JPS5869798A - 半導体結晶成長方法 - Google Patents
半導体結晶成長方法Info
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- JPS5869798A JPS5869798A JP10209481A JP10209481A JPS5869798A JP S5869798 A JPS5869798 A JP S5869798A JP 10209481 A JP10209481 A JP 10209481A JP 10209481 A JP10209481 A JP 10209481A JP S5869798 A JPS5869798 A JP S5869798A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体結晶成長方法、詳しくは、非晶質体上に
半導体結晶を良好に成長させる方法に関するものである
。
半導体結晶を良好に成長させる方法に関するものである
。
現在、非結晶または多結晶８ｉを結晶Ｓｉ基板上に形成
し１ この基板を種結晶として、前記非結晶または多結
晶８ｉを単結晶化させる種々の技術が検討されている。
し１ この基板を種結晶として、前記非結晶または多結
晶８ｉを単結晶化させる種々の技術が検討されている。
このような技術によシ、絶縁膜上まで良質の単結晶８ｉ
が形成できるようになれば、従来の多結晶膜を単結晶化
することによシ、電極、配線の低抵抗化が実現し、さら
にＦｉＬ８Ｉの多層化も口ｆ能となる。しかるに、この
方法では基本的には、結晶基板からのエピタキシャル成
長を用いているので、基板が非晶質体の場合には適用不
可能である。すなわちＳＫ４やガラス等の非晶質体であ
る基板、もしくはＳｉ等結晶の表面全体が８ｉ０．やＳ
ｉ。
が形成できるようになれば、従来の多結晶膜を単結晶化
することによシ、電極、配線の低抵抗化が実現し、さら
にＦｉＬ８Ｉの多層化も口ｆ能となる。しかるに、この
方法では基本的には、結晶基板からのエピタキシャル成
長を用いているので、基板が非晶質体の場合には適用不
可能である。すなわちＳＫ４やガラス等の非晶質体であ
る基板、もしくはＳｉ等結晶の表面全体が８ｉ０．やＳ
ｉ。
へ等絶縁膜でおおわれている場合には上記技術は適用出
来ない。実用的゛にはかかる非晶質体上に結晶Ｓｉが成
長可能になれば、半導体デバイスの機能は上記Ｌ８Ｉの
多層化を含めて大幅に広がる。
来ない。実用的゛にはかかる非晶質体上に結晶Ｓｉが成
長可能になれば、半導体デバイスの機能は上記Ｌ８Ｉの
多層化を含めて大幅に広がる。
第１図はかかる要求を満足すべく開発され先非晶質体上
への結晶Ｓｉ成長技術を示す模式図であり、同図中、１
は８ｉ（４等非晶質基板、２は非晶質５ｉｊ１％３はビ
ーム、４はレンズ、矢印はと一ム掃引方回を示す。非晶
質基板１上の非晶質膜２を結晶化するには、居レーザや
ＹＡＧレーザ等のビーム３をレンズ４でビーム怪Ｗに絞
った状態で、非晶質８１膜２の表面を矢印方向に掃引す
る。かくして、非晶質膜２はビーム３から熱エネルギー
を吸収して暢Ｗを持つビーム掃引方向に、兼い結晶化領
域５を形成する。Ｗの大きさはビーム３の収束の程度で
決定され、通常は数百趣から数■である。ビーム３とし
てはレーザの他に電子ビームでも適用可能である。
への結晶Ｓｉ成長技術を示す模式図であり、同図中、１
は８ｉ（４等非晶質基板、２は非晶質５ｉｊ１％３はビ
ーム、４はレンズ、矢印はと一ム掃引方回を示す。非晶
質基板１上の非晶質膜２を結晶化するには、居レーザや
ＹＡＧレーザ等のビーム３をレンズ４でビーム怪Ｗに絞
った状態で、非晶質８１膜２の表面を矢印方向に掃引す
る。かくして、非晶質膜２はビーム３から熱エネルギー
を吸収して暢Ｗを持つビーム掃引方向に、兼い結晶化領
域５を形成する。Ｗの大きさはビーム３の収束の程度で
決定され、通常は数百趣から数■である。ビーム３とし
てはレーザの他に電子ビームでも適用可能である。
、上記方法の欠点は結晶の幅がＷの大きさで決定され、
相互にとなシ合う幅Ｗを有する結晶の間に結晶粒界が生
じ、基板１０表表面体にわたる単結晶膜を実現できない
ことである。
