JPS5982715A - 再結晶シリコン膜の形成方法 - Google Patents

再結晶シリコン膜の形成方法

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JPS5982715A
JPS5982715A JP57193174A JP19317482A JPS5982715A JP S5982715 A JPS5982715 A JP S5982715A JP 57193174 A JP57193174 A JP 57193174A JP 19317482 A JP19317482 A JP 19317482A JP S5982715 A JPS5982715 A JP S5982715A
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JP
Japan
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silicon film
polycrystalline silicon
orientation
substrate
glass substrate
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JP57193174A
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Masakazu Kimura
正和 木村
Koji Egami
江上　浩二
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は再結晶シリコン膜の形成方法に関する。
従来より絶縁体上に単結晶シリコン膜を形成する技術は
、デバイスの高速化あるいは三次元化に有用でアカ、種
々の方法が試みられている。その一つの方法として、絶
縁体上に非晶質あるいは多結晶シリコン膜を堆積し、該
非晶質あるいは多結晶シリコン膜をレーザアニールする
ことにより該非晶質あるいは多結晶シリコン膜を再結晶
化し、大きなグレインサイズを有する多結晶シリコン膜
あるいは単結晶アイランドを得る方法がある（例えばＴ
、１．Ｋａｍｉｎｓ等ＩＥＥＢ　ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅ
ｖｉｃｅ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　ｖｏＡ’、ＥＤＬ−１
，（１９８０）２１４）。多結晶シリコン膜を堆積する
方法としては、膜厚の均一性、大量処理の点から数ＴＯ
ｒｒＫ減圧された反応管内に置かれた基板を反応管の外
側に配置された抵抗加熱ヒータによル加熱し、該基板上
に多結晶シリコン膜全堆積せしめる。いわゆるホットウ
ォール方式を用いた減圧化学気相堆積（ＣＶＤ）法が一
般に多く用いられている。このような方法で多結晶シリ
コン膜を堆積する場合、通常６００〜６５０℃の堆積温
度が使用される。
石英ガラス上にこのような方法で堆積した多結晶シリコ
ン膜を、例えばネオジム・ヤグ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザ
アニールによル再結晶化すると、基板面垂直方向に＜１
００＞優先配向したシリコン膜が得られる。このような
シリコン膜にデバイスを形成する場合、各単結晶グレイ
ンの結晶方位が揃っていることがデバイス特性のばらつ
きの点から好ましく、従って、レーザアニール後のシリ
コン膜は出来るだけ多くのグレインが基板面垂直方向＜
１００＞配列していることが望まれる。しかし、従来の
ように６００〜６５０℃で堆積したシリコン膜を用いて
再結晶化したシリコン膜は、基板面垂直方向の〈１００
〉配向性が良好表特性のデバイスを得るのには十分でな
いという欠点があった。
本発明は上記欠点を除き、グレインサイズが大きく、か
つグレインの基板面垂直方向の＜１００＞配向性が良好
な再結晶シリコン膜の形成方法を提学気相堆積法を用い
６７０°Ｃ以上７３０℃以下の温度で多結晶シリコン膜
をガラス基板上に堆積する工程と、レーザービームを前
記多結晶シリコン膜にあてて加熱して前記多結晶シリコ
ン膜を再結晶化する工程とを含んで講読される。
次に、本発明の実ノ寵例について図面を用いて説明する
。
第１図は本発明の一実施例を説明するための基板断面図
である。
直径約５ｃｍ、厚さ３５０μｍ　の平坦な石英ガラス基
板１の上に、減圧ＣＶ、Ｄ法にょル多結晶シリコン膜２
を堆積させた。堆積時の圧力としてｉ’Ｉ”ｏｒｒを用
い、堆積温度として６００”へ６３０’０．６５０’α
６７０℃、７００°α７３０℃、７６０°Ｃの７通りを
用いた。
原料ガスとしてヘリウム（Ｉ−Ｔｅ）希釈の温度２０％
のシラン（Ｓｉｎ４）　　ガスを用い、各堆積温度で、
０７μｍ　の厚さの多結晶シリコン膜２を堆積させた。
次に、このような多結晶シリコン膜２にレーザビーム３
全照射して多結晶シリコン膜２の再結晶化を行った。レ
ーザとして直径約５００μｍの連続発掘ネオジム・ヤグ
（Ｎｄ　：ＹＡＧ）レーザに用い、スキャン速度１０ｍ
ｍ／ｓ　ｅ　ｃ、ピッチ５０μｍ、基板加熱温度約３０
０℃の条件でアニールした。このようにして得られた再
結晶シリコン膜における基板面垂直方向の結晶学的配向
性をθ−２θ法Ｘ線回折図形およびＸ線ロッキングカブ
にょシ評価した。
まず測定され六〇−′２０法Ｘ線回折強度から、完全な
ランダム配同時の回折強度比および吸収因子を考慮して
各方位に配向している体積比を求め、配向量を比較した
。
第２図はレーザアニールした再結晶シリコン膜のレーザ
パワーと配向量の関係を示す曲線図である。
試料は前述の実施例で６００″Ｃ及び７００℃で堆積し
た多結晶シリコン膜である。縦軸の配向量は、基板面垂
直方向に各方位が向いている相対的な体積を示すもので
、７００°Ｃの多結晶シリコン膜の場合に得られた＜ｉ
ｏｏ＞体積の最大値を１としたときの値である。図には
示されていないが、＜１１０＞。
＜３１１＞の配向量は＜１１１＞と同程度に小さＩｎ、
６００℃の多結晶シリコン膜を用いた場合でも＜１００
＞の配向量が、他の方位のものに比べて多いことから＜
１００＞が優先配向になっている。しかし、〈１００〉
　配向量’ｔ、７００℃の多結晶シリコン膜を用いた場
合と比べると１１５程度に小さい。
次に、Ｘ線ロッキングカーブから＜１００＞方位　５− の広がりを評価した。
第３図はレーザアニールしたシリコン膜の（４００）Ｘ
線ロッキングカーブを示す曲線図である。
測定試料は前述と同・じ（，６００℃及び７００°Ｃで
それぞれ堆積した多結晶膜をアニールしたもので、Ｘ線
源にはＣｕＫａ線を用いた。６００℃堆積のものと７０
０℃堆積のものとを比較すると、７００℃堆積のシリコ
ン膜の方が＜１００＞配向性が良いことがわかる。７０
０℃多結晶シリコン膜を用いたときのロッキングカーブ
の半値幅は約２．５°であった。６３０°０，６５０℃
の多結晶シリコン膜を用いた場合、６００℃と同様＜１
００＞配向量は７００℃の多結晶シリコン膜を用いた場
合に比べて小さかった。７００″０．７３０℃の多結晶
シリコン膜では、どちらも同程度の良好なく１００＞配
向量を示したが、７６０°０では＜１０．０＞配向量が
むしろ低下した。さらに、７６０℃では、多結晶シリコ
ン膜を堆積する際に反応管内壁に付着するシリコンの量
が多く、そのためガラス基板に供給されるシリコン量が
反応管内の場所によって異なり、シリコン膜厚の均　６
− −性が著しく低下した。このため、７６０’Ｏ以上で、
多結晶シリコン膜を堆積するのは得策でない。
これらの結果から、レーザアニール後長幼なく１００＞
配向性を得るには、６７０°ドア　３０　”Ｏの温度領
域で堆積した多結晶シリコン膜を用いれば良いことがわ
かった。
上記実施例では、ガラス基板として石英ガラスを用いた
が、１５００℃程度以上の軟化点を有するガラスであれ
ば基板として用いることができる。
又、レーザとしてＮｄ：ＹＡＧ以外のレーザー、例えば
アルゴン・レーザを用いても差支えない。
以北詳細に説明したように、本発明によれば、大きなグ
レインサイズで、基板直角方向の＜ｉ　ｏ　ｏ＞配向性
の高い再結晶シリコン１漠全形成することができるので
その効果は太きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を説明するための基板断面図
、第２図はレーザアニールした再結晶シリコン膜のレー
ザパワーと配向量の関係を示す曲線図、第３図はレーザ
アニールしたシリコン膜の（４００）Ｘ線ロッキングカ
ーブ全示す曲線図である。 １・・・・・・石英ガラス基板、２・・・・多結晶シリ
コン膜、３・・・・・・レーザビーム。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 減圧化学気相堆積法を用い６７０℃以上７３０℃嘲吐キ
    キ中巷以下の温度で多結晶シリコン膜をガラス基板上に
    堆積する工程と、レーザービームを前記多結晶シリコン
    膜にあてて加熱して前記多結晶シリコン膜を再結晶化す
    る工程とを含むことを特徴とする再結晶シリコン膜の形
    成方法。
JP57193174A 1982-11-02 1982-11-02 再結晶シリコン膜の形成方法 Pending JPS5982715A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064779A (en) * 1989-02-08 1991-11-12 President Of Kanazawa University Method of manufacturing polycrystalline silicon film

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064779A (en) * 1989-02-08 1991-11-12 President Of Kanazawa University Method of manufacturing polycrystalline silicon film

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