JPS61142735A - 半導体単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents

半導体単結晶薄膜の製造方法

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JPS61142735A
JPS61142735A JP59265642A JP26564284A JPS61142735A JP S61142735 A JPS61142735 A JP S61142735A JP 59265642 A JP59265642 A JP 59265642A JP 26564284 A JP26564284 A JP 26564284A JP S61142735 A JPS61142735 A JP S61142735A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体単結晶薄膜の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の半導体単結晶薄膜の製造方法は、例えば石英等か
らなる絶縁基板上に孤立した島状または一定の幅の帯状
の例えばシリコンからなる多結晶半導体層を被着形成す
る。そして、この島状または帯状の多結晶半導体層に対
し、赤外線、レーザ光或いは電子ビームの如き線状エネ
ルギービームをその島の配列方向、帯状方向に走査し、
これによってこの多結晶半導体層を加熱溶融した後、自
然冷却して固化することにより、半導体単結晶薄膜を形
成するようにしていた。
なお、使用するエネルギービームによって、多結晶半導
体層の上に、例えば５ｔｏ２層のような、キャップ層を
被着形成することもあった。
（発明が解決しようとする問題点〕 ところが、島状半導体層の場合、エネルギービームの走
査後も、孤立の島状領域全体が、暫時、溶融状態を保ち
、その再結晶化は領域の周辺の複数の場所から始まるの
で、再結晶化半導体層にはサブ結晶粒界が発生する。
また、帯状半導体層の場合、エネルギービームの走査後
、帯状領域の両端縁から冷却されるので、その等温線は
領域の両端縁が走査方向に対して進んだ形状となり、固
液相界面も等温線と同一形状となる。そのため、帯状領
域の両端縁から結晶化が始まりその中央に結晶粒界が形
成されるという欠点があった。
更に、熱エネルギーの吸収の度合は、半導体多結晶層の
方が絶縁基板に比し、遥かに大きいことから、得られた
半導体多結晶薄Ｍ力にクランクを生じる可能性が高かっ
た。このため良質な単結晶薄膜が形成され難く、半導体
素子を有効に形成し得る領域が少なくなるという欠点が
あった。
斯る点に鑑み、本発明は、所望の領域に結晶性の良い半
導体単結晶薄膜を容易に形成することのできる半導体単
結晶薄膜の製造方法を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は再結晶化させるべき島状領域（１）と放熱用帯
状領域（２）とが幅狭の連結部（３）によって連結され
て成る半導体薄膜に対し、連結部（３）が下流側となる
ような方向にエネルギービームを走査して半。
導体薄膜を溶融させた後、冷却して再結晶化させること
によって単結晶を得るようにした半導体単結晶薄膜の製
造方法である。
〔作用〕
斯る本発明によれば、帯状領域には結晶粒界、サブ結晶
粒界やクラックが形成されるが、島状領域にはこれらの
結晶粒界及びクランクが形成される虞が少なく、結晶性
の良い半導体単結晶薄膜を得ることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら、本発明による半導体単結晶
薄膜の製造方法の一実施例について説明する。４ 第１図において、（１）及び（２）はそれぞれ多結晶シ
リコン層から成る島状領域及び帯状領域であって、同じ
く多結晶シリコン層から成る幅狭の連結部（３）によっ
て連結され、全体として図示を省略した石英基板上に形
成されている。
また、ａ及びｂは方形の島状領域（１）の２辺の長さを
示し、Ｃは帯状領域（２）の幅を示す、ｄは島状領域（
１）と帯状領域（２）との間隔であり、Ｗは連結部（３
）の幅を示す。これら各寸法は、ａ及びｂが２０〜数１
００＃ｍ、　ｃが１０”　１１００ｐ　、　ｄが１〜１
０＃　ｍ　。
Ｗが５〜数Ｌｏｐ　ｍの範囲で設定される。更に具体的
な数値例を示せば、ａ　＝　８０μｍ、　ｂ　＝　４０
ｐ　ｍ。
ｃ＝２０μｍ等である。連結部（３）の長さｄ及び＠Ｗ
は島状領域（１’ｌの大きさに見合って適宜設定される
。
０−０′は、エネルギービームとしての、アルゴンレー
ザ光の延在方向を示し、このアルゴンレーザ光が矢印（
４）の方向に上述の半導体層（１１〜（３）上を走査す
ると、その部分が溶融し、レーザ光の通過後、自然冷却
により固化して再結晶化が行なわれる。
次に、第２図を参照しながら、溶融乃至再結晶化の過程
を説明する。
第２図において、（５）はエネルギービームとしてのア
ルゴンレーザ光の線状照射領域を示し、第２図Ａ−Ｄに
示すように、この照射領域（５）は走査方向（４）に移
動する。
このとき、帯状領域（２）においては、被照射部（２ａ
）のみが溶融状態（平行斜線で示す）にあり、既照射部
（２ｃ）は、シリコンの熱伝導度が石英のそれに比べて
道かに大きいため、走査方向（４）とは逆方向の熱伝導
をも伴って比較的速かに冷却固化し、前述のような結晶
粒界ＧＢ及びザブ結晶粒界ＳＧＢが発生する。
一方、島状領域（１）においては、その周辺からの熱伝
導が比較的少いため、第２図Ａ−Ｃに示すようにζ被照
射領域＜ｌｂ）のみならず、既照射領域（ＩＣ）も、暫
時、溶融状態にある。そして、第２図りに示すように、
島状領域（１）の全部が、レーザ光で走査された後に、
島状領域（１）に蓄積された熱エネルギーは連結部（３
）を通って帯状領域（２）に移動するので、島状領域（
１）においては、連結部（３）に接する小部分から、矢
印（６）で示す方向に再結晶化が拡がり、この島状領域
（１）全体が単結晶化され、結晶粒界ＣＢ、サブ結晶粒
界ＳＧＢ等は発生しない。
通常、第１図に示したようなパターンが帯状領域（２）
の延長方向に繰返して配列されて、帯状領域（２）の再
結晶化はレーザ光の走査方向と同一方向に進行する。−
この場合、前述のように帯状領域（２）には結晶粒界Ｃ
Ｂやサブ結晶粒界ＳＧＢが発生するが、この結晶粒界面
ＧＢを境として、・帯状領域（２）のそれぞれの側では
、サブ結晶粒界面は存在するものの、結晶の面方位が乱
れることなく再結晶化が進行する。従って、連結部（３
１を介して、この帯状領域（２）に連結された複数の島
状領域（１）は、帯状領域（２）の結晶性を継承して、
結晶面方位の揃った単結晶となる。
なお、線状エネルギービームの延在方向を帯状領域（２
）と略平行にし、島状領域（１）から帯状領域（２）に
向かう方向に走査しても、上述と同様の作用効果が得ら
れる。
〔発明の効果〕
以上詳述のように、本発明によれば、結晶粒界、サブ結
晶粒界等のない、結晶性の良い半導体単結晶薄膜を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による半導体単結晶薄膜の製造方法の一
実施例を示すパターン図、第２図は本発明の説明に供す
る線図である。 （１）は島状領域、（２）は帯状領域、（３）は連結部
、（４）はエネルギービームの走査方向、（５）はエネ
ルギービームの照射領域である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　再結晶化させるべき島状領域と放熱用帯状領域とが幅
    狭の連結部によって連結されて成る半導体薄膜に対し、
    上記連結部が下流側となるような方向にエネルギービー
    ムを走査して上記半導体薄膜を溶融させた後、冷却して
    再結晶化させることによって単結晶を得るようにしたこ
    とを特徴とする半導体単結晶薄膜の製造方法。
JP59265642A 1984-12-17 1984-12-17 半導体単結晶薄膜の製造方法 Expired - Lifetime JPH0727860B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7205184B2 (en) * 1997-10-14 2007-04-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of crystallizing silicon film and method of manufacturing thin film transistor liquid crystal display

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57180118A (en) * 1981-04-30 1982-11-06 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device

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