JPH06291034A

JPH06291034A - 薄膜の熱処理方法

Info

Publication number: JPH06291034A
Application number: JP5096957A
Authority: JP
Inventors: Paru Gosain Daramu; ダラム・パル・ゴサイン; Toshiyuki Samejima; 俊之鮫島; Masateru Hara; 昌輝原; Naoki Sano; 直樹佐野; Atsushi Kono; 淳香野; Setsuo Usui; 節夫碓井; Uesutouootaa Jiyonasan; ジョナサン・ウエストウオーター
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JP3221149B2

Abstract

(57)【要約】【目的】熱処理を効果的に行い、溶融再結晶化により
結晶粒径が大きい多結晶の薄膜を形成する。【構成】基板１上に例えばＧｅ膜やＭｏ膜から成る加
熱層２を形成し、その上にバッファ層としてのＳｉＯ₂
膜３を介してＳｉ薄膜４を形成する。まず、Ｓｉ薄膜４
に対して透明でかつ加熱層２に対する吸収係数が大きい
波長を有するレーザー光Ｌ１を照射した後、所定の遅延
時間を持たせて、Ｓｉ薄膜４によって吸収される波長を
有するレーザー光Ｌ２を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薄膜の熱処理方法に
関し、特に、光照射により半導体薄膜などの薄膜を熱処
理する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光照射により非晶質または多結晶
のＳｉ薄膜を熱処理して結晶化を行う方法としては、次
のような方法が知られている。

【０００３】すなわち、第１の方法は、図７に示すよう
に、基板１０１上にＳｉ薄膜１０２を形成した後、この
Ｓｉ薄膜１０２にＳｉに対する吸収係数が大きい波長を
有するレーザー光Ｌを照射することにより加熱溶融し、
その後これを固化させる方法である。

【０００４】また、第２の方法は、図８に示すように、
基板２０１上にＳｉ薄膜２０２を形成した後、このＳｉ
薄膜２０２によっては吸収されないが、基板２０１によ
って吸収される波長を有するレーザー光ＬをＳｉ薄膜２
０２を通して基板２０１に照射することによりこの基板
２０１を加熱し、この基板２０１からの熱伝導でＳｉ薄
膜２０２を加熱溶融し、その後これを固化させる方法で
ある。

【０００５】さらに、第３の方法は、図９に示すよう
に、基板３０１上に第１層目のＳｉ薄膜３０２を形成
し、さらにその上にＳｉＯ₂膜３０３を介して第２層目
のＳｉ薄膜３０４を形成した後、Ｓｉ薄膜３０４の上側
および基板３０１の下側からレーザー光Ｌを照射してＳ
ｉ薄膜３０２およびＳｉ薄膜３０４を加熱溶融し、その
後これを固化させる方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第１の方法では、Ｓｉ薄膜１０２の最表層でレーザー光
Ｌの全エネルギーが吸収されてしまうことから、結晶化
を行うことが可能なＳｉ薄膜１０２の厚さは制限され、
比較的厚いＳｉ薄膜１０２の結晶化を行うことは困難で
ある。また、基板１０１と溶融Ｓｉとの間の温度勾配は
非常に急峻になることから、溶融Ｓｉの固化速度は非常
に大きくなり、このため固化後に得られる多結晶Ｓｉ薄
膜の結晶粒径は小さい。

【０００７】また、上述の第２の方法では、レーザー光
Ｌの照射により基板２０１が高温に加熱されるため、こ
の基板２０１は高温に耐えられるものに限定され、ガラ
ス基板などの低融点の基板を使用することは困難であ
る。

【０００８】さらに、上述の第３の方法では、基板３０
１を通して第１層目のＳｉ薄膜３０２にレーザー光Ｌを
照射するため、基板３０１はレーザー光Ｌに対して透明
なものに限定されてしまう。また、例えば基板３０１と
第１層目のＳｉ薄膜３０２との間に金属から成るパター
ンが形成されている場合には、このパターンにより基板
３０１の下側から照射されるレーザー光Ｌが反射されて
しまうため、この方法を用いることは困難である。

【０００９】なお、特開昭６０−１２１２９号公報に
は、ポリシリコン（多結晶Ｓｉ）膜に第１の波長を有す
る光および第２の波長を有する光を同時に照射し、第１
の波長を有する光はポリシリコンにおける吸収性の高い
波長とし、第２の波長を有する光はポリシリコンに対し
て有意の吸収性を示さない波長としたポリシリコン膜の
アニール処理方法が開示されているが、この方法は、第
１の波長を有する光および第２の波長を有する光を同時
に照射する点でこの発明による薄膜の熱処理方法と本質
的に異なるものであり、得られる効果も別異のものであ
る。

【００１０】従って、この発明の目的は、薄膜の熱処理
を効果的に行うことができ、この熱処理による溶融再結
晶化により結晶粒径が大きい多結晶薄膜を得ることがで
きる薄膜の熱処理方法を提供することにある。

【００１１】この発明の他の目的は、比較的厚い薄膜の
溶融再結晶化を行うことができる薄膜の熱処理方法を提
供することにある。

【００１２】この発明の他の目的は、低融点の基板をも
使用することができる薄膜の熱処理方法を提供すること
にある。

【００１３】この発明の他の目的は、基板上に金属から
成るパターンが形成されている場合にも支障を生じるこ
となく薄膜の熱処理を行うことができる薄膜の熱処理方
法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明による薄膜の熱処理方法は、光照射により
薄膜（４）を熱処理するようにした薄膜の熱処理方法に
おいて、薄膜（４）を加熱層（２）上に積層した構造体
を形成した後、薄膜（４）に対して実質的に透明でかつ
加熱層（２）によって吸収される第１の波長を有する第
１の光（Ｌ１）を構造体に照射し、次いで薄膜（４）に
よって吸収される第２の波長を有する第２の光（Ｌ２）
を構造体に照射するようにしたものである。

【００１５】薄膜（４）は、好適には、加熱層（２）と
の反応などを防止するため、バッファ層を介して加熱層
（２）上に積層される。このバッファ層は、典型的に
は、例えばＳｉＯ₂膜やＳｉＮ膜などのような絶縁膜に
より形成される。

【００１６】第１の光（Ｌ１）の第１の波長および第２
の光（Ｌ２）の第２の波長は、薄膜（４）や加熱層
（２）の材料などに応じて選ばれるが、通常、第１の波
長は第２の波長よりも長い。典型的には、第１の光（Ｌ
１）は赤外光であり、第２の光（Ｌ２）は紫外光または
可視光である。また、第１の光（Ｌ１）および第２の光
（Ｌ２）としては、好適には、レーザー光が用いられ
る。

【００１７】薄膜（４）は、例えば、Ｓｉ薄膜やＧｅ薄
膜やＳｉＧｅ薄膜などの半導体薄膜であってよい。

【００１８】

【作用】上述のように構成されたこの発明による薄膜の
熱処理方法によれば、薄膜（４）を加熱層（２）上に積
層した構造体を形成した後、薄膜（４）に対して実質的
に透明でかつ加熱層（２）によって吸収される第１の波
長を有する第１の光（Ｌ１）を構造体に照射した時、第
１の光（Ｌ１）は加熱層（２）によって吸収され、この
加熱層（２）は加熱される。次に、薄膜（４）によって
吸収される第２の波長を有する第２の光（Ｌ２）を構造
体に照射すると、第２の光（Ｌ２）は薄膜（４）によっ
て吸収される。これによって、薄膜（４）は加熱されて
溶融し、その後の冷却により固化する。このようにして
溶融再結晶化が行われて多結晶の薄膜が形成される。こ
の場合、第２の光（Ｌ２）の照射による薄膜（４）の加
熱時には、この薄膜（４）の下地である加熱層（２）が
すでに加熱されて高温になっているので、この薄膜
（４）はその両面から加熱されることになり、効果的に
熱処理が行われる。このため、薄膜（４）が比較的厚く
ても、その全体を高温に加熱して溶融させることがで
き、その後の固化により再結晶化を起こさせることがで
きる。

【００１９】また、第２の光（Ｌ２）の照射による薄膜
（４）の加熱時における薄膜（４）と加熱層（２）との
間の温度勾配は小さくなるので、薄膜（４）の溶融後の
固化速度を小さくすることができ、これによって結晶粒
径の大きな多結晶の薄膜を形成することができる。同様
に、薄膜（４）と加熱層（２）との間にバッファ層を設
ける場合も、第２の光（Ｌ２）の照射による薄膜（４）
の加熱時にこのバッファ層はその両面から加熱されるの
で、このバッファ層の温度は薄膜（４）の温度とほぼ等
しくなり、このため薄膜（４）とバッファ層との間の温
度勾配は小さくなる。これによって、薄膜（４）の溶融
後の固化速度を小さくすることができ、結晶粒径の大き
な多結晶の薄膜を形成することができる。

【００２０】さらに、第１の光（Ｌ１）および第２の光
（Ｌ２）はいずれも、薄膜（４）側から照射すればよい
ので、例えば基板上に金属から成るパターンが形成され
ている場合においても、何ら支障を生じることなく熱処
理を行うことができる。さらにまた、基板を通して薄膜
（４）に光を照射する必要がないので、基板は透明なも
のに限定されない。同様に、基板自身を加熱層として用
いる場合を除いて、第１の光（Ｌ１）および第２の光
（Ｌ２）の照射によって基板を加熱する必要がないの
で、ガラス基板などの低融点の基板をも使用することが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２２】図１はこの発明の第１実施例によるＳｉ薄
膜の熱処理方法を示す。

【００２３】この第１実施例においては、図１Ａに示す
ように、基板１上に加熱層２を形成し、この加熱層２上
にバッファ層としてのＳｉＯ₂膜３を介してＳｉ薄膜４
を積層した構造体を形成し、このＳｉ薄膜４の熱処理を
行う場合を考える。

【００２４】この場合、加熱層２としては、Ｓｉに対し
て透明な波長を有する、後述のレーザー光Ｌ１に対する
吸収係数が大きい材料から成るものが用いられる。具体
的には、レーザー光Ｌ１として例えばＹＡＧレーザーに
よる波長１．０６μｍのレーザー光を用いる場合には、
加熱層２として例えばＧｅ層を用いることができる。ま
た、レーザー光Ｌ１として例えばＣＯ₂レーザーによる
波長１０．６μｍのレーザー光を用いる場合には、加熱
層２として例えばＭｏ膜やＳｉＯ₂膜を用いることがで
きる。

【００２５】典型的には、加熱層２の厚さは例えば１０
０ｎｍ程度、絶縁膜３の厚さは２００ｎｍ程度、Ｓｉ薄
膜４の厚さは２０〜１００ｎｍである。

【００２６】さて、この第１実施例においては、上述の
ように構成された構造体に、まず、図１Ａに示すよう
に、Ｓｉに対して透明でかつ加熱層２に対する吸収係数
が大きい波長を有するレーザー光Ｌ１を照射する。する
と、このレーザー光Ｌ１は、Ｓｉ薄膜４およびＳｉＯ₂
膜３を通って加熱層２に照射され、この加熱層２によっ
て吸収される。これによって、この加熱層２は高温に加
熱される。加熱層２の材料によるが、具体的には、レー
ザー光Ｌ１としては、例えばＹＡＧレーザーによる波長
１．０６μｍのレーザー光やＣＯ₂レーザーによる波長
１０．６μｍのレーザー光などを用いることができる。

【００２７】次に、上述のレーザー光Ｌ１の照射終了時
から所定時間経過後に、図１Ｂに示すように、Ｓｉに対
する吸収係数が大きい紫外域または可視域の波長を有す
るレーザー光Ｌ２を構造体に照射する。具体的には、こ
のレーザー光Ｌ２としては、ＸｅＣｌエキシマーレーザ
ーによるレーザー光（波長３０８ｎｍ）やＫｒＦエキシ
マーレーザーによるレーザー光（波長２４８ｎｍ）など
のエキシマーレーザーによる紫外レーザー光を用いるこ
とができるほか、例えばＹＡＧレーザーによる波長１．
０６μｍのレーザー光を第３次高調波発生素子（ＴＨ
Ｇ）や第２次高調波発生素子（ＳＨＧ）などの波長変換
素子を用いて紫外域または可視域の波長にしたものを用
いることもできる。

