JPS59182529A - 半導体層のパタ−ン形成方法 - Google Patents
半導体層のパタ−ン形成方法Info
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- JPS59182529A JPS59182529A JP5506483A JP5506483A JPS59182529A JP S59182529 A JPS59182529 A JP S59182529A JP 5506483 A JP5506483 A JP 5506483A JP 5506483 A JP5506483 A JP 5506483A JP S59182529 A JPS59182529 A JP S59182529A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、半導体層のパターン形成方法に関し、詳しく
は高エネルギー粒子線を試料表面に直接照射することに
より従来法より工程数が少なく、試料表面の汚染の無い
゛半導体層のパターン形成方法に関する。
は高エネルギー粒子線を試料表面に直接照射することに
より従来法より工程数が少なく、試料表面の汚染の無い
゛半導体層のパターン形成方法に関する。
半導体パターンの形成方法として、従来よりホト・レジ
スト等の耐エツチング・マスクを形成しそのマスクを用
いてドライおよびウェット・エッチを行なう方法が用い
られている。ところが、不法では、パターン形成に際し
て、塗布前ベーク→レジスト塗布→プリベーク→露光→
現像→ポストベーク→ドライまたはウェット・エッチ−
レジスト除去と、多くの処理を必要とするだめ試料表面
が汚染される原因となるとい９欠点を有している。
スト等の耐エツチング・マスクを形成しそのマスクを用
いてドライおよびウェット・エッチを行なう方法が用い
られている。ところが、不法では、パターン形成に際し
て、塗布前ベーク→レジスト塗布→プリベーク→露光→
現像→ポストベーク→ドライまたはウェット・エッチ−
レジスト除去と、多くの処理を必要とするだめ試料表面
が汚染される原因となるとい９欠点を有している。
例えば、蕗光工穆においてもコンタクトアライナを用い
るとマスクの傷等がレジストパターン形−成−不良とな
り、良好なパターンが得られない事が知られている。ま
た、レジストは処理中に高温加熱されると変質し、除去
が困難になる。そのため、レジストを用いず、工程数が
少なく、また汚染の少ないパターン形成法の開発が望ま
れていた。
るとマスクの傷等がレジストパターン形−成−不良とな
り、良好なパターンが得られない事が知られている。ま
た、レジストは処理中に高温加熱されると変質し、除去
が困難になる。そのため、レジストを用いず、工程数が
少なく、また汚染の少ないパターン形成法の開発が望ま
れていた。
本発明の目的は、上記従来法の欠点を排し、半導体層の
パターンを最少の工程数で、且つ試料表面を汚染する事
なく形成する方法を提供する事にある。
パターンを最少の工程数で、且つ試料表面を汚染する事
なく形成する方法を提供する事にある。
本発明に於ては、パターン形成法として光子又は電子線
などの高エネルギー粒子線を半導体装置照射することに
よシ、その結晶性を変え非晶質あるいは多結晶部分のみ
を選択的にエツチングする手法を用いてパターンを形成
する事を特徴としている。本発明においては、高エネル
ギー粒子線の照射により、基板表面層を瞬間的に融解せ
しめた後の再結晶化層の結晶構造が再固化時に於ける結
晶成長速度によって変化する事を利用している。
などの高エネルギー粒子線を半導体装置照射することに
よシ、その結晶性を変え非晶質あるいは多結晶部分のみ
を選択的にエツチングする手法を用いてパターンを形成
する事を特徴としている。本発明においては、高エネル
ギー粒子線の照射により、基板表面層を瞬間的に融解せ
しめた後の再結晶化層の結晶構造が再固化時に於ける結
晶成長速度によって変化する事を利用している。
即ぢ、結晶成長速度が約Ｉ Ｑ ｍ ／ ｓを超える際
は町結晶化層は非晶質となシ、これ以下では多結晶もし
くは単結晶となる。本発明では、この現象を利用して、
基板の任意領域の結晶構造を上記照射によって変化せし
め、選択的エツチングを可能としている。
は町結晶化層は非晶質となシ、これ以下では多結晶もし
くは単結晶となる。本発明では、この現象を利用して、
基板の任意領域の結晶構造を上記照射によって変化せし
め、選択的エツチングを可能としている。
以下、本発明を実施例によシ説明する。
実施例１
基板上に形成した単結晶シリコンの任意の領域にピコ秒
パルスレーザ光を照射することにより、当該領域を非晶
質化し、これを単結晶シリコンと非晶質シリコンのエツ
チングレート比の大きいエツチング溶液に浸漬し単結晶
シリコンのパターンを形成した。以下、第１図にて詳細
を説明する。
パルスレーザ光を照射することにより、当該領域を非晶
