JPH0574708A - 結晶の成長方法 - Google Patents
結晶の成長方法Info
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- JPH0574708A JPH0574708A JP26271691A JP26271691A JPH0574708A JP H0574708 A JPH0574708 A JP H0574708A JP 26271691 A JP26271691 A JP 26271691A JP 26271691 A JP26271691 A JP 26271691A JP H0574708 A JPH0574708 A JP H0574708A
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- single crystal
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォトリソグラフィ工程によるパターニング
等の複雑な工程を必要とせずに基板上に良好に位置制御
された種子材料を形成可能である。 【構成】 所定の雰囲気ガス１中で、基板４の所定位置
に向けてスポット径Ｄ1に絞られた光エネルギービーム
ＢＭを照射し、基板４上に種子材料３を形成する。次い
で、基板４上の種子材料３にスポット径Ｄ2の光エネル
ギービームＢＭを照射して種子材料３を溶融固化して単
結晶化し、種子単結晶５にする。種子単結晶５の形成
後、所定の雰囲気ガス１中で基板４に向けてスポット径
Ｄ3の光エネルギービームＢＭを照射し、種子単結晶５
を種子として所定の大きさの単結晶６を成長させる。
等の複雑な工程を必要とせずに基板上に良好に位置制御
された種子材料を形成可能である。 【構成】 所定の雰囲気ガス１中で、基板４の所定位置
に向けてスポット径Ｄ1に絞られた光エネルギービーム
ＢＭを照射し、基板４上に種子材料３を形成する。次い
で、基板４上の種子材料３にスポット径Ｄ2の光エネル
ギービームＢＭを照射して種子材料３を溶融固化して単
結晶化し、種子単結晶５にする。種子単結晶５の形成
後、所定の雰囲気ガス１中で基板４に向けてスポット径
Ｄ3の光エネルギービームＢＭを照射し、種子単結晶５
を種子として所定の大きさの単結晶６を成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路，光集
積回路，磁気回路等の電子素子，光素子，磁気素子，圧
電素子などに使用される結晶の成長方法に関する。
積回路，磁気回路等の電子素子，光素子，磁気素子，圧
電素子などに使用される結晶の成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】三次元集積化や大面積化が容易でデバイ
スへの実用的な応用が容易で優れた特性を有する単結晶
を成長させるために、従来では、特開昭６４−４２１１
７号に開示のような結晶の成長方法が提案されている。
スへの実用的な応用が容易で優れた特性を有する単結晶
を成長させるために、従来では、特開昭６４−４２１１
７号に開示のような結晶の成長方法が提案されている。
【０００３】図３（ａ）乃至（ｄ）は上記従来技術にお
ける結晶の成長工程を示す図であり、従来では、先づ、
石英ガラス基板５１上に非晶質または多結晶の半導体膜
５２を形成する（図３（ａ））。しかる後、フォトリソ
グラフィ工程により非晶質または多結晶の半導体膜５２
を直接約１μｍのスポット状に５０μｍ間隔にパターニ
ングし、スポット状の種子材料５３を作成する（図３
（ｂ））。
ける結晶の成長工程を示す図であり、従来では、先づ、
石英ガラス基板５１上に非晶質または多結晶の半導体膜
５２を形成する（図３（ａ））。しかる後、フォトリソ
グラフィ工程により非晶質または多結晶の半導体膜５２
を直接約１μｍのスポット状に５０μｍ間隔にパターニ
ングし、スポット状の種子材料５３を作成する（図３
（ｂ））。
【０００４】次いで、非晶質または多結晶の半導体材料
からなるスポット状の種子材料５３に対して基板５１を
移動しながらレーザビームを走査して照射し、スポット
状の種子材料５３を溶融固化して、これを種子単結晶５
４に変える（図３（ｃ））。次いで、この種子単結晶５
４を種子として単結晶５５を成長させることができる
（図３（ｄ））。
からなるスポット状の種子材料５３に対して基板５１を
移動しながらレーザビームを走査して照射し、スポット
