JPS5837919A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPS5837919A
JPS5837919A JP56135731A JP13573181A JPS5837919A JP S5837919 A JPS5837919 A JP S5837919A JP 56135731 A JP56135731 A JP 56135731A JP 13573181 A JP13573181 A JP 13573181A JP S5837919 A JPS5837919 A JP S5837919A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
polycrystalline
amorphous
island
silicon
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.)
Pending
Application number
JP56135731A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhide Fuse
玄秀 布施
Koichi Kugimiya
公一 釘宮
Shigenobu Akiyama
秋山　重信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP56135731A priority Critical patent/JPS5837919A/ja
Publication of JPS5837919A publication Critical patent/JPS5837919A/ja
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • 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
    • 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
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—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
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02488—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
    • H01L21/02675—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
    • H01L21/02656—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)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

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、半導体装置の製造に用いる絶縁膜上に選択的
に形成したポリシリコン粒径を増大する方法に関する。
近年、半導体素子の微細化に伴ない、半導体素子の形成
された第１層目の半導体層の上に絶縁膜を介して第２層
目、第３層目の半導体層を形成しここに能動素子を形成
する多層素子が考えられている。この場合に、非晶質絶
縁物であるＳ　ｉＯ２゜５１３Ｎ４等の絶縁膜の上に能
動素子形成に十分な膜質又は結晶性半導体層を形成する
必要がある。
この為には、レーザアニール等の高エネルギー密度のビ
ームによって絶縁膜上の多結晶シリコン等を溶融して結
晶性を改善する方法が用いらｔｌでいる。しかし、歪発
生等があるため、絶縁膜上の大面積ポリ（多結晶）シリ
コン膜を単結晶化することは未だ実現されていない。
従って、ポリシリコン膜をエツチングで島状にしたり、
ＬＯＣＯ３法を用いて形成された酸化膜で囲んで島状に
した後、レーザ等の照射を行なうことによって良い膜質
のシリコンを作ることが考えられている。しかし、この
場合、島状になったポリシリコンのエツジの部分は、横
方向熱拡散の反射の為、中央部に比べ、低いビームパワ
ーで溶融する。このため、ビームパワーはエツジの部分
で最大パワーとなり、島状ポリシリコン膜全体が均一な
熱処理条件とはならず、ポリシリコンの工。
ヂ部が飛散し、ハク離する欠点を有する。
本発明は上記欠点にかんがみなされたもので、絶縁膜上
に形成された島状ポリシリコン膜のエッヂはポリシリコ
ンにし、中心部は非晶質シリコンにした状態で高エネル
ギー密度ビームをシリコン膜に照射し、均一な熱処理を
行なわし２めんとするものである。
第１図に光波長に対する単結晶シリコン、及び注入非晶
質シリコンの吸収係数のグラフを示す。
同図において、イは単結晶及び多結晶シリコン膜の吸収
係数、口はイオン注入された非晶質シリコンの吸収係数
を示すものである。同図から理解される様に、波長が０
．５μｍ程度のＡｒレーザでは非晶質シリコンの方が多
結晶シリコンに比べて２ケタ近く吸収係数が高く弱いレ
ーザ出力で溶融させることが可能である。すなわち、本
発明はこうした光エネルギーの吸収の違いを利用して以
下に示す方法を提供するものである。
次に工程図によって、本発明の一実施例の方法の説明を
行なう。第２図（−）の１は第１層目の半導体素子形成
を行なったたとえばシリコン半導体基板でこの基板１上
で、次に、この基板１上に酸化素子形成に必要な部分以
外を酸化し酸化膜２′全形成する。この様にして、島状
のポリシリコン３が酸化膜２，２′に取り囲まれた形と
なる。次に例えばシリコンイオンビーム４によ−、で、
ポリシリコン膜３を非晶質シリコン３′にかえる。次に
、同図（ｂ）の如くＣ０２レーザ光５を全面に照射し、
非晶質シリコン膜３′の端の部分３′を多結晶にかえる
。すなわち３“の部分をもとの多結晶シリコンにもどす
。
この原理は第１図に示すように、５ＩＯ２の吸収係数、
・・は波長１０．６μｍと長いＣＯ２レーザ光吸収が高
い。第２図（ｂ）の構造では２′部分が８１０２である
為Ｃ０２レーザを照射したときにこの部分でレーザエネ
ルギを多く吸収し高温になる。また、Ｓｔの部分ではレ
ーザエネルギの吸収は小さく、温度は上昇しない。そこ
で、シリコンの島ｄにおいて、２′からの熱伝導によっ
て端の部分３“だけが高温となり多結晶となる。
そして同図（Ｃ）に示す如（、Ａｒ等の波長の短いレー
ザー光６を矢印のごとく走査しながら表面Ｉ！（（射を
行なう。この時、上述した様に多結晶シリコンと非晶質
シリコンとでは光エネルギーの吸収が異なるので、非晶
質シリコン部分ぎは多結晶シリコン部分３″より高温に
なる。従って、中央部分の非晶質シリコン部分３に加え
られた熱は周囲に拡散され、結果的にシリコン部分ｚ、
３“の熱条件が均一となる。この様にしてシリコン部分
３′、３“は均一に溶融されて粒径の大きな均一なシリ
コン膜７が形成される。なお本実施例は、Ｃｏ２レーザ
のＳ　ｉＯ２への吸収の大きさを利用して素子形成島３
′の周辺部のみを多結晶に変換したが、非晶質に変換す
るイオン注入時に多結晶シリコン部分３の周辺部にレジ
ストマスクを施こすことにより、周辺部のみを多結晶で
のこすことも可能である。
次に本発明の具体例について述べる。（１０ｏ）Ｓｔ基
板１上に、１１００℃のＷｅｔＯ２酸化法により、１μ
ｍの酸化膜２を形成した後に、０．６５μｍのポリシリ
コン３をＬＰＣＶＤ法により６２０℃でし 堆積した。その後、ネｏｃＯ３酸化法を用いて、約３ｏ
Ｉｔｍ角の島状のポリシリコン島３を形成した。次に液
体窒素温度の状態でイオン注入法を用イテシリコンイオ
ンを１×１０１６ｃｒｎ−２２０Ｑ　ｋｅｖの加速エネ
ルギーで注入を行なった。その後連続発振ＣＯ２レーザ
を約２００μｍに絞った状態で４゜Ｗの出力で全面を走
査した０さらに、Ａｒイオンレーザを７Ｗの出力で約２
ｏμｍのビームに絞−）で照射を行なった。なお基板１
ば、３５０℃に加熱を行なつ゛ている。ＣＯ２レーザの
照射は、５１０２が約１０００’Ｃを超えるノ切−で、
効果が大きく、Ａｒレーザ照射は溶融をおこすノくワー
で効果がある。従って１０Ｗでもビーム径を絞れば効果
があるし、１　ｏｏＷ、１０００Ｗでもビーム径を広げ
て使用することができる。
以上の結果、ＣＯ２レーザの照射を行なわない場合には
、４Ｗでポリシリコン膜にはがれが生じたのに対して、
ＣＯ２レーザの照射を加えたものについては、アＷにお
いても損傷は受けておらず、８Ｗにおいてはじめてはが
れが生じ始め、ポリシリコンが、十分に溶融するのに必
要なノくワー（でおいてもシリコン膜端部の・（ガレが
生じることがす力・つた０そののちＭＯＳトランジスタ
をシリコン膜７に作り込んだ場合に、エレクトロンモビ
リティで、はぼ単結晶Ｓｉに相当する値を歩留まりよく
形成することができた。
なお、酸化膜２′で、ポリシリコン３′、３“をとりか
こむ方法は、ＬＯＣＯ３法にかぎらず、ポリシリコン島
３をエツチングで形成した後にポリシリコン島３を酸化
する方法でも同じ効果が得られ、さらにＣＶ　Ｄ　Ｓ　
１０２を堆積することによってもポリ／シコン島のエツ
ジ部に酸化膜を形成することが可能である。
以−にのように本発明によれば、容易にはがれなく、酸
化膜でとり四重れた特性の良いシリコン膜を形成するこ
とができ、本発明は多層構造等の高密度な半導体集積回
路等の製造に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、非晶質Ｓｉの光エネ
ルギの吸収特性を示す図、第２図（−）〜（Ｃ）は本発
明の一実施例の方法を示す工程断面図である。 １・・・・・・半導体基板、３，３“・・・・・・多結
晶シリコン、３′・・・・・・非晶質シリコン、４・・
・・・・シリコンイオンビーム、５　・・・・・ＣＯ２
レーザ、６・・・・・Ａ　ｒ　イオンレーザ、７・−・
・・・シリコン膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ２返　長　Ｃｐｒｎン 第　２　図 （