質化し、これを単結晶シリコンと非晶質シリコンのエツ
チングレート比の大きいエツチング溶液に浸漬し単結晶
シリコンのパターンを形成した。以下、第１図にて詳細
を説明する。
まず、基板１上に単結晶シリコン層２を形成した。次に
モードロックしたＮｄ−ＹＡＧレーザのピコ秒パルス光
３を単結晶シリコン層２の任意の領域に５０ｍＪ〜５
Ｊ ／ ｔｙｎ２で照射した。この照射に伴い、被照射
領域の表面層は一旦融触し、再結晶化しだが、その結晶
成長速度がＩ Ｑ ｍ ／ ｓｅｔ：以上に及ぶため最
終的に被照射領域は非晶質シリコン層４となった。この
試料を第１図（ａ）に示す。これを重クロム酸ナトリウ
ム水溶液と弗酸の混合液（１：１）に浸すと非晶質シリ
コン層４のみが選択的に除去され第１図（ｂ）のように
単結晶シリコンのパターン５が形成された。なお、本実
施例ではピコ秒パルスレーザ光を用いたが、本発明の効
果はこれに限定されずピコ秒パルス′電子線他のピコ秒
オーダのパルス幅を持つ高エネルギ粒子線の照射を用い
ればよく、更に非晶質層の除去に関しても単結晶シリコ
ンと非晶質シリコンのエッチレート比の大きい溶液ある
いは気相中においても同様な効果が得られる。但し、ビ
ーム照射に際しては何れの手法を用いた場合にも上述の
通り、表面層が融解し、その再固化速度が１０ ｍ １
ｓｅｃ以上となるべく照射条件を選択しなければならな
いことは言うまでもない。
モードロックしたＮｄ−ＹＡＧレーザのピコ秒パルス光
３を単結晶シリコン層２の任意の領域に５０ｍＪ〜５
Ｊ ／ ｔｙｎ２で照射した。この照射に伴い、被照射
領域の表面層は一旦融触し、再結晶化しだが、その結晶
成長速度がＩ Ｑ ｍ ／ ｓｅｔ：以上に及ぶため最
終的に被照射領域は非晶質シリコン層４となった。この
試料を第１図（ａ）に示す。これを重クロム酸ナトリウ
ム水溶液と弗酸の混合液（１：１）に浸すと非晶質シリ
コン層４のみが選択的に除去され第１図（ｂ）のように
単結晶シリコンのパターン５が形成された。なお、本実
施例ではピコ秒パルスレーザ光を用いたが、本発明の効
果はこれに限定されずピコ秒パルス′電子線他のピコ秒
オーダのパルス幅を持つ高エネルギ粒子線の照射を用い
ればよく、更に非晶質層の除去に関しても単結晶シリコ
ンと非晶質シリコンのエッチレート比の大きい溶液ある
いは気相中においても同様な効果が得られる。但し、ビ
ーム照射に際しては何れの手法を用いた場合にも上述の
通り、表面層が融解し、その再固化速度が１０ ｍ １
ｓｅｃ以上となるべく照射条件を選択しなければならな
いことは言うまでもない。
実施例２
単結晶シリコン基板上に形成した非晶質シリコンの任意
の領域に連続発振アルゴンイオンレーザ光を照射するこ
とにより当該領域を単結晶化し、単結晶シリコンと非晶
質シリコンのエツチングレート比の大きいエツチング溶
液に浸漬し単結晶シリコンのパターンを形成した。以下
、第２図にて詳細を説明する。
の領域に連続発振アルゴンイオンレーザ光を照射するこ
とにより当該領域を単結晶化し、単結晶シリコンと非晶
質シリコンのエツチングレート比の大きいエツチング溶
液に浸漬し単結晶シリコンのパターンを形成した。以下
、第２図にて詳細を説明する。
まず、単結晶シリコン基板６上に非晶質シリコン層４を
形成した。次に、連続発振アルゴンイオンレーザ光７を
非晶質シリコン層４の任意の領域に照射した。照射条件
は、試料基板温度を５００Ｃとし、ビーム直径を１００
μｍ、照射パワー５〜１５Ｗ１ ビーム走査速度１〜１
００ｃｔｎ／Ｓとした。この照射に伴ない、被照射領域
の表面層は一旦融解し、再結晶化した際、基板の結晶面
方位を引き継ぎ、最終的に被照射領域は単結晶シリコン
層２となった、この試料を第２図に示す。これを実施例
１と同様に重クロム酸カリウムと弗酸の混合液に浸すと
非晶質シリコン層４のみが除去され、第１図すと同様に
単結晶シリコンのパターンが形成された。なお、本実施
例では連続発振アルゴンイオンレーザ光を用いたが、本
発明の効果はこれに限定されず、連続発振クリプトンイ
オンレーザ光あるいは′区子線等の高エネルギー粒子線
の照射を用いればよく、また非晶質層の除去に関しても
実施例１と同様である。但し、ビーム照射に際しては何
れの手法を用いた場合にも上述の通り、表面層が融解し
再同化の時、結晶成長が単結晶基板上部から表面層に進
むべく照射条件を選択しなければいけないことは言うま
でもない。
形成した。次に、連続発振アルゴンイオンレーザ光７を
非晶質シリコン層４の任意の領域に照射した。照射条件
は、試料基板温度を５００Ｃとし、ビーム直径を１００
μｍ、照射パワー５〜１５Ｗ１ ビーム走査速度１〜１
００ｃｔｎ／Ｓとした。この照射に伴ない、被照射領域
の表面層は一旦融解し、再結晶化した際、基板の結晶面
方位を引き継ぎ、最終的に被照射領域は単結晶シリコン
層２となった、この試料を第２図に示す。これを実施例
