JPS6310516A - 薄膜再結晶化法 - Google Patents
薄膜再結晶化法Info
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- JPS6310516A JPS6310516A JP15556086A JP15556086A JPS6310516A JP S6310516 A JPS6310516 A JP S6310516A JP 15556086 A JP15556086 A JP 15556086A JP 15556086 A JP15556086 A JP 15556086A JP S6310516 A JPS6310516 A JP S6310516A
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は平面ディスプレイ駆動用ＴＰＴを構成するＳＯ
Ｉ構造の薄Ｉｌ！！（非結晶性Ｓｉ）を再結晶化する方
法に関する。
Ｉ構造の薄Ｉｌ！！（非結晶性Ｓｉ）を再結晶化する方
法に関する。
近年、 ＥＬＤ 、 ＬＣ口等の表示装置を駆動し高品
位の画質を実現するために、 ＳＯＩ構造ＴＰＴを用い
たアクティブマトリクス方式が検討されるようになって
きた。このＴＰＴは各表示セル毎に１ケずつ設けられる
が、これを駆動するドライバも必要である。
位の画質を実現するために、 ＳＯＩ構造ＴＰＴを用い
たアクティブマトリクス方式が検討されるようになって
きた。このＴＰＴは各表示セル毎に１ケずつ設けられる
が、これを駆動するドライバも必要である。
このドライバとしては数ＭＨｚ以上の高速動作が要求さ
れると共に１価格の面からホウケイ酸ガラスの如きガラ
ス基板上にＩＣ化されるのが望まれる。
れると共に１価格の面からホウケイ酸ガラスの如きガラ
ス基板上にＩＣ化されるのが望まれる。
このような要求を満たすドライバの構成要素となるＴＰ
Ｔを実現するための手法として、第３図に示したような
ヒートシンク構造を持つ多結晶Ｓｉ（シリコン）膜をレ
ーザアニールする方法が提案されている。この方法は第
３図に示すように基板１１上に第１の絶縁膜１２とヒー
トシンク層（高熱伝導層）１３とを順次積層し、該ヒー
トシンク層１３上に第２の絶縁膜１４と非結晶性５ｉ１
５とこの非結晶性５ｉ１５を覆う第３の絶縁膜からなる
キャップ層１６とを島状に積層し、この非結晶性５ｉ１
５を再結晶化するものである。この方法によれば、ガウ
ス分布ビーム２０にてアニールされる島状の多結晶５１
１５の幅（走査方向に垂直・な方向）が１０〜２０ｔｍ
程度ならば。
Ｔを実現するための手法として、第３図に示したような
ヒートシンク構造を持つ多結晶Ｓｉ（シリコン）膜をレ
ーザアニールする方法が提案されている。この方法は第
３図に示すように基板１１上に第１の絶縁膜１２とヒー
トシンク層（高熱伝導層）１３とを順次積層し、該ヒー
トシンク層１３上に第２の絶縁膜１４と非結晶性５ｉ１
５とこの非結晶性５ｉ１５を覆う第３の絶縁膜からなる
キャップ層１６とを島状に積層し、この非結晶性５ｉ１
５を再結晶化するものである。この方法によれば、ガウ
ス分布ビーム２０にてアニールされる島状の多結晶５１
１５の幅（走査方向に垂直・な方向）が１０〜２０ｔｍ
程度ならば。
熱分布の制御がうまくなされ（島のエツジ部の温度が中
央より高くなる）、良質の再結晶化膜が得られるが、ビ
ーム径がせいぜい１００−φ 程度の大きさのＡｒレー
ザアニール装置ではこれ以上大きな幅の膜を７ニールす
ると１ｇＬ度分布がうまく制御されず、膜全体の結晶性
は、悉く、均質な良結晶化膜は得られない、即ち、移動
度が低く、高速動作ができないという問題があった。
央より高くなる）、良質の再結晶化膜が得られるが、ビ
ーム径がせいぜい１００−φ 程度の大きさのＡｒレー
ザアニール装置ではこれ以上大きな幅の膜を７ニールす
ると１ｇＬ度分布がうまく制御されず、膜全体の結晶性
は、悉く、均質な良結晶化膜は得られない、即ち、移動
度が低く、高速動作ができないという問題があった。
このような幅の広い膜は長いチャネル幅を有するＴＰＴ
（高集積化のためにできるだけ１つのＳｉ島で構成す
るのが望まれる）を得るのに必要である。
（高集積化のためにできるだけ１つのＳｉ島で構成す
るのが望まれる）を得るのに必要である。
本発明の目的はかかる従来の欠点を除き、島に対する双
峰ビームの照射位置を制御することにより、均質な良結
晶化膜が得られる薄膜再結晶化法を提供することにある
。
峰ビームの照射位置を制御することにより、均質な良結
晶化膜が得られる薄膜再結晶化法を提供することにある
。
本発明は基板上に第１の絶縁膜とヒートシンク層とを積
層し、該ヒートシンク層上に第２の絶縁膜と非結晶性Ｓ
ｉとこの非結晶性Ｓｉ層を覆う第３の絶縁膜からなるキ
ャップ層とを島状に積層し、前記非結晶性Ｓｉを再結晶
化する方法において、双峰状のエネルギー分布からなる
高エネルギービームの中心部を前記島状の非結晶性Ｓｉ
のエツジ領域に照射してビームアニールし、前記エツジ
領域を除く部分に対しては双峰ビームの一方の峰が前に
走査した双峰ビームの他方の峰にほぼ重ね合わさるよう
に順次ビームアニールすることを特徴とする薄膜再結晶
化法である。
層し、該ヒートシンク層上に第２の絶縁膜と非結晶性Ｓ
ｉとこの非結晶性Ｓｉ層を覆う第３の絶縁膜からなるキ
ャップ層とを島状に積層し、前記非結晶性Ｓｉを再結晶
化する方法において、双峰状のエネルギー分布からなる
高エネルギービームの中心部を前記島状の非結晶性Ｓｉ
のエツジ領域に照射してビームアニールし、前記エツジ
領域を除く部分に対しては双峰ビームの一方の峰が前に
走査した双峰ビームの他方の峰にほぼ重ね合わさるよう
に順次ビームアニールすることを特徴とする薄膜再結晶
化法である。
基板上に絶縁膜／ピー８２２９層／絶縁膜／島状非結晶
性Ｓｉの順に積層し、島状非結晶性Ｓ１を３１Ｎｘの如
きキャップ層としての絶縁膜でおおい、この上から双峰
状の高エネルギービーム（ＡｒＣＷレーザアニール装置
等を使用）にて峰の並ぶ方向と直角に走査する。この場
合、島状非結晶性Ｓｉの走査方向のエツジ領域をアニー
ルするときには双峰状のエルネギ−分布からなる高エネ
ルギービームの中心部を島状非結晶性Ｓｉのエツジ領域
に照射してビームアニール走査する。これにより熱の溜
りやすい島状非結晶性・Ｓｉのエツジ部の温度は極度に
高くならず、双峰ビームの一方の峰（島状非結晶性Ｓｉ
側）に対応する位置の温度よりも低く保持される。しか
も、峰の部分より低いが、小さ過ぎないエネルギーを持
つビームの重ね合わせ部分が当たるので、このエツジ部
の温度が低くなり過ぎることもない。従って、温度の低
いエツジ部から峰に対応する部分に向かって結晶化が進
行し、ビームを照射したエツジ領域から峰に対応する領
域までの範囲は粒界を生じることなく均質に再結晶化さ
れる。この場合、ビームの峰をエツジ部に当てたときの
ようにエツジ部に熱が溜ることによる膜の飛散現象が生
じなくなる。
性Ｓｉの順に積層し、島状非結晶性Ｓ１を３１Ｎｘの如
きキャップ層としての絶縁膜でおおい、この上から双峰
状の高エネルギービーム（ＡｒＣＷレーザアニール装置
等を使用）にて峰の並ぶ方向と直角に走査する。この場
合、島状非結晶性Ｓｉの走査方向のエツジ領域をアニー
ルするときには双峰状のエルネギ−分布からなる高エネ
ルギービームの中心部を島状非結晶性Ｓｉのエツジ領域
に照射してビームアニール走査する。これにより熱の溜
りやすい島状非結晶性・Ｓｉのエツジ部の温度は極度に
高くならず、双峰ビームの一方の峰（島状非結晶性Ｓｉ
側）に対応する位置の温度よりも低く保持される。しか
も、峰の部分より低いが、小さ過ぎないエネルギーを持
つビームの重ね合わせ部分が当たるので、このエツジ部
の温度が低くなり過ぎることもない。従って、温度の低
いエツジ部から峰に対応する部分に向かって結晶化が進
行し、ビームを照射したエツジ領域から峰に対応する領
域までの範囲は粒界を生じることなく均質に再結晶化さ
れる。この場合、ビームの峰をエツジ部に当てたときの
ようにエツジ部に熱が溜ることによる膜の飛散現象が生
じなくなる。
また、島状非結晶性Ｓｉの内側の領域に対しては前に走
査した領域の峰に対応する部分の近傍に、一方の峰を位
置させてビームアニールする。これにより双峰ビームの