状の種子材料５３を溶融固化して、これを種子単結晶５
４に変える（図３（ｃ））。次いで、この種子単結晶５
４を種子として単結晶５５を成長させることができる
（図３（ｄ））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
ような従来の方法によれば、基板上に所定間隔で位置制
御されたスポット状の種子材料を形成することができる
が、このような種子材料５３の形成には、フォトリソグ
ラフィ工程によるパターニングを必ず必要としていたの
で、その結果、単結晶５５として成長させるまでの全体
の工程が複雑となり、生産性が悪いという欠点があっ
た。また、従来の成長方法では、結晶成長温度を８００
゜〜９００゜と高く設定する必要があったので、単結晶
を成長させるための下地となる基板に、石英ガラスのよ
うな融点の高いものを用いなければならず、基板に任意
所望の材料を用いることができないという欠点もあっ
た。
ような従来の方法によれば、基板上に所定間隔で位置制
御されたスポット状の種子材料を形成することができる
が、このような種子材料５３の形成には、フォトリソグ
ラフィ工程によるパターニングを必ず必要としていたの
で、その結果、単結晶５５として成長させるまでの全体
の工程が複雑となり、生産性が悪いという欠点があっ
た。また、従来の成長方法では、結晶成長温度を８００
゜〜９００゜と高く設定する必要があったので、単結晶
を成長させるための下地となる基板に、石英ガラスのよ
うな融点の高いものを用いなければならず、基板に任意
所望の材料を用いることができないという欠点もあっ
た。
【０００６】本発明は、フォトリソグラフィ工程による
パターニング等の複雑な工程を必要とせずに基板上に良
好に位置制御された種子材料を形成することができ、ま
たプロセス温度の低温化が可能であって基板材料の選択
幅を広げることの可能な結晶の成長方法を提供すること
を目的としている。
パターニング等の複雑な工程を必要とせずに基板上に良
好に位置制御された種子材料を形成することができ、ま
たプロセス温度の低温化が可能であって基板材料の選択
幅を広げることの可能な結晶の成長方法を提供すること
を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶融固化され
ることで単結晶化するに十分微小な大きさを有する、結
晶成長の種子となる材料を、所定の雰囲気ガス中で光エ
ネルギービーム照射により基板等の面上に直接形成する
ことを特徴としている。
ることで単結晶化するに十分微小な大きさを有する、結
晶成長の種子となる材料を、所定の雰囲気ガス中で光エ
ネルギービーム照射により基板等の面上に直接形成する
ことを特徴としている。
【０００８】また、上記の方法で得られた結晶成長の種
子となる材料を同一系内においてエネルギービームの照
射による熱処理を施して溶融固化することで、種子単結
晶とし、該種子単結晶を種子として同一系内において光
エネルギービーム照射により単結晶を成長させることを
特徴としている。
子となる材料を同一系内においてエネルギービームの照
射による熱処理を施して溶融固化することで、種子単結
晶とし、該種子単結晶を種子として同一系内において光
エネルギービーム照射により単結晶を成長させることを
特徴としている。
【０００９】すなわち、本発明では、基板等の面上に半
導体層を単結晶成長させる際、種子材料の形成工程，種
子単結晶の形成工程，種子単結晶から所定の大きさの単
結晶を成長させる成長工程の全ての工程を所定の雰囲気
ガス中での光エネルギービーム照射によって同一系内で
行なうようにしている。
導体層を単結晶成長させる際、種子材料の形成工程，種
子単結晶の形成工程，種子単結晶から所定の大きさの単
結晶を成長させる成長工程の全ての工程を所定の雰囲気
ガス中での光エネルギービーム照射によって同一系内で
行なうようにしている。
【００１０】図１（ａ）乃至（ｃ）は本発明の結晶の成
長工程の一例を示す図である。この例では、先づ、所定
の雰囲気ガス１中で、基板４の所定位置に向けてスポッ
ト径Ｄ1に絞られた光エネルギービームＢＭを照射し、
基板４上に種子材料３を形成する（図１（ａ））。次い
で、基板４上に形成された種子材料３にスポット径Ｄ2
の光エネルギービームＢＭを照射して種子材料３を溶融
固化して単結晶化し、種子単結晶５にする（図１
（ｂ））。なお、図１（ａ），図１（ｂ）のそれぞれの
工程において、例えば基板４を所定間隔Ｗ（例えば５０
