JPH05152205A - 半導体結晶化膜の形成方法 - Google Patents
半導体結晶化膜の形成方法Info
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- JPH05152205A JPH05152205A JP31567891A JP31567891A JPH05152205A JP H05152205 A JPH05152205 A JP H05152205A JP 31567891 A JP31567891 A JP 31567891A JP 31567891 A JP31567891 A JP 31567891A JP H05152205 A JPH05152205 A JP H05152205A
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- Japan
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- amorphous
- layer
- film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板１上に形成した半導体層３を広い領域に
亘って一度に結晶化し、生産性を向上させる。 【構成】 基板１上に、下地層２、非晶質または多結晶
半導体層３、および保護層４を順次形成し、この保護層
４上に、凸状部５ｃを有する高温体５を一時的に当接さ
せて前記半導体層３を溶融・固化させることにより、前
記半導体層３を結晶化させる。
亘って一度に結晶化し、生産性を向上させる。 【構成】 基板１上に、下地層２、非晶質または多結晶
半導体層３、および保護層４を順次形成し、この保護層
４上に、凸状部５ｃを有する高温体５を一時的に当接さ
せて前記半導体層３を溶融・固化させることにより、前
記半導体層３を結晶化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体結晶化膜の形成方
法に関し、特に非晶質または半導体層上に形成された保
護層に凸状部を有する高温体を当接させて非晶質または
半導体層を結晶化する半導体結晶化膜の形成方法に関す
る。
法に関し、特に非晶質または半導体層上に形成された保
護層に凸状部を有する高温体を当接させて非晶質または
半導体層を結晶化する半導体結晶化膜の形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、非晶質あるいは多結晶半導体層な
どを結晶化させる場合、ガラスなどから成る絶縁基板上
に、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などから成る下地層と薄
膜状のシリコンなどから成る非晶質または多結晶半導体
層とを形成して、この非晶質または多結晶半導体層に連
続発振アルゴンレーザなどのエネルギー線を走査しなが
ら照射し、非晶質または多結晶半導体層を一旦溶融させ
て再び固化させることにより、非晶質または多結晶半導
体層を結晶化させる半導体結晶化膜の形成方法があっ
た。
どを結晶化させる場合、ガラスなどから成る絶縁基板上
に、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などから成る下地層と薄
膜状のシリコンなどから成る非晶質または多結晶半導体
層とを形成して、この非晶質または多結晶半導体層に連
続発振アルゴンレーザなどのエネルギー線を走査しなが
ら照射し、非晶質または多結晶半導体層を一旦溶融させ
て再び固化させることにより、非晶質または多結晶半導
体層を結晶化させる半導体結晶化膜の形成方法があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】ところが、この従来
の半導体結晶化膜の形成方法では、基板上に成膜された
非晶質または多結晶半導体層を微細で複雑なパターンに
結晶化する場合、一定速度で且つ限られた部分だけにア
ルゴンレーザなどのエネルギー線が照射されるようにし
なければならず、この走査が極めて困難であるととも
に、結晶化する部分が多く且つ複雑なパターンである
と、エネルギー線を走査し終わるまでに時間がかかり生
産性が低くなるという問題があった。
の半導体結晶化膜の形成方法では、基板上に成膜された
非晶質または多結晶半導体層を微細で複雑なパターンに
結晶化する場合、一定速度で且つ限られた部分だけにア
ルゴンレーザなどのエネルギー線が照射されるようにし
なければならず、この走査が極めて困難であるととも
に、結晶化する部分が多く且つ複雑なパターンである
と、エネルギー線を走査し終わるまでに時間がかかり生
産性が低くなるという問題があった。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】本発明は、このような
問題点を解決するために成されたものであり、その特徴
とするところは、基板上に、下地層、非晶質または多結
晶半導体層、および保護層を順次形成し、この保護層上
に、凸状部を有する高温体を一時的に当接させて前記半
導体層を溶融・固化させることにより、前記半導体層を
結晶化させる点にある。