相互にとなシ合う幅Ｗを有する結晶の間に結晶粒界が生
じ、基板１０表表面体にわたる単結晶膜を実現できない
ことである。
本発明はこのような欠点を除去することを目的とするも
のであり、詳しくは、非晶質体上に半導体結晶を、結晶
粒界を生じしめることなく成長させる方法を提供するこ
とを目的とするものである。
のであり、詳しくは、非晶質体上に半導体結晶を、結晶
粒界を生じしめることなく成長させる方法を提供するこ
とを目的とするものである。
したがって、本発明による半導体結晶成長方法は、非晶
質体上の一部に島状半導体結晶領域を形成し、次いでこ
の島状半導体結晶を種結晶として前記非晶質体上に半導
体結晶をエピタキシャル成長せしめることを特徴とする
・４のである。
質体上の一部に島状半導体結晶領域を形成し、次いでこ
の島状半導体結晶を種結晶として前記非晶質体上に半導
体結晶をエピタキシャル成長せしめることを特徴とする
・４のである。
本発明による半導体結晶成長方法によれｔｉ′虻非晶質
体上の一部に島状半導体結晶領域を形成せしめ、これを
核として、エビタキシイル成長により半導体結晶を成長
せしめるので、従来のように、ビームＩＩｉ〜νの用状
牛導体結晶領域５の集積ではなく均一に結晶が形成され
る。この丸め結晶粒界のない良好な半導体結晶を成長さ
せうると言う利点がある。
体上の一部に島状半導体結晶領域を形成せしめ、これを
核として、エビタキシイル成長により半導体結晶を成長
せしめるので、従来のように、ビームＩＩｉ〜νの用状
牛導体結晶領域５の集積ではなく均一に結晶が形成され
る。この丸め結晶粒界のない良好な半導体結晶を成長さ
せうると言う利点がある。
本発明を更に詳しく説明する。
本発明によれば、まず非晶質体上の一部に島状半導体結
晶領域を形成する。非晶質体は、本発明において基本的
に限定されるものではない。たとえば、８ｉ０い８ｉ
、Ｎ、などであることができる、またその形態も限定さ
れるものではなく、たとえば非晶質体基板上、わるいは
８ｉ結晶などの基板上に形成され九非晶實膜であること
もできる。
晶領域を形成する。非晶質体は、本発明において基本的
に限定されるものではない。たとえば、８ｉ０い８ｉ
、Ｎ、などであることができる、またその形態も限定さ
れるものではなく、たとえば非晶質体基板上、わるいは
８ｉ結晶などの基板上に形成され九非晶實膜であること
もできる。
この非晶質体上に島状半導体結晶領域を形成させる方法
は％に＠定されない。たとえば、非晶質基板ないし膜上
に、非晶質Ｓｉ層等の非晶質体を形成せしめ、ホトエツ
チング等によシ島状に成形した後、レーザないし電子ビ
ームを集束し、島状の長さ方向に掃引し、結晶化させる
ことによ多形成させることができる。この場合、島状結
晶領域の幅Ｗ′は５μｍ〜５０μｗｒｃあるのが好まし
いことが実験より明かとなった。−Ｗ′が広すぎると、
多結晶化の可能性が増加するからである。
は％に＠定されない。たとえば、非晶質基板ないし膜上
に、非晶質Ｓｉ層等の非晶質体を形成せしめ、ホトエツ
チング等によシ島状に成形した後、レーザないし電子ビ
ームを集束し、島状の長さ方向に掃引し、結晶化させる
ことによ多形成させることができる。この場合、島状結
晶領域の幅Ｗ′は５μｍ〜５０μｗｒｃあるのが好まし
いことが実験より明かとなった。−Ｗ′が広すぎると、
多結晶化の可能性が増加するからである。
半導体結晶のＩＩＩ類は基本的に＠定される４のではな
い。たとえば５１％（２）など、さらにはＧａＡｓのよ
うな１ｇ−ｖ族化合物半導体等であることができる。
い。たとえば５１％（２）など、さらにはＧａＡｓのよ
うな１ｇ−ｖ族化合物半導体等であることができる。
このような島状種結晶を形成させた後、通常の方法によ
シエビタキシャル成長させて、非晶質体上に結晶を成長
させる。
シエビタキシャル成長させて、非晶質体上に結晶を成長
させる。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例
第２図は本発明による半導体結晶成長法により。
島状非晶質体を結晶化する工程を示す斜視図であシ、第
３図は本発明による方法を模式的に示す工程図（第２図
の破線ａＫ沿った断面図）である。
