JPH07107894B2 - 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 - Google Patents
多結晶薄膜基板のアニ−ル方法Info
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- JPH07107894B2 JPH07107894B2 JP61141944A JP14194486A JPH07107894B2 JP H07107894 B2 JPH07107894 B2 JP H07107894B2 JP 61141944 A JP61141944 A JP 61141944A JP 14194486 A JP14194486 A JP 14194486A JP H07107894 B2 JPH07107894 B2 JP H07107894B2
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- polycrystalline
- annealing
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、絶縁体基板上に形成された多結晶シリコン等
の多結晶薄膜を、紫外線及び赤外線加熱することにより
アニールし、膜の電気特性を改善するための熱処理温度
を下げ、高品質の電子材料を提供するためのアニール方
法に関するものである。
の多結晶薄膜を、紫外線及び赤外線加熱することにより
アニールし、膜の電気特性を改善するための熱処理温度
を下げ、高品質の電子材料を提供するためのアニール方
法に関するものである。
従来の技術 非晶質表面を有する基板上の多結晶材料を利用した素子
は、シリコン，ガリウム砒素等のように結晶基板に作成
した素子に比較して、その電気特性は劣り、信頼性，諸
特性のバラツキについても劣るが、最近この多結晶材料
をアニールにより再結晶化し、三次元素子を実現する試
みが盛んである。アニールの方法としては、従来、電子
ビーム、レーザービーム等のエネルギービームを基材表
面を走査しながら照射する再結晶化法が行なわれてい
る。又、再結晶化させなくとも、基板薄膜のアニール
が、マイクロ波，赤外線あるいは紫外線の照射により行
なわれ、ある程度の諸特性の改善が行なわれている。
は、シリコン，ガリウム砒素等のように結晶基板に作成
した素子に比較して、その電気特性は劣り、信頼性，諸
特性のバラツキについても劣るが、最近この多結晶材料
をアニールにより再結晶化し、三次元素子を実現する試
みが盛んである。アニールの方法としては、従来、電子
ビーム、レーザービーム等のエネルギービームを基材表
面を走査しながら照射する再結晶化法が行なわれてい
る。又、再結晶化させなくとも、基板薄膜のアニール
が、マイクロ波，赤外線あるいは紫外線の照射により行
なわれ、ある程度の諸特性の改善が行なわれている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来より行なわれている再結晶化のため
の加熱方法はエネルギービームを走査するものであり、
大面積の処理を行なうためには、その走査速度を大きく
しなければならず安定で均一な処理を行なうために装置
が大がかりとなり複雑で高価なものとなる。又再結晶化
を行なわない場合には精密な走査を行なう必要はなく、
ランプやマグネトロン等の高周波源による加熱アニール
が行なわれる。しかし、このようなアニールは多結晶薄
膜には効果の小さい場合が多い。例えば、多結晶シリコ
ンの場合、通常、減圧気相成長法等で基板の温度を600
℃〜700℃として形成され、形成後に形成温度以上でア
ニールすることにより多結晶の結晶粒を成長させること
が出来るが、これらの成長した結晶粒の境界部分に結晶
欠陥や歪みが凝縮され、この薄膜を用いて作成された素
子の電気的特性に悪影響を及ぼすという問題点を有して
いた。
の加熱方法はエネルギービームを走査するものであり、
大面積の処理を行なうためには、その走査速度を大きく
しなければならず安定で均一な処理を行なうために装置
が大がかりとなり複雑で高価なものとなる。又再結晶化
を行なわない場合には精密な走査を行なう必要はなく、
ランプやマグネトロン等の高周波源による加熱アニール
が行なわれる。しかし、このようなアニールは多結晶薄
膜には効果の小さい場合が多い。例えば、多結晶シリコ
ンの場合、通常、減圧気相成長法等で基板の温度を600
℃〜700℃として形成され、形成後に形成温度以上でア
ニールすることにより多結晶の結晶粒を成長させること
が出来るが、これらの成長した結晶粒の境界部分に結晶
欠陥や歪みが凝縮され、この薄膜を用いて作成された素
子の電気的特性に悪影響を及ぼすという問題点を有して
いた。
問題点を解決するための手段 本発明はこの問題点を解決するため、多結晶薄膜に紫外
線を照射すると同時にヒータアニールを行ないヒータ部
を例えばカーボンストリップヒータのような一次元的に
均熱部分が得られるヒータを用いて、これを基板に対し
て相対的に所定の速度で移動させるものである。
線を照射すると同時にヒータアニールを行ないヒータ部
を例えばカーボンストリップヒータのような一次元的に
均熱部分が得られるヒータを用いて、これを基板に対し
て相対的に所定の速度で移動させるものである。
作用 本発明はこの方法により再結晶化の場合のアニール温度
を下げ、大面積を均一に処理し、再結晶化が出来ない条
件においては、多結晶材料の結晶粒の境界部分における
欠陥や歪みなどを減じて、多結晶薄膜を用いて作成した
