JPS6130025A - 単結晶半導体薄膜の製造方法 - Google Patents

単結晶半導体薄膜の製造方法

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JPS6130025A
JPS6130025A JP15049284A JP15049284A JPS6130025A JP S6130025 A JPS6130025 A JP S6130025A JP 15049284 A JP15049284 A JP 15049284A JP 15049284 A JP15049284 A JP 15049284A JP S6130025 A JPS6130025 A JP S6130025A
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JP
Japan
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substrate
thin film
film
single crystal
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP15049284A
Other languages
English (en)
Inventor
Kohei Higuchi
行平 樋口
Shuichi Saito
修一 斉藤
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP15049284A priority Critical patent/JPS6130025A/ja
Publication of JPS6130025A publication Critical patent/JPS6130025A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/2636Bombardment with radiation with high-energy radiation for heating, e.g. electron beam heating

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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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) 本発明はアモルファス絶縁膜上に単結晶半導体薄膜を形
成する方法に関するものである。
(従来技術とその問題点) 従来集積回路等の半導体装置は、半導体基板上に二次元
的に配置された能動素子を金属配線で結合することによ
シ実現されて来た。しかし更にこのような能動素子を三
次元的に積層する技術が確立すれば、これら半導体装置
の高密度化やあるいは多機能化が進められ、よシ高性能
な半導体装置が実現されることに表るが、このような半
導体装置の積層化の基礎となるのが、絶縁膜上に単結晶
半導体膜を形成する技術である。
以上のような背景から、近年活発に上記単結晶薄膜の製
造技術が模索されている。
従来、この種の技術で最も活発に行われているのは、ヒ
ータやランプもしくはレーザ光や電子線で多結晶半導体
膜を溶融し、再結晶化し、単結晶半導体薄膜を得るとい
う方法である。例えば、エム、ダプリエ、ガイス(M、
W、Geiam )達は、1982年発行のジャーナル
、オブ、エレクトロケミカル′、ソサイエテ4 (Jn
urnal of E1*etr。
ehsmleal 5oci@ty )誌第129巻1
2号2812頁から2818頁で、線状ヒータ全周いた
単結晶薄膜の製造について報告している。
しかしながら、このような方法では、100μm幅程度
の領域が単結晶化されるが、サブバウンダリーと呼ばれ
る結晶粒界が存在する。この結晶粒界は、その両側で結
晶方位が約1度程度しかずれていないものであり、この
結晶粒界の除去が困難なものとなっている。
一方ディ、ベンザエ/l/ (D 、 Bengahs
l )達は。
1983年発行のエレクトロニクス・レターズ(Ele
ctronics Let、ters )誌第19巻1
3号464頁から465頁で上記サブバウンダリー’l
るS分に集める方法全報告した。すなわち第1図に示さ
れるようにシリコン基板11の上にシリコン熱酸化膜1
2全形成し、その上に多結晶シリコン膜13を0.5μ
m厚で堆積し、更にシリコン酸化膜14t1μm厚堆積
した。その後シリコン窒化膜15を0.1μm厚堆積し
1図のように50μm幅で100μmピッチに加工した
このような試料QI100℃に基板加熱しながら線状の
ハロゲンランプで試料の一端から他端へ照射し、多結晶
シリコン層を溶融再結晶させて行く。
このようにして、再結晶させて行くと、ハロゲンランプ
の光は波長が約0.6μmから約1μmであるのでシリ
コン酸化膜14は光が透過するが、シリコン窒化膜15
の部分は一部吸収でれ、熱源として働きシリコン窒化膜
15の下の部分の多結晶シリコン層が最後にかたまる。
その結果、結晶粒界はすべて、最後にかたまったシリコ
ン部分即ち、シリコ/窒化膜15の下の部分に集まると
のことでおる。
しかしながらこの方法では、基板温度が1100℃と高
いため、素子を三次元化しようとした場合。
欠点が生じる。即ち、素子全三次元化して行く場合、予
じめ形成された素子の性能を変化させるのは望ましくな
いが、基板温度が1100℃にもなった場合、邑然予じ
め形成されている不純物注入層の形状が変化し、素子性
能の設計値からの変化金主せしめる。このようなことを
避けるためには。
