JPH11121379A - 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 - Google Patents
多結晶シリコン薄膜の特性改善方法Info
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- JPH11121379A JPH11121379A JP10236993A JP23699398A JPH11121379A JP H11121379 A JPH11121379 A JP H11121379A JP 10236993 A JP10236993 A JP 10236993A JP 23699398 A JP23699398 A JP 23699398A JP H11121379 A JPH11121379 A JP H11121379A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積を有する多結晶シリコン薄膜に対し
て、不連続面を形成することなく、均一にトラップ密度
の低減を目的としたアニールを行なうことができる多結
晶シリコン薄膜の特性改善方法を提供する。 【解決手段】 絶縁基板１上に形成された多結晶シリコ
ン薄膜５に、多結晶シリコン薄膜５中の結晶部分を溶融
させないように制御されたレーザビーム７を照射する多
結晶シリコン薄膜の特性改善方法であって、多結晶シリ
コン薄膜５は、レーザビーム７が少なくとも２回以上照
射される領域１７を有する。
て、不連続面を形成することなく、均一にトラップ密度
の低減を目的としたアニールを行なうことができる多結
晶シリコン薄膜の特性改善方法を提供する。 【解決手段】 絶縁基板１上に形成された多結晶シリコ
ン薄膜５に、多結晶シリコン薄膜５中の結晶部分を溶融
させないように制御されたレーザビーム７を照射する多
結晶シリコン薄膜の特性改善方法であって、多結晶シリ
コン薄膜５は、レーザビーム７が少なくとも２回以上照
射される領域１７を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶シリコン薄
膜の特性改善方法、特に液晶表示装置やラインセンサ等
に組込まれる大面積（大容量）ＬＳＩを製造する際の能
動領域となる多結晶シリコン薄膜の特性を改善するのに
好適な多結晶シリコン薄膜の特性改善方法に関する。
膜の特性改善方法、特に液晶表示装置やラインセンサ等
に組込まれる大面積（大容量）ＬＳＩを製造する際の能
動領域となる多結晶シリコン薄膜の特性を改善するのに
好適な多結晶シリコン薄膜の特性改善方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、薄膜トランジスタは、石英ガラ
ス等の絶縁基板上に、多結晶シリコン等の半導体薄膜を
被着形成し、この薄膜半導体層に例えばチャネルが形成
される活性領域や低抵抗のソース領域、ドレイン領域を
夫々形成して電界効果型トランジスタを構成するように
している。
ス等の絶縁基板上に、多結晶シリコン等の半導体薄膜を
被着形成し、この薄膜半導体層に例えばチャネルが形成
される活性領域や低抵抗のソース領域、ドレイン領域を
夫々形成して電界効果型トランジスタを構成するように
している。
【０００３】ところで、薄膜トランジスタの基板として
は、従来より高融点の石英ガラスが一般に用いられてい
るが、材料費が嵩み高価となるため、石英ガラスより低
融点の通常の耐熱ガラスを基板に用いることが望まれて
いる。
は、従来より高融点の石英ガラスが一般に用いられてい
るが、材料費が嵩み高価となるため、石英ガラスより低
融点の通常の耐熱ガラスを基板に用いることが望まれて
いる。
【０００４】このような比較的低融点の耐熱ガラスを基
板に用いる場合には、薄膜トランジスタの製造工程中の
基板上の上限温度を基板ガラスの歪点以下とするような
低温プロセスが必要となる。
板に用いる場合には、薄膜トランジスタの製造工程中の
基板上の上限温度を基板ガラスの歪点以下とするような
低温プロセスが必要となる。
