JPH04186723A - 結晶性半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
結晶性半導体薄膜の製造方法Info
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- JPH04186723A JPH04186723A JP31542090A JP31542090A JPH04186723A JP H04186723 A JPH04186723 A JP H04186723A JP 31542090 A JP31542090 A JP 31542090A JP 31542090 A JP31542090 A JP 31542090A JP H04186723 A JPH04186723 A JP H04186723A
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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】
［産業上の利用分野１
本発明は結晶性半導体薄膜の製造方法に関するものであ
って、Ｓ ＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌ
ａｔｏｒ）構造を形成するのに用いて最適なものである
。
って、Ｓ ＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌ
ａｔｏｒ）構造を形成するのに用いて最適なものである
。
［従来の技術］
結晶性半導体薄膜の製造方法の従来例として特開昭６１
−２８８４１３号公報に記載されたものがある。第２図
（ａ）〜第２図（Ｃ）に従来例の実施例を示す工程順断
面図を示す、以下図面にもとづき詳しく説明する。
−２８８４１３号公報に記載されたものがある。第２図
（ａ）〜第２図（Ｃ）に従来例の実施例を示す工程順断
面図を示す、以下図面にもとづき詳しく説明する。
まず、第２図（ａ）に示すように石英基板１２上へ多結
晶Ｓｉ膜７を形成する。次に第２図（ｂ）に示すように
ＳｉＯ＝Ｍｉ（二酸化シリコン膜）８を積層した後、レ
ーザービーム９を照射し多結晶Ｓｉ膜７を融解し第２図
（ｃ）に示すように単結晶Ｓ ｉ Ｉｌｉ ｌ Ｏへ変
換するというものであった。
晶Ｓｉ膜７を形成する。次に第２図（ｂ）に示すように
ＳｉＯ＝Ｍｉ（二酸化シリコン膜）８を積層した後、レ
ーザービーム９を照射し多結晶Ｓｉ膜７を融解し第２図
（ｃ）に示すように単結晶Ｓ ｉ Ｉｌｉ ｌ Ｏへ変
換するというものであった。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、単結晶Ｓ ｉ Ｉｌｉ ｌ Ｏの平坦性
を得る目的でＳｉＯ□膜を積層するために、レーザービ
ーム９のＳｉＯ□ＩＩ！８による吸収と反射が起こり、
その吸収率と反射率が５１０２膜８の膜質や膜厚さらに
はその形成条件によって異なるため。
を得る目的でＳｉＯ□膜を積層するために、レーザービ
ーム９のＳｉＯ□ＩＩ！８による吸収と反射が起こり、
その吸収率と反射率が５１０２膜８の膜質や膜厚さらに
はその形成条件によって異なるため。
レーザービーム９のμｓ射強度の最適条件がつかみに＜
＜、結晶化した膜は実際には第３図に示すような不規則
な形状をした結晶が秩序なく配置される結晶性５１ｇ１
ｌになってしまう問題点を有していた。また、結晶粒の
成長は、レーザ−ビーム９照射時の熱の吸収と放熱過程
の際にまったくでたらめな制御不可能な位置から起きる
ため、近接し合う結晶粒は互いに相手の結晶成長を妨げ
て、大粒径の結晶の成長実現が不可能であるという問題
点を有している。さらには、Ｓ１０、膜８によって、レ
ーザービーム８の一部が反射及び吸収されて、多結晶５
ｉｉｉ７を融解するのには強大な照射強度が必要となり
、その結果、５ｉＯｚ膜８と結晶性Ｓｉ膿１１との間に
応力が生じ結晶性Ｓ１膜１１に多くの欠陥が生じること
が多かった。
＜、結晶化した膜は実際には第３図に示すような不規則
な形状をした結晶が秩序なく配置される結晶性５１ｇ１
ｌになってしまう問題点を有していた。また、結晶粒の
成長は、レーザ−ビーム９照射時の熱の吸収と放熱過程
の際にまったくでたらめな制御不可能な位置から起きる
ため、近接し合う結晶粒は互いに相手の結晶成長を妨げ
て、大粒径の結晶の成長実現が不可能であるという問題
点を有している。さらには、Ｓ１０、膜８によって、レ
ーザービーム８の一部が反射及び吸収されて、多結晶５
ｉｉｉ７を融解するのには強大な照射強度が必要となり
、その結果、５ｉＯｚ膜８と結晶性Ｓｉ膿１１との間に
