JPH05198507A - Manufacture of semiconductor - Google Patents

Manufacture of semiconductor

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JPH05198507A
JPH05198507A JP27541692A JP27541692A JPH05198507A JP H05198507 A JPH05198507 A JP H05198507A JP 27541692 A JP27541692 A JP 27541692A JP 27541692 A JP27541692 A JP 27541692A JP H05198507 A JPH05198507 A JP H05198507A
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JP
Japan
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film
amorphous silicon
vacuum
semiconductor film
silicon semiconductor
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Application number
JP27541692A
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Japanese (ja)
Inventor
Kouyuu Chiyou
宏勇 張
Naoto Kusumoto
直人 楠本
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a polycrystalline silicon semiconductor film which has an excellent electric characteristic by a method wherein a hydrogenated amorphous silicon film is formed at low temperatures and is heat-treated in a vacuum and then it is dehydrogenated to generate a dangling bond in the film and the excimer laser is cast on the film in a vacuum-unbroken state. CONSTITUTION:An SiO2 film or silicon nitride film is formed as a base protective film 12 on a glass substrate 11. Nextly, an intrinsic hydrogenated amorphous silicon semiconductor layer 13 is formed in the thickness of 100nm by the plasma CVD method. At that time, by setting the film formation temperature low, the formed amorphous silicon film is allowed to have in it a good quantity of water and bonds of silicon are neutralized with hydrogen as much as possible. Nextly, a device separation patterning is conducted and the sample is heated in a vacuum at 450 deg.C for one hour to be dehydrogenated completely and dangling bonds (unpaired bonds) are generated in high density in the film. With the vacuum state being maintained, the excimer laser is cast on the sample to crystallize it.

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、結晶性がよく結晶膜中
の不純物が少ない半導体膜の作製方法に関するものであ
る。本発明の作製方法によって作製される半導体膜は、
高電界移動度を有する高性能薄膜トランジスタ等の半導
体装置に用いることができるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor film having good crystallinity and containing less impurities in the crystal film. The semiconductor film manufactured by the manufacturing method of the present invention,
It can be used for a semiconductor device such as a high performance thin film transistor having a high electric field mobility.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プラズマCVD法または熱CVD
法によって形成される水素化非晶質珪素膜(水素を多量
に含み、珪素の結合手の多くが水素で中和されている非
晶質珪素膜)(a−Si:Hとも書く)に対して、CW
レーザー、エキシマレーザー等のレーザー光を照射する
ことによって、この水素化非晶質珪素膜を結晶化させる
方法が良く知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, plasma CVD or thermal CVD is used.
Hydrogenated amorphous silicon film formed by the method (amorphous silicon film containing a large amount of hydrogen and many of the silicon bonds are neutralized with hydrogen) (also written as a-Si: H) CW
It is well known that the hydrogenated amorphous silicon film is crystallized by irradiating a laser beam such as a laser or an excimer laser.

【0003】しかしながらこの方法は、出発膜としての
非晶質珪素膜中に水素が大量に含まれているので、レー
ザー照射時に水素が膜中より多量に噴出してしまい膜質
が著しく損なわれるという問題があった。
However, according to this method, since a large amount of hydrogen is contained in the amorphous silicon film as the starting film, a large amount of hydrogen is ejected from the film during laser irradiation and the quality of the film is significantly impaired. was there.

【0004】以上のような問題点を解決する方法として
以下の3通りの方法が主に用いられている。 (A)最初、試料である水素化非晶質珪素膜に対して、
低エネルギー密度(結晶化のしきい値エネルギー以下)
のレーザー光を照射することによって、試料である出発
膜中の水素を出し、続いて高いエネルギー密度のレーザ
ー光を試料に照射することによって、試料を結晶化させ
る方法。(多段階照射法と呼ばれる) (B)400℃以上の基板温度で水素化非晶質珪素膜を
製膜することによって、出発膜中の水素含有量を減らし
て、レーザー照射による膜質の劣化を防ぐ方法。 (C)水素化非晶質珪素膜を不活性雰囲気中において加
熱処理することによって膜中の水素を除去する方法。
The following three methods are mainly used to solve the above problems. (A) First, for a hydrogenated amorphous silicon film as a sample,
Low energy density (below threshold energy of crystallization)
Of the starting film, which is a sample, by irradiating the sample with laser light, and then irradiating the sample with laser light having a high energy density to crystallize the sample. (It is called a multi-step irradiation method) (B) By forming a hydrogenated amorphous silicon film at a substrate temperature of 400 ° C. or higher, the hydrogen content in the starting film is reduced and the deterioration of the film quality due to laser irradiation is reduced. How to prevent. (C) A method of removing hydrogen in a hydrogenated amorphous silicon film by heat-treating it in an inert atmosphere.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のような方法によ
り高品質な結晶膜(一般に多結晶珪素膜)を得ようとす
る場合、以下のような問題点がある。
In order to obtain a high quality crystal film (generally a polycrystalline silicon film) by the above-mentioned method, there are the following problems.

【0006】(1)(A)の方法では、水素出しの効率
が悪い、レーザーの出力エネルギーの制御が難しい、ま
たレーザー照射の回数が多くなる、レーザー光のエネル
ギーが大部分膜表面に吸収されてしまうので厚い膜の場
合、水素出しが困難である、等々の問題があり実用性に
問題があった。 (2)(B)の方法では、基板温度が高くなると膜中の
不純物含有量が増加する傾向があり、また高温で水素化
非晶質珪素膜を製膜すると膜中にシリコンクラスタ(珪
素の微結晶成分)が生成されるため、後のレーザー光に
よる結晶化の際に結晶化が阻害されるという問題があっ
た。 (3)(C)の方法では、水素が加熱によって離脱する
ので、珪素のダングリングボンド(不対結合手)が形成
され、このダングリングボンドが酸素などと容易に結合
してしまう。その結果、膜表面から10〜20nmに酸
素が容易に侵入してしまい、その後のレーザー光照射に
よって、この酸素が高温拡散によって膜中深く拡散して
しまう。そして結果としてこの酸素等の不純物のため
に、結晶膜の電気特性(キャリアの移動度等)が劣化し
てしまうという問題があった。
In the method (1) (A), the efficiency of hydrogen desorption is poor, it is difficult to control the output energy of the laser, the number of times of laser irradiation is increased, and most of the laser light energy is absorbed on the film surface. Therefore, in the case of a thick film, there are problems such as difficulty in discharging hydrogen, and there is a problem in practicability. (2) In the method (B), the impurity content in the film tends to increase as the substrate temperature increases, and when the hydrogenated amorphous silicon film is formed at a high temperature, silicon clusters (silicon Since the microcrystalline component) is generated, there is a problem that the crystallization is hindered in the subsequent crystallization by the laser light. (3) In the method of (C), since hydrogen is released by heating, a dangling bond (unpaired bond) of silicon is formed, and this dangling bond easily bonds with oxygen and the like. As a result, oxygen easily penetrates into the film from the surface of the film to 10 to 20 nm, and subsequent irradiation of laser light causes the oxygen to diffuse deep into the film due to high temperature diffusion. As a result, there is a problem that the electrical characteristics (carrier mobility, etc.) of the crystal film are deteriorated due to the impurities such as oxygen.

【0007】[0007]

【問題を解決するための手段】本願発明は、前述のよう
な問題を解決する方法として、以下(a)〜(c)に記
載するような方法をとるものである。
The present invention uses the methods described in the following (a) to (c) as a method for solving the above-mentioned problems.

【0008】(a)低温で、高密度のSi−H結合を有
する水素化非晶質珪素膜を気相法で製膜する。気相法と
しては、プラズマCVD法、熱CVD法、光CVD法等
の化学的気相法の他、スパッタリング法あるいは蒸着法
といった物理的気相法等の公知の方法を用いることがで
きる。そしてこの際、水素化非晶質珪素からの水素の離
脱温度といわれる350度以下の基板温度で水素化非晶
質珪素を製膜することが必要である。これは、製膜時に
おいてなるべく水素を多量に膜中に含有させ、珪素と水
素の結合(Si−H結合)を多くするためである。珪素
と水素の結合(Si−H結合)を最大にするためには、
可能な限りの低温の基板温度で製膜をすることが望まし
い。しかしながら実用的には、100度〜200度の基
板温度で製膜を行うことで珪素と水素の結合(Si−H
結合)を最大にするという目的を達成することができ
る。
(A) A hydrogenated amorphous silicon film having a high density Si-H bond is formed at a low temperature by a vapor phase method. As the vapor phase method, a known method such as a physical vapor phase method such as a sputtering method or a vapor deposition method can be used in addition to a chemical vapor phase method such as a plasma CVD method, a thermal CVD method or a photo CVD method. At this time, it is necessary to form the hydrogenated amorphous silicon film at a substrate temperature of 350 ° C. or less, which is called a hydrogen desorption temperature from the hydrogenated amorphous silicon. This is because hydrogen is contained in the film as much as possible during film formation to increase the number of bonds between silicon and hydrogen (Si—H bonds). In order to maximize the bond between silicon and hydrogen (Si-H bond),
It is desirable to form a film at a substrate temperature as low as possible. However, practically, by forming a film at a substrate temperature of 100 to 200 degrees, a bond between silicon and hydrogen (Si-H
The goal of maximizing (coupling) can be achieved.

【0009】また、低温で製膜することにより膜中にシ
リコンクラスタ(珪素の微結晶)が生成することを防ぐ
ことができ、後の結晶化工程において、より均一な結晶
化を望むことができる。
Further, by forming the film at a low temperature, it is possible to prevent generation of silicon clusters (microcrystals of silicon) in the film, and it is possible to desire more uniform crystallization in the subsequent crystallization step. ..

【0010】(b)前記(a)の工程で製膜した非晶質
珪素膜を真空中あるいは不活性雰囲気において加熱処理
することにより膜中の水素を離脱させ、珪素に高密度の
ダングリングボンドを形成する。真空中あるいは不活性
雰囲気において加熱処理するのは、珪素のダングリング
ボンドと酸素等の不純物が結合してしまうことを極力防
ぐためである。この不活性雰囲気とはヘリウム、アルゴ
ン、ネオン等の希ガスまたは窒素、水素、あるいはこれ
らの混合ガス等が充填された雰囲気のことを言う。さら
にまた、減圧状態でこれらの気体が存在するような雰囲
気でも同様の効果を期待できる。加熱温度は、基板温度
が350度以上でありかつ500度以下であることが重
要である。これは、水素化非晶質珪素中からの水素の離
脱温度が約350度であり、非晶質珪素の結晶化が始ま
る温度が約500度であることに基づくものである。ま
た、膜中の不純物濃度特に酸素濃度が低い場合には45
0度程度でも結晶化が始まる場合があるので実用上は4
00度程度でこの水素出しの加熱工程が行われるのが好
ましい。この水素出しの加熱工程の時間は、30分から
6時間程度で行うのが適当である。
(B) The amorphous silicon film formed in the step (a) is heat-treated in a vacuum or in an inert atmosphere to release hydrogen in the film and to form a high-density dangling bond with silicon. To form. The heat treatment in a vacuum or in an inert atmosphere is to prevent the dangling bond of silicon from being combined with impurities such as oxygen as much as possible. The inert atmosphere means an atmosphere filled with a rare gas such as helium, argon, or neon, or nitrogen, hydrogen, a mixed gas thereof, or the like. Furthermore, the same effect can be expected in an atmosphere in which these gases are present under reduced pressure. Regarding the heating temperature, it is important that the substrate temperature is 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. This is because the desorption temperature of hydrogen from the hydrogenated amorphous silicon is about 350 ° C., and the temperature at which the crystallization of the amorphous silicon starts is about 500 ° C. If the concentration of impurities in the film is low, especially if the concentration of oxygen is 45,
Since crystallization may start even at about 0 degrees, it is practically 4
It is preferable that the heating step for discharging hydrogen is performed at about 00 degrees. It is appropriate that the heating step for discharging hydrogen is performed for about 30 minutes to 6 hours.

【0011】これは、この加熱工程が(a)の工程にお
いて非晶質珪素中に多量に含ませた水素を膜中から放出
させ、そのことによって多量のダングリングボンドを生
成させるために行なわれるものであり、しかもこの多量
のダングリングボンドを生成させるのは、後のレーザー
照射または加熱による結晶化工程における結晶化を容易
にするためのものであるので、この加熱処理段階で非晶
質珪素膜が結晶化しては好ましくないからである。この
加熱処理段階で結晶化(微小領域におけるクラスタ状態
も含めて考える)してはならないのは、一度結晶化した
膜は、さらに結晶化のためのエネルギー(例えばレーザ
ーの照射エネルギー)を与えても膜の電気的特性として
は、良質のものは得られず、かえって悪化してしまうと
いう事実によるものである。
This heating step is carried out in order to release a large amount of hydrogen contained in the amorphous silicon in the step (a) from the film, thereby forming a large amount of dangling bonds. The reason for producing this large amount of dangling bonds is to facilitate the crystallization in the crystallization process by laser irradiation or heating which will be performed later. This is because it is not preferable that the film be crystallized. Crystallization (including the cluster state in a minute region) should not be performed in this heat treatment step because a film once crystallized does not have to undergo crystallization energy (for example, laser irradiation energy). This is due to the fact that good electrical properties of the film cannot be obtained, but rather deteriorate.

