JPS62206814A - 再結晶化処理用保護膜 - Google Patents

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） この発明は絶縁層上に形成した半導体層に熱処理を行っ
て当該半導体層を再結晶化する際に用いられる保護膜に
関する。

（従来の技術） 従来より、絶縁層上に半導体層を形成する技術の研究・
開発が進められてきている。従来、絶縁膜上に形成され
た半導体層は非晶質層か多結晶層となっているので、そ
の単結晶化が行われている。この半導体層を熱処理で再
結晶化するにちり、半導体層上に保護膜を設けて行って
いた。

この保護膜として例えば酸化膜、窒化膜その他の膜が用
いられているが、この保護膜が有すべき特性として ■再結晶貸すべき半導体層の物質例えば珪素（Ｓｔ）或
いはゲルマニウム（Ｇｅ）とヌレが良いこと、 ■熱膨張係数が半導体層の物質の熱膨張係数に近いこと
、 ■ボールアップ（凝集）が起らないこと、■耐熱性に優
れキャップ効果が大きいこと、■アニール後に除去し易
いこと 等が挙げられる。

Ｇｅの半導体層を再結晶化するに当り、保護膜としてタ
ングステン（Ｗ）のキャップ膜を用いた例が文献：　「
アプライド　フィジクス　レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　
Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）４３．　（１９８３
）　、　ｐｐ、９７１−１３？３ｊに開示されている。

この文献に開示されたＷキャップ膜はゲルマニウムＧｅ
とヌレが良く、しかも、ＷとＧｅとの熱膨張係数も近い
、これがため、ゾーンメルティングによってＧｅの半導
体層を再結晶化する際に、Ｇｅのボールアップを防ぎ、
かなり良好な再結晶層を得ている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この保護膜としてのＷキャップ膜は単層
であるため、下側の再結晶化すべき溶融状態にあるＧｅ
層を押え込む効果が弱く、再結晶化の条件によってＷキ
ャップ膜自体にしわが出来てしまい、これがため、再結
晶化が良好に行えないという問題点があった。

この発明の目的は、上述した問題点に鑑み、再結晶化す
べき半導体層の溶融層を押え込むに適した、キャップ効
果の大なる保護膜を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明においては、保護
膜を再結晶化すべき半導体層上に順次に設けられた第一
タングステン膜、絶縁膜及び第二し、次に、この絶縁膜
上に第二タングステン膜を形成して、構成する。

（作用） このように、この発明の保護膜は、第−及び第二タング
ステン膜で絶縁膜をサンドウィッチ構造としているので
、溶融半導体層の押え込みを充分に行え、キャップ効果
が向上する。

また、第一タングステン膜が下側の半導体層と接触して
いるのでヌレが良い。

また、タングステン膜は熱拡散が良くて、半導体層への
局部的な熱集中が起らないため、上述ルた押え込み効果
とによりボールアップの防止効果が大となる。

（実施例） 以下、第１図を参照してこの発明の保護膜の一実施例に
つき説明する。

第１図はこの発明の実施例を示す断面図である。この実
施例では、基板１０上に５ｉｎ２絶縁層１２を設け、こ
の絶縁層１２上に例えば珪素（ｓ　ｉ）又はゲルマニウ
ム（Ｇｅ）の再結晶化すべき半導４層１４を適当な方法
例えば電子ビーム蒸着法で形１・ｉ 成する。

、叫この半導体層１４上にこの発明による三層構造の保
護膜１Ｂをキャップ膜として具える。この保護膜１６は
、先ず、半導体層１４上にスパッタ法で形成した第一タ
ングステンｆｉｌｅと、その上側にＣＶＤ法で形成した
例えば５ｔＯ２の絶縁′Ｈ２０と、この絶縁膜２０上に
スパッタ法で形成した第二タングステン膜２２とにより
構成する。この第一タングステンＨり１８の厚みを例え
ば２００Ａ程度とし、５１０２１ｇ２０の厚みを０．５
〜ＩＩＬｍの範囲内のいづれかの値とし及び第二タング
ステン膜２２の厚みを５００−１０００Ａ［回内のいづ
れかの値とするが、これらの厚みは単なる一好適例にす
ぎず、設計に応じてこれらの範囲以外の任意の値に設定
することも出来る。

この保護膜の構造では、第二タングステン膜を熱処理時
に上側にして用いるので、この第二タングステン膜は、
下側の絶縁膜への局部的な熱集中を回避して絶縁膜の熱
破壊を防止する働きを有すると共に、特に電子ビームア
ニールで熱処理を行う場合には、下側の絶縁膜への帯電
を防止する働きを有している。

このような保護膜！６を再結晶化すべき半導体層１４に
設けた状態で、例えばレーザビーム又は電子ビームアニ
ール等の熱処理を行って帯溶融再結晶化を行った後、バ
ッファフッ酸又はその他の好適な酸を用いる湿式エツチ
ング或いはドライエツチングにより、保護Ｉｌ！Ｉｉｅ
を除去した。この処理により得られた再結晶層はボール
アップが生じておらず、しかも、再結晶層の表面も平坦
面であた。

上述した実施例では、再結晶化すべき半導体層１４をＳ
ｉ又はＧｅの層としたが、これに限定させるものではく
、設計に応じた任意好適な材料層としても良く、又、半
導体層１Ｂの形成方法も電子ビーム蒸着方法以外の設計
に応じて任意の方法を用いて行うことが出来る。

さらに保護膜１６を形成する絶縁膜２０を５ｉ０２膜と
して説明したが、これに限定されるものではなく他の任
意好適な絶縁膜としても良い、又、これら絶縁膜の形成
もＣＶＤ法以外の好適な方法を用いることが出来る。

さらに、第−及び第二タングステン膜の形成もスパッタ
法以外の任意好適な方法を用いることが出来る。

さらに、この保！１１１１を用いた再結晶化処理は上述
した電子ビームアニール及びレーザビームア上述した説
明からも明らかなように、この発明の再結晶化用保護膜
によれば、第一タングステン膜、絶縁膜及び第二タング
ステン膜の三層構造となっているので、保護膜と半導体
層とのヌ・しが良く、熱集中も起らず、しかも、溶融半
導体層に対する押え込み効果が充分強く、従って、従来
のタングステン又は絶縁層の単独層の場合よりも、ボー
ルアップ防止効果及びキャップ効果が著しく再結晶層表
面が平坦で損傷の無い面となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の再結晶化処理用保護膜の一実施例を
説明するための断面図である。 ｌＯ・・・基板、　　　　　１２・・・絶縁層１４・・
・再結晶化すべき半導体層 １８・・・保護膜、　　　　　１日・・・第一タングス
テン膜２０・・・絶縁膜、　　　　２２・・・第二タン
グステン膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）再結晶化すべき半導体層上に設けられ、熱処理に
   よる当該半導体層の再結晶化処理に用いられる保護膜に
   おいて、 該保護膜を該半導体層上に順次に設けられた第一タング
   ステン膜、絶縁膜及び第二タングステン膜の三層構造を
   以って構成した ことを特徴とする再結晶化処理用保護膜。