JPS63147313A - Ｓｏｉ膜の形成方法 - Google Patents
Ｓｏｉ膜の形成方法Info
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- JPS63147313A JPS63147313A JP29416786A JP29416786A JPS63147313A JP S63147313 A JPS63147313 A JP S63147313A JP 29416786 A JP29416786 A JP 29416786A JP 29416786 A JP29416786 A JP 29416786A JP S63147313 A JPS63147313 A JP S63147313A
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- silicon
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- silicon film
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Links
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
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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
本発明は非晶質絶縁膜あるいは絶縁基板等の絶縁層上の
シリコン膜を単結晶化させるＳＯＩ膜の形成方法に関す
るものである。
シリコン膜を単結晶化させるＳＯＩ膜の形成方法に関す
るものである。
（ロ） 従来の技術
絶縁膜あるいは絶縁基板上に単結晶シリコン膜を形成し
たものをＳＯ５（Ｓｉｌｌｉｃｏｎ Ｏｎ ５ａｐｐｈ
ｉｒｅ）あるいはＳＯＩ （ＳｉｌｌＬｃｏｎ Ｏｎ
１ｎｓｕｌａｔｏｒ）構造と称され、半導体集積回路に
１し おける高集積化、高速化、低消費型ヤＳ図れるものとし
て知られている。
たものをＳＯ５（Ｓｉｌｌｉｃｏｎ Ｏｎ ５ａｐｐｈ
ｉｒｅ）あるいはＳＯＩ （ＳｉｌｌＬｃｏｎ Ｏｎ
１ｎｓｕｌａｔｏｒ）構造と称され、半導体集積回路に
１し おける高集積化、高速化、低消費型ヤＳ図れるものとし
て知られている。
このＳＯＬ膜を形成する方法として絶縁膜上に形成した
多結晶あるいは非晶質シリコン膜をレーザ光にて再結晶
させるものがある。
多結晶あるいは非晶質シリコン膜をレーザ光にて再結晶
させるものがある。
しかし、例えば昭和６１年春季応用物理学会予稿集第５
２８頁１ａ−Ｑ−４「選択レーザ再結晶化による大面積
ＳＯＩ膜形成の可能性」にあるように、シリコン膜の単
結晶化のシードから離れるに従い、再結晶部の結晶方位
は徐々に傾き、積層欠陥等の欠陥が発生し、シードから
１５０７Ａｍより離れた位置ではシードと結晶方位の揃
った単結晶を得るのは困難であった。
２８頁１ａ−Ｑ−４「選択レーザ再結晶化による大面積
ＳＯＩ膜形成の可能性」にあるように、シリコン膜の単
結晶化のシードから離れるに従い、再結晶部の結晶方位
は徐々に傾き、積層欠陥等の欠陥が発生し、シードから
１５０７Ａｍより離れた位置ではシードと結晶方位の揃
った単結晶を得るのは困難であった。
ヒＳ 発明が解決しようとする問題点
特性のばらつきや歩留りの悪化等が発生し、実用化する
には問題があった。
には問題があった。
本発明はこれらの点に鑑みて為されたもので、シードか
ら離れても結晶性の良好な単結晶シリコン膜を形成し、
実用的なＳＯＩ膜を提供するものである。
ら離れても結晶性の良好な単結晶シリコン膜を形成し、
実用的なＳＯＩ膜を提供するものである。
に）問題点を解決するための手段
本発明は、絶縁層上のシリコン膜を、主レーザ光と補助
レーザ光の２本のレーザ光の照射および走査で溶融し、
単結晶化暮せる５ＯＩｌｌａの形成方法である。
レーザ光の２本のレーザ光の照射および走査で溶融し、
単結晶化暮せる５ＯＩｌｌａの形成方法である。
別作 用
シリコン膜を溶融させるのに２本のレーザ光を用いるこ
とで、溶融部の温度勾配をゆるやかに設定できる。即ち
溶融したシリコンの過冷却を大きくせずに凝固でき、溶
融したシリコンの自由な核成長を抑制して結晶性の良い
単結晶シリコン膜が得られる。
とで、溶融部の温度勾配をゆるやかに設定できる。即ち
溶融したシリコンの過冷却を大きくせずに凝固でき、溶
融したシリコンの自由な核成長を抑制して結晶性の良い
単結晶シリコン膜が得られる。
（へ）実施例
第１図は本発明方法の概略説明図、第２図は本発明方法
に係る５０１膜の概略構成図、＄３図は本発明方法に係
るレーザ光の照射部の温度分布図である。
に係る５０１膜の概略構成図、＄３図は本発明方法に係
るレーザ光の照射部の温度分布図である。
まず第２図Ａ及びＢに示す如く、（００１）面を主面と
する単結晶シリコン基板（１）上に直接熱酸化により膜
