JPS6336512A - 半導体単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体単結晶薄膜の製造方法Info
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- JPS6336512A JPS6336512A JP17937686A JP17937686A JPS6336512A JP S6336512 A JPS6336512 A JP S6336512A JP 17937686 A JP17937686 A JP 17937686A JP 17937686 A JP17937686 A JP 17937686A JP S6336512 A JPS6336512 A JP S6336512A
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- seed
- insulation
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、溶融再結晶化法（ｌａｔｅｒａｌｌｙ ５ｅ
ｅｄｅｄｓｐｌｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）、特に再
結晶化にエネルギービームを使用した半導体単結晶薄膜
の製造方法に関する。
ｅｄｅｄｓｐｌｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）、特に再
結晶化にエネルギービームを使用した半導体単結晶薄膜
の製造方法に関する。
本発明は、再結晶化にエネルギービームを使用した半導
体単結晶薄膜の製造方法であり、絶縁基体を表面の１８
Ｒ層と、この絶縁層より熱伝導率の高い熱伝導体で構成
することによフ、良質の半導体単結晶薄膜を製造するこ
とができるようにしたものである。
体単結晶薄膜の製造方法であり、絶縁基体を表面の１８
Ｒ層と、この絶縁層より熱伝導率の高い熱伝導体で構成
することによフ、良質の半導体単結晶薄膜を製造するこ
とができるようにしたものである。
従来、絶縁層上の半導体非単結晶薄膜にエネルギービー
ム、例えば電子線を照射して溶融再結晶化させ、半導体
単結晶薄膜を作製する技術（所謂、ＳＩＯ単結晶作製技
術）が提案されている。この再結晶化のために、例えば
第５図に示すＬＯＣＯ８型構造の試料（１）、第６図に
示すメサ型構造の試料（１）が用いられている。（２）
は単結晶Ｓ！基板、（３）は５ｉＯ２（又は５ＩＮ）層
、（４）は多結晶Ｓｔ薄膜である。この試料（１）に対
して上から線状電子：ｌｉｉを照射して多結晶Ｓｔと種
部を溶融し、種（シード）ｉ（５）から順に単結晶ＳＩ
Ｋ再結晶化させる。従ってこの再結晶化ｔ−順調に行
って良質の単結晶Ｓ１薄膜を得るためには、電子線によ
る加熱時、種部（５）とその近傍の多結晶Ｓｉ及び５ｉ
ｏ２層（３）上の多結晶Ｓｔが同程度に溶融しているこ
とが必要である。
ム、例えば電子線を照射して溶融再結晶化させ、半導体
単結晶薄膜を作製する技術（所謂、ＳＩＯ単結晶作製技
術）が提案されている。この再結晶化のために、例えば
第５図に示すＬＯＣＯ８型構造の試料（１）、第６図に
示すメサ型構造の試料（１）が用いられている。（２）
は単結晶Ｓ！基板、（３）は５ｉＯ２（又は５ＩＮ）層
、（４）は多結晶Ｓｔ薄膜である。この試料（１）に対
して上から線状電子：ｌｉｉを照射して多結晶Ｓｔと種
部を溶融し、種（シード）ｉ（５）から順に単結晶ＳＩ
Ｋ再結晶化させる。従ってこの再結晶化ｔ−順調に行
って良質の単結晶Ｓ１薄膜を得るためには、電子線によ
る加熱時、種部（５）とその近傍の多結晶Ｓｉ及び５ｉ
ｏ２層（３）上の多結晶Ｓｔが同程度に溶融しているこ
とが必要である。
エネルギービーム、特に電子線を照射した場合、種Ｓを
構成する単結晶Ｓｔの熱伝導率が絶縁層を構成する８１
０２又はＳＩＮより大きいため、種部の温度（到達温度
