JPS61289619A - シリコン単結晶膜の製造方法 - Google Patents
シリコン単結晶膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS61289619A JPS61289619A JP13084985A JP13084985A JPS61289619A JP S61289619 A JPS61289619 A JP S61289619A JP 13084985 A JP13084985 A JP 13084985A JP 13084985 A JP13084985 A JP 13084985A JP S61289619 A JPS61289619 A JP S61289619A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- single crystal
- silicon
- silicon film
- light absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
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。
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分豆
本発明は、単結晶半導体膜の製造方法に関するものであ
って、更に詳細には、特に大きな表面を持った単結晶シ
リコン膜の製造方法に関するものである。
って、更に詳細には、特に大きな表面を持った単結晶シ
リコン膜の製造方法に関するものである。
盗ＪＩ組権
非晶質基板上にシリコンをエピタキシャル成長させる為
には、単結晶成長の核となる種結晶を基板上に形成する
必要があり、従来その為に基板表面上に一様に種結晶が
発生される構造としていた。
には、単結晶成長の核となる種結晶を基板上に形成する
必要があり、従来その為に基板表面上に一様に種結晶が
発生される構造としていた。
例えば、シリコンウェハ上に二酸化シ、リコンを被覆し
１部分的に下地シリコンを露出させ、そこを種結晶とし
てレーザアニール法によりエピタキシャル層を形成する
方法が提案されている。然し乍ら、この様に基板全面に
分散させて種結晶を発生させ、これらの種結晶から単結
晶を成長形成させる場合には、基板上に多数の結晶発生
部を形成せねばならず、処理上の困難性を伴うと共に、
基板の特性が非一様性となり、又成長形成される単結晶
膜の結晶性も不完全となる場合がある等の欠点があった
。
１部分的に下地シリコンを露出させ、そこを種結晶とし
てレーザアニール法によりエピタキシャル層を形成する
方法が提案されている。然し乍ら、この様に基板全面に
分散させて種結晶を発生させ、これらの種結晶から単結
晶を成長形成させる場合には、基板上に多数の結晶発生
部を形成せねばならず、処理上の困難性を伴うと共に、
基板の特性が非一様性となり、又成長形成される単結晶
膜の結晶性も不完全となる場合がある等の欠点があった
。
１−腹
本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、上述し
た如き従来技術の欠点を解消し、改良した単結晶半導体
膜の製造方法を提供することを目的とする。
た如き従来技術の欠点を解消し、改良した単結晶半導体
膜の製造方法を提供することを目的とする。
ｌ−虚
本発明に拠れば、裏面に光吸収層を設けると共にその表
面の１側端部近傍に単結晶発生部を形成した透明基板の
前記表面状に選択した半導体物質からなる半導体層を付
着形成し、前記光吸収層に吸収される光を照射可能な光
照射手段と前記基板とを前記単結晶発生部を形成した端
部側から互いに相対的に移動させ、前記半導体層を前記
単結晶発生部から前記表面に沿って順次単結晶化させる
ことを特徴とする単結晶膜の製造方法が提供される。好
適実施形態においては、石英等の透明基板上に単結晶シ
リコン膜を形成する場合に適用され、基板の透明性を何
等損うことなく完全な単結晶シリコン膜を基板上に形成
する。
面の１側端部近傍に単結晶発生部を形成した透明基板の
前記表面状に選択した半導体物質からなる半導体層を付
着形成し、前記光吸収層に吸収される光を照射可能な光
照射手段と前記基板とを前記単結晶発生部を形成した端
部側から互いに相対的に移動させ、前記半導体層を前記
単結晶発生部から前記表面に沿って順次単結晶化させる
ことを特徴とする単結晶膜の製造方法が提供される。好
適実施形態においては、石英等の透明基板上に単結晶シ
リコン膜を形成する場合に適用され、基板の透明性を何
等損うことなく完全な単結晶シリコン膜を基板上に形成
する。
以下、添付の図面を参考に本発明の具体的実施の態様に
付いて詳細に説明する。
付いて詳細に説明する。
第１図及び第２図は本発明の１実施例を示しており、図
示した如く１石英等の材料からなる透明で電気的絶縁性
の基板２の裏面側には、光吸収層１が綾けられている。
示した如く１石英等の材料からなる透明で電気的絶縁性
の基板２の裏面側には、光吸収層１が綾けられている。
