JPS6237922A - 半導体基板 - Google Patents
半導体基板Info
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- JPS6237922A JPS6237922A JP60177109A JP17710985A JPS6237922A JP S6237922 A JPS6237922 A JP S6237922A JP 60177109 A JP60177109 A JP 60177109A JP 17710985 A JP17710985 A JP 17710985A JP S6237922 A JPS6237922 A JP S6237922A
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- semiconductor film
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
２ ＝−ｉ
本発明は、絶縁基板上に形成した高性能な薄膜トランジ
スタを提供する半導体基板に関するもので、本発明を用
いることにより高速イメージスキャナおよびディスプレ
イ用能動素子に適用が可能である。
スタを提供する半導体基板に関するもので、本発明を用
いることにより高速イメージスキャナおよびディスプレ
イ用能動素子に適用が可能である。
従来の技術
石英基板上に成長させた多結晶Ｓｉｉたは非晶質Ｓｉを
レーザ光、電子線あるいはヒータを用いた熱線によりア
ニールを行ない単結晶化する技術は、絶縁基板に形成す
るため寄生容量が減少し、高速なトランジスタを得るこ
とが可能であるという特徴を有している。また透明基板
であるためディスプレイ素子のマトリックス能動素子と
しても有力視されている。一方、アニールにより単結晶
化するためには、温度分布の制御が重要となっている。
レーザ光、電子線あるいはヒータを用いた熱線によりア
ニールを行ない単結晶化する技術は、絶縁基板に形成す
るため寄生容量が減少し、高速なトランジスタを得るこ
とが可能であるという特徴を有している。また透明基板
であるためディスプレイ素子のマトリックス能動素子と
しても有力視されている。一方、アニールにより単結晶
化するためには、温度分布の制御が重要となっている。
特にダレインの少ない大面積の単結晶薄膜を得るには、
溶融固化する時の結晶核を少なくするため薄膜面内の温
度分布を周辺で高くする必要がある。第４図にその１例
を示す。１ｏは絶縁基板で、１３は半導体膜、１４は半
導体膜の溶融固３ ・、−７ 化時に変形した飛散したりするのを防ぐ保護膜である。
溶融固化する時の結晶核を少なくするため薄膜面内の温
度分布を周辺で高くする必要がある。第４図にその１例
を示す。１ｏは絶縁基板で、１３は半導体膜、１４は半
導体膜の溶融固３ ・、−７ 化時に変形した飛散したりするのを防ぐ保護膜である。
２０．２１はレーザ光で周辺部に照射することで、溶融
固化時の温度分布を制御することができる。しかし、こ
の方法では、レーザ光源が２台必要で高価となること及
びグレインの少ない単結晶薄膜を得るにはその位置制御
等を精密に行なう必要があり再現性の点で欠点があった
。第６図は他の従来例で、２３は一様なレーザ光、２４
゜２６はレーザ光に対する反射防止膜である。このよう
な構成により、半導体膜１３の温度分布は周辺部でレー
ザ光の吸収が多くなって温度が高くなり、かつ反射防止
膜２４．２５は精度よく形成できるため再現性がよい等
の長所を有している。しかし、このような構成では、レ
ーザ光源２３０波長は半導体膜１３に充分な吸収係数を
持っている必要があるため、レーザの選択が限定される
ことおよび単結晶化のため最適な温度分布を得るために
は反射防止膜２４．２５の膜厚を光学設割する必要があ
る等の繁雑さを伴う。
固化時の温度分布を制御することができる。しかし、こ
の方法では、レーザ光源が２台必要で高価となること及
びグレインの少ない単結晶薄膜を得るにはその位置制御
等を精密に行なう必要があり再現性の点で欠点があった
。第６図は他の従来例で、２３は一様なレーザ光、２４
゜２６はレーザ光に対する反射防止膜である。このよう
な構成により、半導体膜１３の温度分布は周辺部でレー
ザ光の吸収が多くなって温度が高くなり、かつ反射防止
膜２４．２５は精度よく形成できるため再現性がよい等
の長所を有している。しかし、このような構成では、レ
ーザ光源２３０波長は半導体膜１３に充分な吸収係数を
持っている必要があるため、レーザの選択が限定される
ことおよび単結晶化のため最適な温度分布を得るために
