JPH10177954A - 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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- JPH10177954A JPH10177954A JP35256196A JP35256196A JPH10177954A JP H10177954 A JPH10177954 A JP H10177954A JP 35256196 A JP35256196 A JP 35256196A JP 35256196 A JP35256196 A JP 35256196A JP H10177954 A JPH10177954 A JP H10177954A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より低温で水素化アモルファスシリコン薄膜
を脱水素処理することができるようにする。 【解決手段】 絶縁基板１上にプラズマＣＶＤにより水
素化アモルファスシリコン薄膜２を堆積し、絶縁基板１
上の水素化アモルファスシリコン薄膜２に対して波長５
μｍ程度の一酸化炭素レーザを照射して脱水素処理を行
っている。この場合、照射された一酸化炭素レーザの大
半がアモルファスシリコン薄膜２に吸収され、絶縁基板
１に達しにくく、しかもその際の水素化アモルファスシ
リコン薄膜２の温度が３００〜３５０℃程度と比較的低
温であり、より低温で水素化アモルファスシリコン薄膜
２を脱水素処理することができる。
を脱水素処理することができるようにする。 【解決手段】 絶縁基板１上にプラズマＣＶＤにより水
素化アモルファスシリコン薄膜２を堆積し、絶縁基板１
上の水素化アモルファスシリコン薄膜２に対して波長５
μｍ程度の一酸化炭素レーザを照射して脱水素処理を行
っている。この場合、照射された一酸化炭素レーザの大
半がアモルファスシリコン薄膜２に吸収され、絶縁基板
１に達しにくく、しかもその際の水素化アモルファスシ
リコン薄膜２の温度が３００〜３５０℃程度と比較的低
温であり、より低温で水素化アモルファスシリコン薄膜
２を脱水素処理することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は多結晶シリコン薄
膜の製造方法に関する。
膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アモルファスシリコン薄膜を多結晶化し
て例えば薄膜トランジスタを製造する方法には、ガラス
基板等からなる絶縁基板上にプラズマＣＶＤにより水素
化アモルファスシリコン薄膜を堆積し、この水素化アモ
ルファスシリコン薄膜を有する絶縁基板を窒素雰囲気中
において４５０℃程度の温度で１時間程度の熱処理を行
うことにより脱水素処理を行った後、絶縁基板上のアモ
ルファスシリコン薄膜にエキシマレーザを照射すること
によりアモルファスシリコン薄膜を多結晶化して多結晶
シリコン薄膜とし、以下所定の工程を経てこの多結晶シ
リコン薄膜を半導体層とした薄膜トランジスタを製造す
る方法がある。この場合、熱処理を行うことによりアモ
ルファスシリコン薄膜を脱水素処理するのは、エキシマ
レーザ照射時に水素が突沸して欠陥が生じるのを回避す
るためである。
て例えば薄膜トランジスタを製造する方法には、ガラス
基板等からなる絶縁基板上にプラズマＣＶＤにより水素
化アモルファスシリコン薄膜を堆積し、この水素化アモ
ルファスシリコン薄膜を有する絶縁基板を窒素雰囲気中
において４５０℃程度の温度で１時間程度の熱処理を行
うことにより脱水素処理を行った後、絶縁基板上のアモ
ルファスシリコン薄膜にエキシマレーザを照射すること
によりアモルファスシリコン薄膜を多結晶化して多結晶
シリコン薄膜とし、以下所定の工程を経てこの多結晶シ
リコン薄膜を半導体層とした薄膜トランジスタを製造す
る方法がある。この場合、熱処理を行うことによりアモ
ルファスシリコン薄膜を脱水素処理するのは、エキシマ
レーザ照射時に水素が突沸して欠陥が生じるのを回避す
るためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような多結晶シリコン薄膜の製造方法では、水素化
アモルファスシリコン薄膜を有する絶縁基板を４５０℃
程度の高温で熱処理を行うことにより脱水素処理するの
で、絶縁基板に縮みや歪みが生じたり、絶縁基板からナ
トリウムイオン等の不純物が漏れ出し、これらが原因し
て薄膜トランジスタの特性を劣化させることがあるとい
う問題があった。この発明の課題は、より低温で水素化
アモルファスシリコン薄膜を脱水素処理することができ
るようにすることである。
このような多結晶シリコン薄膜の製造方法では、水素化
アモルファスシリコン薄膜を有する絶縁基板を４５０℃
程度の高温で熱処理を行うことにより脱水素処理するの
で、絶縁基板に縮みや歪みが生じたり、絶縁基板からナ
トリウムイオン等の不純物が漏れ出し、これらが原因し
て薄膜トランジスタの特性を劣化させることがあるとい
う問題があった。この発明の課題は、より低温で水素化
アモルファスシリコン薄膜を脱水素処理することができ
るようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁基板上
にプラズマＣＶＤにより水素化アモルファスシリコン薄
膜を堆積し、前記絶縁基板上の前記水素化アモルファス
シリコン薄膜に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モードに相当
するエネルギーのレーザを照射して脱水素処理を行った
後、前記絶縁基板上のアモルファスシリコン薄膜に対し
てエキシマレーザを照射することによりアモルファスシ
リコン薄膜を多結晶化して多結晶シリコン薄膜とするも
のである。
にプラズマＣＶＤにより水素化アモルファスシリコン薄
膜を堆積し、前記絶縁基板上の前記水素化アモルファス
シリコン薄膜に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モードに相当
するエネルギーのレーザを照射して脱水素処理を行った
後、前記絶縁基板上のアモルファスシリコン薄膜に対し
てエキシマレーザを照射することによりアモルファスシ
リコン薄膜を多結晶化して多結晶シリコン薄膜とするも
のである。
【０００５】この発明によれば、絶縁基板上の水素化ア
モルファスシリコン薄膜に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モ
ードに相当するエネルギーのレーザを照射して脱水素処
理を行っているので、照射されたレーザの大半がアモル
ファスシリコン薄膜に吸収され、絶縁基板の温度はさほ
ど上がらず、しかもその際の水素化アモルファスシリコ
ン薄膜の温度は３００〜３５０℃程度と比較的低温であ
り、より低温で水素化アモルファスシリコン薄膜を脱水
素処理することができる。
モルファスシリコン薄膜に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モ
ードに相当するエネルギーのレーザを照射して脱水素処
理を行っているので、照射されたレーザの大半がアモル
ファスシリコン薄膜に吸収され、絶縁基板の温度はさほ
ど上がらず、しかもその際の水素化アモルファスシリコ
ン薄膜の温度は３００〜３５０℃程度と比較的低温であ
り、より低温で水素化アモルファスシリコン薄膜を脱水
素処理することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図１（Ａ）〜（Ｃ）を参照
しながら、この発明の一実施形態における多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法について説明する。まず、図１（Ａ）
に示すように、ガラス基板等からなる絶縁基板１の上面
にＳｉＨ4とＨ2との混合ガスを用いたプラズマＣＶＤに
より厚さ５００Å程度の水素化アモルファスシリコン薄
膜２を堆積する。この場合、絶縁基板１の温度を３５０
℃以下とする。次に、後の工程でエキシマレーザ照射に
より高エネルギを与えたとき水素が突沸して欠陥が生じ
るのを回避するために、脱水素処理を行う。すなわち、
図１（Ｂ）に示すように、水素化アモルファスシリコン
薄膜２に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モードに相当するエ
ネルギーのレーザ、例えば波長５μｍ程度の一酸化炭素
レーザを照射し、水素化アモルファスシリコン薄膜２中
のＳｉ−Ｈ結合を振動させ、水素化アモルファスシリコ
ン薄膜２を加熱させると同時にＳｉ−Ｈ結合を切断し、
水素化アモルファスシリコン薄膜２中の水素を離脱さ
せ、水素含有量を数ａｔｏｍｉｃ％以下とする。この場
合、水素化アモルファスシリコン薄膜２の温度は３００
〜３５０℃程度である。また、一酸化炭素レーザ照射の
際、一酸化炭素レーザの大半はＳｉ−Ｈ結合と共振する
ことにより、アモルファスシリコン薄膜２に吸収される
ので、絶縁基板１の温度はさほど上がらず、絶縁基板１
に縮みや歪みが生じにくく、絶縁基板１から不純物が漏
れ出しにくい。次に、図１（Ｃ）に示すように、アモル
ファスシリコン薄膜２にエキシマレーザを照射すること
により、アモルファスシリコン薄膜２を多結晶化して多
結晶シリコン薄膜３とする。
しながら、この発明の一実施形態における多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法について説明する。まず、図１（Ａ）
に示すように、ガラス基板等からなる絶縁基板１の上面
にＳｉＨ4とＨ2との混合ガスを用いたプラズマＣＶＤに
より厚さ５００Å程度の水素化アモルファスシリコン薄
膜２を堆積する。この場合、絶縁基板１の温度を３５０
℃以下とする。次に、後の工程でエキシマレーザ照射に
より高エネルギを与えたとき水素が突沸して欠陥が生じ
るのを回避するために、脱水素処理を行う。すなわち、
図１（Ｂ）に示すように、水素化アモルファスシリコン
薄膜２に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モードに相当するエ
ネルギーのレーザ、例えば波長５μｍ程度の一酸化炭素
レーザを照射し、水素化アモルファスシリコン薄膜２中
のＳｉ−Ｈ結合を振動させ、水素化アモルファスシリコ
ン薄膜２を加熱させると同時にＳｉ−Ｈ結合を切断し、
水素化アモルファスシリコン薄膜２中の水素を離脱さ
せ、水素含有量を数ａｔｏｍｉｃ％以下とする。この場
合、水素化アモルファスシリコン薄膜２の温度は３００
〜３５０℃程度である。また、一酸化炭素レーザ照射の
際、一酸化炭素レーザの大半はＳｉ−Ｈ結合と共振する
ことにより、アモルファスシリコン薄膜２に吸収される
ので、絶縁基板１の温度はさほど上がらず、絶縁基板１
に縮みや歪みが生じにくく、絶縁基板１から不純物が漏
れ出しにくい。次に、図１（Ｃ）に示すように、アモル
ファスシリコン薄膜２にエキシマレーザを照射すること
により、アモルファスシリコン薄膜２を多結晶化して多
結晶シリコン薄膜３とする。
【０００７】このように、絶縁基板１上の水素化アモル
ファスシリコン薄膜２に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モー
ドに相当するエネルギーのレーザ、例えば波長５μｍ程
度の一酸化炭素レーザを照射して脱水素処理を行ってい
るので、照射された一酸化炭素レーザの大半がアモルフ
ァスシリコン薄膜２に吸収され、絶縁基板１の温度はさ
ほど上がらず、しかもその際の水素化アモルファスシリ
コン薄膜２の温度は３００〜３５０℃程度と比較的低温
であり、より低温で水素化アモルファスシリコン薄膜２
を脱水素処理することができる。したがって、絶縁基板
１に縮みや歪みが生じにくく、絶縁基板１から不純物が
漏れ出しにくく、薄膜トランジスタの特性を劣化させに
くくすることができる。
ファスシリコン薄膜２に対してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モー
ドに相当するエネルギーのレーザ、例えば波長５μｍ程
度の一酸化炭素レーザを照射して脱水素処理を行ってい
るので、照射された一酸化炭素レーザの大半がアモルフ
ァスシリコン薄膜２に吸収され、絶縁基板１の温度はさ
ほど上がらず、しかもその際の水素化アモルファスシリ
コン薄膜２の温度は３００〜３５０℃程度と比較的低温
であり、より低温で水素化アモルファスシリコン薄膜２
を脱水素処理することができる。したがって、絶縁基板
１に縮みや歪みが生じにくく、絶縁基板１から不純物が
漏れ出しにくく、薄膜トランジスタの特性を劣化させに
くくすることができる。
【０００８】ここで、図１（Ｃ）に示す多結晶シリコン
薄膜を用いて構成した薄膜トランジスタの構造の一例に
ついて図２を参照しながら説明する。まず、多結晶シリ
コン薄膜３を周知の如く素子分離した後、ゲート絶縁膜
１１およびゲート電極１２を形成し、ゲート電極１２を
マスクとして多結晶シリコン薄膜３に不純物を拡散し、
層間絶縁膜１３およびこの層間絶縁膜１３に形成したコ
ンタクトホール１４を介して不純物拡散層に接続される
ソース・ドレイン電極１５を形成すると、薄膜トランジ
スタが完成する。この薄膜トランジスタでは、特性を劣
化させにくくすることができる。
薄膜を用いて構成した薄膜トランジスタの構造の一例に
ついて図２を参照しながら説明する。まず、多結晶シリ
コン薄膜３を周知の如く素子分離した後、ゲート絶縁膜
１１およびゲート電極１２を形成し、ゲート電極１２を
マスクとして多結晶シリコン薄膜３に不純物を拡散し、
層間絶縁膜１３およびこの層間絶縁膜１３に形成したコ
ンタクトホール１４を介して不純物拡散層に接続される
ソース・ドレイン電極１５を形成すると、薄膜トランジ
スタが完成する。この薄膜トランジスタでは、特性を劣
化させにくくすることができる。
【０００９】なお、上記実施形態では、絶縁基板１上の
水素化アモルファスシリコン薄膜２に波長５μｍ程度の
一酸化炭素レーザを照射することにより脱水素処理を行
ったが、これに限らず、赤外線ランプ等を併用して水素
化アモルファスシリコン薄膜２を加熱しながら波長５μ
ｍ程度の一酸化炭素レーザを照射するようにしてもよ
い。この場合、より効率良く脱水素を行うことができ
る。さらに、ヒータを用いて絶縁基板１を加熱しながら
波長５μｍ程度の一酸化炭素レーザを照射するようにし
てもよい。
水素化アモルファスシリコン薄膜２に波長５μｍ程度の
一酸化炭素レーザを照射することにより脱水素処理を行
ったが、これに限らず、赤外線ランプ等を併用して水素
化アモルファスシリコン薄膜２を加熱しながら波長５μ
ｍ程度の一酸化炭素レーザを照射するようにしてもよ
い。この場合、より効率良く脱水素を行うことができ
る。さらに、ヒータを用いて絶縁基板１を加熱しながら
波長５μｍ程度の一酸化炭素レーザを照射するようにし
てもよい。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、絶縁基板上の水素化アモルファスシリコン薄膜に対
してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モードに相当するエネルギーの
レーザを照射して脱水素処理を行っているので、照射さ
れたレーザの大半がアモルファスシリコン薄膜に吸収さ
れ、絶縁基板の温度はさほど上がらず、しかもその際の
水素化アモルファスシリコン薄膜の温度は３００〜３５
０℃程度と比較的低温であり、より低温で水素化アモル
ファスシリコン薄膜を脱水素処理することができる。
ば、絶縁基板上の水素化アモルファスシリコン薄膜に対
してＳｉ−Ｈ結合の伸縮モードに相当するエネルギーの
レーザを照射して脱水素処理を行っているので、照射さ
れたレーザの大半がアモルファスシリコン薄膜に吸収さ
れ、絶縁基板の温度はさほど上がらず、しかもその際の
水素化アモルファスシリコン薄膜の温度は３００〜３５
０℃程度と比較的低温であり、より低温で水素化アモル
ファスシリコン薄膜を脱水素処理することができる。
【図１】この発明の一実施形態における多結晶シリコン
薄膜の製造方法を説明するために示すもので、（Ａ）は
絶縁基板上に水素化アモルファスシリコン薄膜を堆積し
た状態の断面図、（Ｂ）は一酸化炭素レーザを照射する
ことにより水素化アモルファスシリコン薄膜を脱水素処
理した状態の断面図、（Ｃ）はエキシマレーザを照射す
ることによりアモルファスシリコン薄膜を多結晶化して
多結晶シリコン薄膜とした状態の断面図。
薄膜の製造方法を説明するために示すもので、（Ａ）は
絶縁基板上に水素化アモルファスシリコン薄膜を堆積し
た状態の断面図、（Ｂ）は一酸化炭素レーザを照射する
ことにより水素化アモルファスシリコン薄膜を脱水素処
理した状態の断面図、（Ｃ）はエキシマレーザを照射す
ることによりアモルファスシリコン薄膜を多結晶化して
多結晶シリコン薄膜とした状態の断面図。
【図２】図１（Ｃ）に示す多結晶シリコン薄膜を用いて
構成した薄膜トランジスタの構造の一例を示す断面図。
構成した薄膜トランジスタの構造の一例を示す断面図。
１ 絶縁基板 ２ アモルファスシリコン薄膜 ３ 多結晶シリコン薄膜
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁基板上にプラズマＣＶＤにより水素
化アモルファスシリコン薄膜を堆積し、前記絶縁基板上
の前記水素化アモルファスシリコン薄膜に対してＳｉ−
Ｈ結合の伸縮モードに相当するエネルギーのレーザを照
射して脱水素処理を行った後、前記絶縁基板上のアモル
ファスシリコン薄膜に対してエキシマレーザを照射する
ことによりアモルファスシリコン薄膜を多結晶化して多
結晶シリコン薄膜とすることを特徴とする多結晶シリコ
ン薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 前記Ｓｉ−Ｈ結合の伸縮モードに相当す
るエネルギーのレーザは波長５μｍ程度のレーザである
ことを特徴とする請求項１記載の多結晶シリコン薄膜の
製造方法。 - 【請求項３】 前記水素化アモルファスシリコン薄膜を
脱水素処理する際の前記水素化アモルファスシリコン薄
膜の温度は３５０℃以下程度であることを特徴とする請
求項１記載の多結晶シリコン薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35256196A JPH10177954A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP35256196A JPH10177954A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10177954A true JPH10177954A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18424910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35256196A Abandoned JPH10177954A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 多結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10177954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005327925A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 多結晶シリコン膜の製造方法 |
| CN110970287A (zh) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 长鑫存储技术有限公司 | 制备非晶硅薄膜的方法 |
-
1996
- 1996-12-16 JP JP35256196A patent/JPH10177954A/ja not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005327925A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 多結晶シリコン膜の製造方法 |
| CN110970287A (zh) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 长鑫存储技术有限公司 | 制备非晶硅薄膜的方法 |
| CN110970287B (zh) * | 2018-09-28 | 2022-12-02 | 长鑫存储技术有限公司 | 制备非晶硅薄膜的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060202 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20060221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060620 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20060808 |