【００２８】上述のようにして構造体に照射されたレー
ザー光Ｌ２は最上層のＳｉ薄膜４で吸収される。この結
果、このＳｉ薄膜４は高温に加熱されて溶融し、その後
の冷却により固化する。この冷却中には溶融ＳｉからＳ
ｉＯ₂膜３中に熱が放出されるが、このＳｉＯ₂膜３は
その下側にある加熱された加熱層２によっても加熱され
ていることから、溶融ＳｉとＳｉＯ₂膜３との間の温度
差は小さく、従って温度勾配も小さい。このように温度
勾配が小さいことにより、溶融Ｓｉからの熱損失は少な
く、従って溶融Ｓｉの冷却速度および固化速度は小さ
い。この結果、溶融再結晶化後に得られる多結晶Ｓｉ薄
膜の結晶粒径は極めて大きくなる。

【００２９】図２にレーザー光Ｌ１およびレーザー光Ｌ
２の照射のタイミングチャートを示す。この場合、レー
ザー光Ｌ１の照射終了後、レーザー光Ｌ２の照射を開始
するまでの時間、すなわち遅延時間τは、加熱層２とＳ
ｉ薄膜４との間のＳｉＯ₂膜３、より一般的にはバッフ
ァ層の厚さの関数となる。具体的には、この遅延時間τ
は、バッファ層の厚さＬと次式に示すように関連してい
る。 τ＞Ｌ²／Ｄここで、Ｄはバッファ層の熱拡散係数である。τの数値
の具体例を挙げると、例えばバッファ層としてのＳｉＯ
₂膜３の厚さが１００ｎｍであるとすると、ＳｉＯ₂に
対するＤの値は７．６８×１０^-3ｃｍ²／ｓであるか
ら、上式よりτの下限は約１３ｎｓとなる。

【００３０】なお、レーザー光Ｌ１およびレーザー光Ｌ
２の照射の順序は、極めて重要である。なぜならば、も
しレーザー光Ｌ２の照射を最初に行ってＳｉ薄膜４を溶
融させると、溶融Ｓｉの反射率は赤外域の波長の光に対
して非常に大きいことから、その後に赤外域の波長のレ
ーザー光Ｌ１を照射しても溶融Ｓｉによる反射が大きい
ため、加熱層２を効率的に加熱することは困難となる。
反射率の具体例を挙げると、波長１０．６μｍの赤外光
に対して結晶Ｓｉの反射率は０．３０であるのに対して
溶融Ｓｉの反射率は０．８５である。また、波長１．０
６μｍの赤外光に対して結晶Ｓｉの反射率は０．３０で
あるのに対して溶融Ｓｉの反射率は０．８０である。

【００３１】以上のように、この第１実施例によれば、
Ｓｉに対して透明で加熱層２では吸収される波長を有す
るレーザー光Ｌ１を照射して加熱層２を加熱し、次いで
Ｓｉに対する吸収係数が高い紫外域または可視域の波長
を有するレーザー光Ｌ２を照射してＳｉ薄膜４を高温に
加熱して溶融させ、その後に固化させることにより、結
晶粒径が大きい多結晶Ｓｉ薄膜を容易に形成することが
できる。また、基板１は高温に加熱されず、しかもこの
基板１を通してレーザー光を照射する必要もないため、
基板１が透明なものに限定されず、また基板１としてガ
ラス基板などの低融点の基板を使用することも可能であ
る。さらに、この基板１上に金属から成るパターンが形
成されていても何ら支障を生じない。

【００３２】図３はこの発明の第２実施例によるＳｉ薄
膜の熱処理方法を示す。

【００３３】図３に示すように、この第２実施例におい
ては、基板１１上に加熱層としてのＧｅ膜１２を形成
し、このＧｅ膜１２上にバッファ層としてのＳｉＯ₂膜
１３を介してＳｉ薄膜１４を積層した構造体を形成し、
このＳｉ薄膜１４を熱処理する場合を考える。

【００３４】この第２実施例においては、レーザー光Ｌ
１およびレーザー光Ｌ２の光源として、例えばＹＡＧレ
ーザーから成る共通のレーザー光源１５を用いる。この
場合、レーザー光Ｌ１としては、このＹＡＧレーザーか
ら成るレーザー光源１５から発振される波長１．０６μ
ｍのレーザー光をそのまま用いる。また、レーザー光Ｌ
２としては、レーザー光源１５から発振される波長１．
０６μｍのレーザー光をハーフミラーＨＭ１を介して第
３次高調波発生素子や第２次高調波発生素子のような波
長変換素子１６を通すことにより得られる波長３５３ｎ
ｍのレーザー光や波長５０３ｎｍのレーザー光を用い
る。なお、ＨＭ２はハーフミラーである。

【００３５】そして、Ｓｉ薄膜１４の熱処理を行うに
は、まず、波長１．０６ｎｍのレーザー光Ｌ１を構造体
に照射する。すると、このレーザー光Ｌ１は加熱層とし
てのＧｅ膜１２により吸収されてこのＧｅ膜１２は加熱
される。次に、所定の遅延時間τを持たせて、波長３５
３ｎｍまたは波長５０３ｎｍのレーザー光Ｌ２を構造体
に照射する。すると、このレーザー光Ｌ２はＳｉ薄膜１
４によって吸収されてこのＳｉ薄膜１４は高温に加熱さ
れ、溶融する。そして、その後の冷却によりこの溶融Ｓ
ｉは固化し、多結晶Ｓｉ薄膜が得られる。

【００３６】この第２実施例によれば、第１実施例と同
様な効果を得ることができる。

【００３７】図４はこの発明の第３実施例によるＳｉ薄
膜の熱処理方法を示す。

【００３８】図４に示すように、この第３実施例におい
ては、基板３１上にバッファ層としてのＳｉＮ膜３２を
形成し、このＳｉＮ膜３２上にＳｉ薄膜３３を積層した
構造体を形成し、このＳｉ薄膜３３を熱処理する場合を
考える。この場合、基板３１自身を加熱層として用いる
ため、この基板３１としては、後述のレーザー光Ｌ１に
対する吸収係数が大きいガラス基板を用いる。

【００３９】この第３実施例においては、レーザー光Ｌ
１のレーザー光源３４としてＣＯ₂レーザーを用いると
ともに、レーザー光Ｌ２のレーザー光源３５としてエキ
シマーレーザーまたはＹＡＧレーザーに第３次高調波発
生素子（図示せず）を組み合わせたものを用いる。この
場合、レーザー光Ｌ１としては、ＣＯ₂レーザーから成
るレーザー光源３４から発振される波長１０．６μｍの
レーザー光をそのまま用いる。また、レーザー光Ｌ２と
しては、レーザー光源３５として例えばＸｅＣｌエキシ
マーレーザーを用いる場合には波長３０８ｎｍのレーザ
ー光を用い、レーザー光源３５としてＹＡＧレーザーに
第３次高調波発生素子を組み合わせたものを用いる場合
には波長３５３ｎｍのレーザー光を用いる。

【００４０】そして、Ｓｉ薄膜３３の熱処理を行うに
は、まず、レーザー光源３４から発振される波長１０．
６μｍのレーザー光Ｌ１を構造体に照射する。この波長
１０．６μｍのレーザー光Ｌ１は、ガラス基板である基
板３１によって吸収される。この結果、この基板３１は
加熱される。次に、所定の遅延時間τを持たせて、レー
ザー光源３５から発振される波長３０８ｎｍまたは波長
３５３ｎｍのレーザー光Ｌ２を構造体に照射する。この
レーザー光Ｌ２の照射によって、Ｓｉ薄膜３３が高温に
加熱されて溶融し、その後の冷却によって多結晶Ｓｉ薄
膜が得られる。

【００４１】この第３実施例によっても、第１実施例と
同様な効果を得ることができる。

【００４２】図５はこの発明の第４実施例によるＳｉ薄
膜の熱処理方法を示す。

【００４３】図５に示すように、この第４実施例におい
ては、基板１上に加熱層としてのＭｏ膜４２を形成し、
このＭｏ膜４２上にバッファ層としてのＳｉＮ膜４３を
介してＳｉ薄膜４４を積層した構造体を形成し、このＳ
ｉ薄膜４４を熱処理する場合を考える。

【００４４】この第４実施例においては、第３実施例と
同様に、レーザー光Ｌ１のレーザー光源４５としてＣＯ
₂レーザーを用いるとともに、レーザー光Ｌ２のレーザ
ー光源４６としてエキシマーレーザーまたはＹＡＧレー
ザーに第３次高調波発生素子（図示せず）を組み合わせ
たものを用いる。この場合、レーザー光Ｌ１の波長は１
０．６μｍである。また、レーザー光Ｌ２の波長は、レ
ーザー光源４６として例えばＸｅＣｌエキシマーレーザ
ーを用いる場合には３０８ｎｍであり、レーザー光源４
６としてＹＡＧレーザーに第３次高調波発生素子を組み
合わせたものを用いる場合には３５３ｎｍである。