【０００５】しかしながら、このような低温プロセスに
おいては、特性の良好な活性領域を得ることは困難であ
る。即ち、基板上に例えばＣＶＤ（化学気相成長）法等
でシリコンを被着形成したのみでは、結晶粒径の小さな
トラップ密度の高い多結晶シリコン層が形成され、電気
的特性、特にしきい値電圧Ｖth、サブスレッショルド特
性、移動度μ、リーク電流の点で良好なものが得られな
い。
おいては、特性の良好な活性領域を得ることは困難であ
る。即ち、基板上に例えばＣＶＤ（化学気相成長）法等
でシリコンを被着形成したのみでは、結晶粒径の小さな
トラップ密度の高い多結晶シリコン層が形成され、電気
的特性、特にしきい値電圧Ｖth、サブスレッショルド特
性、移動度μ、リーク電流の点で良好なものが得られな
い。
【０００６】そのため、基板上に多結晶シリコン層を形
成した後、シリコンイオンＳｉ+ を注入して非晶質化
し、次いで低温アニール（６００℃程度）して結晶粒径
を大きくした多結晶シリコン層を得る方法が考えられて
いる。
成した後、シリコンイオンＳｉ+ を注入して非晶質化
し、次いで低温アニール（６００℃程度）して結晶粒径
を大きくした多結晶シリコン層を得る方法が考えられて
いる。
【０００７】この場合には、比較的高性能の薄膜トラン
ジスタが得られるが、１０００℃の高温プロセスで製造
された薄膜トランジスタには及ばない。この原因は、多
結晶シリコン層の結晶粒径でなく、その粒界トラップ密
度が６００℃では充分改善されないからである。
ジスタが得られるが、１０００℃の高温プロセスで製造
された薄膜トランジスタには及ばない。この原因は、多
結晶シリコン層の結晶粒径でなく、その粒界トラップ密
度が６００℃では充分改善されないからである。
【０００８】そこで、上記低温アニール後、Ａｒレーザ
で短時間のアニールを施して多結晶シリコン層のトラッ
プ密度を低減させる方法が考えられるが、このＡｒレー
ザは、波長が長く、連続発振（ＣＷ）のため、面による
照射が困難であり、大面積を有する膜厚１０００Å未満
の多結晶シリコン薄膜には適さない。
で短時間のアニールを施して多結晶シリコン層のトラッ
プ密度を低減させる方法が考えられるが、このＡｒレー
ザは、波長が長く、連続発振（ＣＷ）のため、面による
照射が困難であり、大面積を有する膜厚１０００Å未満
の多結晶シリコン薄膜には適さない。
【０００９】ところが、最近、短波長のパルスを発振す
るエキシマレーザによるパルスレーザアニールが注目さ
れ、実用化されている。
るエキシマレーザによるパルスレーザアニールが注目さ
れ、実用化されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エキシマレーザによるパルスレーザアニールは、照射領
域を瞬時に溶融して行っているため、特に大面積の多結
晶シリコン薄膜に対してアニールした場合、不連続面が
形成され、その後のデバイス作製に影響を及ぽすという
不都合があった。
エキシマレーザによるパルスレーザアニールは、照射領
域を瞬時に溶融して行っているため、特に大面積の多結
晶シリコン薄膜に対してアニールした場合、不連続面が
形成され、その後のデバイス作製に影響を及ぽすという
不都合があった。
【００１１】即ち、エキシマレーザビームを光学的ホモ
ジナイザを介して多結晶シリコン薄膜に照射すると、１
０ｍｍ角以上の照射面積を得ることができ、これを走査
することによって、大面積アニールが可能となるが、上
述の如く、照射領域を溶融する程度のエネルギ密度（約
１Ｊ／ｃｍ2 ）で行なうため、各照射領域間で未溶融領
域が形成されるのを防止する目的で照射領域を１部重ね
て走査した場合、照射領域の重なった部分が更に溶融
し、結果的に多結晶シリコン薄膜表面が不連続面、即ち
凹凸面となってしまい、その後のデバイス作製に支障を
来すという不都合があった。
ジナイザを介して多結晶シリコン薄膜に照射すると、１
０ｍｍ角以上の照射面積を得ることができ、これを走査
することによって、大面積アニールが可能となるが、上
述の如く、照射領域を溶融する程度のエネルギ密度（約
