JPS63185016A - 半導体薄膜の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は所謂再結晶法による半導体′Ｒ股の形成方法に
関する。

〔発明の概要〕

本発明は所謂再結晶法による半導体薄膜の形成方法であ
って、絶縁物上に非晶質半導体薄膜を形成した後、この
非晶質半導体薄膜にホウ素又はホウ素イオンを所定間隔
で局所的に導入し、その後、熱処理を行う様にしたこと
により、絶縁物上に、粒径の大きい、巨つ粒径にバラツ
キのない結晶粒を有する結晶性の良好な半導体８１９！
を形成できる様にしたものである。

〔従来の技術〕

従来、絶縁物例えば石英ガラス基板上に半導体Ｍｌｆｆ
ｉ、例えばシリコン薄膜を形成する場合、その一方法と
して、石英ガラス基板上に多結晶シリコン薄膜を形成し
た後、この多結晶シリコン薄膜にシリコン・イオンＳｉ
令をイオン注入し、この多結晶シリコン薄膜を非晶質シ
リコン薄膜となし、続いて熱処理を行うという方法が採
られていた。

〔発明が解決しようとする問題点Ｊ しかしながら、斯る従来のシリコン薄膜の形成方法にお
いては、シリコン結晶粒の粒径を均一化できず、しかも
１μｍ〜５μｍ程度の大きさにしか・成長させることが
できず、結晶性の良好なシリコン結晶粒とすることがで
きないという不都合があった・ 因みに、斯るシリコン薄膜においては、結晶粒が小さい
ため、大きい移動度を有するＭＯＳ　ＰＥＴを形成する
ことができないという不都合があると共に結晶粒の粒径
にバラツキがあるため、ＭＯＳ　Ｆｔ！Ｔを集積化した
場合には、各ＭＯ５ＰＥＴのチャンネル領域における結
晶粒界の数にバラツキが生じζしまい、このため、集積
化したＭＯＳ−Ｆｉｌ！Ｔの特性にバラツキが生じてし
まうという不都合があった。

本発明は、斯る点に鑑み、粒径が大きく、且つ粒径にバ
ラツキのない結晶粒を有する結晶性の良好な半導体ｉ膜
を形成できる様にした半導体薄膜の形成方法を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕′ 本発明に依る半導体薄膜の形成方法は、第１図〜第７図
に示す様に、絶縁物＋１）上に非晶質半導体薄膜（２）
を形成した後、この非晶質半導体薄膜（２）にホウ素Ｂ
又はホウ素イオンＢ　”を所定間隔で局所的に導入し、
その後、熱処理を行う様にしたものである。

〔作用〕 本発明においては、局所的に導入したホウ素Ｂ又はホウ
素イオンＢ４を中心とした核が先行して先住Ｌハこれが
成長する。

ここに本発明においては、ホウ素Ｂ又はホウ素イオンＢ
＋を非晶質半導体薄膜に対し所定間隔で局所的に専大す
る様にしているので、この所定間隔で決定される粒径の
大きい、且つ粒径にバラツキのない結晶粒（３）・・・
・（３）を成長させることができ、結晶性の良好な半導
体薄膜（４）が形成される。

〔実施例〕

以下、第１図〜第７図を参照して、本発明半導体薄膜の
形成方法の一実施例につき、シリコン薄膜を形成する場
合を例にして説明しよう。

本例においては、先ず第１図に示す様に、絶縁物である
石英ガラス基板（１）を用息し、この石英ガラス基板（
１）上に膜厚を８００人とする多結晶シリコン薄膜（５
）を例えばＣＶＤによって形成する。

次に第２図に示す様に、この多結晶シリコン薄ｌ１ｆｆ
（５）にシリコン・イオンＳ＋＋を例えば５　Ｘ　１０
”ｆｌ！／　ｃｒＡ　、　４０ＫｅＶの条件の下に打ち
込み、この多結晶シリコン薄膜（５）を非晶質シリコン
薄膜で２）となす様にする。

次に第３図及び第４図に示す様に、この非晶質シリコン
薄膜（２）上にレジスト（６）を被着した後、このＬ・
シスト（６）に例えば−辺を０．５μｍとする平面形状
正方形の開口（７）・・・・（７）を例えば１０μｍの
間隔をもって行列的に形成し、続いて、このレジスト（
６）の開口（７）・・・・（７）を通して非晶質シリコ
ン薄Ｍ９！　（２）にフッ化ホウ素イオンＢＦ２＋を例
えば３　ｘ　１０”ｆｌｉ／　ｃｒＡ　、　１５ＫｅＶ
の条件の下に打ち込み、非晶質シリコン薄膜（２）の表
面側にフッ化ホウ素イオンＢＦ２”を含有する局所領域
（８）・・・・（８）を形成する。

次に第５図に示す様に、レジスト（６）を除去しＮ２雰
囲気中、６００℃の条件の下に熱処理（アニール）を開
始する。この様にすると、熱処理開始後４時間以内にフ
ッ化ホウ素イオンＢＦ２＋を中心とする核が発生し、こ
の核を中心としたシリコン結晶粒（３）・・・・（３）
がフッ化ホウ素イオンＢＦ２＋を含有する局所領域（８
）・・・・（８）を中心として成長する様になる。

そこで史に熱処理を進行させると、熱処理開始後１０時
間を過ぎる頃からシリコン・イオンＳｔ＋を中心とする
核が発生し始めるが、この時には、フッ化ホウ素イオン
ＢＰ２”を中心とするシリコン結晶粒（３）・・・・（
３）はかなりの大きさになっており、しかも、このフッ
化ホウ素イオンＢＦ２＋を中心とするシリコン結晶粒（
３）・・・・（３）の成長速度は、シリコン・イオンＳ
ｉ＋を中心とするシリコン結晶粒の成長速度よりも早い
ので、最終的には、即ち約４０時間後には第６図に示す
様にフン化ホウ素イオンＢＦ２”を中心とする結晶粒（
３）・・・・（３）をその粒径が約１０ｔｒ　ｍとなる
までに成長し、固相成長は終了する。この場合、フッ化
ホウ素イオンＢＦ２”を含有する局所領域＜８）・・・
・（８）は行列的に形成する様にしているので、結晶粒
（３）・・・・（３）に大きなバラツキが住することも
ない。

この様に本実施例に依れば、その粒径を従来例に依る場
合に比し大とする、即ち約１０μｍとし、且つその粒径
にバラツキのないシリコン結晶粒（３）・・・・（３）
を有する結晶性の良好なシリコン薄膜（４）を形成する
ことができる。従って、このシリコン薄膜（４）にＭＯ
Ｓ　ＰＥＴを形成する場合には、このＭＯＳ　ＰＩ！Ｔ
の移動度を大きくすることができ、またＭＯＳ　ＰＥＴ
を２積化する場合には各ＭＯ５ＰＥＴの特性を均一にす
ることができるという利益がある。尚、このシリコンＳ
膜（４）に例えばＭＯＳ　Ｆｌ！Ｔを集積化する場合に
は、第７図に示す様に表面をエツチングし、フッ化ホウ
素イオンＢＦ２”を含有する領域（８）・・・・（８）
を除去する様にする。

また本実施例に依れば、熱処理開始後４時間以内に成長
速度の早いフン化ホウ素イオンＢＦ２＋を中心とする核
を発生させることができるので、熱処理時間を短縮する
ことができるという利益がある。

尚、上述実施例においては、石英ガラス基板（１１上に
シリコン薄膜（４）を形成する場合につき述べたが、本
発明はこの上述実施例に限らず、５ｉＯｚ層等種々の絶
縁物上にシリコン薄膜を形成する場合にも通用でき、こ
の場合にも、上述同様の作用効果を得ることができる。

また上述実施例においては、フン化ホウ素イオンＢＦ２
”をイオン注入した場合につき述べたが、この代わりに
、ホウ素イオンＢ◆をイオン注入するか、或いは非晶質
シリコン薄膜（２）上にホウ素含有水素化非晶質シリコ
ン薄膜を形成し、このホウ素含有水素化非晶質シリコン
薄膜を局所的に残す様にエツチングする様にしても良く
、この場合にも上述同様の作用効果を得ることができる
。

また本発明は、上述実施例に限らず、本発明の要旨を逸
脱することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明に依れば、非晶質半導体薄膜に対しホウ素イオン
を所定間隔で局所的に導入し、熱処理を行う様にしてい
るので、この所定間隔で決定される粒径の大きい、目一
つバラツキのない半導体結晶粒を有する結晶性の良好な
半導体Ｍｌ）＊を形成できるという利益がある。

また本発明に依れば、ホウ素イオンを中心とした核を発
生せしめ、これを成長させる様にしているきで、従来例
に比し、熱処理時間を短縮できるという利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図及び
第７図は夫々本発明半導体薄膜の形成方法の一実施例を
示す工程図である。 ＋１１は石英ガラス基板、（２）は非晶質シリコンｉｌ
Ｊ、（３）はフッ化ホウ素イオンを中心とする結晶粒、
（４）はシリコン薄膜、（５）は多結晶シリコン、（６
）はレジスト、（７）は開口、（８）はフッ化ホウ素イ
オンを含有する領域である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁物上に非晶質半導体薄膜を形成した後、該非晶質半
   導体薄膜にホウ素又はホウ素イオンを所定間隔で局所的
   に導入し、その後、熱処理を行う様にしたことを特徴と
   する半導体薄膜の形成方法。