厚１．０μｍのシリコン酸化１１％（２）を形成し、更
にシランガスを用いた減圧ＣＶＤ法により、膜厚０．５
μｍの多結晶シリコン膜１３）を堆積させる。尚、この
時、シリコン酸化膜（２１の一部は、多結晶シリコン膜
（３）が単結晶シリコン基板山の一部と接触して堆積（
この部分がシード部（４）となる）するように開孔され
、その後、多結晶シリコン膜（３）が堆積される（第２
図Ａ参照）。
する単結晶シリコン基板（１）上に直接熱酸化により膜
厚１．０μｍのシリコン酸化１１％（２）を形成し、更
にシランガスを用いた減圧ＣＶＤ法により、膜厚０．５
μｍの多結晶シリコン膜１３）を堆積させる。尚、この
時、シリコン酸化膜（２１の一部は、多結晶シリコン膜
（３）が単結晶シリコン基板山の一部と接触して堆積（
この部分がシード部（４）となる）するように開孔され
、その後、多結晶シリコン膜（３）が堆積される（第２
図Ａ参照）。
そして、やはりＣＶＤ法により多結晶シリコン膜（３１
上に、シード部＜４１の配されるのとは直交方向に５Ｐ
ｍ幅、１０μｍ間隔で、５０００久の厚さのシリコン窒
化膜（５）を反射防止膜として選択的にストライブ状に
形成する（第２図Ｂ参照）。
上に、シード部＜４１の配されるのとは直交方向に５Ｐ
ｍ幅、１０μｍ間隔で、５０００久の厚さのシリコン窒
化膜（５）を反射防止膜として選択的にストライブ状に
形成する（第２図Ｂ参照）。
さて、斯様な基板を！＠１図に示す如く、Ｘ−Ｙステー
ジ１６）にセットする。（７）は主レーザ光を照射させ
る主レーザ発振器で、多結晶シリコン膜（３）を溶融さ
せるのに充分な出力、例えばアルゴンレーザでビーム径
１００μｍ、出力１０Ｗに設定されている。（８）は補
助レーザ光を照射させる補助レーザ発振器で、単独のレ
ーザ光では多結晶シリコン膜（３）を溶融するのには少
し及ばない出力、例えばアルゴンレーザでビーム径１０
０〜２００Ｐｍ、 出力３〜７Ｗに設定されている。
ジ１６）にセットする。（７）は主レーザ光を照射させ
る主レーザ発振器で、多結晶シリコン膜（３）を溶融さ
せるのに充分な出力、例えばアルゴンレーザでビーム径
１００μｍ、出力１０Ｗに設定されている。（８）は補
助レーザ光を照射させる補助レーザ発振器で、単独のレ
ーザ光では多結晶シリコン膜（３）を溶融するのには少
し及ばない出力、例えばアルゴンレーザでビーム径１０
０〜２００Ｐｍ、 出力３〜７Ｗに設定されている。
これらレーザ発振器＋７１（８１から照射されるレーザ
光の中心間距離を７０〜１２０μｍとなるように基板表
面に照射し、シード部からシリコン窒化膜のストライプ
方向に沿ってＸ−Ｙステージ（６）を動かしてレーザ光
を走査させる。即ち、相対的には、基板表面を主レーザ
光を補助レーザ光が追従して照射及び走査がされる。走
査速度は１０〜２０ｍ／ｓｅｅの範囲で行う。
光の中心間距離を７０〜１２０μｍとなるように基板表
面に照射し、シード部からシリコン窒化膜のストライプ
方向に沿ってＸ−Ｙステージ（６）を動かしてレーザ光
を走査させる。即ち、相対的には、基板表面を主レーザ
光を補助レーザ光が追従して照射及び走査がされる。走
査速度は１０〜２０ｍ／ｓｅｅの範囲で行う。
線付近の基板表面における照射時の温度分布図を示す。
主レーザ光（７）の中心部付近では多結晶シリコン膜（
３）を溶融させるのに充分な温度（シリコンで の融点は１４１２℃で一点鎖線、示す）を呈しており、
補助レーザ光宜の追従により、主レーザ光（ケ）の後部
では溶融点よりわずかに低い温度に保たれる。
３）を溶融させるのに充分な温度（シリコンで の融点は１４１２℃で一点鎖線、示す）を呈しており、
補助レーザ光宜の追従により、主レーザ光（ケ）の後部
では溶融点よりわずかに低い温度に保たれる。
このため、溶融したシリコンの過冷却は小さな範囲とな
り、シリコン膜の凝固（事納晶化）はゆっくり進む。こ
のため、溶融したシリコンの自由な核成長は抑制される
ので、シード部の結晶方位が順次継承されて、シード部
から２００μｍ以上離れた位置でも結晶性の良好な単結
晶シリコン膜が形成される。
り、シリコン膜の凝固（事納晶化）はゆっくり進む。こ
のため、溶融したシリコンの自由な核成長は抑制される
ので、シード部の結晶方位が順次継承されて、シード部
から２００μｍ以上離れた位置でも結晶性の良好な単結
晶シリコン膜が形成される。
而して、第２図Ｂにおける多結晶シリコン膜（３）が単
結晶シリコン膜となり、半導体デバイスの製造に適当な
ＳＯＩ膜が形成される。
結晶シリコン膜となり、半導体デバイスの製造に適当な
ＳＯＩ膜が形成される。
（ト）発明の効果
本発明は、多結晶シリコン膜の再結晶化を２本のレーザ
光で行うので、溶融したシリコンの凝固をゆるやかにで
きる。このため、シードから長距離にわたってシードの
結晶方位を引き継いだ単結晶ソリコン膜が形成できる。
光で行うので、溶融したシリコンの凝固をゆるやかにで
きる。このため、シードから長距離にわたってシードの
結晶方位を引き継いだ単結晶ソリコン膜が形成できる。