１Ｊ／ｃｍ2 ）で行なうため、各照射領域間で未溶融領
域が形成されるのを防止する目的で照射領域を１部重ね
て走査した場合、照射領域の重なった部分が更に溶融
し、結果的に多結晶シリコン薄膜表面が不連続面、即ち
凹凸面となってしまい、その後のデバイス作製に支障を
来すという不都合があった。
【００１２】本発明は、このような点に鑑み成されたも
ので、その目的とするところは、大面積を有する多結晶
シリコン薄膜に対して、不連続面を形成することなく、
均一にトラップ密度の低減を目的としたアニールを行な
うことができる多結晶シリコン薄膜の特性改善方法を提
供することにある。
ので、その目的とするところは、大面積を有する多結晶
シリコン薄膜に対して、不連続面を形成することなく、
均一にトラップ密度の低減を目的としたアニールを行な
うことができる多結晶シリコン薄膜の特性改善方法を提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の多結晶シリコン
薄膜の特性改善方法は、絶縁基板１上に形成された多結
晶シリコン薄膜５に、この多結晶シリコン薄膜５中の結
晶部分を溶融させないように制御されたレーザビーム７
を照射する方法であって、多結晶シリコン薄膜５は、レ
ーザビーム７が少なくとも２回以上照射される領域１７
を有する。
薄膜の特性改善方法は、絶縁基板１上に形成された多結
晶シリコン薄膜５に、この多結晶シリコン薄膜５中の結
晶部分を溶融させないように制御されたレーザビーム７
を照射する方法であって、多結晶シリコン薄膜５は、レ
ーザビーム７が少なくとも２回以上照射される領域１７
を有する。
【００１４】また本発明は、前記多結晶シリコン薄膜の
特性改善方法において、多結晶シリコン薄膜５が、非晶
質シリコン薄膜４を結晶成長させて形成した多結晶シリ
コンから構成されているものとする。
特性改善方法において、多結晶シリコン薄膜５が、非晶
質シリコン薄膜４を結晶成長させて形成した多結晶シリ
コンから構成されているものとする。
【００１５】また本発明は、前記多結晶シリコン薄膜の
特性改善方法において、レーザビーム７が多結晶シリコ
ン薄膜５に対して矩形の照射領域７Ｓを有するように制
御されているものとする。
特性改善方法において、レーザビーム７が多結晶シリコ
ン薄膜５に対して矩形の照射領域７Ｓを有するように制
御されているものとする。
【００１６】上述の本発明の方法によれば、レーザビー
ム７が多結晶シリコン薄膜５中の結晶部分を溶融させな
いように制御されているため、大面積を有する多結晶シ
リコン薄膜５中の結晶部分は溶融せずに微小欠陥のみ改
善される。レーザビーム７が少なくとも２回以上照射さ
れる領域１７を有するが、上述のようにレーザビーム７
が多結晶シリコン薄膜５中の結晶部分を溶融させないよ
うに制御されているため、レーザビーム７が照射される
領域の重なった部分１７が更に溶融して多結晶シリコン
薄膜５表面が不連続面、即ち凹凸面となることを防ぐこ
とができる。
ム７が多結晶シリコン薄膜５中の結晶部分を溶融させな
いように制御されているため、大面積を有する多結晶シ
リコン薄膜５中の結晶部分は溶融せずに微小欠陥のみ改
善される。レーザビーム７が少なくとも２回以上照射さ
れる領域１７を有するが、上述のようにレーザビーム７
が多結晶シリコン薄膜５中の結晶部分を溶融させないよ
うに制御されているため、レーザビーム７が照射される
領域の重なった部分１７が更に溶融して多結晶シリコン
薄膜５表面が不連続面、即ち凹凸面となることを防ぐこ
とができる。
【００１７】従って、大面積を有する多結晶シリコン薄
膜５表面に不連続面（凹凸面）を形成することなく、多
結晶シリコン薄膜５のトラップ密度を低減することがで
きる。これにより、従来達成できなかった大面積を有す
る多結晶シリコン薄膜に対する膜質向上を目的としたア
ニールを実現させることができ、液晶表示装置やライン
センサ等に用いられる大容量メモリ（メガビット級ＤＲ
ＡＭやＳＲＡＭ等）の形成をより効率よく、かつ特性の
劣化を招来させることなく行なうことができる。
膜５表面に不連続面（凹凸面）を形成することなく、多