【0012】また、この後にレーザー照射または加熱に
よる非晶質珪素膜の結晶化工程があるのであるが、この
結晶化工程に到る間、雰囲気を真空あるいは不活性に維
持し、不純物が膜のダングリングボンドと結合すること
を極力さけることは、後のレーザーの照射または加熱に
よる結晶化の工程における膜の結晶性を高めるのに非常
に効果的である。
After this, there is a crystallization process of the amorphous silicon film by laser irradiation or heating. During this crystallization process, the atmosphere is maintained in vacuum or inactive, and impurities are formed in the film. It is very effective to increase the crystallinity of the film in the subsequent crystallization process by laser irradiation or heating, to avoid bonding with dangling bonds as much as possible.

【0013】(c)真空中あるいは不活性雰囲気におい
て、レーザーを照射または加熱により、非晶質珪素膜の
結晶化を行う。この工程は、前記(b)の工程から引き
続いて真空あるいは不活性雰囲気を破らずに行うことが
極めて重要である。これは、(b)の加熱工程において
非晶質珪素膜中に高密度にダングリングボンドが生成し
ているので、非晶質珪素膜中の珪素が不純物と極めて反
応し易いからである。
(C) The amorphous silicon film is crystallized by irradiating a laser or heating in a vacuum or in an inert atmosphere. It is extremely important that this step is performed without breaking the vacuum or the inert atmosphere subsequent to the step (b). This is because dangling bonds are formed at high density in the amorphous silicon film in the heating step (b), and silicon in the amorphous silicon film is extremely likely to react with impurities.

【0014】また、この際基板温度の冷却速度を下げる
ために基板を300度〜500度程度に加熱しながらレ
ーザー照射を行うのは、結晶性を高めるのに効果があ
る。また、加熱のみによって結晶化を行おうとする場合
には、450度〜800度の範囲で行うことができる
が、一般にガラス基板の耐熱温度を考えて600度程度
で1時間〜96時間の時間をかけ、加熱が行われる。
Further, at this time, laser irradiation while heating the substrate to about 300 to 500 degrees in order to reduce the cooling rate of the substrate temperature is effective in increasing the crystallinity. Further, when crystallization is performed only by heating, it can be performed in the range of 450 to 800 degrees, but in general, considering the heat resistant temperature of the glass substrate, the time is about 1 to 96 hours at about 600 degrees. It is applied and heated.

【0015】本発明の構成においては、500度以上で
非晶質珪素の結晶化が始まると規定しているが、膜中の
酸素濃度が非常に低ければ450度程度で結晶化が始ま
るので上記の温度範囲に限定しているのである。
In the structure of the present invention, it is specified that the crystallization of amorphous silicon starts at 500 ° C. or higher, but if the oxygen concentration in the film is very low, the crystallization starts at about 450 ° C. The temperature range is limited to.

【0016】本発明の構成において重要なことは、まず
珪素と水素の結合密度の高い水素化非晶質珪素膜を出発
膜として形成することにある。そして膜中からの脱水素
化を促す加熱アニール工程によって、この出発膜から水
素を抜き、高密度のダングリングボンドを有する非晶質
珪素膜を得ることにある。このような膜を用いるのは、
珪素のダングリングボンドを高密度に有する非晶質珪素
膜は原子レベルの格子振動が激しく、熱的に極めて不安
定な状態にあるので、結晶核発生と結晶成長に必要なエ
ネルギーが小さく、結晶化しやすいからである。そし
て、レーザー照射、結晶化のための加熱によってこのダ
ングリングボンドが高密度で生成されて結晶化しやすく
なった非晶質珪素膜を結晶化させ多結晶珪素膜を得るの
である。
What is important in the constitution of the present invention is that a hydrogenated amorphous silicon film having a high bond density of silicon and hydrogen is first formed as a starting film. Then, hydrogen is removed from this starting film by a heating annealing process that promotes dehydrogenation from the film to obtain an amorphous silicon film having a high-density dangling bond. The use of such a membrane is
An amorphous silicon film having a high density of dangling bonds of silicon has a strong atomic level lattice vibration and is in an extremely thermally unstable state. Therefore, the energy required for crystal nucleus generation and crystal growth is small, Because it is easy to change. Then, the dangling bonds are generated at a high density by laser irradiation and heating for crystallization to crystallize the amorphous silicon film which is easily crystallized to obtain a polycrystalline silicon film.

【0017】また、上記の工程すなわち成膜から結晶化
までの工程において、非晶質珪素半導体膜が外気に触れ
ないようにすることは重要である。これはダングリング
ボンドが酸素等と結合してしまうのを極力防ぐためであ
る。そして、この目的を達成するためには、高真空排気
系、レーザー照射用の石英の窓、加熱工程用の加熱装置
等を備えたチャンバーを有する装置が必要である。産業
的には、上記の装備を備えたマルチチャンバー形式の装
置が有用である。以下実施例を示し発明の構成を実施例
に即して説明する。
It is important that the amorphous silicon semiconductor film is not exposed to the outside air in the above steps, that is, from the film formation to the crystallization. This is to prevent the dangling bond from bonding with oxygen and the like as much as possible. In order to achieve this object, an apparatus having a chamber equipped with a high vacuum exhaust system, a quartz window for laser irradiation, a heating device for a heating process, etc. is required. Industrially, a multi-chamber type device equipped with the above equipment is useful. Hereinafter, the structure of the present invention will be described with reference to examples.

【0018】[0018]

【実施例】〔実施例1〕ここでは、本発明に従って形成
された多結晶珪素(poly−Si)を用いたnチャネ
ル型の絶縁ゲイト薄膜型電界効果トランジスタを本発明
の応用例として示す。また、本実施例においては、結晶
化の手段としてエキシマレーザー(KrF(波長248
nm))を用いた。
EXAMPLE 1 Here, an n-channel type insulating gate thin film field effect transistor using polycrystalline silicon (poly-Si) formed according to the present invention is shown as an application example of the present invention. In addition, in this embodiment, an excimer laser (KrF (wavelength 248
nm)) was used.

【0019】図1から図5に本実施例において作製した
絶縁ゲイト薄膜型電界効果トランジスタ(以下TFTと
記す)の作製工程図を示す。本実施例においては、基板
としてガラス基板また石英基板を用いた。これは、本実
施例において作製するTFTがアクィブマトリックス型
の液晶表示装置またはイージセンサのスイッチング素子
や駆動素子として用いることを意図しているからであ
る。しかしながら他の半導体装置に本発明の構成を用い
る場合は、基板として珪素の単結晶または多結晶の基板
を用いてもよいし、他の絶縁体をもちいてもよい。
FIGS. 1 to 5 show steps of manufacturing an insulating gate thin film field effect transistor (hereinafter referred to as TFT) manufactured in this embodiment. In this example, a glass substrate or a quartz substrate was used as the substrate. This is because the TFT manufactured in this example is intended to be used as a switching element or a driving element of an active matrix type liquid crystal display device or an easy sensor. However, when the structure of the present invention is used in another semiconductor device, a silicon single crystal substrate or a polycrystalline substrate may be used as the substrate, or another insulator may be used.

