JPS63102310A - 単結晶薄膜の形成方法 - Google Patents
単結晶薄膜の形成方法Info
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- JPS63102310A JPS63102310A JP24891286A JP24891286A JPS63102310A JP S63102310 A JPS63102310 A JP S63102310A JP 24891286 A JP24891286 A JP 24891286A JP 24891286 A JP24891286 A JP 24891286A JP S63102310 A JPS63102310 A JP S63102310A
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Links
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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】
イ）産業上の利用分野
本発明汀主に半導体材料からなる非晶質あるいは多結晶
質を呈する物質の薄膜を単結晶化する（支）結晶薄膜の
形成方法に関するもので、半導体産業とりわけ三次元化
を目指す半等体証業に適用して好適なものである。
質を呈する物質の薄膜を単結晶化する（支）結晶薄膜の
形成方法に関するもので、半導体産業とりわけ三次元化
を目指す半等体証業に適用して好適なものである。
（ロ）従来の技術
従来、三次元構造の半導体装置を構成するためにｓｏ工
（８（１）ａｏｎ ｏｎ工ｎ５ｕｌａｔｏｒ ）膜形成
技術が提案さｎている（例えば森崎弘著「最新電子デバ
イス入門」第２２６頁参照）。このＳｏｘ膜形収形成の
一つはｓ ＥｌｉＯ！などの、絶縁膜の上に形成さｎた
非晶質あるいに多結晶質シリコン薄膜を、レーザーや電
子ｎなどにエリアニールして単結晶に変成するものであ
る。この場合１元や電子のもつエネルギーに態に変わり
、シリコン膜が局所的に溶融して再結晶する際に単結晶
化する。
（８（１）ａｏｎ ｏｎ工ｎ５ｕｌａｔｏｒ ）膜形成
技術が提案さｎている（例えば森崎弘著「最新電子デバ
イス入門」第２２６頁参照）。このＳｏｘ膜形収形成の
一つはｓ ＥｌｉＯ！などの、絶縁膜の上に形成さｎた
非晶質あるいに多結晶質シリコン薄膜を、レーザーや電
子ｎなどにエリアニールして単結晶に変成するものであ
る。この場合１元や電子のもつエネルギーに態に変わり
、シリコン膜が局所的に溶融して再結晶する際に単結晶
化する。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
上記のレーザーや甫子保によるアニール法では。
シリコン膜？融点以上に昇温するため、ビーム径を絞っ
てエネルギー密度を上げたり、保温用被膜を持った多層
構辺にするなどの工夫が必要である。
てエネルギー密度を上げたり、保温用被膜を持った多層
構辺にするなどの工夫が必要である。
このため、大面積化が極めて困維であり、生産性の点で
も問題があった。まｔ、温度が局所的に融点以上にも達
するため、熟歪みに＝り欠陥が大量に発生するなどの欠
点があった。
も問題があった。まｔ、温度が局所的に融点以上にも達
するため、熟歪みに＝り欠陥が大量に発生するなどの欠
点があった。
（ロ）間駅点を解決ｆ、２−ための手段本発明は上記欠
点に鑑みなさｎたものであり、非晶質あるいは多結晶質
を呈する物質の薄膜に。
点に鑑みなさｎたものであり、非晶質あるいは多結晶質
を呈する物質の薄膜に。
この物質を構成する原子の内殻電子を励起可能な波長（
軟Ｘ枳）領斌のＬを照射し、該薄膜をω結晶化するもの
である。この薄Ｖ、は例えば半導体基板上に絶縁膜を介
して付設されているものであり、この薄膜の単結晶化に
際して結晶方位と＄１」御する沈めには、上記薄膜が上
記半導体基板に連通する工うに上記絶縁膜に開口を設け
この開口内に開口シード部を投ける。軟Ｘ線の光源とし
ては、シンクロトロン放射光やレーザープラズマｘ保源
が利用できる。
軟Ｘ枳）領斌のＬを照射し、該薄膜をω結晶化するもの
である。この薄Ｖ、は例えば半導体基板上に絶縁膜を介
して付設されているものであり、この薄膜の単結晶化に
際して結晶方位と＄１」御する沈めには、上記薄膜が上
記半導体基板に連通する工うに上記絶縁膜に開口を設け
この開口内に開口シード部を投ける。軟Ｘ線の光源とし
ては、シンクロトロン放射光やレーザープラズマｘ保源
が利用できる。
（ホ）作 用
軟Ｘ線領域の光は、薄膜を溝底す／一原子の内殻電子を
励起することが可能であり、原子を活性化することがで
きる。このため、融点以下の温度でも活発な固相成心が
生じ、再結晶化が著しく促進さｎる。また、シンクロト
ロン放射光を光源に用いた場合、ぬめて強度が強いため
、ビーム径として約ＩＱｍｓψのものを利用でき、大面
