JPH04267324A - Semiconductor thin-film substrate and its manufacture - Google Patents

Semiconductor thin-film substrate and its manufacture

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JPH04267324A
JPH04267324A JP4896591A JP4896591A JPH04267324A JP H04267324 A JPH04267324 A JP H04267324A JP 4896591 A JP4896591 A JP 4896591A JP 4896591 A JP4896591 A JP 4896591A JP H04267324 A JPH04267324 A JP H04267324A
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JP
Japan
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silicon
thin film
germanium
gas
semiconductor thin
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Application number
JP4896591A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Murota
室田 淳一
Shoichi Ono
昭一 小野
Nobuo Mikoshiba
御子柴 宣夫
Manabu Kato
学 加藤
Chisato Iwasaki
千里 岩崎
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04267324A publication Critical patent/JPH04267324A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor thin-film substrate having a high electron mobility and being free of variation in characteristics and the manufacture of the substrate in the semiconductor thin-film substrate to be used for the formation of a thin film transistor, etc., and the manufacture of the substrate. CONSTITUTION:After a crystal nucleus 4 or polycrystalline thin film composed of silicon-germanium has been formed on an insulating material 2, a semiconductor layer 5 is formed on the crystal nucleus or polycrystalline thin film.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタなどの
形成に用いられる半導体薄膜基板およびその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor thin film substrate used for forming thin film transistors and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】従来の薄膜トランジスタに使用される半
導体薄膜基板としては、例えば、液晶パネル用薄膜トラ
ンジスタに用いられる半導体薄膜基板として、低融点ガ
ラス基板上にシリコン薄膜が形成されたものがある。
2. Description of the Related Art As semiconductor thin film substrates used in conventional thin film transistors, for example, semiconductor thin film substrates used in thin film transistors for liquid crystal panels include those in which a silicon thin film is formed on a low melting point glass substrate.

【0003】また、半導体集積回路用薄膜トランジスタ
に用いられる半導体薄膜基板としては、シリコンウエハ
ーに形成された集積回路層の上に絶縁膜を介してシリコ
ン薄膜が形成されたものがある。
Further, as a semiconductor thin film substrate used in a thin film transistor for a semiconductor integrated circuit, there is one in which a silicon thin film is formed on an integrated circuit layer formed on a silicon wafer with an insulating film interposed therebetween.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例による半導体薄膜基板には、次のような問題がある
However, the semiconductor thin film substrate according to the conventional example described above has the following problems.

【0005】低融点ガラス基板上にシリコン薄膜が形成
された半導体薄膜基板では、この低融点ガラス基板が変
形しないような温度領域、すなわち600℃以下の温度
でシリコン薄膜を成膜処理しなければならないので、こ
の薄膜が非晶質構造になり高電子移動度を有する薄膜ト
ランジスタを得ることができない。
[0005] For semiconductor thin film substrates in which a silicon thin film is formed on a low melting point glass substrate, the silicon thin film must be formed in a temperature range that does not deform the low melting point glass substrate, that is, at a temperature of 600° C. or lower. Therefore, this thin film has an amorphous structure, making it impossible to obtain a thin film transistor with high electron mobility.

【0006】一方、シリコンウエハーに形成された集積
回路層上に絶縁膜を介してシリコン薄膜が形成された半
導体薄膜基板では、600℃以上の高温でシリコン薄膜
を成膜処理できるので多結晶構造のシリコン薄膜が得ら
れるが、均一な特性を有する薄膜トランジスタを得るこ
とができない。すなわち、シリコン薄膜中の結晶粒が不
均一な粒状・粒径となるため、電子移動度などの特性が
ばらつくことになる。
On the other hand, in semiconductor thin film substrates in which a silicon thin film is formed on an integrated circuit layer formed on a silicon wafer through an insulating film, the silicon thin film can be formed at a high temperature of 600° C. or higher, so that a polycrystalline structure can be obtained. Although a silicon thin film can be obtained, a thin film transistor with uniform characteristics cannot be obtained. That is, the crystal grains in the silicon thin film have non-uniform grain shapes and grain sizes, resulting in variations in properties such as electron mobility.

【0007】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
、高電子移動度を有しかつ特性にばらつきのない半導体
薄膜基板およびその製造方法の提供を目的とするもので
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a semiconductor thin film substrate having high electron mobility and no variation in characteristics, and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は前
記課題を解決するために、絶縁物上にシリコン−ゲルマ
ニウム混晶層を有することを特徴とする半導体薄膜基板
とした。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the invention as set forth in claim 1 provides a semiconductor thin film substrate characterized by having a silicon-germanium mixed crystal layer on an insulator.

【0009】請求項2記載の発明は前記課題を解決する
ために、絶縁物上にシリコン−ゲルマニウムからなる結
晶核もしくは多結晶薄膜を形成した後、半導体層を形成
したことを特徴とする半導体薄膜基板の製造方法とした
In order to solve the above problem, the invention according to claim 2 is a semiconductor thin film characterized in that a semiconductor layer is formed after forming a crystal nucleus or a polycrystalline thin film made of silicon-germanium on an insulator. This is the method for manufacturing the substrate.

【0010】請求項3記載の発明は前記課題を解決する
ために、絶縁物上に非晶質半導体層を形成し、ついでシ
リコン−ゲルマニウムの結晶核もしくは多結晶薄膜を形
成した後、500〜600℃の温度で加熱処理すること
を特徴とする半導体薄膜基板の製造方法とした。
[0010] In order to solve the above problem, the invention according to claim 3 forms an amorphous semiconductor layer on an insulator, and then forms silicon-germanium crystal nuclei or a polycrystalline thin film. The method of manufacturing a semiconductor thin film substrate is characterized by heat treatment at a temperature of °C.

【0011】請求項4記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項2または3記載の半導体薄膜基板の製造
方法において、シリコン−ゲルマニウムの結晶核もしく
は多結晶薄膜の形成にはSiH4 ガスとGeH4 ガ
スの混合ガスを、シリコン層の形成にはSiH4 ガス
もしくはSiH6 ガスを各々使用することを特徴とす
る半導体薄膜基板の製造方法としたものである。
[0011] In order to solve the above problem, the invention according to claim 4 provides a method for manufacturing a semiconductor thin film substrate according to claim 2 or 3, in which silicon-germanium crystal nuclei or polycrystalline thin films are formed using SiH4 gas. The method of manufacturing a semiconductor thin film substrate is characterized in that a mixed gas of GeH4 gas is used, and SiH4 gas or SiH6 gas is used to form a silicon layer.

【0012】0012

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。[Operation] The above technical means operates as follows.

【0013】シリコン−ゲルマニウムの多結晶薄膜また
は結晶核の上にシリコン層をエピタキシャル成長させる
ことで、600℃以下の製造温度下においても多結晶で
かつ粒径が均一で大粒径な半導体薄膜基板を得ることが
できる。また、シリコン等からなる非晶質半導体薄膜の
上にシリコン−ゲルマニウムの多結晶薄膜または結晶核
を形成して加熱処理することにより、それを媒体とした
固相エピタキシャル成長を伴うことで、多結晶半導体薄
膜基板を得ることができるものである。
By epitaxially growing a silicon layer on a silicon-germanium polycrystalline thin film or crystal nuclei, a polycrystalline semiconductor thin film substrate with uniform and large grain size can be produced even at a manufacturing temperature of 600° C. or lower. Obtainable. In addition, by forming a silicon-germanium polycrystalline thin film or crystal nuclei on an amorphous semiconductor thin film made of silicon, etc., and heat-treating it, solid-phase epitaxial growth is performed using the polycrystalline semiconductor as a medium. A thin film substrate can be obtained.

【0014】また、シリコン−ゲルマニウム混晶核を形
成する際にSiH4 ガスとGeH4 ガスの混合ガス
を使用し、かつこの混合ガスの混合比を調整することで
、シリコン−ゲルマニウム混晶液の粒径を制御すること
ができ、大粒径で粒径の均一な結晶を得ることができる
ものである。
[0014] Furthermore, by using a mixed gas of SiH4 gas and GeH4 gas when forming silicon-germanium mixed crystal nuclei and adjusting the mixing ratio of this mixed gas, the particle size of the silicon-germanium mixed crystal liquid can be changed. can be controlled, and large grain size and uniform grain size crystals can be obtained.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on the drawings.