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁・膜上に多結晶シリコン膜を島状に形成する工程と
    、前記多結晶シリコン膜の周囲を除く部分を非晶質シリ
    コン膜に変換する工程と、前記多結晶シリコン膜及び非
    晶質シリコン膜に高エネルギー密度ビームを照射して前
    記両シリコン膜を溶融させ粒径の大きいシリコン膜に変
    換する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
JP56135731A 1981-08-28 1981-08-28 半導体装置の製造方法 Pending JPS5837919A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56135731A JPS5837919A (ja) 1981-08-28 1981-08-28 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56135731A JPS5837919A (ja) 1981-08-28 1981-08-28 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5837919A true JPS5837919A (ja) 1983-03-05

Family

ID=15158551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56135731A Pending JPS5837919A (ja) 1981-08-28 1981-08-28 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5837919A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201998A (ja) * 1984-03-27 1985-10-12 武藤工業株式会社 レ−ルタイプ自在平行定規装置
JPS60214998A (ja) * 1984-04-10 1985-10-28 武藤工業株式会社 レ−ルタイプ自在平行定規装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201998A (ja) * 1984-03-27 1985-10-12 武藤工業株式会社 レ−ルタイプ自在平行定規装置
JPS60214998A (ja) * 1984-04-10 1985-10-28 武藤工業株式会社 レ−ルタイプ自在平行定規装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0015677B1 (en) Method of producing semiconductor devices
JPH0582442A (ja) 多結晶半導体薄膜の製造方法
JPH07235490A (ja) 多結晶シリコン薄膜形成方法およびｍｏｓトランジスタのチャネル形成方法
JP2997375B2 (ja) 多結晶シリコン薄膜の製造方法
JPS60150618A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS5837919A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3404766B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS58192381A (ja) Ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法
JP3210313B2 (ja) 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法
JPS5928328A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6159820A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS5885520A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0467336B2 (ja)
JPS58175844A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0235710A (ja) 薄膜半導体層の形成方法
JPS60249312A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2853143B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61145818A (ja) 半導体薄膜の熱処理方法
JPS5886730A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6380521A (ja) 半導体薄膜結晶層の製造方法
JPS6043814A (ja) 半導体結晶薄膜の製造方法
JPS63265464A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6171636A (ja) シリコンのエツチング方法
JPH0257337B2 (ja)
JPH03284831A (ja) 半導体薄膜の形成方法