１と同様に重クロム酸カリウムと弗酸の混合液に浸すと
非晶質シリコン層４のみが除去され、第１図すと同様に
単結晶シリコンのパターンが形成された。なお、本実施
例では連続発振アルゴンイオンレーザ光を用いたが、本
発明の効果はこれに限定されず、連続発振クリプトンイ
オンレーザ光あるいは′区子線等の高エネルギー粒子線
の照射を用いればよく、また非晶質層の除去に関しても
実施例１と同様である。但し、ビーム照射に際しては何
れの手法を用いた場合にも上述の通り、表面層が融解し
再同化の時、結晶成長が単結晶基板上部から表面層に進
むべく照射条件を選択しなければいけないことは言うま
でもない。
実施例３
基板上に形成した多結晶シリコン層の任意の領域にピコ
秒パルスレーザ光を照射することにより、当該領域を非
晶質化し、多結晶シリコンと非晶質７リコンのエツチン
グレート比の大きいエツチング（容赦に浸（責し多結晶
シリコンのパターンを形成した。以下、第３図にて詳才
田を説明する。
秒パルスレーザ光を照射することにより、当該領域を非
晶質化し、多結晶シリコンと非晶質７リコンのエツチン
グレート比の大きいエツチング（容赦に浸（責し多結晶
シリコンのパターンを形成した。以下、第３図にて詳才
田を説明する。
基板１上に形成した多結晶シリコン層８の任意の領域に
実施例１と同様にモードロックしたＮｄ−ＹＡＧレーザ
のピコ秒パルス光３を照射−ｆることにより非晶質シリ
コン層４となった領域のみを選択的に除去し、多結晶シ
リコンのバター／を得た。
実施例１と同様にモードロックしたＮｄ−ＹＡＧレーザ
のピコ秒パルス光３を照射−ｆることにより非晶質シリ
コン層４となった領域のみを選択的に除去し、多結晶シ
リコンのバター／を得た。
実施例４
第４図に示すような、多結晶あるいは非晶質基板９上に
形成した非晶質７リコン層４の任意の領 ・域に実施例
２と同様に連続発振アルゴンイオンレーザ光７を照射し
た。この照射に伴い被照射領域の表面層は一旦融解し、
再結晶化した。その結晶成長の際、基板が多結晶あるい
は非晶質なので最終的に被照射領域は多結晶シリコン層
８となり、この領域以外の非晶質領域のみをエツチング
溶液で選択的に除去する事により多結晶シリコンのパタ
ーンを得た。
形成した非晶質７リコン層４の任意の領 ・域に実施例
２と同様に連続発振アルゴンイオンレーザ光７を照射し
た。この照射に伴い被照射領域の表面層は一旦融解し、
再結晶化した。その結晶成長の際、基板が多結晶あるい
は非晶質なので最終的に被照射領域は多結晶シリコン層
８となり、この領域以外の非晶質領域のみをエツチング
溶液で選択的に除去する事により多結晶シリコンのパタ
ーンを得た。
実施例δ
第５図に示すような、多結晶あるいは非晶質基板９上に
形成した単結晶ンリコン層２の任意の領域に実施例２と
同様に連続発振アルゴンイオンレーザ光７を選択的に照
射することにより当該領域を多結晶シリコン領域８とし
、この領域のみを選択的に除去し、単結晶シリコンのパ
ターンを得た。
形成した単結晶ンリコン層２の任意の領域に実施例２と
同様に連続発振アルゴンイオンレーザ光７を選択的に照
射することにより当該領域を多結晶シリコン領域８とし
、この領域のみを選択的に除去し、単結晶シリコンのパ
ターンを得た。
実施例６
第６図に示すような、単結晶ンリコン基板６上に形成し
た多結晶シリコン層８の任意の領域に、実施例２と同様
に連続発振アルゴンイオンレーザ光７を照射することに
より当該領域を単結晶シリコン領域２とし、この領域以
外の多結晶シリコン層となった領域のみを選択的に除去
し単結晶シリコンのパターンを得た。
た多結晶シリコン層８の任意の領域に、実施例２と同様
に連続発振アルゴンイオンレーザ光７を照射することに
より当該領域を単結晶シリコン領域２とし、この領域以
外の多結晶シリコン層となった領域のみを選択的に除去
し単結晶シリコンのパターンを得た。
なお、上記実施例では選択エツチングについてエツチン
グ溶液を用いるウェットエッチについて説明したが、こ
れについては、自明のドライエツチングが使用し得るこ
とは言うまでもない。
グ溶液を用いるウェットエッチについて説明したが、こ
れについては、自明のドライエツチングが使用し得るこ
とは言うまでもない。
上記説明から明らかなように、本発明によれば高エネル
ギー粒子線の照射とエツチングの２工程のみでパターン
の形成が可能なので、従来法に比べて１０％以下の処理
時間でよく、さらにホトレゾスト等を使用しないので試
料表面が汚染されないという効果がある。
ギー粒子線の照射とエツチングの２工程のみでパターン
の形成が可能なので、従来法に比べて１０％以下の処理
時間でよく、さらにホトレゾスト等を使用しないので試
料表面が汚染されないという効果がある。
第１図（ａ）は、実施例１の試料の断面構造および工程
図、第１図（ｂ）はパターン形成後の試料の断面構造図
、第２図〜第６図は実施例２〜実施例６の試料の断面構