【0016】(実施例1)  図1は、本発明による半
導体薄膜基板の一実施例を示す断面構造図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a cross-sectional structural diagram showing an embodiment of a semiconductor thin film substrate according to the present invention.

【0017】図1における半導体薄膜基板は、シリコン
基板1の上にシリコン酸化膜2が形成された基板3と、
このシリコン酸化膜2の上に点状に形成されたシリコン
−ゲルマニウムからなる核4およびシリコン層5よりな
る半導体薄膜とから構成されている。このシリコン層5
では、シリコンの結晶粒がほぼ均一な粒径・粒状になっ
ている。
The semiconductor thin film substrate in FIG. 1 includes a substrate 3 on which a silicon oxide film 2 is formed on a silicon substrate 1;
It is composed of nuclei 4 made of silicon-germanium formed in dots on this silicon oxide film 2 and a semiconductor thin film made of a silicon layer 5. This silicon layer 5
In this case, the silicon crystal grains have a nearly uniform grain size and shape.

【0018】次に、図1に示した半導体薄膜基板の製造
方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor thin film substrate shown in FIG. 1 will be explained.

【0019】まず、シリコン基板1の上に通常のスパッ
タ法によりシリコン酸化膜2が形成された基板3をCV
D装置の反応室内に設置する。このとき、反応室内は5
00〜600℃に加熱され、かつN2 ガスが流された
状態にしておく。
First, a substrate 3 on which a silicon oxide film 2 is formed on a silicon substrate 1 by an ordinary sputtering method is subjected to a CVD process.
Installed inside the reaction chamber of D device. At this time, the reaction chamber contains 5
It is heated to 00 to 600°C and kept in a state where N2 gas is flowed.

【0020】次に、この反応室内を真空状態にした後、
H2 ガスを流して13〜140Paとする。続いて、
このH2 ガスを全ガス圧が27Pa,SiH4 ガス
の分圧が1.3Pa,GeH4 ガスの分圧が0〜1.
5Pa、残部がH2 ガスの混合ガスに切り替えて10
〜40分間反応させることにより、シリコン酸化膜2の
上にシリコン−ゲルマニウムからなる核4が点在するよ
うに形成させ、その直後に前記混合ガスを再びH2 ガ
スに切り替える。
Next, after making the reaction chamber a vacuum state,
Flow H2 gas to a pressure of 13 to 140 Pa. continue,
The total gas pressure of this H2 gas is 27 Pa, the partial pressure of SiH4 gas is 1.3 Pa, and the partial pressure of GeH4 gas is 0-1.
5Pa, the balance was switched to a mixed gas of H2 gas, and the pressure was increased to 10
By reacting for ~40 minutes, nuclei 4 made of silicon-germanium are formed scattered on the silicon oxide film 2, and immediately after that, the mixed gas is switched to H2 gas again.

【0021】次に、このH2 ガスをSiH4 ガスあ
るいはSi2 H6 ガスに切り替えて4時間反応させ
ることにより、シリコン−ゲルマニウムからなる核4が
形成されたシリコン酸化膜2の上にシリコン層5を堆積
させて図1に示すような半導体薄膜基板を得る。
Next, by switching this H2 gas to SiH4 gas or Si2H6 gas and reacting for 4 hours, a silicon layer 5 is deposited on the silicon oxide film 2 in which the nuclei 4 made of silicon-germanium have been formed. A semiconductor thin film substrate as shown in FIG. 1 is obtained.

【0022】図2は、550℃に加熱された反応室内に
おける混合ガス中のGeH4 ガスの分圧をパラメータ
として、シリコン酸化膜2の上に形成されるシリコン−
ゲルマニウムからなる核4の核密度を反応時間、すなわ
ち混合ガスの雰囲気中への基板3の暴露時間に対してプ
ロットしたものである。
FIG. 2 shows the silicon oxide film formed on the silicon oxide film 2 using the partial pressure of GeH4 gas in the mixed gas in the reaction chamber heated to 550°C as a parameter.
The nuclear density of germanium nuclei 4 is plotted against the reaction time, that is, the exposure time of the substrate 3 to the mixed gas atmosphere.

【0023】図2において、縦軸はシリコン−ゲルマニ
ウムからなる核4の核密度を、横軸は基板3と混合ガス
の雰囲気中に暴露した時間を示す。
In FIG. 2, the vertical axis shows the nuclear density of the silicon-germanium nuclei 4, and the horizontal axis shows the exposure time of the substrate 3 and the mixed gas atmosphere.

