JPS5925215A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS5925215A JPS5925215A JP13378382A JP13378382A JPS5925215A JP S5925215 A JPS5925215 A JP S5925215A JP 13378382 A JP13378382 A JP 13378382A JP 13378382 A JP13378382 A JP 13378382A JP S5925215 A JPS5925215 A JP S5925215A
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- H01L21/02667—Crystallisation or recrystallisation of non-monocrystalline semiconductor materials, e.g. regrowth
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- 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
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】
本発明は半導体装置の製造方法、肝しくけレーザーアニ
ール技術の改良に関するものである。
ール技術の改良に関するものである。
一般に、レーザーを用いたアニール技術（以下レーザー
アニール法という）やレーザーによる結晶の再結晶化技
術はウェハ全体を加ハ゛へするのではなく局所的な短時
間の加熱であるので、アニールされる領域以外への影響
が少ないことやシリコンを熔融温度１で加熱できること
などの優れたｌ特徴をイイするものである。従来の半導
装Ｕ３の製造工程におけるレーザーアニール工程ではア
ルゴンレーザーやルビーレーザーなどが用いられていた
が、これらのレーザービームは通常、第１９１（ａ）に
示す如きガウス分布状の強度分布を持っていた。
アニール法という）やレーザーによる結晶の再結晶化技
術はウェハ全体を加ハ゛へするのではなく局所的な短時
間の加熱であるので、アニールされる領域以外への影響
が少ないことやシリコンを熔融温度１で加熱できること
などの優れたｌ特徴をイイするものである。従来の半導
装Ｕ３の製造工程におけるレーザーアニール工程ではア
ルゴンレーザーやルビーレーザーなどが用いられていた
が、これらのレーザービームは通常、第１９１（ａ）に
示す如きガウス分布状の強度分布を持っていた。
しかしながら、上記レーザルアニール法やレーザーによ
る結晶の再結晶化技術には、上記の如きガウス分布状の
強度分布をしたレーザ−ビームは必ずしも最適とはいえ
ない。例えば、イオン打込みによってシリコン結晶表面
にできた非晶質層をレーザーアニール法によって再結晶
化させる場合、第１図（ａ）に示したような強度分布を
持ったレーザービームでは、該レーザービーＪ・のＭｌ
辺でレーザービーム強度亦小さくなるため、該周辺部
分６、中心部分に比べ温度が低くなる。その結果、再結
晶化は上記ビーム周辺から始甘り、アニールの不十分外
領域１４が残ってしまい、半導体装置のウェハは第１図
（ｂ）に示す如き不具合なものとなってしまう。
る結晶の再結晶化技術には、上記の如きガウス分布状の
強度分布をしたレーザ−ビームは必ずしも最適とはいえ
ない。例えば、イオン打込みによってシリコン結晶表面
にできた非晶質層をレーザーアニール法によって再結晶
化させる場合、第１図（ａ）に示したような強度分布を
持ったレーザービームでは、該レーザービーＪ・のＭｌ
辺でレーザービーム強度亦小さくなるため、該周辺部
分６、中心部分に比べ温度が低くなる。その結果、再結
晶化は上記ビーム周辺から始甘り、アニールの不十分外
領域１４が残ってしまい、半導体装置のウェハは第１図
（ｂ）に示す如き不具合なものとなってしまう。
第１図（ｂ）において、１１はシリコン単結晶基板、１
２は非晶質層、１３はレーザーアニール法により上記非
晶質層１２が単結晶化した領域、１４はアニールが不十
分で単結晶化しなかった領域を示している。このように
、アニールが不十分な領域１４が残ってしまう現象は、
石英上のテリシリコンを単結晶化させる時にも同様に起
こシ、〃ウス分布状の強度分布を持ったレーザービーム
