JPH0727860B2 - 半導体単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0727860B2 JPH0727860B2 JP59265642A JP26564284A JPH0727860B2 JP H0727860 B2 JPH0727860 B2 JP H0727860B2 JP 59265642 A JP59265642 A JP 59265642A JP 26564284 A JP26564284 A JP 26564284A JP H0727860 B2 JPH0727860 B2 JP H0727860B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- island
- region
- shaped region
- single crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02664—Aftertreatments
- H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
- H01L21/02675—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth using laser beams
- H01L21/02683—Continuous wave laser beam
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/0242—Crystalline insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02587—Structure
- H01L21/0259—Microstructure
- H01L21/02598—Microstructure monocrystalline
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02664—Aftertreatments
- H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
- H01L21/02691—Scanning of a beam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体単結晶薄膜の製造方法に関する。
従来の半導体単結晶薄膜の製造方法は、例えば石英等か
らなる絶縁基板上に孤立した島状または一定の幅の帯状
の例えばシリコンからなる多結晶半導体層を被着形成す
る。そして、この島状または帯状の多結晶半導体層に対
し、赤外線、レーザ光或いは電子ビームの如き線状エネ
ルギービームをその島の配列方向、帯状方向に走査し、
これによってこの多結晶半導体層を加熱溶融した後、自
然冷却して固化することにより、半導体単結晶薄膜を形
成するようにしていた。
らなる絶縁基板上に孤立した島状または一定の幅の帯状
の例えばシリコンからなる多結晶半導体層を被着形成す
る。そして、この島状または帯状の多結晶半導体層に対
し、赤外線、レーザ光或いは電子ビームの如き線状エネ
ルギービームをその島の配列方向、帯状方向に走査し、
これによってこの多結晶半導体層を加熱溶融した後、自
然冷却して固化することにより、半導体単結晶薄膜を形
成するようにしていた。
なお、使用するエネルギービームによって、多結晶半導
体層の上に、例えばSiO2層のような、キャップ層を被着
形成することもあった。
体層の上に、例えばSiO2層のような、キャップ層を被着
形成することもあった。
ところが、島状半導体層の場合、エネルギービームの走
査後も、孤立の島状領域全体が、暫時、溶融状態を保
ち、その再結晶化は領域の周辺の複数の場所から始まる
ので、再結晶半導体層にはサブ結晶粒界が発生する。
査後も、孤立の島状領域全体が、暫時、溶融状態を保
ち、その再結晶化は領域の周辺の複数の場所から始まる
ので、再結晶半導体層にはサブ結晶粒界が発生する。
また、帯状半導体層の場所、エネルギービームの走査
後、帯状領域の両端縁から冷却されるので、その等温線
は領域の両端縁が走査方向に対して進んだ形状となり、
固液相界面も等温線と同一形状となる。そのため、帯状
領域の両端縁から結晶化が始まりその中央に結晶粒界が
形成されるという欠点があった。
後、帯状領域の両端縁から冷却されるので、その等温線
は領域の両端縁が走査方向に対して進んだ形状となり、
固液相界面も等温線と同一形状となる。そのため、帯状
領域の両端縁から結晶化が始まりその中央に結晶粒界が
形成されるという欠点があった。
更に、熱エネルギーの吸収の度合は、半導体多結晶層の
