JPS60145986A - 薄膜結晶成長法 - Google Patents
薄膜結晶成長法Info
- Publication number
- JPS60145986A JPS60145986A JP379684A JP379684A JPS60145986A JP S60145986 A JPS60145986 A JP S60145986A JP 379684 A JP379684 A JP 379684A JP 379684 A JP379684 A JP 379684A JP S60145986 A JPS60145986 A JP S60145986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- beams
- single crystal
- light
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
- C30B13/24—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
く技術分野〉
本発明は薄１漢の結晶形成方法に関し、特に薄膜全光エ
ネルギ照射によって単結晶化する方法に関するものであ
る。
ネルギ照射によって単結晶化する方法に関するものであ
る。
〈従来技術〉
従来より、結晶性を有しない基板材料の上に非晶質或い
は多結晶質等の非単結晶薄膜を形成し、該薄膜にレーザ
光を照射して加熱し、単結晶を作成する方法が提案され
ている。
は多結晶質等の非単結晶薄膜を形成し、該薄膜にレーザ
光を照射して加熱し、単結晶を作成する方法が提案され
ている。
処で絶縁薄膜で被覆した基板の表面に一旦多結晶等の非
単結晶薄膜を均一に形成し、これを単結晶化するべく単
にガウス分布したレーザ光を照則しただけでは、」二記
薄膜を単結晶化することは困難である。即ちガウス分布
したレーザか薄膜に照射された場合、照射領域の中心部
が周辺部より温度上昇するため、冷却時には温度の低い
周辺部から固化が始″！、ｐ、周辺各部で不規則に核発
生し。
単結晶薄膜を均一に形成し、これを単結晶化するべく単
にガウス分布したレーザ光を照則しただけでは、」二記
薄膜を単結晶化することは困難である。即ちガウス分布
したレーザか薄膜に照射された場合、照射領域の中心部
が周辺部より温度上昇するため、冷却時には温度の低い
周辺部から固化が始″！、ｐ、周辺各部で不規則に核発
生し。
この核に従って結晶成長が進むため当初の非結晶７Ｍｉ
膜は結果的に単結晶とならず、多結晶薄膜か形成される
。
膜は結果的に単結晶とならず、多結晶薄膜か形成される
。
このような問題に対して冷却時に領域の中心部分より固
化させるような工夫がなされている。その一つとして第
３図に示すように、光路１中にレーザ光の強度分布を制
御する半円形等のマスク２を設置し、光ビームのエネル
ギ強度分布を中心ｌＸ１１に比べて周辺部が強くなるよ
うにｉｌｒ’ｌ ｒｌすると共に更に必要に応じて反射
鏡３及びレンズ４′：９の光学系を配置して非単結晶薄
膜が形成されゾこ試料５に光ビームを照射する方法が提
案されている。このようなマスク２を利用する方法では
、一応光エネルギの強度を制御することができるが、レ
ーザ光の一部を遮蔽するためレーザパワーの損失が大き
いという欠点がある。
化させるような工夫がなされている。その一つとして第
３図に示すように、光路１中にレーザ光の強度分布を制
御する半円形等のマスク２を設置し、光ビームのエネル
ギ強度分布を中心ｌＸ１１に比べて周辺部が強くなるよ
うにｉｌｒ’ｌ ｒｌすると共に更に必要に応じて反射
鏡３及びレンズ４′：９の光学系を配置して非単結晶薄
膜が形成されゾこ試料５に光ビームを照射する方法が提
案されている。このようなマスク２を利用する方法では
、一応光エネルギの強度を制御することができるが、レ
ーザ光の一部を遮蔽するためレーザパワーの損失が大き
いという欠点がある。
また第４図に示すように、直線偏光のレーザ光６を蚤波
長板９を通して円偏向にした後２複屈折板ｌＯを通すこ
とによシ２つのレーザ光７，８に分離して双峰ビームを
得、中央部のエネルギ強度を低下させて温度の上昇を緩
和させ、冷却時にこの中央部から固化が始まるようにす
る方法もある。しかしこの方法では双峰ビーム７．８の
山の間の距離を変えるには複屈折板１０の厚さを変える
必要があり、そのためには多数の複屈折板を用意する必
要がある。捷た双峰ビーム間の強度比を任意に変化させ
ることも困難であり、薄膜作成条件が蓄しく制限される
という欠点がある。
長板９を通して円偏向にした後２複屈折板ｌＯを通すこ
とによシ２つのレーザ光７，８に分離して双峰ビームを
得、中央部のエネルギ強度を低下させて温度の上昇を緩
和させ、冷却時にこの中央部から固化が始まるようにす
る方法もある。しかしこの方法では双峰ビーム７．８の
山の間の距離を変えるには複屈折板１０の厚さを変える
必要があり、そのためには多数の複屈折板を用意する必
要がある。捷た双峰ビーム間の強度比を任意に変化させ
ることも困難であり、薄膜作成条件が蓄しく制限される
という欠点がある。
〈発明の目的〉
本発明ば、＠記従来のレーザ光強度分布制御法を利用し
た薄膜結晶形成法に鑑み、光エネルギの損失が少なく、
かつ双峰ビームの山の間の距離及び強度比を自由に変化
させ得る方法を提供することを目的とするものである。
た薄膜結晶形成法に鑑み、光エネルギの損失が少なく、
かつ双峰ビームの山の間の距離及び強度比を自由に変化
させ得る方法を提供することを目的とするものである。
〈実施例〉
第１図は本発明の一実施例を示す光学系の模式図である
。光源から放射され且つ直線偏光が施こされたレーザ光
１１を超音波光偏向器１２Ｋ、ある特定の入射角で入射
する。入射されたレーザ光１１は超音波光偏光器１２を
通過することにより偏光方向が直交する２つのビーム１
３．１４に分離されて出力される。この２つのビーム１
３．１４は互いに角度Ｏだけずれたビームとして出力さ
れるため、２つのビーム１３．１４を互いに平行に戻す
ため、例えばビーム１３側を反射鏡１５で反射させ、そ
の後平行なビーム１３．１４を更にレンズ１６で絞り、
非単結晶薄膜が形成された試料１７に照射する。試料１
７がレンズ１６の焦へ位置に置かれている場合は分離し
た２つのビーム１３．１４は１点に集まるが、焦点付ｉ
［イから少しずれると２つのビーム１３．１４ＶＣ分離
した゛ままで試料１７に照射され、試料１７面には２つ
のビーム１３．１４に対応した強度分布で光エネルギが
与えられる。
。光源から放射され且つ直線偏光が施こされたレーザ光
１１を超音波光偏向器１２Ｋ、ある特定の入射角で入射
する。入射されたレーザ光１１は超音波光偏光器１２を
通過することにより偏光方向が直交する２つのビーム１
３．１４に分離されて出力される。この２つのビーム１
３．１４は互いに角度Ｏだけずれたビームとして出力さ
れるため、２つのビーム１３．１４を互いに平行に戻す
ため、例えばビーム１３側を反射鏡１５で反射させ、そ
の後平行なビーム１３．１４を更にレンズ１６で絞り、
非単結晶薄膜が形成された試料１７に照射する。試料１
７がレンズ１６の焦へ位置に置かれている場合は分離し
た２つのビーム１３．１４は１点に集まるが、焦点付ｉ
［イから少しずれると２つのビーム１３．１４ＶＣ分離
した゛ままで試料１７に照射され、試料１７面には２つ
のビーム１３．１４に対応した強度分布で光エネルギが
与えられる。
ここで試料１７上での２つのビーム間の距離を変えるに
は、レンズ１６と試料１７の間の距離を変えることによ
り調整し得る。ただし、この方法では２つのビーム間の
距離だけでなく、ビーム径も変化してしまう。
は、レンズ１６と試料１７の間の距離を変えることによ
り調整し得る。ただし、この方法では２つのビーム間の
距離だけでなく、ビーム径も変化してしまう。
一方、超音波光偏向器１２け入力する高周波の周波数を
変えることにより、２つのビーム１３゜１４の分離角θ
を任意に調整することが可能であり、これを利用して２
つのビーム１３１４の分離角θを制御し、更に反射鏡１
５で互いに平行に戻すことにより、ビーム径を変えずに
２つのビーム１３ 、１４の間の距離のみを変えること
ができる。捷た試料１７上での２つのビーム１３．１４
の１−の距離だけを変えてビーム径を一定にする方法と
しては１反射鏡１５と超音波光偏向器１２の距離を変化
させることでも可能である。
変えることにより、２つのビーム１３゜１４の分離角θ
を任意に調整することが可能であり、これを利用して２
つのビーム１３１４の分離角θを制御し、更に反射鏡１
５で互いに平行に戻すことにより、ビーム径を変えずに
２つのビーム１３ 、１４の間の距離のみを変えること
ができる。捷た試料１７上での２つのビーム１３．１４
の１−の距離だけを変えてビーム径を一定にする方法と
しては１反射鏡１５と超音波光偏向器１２の距離を変化
させることでも可能である。
超音波光偏向器のもう一つの特長は、入力する高周波の
電力を変えること（Ｃより、２つに分角ｉｉ Ｌだビー
ム１３．１４の互いの光強度比を任意に籠えることが可
能なことである。このことを利用すると第２図に示すよ
うに双峰ビームの２つの山の強度を任意に調整すること
ができ、光エネルギ照射領域内でのエネルギ強度分布を
より広範囲に調整することができ、核発生位置等を制御
し得る。
電力を変えること（Ｃより、２つに分角ｉｉ Ｌだビー
ム１３．１４の互いの光強度比を任意に籠えることが可
能なことである。このことを利用すると第２図に示すよ
うに双峰ビームの２つの山の強度を任意に調整すること
ができ、光エネルギ照射領域内でのエネルギ強度分布を
より広範囲に調整することができ、核発生位置等を制御
し得る。
上記超音波光偏向器を用いることにより、双峰ビームの
２つの山の間の距離や強度比を任意に変えることができ
、薄膜領域のエネルギ分布を、領域中央部と周辺部の間
で多結晶ないし非晶質薄膜を単結晶化するのに、より適
した光強度分布を簡単に得ることができる。
２つの山の間の距離や強度比を任意に変えることができ
、薄膜領域のエネルギ分布を、領域中央部と周辺部の間
で多結晶ないし非晶質薄膜を単結晶化するのに、より適
した光強度分布を簡単に得ることができる。
〈効 果〉
以上本発明の如く超音波光偏向器を通しゾζ光エネルギ
を用いることにより、分割した２つの光ビームの山の間
の距離や強度比が任意の値をもった双峰ビームとして試
料により適した光強度分布で照射することが可能となり
、非単結晶薄膜からより欠−陥の少々い単結晶を安定に
形成することかてきる。
を用いることにより、分割した２つの光ビームの山の間
の距離や強度比が任意の値をもった双峰ビームとして試
料により適した光強度分布で照射することが可能となり
、非単結晶薄膜からより欠−陥の少々い単結晶を安定に
形成することかてきる。
第１図は木発グＪの一実施例を説りｊする光学系の模式
図、第２図は本発明を用いる試料」二での光の断面の強
度分布を示す図、第３図はマスクを用いた光強度分布制
御法を示す光学系の模式図、第４図は複屈折板を用いて
双峰ビームを得るだめの光学系の模式図である。 １１．１３．１４・・・レーザ光、 １５・・・反射鏡、１６・・・レンズ、１７・・・試料
、１２・・超音波光偏向器代理人 弁理士 福 士 愛
彦（他２名）第１図 第２図 ハ ｆ＼／＼ 第４し
図、第２図は本発明を用いる試料」二での光の断面の強
度分布を示す図、第３図はマスクを用いた光強度分布制
御法を示す光学系の模式図、第４図は複屈折板を用いて
双峰ビームを得るだめの光学系の模式図である。 １１．１３．１４・・・レーザ光、 １５・・・反射鏡、１６・・・レンズ、１７・・・試料
、１２・・超音波光偏向器代理人 弁理士 福 士 愛
彦（他２名）第１図 第２図 ハ ｆ＼／＼ 第４し
Claims (1)
- １）絶縁膜で被覆された基板の表面に形成された非単結
晶薄膜に光エネルギを照射し、該薄膜を単結晶化する薄
膜形成方法において、光ビームを超音波光偏向器を通過
させて光束を分割し、形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP379684A JPS60145986A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | 薄膜結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP379684A JPS60145986A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | 薄膜結晶成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60145986A true JPS60145986A (ja) | 1985-08-01 |
Family
ID=11567152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP379684A Pending JPS60145986A (ja) | 1984-01-10 | 1984-01-10 | 薄膜結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60145986A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266387A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | Fujitsu Ltd | 半導体薄膜のレ−ザ再結晶化法 |
-
1984
- 1984-01-10 JP JP379684A patent/JPS60145986A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61266387A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | Fujitsu Ltd | 半導体薄膜のレ−ザ再結晶化法 |
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