JPH04712A - 半導体薄膜結晶層の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜結晶層の製造方法Info
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- JPH04712A JPH04712A JP10110190A JP10110190A JPH04712A JP H04712 A JPH04712 A JP H04712A JP 10110190 A JP10110190 A JP 10110190A JP 10110190 A JP10110190 A JP 10110190A JP H04712 A JPH04712 A JP H04712A
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Landscapes
- Liquid Crystal (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体薄膜結晶層の製造方法に関わり、特に
基板上に半導体薄膜を堆積し、この半導体薄膜に高エネ
ルギービームを連続的に照射しながら繰り返し操作する
結晶化処理工程の〔従来の技術〕 周知の如く、従来の２次元半導体装置の素子を微細化し
てこれを高集積化及び高速化するには限界があり、これ
を越える手段として多層に素子を形成するいわゆる３次
元半導体装置が提案された。そして、これを実現するた
め、基板上の多結晶あるいは非晶質半導体に高エネルギ
ービームを照射しながら走査して、粗大粒の多結晶若し
くは単結晶の半導体層を形成する結晶化処理方法がいく
つか提案されている。
基板上に半導体薄膜を堆積し、この半導体薄膜に高エネ
ルギービームを連続的に照射しながら繰り返し操作する
結晶化処理工程の〔従来の技術〕 周知の如く、従来の２次元半導体装置の素子を微細化し
てこれを高集積化及び高速化するには限界があり、これ
を越える手段として多層に素子を形成するいわゆる３次
元半導体装置が提案された。そして、これを実現するた
め、基板上の多結晶あるいは非晶質半導体に高エネルギ
ービームを照射しながら走査して、粗大粒の多結晶若し
くは単結晶の半導体層を形成する結晶化処理方法がいく
つか提案されている。
従来の方法でよく用いられている高エネルギービームの
走査方法を第１図に示す。このうち第１図ａは特によく
用いられているビームの走査方法で繰り返しある方向（
Ｘ方向）への操作と、これと垂直な方向（Ｙ方向）の比
較的遅い送りとからなっている。また実線で表わせられ
るＸ軸の正の方向の走査速度に比べて、破線で表わせら
れるＸ軸の負の方向の走査速度を時間の関数で表わすと
、ビームが戻るときにアニールしないようにしている。
走査方法を第１図に示す。このうち第１図ａは特によく
用いられているビームの走査方法で繰り返しある方向（
Ｘ方向）への操作と、これと垂直な方向（Ｙ方向）の比
較的遅い送りとからなっている。また実線で表わせられ
るＸ軸の正の方向の走査速度に比べて、破線で表わせら
れるＸ軸の負の方向の走査速度を時間の関数で表わすと
、ビームが戻るときにアニールしないようにしている。
しかしながらこの方法ではビームが照射している地点の
Ｘ座標を時間の関数で表わすと、ビームがＸの負の方向
の速度が必ず０となり、ここでビームが停滞することに
なる。このため、半導体薄膜の一地点に高エネルギーが
集中して、半導体薄膜が蒸発してしまうなどの大きな損
傷を受けた。
Ｘ座標を時間の関数で表わすと、ビームがＸの負の方向
の速度が必ず０となり、ここでビームが停滞することに
なる。このため、半導体薄膜の一地点に高エネルギーが
集中して、半導体薄膜が蒸発してしまうなどの大きな損
傷を受けた。
一方、第１図すに示すのはＸ軸に正の方向の走査速度と
負の方向の走査速度を同じくして、操作の無駄をなくす
ために考えられた走査方法である。しかしこの場合もビ
ームのＸ軸方向の速度が必ず０になる地点があり、半導
体薄膜の一地点に高エネルギーが集中することによる損
傷を避けることは困難となっていた。
負の方向の走査速度を同じくして、操作の無駄をなくす
ために考えられた走査方法である。しかしこの場合もビ
ームのＸ軸方向の速度が必ず０になる地点があり、半導
体薄膜の一地点に高エネルギーが集中することによる損
傷を避けることは困難となっていた。