方が絶縁基板に比し、遥かに大きいことから、得られた
半導体単結晶薄膜にクラックを生じる可能性が高かっ
た。このため良質な多結晶薄膜が形成され難く、半導体
素子を有効に形成し得る領域が少なくなるという欠点が
あった。
方が絶縁基板に比し、遥かに大きいことから、得られた
半導体単結晶薄膜にクラックを生じる可能性が高かっ
た。このため良質な多結晶薄膜が形成され難く、半導体
素子を有効に形成し得る領域が少なくなるという欠点が
あった。
斯る点に鑑み、本発明は、所望の領域に結晶性の良い半
導体単結晶薄膜を容易に形成することのできる半導体単
結晶薄膜の製造方法を提供しようとするものである。
導体単結晶薄膜を容易に形成することのできる半導体単
結晶薄膜の製造方法を提供しようとするものである。
本発明は、再結晶化されるべき島状領域（１）と放熱用
帯状領域（２）とが幅狭の連結部（３）によって連結さ
れて成る半導体薄膜を、その半導体薄膜の熱伝導度より
十分低い熱伝導度を有する絶縁基板上に形成し、線状エ
ネルギービームを、連結部が下流側となる方向に、島状
領域（１）上及び放熱用帯状領域（２）上を同時に走査
して溶融させた後冷却して、島状領域（１）を連結部
（３）から再結晶化して単結晶にするようにした半導体
単結晶薄膜の製造方法である。
帯状領域（２）とが幅狭の連結部（３）によって連結さ
れて成る半導体薄膜を、その半導体薄膜の熱伝導度より
十分低い熱伝導度を有する絶縁基板上に形成し、線状エ
ネルギービームを、連結部が下流側となる方向に、島状
領域（１）上及び放熱用帯状領域（２）上を同時に走査
して溶融させた後冷却して、島状領域（１）を連結部
（３）から再結晶化して単結晶にするようにした半導体
単結晶薄膜の製造方法である。
斯る本発明によれば、帯状領域には結晶粒界、サブ結晶
粒界やクラックが形成されるが、島状領域にはこれらの
結晶粒界及びクラックが形成される虞が少なく、結晶性
の良い半導体単結晶薄膜を得ることができる。
粒界やクラックが形成されるが、島状領域にはこれらの
結晶粒界及びクラックが形成される虞が少なく、結晶性
の良い半導体単結晶薄膜を得ることができる。
以下、図面を参照しながら、本発明による半導体単結晶
薄膜の製造方法の一実施例について説明する。
薄膜の製造方法の一実施例について説明する。
第１図において、（１）及び（２）はそれぞれ多結晶シ
リコン層から成る島状領域及び帯状領域であって、同じ
く多結晶シリコン層から成る幅狭の連結部（３）によっ
て連結され、全体として図示を省略した石英基板上に形
成されている。
リコン層から成る島状領域及び帯状領域であって、同じ
く多結晶シリコン層から成る幅狭の連結部（３）によっ
て連結され、全体として図示を省略した石英基板上に形
成されている。
また、ａ及びｂは方形の島状領域（１）の２辺の長さを
示し、ｃは帯状領域（２）の幅を示す。ｄは島状領域
（１）と帯状領域（２）との間隔であり、ｗは連結部
（３）の幅を示す。これら各寸法は、ａ及びｂが20〜数
100μｍ、ｃが10〜100μｍ、ｄが１〜10μｍ、ｗが５〜
数10μｍの範囲で設定される。更に具体的な数値例を示
せば、ａ＝80μｍ、ｂ＝40μｍ、ｃ＝20μｍ等である。
連結部（３）の長さｄ及び幅ｗは島状領域（１）の大き
さに見合って適宜設定される。
示し、ｃは帯状領域（２）の幅を示す。ｄは島状領域
（１）と帯状領域（２）との間隔であり、ｗは連結部
（３）の幅を示す。これら各寸法は、ａ及びｂが20〜数
100μｍ、ｃが10〜100μｍ、ｄが１〜10μｍ、ｗが５〜
数10μｍの範囲で設定される。更に具体的な数値例を示
せば、ａ＝80μｍ、ｂ＝40μｍ、ｃ＝20μｍ等である。
連結部（３）の長さｄ及び幅ｗは島状領域（１）の大き
さに見合って適宜設定される。
Ｏ−Ｏ′はエネルギービームとしての、アルゴンレーザ
光の延在方向を示し、このアルゴンレーザ光が矢印
（４）の方向に上述の半導体層（１）〜（３）上を走査
すると、その部分が溶融し、レーザ光の通過後、自然冷
却により固化して再結晶化が行なわれる。
光の延在方向を示し、このアルゴンレーザ光が矢印
（４）の方向に上述の半導体層（１）〜（３）上を走査
すると、その部分が溶融し、レーザ光の通過後、自然冷
却により固化して再結晶化が行なわれる。
次に、第２図を参照しながら、溶融乃至再結晶化の過程
を説明する。
を説明する。
第２図において、（５）はエネルギービームとしてのア
ルゴンレーザ光の線状照射領域を示し、第２図Ａ〜Ｄに
示すように、この照射領域（５）は走査方向（４）に移
動する。
ルゴンレーザ光の線状照射領域を示し、第２図Ａ〜Ｄに
示すように、この照射領域（５）は走査方向（４）に移
動する。
このとき、帯状領域（２）においては、被照射部（2b）
のみが溶融状態（平行斜線で示す）にあり、既照射部
（2c）は、シリコンの熱伝導度が石英のそれに比べて遥