積化が容易である。
励起することが可能であり、原子を活性化することがで
きる。このため、融点以下の温度でも活発な固相成心が
生じ、再結晶化が著しく促進さｎる。また、シンクロト
ロン放射光を光源に用いた場合、ぬめて強度が強いため
、ビーム径として約ＩＱｍｓψのものを利用でき、大面
積化が容易である。
（へ）実姉例
次に、この発明の実施例を図面を参考にしながら詳述す
る。
る。
第１図は、この発明を実姉するための装置の構成例であ
る。基扱？−固定した資料ホルダーｉｌ＋が。
る。基扱？−固定した資料ホルダーｉｌ＋が。
ベロ一部（４）を介してシンクロトロン放射詠（５）か
らの放射光のビームライン（６）端に接続さｎている。
らの放射光のビームライン（６）端に接続さｎている。
光源Ｔ’Ｓ ２．５ ＧｅＶ 電子蓄積リングからのシ
ンクロトロン放射光でＩＯＡ以下のｌ線・Ｘ線な１１ｆ
Ｊ首鏡邪でカットされている。特に波長選択が必要な場
合には・そｎ自体既知の多層膜分光器を利用することが
できるが、実施例では連続光を用いている。
ンクロトロン放射光でＩＯＡ以下のｌ線・Ｘ線な１１ｆ
Ｊ首鏡邪でカットされている。特に波長選択が必要な場
合には・そｎ自体既知の多層膜分光器を利用することが
できるが、実施例では連続光を用いている。
シンクロトロン放射光の照射面積は最大約ＩＱｍψであ
り、スリットに工り２方向から絞ることかできる。試料
ホルダーは、ベロ一部（４１により上下の移動が可能で
あり、まなホルダーに取り寸けらｎた回転導入機（２）
を使えば照射軸に垂直面内での回転も行なえる。図中１
３）はピユーボー）ｉ７１はパルスステージ（８１げス
ペーサー、＋９１は基台である。
り、スリットに工り２方向から絞ることかできる。試料
ホルダーは、ベロ一部（４１により上下の移動が可能で
あり、まなホルダーに取り寸けらｎた回転導入機（２）
を使えば照射軸に垂直面内での回転も行なえる。図中１
３）はピユーボー）ｉ７１はパルスステージ（８１げス
ペーサー、＋９１は基台である。
この装置を使って、非晶質あるいは露結晶質を呈する物
質（例えば非晶質シリコン）の薄膜の蛍は第２に示す如
く蛍結晶シリコン基板（半導体基板）△ ）ｌα上にＳｉＯ２５ＳｌｌＮ４等の材料からなる絶縁
ｉｆ＋ｏを厚さ０．５μｍ程文形成し、この絶縁膜上に
非晶質シリコン薄膜α２）ｉ形成したものを用いる。こ
の試料？試料ホルダーｆｌ＋に固定し、真空中で上記シ
ンクロトロン放射光の照射を行へと、照射時間とともに
単結晶領域の増大が見られた。従い、この放射光によっ
て薄膜α２上？走査することによって薄膜ｆｔｊ＆ｌ結
晶シリコンにｆｆ１ｉさせることができる。
質（例えば非晶質シリコン）の薄膜の蛍は第２に示す如
く蛍結晶シリコン基板（半導体基板）△ ）ｌα上にＳｉＯ２５ＳｌｌＮ４等の材料からなる絶縁
ｉｆ＋ｏを厚さ０．５μｍ程文形成し、この絶縁膜上に
非晶質シリコン薄膜α２）ｉ形成したものを用いる。こ
の試料？試料ホルダーｆｌ＋に固定し、真空中で上記シ
ンクロトロン放射光の照射を行へと、照射時間とともに
単結晶領域の増大が見られた。従い、この放射光によっ
て薄膜α２上？走査することによって薄膜ｆｔｊ＆ｌ結
晶シリコンにｆｆ１ｉさせることができる。
ま之、結晶方位を制御する目的には、絶縁膜（１りに開
口シード部！１３）を形成し、下地の単結晶シリコン基
板＋１０１と接触する品分を設けてシンクロトロン放射
光全走査するなど、従来のレーザーアニール法で行わｎ
ているのと同様の手段が有効である。尚。
口シード部！１３）を形成し、下地の単結晶シリコン基
板＋１０１と接触する品分を設けてシンクロトロン放射
光全走査するなど、従来のレーザーアニール法で行わｎ
ているのと同様の手段が有効である。尚。
シンクロトロン放射光の走査速度は秒速数１程度である
。筐た。単結晶化する材料は上述のシリコン以外にＺｎ
Ｅｉｅなど化合物であっても良い。
。筐た。単結晶化する材料は上述のシリコン以外にＺｎ
Ｅｉｅなど化合物であっても良い。
（ト）発明の効果
本発明の方法では、融点以下の低温で大面積の単結晶化
が可能であり、従来の８０１技術の欠点を克服すること
ができる。まｔ、化合物半導体に用いる場合では、溶融
しないため、措改元素の蒸気圧の違いに工す組成が変化
し欠陥が発生するなどの問題も生じない。なお、本発明
が三次元回路素子作製の要素技術としても極めて有効で
あることに芦うまでもない。
が可能であり、従来の８０１技術の欠点を克服すること
ができる。まｔ、化合物半導体に用いる場合では、溶融
しないため、措改元素の蒸気圧の違いに工す組成が変化
し欠陥が発生するなどの問題も生じない。なお、本発明
が三次元回路素子作製の要素技術としても極めて有効で
あることに芦うまでもない。
第１図は本発明を実施するための装置の構成図。
第２ｒ：ＫＩ汀同装置を使ってＳＯＩ構造の単結晶薄膜
か形成さｎる基板の断面図である。 ａ２＋−薄膜＠ ！ｌ１ｌ−絶縁膜、α３ｌ−ｉ０シー
ドｉｉ、ｔｉｏ＋−半導体基板。