造および工程図である。 ｌ・・・基板、２・・・単結晶シリコン層、３・・・モ
ードロックしたＮｄ−ＹＡＧレーザのピコ秒パルス光、
４・・・非晶質シリコン層、５・・・単結晶シリコンパ
ターン、６・・・単結晶シリコン基板、７・・・連続発
振アルゴンイオンレーザ光、８・・・多結晶シリコン層
、を １ （α） 第３（２） 第４図 （ｂン 第５ 図 茅６図
図、第１図（ｂ）はパターン形成後の試料の断面構造図
、第２図〜第６図は実施例２〜実施例６の試料の断面構
造および工程図である。 ｌ・・・基板、２・・・単結晶シリコン層、３・・・モ
ードロックしたＮｄ−ＹＡＧレーザのピコ秒パルス光、
４・・・非晶質シリコン層、５・・・単結晶シリコンパ
ターン、６・・・単結晶シリコン基板、７・・・連続発
振アルゴンイオンレーザ光、８・・・多結晶シリコン層
、を １ （α） 第３（２） 第４図 （ｂン 第５ 図 茅６図
Claims (1)
- 光子あるいは電子線等の高エネルギー粒子線の局所的照
射により半導体薄膜表面領域の１部の結晶性を選択的に
変化させ、この領域もしくはとれ以外の領域のみを選択
的に除去する事を特徴とする半導体層のパターン形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5506483A JPS59182529A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 半導体層のパタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5506483A JPS59182529A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 半導体層のパタ−ン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59182529A true JPS59182529A (ja) | 1984-10-17 |
Family
ID=12988250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5506483A Pending JPS59182529A (ja) | 1983-04-01 | 1983-04-01 | 半導体層のパタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59182529A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6436029A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Asahi Glass Co Ltd | Formation of pattern of polycrystalline semiconductor thin film |
| US6861364B1 (en) | 1999-11-30 | 2005-03-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser etching method and apparatus therefor |
| JP2009061668A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Canon Inc | シリコン基板の加工方法、及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP2009061667A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Canon Inc | シリコン基板の加工方法、及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP2011040492A (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-24 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US8197705B2 (en) | 2007-09-06 | 2012-06-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of processing silicon substrate and method of manufacturing liquid discharge head |
-
1983
- 1983-04-01 JP JP5506483A patent/JPS59182529A/ja active Pending
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