第１図ａの方法ではビームが照射している地点のＸ座標
を時間の関数で表わすと、ビームがＸの負の方向の速度
が必ず０となり、ここでビームが停滞することになる。
を時間の関数で表わすと、ビームがＸの負の方向の速度
が必ず０となり、ここでビームが停滞することになる。
このため、半導体薄膜の一地点に高エネルギーが集中し
て、半導体薄膜が蒸発してしまうなどの大きな損傷を受
けた。
て、半導体薄膜が蒸発してしまうなどの大きな損傷を受
けた。
一方、第１図すに示すのはＸ軸に正の方向の走査速度と
負の方向の走査速度を同じくして、操作の無駄をなくす
ために考えられた走査方法である。第２図の方法の場合
もビームのＸ軸方向の速度が必ず０になる地点があり、
半導体薄膜の一地点に高エネルギーが集中することによ
る損傷を避けることは困難となっていた。
負の方向の走査速度を同じくして、操作の無駄をなくす
ために考えられた走査方法である。第２図の方法の場合
もビームのＸ軸方向の速度が必ず０になる地点があり、
半導体薄膜の一地点に高エネルギーが集中することによ
る損傷を避けることは困難となっていた。
本発明の目的は、かかる従来の欠点を取り除き、基板上
の半導体薄膜上で高出力のエネルギービームが一点に集
中して損傷を及ぼすことを防止し、均一で良質の半導体
薄膜結晶層を従来に比べ簡便に製造することができ、３
次元半導体装置の素子形成用基板の作成等に有用な半導
体薄膜結晶層の製造方法を提供することにある。
の半導体薄膜上で高出力のエネルギービームが一点に集
中して損傷を及ぼすことを防止し、均一で良質の半導体
薄膜結晶層を従来に比べ簡便に製造することができ、３
次元半導体装置の素子形成用基板の作成等に有用な半導
体薄膜結晶層の製造方法を提供することにある。
本発明の半導体結晶層の製造方法は、基板上に半導体薄
膜を堆積し、この半導体薄膜に高出力エネルギービーム
を連続的に照射すると共に該ビームを繰り返し操作し、
上記薄膜の結晶粒径拡大若しくは単結晶化をはかる半導
体薄膜結晶層の製造方法において、前記ビームの操作範
囲が基板を越えることを特徴とする。
膜を堆積し、この半導体薄膜に高出力エネルギービーム
を連続的に照射すると共に該ビームを繰り返し操作し、
上記薄膜の結晶粒径拡大若しくは単結晶化をはかる半導
体薄膜結晶層の製造方法において、前記ビームの操作範
囲が基板を越えることを特徴とする。
本発明の骨子は、エネルギービームの走査方向反転領域
をアニール領域の外部に位置するようにすることにある
。
をアニール領域の外部に位置するようにすることにある
。
すなわち本発明は、基板上に半導体薄膜を堆積し、この
薄膜にレーザービームなどの高出力エネルギービームを
連続的に照射するとともに、該ビームを繰り返し走査し
て、上記薄膜の結晶粒径拡大化もしくは単結晶化をはか
る半導体薄膜結晶層の製造方法に於て、アニールする領
域の外部で、上記ビームの走査方向を反転するようにし
たものである。
薄膜にレーザービームなどの高出力エネルギービームを
連続的に照射するとともに、該ビームを繰り返し走査し
て、上記薄膜の結晶粒径拡大化もしくは単結晶化をはか
る半導体薄膜結晶層の製造方法に於て、アニールする領
域の外部で、上記ビームの走査方向を反転するようにし
たものである。
以下本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第２図は本発明の一実施例方法に使用したレーザーアニ
ール装置を示す概略構成図である。
ール装置を示す概略構成図である。
図中２１はレーザー発振部、２２．２３は駆動部を持つ
鏡、２４は試料である。鏡２２は駆動部によって鏡２３
とともにＸ軸方向へ移動することができ、鏡２３は駆動
部によって第２図のＹ軸方向へ移動することができる。
鏡、２４は試料である。鏡２２は駆動部によって鏡２３
とともにＸ軸方向へ移動することができ、鏡２３は駆動
部によって第２図のＹ軸方向へ移動することができる。
次に、上記装置を用いた半導体薄膜結晶層の製造方法に
ついて説明する。まず第３図 に示すが如く１辺３０（
ｃｍ）正方形のガラス基板（絶縁体基板）表面全面に１
０１００（ｎのシリコン層（半導体薄膜）３２を形成す
る。レーザーの発振波長はＸｅＣｌエキシマレーザ−の
３０８ （ｎｍ）とした、レーザービームの大きさは、
１辺ｇ （ｍｍ）の正方形であり、エネルギー強度は５
００（ｍＪ／パルス〕であり、レーザーのパルス幅は約
５０（ｎｓ）であり、発振周波数は１２０（Ｈｚ）とし
た、また、レーザービームの走査方法として、まず、Ｘ
の正方向の走査速度を１０（ｃｍ／ｓ）とし、Ｘの負方
向の走査速度も１０（ｃｍ／ｓ）とした。さらに、ｌ！
２３を動かしてＹ軸方向には１ （ｍｍ／Ｓ）の速度で
レーザービームを走査した。Ｘ軸方向のレーザービーム
の走査範囲は、ガラス基板（絶縁基板）よりもＸ軸の正
の方向と負の方向でそれぞれ５ （Ｃｍ）はみ出した、
合計４０ （ｃｍ）である、これにより、第４図に示す
が如くＸ軸方向の走査速度が０になっても、走査速度が
０の地点には、試料であるシリコン層（半導体薄膜）が
ないため、ビームの照射が一点に集中しなくなり、上記
ビームの損傷を避けることができた。そしてこれにより
均一で良質なアニールが可能となった。
ついて説明する。まず第３図 に示すが如く１辺３０（
ｃｍ）正方形のガラス基板（絶縁体基板）表面全面に１
０１００（ｎのシリコン層（半導体薄膜）３２を形成す
る。レーザーの発振波長はＸｅＣｌエキシマレーザ−の
３０８ （ｎｍ）とした、レーザービームの大きさは、
１辺ｇ （ｍｍ）の正方形であり、エネルギー強度は５
００（ｍＪ／パルス〕であり、レーザーのパルス幅は約
５０（ｎｓ）であり、発振周波数は１２０（Ｈｚ）とし
た、また、レーザービームの走査方法として、まず、Ｘ
の正方向の走査速度を１０（ｃｍ／ｓ）とし、Ｘの負方
向の走査速度も１０（ｃｍ／ｓ）とした。さらに、ｌ！
２３を動かしてＹ軸方向には１ （ｍｍ／Ｓ）の速度で
レーザービームを走査した。Ｘ軸方向のレーザービーム
の走査範囲は、ガラス基板（絶縁基板）よりもＸ軸の正
の方向と負の方向でそれぞれ５ （Ｃｍ）はみ出した、
合計４０ （ｃｍ）である、これにより、第４図に示す
が如くＸ軸方向の走査速度が０になっても、走査速度が
０の地点には、試料であるシリコン層（半導体薄膜）が
ないため、ビームの照射が一点に集中しなくなり、上記
ビームの損傷を避けることができた。そしてこれにより
均一で良質なアニールが可能となった。
これに対して、従来のようにＸ軸方向のビームの速度が
０となる地点が、試料であるシリコン層（半導体薄膜）
の領域にある場合には、Ｘ軸方向のビームの走査が０と
なる付近でビーム損傷が認められた。
０となる地点が、試料であるシリコン層（半導体薄膜）
の領域にある場合には、Ｘ軸方向のビームの走査が０と
なる付近でビーム損傷が認められた。
なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
、実施例では、ガラス基板（絶縁体基板）全面にシリコ
ン層を形成し、ガラス基板の外側の領域をビームの走査
方向を変える地点としたが、ガラス基板（絶縁体基板）
の表面の必要な部分にだけシリコン層を形成し、ガラス
基板（絶縁体基板）上のシリコン層の無い領域に於てビ
ームの走査方向を変えれば、シリコン層でビームが一点
に集中することに避けられ、上記の例と同様な効果が得
られる。また、レーザービームの代わりに電子ビームを
用いることも可能である。この場合、前記の鏡を利用し
た光学系の代わりに、電子ビームに対してＸ軸用と、Ｙ
軸周のコンデンサーを等を利用して同様の効果を期待で
きる。また、シリコンの溶融債結晶化による結晶成長だ
けでなく、他の半導体や金属にも適用することが可能で
ある。更に、イオン注入層の活性化に本発明を適用し、
アニール領域を均一化することも可能である。また、ア
ニール装置は前記第２図に示す構成になんら限定される
ものでなく、適宜変更可能である。
、実施例では、ガラス基板（絶縁体基板）全面にシリコ
ン層を形成し、ガラス基板の外側の領域をビームの走査
方向を変える地点としたが、ガラス基板（絶縁体基板）
の表面の必要な部分にだけシリコン層を形成し、ガラス
基板（絶縁体基板）上のシリコン層の無い領域に於てビ
ームの走査方向を変えれば、シリコン層でビームが一点
に集中することに避けられ、上記の例と同様な効果が得
られる。また、レーザービームの代わりに電子ビームを
用いることも可能である。この場合、前記の鏡を利用し
た光学系の代わりに、電子ビームに対してＸ軸用と、Ｙ
軸周のコンデンサーを等を利用して同様の効果を期待で
きる。また、シリコンの溶融債結晶化による結晶成長だ
けでなく、他の半導体や金属にも適用することが可能で
ある。更に、イオン注入層の活性化に本発明を適用し、
アニール領域を均一化することも可能である。また、ア
ニール装置は前記第２図に示す構成になんら限定される
ものでなく、適宜変更可能である。
例えば、鏡を利用した光学系の代わりに、圧電振動子や
、磁歪振動子等を使用してもよい。
、磁歪振動子等を使用してもよい。
本発明によれば、ビームの走査速度がＯに近い付近、す
なわちビームの走査方向の反転領域が、アニール領域に
ないため、ビームが停留することがなくなるので、アニ
ール領域におけるビーム損傷を未然に防止することがで
きる。このため均一で良質の半導体薄層結晶層を積層す
ることができ、３次元半導体装置の素子形成基板として
実用上十分な特性をもたせることが可能となる。
なわちビームの走査方向の反転領域が、アニール領域に
ないため、ビームが停留することがなくなるので、アニ
ール領域におけるビーム損傷を未然に防止することがで
きる。このため均一で良質の半導体薄層結晶層を積層す
ることができ、３次元半導体装置の素子形成基板として
実用上十分な特性をもたせることが可能となる。
図、第３図は上記実施例にかかわるジルコン薄膜結晶層
の製造工程を示す断面図である。
の製造工程を示す断面図である。
第４図は本発明の実施例を示す図。
２ル一ザー発振部、２２Ｘ軸用鏡、２３Ｙ軸用鏡、２４
Ｘ軸用駆動部、２５Ｙ軸用駆動部、２６試料、３１ガラ
ス基板（絶縁体基板）、３２シリコン層（半導体薄膜） 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 化１名
Ｘ軸用駆動部、２５Ｙ軸用駆動部、２６試料、３１ガラ
ス基板（絶縁体基板）、３２シリコン層（半導体薄膜） 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 化１名
【図面の簡単な説明】
第１図はエネルギービームの走査方法の例を示す模式図
、第２図は本発明の１実施例方法に使用したレーザーア
ニール装置を示す概略構成第１図ａ 第１図ｂ Ｂ エネルギービーム 第３図 ｆ−２図
、第２図は本発明の１実施例方法に使用したレーザーア
ニール装置を示す概略構成第１図ａ 第１図ｂ Ｂ エネルギービーム 第３図 ｆ−２図
Claims (1)
- （１）基板上に半導体薄膜を堆積し、この半導体薄膜に
高出力エネルギービームを連続的に照射すると共に該ビ
ームを繰り返し走査し、上記薄膜の結晶粒径拡大若しく
は単結晶化をはかる半導体薄膜結晶層の製造方法におい
て、前記ビームの操作範囲が半導体薄膜の領域を越える
ことを特徴とする半導体薄膜結晶層の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110190A JPH04712A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110190A JPH04712A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04712A true JPH04712A (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=14291699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10110190A Pending JPH04712A (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04712A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100510001B1 (ko) * | 1996-05-31 | 2005-11-03 | 산요덴키가부시키가이샤 | 반도체장치의제조방법 |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP10110190A patent/JPH04712A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100510001B1 (ko) * | 1996-05-31 | 2005-11-03 | 산요덴키가부시키가이샤 | 반도체장치의제조방법 |
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