か形成さｎる基板の断面図である。 ａ２＋−薄膜＠ ！ｌ１ｌ−絶縁膜、α３ｌ−ｉ０シー
ドｉｉ、ｔｉｏ＋−半導体基板。
Claims (8)
- （１）非晶質あるいは多結晶質を呈する物質の薄膜に、
この物質を構成する原子の内殻電子を励起可能な波長（
軟Ｘ線）領域の光を照射して上記薄膜を単結晶化する単
結晶薄膜の形成方法。 - （２）前記薄膜は半導体基板上に絶縁膜を介して付設さ
れているものであることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の単結晶薄膜の形成方法。 - （３）前記半導体基板は単結晶半導体によつて構成され
ており、前記絶縁膜には前記半導体基板と前記薄膜を連
通する開口が配備され、この開口内に開口シード部が配
備されていることを特徴とする特許請求の範囲第（２）
項記載の単結晶薄膜の形成方法。 - （４）前記薄膜は非晶質あるいは多結晶質を呈するシリ
コンである特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項又
は第３項記載の単結晶薄膜の形成方法。 - （５）前記薄膜は非晶質あるいは多結晶質を呈する化合
物（例えばＺｎＳｅ）である特許請求の範囲第（１）項
又は第（２）項又は第（３）項記載の単結晶薄膜の形成
方法。 - （６）前記軟Ｘ線の照射は前記薄膜上に軟Ｘ線を所定の
スピードで走査することによつて行なわれることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項又は第
（３）項記載の単結晶薄膜の形成方法。 - （７）前記軟Ｘ線はシンクロトロン放射光源によるもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第（６）項記載
の単結晶薄膜の形成方法。 - （８）前記軟Ｘ線はレーザープラズマＸ線源によるもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第（６）項記載
の単結晶薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24891286A JPS63102310A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 単結晶薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24891286A JPS63102310A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 単結晶薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63102310A true JPS63102310A (ja) | 1988-05-07 |
Family
ID=17185269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24891286A Pending JPS63102310A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 単結晶薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63102310A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07283429A (ja) * | 1994-04-04 | 1995-10-27 | Hitachi Ltd | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP2007059706A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Takayasu Mochizuki | 半導体結晶膜の製造方法とそれを用いた装置 |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24891286A patent/JPS63102310A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07283429A (ja) * | 1994-04-04 | 1995-10-27 | Hitachi Ltd | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| JP2007059706A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Takayasu Mochizuki | 半導体結晶膜の製造方法とそれを用いた装置 |
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