結晶シリコン薄膜５のトラップ密度を低減することがで
きる。これにより、従来達成できなかった大面積を有す
る多結晶シリコン薄膜に対する膜質向上を目的としたア
ニールを実現させることができ、液晶表示装置やライン
センサ等に用いられる大容量メモリ（メガビット級ＤＲ
ＡＭやＳＲＡＭ等）の形成をより効率よく、かつ特性の
劣化を招来させることなく行なうことができる。
【００１８】また、多結晶シリコン薄膜５が、非晶質シ
リコン薄膜４を結晶成長させて形成した多結晶シリコン
から構成されているときには、レーザビーム７の照射の
前に多結晶シリコン薄膜５が結晶粒径が大きくトラップ
密度が小さい状態とされているため、効率よく特性の改
善を行うことができる。
リコン薄膜４を結晶成長させて形成した多結晶シリコン
から構成されているときには、レーザビーム７の照射の
前に多結晶シリコン薄膜５が結晶粒径が大きくトラップ
密度が小さい状態とされているため、効率よく特性の改
善を行うことができる。
【００１９】また、レーザビーム７が多結晶シリコン薄
膜５に対して矩形の照射領域７Ｓを有するように制御さ
れているときには、照射領域１５を重ね合わせたり、大
面積の照射を行うことが容易にできる。
膜５に対して矩形の照射領域７Ｓを有するように制御さ
れているときには、照射領域１５を重ね合わせたり、大
面積の照射を行うことが容易にできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照しながら
本発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】図１は、本実施の形態に係る多結晶シリコ
ン薄膜の特性改善方法を示す工程図である。以下順を追
ってその工程を説明する。
ン薄膜の特性改善方法を示す工程図である。以下順を追
ってその工程を説明する。
【００２２】まず、図１Ａに示すように、例えば耐熱ガ
ラスより成る絶縁基板１上に膜厚１０００Å程度のＳｉ
Ｏ2 膜２を形成したのち、該ＳｉＯ2 膜２上に膜厚８０
０Å程度の多結晶シリコン薄膜３を例えばＣＶＤ法等で
被着形成する。
ラスより成る絶縁基板１上に膜厚１０００Å程度のＳｉ
Ｏ2 膜２を形成したのち、該ＳｉＯ2 膜２上に膜厚８０
０Å程度の多結晶シリコン薄膜３を例えばＣＶＤ法等で
被着形成する。
【００２３】次に、図１Ｂに示すように、多結晶シリコ
ン薄膜３に対してシリコンイオンＳｉ+ をイオン注入し
て多結晶シリコン薄膜３を非晶質シリコン薄膜４に変化
させる。このときのＳｉ+ のイオン注入条件としては、
例えば打込みエネルギ約４０ｋｅＶとし、打込みドーズ
量を１．５×１０-15 ｃｍ-2程度とする。
ン薄膜３に対してシリコンイオンＳｉ+ をイオン注入し
て多結晶シリコン薄膜３を非晶質シリコン薄膜４に変化
させる。このときのＳｉ+ のイオン注入条件としては、
例えば打込みエネルギ約４０ｋｅＶとし、打込みドーズ
量を１．５×１０-15 ｃｍ-2程度とする。
【００２４】次に、図１Ｃに示すように、非晶質シリコ
ン薄膜４に対して例えば６００℃、３０時間の低温熱処
理を施して結晶成長させ、図示する如く結晶粒の大きな
多結晶シリコン薄膜５を形成する。このとき、多結晶シ
リコン薄膜５は、粒径は成長するが、粒界のトラップ密
度は悪い（高い）。
ン薄膜４に対して例えば６００℃、３０時間の低温熱処
理を施して結晶成長させ、図示する如く結晶粒の大きな
多結晶シリコン薄膜５を形成する。このとき、多結晶シ
リコン薄膜５は、粒径は成長するが、粒界のトラップ密
度は悪い（高い）。
【００２５】次に、図１Ｄに示すように、多結晶シリコ
ン薄膜５上に膜厚５００Å程度のＳｉＯ2 膜６を例えば
ＣＶＤ法等で被着形成する。
ン薄膜５上に膜厚５００Å程度のＳｉＯ2 膜６を例えば
ＣＶＤ法等で被着形成する。
【００２６】次に、図１Ｅに示すように、多結晶シリコ
ン薄膜５に対して希ガス・ハライドエキシマレーザビー
ム７を照射してトラップ密度の低減化を目的としたアニ
ールを行なう。
ン薄膜５に対して希ガス・ハライドエキシマレーザビー
ム７を照射してトラップ密度の低減化を目的としたアニ
ールを行なう。
【００２７】本実施の形態では、図２に示すように、希
ガス・ハライドエキシマレーザ光源８として波長３０８
ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ光源を用い、該レーザ光
源８からのビーム７をワークステーション、図示の例で
は、ミラー９、アッテネータ１０、ミラー１１及び１
２、ビームホモジナイザ１３を介してステージ１４上に
載置されたウェハ（図示せず）上の多結晶シリコン薄膜
５に照射する。
ガス・ハライドエキシマレーザ光源８として波長３０８
ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ光源を用い、該レーザ光
源８からのビーム７をワークステーション、図示の例で
は、ミラー９、アッテネータ１０、ミラー１１及び１
２、ビームホモジナイザ１３を介してステージ１４上に
載置されたウェハ（図示せず）上の多結晶シリコン薄膜
５に照射する。
【００２８】このとき、ビームホモジナイザ１３を経て
照射されたビーム７は、そのビームプロファイルが広範
囲にわたり極めて均一となり、ビームスポット７Ｓの形
状が図２の拡大図で示すように、１０ｍｍ角の矩形状の
照射面積を有するものとなる。
照射されたビーム７は、そのビームプロファイルが広範
囲にわたり極めて均一となり、ビームスポット７Ｓの形
状が図２の拡大図で示すように、１０ｍｍ角の矩形状の
照射面積を有するものとなる。
【００２９】また、ビーム７は、その照射温度が、多結
晶シリコン薄膜５を溶融させない程度の温度、即ち非晶
質シリコンの融点より高く、単結晶シリコンの融点より
低くなるようにそのエネルギ密度を設定する。本実施の
形態（８００Å厚の多結晶シリコン薄膜５、５００Å厚
のＳｉＯ2 膜６）では、３００ｍＪ／ｃｍ2 より近い密
度に設定する。
晶シリコン薄膜５を溶融させない程度の温度、即ち非晶
質シリコンの融点より高く、単結晶シリコンの融点より
低くなるようにそのエネルギ密度を設定する。本実施の
形態（８００Å厚の多結晶シリコン薄膜５、５００Å厚
のＳｉＯ2 膜６）では、３００ｍＪ／ｃｍ2 より近い密
度に設定する。
【００３０】そして、本実施の形態では、ステージ１４
又はビームホモジナイザ１３を相対的に移動させてビー
ムスポット７Ｓをステージ１４上の多結晶シリコン薄膜
５に対して走査させる。このようにすれば、大面積を有
する多結晶シリコン薄膜５に対しレーザビーム７による
大面積アニールを行なうことができる。
又はビームホモジナイザ１３を相対的に移動させてビー
ムスポット７Ｓをステージ１４上の多結晶シリコン薄膜
５に対して走査させる。このようにすれば、大面積を有
する多結晶シリコン薄膜５に対しレーザビーム７による
大面積アニールを行なうことができる。
【００３１】図３は、２０ｍｍ角の矩形状セル（多結晶
シリコン薄膜）５に対し、１０ｍｍ角のビームスポット
を走査させる例を示したもので、まず、図３Ａに示すよ
うに、ビームスポットをセル５に対し番号１，２，３，
４の順に走査させる。このときはまだ照射領域１５の境
界１６において未照射部分が存在し、セル５表面は不連
続となっている。
シリコン薄膜）５に対し、１０ｍｍ角のビームスポット
を走査させる例を示したもので、まず、図３Ａに示すよ
うに、ビームスポットをセル５に対し番号１，２，３，
４の順に走査させる。このときはまだ照射領域１５の境
界１６において未照射部分が存在し、セル５表面は不連
続となっている。
【００３２】次に、図３Ｂに示すように、ビームスポッ
トをセル５に対し番号５，６，７，８の順に走査し、更
に、図３Ｃの番号９で示すように、セル５の中央部分を
照射する。この段階で完全に未照射部分がなくなりセル
５表面に存していた不連続部分は消失する。また、ビー
ム７のエネルギ密度を上述の加く設定したので、最初の
照射領域（番号１，２，３，４で示す領域）１５及び照
射領域１５が重なった領域（番号５，６，７，８，９で
示す領域）１７における結晶部分は溶けず微小欠陥のみ
