JPS58140113A - 結晶化法 - Google Patents

結晶化法

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JPS58140113A
JPS58140113A JP57024191A JP2419182A JPS58140113A JP S58140113 A JPS58140113 A JP S58140113A JP 57024191 A JP57024191 A JP 57024191A JP 2419182 A JP2419182 A JP 2419182A JP S58140113 A JPS58140113 A JP S58140113A
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JP
Japan
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layer
substrate
semiconductor
crystallized
grain size
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JP57024191A
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Takashi Nishioka
孝 西岡
Yukinobu Shinoda
篠田　幸信
Tokuro Omachi
大町　督郎
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、基板上に形成された加熱によって結晶化乃至
大結晶粒径化せられるべき物質の層を、その層を構成せ
る物質の結晶化乃至大結晶粒径化されてなる結晶化物質
の層に、加熱により形成する結晶化法に関し、例えば基
板上に大なる結晶粒径を有する結晶半導体乃至単結晶半
導体の層が形成されてなる構成を有する半導体装置を製
造する場合に適用して好適なものである。
以下、本発明を、基板上に大なる結晶粒径を有する結晶
半導体乃至単結晶半導体の層が形成されてなる構成を有
する半導体装置を製造する場合に適するものとして述べ
るに、基板上に大なる結晶粒径を有する結晶半導体乃至
単結晶半導体の層が形成されてなる構成を有する半導体
装置が程々提案されている。
この橡な半導体装置を製造する場合、基板が単結晶半導
体の基板であれば、その基板上にエピタキシャル成長法
によって大なる結晶粒径を有する結晶半導体乃至単結晶
半導体の層を形成し得る。然し乍ら、基板が非晶質物質
の基板であれば、その基板上にエピタキシャル成長法に
よって大なる結晶粒径を有する結晶半導体乃至単結晶半
導体の層を形、成せんとしてもそれが出来す、この場合
基板上には非晶質半導体乃至１〜５μの如き極めて小な
る結晶粒径を有する結晶半導体の集合体でなる多結晶半
導体の層が形成される丈けである。
この為、従来、非晶質物質の基板上に、大なる結晶粒径
を有する結晶半導体乃至単結晶半導体の層を形成すべく
、非晶質物質の基板上に、非晶質半導体乃至多結晶半導
体の層を堆積法によって形成し、次にその非晶質半導体
乃至多結晶半導体の層を加熱せしめて、その層を構成せ
る非晶質半導体乃至多結晶半導体を再結晶化せしめると
いう方法が提案されている。
然し乍ら、斯る方法による場合、基板上には、多結晶半
導体を構成せる結晶半導体に比し大、なる結＆粒径を有
する結晶半導体の層が形成されるとしても、基板を構成
せる非晶質物質と基板上に形成せんとする半導体の層を
構成する半導体との閣の結晶構造の差異を有すること、
原子的親和性が低いこと等の理由で、多結晶半導体を構
成せる結晶半導体に比し格段的に大なる結晶粒径を有す
る結晶半導体乃至単結晶半導体の層を形成することが出
来ないものであった。
依って本発明は、本発明によって基板上に、それが非晶
質物質でなる基板であっても、多結晶半導体を構成せる
結晶半導体に比し格段的に大なる結晶粒径を有する結晶
半導体乃至単結晶半導体の層を容易に形成し得る、新規
な結晶化法を提案せんきするもので、以下詳述する所よ
り明らかとなるであろう。
第１９ム、Ｂ１０は本発明による結晶化法の一例を示し
、第１図人に示す如き、石英ガラスでなる基板１上に、
加熱によって結晶化乃至大結晶粒径化されるべきｉムＳ
　の層２が形成されてなる構成の基板体Ｕが予め用意さ
れているものとする。この場合、ＧａＡｓの層２は、基
板１上に彼達する６の層３を例えば所調ＯＶＤ法によっ
て形成して后、そのＧ・の層３上に例えば、所ｇＯＶＤ
法によって形成されている。又この鳥油の層２は、非晶
