JPS6149412A - シリコン膜の単結晶化方法 - Google Patents
シリコン膜の単結晶化方法Info
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- JPS6149412A JPS6149412A JP17114484A JP17114484A JPS6149412A JP S6149412 A JPS6149412 A JP S6149412A JP 17114484 A JP17114484 A JP 17114484A JP 17114484 A JP17114484 A JP 17114484A JP S6149412 A JPS6149412 A JP S6149412A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
- H01L21/18—Manufacture 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
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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〕
本発明は大きな島状ｆｉｉＭを安定に単結晶化し得るシ
リコン膜の単結晶化方法に関する。
リコン膜の単結晶化方法に関する。
現在、半導体ＩＣの製造方法として石英基板、或いはシ
リコン基板を酸化して表面を二酸化シリコンで被覆し絶
縁した基板を使用し、この上に化学気相成長法（略して
Ｃ，ＶＤ法）で多結晶シリコン（略してポリ・シリコン
）を成長させるか、或いはスパッタ法、グロー放電法、
プラズマＣＶＤ法などで無定形シリコン（略してアモル
ファス・シリコン）からなる薄膜を形成し、これにレー
ザ光を照射して単結晶化させ、かかる単結晶膜を用いて
ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体デバイスを形成する技術が普
及しており、この技術はＳ ＯＩ （Ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ Ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術と言わ
れている。
リコン基板を酸化して表面を二酸化シリコンで被覆し絶
縁した基板を使用し、この上に化学気相成長法（略して
Ｃ，ＶＤ法）で多結晶シリコン（略してポリ・シリコン
）を成長させるか、或いはスパッタ法、グロー放電法、
プラズマＣＶＤ法などで無定形シリコン（略してアモル
ファス・シリコン）からなる薄膜を形成し、これにレー
ザ光を照射して単結晶化させ、かかる単結晶膜を用いて
ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体デバイスを形成する技術が普
及しており、この技術はＳ ＯＩ （Ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ Ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術と言わ
れている。
本発明はこのＳＩＯ技術を用いて大面積のシリコン単結
晶領域を収率よく作る方法に関するものである。
晶領域を収率よく作る方法に関するものである。
第２図は絶縁基板１の上に形成された島状領域２を模式
的に示すもので、同図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
である。
的に示すもので、同図（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図
である。
すなわち絶縁基板１の上にポリ・シリコン或いはアモル
ファス・シリコンを成長させた後、写真食刻技術（ホト
リソグラフィ）を用いて選択エツチングを行い、複数個
の島状領＠２がパターン形成される。
ファス・シリコンを成長させた後、写真食刻技術（ホト
リソグラフィ）を用いて選択エツチングを行い、複数個
の島状領＠２がパターン形成される。
ここで島状領域２の大きさは例えば２０μｍ角と小さい
。
。
次にこれを結晶化するには島状領域２を覆う形でレーザ
スポット３を当て＼シリコン膜の温度を融点以上にまで
上げ、次にレーザスポット３を他に移すことにより融体
を徐冷させて単結晶化せしめる。
スポット３を当て＼シリコン膜の温度を融点以上にまで
上げ、次にレーザスポット３を他に移すことにより融体
を徐冷させて単結晶化せしめる。
ここでレーザスポット３の大きさは例えば直径５０μｍ
で島状領域２に較べると遥かに大きい。
で島状領域２に較べると遥かに大きい。
さて、島状領域２を単結晶化するには第３図に示すよう
に中央部の温度が周囲より低い温度プロフィル４を作る
ことが必要であって、このような温度プロフィルが存在
せず、また結晶核も存在しない場合は多結晶化が起こっ
てしまう。
に中央部の温度が周囲より低い温度プロフィル４を作る
ことが必要であって、このような温度プロフィルが存在
せず、また結晶核も存在しない場合は多結晶化が起こっ
てしまう。
第４図は第３図で破線で示す温度プロフィル４を実現す
る従来法の説明図であって、絶縁基板１の上に形成され
た二個の島状領域２の断面構造を示している。
る従来法の説明図であって、絶縁基板１の上に形成され
た二個の島状領域２の断面構造を示している。
従来の処理工程を具体的に説明すると次のようになる。
厚さが約４０００人の島状領域２のパターン形成が終わ
った絶縁基板１を大気中で加熱してその表面に厚さ約３
６０人の酸化シリコン膜５を作り、次ぎにＣＶＤ法を用
いて全面に厚さ約８００人の窒化シリコン膜６を作り、
次ぎにこの上にＣＶＤ法を用いて厚さ約２５００人のシ
リコン膜７を作る。
った絶縁基板１を大気中で加熱してその表面に厚さ約３
６０人の酸化シリコン膜５を作り、次ぎにＣＶＤ法を用
