JPS6336515A - 半導体単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶薄膜の製造方法Info
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- JPS6336515A JPS6336515A JP17937986A JP17937986A JPS6336515A JP S6336515 A JPS6336515 A JP S6336515A JP 17937986 A JP17937986 A JP 17937986A JP 17937986 A JP17937986 A JP 17937986A JP S6336515 A JPS6336515 A JP S6336515A
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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、溶融再結晶化法（ｌａｔａｒａｌｌｙ ５ｅ
ｅｄｅｄｅｐｉｔａｘｌａｌ ｇｒｏｗｔｈ ） 、特
に再結晶化にエネルギービームを使用した半導体単結晶
薄膜の製造方法に関する。
ｅｄｅｄｅｐｉｔａｘｌａｌ ｇｒｏｗｔｈ ） 、特
に再結晶化にエネルギービームを使用した半導体単結晶
薄膜の製造方法に関する。
本発明は、再結晶１化にエネルギービームを使用した半
導体単結晶薄膜の製造方法であシ、種部となる半導体単
結晶部を絶縁層上において半導体非単結晶薄膜と接する
ように設けることにより、種部と絶縁層上の非単結晶薄
膜との５燈融を同程度に生じさせて良好に再結晶化を行
うことができるようにしたものである。
導体単結晶薄膜の製造方法であシ、種部となる半導体単
結晶部を絶縁層上において半導体非単結晶薄膜と接する
ように設けることにより、種部と絶縁層上の非単結晶薄
膜との５燈融を同程度に生じさせて良好に再結晶化を行
うことができるようにしたものである。
従来、絶縁層上の半導体非単結晶薄膜にエネルギービー
ム、例えば電子線を照射して溶融再結晶化させ、半導体
単結晶薄膜を作製する技術（所謂、ＳＩＯ単結晶作製技
術）が提案されている。この再結晶化の九めに、例えば
第５図に示すＬＯＣＯ８型構造の試料（１）１、第６図
に示すメサ型構造の試料（１）が用いられている。（２
）は単結晶Ｓ１基板、（３）は８１０□（又は５ｉＮ）
、、層、（４）は多結晶Ｓ１薄膜である。この試料（１
）に対して上から線状電子線を照射して多結晶Ｓ１と種
部を溶融し、種（シード）部（５）から順に単結晶Ｓ１
に再結晶化さセる。従ってこの再結晶化を順調に行って
良質の単結晶Ｓ１薄膜を得るためには、電子線による加
熱時、種部（５）とその近傍の多結晶Ｓｔ及び８１０２
層（３）上の多結晶Ｓｔが同程度に溶融していることが
必要である。
ム、例えば電子線を照射して溶融再結晶化させ、半導体
単結晶薄膜を作製する技術（所謂、ＳＩＯ単結晶作製技
術）が提案されている。この再結晶化の九めに、例えば
第５図に示すＬＯＣＯ８型構造の試料（１）１、第６図
に示すメサ型構造の試料（１）が用いられている。（２
）は単結晶Ｓ１基板、（３）は８１０□（又は５ｉＮ）
、、層、（４）は多結晶Ｓ１薄膜である。この試料（１
）に対して上から線状電子線を照射して多結晶Ｓ１と種
部を溶融し、種（シード）部（５）から順に単結晶Ｓ１
に再結晶化さセる。従ってこの再結晶化を順調に行って
良質の単結晶Ｓ１薄膜を得るためには、電子線による加
熱時、種部（５）とその近傍の多結晶Ｓｔ及び８１０２
層（３）上の多結晶Ｓｔが同程度に溶融していることが
必要である。
エネルギービーム、特に電子線を照射した場合、種部を
構成する単結晶Ｓｔの熱伝導率が絶縁層を構成する５Ｉ
Ｏ２又はＳＩＮよシ大きいため、種部の温度（到達温度
）′Ｆｉ、絶縁層上の多結晶Ｓｔの温度（到達温度）よ
シ低くなる。これによシ、５ＩＯ２層上の多結晶Ｓ１が
溶融する温度に加熱条件を設定した場合には、種部への
到達温度が不足して充分溶融しないため、種部からの単
結晶Ｓｔの再結晶化が起きない。また、種部が充分溶融
する温度に加熱条件を設定し九場合には、種部近傍の多
結晶Ｓｔ、には再結晶化が起きているが、５ＩＯ２層上
の多結晶Ｓ１の加熱温度が高くなシすぎて多結晶Ｓｔが
蒸発して消失するか、剥離するという問題が生じていた
。
構成する単結晶Ｓｔの熱伝導率が絶縁層を構成する５Ｉ
Ｏ２又はＳＩＮよシ大きいため、種部の温度（到達温度
）′Ｆｉ、絶縁層上の多結晶Ｓｔの温度（到達温度）よ
シ低くなる。これによシ、５ＩＯ２層上の多結晶Ｓ１が
溶融する温度に加熱条件を設定した場合には、種部への
到達温度が不足して充分溶融しないため、種部からの単
結晶Ｓｔの再結晶化が起きない。また、種部が充分溶融
する温度に加熱条件を設定し九場合には、種部近傍の多
結晶Ｓｔ、には再結晶化が起きているが、５ＩＯ２層上
の多結晶Ｓ１の加熱温度が高くなシすぎて多結晶Ｓｔが
蒸発して消失するか、剥離するという問題が生じていた
。
このような問題点を解決する九めに、従来例えばマスク
を用い九シ電子線の走査速度を調整したシして、照射さ
れる領域の放熱特性に対応して電子線の照射強度を変化
さ（て種部では弥＜、絶縁層上の多結晶Ｓｔでは弱くす
る方法が提案されている（特開昭５７−４５９２０参照
）。しかし、この方法によれば電子線を幅１００ ｍ以
下の細い線状に絞シ、且つ多結晶Ｓｌを溶融させるのに
必要なエネルギー密度を持たせることは困難である。ま
た、第７図に示すように、５ＩＯ２層（３）に開口部（
６）を設けて、ここから単結晶５ｌ（７）をエピタキシ
ャル成長させる所謂ＥＬＯ（Ｅｐｌｔａｘｌａｌ ｌ
ａｔ＠ｒａｌ ｏｖｅｒｇｒｏｖｔｈ ）法も提案
されているが、この方法によれば単結晶Ｓ １（７）が
垂直方向と水平方向に略同じ速度で成長するため、均一
で大きな単結晶薄膜が得られないという欠点がある。
を用い九シ電子線の走査速度を調整したシして、照射さ
れる領域の放熱特性に対応して電子線の照射強度を変化
さ（て種部では弥＜、絶縁層上の多結晶Ｓｔでは弱くす
る方法が提案されている（特開昭５７−４５９２０参照
）。しかし、この方法によれば電子線を幅１００ ｍ以
下の細い線状に絞シ、且つ多結晶Ｓｌを溶融させるのに
必要なエネルギー密度を持たせることは困難である。ま
た、第７図に示すように、５ＩＯ２層（３）に開口部（
６）を設けて、ここから単結晶５ｌ（７）をエピタキシ
ャル成長させる所謂ＥＬＯ（Ｅｐｌｔａｘｌａｌ ｌ
ａｔ＠ｒａｌ ｏｖｅｒｇｒｏｖｔｈ ）法も提案
されているが、この方法によれば単結晶Ｓ １（７）が
垂直方向と水平方向に略同じ速度で成長するため、均一
で大きな単結晶薄膜が得られないという欠点がある。
本発明は、上記問題点を解決することができる半導体単
結晶薄膜の製造方法を提供するものである。
結晶薄膜の製造方法を提供するものである。
半導体単結晶部α９とを有し、エネルギービームαカを
照射して半導体単結晶部（至）と非単結晶薄膜（２）を
加熱溶融し穴径、再結晶化させる半導体単結晶薄膜の製
造方法において、種部となる半導体単結晶部（１タル絶
縁層（至）上において半導体非単結晶ｗｔ膜（２）と接
するように形成する。
照射して半導体単結晶部（至）と非単結晶薄膜（２）を
加熱溶融し穴径、再結晶化させる半導体単結晶薄膜の製
造方法において、種部となる半導体単結晶部（１タル絶
縁層（至）上において半導体非単結晶ｗｔ膜（２）と接
するように形成する。
上記エネルギービームには、粒子線（電子線等）、熱線
（レーデ、赤外線等）を含む。ま九、半導体非単結晶に
は、多結晶と非晶質（アモルファス）を含む。
（レーデ、赤外線等）を含む。ま九、半導体非単結晶に
は、多結晶と非晶質（アモルファス）を含む。
本発明によれば、種部（至）が同じ絶縁層（２）上にお
いて半導体非単結晶薄膜（６）と接しているため、エネ
ルギービームαカの照射時絶縁層（２）上の半導体単結
晶は半導体非単結晶と略同じ温度に加熱される。
いて半導体非単結晶薄膜（６）と接しているため、エネ
ルギービームαカの照射時絶縁層（２）上の半導体単結
晶は半導体非単結晶と略同じ温度に加熱される。
これにより、種部（至）と絶縁層（至）上の半導体非単
結晶とが同程度に溶融するため、順調な再結晶化が可能
になる。
結晶とが同程度に溶融するため、順調な再結晶化が可能
になる。
第１図を参照して本発明の１実施例を説明する。
本実施例においては、単結晶Ｓｔ基板α力の一生面上に
各種部（至）となる領域を除いて５ＩＯ２層（至）が形
成され、５ＩＯ２層（至）上に多結晶Ｓ１薄膜（６）が
形成され、この多結晶Ｓ１薄膜（６）が５ＩＯ２層（２
）の側壁部Ｑ］）によって分離されて島領域とされた構
造のＬＯＣＯ８型試料α→を使用し、種部（至）となる
半導体単結晶が、Ｓｉ０２Ｍ（至）上・においてもその
一部を延在させて、この５１０２層（至）上で多結晶Ｓ
ｉ薄膜（６）と接するように形成する。
各種部（至）となる領域を除いて５ＩＯ２層（至）が形
成され、５ＩＯ２層（至）上に多結晶Ｓ１薄膜（６）が
形成され、この多結晶Ｓ１薄膜（６）が５ＩＯ２層（２
）の側壁部Ｑ］）によって分離されて島領域とされた構
造のＬＯＣＯ８型試料α→を使用し、種部（至）となる
半導体単結晶が、Ｓｉ０２Ｍ（至）上・においてもその
一部を延在させて、この５１０２層（至）上で多結晶Ｓ
ｉ薄膜（６）と接するように形成する。
密度的５ ＯＡ／３”、幅１０μ惧以上（通常５０〜２
０００μｍ）の線状電子線を走査する。この電子線の照
射の際、種部（イ）の延在領域α峰と多結晶Ｓｔ薄膜（
６）は共に同じ５ＩＯ２層（２）上に配されているため
、下ノーの熱伝導率は同一であシ両者の到達温度は略等
しくなる。これによって種部（ト）となる延在領域αＱ
の単結晶Ｓｔが、多結晶Ｓ１薄膜（イ）と同様に容易に
融解して電子線の照射後、再結晶化の種として有効に機
能することができる。
０００μｍ）の線状電子線を走査する。この電子線の照
射の際、種部（イ）の延在領域α峰と多結晶Ｓｔ薄膜（
６）は共に同じ５ＩＯ２層（２）上に配されているため
、下ノーの熱伝導率は同一であシ両者の到達温度は略等
しくなる。これによって種部（ト）となる延在領域αＱ
の単結晶Ｓｔが、多結晶Ｓ１薄膜（イ）と同様に容易に
融解して電子線の照射後、再結晶化の種として有効に機
能することができる。
このような種部α→の延在領域α→は次のようにして形
成することができる。
成することができる。
例えば第２図に示すように、エネルギービームαカを２
回照射して行う形成δ法である。即ち、先ず種部（ト）
が５ｌｙ２層（至）と同一面に形成され九通常の試料α
→に対して、例えば、直径約５〜１０μのスポット状電
子線又はレーデビームを使用して種部（至）と８１０□
層α］上における種Ｗ５（至）の延在領域αφとなるべ
き部分に沿って（紙面に直交する方向）選択的にエネル
ギービーム（財）を照射する。このエネルギービームα
りの強度は、種部（１５）上の多結晶Ｓ１が溶融するの
に充分な強度とする。照射後、種部（至）上の多結晶Ｓ
１から再結晶化が進行し、エネルギービームαカで照射
された５ｔＯ２層（至）上の多結晶Ｓｌ＃膜（６）の一
部まで単結晶化して種部（ト）の延在領域α→ができる
。次に、第１図と同様にこの延在領域（１６の形成され
た試料α◆に対して、上記エネルギービームα乃（６）
と共に種部（至）の延在領域αＱを溶融した後、再結晶
化さセる。
回照射して行う形成δ法である。即ち、先ず種部（ト）
が５ｌｙ２層（至）と同一面に形成され九通常の試料α
→に対して、例えば、直径約５〜１０μのスポット状電
子線又はレーデビームを使用して種部（至）と８１０□
層α］上における種Ｗ５（至）の延在領域αφとなるべ
き部分に沿って（紙面に直交する方向）選択的にエネル
ギービーム（財）を照射する。このエネルギービームα
りの強度は、種部（１５）上の多結晶Ｓ１が溶融するの
に充分な強度とする。照射後、種部（至）上の多結晶Ｓ
１から再結晶化が進行し、エネルギービームαカで照射
された５ｔＯ２層（至）上の多結晶Ｓｌ＃膜（６）の一
部まで単結晶化して種部（ト）の延在領域α→ができる
。次に、第１図と同様にこの延在領域（１６の形成され
た試料α◆に対して、上記エネルギービームα乃（６）
と共に種部（至）の延在領域αＱを溶融した後、再結晶
化さセる。
また、第３図に示すように、ＥＬＯ（Ｅｐｌｔａｘｉａ
ｌｌａｔｅｒａｌ ｏｖｅｒｇｒｏｖｔｈ）法によっ
ても種部αつの延在領域αＱを形成することができる。
ｌｌａｔｅｒａｌ ｏｖｅｒｇｒｏｖｔｈ）法によっ
ても種部αつの延在領域αＱを形成することができる。
即ち、先ず単結晶８１基板αη上にＳｔＯ□層（至）を
形成した後、開口部（６）を形成する（第３図Ａ）、、
次に例えばＳｉＨ４とＮ２゜Ｎ２．Ｃ１０を供給して開
口部（至）の単結晶８１基板Ｃ１，）上に選択的に単結
晶Ｓｉヲエビタキシャル成長させて、５ｔＯ２層（至）
上に形成された凸部を種部αυとする（第３図Ｂ）。次
にＣｌ３の供給を止め、ＳｉＨ４＊ Ｎ２１Ｎ２を供給
して全面又は８１０２層（至）上のみに多結晶ｓｉ薄膜
（６）を形成し念後、エネルギービームを照射して再結
晶化を行５（第３図Ｃ）。
形成した後、開口部（６）を形成する（第３図Ａ）、、
次に例えばＳｉＨ４とＮ２゜Ｎ２．Ｃ１０を供給して開
口部（至）の単結晶８１基板Ｃ１，）上に選択的に単結
晶Ｓｉヲエビタキシャル成長させて、５ｔＯ２層（至）
上に形成された凸部を種部αυとする（第３図Ｂ）。次
にＣｌ３の供給を止め、ＳｉＨ４＊ Ｎ２１Ｎ２を供給
して全面又は８１０２層（至）上のみに多結晶ｓｉ薄膜
（６）を形成し念後、エネルギービームを照射して再結
晶化を行５（第３図Ｃ）。
ま几、第３の方法として、第４図に示すように固相エピ
タキシ法によっても形成することができる。これによれ
ば、先ず単結晶８１基板αη上に開口部（至）の設けら
れ＋ ５ｔＯ２層（至）を形成した後、全面に非晶１ｓ
ｒ層（１）を形成する。次に、酸化性不純物（Ｏ２，Ｕ
２Ｏ等）の入っていないＮ２又はＡｒ等の雰囲気中で５
００〜１０００℃の熱を加えて単結晶化させることによ
シ、開口部（至）の単結晶ｓｉ基板αη上の種部（ト）
と共に５ｔＯ２層υ上の一部に種部（ト）の延在領域α
Ｑを形成することができる。この後の再結晶化工程は、
上記実施例と同様である。
タキシ法によっても形成することができる。これによれ
ば、先ず単結晶８１基板αη上に開口部（至）の設けら
れ＋ ５ｔＯ２層（至）を形成した後、全面に非晶１ｓ
ｒ層（１）を形成する。次に、酸化性不純物（Ｏ２，Ｕ
２Ｏ等）の入っていないＮ２又はＡｒ等の雰囲気中で５
００〜１０００℃の熱を加えて単結晶化させることによ
シ、開口部（至）の単結晶ｓｉ基板αη上の種部（ト）
と共に５ｔＯ２層υ上の一部に種部（ト）の延在領域α
Ｑを形成することができる。この後の再結晶化工程は、
上記実施例と同様である。
本発明によれば、種部の一部分が、半導体非単結晶薄膜
が形成されている同じ絶縁層上においてこの薄膜と接す
るように形成されているため、エネルギービームの照射
によって種部が半導体非単結晶と略同時に容易に融解す
る。これによシ、照射後の再結晶化が順調に進み、良質
、且つ均質な半導体単結晶薄膜を製造することができる
。また、エネルギービーム等についての製造条件の適切
な範囲が拡大するため、製造が容易になる。これらの結
果として歩留りが向上し、コストが低下するという効果
も得られる。
が形成されている同じ絶縁層上においてこの薄膜と接す
るように形成されているため、エネルギービームの照射
によって種部が半導体非単結晶と略同時に容易に融解す
る。これによシ、照射後の再結晶化が順調に進み、良質
、且つ均質な半導体単結晶薄膜を製造することができる
。また、エネルギービーム等についての製造条件の適切
な範囲が拡大するため、製造が容易になる。これらの結
果として歩留りが向上し、コストが低下するという効果
も得られる。
第１図及び第２図は実施例の断面図、第３図Ａ〜Ｃは実
施例の工程図、第４図Ａ及びＢ＃ｉ実施例の工程図、第
５図〜第７図は従来例の断面図である。 （１１は単結晶８１基板、（６）は多結晶Ｓ１薄膜、（
６）は８１０□層、（至）は種部、αＱは種部の延在領
域、（ロ）はエネルギービームである。
施例の工程図、第４図Ａ及びＢ＃ｉ実施例の工程図、第
５図〜第７図は従来例の断面図である。 （１１は単結晶８１基板、（６）は多結晶Ｓ１薄膜、（
６）は８１０□層、（至）は種部、αＱは種部の延在領
域、（ロ）はエネルギービームである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 絶縁層上に形成された半導体非単結晶薄膜と、該半導体
非単結晶薄膜に接して配された半導体単結晶部とを有し
、エネルギービームを照射して該半導体単結晶部と上記
半導体非単結晶薄膜を加熱溶融した後、再結晶化させる
半導体単結晶薄膜の製造方法において、 種部となる上記半導体単結晶部は、上記絶縁層上におい
て上記半導体非単結晶薄膜と接していることを特徴とす
る半導体単結晶薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17937986A JPS6336515A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17937986A JPS6336515A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336515A true JPS6336515A (ja) | 1988-02-17 |
Family
ID=16064829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17937986A Pending JPS6336515A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6336515A (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5825222A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-02-15 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS5893220A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | 半導体単結晶膜の製造方法 |
| JPS58127318A (ja) * | 1982-01-25 | 1983-07-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 絶縁層上への単結晶膜形成方法 |
| JPS6163015A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-04-01 | Agency Of Ind Science & Technol | Ｓｏｉ用シ−ド構造の製造方法 |
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| JPS61136219A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-24 | Seiko Epson Corp | 単結晶シリコン膜の形成方法 |
| JPS6265410A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Sharp Corp | 単結晶薄膜形成方法 |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP17937986A patent/JPS6336515A/ja active Pending
Patent Citations (7)
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