改善され、多結晶シリコン薄膜５中の結晶の溶融に伴う
不連続面は形成されない。
トをセル５に対し番号５，６，７，８の順に走査し、更
に、図３Ｃの番号９で示すように、セル５の中央部分を
照射する。この段階で完全に未照射部分がなくなりセル
５表面に存していた不連続部分は消失する。また、ビー
ム７のエネルギ密度を上述の加く設定したので、最初の
照射領域（番号１，２，３，４で示す領域）１５及び照
射領域１５が重なった領域（番号５，６，７，８，９で
示す領域）１７における結晶部分は溶けず微小欠陥のみ
改善され、多結晶シリコン薄膜５中の結晶の溶融に伴う
不連続面は形成されない。
【００３３】上記の例は、エネルギ密度を一定にしてビ
ーム７を照射したが、番号５，６，７，８，９で示す領
域１７を照射する際のエネルギ密度を番号１，２，３，
４で示す領域１５を照射する際のエネルギ密度より低く
設定してもよい。
ーム７を照射したが、番号５，６，７，８，９で示す領
域１７を照射する際のエネルギ密度を番号１，２，３，
４で示す領域１５を照射する際のエネルギ密度より低く
設定してもよい。
【００３４】また、走査順序としては、上記の例のほ
か、図４に示すように行ってもよい。この場合において
も、照射領域及び照射領域が重なった領域における結晶
部分は溶けず微小欠陥のみ改善され、不連続面は形成さ
れない。
か、図４に示すように行ってもよい。この場合において
も、照射領域及び照射領域が重なった領域における結晶
部分は溶けず微小欠陥のみ改善され、不連続面は形成さ
れない。
【００３５】この工程以降は、素子形成領域の分離、素
子形成領域へのデバイス作製等が行なわれて本実施の形
態に係る電気的特性が改善されたＬＳＩを得る。
子形成領域へのデバイス作製等が行なわれて本実施の形
態に係る電気的特性が改善されたＬＳＩを得る。
【００３６】上述の如く本実施の形態によれば、図１Ｅ
において、ＸｅＣｌエキシマレーザビーム７によるアニ
ール処理時、ビーム７の照射温度が多結晶シリコン薄膜
５中の結晶の溶融温度より低くなるように、即ち非晶質
シリコンの融点より高く、単結晶シリコンの融点より低
くなるようにビーム７のエネルギ密度を設定し、更にビ
ームホモジナイザ１３によりビームスポット７Ｓの形状
を例えば１０ｍｍ角の矩形状にし、そしてこのビームス
ポット７Ｓを多結晶シリコン薄膜５に対し、一部が重な
るように走査するようにしたので、ビーム７の照射領域
１５及び照射領域１５が重なった領域１７における結晶
部分は溶けず徴小欠陥のみ改善される。
において、ＸｅＣｌエキシマレーザビーム７によるアニ
ール処理時、ビーム７の照射温度が多結晶シリコン薄膜
５中の結晶の溶融温度より低くなるように、即ち非晶質
シリコンの融点より高く、単結晶シリコンの融点より低
くなるようにビーム７のエネルギ密度を設定し、更にビ
ームホモジナイザ１３によりビームスポット７Ｓの形状
を例えば１０ｍｍ角の矩形状にし、そしてこのビームス
ポット７Ｓを多結晶シリコン薄膜５に対し、一部が重な
るように走査するようにしたので、ビーム７の照射領域
１５及び照射領域１５が重なった領域１７における結晶
部分は溶けず徴小欠陥のみ改善される。
【００３７】その結果、大面積を有する多結晶シリコン
薄膜５表面に未照射及び結晶部分の溶融に伴う不連続面
（凹凸面）を形成することなく、多結晶シリコン薄膜５
のトラップ密度を低減することができ、従来達成できな
かった大面積を有する多結晶シリコン薄膜５の膜質向上
を目的としたアニールを実現させることができ、液晶表
示装置やラインセンサ等に用いられる大容量メモリ（メ
ガビット級ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等）の形成をより効率よ
く、かつ特性の劣化を招来させることなく行なうことが
できる。
薄膜５表面に未照射及び結晶部分の溶融に伴う不連続面
（凹凸面）を形成することなく、多結晶シリコン薄膜５
のトラップ密度を低減することができ、従来達成できな
かった大面積を有する多結晶シリコン薄膜５の膜質向上
を目的としたアニールを実現させることができ、液晶表