質ＧａＡｓ乃至極めて小なる結晶粒径を有する結晶へム
＄の集合体でなる多結晶ＧａＡｇの層として形成されて
いるものである。尚ＧａＡｓの層２が、非晶質ＧａＡｓ
乃至多結晶ＧａＡｓの層として形成されている理由は次
の通りである。即ち、基板１が石英ガラスでなり、従っ
て非晶質物質でなる基板であることにより、偽の層３が
非晶質Ｇｅ乃至多結晶・ａＳの層として形成され、而し
てその偽の層３上にＧｅＡｓの層２が形成されているか
らである。
本発明の第１の実施例に於ては、上述ぼる基板体Ｕに於
ける、基＆１上に形成された加熱によって結晶化乃至大
結晶粒径化されるべき（ｈＡｓの層２を、第１図Ｃに示
す如き、ＧａＡｓ　の結晶化乃至大結晶粒径化されてな
る結晶化（ｈＡｓの層１２に、加熱によって形成すべ（
、第１図人に示す如（、基１ＩＬＩ上に、後述する加熱
手段として用いるレーザ光５の吸収係数がＧａＡｓの層
２を構成せるＧＩＬ＆ｌに比し大である加熱によって結
晶化乃至大結晶粒径化される偽の層３を、（ｈＡｓの層
２との積層体４を形成すべく、基板１及びＧａＡｓの層
２間に介挿せる態様を以って、予め形成する。この場合
、Ｇｅの層３は、前述せる如く、基板１上にＧａＡｓの
層２を形成する前に、基板１上に例えばＯＶＤ法によっ
て形成する。この為Ｇｅの層３は、前述せる如く非晶質
Ｇ・乃至多結晶偽の層として形成されている。
而して、上述せるＧａＡｇの層２とＧ・の層５とによる
積層体４に対し、第１図Ｂに示す如く、ＧａＡｓの層２
側から、Ｇ・の層６を構成せるＧ・の光吸収係数が、Ｇ
ａＡｓの層２を構成せるＧａＡｓの光吸収係数に比し大
であるという関係の得られるＥｌな波長を有する即ち例
えば６の層３を構成せる　Ｇｅの光吸収係数か２ＸＩＱ
’ｃｇｍ−’、ＧａｊＬ畠の層２を構成せる　ＧａＡｇ
の光吸収係数がＩＣＩ＋−’以下となる１、０６＃ｆＩ
ｌの波長を有するＹＡＧレーザ光でなるレーザ光５を、
基板１の上面に達する深さに照射せしめてこれを矢６で
示す如く走査せしめる。
然るときは、レーザ光５の大部分が、ＧａＡｓの層２を
透過してＧｏの層３内で吸収されるので、レーザ光５の
走査に伴なって、Ｇｅの層６が急速に高温加熱され、次
で急速に冷却される。
この為６の層５が、第１図Ｂに示す如く、レーザ光５の
走査に伴なって、多結晶Ｇ・を構成せる　Ｇ・結晶粒径
に比し極めて大なる結晶粒径を有する即ち例えば１ｍｍ
以上の巨大結晶粒径を有する結晶Ｇｅ乃至単結晶Ｇｅ　
１３に結晶化される。一方ＧａＡｓの層２は、レーザ光
５を僅かに吸収して加熱されるが、Ｇｅの層５が上述せ
る如（に急速に高温に加熱されるに応じてそのＧ・の層
５より発生せる熱によって、急速に高温に加熱され、又
への層３が上述せる如くに急速に冷却されるに応じて急
速に冷却される。
このとき、　　ＧａＡｓの層２下には巨大結晶粒径を有
する結晶　Ｇｅ乃至単結晶への層１Ｂが形成されている
。この為Ｇθ・Ｓの層２が、第１図Ｂに示す如く、レー
ザ光５の走査に伴って、巨大結晶粒径を有する結晶Ｇａ
乃至単結晶　への層１３を構成せる巨大結晶粒径を有す
る結晶Ｇｅ乃至単結晶　Ｇｏに対応せる、巨大結晶粒径
を有する結晶ＧａＡｓ乃至単結晶ＧａＡｓの層１２に結
晶化される。
斯くて、基板１上に形成された加熱によって結晶化乃至
大結晶粒径化されるべきＧａＡｓの層２が、第１図Ｃに
示す如（、ＧａＡｓの結晶化乃至大結晶粒径化されてな
る結晶化Ｑθ、Ｓの層１２に形成される。
上述せる如く、上述せる本発明による結晶化法によれば
、基板１上に、それが石英ガラスでなる基板という非晶
質物質め基板であっても、多結晶へムＳを構成せる結晶
ＧａＡｓに比し格段的に大なる結晶粒径を有する結晶Ｇ
ａＡｓ乃至単結晶ＧａＡｓの層１ｚを容易に形成し得る
大なる特徴を有するものである。
向上遂に於ては、基板１上に形成された加熱によって結
晶化乃至大結晶粒径化されるべきＧａＡｓの層２を、そ
の層２を構成せるＧａＡｇの結晶化乃至大結晶粒径化さ
れてなる結晶化ＧａＡｓ層１２に形成するにつき、基板
１上に、レープ光５の吸収係数がＧｔＡｓの層２を構成
せるＧａＡｓに比し大である、加熱によって結晶化乃至
大結晶粒化されるＧｓの層３を、ＧａＡｓの層２との積
層体４を形成すべく、基板１及びＧａＡｓの層２間に介
挿せる態様を以って予め形成し、而してその積層体４に
レーザ光５を照射せしめる場合につき述べたが、第１図
Ａ〜０とに対応し且第１図Ａ−０との対応部分に同一符
号が附されて示されている、＠２図Ａ−０に示す如く、
Ｇｅの層３を、賦＄の層２との積層体４を形成すべく、
基板１上に、缶入Ｓの層２上に配してなる態様を以って
、予め形成し、而してその積層体４にレーザ光５を照射
せしめる様になすことも出来るものである。