問題点を解決するために成されたものであり、その特徴
とするところは、基板上に、下地層、非晶質または多結
晶半導体層、および保護層を順次形成し、この保護層上
に、凸状部を有する高温体を一時的に当接させて前記半
導体層を溶融・固化させることにより、前記半導体層を
結晶化させる点にある。
【０００５】
【作用】上記のように構成することにより、非晶質また
は多結晶半導体層を広い領域に亘って均質且つ一度に結
晶化することができるようになり、生産性も著しく向上
する。
は多結晶半導体層を広い領域に亘って均質且つ一度に結
晶化することができるようになり、生産性も著しく向上
する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明
する。
する。
【０００７】図１は、本発明に係る半導体結晶化膜の形
成方法を説明するための層構成を示す図である。
成方法を説明するための層構成を示す図である。
【０００８】まず、＃７０５９基板などから成る基板１
上に、下地層２を形成する。この下地層２は、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜あるいは炭化シリコン膜などで
構成される。下地層２を酸化シリコン膜で構成する場合
は、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、或いは熱ＣＶＤ法
で形成される。プラズマＣＶＤ法で形成する場合は、例
えばプラズマ反応炉を０．１〜５ｔｏｒｒ、好適には２
ｔｏｒｒに減圧して、絶縁基板を１００〜５００℃、好
適には４００℃に維持しながら、Ｎ2 ＯガスとＳｉＨ4
ガスとを流量比（Ｎ2 Ｏ／ＳｉＨ4 ）が１〜２００程
度、好適には３７になるように反応炉内に供給して約
０．１〜２Ｗ／ｃｍ2 、好適には０．５Ｗ／ｃｍ2 の放
電用電源でプラズマ反応を起こさせることにより、絶縁
基板１上に３０００〜５００００Å程度の厚みに形成す
る。なお、この下地層２は、後述する半導体層３を結晶
化する工程で基板１から半導体層３に不純物が混入した
り、半導体膜に熱応力が印加されるのを緩和するために
設けられる。
上に、下地層２を形成する。この下地層２は、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜あるいは炭化シリコン膜などで
構成される。下地層２を酸化シリコン膜で構成する場合
は、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、或いは熱ＣＶＤ法
で形成される。プラズマＣＶＤ法で形成する場合は、例
えばプラズマ反応炉を０．１〜５ｔｏｒｒ、好適には２
ｔｏｒｒに減圧して、絶縁基板を１００〜５００℃、好
適には４００℃に維持しながら、Ｎ2 ＯガスとＳｉＨ4
ガスとを流量比（Ｎ2 Ｏ／ＳｉＨ4 ）が１〜２００程
度、好適には３７になるように反応炉内に供給して約
０．１〜２Ｗ／ｃｍ2 、好適には０．５Ｗ／ｃｍ2 の放
電用電源でプラズマ反応を起こさせることにより、絶縁
基板１上に３０００〜５００００Å程度の厚みに形成す
る。なお、この下地層２は、後述する半導体層３を結晶
化する工程で基板１から半導体層３に不純物が混入した
り、半導体膜に熱応力が印加されるのを緩和するために
設けられる。
【０００９】次に、前記下地層２上に、非晶質または多
結晶半導体層３を形成する。この非晶質または多結晶半
導体層３をシリコンで形成する場合、例えば従来周知の
プラズマＣＶＤ法などで１〜３μｍ程度の厚みに形成す
る。すなわち、シリコン膜を例えばプラズマＣＶＤ法で
形成する場合、下地層２が被着された絶縁基板１をプラ
ズマ反応炉に搬入して、モノシラン（ＳｉＨ4 ）などの
水素化シリコンガスを反応炉に導入し、基板１を１５０
〜４００℃に加熱しながら水素化シリコンガスをプラズ
マ中で分解することによって酸化シリコン膜などから成
る下地層２上に形成する。
結晶半導体層３を形成する。この非晶質または多結晶半
導体層３をシリコンで形成する場合、例えば従来周知の
プラズマＣＶＤ法などで１〜３μｍ程度の厚みに形成す
る。すなわち、シリコン膜を例えばプラズマＣＶＤ法で
形成する場合、下地層２が被着された絶縁基板１をプラ
ズマ反応炉に搬入して、モノシラン（ＳｉＨ4 ）などの
水素化シリコンガスを反応炉に導入し、基板１を１５０
〜４００℃に加熱しながら水素化シリコンガスをプラズ
マ中で分解することによって酸化シリコン膜などから成
る下地層２上に形成する。
【００１０】次に、前記非晶質または多結晶半導体層３
上に、保護層４を形成する。この保護層４は、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜、あるいは炭化シリコン膜など
で構成される。保護層４を酸化シリコン膜で構成する場
合は、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、或いは熱ＣＶＤ
法で形成される。プラズマＣＶＤ法で形成する場合は、
例えばプラズマ反応炉を０．１〜５ｔｏｒｒ、好適には
２ｔｏｒｒに減圧して、絶縁基板を１００〜５００℃、
好適には４００℃に維持しながら、Ｎ2 ＯガスとＳｉＨ
4 ガスとを流量比（Ｎ2 Ｏ／ＳｉＨ4 ）が１〜２００程
度、好適には３７になるように反応炉内に供給して約
０．１〜２Ｗ／ｃｍ2 、好適には、０．５Ｗ／ｃｍ2 の
放電用電源でプラズマ反応を起こさせることにより、絶
縁基板１上に３００〜５０００Å程度の厚みに形成す
る。
上に、保護層４を形成する。この保護層４は、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜、あるいは炭化シリコン膜など
で構成される。保護層４を酸化シリコン膜で構成する場
合は、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、或いは熱ＣＶＤ
法で形成される。プラズマＣＶＤ法で形成する場合は、
例えばプラズマ反応炉を０．１〜５ｔｏｒｒ、好適には
２ｔｏｒｒに減圧して、絶縁基板を１００〜５００℃、
好適には４００℃に維持しながら、Ｎ2 ＯガスとＳｉＨ
4 ガスとを流量比（Ｎ2 Ｏ／ＳｉＨ4 ）が１〜２００程
度、好適には３７になるように反応炉内に供給して約
０．１〜２Ｗ／ｃｍ2 、好適には、０．５Ｗ／ｃｍ2 の
放電用電源でプラズマ反応を起こさせることにより、絶
縁基板１上に３００〜５０００Å程度の厚みに形成す
る。
【００１１】図２は、半導体層３の結晶化工程を示す図
である。本発明に係る半導体結晶化膜の形成方法では、
保護層４上に高温体５を一時的に当接させて半導体層３
を溶融・固化させて結晶化する。すなわち、高温体５
は、例えばセラミック基板などの耐熱性を有する絶縁基
板５ａに、タングステンなどの高融点金属から成る発熱
体５ｂを取り付けて構成されており、この発熱体５ｂに
電流を流してジュール発熱させるものである。この発熱
体５ｂの表面には、凸状部５ｃが多数形成されており、
この凸状部５ｃを非晶質または多結晶半導体層３上に形
成された保護層４に当接させて、この凸状部５ｃに対峙
する部分の非晶質または多結晶半導体層３を１４００℃
以上に加熱して溶融させる。すなわち、非晶質または多
結晶半導体層３を溶融させて結晶化させたいパターンに
発熱体５ｂの凸状部５ｃを形成しておく。
である。本発明に係る半導体結晶化膜の形成方法では、
保護層４上に高温体５を一時的に当接させて半導体層３
を溶融・固化させて結晶化する。すなわち、高温体５
は、例えばセラミック基板などの耐熱性を有する絶縁基
板５ａに、タングステンなどの高融点金属から成る発熱
体５ｂを取り付けて構成されており、この発熱体５ｂに
電流を流してジュール発熱させるものである。この発熱
体５ｂの表面には、凸状部５ｃが多数形成されており、
この凸状部５ｃを非晶質または多結晶半導体層３上に形
成された保護層４に当接させて、この凸状部５ｃに対峙
する部分の非晶質または多結晶半導体層３を１４００℃
以上に加熱して溶融させる。すなわち、非晶質または多
結晶半導体層３を溶融させて結晶化させたいパターンに
発熱体５ｂの凸状部５ｃを形成しておく。
【００１２】図３は、非晶質または多結晶半導体層３を
結晶化する一つの領域を示す図である。発熱体５の凸状
部５ｃの中央部には、さらに凹部５ｄが形成されてい
る。このように、凸状部５ｃの中央部に凹部５ｄを形成
すると、凸状部５ｃの中央部分では発熱体５が保護層４
に当接しないことになり、半導体層３は所謂双峰型に溶
融することになる。半導体層３が双峰型に溶融すると、
結晶化するときは中央部から徐々に周辺部に向かって結
晶化することになり、粒径が大きくて良質な結晶化膜が
得られるようになる。なお、発熱体５ｂの凸状部５ｃ
は、非晶質または多結晶の半導体層３を結晶化させたい
パターンに合わせて形成すればよく、特に制限はない。
結晶化する一つの領域を示す図である。発熱体５の凸状
部５ｃの中央部には、さらに凹部５ｄが形成されてい
る。このように、凸状部５ｃの中央部に凹部５ｄを形成
すると、凸状部５ｃの中央部分では発熱体５が保護層４
に当接しないことになり、半導体層３は所謂双峰型に溶
融することになる。半導体層３が双峰型に溶融すると、
結晶化するときは中央部から徐々に周辺部に向かって結
晶化することになり、粒径が大きくて良質な結晶化膜が
得られるようになる。なお、発熱体５ｂの凸状部５ｃ
は、非晶質または多結晶の半導体層３を結晶化させたい
パターンに合わせて形成すればよく、特に制限はない。
【００１３】上述のようにして結晶化した半導体層３
は、例えば保護層４と半導体層３の表面部分０．５μｍ
程度をエッチング除去して、薄膜トランジスタを形成す
る膜として用いられる。半導体層３中の表面部分をエッ
チング除去することにより、保護層４から酸素元素が混
入した部分は除去される。
は、例えば保護層４と半導体層３の表面部分０．５μｍ
程度をエッチング除去して、薄膜トランジスタを形成す
る膜として用いられる。半導体層３中の表面部分をエッ
チング除去することにより、保護層４から酸素元素が混
入した部分は除去される。
【００１４】また、非晶質または多結晶半導体層３を溶
融・固化させて結晶化する際に、非晶質または多結晶半
導体層３の下層部分が溶融しないような状態で加熱する
と、非晶質または多結晶半導体層３が加熱された際に、
下地層２の構成元素が半導体層３中に混入することがな
くなり、結晶化膜中の酸素元素は１０18個ｃｍ-3程度と
なり、半導体層３を完全に溶融させた場合の酸素濃度５
×１０19〜２×１０20個ｃｍ-3に比較して約一桁少なく
なり、応答速度の速い薄膜トランジスタを形成すること
ができる。
融・固化させて結晶化する際に、非晶質または多結晶半
導体層３の下層部分が溶融しないような状態で加熱する
と、非晶質または多結晶半導体層３が加熱された際に、
下地層２の構成元素が半導体層３中に混入することがな
くなり、結晶化膜中の酸素元素は１０18個ｃｍ-3程度と
なり、半導体層３を完全に溶融させた場合の酸素濃度５
×１０19〜２×１０20個ｃｍ-3に比較して約一桁少なく
なり、応答速度の速い薄膜トランジスタを形成すること
ができる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体結晶
化膜の形成方法によれば、基板上に、下地層、非晶質ま
たは多結晶半導体層、および保護層を順次形成し、この
保護層上に、凸状部を有する高温体を一時的に当接させ
て前記非晶質または多結晶半導体層を溶融・固化させる
ことにより、前記非晶質または多結晶半導体層を結晶化
させることから、基板上の半導体薄膜を広い領域に亘っ
て均質且つ一度に結晶化することができるようになり、
生産性も著しく向上する。
化膜の形成方法によれば、基板上に、下地層、非晶質ま
たは多結晶半導体層、および保護層を順次形成し、この
保護層上に、凸状部を有する高温体を一時的に当接させ
て前記非晶質または多結晶半導体層を溶融・固化させる
ことにより、前記非晶質または多結晶半導体層を結晶化
させることから、基板上の半導体薄膜を広い領域に亘っ
て均質且つ一度に結晶化することができるようになり、
生産性も著しく向上する。
【図１】本発明に係る半導体結晶化膜の形成方法に用い
る層構成を示す図である。
る層構成を示す図である。
【図２】本発明に係る半導体結晶化膜の形成方法を示す
図である。
図である。
【図３】本発明に係る半導体結晶化膜の形成方法を拡大
して示す図である。
して示す図である。
１・・・基板、２・・・下地層、３・・・半導体層、４
・・・保護層、５・・・高温体、５ｃ・・・凸状部。
・・・保護層、５・・・高温体、５ｃ・・・凸状部。
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に、下地層、非晶質または多結晶
半導体層、および保護層を順次形成し、この保護層上
に、凸状部を有する高温体を一時的に当接させて前記半
導体層を溶融・固化させることにより、前記半導体層を
結晶化させる半導体結晶化膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31567891A JPH05152205A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体結晶化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31567891A JPH05152205A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体結晶化膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152205A true JPH05152205A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18068250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31567891A Pending JPH05152205A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 半導体結晶化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152205A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099892A1 (fr) * | 2001-06-04 | 2002-12-12 | Sony Corporation | Dispositif fonctionnel et son procede de production |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP31567891A patent/JPH05152205A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002099892A1 (fr) * | 2001-06-04 | 2002-12-12 | Sony Corporation | Dispositif fonctionnel et son procede de production |
| CN100380681C (zh) * | 2001-06-04 | 2008-04-09 | 索尼公司 | 功能装置及其制造方法 |
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