【0024】同図から理解できるように、シリコン−ゲ
ルマニウムからなる核4の核密度は、混合ガス中のSi
H4 ガスとGeH4 ガスとの混合比あるいは基板1
の混合ガスの雰囲気中への暴露時間によって制御・調整
することができる。
As can be understood from the figure, the density of the nuclei 4 made of silicon-germanium is the same as that of Si in the mixed gas.
Mixing ratio of H4 gas and GeH4 gas or substrate 1
can be controlled and adjusted by the exposure time of the mixed gas in the atmosphere.

【0025】図3は、このようにして得られた半導体薄
膜基板の結晶性についてX線回析法により調べた結果を
示すものである。図中(a)はシリコン酸化膜2の上に
シリコン−ゲルマニウムからなる核4のみ形成されたも
の、(b)はシリコン酸化膜2の上にシリコン−ゲルマ
ニウムからなる核4が形成され、さらにその上にシリコ
ン層5が形成されたもの、そして(c)は参考としてシ
リコン酸化膜2の上にシリコン層5のみ形成されたもの
を示す。
FIG. 3 shows the results of examining the crystallinity of the semiconductor thin film substrate thus obtained by X-ray diffraction. In the figure, (a) shows only a nucleus 4 made of silicon-germanium formed on a silicon oxide film 2, and (b) shows a case in which a nucleus 4 made of silicon-germanium is formed on a silicon oxide film 2. One in which a silicon layer 5 is formed thereon, and (c) one in which only a silicon layer 5 is formed on a silicon oxide film 2 for reference.

【0026】図3から、シリコン酸化膜2の上にシリコ
ン層5のみ形成さた場合のシリコン層5は非晶質である
が、シリコン酸化膜2の上に形成されたシリコン−ゲル
マニウムの核4は多結晶であり、シリコンーゲルマニウ
ムからなる核4が形成されたシリコン酸化膜2の上に形
成されたシリコン層5は多結晶であることがわかる。す
なわち、シリコン酸化膜等の非晶質層上にそのまま堆積
しただけのシリコン膜は非晶質であるが、多結晶である
シリコン−ゲルマニウムからなる核上に形成されたシリ
コン層は多結晶になることがわかる。
From FIG. 3, it can be seen that when only the silicon layer 5 is formed on the silicon oxide film 2, the silicon layer 5 is amorphous, but the silicon-germanium nucleus 4 formed on the silicon oxide film 2 is polycrystalline, and it can be seen that the silicon layer 5 formed on the silicon oxide film 2 in which the nucleus 4 made of silicon-germanium is formed is polycrystalline. In other words, a silicon film deposited directly on an amorphous layer such as a silicon oxide film is amorphous, but a silicon layer formed on a polycrystalline silicon-germanium nucleus becomes polycrystalline. I understand that.

【0027】これは、シリコン−ゲルマニウム混晶の核
を600℃以下でも非晶質層上に多結晶核として形成で
き、そして、その上にシリコン層をエピタキシャル成長
させることができることによるものである。こうして、
非晶質層上に600℃以下の低温でシリコンを主原料と
する多結晶の半導体薄膜の形成が可能になる。
This is because the silicon-germanium mixed crystal nucleus can be formed as a polycrystalline nucleus on the amorphous layer even at 600° C. or lower, and the silicon layer can be epitaxially grown thereon. thus,
It becomes possible to form a polycrystalline semiconductor thin film using silicon as the main raw material on an amorphous layer at a low temperature of 600° C. or lower.

【0028】さらに、非晶質層上でのシリコン−ゲルマ
ニウムの多結晶核の密度は、図2で示したように、Si
H4 ガスとGeH4 ガスの混合比と、この混合ガス
中への基板3の暴露時間で決まるから、これらを調整・
制御することで均一で大粒径の多結晶半導体薄膜を形成
することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the density of silicon-germanium polycrystalline nuclei on the amorphous layer is
It is determined by the mixing ratio of H4 gas and GeH4 gas and the exposure time of the substrate 3 to this mixed gas, so these should be adjusted and
By controlling this, a polycrystalline semiconductor thin film with uniform and large grain size can be formed.

【0029】特に、この600℃以下の処理においては
、シリコン−ゲルマニウムからなる多結晶核の核密度を
小さく(1×1010cm−2以下)にすることにより
、その上のシリコン層の結晶粒径を大きく(1000オ
ングストローム以上)することができる。
In particular, in this treatment at 600° C. or lower, the crystal grain size of the silicon layer above it is reduced by reducing the nucleus density of polycrystalline nuclei made of silicon-germanium (1×1010 cm−2 or less). It can be made large (more than 1000 angstroms).

【0030】(実施例2)  図4は、本発明による半
導体薄膜基板の他の実施例を示す断面構造図である。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a cross-sectional structural diagram showing another embodiment of the semiconductor thin film substrate according to the present invention.

【0031】図4における半導体薄膜基板は、実施例1
による半導体薄膜基板と比較してシリコン酸化膜2の上
に形成された多結晶のシリコン−ゲルマニウムの層が連
続膜である点のみ異なる。一方、この半導体薄膜基板の
製造方法は、基板3の混合ガスの雰囲気中への暴露時間
を40分以上とした点とGeH4 ガスの分圧を1.5
Pa以上とした点以外は実施例1と同様の方法である。
The semiconductor thin film substrate in FIG.
The only difference from the semiconductor thin film substrate according to the present invention is that the polycrystalline silicon-germanium layer formed on the silicon oxide film 2 is a continuous film. On the other hand, in this method of manufacturing a semiconductor thin film substrate, the exposure time of the substrate 3 to the mixed gas atmosphere is set at 40 minutes or more, and the partial pressure of the GeH4 gas is set at 1.5.
This is the same method as in Example 1 except that the pressure was set at Pa or more.

【0032】この結果、600℃以下でも非晶質層上に
多結晶性のシリコン−ゲルマニウムの薄膜が形成でき、
その上にシリコン層をエピタキシャル成長させ得ること
が分かった。
As a result, a polycrystalline silicon-germanium thin film can be formed on the amorphous layer even at temperatures below 600°C.
It has been found that a silicon layer can be grown epitaxially thereon.

【0033】したがって、実施例1と同様に非晶質層上
に600℃以下の低温でシリコンを主原料とする多結晶
薄膜の形成が可能になる。
Therefore, as in Example 1, it is possible to form a polycrystalline thin film mainly made of silicon on an amorphous layer at a low temperature of 600° C. or lower.

【0034】また、本実施例では多結晶のシリコン−ゲ
ルマニウムの薄膜上にシリコン層を形成した例を示した
が、シリコン酸化膜上に多結晶のシリコン−ゲルマニウ
ムからなる薄膜のみを形成した基板を半導体薄膜基板と
して使用することが可能であることは言うまでもない。
Furthermore, although this example shows an example in which a silicon layer is formed on a polycrystalline silicon-germanium thin film, a substrate in which only a polycrystalline silicon-germanium thin film is formed on a silicon oxide film may be used. Needless to say, it can be used as a semiconductor thin film substrate.

【0035】(実施例3)  図5は、本発明による半
導体薄膜基板の他の実施例を示す断面構造図である。
(Embodiment 3) FIG. 5 is a cross-sectional structural diagram showing another embodiment of the semiconductor thin film substrate according to the present invention.

【0036】図5における半導体薄膜基板は、実施例1
による半導体薄膜基板と比較して多結晶のシリコン−ゲ
ルマニウムの核4がシリコン層5の上に形成されている
点のみ異なる。そして、この半導体薄膜基板の製造方法
は、多結晶のシリコン−ゲルマニウムの核4が形成され
る工程をシリコン層5が形成される工程の後にした点、
および最終工程として550℃で10時間熱処理する工
程を加える以外は実施例1と同様の方法である。
The semiconductor thin film substrate in FIG.
The only difference from this semiconductor thin film substrate is that polycrystalline silicon-germanium cores 4 are formed on a silicon layer 5. This method of manufacturing a semiconductor thin film substrate has the following points: The step of forming the polycrystalline silicon-germanium nucleus 4 is performed after the step of forming the silicon layer 5.
The method was the same as in Example 1, except that a step of heat treatment at 550° C. for 10 hours was added as the final step.