示装置やラインセンサ等に用いられる大容量メモリ（メ
ガビット級ＤＲＡＭやＳＲＡＭ等）の形成をより効率よ
く、かつ特性の劣化を招来させることなく行なうことが
できる。
【００３８】また、ビーム７のエネルギ密度を上述の加
く多結晶シリコン薄膜５中の結晶が溶融しない程度の照
射温度となるように設定したので、レーザ出力に関する
負担を軽減することができると共に、多層構造のメモリ
セルを作製する場合、下部のトランジスタの特性を劣化
させることなく、即ち不純物領域を必要以上に拡散させ
ることなく上部のトランジスタを形成することができ
る。
く多結晶シリコン薄膜５中の結晶が溶融しない程度の照
射温度となるように設定したので、レーザ出力に関する
負担を軽減することができると共に、多層構造のメモリ
セルを作製する場合、下部のトランジスタの特性を劣化
させることなく、即ち不純物領域を必要以上に拡散させ
ることなく上部のトランジスタを形成することができ
る。
【００３９】また、エキシマレーザビーム７による多結
晶シリコン薄膜５へのアニール処理時、図１Ｅに示すよ
うに、多結晶シリコン薄膜５上にＳｉＯ2 膜６を形成し
てから行なうようにしたので、ＳｉＯ2 膜６が一種の反
射防止膜となり（即ち、多結晶シリコン薄膜５に直接Ｘ
ｅＣｌエキシマレーザビーム７を照射すると、表面にお
いて約７０％が反射されてしまうが、ＳｉＯ2 膜６を介
して照射するとほとんど反射されない）、多結晶シリコ
ン薄膜５へのアニール効率をより高めることができ、膜
中のトラップ密度の低減化をより一層図ることができ
る。
晶シリコン薄膜５へのアニール処理時、図１Ｅに示すよ
うに、多結晶シリコン薄膜５上にＳｉＯ2 膜６を形成し
てから行なうようにしたので、ＳｉＯ2 膜６が一種の反
射防止膜となり（即ち、多結晶シリコン薄膜５に直接Ｘ
ｅＣｌエキシマレーザビーム７を照射すると、表面にお
いて約７０％が反射されてしまうが、ＳｉＯ2 膜６を介
して照射するとほとんど反射されない）、多結晶シリコ
ン薄膜５へのアニール効率をより高めることができ、膜
中のトラップ密度の低減化をより一層図ることができ
る。
【００４０】
【発明の効果】本発明に係る多結晶シリコン薄膜の特性
改善方法は、多結晶シリコン薄膜にレーザビームが少な
くとも２回以上照射される領域を有するので、大面積を
有する多結晶シリコン薄膜に対して不連続な部分を形成
することなく上記多結晶シリコン薄膜の電気的特性を改
善することができる。
改善方法は、多結晶シリコン薄膜にレーザビームが少な
くとも２回以上照射される領域を有するので、大面積を
有する多結晶シリコン薄膜に対して不連続な部分を形成
することなく上記多結晶シリコン薄膜の電気的特性を改
善することができる。
【図１】Ａ〜Ｅ 本発明の実施の形態に係る多結晶シリ
コン薄膜の特性改善方法を示す工程図である。
コン薄膜の特性改善方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るレーザアニール処理
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図３】Ａ〜Ｃ 本発明の実施の形態に係る走査順序を
示す工程図である。
示す工程図である。
【図４】Ａ〜Ｃ 本発明の実施の形態に係る他の走査順
序を示す工程図である。
序を示す工程図である。
１ 絶縁基板、２，６ ＳｉＯ2 膜、３，５ 多結晶シ
リコン薄膜、４ 非晶質シリコン薄膜、７ レーザビー
ム、７Ｓ ビームスポット、８ 光源、９，１１，１２
ミラー、１０ アッテネータ、１３ ビームホモジナ
イザ、１４ ステージ、１５ 照射領域、１７ 照射領
域が重なった領域
リコン薄膜、４ 非晶質シリコン薄膜、７ レーザビー
ム、７Ｓ ビームスポット、８ 光源、９，１１，１２
ミラー、１０ アッテネータ、１３ ビームホモジナ
イザ、１４ ステージ、１５ 照射領域、１７ 照射領
域が重なった領域
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁基板上に形成された多結晶シリコン
