JPS62243768A - 堆積膜形成法 - Google Patents

堆積膜形成法

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JPS62243768A
JPS62243768A JP61086826A JP8682686A JPS62243768A JP S62243768 A JPS62243768 A JP S62243768A JP 61086826 A JP61086826 A JP 61086826A JP 8682686 A JP8682686 A JP 8682686A JP S62243768 A JPS62243768 A JP S62243768A
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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】 〔発明の属する分野〕 本発明はシリコンを含有する堆８ＨＩ５Ｉ、とりわけ機
能成膜、殊に半導体デバイス、感光デバイス、画像入力
用のラインセンサー、撮像デバイスなどに用いる多結晶
シリコンの堆積膜を形成するのに好適な方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の技術としては絶縁体基体上の多結晶又は非晶質半
導体層にエネルギービームを照射して粗大粒の多結晶又
は単結晶半導体層を形成する方法が提案されている０例
えば、シリコン基板をＳ　ｉ　０２又はＳｉＮ等の絶縁
膜でおおってそ・のＬに多結晶層を減圧ＣｖＤ法、法王
常圧Ｄ゛　法、プラズマＣＶＤ法等により被着し、これ
を連続ビームのレーザー光又は電子線により照射アニー
ルすることにより粗大粒の多結晶又は単結晶シリコン層
を製造することができる。しかし従来の方法では多結晶
シリコンの結晶粒径や姑、〃結めＲＩ居番話濶ナスごン
バ因輸〒本番１姑息面方位についても制御することが困
難であった。このため半導体基板上に素子を形成する半
導体装置においてその特性のバラツキと信頼性に問題が
あった。
従来技術のうちの１つには絶縁体膜表面に規則的な溝（
グレーティング）を形成したのも多結晶又はアモルファ
スシリコン層を被着し、これを７ニールして結晶粒の大
きな多結晶又は単結晶化する方法（グラフオエピタキシ
ー法）もあるが、この場合にも再現性に乏しいものであ
りかつ結晶面方位を制御するに至らなかった。このため
、と述の問題点を解決すべく新規な膜堆積法が望まれて
いた。
本発明は上述した欠点を除去すると同時に従来の形成方
法によらない新規な多結晶膜形成法を提供するものであ
る。
本発明の目的は、上記の問題点を解決するために為され
たもので結晶面方位のそろった良質の多結晶膜を得るこ
とのできる新しい多結晶膜形成法を用い、該形成法の堆
積の以前に、基体上に予め集束した光或いはマイクロ波
等の電磁波又は電子線等を含むエネルギービームを照射
して、前記基体上に於ける結晶核発生の位置を限定し、
多結晶の結晶粒径を制御しながら堆積することを特徴と
する多結晶堆積膜形成法を提供するものである。
〔発明の構成〕
本発明に於いては、基体上に堆ａ膜を形成する為の成膜
空間内に、ケイ素とハロゲンを含む化合物を分解するこ
とにより生成される活性種（Ａ）と、該活性種（Ａ）と
化学的相互作用をする、成膜用化学物質より生成される
活性種（Ｂ）とを夫々別々に導入し、化学反応させる事
によって前記基体上に堆Ｊ！膜を形成するにあたって、
予め前記基体に集束した光又は電磁波或いは電子線を含
むエネルギービームを照射して前記基体上に於ける結晶
核発生もしくは促進する部分を離散的に形成しておき、
前記堆積膜に対してエツチング作用を有するガス又はそ
の活性種を堆積膜表面に供給して、前記堆積膜表面に該
エツチング作用を施すことで特定の面方位の結晶成長を
優先的に行うことが可能となる。
〔作用〕
まず、基体上に予め結晶核発生の位置を限定する方法に
ついて説明し１次に、前記基体を用い結晶面方位（配向
性）および、多結晶の粒径を制御しうる本発明による多
結晶膜形成について説明する。
前記に於ける基体上に結晶核発生の位置を限定する方法
とは、ｉ）ｌ＆体上に集束した光或いはマイクロ波等の
電磁波又は電子線等を含むエネルギービームを局所的に
スポット状で照射することにより、基体上に局所的に堆
積膜を堆積させたり、或いは、ｉｉ）基体を局所的にエ
ツチングし基体表面上に凹凸をつけたり、或いは、ｉｉ
）局所的にスポット状で照射されるエネルギービームに
より基体表面の一部を結晶化させたり、或いは、　ＩＶ
）基体表面の吸着特性や化学活性を変化させる異性化な
どを誘起させる方法、即ち基体上に表面エネルギー的に
又は物理的に局所性を持たせうる方法である。具体的に
は、ｉ）基体上に局所的に堆積膜を形成させる方法とし
ては、集束した光或いはマイクロ波等の電磁波又は電子
線等を含むエネルギービームによりＣｈｅｍｉｃａｌ　
　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎをする反応性ガスを
反応容器内に入れ基体上に局所的にスポット状で上記エ
ネルギービームを照射することにより基体上に堆Ｍ膜を
局所的に堆積する５ｉｉ）基体を局所的にエツチングす
る方法としては、上記反応性ガスの代りに反応性エツチ
ングガスを反応容器内に入れることにより局所的に基体
表面上に凹凸をつける。又は、７！体とにポジ型レジス
トを塗布しておき、上記エネルギービームを局所的に照
射して丘記基体表面上に凹凸をつける。
ｉｉ）、ｉＶ）、局所的にスポット状で結晶化或いは異
性化する方法としては、基体上に予め既知の方法例えば
ＲＦグロー放電法、真空蒸着法、スパッター法又は光Ｃ
ＶＤ法等によりアモルファス薄膜を堆積しておき後に、
局所的に上記エネルギービームを照射することにより結
晶化する方法又は、基体とに予め有機化合物の薄膜を屯
分子累積法（ＬＢ法）、気相吸着法、液相吸着法等の界
面吸着法や電解セ合法、蒸着法又はスパッタ法等により
堆積した後に、局所的に上記エネルギービームを照射す
ることにより異性化或いは結晶化する方法である。或い
は高分子材料基体りにＬ記エネルギービームを局所的に
照射することにより異性化して、核発生ケ所とすること
も可能である。
次に上記方法により基体上に予め結晶核発生の位置を限
定した基体を用い配向性および多結晶の粒径を制御しう
る多結晶膜形成法について説明する。
本発明の方法では堆積膜を形成するための成膜空間に於
いてプラズマを生起させる代りに。
ケイ素とハロゲンを含む化合物を分解することにより生
成される活性種（Ａ）と成膜用の化学物質より生成され
る活性種ＣＢ）との共存下に於いて、化学的相互作用を
生起させるため、形成される堆Ｊ１ｔＨはプラズマによ
る生成されたイオンによるスパッタリングや電子等の悪
影響を受けない。
又、本発明によれば、成膜空間の雰囲気温度、基体温度
を所望に従って任意に制御することにより、より安定し
たＣＶＤ法とすることができる。
本発明の方法が従来のＣＶＤ法と違う点の１つは、あら
かじめ成膜空間とは異なる空間（以下、活性化空間とい
う）に於いて活性化された活性種を使う事である。これ
により６従来のＣＶＤ法より成膜速度を飛躍的に伸ばし
たり、又堆ＪＪ！膜形成の際の基体温度も一層の低温化
を図ることが可能になり、加えて外部から導入したエツ
チング作用を有するガス又はその分解種のエツチング効
果により結晶の一定面方位のみをもった膜、即ち配向性
の強くかつグレインサイズのそろった良質の膜の堆積が
可能となった。
本発明↑は、成膜空間に導入される活性化空間（Ａ）か
らの活性種（Ａ）は、生産性及び取扱い易さなどの点か
ら、その寿命が０．１秒以上、より好ましくは１秒以上
、最適には１０秒以上あるものが所望に従って選択され
て使用され、この活性種（Ａ）の構成要素が成膜空間で
形成される堆積膜を構成する成分を構成するものとなる
。又、成膜用の化学物質は、活性化学Ｍ　（Ｂ）に於い
て活性化エネルギーを作用されて活性化されて、成膜空
間に導入され、堆積膜を形成する際、同時に活性化空間
（Ａ）から導入され、形成される堆積膜の構成成分とな
る構成要素を含む活性種（Ａ）と化学的に相互作用する
。
本発明の堆８を膜形成法では、前記化学的相互作用によ
って基本的な膜堆積が行われるが、同時に働くエツチン
グガスのエツチング作用によって、基体或いは基体上に
既にｄＩｔ、長した膜との成長性が選択される。即ち基
体と膜との結合成長を実現することになる。したがって
基板上に化学的な活性や吸着性の異なる部分があると、
その配置に従って結晶性の膜を成長させることが可能と
なるａ　Ｓ　ｉの多結晶成長時には成長速度の面方位依
存性がある。これは膜堆積方法や堆積条件により異なる
が、本発明の方法では（１１０））（ｌ　ｌ　ｌ）＞　
（１００）が優勢である。この条件下でエツチングガス
の種類条件を適当に選択することにより、より強い配向
性の（ｌ　ｌ　Ｏ）　））　（ｌ　ｌ　ｌ）　＞＞　（
１００）条件を実現出来、ひいては（１１０）面のみに
配向したグレインサイズのそろった多結晶膜の堆積が可
ス敞となる。もちろん条件により配向面方位の制御も可
能である。
本発明に於いて、活性化空間（Ａ）に導入されるケイ素
とハロゲンを含む化合物としては。
例えば鎖状又は環状シラン化合物の水素原子の一部乃至
全部をハロゲン原子で置換した化合物が用いられ、具体
的には１例えばＳ　ｉ　ｕＹ２ｕ、−／＋＋ｌ↓　Ｉ　
　トｌ　　Ｌ　　ｒｒ％ｍ　Ｊｉｂ　　　　Ｖ　　Ｉ↓
　Ｃｌ”６　　　　　Ｑ。
及び■より選択される少なくとも一種の元素である。）
で示される鎖状ハロゲン化ケイ素、５ｉｙＹ２ｖ（ｖは
３以上の整数、Ｙは前、述の意味を有する。）で示され
る環状ｌ＼ロゲン化ケイ素、Ｓ　ｆ　ｕＨｘＹｙ　（ｕ
及びＹは前述の意味を有する。ｘ＋ｙ＝２ｕ又は２ｕ＋
２である。）で示される鎖状又は環状化合物などが挙げ
られる。
具体的には１例えば。
ＳｉＦ４．（ＳｉＦｚ）ｓ、（ＳｉＦ２’）ａ　。
（ＳｉＦ２）　４．５ｉ２Ｆ６，５ｉ３Ｆ＠。
ＳｉＨＦ３　、ＳｉＨ２Ｆ２，５ｉＣｊＬ４゜（Ｓ　１
ｃＪ１２）ｓ　、Ｓ　１Ｂｒ４゜（ＳｉＢｒ２）５．５
ｉ２Ｃ１６，５ｉ２Ｂｒ６゜５ｉＨＣＪ１３．５ｉＨ３
Ｃ１，５ｉＨ２Ｃ見２゜５ｉＨＢｒ３，５ｉＨｉ３，５
ｉ２ＣＪ１３Ｆ３などのガス状態の又は容易にガス化し
得るものが挙げられる。
活性種（Ａ）を生成させるためには、前記ケイ素とハロ
ゲンを含む化合物に加えて、必要に応じてケイ素単体等
他のケイ素化合物、水素、ハロゲン化合物（例えばＦ２
ガス、Ｃ１２ガス、ガス化したＢｒ２．Ｉ２等）などを
併用することができる。
本発明に於いて、活性化室ＩＩＲ（Ａ）で活性種（Ａ）
を生成させる方法としては、各々の条件、装置を考慮し
てマイクロ波、ＲＦ、低周波、ＤＣ等の電気エネルギー
、ヒータ加熱、赤外線加熱等による熱エネルギー、光エ
ネルギーなどの活性化エネルギーが使用される。
と述したものに、活性化空間（Ａ）で熱、光、電気など
の励起エネルギーを加えることにより、活性Ｊｌ　（Ａ
）が生成される。
本発明の方法で用いられる活性化空間（Ｂ）に於いて、
活性種（Ｂ）を生成させる前記成膜用の化学物質として
は、水素ガス及び／又はハロゲン化合物（例えばＦ２ガ
ス、Ｃ１２ガス。
ガス化したＢｒ２　、Ｉ２等）が有利に用いられる。ま
た、これらの成膜用の化学物質に加えて、例えばヘリウ
ム、アルゴン、ネオンＭｔｙ＞不活性ガスを用いること
もできる。これらの成膜用の化学物質の複数を用いる場
合には、予め混合して活性化空間ＣＢ）内にガス状態で
導入することもできるし、或いはこれらの成膜用の化学
物質をガス状態で夫々独立した供給源から各個別に供給
し、活性化空間（Ｂ）に導入することもできるし、又夫
々独立の活性化空間に導入して、夫々個別に活性化する
ことも出来る。
本発明に於いて、成膜空間に導入される前記活性Ｍ　（
Ａ）と前記活性種（Ｂ）との量の割合は、成膜条件、活
性種の種類などで適宜所望に従って決められるが、好ま
しくは１０：ｌ−ｔ：ｌＯ（導入流酸比）が適当であり
、より好ましくは８：２〜４：６とされるのが望ましい
。
と記方法により堆積された多結晶半導体膜はその結晶の
位置および形状、結晶面方位、結晶粒径を限定すること
ができ、上記半導体基板上に素子を形成する半導体装置
に於いて、その特性のバラツキを抑え、信頼性、生産性
をＥげ〔実施例〕 以下図面を用いて本発明による実施例について説明する
。
まず多結晶膜の形成装置について説明する。
第１図は本発明方法の実施される堆積膜形成装置の一例
の概略構成を示す部分断面図である。
第１図に於いて、１０１はその内部でシリコン薄膜の堆
積が行なわれる堆積室であり、堆積室１０１内は排気口
１０Ｂを通して不図示の排気系に接続され、堆積室１０
１内を所望の圧力に保持することができる。堆積室ｌｏ
ｔには励起種（Ａ）であるＳｉとハロゲンを含むラジカ
ルの導入管１０２と励起Ｎ　（Ｂ）である水素ラジカル
の導入管１０３がそれぞれ１対の組になって設けられて
いる。各ラジカルの導入管の先は作用室１０８　、１　
Ｏ８’の所で太く、又出口１０９．１０９’で細くなっ
ている。堆積室１０１内にはローラー１１０により紙面
に垂直Ｈ−１？　ｌｉ　１−　仕Ｊ　ｗ、ｉｈ　’５Ｔ
　＊　ｆｒ　鳳Ｌ　ｊｔ　＆方Ｍｔｋ　ｌ　ｎ　Ａが保
持されている。そして該支持体１０４上には堆積用の基
体１０５が保持されている。出口１０９　、　ｌ　０９
’より出た各ラジカルは堆積室１０１内の基体近傍で混
合し反応して基体上でｌ々を形成する。
シリコンとハロゲンとを含むラジカルと水素ラジカルと
は、それぞれ図示しない加熱炉或いはプラズマ室等のラ
ジカル生成部に於いてそれぞれの原料ガスから生成せし
められた後に、それぞれ導入管１０２，１０３から作用
室１０８゜１０８′内に導入される。その星は加熱炉又
はプラズマ室よりガスソース側のマスフローコントロー
ラーによって制御される。ローラー１１０は基板１０５
が紙面に垂直方向に長い場合に。
玉記ローラーを用いて基板を移動させて基板上全面にシ
リコンＱ膜を堆積するのに供せられる。　− 〔実施例１〕 まず第２図のように第１図の装置を応用した装置にてガ
ラス基板を核づけ室２１４におき石英窓２１５を通して
波長１９３ｎｍパルス幅２０ｎｓｅｃのＡｒＦエキシマ
レーザ−を光学系を用いることによりレーザースポット
径約１０ｐｍにしぼり８　Ｗ　／　ｃ　ｍ２で８０パル
ス。
２５０℃に保ったガラス基板に照射した。その際反応性
ガスとしてＳｉ２Ｈ６，５０ｓｅｃｍを流し圧力を５Ｔ
ｏｒｒとしてアモルファスシリコン膜をＩｇｍ間隔で製
膜した。（第３図）このように結晶核発生の位置を予め
限定できた試料を反応室２１３に搬送して多結晶膜を堆
積した。
堆積は、シリコンとハロゲンを含むラジカルの形成用の
原料ガスとしてＳｉＦ４ガスを用い、これを１１００℃
に保った反応炉に流入させ分解した後、導入管２０２か
ら作用室２０８へ放出すると同時、Ｈ２ガスを導入管２
０３に流入せしめ該導入管２０３に２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波を０．８　Ｗ　／　ｃ　ｍ２のパワーで導入し
Ｈ２を分解させ作用室２０８へ放出し、更に同時に導入
管２１１よりエツチングガスであるＸｅＦ２を基板２０
５に向けて供給して行った。
基板温度は３００℃に保った。
この時、エツチングガスと原料ガスの量比を流号比に於
いてＸｅＦ２ガスの流量（ｓｅｅｍ）／　Ｓ　ｉ　Ｆ　
４ガスの流＠（ｓｃｃｍ）の比で５／１００．１０／１
００，１５／１００．２０／１００．３０／１００と変
えて、各々１時間、圧力０．５Ｔｏｒｒに維持したとこ
ろ表１のような特性の膜が堆積した。グレイン・サイズ
は透過型電子顕微鏡を用いて測定した。この中でモビリ
ティ測定で最もよい値を示したサンプルＮｏ、３につい
て表２の実施例１としてモビリティ測定値を示す、対比
として一様表面を有する石英基板上に本発明によらず形
成した多結晶５ｉｌｌｌについての測定をＲで示した。
これでわかるように本発明によれば配向性がよく、ばら
つきの少ない良好な特性の膜が得られることがわかる。
〔実施例２〕 実施例１と全く同じ条件で反応性ガスとじてＳｉＳｉ２
Ｈ６３ｓｃ、　　ＮＨ３１００ｓｃｃｚを流し圧力をｌ
　ＯＴｏ　ｒ　ｒとしてアモルファスチフ化シリコン膜
をスポット状で基体上に形成し、実施例１と同様の方法
で多結晶膜を堆積した。それぞれ表２１表３に示す。
：実施例３〕 核づけ形成にあたり実施例１と全く同じ条件で反応性ガ
スとしてＮＨ３２００ｓｅｃｍを流し圧力を５０Ｔｏｒ
ｒとしてアモルファスチツ化シリコン膜を得、この上に
実施例１と同じ条件で堆積した多結晶膜の特性はそれぞ
れ表２゜表３に示す。
：実施例４〕 実施例１と全く同じ条件でアモルファスシリコン膜をス
ポット状で得た後更にＡｒＦエキシマレーザ−のみを１
００パルスあてスポット状の結晶化したシリコン膜を得
た。このしに堆積した多結晶膜の特性はそれぞれ表２１
表３に示す。
〔実施例５〕 核づけ形成に際し実施例１と全く同じ条件で活発生部形
成用の反応性ガスとして反応性エツチングガスＦ２を流
し圧力を５Ｔｏｒｒとしてガラス基板上にスポット状に
エツチングを行なった。このようにして第４図のように
形成された基体を用いて実施例と同じ条件で堆積した多
結晶膜の特性をそれぞれ表２１表３に示す。
〔実施例６〕 第５図に示した電子線照射装置に、ポジ型レジストであ
るポリ−メチルメタクリレート（Ｐ−ＭＭＡ）をスピナ
ー塗布しプリベーク等すませたガラス基板（コーニング
社製＃７０５９）を入れた後、電子線照射を行なった。
電子銃５０１から出た電子は偏向電極５０３ａ　。
５０３ｂと制御層Ｊｉ５０２ａ、５０２ｂとによって基
板５０５七に電子の加速収束ビームを照射する。加速電
圧５ＫｅＶでビーム電流３ｍＡで絞った電子ビームを前
記基体５０５に照射し０．１　ＪＬｍ径のスポット状の
パターンを０．１ｇｍ間隔で真空度ｔｏ−５Ｔｏｒｒ中
で作製した。第６図前記基体を用い実施例１と全く同じ
条件で多結晶膜を作製した。前記堆積膜の特性を表２，
３に示す。
〔実施例７〕 予め既知の方法例えばＲＦグロー放電法、スパッタ法、
蒸着法等により又は光ＣＶＤ法によりガラス基体上にア
モルファスシリコン薄膜を生成し、前記基体とに、結晶
核形成のために実施例１で用いた条件で反応性ガスを流
さずレーザーパルス数を１５０とし局所アニールを行い
局所的に結晶化を行なった。これを基体として用いて多
結晶膜を堆積した。前記堆８１膜の特性を表２．３に示
す。
〔実施例８〕 ガラス基板（コーニング社製＃７０５９）上にＬＢ法で
ジアセチレン薄膜を１１層堆積し基体とした。まず、基
板を超純水にて洗浄し油性分を除去した後水中に侵せき
した後、クロロホルムにジアセチレンを溶解し５ＸｌＯ
−３ｍｏｉ／立の濃度にしたものを数滴滴下し、液面の
圧力を加えた後、その圧力を保持しながら１ｃｍ／ｍｉ
ｎの速度で基板を上下して１１層の膜を堆積する０次に
上記の膜に集束したＵＶ光（２５４ｎｍ）を１０ｍＷ／
ｃｍ２の強度で照射し局所的に重合をさせて基板を作成
した。この基板を用いて実施例１と同一条件で堆積した
多結晶膜の特性はそれぞれ表２．３に示す。
〔発明の効果〕
、以り本発明により、非常に配向性の高い。
結晶粒の位置やサイズの大きさを限定する膜を作成する
ことができた。ｈ記の配向性の高い膜を用いた薄膜トラ
ンジスターは高い移動度を有し、かつ、デバイス間のバ
ラツキについても抑えることができ、ディスプレイやサ
ンサーの駆動用として充分な機能と信頼性を有すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は、夫々本発明に係わる堆積膜形成袋
Ｕの模式的説明図、第３図乃至第６図は、本発明に係わ
る工程を説明する為の模式的説明図である。 １０１−−一膜堆積室 １０２−−−シリコンとハロゲンを含むラジカル導入管 ＋０３−−一水素ラジカルの導入管 １０４−−一基板支持台 １０５−−一基板 １０６−−−排気口 １０８．１０８’−−一作用室 １０９．１０９’−−一励起種出口 １１０−−一ローラー １１１−−一エッチングガス導入管 ２０２−−−ガス導入管 ２０３−−−ガス導入管 ２０８−−一作用室 ２１３−−一反応室 ２１４−一一核づけ室 ２１５−−一石英窓 ３０１−−一基体 ３０２−−一結晶核 ４０１−−一基体 ６０１−−一基体 ６０２−−−レジスト ５０１−−一電子銃 ５０２ａ、５０２ｂ−−一制御電極 ５０３ａ、５０３ｂ−−−偏向電極 ５０４ａ、５０４ｂ−−一制御電極 ５０５−−−基体

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間内 に、ケイ素とハロゲンを含む化合物を分解することによ
    り生成される活性種（Ａ）と、該活性種（Ａ）と化学的
    相互作用をする、成膜用化学物質より生成される活性種
    （Ｂ）とを夫々別々に導入し、化学反応させる事によっ
    て前記基体上に堆積膜を形成するにあたって、予め前記
    基体に集束した光又は電磁波或いは電子線を含むエネル
    ギービームを照射して前記基体上に於ける結晶核発生も
    しくは促進する部分を離散的に形成しておき、前記堆積
    膜に対してエッチング作用を有するガス又はその活性種
    を堆積膜表面に供給して、前記堆積膜表面に該エッチン
    グ作用を施すことで特定の面方位の結晶成長を優先的に
    行うことを特徴とする堆積膜形成法。
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DE87303341T DE3784541T2 (de) 1986-04-15 1987-04-15 Verfahren zur Herstellung einer niedergeschlagenen Schicht.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244786A (ja) * 1988-08-05 1990-02-14 Canon Inc ジョセフソン素子の製造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3784537T2 (de) * 1986-04-11 1993-09-30 Canon Kk Herstellungsverfahren einer niedergeschlagenen Schicht.
AU606053B2 (en) * 1986-04-11 1991-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Process for forming deposited film
JPH0639702B2 (ja) * 1986-04-14 1994-05-25 キヤノン株式会社 堆積膜形成法
EP0242182B1 (en) * 1986-04-14 1993-06-30 Canon Kabushiki Kaisha Process for forming deposited film
JP2768685B2 (ja) * 1988-03-28 1998-06-25 株式会社東芝 半導体装置の製造方法及びその装置
JPH02225399A (ja) * 1988-11-11 1990-09-07 Fujitsu Ltd エピタキシャル成長方法および成長装置
JPH02208293A (ja) * 1989-02-08 1990-08-17 Kanazawa Univ 多結晶シリコン膜の製造方法
JPH02258689A (ja) * 1989-03-31 1990-10-19 Canon Inc 結晶質薄膜の形成方法
JP3535241B2 (ja) * 1994-11-18 2004-06-07 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体デバイス及びその作製方法
JP3469337B2 (ja) 1994-12-16 2003-11-25 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US6652922B1 (en) * 1995-06-15 2003-11-25 Alliedsignal Inc. Electron-beam processed films for microelectronics structures
US6027960A (en) 1995-10-25 2000-02-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method and laser annealing device
US6783627B1 (en) 2000-01-20 2004-08-31 Kokusai Semiconductor Equipment Corporation Reactor with remote plasma system and method of processing a semiconductor substrate
US6521961B1 (en) * 2000-04-28 2003-02-18 Motorola, Inc. Semiconductor device using a barrier layer between the gate electrode and substrate and method therefor
US7087504B2 (en) * 2001-05-18 2006-08-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device by irradiating with a laser beam
US6780786B2 (en) * 2001-11-26 2004-08-24 The Regents Of The University Of California Method for producing a porous silicon film

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2151346C3 (de) * 1971-10-15 1981-04-09 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg Verfahren zum Herstellung einer aus Einkristallschichtteilen und Polykristallschichtteilen bestehenden Halbleiterschicht auf einem Einkristallkörper
JPS5587425A (en) * 1978-12-26 1980-07-02 Tohoku Metal Ind Ltd Doping method for epitaxial layer of semiconductor
JPS5767938A (en) * 1980-10-16 1982-04-24 Canon Inc Production of photoconductive member
DE3107260A1 (de) * 1981-02-26 1982-09-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und vorrichtung zum abscheiden von halbleitermaterial, insbesondere silicium
WO1983004269A1 (en) * 1982-06-01 1983-12-08 Massachusetts Institute Of Technology Maskless growth of patterned films
US4522662A (en) * 1983-08-12 1985-06-11 Hewlett-Packard Company CVD lateral epitaxial growth of silicon over insulators
JPS6126774A (ja) * 1984-07-16 1986-02-06 Canon Inc 非晶質シリコン膜形成装置
FR2580673B1 (fr) * 1985-04-19 1987-09-25 Haond Michel Procede de fabrication sur un support isolant d'un film de silicium monocristallin oriente et a defauts localises
US4791071A (en) * 1986-02-20 1988-12-13 Texas Instruments Incorporated Dual dielectric gate system comprising silicon dioxide and amorphous silicon
AU606053B2 (en) * 1986-04-11 1991-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Process for forming deposited film
DE3784537T2 (de) * 1986-04-11 1993-09-30 Canon Kk Herstellungsverfahren einer niedergeschlagenen Schicht.
JPH0639702B2 (ja) * 1986-04-14 1994-05-25 キヤノン株式会社 堆積膜形成法
EP0242182B1 (en) * 1986-04-14 1993-06-30 Canon Kabushiki Kaisha Process for forming deposited film

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244786A (ja) * 1988-08-05 1990-02-14 Canon Inc ジョセフソン素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2054666T3 (es) 1994-08-16
EP0242207A2 (en) 1987-10-21
CA1292662C (en) 1991-12-03
AU7151587A (en) 1987-10-22
ATE86794T1 (de) 1993-03-15
EP0242207B1 (en) 1993-03-10
EP0242207A3 (en) 1988-09-07
JPH0639703B2 (ja) 1994-05-25
AU598247B2 (en) 1990-06-21
DE3784541T2 (de) 1993-09-30
US4942058A (en) 1990-07-17
DE3784541D1 (de) 1993-04-15

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