JPS63252418A - Ｓｏｉ結晶化法 - 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、エネルギービームの照射でポリシリコン膜の
溶融固化を行うことにより５ｏｌ（ＳｉｏｎＩｎｓｕ　
ｌａ　ｔｏｒ）膜を単結晶化する方法に関する。

〔従来の技術〕

エネルギービームを一方向に走査しながらこの走査方向
と直角な方向にくり返し走査を行う方法は、点状ビーム
により線状ビーム（擬似線状ビーム）を得る方法として
従来より知られており、ＳＯＩの結晶化法に広く用いら
れている。この際のくり返し走査の走査幅としては、時
間的に変化させる技術が知られているが、試料の構造と
同期させて変化させている例はなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

したがって、従来の技術によるＳＯＩ結晶化法には次に
述べるような問題点がある。シート部はポリシリコン膜
が直接基板シリコンに接触しているため、間に熱伝導の
悪い絶縁膜のある３０１部に比べ冷却効果が大きい。し
かし、従来の技術による再結晶化ではシート部と３０１
部に投入されるエネルギー密度は同一であり、両部で大
きな温度差が生じる。その結果、シート部を最適な条件
で溶融すると３０１部の温度は高くなり過ぎ、膜の剥離
が起こる。逆にｓｏｒ部を最適な条件で溶融すると、シ
ート部は溶融温度まで上昇せず、シーディングは行われ
ない。この傾向は絶縁膜厚が増加するほど顕著となる。

本発明の目的はシート部と３０１部の温度差を減少し、
膜質劣化のないＳＯＩ膜を得ることのできるＳＯＩ結晶
化法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のＳＯＩ結晶化法は、シートを有する構造のＳＯ
Ｉ試料においてエネルギービームの照射によりポリシリ
コン膜の溶融再結晶化を行う際、エネルギービームを一
方向に走査しながら、さらにこの走査方向と直角な方向
にくり返し走査を行い、このくり返し走査の走査幅をエ
ネルギービームがシート近傍を通過する時のみ小さくす
ることを特徴としている。

〔作用〕

本発明では、エネルギービームがシート部近傍を通過す
る時のみくり返し走査の走査幅を小さくしている。よっ
て、くり返し走査と直角な方向の走査速度が一定である
と、シート部近傍のみ単位面積に投入されるエネルギー
が大きくなる。その結果、シート部での発熱量はｓｏｒ
部の発熱量に比べ大きくなる。これは、シート部は８０
１部に比べ冷えやすいため８０１部と同一の温度まで上
昇させるにはより多くの発熱量を必要とするという条件
を満足する。したがって、３０１部でのくり返し走査の
走査幅とシート部近傍での走査幅の比を適切に選ぶこと
によりシート部と８０１部の温度差を減少させることが
でき、膜質劣化のないＳＯＩ膜を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。

第１図は本発明の詳細な説明するための試料表面の平面
図である。このＳＯＩ試料はストライブ状のシート部１
を有しており、このような構造のＳＯＩ試料を、点状電
子ビームで走査し、ポリシリコン膜の溶融再結晶化を行
うものとする。

電子ビームの走査は、前述した線状ビームを得るために
、シート部ｌの延在方向と平行な高速走査方向３のくり
返し走査と、このくり返し走査の方向と直角な低速走査
方向４の走査との組合せにより行われる。

このような電子ビームの走査において、くり返し走査方
向３の走査幅は、ＳＯＩ部２でＬ１シート部ｌ近傍で１
　（＜Ｌ）となるように制御される。

なお第１図中、点線は電子ビームで走査される領域を示
している。

このようにくり返し走査方向３（高速走査方向）の走査
幅を、シート部１の近傍で小さくするには、電子ビーム
を照射する電子ビーム照射装置の偏向部に加えられる高
速・走査方向偏向波を制御すればよい。

第２図（ａ）は高速走査方向偏向波５を、第２図（ｂ）
は低速走査方向偏向波６を示している。

高速走査方向偏向波５には、図示のような三角波を用い
る。この三角波は、第１図のＳＯＩ試料においてシート
部１がある位置７に対応した部分の波形の振幅が小さく
なるように形成されている。

一方、低速走査方向偏向波６には、図示のようなランプ
波を用いる。

本実施例では、半径１００μｍの点状電子ビームを高速
走査方向３にくり返し走査しながら、低速走査方向４に
走査して再結晶化を行った。低速走査方向４へのビーム
の走査速度は２ｃｍ／５ｅｃ一定とし、第２図（ｂ）に
示したランプ波を用いて走査した。また、高速走査方向
３のビーム走査は第２図（ａ）に示した２００ｋＨ２の
周波数の三角波を用い、シート部位置７付近をビームが
通過する時のみ振幅を最大で４分の３まで減少させた。

電子ビームの加速電圧は１２ｋＶ、ビーム電流は８ｍＡ
１基板温度は６００℃とした。以上の条件により再結晶
化を行った結果、溶融幅はｓｏｒ部２上２上５ｍｍ、シ
ート部１上では約３ｍｍが得られ、シート部１と３０１
部２との温度差は少な（、膜質劣化のない良好な膜質の
ＳＯＩ膜を得ることができた。

〔発明の効果〕

本発明のＳＯＩ結晶化法によれば、シート付近で膜質劣
化のない均一な膜質をもったＳＯＩ膜を得ることができ
る。本発明は絶縁膜が厚くなった場合に特に有効であり
、従来の結晶化法ではエピタキシャル成長できないよう
な厚い絶縁膜を用いた場合でも良好にエピタキシャル成
長させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための試料表面の
平面図、 第２図は一実施例のビーム走査に用いた波形図である。 １・・・・・シート部 ２・・・・・５０１部 ３・・・・・高速走査方向 ４・・・・・低速走査方向 ５・・・・・高速走査方向偏向波 ６・・・・・低速走査方向偏向波 ７・・・・・シート部位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シートを有する構造のＳＯＩ試料においてエネル
   ギービームの照射によりポリシリコン膜の溶融再結晶化
   を行う際、エネルギービームを一方向に走査しながら、
   さらにこの走査方向と直角な方向にくり返し走査を行い
   、このくり返し走査の走査幅をエネルギービームがシー
   ト近傍を通過する時のみ小さくすることを特徴とするＳ
   ＯＩ結晶化法。