JPH04286111A - 多結晶シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents
多結晶シリコン薄膜の製造方法Info
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- JPH04286111A JPH04286111A JP7369491A JP7369491A JPH04286111A JP H04286111 A JPH04286111 A JP H04286111A JP 7369491 A JP7369491 A JP 7369491A JP 7369491 A JP7369491 A JP 7369491A JP H04286111 A JPH04286111 A JP H04286111A
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- film
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Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大きな結晶粒径を有する
多結晶シリコン薄膜の製造方法に関するものである。
多結晶シリコン薄膜の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで多結晶シリコン薄膜は非晶質薄
膜たとえばＳｉＯ２膜上に気相成長法や、分子線成長法
により直接多結晶シリコンを堆積することや、堆積した
非晶質シリコン膜を熱処理により多結晶化することによ
って製造されてきた。多結晶シリコン薄膜は薄膜トラン
ジスタ等に応用されており、その電気的移動度は多結晶
シリコンの結晶粒径が大きくなるに従い高くなる。した
がって薄膜トランジスタの高移動度化を計るために大き
な結晶粒径を有する多結晶シリコン薄膜を成長すること
が必要であった。多結晶シリコン膜の結晶粒の大きさは
成長初期の結晶核の大きさに依存している。しかしなが
ら、従来の成長方法では成長初期に非晶質膜上に小さな
結晶核がランダムにできるために、結晶核の大きさを制
御することは困難であった。そこで、いくつかの初期結
晶核の大きさを大きくする試みがなされた。たとえば気
相成長においてＳｉＯ２上におけるシリコンとシリコン
−ゲルマニウム結晶との核形成の違いを利用して、成長
初期にゲルマニウムを添加し、シリコン−ゲルマニウム
による大きな結晶核を形成する方法である。その他の方
法はイオン注入を利用する方法である。非晶質シリコン
にイオン注入を行うと、条件により非晶質シリコンの結
晶化を促進することができる。
膜たとえばＳｉＯ２膜上に気相成長法や、分子線成長法
により直接多結晶シリコンを堆積することや、堆積した
非晶質シリコン膜を熱処理により多結晶化することによ
って製造されてきた。多結晶シリコン薄膜は薄膜トラン
ジスタ等に応用されており、その電気的移動度は多結晶
シリコンの結晶粒径が大きくなるに従い高くなる。した
がって薄膜トランジスタの高移動度化を計るために大き
な結晶粒径を有する多結晶シリコン薄膜を成長すること
が必要であった。多結晶シリコン膜の結晶粒の大きさは
成長初期の結晶核の大きさに依存している。しかしなが
ら、従来の成長方法では成長初期に非晶質膜上に小さな
結晶核がランダムにできるために、結晶核の大きさを制
御することは困難であった。そこで、いくつかの初期結
晶核の大きさを大きくする試みがなされた。たとえば気
相成長においてＳｉＯ２上におけるシリコンとシリコン
−ゲルマニウム結晶との核形成の違いを利用して、成長
初期にゲルマニウムを添加し、シリコン−ゲルマニウム
による大きな結晶核を形成する方法である。その他の方
法はイオン注入を利用する方法である。非晶質シリコン
にイオン注入を行うと、条件により非晶質シリコンの結
晶化を促進することができる。
【０００３】したがってマスクを用い、局所的に非晶質
シリコン中へ一定間隔でイオン注入し、その後熱処理す
ることにより大きな結晶核を作ることができる。
シリコン中へ一定間隔でイオン注入し、その後熱処理す
ることにより大きな結晶核を作ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな成長方法はゲルマニウムの添加とか、イオン注入の
ような煩雑な手法を導入しなければならない。
うな成長方法はゲルマニウムの添加とか、イオン注入の
ような煩雑な手法を導入しなければならない。
【０００５】本発明の目的はこのような煩雑な方法によ
らずに、結晶核形成の初期過程を制御し、大きな結晶粒
径を有する多結晶シリコン薄膜の製造方法を提供するこ
とにある。
らずに、結晶核形成の初期過程を制御し、大きな結晶粒
径を有する多結晶シリコン薄膜の製造方法を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法において、まず、非晶質基板上に高真
空中で堆積した非晶質シリコン薄膜を熱処理により結晶
化し、その上に非晶質シリコンを堆積し、次に非晶質シ
リコン表面にＳｉＯ２膜を付着後、熱処理を行い、非晶
質シリコンを結晶化することを特徴とする。
ン薄膜の製造方法において、まず、非晶質基板上に高真
空中で堆積した非晶質シリコン薄膜を熱処理により結晶
化し、その上に非晶質シリコンを堆積し、次に非晶質シ
リコン表面にＳｉＯ２膜を付着後、熱処理を行い、非晶
質シリコンを結晶化することを特徴とする。
【０００７】
【作用】特願平２−２４９１５４号明細書によれば、高
真空中でＳｉＯ２上に堆積した清浄な表面を有する非晶
質シリコンの熱処理による結晶化は、従来の非晶質シリ
コン／ＳｉＯ２の界面より起こる場合と異なり、表面よ
り起こり、数１００オングストロームの径の結晶粒が形
成される。一方、この表面からの結晶化は非晶質シリコ
ン表面を薄いＳｉＯ２膜で覆うと完全に抑制される。
真空中でＳｉＯ２上に堆積した清浄な表面を有する非晶
質シリコンの熱処理による結晶化は、従来の非晶質シリ
コン／ＳｉＯ２の界面より起こる場合と異なり、表面よ
り起こり、数１００オングストロームの径の結晶粒が形
成される。一方、この表面からの結晶化は非晶質シリコ
ン表面を薄いＳｉＯ２膜で覆うと完全に抑制される。
【０００８】従って、この作用によれば、ＳｉＯ２上に
堆積した薄い非晶質シリコン膜を熱処理することによっ
てＳｉＯ２上に大きな結晶粒を成長することができる。 この結晶粒を種としてその上に堆積した非晶質シリコン
の結晶化を計れば、従来の成長方法に比して簡便な方法
で結晶核の大きさを制御することができ、大きな結晶粒
を有する多結晶シリコン膜を形成することができる。
堆積した薄い非晶質シリコン膜を熱処理することによっ
てＳｉＯ２上に大きな結晶粒を成長することができる。 この結晶粒を種としてその上に堆積した非晶質シリコン
の結晶化を計れば、従来の成長方法に比して簡便な方法
で結晶核の大きさを制御することができ、大きな結晶粒
を有する多結晶シリコン膜を形成することができる。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例について、図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１０】本実施例においては、ＳｉＯ２膜が成長可
能なシリコン分子線成長装置を用いて成長した例につい
て説明する。
能なシリコン分子線成長装置を用いて成長した例につい
て説明する。
【００１１】図１は本実施例によって得られた多結晶シ
リコン膜の概略断面図を示したものである。
リコン膜の概略断面図を示したものである。
【００１２】まずシリコン基板１に室温において酸素と
シリコンの分子線を照射し、膜厚１μｍのＳｉＯ２膜２
を成長する。次にＳｉＯ２膜上に非晶質シリコンを室温
で２００オングストローム堆積後、基板温度を６５０℃
に昇温し、１０分間保ち、結晶核３を形成した。次に基
板温度を室温にもどし、非晶質シリコンを２μｍ堆積し
、さらに非晶質シリコン表面に酸素とシリコンの分子線
を用いＳｉＯ２膜５を５０オングストローム付着した。 次に基板温度を６５０℃にし非晶質シリコン膜を多結晶
化し、多結晶シリコン膜４を形成した。
シリコンの分子線を照射し、膜厚１μｍのＳｉＯ２膜２
を成長する。次にＳｉＯ２膜上に非晶質シリコンを室温
で２００オングストローム堆積後、基板温度を６５０℃
に昇温し、１０分間保ち、結晶核３を形成した。次に基
板温度を室温にもどし、非晶質シリコンを２μｍ堆積し
、さらに非晶質シリコン表面に酸素とシリコンの分子線
を用いＳｉＯ２膜５を５０オングストローム付着した。 次に基板温度を６５０℃にし非晶質シリコン膜を多結晶
化し、多結晶シリコン膜４を形成した。
【００１３】このようにして成長した多結晶シリコン膜
４を透過電子顕微鏡で観察したところ、シリコン結晶粒
径は平均して数１０００オングストロームであり、従来
の方法による数１００オングストロームの結晶粒径に較
べ、一桁の増加があった。この結果は成長初期に大きな
結晶核を形成したことによると考えることができる。
４を透過電子顕微鏡で観察したところ、シリコン結晶粒
径は平均して数１０００オングストロームであり、従来
の方法による数１００オングストロームの結晶粒径に較
べ、一桁の増加があった。この結果は成長初期に大きな
結晶核を形成したことによると考えることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
って作製した多結晶シリコンの結晶粒径は通常の方法に
較べ、一桁増加しており、また、成長初期に大きな結晶
核を形成するためにゲルマニウムの添加や、イオン注入
などを行う必要もなく、大きな結晶粒径を有する多結晶
シリコン膜を簡便な方法で製造することができる。
って作製した多結晶シリコンの結晶粒径は通常の方法に
較べ、一桁増加しており、また、成長初期に大きな結晶
核を形成するためにゲルマニウムの添加や、イオン注入
などを行う必要もなく、大きな結晶粒径を有する多結晶
シリコン膜を簡便な方法で製造することができる。
【図１】本発明の一実施例によって得られる多結晶シリ
コン膜の概略断面図である。
コン膜の概略断面図である。
１ シリコン基板
２ ＳｉＯ２膜
３ 結晶核
４ 多結晶シリコン膜
５ ＳｉＯ２膜
Claims (1)
- 【請求項１】多結晶シリコン薄膜の製造方法において、
まず、非晶質基板上に高真空中で堆積した非晶質シリコ
ン薄膜を熱処理により結晶化し、その上に非晶質シリコ
ンを堆積し、次に非晶質シリコン表面にＳｉＯ２膜を付
着後、熱処理を行い、非晶質シリコンを結晶化すること
を特徴とする多結晶シリコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7369491A JPH04286111A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7369491A JPH04286111A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04286111A true JPH04286111A (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=13525585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7369491A Pending JPH04286111A (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04286111A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107017153A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种多晶硅薄膜制作方法及多晶硅薄膜 |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP7369491A patent/JPH04286111A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107017153A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-08-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种多晶硅薄膜制作方法及多晶硅薄膜 |
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