又、第１図人〜Ｃに対応し且第１図人〜Ｃとの対応部分
に同一符号が附されている、第３図人〜Ｃに示す如く、
基板１上に、１ムＳの層２よりみて基板１儒に形成され
たＧ・の層３の外、これと同様の６の層３′を、ＧａＡ
ｇの層２よりみて基板１側とは反対側に形成し、而して
Ｇｅの３、ＧｅＡｓの層２及びＧ・の層５′よりなる積
層体４′にレーザ光５を照射走査せしめ、ＧａＡａの層
２を、　　Ｇｅの層６及び３′の双方を夫々結晶化ａＳ
の層１６及び１３′に結晶化せしめるに応じて結晶化Ｇ
ａＡｓ　の層１２に結晶化せしめる様になすことも出来
るものである。
更に、第１図Ａ−０に対応し且第１図Ａ〜０との対応部
分に同一符号か附されて示されている、第４図Ａ〜０に
示す如（、ＧａＡｓの層２上にシリコン窒化物、シリコ
ン酸化物等でなる絶縁層７を形成せる状態で、その絶縁
層７を通じて積層体４にレーザ光５を照射せしめて、前
述せると同様に、結晶化ＧａＡｓ　の層１２を形成する
ことも出来るものである。
尚更にＩＩ４図Ａ−０に対応し且第４図Ａ−０との対応
部分に同一符号が示されている、第５図Ａ〜０に示す如
く、基板１が例えば単結晶８１でなる基板１′となされ
、又その基板１′及び偽の層５間に一部の領域を除いて
例えば１１１１１化により形成されたシリコン酸化物で
なる絶縁層８が介挿されてなる状態で、第４図Ａ−０の
場合と同様にして、結晶化ＧａＡｓの層１２を形成する
様になすことも出来るものである。但しこの場合、Ｇ・
の層３が単結晶　Ｓｌの基板１′に接しているので、レ
ーザ光５を、Ｇｅの層３の於て、単結晶Ｓｌを檻として
結晶化し、次で絶縁層８と接している側に於て、基板１
′と接している側で結晶化されてなるその結晶を橿とし
て結晶化し、又斯る　Ｇｅの層３の結晶化に伴なって、
ＧａＡｓの層２が結晶化するものである。従ってＧａＡ
ｓの層２の結晶化されてなる結晶化Ｇ＠Ａｓの層１２が
、第１図〜第４図にて上述せる場合に比し、より結晶化
の進んだ結晶化（）ａＡｓで構成せる層として得られる
ものである。
その輪木発明の精神を脱することなしＫｌ々の変型変更
をなし得るであろう。
又、上述に於ては本発明を賦３の層２を結晶化せしめる
場合に適用した場合を述べたか、他の単体元素でなる半
導体、化合物半導体の層、更には半導体以外の物質の層
を、結晶化せしめる場合にも本発明を適用することが出
来ること明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａ〜０は本発明による結晶化法の一例を示す順次
の工程に於ける路線的断面図である。 第２図Ａ〜０、第３図Ａ−０．第４図Ａ−０゜及び第５
図Ａ〜０は夫々本発明による結晶化法の他の例を示す順
次の工程に於ける路線的断面図である。 １−・・・−・・・・・・一基板 ２　・−・・・・・・−−−（ｈＡｓの層５．５’−・
・−・・・−・Ｇｅの層 ４　・・・・−・・・・−・・・・積層体５　−−−−
−・−・・・−・レーザ光７．８−・−・・−絶縁層 出願人　日本電信電話公社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に形成された加熱によって結晶化乃至大結晶粒径
    化されるべき物質の第１の層を、当該路１の層を構成せ
    る物質の結晶化乃至大結晶粒径化されてなる結晶化物質
    の第２の層に、加熱により形成するにつき、上記基板上
    に、レーザ光の吸収係数が上記第１の層を構成せる結晶
    化乃至大結晶ｍせられるべき物質に比し大である、加熱
    によって結晶化乃至大結晶粒径化される物質の第３の層
    を、上記Ｉ１１の層との積層体を形成すべく予め形成し
    、上記積層体への上記レーザ光の照射をなすことを特徴
    とする結晶化法。
JP57024191A 1982-02-16 1982-02-16 結晶化法 Pending JPS58140113A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS571224A (en) * 1980-06-04 1982-01-06 Agency Of Ind Science & Technol Monolithic semiconductor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS571224A (en) * 1980-06-04 1982-01-06 Agency Of Ind Science & Technol Monolithic semiconductor device

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