JPS62299011A - 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 - Google Patents
多結晶薄膜基板のアニ−ル方法Info
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- JPS62299011A JPS62299011A JP14194486A JP14194486A JPS62299011A JP S62299011 A JPS62299011 A JP S62299011A JP 14194486 A JP14194486 A JP 14194486A JP 14194486 A JP14194486 A JP 14194486A JP S62299011 A JPS62299011 A JP S62299011A
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Landscapes
- 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】
３、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明は、絶縁体基板上に形成された多結晶シリコン等
の多結晶薄膜を、紫外線及び赤外線加熱することにより
アニールし、膜の電気特性を改善するための熱処理温度
を下げ、高品質の電子材料を提供するだめのアニール方
法に関するものである。− 従来の技術 非晶質表面を有する基板上の多結晶材料を利用した素子
は、シリコン、ガリウム砒素等のように結晶基板に作成
した素子に比較して、その電気特性は劣り、信頼性、諸
行性のバラツキについても劣るが、最近この多結晶材料
をアニールにより再結晶化し、三次元素子を実現する試
みが盛んである。アニールの方法としては、従来、電子
ビーム、レーザービーム等のエネルギービームを基材表
面を走査しながら照射する再結晶化法が行なわれている
。又、再結晶化させなくとも、基板薄膜のアニールが、
マイクロ波、赤外線あるいは紫外線の照射により行なわ
れ、ある程度の緒特性の改善が行なわれている。
の多結晶薄膜を、紫外線及び赤外線加熱することにより
アニールし、膜の電気特性を改善するための熱処理温度
を下げ、高品質の電子材料を提供するだめのアニール方
法に関するものである。− 従来の技術 非晶質表面を有する基板上の多結晶材料を利用した素子
は、シリコン、ガリウム砒素等のように結晶基板に作成
した素子に比較して、その電気特性は劣り、信頼性、諸
行性のバラツキについても劣るが、最近この多結晶材料
をアニールにより再結晶化し、三次元素子を実現する試
みが盛んである。アニールの方法としては、従来、電子
ビーム、レーザービーム等のエネルギービームを基材表
面を走査しながら照射する再結晶化法が行なわれている
。又、再結晶化させなくとも、基板薄膜のアニールが、
マイクロ波、赤外線あるいは紫外線の照射により行なわ
れ、ある程度の緒特性の改善が行なわれている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、従来より行なわれている再結晶化のため
の加熱方法はエネルギービームを走査するものであり、
大面積の処理を行なうためには、その走査速度を大きく
しなければならず安定で均一な処理を行なうために装置
が犬がかりとなり複雑で高価なものとなる。又再結晶化
を行なわない場合には精密な走査を行なう必要はなく、
ランプやマグネトロン等の高周波源による加熱アニール
が行なわれる。しかし、このようなアニールは多結晶薄
膜には効果の小さい場合が多い。例えば、多結晶シリコ
ンの場合、通常、減圧気相成長法等で基板の温度をｅｏ
ｏ’ｃ〜了ｏｏ’ｃとして形成され、形成後に形成温度
以上でアニールすることにより多結晶の結晶粒を成長さ
せることが出来るが、これらの成長した結晶粒の境界部
分に結晶欠陥や歪みが凝縮され、この薄膜を用いて作成
された素子の電気的特注に悪影響を及ぼすという問題点
を有していた。
の加熱方法はエネルギービームを走査するものであり、
大面積の処理を行なうためには、その走査速度を大きく
しなければならず安定で均一な処理を行なうために装置
が犬がかりとなり複雑で高価なものとなる。又再結晶化
を行なわない場合には精密な走査を行なう必要はなく、
ランプやマグネトロン等の高周波源による加熱アニール
が行なわれる。しかし、このようなアニールは多結晶薄
膜には効果の小さい場合が多い。例えば、多結晶シリコ
ンの場合、通常、減圧気相成長法等で基板の温度をｅｏ
ｏ’ｃ〜了ｏｏ’ｃとして形成され、形成後に形成温度
以上でアニールすることにより多結晶の結晶粒を成長さ
せることが出来るが、これらの成長した結晶粒の境界部
分に結晶欠陥や歪みが凝縮され、この薄膜を用いて作成
された素子の電気的特注に悪影響を及ぼすという問題点
を有していた。
問題点を解決するための手段
本発明はこの問題点を解決するため、多結晶薄膜に紫外
線を照射すると同時にヒータアニールを行ないヒータ部
を例えばカーボンストリップヒータのような一次元的に
均熱部分が得られるヒータを用いて、これを基板に対し
て相対的に所定の速度で移動させるものである。
線を照射すると同時にヒータアニールを行ないヒータ部
を例えばカーボンストリップヒータのような一次元的に
均熱部分が得られるヒータを用いて、これを基板に対し
て相対的に所定の速度で移動させるものである。
作用
本発明はこの方法により再結晶化の場合のアニール温度
を下げ、大面積を均一に処理し、再結晶化が出来ない条
件においては、多結晶材料の結晶粒の境界部分における
欠陥や歪みなどを減じて、多結晶薄膜を用いて作成した
薄膜トランジスタ等の素子の電気特注を大きく改善する
ことが出来る。
を下げ、大面積を均一に処理し、再結晶化が出来ない条
件においては、多結晶材料の結晶粒の境界部分における
欠陥や歪みなどを減じて、多結晶薄膜を用いて作成した
薄膜トランジスタ等の素子の電気特注を大きく改善する