応力が生じ結晶性Ｓ１膜１１に多くの欠陥が生じること
が多かった。
そこで、本発明は、結晶化するシリコン膿の上に異なる
膜を積層することなく平坦で欠陥が少なく、定められた
位置に大粒径の結晶粒を成長しえることが可能な結晶性
半導体薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
膜を積層することなく平坦で欠陥が少なく、定められた
位置に大粒径の結晶粒を成長しえることが可能な結晶性
半導体薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段１
本発明に係る結晶性半導体薄膜の製造方法は、上記課題
を解決するために、絶縁性基体上に形成した非晶性半導
体膜を結晶化させることにより多結晶半導体膜を得るよ
うにした結晶性半導体薄膜の製造方法において、前記絶
縁性基体上に第１非晶性半導体薄膜を形成する工程と、
前記第１非晶性半導体薄膜の一部領域にレーザービーム
を照射して前記第１非晶性半導体薄膜内に結晶領域を形
成した後、第２非晶性半導体薄膜を積層する工程と、前
記第１非晶性半導体薄膜と前記第２非晶質半導体薄膜を
前記結晶領域を成長核として熱処理により固相成長させ
て結晶性半導体薄膜へ変換する工程を含むことを特徴と
する。
を解決するために、絶縁性基体上に形成した非晶性半導
体膜を結晶化させることにより多結晶半導体膜を得るよ
うにした結晶性半導体薄膜の製造方法において、前記絶
縁性基体上に第１非晶性半導体薄膜を形成する工程と、
前記第１非晶性半導体薄膜の一部領域にレーザービーム
を照射して前記第１非晶性半導体薄膜内に結晶領域を形
成した後、第２非晶性半導体薄膜を積層する工程と、前
記第１非晶性半導体薄膜と前記第２非晶質半導体薄膜を
前記結晶領域を成長核として熱処理により固相成長させ
て結晶性半導体薄膜へ変換する工程を含むことを特徴と
する。
［実 施 例］
以下本発明に係る結晶性半導体薄膜の製造方法をＳＯＩ
構造の形成に適用した実施例につき図面を参照しながら
説明する。
構造の形成に適用した実施例につき図面を参照しながら
説明する。
まず第１図（ａ）に示すように絶縁性基体ｌ上に非晶性
Ｓ１膜（非晶性シリコン膜）２を形成した後、非晶性Ｓ
ｉ膜２の一部領域にレーザービーム３を照射して非晶性
５ｉｌｌ！２の一部領域のみ融解及び結晶化して第１図
（ｂ）に示す結晶領域４を形成する０次に第１図（Ｃ）
に示すように第２非晶性Ｓｉ膜５を積層した後、炉中に
て３００℃以上の温度で窒素雰囲気中で５時間以上熱処
理する。この熱処理によって結晶領域４を成長中心核と
して第１非晶性Ｓｉ膜２と第２非晶性Ｓｉ膜５の中のシ
リコン原子の再配列が起きる。その結果、成長するシリ
コン結晶粒の位置は、結晶領域４を中心に制御されたも
のになり、また結晶粒の大きさも結晶領域４の配置間隔
によって制御される。結晶領域４の配置間隔が大きけれ
ば大きいほど結晶粒の成長距離は伸びる傾向がある。ま
た、第１非晶性Ｓｔ膜２と第２非晶性Ｓｉ膜５の熱膨張
率は等しいため、熱膨張率の差によって生じる応力にと
もなうＳ１膜中の欠陥の発生は起きない。以上の工程に
より、第１図（ｄ）に示すように、結晶粒の発生位置と
結晶粒の大きさが制御された結晶欠陥の少ない結晶性Ｓ
１膜６が絶縁性基体ｌ上に形成されえる。結晶性５ｉｔ
ｌｉ６の厚さは、第２非晶性５ｉｌｉ５の積層膜厚によ
って自由に変えることが可能で、任意の膜厚の結晶性Ｓ
１膜６を得ることができる。
Ｓ１膜（非晶性シリコン膜）２を形成した後、非晶性Ｓ
ｉ膜２の一部領域にレーザービーム３を照射して非晶性
５ｉｌｌ！２の一部領域のみ融解及び結晶化して第１図
（ｂ）に示す結晶領域４を形成する０次に第１図（Ｃ）
に示すように第２非晶性Ｓｉ膜５を積層した後、炉中に
て３００℃以上の温度で窒素雰囲気中で５時間以上熱処
理する。この熱処理によって結晶領域４を成長中心核と
して第１非晶性Ｓｉ膜２と第２非晶性Ｓｉ膜５の中のシ
リコン原子の再配列が起きる。その結果、成長するシリ
コン結晶粒の位置は、結晶領域４を中心に制御されたも
のになり、また結晶粒の大きさも結晶領域４の配置間隔
によって制御される。結晶領域４の配置間隔が大きけれ
ば大きいほど結晶粒の成長距離は伸びる傾向がある。ま
た、第１非晶性Ｓｔ膜２と第２非晶性Ｓｉ膜５の熱膨張
率は等しいため、熱膨張率の差によって生じる応力にと
もなうＳ１膜中の欠陥の発生は起きない。以上の工程に
より、第１図（ｄ）に示すように、結晶粒の発生位置と
結晶粒の大きさが制御された結晶欠陥の少ない結晶性Ｓ
１膜６が絶縁性基体ｌ上に形成されえる。結晶性５ｉｔ
ｌｉ６の厚さは、第２非晶性５ｉｌｉ５の積層膜厚によ
って自由に変えることが可能で、任意の膜厚の結晶性Ｓ