【0037】この結果、シリコン酸化膜2上に形成され
た非晶質のシリコン層5は、このシリコン層5の上に多
結晶のシリコン−ゲルマニウムの核4が形成され、かつ
500〜600℃で一定時間熱処理することにより結晶
化されることが分かった。
As a result, the amorphous silicon layer 5 formed on the silicon oxide film 2 has polycrystalline silicon-germanium nuclei 4 formed on the silicon layer 5, and is heated at 500 to 600°C. It was found that it can be crystallized by heat treatment for a certain period of time.

【0038】従って、非晶質シリコン層上に多結晶のシ
リコン−ゲルマニウムの核を形成し、その後、600℃
以下の温度で加熱処理することにより、その多結晶核を
媒体とした固相エピタキシャル成長によりこの非晶質シ
リコン層を多結晶化させることが可能である。
Therefore, polycrystalline silicon-germanium nuclei are formed on the amorphous silicon layer, and then heated at 600°C.
By performing heat treatment at the following temperature, it is possible to polycrystallize this amorphous silicon layer by solid phase epitaxial growth using the polycrystalline nuclei as a medium.

【0039】また、本実施例では、シリコン層5の上に
多結晶のシリコン−ゲルマニウムの核4が点状に形成さ
れた例を示したが、多結晶のシリコン−ゲルマニウムの
連続膜であっても同様の結果が得られるのは言うまでも
なく、また最終工程における熱処理時間が500〜60
0℃の範囲で適宜選択されることは言うまでもない。
Further, in this embodiment, an example was shown in which polycrystalline silicon-germanium nuclei 4 were formed in dots on the silicon layer 5, but it is not a continuous film of polycrystalline silicon-germanium. It goes without saying that similar results can be obtained with
Needless to say, the temperature is appropriately selected within the range of 0°C.

【0040】以上の実施例では、多結晶のシリコン−ゲ
ルマニウムは、SiH4 −GeH4 混合ガスの化学
気相成長法により500〜600℃の温度条件で形成し
たが、プラズマ等を用いてSiH4 あるいはGeH4
 あるいはキャリアガスを励起することにより、より低
温で高速に結晶性の核あるいは連続膜として形成するこ
とが可能である。
In the above embodiments, polycrystalline silicon-germanium was formed at a temperature of 500 to 600°C by chemical vapor deposition using a SiH4-GeH4 mixed gas.
Alternatively, by exciting a carrier gas, it is possible to form crystalline nuclei or a continuous film at lower temperatures and at higher speeds.

【0041】さらにまた、本発明では高価なGeH4 
ガスの使用量が少量で済むので、本発明は経済的にも有
利である。
Furthermore, in the present invention, expensive GeH4
The present invention is also economically advantageous since only a small amount of gas is required.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればシ
リコン−ゲルマニウムは、600℃以下でも非晶質基板
上に多結晶薄膜もしくは結晶核として形成でき、またそ
の上に形成したシリコン層をエピタキシャル成長させる
ことができる。
As explained above, according to the present invention, silicon-germanium can be formed as a polycrystalline thin film or crystal nucleus on an amorphous substrate even at temperatures below 600°C, and the silicon layer formed thereon can be It can be epitaxially grown.

【0043】さらに、非晶質基板上でのシリコン−ゲル
マニウムの結晶核の密度は、SiH4ガスとGeH4 
ガスとH2 ガスとからなる混合ガスにおける各ガスの
混合比と、この混合ガス中への非晶質基板の暴露時間で
決まるので、これらを調整・制御することにより、その
上に形成するシリコン層の結晶粒径を均一でより大きく
することができる。
Furthermore, the density of silicon-germanium crystal nuclei on the amorphous substrate is different from that of SiH4 gas and GeH4 gas.
It is determined by the mixing ratio of each gas in the mixed gas consisting of gas and H2 gas and the exposure time of the amorphous substrate to this mixed gas, so by adjusting and controlling these, the silicon layer formed on it can be It is possible to make the crystal grain size uniform and larger.

