JPS61240676A - 半導体薄膜結晶の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜結晶の製造方法Info
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- JPS61240676A JPS61240676A JP8278385A JP8278385A JPS61240676A JP S61240676 A JPS61240676 A JP S61240676A JP 8278385 A JP8278385 A JP 8278385A JP 8278385 A JP8278385 A JP 8278385A JP S61240676 A JPS61240676 A JP S61240676A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
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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、非晶質絶縁層上に半導体薄膜結晶を製造する
方法に関する。
方法に関する。
いわゆるＳＯＩ （ニス・オー・アイ） （Ｓｉｌｉｃ
ｏｎ−ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）の様な絶縁層上に
形成された半導体結晶は、集積回路装置等の新しい基板
材料もしくは、デバイスの三次元化を可能とする技術と
して注目されている。非晶質絶縁層（又は基板）上に半
導体薄膜結晶を形成する方法の一つとして、非晶質又は
多結晶半導体薄膜をレーザ光や電子ビーム等のいわゆる
エネルギービームを照射することによって該半導体薄膜
を短時間溶融した後に放冷同化させることにより結晶化
させる方法が検討されている。
ｏｎ−ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）の様な絶縁層上に
形成された半導体結晶は、集積回路装置等の新しい基板
材料もしくは、デバイスの三次元化を可能とする技術と
して注目されている。非晶質絶縁層（又は基板）上に半
導体薄膜結晶を形成する方法の一つとして、非晶質又は
多結晶半導体薄膜をレーザ光や電子ビーム等のいわゆる
エネルギービームを照射することによって該半導体薄膜
を短時間溶融した後に放冷同化させることにより結晶化
させる方法が検討されている。
しかし、単に平坦な非晶質絶縁基板上に堆積した半導体
薄膜を溶融・固化させた場合には、溶融領域が固化する
際にランダムに結晶核発生が生じるため、固化した膜は
種々の結晶力位を有しかつ余９大きくない結晶粒より成
る多結晶薄膜となる。
薄膜を溶融・固化させた場合には、溶融領域が固化する
際にランダムに結晶核発生が生じるため、固化した膜は
種々の結晶力位を有しかつ余９大きくない結晶粒より成
る多結晶薄膜となる。
これを改善する方法として第３図に断面略図を示した如
く、非晶質絶縁基板３１の表面に溝状の凹凸を形成して
おくいわゆるグラフオエピタキシーという方法が知られ
ている（例えば、Ｍ、 Ｗ、 Ｑｅｉ。
く、非晶質絶縁基板３１の表面に溝状の凹凸を形成して
おくいわゆるグラフオエピタキシーという方法が知られ
ている（例えば、Ｍ、 Ｗ、 Ｑｅｉ。
ほか著＃ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ ５ｃ
ｉｅｎｃｅ ｃＬｎｄ Ｔｅｃｈｎｏ−１ｏｇ）’ 誌
第１６巻６号、 １６４０乃至１６４３頁所載の論文）
。しかし、この方法においては、溶融・固イヒした場合
に得られる結晶方位は、溝の断面形状（例えば、断面が
矩形である溝の場合の溝の角度の面角度）に敏感に影響
され、結晶力位のそろった大粒径の結晶粒を得ることは
困難である。
ｉｅｎｃｅ ｃＬｎｄ Ｔｅｃｈｎｏ−１ｏｇ）’ 誌
第１６巻６号、 １６４０乃至１６４３頁所載の論文）
。しかし、この方法においては、溶融・固イヒした場合
に得られる結晶方位は、溝の断面形状（例えば、断面が
矩形である溝の場合の溝の角度の面角度）に敏感に影響
され、結晶力位のそろった大粒径の結晶粒を得ることは
困難である。
本発明は、この様な従来法の欠点を改善した新規な半導
体薄膜の結晶化法を提供する。
体薄膜の結晶化法を提供する。
本発明は表面の非晶質絶縁層に直径約０．５μｍ以下の
細孔を約１μｍ以下の間隔で設けた基板の表面に非晶質
又は多結晶半導体薄膜を堆積し、該非晶質又は多結晶半
導体薄膜を溶融・固化させることを特徴とする半導体薄
膜結晶の製造方法である。
細孔を約１μｍ以下の間隔で設けた基板の表面に非晶質
又は多結晶半導体薄膜を堆積し、該非晶質又は多結晶半
導体薄膜を溶融・固化させることを特徴とする半導体薄
膜結晶の製造方法である。
以下に本発明を図によって説明する。