薄膜トランジスタ等の素子の電気特性を大きく改善する
ことが出来る。
を下げ、大面積を均一に処理し、再結晶化が出来ない条
件においては、多結晶材料の結晶粒の境界部分における
欠陥や歪みなどを減じて、多結晶薄膜を用いて作成した
薄膜トランジスタ等の素子の電気特性を大きく改善する
ことが出来る。
実 施 例 以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。第１図に
おいて下地基板11の上に減圧気相成長法、プラズマ気相
成長法、各種蒸着技術等により多結晶薄膜12を形成す
る。通常は基板11を加熱しながら形成する。例えば多結
晶シリコンを形成する場合、減圧気相成長法では600℃
以上に加熱した石英炉に基板を設置し、シランガスを流
して行なう。非晶質薄膜13は、下地基板11と多結晶薄膜
12の膨張率の差による熱歪みを緩和するための薄膜ある
いは基板11の結晶的あるいは電気的な影響を除却するた
めの緩衝層であり、酸化シリコン，窒化シリコン，フッ
化カルシウム等多結晶層の材料に応じて選択される。ま
た薄膜12が多結晶シリコンの場合は基板として石英を選
択し、上記緩衝層を設けない構造も可能である。このよ
うにして作成した多結晶薄膜基板１の多結晶薄膜12の部
分に紫外線４を照射する。紫外線４を多結晶薄膜12に照
射すると、結晶粒の境界部分に存在する欠陥あるいは各
種歪みのためにその部分に紫外線４が効率よく吸収さ
れ、選択的アニール効果があると考えられる。
おいて下地基板11の上に減圧気相成長法、プラズマ気相
成長法、各種蒸着技術等により多結晶薄膜12を形成す
る。通常は基板11を加熱しながら形成する。例えば多結
晶シリコンを形成する場合、減圧気相成長法では600℃
以上に加熱した石英炉に基板を設置し、シランガスを流
して行なう。非晶質薄膜13は、下地基板11と多結晶薄膜
12の膨張率の差による熱歪みを緩和するための薄膜ある
いは基板11の結晶的あるいは電気的な影響を除却するた
めの緩衝層であり、酸化シリコン，窒化シリコン，フッ
化カルシウム等多結晶層の材料に応じて選択される。ま
た薄膜12が多結晶シリコンの場合は基板として石英を選
択し、上記緩衝層を設けない構造も可能である。このよ
うにして作成した多結晶薄膜基板１の多結晶薄膜12の部
分に紫外線４を照射する。紫外線４を多結晶薄膜12に照
射すると、結晶粒の境界部分に存在する欠陥あるいは各
種歪みのためにその部分に紫外線４が効率よく吸収さ
れ、選択的アニール効果があると考えられる。
本発明者等は、この紫外線のエネルギーを102W/mm以下
として多結晶薄膜12を照射し、同時にその照射部分をカ
ーボン，タングステン等を線状に形成したストリップヒ
ータ３により加熱し、さらにこのヒータ３と多結晶薄膜
基板１を相対的に0.1mm/sec〜100mm/sec程度の速度で図
中破線で示した矢印の方向に移動させることにより大面
積に亘り、均一に多結晶シリコンの粒界欠陥等をアニー
ルし、これを用いて作成した薄膜トランジスタの電気的
特性を大きく改善できることを見出した。このように多
結晶薄膜12を半導体材料により作成することにより、そ
の効果が明確に得られる故に、シリコン以外のゲルマニ
ウム，ガリウム砒素，セレン化カドミウム，セレン亜鉛
等の多結晶材料に対して本発明の効果は大きい。
として多結晶薄膜12を照射し、同時にその照射部分をカ
ーボン，タングステン等を線状に形成したストリップヒ
ータ３により加熱し、さらにこのヒータ３と多結晶薄膜
基板１を相対的に0.1mm/sec〜100mm/sec程度の速度で図
中破線で示した矢印の方向に移動させることにより大面
積に亘り、均一に多結晶シリコンの粒界欠陥等をアニー
ルし、これを用いて作成した薄膜トランジスタの電気的
特性を大きく改善できることを見出した。このように多
結晶薄膜12を半導体材料により作成することにより、そ
の効果が明確に得られる故に、シリコン以外のゲルマニ
ウム，ガリウム砒素，セレン化カドミウム，セレン亜鉛
等の多結晶材料に対して本発明の効果は大きい。
第２図において多結晶薄膜基板を予備的に加熱するため
に加熱可能な基板台６に設置したアニール方法について
示した。このようにすることによりマトリップヒータ３
の加熱条件の範囲が広くなるという利点が得られる。
に加熱可能な基板台６に設置したアニール方法について
示した。このようにすることによりマトリップヒータ３
の加熱条件の範囲が広くなるという利点が得られる。
ここで７は紫外線源で通常キセノンランプ，高圧水銀灯
などが使用出来、これを凹面鏡８にて集光して紫外線４
を基板に照射する。紫外線の光源としてはエキシマレー
ザ等の紫外線レーザも使用可能である。
などが使用出来、これを凹面鏡８にて集光して紫外線４
を基板に照射する。紫外線の光源としてはエキシマレー
ザ等の紫外線レーザも使用可能である。
発明の効果 本発明のアニール方法により、大面積を均一にアニール
可能であるストリップヒータアニール方法のアニール温
度を下げることが出来、多結晶薄膜を融解させて再結晶
化する方法をとらなくとも、固相のまま、多結晶粒の境
界部分の欠陥を効率よくアニールすることが可能とな
り、再結晶化に匹敵する効果を得ることが可能となる。
可能であるストリップヒータアニール方法のアニール温
度を下げることが出来、多結晶薄膜を融解させて再結晶
化する方法をとらなくとも、固相のまま、多結晶粒の境
界部分の欠陥を効率よくアニールすることが可能とな
り、再結晶化に匹敵する効果を得ることが可能となる。
第１図，第２図は本発明の一実施例のアニール工程を示
