JPS59121823A - 単結晶シリコン膜形成法 - Google Patents

単結晶シリコン膜形成法

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JPS59121823A
JPS59121823A JP57227588A JP22758882A JPS59121823A JP S59121823 A JPS59121823 A JP S59121823A JP 57227588 A JP57227588 A JP 57227588A JP 22758882 A JP22758882 A JP 22758882A JP S59121823 A JPS59121823 A JP S59121823A
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JP
Japan
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silicon film
film
grooves
polycrystalline silicon
substrate
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JP57227588A
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Koji Egami
江上　浩二
Masakazu Kimura
正和 木村
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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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】 、　　本発明は絶縁体基板上のＳｉ膜をビームアニール
により再結晶化させる方法に関するものである。
絶縁体基板上に単結晶シリコン膜を形成する方法はデバ
イスの高速化、あるいは三次元化に有用であり、種々ｐ
方法が試みられている。大別して、再結晶化工程におい
て、種結晶を用いる方法と種結晶を用すない方法が知ら
れている。一般に、本発明と同僚（分類される種結晶を
用いない再結轟イヒ方法は基板上に種結晶領域を必要と
しないので、集積化、三次元化に有用である。しかしな
がら、種結晶を用いていないために、均一で大きなＳ　
ｉ単結晶膜を形成するには解決すべき問題点かりる。
先ず、第１図に従来例を示した。第１図＋ａ＋は絶縁体
基板１として石英ガラス（Ｓｉ０２）を用い、リングラ
フィ、ドライエッチ等による微測加工技術により平行溝
２を形成し、次いで、多結晶シリコン膜を平行溝２に埋
め込み、アルゴン（Ａｒ）レーザアニールを施して、再
結晶化シリコ／膜３を得た基板断面の模式図である。第
１図（ｂｌは平面図である。第１図に示した如く、平行
溝を施し、シリコン膜を埋め込むことにより、制御性良
く、再結晶化シリコン膜を得ることは可能であるが、レ
ーザビームを溝方向と平行方向に走査した場合には再結
晶化シリコン膜３は溝方向と平行方向に成長し、伸びる
が、結晶粒の大きさとしては溝幅１０μｍ程度のとき、
溝方向は数十＃１ｎ以上伸びるものは少い。第１図（ｂ
）には再結晶化Ｓｉ膜に見られる結晶粒界４を模式的に
示した。上記、結晶粒界４は主に溝の側面部から導入き
れておシ、これは、レーザビームを吸収したシリコン膜
は妬温に加熱されるが、石英ガラス基板１のような材料
はレーザビームを吸収せず、直接には加熱されないから
で、石英ガラス基板１は溝の側面、底面を通して、間接
的に高温のシリコン膜から拡散してくる熱で加熱される
だけで、溝側面部は冷えた状態であ夛、温度の低い溝側
面部から結晶粒界が発生するものと考えられる。
本発明は、前述ごとく、欠点の一つである溝側面部から
導入される結晶粒界を極力低減させ、制御性良く、均一
でかつ結晶粒径の大きな再結晶化シリコン膜を得ること
を目的としたものである。
以下、一実施例を示し、図面を用いて、本発明の詳細な
説明する。第２図は本発明によシ得られたシリコン膜を
富む基板ｆ、説明するために用いた模式図である。第１
図（ａ＋は基板断面の模式図である。次に、本発明の形
成工程を説明する。本実施例では絶縁体基板５として、
石英ガラス、コーニング７７４０ガラスを用いた。大き
さは直径７５１１１１厚さ４５０μｍである。第１の工
程では上記基板５上に減圧気相成長法で成長させた多結
晶シリコン膜６をＱ、３ｎｍ＃堆槓させた。第２の工程
で上Ｈ己０．７ｐｍ、溝幅（Ｗ）が１０．２０．３０　
ｐｒｎの３檎は５μｍとした。さらに、第３の工程で上
記平行溝８に減圧気相成長法で成長させた多結晶シリコ
ンを埋め込んだ。埋め込み方法は先ず、基板全面に多結
晶シリコンを堆積させた後、研磨加工（鏡面ポリッシン
グ）によυ、不必要な凸部のシリコン膜を取りのぞいた
。次いで、第４の工程でアルゴン（Ａｒ　）レーザで多
結晶シリコン膜をアニールし、再結晶化シリコン膜９を
得た。アニール条件は、基板温度：３００°Ｃ１走査速
度：　１０〜１００ｍ＄８、ビーム径＝１００μｍψ、
パワー４Ｗ、走査方向：平行溝と平行である。
第２図（ｂ）は本発明で得た基板の平面図の模式図であ
る。再結晶化シリコン膜９をエツチング、電子線（９）
折、電子チャンネリング法で評・―シたところ、本発明
の再結晶化シリコンｔｓ　９１１　極わめてわずかな結
晶粒界しか見られなかった。−また、電子基板５として
石英ガラスの２種類を用いたが、熱て単結晶シリコン膜
が形成されていることがわかった０ 本発明では、絶縁体膜７の下層にレーザビームを吸収す
るシリコン膜６を設けることにより、平行溝１′の側面
、及び底面を加熱する効果がもたらされ、第１図で説明
した従来例にみられるような溝側面部から導入される結
晶粒界が極力低減されたために、均一で大きなＳｉ単結
晶膜が得られた。
第２図（Ｃ）は本発明で得た再結晶化単結晶シリコン膜
（第２図（ｂｌに示す）を島状に分離したところを示す
基板平面図の模式図である。この島状ノリコン膜１０に
Ｐ　−ＭＯＳ　）ランジスタを作り、電気的特性を評価
したところ、移動度はほぼバルクシリコン並みの値が得
られ、移動度、しきい値電圧のばらつきは従来例に比べ
て小さく、±１０％程度の優れた均一性が１枚の基板内
で得られた。
本実施例において、平行溝の溝幅（Ｗ）を１０．２０．
３０μｍとした場合について得られた電気的゛・：′様
な結果が得られた。また、再結晶化に用いるビ・１！、
ｊ、ｉ−ムとして、他のレーザ（Ｎｄ：ＹＡＧ）でも同
様な結果が得られた。また電子ビームアニール法やラン
プアニール法を用いても同様な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の詳細な説明するために、比較として示
した従来例の基板構造の模式図。第２図は本発明の詳細
な説明するために用いた模式％式％ ３．９・・・単結晶シリコン膜４、・−・結晶粒界７・
・・絶縁体膜 ６・・・多結晶シリコン膜 ｌＯ・・・島状シリコン −オ　Ｉ　図 ／＋２ ：ｌ−７ □□園二」 捕 Ａ／８ つ／Ｓ ′Ｌ−７ ０ ノ７

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ビームアニールによシ絶縁体基板上に単結晶シリコン膜
    を形成する方法において、第１の工程で、絶縁体基板上
    に非晶質あるいは多結晶質シリコン膜を形成し、第２の
    工程で、該非晶質あるいは多結晶シリコン膜上に絶縁体
    膜を堆積し、次いで、該絶縁体膜表面に平行溝を加工し
    、第３の工程で、該平行溝に非晶質あるいは多結晶質シ
    リコンＭを埋め込み、第４の工程で、ビーム走査方向を
    平行溝と平行にし、上記平行溝に埋め込まれたＳｉ膜に
    ビームアニールを施すことを特徴とする単結晶シリコン
    膜形成法。
JP57227588A 1982-12-28 1982-12-28 単結晶シリコン膜形成法 Pending JPS59121823A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170713A (ja) * 1984-09-14 1986-04-11 Agency Of Ind Science & Technol シリコン膜再結晶化方法
JPS61111517A (ja) * 1984-11-05 1986-05-29 Agency Of Ind Science & Technol シリコン基体
JPS61226916A (ja) * 1985-03-29 1986-10-08 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 多結晶またはアモルファスの半導体材料を単結晶半導体材料に転化する方法
CN105810306A (zh) * 2016-04-27 2016-07-27 芜湖安瑞激光科技有限公司 一种具有新型电极结构的柔性透明薄膜及其制备方法

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