【0020】図1において基板であるガラス基板11上
にSiO2 膜または窒化珪素膜を下地保護膜12として
形成する。本実施例においては、酸素100%雰囲気中
におけるRFスパッタリングによってSiO2 膜12を
200nm成膜した。成膜条件は、 O2 流量 50sccm 圧力 0.5pa RF電力 500W 基板温度 150度 で行った。
In FIG. 1, a SiO 2 film or a silicon nitride film is formed as a base protective film 12 on a glass substrate 11 which is a substrate. In this example, the SiO 2 film 12 was formed to a thickness of 200 nm by RF sputtering in an atmosphere of 100% oxygen. The film forming conditions were an O 2 flow rate of 50 sccm, a pressure of 0.5 pa, an RF power of 500 W, and a substrate temperature of 150 degrees.

【0021】つぎに、プラズマCVD法によって真性ま
たは実質的に真性(人為的に不純物を添加していないと
いう意味)の水素化非晶質珪素半導体層13を100n
mの厚さに形成する。この水素化非晶質珪素半導体層1
3は、チャネル形成領域を構成する半導体層となる。成
膜条件は、 雰囲気 シラン(SiH4 )10
0% 成膜温度 160度(基板温度) 成膜圧力 0.05Torr 投入パワー 20W(13.56MH
z) で行った。なお、本実施例においては、非晶質珪素の成
膜原料ガスとしてシランを用いているが、熱結晶化によ
って非晶質珪素を多結晶化させる場合には、結晶化温度
を下げるためにジシラン、特にトリシランを用いてもよ
い。
Next, 100 n of intrinsic or substantially intrinsic (meaning that no impurities are artificially added) hydrogenated amorphous silicon semiconductor layer 13 is formed by plasma CVD.
It is formed to a thickness of m. This hydrogenated amorphous silicon semiconductor layer 1
3 is a semiconductor layer forming a channel formation region. The film forming conditions are as follows: atmosphere silane (SiH 4 ) 10
0% Film formation temperature 160 degrees (Substrate temperature) Film formation pressure 0.05 Torr Input power 20W (13.56MH)
z). In this example, silane is used as a raw material gas for forming amorphous silicon. However, when polycrystallizing amorphous silicon by thermal crystallization, disilane is used to lower the crystallization temperature. In particular, trisilane may be used.

【0022】成膜雰囲気をシラン100%で行うのは、
一般に行われる水素で希釈されたシラン雰囲気中で成膜
した非晶質珪素膜に比較して、シラン100%雰囲気中
で成膜した非晶質珪素膜は、結晶化し易いという実験結
果に基づくものである。
When the film forming atmosphere is 100% silane,
This is based on the experimental result that an amorphous silicon film formed in a 100% silane atmosphere is more easily crystallized than an amorphous silicon film formed in a silane atmosphere diluted with hydrogen, which is generally performed. Is.

【0023】成膜温度が低いのは、成膜された非晶質珪
素膜中に水素を多量に含ませ、できうる限り珪素の結合
手を水素で中和するためである。
The reason why the film forming temperature is low is that a large amount of hydrogen is contained in the formed amorphous silicon film and the bond of silicon is neutralized by hydrogen as much as possible.

【0024】また、高周波エネルギー(13.56MH
z)の投入パワーが20Wと低い(一般には数百ワッ
ト)のは、成膜時において珪素のクラスタすなわち結晶
性を有する部分が生じることを極力防ぐためである。こ
れも、非晶質珪素膜中において少しでも結晶性を有して
いると、後のレーザー照射時における結晶化に悪影響を
与える(結晶性にむらができる)という実験事実に基づ
くものである。
Also, high frequency energy (13.56 MH
The input power of z) is as low as 20 W (generally hundreds of watts) in order to prevent the formation of clusters of silicon, that is, portions having crystallinity during film formation as much as possible. This is also based on the experimental fact that if the amorphous silicon film has a little crystallinity, it will adversely affect crystallization (irregularity in crystallinity) at the time of subsequent laser irradiation.

【0025】つぎに、デバイス分離パターニングを行い
図1の形状を得た。そして、試料を真空中(10-6Torr
以下)で、450度、1時間加熱し、水素出しを徹底的
に行い、膜中のダングリングボンドを高密度で生成させ
た。
Next, device isolation patterning was performed to obtain the shape shown in FIG. Then, the sample is placed in a vacuum (10 −6 Torr
In the following), heating was carried out at 450 ° C. for 1 hour to thoroughly dehydrogenate hydrogen and to form dangling bonds in the film at high density.

【0026】さらに前記水素出しを行ったチャンバー中
で、真空状態を維持したままエキシマレーザーを照射
し、試料の結晶化を行った。この工程の条件は、KrF
エキシマレーザー(波長248nm)を用い、 レーザー照射エネルギー密度 350 mJ/cm2 パルス数 1〜10ショット 基板温度 400度 で行った。レーザー照射後、水素減圧雰囲気中(約1To
rr)において、100度まで降温させた。
Further, in the chamber where the hydrogen was discharged, an excimer laser was irradiated while maintaining a vacuum state to crystallize the sample. The conditions of this process are KrF
Using an excimer laser (wavelength 248 nm), laser irradiation energy density 350 mJ / cm 2 pulse number 1 to 10 shots substrate temperature 400 ° C. After laser irradiation, in a hydrogen depressurized atmosphere (about 1 To
rr), the temperature was lowered to 100 degrees.

【0027】本実施例においては、図6に示すような装
置を用いて上記試料の水素出しのための加熱工程とエキ
シマレーザー光の照射による結晶化を同一真空チャンバ
ーによって行った。このような真空チャンバーを用いる
ことによって、加熱工程からレーザー照射による結晶化
工程にわたって真空状態を保つことが容易になり、膜中
に不純物(特に酸素)が混入しない膜を得ることができ
る。もちろん、このようなレーザーアニール専用の真空
チャンバーでなくとも、高真空排気装置を備え、外部か
らレーザーが照射できるように石英等の窓を有するプラ
ズマCVD装置等を用いることで、サンプルの移動をせ
ずに成膜からレーザー照射までを連続して行ってもよ
い。
In the present example, the heating step for dehydrogenating the sample and the crystallization by excimer laser light irradiation were carried out in the same vacuum chamber using the apparatus shown in FIG. By using such a vacuum chamber, a vacuum state can be easily maintained from the heating step to the crystallization step by laser irradiation, and a film in which impurities (especially oxygen) are not mixed can be obtained. Of course, it is not necessary to use such a vacuum chamber exclusively for laser annealing, but it is possible to move the sample by using a high-vacuum exhaust device and using a plasma CVD device having a window of quartz or the like so that the laser can be irradiated from the outside. Alternatively, the steps from film formation to laser irradiation may be continuously performed.

【0028】図6において、21は真空チャンバー、2
2は真空チャンバー21の外部からレーザーを照射すた
めの石英窓、23はレーザーが照射された場合における
レーザー光、24は試料(サンプル)、25はサンプル
ホルダー、26は試料加熱用のヒーター、27は排気系
である。なお、排気系には、低真空用にロータリーポン
プを高真空用にターボ分子ポンプを用い、チャンバー内
の不純物(特に酸素)の残留濃度を極力少なくするよう
に努めた。
In FIG. 6, 21 is a vacuum chamber, 2
2 is a quartz window for irradiating a laser from the outside of the vacuum chamber 21, 23 is a laser beam when the laser is irradiated, 24 is a sample (sample), 25 is a sample holder, 26 is a heater for heating the sample, 27 Is an exhaust system. As the exhaust system, a rotary pump for low vacuum and a turbo molecular pump for high vacuum were used, and efforts were made to minimize the residual concentration of impurities (particularly oxygen) in the chamber.

【0029】図6の真空チャンバーを用いてエキシマレ
ーザーによる結晶化を行った後、RFスパッタ法を用い
てSiO2 膜を50nm成膜し、ゲート領域のみをフォ
トレジストを利用してパターニングし、図2において示
す絶縁膜15を形成した。この絶縁膜は、この絶縁膜下
のチャネル形成領域が不純物(特に酸素)によって汚染
されないように保護するために設けるものである。ま
た、この絶縁膜15上のフォトレジスト16は取り除か
ずに残した。そして、このゲート絶縁膜15の下にはチ
ャネル形成領域が形成されている。
After crystallization by an excimer laser using the vacuum chamber of FIG. 6, a SiO 2 film having a thickness of 50 nm is formed by RF sputtering, and only the gate region is patterned by using a photoresist. The insulating film 15 shown in 2 was formed. This insulating film is provided to protect the channel forming region under the insulating film from being contaminated by impurities (particularly oxygen). Further, the photoresist 16 on the insulating film 15 was left without being removed. A channel formation region is formed under the gate insulating film 15.

【0030】そしてソース、ドレイン領域となるn+
の非晶質珪素膜17をプラズマCVD法により以下に示
す条件で成膜50nmの厚さに製膜する。 成膜雰囲気 H2 :SiH4 =50:1(PH3
1%添加) 基板温度 150〜200度 成膜圧力 0.1Torr 投入パワー 100〜200W この成膜は、レジストを熱によって硬化させないために
200度以下に保って成膜するのが望ましい。またここ
で、P型の導電型を付与する不純物(例えばB2 6
用いる)を添加することによってPチャネル型のTFT
を得ることができる。
Then, an n + type amorphous silicon film 17 to be the source and drain regions is formed by plasma CVD under the following conditions to a thickness of 50 nm. Film forming atmosphere H 2 : SiH 4 = 50: 1 (PH 3
Addition of 1%) Substrate temperature 150 to 200 degrees Film forming pressure 0.1 Torr Input power 100 to 200 W It is desirable that the film formation be kept at 200 degrees or less so that the resist is not cured by heat. Further, here, by adding an impurity imparting P-type conductivity (for example, B 2 H 6 is used), a P-channel TFT
Can be obtained.

【0031】この状況で図2の形状を得る。その後、リ
フトオフ法を用いゲート領域上からn+ 型の非晶質珪素
膜を取り除き、図3の形状を得る。この方法は、残った
フォトレジストを取り除くことによりこのフォトレジス
トの周囲および上面に成膜された膜(この場合はn+
の非晶質珪素膜)をフォトレジストとともに同時に取り
除く方法である。
In this situation the shape of FIG. 2 is obtained. Then, the lift-off method is used to remove the n + -type amorphous silicon film from the gate region to obtain the shape shown in FIG. In this method, the remaining photoresist is removed to simultaneously remove the film (n + type amorphous silicon film in this case) formed around and around the photoresist together with the photoresist.

【0032】さらに図3において矢印で示すようにKr
Fエキシマレーザーを照射することによって、ソース並
びにドレイン領域(171と172)となるn+ 型の非
晶質珪素膜にエネルギーを与え、ソース,ドレイン領域
の活性化(ソース,ドレイン領域に含まれる一導電型を
付与する不純物の活性化)を行った。
Further, as indicated by an arrow in FIG.
By irradiating the F excimer laser, energy is applied to the n + -type amorphous silicon film to be the source and drain regions (171 and 172) to activate the source and drain regions (one included in the source and drain regions). Activation of impurities imparting conductivity type) was performed.

【0033】この際のレーザー照射条件は、KrFエキ
シマレーザー(248nm)を用い以下の条件で行っ
た。 エネルギー密度 250mJ/cm2 パルス数 10〜50ショット 基板温度 350度 もちろんここで、KrFエキシマレーザー(波長248
nm)以外のレーザーを用いてもよいことはいうまでも
ない。
The laser irradiation conditions at this time were as follows using a KrF excimer laser (248 nm). Energy density 250 mJ / cm 2 Number of pulses 10 to 50 shots Substrate temperature 350 degrees Of course, here, KrF excimer laser (wavelength 248
It goes without saying that a laser other than (nm) may be used.

【0034】上記工程の後、ソース,ドレイン領域とな
るn+ 型の非晶質珪素膜のシート抵抗は、100〜20
0Ω/cm2 程度に減少する。また、チャネル形成領域
(15の下の領域)を保護していた保護膜である酸化珪
素膜15は上記工程の後取り除く。
After the above steps, the sheet resistance of the n + type amorphous silicon film to be the source and drain regions is 100 to 20.
It decreases to about 0 Ω / cm 2 . Further, the silicon oxide film 15, which is a protective film protecting the channel forming region (the region under 15), is removed after the above process.

【0035】上記ソース,ドレイン領域の不純物の活性
化の後、図4に示すようにRFスパッタ法によってSi
2 膜18を100nmの厚さに成膜した。成膜条件
は、ゲート酸化膜の作製方法と同一である。
After the activation of the impurities in the source and drain regions, Si is formed by RF sputtering as shown in FIG.
The O 2 film 18 was formed to a thickness of 100 nm. The film forming conditions are the same as the method for forming the gate oxide film.