では必要な領域を均一に単結晶化することが困難である
という欠点があった。
２は非晶質層、１３はレーザーアニール法により上記非
晶質層１２が単結晶化した領域、１４はアニールが不十
分で単結晶化しなかった領域を示している。このように
、アニールが不十分な領域１４が残ってしまう現象は、
石英上のテリシリコンを単結晶化させる時にも同様に起
こシ、〃ウス分布状の強度分布を持ったレーザービーム
では必要な領域を均一に単結晶化することが困難である
という欠点があった。
本発明は」二記欠点を除去するためになされたもので、
複数個のレーザービーノ、を組み合ゎゼることによフ、
目的に応じたレーザービーノ、強度分布を得るようにし
てアニールするウェハ表面の中心部分の領域を単結晶化
できるレーザ−アニール法を用いた半導体装置の製造方
法を提供することを目的としている。
複数個のレーザービーノ、を組み合ゎゼることによフ、
目的に応じたレーザービーノ、強度分布を得るようにし
てアニールするウェハ表面の中心部分の領域を単結晶化
できるレーザ−アニール法を用いた半導体装置の製造方
法を提供することを目的としている。
以下、本発明の一実施例を第２図と共に説明する。
第２図（ａ）は本発明の一実施例のレーザーアニール法
によｐウェハ表面上に照射されたレーザービームのスポ
ットを示すものであって、７個のレーザービームを組み
合わせ、スキャンニング方ＩＲＪＫ対して逆くの字”状
にレーザービーム束照射領域を形成し／こものである。
によｐウェハ表面上に照射されたレーザービームのスポ
ットを示すものであって、７個のレーザービームを組み
合わせ、スキャンニング方ＩＲＪＫ対して逆くの字”状
にレーザービーム束照射領域を形成し／こものである。
このような複数個のレーザービームの組合せは、例えば
複斂台のｌ／−ザーを発振させ、その出力の各レーザー
ビームを光ファイバーに導き、該光ファイバーの終１’
４ｉを逆くの字”状に並べて構成することＫよって容易
に得られる。
複斂台のｌ／−ザーを発振させ、その出力の各レーザー
ビームを光ファイバーに導き、該光ファイバーの終１’
４ｉを逆くの字”状に並べて構成することＫよって容易
に得られる。
第２図（、ｂ）は同図Ｃａ）の形状のレーザービーム束
をウェハ表面に照射した場合の作用説明図であって。
をウェハ表面に照射した場合の作用説明図であって。
図中、２１はレーザービーム束照射にょシシリコンが熔
融している”逆くの字”状の領域、２２は上記レーザー
ビーム束Ｉｆ（（射領域の中心部分から再結晶化した中
央部領域、２３は上記レーザービーム束照射領域の周辺
部分から結晶化した周辺部領域を示すものである。すな
わち、い−まレーザ”−ビーム束を左側から右側へ矢符
の方向にスキャンニングさせながらウェハ表面に照射す
ると、領域２２及び２３には矢符の如く、結晶の再結晶
化、結晶化がそれぞれ進行する。
融している”逆くの字”状の領域、２２は上記レーザー
ビーム束Ｉｆ（（射領域の中心部分から再結晶化した中
央部領域、２３は上記レーザービーム束照射領域の周辺
部分から結晶化した周辺部領域を示すものである。すな
わち、い−まレーザ”−ビーム束を左側から右側へ矢符
の方向にスキャンニングさせながらウェハ表面に照射す
ると、領域２２及び２３には矢符の如く、結晶の再結晶
化、結晶化がそれぞれ進行する。
第２図（ｃ）は第２図（ｂ）のレーザービーム束照射に
よシシリコンが熔融している上記中央部領域２２をスキ
ャンニング方向に対して横断するＹ −Ｙ’線に沿った
温度分布を示すものである。図において、ＭＣＩ＜ユシ
リコンの融点を示すもので中心点Ｘ１を中心にして左右
対称形を成し、距離Ｘび２及びＸ＋ ％は互いに等しい
。
よシシリコンが熔融している上記中央部領域２２をスキ
ャンニング方向に対して横断するＹ −Ｙ’線に沿った
温度分布を示すものである。図において、ＭＣＩ＜ユシ
リコンの融点を示すもので中心点Ｘ１を中心にして左右
対称形を成し、距離Ｘび２及びＸ＋ ％は互いに等しい
。
このような温度分布を持った場合、再結晶化は第２図（
ｌ〕）に示す三池点Ｘ＋ 、Ｚ及びＺ′の点から始まる
。また、上記地点Ｚ及びＺ’ ）；Ｌ ｙ１５ リシリ
コン領域に接しているので、再結晶化の核形成は、７１
？リシリコンの影響を受けて不規則に起こり、上記地点
Ｚ及び２′から再結晶化の進んだ領域は多結晶シリコン
の領域になる。一方、地点Ｘｔでは、一度熔解した後に