第１図（α）において、絶縁基板（又は層）１１に直径
約０．５μｍ以下の細孔１２が約１μｍ以下の間隔で多
数設けられた基板を用い、該基板上に第１図（ｂ）に示
すように非晶質又は多結晶半導体薄膜１３を該細孔１２
を埋め込んで堆積した後、レーザ光や電子線を照射して
該半導体薄膜を溶融・固化することにより該半導体薄膜
１３を結晶化する。本発明による方法を用いることによ
り、膜法線力向への結晶力位がそろった大きい粒径の半
導体結晶薄膜を高い確率で形成することができる。この
様な効果が得られる原因については、現時点ではまだ明
確ではないが、溶融した半導体薄膜が固化する際に、本
願において規定した様な極めて細い孔内では結晶力位が
そろった増結品になり、かつ該細孔内では細孔外平坦部
に堆積された膜より早く固化するため、早く結晶化した
該細孔内の柱状単結晶が上部の平坦部の膜の固化・結晶
化に対して１種”として働くためと考えられる。更に、
この様な柱状単結晶の１種”が比較的短かい間隔で多数
配置されていることも結晶粒径の拡大に有効に働いてい
るものと考えられる。
約０．５μｍ以下の細孔１２が約１μｍ以下の間隔で多
数設けられた基板を用い、該基板上に第１図（ｂ）に示
すように非晶質又は多結晶半導体薄膜１３を該細孔１２
を埋め込んで堆積した後、レーザ光や電子線を照射して
該半導体薄膜を溶融・固化することにより該半導体薄膜
１３を結晶化する。本発明による方法を用いることによ
り、膜法線力向への結晶力位がそろった大きい粒径の半
導体結晶薄膜を高い確率で形成することができる。この
様な効果が得られる原因については、現時点ではまだ明
確ではないが、溶融した半導体薄膜が固化する際に、本
願において規定した様な極めて細い孔内では結晶力位が
そろった増結品になり、かつ該細孔内では細孔外平坦部
に堆積された膜より早く固化するため、早く結晶化した
該細孔内の柱状単結晶が上部の平坦部の膜の固化・結晶
化に対して１種”として働くためと考えられる。更に、
この様な柱状単結晶の１種”が比較的短かい間隔で多数
配置されていることも結晶粒径の拡大に有効に働いてい
るものと考えられる。
本発明の方法の実施例を第２図の断面略図を参照して説
明する。第２図（α）において、シリコン単結晶基板２
１上にアルミニウム薄Ｍ２２をスパッタリング法によっ
て堆積する。次に標準的な陽極酸化法により第２図（ｂ
）のように多孔質の酸化アルミニウム層２３と、シリコ
ン却結晶基板２１との界面近傍に緻密な酸化アルミニウ
ム層２５とを形成する。多孔質の酸化アルミニウム層２
３の厚さ従って細孔２４の深さは、多孔質の酸化アルミ
ニウムを形成する陽極酸化時間によって制御することが
できる。この様にして直径（円形ではないが）が数百に
の細孔２４を数百〜数千へ程度の間隔で形成した。次に
第２図（ｅ）において、減圧ＣＶＤ法により多結晶シリ
コン薄膜２６を細孔２４に埋込んで表面に堆積する。
明する。第２図（α）において、シリコン単結晶基板２
１上にアルミニウム薄Ｍ２２をスパッタリング法によっ
て堆積する。次に標準的な陽極酸化法により第２図（ｂ
）のように多孔質の酸化アルミニウム層２３と、シリコ
ン却結晶基板２１との界面近傍に緻密な酸化アルミニウ
ム層２５とを形成する。多孔質の酸化アルミニウム層２
３の厚さ従って細孔２４の深さは、多孔質の酸化アルミ
ニウムを形成する陽極酸化時間によって制御することが
できる。この様にして直径（円形ではないが）が数百に
の細孔２４を数百〜数千へ程度の間隔で形成した。次に
第２図（ｅ）において、減圧ＣＶＤ法により多結晶シリ
コン薄膜２６を細孔２４に埋込んで表面に堆積する。
さらに表面保護膜として酸化シリコン膜２７を減圧Ｇ■
法により堆積した後、該多結晶シリコン膜２６上に電子
ビームを走査し、該多結晶シリコン膜２６を溶融・固化
することにより大粒径でかつ大部分の結晶粒において４
００＞が表面法線力向にそろった結晶薄膜をイ射ること
ができた。
法により堆積した後、該多結晶シリコン膜２６上に電子
ビームを走査し、該多結晶シリコン膜２６を溶融・固化
することにより大粒径でかつ大部分の結晶粒において４
００＞が表面法線力向にそろった結晶薄膜をイ射ること
ができた。
上記実施例を次の様に変形することも可能であるの
第２図（ｃ）に示した構造を形成した後、第２図（ｄ）
に示すように表面の多結晶シリコンｆ：除去して細孔２
４内にのみ多結晶シリコン２６′を残した後、例えばレ
ーザ光を走査して該柱状の多結晶シリコン２ｉ′を溶融
・固化し増結晶シリコン２６“となす。その後第２図（
ｅ）の如く減圧（至）法により多結晶シリコン膜２８と
酸化シリコン膜２９とを堆積した後、レーザ光や電子ビ
ーム等を走査し、該多結晶シリコン膜２８を溶融・固化
することにより結晶化することもできる。この場合には
、細孔内のシリコンは前もって単結晶化されているので
、多結晶シリコン膜部を溶融する際に該柱状単結晶シリ
コン２６′の底部まで溶融必要はなく多結晶シリコン膜
部との界面近傍部のみ溶融すれば良い。
に示すように表面の多結晶シリコンｆ：除去して細孔２
４内にのみ多結晶シリコン２６′を残した後、例えばレ
ーザ光を走査して該柱状の多結晶シリコン２ｉ′を溶融
・固化し増結晶シリコン２６“となす。その後第２図（
ｅ）の如く減圧（至）法により多結晶シリコン膜２８と
酸化シリコン膜２９とを堆積した後、レーザ光や電子ビ
ーム等を走査し、該多結晶シリコン膜２８を溶融・固化
することにより結晶化することもできる。この場合には
、細孔内のシリコンは前もって単結晶化されているので
、多結晶シリコン膜部を溶融する際に該柱状単結晶シリ
コン２６′の底部まで溶融必要はなく多結晶シリコン膜
部との界面近傍部のみ溶融すれば良い。
また上記実施例における多結晶シリコン薄膜の代りに非
晶質シリコン薄膜を用いても良い。
晶質シリコン薄膜を用いても良い。
以上のように本発明による方法によるときには非晶質絶
縁基板上に結晶力位のそろった大粒径半導体薄膜結晶を
再現性良く形成することができる効果ヲ有するものであ
る。
縁基板上に結晶力位のそろった大粒径半導体薄膜結晶を
再現性良く形成することができる効果ヲ有するものであ
る。
第１図（α） 、 （ｂ）は本発明による方法において
用いる試料構造の特徴を工程順に示した図、第２図（α
）〜（ｅ）は本発明による方法の実施例における主要工
程での試料断面略図、第３図は従来の方法において用い
る試料構造の特徴を示す図である。 １１・・・絶縁基板、１２・・・細孔、１３・・・多結
晶半導体薄膜、２１・・・シリコン単結晶基板、２２・
・・アルミニウム薄膜、ｎ・・・多孔質酸化アルミニウ
ム、２４・・・細孔、２５・・・緻密質酸化アルミニウ
ム、２６・・・多結晶シリコン特許出願人 日本電気
株式会社 （ｂ）
用いる試料構造の特徴を工程順に示した図、第２図（α
）〜（ｅ）は本発明による方法の実施例における主要工
程での試料断面略図、第３図は従来の方法において用い
る試料構造の特徴を示す図である。 １１・・・絶縁基板、１２・・・細孔、１３・・・多結
晶半導体薄膜、２１・・・シリコン単結晶基板、２２・
・・アルミニウム薄膜、ｎ・・・多孔質酸化アルミニウ
ム、２４・・・細孔、２５・・・緻密質酸化アルミニウ
ム、２６・・・多結晶シリコン特許出願人 日本電気
株式会社 （ｂ）
Claims (1)
- （１）表面の非晶質絶縁層に直径約０．５μｍ以下の細
孔を約１μｍ以下の間隔で設けた基板の表面に非晶質又
は多結晶半導体薄膜を堆積し、該非晶質又は多結晶半導
体薄膜を溶融・固化させることを特徴とする半導体薄膜
結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278385A JPS61240676A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 半導体薄膜結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278385A JPS61240676A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 半導体薄膜結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61240676A true JPS61240676A (ja) | 1986-10-25 |
Family
ID=13784011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8278385A Pending JPS61240676A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 半導体薄膜結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61240676A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100899894B1 (ko) | 2007-09-05 | 2009-05-29 | 고려대학교 산학협력단 | 집적 수동 디바이스 및 그 제조 방법 |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP8278385A patent/JPS61240676A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100899894B1 (ko) | 2007-09-05 | 2009-05-29 | 고려대학교 산학협력단 | 집적 수동 디바이스 및 그 제조 방법 |
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