JPS5979518A - 半導体薄膜の形成方法 - Google Patents

半導体薄膜の形成方法

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JPS5979518A
JPS5979518A JP57189048A JP18904882A JPS5979518A JP S5979518 A JPS5979518 A JP S5979518A JP 57189048 A JP57189048 A JP 57189048A JP 18904882 A JP18904882 A JP 18904882A JP S5979518 A JPS5979518 A JP S5979518A
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JP
Japan
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polycrystalline
thin film
layer
substrate
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JP57189048A
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Naoji Yoshihiro
吉廣　尚次
Masao Tamura
田村　誠男
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Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分封〕 本発明に半導体薄膜の形成方法に係り、特に果槓系子等
の半導体素子の形成に好適な半導体薄膜の形成方法に関
する。
〔便米技術〕
非晶質絶脈坏基体上に半導体の単結晶ないし粗大結晶薄
膜ｋｉｔ與する方法は、いくつか知られてい／）、、、
シリコンについて述べれば、第一はシリコン単結晶基体
上に被層した非晶質杷縁体、例えば二数化シリコン膜上
に、非晶質ないし多結晶シリコン薄膜を被着し、帯溶融
法によシ再結晶させるものであシ　ＳすＳ（シリコン・
オン・サファイ−／　）に代りうる方法として、台所で
開兄が進められている。仙の一つは非晶買絶縁吻すなわ
ち溶融石英ないしカラスを基体とする方法でめり、ディ
スフレイ光子の駆動部用半導体光子基体として適してい
ると３ｒシておシ、前記シリコン単結晶ｒ基体とする場
合との優男゛は、ｌ：Ｉげりにより異ると考えられる。
本発明は上記の第２の方法に関連す／Ｄ％１のであるの
で、この場合について従来の技術の間組点を述べ／）。
溶融石英を基板とする場合、溶融石英とシリコンとの熱
膨張年の贋が問題となる。即ち、シリコン薄膜は融解、
丹凝固によシ再紬晶化さｎろ〃・、溶１触４．４央の熱
Ｉ第張率はシリコンよりはるかに小さいので、丹結晶層
甲には呈湿まで帝却する１−に大きな引張り応カケ生じ
、七のため再粕晶シリコン、１健ｆ、Ｊ：割ｎｙｚ生し
、大面積の連続した膜？形成することができない。また
、刀うスケ基体とする方法に２いて１Ｊ、割ｌＬｔ防ぐ
ことは可能であめが、軟化温度が低いため基板を最適な
温度１で抽助加熱することが、基板の形状ケ保持する上
で困難であり、また、ノコラス中には一妓に、溶融石英
中より多量の、有否不純物特にナトリウムが含まｎるが
、そのシリコン薄膜中への混入についても問題がある。
〔免明のｌ０９〕 本発明の目的は、上記従来の問題？解決し、非晶質絶縁
俸基体上に面品質の単結晶半導体薄膜を形成し得な方法
ヶ提供することにあｔａ。
