JPS641046B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS641046B2 JPS641046B2 JP56048582A JP4858281A JPS641046B2 JP S641046 B2 JPS641046 B2 JP S641046B2 JP 56048582 A JP56048582 A JP 56048582A JP 4858281 A JP4858281 A JP 4858281A JP S641046 B2 JPS641046 B2 JP S641046B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- wafer
- energy
- energy beam
- layer
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P34/00—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices
- H10P34/40—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation
- H10P34/42—Irradiation with electromagnetic or particle radiation of wafers, substrates or parts of devices with high-energy radiation with electromagnetic radiation, e.g. laser annealing
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエネルギー線の走査方法に係り、特
に、ウエハーのアニールに於て生ずる残留歪を低
減させるエネルギー線の走査方法に関する。
に、ウエハーのアニールに於て生ずる残留歪を低
減させるエネルギー線の走査方法に関する。
多結晶シリコンは半導体材料として、多くの利
用がなされ、例えば高濃度に不純物を添加した多
結晶シリコンはシリコンゲート、ポリエミツタ等
に、低濃度多結晶シリコン等はＰ−Ｎ接合や太陽
電池等に利用されている。
用がなされ、例えば高濃度に不純物を添加した多
結晶シリコンはシリコンゲート、ポリエミツタ等
に、低濃度多結晶シリコン等はＰ−Ｎ接合や太陽
電池等に利用されている。
このような多結晶層や非晶質層をCVDや真空
蒸着により多結晶のシリコン基板又は絶縁基板等
に形成し、レーザ光、イオンビーム、電子線、中
性子線等のエネルギー線を照射することによつて
多結晶層や非晶質層を結晶化することができ、且
つ多結晶シリコンの粒径を増大させることが出来
る。又、イオン打込み等によつてシリコン単結晶
ウエハーの表面に受けた損傷を結晶回復する技術
も知られている。
蒸着により多結晶のシリコン基板又は絶縁基板等
に形成し、レーザ光、イオンビーム、電子線、中
性子線等のエネルギー線を照射することによつて
多結晶層や非晶質層を結晶化することができ、且
つ多結晶シリコンの粒径を増大させることが出来
る。又、イオン打込み等によつてシリコン単結晶
ウエハーの表面に受けた損傷を結晶回復する技術
も知られている。
このようなアニーリングのメカニズムはエネル
ギー線がパルスレーザ等の場合はウエハー等の多
結晶層、非晶質層、又は単結晶層面上の温度が融
解点まで上昇した上で液相エピタキシヤル成長さ
せたものであり、CWレーザ等の照射ではウエハ
ー温度は融解温度まで達せず固相エピタキシヤル
機構によつて結晶回復するとされている。
ギー線がパルスレーザ等の場合はウエハー等の多
結晶層、非晶質層、又は単結晶層面上の温度が融
解点まで上昇した上で液相エピタキシヤル成長さ
せたものであり、CWレーザ等の照射ではウエハ
ー温度は融解温度まで達せず固相エピタキシヤル
機構によつて結晶回復するとされている。
上述のアニーリングにおける問題点を第１図及
び第２図について説明する。
び第２図について説明する。
第１図において１はレーザ等のエネルギー源
で、エネルギー線１ａをプリズム２で反射させ、
レンズ３を通して、ウエハー４の多結晶シリコン
層４ｃ面上を焦点スポツト６が一定方向に走査す
る。
で、エネルギー線１ａをプリズム２で反射させ、
レンズ３を通して、ウエハー４の多結晶シリコン
層４ｃ面上を焦点スポツト６が一定方向に走査す
る。
上述のウエハーの多結晶シリコン層面上の走査
状態を拡大して第２図に示す。
状態を拡大して第２図に示す。
今、エネルギー線１ａの焦点スポツト６が矢印
Ａ方向に走査されて、走査線５で示す部分が単結
晶化される。この時、走査線５に沿つて急熱急冷
を生じ、エネルギー線の照射領域７と非照射領域
８の境界で大きな剪断応力が働き照射領域７で矢
印で示す引張応力９が非照射領域８で矢印で示す
圧縮応力１０が働き、結晶欠陥、結晶粒界、又は
クラツクを生ずる。更に残留歪のためにウエハー
が破損され易くなる欠点を生ずる。
Ａ方向に走査されて、走査線５で示す部分が単結
晶化される。この時、走査線５に沿つて急熱急冷
を生じ、エネルギー線の照射領域７と非照射領域
８の境界で大きな剪断応力が働き照射領域７で矢
印で示す引張応力９が非照射領域８で矢印で示す
圧縮応力１０が働き、結晶欠陥、結晶粒界、又は
クラツクを生ずる。更に残留歪のためにウエハー
が破損され易くなる欠点を生ずる。
又、上記の剪断応力は走査線５の長さ方向に沿
つて両端部に応力が集中し、ウエハーを破壊す
る。
つて両端部に応力が集中し、ウエハーを破壊す
る。
本発明は上記の如き欠点を除去したエネルギー
線の走査方法を提供するにある。本発明の特徴と
するところは応力集中を防ぐために、エネルギー
線の面走査によるアニーリングを互いに走査方向
を変えながら複数回行うと共に、その走査方向を
変える毎にエネルギー線の強さを弱めていくこと
により、単結晶化時の残留歪を分断して歪を減少
させるようにしたものである。
線の走査方法を提供するにある。本発明の特徴と
するところは応力集中を防ぐために、エネルギー
線の面走査によるアニーリングを互いに走査方向
を変えながら複数回行うと共に、その走査方向を
変える毎にエネルギー線の強さを弱めていくこと
により、単結晶化時の残留歪を分断して歪を減少
させるようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図面について詳記す
る。
る。
第３図において、第１回目のエネルギー線照射
の走査方向は第３図Ａに示す如くウエハー４のフ
アセツト面４ａと平行な方向に走査される。即ち
Ｘ軸方向に走査することで第４図Ａに示す、第３
図Ｂ−Ｂ断面矢視図の如く単結晶基板４ｂ上の多
結晶層４ｃは基板４ｂ表面迄充分に融解して単結
晶化される。
の走査方向は第３図Ａに示す如くウエハー４のフ
アセツト面４ａと平行な方向に走査される。即ち
Ｘ軸方向に走査することで第４図Ａに示す、第３
図Ｂ−Ｂ断面矢視図の如く単結晶基板４ｂ上の多
結晶層４ｃは基板４ｂ表面迄充分に融解して単結
晶化される。
次に第３図Ｂに示す如くウエハー４のフアセツ
ト面４ａと直交する方向、即ちＹ軸方向にエネル
ギー線の照射エネルギーを弱めた状態で走査す
る。かくすることで第３図ＢのＣ−Ｃ断面矢視図
である第４図Ｂに示すように単結晶化された半導
体層４ｃを４ｂの表面迄再び融解することなくＸ
軸方向の融解−固融状態で生ずる残留歪を減少さ
せ表面の平坦な第２の単結晶化層４ｄを生ずる。
ト面４ａと直交する方向、即ちＹ軸方向にエネル
ギー線の照射エネルギーを弱めた状態で走査す
る。かくすることで第３図ＢのＣ−Ｃ断面矢視図
である第４図Ｂに示すように単結晶化された半導
体層４ｃを４ｂの表面迄再び融解することなくＸ
軸方向の融解−固融状態で生ずる残留歪を減少さ
せ表面の平坦な第２の単結晶化層４ｄを生ずる。
第５図Ａ，Ｂに示すものは第１回及び第２回の
エネルギー線の走査方向をＸ軸及びＹ軸方向とは
異なる方向で交叉させた場合（第５図Ａ）と直角
ならざる角度で第１回及び第２回の走査方向を交
叉させた場合（第５図Ｂ）を示すものである。
エネルギー線の走査方向をＸ軸及びＹ軸方向とは
異なる方向で交叉させた場合（第５図Ａ）と直角
ならざる角度で第１回及び第２回の走査方向を交
叉させた場合（第５図Ｂ）を示すものである。
上記実施例で第２回目の走査エネルギーを第１
回目より弱めることは明らかである。又、走査方
向を２回に限らず複数回エネルギー線を徐々に弱
めながら繰返して走査させてもよい。エネルギー
線の弱め方としては、元のパワーを減すだけでな
く、スポツトサイズを拡げてもよく、走査速度を
速くしてもよい。
回目より弱めることは明らかである。又、走査方
向を２回に限らず複数回エネルギー線を徐々に弱
めながら繰返して走査させてもよい。エネルギー
線の弱め方としては、元のパワーを減すだけでな
く、スポツトサイズを拡げてもよく、走査速度を
速くしてもよい。
本発明は上述の如く構成させたのでウエハーの
単結晶化時に生ずる残留歪及び走査線の端部に生
ずる応力集中を分断出来ると共に結晶欠陥、結晶
粒界、クラツク等も減少し得、ウエハーの表面の
凹凸も減少する等、多くの特徴を有するものであ
る。
単結晶化時に生ずる残留歪及び走査線の端部に生
ずる応力集中を分断出来ると共に結晶欠陥、結晶
粒界、クラツク等も減少し得、ウエハーの表面の
凹凸も減少する等、多くの特徴を有するものであ
る。
第１図は従来のウエハーのアニーリング方法を
示す斜視図、第２図は第１図の走査線部分の拡大
説明図、第３図Ａ，Ｂは本発明の走査方法の一実
施例を説明するためのウエハーの平面図、第４図
Ａ，Ｂは第３図Ａ，ＢのＢ−Ｂ及びＣ−Ｃ断面矢
視図、第５図Ａ，Ｂは本発明の他の実施例を示す
ウエハーの平面図である。 １……エネルギー線源、２……プリズム、３…
…レンズ、４……ウエハー、６……スポツト。
示す斜視図、第２図は第１図の走査線部分の拡大
説明図、第３図Ａ，Ｂは本発明の走査方法の一実
施例を説明するためのウエハーの平面図、第４図
Ａ，Ｂは第３図Ａ，ＢのＢ−Ｂ及びＣ−Ｃ断面矢
視図、第５図Ａ，Ｂは本発明の他の実施例を示す
ウエハーの平面図である。 １……エネルギー線源、２……プリズム、３…
…レンズ、４……ウエハー、６……スポツト。
Claims (1)
- １ 半導体ウエハー面上にエネルギー線を照射
し、その面走査によるアニーリングを互いに走査
方向を変えながら複数回行うと共に、前記走査方
向を変える毎にエネルギー線の強さを弱めていく
ことを特徴とするエネルギー線の走査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56048582A JPS57162433A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Scanning method for energy beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56048582A JPS57162433A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Scanning method for energy beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57162433A JPS57162433A (en) | 1982-10-06 |
| JPS641046B2 true JPS641046B2 (ja) | 1989-01-10 |
Family
ID=12807385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56048582A Granted JPS57162433A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Scanning method for energy beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57162433A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58176929A (ja) * | 1982-04-09 | 1983-10-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP3871725B2 (ja) * | 1994-07-22 | 2007-01-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | レーザー処理方法 |
| US6300176B1 (en) | 1994-07-22 | 2001-10-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser processing method |
| JP4667334B2 (ja) * | 1994-07-22 | 2011-04-13 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| TW345705B (en) | 1994-07-28 | 1998-11-21 | Handotai Energy Kenkyusho Kk | Laser processing method |
| JP3535241B2 (ja) * | 1994-11-18 | 2004-06-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体デバイス及びその作製方法 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP56048582A patent/JPS57162433A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57162433A (en) | 1982-10-06 |
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