かに大きいため、走査方向（４）とは逆方向の熱伝導を
も伴って比較的速やかに冷却固化し、前述のような結晶
粒界GB及びサブ結晶粒界SGBが発生する。
のみが溶融状態（平行斜線で示す）にあり、既照射部
（2c）は、シリコンの熱伝導度が石英のそれに比べて遥
かに大きいため、走査方向（４）とは逆方向の熱伝導を
も伴って比較的速やかに冷却固化し、前述のような結晶
粒界GB及びサブ結晶粒界SGBが発生する。
一方、島状領域（１）においては、その周辺からの熱伝
導が比較的少いため、第２図Ａ〜Ｃに示すように、被照
射領域（1b）のみならず、既照射領域（1c）も、暫時、
溶融状態にある。そして、第２図Ｄに示すように、島状
領域（１）の全部がレーザ光で走査された後に、島状領
域（１）に蓄積された熱エネルギーは連結部（３）を通
って帯状領域（２）に移動するので、島状領域（１）に
おいては、連結部（３）に接する小部分から、矢印
（６）で示す方向に再結晶化が拡がり、この島状領域
（１）全体が多結晶化され、結晶粒界GB、サブ結晶粒界
SGB等は発生しない。
導が比較的少いため、第２図Ａ〜Ｃに示すように、被照
射領域（1b）のみならず、既照射領域（1c）も、暫時、
溶融状態にある。そして、第２図Ｄに示すように、島状
領域（１）の全部がレーザ光で走査された後に、島状領
域（１）に蓄積された熱エネルギーは連結部（３）を通
って帯状領域（２）に移動するので、島状領域（１）に
おいては、連結部（３）に接する小部分から、矢印
（６）で示す方向に再結晶化が拡がり、この島状領域
（１）全体が多結晶化され、結晶粒界GB、サブ結晶粒界
SGB等は発生しない。
通常、第１図に示したようなパターンが帯状領域（２）
の延長方向に繰返して配列されて、帯状領域（２）の再
結晶化はレーザ光の走査方向と同一方向に進行する。こ
の場合、前述のように帯状領域（２）には結晶粒界GBや
サブ結晶粒界SGBが発生するが、この結晶粒界面GBを境
として、帯状領域（２）のそれぞれの側では、サブ結晶
粒界面は存在するものの、結晶の面方位が乱れることな
く再結晶化が進行する。従って、連結部（３）を介し
て、この帯状領域（２）に連結された複数の島状領域
（１）は、帯状領域（２）の結晶性を継承して、結晶面
方位の揃った単結晶となる。
の延長方向に繰返して配列されて、帯状領域（２）の再
結晶化はレーザ光の走査方向と同一方向に進行する。こ
の場合、前述のように帯状領域（２）には結晶粒界GBや
サブ結晶粒界SGBが発生するが、この結晶粒界面GBを境
として、帯状領域（２）のそれぞれの側では、サブ結晶
粒界面は存在するものの、結晶の面方位が乱れることな
く再結晶化が進行する。従って、連結部（３）を介し
て、この帯状領域（２）に連結された複数の島状領域
（１）は、帯状領域（２）の結晶性を継承して、結晶面
方位の揃った単結晶となる。
なお、線状エネルギービームの延在方向を帯状領域
（２）と略平行にし、島状領域（１）から帯状領域
（２）に向かう方向に走査しても、上述と同様の作用効
果が得られる。
（２）と略平行にし、島状領域（１）から帯状領域
（２）に向かう方向に走査しても、上述と同様の作用効
果が得られる。
以上詳述のように、本発明によれば、結晶粒界、サブ結
晶粒界等のない、結晶性の良い半導体単結晶薄膜を得る
ことができる。
晶粒界等のない、結晶性の良い半導体単結晶薄膜を得る
ことができる。
第１図は本発明による半導体単結晶薄膜の製造方法の一
実施例を示すパターン図、第２図は本発明の説明に供す
る線図である。 （１）は島状領域、（２）は帯状領域、（３）は連結
部、（４）はエネルギービームの走査方向、（５）はエ
ネルギービームの照射領域である。
実施例を示すパターン図、第２図は本発明の説明に供す
る線図である。 （１）は島状領域、（２）は帯状領域、（３）は連結
部、（４）はエネルギービームの走査方向、（５）はエ
ネルギービームの照射領域である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 昭57−180118（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】再結晶化されるべき島状領域と放熱用帯状
領域とが幅狭の連結部によって連結されて成る半導体薄
膜を、該半導体薄膜の熱伝導度より十分低い熱伝導度を
有する絶縁基板上に形成し、線状エネルギービームを、
上記連結部が下流側となる方向に、上記島状領域上及び
上記放熱用帯状領域上を同時に走査して溶融させた後冷
却して、上記島状領域を上記連結部から再結晶化して単