この光吸収層１は、後述する照射光を積極的に吸収する
ことの可能な材料から形成されており、それは基板２の
裏面に被着形成されるものであっても、又基板２の裏面
をその上に載置させるものであっても良い、光吸収層１
の材料としては照射光を吸収し吸収した光を熱エネルギ
に変換可能なものならばどの様なものでも良いが、上述
したシリコンウェハの他に、Ｍｏ。
ことの可能な材料から形成されており、それは基板２の
裏面に被着形成されるものであっても、又基板２の裏面
をその上に載置させるものであっても良い、光吸収層１
の材料としては照射光を吸収し吸収した光を熱エネルギ
に変換可能なものならばどの様なものでも良いが、上述
したシリコンウェハの他に、Ｍｏ。
Ｗ、Ｔａ％Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属やアルミナ
等を使用することも可能である。尚、光吸収層１は特に
０．５乃至３．５μ−の範囲内に吸収帯を有する材料と
することが望ましい、又、透明基板２としては、コーニ
ング社７７５９や７７４０等の石英基板を好適に使用す
ることが可能である。
等を使用することも可能である。尚、光吸収層１は特に
０．５乃至３．５μ−の範囲内に吸収帯を有する材料と
することが望ましい、又、透明基板２としては、コーニ
ング社７７５９や７７４０等の石英基板を好適に使用す
ることが可能である。
図示例においては、基板２の左側端部の近傍でその表面
上に溝２ａが刻設して形成されている。
上に溝２ａが刻設して形成されている。
この溝２ａは、単結晶発生部として機能するものである
。好適実施例においては、この溝２ａの深さＤを５４．
３ｎ腸〜５．４３μｍの範囲内とし、その長さＬを５．
４３μ−〜５４３μ麹の範囲内とし、その幅Ｗを５゜４
３μｍ〜５４３μｍの範囲内の値とする。この様な溝２
ａを形成する１例としては、石英基板２上にパターニン
グを施し１例えばＨＦ：ＨＮＯ，＝１：６のエッチャン
トで約１秒乃至４８０秒の時間エツチングする。
。好適実施例においては、この溝２ａの深さＤを５４．
３ｎ腸〜５．４３μｍの範囲内とし、その長さＬを５．
４３μ−〜５４３μ麹の範囲内とし、その幅Ｗを５゜４
３μｍ〜５４３μｍの範囲内の値とする。この様な溝２
ａを形成する１例としては、石英基板２上にパターニン
グを施し１例えばＨＦ：ＨＮＯ，＝１：６のエッチャン
トで約１秒乃至４８０秒の時間エツチングする。
この様に溝２ａを刻設した基板２の表面上に。
選択した半導体材料から半導体層３を形成する。
好適実施例においては、グロー放電法又は熱分解法によ
り非晶質、微結晶、又は多結晶性のシリコン膜を約１．
０μ腸程度の厚さに形成する。１例として、プラズマＣ
ＶＤ法によって非晶質シリコン閤３を形成する場合には
、ＳｉＨ４をＨ８で１０乃至１００％希釈させたものを
使用し、基板温度２００乃至３５０℃で、圧力０．０１
乃至０．２Ｔｏｒｒで、ＲＦパワー０．５乃至ＳＯＷで
、５ｉＨ９のガス流量を１乃至３０３ＣＣＭとして、非
晶質シリコン膜３を０．３乃至１０μ■の厚さに成膜す
る。この様にして形成されたシリコン膜３は、一般的に
、単結晶構造ではなく、非晶質、微結晶、或いは多結晶
構造を有している。
り非晶質、微結晶、又は多結晶性のシリコン膜を約１．
０μ腸程度の厚さに形成する。１例として、プラズマＣ
ＶＤ法によって非晶質シリコン閤３を形成する場合には
、ＳｉＨ４をＨ８で１０乃至１００％希釈させたものを
使用し、基板温度２００乃至３５０℃で、圧力０．０１
乃至０．２Ｔｏｒｒで、ＲＦパワー０．５乃至ＳＯＷで
、５ｉＨ９のガス流量を１乃至３０３ＣＣＭとして、非
晶質シリコン膜３を０．３乃至１０μ■の厚さに成膜す
る。この様にして形成されたシリコン膜３は、一般的に
、単結晶構造ではなく、非晶質、微結晶、或いは多結晶
構造を有している。
次いで、第２図に示した如く、シリコン膜３を形成した
基板２をタングステンハロゲンランプ５の下側を矢印Ｂ
の方向へ移動させる。この場合には、基板２とランプ５
との間の相対移動は、基板２の溝２ａが最初にランプし
に照射され、次いで順次基板２の反対側へ移動する様に
股、定される。
基板２をタングステンハロゲンランプ５の下側を矢印Ｂ
の方向へ移動させる。この場合には、基板２とランプ５
との間の相対移動は、基板２の溝２ａが最初にランプし
に照射され、次いで順次基板２の反対側へ移動する様に
股、定される。
尚、基板２を静止させておき、ランプ５を移動させても
良い、ランプ５の上側には反射板６が配設されており、
ランプ５からの照射光が可及的に全て基板２の方向へ照
射される様になっている。
良い、ランプ５の上側には反射板６が配設されており、
ランプ５からの照射光が可及的に全て基板２の方向へ照
射される様になっている。
従って、タングステンハロゲンランプ５からの照射光は
、非晶質シリコン膜３及び石英基板２を実質的に通過し
てシリコンウェハ１内に光吸収され、シリコンウェハ１
はこの光吸収により発熱して、熱伝導により基板２を加
熱する。この状態を第２図に矢印Ｃで示しである。この
場合に、溝２ａ内に形成されている非晶質シリコン部分
が先に溶融され且つ結晶化されて単結晶シリコンに変換
される。これにより、溝２ａ内で単結晶化されたシリコ
ン部分は種結晶として作用し、基板２を矢印Ｂ方向へ移
動させるに従い、非晶質シリコン３は基板２の表面に沿
って次第に単結晶シリコン３ａに変換される。即ち、基
板２とランプ５とを相対的に移動されるに従い、シリコ
ンウェハ１での光吸収による加熱が基板２の表面に沿っ
て順次進行し、非晶質シリコン３と単結晶シリコン３ａ
との界面４は矢印Ａの方向へ順次進行する。
、非晶質シリコン膜３及び石英基板２を実質的に通過し
てシリコンウェハ１内に光吸収され、シリコンウェハ１
はこの光吸収により発熱して、熱伝導により基板２を加
熱する。この状態を第２図に矢印Ｃで示しである。この
場合に、溝２ａ内に形成されている非晶質シリコン部分
が先に溶融され且つ結晶化されて単結晶シリコンに変換
される。これにより、溝２ａ内で単結晶化されたシリコ
ン部分は種結晶として作用し、基板２を矢印Ｂ方向へ移
動させるに従い、非晶質シリコン３は基板２の表面に沿
って次第に単結晶シリコン３ａに変換される。即ち、基
板２とランプ５とを相対的に移動されるに従い、シリコ
ンウェハ１での光吸収による加熱が基板２の表面に沿っ
て順次進行し、非晶質シリコン３と単結晶シリコン３ａ
との界面４は矢印Ａの方向へ順次進行する。
尚、この場合に、溝２８部分によりシリコン膜３の原子
配向性が制限される。シリコンの格子定数は５．４３人
であるから、シリコンを使用する場合には、溝２ａの寸
法をこれの倍数に選択する必要がある。又、溝２ａの部
分でシリコンの原子配向が終了した時点で、第２図に示
した如く、ランプ５と相対的に基板２を移動させ、シリ
コンの単結晶化を基板の全面に施す、この場合のランプ
アニール条件としては、例えば、アニール温度を８００
乃至１ 、２００℃とし、窒素又はアルゴン等の不活性
ガス中において、搬送相対速度１１１７秒乃至１００／
秒に設定すると良い。
配向性が制限される。シリコンの格子定数は５．４３人
であるから、シリコンを使用する場合には、溝２ａの寸
法をこれの倍数に選択する必要がある。又、溝２ａの部
分でシリコンの原子配向が終了した時点で、第２図に示
した如く、ランプ５と相対的に基板２を移動させ、シリ
コンの単結晶化を基板の全面に施す、この場合のランプ
アニール条件としては、例えば、アニール温度を８００
乃至１ 、２００℃とし、窒素又はアルゴン等の不活性
ガス中において、搬送相対速度１１１７秒乃至１００／
秒に設定すると良い。
第３図及び第４図は、本発明の別の実施例を示している
。この実施例においては、基板２に形成した溝２ｂ内に
シリコンの種結晶３ｂを埋設して設けてあり、その上に
シリコン膜３を形成している。従って、基板２は、その
溝２ｂがシリコン種結晶３ｂで充填されているので実質
的に平担な表面を提供している。この様にしてシリコン
膜３を被着形成した基板２を、第４図に示した如く、そ
の種結晶３ｂを充填した側からタングステンハロゲンラ
ンプ５の下側を通過させる。この場合においても、シリ
コンウェハ１が光吸収により基板２を介して熱伝導によ
りシリコン膜３を加熱すると。
。この実施例においては、基板２に形成した溝２ｂ内に
シリコンの種結晶３ｂを埋設して設けてあり、その上に
シリコン膜３を形成している。従って、基板２は、その
溝２ｂがシリコン種結晶３ｂで充填されているので実質
的に平担な表面を提供している。この様にしてシリコン
膜３を被着形成した基板２を、第４図に示した如く、そ
の種結晶３ｂを充填した側からタングステンハロゲンラ
ンプ５の下側を通過させる。この場合においても、シリ
コンウェハ１が光吸収により基板２を介して熱伝導によ
りシリコン膜３を加熱すると。
先ず種結晶３ｂに接触している部分から単結晶化が開始
され、基板２の表面に沿って矢印Ａ方向に順次単結晶化
が進行する。
され、基板２の表面に沿って矢印Ａ方向に順次単結晶化
が進行する。
尚、以上の実施例においては、何れの場合にも、シリコ
ン膜３が単結晶化されると、タングステンハロゲンラン
プ５からの照射光を直接的に吸収し自己加熱することが
可能となるので、単結晶化が一度開始されると基板２に
沿っての結晶化プロセスは加速度的に進行する。
ン膜３が単結晶化されると、タングステンハロゲンラン
プ５からの照射光を直接的に吸収し自己加熱することが
可能となるので、単結晶化が一度開始されると基板２に
沿っての結晶化プロセスは加速度的に進行する。
又、溝２ａ、２ｂの形状は種々の形状に形成することが
可能であり、その形状を特定することによりシリコンの
配向面を自由に制御することが可能である。その例とし
て、第５図に示した如く、逆ピラミッド状の溝８をその
角度θ１が７０．５度である様にすると、配向面（１０
０）を持った単結晶シリコンが形成され、一方逆ピラミ
ッド状の溝９でその角度θ３を１０９．５度に設定する
と、配向面（１１０）を持った単結晶シリコンが形成さ
れる。
可能であり、その形状を特定することによりシリコンの
配向面を自由に制御することが可能である。その例とし
て、第５図に示した如く、逆ピラミッド状の溝８をその
