JPS6043814A - 半導体結晶薄膜の製造方法 - Google Patents

半導体結晶薄膜の製造方法

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JPS6043814A
JPS6043814A JP58151517A JP15151783A JPS6043814A JP S6043814 A JPS6043814 A JP S6043814A JP 58151517 A JP58151517 A JP 58151517A JP 15151783 A JP15151783 A JP 15151783A JP S6043814 A JPS6043814 A JP S6043814A
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semiconductor
manufacture
area
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Toshio Yoshii
俊夫 吉井
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Toshiba Corp
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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】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は、絶縁性基板上にビームアニール法を用いて半
導体結晶薄膜を製造する方法に関する。
［従来技術とその問題点コ 従来、例えば絶縁性基板上の半導体薄膜は５ＯＳ（サフ
ァイア上のシリコン）にみられるようにバルク半導体に
比べ、利点を有することが知られている。すなわち、■
島状に切断あるいは誘電体分離をするとき、素子間分離
が容易かつ確実に出来る。■ｐ−ｎ接合面積を小さくす
るととにより浮遊容量を小さく出来る等である。
ＳＯ８は単結晶サファイアを使用するため高価となるの
で、溶融水晶板や、ｓｉ大基板酸化１７て形成した非晶
質ＳｉＯ２やＳｉ上に堆積した非晶質Ｓ　ｉｏｚ膜ある
いは非晶質８ｉＮ膜上に半導体膜を更に堆積したものを
使用する方法がある。これら５ｉ０２やＳｉＮは単結晶
膜でないためその上には多結晶膜が成長する。この多結
晶膜の粒径は数百ｘ程度で、この上にＭＯＳ）ランジス
タを形成してもそのキャリア移動度はバルクＳｉ上のＭ
ＯＢ）ランジスタの数十分の一程度である。近年、レー
ザや電子ビームを細く絞って、半導体薄膜上を錦秋に走
査し溶融、固化を行わせることにより結晶粒径を増大さ
せる方法が試みられている。このような方法によって従
来の粒径の百倍にも相当する数μｍの結晶粒が得られ、
そのため、その上に作ったデバイスの特性も向上する。
しかしながらこのような方法て得られたデバ・イスには
次のような欠点がみられる。すなわちＭＯＳトランジス
タのチャネル長６μｍ、チャネル＠】２μｍといった小
面積のものについてキャリア移動度を測定してみると、
４００ｄ／　ｖ−ｓｅｅ程度のものがある反面、数十ｃ
ｌ／ｖ−ｓｅｃ　Ｌかない素子や、ソースドレーン間の
残留リーク電流の多い素子が多数あることである。これ
らの原因を解析したところ次のような問題点があること
がわかった。すなわちレーザビームや電子ビームのエネ
ルギー分布がガウス分布をしているためビームを走査し
た際、ビームのふちから中央へ向かって溶融、固化を引
き起す。それ故、結晶粒の成長がビームのふちから中央
に細かく伸びていく。このような場合、結晶粒径はある
程度まで大きくなるが、素子を形成すべき領域をすべて
単結晶化するまでには至らず、そのなかに結晶粒界が存
在することによって前述のように素子特性の劣化及び不
均一性をもたらしていた。
［発明の目的コ この発明は上記の事情にムみてなされたもので電子ビー
ム照射による半導体薄膜の溶融とその後の固化の際ビー
ムの端部がらの核成長を抑制することによ多結晶性の優
れた半導体薄膜を得る方法を提供することを目的として
いる。
［発明の概要］ 本発明では絶縁基板上の半導体膜に絶縁膜０を被着し、
その所定島状個所外の絶縁層の一部ないしは全部を除去
し、半導体膜における素子形成個所を中心とした領域上
の絶縁膜の厚さを、その周１７１１の領域のそれよシも
厚くした後、電子ビームを照射することによシ半導体膜
を再結晶化せしめる。
［発明の効果］ 本発明によれば、半導体薄膜に電子ビームを照射した際
、半導体薄膜上の厚い絶縁膜がおおわれている島状部分
へ投入されるエネルギーは薄い絶縁膜におおわれている
部分よシも少なくなシ、そのだめ溶融した後の固化段階
において、周囲部分よりも固化進行がはやく始まる。従
って、結晶成長は厚い絶縁膜がおおわれている島状部分
からその周囲に向かって結晶粒界がはいらないように進
むことになシ、その部分に作った素子の特性が均一でか
つすぐれたものとなる。
［発明の実施例］ 第１図（ａ）〜（ｄ）を参照して本発明の詳細な説明す
る。まず、（００１’）単結晶Ｓｉ基板１１に１μｍノ
５ｉＯｚ膜を形成する（第１図（ａ））。
次に、その上に多結晶Ｓｉ膜１２を０．６　ｔｔｍ　、
　Ｓ　ｉ０２膜１３を０．３μｍ　１１１次被着しだ後
（第１図（＋））　）　、５ｉ０２膜１３をリングラフ
ィ技術によシ島状に凸部１５を作る。この時、凸部以外
の”０２ＪＰＳ　Ｂ　ｏ、１μｍまでエツチングする（
第１図（Ｃ））。このようにして作られた試作に対し、
ＣＷ電子ビームを、ビーム径１５０μｍに絞り、加速エ
ネルギー７ｅＶ、ビーム電流２．５　ｍ　Ａ　、ステッ
プ巾１０μｍで走査させ、アニールを行った。アニール
後のＳｉ膜１３の結晶性を透過電子顕微鏡で評価したと
ころ、５ｉ０２膜凸部１５の下においては、はとんど欠
陥を含まない単結晶になっていることがわかった。この
単結晶領域内に、６００Ｘのゲート酸化膜１７を介して
、多結晶シリコンゲート電極１８を形成し、不純物をド
ープしてソース１５、ドレーン１９を形成、チャネル長
４μｎｌ、チャネル巾８μｍのｎチャネルトランジスタ
を作った（第１図（ｄ）　）　ｏ実効キャリア移動度を
測定したところ８００ｃｆｆｌ／　ｖ−ｓｅｅであり、
バルクＳｔを用いた場合とほぼ同等であることが確認さ
れた。また枚数の同様な領域ＫＭＯ８）ランジスタを形
成した時の’Ｉ？性の均一性も優れたものであった。さ
らに、３ｉ基板１１に素子が存在する場合においても、
上記と同様すぐれた特性をもつデバイスをＳ　ｉ　Ｊｌ
ｐ４に形成することができ、積層デバイスを製作する方
法としても十分なものであることがわかった。
上記の実施例において、薄膜にはＳｌを用いたがＧｅ　
、ＧａＡｓなどでもよいこと、また、下地基板絶縁膜の
材料及び形成方法によってその効果が減するものでない
ことは明きらかであシ、また、それぞれの膜厚、絶Ｒ膜
凸部の島の形状及び大きさもこれに限られないことはも
ちろんである０
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を説明する工
程断面図である。 １１・・・単結晶３ｉ基板、　１２・・・８　ｉ０ｚ膜
、Ｂ・・・多結晶ＳＩｓ　１４・・・Ｓ　ｉＯｚ膜、１
５・・・凸部、　１６・・・ソース、１７・・・ゲート
酸化筒、１８・・・ゲート電極、１９　・ドレーン。 （７３１７）弁理士側近か佑 （ほか１名） 第　１　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁性基板上に半導体膜を被着する工程と、該半導体膜
    上に絶縁膜を被着する工程とを含み、所望島状領域外の
    前記絶縁膜の一部乃至は全部を除去した後、該基板上か
    ら電子ビームを照射することを特徴とする半導体結晶薄
    膜の製造方法。
JP58151517A 1983-08-22 1983-08-22 半導体結晶薄膜の製造方法 Pending JPS6043814A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63142810A (ja) * 1986-12-05 1988-06-15 Matsushita Electronics Corp 半導体装置の製造方法
US6582777B1 (en) 2000-02-17 2003-06-24 Applied Materials Inc. Electron beam modification of CVD deposited low dielectric constant materials
US6652922B1 (en) * 1995-06-15 2003-11-25 Alliedsignal Inc. Electron-beam processed films for microelectronics structures

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