【００４５】そして、Ｓｉ薄膜４４の熱処理を行うに
は、まず、レーザー光源４５から発振される波長１０．
６μｍのレーザー光Ｌ１を構造体に照射する。この波長
１０．６μｍのレーザー光Ｌ１は、Ｍｏ膜４２によって
吸収される。この結果、このＭｏ膜４２は加熱される。
次に、所定の遅延時間τを持たせて、レーザー光源４６
から発振される例えば波長３０８ｎｍまたは波長３５３
ｎｍのレーザー光Ｌ２を構造体に照射する。このレーザ
ー光Ｌ２の照射によって、Ｓｉ薄膜４４が加熱されて溶
融し、その後の冷却によって多結晶Ｓｉ薄膜が得られ
る。

【００４６】この第４実施例によっても、第１実施例と
同様な効果を得ることができる。

【００４７】図６はこの発明の第５実施例によるＳｉ薄
膜の熱処理方法を示す。ここで、図６Ａは平面図、図６
Ｂは図６Ａの一断面図である。

【００４８】図６Ａおよび図６Ｂに示すように、この第
５実施例においては、基板５１上に長方形状の形状を有
する加熱層としてのＧｅ膜５２を互いに隣接して形成
し、その上にＳｉ薄膜５３を積層した構造体を形成す
る。

【００４９】そして、Ｓｉ薄膜５３を熱処理するには、
まず、Ｓｉに対しては実質的に透明でＧｅに対しては吸
収係数が大きい赤外域の波長を有するレーザー光Ｌ１を
構造体に照射する。具体的には、このレーザー光Ｌ１と
しては、例えばＹＡＧレーザーから発振される波長１．
０６μｍのレーザー光をそのまま用いる。このレーザー
光Ｌ１はＧｅ膜５２によって吸収され、その結果、この
Ｇｅ膜５２が加熱される。次に、遅延時間τを持たせ
て、Ｓｉに対する吸収係数が大きい紫外域または可視域
の波長のレーザー光Ｌ２を構造体に照射する。具体的に
は、このレーザー光Ｌ２としては、例えばＸｅＣｌエキ
シマーレーザーから発振される波長３０８ｎｍのレーザ
ー光をそのまま用いたり、ＹＡＧレーザーから発振され
る波長１．０６μｍのレーザー光を例えば第３次高調波
発生素子（図示せず）を通すことにより得られる波長３
５３ｎｍのレーザー光を用いる。

【００５０】上述のレーザー光Ｌ２の照射によって、第
１実施例と同様にしてＳｉ薄膜５３が溶融し、その後の
冷却により再結晶化して多結晶Ｓｉ薄膜が形成される。
この場合、溶融Ｓｉと基板５１との間の温度勾配は、レ
ーザー光Ｌ１の照射によって加熱されたＧｅ膜１２の上
側の部分よりも互いに隣接するＧｅ膜５２間の部分の方
が大きいので、溶融Ｓｉが固化するときの核生成中心は
Ｇｅ膜５２間の中間に位置する。そして、この核生成中
心からその両側に向かって、図６Ａ中矢印で示すように
核成長が起きる。

【００５１】この第５実施例によれば、結晶粒径が十分
に大きい多結晶Ｓｉ薄膜を大面積にわたって容易に形成
することができるという利点を得ることができる。

【００５２】なお、表１に、熱処理を行うべき薄膜、そ
の下地の加熱層、レーザー光Ｌ１の波長およびレーザー
光Ｌ２の波長の組み合わせのいくつかの例を示す。

【００５３】表１ ────────────────────────────────── 薄膜加熱層レーザー光Ｌ２の波長レーザー光Ｌ１の波長 ────────────────────────────────── ＳｉＧｅ１９６〜５００ｎｍ１．０６μｍ（ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、（ＹＡＧなど）ＹＡＧ＋ＴＨＧなど） ────────────────────────────────── ＳｉＳｉＯ₂ １９６〜５００ｎｍ１０．６μｍ（ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、（ＣＯ₂など）ＹＡＧ＋ＴＨＧなど） ────────────────────────────────── ＳｉＭｏ１９６〜５００ｎｍ２〜１０．６μｍ（ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、（ＣＯ₂など）ＹＡＧ＋ＴＨＧなど） ────────────────────────────────── ＧｅＳｉＯ₂ １９６ｎｍ〜３．０μｍ１０．６μｍ（ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、（ＣＯ₂など）ＹＡＧ＋ＴＨＧなど） ────────────────────────────────── ＧｅＭｏ１９６ｎｍ〜３．０μｍ３〜１０．６μｍ（ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、（ＣＯ₂など）ＹＡＧ＋ＴＨＧなど） ────────────────────────────────── ＳｉＧｅＭｏ１９６ｎｍ〜３．０μｍ３〜１０．６μｍ（ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、（ＣＯ₂など）ＹＡＧ＋ＴＨＧなど） ────────────────────────────────── ＳｉＧｅＳｉＯ₂ １９６ｎｍ〜３．０μｍ１０．６μｍ（ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、（ＣＯ₂など）ＹＡＧ＋ＴＨＧなど） ──────────────────────────────────

【００５４】以上、この発明の実施例について具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、薄膜に対して実質的に透明でかつ加熱層によって吸
収される第１の波長を有する第１の光を構造体に照射
し、次いで薄膜によって吸収される第２の波長を有する
第２の光を構造体に照射するようにしているので、薄膜
の熱処理を効果的に行うことができ、これによって薄膜
の溶融再結晶化により結晶粒径の大きい多結晶薄膜を得
ることができる。また、比較的厚い薄膜の溶融再結晶化
を行うこともできる。さらに、基板が透明なものに限定
されないばかりでなく、基板として低融点の基板をも用
いることができる。しかも、基板上に金属から成るパタ
ーンが形成されている場合にも何ら支障を生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例によるＳｉ薄膜の熱処理
方法を工程順に説明するための断面図である。

【図２】この発明の第１実施例によるＳｉ薄膜の熱処理
方法におけるレーザー光の照射のタイミングチャートで
ある。

【図３】この発明の第２実施例によるＳｉ薄膜の熱処理
方法を説明するための略線図である。

【図４】この発明の第３実施例によるＳｉ薄膜の熱処理
方法を説明するための略線図である。

【図５】この発明の第４実施例によるＳｉ薄膜の熱処理
方法を説明するための略線図である。

【図６】この発明の第５実施例によるＳｉ薄膜の熱処理
方法を説明するための平面図および断面図である。

【図７】従来のＳｉ薄膜の熱処理方法の一例を説明する
ための断面図である。

【図８】従来のＳｉ薄膜の熱処理方法の他の例を説明す
るための断面図である。

【図９】従来のＳｉ薄膜の熱処理方法のさらに他の例を
説明するための断面図である。

【符号の説明】

１、１１、３１、４１、５１基板２加熱層３、１３ＳｉＯ₂膜４、１４、３３、４４、５３Ｓｉ薄膜１２Ｇｅ膜３２、４３ＳｉＮ膜４２Ｍｏ膜Ｌ１、Ｌ２レーザー光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野直樹東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者香野淳東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者碓井節夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者ジョナサン・ウエストウオーター東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光照射により薄膜を熱処理するようにし
た薄膜の熱処理方法において、上記薄膜を加熱層上に積層した構造体を形成した後、上
記薄膜に対して実質的に透明でかつ上記加熱層によって
吸収される第１の波長を有する第１の光を上記構造体に
照射し、次いで上記薄膜によって吸収される第２の波長を有する
第２の光を上記構造体に照射するようにしたことを特徴
とする薄膜の熱処理方法。
【請求項２】上記薄膜はバッファ層を介して上記加熱
層上に積層されていることを特徴とする請求項１記載の
薄膜の熱処理方法。
【請求項３】上記第１の波長は上記第２の波長よりも
長いことを特徴とする請求項１または２記載の薄膜の熱
処理方法。
【請求項４】上記第１の光および上記第２の光はレー
ザー光であることを特徴とする請求項１、２または３記
載の薄膜の熱処理方法。
【請求項５】上記薄膜は半導体薄膜であることを特徴
とする請求項１〜４のいずれか一項記載の薄膜の熱処理
方法。
【請求項６】上記半導体薄膜はＳｉ薄膜、Ｇｅ薄膜ま
たはＳｉＧｅ薄膜であることを特徴とする請求項５記載
の薄膜の熱処理方法。