JPS62245621A - Ｓｏｉデバイス形成法 - Google Patents
Ｓｏｉデバイス形成法Info
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- JPS62245621A JPS62245621A JP8949486A JP8949486A JPS62245621A JP S62245621 A JPS62245621 A JP S62245621A JP 8949486 A JP8949486 A JP 8949486A JP 8949486 A JP8949486 A JP 8949486A JP S62245621 A JPS62245621 A JP S62245621A
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Links
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Landscapes
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
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〕
本発明は絶縁物基板上にシリコン単結晶膜を形成するＳ
ＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ
）技術に関するものである。
ＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ
）技術に関するものである。
絶縁物基板上に堆積したアモルファス・シリコン膜（以
下ａ−シリコン膜と略す）や多結晶シリコン膜にレーザ
ー光の照射を行ないシリコン単結晶膜に変換する方法と
して従来は、絶縁物基板上のａ−シリコン膜や多結晶シ
リコン膜をレーザー光の照射により全面を単結晶化した
後、パターニングを行ない素子領域と素子間分離領域を
得る方法（Ｔ、 １． Ｋａｍｉｎｓ、 Ｋ、 Ｆ、
Ｌｅｅ、 Ｊ、 Ｆ、 Ｇｉｂｂｏｎｓ、 ａｎｄＫ、
Ｃ，Ｓａｒａｓｗａｔ ： ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖ、 。
下ａ−シリコン膜と略す）や多結晶シリコン膜にレーザ
ー光の照射を行ないシリコン単結晶膜に変換する方法と
して従来は、絶縁物基板上のａ−シリコン膜や多結晶シ
リコン膜をレーザー光の照射により全面を単結晶化した
後、パターニングを行ない素子領域と素子間分離領域を
得る方法（Ｔ、 １． Ｋａｍｉｎｓ、 Ｋ、 Ｆ、
Ｌｅｅ、 Ｊ、 Ｆ、 Ｇｉｂｂｏｎｓ、 ａｎｄＫ、
Ｃ，Ｓａｒａｓｗａｔ ： ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖ、 。
ＥＤ−２７，２９０，１９８０）、 または選択酸化
法を用いてａ−シリコン膜や多結晶シリコン膜の一部を
絶縁膜である二酸化珪素膜に変換し、この絶縁膜でａ−
シリコン膜や多結晶シリコン膜を島状に分離した後、レ
ーザー光の照射を行ないシリコン単結晶膜を得る方法（
西村正・赤坂洋−・松本隆夫・石津顕： ＥＤＤ−８２
−１７）の２つがあった。
法を用いてａ−シリコン膜や多結晶シリコン膜の一部を
絶縁膜である二酸化珪素膜に変換し、この絶縁膜でａ−
シリコン膜や多結晶シリコン膜を島状に分離した後、レ
ーザー光の照射を行ないシリコン単結晶膜を得る方法（
西村正・赤坂洋−・松本隆夫・石津顕： ＥＤＤ−８２
−１７）の２つがあった。
絶縁物基板上のａ−シリコン膜や多結晶シリコン膜にレ
ーザー光を照射することにより全面な単結晶化する方法
においては、単結晶化は最初の成長核生成とそれに続く
結晶成長によって支配される。ところが試料の面積が太
きいと試料−１−での各位置によりランダムな方位の成
長核が発成し、それによりランダムな方位の結晶成長が
生じる。このため異なる結晶方位で成長した境界面には
多数の結晶粒界が発生し、これがＳＯＩデバイスの素子
特性の劣化の原因になっている。
ーザー光を照射することにより全面な単結晶化する方法
においては、単結晶化は最初の成長核生成とそれに続く
結晶成長によって支配される。ところが試料の面積が太
きいと試料−１−での各位置によりランダムな方位の成
長核が発成し、それによりランダムな方位の結晶成長が
生じる。このため異なる結晶方位で成長した境界面には
多数の結晶粒界が発生し、これがＳＯＩデバイスの素子
特性の劣化の原因になっている。
この不都合を解決するため一度のレーザー光の照射によ
る単結晶化面積を制限し、その領域内での結晶粒界の発
生を押える方法として選択酸化法を用いてａ−シリコン
膜や多結晶シリコン膜を島状に分離した後、レーザー光
の照射を行ないシリコン単結晶膜を得る方法が考えられ
た。しかしこの方法の問題点としては、ａ−シリコン膜
や多結晶シリコン膜と周囲の絶縁膜である二酸化珪素膜
との熱伝導率の相異に起因する次のような現象がある。
る単結晶化面積を制限し、その領域内での結晶粒界の発
生を押える方法として選択酸化法を用いてａ−シリコン
膜や多結晶シリコン膜を島状に分離した後、レーザー光
の照射を行ないシリコン単結晶膜を得る方法が考えられ
た。しかしこの方法の問題点としては、ａ−シリコン膜
や多結晶シリコン膜と周囲の絶縁膜である二酸化珪素膜
との熱伝導率の相異に起因する次のような現象がある。
すなわち素子設計上島状のａ−シリコン膜や多結晶シリ
コン膜の大きさとしては、小さなもの（例えば３×５μ
ｍ）から大きいもの（例えば１００Ｘ２００μｍ）まで
各種の大きさが存在する。ところがａ−シリコン膜や多
結晶シリコン膜の島と周囲の絶縁膜である二酸化珪素膜
の熱伝導率を比べると二酸化珪素膜の熱伝導率が約２桁
小さいため島状のシリコン膜を単結晶化するための最適
レーザーパワーは、各島の面積により異なり例えば大き
な面積の島を単結晶化するための最適レーザーパワーで
レーザー光の照射を行なうと小さな面積の島ではレーザ
ーパワー過剰状態になり島が消失するという現象が発生
する。逆に小さな面積の島が単結晶化される最適レーザ
ーパワーを設定すると大きさ面積の島では周囲に熱が逃
げるためａ−シリコン膜や多結晶シリコン膜の状態のま
ま残ってしまう。
コン膜の大きさとしては、小さなもの（例えば３×５μ
ｍ）から大きいもの（例えば１００Ｘ２００μｍ）まで
各種の大きさが存在する。ところがａ−シリコン膜や多
結晶シリコン膜の島と周囲の絶縁膜である二酸化珪素膜
の熱伝導率を比べると二酸化珪素膜の熱伝導率が約２桁
小さいため島状のシリコン膜を単結晶化するための最適
レーザーパワーは、各島の面積により異なり例えば大き
な面積の島を単結晶化するための最適レーザーパワーで
レーザー光の照射を行なうと小さな面積の島ではレーザ
ーパワー過剰状態になり島が消失するという現象が発生
する。逆に小さな面積の島が単結晶化される最適レーザ
ーパワーを設定すると大きさ面積の島では周囲に熱が逃
げるためａ−シリコン膜や多結晶シリコン膜の状態のま
ま残ってしまう。
すなわち従来法でシリコン膜の単結晶化を行なうとａ−
シリコン膜や多結晶シリコン膜の島の消失や、未変化お
よび結晶粒界が多数発生することによる素子特性の劣化
という問題が生じていた。
シリコン膜や多結晶シリコン膜の島の消失や、未変化お
よび結晶粒界が多数発生することによる素子特性の劣化
という問題が生じていた。
本発明の目的は素子特性の劣化や素子領域の消失という
不都合を招くことなしにレーザー光の照射によるシリコ
ン膜の単結晶化を行ない、さらに工程の簡略化を提供す
るものである。
不都合を招くことなしにレーザー光の照射によるシリコ
ン膜の単結晶化を行ない、さらに工程の簡略化を提供す
るものである。
上記目的を達成するために本発明は、高抵抗なａ−シリ
コン膜を絶縁物基板上に堆積し、このａ−シリコン膜を
全面に堆積したまま選択的にレーザー光の照射を行なう
ことによりランダムな方位の結晶成長を押え、さらにａ
−シリコン膜と二酸化珪素膜との熱伝導率の違いによる
前述したような不都合の発生を防ぎ、また選択的なレー
ザー光の照射により素子領域と素子間分離領域が選択酸
化法を用いずに形成でき工程の簡略化を図ることができ
ることを特徴とする。
コン膜を絶縁物基板上に堆積し、このａ−シリコン膜を
全面に堆積したまま選択的にレーザー光の照射を行なう
ことによりランダムな方位の結晶成長を押え、さらにａ
−シリコン膜と二酸化珪素膜との熱伝導率の違いによる
前述したような不都合の発生を防ぎ、また選択的なレー
ザー光の照射により素子領域と素子間分離領域が選択酸
化法を用いずに形成でき工程の簡略化を図ることができ
ることを特徴とする。
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例におけるレーザー光の照射装
置および試料の側断面図を示したもので、’ｙ ＩＪ
：Ｉ ン・ウェファ−１に熱酸化法あるいは化学気相成
長法により膜厚１μｍの二酸化珪素膜を絶縁物基板２と
して形成し、プラズマ気相成長法やグロー放電法あるい
は反応性スパッタ法等で、膜厚１１００ｎ以下の高抵抗
なａ−シリコン膜６を絶縁物基板２の上に形成する。レ
ーザー光９としては連続発振のアルゴンレーザー、また
はパルスレーザ−であるエキシマレーザ−を用い集光レ
ンズ乙により、ａ−シリコン膜乙の表面にて直径５０〜
１００μｍの大きさになるようにした。ゴザ−光９を素
子領域４に照射し素子間分離領域５にレーザー光９が照
射されないようにすれば希望のパターンが得られる。
置および試料の側断面図を示したもので、’ｙ ＩＪ
：Ｉ ン・ウェファ−１に熱酸化法あるいは化学気相成
長法により膜厚１μｍの二酸化珪素膜を絶縁物基板２と
して形成し、プラズマ気相成長法やグロー放電法あるい
は反応性スパッタ法等で、膜厚１１００ｎ以下の高抵抗
なａ−シリコン膜６を絶縁物基板２の上に形成する。レ
ーザー光９としては連続発振のアルゴンレーザー、また
はパルスレーザ−であるエキシマレーザ−を用い集光レ
ンズ乙により、ａ−シリコン膜乙の表面にて直径５０〜
１００μｍの大きさになるようにした。ゴザ−光９を素
子領域４に照射し素子間分離領域５にレーザー光９が照
射されないようにすれば希望のパターンが得られる。
第２図は他の実施例におけるレーザー光の照射装置と試
料の側断面図で、ａ−シリコン膜６の上にマスク１０を
配置し、レーザー光９を照射し希望のパターンを得る例
である。マスク１ｏは例えば石英板に素子間分離領域５
の上はレーザー光９を反射あるいは吸収する薄膜を形成
し、素子領域４はレーザー光９が透過するようにしであ
る。
料の側断面図で、ａ−シリコン膜６の上にマスク１０を
配置し、レーザー光９を照射し希望のパターンを得る例
である。マスク１ｏは例えば石英板に素子間分離領域５
の上はレーザー光９を反射あるいは吸収する薄膜を形成
し、素子領域４はレーザー光９が透過するようにしであ
る。
本実施例では基板としてシリコン・ウェファーを用いて
説明したが、石英・サファイア等の透明基板を用いても
同様な効果が得られる。
説明したが、石英・サファイア等の透明基板を用いても
同様な効果が得られる。
本発明は高抵抗なａ−シリコン膜を絶縁物基板上に形成
し素子領域のみにレーザー光の照射を行なうようにした
結果、素子領域の消失や素子特性の劣化が押えられ高性
能ＳＯＩデバイスが可能になった。
し素子領域のみにレーザー光の照射を行なうようにした
結果、素子領域の消失や素子特性の劣化が押えられ高性
能ＳＯＩデバイスが可能になった。
その上選択的にレーザー光の照射を行なうことにより素
子領域と素子間分離領域が選択酸化法を用いずに形成で
き工程の簡略化が図れた。
子領域と素子間分離領域が選択酸化法を用いずに形成で
き工程の簡略化が図れた。
第１図、第２図は本発明の詳細な説明するだめのレーザ
ー光の照射装置および試料の側断面図である。 １・・・・・・シリコン・ウェファ−１２・・・・・・
絶縁物基板、３・・・・・・アモルファス・シリコンＩ
ＩＩ、４・・・・・・素子領域、５・・・・・・素子間
分離領域、６・・・・・・集光レンズ、７・・・・・・
シャッター、８・・・・・・試料取付基第１図
ー光の照射装置および試料の側断面図である。 １・・・・・・シリコン・ウェファ−１２・・・・・・
絶縁物基板、３・・・・・・アモルファス・シリコンＩ
ＩＩ、４・・・・・・素子領域、５・・・・・・素子間
分離領域、６・・・・・・集光レンズ、７・・・・・・
シャッター、８・・・・・・試料取付基第１図
Claims (1)
- 絶縁物基板上に堆積したアモルファス・シリコン膜にレ
ーザー光を照射して単結晶シリコン膜に変換し、この単
結晶シリコン膜中に半導体デバイスを形成するＳＯＩデ
バイス形成法において、前記絶縁物基板上の全面に高抵
抗アモルファス・シリコン膜を堆積したのち、素子領域
とする部分のみに選択的にレーザー光を照射して単結晶
シリコン膜とし、レーザー光未照射部分の高抵抗アモル
ファス・シリコン膜をそのまま素子間分離領域として用
いることを特徴とするＳＯＩデバイス形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8949486A JPS62245621A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | Ｓｏｉデバイス形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8949486A JPS62245621A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | Ｓｏｉデバイス形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62245621A true JPS62245621A (ja) | 1987-10-26 |
Family
ID=13972308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8949486A Pending JPS62245621A (ja) | 1986-04-18 | 1986-04-18 | Ｓｏｉデバイス形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62245621A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01212430A (ja) * | 1988-02-20 | 1989-08-25 | Fujitsu General Ltd | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| CN102361005A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-02-22 | 清华大学 | 一种片台扫描式激光加工中的遮光快门控制方法 |
-
1986
- 1986-04-18 JP JP8949486A patent/JPS62245621A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01212430A (ja) * | 1988-02-20 | 1989-08-25 | Fujitsu General Ltd | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| CN102361005A (zh) * | 2011-08-19 | 2012-02-22 | 清华大学 | 一种片台扫描式激光加工中的遮光快门控制方法 |
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