【0044】また、本発明によればシリコン−ゲルマニ
ウムは、600℃以下でもシリコンなどからなる非晶質
半導体層の上に多結晶薄膜もしくは結晶核として形成で
き、またそれを500〜600℃で加熱処理することに
よりこの多結晶薄膜もしくは結晶核を媒体とした固相エ
ピタキシャル成長によりこの非晶質半導体層を結晶化す
ることができる。
Furthermore, according to the present invention, silicon-germanium can be formed as a polycrystalline thin film or crystal nuclei on an amorphous semiconductor layer made of silicon or the like even at temperatures below 600°C, and it can be heated at 500 to 600°C. By processing, this amorphous semiconductor layer can be crystallized by solid phase epitaxial growth using this polycrystalline thin film or crystal nuclei as a medium.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の半導体薄膜基板の一例を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a semiconductor thin film substrate of the present invention.

【図2】SiH4 ガスとGeH4 ガスの混合比別の
混合ガス中へのシリコン酸化膜の暴露時間と核密度の関
係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the exposure time of a silicon oxide film to a mixed gas and the nuclear density at different mixing ratios of SiH4 gas and GeH4 gas.

【図3】薄膜の結晶性を示すX線回析の結果を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing the results of X-ray diffraction showing the crystallinity of a thin film.

【図4】本発明の半導体薄膜基板の他の例を示す断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the semiconductor thin film substrate of the present invention.

【図5】本発明の半導体薄膜基板の他の例を示す断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing another example of the semiconductor thin film substrate of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  シリコン基板 2  シリコン酸化膜 4  シリコン−ゲルマニウム混晶の核5  シリコン
1 Silicon substrate 2 Silicon oxide film 4 Silicon-germanium mixed crystal nucleus 5 Silicon layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  絶縁物上にシリコン−ゲルマニウム混
晶層を有することを特徴とする半導体薄膜基板。
1. A semiconductor thin film substrate comprising a silicon-germanium mixed crystal layer on an insulator.
【請求項2】  絶縁物上にシリコン−ゲルマニウムか
らなる結晶核もしくは多結晶薄膜を形成した後、半導体
層を形成したことを特徴とする半導体薄膜基板の製造方
法。
2. A method for manufacturing a semiconductor thin film substrate, characterized in that a crystal nucleus or a polycrystalline thin film made of silicon-germanium is formed on an insulator, and then a semiconductor layer is formed.
【請求項3】  絶縁物上に非晶質半導体層を形成し、
ついでシリコン−ゲルマニウムの結晶核もしくは多結晶
薄膜を形成した後、500〜600℃の温度で加熱処理
することを特徴とする半導体薄膜基板の製造方法。
3. Forming an amorphous semiconductor layer on the insulator,
A method for manufacturing a semiconductor thin film substrate, which comprises forming silicon-germanium crystal nuclei or a polycrystalline thin film, and then heat-treating the resultant at a temperature of 500 to 600°C.
【請求項4】  請求項2または3記載の半導体薄膜基
板の製造方法において、シリコン−ゲルマニウムの結晶
核もしくは多結晶薄膜の形成にはSiH4ガスとGeH
4 ガスの混合ガスを、シリコン層の形成にはSiH4
ガスもしくはSiH6 ガスを各々使用することを特徴
とする半導体薄膜基板の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor thin film substrate according to claim 2 or 3, in which silicon-germanium crystal nuclei or polycrystalline thin films are formed using SiH4 gas and GeH4 gas.
4 A mixed gas of SiH4 is used to form the silicon layer.
A method for manufacturing a semiconductor thin film substrate, characterized in that gas or SiH6 gas is used.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165921A (en) * 2007-01-19 2007-06-28 Junichi Hanna Semiconductor base material and production method thereof
JP2012033750A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6286761A (en) * 1985-10-11 1987-04-21 Nec Corp Structure and manufacture of thin film transistor
JPH0232528A (en) * 1988-07-22 1990-02-02 Nec Corp Formation of single-crystal thin film
JPH02174219A (en) * 1988-12-27 1990-07-05 Seiko Epson Corp Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6286761A (en) * 1985-10-11 1987-04-21 Nec Corp Structure and manufacture of thin film transistor
JPH0232528A (en) * 1988-07-22 1990-02-02 Nec Corp Formation of single-crystal thin film
JPH02174219A (en) * 1988-12-27 1990-07-05 Seiko Epson Corp Manufacture of semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007165921A (en) * 2007-01-19 2007-06-28 Junichi Hanna Semiconductor base material and production method thereof
JP2012033750A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same

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