JPS63224317A - 単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
単結晶薄膜の製造方法Info
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- JPS63224317A JPS63224317A JP5821587A JP5821587A JPS63224317A JP S63224317 A JPS63224317 A JP S63224317A JP 5821587 A JP5821587 A JP 5821587A JP 5821587 A JP5821587 A JP 5821587A JP S63224317 A JPS63224317 A JP S63224317A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、絶縁性基板上に形成した′Ｒ膜半導体層を熔
融再結晶化して単結晶ｆｆＦＪを得るようにした単結晶
簿膜の製造方法に関する。
融再結晶化して単結晶ｆｆＦＪを得るようにした単結晶
簿膜の製造方法に関する。
本発明は、薄膜〒導体層を絶縁性基板上にて溶融再結晶
化する単結晶薄膜の製造方法において、絶縁性基板の他
面に薄膜半導体層とほぼ等しい熱膨張係数を有するＷｉ
膜を形成して両面を加熱してＩｌ膜半導体層を溶融再結
晶化することにより、基板の反りを防ぐと共に、単結晶
Ｓ膜の結晶性を良好にしたものである。
化する単結晶薄膜の製造方法において、絶縁性基板の他
面に薄膜半導体層とほぼ等しい熱膨張係数を有するＷｉ
膜を形成して両面を加熱してＩｌ膜半導体層を溶融再結
晶化することにより、基板の反りを防ぐと共に、単結晶
Ｓ膜の結晶性を良好にしたものである。
絶縁性基板上に形成した多結晶シリコン清秋を再結晶化
させて単結晶シリコン薄膜を形成する所謂Ｓ ＯＩ
（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏ，ｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術
の開発が進められている。このようなＳｏｌ技術におい
て、石英基板等の′Ｓ種基板上に単結晶シリコン薄膜を
溶融再結晶化して形成する技術が知られている。
させて単結晶シリコン薄膜を形成する所謂Ｓ ＯＩ
（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏ，ｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術
の開発が進められている。このようなＳｏｌ技術におい
て、石英基板等の′Ｓ種基板上に単結晶シリコン薄膜を
溶融再結晶化して形成する技術が知られている。
例えば第４図Ａに示すように厚さ０．５＋ｕ＋＋〜ＩＩ
ＩＩＩＩ＋程度の石英基板（１）の−面上にＪＶ−さ０
．５μｍ”１．Ｏμ曙程度の多結晶シリコン膜（２）を
堆積させ、さらに多結晶シリコン膜（２）上に厚さ２．
０μ信程度の５ｉＯ２１９！ （３）を被１！ＦＷＧ成
し、この状態でＺＭＲ（ＺｏｎｅＭｅｌｔｉｎｇ Ｒｅ
ｃｒｙｓｔａｌｌｉｊａｔｉｏｎ ）法により多結晶シ
リコン１１９ｊ （２）を熔融再結晶化して単結晶シリ
コン薄膜（４）を形成している（第４図Ｂ）。
ＩＩＩＩ＋程度の石英基板（１）の−面上にＪＶ−さ０
．５μｍ”１．Ｏμ曙程度の多結晶シリコン膜（２）を
堆積させ、さらに多結晶シリコン膜（２）上に厚さ２．
０μ信程度の５ｉＯ２１９！ （３）を被１！ＦＷＧ成
し、この状態でＺＭＲ（ＺｏｎｅＭｅｌｔｉｎｇ Ｒｅ
ｃｒｙｓｔａｌｌｉｊａｔｉｏｎ ）法により多結晶シ
リコン１１９ｊ （２）を熔融再結晶化して単結晶シリ
コン薄膜（４）を形成している（第４図Ｂ）。
しかるに、上述のＺＭＲ法により多結晶シリコン膜（２
）を熔融再結晶化させると、多結晶シリコン又は再結晶
化シリコン等のシリコンの熱膨張係数が基板である石英
のそれより１桁以上大きいため、多結晶シリコン膜（２
）の再結晶化後（即ち溶融後の冷却過程で）、シリコン
が収縮し第４図■３に示す如く基板（１）が反る。反り
の程度は厚さ０．５ｍｍ、直径３・インチの石英基板を
用いた場合、中央と端で３０〜５０μｍの差が生じる。
）を熔融再結晶化させると、多結晶シリコン又は再結晶
化シリコン等のシリコンの熱膨張係数が基板である石英
のそれより１桁以上大きいため、多結晶シリコン膜（２
）の再結晶化後（即ち溶融後の冷却過程で）、シリコン