結晶にすることを特徴とする半導体単結晶薄膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59265642A JPH0727860B2 (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59265642A JPH0727860B2 (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142735A JPS61142735A (ja) | 1986-06-30 |
| JPH0727860B2 true JPH0727860B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17419965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59265642A Expired - Lifetime JPH0727860B2 (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727860B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100269312B1 (ko) * | 1997-10-14 | 2000-10-16 | 윤종용 | 실리콘막의결정화방법및이를이용한박막트랜지스터-액정표시장치(tft-lcd)의제조방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57180118A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-06 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
1984
- 1984-12-17 JP JP59265642A patent/JPH0727860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61142735A (ja) | 1986-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4870031A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| EP0071471B1 (en) | Method of forming a single-crystal semiconductor film on an amorphous insulator | |
| JPH0727860B2 (ja) | 半導体単結晶薄膜の製造方法 | |
| JPH027415A (ja) | Ｓｏｉ薄膜形成方法 | |
| JPH0556314B2 (ja) | ||
| US4549913A (en) | Wafer construction for making single-crystal semiconductor device | |
| JPH0556316B2 (ja) | ||
| JPS61135110A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0652712B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH03250620A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS60161396A (ja) | シリコン薄膜の製造方法 | |
| JP2999212B2 (ja) | 溶融再結晶化法による半導体薄膜の製造方法 | |
| JPS60191088A (ja) | 半導体薄膜の結晶化方法 | |
| JPH0722120B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61144815A (ja) | 半導体単結晶薄膜の製造方法 | |
| JPH0158649B2 (ja) | ||
| JPH0722119B2 (ja) | ビ−ムアニ−ル方法 | |
| JPH0799734B2 (ja) | 単結晶成長方法 | |
| JPH0330285B2 (ja) | ||
| JPS5978999A (ja) | 半導体単結晶膜の製造方法 | |
| JPS5939023A (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| JPS60106124A (ja) | 絶縁基板上への半導体薄膜形成方法 | |
| JPH0777196B2 (ja) | 単結晶シリコン膜の形成方法 | |
| JPH01206616A (ja) | 再結晶化方法とレーザ光照射装置 | |
| JPS6339553B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |