JPS61187223A - 半導体層の再結晶化方法 - Google Patents

半導体層の再結晶化方法

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JPS61187223A
JPS61187223A JP60027002A JP2700285A JPS61187223A JP S61187223 A JPS61187223 A JP S61187223A JP 60027002 A JP60027002 A JP 60027002A JP 2700285 A JP2700285 A JP 2700285A JP S61187223 A JPS61187223 A JP S61187223A
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JP
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semiconductor layer
insulating film
layer
laser beam
silicon layer
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Tetsuo Izawa
哲夫 伊澤
Haruhisa Mori
森　治久
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Fujitsu 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁膜或いは絶縁物基板等の半導体基体上に、
半導体素子が形成される単結晶半導体層を形成する方法
に係り、特に半導体層をエネルギー・ビーム走査によっ
て再結晶化する方法の改良に関する。
近時大規模集積回路の集積度を更に向上せしめる手法と
して、下部素子が形成された半導体基板上に絶縁膜を積
層し、この絶縁膜上に単結晶半導体層を設け、この単結
晶半導体層に上部の半導体素子が形成される三次元構造
の半導体装置が提案されている。
かかる構造において絶縁膜上の単結晶半導体層は、絶縁
膜上に成長させた非晶質半導体層或いは多結高卒ｍ体層
をエネルギー線加熱により溶融し再結晶化させることに
よって形成されるが、この再結晶化に際して、上記半導
体層が絶縁膜上から剥離する傾向があり、半導体層と絶
縁膜との密着が保てる半導体層の再結晶化方法が要望さ
れている。
〔従来の技術〕
従来絶縁膜上に形成した非晶質若しくは多結晶質の半導
体層例えば多結晶シリコン層を再結晶化するに際しては
、第３図に示すように、例えばシリコン基板１上に二酸
化シリコン（Ｓｉｎｇ）等の絶縁膜２が形成され、この
絶縁膜２上に多結晶シリコン層３が形成されてなる被加
工基板を、加熱装置４を具備したＸ−Ｙステージ５」二
に載置してこの被加工基板を例えば４５０℃程度に昇温
し、多結晶シリコン層３上を、Ｘ−Ｙステージの移動に
よって、所望のビーム・スポット径を有し所望の出力を
有するエネルギー・ビーム例えばレーザ・ビーム■、に
よって走査し、多結晶ソリコン層３を順次溶融し再結晶
化する方法が行われていた。ここで、６は溶融シリコン
層、７は再結晶シリコン層、ｍはビーム走査方向を示す
矢印である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然しながら上記従来の再結晶化方法においては、熔融シ
リコン層の温度が上昇し過ぎるとその動粘性が溶融シリ
コンの表面張力を下回って絶縁膜−Ｉ−から溶融シリコ
ン層が剥離する現象が生ずるために、再結晶化に際して
のレージ′・ビーＪ・出力の最適な制御が極めて困難で
ある。
そのため再結晶シリコン層に欠如部を生じ易（、この再
結晶シリコン層を用いる三次元構造の半導体装置等の製
造歩留りが低下するという問題があった。
本発明の目的は、上記絶縁膜」二の半導体層をエネルギ
ー線走査により再結晶化するに際して、半導体層の絶縁
股上からの剥離を防止することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、絶縁物基体上に形成された半導体層に垂
直磁場を印加しながら該半導体層」−にエネルギー線を
照射して、該半導体層を熔融し再結晶化せしめる本発明
による半導体層の再結晶化方法によって解決される。
〔作用〕
即ち本発明の方法においては、流体の動粘性が、これに
印加される磁場の強さが大きくなると増大するとい・う
下記に示す電磁流体力学の理論に基づいて、溶融半導体
層に磁場を印加することによってその動粘性番高め、こ
の溶融半導体層が表面張力によって絶縁膜」二から剥離
することを抑えるものである。
電磁流体力学によれば、 Ｍ２−磁気粘性力／通常の粘性力−（１）の関係があり
、流体の動粘性は磁場の強さの二乗に比例する。
１式において、Ｍはハルトマン数と呼ばれ下記２式によ
って表される。
Ｍ＝ＢＬ（σ／ρν）　　Ｉ　／２、−、−−−−−−
−−−−−、（２１ここで、Ｂは磁束密度、Ｌは流体の
上面と下面との距離、σは流体の電気伝導度、ρは密度
、νはその物質の動粘性係数を表す。
かくて半導体層を溶融させるエネルギー線の出力制御の
幅が拡大されるので、制御条件の変動によって生ずる再
結晶半導体層の剥離欠陥は減少し、再結晶半導体層が用
いられる三次元構造の半導体装置等の製造歩留りが向上
する。
〔実施例〕
以下本発明を図示実施例により、具体的に説明する。
第１図は本発明の半導体層の再結晶化方法の一実施例を
示す装置の模式側面図で、第２図はエネルギー・ビーム
の走査方法の一例を示す模式平面図である。　　。
全図を通じ同一対象物は同一符号で示す。
半導体層の再結晶化装置を示、す第１図において、１は
図示しない下部半導体素子が形成されているシリコン基
板、２は前記シリコン基板上に化学気相成長（ＣＶＤ）
法により形成された二酸化シリコン（Ｓｉ（ｈ）等より
なる厚さ１μｍ程度の絶縁膜、３は前記絶縁膜上にＣＶ
Ｄ法により形成された厚さ４００ｎｍ程度の多結晶シリ
コン層、４は加熱装置、５はＸ−Ｙステージ、６は溶融
シリコン層、７は再結晶シリコン層、８は磁気コイル、
９は直流電源、１０はレンズ、Ｌはレーザ・ビーム、　
ｍ、はＸ−Ｙステージの移動方向を示す矢印、　Ｍｆｌ
は磁力線の方向を示す矢印を表す。
本発明の方法により絶縁膜上のシリコン層を再結晶化す
るに際しては１、例えば第１図のように構成された装置
を用い、シリコン基板１を４５０°Ｃ程度の温度に昇温
し、シリコン基板１に例えば４０００ガウス程度の基板
面に対して垂直な磁場を印加した状態でレーザ・ビーム
Ｌにより多結晶シリコン層３上を矢印ｍのように走査し
、多結晶シリコン層３を順次溶融し再結晶化せしめる。
上記レーザ・ビームＬの走査は第２図に示す矢印ｍのよ
うに蛇行させてシリコン基板１の全面について行い、走
査ピッチＰはビーム・スポットＳの径りよりも狭めてレ
ーザ・ビーム（４をオーバラップさせるよ・うにする。
−１−記実施例においてレーザ・ビームＩ、のヒーｌ、
・スポット径を２０μｍφ、走査速度を５０〜１５０■
／ｓｅｃとした時、レーザ出力５〜１２Ｗの範囲におい
て剥離欠陥の無い再結晶シリコン層が安定して得られて
いる。
このレーザ出力の範囲は従来方法における５〜８Ｗ程度
の許容出力幅に比べて大幅に改善された値である。
従ってこの方法によれば、再結晶化に際してのレーザ・
ビームに与えられる許容条件が緩和されるので、絶縁膜
上の再結晶シリコン層を用いて形成される例えば三次元
構造の半導体装置等の製造歩留りは向上する。
なお本発明に用いるエネルギー線はレーザに限られるも
のではなく、電荷を持たない中性粒子線等であってもよ
い。
又本発明の方法はサファイヤ１石英等の絶縁体基板−に
に、シリコン等の再結晶半導体層を形成する際にも適用
される。
〔発明の効果〕
以」−説明のように本発明によれば、絶縁膜上の半導体
層を再結晶化する際の半導体層の剥離欠陥が防止され、
絶縁膜」二の再結晶半導体層を用いる三次元構造の半導
体装置等の製造歩留りを向上せしめる効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の半導体層の再結晶化方法の一実施例を
示す装置の模式側面図、 第２図はエネルギー・ビームの走査方法の一例を示す模
式平面図、 第３図は従来の再結晶化方法を示す装置の模式側面図で
ある。 図において、 １はシリコン基板、 ２は絶縁膜、 ３は多結晶シリコン層、 ４は加熱装置、 ５はＸ−Ｙステージ、 ６は溶融シリコン層、 ７は再結晶シリコン層、 ８は磁気コイル、 ９は直流電源、 １０はレンズ、 Ｉ７はレーザ・ビーム、 ｍはレーザ・ビーム走査方向矢印、 Ｍｆｌは磁力線方向の矢印 を示ず。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　絶縁物基体上に形成された半導体層に垂直磁場を印加
    しながら該半導体層上にエネルギー線を照射して、該半
    導体層を溶融し再結晶化せしめることを特徴とする半導
    体層の再結晶化方法。
JP60027002A 1985-02-14 1985-02-14 半導体層の再結晶化方法 Pending JPS61187223A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496768A (en) * 1993-12-03 1996-03-05 Casio Computer Co., Ltd. Method of manufacturing polycrystalline silicon thin film
JP2004153232A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Sharp Corp 半導体素子の製造方法およびその方法により製造された半導体素子
US7067403B2 (en) * 2002-11-08 2006-06-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device that includes adding noble gas to a semiconductor film and then irradiating the semiconductor film with laser light in the presence of a magnetic field
US7160762B2 (en) 2002-11-08 2007-01-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, and laser irradiation apparatus
JP2013084902A (ja) * 2011-09-26 2013-05-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理方法および熱処理装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496768A (en) * 1993-12-03 1996-03-05 Casio Computer Co., Ltd. Method of manufacturing polycrystalline silicon thin film
JP2004153232A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Sharp Corp 半導体素子の製造方法およびその方法により製造された半導体素子
US7067403B2 (en) * 2002-11-08 2006-06-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device that includes adding noble gas to a semiconductor film and then irradiating the semiconductor film with laser light in the presence of a magnetic field
US7160762B2 (en) 2002-11-08 2007-01-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, and laser irradiation apparatus
US7585714B2 (en) 2002-11-08 2009-09-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, and laser irradiation apparatus
US7629235B2 (en) 2002-11-08 2009-12-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device that includes adding noble gas to a semiconductor film and then irradiating the semiconductor film with laser light in the presence of a magnetic field
US7842589B2 (en) 2002-11-08 2010-11-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus with means for applying magnetic field
JP2013084902A (ja) * 2011-09-26 2013-05-09 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 熱処理方法および熱処理装置

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