【0036】その後、コンタクト用の穴開けパターニン
グを行い図4の形状を得た。さらに、電極となるアルミ
を蒸着して配線電極パターニングを行った。そして、3
50度の水素雰囲気中において水素アニールを行いデバ
イスを完成させた。(図5)
After that, contact holes were patterned to obtain the shape shown in FIG. Further, aluminum serving as an electrode was vapor-deposited to perform wiring electrode patterning. And 3
A device was completed by performing hydrogen annealing in a hydrogen atmosphere at 50 degrees. (Fig. 5)

【0037】図7に本実施例で作製したTFT(絶縁ゲ
イト型電界効果トランジスタ)のID −VG 特性を示し
たグラフを示す。図7において、ID はドレイン電流で
あり、VG はゲート電圧である。図7には、ドレイン電
圧が10Vの場合と1Vの場合が示されている。
FIG. 7 is a graph showing the I D -V G characteristics of the TFT (insulating gate type field effect transistor) manufactured in this example. In FIG. 7, I D is the drain current and V G is the gate voltage. FIG. 7 shows a case where the drain voltage is 10V and a case where the drain voltage is 1V.

【0038】表1には、本実施例において作製したTF
Tの諸特性と、従来の作製法によって得られたTFTと
の比較データを示す。
Table 1 shows the TF produced in this example.
Comparison data of various characteristics of T and a TFT obtained by a conventional manufacturing method are shown.

【0039】以下、比較例の作製工程を示す。比較例と
実施例1との異なる点は、実施例1においては水素出し
のための加熱工程から結晶化のためのレーザー照射まで
の間に真空状態を保持していたのに対して、この比較例
においては水素出しのための加熱工程とレーザー照射を
するための工程において、異なるチャンバーを用いたの
で、水素出しのための加熱工程を行った加熱炉からレー
ザー照射をするための真空チャンバーへ試料を移動させ
る際に試料表面、すなわち非晶質珪素半導体膜表面を外
気に曝してしまった点において異なっている。
The manufacturing process of the comparative example will be described below. The difference between the comparative example and Example 1 is that in Example 1, the vacuum state was maintained between the heating step for hydrogen desorption and the laser irradiation for crystallization. In the example, different chambers were used in the heating process for hydrogen discharge and the process for laser irradiation, so the sample from the heating furnace that performed the heating process for hydrogen discharge to the vacuum chamber for laser irradiation The difference is that the surface of the sample, that is, the surface of the amorphous silicon semiconductor film, was exposed to the outside air when the sample was moved.

【0040】他の作製工程は実施例1と全く同一の条件
である。よって、この比較例と実施例1を比較すること
により、水素出しを行うことによってダングリングボン
ドを高密度に生成さる本発明の構成において、水素出し
から結晶化までの工程を真空雰囲気を維持した状態で行
うということの重要さがわかる。表1に実施例1とこの
比較例との電気的特性を示す。
The other manufacturing steps are exactly the same as in Example 1. Therefore, by comparing this comparative example with Example 1, in the structure of the present invention in which dangling bonds are generated at a high density by performing dehydrogenation, a vacuum atmosphere was maintained during the steps from dehydrogenation to crystallization. You can see the importance of doing in a state. Table 1 shows the electrical characteristics of Example 1 and this comparative example.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】表1を見ると、電界効果移動度、ON/O
FF電流比、しきい値電圧、S値の全てにおいて、本実
施例が優れていることがわかる。
Looking at Table 1, field effect mobility, ON / O
It can be seen that this example is excellent in all of the FF current ratio, the threshold voltage, and the S value.

【0043】表1において、電界効果移動度というの
は、キャリアがチャネルを横切る速さを示す指標であ
り、この値が大きい程スイッチング速度が速く動作の周
波数が高いことを示すものである。
In Table 1, the field effect mobility is an index showing the speed at which carriers cross a channel, and the larger this value is, the faster the switching speed is and the higher the operating frequency is.

【0044】ON/OFF電流比というのは、VD=1
(V),VG=30(V) の場合のIDの値と、その場合のID−VG曲
線(図7に示す)のIDの最小の値との比で定義されるも
ので、このON/OFF電流比が大きければ大きいほ
ど、OFF時におけるリーク電流が少なく、優れたスイ
ッチング素子であることを示すものである。
The ON / OFF current ratio is VD = 1
(V), VG = 30 (V), the value of ID and the ID-VG curve in that case (shown in FIG. 7) are defined by the ratio of the minimum value of ID. The larger the OFF current ratio, the smaller the leak current at the time of OFF, indicating that the switching element is excellent.

【0045】しきい値電圧は、低い程消費電力が小さい
ことを示す。数十万のTFTを駆動しなければならない
アクティブマトリックス型の液晶表示装置等において
は、このしきい値電圧が低いことは重要な問題である。
The lower the threshold voltage, the smaller the power consumption. The low threshold voltage is an important problem in an active matrix type liquid crystal display device or the like which has to drive hundreds of thousands of TFTs.

【0046】S値というのは図7に示すようなゲート電
圧(VG)とドレイン電流(ID)との関係を示すグラフにお
ける曲線の立ち上がり部分における(d(ID)/d(VG))-1
最小値の値であり、ID−VG曲線の急峻性を示すパラメー
ターである。このS値が小さい程、スイッチング特性に
優れた素子であると評価することができる。
The S value is (d (ID) / d (VG)) -1 at the rising portion of the curve in the graph showing the relationship between the gate voltage (VG) and the drain current (ID) as shown in FIG. Is the minimum value of and is a parameter indicating the steepness of the ID-VG curve. The smaller the S value, the more excellent the switching characteristics can be evaluated to be.

【0047】以上のことから、本発明の構成をとること
によって、高性能なTFTを得られることがわかり、同
時に電気的特性に優れた多結晶珪素半導体を得られたこ
とがわかる。特に比較例との対比より、真空状態を維持
したまま水素出しのための加熱工程から結晶化のための
工程へ移行することの重要さがわかる。
From the above, it can be seen that by adopting the constitution of the present invention, a high-performance TFT can be obtained, and at the same time, a polycrystalline silicon semiconductor excellent in electrical characteristics can be obtained. In particular, the comparison with the comparative example shows that it is important to shift from the heating step for dehydrogenation to the step for crystallization while maintaining the vacuum state.

【0048】本実施例によって得られたTFTは、液晶
表示装置のスイッチング素子のみならず集積回路の素子
にも応用できることはいうまでもないまた、本発明の構
成は本実施例におけるTFTの構造にだけ有効なもので
はなく、セルフアライン(自己整合的)に作製されるイ
オン打ち込みによってソース,ドレイン領域を形成する
TFTの作製法においても有効である。
It is needless to say that the TFT obtained in this embodiment can be applied not only to the switching element of the liquid crystal display device but also to the element of the integrated circuit, and the structure of the present invention can be applied to the structure of the TFT in this embodiment. However, it is also effective in a method of manufacturing a TFT in which source and drain regions are formed by ion implantation which is self-aligned (self-aligned).

【0049】〔実施例2〕本実施例は、実施例1で作製
したTFTにおいて、結晶化のための手段を加熱によっ
て行ったものである。この結晶化の加熱の温度は600
度であり、加熱時間は48時間である。
[Embodiment 2] In this embodiment, the TFT manufactured in Embodiment 1 is heated by crystallization means. The heating temperature for this crystallization is 600
And the heating time is 48 hours.

【0050】また、本実施例においては、実施例1にお
いて行ったデバイス分離パターニングを、加熱による結
晶化の後に行った。すなわち、チャネル形成領域となる
真性または実質的に真性(人為的に不純物を混入させて
いないという意味)である珪素と水素の結合が高密度に
存在した非晶質珪素半導体膜を成膜した後、外気に触れ
させないで、そのまま真空状態に維持し、350度から
500度(膜中の酸素濃度が低い場合には450度以
下)の温度で水素出しを行い、引き続いて真空状態を維
持したままで600度の温度による結晶化を行い、しか
る後にデバイス分離パターニングを行うものである。
Further, in this embodiment, the device isolation patterning performed in Embodiment 1 is performed after crystallization by heating. That is, after forming an amorphous silicon semiconductor film in which the bonds of silicon and hydrogen, which are intrinsic or substantially intrinsic (meaning that impurities are not artificially mixed in) to be a channel formation region, are present at high density are formed. , Keep it in a vacuum state without exposing it to the outside air, dehydrogenate at a temperature of 350 to 500 degrees (450 degrees or less if the oxygen concentration in the film is low), and then keep the vacuum state. Crystallization is performed at a temperature of 600 ° C., and then device isolation patterning is performed.

【0051】なお、水素出しのための加熱工程は400
度で1時間、結晶化のための加熱工程は600度で48
時間で行った。他の工程においては、実施例1と同様な
工程に従って行った。本実施例においても、水素を過剰
に珪素と結合させた非晶質珪素膜から水素出しを行いダ
ングリングボンドを多量に形成し、このダングリングボ
ンドが多量に存在した非晶質珪素膜を真空を維持した状
態で、結晶化のための加熱を行うことが重要である。
The heating process for discharging hydrogen is 400
The heating process for crystallization is 600 ° C for 48 hours.
Went in time. In other steps, the same steps as in Example 1 were performed. Also in this embodiment, hydrogen is discharged from an amorphous silicon film in which hydrogen is excessively bonded to silicon to form a large amount of dangling bonds, and the amorphous silicon film having a large amount of dangling bonds is vacuumed. It is important to carry out heating for crystallization while maintaining the temperature.

【0052】なお、以上の説明においては珪素を主とし
て説明したが、他の非晶質半導体膜を結晶化させる場合
においても本発明の構成は有用である。上記の実施例に
おいて、加熱処理およびレーザ書写処理は真空中にて行
ったが、特にこの雰囲気に限定されることはなく、前述
のような不活性雰囲気においても同様の効果を期待する
ことができる。
Although silicon has been mainly described in the above description, the structure of the present invention is also useful when crystallizing another amorphous semiconductor film. In the above embodiment, the heat treatment and the laser writing process were performed in a vacuum, but the atmosphere is not particularly limited, and the same effect can be expected in the above-mentioned inert atmosphere. ..

【0053】また、本発明の構成によって作製される多
結晶半導体膜は、光電変換装置や他の半導体装置に適用
できるものであることはいうまでもない。
Needless to say, the polycrystalline semiconductor film produced by the structure of the present invention can be applied to photoelectric conversion devices and other semiconductor devices.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明の構成である、低温で水素化非晶
質珪素膜を作製し、膜中に多量のSi−H結合を生成さ
せる工程と、前記工程によって形成した水素化非晶質珪
素膜に対して真空中で加熱処理を施し、脱水素化するこ
とによって、膜中に多量のダングリングボンドを生成さ
せる工程と、前記工程から真空中を破らない状態で、エ
キシマレーザーを照射する工程、または結晶化のための
加熱の工程とをとることによって、電気的特性に優れた
多結晶珪素半導体膜を得ることができ、その多結晶珪素
半導体膜を用いたTFTは、極めて高い特性を有してい
るこが明らかになった。
According to the present invention, a step of forming a hydrogenated amorphous silicon film at a low temperature and producing a large amount of Si-H bonds in the film, which is the constitution of the present invention, and the hydrogenated amorphous film formed by the above step A step of forming a large amount of dangling bonds in the film by subjecting the silicon film to heat treatment in a vacuum and dehydrogenation, and irradiating an excimer laser from the step without breaking the vacuum. By taking a step or a heating step for crystallization, a polycrystalline silicon semiconductor film having excellent electrical characteristics can be obtained, and a TFT using the polycrystalline silicon semiconductor film has extremely high characteristics. It became clear that I had it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of the manufactured insulating gate thin film field effect transistor in Example 1;

【図2】実施例1において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the manufactured insulating gate thin film field effect transistor in Example 1;

【図3】実施例1において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the manufactured insulating gate thin film field effect transistor in Example 1;

【図4】実施例1において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the manufactured insulating gate thin film field effect transistor in Example 1;

【図5】実施例1において、作製した絶縁ゲイト薄膜型
電界効果トランジスタの作製工程を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the manufactured insulating gate thin film field effect transistor in Example 1;

【図6】実施例1において用いた真空チャンバーの概要
を示す。
FIG. 6 shows an outline of the vacuum chamber used in Example 1.

【図7】実施例1において作製した絶縁ゲイト型電界効
果トランジスタの電気的特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the electrical characteristics of the insulated gate field effect transistor manufactured in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ガラス基板 12 下地SiO2 膜 13 多結晶珪素膜 14 KrFエキシマレーザー光(波長248nm) 15 SiO2 膜 16 フォトレジスト 17 n+ 型の非晶質珪素膜 171 ソースまたはドレイン領域 172 ドレインまたはソース領域 18 SiO2 膜 19 アルミの層 21 真空チャンバー 22 石英窓 23 レーザー光 24 サンプル 25 サンプルホルダー 26 ヒーター 27 排気系11 glass substrate 12 underlying SiO 2 film 13 polycrystalline silicon film 14 KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) 15 SiO 2 film 16 photoresist 17 n + type amorphous silicon film 171 source or drain region 172 drain or source region 18 SiO 2 film 19 Aluminum layer 21 Vacuum chamber 22 Quartz window 23 Laser light 24 Sample 25 Sample holder 26 Heater 27 Exhaust system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 29/784