）は、絶縁層上の多結晶Ｓｔの温度（到達温度）より低
くなる。これにより、５ｉｏ２層上の多結晶Ｓ１が溶融
する温度に加熱条件を設定した場合には、種部への到達
濃度が不足して充分溶融しない九め、種部からの単結晶
Ｓｔの再結晶化が起きない。また、種部が充分溶融する
温度に加熱条件を設定し九場合には、種部近傍の多結晶
Ｓｔには再結晶化が起きているが、５ｉｏ２層上の多結
晶Ｓｉの加熱温度が高くなシすぎて多結晶Ｓ１が蒸発し
て消失するか、剥離するという問題が生じていた。
構成する単結晶Ｓｔの熱伝導率が絶縁層を構成する８１
０２又はＳＩＮより大きいため、種部の温度（到達温度
）は、絶縁層上の多結晶Ｓｔの温度（到達温度）より低
くなる。これにより、５ｉｏ２層上の多結晶Ｓ１が溶融
する温度に加熱条件を設定した場合には、種部への到達
濃度が不足して充分溶融しない九め、種部からの単結晶
Ｓｔの再結晶化が起きない。また、種部が充分溶融する
温度に加熱条件を設定し九場合には、種部近傍の多結晶
Ｓｔには再結晶化が起きているが、５ｉｏ２層上の多結
晶Ｓｉの加熱温度が高くなシすぎて多結晶Ｓ１が蒸発し
て消失するか、剥離するという問題が生じていた。
このような問題点を解決するために、従来例えばマスク
を用いたり、電子線の走査速度を調整したりして、照射
される領域の放熱特性に対応して電子線の照射強度を変
化させて種部では強く、絶縁層上の多結晶８１では弱く
する方法が提案されている（特開昭５７−４５９２０参
照）。しかし、この方法によれば電子線を幅１０ｏＡｍ
以下の細い線状に絞り、且つ多結晶Ｓｔを溶融させるの
に必要なエネルギー密度を持たせることは困難である。
を用いたり、電子線の走査速度を調整したりして、照射
される領域の放熱特性に対応して電子線の照射強度を変
化させて種部では強く、絶縁層上の多結晶８１では弱く
する方法が提案されている（特開昭５７−４５９２０参
照）。しかし、この方法によれば電子線を幅１０ｏＡｍ
以下の細い線状に絞り、且つ多結晶Ｓｔを溶融させるの
に必要なエネルギー密度を持たせることは困難である。
また、第４図に示すように、島状の８１０２層（３）ｔ
−有する単結晶８１基板（２）上に多結晶ｓｔ薄膜（４
）、５１０２ （又はＳＩＮ ）層（６）及び高融点金
属層（７）を形成し次後、５ｉｎ２層（３）に対応する
高融点金属層（７）上のみにＳＩＮ 膜（８） ｙｋ影
形成て、５ｉｏ２層（３）上の多結晶Ｓｔへの照射蓋を
減衰させる方法（％開昭５８−１３９４２３参照）も提
案されているが、この方法によれば構造が複雑になり、
歩留り、コスト面等で不利である。
−有する単結晶８１基板（２）上に多結晶ｓｔ薄膜（４
）、５１０２ （又はＳＩＮ ）層（６）及び高融点金
属層（７）を形成し次後、５ｉｎ２層（３）に対応する
高融点金属層（７）上のみにＳＩＮ 膜（８） ｙｋ影
形成て、５ｉｏ２層（３）上の多結晶Ｓｔへの照射蓋を
減衰させる方法（％開昭５８−１３９４２３参照）も提
案されているが、この方法によれば構造が複雑になり、
歩留り、コスト面等で不利である。
本発明は、上記問題点を解決することができる半導体単
結晶薄膜の製造方法を提供するものである。
結晶薄膜の製造方法を提供するものである。
本発明は、絶縁基体（２）上に形成され九半導体非単結
晶薄膜（６）と、半導体非単結晶薄膜（６）に接して配
された半導体単結晶部α樟とを有し、エネルギービーム
（Ｉ７１を照射して種部となる半導体単結晶部α樟と半
導体非単結晶薄膜（６）を加熱溶融した後、再結晶化さ
せる半導体単結晶薄膜の製造方法において、絶縁基体（
６）を表面の絶縁層（ト）と、この絶縁層（ト）よシ熱
伝導率の高い熱伝導体α・で構成する。
晶薄膜（６）と、半導体非単結晶薄膜（６）に接して配
された半導体単結晶部α樟とを有し、エネルギービーム
（Ｉ７１を照射して種部となる半導体単結晶部α樟と半
導体非単結晶薄膜（６）を加熱溶融した後、再結晶化さ
せる半導体単結晶薄膜の製造方法において、絶縁基体（
６）を表面の絶縁層（ト）と、この絶縁層（ト）よシ熱
伝導率の高い熱伝導体α・で構成する。
熱伝導体９時は、絶縁層（ト）を５ｉｏ２（熱伝導率に
＝０．０１４ Ｗ／ｃｍ−ｄｅｇ ）又はＳＩＮ （Ｋ
はＳｌＯ□に略近い）で形成した場合、これより熱伝導
率にの高い、例えば）Ｌ２０３（Ｋ＝ ０．２６ Ｗ／
ｍ・ｄｅｇ ）、Ｍｏ （Ｋ＝ １．３５Ｗ／ｃｍ ・
ｄ ｅ ｇ ）、Ｗ （Ｋ＝ １．７０ Ｗ／ｃｍ・ｄ
ｅｇ ）多結晶シリコン、シリサイド、ポリサイド等で
形成することができる。絶縁層（６）は特に熱伝導体α
Ｑからの不純物が再結晶化すべき薄膜（２）中に浸入す
るのを阻止する効果を得るのに必要な程度に薄く形成す
る。
＝０．０１４ Ｗ／ｃｍ−ｄｅｇ ）又はＳＩＮ （Ｋ
はＳｌＯ□に略近い）で形成した場合、これより熱伝導
率にの高い、例えば）Ｌ２０３（Ｋ＝ ０．２６ Ｗ／
ｍ・ｄｅｇ ）、Ｍｏ （Ｋ＝ １．３５Ｗ／ｃｍ ・
ｄ ｅ ｇ ）、Ｗ （Ｋ＝ １．７０ Ｗ／ｃｍ・ｄ
ｅｇ ）多結晶シリコン、シリサイド、ポリサイド等で
形成することができる。絶縁層（６）は特に熱伝導体α
Ｑからの不純物が再結晶化すべき薄膜（２）中に浸入す
るのを阻止する効果を得るのに必要な程度に薄く形成す
る。
なお、半導体非単結晶には多結晶とアモルファスを含む
。また、エネルギービームには１粒子線（電子線等）、
熱線（レーデ、赤外線等）全含む。
。また、エネルギービームには１粒子線（電子線等）、
熱線（レーデ、赤外線等）全含む。
絶縁層（至）の下に絶縁層（ト）よシ熱伝導率にの高い
熱伝導体αＱを設は念ことにより、結果として絶縁基体
０の熱伝導率Ｋが種部（至）の熱伝導率Ｋに近くなり、
種部α樽と絶縁基体（至）上の半導体非単結晶を同程度
に溶融させることが可能になる。
熱伝導体αＱを設は念ことにより、結果として絶縁基体
０の熱伝導率Ｋが種部（至）の熱伝導率Ｋに近くなり、
種部α樽と絶縁基体（至）上の半導体非単結晶を同程度
に溶融させることが可能になる。
第１図を参照して本発明の１実施例を説明する。
本実施例においては、種部α→となる領域を除いて単結
晶Ｓｔ基板αη上に熱伝導体となるＡｔ２０３膜α・と
この上に形成された絶縁層であるＳｌＯ□（又は５ＩＮ
）膜（ト）との複合膜より成る絶縁基体α４を形成し、
種部（Ｉｌと絶縁基体（至）上に多結晶ｓｉ薄膜（６）
を形成すると共に多結晶Ｓ１薄膜（６）をＳＩＯ□膜（
至）の側壁部に）によって分離した構造の試料αゆを炸
裂する。この試料α→において、絶縁基体αＪのＡｔ２
０５膜α句は、５ｔｏ２膜α＄よりも熱伝導率の高い物
質であって、絶縁基体（６）としての熱伝導率Ｋを向上
させるために設ける。ま九、多結晶Ｓｌ薄膜（６）と接
する表面のＳｔＯ７膜（ト）は、Ａｔ２０３膜αＱから
不純物であるＡｔが多結晶Ｓ１薄膜（６）中に侵入する
のを阻止するために設ける。
晶Ｓｔ基板αη上に熱伝導体となるＡｔ２０３膜α・と
この上に形成された絶縁層であるＳｌＯ□（又は５ＩＮ
）膜（ト）との複合膜より成る絶縁基体α４を形成し、
種部（Ｉｌと絶縁基体（至）上に多結晶ｓｉ薄膜（６）
を形成すると共に多結晶Ｓ１薄膜（６）をＳＩＯ□膜（
至）の側壁部に）によって分離した構造の試料αゆを炸
裂する。この試料α→において、絶縁基体αＪのＡｔ２
０５膜α句は、５ｔｏ２膜α＄よりも熱伝導率の高い物
質であって、絶縁基体（６）としての熱伝導率Ｋを向上
させるために設ける。ま九、多結晶Ｓｌ薄膜（６）と接
する表面のＳｔＯ７膜（ト）は、Ａｔ２０３膜αＱから
不純物であるＡｔが多結晶Ｓ１薄膜（６）中に侵入する
のを阻止するために設ける。
そして、この試料α脣を使用してその表面は加速電圧１
０ｋＶ、電子密度約５０ Ａ／ｃｍ”、幅１０１層ｍ以
上（通常５０〜２０００μｍ）の線状電子線αηを走査
する◎この照射の際、従来のように５ＩＯ２（又はＳＩ
Ｎ ）より成る絶縁層に多結晶Ｓｔ薄膜が形成されてい
る場合と比べて、本実施例によれば絶縁基体（至）の熱
伝導率が高くなって、種部（ＬＦｊの熱伝導率に近づく
ので、種部α樽とその近傍の多結晶８１及び絶縁基体（
至）上の多結晶Ｓ１の溶融状態が近くなる。これによっ
て、電子線αηの照射後、試料α◆の冷却に伴って種部
ａ樽近傍の多結晶Ｓｔから絶縁基体ａＪ上の多結晶Ｓｉ
に向って順調に再結晶化が進んで、良質の単結晶Ｓｌ＃
膜が得られる。
０ｋＶ、電子密度約５０ Ａ／ｃｍ”、幅１０１層ｍ以
上（通常５０〜２０００μｍ）の線状電子線αηを走査
する◎この照射の際、従来のように５ＩＯ２（又はＳＩ
Ｎ ）より成る絶縁層に多結晶Ｓｔ薄膜が形成されてい
る場合と比べて、本実施例によれば絶縁基体（至）の熱
伝導率が高くなって、種部（ＬＦｊの熱伝導率に近づく
ので、種部α樽とその近傍の多結晶８１及び絶縁基体（
至）上の多結晶Ｓ１の溶融状態が近くなる。これによっ
て、電子線αηの照射後、試料α◆の冷却に伴って種部
ａ樽近傍の多結晶Ｓｔから絶縁基体ａＪ上の多結晶Ｓｉ
に向って順調に再結晶化が進んで、良質の単結晶Ｓｌ＃
膜が得られる。
次に第２図を参照して本発明の他の実施例を説明する。
本実施例においては、試料α慢の絶縁基体ｅｌｌ上層の
８１０□（又はＳＩＮ ）膜（１５ｍ）、中間層のＭｏ
膜（６）及び下層の５ｔｏ２（又はＳｉＮ ）膜（１５
ｂ）より成る複合膜で構成する。中間層の材料は、熱伝
導率と熱容量が大きぐ、高融点を有していることが必要
であり、Ｍｏの他に例えばＷ、多結晶シリコン。
８１０□（又はＳＩＮ ）膜（１５ｍ）、中間層のＭｏ
膜（６）及び下層の５ｔｏ２（又はＳｉＮ ）膜（１５
ｂ）より成る複合膜で構成する。中間層の材料は、熱伝
導率と熱容量が大きぐ、高融点を有していることが必要
であり、Ｍｏの他に例えばＷ、多結晶シリコン。
シリサイド、ポリサイド等が挙けられる。下層の５ｉｏ
２膜（１５ｂ）は、中間層として金属を使用した場合の
絶縁性保持の念めであり、また界面特性を維持する効果
も有する。このように複合膜より成る絶縁基体０中の１
層としてＭｏのように熱伝導率（Ｋ＝ １．３５ Ｗ／
ｃｍ ・ｄｏｇ）の高い膜を設は次ことにより、種部（
至）と同様に熱が逃は易くなり、その結果電子線α力に
よる加熱時、種部α榎とその近傍の多結晶Ｓｉ及び絶縁
基体（資）上の多結晶Ｓｔの溶融状態が近くなる。従っ
て、本実施例によっても、上記実施例の場合と同様に良
好に再結晶化を行なうことができる。
２膜（１５ｂ）は、中間層として金属を使用した場合の
絶縁性保持の念めであり、また界面特性を維持する効果
も有する。このように複合膜より成る絶縁基体０中の１
層としてＭｏのように熱伝導率（Ｋ＝ １．３５ Ｗ／
ｃｍ ・ｄｏｇ）の高い膜を設は次ことにより、種部（
至）と同様に熱が逃は易くなり、その結果電子線α力に
よる加熱時、種部α榎とその近傍の多結晶Ｓｉ及び絶縁
基体（資）上の多結晶Ｓｔの溶融状態が近くなる。従っ
て、本実施例によっても、上記実施例の場合と同様に良
好に再結晶化を行なうことができる。
なお、第３図に示すよりに、素子−が設けられた牛導体
装誼ａＯにおいて、良導体でおる例えばＭ。
装誼ａＯにおいて、良導体でおる例えばＭ。
膜α場の周囲′！！−８ＩＯ２膜（ハ）で囲うことによ
り絶縁基体（６）を形成し、このＭｏ膜（至）に接地電
位を与えることにより、上層と下層の素子（２０ｍ）及
び（２ｏｂ）間の分離を確実にすることができる。
り絶縁基体（６）を形成し、このＭｏ膜（至）に接地電
位を与えることにより、上層と下層の素子（２０ｍ）及
び（２ｏｂ）間の分離を確実にすることができる。
本発明によれば、絶縁基体の熱伝導率が種部の熱伝導率
に近づくため、エネルギービームによる照射時、種部と
その近傍の半導体非単結晶薄膜及び絶縁層上の半導体非
単結晶薄膜の加熱温度が近単結晶薄膜が得られる。
に近づくため、エネルギービームによる照射時、種部と
その近傍の半導体非単結晶薄膜及び絶縁層上の半導体非
単結晶薄膜の加熱温度が近単結晶薄膜が得られる。
第１図は実施例の断面図、第２図及び第３図は他の実施
例の断面図、第４図〜第６図は従来例の断面図でおる。 Ｑツは多結晶Ｓｔ薄膜、（６）は絶縁基体、υ、（１５
ａ）。 （１５ｂ）は５ｔｏ２膜、αりはＡｔ２０３膜、αηは
電子線、α呻は種部、（６）はＭｏ膜である。 第２図 第３図 第６図
例の断面図、第４図〜第６図は従来例の断面図でおる。 Ｑツは多結晶Ｓｔ薄膜、（６）は絶縁基体、υ、（１５
ａ）。 （１５ｂ）は５ｔｏ２膜、αりはＡｔ２０３膜、αηは
電子線、α呻は種部、（６）はＭｏ膜である。 第２図 第３図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 絶縁基体上に形成された半導体非単結晶薄膜と、該半導
体非単結晶薄膜に接して配された半導体単結晶部とを有
し、エネルギービームを照射して該半導体単結晶部と上
記半導体非単結晶薄膜を加熱溶融した後、再結晶化させ
る半導体単結晶薄膜の製造方法において、 上記絶縁基体は、表面の絶縁層と、該絶縁層より熱伝導
率の高い熱伝導体であることを特徴とする半導体単結晶
薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17937686A JPS6336512A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17937686A JPS6336512A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336512A true JPS6336512A (ja) | 1988-02-17 |
Family
ID=16064774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17937686A Pending JPS6336512A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6336512A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0594441A3 (en) * | 1992-10-21 | 1994-06-08 | Seiko Instr Co Ltd | Semiconductor device |
| EP1655775A1 (de) * | 2004-11-03 | 2006-05-10 | ATMEL Germany GmbH | Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP17937686A patent/JPS6336512A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0594441A3 (en) * | 1992-10-21 | 1994-06-08 | Seiko Instr Co Ltd | Semiconductor device |
| EP0952611A3 (en) * | 1992-10-21 | 2000-06-28 | Seiko Instruments Inc. | Semiconductor device |
| US6191476B1 (en) | 1992-10-21 | 2001-02-20 | Seiko Instruments Inc. | Semiconductor device |
| EP1655775A1 (de) * | 2004-11-03 | 2006-05-10 | ATMEL Germany GmbH | Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung |
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