JPS60189922A - 単結晶層の製造方法 - Google Patents

単結晶層の製造方法

Info

Publication number
JPS60189922A
JPS60189922A JP60028488A JP2848885A JPS60189922A JP S60189922 A JPS60189922 A JP S60189922A JP 60028488 A JP60028488 A JP 60028488A JP 2848885 A JP2848885 A JP 2848885A JP S60189922 A JPS60189922 A JP S60189922A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating
silicon
layer
single crystal
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
Application number
JP60028488A
Other languages
English (en)
Inventor
エミール・アーノルド
ヘルムート・バウムガート
ベルナール・エイ・ロツシ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of JPS60189922A publication Critical patent/JPS60189922A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/0242—Crystalline insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02441—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/0245—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10S117/903—Dendrite or web or cage technique
    • Y10S117/904—Laser beam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体デバイスの製造方法、時に多結晶半導体
フィルムをＩＷ積させ、次いでこれを単結晶フィルムに
転化覆ることにより絶縁基板層上に単結晶層を製造する
方法に関するものである。
絶縁体上のシリコン層は平面パネルディスプレイ、高電
圧高周波数集積回路用の誘導的に絶縁されているデバイ
スおよびその他の用途に適した大面積デバイスアレイを
製造するのに使用することができる。かかるシリコンフ
ィルムは化学蒸着にＪ：り石英のような適当な基板上に
多結晶シリコンフィルムをｉｌｌ積ざゼ、次いでこの多
結晶フィルムをレーザービームまたはハイインテンシテ
イ−光源で照射ηることにより単結晶物質に転化するこ
とにより製造されている。別法では電子ビームも使用さ
れている。再結晶したシリ：１ンフイルムは従来のシリ
コン技術によりトランジスタデバイスの製造に使用づる
ことができる。
かかる従来技術によって製造したシリコンフィルムは絶
縁基板どシリコンフィルムとの間の熱膨張係数の差のた
めに亀裂を生ずる。しかも、従来技術は例えば米国特許
第４，４１４，２４２号および同第４．．３８３，８８
３号から分かるようにバ１模の大きく時間のかかる方法
である。かかる従来技術によってシリコンフィルムを絶
縁体上に製３ｉ４　、ｌる場合には、下側の絶縁層上に
みぞおよび隆起を形成し、みぞおよび隆起上の多結晶構
造体中に単結晶層を形成し、次いでレーザーで加熱して
構造体を単結晶配列に再結晶づる。
本発明の目的は、特に基板の熱膨張係数がシリコンの熱
膨張係数とは著しく異なる場合に、亀裂の発生を著しく
減少させる方法を得ることにある。
単結晶シリコンフィルムを絶縁体上に形成する本発明の
かかる容易な技術はこの技術を実行可能（２ものと覆る
のに重要である。
従って、本発明方法は、多結晶半導体フィルムを、小さ
い微結晶が絶縁層中に埋込まれている混合物からなりか
つ前記絶縁基板層りに形成されている半絶縁フィルム上
に［ｆ槓さＵることを特徴とする。シリコンのような微
ｑ１結晶が二酸化ケイ素のような絶縁層中に埋込まれて
いる混合物からなる介在半絶縁フィルムは、二酸化ケイ
素のような基板絶縁層と上側のシリコン層との間の熱膨
張係数値を有する層を提供づるので、ｌｉ結晶シリコン
層における亀裂発生の問題を回Ｍすることができる。
次に本発明を図面を参照しＣ例について説明する。
添付図面は、本発明方法における絶縁層中に埋込まれて
いる微単結晶の混合物からなる半絶縁層を明瞭に示づた
めに、一定でない比率で描いたものである。
本質的に本発明によってＷＡ造される構造体は基板層１
を有し、この基板層は形成した単結晶層５とは十分に異
なる熱膨張係数を有する絶縁体であり、単結晶層５はシ
リコンとすることができる。
かかる基板絶縁体の代表例は、例えばシリコンを成長さ
せる場合には、石英である。本発明においでは、１１５
結晶シリ］ンフイルム５を絶縁基板層１Ｊ：に生成Ｊる
前に、先ず半絶縁層２を絶縁基板層１１−に形成づ゛る
。この半絶縁フィル１８または層２（まシリコン微結晶
３が二酸化ケイ素マトリックス４中に押込まれている混
合物からなり、マトリックス４はアモルファス状態また
はガラス状態に形成号ることができる。
シリコン微結晶が二酸化クイ素中に埋込まれている混合
物からなる半絶縁フィルムは、シリコンと二酸化ケイそ
または石英との間の熱膨張係数１ｉｆｊを有しているこ
とを見い出した。かかる半絶縁フィルムは化学蓋１　（
ＣＶＤ）技術により低圧で生成することができる。例え
ば、シラン（Ｓ！Ｈ４）と亜酸化窒素（Ｎ２０）または
二酸化炭素（’Ｃ０２）との混合物は部分排気した加熱
学内で反応して半絶縁層２の薄いフィルムを絶縁基板１
の表面上に堆積する。
シランと亜酸化窒素との混合物に使用できる代表的なｍ
積技術は、約６５０℃の温度、約０．３ｍｍ１−Ｉ　Ｏ
（ｔｏｒｒ）の圧力、および２：１のシラン対亜酸化窒
素である。かかる条件下に、シランと亜酸化窒素とは二
酸化ケイ素７１〜リツクス中のアモルファスシリコンに
転化し、Ｎ　２　ｉ１３よびト１２の刀ス状生成物がｌ
ｉｄ出される。次いＣ半絶縁フィルムを少くとも１ミク
ロン以、ｌ二の厚さまで成長さける。
３ｉｔ−ｈとＮ２０との反応により形成するフィルムは
本質的にアモルファスシリコ１ンと二酸化ケイ素との混
合物からなる。このフィルムを約９００〜１１００℃の
温度に加熱づることにより焼なました後に、フィルム中
のアモルファスシリコンは５〜１０ナノメーＩ〜ル（ｎ
ｍ）の大きさの小ざいシリコン微結晶に転化り−る。別
法ではかかる焼なましを行う必要がない。その理由は小
さい微結晶３への転化が、例えばその後に被着させた多
結晶シリコンを単結晶シリコン層５に転化させる場合に
、レーザーエネルギーを供給した際にも起るからである
。
このフィルムの本質的な特徴はシリコン微結晶３が二酸
化ケイ素ガラス構造体４中に埋込まれている混合物であ
ることである。
次いでシリコン上に絶縁体を設りる通常の技術を使用す
ることがｔぎる。すなわち、標準化学蒸着技術によって
半絶縁フィルム２上にｊ什積させた多結晶シリコンフィ
ルムの上を、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、または上述の
半絶縁フィルムのような絶縁層で被覆する。この層６は
下側のシリコンフィルム５が焼なましおよび／または単
結晶形態への転化に使用する高温において流れるのを防
止する。しかる俊に、レーザービーム源または他のハイ
インテンシブイー光源あるいは熱源を使用することにに
り多結晶シリコンフィルムを単結晶フィルム５に転化す
る。また電子線走査を使用して多結晶フィルムを単結晶
フィルムに転化Ｊることができる。
このようにして形成した構造体は多数のソリッドステー
１へ・デバイスを製造Ｊるのに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明方法で製造した単結晶の部分断面図で
ある。 １・・・基板層 ２・・・半絶縁層（半絶縁フィルｌ＼）３・・・シリコ
ン微結晶 ４・・・二酸化ケイ素マトリックス（ガラス構造体）５
・・・単結晶層（単結晶シリコンフィルム）６・・・絶
縁層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、多結晶半導体フィルムを堆積させ、次いでこれを単
    結晶フィルムに転化することにより絶縁基板層上に単結
    晶層を製造するに当り、前記多結晶半導体フィルムを、
    小いさい微結晶が絶縁層中に埋込まれている混合物から
    なりかつ前記絶縁基板層上に形成されている半絶縁フィ
    ルム上に１ｆｔ、梢させることを特徴とする単結晶層の
    製造方法。 ２、半絶縁フィルムがケイ素微単結晶が二酸化ケイ素中
    に埋込まれている混合物からなり、前記二酸化ケイ素が
    前記第二絶縁層である特許請求の範囲第１項記載の方法
    。 ３、温度約６５０℃、圧力的０．３＋ｎｍＨｇ　（ｔｏ
    ｒｒ）および５ｉｌ（４／ＮｚＯ比２：１においてシラ
    ンと亜酸化窒素との混合物を前記第一絶縁フィルム上に
    １仔積させることにより半絶縁フィルムを少くとも１ミ
    クロン以上の厚さまで形成し、しかる後に少くも９００
    ℃Ｊス上の温度で焼なます特許請求の範囲？Ａ２項記載
    の方法。 ４、多結晶半導体フィルムをし〜す”−源または他のハ
    イインテンシブイー光源あるいｔま熱源で照１１Ｊ’ｌ
    りることにより前記多結晶半導体フィルムを前記単結晶
    フィルムに転化する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、前記絶縁基板層が石英である特許請求の範囲第１項
    記載の方法。 ６゜多結晶半導体フィルムを転化する前に、前記フィル
    ム上に絶縁層を形成する特許請求の範囲第１〜５項のい
    ずれか一つの項に記載の方法。
JP60028488A 1984-02-21 1985-02-18 単結晶層の製造方法 Pending JPS60189922A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL581752 1984-02-21
US06/581,752 US4555300A (en) 1984-02-21 1984-02-21 Method for producing single crystal layers on insulators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60189922A true JPS60189922A (ja) 1985-09-27

Family

ID=24326432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60028488A Pending JPS60189922A (ja) 1984-02-21 1985-02-18 単結晶層の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4555300A (ja)
EP (1) EP0154373B1 (ja)
JP (1) JPS60189922A (ja)
DE (1) DE3566475D1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4820394A (en) * 1984-11-21 1989-04-11 Energy Conversion Devices, Inc. Phase changeable material
JPS61270812A (ja) * 1985-05-22 1986-12-01 エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン 半導体装置の製造方法
US4801351A (en) * 1985-12-20 1989-01-31 Agency Of Industrial Science And Technology Method of manufacturing monocrystalline thin-film
US5374833A (en) * 1990-03-05 1994-12-20 Vlsi Technology, Inc. Structure for suppression of field inversion caused by charge build-up in the dielectric
US5602056A (en) * 1990-03-05 1997-02-11 Vlsi Technology, Inc. Method for forming reliable MOS devices using silicon rich plasma oxide film
US5763937A (en) * 1990-03-05 1998-06-09 Vlsi Technology, Inc. Device reliability of MOS devices using silicon rich plasma oxide films
GB9206086D0 (en) * 1992-03-20 1992-05-06 Philips Electronics Uk Ltd Manufacturing electronic devices comprising,e.g.tfts and mims
TW303526B (ja) * 1994-12-27 1997-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd
KR100282709B1 (ko) * 1998-08-28 2001-03-02 윤종용 반구형 실리콘을 이용한 캐패시터의 제조 방법
US20060180816A1 (en) * 2005-02-14 2006-08-17 Sharp Laboratories Of America, Inc. Wide wavelength range silicon electroluminescence device
US8021991B2 (en) * 2005-02-28 2011-09-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Technique to radiation-harden trench refill oxides

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59939A (ja) * 1982-06-28 1984-01-06 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3585088A (en) * 1968-10-18 1971-06-15 Ibm Methods of producing single crystals on supporting substrates
US4087571A (en) * 1971-05-28 1978-05-02 Fairchild Camera And Instrument Corporation Controlled temperature polycrystalline silicon nucleation
JPS5199971A (ja) * 1975-02-28 1976-09-03 Nippon Electric Co Taketsushobubunofukumuepitakisharusono seizohoho
JPS5734331A (en) * 1980-08-11 1982-02-24 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
US4330363A (en) * 1980-08-28 1982-05-18 Xerox Corporation Thermal gradient control for enhanced laser induced crystallization of predefined semiconductor areas

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59939A (ja) * 1982-06-28 1984-01-06 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE3566475D1 (en) 1988-12-29
EP0154373B1 (en) 1988-11-23
US4555300A (en) 1985-11-26
EP0154373A1 (en) 1985-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4576851A (en) Semiconductor substrate
US5716857A (en) Method for manufacturing a semiconductor device
JPS61256663A (ja) 半導体装置
US4795679A (en) Monocrystalline silicon layers on substrates
JPS6392012A (ja) 積層物品およびその製造方法
JPS60189922A (ja) 単結晶層の製造方法
EP0257917A2 (en) Method of producing soi devices
JP2917392B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2505736B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2917388B2 (ja) 半導体装置の製造方法
EP0202718A2 (en) A method of producing a semiconductor device comprising a monocrystalline silicon layer on a substrate
JPS603148A (ja) 単結晶シリコン半導体装置用基板およびその製造方法
JPS58182816A (ja) シリコン系半導体材料の再結晶方法
JPS59148322A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01248511A (ja) 多結晶膜の形成方法
JP2532252B2 (ja) Ｓｏｉ基板の製造方法
JPH0284772A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2752164B2 (ja) 多結晶シリコン膜の製造方法
JPH0442358B2 (ja)
JPH08239296A (ja) ダイアモンド単結晶膜の製造方法
JP3728555B2 (ja) 単結晶ダイヤモンド膜合成用基板
JPS60127745A (ja) 半導体基板
JP3144707B2 (ja) 結晶基材の製造方法
JPS6126598A (ja) ゲルマニウム薄膜結晶の製造方法
JPH0626966A (ja) 半導体薄膜の製造方法