１膜６を得ることができる。
ｒ発明の効果〕
以上説明したように、本発明の結晶性半導体薄膜の製造
方法は、任意の膜厚で任意に設定した結晶粒の位置と大
きさを有する結晶性半導体薄膜を得ることができるとい
う効果を有する。
方法は、任意の膜厚で任意に設定した結晶粒の位置と大
きさを有する結晶性半導体薄膜を得ることができるとい
う効果を有する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る結晶性半導体薄膜
の製造方法の実施例を示す工程順断面図、第２図（ａ）
〜（Ｃ）及び第３図は従来の結晶性半導体薄膜の製造方
法の実施例を示す工程順断面図。 １・・・・・絶縁性基板 ２・・・・・第１非晶性Ｓｉ膜 ３・・・・ ・レーザービーム ４・・・・・結晶領域 ５・・ ・・第２非晶性Ｓｉ膜 ６ ・ ・・結晶性Ｓｉ膜 ７・・・・・多結晶５ＩＩｌ＠ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）第１図
の製造方法の実施例を示す工程順断面図、第２図（ａ）
〜（Ｃ）及び第３図は従来の結晶性半導体薄膜の製造方
法の実施例を示す工程順断面図。 １・・・・・絶縁性基板 ２・・・・・第１非晶性Ｓｉ膜 ３・・・・ ・レーザービーム ４・・・・・結晶領域 ５・・ ・・第２非晶性Ｓｉ膜 ６ ・ ・・結晶性Ｓｉ膜 ７・・・・・多結晶５ＩＩｌ＠ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）第１図
Claims (1)
- 絶縁性基体上に形成した非晶性半導体膜を結晶化させる
ことにより多結晶半導体膜を得るようにした結晶性半導
体薄膜の製造方法において、前記絶縁性基体上に第１非
晶性半導体薄膜を形成する工程と、前記第１非晶性半導
体薄膜の一部領域にレーザービームを照射して前記第１
非晶性半導体薄膜内に結晶領域を形成した後、第２非晶
性半導体薄膜を積層する工程と、前記第１非晶性半導体
薄膜と前記第２非晶質半導体薄膜を前記結晶領域を成長
核として熱処理により固相成長させて結晶性半導体薄膜
へ変換する工程を含むことを特徴とする結晶性半導体薄
膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31542090A JPH04186723A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 結晶性半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31542090A JPH04186723A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 結晶性半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04186723A true JPH04186723A (ja) | 1992-07-03 |
Family
ID=18065169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31542090A Pending JPH04186723A (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 結晶性半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04186723A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4421109A1 (de) * | 1993-06-16 | 1995-01-12 | Fuji Electric Co Ltd | Verfahren zum Herstellen eines polykristallinen Halbleiterdünnfilms |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP31542090A patent/JPH04186723A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4421109A1 (de) * | 1993-06-16 | 1995-01-12 | Fuji Electric Co Ltd | Verfahren zum Herstellen eines polykristallinen Halbleiterdünnfilms |
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