〔発明の概要〕
本発明は高軟比点材料ｒ基体の主部とすることによって
信逍的強度を保ちつつ、結晶會形成する表面付近に、枢
化献度の異る複数の材不・１による、制御さｆｌた積層
構這勿該けることすこよって紹６１′３薄膜甲の応力等
緒特性音制御するものである。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第１図により説明する。同図におい
て記号１に溶融石英からなる基板であゐ。
２は濃度１０モル％のり〜ガラス虐であって、通常のＣ
Ｖｉ）法によって被着したものであり、厚さ１１００ｎ
であゐ。３は不純物のドーブケ行わずに堆積した５ｉ０
２膜であり、ＣＶｉ法により１．５μｎ】の厚さで被着
しｔｃ、、４は同じ＜　Ｔ、ＰＣＶＤ法により被着した
厚さ６００ｎｍの多結晶Ｓｌ膜でめゐ。５は多結晶３ｉ
層の単結晶化ｒ帯溶＋ｄ法によって行なう味に陪−した
３層層の変形を防ぎ、４た、界囲気ガスのイ昆入？防止
する保順膜であって、不利物のドープのない（シＶＪ）
法によるＳｉ（ＪｚＪＭであり、厚さは２．０μｍでめ
口っ 次に単結晶化の方法および乗件について説明し、その結
果ＶＣついて運べる。本実施例Ｖこおいては単結晶化の
方法として二種類の刀体を行なった。
単結晶化の第一の方法はレーザ照射による方法であ／）
、、連続ｍＷ（ＣνＶ）のアルゴンイオン・レーザｒ約
１５　Ｕ　Ｘ　７０μｍの楕円形とし、出力約３Ｗ、走
食述度約１ｃｒｎ／Ｓの条汁で走亘した。
単結晶比のもう−りの方法は、帯状のヒーター？用いて
カロ熱を何なう方法である。第２図に便用した装置の略
図７示す。基体６に弧状グラノアイ）ビー１１−フ上ｉ
／ｃｄ持され、１０５０　Ｃ（’）　Ｗｘ　展に／Ｊｕ
熱ちｎる。さらに、基体表面上１．５　ｒｒｔｍ　Ｋ保
持さ１７Ｃ帝状のグラファイト・ヒータ８に連成し、１
６７０Ｃに加熱し、基体表面との一短距離ヶ保９つつ一
方向に約２　ｒｒｕｎ／　ｓの速度で移動した。
以上のニガｂｘ単一の溶融石英から煽る基体、および本
実施ｙｌＪの構造による基体上の半導体（Ｓ　ｉ）博ｇ
ｖｃ通用し、膜質を比奴したところ、前者においては生
得体膜に無数の方向性のない亀裂が走り、膜は不定形の
不連続な領域に分割されているのに対し、本実施ｙｕの
構造による膜は亀表ケ生ぜず連続で、任意の領域に菓子
を形成することがｏＪ能であった。半導体索子形成用の
薄膜として、このような膜が望ましいことは、百９１で
もない。
第２の実施列は巣３凶のような侮這ｔもつ基体を用いる
ものであ□。本基体横坑の出先材料ｌは前実施例と同じ
く溶融石英板である。９は通常のＣＶＤ法によって被着
した、２０モル％の濃度の８２０３　？］ｌ−苫ム５ｉ
Ｏｚ膜（以下Ｂ５Ｇｍと略ｆ）ｆ厚ざ１１００ｎい３μ
不純物？ドープしていないＣｖＩＪ−８ｉＵ２膜”’Ｃ
’厚す５００’　ｎ　ｍ　Ｔあり、コノ２櫨類の膜から
成る構造勿２ｊ−槓虐した上にＬＰＣＶｕ法により多結
晶５１ｇ４２厚Ｆ６００ｎｍ被層した。さらに、不利＊
’にドープし〃いＣＶＤ−８ｉＣｈ膜５　ｋ　１．５μ
ｍ被有し、市溶融時のＳｉノーの変形、雰囲気ガスのＳ
１層への混入の防止忙何なった。
不慣逍盆＠果２１ｔｇ例における第２の方法によって蛍
浴融、再結晶δせたところ、前実施例におけゐのと１０
Ｊ様に、亀裂を伴わない連続したｄｉ薄膜ヶ得ることが
でき罠。そこで、ＢＳＧＳａＯ２さ？種々皮更して再結
晶薄膜の電気特性ｔしっぺ（。
測九は、再結晶、専属にＰゝイオン’ｃ　ｌ　２０　Ｋ
　ｅ　Ｖで５ＸＩＯ”／ｃｒＡ打込み、屋素雰囲気中に
おいて９８０Ｃ，３０分間のアニール７行った仮、ボー
ル測足および比抵抗測尾ｃ何なった。
弔４図はＢＳＧ膜厚と丹結晶膜甲の電子移動度Ｉ／、ｌ
関赤を示しているが、このようにＢＳＧ膜厚によって膜
の嶋気符性τ制両しうるということは、本発明の特徴θ
一つである。図に示すように、ＢＳＧの厚さ？制御する
争によって電子移動度の高い領域（領域Ｉ）と低い領域
（領域■）ｒ形成でさゐ。膜の電気特性制御μこの他、
ｇ＋１実施例のような２棟類の膜ｒ一層績んだ構造に於
ても可能であり、またほう素（！１１んでも同＠）の！
腿の変更によっても可能であったが本実施例によルは特
に艮好な制御性？得ることができた。筐た、本実施例に
おける、８８０層にはさまれた不純吻？ドープしていな
い５ｉＯｚ層の膜厚制御によっても、ある８度口丁能で
めった。こｌしらパラメータμそ几ぞれに制御しゃ丁い
範囲ｔもってお・す、目的に応じて選択すべきでろ名が
、本発明の積ノ曽衣囲構造に起因する符頭でめる点は、
いずγしも同じである。
第３の実施例は、丹結晶Ｓｉ膜のドーピングに関するも
のであめ。本実施例は、基体構造ｔ４５図に示すように
することで行なわｒした。即ち、第５図の構造は基本的
には第１図の構造と類似であるが、Ｓｉ層とそ几に接す
る不純物ｔドープしていない８ｊ０２との間に、不純吻
ｔドープした薄い５ｉＯ２膜ｒはさみ込んだ点に特徴が
ある。もちろんこの膜の形成は、順次ＣＶＤ法による膜
の堆償被層ｒ行なう過程で、各局に行なうことができる
。
具体νりとしては、シん濃度１０モル％のＰＳＧ膜に２
０口ｍ被看した時、得もつれた再結晶Ｓｉ朕はｎ型で、
キャリア濃度約７　Ｘ　１０　”　Ｃｍ−”であった。
以上、実施ＶＵこおいては多結晶Ｓｉの再結晶化７例と
したか、出発材料として非晶質Ｓｌｒ用いることは差し
つかえない。また、本発明の原理ｌこもとつく基体悔遣
が、Ｓｉ以外の半導体薄膜の育成１７）場曾にｔ適用し
ン心ことは明らかであめ。
し＃、明の効果〕 以上の如く本発明によ１しぽ非晶質絶縁体基板上に大面
積の手４．ｆｌｆ−結晶層τ脣性を制御して形成可能で
あるので、素子業績密度の向上および高子設計上の自由
度の同上ケ達成することがでキ向。
【図面の簡単な説明】
第１図、第３図および第５図はぞｎ−ｆ：ｎ本発明の異
なる実施例？ホす断面図、第２図は本発明における加熱
方法の例ｒ示す図、第４図はＢＳＧ膜厚と膜中の電子移
動度の関係ｒ示す曲線図でめろ、。 １・・・溶融石英基体、２・・・ＣＶ’Ｄ法により被着
したりん７ノラス層、３・・・不純吻ｔドープしていシ
よいＣＶ　ＪＪ・５ｊｌＪ２層、４・・・多紹晶ＳＩ渭
、５・・・衆面株、涜用の不純物？ドーグしていないＣ
Ｖｊ）−８ｉ（Ｊ２層、６・・・第１図の構造による基
体、７・・・下部ヒータ、８・・・上１９ヒータ・ 代理人弁理士薄　１）利　幸 第１図 冨　２　図 （０−ン （？）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 互いに軟化点の共なる複数の膜と多結晶もしくン族を単
    結晶化する工程ｒ會むこと葡荷値とする半導体薄膜の製
    造方法。
JP57189048A 1982-10-29 1982-10-29 半導体薄膜の形成方法 Pending JPS5979518A (ja)

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JP57189048A JPS5979518A (ja) 1982-10-29 1982-10-29 半導体薄膜の形成方法

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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