角度θ１が７０．５度である様にすると、配向面（１０
０）を持った単結晶シリコンが形成され、一方逆ピラミ
ッド状の溝９でその角度θ３を１０９．５度に設定する
と、配向面（１１０）を持った単結晶シリコンが形成さ
れる。
羞−米
以上詳説した如く１本発明によれば、透明絶縁性基板上
に単結晶シリコン層を形成でき、等倍センサ、液晶ディ
スプレイの駆動回路を一体的に形成することが可能とな
る。透明絶縁基板上に形成する溝は側端部に部分的に形
成されるだけであり、又種結晶は極めて部分的なもので
ある為、基板自体のに性、例えばその透明性を損うこと
無しに、単結晶シリコン膜を形成することが可能である
。
に単結晶シリコン層を形成でき、等倍センサ、液晶ディ
スプレイの駆動回路を一体的に形成することが可能とな
る。透明絶縁基板上に形成する溝は側端部に部分的に形
成されるだけであり、又種結晶は極めて部分的なもので
ある為、基板自体のに性、例えばその透明性を損うこと
無しに、単結晶シリコン膜を形成することが可能である
。
更に、特性が一様な単結晶シリコン膜を大きな面積に渡
って容易に形成することが可能である。
って容易に形成することが可能である。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。
第１図及び第２図は１本発明実施の１例を示した各説明
図、第３図及び第４図は本発明実施の別の例を示した各
説明図、第５図は更に別の実施例を示した説明図、であ
る。 （符号の説明） １：光吸収層 ２：基板 ３：シリコン膜 餘 特許出願人 株式会社 リ コ −ｔ”ｎ 〜
− 第２０
図、第３図及び第４図は本発明実施の別の例を示した各
説明図、第５図は更に別の実施例を示した説明図、であ
る。 （符号の説明） １：光吸収層 ２：基板 ３：シリコン膜 餘 特許出願人 株式会社 リ コ −ｔ”ｎ 〜
− 第２０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、裏面に光吸収層を設けると共にその表面の１側端部
近傍に単結晶発生部を形成した透明基板の前記表面状に
選択した半導体物質からなる半導体層を付着形成し、前
記光吸収層に吸収される光を照射可能な光照射手段と前
記基板とを前記単結晶発生部を形成した端部側から互い
に相対的に移動させ、前記半導体層を前記単結晶発生部
から前記表面に沿って順次単結晶化させることを特徴と
する単結晶膜の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記半導体物質が
シリコンであることを特徴とする方法。 ３、特許請求の範囲第２項おいて、前記光吸収層がシリ
コンウェハであり、前記基板は前記シリコンウェハ上に
載置することを特徴とする方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記基板が石英で
あり、前記光照射手段がタングステンハロゲンランプで
あることを特徴とする方法。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記単結晶発生部
が前記基板の表面に形成した所定の形状の溝であること
を特徴とする方法。 ６、特許請求の範囲第１項において、前記単独結晶発生
部が前記基板に埋設させて形成した種結晶であることを
特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13084985A JPS61289619A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | シリコン単結晶膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13084985A JPS61289619A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | シリコン単結晶膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61289619A true JPS61289619A (ja) | 1986-12-19 |
Family
ID=15044127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13084985A Pending JPS61289619A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | シリコン単結晶膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61289619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009130350A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Tatung Co | 多結晶半導体を製造する方法 |