峰の間に対応する領域は均質に結晶化されるので、走査
する毎に境界領域に１本の結晶粒界が入るだけで、膜全
体がほぼ均質に結晶化される。即ち、複数の走査を行え
ば、全体にわたって結晶性の良い大面積の島状のＳｉ膜
が得られる。
査した領域の峰に対応する部分の近傍に、一方の峰を位
置させてビームアニールする。これにより双峰ビームの
峰の間に対応する領域は均質に結晶化されるので、走査
する毎に境界領域に１本の結晶粒界が入るだけで、膜全
体がほぼ均質に結晶化される。即ち、複数の走査を行え
ば、全体にわたって結晶性の良い大面積の島状のＳｉ膜
が得られる。
以下、本発明の実施例について図面を参照し乍ら詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例となる薄膜の再結晶化法を説
明するための図である。第２図は再結晶化される薄膜の
平面図である。ここでは、アニールされる薄膜として多
結晶Ｓｉを用いた場合について説明する。
明するための図である。第２図は再結晶化される薄膜の
平面図である。ここでは、アニールされる薄膜として多
結晶Ｓｉを用いた場合について説明する。
ガラス基板（ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス等）の如
き基板１１上に順次積層された絶縁膜１２．ヒートシン
ク層（多結晶Ｓｉ、 ｖｔ Ｎｏ、 Ｃｒあるいは高融
点金属をシリサイド化したもの等）１３．絶縁膜１４及
び多結晶Ｓｉ層１５の多層膜のうち、多結晶Ｓｉと絶縁
膜１４の島をＳｉＮｘの如きキャップ層１６で覆い、こ
の上から（ＪＡｒレーザやパルスモードのＹＡＧレーザ
等のビームを照射する。この際、ビーム形状を、同図に
示したように双峰状のエネルギー分布を有したものにす
る。このような双峰ビームにする方法としては、２つの
光源からのビームを同時に照射する手法と、１本のレー
ザ光を１／４波長板を使って円偏光させ、これを水晶複
局析板により２本の双峰ビームに分離して照射する手法
とがあるが、いずれでもよい。かかる双峰ビームの照射
法としては第１図に示したエネルギー分布と島状多結晶
５ｉ１５の位百関係を保持させ乍ら、走査するようにす
る。即ち、ビームの分離方向と直角な方向Ｘに、ビーム
走査を行う。この場合、島のエツジ領域においては双峰
ビーム２１−■の中心部を多結晶５ｉ１５のエツジ部に
照射してアニールする。双峰ビーム２１−■の中心部の
エネルギーは２つのビームのすそが重畳されたものであ
るから、峰の部分よりやや低い程度にしか低下しない、
このようなエネルギー分布を持つビームでアニールする
と、熱の溜りやすい多結晶５ｉ１５のエツジ部の温度（
照射時）は極度に高くなることなく、双峰ビームの峰に
対応する位置の温度より低く維持される。しかも。
き基板１１上に順次積層された絶縁膜１２．ヒートシン
ク層（多結晶Ｓｉ、 ｖｔ Ｎｏ、 Ｃｒあるいは高融
点金属をシリサイド化したもの等）１３．絶縁膜１４及
び多結晶Ｓｉ層１５の多層膜のうち、多結晶Ｓｉと絶縁
膜１４の島をＳｉＮｘの如きキャップ層１６で覆い、こ
の上から（ＪＡｒレーザやパルスモードのＹＡＧレーザ
等のビームを照射する。この際、ビーム形状を、同図に
示したように双峰状のエネルギー分布を有したものにす
る。このような双峰ビームにする方法としては、２つの
光源からのビームを同時に照射する手法と、１本のレー
ザ光を１／４波長板を使って円偏光させ、これを水晶複
局析板により２本の双峰ビームに分離して照射する手法
とがあるが、いずれでもよい。かかる双峰ビームの照射
法としては第１図に示したエネルギー分布と島状多結晶
５ｉ１５の位百関係を保持させ乍ら、走査するようにす
る。即ち、ビームの分離方向と直角な方向Ｘに、ビーム
走査を行う。この場合、島のエツジ領域においては双峰
ビーム２１−■の中心部を多結晶５ｉ１５のエツジ部に
照射してアニールする。双峰ビーム２１−■の中心部の
エネルギーは２つのビームのすそが重畳されたものであ
るから、峰の部分よりやや低い程度にしか低下しない、
このようなエネルギー分布を持つビームでアニールする
と、熱の溜りやすい多結晶５ｉ１５のエツジ部の温度（
照射時）は極度に高くなることなく、双峰ビームの峰に
対応する位置の温度より低く維持される。しかも。
このエツジ部の温度は溶融するのに十分な値に保たれる
。従って、温度の低いエツジ部から峰に対応する部分に
向かって結晶化が進み、ビームを照射したエツジから峰
に対応する領域までの範囲Ａは粒界を生じろことなく均
質に結晶化される。この場合、ビームの峰はエツジ部に
当たっていないから、エツジ部に熱が異常に溜ることが
なく、多結晶５ｉ１５が飛散するようなことはない。
。従って、温度の低いエツジ部から峰に対応する部分に
向かって結晶化が進み、ビームを照射したエツジから峰
に対応する領域までの範囲Ａは粒界を生じろことなく均
質に結晶化される。この場合、ビームの峰はエツジ部に
当たっていないから、エツジ部に熱が異常に溜ることが
なく、多結晶５ｉ１５が飛散するようなことはない。
また、多結晶５ｉ１５のエツジより内側の領域に対して
は、市に走査した領域の峰に対応する部分に、２１−■
〜２１−Ｉ■に示すようにビームの一方の峰をほぼ一致
させてビームアニールする。これにより、双峰ビームの
峰の間に対応する領域はビームの谷に対応する領域（ビ
ームの中央部）から峰に対応する領域（外側）に向けて
結晶化が進み、全体的に均質な良結晶化膜が得られる。
は、市に走査した領域の峰に対応する部分に、２１−■
〜２１−Ｉ■に示すようにビームの一方の峰をほぼ一致
させてビームアニールする。これにより、双峰ビームの
峰の間に対応する領域はビームの谷に対応する領域（ビ
ームの中央部）から峰に対応する領域（外側）に向けて
結晶化が進み、全体的に均質な良結晶化膜が得られる。
このようなビームアニールを順次ピッチをシフトして行
えば、数十ｐｍ以上の大きな幅を有する島状の多結晶Ｓ
ｉ膜について走査毎のビームの境界に１本の粒界が生じ
るだけでほぼ均質に結晶化されたＳｉ膜が得られる。
えば、数十ｐｍ以上の大きな幅を有する島状の多結晶Ｓ
ｉ膜について走査毎のビームの境界に１本の粒界が生じ
るだけでほぼ均質に結晶化されたＳｉ膜が得られる。
尚、本発明の実施例にはビームアニールされる膜として
多結晶Ｓｉを選んで説明を行ったが、非晶質のＳｉ層で
あって、も差しつかえないことは言うまでもない。また
、アニール時に非結晶性Ｓｉ膜が飛散する現象がなく、
特に熱分布制御を行う上で問題がないビームアニール条
件がある場合には、キャップ層１６を設けない構造であ
っても本発明の趣旨を損なうことはない。さらに、基板
としてはガラスに限定されることな（、Ｓｉ、石英、サ
ファイアやＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体、他のど
のような物質に対しても本発明を適用することができ、
有効である。
多結晶Ｓｉを選んで説明を行ったが、非晶質のＳｉ層で
あって、も差しつかえないことは言うまでもない。また
、アニール時に非結晶性Ｓｉ膜が飛散する現象がなく、
特に熱分布制御を行う上で問題がないビームアニール条
件がある場合には、キャップ層１６を設けない構造であ
っても本発明の趣旨を損なうことはない。さらに、基板
としてはガラスに限定されることな（、Ｓｉ、石英、サ
ファイアやＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体、他のど
のような物質に対しても本発明を適用することができ、
有効である。
以上説明したように本発明によれば島状の非結晶性Ｓｉ
のエツジ領域のアニールを、エツジ部から島の内側へ結
晶化が進むような熱分布になるように双峰ビームの照射
する位置を制御して行い、島の内側も双峰ビームの峰を
互いに重ね合わせて、結晶化される領域が連続的に横方
向につながるようにしているので、大面積にわたって結
晶性の良い膜が得られる。即ち、チャネル幅の大きなト
ランジスタも１ケの島だけで形成できるようになるので
、高集積化に非常に有利である。
のエツジ領域のアニールを、エツジ部から島の内側へ結
晶化が進むような熱分布になるように双峰ビームの照射
する位置を制御して行い、島の内側も双峰ビームの峰を
互いに重ね合わせて、結晶化される領域が連続的に横方
向につながるようにしているので、大面積にわたって結
晶性の良い膜が得られる。即ち、チャネル幅の大きなト
ランジスタも１ケの島だけで形成できるようになるので
、高集積化に非常に有利である。
第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は再
結晶化される膜の平面図、第３図は従来の薄膜の再結晶
化法を説明するための図である。
結晶化される膜の平面図、第３図は従来の薄膜の再結晶
化法を説明するための図である。
Claims (1)
- （１）基板上に第１の絶縁膜とヒートシンク層を積層し
、該ヒートシンク層上に第２の絶縁膜を介して少なくと
も非結晶性Ｓｉを島状に積層し、前記非結晶性Ｓｉを再
結晶化する方法において、双峰状のエネルギー分布から
なる高エネルギービームの中心部を前記島状の非結晶性
Ｓｉのエッジ領域に照射してビームアニールし、前記エ
ッジ領域を除く部分に対しては双峰ビームの一方の峰が
前に走査した双峰ビームの他方の峰にほぼ重ね合わさる
ように順次ビームアニールすることを特徴とする薄膜再
結晶化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15556086A JPS6310516A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 薄膜再結晶化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15556086A JPS6310516A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 薄膜再結晶化法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310516A true JPS6310516A (ja) | 1988-01-18 |
Family
ID=15608723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15556086A Pending JPS6310516A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 薄膜再結晶化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6310516A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282869A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-07 | G T C:Kk | 薄膜半導体装置の製造方法及びこれを実施するための装置 |
| US7888772B2 (en) * | 2007-01-17 | 2011-02-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic fuse having heat spreading structure |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP15556086A patent/JPS6310516A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282869A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-07 | G T C:Kk | 薄膜半導体装置の製造方法及びこれを実施するための装置 |
| US7888772B2 (en) * | 2007-01-17 | 2011-02-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electronic fuse having heat spreading structure |
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