きく、かつ各結晶粒の方位が、下地表面
に対し垂直な方向に揃い、従って良質な多結晶シリコン
膜が得られる。
の表面に対し垂直な方向に配向したシリコン島を形成し
ておき、このシリコン島を種にした固相成長により多結
晶シリコン膜が形成されるので、この膜を構成する結晶
粒のサイズが大きく、かつ各結晶粒の方位が、下地表面
に対し垂直な方向に揃い、従って良質な多結晶シリコン
膜が得られる。
第１図乃至第３図は本発明実施例を説明するため工程別
断面図である。 第１図
断面図である。 第１図
Claims (1)
- （１）絶縁物からなる下地表面上に、この表面に対し垂
直な方向に配向したシリコン島群を形成する工程、前記
シリコン島群を含んで前記下地表面上に非晶質シリコン
膜を形成する工程、この非晶質シリコン膜をアニール処
理により多結晶シリコン膜に変化させる工程を具備する
多結晶シリコン膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144972A JP2752164B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 多結晶シリコン膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144972A JP2752164B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 多結晶シリコン膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH038798A true JPH038798A (ja) | 1991-01-16 |
| JP2752164B2 JP2752164B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=15374482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144972A Expired - Fee Related JP2752164B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 多結晶シリコン膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2752164B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370123A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Canon Inc | 結晶性半導体膜の形成方法 |
| JP2013532072A (ja) * | 2010-05-03 | 2013-08-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ナノ構造の作製方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61260621A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質シリコンもしくは多結晶シリコンの再処理方法 |
| JPS6276715A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Sony Corp | 単結晶シリコン薄膜の形成方法 |
| JPH01248511A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | 多結晶膜の形成方法 |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP1144972A patent/JP2752164B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61260621A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質シリコンもしくは多結晶シリコンの再処理方法 |
| JPS6276715A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Sony Corp | 単結晶シリコン薄膜の形成方法 |
| JPH01248511A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | 多結晶膜の形成方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370123A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Canon Inc | 結晶性半導体膜の形成方法 |
| JP2013532072A (ja) * | 2010-05-03 | 2013-08-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ナノ構造の作製方法 |
| US8634146B2 (en) | 2010-05-03 | 2014-01-21 | 3M Innovative Properties Company | Method of making a nanostructure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2752164B2 (ja) | 1998-05-18 |
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