| JP2022548254A (ja) * | 2019-09-11 | 2022-11-17 | キョンブク ナショナル ユニヴァーシティ インダストリー－アカデミック コオペレーション ファウンデーション | 画角及びコヒーレンス能動制御ランダム屈折素子及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-06-18 JP JP13084985A patent/JPS61289619A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009130350A (ja) * | 2007-11-26 | 2009-06-11 | Tatung Co | 多結晶半導体を製造する方法 |
| JP2022548254A (ja) * | 2019-09-11 | 2022-11-17 | キョンブク ナショナル ユニヴァーシティ インダストリー－アカデミック コオペレーション ファウンデーション | 画角及びコヒーレンス能動制御ランダム屈折素子及びその製造方法 |
| US11733571B2 (en) | 2019-09-11 | 2023-08-22 | Kungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation | Field of view and coherence active control random refraction device and manufacturing method therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3213338B2 (ja) | 薄膜半導体装置の製法 | |
| EP0257917A2 (en) | Method of producing soi devices | |
| US4773964A (en) | Process for the production of an oriented monocrystalline silicon film with localized defects on an insulating support | |
| JP3149450B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法及び製造装置 | |
| JP2001291666A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5238879A (en) | Method for the production of polycrystalline layers having granular crystalline structure for thin-film semiconductor components such as solar cells | |
| JPS61251115A (ja) | 絶縁膜上の半導体単結晶成長方法 | |
| JPS621220A (ja) | 欠陥が局在された配向シリコン単結晶膜を絶縁支持体上に製造する方法 | |
| JP2797104B2 (ja) | 半導体結晶層の製造方法 | |
| CN1848365B (zh) | 多晶硅薄膜制造方法和具有其的薄膜晶体管的制造方法 | |
| JPS59139624A (ja) | 試料の加熱方法 | |
| JPS59148322A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| Scharff et al. | Growth of monocrystalline silicon islands on insulating substrates | |
| Biegelsen et al. | Laser-induced crystallization of silicon on bulk amorphous substrates: an overview | |
| JP2919513B2 (ja) | 薄膜半導体とその製造方法 | |
| JP3208201B2 (ja) | 多結晶半導体薄膜の製造方法 | |
| JPS6163018A (ja) | Ｓｉ薄膜結晶層の製造方法 | |
| JP2695462B2 (ja) | 結晶性半導体膜及びその形成方法 | |
| JPS59128292A (ja) | 薄膜の結晶化方法 | |
| JPS58212123A (ja) | 単結晶薄膜の製造方法 | |
| JP2004260145A (ja) | 結晶膜の製造方法 | |
| JPH0354819A (ja) | Ｓｏｉ基板の製造方法 | |
| JPS5885519A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH059089A (ja) | 結晶の成長方法 | |
| JPH0855797A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |