JPS6083322A - 半導体薄膜の結晶化方法 - Google Patents
半導体薄膜の結晶化方法Info
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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】
産業上の利用分野
本発明は、多結晶薄膜、非晶質薄膜を加熱溶融して再結
晶化させるいわゆるゾーンメルト法における半導体薄膜
の結晶化方法に関する。
晶化させるいわゆるゾーンメルト法における半導体薄膜
の結晶化方法に関する。
背景技術とその問題点 ・
絶縁基板又は絶縁層上に被着形成した多結晶又は非晶質
の半導体薄ＩＩＩ（例えは多結晶シリコ１）薄膜）をゾ
ーンメルト法（よシ再結晶化させて単結晶薄膜を作り、
この単結晶薄膜を用いて半導体集菌前１畝竺も自Ｌｌｊ
／ｅ手１ンシ礒【斜もｈイｈス−とのようなゾーンメル
ト法の一つとして、例えばカーボン・ヒータを使用した
結晶化方法がある。この結晶化方法は、第１図に示すよ
うに、固定ヒータ（２）に多結晶シリコン薄膜が形成さ
れた基板（１）を載置し、固定ヒータ（２）で基板（１
）を予備加熱すると共に、多結晶シリコンの溶融温度に
まで加熱したカーボン・ストリッツヒータ（３１を基板
（１１上で所定間隔を保ってＡ方向に平行に移動させる
ことによシ、多結晶シリコンを単結晶シリコンに連続的
に再結晶化させるものｆある。
の半導体薄ＩＩＩ（例えは多結晶シリコ１）薄膜）をゾ
ーンメルト法（よシ再結晶化させて単結晶薄膜を作り、
この単結晶薄膜を用いて半導体集菌前１畝竺も自Ｌｌｊ
／ｅ手１ンシ礒【斜もｈイｈス−とのようなゾーンメル
ト法の一つとして、例えばカーボン・ヒータを使用した
結晶化方法がある。この結晶化方法は、第１図に示すよ
うに、固定ヒータ（２）に多結晶シリコン薄膜が形成さ
れた基板（１）を載置し、固定ヒータ（２）で基板（１
）を予備加熱すると共に、多結晶シリコンの溶融温度に
まで加熱したカーボン・ストリッツヒータ（３１を基板
（１１上で所定間隔を保ってＡ方向に平行に移動させる
ことによシ、多結晶シリコンを単結晶シリコンに連続的
に再結晶化させるものｆある。
１このような結晶化方法において、均質で大面積の再結
晶薄膜を得るために、第２図に示すように石英板（４）
上に帯状の多結晶シリコン薄膜（５）を複数本形成した
基板（１）が使用されている。この基板（１）では、多
結晶シリコン薄膜（５）の上にキャッグ層となる５ｉ０
２層（６）とＳｉ３Ｎ４層（７）が順次積層されている
。
晶薄膜を得るために、第２図に示すように石英板（４）
上に帯状の多結晶シリコン薄膜（５）を複数本形成した
基板（１）が使用されている。この基板（１）では、多
結晶シリコン薄膜（５）の上にキャッグ層となる５ｉ０
２層（６）とＳｉ３Ｎ４層（７）が順次積層されている
。
従１来のこのような結晶化方法による、加熱溶融時の１
多結晶シリ→ン薄膜（５）内の温度分布は、第２図の曲
線Ｃで明らかな通シ、薄膜（５）の中央部が高く、両端
部が低くなっているため、再結晶化後の薄膜（５）の中
央部には結晶粒界が発生していた。このように多結晶シ
リコン薄膜（５）を帯状に形成することによシ、均質で
大面積の再結晶薄膜を得ることができるが、中央部に発
生する結晶粒界によって、半導体素子形成のために利用
できる領域が制限さ ：れてしまうという問題点があっ
た。
多結晶シリ→ン薄膜（５）内の温度分布は、第２図の曲
線Ｃで明らかな通シ、薄膜（５）の中央部が高く、両端
部が低くなっているため、再結晶化後の薄膜（５）の中
央部には結晶粒界が発生していた。このように多結晶シ
リコン薄膜（５）を帯状に形成することによシ、均質で
大面積の再結晶薄膜を得ることができるが、中央部に発
生する結晶粒界によって、半導体素子形成のために利用
できる領域が制限さ ：れてしまうという問題点があっ
た。
発明の目的
本発明は、上述の点に鑑みて、帯状半導体薄膜の中央部
での結晶粒界の発生を阻止することができる半導体薄膜
の結晶化方法を提供するものである。
での結晶粒界の発生を阻止することができる半導体薄膜
の結晶化方法を提供するものである。
発明の概要
本発明は、基板に形成された帯状半導体簿膜をヒータで
加熱溶融して再結晶化させる半導体薄膜の結晶化方法に
おいて、帯状半導体薄膜とヒータとの間に帯状半導体薄
膜の略中央部に沿うように熱輻射防止層を介在させて再
結晶化させることを特徴とする半導体薄膜の結晶化方法
である。
加熱溶融して再結晶化させる半導体薄膜の結晶化方法に
おいて、帯状半導体薄膜とヒータとの間に帯状半導体薄
膜の略中央部に沿うように熱輻射防止層を介在させて再
結晶化させることを特徴とする半導体薄膜の結晶化方法
である。
本発明によシ、帯状半導体薄膜の中央部での結晶粒界の
発生を阻止することが可能になる。
発生を阻止することが可能になる。
実施例
本実施例においては、第３図に示すように、石−板（４
）上に厚さ０．５μｍ、幅４００〜６００μｍノ帯状の
多結晶シリコン薄膜（５）を５０μｍの間隔で複数本−
ムし、この上に厚さ１〜２μｍのＳｉ０２層（６）と厚
さ□：５０ｎｍのＳｉ３Ｎ４層（７）を順次積層して構
成した基板（１）を用意し、多結晶シリコン薄膜（５）
の略中央部に位置するＳｉ３Ｎ４層（７）の表面にＭＯ
よシなる幅１００μｍ１厚さ２００ｎｍの熱輻射防止層
（８）を設ける。熱−射防止層（８）の材料としては、
このＭｏの他に例えｉｉ’ｗ、 Ｔａ、 Ｐｔ、 Ｔｉ
等の高融点で、反射率の高←、物質を使用することがで
きる。また、熱輻射防止層（８）の幅、厚さに関しては
任意に設定し得るが、幅だけは薄膜（５）よシ狭くする
必要がある。ここで、多結晶シリコン薄膜（５）の膜厚
、大きさ等について特に限定はないが、例えば膜厚は２
００〜１１０００ｎ。
）上に厚さ０．５μｍ、幅４００〜６００μｍノ帯状の
多結晶シリコン薄膜（５）を５０μｍの間隔で複数本−
ムし、この上に厚さ１〜２μｍのＳｉ０２層（６）と厚
さ□：５０ｎｍのＳｉ３Ｎ４層（７）を順次積層して構
成した基板（１）を用意し、多結晶シリコン薄膜（５）
の略中央部に位置するＳｉ３Ｎ４層（７）の表面にＭＯ
よシなる幅１００μｍ１厚さ２００ｎｍの熱輻射防止層
（８）を設ける。熱−射防止層（８）の材料としては、
このＭｏの他に例えｉｉ’ｗ、 Ｔａ、 Ｐｔ、 Ｔｉ
等の高融点で、反射率の高←、物質を使用することがで
きる。また、熱輻射防止層（８）の幅、厚さに関しては
任意に設定し得るが、幅だけは薄膜（５）よシ狭くする
必要がある。ここで、多結晶シリコン薄膜（５）の膜厚
、大きさ等について特に限定はないが、例えば膜厚は２
００〜１１０００ｎ。
幅は１００〜１０００μｍ１薄膜間の間隔は１０〜１０
０μｍとすることができる。
０μｍとすることができる。
このような熱輻射防止層（８）を設けた基板（１）に対
して、第１図に示す従来と同じ加熱方法で再結晶化させ
ている際の多結晶シリコン薄膜（５）内の温度分布を第
３図の曲線に示す。この曲線りから明らかな通シ、薄膜
（５）中央部の温度が低くなシ、薄膜（５１中央部での
結晶粒界の発生が阻止されていることがわかる。
して、第１図に示す従来と同じ加熱方法で再結晶化させ
ている際の多結晶シリコン薄膜（５）内の温度分布を第
３図の曲線に示す。この曲線りから明らかな通シ、薄膜
（５）中央部の温度が低くなシ、薄膜（５１中央部での
結晶粒界の発生が阻止されていることがわかる。
第４図に、本発明の他の実施例を示す。この実施例にお
いては、石英板（４）上に帯状多結晶シリコン薄膜（５
）を複数本形成し、更にこの薄膜（５）の上部だけを榎
うようにキャップ層となるＳｉ０２層（６）とＳｉ３Ｎ
４層（７）を積層して形成した基板（１）を用意し、薄
膜（５）の略中央部に位置するＳｉ３Ｎ４層（力の表面
に熱輻射防止層（８）を設ける。なお、この基板（１）
では、薄膜（５）の端面を熱酸化して、シリコンの流れ
出しを防止しておく必要がある。（９）がその熱酸化膜
である。
いては、石英板（４）上に帯状多結晶シリコン薄膜（５
）を複数本形成し、更にこの薄膜（５）の上部だけを榎
うようにキャップ層となるＳｉ０２層（６）とＳｉ３Ｎ
４層（７）を積層して形成した基板（１）を用意し、薄
膜（５）の略中央部に位置するＳｉ３Ｎ４層（力の表面
に熱輻射防止層（８）を設ける。なお、この基板（１）
では、薄膜（５）の端面を熱酸化して、シリコンの流れ
出しを防止しておく必要がある。（９）がその熱酸化膜
である。
このような基板（１）に対してストリップヒータ（３）
で加熱した場合、再結晶中の多結晶シリコン薄膜（５）
の温度分、布祉、薄膜（５）中央部の温度が上記実施例
と同様に低くなると共に、薄膜（５）の両端面がＳｉ０
．２によシ覆われていないために、薄膜（５）の両端部
での温度がよシ低くなることが期待できる。
で加熱した場合、再結晶中の多結晶シリコン薄膜（５）
の温度分、布祉、薄膜（５）中央部の温度が上記実施例
と同様に低くなると共に、薄膜（５）の両端面がＳｉ０
．２によシ覆われていないために、薄膜（５）の両端部
での温度がよシ低くなることが期待できる。
上記２実施例においては、多結晶シリコン薄膜（５）の
中央部は低くなるが、同じ薄膜（５）内の中央から略対
称となる位置に温度が高くなる部分ができるため、この
２箇所に結晶粒界が形成される可能性がある。そこで、
この問題点を除去するための実施例を次に示す。この実
施例では、第５図に示すように、石英板（４）上に帯状
の多結晶シリコン薄膜（５）を形成した後、積層するＳ
ｉ０２層（６）の厚さを薄膜（５）と薄膜（５）の間の
部分だけ薄膜（５）上の厚さよシ厚くなるように形成し
、次に同一厚さでＳｉ３Ｎ４層（７）を堆積した基板（
１）を用意し、薄膜（５）の略中央部に位置するＳｉ３
Ｎ４層（７）の表面に熱輻射防止層（８）を設ける。
中央部は低くなるが、同じ薄膜（５）内の中央から略対
称となる位置に温度が高くなる部分ができるため、この
２箇所に結晶粒界が形成される可能性がある。そこで、
この問題点を除去するための実施例を次に示す。この実
施例では、第５図に示すように、石英板（４）上に帯状
の多結晶シリコン薄膜（５）を形成した後、積層するＳ
ｉ０２層（６）の厚さを薄膜（５）と薄膜（５）の間の
部分だけ薄膜（５）上の厚さよシ厚くなるように形成し
、次に同一厚さでＳｉ３Ｎ４層（７）を堆積した基板（
１）を用意し、薄膜（５）の略中央部に位置するＳｉ３
Ｎ４層（７）の表面に熱輻射防止層（８）を設ける。
この基板（１）に対してストリップヒータ（３）で加熱
した場合の再結晶中の多結晶シリコン薄膜（５）の温度
分布を第５図の曲線Ｅに示す。この曲線から明らかなよ
うに、薄膜（５）と薄膜（５）の間のＳｉ０２層（６）
の厚さを薄膜（５）上の厚さよシ厚くすることによシ、
薄膜（５）の両端部の温度が上がシ、結晶粒界が形成さ
れる温度の高い部分、即ち曲ｆｆＭＥの両凸部分（９）
を薄膜（５）の外に移動させることができ、従って薄膜
（５）内での結晶粒界の発生を阻止することができる。
した場合の再結晶中の多結晶シリコン薄膜（５）の温度
分布を第５図の曲線Ｅに示す。この曲線から明らかなよ
うに、薄膜（５）と薄膜（５）の間のＳｉ０２層（６）
の厚さを薄膜（５）上の厚さよシ厚くすることによシ、
薄膜（５）の両端部の温度が上がシ、結晶粒界が形成さ
れる温度の高い部分、即ち曲ｆｆＭＥの両凸部分（９）
を薄膜（５）の外に移動させることができ、従って薄膜
（５）内での結晶粒界の発生を阻止することができる。
発明の効果
本発明によれは、帯状半導体薄膜の再結晶化時の温度分
布を中央部で低くさせることができるため、再結晶化は
中央から進行し、結晶粒界を半導体薄膜の両端部に移動
させることができる。従って、帯状薄膜の中央部分に欠
陥の少い単結晶薄膜が形成された半導体薄膜を得ること
ができる。
布を中央部で低くさせることができるため、再結晶化は
中央から進行し、結晶粒界を半導体薄膜の両端部に移動
させることができる。従って、帯状薄膜の中央部分に欠
陥の少い単結晶薄膜が形成された半導体薄膜を得ること
ができる。
第１図は従来のストリップヒータを使用した結晶化方法
を示す斜視図、第２図は従来の結晶化方法による多結晶
シリコン薄膜の溶融状態を説明するための図、第３図〜
第５図は本発明の実施例を示す断面図及び多結晶シリコ
ン薄膜の溶融状態を示す図である。 （１）は基板、（３）はストリップヒータ、（５）は帯
状多結晶シリコン薄膜、（８）は熱輻射防止層である。 第１図 第２図 １４図
を示す斜視図、第２図は従来の結晶化方法による多結晶
シリコン薄膜の溶融状態を説明するための図、第３図〜
第５図は本発明の実施例を示す断面図及び多結晶シリコ
ン薄膜の溶融状態を示す図である。 （１）は基板、（３）はストリップヒータ、（５）は帯
状多結晶シリコン薄膜、（８）は熱輻射防止層である。 第１図 第２図 １４図
Claims (1)
- 基板に形成された帯状半導体薄膜をヒータで加熱溶融し
て再結晶化させる半導体薄膜の結晶化方法において、上
記帯状半導体薄膜と上記ヒータとの間に上記帯状半導体
薄膜の略中央部に沿うように熱輻射防止層を介在させて
再結晶化させる・ことを特徴とする半導体薄膜や結晶化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58191450A JPS6083322A (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | 半導体薄膜の結晶化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58191450A JPS6083322A (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | 半導体薄膜の結晶化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6083322A true JPS6083322A (ja) | 1985-05-11 |
Family
ID=16274826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58191450A Pending JPS6083322A (ja) | 1983-10-13 | 1983-10-13 | 半導体薄膜の結晶化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6083322A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0167391A2 (en) * | 1984-07-02 | 1986-01-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing semiconductor devices |
| EP0231115A2 (en) * | 1986-01-24 | 1987-08-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor devices |
| JPS63142810A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797619A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-17 | Matsushita Electronics Corp | Formation of semiconductor element |
| JPS5814524A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-10-13 JP JP58191450A patent/JPS6083322A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5797619A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-17 | Matsushita Electronics Corp | Formation of semiconductor element |
| JPS5814524A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0167391A2 (en) * | 1984-07-02 | 1986-01-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing semiconductor devices |
| EP0231115A2 (en) * | 1986-01-24 | 1987-08-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing semiconductor devices |
| JPS63142810A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
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