いて全面に厚さ約８００人の窒化シリコン膜６を作り、
次ぎにこの上にＣＶＤ法を用いて厚さ約２５００人のシ
リコン膜７を作る。
ここで酸化シリコン膜５と窒化シリコン膜６からなる二
層膜を一般に分離層と呼ばれており、また酸化シリコン
膜７はレーザ吸収層と呼ばれている。
層膜を一般に分離層と呼ばれており、また酸化シリコン
膜７はレーザ吸収層と呼ばれている。
なお膜厚及び製法は任意であり、ここでは理解を容易に
するために記したに過ぎない。
するために記したに過ぎない。
このようにして島状領域２の上には酸化シリコン膜５と
窒化シリコン膜６とからなる分離層とシリコン膜７から
なるレーザ吸収層が順次に形成されているが、このよう
に三層構造をとる理由はこの順序で材料の熱伝導率が高
いことによる。
窒化シリコン膜６とからなる分離層とシリコン膜７から
なるレーザ吸収層が順次に形成されているが、このよう
に三層構造をとる理由はこの順序で材料の熱伝導率が高
いことによる。
かかる構成の被覆層を備えた島状領域２にレーザスポッ
トを当て＼加熱し、シリコンを溶融したのち放冷すると
シリコン膜７はレーザスポットにより一様に加熱されて
いるが島状領域２に着目すると、この側面部の方が表面
部に較べて単位面積当たりのレーザ吸収層に接する面積
が大きいために温度が高くなり、従って第３図に示すよ
うな温度プロフィル４が実現されている。
トを当て＼加熱し、シリコンを溶融したのち放冷すると
シリコン膜７はレーザスポットにより一様に加熱されて
いるが島状領域２に着目すると、この側面部の方が表面
部に較べて単位面積当たりのレーザ吸収層に接する面積
が大きいために温度が高くなり、従って第３図に示すよ
うな温度プロフィル４が実現されている。
然し、この方法では島状領域２の中心部と周辺部とでは
顕著な温度差が附かないために収率が高くなく、この傾
向は島状領域の面積が大きくなるに従って顕著となって
いる。
顕著な温度差が附かないために収率が高くなく、この傾
向は島状領域の面積が大きくなるに従って顕著となって
いる。
以上記したようにＳｏｌ技術を用いてシリコン薄膜を単
結晶化する場合に安定して単結晶化が行われず、島状領
域の面積が大きくなると収率が低下するのが問題である
。
結晶化する場合に安定して単結晶化が行われず、島状領
域の面積が大きくなると収率が低下するのが問題である
。
上記の問題点は絶縁基板上に多結晶シリコン或いは無定
形シリコン膜からなる島状領域を複数個形成し、該島状
領域にエネルギー線の照射を行って単結晶化せしめ、半
導体デバイスを形成する際、前記絶縁基板上の島状領域
の上に形成する分離層の上面の厚さを側面に較べて厚く
形成することにより側面からの加熱効果を増したシリコ
ン膜の単結晶化方法をとることにより解決することがで
きる。
形シリコン膜からなる島状領域を複数個形成し、該島状
領域にエネルギー線の照射を行って単結晶化せしめ、半
導体デバイスを形成する際、前記絶縁基板上の島状領域
の上に形成する分離層の上面の厚さを側面に較べて厚く
形成することにより側面からの加熱効果を増したシリコ
ン膜の単結晶化方法をとることにより解決することがで
きる。
〔作用）
本発明は絶縁基板のシリコン島状領域の上に形成されて
いる分離層とレーザ吸収層の厚さが全域に互って均一な
ことが第３図に示すような従来の温度プロフィルを作っ
ていることから、島状領域の上面のみ特に分離層を厚く
つくることにより中心部の温度が周辺部よりも顕著に低
い温度プロフィルを実現するものである。
いる分離層とレーザ吸収層の厚さが全域に互って均一な
ことが第３図に示すような従来の温度プロフィルを作っ
ていることから、島状領域の上面のみ特に分離層を厚く
つくることにより中心部の温度が周辺部よりも顕著に低
い温度プロフィルを実現するものである。
そこで本発明は分離層をシリコンの島状領域２の上面の
み厚くする方法として、これを構成する酸化シリコン膜
をこの部分のみ厚く作る。
み厚くする方法として、これを構成する酸化シリコン膜
をこの部分のみ厚く作る。
すなわち熱伝導率がシリコン膜、窒化シリコン膜、酸化
シリコン膜と順次少ないことから、熱伝導率の低い酸化
シリコン膜を厚くすることにより温度差を作るものであ
る。
シリコン膜と順次少ないことから、熱伝導率の低い酸化
シリコン膜を厚くすることにより温度差を作るものであ
る。
第１図は本発明の実施法を示すものであって、絶縁基板
１の上に従来と同様にポリ・シリコン或いはアモルファ
ス・シリコンを膜形成した後、引き続きＣＶＤ法或いは
熱酸化法によりこの上に厚さ約２０００人の酸化シリコ
ン膜を形成し、次に写真食刻法を用いたエツチング工程
により島状領域８を形成する。
１の上に従来と同様にポリ・シリコン或いはアモルファ
ス・シリコンを膜形成した後、引き続きＣＶＤ法或いは
熱酸化法によりこの上に厚さ約２０００人の酸化シリコ
ン膜を形成し、次に写真食刻法を用いたエツチング工程
により島状領域８を形成する。
ここで従来と異なる処は島状領域の形成法工程として従
来はポリ・シリコン或いはアモルファス・シリコン膜の
形成後に行っていたのに対し、本発明に係る場合はこの
上に酸化シリコン膜を設＆Ｊた後に行うことである。
来はポリ・シリコン或いはアモルファス・シリコン膜の
形成後に行っていたのに対し、本発明に係る場合はこの
上に酸化シリコン膜を設＆Ｊた後に行うことである。
次に熱酸化を行って島状領域８の周辺部にも酸化シリコ
ン膜を形成することにより、島状領域８の上面のみ膜厚
の厚い酸化シリコン膜９を作ることができる。
ン膜を形成することにより、島状領域８の上面のみ膜厚
の厚い酸化シリコン膜９を作ることができる。
次ぎに従来と同じ条件でこの上に窒化シリコン膜６．シ
リコン膜７を順次形成する。
リコン膜７を順次形成する。
このように形成された構造を有する試料に対しレーザ照
射を行うと熱伝導率の低い酸化シリコン膜９が上面に厚
く付いているため、島状領域８の温度は周辺部と較べ中
央部は従来の構造を有する試料と較べてより低くなり、
