JPS6130024A - Ｓｏｉ形成方法 - Google Patents
Ｓｏｉ形成方法Info
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- JPS6130024A JPS6130024A JP15049084A JP15049084A JPS6130024A JP S6130024 A JPS6130024 A JP S6130024A JP 15049084 A JP15049084 A JP 15049084A JP 15049084 A JP15049084 A JP 15049084A JP S6130024 A JPS6130024 A JP S6130024A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
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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）
本発明は絶縁層上の半導体薄膜を一担加熱し浴融させ、
固まらせて単結晶化する方法に関する。
固まらせて単結晶化する方法に関する。
（従来技術とその問題点）
従来、絶縁膜上の多結晶またはアモルファス半導体薄膜
を加熱、溶融させ固まらせることにより単結晶または単
結晶に近い粒径の大きな結晶（ＳＯＩ ： ８ｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ ）を得
るための方法としているいろな検討がなされているう一
般的には電子ビーム、レーザビーム、フラッシュランプ
、ストリップヒータ等を用いて基板の一部を短時間に加
熱し溶融させ、熱が基板中に伝導したり、熱発光による
輻射によって逃けることにより冷却し、凝固させるので
あるが種々の方法がある。
を加熱、溶融させ固まらせることにより単結晶または単
結晶に近い粒径の大きな結晶（ＳＯＩ ： ８ｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ ）を得
るための方法としているいろな検討がなされているう一
般的には電子ビーム、レーザビーム、フラッシュランプ
、ストリップヒータ等を用いて基板の一部を短時間に加
熱し溶融させ、熱が基板中に伝導したり、熱発光による
輻射によって逃けることにより冷却し、凝固させるので
あるが種々の方法がある。
一つは上記半導体膜を単結晶基板に接触する場所（シー
ド）設け、このシードから凝固させることにより基板と
連続した単結晶を成長させる方法（シーディングエピタ
キシャル成長法）がある。
ド）設け、このシードから凝固させることにより基板と
連続した単結晶を成長させる方法（シーディングエピタ
キシャル成長法）がある。
また加熱ビームの形状に細工全し、加熱溶融した部分と
固体部分の界面（固液界面）後部がビーム進向方向に向
りて凸となるようにして、ビームスキャン初期に発生し
た微小な結晶粒の結晶性を常に拡大するように伝播させ
ることにより大きな単結晶を得る方法（整形ビーム法）
がある。
固体部分の界面（固液界面）後部がビーム進向方向に向
りて凸となるようにして、ビームスキャン初期に発生し
た微小な結晶粒の結晶性を常に拡大するように伝播させ
ることにより大きな単結晶を得る方法（整形ビーム法）
がある。
壕だ上記半導体薄膜の下部の形状に細工をして基板への
熱の逃は道を制御することにより所望の位置で凝固時に
鍛初に発生した結晶粒の性質をその近傍をこまで引き延
ばす方法（ヒートシンク法）がある。
熱の逃は道を制御することにより所望の位置で凝固時に
鍛初に発生した結晶粒の性質をその近傍をこまで引き延
ばす方法（ヒートシンク法）がある。
シカシ、シーゲイングエビタキシャル法ではシードとい
う余分な面積を要し、１だＬＳＩ用のトランジスタを作
る場合には単結晶の必要なゲート部分とシードとの距離
がある程度必要で大きな単結晶を作る必要があり、現実
には良質の単結晶をゲート部分に作ることはむすかしい
。
う余分な面積を要し、１だＬＳＩ用のトランジスタを作
る場合には単結晶の必要なゲート部分とシードとの距離
がある程度必要で大きな単結晶を作る必要があり、現実
には良質の単結晶をゲート部分に作ることはむすかしい
。
整形ビーム法は、異なるビーム走行間での単結晶間に連
続性がなく、必ず粒界が入り、単結晶領域は常にビーム
走行したストライブ状にしかできないので、任意の所に
トランジスタを作るというようなＬＳＩへの応用には不
都合である。
続性がなく、必ず粒界が入り、単結晶領域は常にビーム
走行したストライブ状にしかできないので、任意の所に
トランジスタを作るというようなＬＳＩへの応用には不
都合である。
ヒートシンク法は余分な面積を要さず、かつ下地にヒー
トシンク部を設けることにより任意の場所に単結晶が作
れるという長所はあるものの、下地構造に依存するとい
う欠点があり、多層にデバイスを作るような場合には単
結晶を作る場所に制限を受けたり、あるいは層間にバッ
ファ層を設ける必要があったりして、製造工程が複雑に
なるなどの欠点があった。
トシンク部を設けることにより任意の場所に単結晶が作
れるという長所はあるものの、下地構造に依存するとい
う欠点があり、多層にデバイスを作るような場合には単
結晶を作る場所に制限を受けたり、あるいは層間にバッ
ファ層を設ける必要があったりして、製造工程が複雑に
なるなどの欠点があった。
第１図は従来のヒートシンク法によるＳＯＩ形成のため
の試料油面図である。熱伝導度の高いシリコン基板１の
上に、電気的に絶縁性の８ｉ０２膜２を付着し、その一
部を薄くして熱の逃けやすいヒートシンク４を設け、そ
の上に多結晶あるいは非晶質のシリコン薄膜３を成長さ
ゼる。光ビーム等によりヒートシンク４及びその周囲の
シリコン薄膜３を加熱溶融しそのあと加熱ａを除去する
とヒートシンク４から多くの熱が基板１に逃けるために
ヒートシンク４の中心部の直上のシリコン薄膜３から凝
固し始め、順にその周囲が冷えて凝固するため、始めに
凝固した結晶粒を核としてエピタキシャル成長するため
少くともヒートシンク４より大きな単結晶が成長でへる
。
の試料油面図である。熱伝導度の高いシリコン基板１の
上に、電気的に絶縁性の８ｉ０２膜２を付着し、その一
部を薄くして熱の逃けやすいヒートシンク４を設け、そ
の上に多結晶あるいは非晶質のシリコン薄膜３を成長さ
ゼる。光ビーム等によりヒートシンク４及びその周囲の
シリコン薄膜３を加熱溶融しそのあと加熱ａを除去する
とヒートシンク４から多くの熱が基板１に逃けるために
ヒートシンク４の中心部の直上のシリコン薄膜３から凝
固し始め、順にその周囲が冷えて凝固するため、始めに
凝固した結晶粒を核としてエピタキシャル成長するため
少くともヒートシンク４より大きな単結晶が成長でへる
。
この方法は前にも述べたように、ヒートシンク部４のよ
うに、あらかじめ定められた場所に単結晶を作ることが
できるという長所はあるが、ヒートシンクは熱の逃けが
艮くなくてはならないので、下地にデバイスが作られて
いると熱伝導が悪くな゛るため、選択的にヒートシンク
を形成できなくなり単結晶は成長しない。
うに、あらかじめ定められた場所に単結晶を作ることが
できるという長所はあるが、ヒートシンクは熱の逃けが
艮くなくてはならないので、下地にデバイスが作られて
いると熱伝導が悪くな゛るため、選択的にヒートシンク
を形成できなくなり単結晶は成長しない。
（発明の目的）
本発明の目的は上記のような欠点を除去し、下地構造に
無関係で、かつ任意の場所に単結晶半導体膜を形成する
方法を提供することである。
無関係で、かつ任意の場所に単結晶半導体膜を形成する
方法を提供することである。
（発明の構成）
本発明は絶縁層上の半導体薄膜を加熱し溶融させ、固ま
らせて前記半導体薄膜を単結晶化させるＳＯＩ形成方法
において、前記半導体薄膜の表曲に、上記半導体の融点
においても液化しない膜（以下キャップ膜と称する）を
設け、その上にキャップ族より蒸発しやすい物質からな
る膜（以下蒸発膜と称する）を設け、蒸発膜の上の一部
に蒸発膜より蒸発しにくい腰て゛覆い、その後短時間の
加熱処理を行なって前記蒸発しにくい膜で覆っていない
部分を中心として前記半導体薄膜會単結晶化することに
より構成される。
らせて前記半導体薄膜を単結晶化させるＳＯＩ形成方法
において、前記半導体薄膜の表曲に、上記半導体の融点
においても液化しない膜（以下キャップ膜と称する）を
設け、その上にキャップ族より蒸発しやすい物質からな
る膜（以下蒸発膜と称する）を設け、蒸発膜の上の一部
に蒸発膜より蒸発しにくい腰て゛覆い、その後短時間の
加熱処理を行なって前記蒸発しにくい膜で覆っていない
部分を中心として前記半導体薄膜會単結晶化することに
より構成される。
（実施例）
以下本発明を実施例に基づき、図を用いて説明する。説
明には半導体としては通常用いられるシリコンを例とし
て用いる。
明には半導体としては通常用いられるシリコンを例とし
て用いる。
第２図は本発明による試料の断面構造である。
ここで５は石英基板であるが熱伝導の悪いもので、下地
の構造に無関係に熱の逃けの悪いものて゛あれはよい。
の構造に無関係に熱の逃けの悪いものて゛あれはよい。
例えば表面にＰ縁膜を形成した半導体基板でもよい。６
は単結晶化されるべき多結晶シリコン膜で、厚さは０．
５μｍていどである。７はシリコン膜６を加熱中の汚染
、変形を防止するキャップ膜でＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４で
あり、シリコンの融点においても液化しない。厚さは８
ｉ０．なら０．５μｍていどでよい。８はキャップ膜に
比べれば蒸発しやすい物質である多結晶シリコン膜（蒸
発膜）で厚さは約０．１μｍである。９は蒸発膜８の蒸
発全防止するためのＳ Ｉ ０２膜で、厚さは約０５μ
ｍである。
は単結晶化されるべき多結晶シリコン膜で、厚さは０．
５μｍていどである。７はシリコン膜６を加熱中の汚染
、変形を防止するキャップ膜でＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４で
あり、シリコンの融点においても液化しない。厚さは８
ｉ０．なら０．５μｍていどでよい。８はキャップ膜に
比べれば蒸発しやすい物質である多結晶シリコン膜（蒸
発膜）で厚さは約０．１μｍである。９は蒸発膜８の蒸
発全防止するためのＳ Ｉ ０２膜で、厚さは約０５μ
ｍである。
この構造を１ノ−ザビーム、電子ビームあるいはランプ
アニールを用いて加熱し、シリコン膜６を溶融させて加
熱を止める。アニール条件はＡｒｍ／−ザならば例えは
出力５Ｗ、ビーム径４０μｍである。
アニールを用いて加熱し、シリコン膜６を溶融させて加
熱を止める。アニール条件はＡｒｍ／−ザならば例えは
出力５Ｗ、ビーム径４０μｍである。
シリコン膜６の熱に、ひとつには、シリコン膜６を伝っ
て横方向に、もうひとつは輻射によって逃ける。しかし
石英基板５の万へは石英の熱伝導が悪いため逃はない。
て横方向に、もうひとつは輻射によって逃ける。しかし
石英基板５の万へは石英の熱伝導が悪いため逃はない。
また外部が空気などの気体又は真空であるため熱伝導度
は低くまた、加熱が非常に短時間であるため対流も起ら
ず、一般には試料の表面からは熱は逃けない。しかし、
開口ｆ１５１０からは／リコンが蒸発するためｌこ気化
熱全音い、この方法ｔは１７−ザビームによる加熱の揚
台、蒸発防止膜９を反射防止膜たとえば厚さ８５０Ｘの
８ｉ（Ｊ、膜とすること（こより、周囲の温度を上け、
さらに効率良く開口部１０から冷却させることができる
。
は低くまた、加熱が非常に短時間であるため対流も起ら
ず、一般には試料の表面からは熱は逃けない。しかし、
開口ｆ１５１０からは／リコンが蒸発するためｌこ気化
熱全音い、この方法ｔは１７−ザビームによる加熱の揚
台、蒸発防止膜９を反射防止膜たとえば厚さ８５０Ｘの
８ｉ（Ｊ、膜とすること（こより、周囲の温度を上け、
さらに効率良く開口部１０から冷却させることができる
。
説明では半導体膜６としてシリコン、蒸発防止膜９とし
て８ｉ０．かＳ ｉ 、 Ｎ４．蒸発物質８としてはシ
リコンを用いて説明したが、半導体膜６の融点付近での
蒸発のしやすさの関係さえ満足すればどのような物質で
も良いことは明らかである。
て８ｉ０．かＳ ｉ 、 Ｎ４．蒸発物質８としてはシ
リコンを用いて説明したが、半導体膜６の融点付近での
蒸発のしやすさの関係さえ満足すればどのような物質で
も良いことは明らかである。
（発明の効果）
本発明の方法により、下地の構造に無関係に、任意の場
所にＳＯＩ単結晶の形成が可能となる。
所にＳＯＩ単結晶の形成が可能となる。
第１図は従来のヒートシンク法による８０Ｉ形成のため
の試料断面図で、１はシリコン基板、２Ｆｉ、８ｉ０−
膜、３は多結晶シリコン膜、４σヒートシンクである。 第２図は本発明による８０Ｉ形成のための試料断面図で
、５は石英基板、６は多結晶シリコン、７はＳｉｎ、な
どのキャップ膜、８はキャップ膜７に比べて蒸発しやす
い膜であるシリコン、９は蒸発防止膜であるＳ１０．ま
たは８ｉ、Ｎ、、ｌＯは開口部である。 工Ｓ技術院艮 龍１図
の試料断面図で、１はシリコン基板、２Ｆｉ、８ｉ０−
膜、３は多結晶シリコン膜、４σヒートシンクである。 第２図は本発明による８０Ｉ形成のための試料断面図で
、５は石英基板、６は多結晶シリコン、７はＳｉｎ、な
どのキャップ膜、８はキャップ膜７に比べて蒸発しやす
い膜であるシリコン、９は蒸発防止膜であるＳ１０．ま
たは８ｉ、Ｎ、、ｌＯは開口部である。 工Ｓ技術院艮 龍１図
Claims (1)
- 絶縁層の半導体薄膜を加熱し溶融させ、固まらせて前
記半導体薄膜を単結晶化させるＳＯＩ形成方法において
、前記半導体薄膜の表面に、上記半導体の融点において
も液化しない膜（以下キャップ膜と称する）を設け、そ
の上にキャップ膜より蒸発しやすい物質からなる膜（以
下蒸発膜と称する）を設け、蒸発膜の上の一部に蒸発膜
より蒸発しにくい膜で覆い、その後短時間の加熱処理を
行なって前記蒸発しにくい膜で覆っていない部分を中心
として前記半導体薄膜を単結晶化することを特徴とする
ＳＯＩ形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15049084A JPS6130024A (ja) | 1984-07-21 | 1984-07-21 | Ｓｏｉ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15049084A JPS6130024A (ja) | 1984-07-21 | 1984-07-21 | Ｓｏｉ形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130024A true JPS6130024A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15498006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15049084A Pending JPS6130024A (ja) | 1984-07-21 | 1984-07-21 | Ｓｏｉ形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130024A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525540A (en) * | 1993-12-13 | 1996-06-11 | Nec Corporation | Method for manufacturing silicon layer having impurity diffusion preventing layer |
| US9206460B2 (en) | 2004-10-12 | 2015-12-08 | Bayer Healthcare Llc | Concentration determination in a diffusion barrier layer |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814524A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS58184720A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-28 | Nec Corp | 半導体膜の製造方法 |
-
1984
- 1984-07-21 JP JP15049084A patent/JPS6130024A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5814524A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS58184720A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-28 | Nec Corp | 半導体膜の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5525540A (en) * | 1993-12-13 | 1996-06-11 | Nec Corporation | Method for manufacturing silicon layer having impurity diffusion preventing layer |
| US9206460B2 (en) | 2004-10-12 | 2015-12-08 | Bayer Healthcare Llc | Concentration determination in a diffusion barrier layer |
| US9546974B2 (en) | 2004-10-12 | 2017-01-17 | Ascensia Diabetes Care Holdings Ag | Concentration determination in a diffusion barrier layer |
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