JPS627113A - 電子ビ−ムアニ−ル方法 - Google Patents
電子ビ−ムアニ−ル方法Info
- Publication number
- JPS627113A JPS627113A JP14456785A JP14456785A JPS627113A JP S627113 A JPS627113 A JP S627113A JP 14456785 A JP14456785 A JP 14456785A JP 14456785 A JP14456785 A JP 14456785A JP S627113 A JPS627113 A JP S627113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- linear beam
- semiconductor layer
- recrystallization
- scanning
- Prior art date
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- Pending
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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）
この発明は電子ビームアニールにより半導体層を再結晶
させて半導体結晶を成長させるための、電子ビームアニ
ール方法に関する。
させて半導体結晶を成長させるための、電子ビームアニ
ール方法に関する。
従来、電子ビームアニールは文献「ザ フィフティーン
ス シンポジウム オン イオン インプランテーショ
ン アンドサブミクロン フ７プリケーション（ｔｈｅ
１５ ｔｈ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＩｏｎＩｍ
ｐｌａｎｔａｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ Ｆ
ａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ） Ｊの講演集（１９８４）
、 Ｐ ８１〜８４．に開示されてい、るように、擬似
線状ビームアニール方法で行われ □ていた。この
従来の方法なｙａ４図を参照して説明 □する。
ス シンポジウム オン イオン インプランテーショ
ン アンドサブミクロン フ７プリケーション（ｔｈｅ
１５ ｔｈ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＩｏｎＩｍ
ｐｌａｎｔａｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ Ｆ
ａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ） Ｊの講演集（１９８４）
、 Ｐ ８１〜８４．に開示されてい、るように、擬似
線状ビームアニール方法で行われ □ていた。この
従来の方法なｙａ４図を参照して説明 □する。
第４図はウェハを構成する多結晶シリコンの半導体層を
電子ビームアニールによって単結晶化して半導体結晶を
成長させる例を説明するための略、Ｍｌｆｆｌである。
電子ビームアニールによって単結晶化して半導体結晶を
成長させる例を説明するための略、Ｍｌｆｆｌである。
このウェハにおいて、ｌＯはシリコン（Ｓｉ ）基板、
１１は５１０２層、１２は多結晶シリコン（ポリＳｉ
）又は非晶質シリコン（ａ−３ｉ）の半導体層、１３は
Ｓ ｉＯｚキャップ層である。この場合、ポリＳｉ層１
２又はポリＳｉ層１２の下側の３１０ｚ層７の適当箇所
に種結晶を形成しておく。
１１は５１０２層、１２は多結晶シリコン（ポリＳｉ
）又は非晶質シリコン（ａ−３ｉ）の半導体層、１３は
Ｓ ｉＯｚキャップ層である。この場合、ポリＳｉ層１
２又はポリＳｉ層１２の下側の３１０ｚ層７の適当箇所
に種結晶を形成しておく。
電子ビームアニールは、ウェハの５１ｏ２キャップ層１
８を電子ビーム１４の擬似線状ビームで走査して行って
いる。この擬似線状ビームは、電子ビームでキャップ層
１３を走査する時、実際の電子ビーム走査の形状が正弦
波又は三角波等のような基本波形状となっていて、しか
も、これら基本波の振幅方向、（Ｘ方向）の繰り返し周
波数が高周波であるが、Ｘ方向に対し垂直なＹ方向すな
わち基本渡の進行方向にはゆっくりと走査するビームで
ある。従って、擬似線状ビーム（単に線状ビームと称す
る）の幅は基本波の振幅（Ｘ方向）に対応し、線状ビー
ムの走査方向は基本波の進行方向であるＹ方向に対応す
る。この線状ビームでキャップ層１３を走査すると、線
状ビーム下の半導体層１２の部分が加熱されて溶融し、
線状ビームの通過後の冷却に従って再結晶化が進む。
８を電子ビーム１４の擬似線状ビームで走査して行って
いる。この擬似線状ビームは、電子ビームでキャップ層
１３を走査する時、実際の電子ビーム走査の形状が正弦
波又は三角波等のような基本波形状となっていて、しか
も、これら基本波の振幅方向、（Ｘ方向）の繰り返し周
波数が高周波であるが、Ｘ方向に対し垂直なＹ方向すな
わち基本渡の進行方向にはゆっくりと走査するビームで
ある。従って、擬似線状ビーム（単に線状ビームと称す
る）の幅は基本波の振幅（Ｘ方向）に対応し、線状ビー
ムの走査方向は基本波の進行方向であるＹ方向に対応す
る。この線状ビームでキャップ層１３を走査すると、線
状ビーム下の半導体層１２の部分が加熱されて溶融し、
線状ビームの通過後の冷却に従って再結晶化が進む。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の線状ビームアニール方法によれば