第３図の実線で示すような温度プロフィル１０を作るこ
とができる。
射を行うと熱伝導率の低い酸化シリコン膜９が上面に厚
く付いているため、島状領域８の温度は周辺部と較べ中
央部は従来の構造を有する試料と較べてより低くなり、
第３図の実線で示すような温度プロフィル１０を作るこ
とができる。
以上記したように本発明は分離層の厚さを島状領域の上
面のみ厚く作ることにより中心部の温度が周辺部よりも
顕著に低い温度プロフィルを実現するもので、本発明の
実施により、単結晶化が確実に行われて収率が向上する
と共に面積の大きな島状領域に対しても単結晶化が可能
となる。
面のみ厚く作ることにより中心部の温度が周辺部よりも
顕著に低い温度プロフィルを実現するもので、本発明の
実施により、単結晶化が確実に行われて収率が向上する
と共に面積の大きな島状領域に対しても単結晶化が可能
となる。
第１図は本発明を適用した島状領域の断面構造図、
第２図は絶縁基板上に形成される島状領域の説明図で、
同図（Ａ）は平面図、（＋３）は断面図、第３図は温度
プロフィルの説明図、 第４図は従来の島状領域の断面構造図、である。 図において １は絶縁基板、 ２．８は島状領域、３はレー
ザスポット、 ４，１０は温度プロフィル、５．９は酸
化シリコン膜、 ６は窒化シリコン膜、 ７はシリコン膜、である。 第２ｍ 第４・瑠
同図（Ａ）は平面図、（＋３）は断面図、第３図は温度
プロフィルの説明図、 第４図は従来の島状領域の断面構造図、である。 図において １は絶縁基板、 ２．８は島状領域、３はレー
ザスポット、 ４，１０は温度プロフィル、５．９は酸
化シリコン膜、 ６は窒化シリコン膜、 ７はシリコン膜、である。 第２ｍ 第４・瑠
Claims (1)
- 絶縁基板上に多結晶シリコン或いは無定形シリコン膜か
らなる島状領域を複数個形成し、該島状領域にエネルギ
ー線の照射を行って単結晶化せしめ、半導体デバイスを
形成する際、前記絶縁基板上の島状領域の上に形成する
分離層の上面の厚さを側面に較べて厚く形成することに
より周辺からの加熱効果を増加したことを特徴とするシ
リコン膜の単結晶化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171144A JPH0744149B2 (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | シリコン膜の単結晶化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59171144A JPH0744149B2 (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | シリコン膜の単結晶化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149412A true JPS6149412A (ja) | 1986-03-11 |
| JPH0744149B2 JPH0744149B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=15917799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59171144A Expired - Lifetime JPH0744149B2 (ja) | 1984-08-17 | 1984-08-17 | シリコン膜の単結晶化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744149B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5010725A (en) * | 1987-09-12 | 1991-04-30 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | System for transporting roving bobbins between roving and spinning processes |
Citations (2)
| 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 |
| JPS59138329A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Hitachi Ltd | 絶縁基板上への単結晶薄膜形成方法 |
-
1984
- 1984-08-17 JP JP59171144A patent/JPH0744149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| 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 |
| JPS59138329A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Hitachi Ltd | 絶縁基板上への単結晶薄膜形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5010725A (en) * | 1987-09-12 | 1991-04-30 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | System for transporting roving bobbins between roving and spinning processes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0744149B2 (ja) | 1995-05-15 |
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