この結果、広い範囲にわたって結晶性の良好なシリコン
膜から成るＳＯ１膜が形成されて、半導体デバイスの作
製に好適なＳＯＩ膜が提供される。
膜から成るＳＯ１膜が形成されて、半導体デバイスの作
製に好適なＳＯＩ膜が提供される。
第１図は本発明方法の概略構成図、第２図Ａ及びＢは本
発明方法に係る５０１膜の概略構成図、第３図は本発明
方法に係るレーザ光の照射部の温度分布図である。 山・・・シリコン基板、（２）・・・シリコン酸化膜、
（３１・・・多結晶シリコン膜、（４）・・・シード部
、（５）・・・シリコン窒化膜、１６１・・・ｘ−Ｙス
テージ、（７）・・・主レーザ発振器、（７ｊ・・・主
レーザ光、（８）・・・補助レーザ発振器、（８）・・
・補助レーザ光。
発明方法に係る５０１膜の概略構成図、第３図は本発明
方法に係るレーザ光の照射部の温度分布図である。 山・・・シリコン基板、（２）・・・シリコン酸化膜、
（３１・・・多結晶シリコン膜、（４）・・・シード部
、（５）・・・シリコン窒化膜、１６１・・・ｘ−Ｙス
テージ、（７）・・・主レーザ発振器、（７ｊ・・・主
レーザ光、（８）・・・補助レーザ発振器、（８）・・
・補助レーザ光。
Claims (2)
- （１）絶縁層上に形成したシリコン膜をレーザ光の照射
により単結晶化するＳＯＩ膜の形成方法において、主レ
ーザ光の照射および走査に追従させて補助レーザ光を照
射および走査させてシリコン膜の単結晶化を行う事を特
徴とするＳＯＩ膜の形成方法。 - （２）主レーザ光はシリコン膜を溶融させる出力であり
、補助レーザ光はシリコン膜を溶融させるのには及ばな
い出力であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のＳＯＩ膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29416786A JPS63147313A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29416786A JPS63147313A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63147313A true JPS63147313A (ja) | 1988-06-20 |
Family
ID=17804178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29416786A Pending JPS63147313A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63147313A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657154B1 (en) | 1996-05-31 | 2003-12-02 | Nec Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method for thin film semiconductor device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58106836A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Hitachi Ltd | レ−ザ−アニ−ル装置 |
| JPS58201326A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加熱方法および加熱装置 |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP29416786A patent/JPS63147313A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58106836A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-25 | Hitachi Ltd | レ−ザ−アニ−ル装置 |
| JPS58201326A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加熱方法および加熱装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657154B1 (en) | 1996-05-31 | 2003-12-02 | Nec Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus and manufacturing method for thin film semiconductor device |
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