KR950002076A - 반도체 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

반도체 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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주니찌 다께야마
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야마자끼 슌뻬이
가부시끼가이샤 한도따이 에네르기 겐꾸쇼
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Abstract

반도체 장치를 설명한다. 반도체 장치는 활성층 영역으로 결정 실리콘막을 갖는다. 결정 실리콘막은 기판에 평행하고 결정 성장 방향이 (Ⅲ)축 방향인 바늘 또는 기둥형이다. 반도체 장치 제조 방법은 비결정 실리콘막에 촉매 원소를 첨가하는 단계와, 실리콘막을 결정시키도록 저온에서 촉매 원소를 함유한 비결정 실리콘막을 가열하는 단계로 구성된다.

Description

반도체 장치 및 그 제조 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 결정성 실리콘막내의 촉매 원소 농도상의 방향에 따른 그래프, 제3A도 내지 제3C도는 제조 단계의 일예를 나타내는 도면.

Claims (41)

  1. 기판상에 제공되고 결정성(crystallinity)를 구비한 비단밀 결정 실리콘 반도체 막을 포함한 반도체장치에 있어서, 결정성 성장면이 면(Ⅲ)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  2. 기판상에 제공되고 촉매 금속을 함유한 결정성을 구비한 비단일 결정 실리콘 반도체 장치에 있어서, 결정 성장면이 면(Ⅲ)인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 촉매 금속이 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 촉매 금속이 Ⅷ족, Ⅲb족, Ⅳb족 및 Ⅴb족 원소로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 촉매 금속의 농도가 1×1016atoms/㎠ 내지 1×1019atoms/㎤인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  6. 기판상에 제공되고 결정성을 구비한 비단일 결정 실리콘 반도체 막을 포함하는 반도체 장치에 있어서, 상기 반도체 막의 결정 성장이 기판의 표면과 대략 평행한 방향에서 발생하며, 결정 성장의 방향이 축〈Ⅲ〉의 방향과 대략 일치하며, 결정 성장의 방향이 반도체 장치에서 캐리어(carrier)의 이동 방향과 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  7. 기판상에 제공되고 결정성을 구비한 비단일 결정 실리콘 반도체 막을 포함한 반도체 장치에 있어서, 상기 반도체 막은 기판의 표면과 대략 평행한 방향을 따라 결정 그레인 바운다리(grain boundary)를 가지며, 결정 그레인 바운다리의 방향이 반도체 장치에서 캐리어의 이동 방향과 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  8. 기판상에 제공되고 결정성을 구비한 비단일 결정 실리콘 반도체 막을 포함한 반도체 장치에 있어서, 상기 반도체 막의 결정 성장이 기판의 표면과 대략 평행한 방향에서 발생하며, 걸성 성장의 방향이 다른 방향보다 높은 전도율을 가지며, 결정 성장의 방향이 반도체 장치에서 캐리어의 이동 방향과 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  9. 기판상에 제공되고 결정성을 구비한 비단일 결정 실리콘 반도체 막을 사용한 트렌지스터를 포함한 반도체 장치에 있어서, 상기 반도체 막의 결정 성장이 기판의 표면과 대략 평행한 방향에서 발생하며, 결정 성장의 방향이 반도체 장치에서 캐리어의 이동 방향과 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  10. 기판상에 제공되고 결정성을 구비한 비단일 결정 실리콘 반도체 막을 사용한 트랜지스터를 포함하는 반도체 장치에 있어서, 상기 반도체 막의 결정 성장이 기판의 표면과 대략 평행한 방향에서 발생하며, 결정 성장의 방향이 축〈Ⅲ〉의 방향과 대략 일치하며, 결정 성장의 방향이 트랜지스터의 채널에서 유동하는 캐리어의 방향과 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 기판상에 제공되고 결정성을 구비한 비단일 결정 실리콘 반도체 막을 포함하는 반도체 장치에 있어서, 상기 반도체 막의 결정 성장이 기판의 표면과 대략 평행한 방향에서 발생하며, 상기 반도체 장치는 반도체 막의 결정 성장의 중간 영역에 제공되며, 결정 성장의 방향이 반도체 장치에서 캐리어(carrier)의 이동 방향과 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  12. 비결정 실리콘막의 한 표면상에서 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 비결정 실리콘막의 일부 또는 전체를 열처리하여 결정시키는 단계와, 결정된 실리콘막상에 광선(light)을 방사하는 단계로 구성된 반도체 제조 방법에 있어서, 실리콘막의 결정 방향이 열처리로 인한 결정 비율과 광선 방사로 인한 결정의 비율을 조절함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  14. 비결정 실리콘막의 한 표면상에서 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 비결정 실리콘막의 일부 또는 전체를 열처리하여 결정시키는 단계와, 결정된 실리콘막상에 광선을 방사하는 단계로 구성된 반도체 제조 방법에 있어서, 실리콘막의 결정 방향이 열처리로 인한 결정 비율과 광선 방사로 인한 결정의 비율을 조절함으로써 제어되며, 열처리로 인한 조정 비율의 제어를 도입된 촉매 원소의 양을 조성함으로써 이뤄지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  16. 비결정 실리콘막의 한 표면상에서 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 비결정 실리콘막의 일부 또는 전체를 열처리하여 결정시키는 단계와, 결정된 실리콘막상에 광선을 방사하는 단계로 구성된 반도체 제조 방법에 있어서, 실리콘막의 결정 방향이 열처리로 인한 결정 비율과 광선 방사로 인한 결정의 비율을 조절함으로써 제어되며, 열처리로 인한 결정 비율의 제어는 열처리의 온도 및/또는 시간을 조정함으로써 이뤄지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  18. 비결정 실리콘막의 한 표면상에서 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 비결정 실리콘막의 일부 또는 전체를 열처리하여 결정시키는 단계와, 결정된 실리콘막상에 광선을 방사하는 단계로 구성된 반도체 제조 방법에 있어서, 실리콘막의 결정 방향이 열처리로 인한 결정 비율과 광선 방사로 인한 결정의 비율을 조절함으로써 제어되며, 광선 방사로 인한 결정 비율의 제어는 광선의 방사 강도 및/또는 방사시간을 조정함으로써 이뤄지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  20. 절연 표면을 가진 기판상의 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 촉매 원소가 도입되는 기판상에 비결정 실리콘막을 형성하는 단계와, 비결정 실리콘막의 일부 또는 전체를 열처리하여 결정시키는 단계와, 결정 실리콘막이 대략(Ⅲ) 방향으로 향하도록 결정된 막상에 광선을 방사하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  22. 비결정 실리콘막의 절연 표면을 가진 기판상에 형성하는 단계와, 비결정 실리콘막의 한 표면상의 부분 영역에서 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 열처리에 의해 기판에 평행한 방향에서 촉매 원소가 도입되는 영역으로부터 결정 성장이 이뤄지는 단계와, 결정 성장을 하는 실리콘막상에 광선을 방사하는 단계로 구성된 반도체 제조 방법에 있어서, 실리콘막의 결정 방향의 제어는 비결정 실리콘막의 두께를 조성함으로써 이뤄지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  24. 비결정 실리콘막의 한 표면상에서 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 비결정 실리콘막의 일부 또는 전체를 열처리하여 결정시키는 단계와, 결정된 실리콘막상에 광선을 방사하는 단계로 구성된 반도체 제조 방법에 있어서, 결정된 실리콘막의 그레인 크기가 도입된 촉매 원소의 양과 열처리의 온도를 조절함으로서 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  26. 비결정 실리콘막의 한 표면상에서 결정을 촉진시키는 촉매 원소를 도입하는 단계와, 비결정 실리콘막의 일부 또는 전체를 열처리하여 결정시키는 단계와, 결정된 실리콘막상에 광선을 방사하는 단계로 구성된 반도체 제조 방법에 있어서, 결정된 실리콘막의 그레인 크기가 도입된 촉매 원소의 양과 열처리의 시간을 조절함으로서 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  28. 절연 표면을 가진 기판상에 제공된 결정 실리콘막을 포함한 반도체에 있어서, 상기 결정 실리콘막은 기판과 실리콘막 사이의 인터페이스에서 도입되어 촉매원소로부터 결정 성장하여 결정이 촉진되며, 결정 실리콘막은 대략(Ⅲ) 방향으로 향한 것을 특징으로 하는 반도체.
  29. 제28항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
  30. 결정 실리콘막을 포함하는 반도체에 있어서, 실리콘막의 (Ⅲ)방향비가 0.33 내지 1이며, 결정을 촉진시키는 촉매 원소는 실리콘막에 첨가되는 것을 특징으로 하는 반도체.
  31. 제30항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체.
  32. 절연 표면을 가진 기판상에 제공되며, 그 일부가 기판에 평행한 방향에서 결정 성장이 이뤄지는 결정 실리콘막을 포함한 반도체에 있어서, 결정 성장이 나타난 부분의 (Ⅲ)방향비가 0.67 내지 1이며, 결정을 촉진시키는 촉매원소가 결정 실리콘막에 첨가되는 것을 특징으로 하는 반도체.
  33. 제32항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체.
  34. 절연 표면을 가진 기판상에 제공되며, 그 일부가 기판에 평행한 방향에서 결정 성장이 이뤄지는 결정 실리콘막을 포함한 반도체에 있어서, 결정 성장이 나타난 부분의 (Ⅲ)방향비가 0.72 내지 1이며, 결정 실리콘막의 두께가 800Å 또는 그 이하이며, 결정을 촉진시키는 촉매 원소가 결정 실리콘막에 첨가되는 것을 특징으로 하는 반도체.
  35. 제34항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체.
  36. 결정을 촉진시키는 촉매 원소가 도입된 결정 실리콘막을 포함한 반도체에 있어서, 상기 결정 실리콘막의 그레인 크기가 도입된 촉매 원소의 양을 조성함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체.
  37. 제36항에 있어서, 촉매 원소는 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체.
  38. 결정 가속제를 함유한 액체를 제조하는 단계와, 기판상에 상기 액체를 접촉시켜 비단일 결정 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 비단일 결정 반도체 층을 결정시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치 형성 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 기판상의 반도체 층의 형성된후에 상기 액체가 상기 반도체 층의 일부분상에 코팅되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 형성 방법.
  40. 제38항에 있어서, 상기 결정시키는 것이 상기 반도체 층을 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치 형성 방법.
  41. 제38항에 있어서, 상기 결정 가속제가 Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, In, Sn, Pb, As 및 Sb로 구성된 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 반도체 장치 형성 방법.
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