ことが出来る。
実施例
以下図面を用いて本発明の実施ψ１１を説明する。
第１図において下地基板１１の上に減圧気相成長法、プ
ラズマ気相成長法、各種蒸着技術等により多結晶薄膜１
２を形成する。通常は基板１１を加熱しながら形成する
。例えば多結晶シリコンを形成する場合、減圧気相成長
法では６００°Ｃ以上に力ロ熱した石英炉に基板を設置
し、シランガスを流して行なう。非晶質薄膜１３は、下
地基板１１と多結晶薄膜１２の膨張率の差による熱歪み
を緩和するための薄膜あるいは基板１１の結晶的あるい
は電気的な影響を除却するための緩衝層であり、酸化シ
リコン、窒化ンリコン、フン化カルシウム等多結晶層の
材料に忘じて選択される。また薄膜１２が多結晶ンリコ
ンの場合は基板として石英を選択し、上記緩衝層を設け
ない構造も可能である。
ラズマ気相成長法、各種蒸着技術等により多結晶薄膜１
２を形成する。通常は基板１１を加熱しながら形成する
。例えば多結晶シリコンを形成する場合、減圧気相成長
法では６００°Ｃ以上に力ロ熱した石英炉に基板を設置
し、シランガスを流して行なう。非晶質薄膜１３は、下
地基板１１と多結晶薄膜１２の膨張率の差による熱歪み
を緩和するための薄膜あるいは基板１１の結晶的あるい
は電気的な影響を除却するための緩衝層であり、酸化シ
リコン、窒化ンリコン、フン化カルシウム等多結晶層の
材料に忘じて選択される。また薄膜１２が多結晶ンリコ
ンの場合は基板として石英を選択し、上記緩衝層を設け
ない構造も可能である。
このようにして作成した多結晶薄膜基板１の多結晶薄膜
１２の部分；て紫外線４を照射する。紫外線４を多結晶
薄膜１２に照射すると、結晶粒の境界部分）こ存在する
欠陥あるいは各１歪みのためにその一分：て紫外線４が
効率よく吸収され、選択的アニール効果があると考えら
れる。
１２の部分；て紫外線４を照射する。紫外線４を多結晶
薄膜１２に照射すると、結晶粒の境界部分）こ存在する
欠陥あるいは各１歪みのためにその一分：て紫外線４が
効率よく吸収され、選択的アニール効果があると考えら
れる。
本発明者等は、この紫外線のエネルギーを１ｏ２Ｗ／、
以下として多結晶薄膜１２に照射し、同時にその照射部
分をカーボン、タングステン等を線状に形成したス）
ＩＪツブヒータ３により加熱し、さらにこのヒータ３と
多結晶薄膜基板１を相対的に０．１ｍｍ／ｓｅｅ〜１０
０ｗｎ／ｓｅｅ程度の速度で図中破線で示した矢印の方
向に移動させることにより大面積に亘り、均一に多結晶
シリコンの粒界欠陥等をアニールし、これを用いて作成
した薄膜トランジスタの電気的特性を大きく改善できる
ことを見出した。このように多結晶薄膜１２を半導体材
料により作成することにより、その効果が明確に得られ
る故に、シリコン以外のゲルマニウム１．ガリウム砒素
、セレンイヒカドミウム、セレン亜鉛等の多結晶材料に
対して本発明の効果は太きい。
以下として多結晶薄膜１２に照射し、同時にその照射部
分をカーボン、タングステン等を線状に形成したス）
ＩＪツブヒータ３により加熱し、さらにこのヒータ３と
多結晶薄膜基板１を相対的に０．１ｍｍ／ｓｅｅ〜１０
０ｗｎ／ｓｅｅ程度の速度で図中破線で示した矢印の方
向に移動させることにより大面積に亘り、均一に多結晶
シリコンの粒界欠陥等をアニールし、これを用いて作成
した薄膜トランジスタの電気的特性を大きく改善できる
ことを見出した。このように多結晶薄膜１２を半導体材
料により作成することにより、その効果が明確に得られ
る故に、シリコン以外のゲルマニウム１．ガリウム砒素
、セレンイヒカドミウム、セレン亜鉛等の多結晶材料に
対して本発明の効果は太きい。
第２図において多結晶薄膜基板を予備的に加熱するため
に加熱可能な基板台らに設置したアニール方、去につい
て示した。このようにすることによりマトリノブヒータ
３の加熱条件の範囲がムくなるという利点が得られる。
に加熱可能な基板台らに設置したアニール方、去につい
て示した。このようにすることによりマトリノブヒータ
３の加熱条件の範囲がムくなるという利点が得られる。
ここで７は紫外線源で通常キセノンランプ、高圧水銀灯
などが使用出来、これを凹面鏡８にて集光して紫外線４
を基板に照射する。紫外線の光源としてはエキシマレー
ザ等の紫外線レーザも使用可能である。
などが使用出来、これを凹面鏡８にて集光して紫外線４
を基板に照射する。紫外線の光源としてはエキシマレー
ザ等の紫外線レーザも使用可能である。
発明の効果
本発明のアニール温度により、大面積を均一にアニール
可能であるストリップヒータアニール方法のアニール温
度を下げることが出来、多結晶薄膜を融解させて再結晶
化する方法をとらなくとも、固相のまま、多結晶粒の境
界部分の欠陥を効率よくアニールすることが可能となり
、再結晶化に匹敵する効果を得ることが可能となる。
可能であるストリップヒータアニール方法のアニール温
度を下げることが出来、多結晶薄膜を融解させて再結晶
化する方法をとらなくとも、固相のまま、多結晶粒の境
界部分の欠陥を効率よくアニールすることが可能となり
、再結晶化に匹敵する効果を得ることが可能となる。
第１図、第２図は本発明の一実施例のアニール工程を示
す図である。 １・・・・・・多結晶薄膜基板、３・・・・・・ス）
ＩＪツブヒータ、４・・・・・・紫外線、１１・・・・
・・下地基板、１３・・・・・・非晶質薄膜。 ３”−ス（す、ブ；−ダ 今一−−・寒りＬ奪−１ １１・・−Ｔに’ １７Ｊ。
す図である。 １・・・・・・多結晶薄膜基板、３・・・・・・ス）
ＩＪツブヒータ、４・・・・・・紫外線、１１・・・・
・・下地基板、１３・・・・・・非晶質薄膜。 ３”−ス（す、ブ；−ダ 今一−−・寒りＬ奪−１ １１・・−Ｔに’ １７Ｊ。
Claims (5)
- （１）非晶質基板表面上に形成した多結晶薄膜に紫外線
を照射し、さらに前記多結晶薄膜の紫外線照射部分をス
トリップヒータによりアニールしつつ、このアニール部
分を所定の速度にて移動させることを特徴とする多結晶
薄膜基板のアニール方法。 - （２）多結晶薄膜を、シリコン、ゲルマニウム、ガリウ
ム砒素、セレン化カドミウム、セレン化亜鉛等の多結晶
半導体材料により形成した特許請求の範囲第１項記載の
多結晶薄膜基板のアニール方法。 - （３）基板として石英等の高融点ガラス材料を用い非晶
質表面を得ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の多結晶薄膜基板のアニール方法。 - （４）紫外線を、高圧水銀灯を用いて得ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の多結晶薄膜基板のアニ
ール方法。 - （５）多結晶半導体材料をシリコンとし、紫外線照射と
ヒータ加熱により、前記多結晶シリコン薄膜の融解しな
い条件にてシリコン多結晶を固相成長させることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の多結晶薄膜基板のア
ニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141944A JPH07107894B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141944A JPH07107894B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62299011A true JPS62299011A (ja) | 1987-12-26 |
| JPH07107894B2 JPH07107894B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=15303769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61141944A Expired - Lifetime JPH07107894B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107894B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817731A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2006032982A (ja) * | 2005-09-02 | 2006-02-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜の加熱処理方法 |
| US7214574B2 (en) | 1997-03-11 | 2007-05-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heating treatment device, heating treatment method and fabrication method of semiconductor device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162224A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-17 | Toshiba Corp | Preparation of semiconductor device |
| JPS58147024A (ja) * | 1982-02-24 | 1983-09-01 | Fujitsu Ltd | ラテラルエピタキシヤル成長法 |
| JPS58206121A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Toshiba Corp | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| JPS60137011A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Hitachi Ltd | 半導体基板の製造方法及びそれに使用する製造装置 |
| JPS60202931A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP61141944A patent/JPH07107894B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817731A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7214574B2 (en) | 1997-03-11 | 2007-05-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heating treatment device, heating treatment method and fabrication method of semiconductor device |
| US7410850B2 (en) | 1997-03-11 | 2008-08-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heating treatment device, heating treatment method and fabrication method of semiconductor device |
| JP2006032982A (ja) * | 2005-09-02 | 2006-02-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜の加熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07107894B2 (ja) | 1995-11-15 |
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