再結晶化しており、該ｐ３−結晶化の核発生を地点ＸＩ
の１点だけにすることができる。ここで核発生を１点に
できるということは、つ′まり単結晶の種が１つだけで
あるということであシ、上記レーザービーム束でスキャ
ンニングして行くに従い、その唯一の核から１つの結晶
グレイン、つまυ単結晶を形成することが可能となる。
ｌ〕）に示す三池点Ｘ＋ 、Ｚ及びＺ′の点から始まる
。また、上記地点Ｚ及びＺ’ ）；Ｌ ｙ１５ リシリ
コン領域に接しているので、再結晶化の核形成は、７１
？リシリコンの影響を受けて不規則に起こり、上記地点
Ｚ及び２′から再結晶化の進んだ領域は多結晶シリコン
の領域になる。一方、地点Ｘｔでは、一度熔解した後に
再結晶化しており、該ｐ３−結晶化の核発生を地点ＸＩ
の１点だけにすることができる。ここで核発生を１点に
できるということは、つ′まり単結晶の種が１つだけで
あるということであシ、上記レーザービーム束でスキャ
ンニングして行くに従い、その唯一の核から１つの結晶
グレイン、つまυ単結晶を形成することが可能となる。
従って、第２図（ｂ）において、周辺部領域２３は多結
晶シリコンになるが、中央部領域２２は単結晶化するこ
とが出来る。
晶シリコンになるが、中央部領域２２は単結晶化するこ
とが出来る。
なお、上記実施例においては、レーザービーム束をスキ
ャンニング方向に対しで”逆くの字”状に配列する例に
ついて説明したが、第２図（Ｃ）に示す如き温度分布曲
線が得られれば、上記逆くの字″状に限らず、同様の効
果がイ■Ｉられる。従って、例えば１線状に上記レーザ
ービーム束を配列して中央部のビーム強度を弱くするこ
とによっても上記実飽例と同様の効果が得られる。
ャンニング方向に対しで”逆くの字”状に配列する例に
ついて説明したが、第２図（Ｃ）に示す如き温度分布曲
線が得られれば、上記逆くの字″状に限らず、同様の効
果がイ■Ｉられる。従って、例えば１線状に上記レーザ
ービーム束を配列して中央部のビーム強度を弱くするこ
とによっても上記実飽例と同様の効果が得られる。
以上のとおυ、本発明によれば、複数のレーザービーム
を組み合わせることにょシ、上記レーザービームの強度
分布を目的に応じて任意に変えることができるので、ア
ニールが不十分な領域を残すことなくスキャンニングさ
せることができ、かつ中央部領域の単結晶化を可能とす
るレーザーアニール法が得られ、これをグラフオエピタ
キシィ技術やアイランドエピタキシィ技術、更にイオン
注入層の結晶性回復技術にも利用できるという犬なる実
用的効果が得られる。
を組み合わせることにょシ、上記レーザービームの強度
分布を目的に応じて任意に変えることができるので、ア
ニールが不十分な領域を残すことなくスキャンニングさ
せることができ、かつ中央部領域の単結晶化を可能とす
るレーザーアニール法が得られ、これをグラフオエピタ
キシィ技術やアイランドエピタキシィ技術、更にイオン
注入層の結晶性回復技術にも利用できるという犬なる実
用的効果が得られる。
第１図（ａンｌ−ｊ：１本のレーザ−ビームの強度分布
図、第１図（ｂ）はレーザービームをシリコン結晶上の
非晶質層に照射したときのウェハ断面図、第２図（ａ）
は本発明の一実施例による複数個のレーザービームから
成るレーザービーム束形状図、第２図（ｂ）は第２図（
、）の形状のレーザービーム・束をスキャンニングさぜ
ながらウェハ表面に照射するレーザーアニール工程の説
明図、第２図（ｃ）は第２図（ｂ）の一部横断面の温度
分布図である。 １１・・・シリコン単結晶基板、１２・・・非晶質層、
２１・・・レーザービーム束照射によシシリこ１ンが熔
融している逆くの字”状の領域、２２・・・中心部分か
ら再結晶化した中央部領域、２３・・・周辺部分から結
晶化した周辺部領域。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第１図 （ｂ） ？２１ｉ オ ２ 図 （Ｃ） 手続補正１１：。 昭和１．′（年１゛月３１′！１１ １１′も許庁長官若 杉 イ１１ 夫力（妙１、す［
件の表示 昭和５７年 特 π１−願第 １３３７８３ 号２
発明の名称 ３ｉｉ［ｉ正をする者 事件どの関係 特 ｌｌ′［出Ｘ’ｉ’ｉ人イ
イｕ Ｊｕ＋！ ／、 代７７ 橋 ４ 南２
′”７５ｉｌｌｉ止命令の１１伺 昭和 年 月
１−■自発）６ 補正の対象 明ａｌ ｔ’Ｊのｌ！Ｉｒ許ｔ’、５ｐ （Ｄ １ｉ（
ｑ四〕栴１１゜ｉｌ＋ 明細調のｌ持許昂求の範囲を