レーザー光や電子線による短時間の熱処理が必要である
。レーザ光を用いることによシ同様な試みがなされてい
るが、レーザ光の場合、ビーム径が小さいという難点が
あυ、単結晶領域を広げるという目的に対してば難があ
る。また電子線を利用する場合は、レーザ光に比べて、
大出力であ夛、かつビー五形状も電気的に変化させるこ
とができるという利点から魅力的であるが、物質による
吸収係数の違いが小さく、これまで、上記のような方法
は用いられていなかった。
(発明の目的) ることKある。
(発明の構成) 本発明によれば、少なくともその表面がアモルファス絶
縁番で被われた基板上に多結晶あるいは非晶質半導体膜
を形成する工程と、該基板上に光吸収係数の異なる少な
くとも2種類のア羊ルファス絶縁膜を形成する工程と、
この基板に前記半導体が吸収できる波長成分をもつ光を
照射するとともに、電子線を照射することにより、前記
半導体膜を溶融再結晶させる工程を含むことを特徴とす
る単結晶半導体薄膜の製造方法が得られる。
(構成の詳細な説明) 本発明は、上述の構成をとることによシ従米技術の問題
点を解決した。即ち、多結晶か非晶質の半導体膜上に少
なくとも2種類の光吸収係数の異たったアモルファス絶
縁膜全形成し、前記半導体が吸収できる波長成分金持つ
光を照射することにより、基板表面上に温度分布金膜け
、電子線全照射し、前記半導体層を溶融再結晶させる。
従って光吸収の違いによって生じた温度分布のために、
前記半導体層が再結晶する時の時間遅れによシ。
結晶粒界がその部分に集まる。
(実施例) 以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
第2図(a)は本発明の実施例に於て用いた試料の模式
的平面図、第2図(b)は模式的断面図である。
シリコン基板21の上にシリコン熱酸化膜22を厚さ1
.0μm形成し、その上にLPCVD法で多結晶シリコ
ン23を厚さ0.5μm、シリコン酸化膜24を厚さ0
.5μm堆積した。その後、更にシリコン窒化膜25を
厚さ0.1μm堆積し、50μm幅のストライブを50
0μmから1禦mピッチで第2図(a)(b)のように
加工し、光吸収層とした。このようにして形成された試
料を第3図の模式図に示す装置を用いて再結晶化した。
即ち、試料37を基板加熱装置38の上に置き約600
℃に加熱し、波長的0.8μmの10kwattクセノ
ンフラッジスランプを発光させ。
レンズ35で集光して基板全面を照射しそれに同期して
20 KVで加速δれた線状電子線を偏向し、試料上を
第2図(1)の下から上へ線状電子線(長さ約2鰭)の
長手方向が窒化膜25のストライプに直交するように1
回走査した。
次に試料の違う場所に再びフラッシュランプを発光式せ
、それと同期させて電子線を走査するということをく)
返し、2インチφの基板上全面を再結晶化した。
(発明の効果) この結果結晶粒界をすべてシリコン窒化膜25の下に集
めることができ、500μmから1n幅のシリコン窒化
膜のない部分の多結晶シリコン層を単結晶化することが
できた。以上詳細に述べた通シ1本発明によれば広い面
積の単結晶半導体薄膜を基板を長時間高温に加熱しない
で形成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例に用いられた試料の模式断面図で、第2
図(a) 、 (b)はそれぞれ本実施例に用いた試料
の模式的平面図と断面図である。また第3図は本実施例
に用いた装置の模式図である。 図において 11.21・・・シリコン基板。 12.22・・・シリコン熱酸化膜。 13.23・・・多結晶シリコン層。 14.24パシリコン酸化膜。 15.25・・・シリコン窒化膜。 31・・・線状タングステンフィラメント。 32・・・加速電極、    33・レンズコイル。 34・・・(MEコイル、35・・・光学レンズ。 36・・・クセノンフラッシュランプ。 37・・・試 料、38・・・基板加熱装置。 工業技術院長 糖1図 (G) 第2図 窮3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  少なくともその表面がアモルファス絶縁層で被われた
    基板上に多結晶あるいは非晶質半導体膜を形成する工程
    と、該基板上に光吸収係数の異なる少なくとも2種類の
    アモルファス絶縁膜を形成する工程と、この基板に前記
    半導体が吸収できる波長成分をもつ光を照射するととも
    に、電子線を照射することにより、前記半導体膜を溶融
    再結晶させる工程を含むことを特徴とする単結晶半導体
    薄膜の製造方法。
JP15049284A 1984-07-21 1984-07-21 単結晶半導体薄膜の製造方法 Pending JPS6130025A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63306617A (ja) * 1987-06-08 1988-12-14 Agency Of Ind Science & Technol 半導体結晶の再結晶化方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5814524A (ja) * 1981-07-17 1983-01-27 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPS58112326A (ja) * 1981-12-26 1983-07-04 Fujitsu Ltd 複合ビ−ムアニ−ル方法

Patent Citations (2)

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