は反射防止膜２４．２５の膜厚を光学設割する必要があ
る等の繁雑さを伴う。
発明が解決しようとする問題点
このように従来の半導体基板では、半導体膜の結晶性の
向上を得るのに装置が高価となる点や、再現性が乏しか
ったり、レーザ光の選択に制限がある等の欠点を有して
いた。
向上を得るのに装置が高価となる点や、再現性が乏しか
ったり、レーザ光の選択に制限がある等の欠点を有して
いた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構成
で温度分布制御を行ない、加熱源の汎用性を付与するこ
とにより安価で多量に供給し得る半導体基板を提供する
ことを目的としている。
で温度分布制御を行ない、加熱源の汎用性を付与するこ
とにより安価で多量に供給し得る半導体基板を提供する
ことを目的としている。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、絶縁基板、上に金
属薄膜を形成し、その上に絶縁膜を形成し、さらにその
上に溶融固化する半導体膜を形成する構成よりなる。
属薄膜を形成し、その上に絶縁膜を形成し、さらにその
上に溶融固化する半導体膜を形成する構成よりなる。
作用
本発明は上記構成により、加熱源の選択幅が拡がるため
高精度で再現性よく温度分布制御が出来る、半導体膜の
下面に金属導体があるため半導体膜にトランジスタ等全
形成した場合に基板バイアス効果により易動度の向上を
はかることが出来る、等種々の好作用が期待される。
高精度で再現性よく温度分布制御が出来る、半導体膜の
下面に金属導体があるため半導体膜にトランジスタ等全
形成した場合に基板バイアス効果により易動度の向上を
はかることが出来る、等種々の好作用が期待される。
５ ページ
実施例
第１図は本発明の基本的構成である半導体基板を示した
ものである。１ｏは絶縁基板で５ｉｎ２゜Ａｌ２Ｏ３，
ＡｅＮ、ＢＮＳＩＣおよびこれらの混合物よりなるもの
で半導体膜１３が熱線１６により加熱された時に形状変
化を生じたり、剥離やクラック等が生じない材料であれ
ばよい。１１は金属薄膜で高融点材料であるＭｏ、Ｔａ
、Ｗおよびそれらシリサイド化合物が最も適するが、半
導体膜１３より高融点を有する材料であれば本発明の要
件を満すもノテある。１２は第１の絶縁膜テ５ｉｎ２．
Ｓｉ３Ｎ４゜Ａｌ２Ｏ３等よりなり、半導体膜１３と
金属薄膜における高温時の相互拡散を防ぐ働きを有する
。半導体膜１３としてはＳｉ、Ｇｏ ＧａＡｓ、ＧａＰ
、ｌＣｄＴａ。
ものである。１ｏは絶縁基板で５ｉｎ２゜Ａｌ２Ｏ３，
ＡｅＮ、ＢＮＳＩＣおよびこれらの混合物よりなるもの
で半導体膜１３が熱線１６により加熱された時に形状変
化を生じたり、剥離やクラック等が生じない材料であれ
ばよい。１１は金属薄膜で高融点材料であるＭｏ、Ｔａ
、Ｗおよびそれらシリサイド化合物が最も適するが、半
導体膜１３より高融点を有する材料であれば本発明の要
件を満すもノテある。１２は第１の絶縁膜テ５ｉｎ２．
Ｓｉ３Ｎ４゜Ａｌ２Ｏ３等よりなり、半導体膜１３と
金属薄膜における高温時の相互拡散を防ぐ働きを有する
。半導体膜１３としてはＳｉ、Ｇｏ ＧａＡｓ、ＧａＰ
、ｌＣｄＴａ。
Ｃｄ５ａあるいはそれらの混晶材料があるが、ｓｌ。
Ｇｅ及びそれらの混晶材料は加熱時の蒸気圧も低く、単
結晶化も容易であり特に適する。１４は保護膜で半導体
膜１３が加熱された時に形状変化が生じたり飛散したり
するのを防ぐ働きを有し、５１０２やム１２０３が適す
る。１６．１６は共にレー６ ・・−ノ ザ光あるいは熱線である。本発明においてこれらの熱光
線の吸収は半導体膜１３のみで行なわれるものではなく
、金属薄膜１１においても吸収されるため、レーザ光の
波長の選択度が広がる。例えば、大出力が得やすいＣＯ
２レーザ等は、従来においては発振波長が１０．２μｍ
であり、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体膜では吸収されず加熱光
線としては用いることが出来なかったが、本発明におい
ては金属薄膜１１で吸収されるため使用可能となる。ま
た、第１図の１６に示したように金属薄膜１１を加熱し
、第１の絶縁膜１２を介して半導体膜１３の結晶性改善
をはかることも可能である。
結晶化も容易であり特に適する。１４は保護膜で半導体
膜１３が加熱された時に形状変化が生じたり飛散したり
するのを防ぐ働きを有し、５１０２やム１２０３が適す
る。１６．１６は共にレー６ ・・−ノ ザ光あるいは熱線である。本発明においてこれらの熱光
線の吸収は半導体膜１３のみで行なわれるものではなく
、金属薄膜１１においても吸収されるため、レーザ光の
