JPS60182720A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS60182720A
JPS60182720A JP59037921A JP3792184A JPS60182720A JP S60182720 A JPS60182720 A JP S60182720A JP 59037921 A JP59037921 A JP 59037921A JP 3792184 A JP3792184 A JP 3792184A JP S60182720 A JPS60182720 A JP S60182720A
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island
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polysilicon
laser beam
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JP59037921A
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Ryoichi Mukai
良一 向井
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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】 ＋１１発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法、詳しくは傍熱型レーザ
加熱法により非単結晶シリコン（例えば多結晶シリコン
（ポリシリコン））の島（ｉｓｌａｎｄ）の配列（アレ
イ）をエネルギー線例えばレーザ光で走査し、非単結晶
シリコンを再結晶化し単結晶シリコンの島を作る方法に
関する。
（２）技術の背景 絶縁層上の多結晶または非晶質シリコンの島を単結晶化
して単結晶シリコンの島を作る技術がある。第１図の模
式的断面図を参照すると、１はシリコンウェハ、２ばそ
の上に形成された絶縁層、３は多結晶または非晶質シリ
コンの島、４は反射防止膜であり、多結晶または非晶質
シリコン島３の上方から矢印に示す如くにレーザ光を照
射し島３を溶融する。照射後に溶融した島３は冷却し再
結晶化し、ｆｌｉ結晶シリコンの島が作られる。
上記した技術による単結晶化の歩留りは予測されたほど
良くないことが判明した。更に絶縁層２の下にあるもの
がシリコンウェハではなくて既に形成された素子である
場合、レーザ光に対して透明な反射防１ｈｌＫＩ４と絶
縁１ｉ１２とは共にレーザ光を通し、レーザ光が下方に
形成された素子に損傷を与えることがある。
上記に加えて従来品３はとびとびに、すわち不規則配列
で形成されたために、レーザ光照射力＜　ｉｌｔしい問
題もあった。
かかる問題を解決すべく本出願人は傍熱型加熱法を開発
した。例えば第２図の断面図を参照すると、１１はシリ
コンウェハ、１２は１．０μｍの１模厚の二酸化シリコ
ン（５ｉ０２）膜、１３ば１０００人の膜厚の窒化シリ
コン膜（ＳｉｊＮｕ膜、以下窒化膜という）、１４は４
０００人の）膜厚のポリシリコンの島、１５は３６０人
の１挨厚の５ｉ０２１模、１６は８００人の１模厚の窒
化膜、１７は例えば２０００人の１漠厚のポリシリコン
股を示し、ポリシリコン層１７はシリコンキャップと、
またポリシリコンの島を覆う　５ｉ０２１に’１５と窒
化１１史１６とは分離キャップと呼称される。なお、ポ
リシリコンと窒化膜ば減圧化学気相成長法（ＣＶＤ法）
で、また５ｉ０２膜は熱酸化法で形成する。一実施例に
おいて島１４のｌ陥Ｗは２０μｍである。
シリコンウェハを４５０°Ｃに加熱したままに保って」
二記したキャップ■７にアルゴン・イオン・レーザ光（
パワー１０Ｗ、スポット径（ここではメルト幅を示す）
１００μｍ、走査速度２．５４ｃｍ／　ｓｅｃ　（１！
″／　ｓｅｃ　）　）を照射すると、キャンプ１７はレ
ーザ光を吸収して加熱され、その熱は分離キャップを経
由して島１４に流れて島のポリシリコンを溶融し。
このポリシリコンが冷却して再結晶化すると単結晶シリ
コンの島が得られる。この技術は、島を直接レーザ光で
溶融するものではなく、シリコンキャップの加熱および
それから島への熱の流れによって島が溶１’ｉｉｌ！さ
れるので傍熱型加！；？ト法と呼称され（３）従来技術
と間１ｄ点 従来レーザ光の照射は、第３図の平面図を参照すると（
なお第３図以下において第２図に示された部分と同じ部
分は同一符号を付して表示する）、行きには矢印Ｉの示
す方向に実線で示す幅を照射しつつ走査し、帰りには矢
印Ｈの示す方向に破線で示ず幅を照射するよう走査する
ことによって行われた。かくの如（従来技術においては
、レーザ光によって照射されない部分がないように走査
部分を一部市ならせていた。
上記した方法を傍熱型レーザ加熱法に用いたところ、レ
ーザ光の照射が重なる部分の島は全く単結晶化されず、
ポリシリコンの島の単結晶化の歩留りが著しく低下する
ことが判明した。
（４）発明の目的 本発明は上記従来の問題に渇み、エネルギー線を用いる
傍メ；４）型加熱法による非ｆ１χ結晶シリコン、例え
ばポリシリコンの島のアレイの小結晶化において、小結
晶化の歩留り低下の原因となるエネルギー線走査方向を
改善することを１」的とする。
（５）発明の構成 そしてこの目的は本発明によると、１．角縁ｊ聞の上に
設りられ、シリコンより低熱伝導率の分離キャンプ層と
エネルギー線吸収用キャンプ層で覆われた非単結晶シリ
コンの島をエネルギー線照射により単結晶化する方法に
おいて、１つの非ヰ′（結晶ノリコンの島に対するエネ
ルギー線照射を１回のエネルギー線走査により終了させ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供するこ
とによって達成される。
（０）発明の実施例 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
傍熟型加り！シカ法において、１度ポリシリコンの島を
レーザ光で照射すると、第４図に示される如くポリシリ
コンのキャップ１７か溶面ニジて島の周辺ｇＨへ流れ、
キヤ・ノブとしての期待された役割を果せなくなる、ず
なわら第４図の如くシリコンギャップの変形したものに
レーザ光を照射しても、シリコンキャンプの加メ；ハと
、シリコンキャップから分離キャップを経由する島への
メ；１）の流れに大なる変化か生し、島の溶融、冷却に
よるポリシリコンのｆｌｉ結晶化が実現されず、島のポ
リシリコンは単結晶シリコンにならないことが確認され
た。
かくシ゛（本発明者は、傍熱型レーザ加熱において、１
メを来方法と同様にレーザ光の照射を重ねることが当該
レーザ光走査の重なった部分に位置する島のポリシリコ
ンを単結晶化しない原因であることを突き止めたのであ
る。
そこで本発明の方法においては、１つのポリシリコンの
島に対するレーザ光照射を１回の走査で終了させるので
ある。
本発明の実施例を第５図の平面図を参照して説明すると
、レーザ光の走査方向く矢印１１１．、ＩＶ、Ｖで示さ
れる）に直角方向の幅ｄの島１４のアレイがある場合、
幅ｄよりも大なるスポット径Ｓのレーザ光を矢印１１ｔ
、ＩＶ、Ｖで示ず方向に往復走査する。
−例として前記したアルゴン・イオンレーザ光を照射す
る場合、Ｓは１００μｍ、ｃ＋は２０μｍに設定する。
本発明の他の実施例においては第６図の平面図に示され
る如く、数個の島を同時に照射する。例えは幅ｄ＝２０
１１ｍの島が間隔ｐ＝１０１ｊｍで並んで配置されてい
る場合、１４Ｗでスポット径Ｍ（メルト幅）　＝　１５
０μｍのレーザ光では１走査で４個の島を照射すること
ができる。
１走査による照射領域と次の走査による照射領域とは、
第７図に実線に示される如く照射領域間に非照射領域Ｎ
が残るようにしても、または同図に破線ｖ１で示される
如（非照射領域が残らないようになしてもよい。
（７）発明の効果 以上詳細に説明した如く本発明によれは、傍熱型加熱法
によるポリシリコンの島のアレイの工ｌｌ結晶化におい
て、ポリシリコンの島に対するレーザ照射を１回の走査
で終了させることにより、ポリシリコンのｆｌｉ結晶化
の歩留りが著しく向上せしめられる。
なお、木（’ｌは、工不ルキー線として、電子ヒーム等
を用いても同様であり、この場合、レーザ光吸収Ｈ料で
形成したキャップは、各工不ルキー線の吸収を考旋ニジ
た利料にすれば良い。
【図面の簡単な説明】
第１図はポリシリコンの島を単結晶化する従来の方法を
承ず図、第２図は傍メ：４シ型加熱法を示す…ｆ而面、
第３図は従来のレーザ照射方法を示す平面図、第４図は
第２図の島のレーザ照射後の状態を汀くず１ｉｊｉ面図
、第５図ないし第７図は本発明の実施例を示す平面図で
ある。 １１　シリコンウェハ、１２−５ｉＯ２膜、１３−窒化
ｊ模、１４−ポリシリコンの島、１５−５ｉ０２膜、１
６−窒化膜、１７−ポリシリコンで形成したシリコンキ
ャップ 第１図 第２図 第３図 １乙 第４図 ４ 第５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁層の上に設けられ、シリコンより低熱伝導率の分離
    キャップ層とエネルギー線吸収用キャップ層で覆われた
    非単結晶シリコンの島をエネルギー線照射により小結晶
    化する方法において、１つの非単結晶シリコンの島に対
    するエネルギー線照射を１回のエネルギー線走査により
    終了させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP59037921A 1984-02-29 1984-02-29 半導体装置の製造方法 Pending JPS60182720A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0242717A (ja) * 1988-08-03 1990-02-13 Hitachi Ltd エネルギービーム照射方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58156591A (ja) * 1982-03-10 1983-09-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体単結晶薄膜の形成法

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