す図である。 １……多結晶薄膜基板、３……ストリップヒータ、４…
…紫外線、11……下地基板、13……非晶質薄膜。
す図である。 １……多結晶薄膜基板、３……ストリップヒータ、４…
…紫外線、11……下地基板、13……非晶質薄膜。
Claims (5)
- 【請求項１】非晶質基板表面上に形成した多結晶薄膜に
対し、この多結晶薄膜が融解しない条件で紫外線を照射
すると同時にヒータにより加熱し、多結晶粒界に於ける
結晶性を改善することを特徴とする多結晶薄膜基板のア
ニール方法。 - 【請求項２】多結晶薄膜を、シリコン、ゲルマニウム、
ガリウム砒素、セレン化カドミウム、セレン化亜鉛等の
多結晶半導体材料により形成した特許請求の範囲第１項
記載の多結晶薄膜基板アニール方法。 - 【請求項３】基板として石英等の高融点ガラス材料を用
い非晶質表面を得ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の多結晶薄膜基板アニール方法。 - 【請求項４】紫外線を、高圧水銀灯を用いて得ることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多結晶薄膜基板
アニール方法。 - 【請求項５】ヒータをストリップヒータとし、このスト
リップヒータによるアニール部分を所定の速度にて移動
させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
結晶薄膜基板のアニール方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141944A JPH07107894B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61141944A JPH07107894B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62299011A JPS62299011A (ja) | 1987-12-26 |
| JPH07107894B2 true JPH07107894B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=15303769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61141944A Expired - Lifetime JPH07107894B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 多結晶薄膜基板のアニ−ル方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107894B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817731A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | New Japan Radio Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US6423585B1 (en) | 1997-03-11 | 2002-07-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Heating treatment device, heating treatment method and fabrication method of semiconductor device |
| JP2006032982A (ja) * | 2005-09-02 | 2006-02-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜の加熱処理方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162224A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-17 | Toshiba Corp | Preparation of semiconductor device |
| JPS58147024A (ja) * | 1982-02-24 | 1983-09-01 | Fujitsu Ltd | ラテラルエピタキシヤル成長法 |
| JPS58206121A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Toshiba Corp | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| JPS60137011A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Hitachi Ltd | 半導体基板の製造方法及びそれに使用する製造装置 |
| JPH0656839B2 (ja) * | 1984-03-28 | 1994-07-27 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP61141944A patent/JPH07107894B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62299011A (ja) | 1987-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |