JPS59121822A - 半導体薄膜の製造方法 - Google Patents

半導体薄膜の製造方法

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JPS59121822A
JPS59121822A JP57227587A JP22758782A JPS59121822A JP S59121822 A JPS59121822 A JP S59121822A JP 57227587 A JP57227587 A JP 57227587A JP 22758782 A JP22758782 A JP 22758782A JP S59121822 A JPS59121822 A JP S59121822A
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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】 １１しぜ す゛；１：本発明は集積回路や牛ｉ体装置等の製造に用
いられる半導体薄膜の製造方法に関する。
近年、半導体集積回路の高密度化が進むに伴い半導体集
積回路の各素子寸法の微細化をはかつて横方向の集積度
を向上させる他に、いったん〜形成された素子構造の上
に絶縁膜を全面にわたって形成し、さらに仁の絶縁膜上
に半導体Ｗ＃膜を設けて、この半導体薄膜を用いて素子
を形成するというようないわゆる三次元構造が盛んに研
究開発されている。とくに絶縁膜上に形成した多結晶シ
リコン膜をレーザビームにより照射し再結晶化させる方
法が注目されている。父、半導体集積回路の高速化が進
むに伴い、半導体集積回路の各素子あるいは配線部分と
基板シリコンとの間の電気容量を小さくすることが重要
な課題となっている。これまでによく用いられているｐ
ｎ接合分離と比較すると、絶縁膜上に形成したシリコン
膜を用いれば、寄生容蓋を小さくできるのでこの意味で
もレーザ分良好な結晶性を得るに至っていない。
・（ ・以上説明した絶縁膜上のシリコン膜の結晶性が１９、 一！２分良好でなめ原因の一つは、レーザビーム４０ん
溶融し、再結晶化するがこのとき第１図のごとく再結晶
化の進行する方向７０は、レーザビームの形状から決定
され、周辺より中央に集まって来る。その結果レーザビ
ームで走査した際、再結晶化の核として特定の位置の結
晶粒が優先されることなく、周辺部からのランダムな核
発生を伴うことになシ広い面積にわたり単結晶化をはか
ることができない。
本発明の目的は、レーザビームで走査する際に再結晶化
の核として特定の位置の結晶粒が優先され、その結果広
い面積にわたり単結晶化をはかることができるような半
導体薄膜の製造方法を提供することにある。
本発明ｌこよれば、強度分布形状として通常のガ１１・
　　； ２１０を形成し、次いで多結晶シリコン膜３ｏを全面に
わたって形成する。一方ガウス型の強度分布を有するレ
ーザビーム４ｏは、いったん石英の複屈折板５０を透過
し、２本のビームに分離する。
この分断幅が複屈折板入射前のレーザビーム径（こくら
べ小さくなるように複屈折板の厚さを決定すれば、複屈
折板５ｏを透過後のレーザビーム４１の強度分布は第３
図に示すように多峰型となる。
このようにして得られた多峰型レーザビーム４１によシ
前記多結晶シリコン膜３ｏを走査方向１の方向に走査す
ると、多結晶シリコン膜はいったん溶融し、再結晶化す
るが、このとき、第３図のごとく再結晶化の進行する方
向７ｏはレーザビームの形状から決定され、周辺部６１
では中央方向に集まって来るが、中央部６２では周辺方
向へ広がっていく。従って周辺部６１では再結晶化の核
として特定の位置の結晶粒が優先されることなく、粒が
、再結晶化の核として継続して優先されると；、゛とに
なり、広い面積ｌこわたり単結晶化をはかると、、ｌ’
ｉ １とができる。
・・以上の説明では、複屈折板５０は１枚であるた１１
１・ めｆこ、複屈折板５０を透過後のレーザビーム４１０強
度分布は双峰型となっているが、必ずしもこれに限られ
るわけではなく、第４図に示すように厚さＴの第１の複
屈折板５１を透過後筒１の１／４波長板５２を透過し、
さらに厚さ２Ｔの第２の複屈折板５３を透過した後、第
２の１／４波長板５４を透過して、さらにまた厚さ４Ｔ
の第３の複屈折板５５を透過するといった構造にすれば
、第１の複屈折板５１を透過後分離し、直線偏光どなっ
たレーザビームは第１の１７４波長板５２を透過して円
偏光となる。この段階では、レーザビームの強度分布は
、第５図（ａ）のごとく２つのピークを有し、これら２
つのピークの間隔りは第１の複屈折板５１の厚さによっ
て決定される。さらに第２の複屈折板５３を透過後、さ
らに分離し、直線偏光となったレーザビームは第２の１
／４波長板５４を透過しさらにまた分離し、レーザビー
ムの強度分布は、が得られ、広い面積を１回の走査で溶
融、再結晶化し、広い牟結晶化領域を得ることができる
。
なお、以上の説明では絶縁膜として、熱酸化法による酸
化シリコン膜を用いた例について説明したが、これに限
られることはな（’、ＣＶＤ法など他の製法ｌζよる絶
縁膜であってもよいし、また、窒化シリコン膜など他の
種類の絶縁膜であってもよい。
なお、以上の説明では、単結晶シリコン基板上の全面に
わたって絶縁膜が存在している構造ｌこついて説明した
が、これζこ限られることなく、絶縁膜の一部が除去さ
れ、そこでは、単結晶シリコン基板と絶縁膜上に形成し
た多結晶シリコン膜とが接しているような構造でちって
もよい。
さらイζまた、以上の説明では、半導体としてシリコン
を例として説明したが、これに限られることなく他の半
導体例えばゲルマニウムであっても子０図〜第５図は、
本発明の一実施例を説明するため１め・図−Ｃある。図
５．おい、□６２、ッーザ、・−４走査方高、１０・・
・単結晶シリコン基板、２０・・・酸化シリコ：、１ ン膜、３０・・・多結晶シリコン膜、４０・・・ガウス
型の強度分布を有するレーザビーム、４１・・・双峰型
の強度分布を有するレーザビーム、５０・・・複屈折板
、５１・・・第１の複屈折板、５２・・・第１の１／４
波長板、５３・・・第２の複屈折板、５４・・・第２の
１／４波長板、５５・・・第３の複屈折板、６１・・・
レーザビーム周辺部、６２・・・レーザビーム中央部、
７０・・・再結晶化の進行する方向。
手続補正書（自発） 昭和８年　３月２８日 特許庁長官　殿 １、事件の表示　　昭和５７年特許願第２２７５８７号
２、発明の名称　　半導体薄膜の製造方法３、補正をす
る者 事件との関係　出願人 住所東京都千代田区霞が関 １丁目３番１号− ４、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ５、補正の内容 （１１明細書第４頁第９行目に「石英」とあるのを「水
晶」と補正する。
（２）明細書第４頁第１４行目と第１５行目の間に、、
　′ｒｃはなく、常光と異常光が一定の間隔に分離され
るものであればよい。」 （３）明細書第５頁第１０行目に「とができる。」とあ
るのを次のように補正する。「とができる。
例えば、試料上での直径が３０μｍでおるような波長的
０．５μｍの連続発振アルゴンレーザーを用い、板厚３
．４０ｇの水晶複屈折サバール板を用いれば、試料上で
のレーザビーム分離間隔は２０μｍとなシ、０．２７μ
ｍ膜厚の酸化シリコン膜上の０．６５μｍ膜厚の多結晶
シリコン膜を溶融再結晶化するには５〜４Ｑｍ／５１１
ｃの走査速度では４．３Ｗ　〜５．ｇｗのレーザビーム
パワーで走査すればよい。なお走査速度は必ずしもこれ
に限られる必要はなく、レーザパワーによっては数ｆｆ
ｌ　／　Ｗｌ：：でありてもよい。」（４）明細書第６
頁第１７行目の後に次の文章を挿入する。［また、以上
の説明では入射するガウス型強度分布を有するレーザビ
ーム４０は円偏光であるとみなし、複屈折板５０あるい
は第Ｊの複屈折板５１に直接入射する場合について説明
したが、ｌの複屈折板５１に入射する前にに波長板を配
役□の複屈折板で常光と異常光に分れる際に両者の強度
が等しくなるように偏光の成分を調整できるものであれ
ばよく）例えばＨ波長板を用いてもよい。
また、以上の説明では複屈折板に入射するレーザビーム
が円偏光である場合について説明したが必ずしもこれに
限られる必要はなく、楕円偏光あるいは直線偏光であっ
ても複屈折板の主軸方向に対する偏光面の角度を適当に
選べば、複屈折板で常光と異常光に分れる際に両者の強
度が等しくなるように調整することができる。、」 えばＹＡＧレーザ、ルビーレーザ等を用いてもよいＪ また、以上の説明では発振レーザビームの形状ま通常の
ガウス分布のまま複屈折板を通過させた２−１２ °個 Ｊ ２、！ 」 必ずしもこれに限られる必要はなく表面に酸化シリコン
膜あるいは窒化シリコン膜などの保護膜を有している場
合であってもよい。また以上の説明では雰囲気ガスにつ
いては何ら述べなかったが、空気中でもよいし、真空中
でも又、特定のガス中でもよい。またガス圧も、低圧中
でも、大気圧でも、加圧中でもよい。
また多結晶シリコン膜でなく非晶質シリコン膜であって
もよぐ、これまでの実験結果を考慮すると、この多結晶
または非晶質シリコン膜はシリコン以外の不純物を含ん
でいてもよいし、極めて純粋なシリコンであってもよい
。
また、前記実施例では複屈折板として水晶を用いたが、
他にも方解石やルチル等も用いることができる。」 （６）明細書第７頁第１２行目に「他の半導体例えばゲ
ルマニウムであっても」とあるのを次のように補正する
。　「他の半導体例えばゲルマニウムあるいはＩ−Ｖ族
の元素を構成要素とする化合物半タングステン等の金属
や、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド、タン
グステンシリサイド、タンタルシリサイド等のシリサイ
ドであっても」工業技＃Ｉ院長

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、強度分布が多峰型であるレーザビームを、表面に絶
    縁膜及び多結晶あるいは非晶買手導体薄膜がこの順に形
    成された基板に照射することによって前記半導体薄膜を
    再結晶化することを特徴とすに記載の半導体薄膜の製造
    方法。 ’：、：’、１ｌｉ ｊ　　１；
JP57227587A 1982-12-28 1982-12-28 半導体薄膜の製造方法 Granted JPS59121822A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6319809A (ja) * 1986-07-14 1988-01-27 Agency Of Ind Science & Technol レ−ザビ−ムアニ−ル装置
US4888302A (en) * 1987-11-25 1989-12-19 North American Philips Corporation Method of reduced stress recrystallization
US5529951A (en) * 1993-11-02 1996-06-25 Sony Corporation Method of forming polycrystalline silicon layer on substrate by large area excimer laser irradiation
JP2002158184A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Mitsubishi Electric Corp レーザ熱処理用のレーザ光学系
JP2008252064A (ja) * 2007-03-05 2008-10-16 Ulvac Japan Ltd レーザーアニール装置及びレーザーアニール方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6319809A (ja) * 1986-07-14 1988-01-27 Agency Of Ind Science & Technol レ−ザビ−ムアニ−ル装置
US4888302A (en) * 1987-11-25 1989-12-19 North American Philips Corporation Method of reduced stress recrystallization
US5529951A (en) * 1993-11-02 1996-06-25 Sony Corporation Method of forming polycrystalline silicon layer on substrate by large area excimer laser irradiation
JP2002158184A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Mitsubishi Electric Corp レーザ熱処理用のレーザ光学系
JP2008252064A (ja) * 2007-03-05 2008-10-16 Ulvac Japan Ltd レーザーアニール装置及びレーザーアニール方法

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