波長の選択度が広がる。例えば、大出力が得やすいＣＯ
２レーザ等は、従来においては発振波長が１０．２μｍ
であり、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体膜では吸収されず加熱光
線としては用いることが出来なかったが、本発明におい
ては金属薄膜１１で吸収されるため使用可能となる。ま
た、第１図の１６に示したように金属薄膜１１を加熱し
、第１の絶縁膜１２を介して半導体膜１３の結晶性改善
をはかることも可能である。
第１図に示した本発明の作製法について述べる。
例えば絶縁基板１ｏとしてＳｉＯ２よりなる溶融石英を
用いる。金属薄膜１１は、高融点材料であるので、Ｍｏ
、Ｔａ、Ｗあるいはそれらのシリサイド化合物をターゲ
ットとしてスパンタリング法により０、ｏ６〜１．０μ
ｍの膜厚に形成する。金属薄膜１１の膜厚が０．０５μ
ｍ以下ではレーザ光あるいは熱線の吸収係数が劣下する
。また、膜厚が１．０μｍ７ ・−１ より厚く々ると、熱膨張係数の違いから半導体膜１３の
溶融固化時にクラックや剥れが生じやすくなる。第１の
絶縁膜１２としては化学気相成長法あるい−、スパッタ
リンダ法により５ｉ０２．５ｉＮｚ。
用いる。金属薄膜１１は、高融点材料であるので、Ｍｏ
、Ｔａ、Ｗあるいはそれらのシリサイド化合物をターゲ
ットとしてスパンタリング法により０、ｏ６〜１．０μ
ｍの膜厚に形成する。金属薄膜１１の膜厚が０．０５μ
ｍ以下ではレーザ光あるいは熱線の吸収係数が劣下する
。また、膜厚が１．０μｍ７ ・−１ より厚く々ると、熱膨張係数の違いから半導体膜１３の
溶融固化時にクラックや剥れが生じやすくなる。第１の
絶縁膜１２としては化学気相成長法あるい−、スパッタ
リンダ法により５ｉ０２．５ｉＮｚ。
あるいけＡｌ２Ｏ２等を形成する。半導体膜１３は例え
ばＳ１薄膜の形成時には化学気相法あるいはプラズマ化
学気相法で５ＩＨ４の分解で形成する。
ばＳ１薄膜の形成時には化学気相法あるいはプラズマ化
学気相法で５ＩＨ４の分解で形成する。
他の方法としては、Ｓｉを蒸発源とした電子ビーム蒸着
法、”１にターゲットとしたスノくツタリング法かある
。半導体膜１３の膜厚としては、トランジスタ等の能動
素子を形成するのに必要な膜厚と溶融固化時にクラック
等が生じない膜厚の範囲であれはよ（０，０１〜１．０
μｍが適している。
法、”１にターゲットとしたスノくツタリング法かある
。半導体膜１３の膜厚としては、トランジスタ等の能動
素子を形成するのに必要な膜厚と溶融固化時にクラック
等が生じない膜厚の範囲であれはよ（０，０１〜１．０
μｍが適している。
保護膜１４としては化学気相成長法により５１０２ヲ０
．２〜１．０／ｉｍ形成すればよい。このようにして形
成した半導体基板にレーザ光あるいはヒータによる熱線
１６捷たは１６を照射すると、少なくとも金属薄膜１１
が加熱され、ある熱量以上において半導体膜１３が溶融
される。レーザ光あるいは熱線１５ 、１６ｉ除くこと
により、半導体膜１３は再結晶化を行ない、形成時以上
の結晶性の改善がみられる。さらに温度分布を最適に行
なうなら単結晶薄膜さえ得ることが出来る。この結晶性
の改善された半導体膜１３は易動度が１００〜４５０に
ｉ／ｖ ＠ Ｓ ｅ ｃと大きく高性能トランジスタの
基板として用いることが出来る。′Ｔ！たこの構成では
熱吸収材が金属簿膜１１であるため、レーザ光源として
、Ｃ０２レーザのような安価々レーザ光源を用いること
が出来るため産業上の意義も犬である。さらに金属薄膜
１１は半導体膜１３にトランジスタを形成した時に電界
を付与することも可能で、易動度の向上が期待できる。
．２〜１．０／ｉｍ形成すればよい。このようにして形
成した半導体基板にレーザ光あるいはヒータによる熱線
１６捷たは１６を照射すると、少なくとも金属薄膜１１
が加熱され、ある熱量以上において半導体膜１３が溶融
される。レーザ光あるいは熱線１５ 、１６ｉ除くこと
により、半導体膜１３は再結晶化を行ない、形成時以上
の結晶性の改善がみられる。さらに温度分布を最適に行
なうなら単結晶薄膜さえ得ることが出来る。この結晶性
の改善された半導体膜１３は易動度が１００〜４５０に
ｉ／ｖ ＠ Ｓ ｅ ｃと大きく高性能トランジスタの
基板として用いることが出来る。′Ｔ！たこの構成では
熱吸収材が金属簿膜１１であるため、レーザ光源として
、Ｃ０２レーザのような安価々レーザ光源を用いること
が出来るため産業上の意義も犬である。さらに金属薄膜
１１は半導体膜１３にトランジスタを形成した時に電界
を付与することも可能で、易動度の向上が期待できる。
第２図は本発明の他の実施例で、絶縁基板１０としてコ
ストの安価なガラス基板を用いた例である。ガラス基板
の軟化点は材料によっても異なるが一般に４５０〜８０
０″Ｃと半導体膜１３の融点より低いため温度を緩和す
る第２の絶縁膜１７が必要となる。第２の絶縁膜として
は５ｉｎ２．Ａ／！２０６等が適している。また、第２
の絶縁膜１７の膜厚は第１の絶縁膜１２より膜厚が犬と
なるよう形成９′９−） するのが温度分布制御捷しい。
ストの安価なガラス基板を用いた例である。ガラス基板
の軟化点は材料によっても異なるが一般に４５０〜８０
０″Ｃと半導体膜１３の融点より低いため温度を緩和す
る第２の絶縁膜１７が必要となる。第２の絶縁膜として
は５ｉｎ２．Ａ／！２０６等が適している。また、第２
の絶縁膜１７の膜厚は第１の絶縁膜１２より膜厚が犬と
なるよう形成９′９−） するのが温度分布制御捷しい。
第３図は本発明の他の実施例で金属薄膜１１をパターン
化して半導体膜１３に溶融固化時に温度分布を与える構
成をとったものである。熱吸収源は金属薄膜１１である
ため半導体膜１３の周辺部の温度が」二昇し、溶融固化
は中心部から生じる。
化して半導体膜１３に溶融固化時に温度分布を与える構
成をとったものである。熱吸収源は金属薄膜１１である
ため半導体膜１３の周辺部の温度が」二昇し、溶融固化
は中心部から生じる。
従って、この構成は従来例で示したように単結晶膜が得
やすい。
やすい。
発明の効果
以上のべてきたように本発明によれば、簡単々構成によ
り高精度で再現性よく温度分布制御ができるため高性能
なトランジスタを作ることが可能な半導体基板を供給で
きる。かつ加熱源の選択幅が拡がる、基板バイアス効果
ができる半導体基板を供給できる等の効果を有し、高速
イメージスキャナやディスプレイ用能動素子の半導体基
板としてきわめて有効である。
り高精度で再現性よく温度分布制御ができるため高性能
なトランジスタを作ることが可能な半導体基板を供給で
きる。かつ加熱源の選択幅が拡がる、基板バイアス効果
ができる半導体基板を供給できる等の効果を有し、高速
イメージスキャナやディスプレイ用能動素子の半導体基
板としてきわめて有効である。
第１図は本発明の一実施例による半導体基板の断面図、
第２図は絶縁基板にガラスを用いた時の１０ペーノ 本発明の他の実施例の断面図、第３図は金属薄膜にパタ
ーンを形成し温度分布の制御を行なうようにした本発明
の他の実施例の断面図、第４図は２つのレーザ光を用い
て温度分布を制御する従来例の断面図、第６図は反射防
止膜を用いて温度分布を制御する従来例の断面図である
。 １ｏ・・・・・・絶縁基板、１１・・・・・・金属薄膜
、１２・・・・・・第１の絶縁膜、１３・・・・・・半
導体膜、１４・・・・・・保護膜、１５．１６・・・・
・・レーザ光あるいは熱線、１７・・・・・・第２の絶
縁膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１２
−一一ヤＩ’Ｔ、 摩１幻り１ ｆ、）−一一半等＋ｈｇ １４−−１ｆ１月更 １５．１針−し−プ）シ２１るし目２力外郭にや一一一
位厘□ 第５図
第２図は絶縁基板にガラスを用いた時の１０ペーノ 本発明の他の実施例の断面図、第３図は金属薄膜にパタ
ーンを形成し温度分布の制御を行なうようにした本発明
の他の実施例の断面図、第４図は２つのレーザ光を用い
て温度分布を制御する従来例の断面図、第６図は反射防
止膜を用いて温度分布を制御する従来例の断面図である
。 １ｏ・・・・・・絶縁基板、１１・・・・・・金属薄膜
、１２・・・・・・第１の絶縁膜、１３・・・・・・半
導体膜、１４・・・・・・保護膜、１５．１６・・・・
・・レーザ光あるいは熱線、１７・・・・・・第２の絶
縁膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１２
−一一ヤＩ’Ｔ、 摩１幻り１ ｆ、）−一一半等＋ｈｇ １４−−１ｆ１月更 １５．１針−し−プ）シ２１るし目２力外郭にや一一一
位厘□ 第５図
Claims (4)
- （１）絶縁基板上に形成した金属薄膜と、上記金属薄膜
を蔽うように形成した第１の絶縁膜と、上記絶縁膜上に
溶融固化して結晶性の良化をはかった半導体膜とよりな
ることを特徴とする半導体基板。 - （２）金属薄膜として、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗおよびそれらの
シリサイド化合物よりなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体基板。 - （３）絶縁基板と金属薄膜間に別の絶縁膜を形成してな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
基板。 - （４）半導体膜として、ＳｉあるいはＧｅあるいはそれ
らの混晶よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177109A JPS6237922A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 半導体基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177109A JPS6237922A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 半導体基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237922A true JPS6237922A (ja) | 1987-02-18 |
Family
ID=16025309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60177109A Pending JPS6237922A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 半導体基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237922A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62181419A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-08 | Nec Corp | 多結晶シリコンの再結晶化法 |
| US6432493B1 (en) | 1997-04-02 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Method of carrying out plasma-enhanced chemical vapor deposition |
| JP2005333115A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-12-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜集積回路とその作製方法、ｃｐｕ、メモリ、電子カード及び電子機器 |
| US11793432B2 (en) | 2015-08-06 | 2023-10-24 | Becton, Dickinson And Company | Biological fluid collection device and biological fluid collection system |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP60177109A patent/JPS6237922A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62181419A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-08 | Nec Corp | 多結晶シリコンの再結晶化法 |
| US6432493B1 (en) | 1997-04-02 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Method of carrying out plasma-enhanced chemical vapor deposition |
| JP2005333115A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-12-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜集積回路とその作製方法、ｃｐｕ、メモリ、電子カード及び電子機器 |
| US11793432B2 (en) | 2015-08-06 | 2023-10-24 | Becton, Dickinson And Company | Biological fluid collection device and biological fluid collection system |
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