μｍ）ごとに移動させることにより、基板４上に種子材
料３，種子単結晶５を所定間隔Ｗごとに形成することが
できる。
長工程の一例を示す図である。この例では、先づ、所定
の雰囲気ガス１中で、基板４の所定位置に向けてスポッ
ト径Ｄ1に絞られた光エネルギービームＢＭを照射し、
基板４上に種子材料３を形成する（図１（ａ））。次い
で、基板４上に形成された種子材料３にスポット径Ｄ2
の光エネルギービームＢＭを照射して種子材料３を溶融
固化して単結晶化し、種子単結晶５にする（図１
（ｂ））。なお、図１（ａ），図１（ｂ）のそれぞれの
工程において、例えば基板４を所定間隔Ｗ（例えば５０
μｍ）ごとに移動させることにより、基板４上に種子材
料３，種子単結晶５を所定間隔Ｗごとに形成することが
できる。
【００１１】図１（ｂ）のようにして種子単結晶５が形
成された後、所定の雰囲気ガス１中で基板４に向けてス
ポット径Ｄ3の光エネルギービームＢＭを照射し、種子
単結晶５を種子として所定の大きさの単結晶６を成長さ
せる（図１（ｃ））。
成された後、所定の雰囲気ガス１中で基板４に向けてス
ポット径Ｄ3の光エネルギービームＢＭを照射し、種子
単結晶５を種子として所定の大きさの単結晶６を成長さ
せる（図１（ｃ））。
【００１２】ここで、光エネルギービームとしては、例
えば１００ｎｍから３００ｎｍの波長域をもつレーザビ
ームが用いられ、雰囲気ガスとしては、ソースガスとし
て例えば半導体ガスＳｉxＨ2x+2（ｘ≧１）が用いら
れ、また、単結晶成長時に使用されるエッチングガスと
してＳｉxＣｌ4-xＨx（ｘ≦４）やＳｉxＦ4-xＨx（ｘ≦
４）などが用いられ、上記各工程における材料，単結晶
の形成，成長は、レーザビームによる半導体ガス，エッ
チングガスの光励起反応を利用してなされるようになっ
ている。より具体的には、半導体ガスの吸収端波長より
も短かい波長をもつレーザビームを反応ガスとしての半
導体ガスに照射することによって、半導体ガスに光励起
反応を起こさせ光分解させて、半導体であるシリコンＳ
ｉを基板などの面上に堆積させるようにしている。
えば１００ｎｍから３００ｎｍの波長域をもつレーザビ
ームが用いられ、雰囲気ガスとしては、ソースガスとし
て例えば半導体ガスＳｉxＨ2x+2（ｘ≧１）が用いら
れ、また、単結晶成長時に使用されるエッチングガスと
してＳｉxＣｌ4-xＨx（ｘ≦４）やＳｉxＦ4-xＨx（ｘ≦
４）などが用いられ、上記各工程における材料，単結晶
の形成，成長は、レーザビームによる半導体ガス，エッ
チングガスの光励起反応を利用してなされるようになっ
ている。より具体的には、半導体ガスの吸収端波長より
も短かい波長をもつレーザビームを反応ガスとしての半
導体ガスに照射することによって、半導体ガスに光励起
反応を起こさせ光分解させて、半導体であるシリコンＳ
ｉを基板などの面上に堆積させるようにしている。
【００１３】表１は各種半導体ガスの吸収端波長を示
し、また、表２は各種レーザビームの波長を示したもの
である。
し、また、表２は各種レーザビームの波長を示したもの
である。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】表１，表２から、半導体ガスとして例えば
ＳｉＨ4が用いられるときには、その吸収端波長１６０
ｎｍよりも短かい波長のレーザビーム，例えばＡｒ2レ
ーザビーム，Ｋｒ2レーザビームを用いることにより、
半導体ガスＳｉＨ4を光分解させることができる。
ＳｉＨ4が用いられるときには、その吸収端波長１６０
ｎｍよりも短かい波長のレーザビーム，例えばＡｒ2レ
ーザビーム，Ｋｒ2レーザビームを用いることにより、
半導体ガスＳｉＨ4を光分解させることができる。
【００１７】なお、レーザとして高出力のものを用いれ
ば、そのレーザビームの波長が半導体ガスの吸収端波長
よりも長い場合であっても多光子吸収により半導体ガス
を光分解させることができる。
ば、そのレーザビームの波長が半導体ガスの吸収端波長
よりも長い場合であっても多光子吸収により半導体ガス
を光分解させることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、以下では、図２に示すような結晶製造装置
を用いた。図２の結晶製造装置では、処理室２１内に基
板４が置かれるようになっており、処理室２１内には、
ボンベ２２から雰囲気ガスが供給され、また処理室２１
内のガスは排気系２３に排出されるように構成されてい
る。また、この結晶製造装置は、レーザ１１からのレー
ザビームを処理室２１内に置かれた基板４上の所定位置
に入射させるための光学系２５を有しており、光学系２
５は、イテグレーター１２と、コンデンサレンズ１３
と、アパーチャーマスク１４とから構成されている。こ
のような結晶製造装置を用い、図１（ａ）乃至（ｃ）の
工程処理を２種類の条件下で行なった。なお、基板４に
は石英ガラス基板を用い、レーザ１１にはＡｒＦレーザ
を用いた。
する。なお、以下では、図２に示すような結晶製造装置
を用いた。図２の結晶製造装置では、処理室２１内に基
板４が置かれるようになっており、処理室２１内には、
ボンベ２２から雰囲気ガスが供給され、また処理室２１
内のガスは排気系２３に排出されるように構成されてい
る。また、この結晶製造装置は、レーザ１１からのレー
ザビームを処理室２１内に置かれた基板４上の所定位置
に入射させるための光学系２５を有しており、光学系２
５は、イテグレーター１２と、コンデンサレンズ１３
と、アパーチャーマスク１４とから構成されている。こ
のような結晶製造装置を用い、図１（ａ）乃至（ｃ）の
工程処理を２種類の条件下で行なった。なお、基板４に
は石英ガラス基板を用い、レーザ１１にはＡｒＦレーザ
を用いた。
【００１９】実施例１ 実施例１では、図２の結晶製造装置の処理室２１内に２
５×２５mmの大きさの石英ガラス基板４をセットして基
板４の温度を２００℃に保ち、処理室２１内にボンベ２
２から雰囲気ガス１としてジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を供給
した。なお、基板４は、処理室２１内にセットされた後
は、以後、単結晶の成長が終了するまで、同じ処理室２
１内に置かれる。
５×２５mmの大きさの石英ガラス基板４をセットして基
板４の温度を２００℃に保ち、処理室２１内にボンベ２
２から雰囲気ガス１としてジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を供給
した。なお、基板４は、処理室２１内にセットされた後
は、以後、単結晶の成長が終了するまで、同じ処理室２
１内に置かれる。
【００２０】処理室２１内にジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を供
給した後、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）の雰囲気ガス１中にお
いて、レーザ１１，すなわちＡｒＦレーザからのレーザ
ビームを光学系２５によりスポット径Ｄ1（＝２μｍ
φ）に絞って基板４表面に向けて入射させ、基板４を２
０μｍ間隔で移動させることにより、図１（ａ）に示し
たように、基板４上に種子材料３として非晶質シリコン
を２０μｍの間隔で堆積させた。なお、この際、ジシラ
ン（Ｓｉ2Ｈ6）の流量は１０SCCM，ガス圧力は０．５To
rr，レーザ１１のパワーは２００ｍＪ／cm2であった。
給した後、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）の雰囲気ガス１中にお
いて、レーザ１１，すなわちＡｒＦレーザからのレーザ
ビームを光学系２５によりスポット径Ｄ1（＝２μｍ
φ）に絞って基板４表面に向けて入射させ、基板４を２
０μｍ間隔で移動させることにより、図１（ａ）に示し
たように、基板４上に種子材料３として非晶質シリコン
を２０μｍの間隔で堆積させた。なお、この際、ジシラ
ン（Ｓｉ2Ｈ6）の流量は１０SCCM，ガス圧力は０．５To
rr，レーザ１１のパワーは２００ｍＪ／cm2であった。
【００２１】次いで、排気系２３を作動させて、処理室
２１内の雰囲気ガス１を排気し、処理室２１内の雰囲気
ガス１の圧力を１／１０7Torrまで下げ、この状態で、
レーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ2（＝５
μｍφ）に絞って基板４上に形成されている非晶質シリ
コンの種子材料３に入射させ、種子材料３を溶融固化し
て、図１（ｂ）に示したようなシリコン単結晶微粒子，
すなわち種子単結晶５を得た。なお、この際、基板４の
温度は室温であり、またレーザ１１のパワーは２００ｍ
Ｊ／cm2であった。
２１内の雰囲気ガス１を排気し、処理室２１内の雰囲気
ガス１の圧力を１／１０7Torrまで下げ、この状態で、
レーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ2（＝５
μｍφ）に絞って基板４上に形成されている非晶質シリ
コンの種子材料３に入射させ、種子材料３を溶融固化し
て、図１（ｂ）に示したようなシリコン単結晶微粒子，
すなわち種子単結晶５を得た。なお、この際、基板４の
温度は室温であり、またレーザ１１のパワーは２００ｍ
Ｊ／cm2であった。
【００２２】次いで、基板４の温度を２００℃に保ち、
ソースガスとしてＳｉ2Ｈ6（７SCCM），エッチングガス
としてＳｉＨ2Ｃｌ2（３０SCCM），キャリアガスとして
Ｈ2（６０SCCM）をボンベ２２から処理室２１内に供給
し、またこれと同時に、レーザ１１からのレーザビーム
を光学系２５によりスポット径Ｄ3（＝２５mm角）に調
整して基板４に入射させた。これにより、シリコン単結
晶微粒子，すなわち種子単結晶５を種子として、図１
（ｃ）に示したように、シリコン単結晶６を成長させる
ことができた。
ソースガスとしてＳｉ2Ｈ6（７SCCM），エッチングガス
としてＳｉＨ2Ｃｌ2（３０SCCM），キャリアガスとして
Ｈ2（６０SCCM）をボンベ２２から処理室２１内に供給
し、またこれと同時に、レーザ１１からのレーザビーム
を光学系２５によりスポット径Ｄ3（＝２５mm角）に調
整して基板４に入射させた。これにより、シリコン単結
晶微粒子，すなわち種子単結晶５を種子として、図１
（ｃ）に示したように、シリコン単結晶６を成長させる
ことができた。
【００２３】実施例２ 実施例２では、図２の結晶製造装置の処理室２１内に２
５×２５mmの大きさの石英ガラス基板４をセットして基
板４の温度を２００℃に保ち、処理室２１内にボンベ２
２から雰囲気ガス１としてモノシラン（ＳｉＨ4）を供
給した。なお、基板４は、処理室２１内にセットされた
後は、以後単結晶の成長が終了するまで、同じ処理室２
１内に置かれる。
５×２５mmの大きさの石英ガラス基板４をセットして基
板４の温度を２００℃に保ち、処理室２１内にボンベ２
２から雰囲気ガス１としてモノシラン（ＳｉＨ4）を供
給した。なお、基板４は、処理室２１内にセットされた
後は、以後単結晶の成長が終了するまで、同じ処理室２
１内に置かれる。
【００２４】処理室２１内にモノシラン（ＳｉＨ4）を
供給した後、モノシラン（ＳｉＨ4）の雰囲気ガス１中
において、レーザ１１，すなわちＡｒＦレーザからのレ
ーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ1（＝２μ
ｍφ）に絞って基板４表面に向けて入射させ、基板４を
２０μｍ間隔で移動させることにより、図１（ａ）に示
したように、基板４上に種子材料３として非晶質シリコ
ンを２０μｍの間隔で堆積させた。なお、この際、モノ
シラン（ＳｉＨ4）の流量は１０SCCM，ガス圧力は０．
５Torr，レーザ１１のパワーは２０Ｊ／cm2であり、こ
の工程では、レーザ１１のパワーを上げて２光子吸収を
利用している。
供給した後、モノシラン（ＳｉＨ4）の雰囲気ガス１中
において、レーザ１１，すなわちＡｒＦレーザからのレ
ーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ1（＝２μ
ｍφ）に絞って基板４表面に向けて入射させ、基板４を
２０μｍ間隔で移動させることにより、図１（ａ）に示
したように、基板４上に種子材料３として非晶質シリコ
ンを２０μｍの間隔で堆積させた。なお、この際、モノ
シラン（ＳｉＨ4）の流量は１０SCCM，ガス圧力は０．
５Torr，レーザ１１のパワーは２０Ｊ／cm2であり、こ
の工程では、レーザ１１のパワーを上げて２光子吸収を
利用している。
【００２５】次いで、排気系２３を作動させて、処理室
２１内の雰囲気ガス１を排気し、処理室２１内の雰囲気
ガス１の圧力を１／１０7Torrまで下げ、この状態で、
レーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ2（＝５
μｍφ）に絞って基板４上に形成されている非晶質シリ
コンの種子材料３に入射させ、種子材料３を溶融固化し
て、図１（ｂ）に示したようなシリコン単結晶微粒子，
すなわち種子単結晶５を得た。なお、この際、基板４の
温度は室温であり、またレーザ１１のパワーは２００ｍ
Ｊ／cm2であった。
２１内の雰囲気ガス１を排気し、処理室２１内の雰囲気
ガス１の圧力を１／１０7Torrまで下げ、この状態で、
レーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ2（＝５
μｍφ）に絞って基板４上に形成されている非晶質シリ
コンの種子材料３に入射させ、種子材料３を溶融固化し
て、図１（ｂ）に示したようなシリコン単結晶微粒子，
すなわち種子単結晶５を得た。なお、この際、基板４の
温度は室温であり、またレーザ１１のパワーは２００ｍ
Ｊ／cm2であった。
【００２６】次いで、基板４の温度を２００℃に保ち、
ソースガスとしてＳｉＨ2Ｃｌ2（４０SCCM），キャリア
ガスとしてＨ2（６０SCCM）をボンベ２２から処理室２
１内に供給し、またこれと同時に、レーザ１１からのレ
ーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ3（＝２５m
m角）に調整して基板４に入射させた。これにより、シ
リコン単結晶微粒子，すなわち種子単結晶５を種子とし
て、図１（ｃ）に示したように、シリコン単結晶６を成
長させることができた。
ソースガスとしてＳｉＨ2Ｃｌ2（４０SCCM），キャリア
ガスとしてＨ2（６０SCCM）をボンベ２２から処理室２
１内に供給し、またこれと同時に、レーザ１１からのレ
ーザビームを光学系２５によりスポット径Ｄ3（＝２５m
m角）に調整して基板４に入射させた。これにより、シ
リコン単結晶微粒子，すなわち種子単結晶５を種子とし
て、図１（ｃ）に示したように、シリコン単結晶６を成
長させることができた。
【００２７】このように、実施例１，実施例２からわか
るように、本発明では、フォトリソグラフィ工程等の複
雑な工程を必要とせずに、レーザビーム照射による簡単
な工程で基板等の面上に種子材料を形成することができ
た。また、この際、制御性の良いレーザを使用すること
によって、基板等の面上の任意の位置に任意の大きさの
種子材料を形成することが可能となる。
るように、本発明では、フォトリソグラフィ工程等の複
雑な工程を必要とせずに、レーザビーム照射による簡単
な工程で基板等の面上に種子材料を形成することができ
た。また、この際、制御性の良いレーザを使用すること
によって、基板等の面上の任意の位置に任意の大きさの
種子材料を形成することが可能となる。
【００２８】また、このように形成された種子材料を同
一系内，すなわち同一処理室内でレーザビーム照射によ
り熱処理を施し溶融固化して種子単結晶とし、さらにそ
の種子単結晶を種子として同一系内でレーザビーム照射
により結晶成長させており、全工程をレーザビーム照射
により行なっているので、全工程を低温下で行なうこと
ができた。これにより、単結晶を成長させるための下地
となる基板に、石英ガラスよりも融点の低い材料を用い
ることができ、基板の選択の幅を広げることができる。
また、全工程が同一系内で行なわれたので、基板等を外
気にさらすことなく、単結晶への不純物の混入を防ぐこ
とができた。
一系内，すなわち同一処理室内でレーザビーム照射によ
り熱処理を施し溶融固化して種子単結晶とし、さらにそ
の種子単結晶を種子として同一系内でレーザビーム照射
により結晶成長させており、全工程をレーザビーム照射
により行なっているので、全工程を低温下で行なうこと
ができた。これにより、単結晶を成長させるための下地
となる基板に、石英ガラスよりも融点の低い材料を用い
ることができ、基板の選択の幅を広げることができる。
また、全工程が同一系内で行なわれたので、基板等を外
気にさらすことなく、単結晶への不純物の混入を防ぐこ
とができた。
【００２９】また、使用するレーザの波長と雰囲気ガス
の種類とには、選択幅があるので、これらを適当に組合
せて用いることにより、基板最表面（１００Åのオー
ダ）における反応制御が可能となり、膜厚や膜質を良好
に制御することができた。
の種類とには、選択幅があるので、これらを適当に組合
せて用いることにより、基板最表面（１００Åのオー
ダ）における反応制御が可能となり、膜厚や膜質を良好
に制御することができた。
【００３０】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
結晶成長の種子となる材料を所定の雰囲気ガス中で光エ
ネルギービーム照射により基板等の面上に直接形成する
ので、従来のようなフォトリソグラフィ工程が不要とな
り、複雑な工程を必要とせずに、基板等の面上に良好な
位置制御の下で種子材料を形成することができる。
結晶成長の種子となる材料を所定の雰囲気ガス中で光エ
ネルギービーム照射により基板等の面上に直接形成する
ので、従来のようなフォトリソグラフィ工程が不要とな
り、複雑な工程を必要とせずに、基板等の面上に良好な
位置制御の下で種子材料を形成することができる。
【００３１】また、上記のようにして得られた種子材料
を同一系内において光エネルギービーム照射により熱処
理を施して溶融固化して種子単結晶とし、さらにこれを
種子として同一系内において光エネルギービーム照射に
より単結晶を成長させるようにしているので、全工程で
プロセスの低温化が可能となり、また単結晶への不純物
の混入を防止することができる。
を同一系内において光エネルギービーム照射により熱処
理を施して溶融固化して種子単結晶とし、さらにこれを
種子として同一系内において光エネルギービーム照射に
より単結晶を成長させるようにしているので、全工程で
プロセスの低温化が可能となり、また単結晶への不純物
の混入を防止することができる。
【００３２】また、光エネルギービームの波長と雰囲気
ガスの種類とに選択幅をもたせることにより、単結晶の
膜質や膜厚を良好に制御することができる。
ガスの種類とに選択幅をもたせることにより、単結晶の
膜質や膜厚を良好に制御することができる。
【図１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明による結晶の成長工
程を示す図である。
程を示す図である。
【図２】図１の成長工程時に使用される結晶製造装置の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は従来技術における結晶の成
長工程を示す図である。
長工程を示す図である。
１ 雰囲気ガス ３ 種子材料 ４ 基板 ５ 種子単結晶 ６ 単結晶 １１ レーザ １２ イテグレーター １３ コンデンサレンズ １４ アパーチャーマスク ２１ 処理室 ２２ ボンベ ２３ 排気系 ２５ 光学系
Claims (3)
- 【請求項１】 溶融固化されることで単結晶化するに十
分微小な大きさを有する、結晶成長の種子となる材料
を、所定の雰囲気ガス中で光エネルギービーム照射によ
り基板等の面上に直接形成することを特徴とする結晶の
成長方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法で得られた結晶成長
の種子となる材料を同一系内においてエネルギービーム
の照射による熱処理を施して溶融固化することで、種子
単結晶とし、該種子単結晶を種子として同一系内におい
て光エネルギービーム照射により単結晶を成長させるこ
とを特徴とする結晶の成長方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、前記光エ
ネルギービームは１００ｎｍから３００ｎｍの波長域を
もつレーザビームであり、前記雰囲気ガスはＳｉxＨ
2x+2（ｘ≧１）であることを特徴とする結晶の成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26271691A JPH0574708A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26271691A JPH0574708A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 結晶の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574708A true JPH0574708A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17379606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26271691A Pending JPH0574708A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 結晶の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574708A (ja) |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP26271691A patent/JPH0574708A/ja active Pending
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