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に気相法により珪素を主成分とす
る非晶質珪素半導体膜を成膜する工程と、該工程により
製膜した非晶質珪素半導体膜を加熱処理する工程と、該
工程により加熱処理された非晶質珪素半導体膜に対して
レーザー照射を行う工程とを有する半導体作製方法にお
いて、前記気相法は350度以下の温度で行われ、前記
加熱処理は350度以上でありかつ500度以下の温度
で行われ、前記加熱処理からレーザー照射を行う工程は
真空あるいは不活性雰囲気を維持した状態で行われるこ
とを特徴とする半導体作製方法。
1. A step of forming an amorphous silicon semiconductor film containing silicon as a main component on a substrate by a vapor phase method, and a step of heat-treating the amorphous silicon semiconductor film formed by the step, In the method for manufacturing a semiconductor, including the step of irradiating the amorphous silicon semiconductor film heat-treated by the step with laser, the vapor phase method is performed at a temperature of 350 ° C. or lower, and the heat treatment is 350 ° C. or higher. And a temperature of 500 ° C. or less, and the step of performing laser irradiation from the heat treatment is performed in a vacuum or in an inert atmosphere.
【請求項2】 基板上に成膜された水素と珪素の結合を
多量に有した非晶質珪素半導体膜を真空中で加熱アニー
ルすることによって、非晶質珪素半導体膜中の水素を離
脱させ多量のダングリングボンドを生成する工程と、前
記工程から真空状態を維持した状態でダングリングボン
ドを多量に有する非晶質珪素半導体膜に対してレーザー
照射を行うことによって、結晶化を行い多結晶珪素半導
体膜を得る工程とを有することを特徴とする半導体作製
方法。
2. The hydrogen in the amorphous silicon semiconductor film is released by heating and annealing the amorphous silicon semiconductor film formed on the substrate and having a large amount of bonds between hydrogen and silicon in vacuum. A step of producing a large amount of dangling bonds and a step of crystallization by performing laser irradiation on the amorphous silicon semiconductor film having a large amount of dangling bonds in the state where the vacuum state is maintained from the step, to perform crystallization. And a step of obtaining a silicon semiconductor film.
【請求項3】 基板上に気相法により珪素を主成分とす
る非晶質珪素半導体膜を成膜する工程と、該工程により
製膜した非晶質珪素半導体膜を350度以上でありかつ
500度以下の温度で加熱処理する工程と、該工程の後
非晶質珪素半導体膜を500度以上の温度で加熱する工
程とを有する半導体作製方法において、前記非晶質珪素
半導体膜は前記全ての工程において常に外気から隔離さ
れた雰囲気中に維持され、成膜時以外は高真空状態ある
いは不活性雰囲気に維持されていることを特徴とする半
導体作製方法。
3. A step of forming an amorphous silicon semiconductor film containing silicon as a main component on a substrate by a vapor phase method, the amorphous silicon semiconductor film formed by the step being 350 degrees or more, and In a semiconductor manufacturing method including a step of performing heat treatment at a temperature of 500 ° C. or lower, and a step of heating the amorphous silicon semiconductor film at a temperature of 500 ° C. or higher after the step, the amorphous silicon semiconductor film is In the step of, the semiconductor manufacturing method is characterized in that it is always maintained in an atmosphere isolated from the outside air, and is maintained in a high vacuum state or an inert atmosphere except during film formation.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999045164A1 (en) * 1998-03-03 1999-09-10 Applied Komatsu Technology, Inc. Method of coating and annealing large area glass substrates
JP2000260995A (en) * 1999-03-10 2000-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of thin-film semiconductor device
US6133583A (en) * 1994-03-11 2000-10-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for producing the same
JP2002176001A (en) * 2000-12-05 2002-06-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Heat treating system
US6700133B1 (en) 1994-03-11 2004-03-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device
US6919533B2 (en) 1995-05-31 2005-07-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a display device including irradiating overlapping regions
US6933182B1 (en) 1995-04-20 2005-08-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device and manufacturing system thereof
US6947452B2 (en) 1995-02-02 2005-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method
JP2012074680A (en) * 2010-08-30 2012-04-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method for semiconductor substrate

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0281424A (en) * 1988-09-17 1990-03-22 Fuji Electric Co Ltd Manufacture of polycrystalline silicon thin film
JPH02239615A (en) * 1989-03-13 1990-09-21 Nec Corp Forming device for silicon film
JPH0322540A (en) * 1989-06-20 1991-01-30 Seiko Epson Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0324717A (en) * 1989-06-22 1991-02-01 Kyocera Corp Manufacture of single crystal thin film

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0281424A (en) * 1988-09-17 1990-03-22 Fuji Electric Co Ltd Manufacture of polycrystalline silicon thin film
JPH02239615A (en) * 1989-03-13 1990-09-21 Nec Corp Forming device for silicon film
JPH0322540A (en) * 1989-06-20 1991-01-30 Seiko Epson Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0324717A (en) * 1989-06-22 1991-02-01 Kyocera Corp Manufacture of single crystal thin film

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133583A (en) * 1994-03-11 2000-10-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for producing the same
US6700133B1 (en) 1994-03-11 2004-03-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device
US6947452B2 (en) 1995-02-02 2005-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method
US7939435B2 (en) 1995-02-02 2011-05-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method
US7517774B2 (en) 1995-02-02 2009-04-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method
US7208358B2 (en) 1995-02-02 2007-04-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method
US7569440B2 (en) 1995-04-20 2009-08-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device and manufacturing system thereof
US6933182B1 (en) 1995-04-20 2005-08-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device and manufacturing system thereof
US7223938B2 (en) 1995-05-31 2007-05-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a display device including irradiating overlapping regions
US6982396B2 (en) * 1995-05-31 2006-01-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a display device including irradiating overlapping regions
US6919533B2 (en) 1995-05-31 2005-07-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a display device including irradiating overlapping regions
US8835801B2 (en) 1995-05-31 2014-09-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser processing method
KR100658235B1 (en) * 1998-03-03 2006-12-14 에이케이티 가부시키가이샤 Method of coating and annealing large area glass substrates
WO1999045164A1 (en) * 1998-03-03 1999-09-10 Applied Komatsu Technology, Inc. Method of coating and annealing large area glass substrates
JP2002505531A (en) * 1998-03-03 2002-02-19 エーケーティー株式会社 Coating and annealing method for large area glass substrate
JP2013140990A (en) * 1998-03-03 2013-07-18 Akt Kk Method of coating and annealing large area glass substrate
JP2000260995A (en) * 1999-03-10 2000-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of thin-film semiconductor device
JP2002176001A (en) * 2000-12-05 2002-06-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Heat treating system
JP2012074680A (en) * 2010-08-30 2012-04-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Manufacturing method for semiconductor substrate

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