が収縮し第４図■３に示す如く基板（１）が反る。反り
の程度は厚さ０．５ｍｍ、直径３・インチの石英基板を
用いた場合、中央と端で３０〜５０μｍの差が生じる。
また、反りにより再結晶化された単結晶シリコン前校（
４）の結晶性も悠くなる。
４）の結晶性も悠くなる。
しかして、このような反ったＳＯＩ基板を用いた場合、
それに引き続く平導体デバイス形成に際してのマスクプ
ロセスに不適合となることが多い。
それに引き続く平導体デバイス形成に際してのマスクプ
ロセスに不適合となることが多い。
またラインセンサ、イメージセンサ、表示デバイス等の
光学素子に、このｓｏｉ基板を応用する際にも大きな問
題となり得る。
光学素子に、このｓｏｉ基板を応用する際にも大きな問
題となり得る。
本発明は、上述の点に鑑み、溶融再結晶化後の基板の反
りを防止できるようにした単結晶薄膜の製造方法を提供
するものである。
りを防止できるようにした単結晶薄膜の製造方法を提供
するものである。
本発明は、薄膜半導体層を絶縁性基板上にて熔融再結晶
化する単結晶薄膜の製造方法において、薄膜半導体層（
１２）とほぼ等しい熱膨張係数を有する薄膜（１３）を
絶縁性基板（１１）の他面に形成して両面を加熱し、８
１１５１’半導体ＷＪ（１２）を溶融再結晶化して単結
晶薄膜（１７）を形成する。
化する単結晶薄膜の製造方法において、薄膜半導体層（
１２）とほぼ等しい熱膨張係数を有する薄膜（１３）を
絶縁性基板（１１）の他面に形成して両面を加熱し、８
１１５１’半導体ＷＪ（１２）を溶融再結晶化して単結
晶薄膜（１７）を形成する。
薄Ｈｇ！（１３）としては薄膜半導体層（１２）と同一
材料の薄膜又は他の熱膨張係数のほぼ等しい′ｉＪＩ膜
等を用いることができる。
材料の薄膜又は他の熱膨張係数のほぼ等しい′ｉＪＩ膜
等を用いることができる。
絶縁性基板（１１）の−面に薄膜半導体層（１２）を形
成し、他面に薄膜半導体ｒ７Ａ（１２）と熱膨張係数と
ほぼ等しい薄膜（１３）を形成して再結晶化を行うと両
面の薄膜半導体層（１２）及び薄膜（１３）が共に収縮
しようとするため、結果として基板（１１）の反りが防
止される。また基板（１１）が反らないので、再結晶化
された単結晶薄膜（１７）の結晶性も良好となる。
成し、他面に薄膜半導体ｒ７Ａ（１２）と熱膨張係数と
ほぼ等しい薄膜（１３）を形成して再結晶化を行うと両
面の薄膜半導体層（１２）及び薄膜（１３）が共に収縮
しようとするため、結果として基板（１１）の反りが防
止される。また基板（１１）が反らないので、再結晶化
された単結晶薄膜（１７）の結晶性も良好となる。
又、基板（１１）の両面に同じ薄膜半導体層（１２）（
１３）を形成するときは、再結晶化したときに、基板（
１１）の反りが防止されると共に、基板他面の再結晶化
された単結晶薄膜（１８）も利用できる。
１３）を形成するときは、再結晶化したときに、基板（
１１）の反りが防止されると共に、基板他面の再結晶化
された単結晶薄膜（１８）も利用できる。
以下、図面を参照して本発明による単結晶薄膜の製造方
法の例を説明する。
法の例を説明する。
本例においては、第１図へに示すように石英基板（１１
）の両面に夫々多結晶シリコン１１！２！（１２）及び
（１３）を堆積し７、サラニソノ上に夫＊ ５ｔ０２
Ｎ９Ａ（１４）及び（１５）を堆積して試料（１６）を
作製する。各多結晶シリコン膜（１２） （１３）及
び５ｉＯ２１１！３！ （１４） （１５） ＋７）
堆積は減圧ＣＶＤ法によＱＰｕｍ同時堆積が可能なため
、工程数は増えない。両面の多結晶シリコン膜（１２）
及び（１３）の膜厚は互に等しい方が好ましい。
）の両面に夫々多結晶シリコン１１！２！（１２）及び
（１３）を堆積し７、サラニソノ上に夫＊ ５ｔ０２
Ｎ９Ａ（１４）及び（１５）を堆積して試料（１６）を
作製する。各多結晶シリコン膜（１２） （１３）及
び５ｉＯ２１１！３！ （１４） （１５） ＋７）
堆積は減圧ＣＶＤ法によＱＰｕｍ同時堆積が可能なため
、工程数は増えない。両面の多結晶シリコン膜（１２）
及び（１３）の膜厚は互に等しい方が好ましい。
次に両面同時再結晶化の可能なＺＭＲ装置により試料（
１６）の多結晶シリコン膜（１２）及び（１３）を同時
に加熱して熔融再結晶化を行い、第１図Ｂに示すように
単結晶シリコン薄膜（１７）及び（１８）を形成する。
１６）の多結晶シリコン膜（１２）及び（１３）を同時
に加熱して熔融再結晶化を行い、第１図Ｂに示すように
単結晶シリコン薄膜（１７）及び（１８）を形成する。