、線状ビーム下の半導体層の温度分布は再結晶化を良好
に進めるための最適な分布とは必らずしもなってお１ら
ず、従って大きな再結晶を得ようとすると再結晶領域に
結晶欠陥が生ずるという問題があった。
、線状ビーム下の半導体層の温度分布は再結晶化を良好
に進めるための最適な分布とは必らずしもなってお１ら
ず、従って大きな再結晶を得ようとすると再結晶領域に
結晶欠陥が生ずるという問題があった。
この発明の目的は電子ビーム走査を変えて半導体層に再
結晶化に最適な温度分布をつくり、結晶性の良い大面積
の再結晶層を得ることが出来る電子ビームアニール方法
を提供することにある。
結晶化に最適な温度分布をつくり、結晶性の良い大面積
の再結晶層を得ることが出来る電子ビームアニール方法
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、この発明では半導 ゛体層
をアニールするためにウェハを電子ビームの擬似線状ビ
ームで走査するに当り、この線状ビームの幅方向の少な
くとも一端部又は両端部における電子ビーム走査時間を
線状ビームの中央部における走査時間よりも長くする。
をアニールするためにウェハを電子ビームの擬似線状ビ
ームで走査するに当り、この線状ビームの幅方向の少な
くとも一端部又は両端部における電子ビーム走査時間を
線状ビームの中央部における走査時間よりも長くする。
このため、電子ビーム走査波形の正弦波又は三角波等の
基本波の照射させるようにする。
基本波の照射させるようにする。
（作用）
このように基本走査波形の一部分を変調して、線状ビー
ム端部において、電子ビームを長時間照射することによ
り、ウェハの半導体層の、線状ビーム端部下の部分をそ
の中央部下の部分よりも高温に加熱するので、再結晶化
に好適な温度勾配が出来、これがため半導体層の冷却に
従って再結晶化が順調に進み結晶欠陥が生じる恐れがな
い。
ム端部において、電子ビームを長時間照射することによ
り、ウェハの半導体層の、線状ビーム端部下の部分をそ
の中央部下の部分よりも高温に加熱するので、再結晶化
に好適な温度勾配が出来、これがため半導体層の冷却に
従って再結晶化が順調に進み結晶欠陥が生じる恐れがな
い。
（実施例）
以下、図面を参照してこの発明の実施例につき説明する
。尚、第１図（４）及び第２図（ハ〜（０１は基本波を
三角波とした例を示し、又、第３図（Ａ）〜（Ｄｌは基
本波を正弦波とした例を示す。これら図において横軸に
時間軸を取り、縦軸に′電子ビーム走査位置（Ｘ方向）
を取ってそれぞれ示す。
。尚、第１図（４）及び第２図（ハ〜（０１は基本波を
三角波とした例を示し、又、第３図（Ａ）〜（Ｄｌは基
本波を正弦波とした例を示す。これら図において横軸に
時間軸を取り、縦軸に′電子ビーム走査位置（Ｘ方向）
を取ってそれぞれ示す。
又、第１図（Ｂ）は第１図（元の電子ビーム走査により
半導体層に生ずる温度分布を示す温度分布図で横軸に温
度Ｔを取って示し縦軸に擬似線状ビームの幅方向である
Ｘ方向を取って示す。
半導体層に生ずる温度分布を示す温度分布図で横軸に温
度Ｔを取って示し縦軸に擬似線状ビームの幅方向である
Ｘ方向を取って示す。
第１図（Ａ１は三角波の両頂点付近で電子ビーム走査を
固定し、一方の頂点付近（線状ビームの一方の端部）で
はｔａ待時間他方の頂点付近（線状ビームの他方の端部
）ではｔｂ時間だけ電子ビームを振らせずに固定して走
査する。この時の温度分布状態を第１図ｆＢ）に示す。
固定し、一方の頂点付近（線状ビームの一方の端部）で
はｔａ待時間他方の頂点付近（線状ビームの他方の端部
）ではｔｂ時間だけ電子ビームを振らせずに固定して走
査する。この時の温度分布状態を第１図ｆＢ）に示す。
この第１図ｆＢ１からも理解出来るように線状ビームの
両端部に対応した半導体層の部分に高温の山があり、線
状ビームの中央部に低温の谷がある。従って、この温度
分布によれば、半導体層の溶融領域の低温部である中央
部から再結晶化が開始し順次溶融領域の冷却に従って線
状ビームの端部側へと再結晶化が進み、結晶欠陥の少な
い大面積の再結晶層を形成することが出来る。
両端部に対応した半導体層の部分に高温の山があり、線
状ビームの中央部に低温の谷がある。従って、この温度
分布によれば、半導体層の溶融領域の低温部である中央
部から再結晶化が開始し順次溶融領域の冷却に従って線
状ビームの端部側へと再結晶化が進み、結晶欠陥の少な
い大面積の再結晶層を形成することが出来る。
第２図（Ａ）は三角波の両頂点付近で電子ビームを固定
し微小振幅の高周波を重畳した例である。第２図（Ｂｌ
及び（Ｃ１は三角波の一方の頂点付近でのみ電子ビーム
走査を固定した例で（Ｂｌは・成子ビームを撮らせない
で固定し、（０）は微小振幅の高周波で振らせた場合を
それぞれ示し、これらの場合には、半導体層の一方の端
部に設けた種結晶から半導体層全体の再結晶化を行うこ
とが出来る。
し微小振幅の高周波を重畳した例である。第２図（Ｂｌ
及び（Ｃ１は三角波の一方の頂点付近でのみ電子ビーム
走査を固定した例で（Ｂｌは・成子ビームを撮らせない
で固定し、（０）は微小振幅の高周波で振らせた場合を
それぞれ示し、これらの場合には、半導体層の一方の端
部に設けた種結晶から半導体層全体の再結晶化を行うこ
とが出来る。
第３図（ハ〜の）は基本波を正弦波とした例である。
（Ａ）は正弦波の両頂点付近で正弦波に微小振幅の高周
波を重畳した例である。（Ｂ）は一方の頂点付近で正弦
波に微小振幅の高周波を重畳し、他方の頂点付近では電
子ビーム走査を固定すると共に電子ビームを振らさずに
走査する例である。（０１図は正弦−ビーム走査を固定
すると共に、電子ビームを振ら１１．さすにその位置で
走査を続ける例である。以上の（゛ような電子ビーム走
査によっても、電子ビーム照ユ末領域の温度分布を半導
体層の再結晶化に好適な分布に制御出来る。
波を重畳した例である。（Ｂ）は一方の頂点付近で正弦
波に微小振幅の高周波を重畳し、他方の頂点付近では電
子ビーム走査を固定すると共に電子ビームを振らさずに
走査する例である。（０１図は正弦−ビーム走査を固定
すると共に、電子ビームを振ら１１．さすにその位置で
走査を続ける例である。以上の（゛ような電子ビーム走
査によっても、電子ビーム照ユ末領域の温度分布を半導
体層の再結晶化に好適な分布に制御出来る。
尚、上述した電子ビームの走査位置の固定時間は設計に
応じて任意に設定出来るものとする。又、電子ビームス
ポット径、正弦波、三角波等の基本波の振幅、走査速度
、その他の諸条件も設計に応じて任意に設定出来るもの
とする。さらに、電子ビームアニールにより再結晶化さ
れるべき半導体層はシリコンの多結晶層、非晶質層はも
とより、他の半導体層であってもよい。また、再結晶化
されるべき半導体層を有するウェハ構造及び構成材料も
図示例に限定されるものではないこと明らかである。
応じて任意に設定出来るものとする。又、電子ビームス
ポット径、正弦波、三角波等の基本波の振幅、走査速度
、その他の諸条件も設計に応じて任意に設定出来るもの
とする。さらに、電子ビームアニールにより再結晶化さ
れるべき半導体層はシリコンの多結晶層、非晶質層はも
とより、他の半導体層であってもよい。また、再結晶化
されるべき半導体層を有するウェハ構造及び構成材料も
図示例に限定されるものではないこと明らかである。
（発明の効果）
上述した説明からも明らかなように、この発明によれば
擬似線状ビーム形成においてビーム端部できることが期
待される。
擬似線状ビーム形成においてビーム端部できることが期
待される。
第１図ｆＡ）、第２図（薊〜（Ｃ）及び第８図ｆＡ）〜
（Ｄｉは、この発明の電子ビームアニール方法の説明に
供する波形図、 第１図ｒＢ）はこの発明に供する温度分布図、第４図は
この発明及び従来の・電子ビームアニール方法の説明に
供する線図である。 １０・・・シリコン基板 １１・・・Ｓｘ Ｏ２層
１２・・・半導体層 １３・・・３１０２キャ
ップ層１４・・・電子ビーム。 切 三ｌｉｔ波の凌畜周例 ；Ａ
ｌｌ／１−イレ（Ａ） （ＩＩ？） 第１図 第２図 第３図
（Ｄｉは、この発明の電子ビームアニール方法の説明に
供する波形図、 第１図ｒＢ）はこの発明に供する温度分布図、第４図は
この発明及び従来の・電子ビームアニール方法の説明に
供する線図である。 １０・・・シリコン基板 １１・・・Ｓｘ Ｏ２層
１２・・・半導体層 １３・・・３１０２キャ
ップ層１４・・・電子ビーム。 切 三ｌｉｔ波の凌畜周例 ；Ａ
ｌｌ／１−イレ（Ａ） （ＩＩ？） 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子ビームによる擬似線状ビームでウェハを走査し
て半導体層をアニールするに当り、前記擬似線状ビーム
の幅方向の少なくとも 一方の端部において電子ビーム走査時間を該擬似線状ビ
ームの中心部よりも長時間としたことを特徴とする電子
ビームアニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14456785A JPS627113A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 電子ビ−ムアニ−ル方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14456785A JPS627113A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 電子ビ−ムアニ−ル方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627113A true JPS627113A (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=15365224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14456785A Pending JPS627113A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 電子ビ−ムアニ−ル方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627113A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135631A (ja) * | 1982-02-08 | 1983-08-12 | Fujitsu Ltd | ラテラルエピタキシヤル成長法 |
| JPS6058609A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14456785A patent/JPS627113A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135631A (ja) * | 1982-02-08 | 1983-08-12 | Fujitsu Ltd | ラテラルエピタキシヤル成長法 |
| JPS6058609A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
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