別紹、のとおり補正する。 ２、特許請求の範囲 （１）レーザーアニール工程金有する半導体装置の製造
方法において、上記し〜ザーアニールエ１７！ｉ、ｊ複
数個のレーザービーム全組み合わせて成るレーザービー
ム束を用いてｎ＋望のレーザー強り用分布？形成可能さ
した所定形状のビームスンＪ？ツト奮ウェハ表面」二に
スキャンニングさせながら照射させるように構成し、上
記ビームスチットの照射により上記ウェハ表面上の温度
分布をその中央Ｈａ＋ではシリコン融点よりやや高めの
温度に、その中ノし・よりｒ９ｒ定距離の地点では上記
温度以上の温度となるようにしたことを特徴とする半導
体装（ｔｒＩ′の製造方法。 １２１ 上記ビームスポットの所定形状ｉｔス・Ｖ−ヤ
ンニング方向に対して逆くの字″状であるこ吉に／ｌ″
ｈ徴とする！ｒｊｉ許梢求の範囲第１項記載の半勇体装
僅の製造方法。
図、第１図（ｂ）はレーザービームをシリコン結晶上の
非晶質層に照射したときのウェハ断面図、第２図（ａ）
は本発明の一実施例による複数個のレーザービームから
成るレーザービーム束形状図、第２図（ｂ）は第２図（
、）の形状のレーザービーム・束をスキャンニングさぜ
ながらウェハ表面に照射するレーザーアニール工程の説
明図、第２図（ｃ）は第２図（ｂ）の一部横断面の温度
分布図である。 １１・・・シリコン単結晶基板、１２・・・非晶質層、
２１・・・レーザービーム束照射によシシリこ１ンが熔
融している逆くの字”状の領域、２２・・・中心部分か
ら再結晶化した中央部領域、２３・・・周辺部分から結
晶化した周辺部領域。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第１図 （ｂ） ？２１ｉ オ ２ 図 （Ｃ） 手続補正１１：。 昭和１．′（年１゛月３１′！１１ １１′も許庁長官若 杉 イ１１ 夫力（妙１、す［
件の表示 昭和５７年 特 π１−願第 １３３７８３ 号２
発明の名称 ３ｉｉ［ｉ正をする者 事件どの関係 特 ｌｌ′［出Ｘ’ｉ’ｉ人イ
イｕ Ｊｕ＋！ ／、 代７７ 橋 ４ 南２
′”７５ｉｌｌｉ止命令の１１伺 昭和 年 月
１−■自発）６ 補正の対象 明ａｌ ｔ’Ｊのｌ！Ｉｒ許ｔ’、５ｐ （Ｄ １ｉ（
ｑ四〕栴１１゜ｉｌ＋ 明細調のｌ持許昂求の範囲を
別紹、のとおり補正する。 ２、特許請求の範囲 （１）レーザーアニール工程金有する半導体装置の製造
方法において、上記し〜ザーアニールエ１７！ｉ、ｊ複
数個のレーザービーム全組み合わせて成るレーザービー
ム束を用いてｎ＋望のレーザー強り用分布？形成可能さ
した所定形状のビームスンＪ？ツト奮ウェハ表面」二に
スキャンニングさせながら照射させるように構成し、上
記ビームスチットの照射により上記ウェハ表面上の温度
分布をその中央Ｈａ＋ではシリコン融点よりやや高めの
温度に、その中ノし・よりｒ９ｒ定距離の地点では上記
温度以上の温度となるようにしたことを特徴とする半導
体装（ｔｒＩ′の製造方法。 １２１ 上記ビームスポットの所定形状ｉｔス・Ｖ−ヤ
ンニング方向に対して逆くの字″状であるこ吉に／ｌ″
ｈ徴とする！ｒｊｉ許梢求の範囲第１項記載の半勇体装
僅の製造方法。
Claims (2)
- （１）レーザーアニール工程を有する半導体装置の製造
方法において、上記レーザーアニール工程は複数個のレ
ーザービームを組み合わせて成るレーザービーム束を用
いて所望のレーザー強度分布を形成可能とした所定形状
のビームスポットをウェハ表面上にスキャンニングさせ
ながら照射させるように構成し、上記ビームスポットの
照射により上記ウェハ表面上の温度分布をその中央部で
はシリコン融点よりやや低めの温度に、その両端よシ所
足距離の地点では上記シリコン融点に、かつ左右対称の
雨中間部では上記シリコン融点以上の温度となるように
したことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）上記ビームスポットの所定形状はスキャンニング
方向に対して”逆くの字”状であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13378382A JPS5925215A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13378382A JPS5925215A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925215A true JPS5925215A (ja) | 1984-02-09 |
Family
ID=15112887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13378382A Pending JPS5925215A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925215A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4756985A (en) * | 1984-08-30 | 1988-07-12 | Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. | Method of forming multicolor images |
| US5234783A (en) * | 1991-12-16 | 1993-08-10 | Eastman Kodak Company | Method of selectively glossing toner images |
| US5260753A (en) * | 1990-11-14 | 1993-11-09 | Konica Corporation | Color image forming method |
| US5528801A (en) * | 1993-09-10 | 1996-06-25 | Ykk Corporation | Stringer tape and slide fastener incorporating the same |
| US5591668A (en) * | 1994-03-14 | 1997-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Laser annealing method for a semiconductor thin film |
| US5702852A (en) * | 1995-08-31 | 1997-12-30 | Eastman Kodak Company | Multi-color method of toner transfer using non-marking toner and high pigment marking toner |
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| WO2004023537A1 (ja) * | 2002-09-04 | 2004-03-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
| JP2009007718A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Ayu Iwasada | パンティストッキング |
| US7892952B2 (en) * | 2001-10-30 | 2011-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser apparatus, laser irradiation method, manufacturing method for semiconductor device, semiconductor device, production system for semiconductor device using the laser apparatus, and electronic equipment |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5839012A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Fujitsu Ltd | 非単結晶半導体層の単結晶化方法 |
-
1982
- 1982-08-02 JP JP13378382A patent/JPS5925215A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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