これにより、いわゆるＳｏｌ基板（１９）が得られる。
両面同時再結晶化は種々の方法、形態により可能であり
、第２図及び第３図にその例を示す。第２図の例は従来
のＺＭＲ装置において、下部ヒータ（２１）上に第１図
Ａに示す試料（１６）を配し、より大きな電力を上部ヒ
ータ（２２）及び下部ヒータ（２１）に投入し試料（１
６）と上部ヒータ（２２）を相対的に移動せしめる。こ
れにより両面同時再結晶化が可能である。但し、この方
法では裏面のシリコンｍ膜の結晶性の制御が難かしい。
、第２図及び第３図にその例を示す。第２図の例は従来
のＺＭＲ装置において、下部ヒータ（２１）上に第１図
Ａに示す試料（１６）を配し、より大きな電力を上部ヒ
ータ（２２）及び下部ヒータ（２１）に投入し試料（１
６）と上部ヒータ（２２）を相対的に移動せしめる。こ
れにより両面同時再結晶化が可能である。但し、この方
法では裏面のシリコンｍ膜の結晶性の制御が難かしい。
第３図の例は通常の電気炉（２３）内に２本の線状ヒー
タ（２４）及び（２５）を平行に設置し、両ヒータ（２
４）及び（２５）間に試料（１６）を配し、両ヒータ（
２４）（２５）と試料（１６）を相対的に移動せしめる
。この場合、電気炉（２３）を赤外ランプヒータ又は板
状ヒータとしてもよい。この場合には両面ともに結晶性
よく同時再結晶化が可能である。
タ（２４）及び（２５）を平行に設置し、両ヒータ（２
４）及び（２５）間に試料（１６）を配し、両ヒータ（
２４）（２５）と試料（１６）を相対的に移動せしめる
。この場合、電気炉（２３）を赤外ランプヒータ又は板
状ヒータとしてもよい。この場合には両面ともに結晶性
よく同時再結晶化が可能である。
上述の本製法によれば、シリコンとは異種の石英基板（
１１）の両面に多結晶シリコン膜（１２）及び（１３）
を形成し、この両面の多結晶シリコン膜（１２）及び（
１３）を同時に再結晶化することにより、両面のシリコ
ン膜が同じように収縮しようとするためＳＯ【基板（１
つ）の反りの量が十分に軽減される。従って、その後の
半導体デバイスの形成に際してのマスク工程においても
ＳＯｌ基板（１９）とマスクとの不適合は解消される。
１１）の両面に多結晶シリコン膜（１２）及び（１３）
を形成し、この両面の多結晶シリコン膜（１２）及び（
１３）を同時に再結晶化することにより、両面のシリコ
ン膜が同じように収縮しようとするためＳＯ【基板（１
つ）の反りの量が十分に軽減される。従って、その後の
半導体デバイスの形成に際してのマスク工程においても
ＳＯｌ基板（１９）とマスクとの不適合は解消される。
また再結晶化に引き続く半導体デバイスの形成プロセス
（ＣＶ Ｄ、エツチング等）においても、両面の単結晶
シリコン薄膜（１７）及び（１８）に対して同時プロセ
スを導入すれば一枚のＳＯ■基板（１９）の両面にデバ
イスを形成することができる。又、従来の反りの対策と
して厚い基板（１１）を用いることが提案されていたが
、本製法においては、薄い基板（１１）の使用も可能で
ある。
（ＣＶ Ｄ、エツチング等）においても、両面の単結晶
シリコン薄膜（１７）及び（１８）に対して同時プロセ
スを導入すれば一枚のＳＯ■基板（１９）の両面にデバ
イスを形成することができる。又、従来の反りの対策と
して厚い基板（１１）を用いることが提案されていたが
、本製法においては、薄い基板（１１）の使用も可能で
ある。
なお、上側では基板（１１）の裏面に上面と同じような
多結晶シリコン１９！！（１３）を形成したが、その他
シリコンとほぼ等しい熱膨張係数を有する薄膜を用いる
こともできる。この薄膜は多結晶シリコン膜（１２）の
溶融再結晶化時に溶融されないものでもよい。
多結晶シリコン１９！！（１３）を形成したが、その他
シリコンとほぼ等しい熱膨張係数を有する薄膜を用いる
こともできる。この薄膜は多結晶シリコン膜（１２）の
溶融再結晶化時に溶融されないものでもよい。
本発明によれば、薄膜半導体層を絶縁性基板上に形成し
溶融再結晶化により単結晶薄膜を形成する際に、絶縁性
基板の他面に薄膜半導体層とほぼ等しい熱膨張係数を有
する薄膜を形成して置くことにより、再結晶化後の基板
の反りが十分軽減できる。同時に結晶性のよい単結晶Ｗ
Ｊｌ！９！を形成することができる。従って、その後の
半導体デバイス形成のマスクプロセスとの適合性が良く
なり、良好な半導体デバイスを形成することができる。
溶融再結晶化により単結晶薄膜を形成する際に、絶縁性
基板の他面に薄膜半導体層とほぼ等しい熱膨張係数を有
する薄膜を形成して置くことにより、再結晶化後の基板
の反りが十分軽減できる。同時に結晶性のよい単結晶Ｗ
Ｊｌ！９！を形成することができる。従って、その後の
半導体デバイス形成のマスクプロセスとの適合性が良く
なり、良好な半導体デバイスを形成することができる。
また基板他面の薄膜として基板−面の薄膜半導体層と同
じ薄膜半導体層を形成するときは両面に単結晶薄膜が形
成され、１枚の基板の両面にデバイスを形成することが
可能となる。さらに基板の反りが防止されるので、絶縁
性基板として、薄い基板の使用も可能となる。
じ薄膜半導体層を形成するときは両面に単結晶薄膜が形
成され、１枚の基板の両面にデバイスを形成することが
可能となる。さらに基板の反りが防止されるので、絶縁
性基板として、薄い基板の使用も可能となる。
第１図Ａ及びＢは本発明による単結晶薄膜の製造方法の
一例を示す工程図、第２図及び第３図は夫々両面同時再
結晶化を可能にする装置の例を示す概略的構成図、第４
図Ａ及びＢは従来の単結晶薄膜の製法の例を示す工程図
である。 １１）（１１）は石英基板、＋２） （１２） （１
３）は多結晶シリコン膜、＋３＞ （１４） （１５
）は５ｔ０２躾、（４１（１７）（１８）は単結晶シリ
コン前校である。
一例を示す工程図、第２図及び第３図は夫々両面同時再
結晶化を可能にする装置の例を示す概略的構成図、第４
図Ａ及びＢは従来の単結晶薄膜の製法の例を示す工程図
である。 １１）（１１）は石英基板、＋２） （１２） （１
３）は多結晶シリコン膜、＋３＞ （１４） （１５
）は５ｔ０２躾、（４１（１７）（１８）は単結晶シリ
コン前校である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 薄膜半導体層を絶縁性基板上にて溶融再結晶化する単結
晶薄膜の製造方法において、 上記薄膜半導体層とほぼ等しい熱膨張係数を有する薄膜
を上記絶縁性基板の他面に形成して両面を加熱すること
を特徴とする単結晶薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5821587A JPS63224317A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 単結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5821587A JPS63224317A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 単結晶薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224317A true JPS63224317A (ja) | 1988-09-19 |
Family
ID=13077834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5821587A Pending JPS63224317A (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 単結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63224317A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7513949B2 (en) | 1995-07-19 | 2009-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and apparatus for producing semiconductor device |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP5821587A patent/JPS63224317A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7513949B2 (en) | 1995-07-19 | 2009-04-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method and apparatus for producing semiconductor device |
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