３図は本発明による方法を模式的に示す工程図（第２図
の破線ａＫ沿った断面図）である。
図中２１は基板（非１ｍ１５Ｒ体）、２２は電子ビーム
もしくはレーザ、２３はレンズ、２４Ｆｉ島状非晶質体
、２４′は種結晶、２５はエピタキシャル成員によル成
長し九半尋体結晶である。
もしくはレーザ、２３はレンズ、２４Ｆｉ島状非晶質体
、２４′は種結晶、２５はエピタキシャル成員によル成
長し九半尋体結晶である。
このような第２図、第３図にホす方法によシＳｉ単結晶
を非晶質基板２１上に成長させた。′まず、非晶質基板
２１にＳｉＨ，ガスのプラズマ分解法によシ、非晶５１
ｉ８ｉ層２４を形成し、ホトエツチングによプ成形した
後、レーザもしくは電子ビーム２２をレンズ２３によシ
集束し、島状非晶質体２４の長さ方向（図中、矢印方向
）に掃引し、単結晶２４′を得た。
を非晶質基板２１上に成長させた。′まず、非晶質基板
２１にＳｉＨ，ガスのプラズマ分解法によシ、非晶５１
ｉ８ｉ層２４を形成し、ホトエツチングによプ成形した
後、レーザもしくは電子ビーム２２をレンズ２３によシ
集束し、島状非晶質体２４の長さ方向（図中、矢印方向
）に掃引し、単結晶２４′を得た。
次いで、このように島状に形成された種結晶２４′を有
する基板２１ｔＳｉＨ，ガスの熱分解装置内に設置し、
基板１の温度を９００℃〜１１００℃に保持した。
する基板２１ｔＳｉＨ，ガスの熱分解装置内に設置し、
基板１の温度を９００℃〜１１００℃に保持した。
すると、種である単結晶２４′の周囲にエピタキシャル
結晶層２５が成員し始めた（第３図（ａ））。この際種
である結晶２４′と基板２１は同一温度であるために基
板２１０表面でも８ｉＨ４の熱分解が進行するが、種結
晶２４′の表面でのエピタキシャル成長が結晶成長を律
速するので、種結晶２４′を中心にしてＳｉＯ−基板２
基板２面０ 示すように、８４結晶２５が成長する．１ＩＩｋ終的Ｋ
Ｆｉ、第３図（ｄ）に示すように、基板２１の全面にわ
たって、はぼ均一な厚さ含有するエピタキシャル単結晶
膜２５が成長した。
結晶層２５が成員し始めた（第３図（ａ））。この際種
である結晶２４′と基板２１は同一温度であるために基
板２１０表面でも８ｉＨ４の熱分解が進行するが、種結
晶２４′の表面でのエピタキシャル成長が結晶成長を律
速するので、種結晶２４′を中心にしてＳｉＯ−基板２
基板２面０ 示すように、８４結晶２５が成長する．１ＩＩｋ終的Ｋ
Ｆｉ、第３図（ｄ）に示すように、基板２１の全面にわ
たって、はぼ均一な厚さ含有するエピタキシャル単結晶
膜２５が成長した。
本発明の実施例については、Ｓｉ結晶膜の成長について
述べたが、前述のようにｊ＋−等信の半導体結晶につい
ても本発明を適用することができることは明白である。
述べたが、前述のようにｊ＋−等信の半導体結晶につい
ても本発明を適用することができることは明白である。
さらに樵となる結晶２４′にｌを選（ｆｉ、ＣｋＡｓ結
晶２５をヘテロエピタキシャル成長することも格子定数
の一致性から可能である。
晶２５をヘテロエピタキシャル成長することも格子定数
の一致性から可能である。
以上説明したように、非晶質体表面上に種となる結晶を
形成させ、しかる後、結晶成長させるので非晶質体上に
容易に、良質の単結晶膜を実現することができる。
形成させ、しかる後、結晶成長させるので非晶質体上に
容易に、良質の単結晶膜を実現することができる。
第１図は従来の結晶層成長法を示す概略図、第２図は本
発明による方法の実施例の概略工程図である。 １ 、２ｌ−８ｉＯ＃ＪＨｆ体基１ｊ、２・・・非晶質
８ｊＪｌ 。 ３．２２・・・レーザ光または電子ビーム、４．２３・
・・レンズ、 ５・・・多結晶８ｉ膜、 ２４・・・島状非晶質＆展、 ２４′・・・８ｉ結晶、 ２５−・・エピタキシャル結晶。 出願人 代理人 雨 宮 正゛ 季邊１目 ’ｌ■ 淳３回 ＣＪ菰ン （Ｃ） （ｄン 手続補正書（林ジ 陥隋あ７年１２月２日 特許庁長官 若杉 和夫殿 １、事（’Ｉの表示 畷日５６年特許願第１０２０９４号 ２、発明の名称 半導体結晶成長方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 フリガナ 住 所 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号フ
リガナ 氏 名（名称） （４２２） 日本電信電話公社
４、代理人 ５、 補正命令（７）日付昭和ｓ ７年１１月１２日
（祭ｆａ ｔ７ ／／、 、Ｊ（１）明細書第７頁、
後から第５行〜第７行、「第２図は・・・・・・・・・
概略工程図である。 」を「第２図は本発明による半導体結晶成長方法により
非晶質体を結晶化する工程を示す斜視図であり、第３図
は本発明の方法を模式的に示す工程図である。」と訂正
する。
発明による方法の実施例の概略工程図である。 １ 、２ｌ−８ｉＯ＃ＪＨｆ体基１ｊ、２・・・非晶質
８ｊＪｌ 。 ３．２２・・・レーザ光または電子ビーム、４．２３・
・・レンズ、 ５・・・多結晶８ｉ膜、 ２４・・・島状非晶質＆展、 ２４′・・・８ｉ結晶、 ２５−・・エピタキシャル結晶。 出願人 代理人 雨 宮 正゛ 季邊１目 ’ｌ■ 淳３回 ＣＪ菰ン （Ｃ） （ｄン 手続補正書（林ジ 陥隋あ７年１２月２日 特許庁長官 若杉 和夫殿 １、事（’Ｉの表示 畷日５６年特許願第１０２０９４号 ２、発明の名称 半導体結晶成長方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 フリガナ 住 所 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号フ
リガナ 氏 名（名称） （４２２） 日本電信電話公社
４、代理人 ５、 補正命令（７）日付昭和ｓ ７年１１月１２日
（祭ｆａ ｔ７ ／／、 、Ｊ（１）明細書第７頁、
後から第５行〜第７行、「第２図は・・・・・・・・・
概略工程図である。 」を「第２図は本発明による半導体結晶成長方法により
非晶質体を結晶化する工程を示す斜視図であり、第３図
は本発明の方法を模式的に示す工程図である。」と訂正
する。
Claims (1)
- 非晶質体上の一部に島状半導体結晶領域を形成し、次い
でこの島状半導体結晶領域を種結晶として前記非晶質体
上に半導体結晶をエピタキシャル成長させることを特徴
とする半導体結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56102094A JPS6046074B2 (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 半導体結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56102094A JPS6046074B2 (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 半導体結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5869798A true JPS5869798A (ja) | 1983-04-26 |
| JPS6046074B2 JPS6046074B2 (ja) | 1985-10-14 |
Family
ID=14318184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56102094A Expired JPS6046074B2 (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 半導体結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046074B2 (ja) |
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-
1981
- 1981-06-30 JP JP56102094A patent/JPS6046074B2/ja not_active Expired
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Also Published As
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