薄膜に、前記多結晶シリコン薄膜中の結晶部分を溶融さ
せないように制御されたレーザビームを照射する方法で
あって、 前記多結晶シリコン薄膜は、前記レーザビームが少なく
とも２回以上照射される領域を有することを特徴とする
多結晶シリコン薄膜の特性改善方法。 - 【請求項２】 前記多結晶シリコン薄膜が、非晶質シリ
コン薄膜を結晶成長させて形成した多結晶シリコンから
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多結
晶シリコン薄膜の特性改善方法。 - 【請求項３】 前記レーザビームは、前記多結晶シリコ
ン薄膜に対して矩形の照射領域を有するように制御され
ていることを特徴とする請求項１に記載の多結晶シリコ
ン薄膜の特性改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10236993A JPH11121379A (ja) | 1989-08-11 | 1998-08-24 | 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20853989A JP3210313B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 |
| JP10236993A JPH11121379A (ja) | 1989-08-11 | 1998-08-24 | 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20853989A Division JP3210313B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121379A true JPH11121379A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=16557863
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20853989A Expired - Lifetime JP3210313B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 |
| JP10236993A Pending JPH11121379A (ja) | 1989-08-11 | 1998-08-24 | 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 |
| JP10236992A Pending JPH11121765A (ja) | 1989-08-11 | 1998-08-24 | 半導体装置の製造方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20853989A Expired - Lifetime JP3210313B2 (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 多結晶シリコン薄膜の特性改善方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10236992A Pending JPH11121765A (ja) | 1989-08-11 | 1998-08-24 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (3) | JP3210313B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100299292B1 (ko) * | 1993-11-02 | 2001-12-01 | 이데이 노부유끼 | 다결정실리콘박막형성방법및그표면처리장치 |
| JP4026182B2 (ja) | 1995-06-26 | 2007-12-26 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法、および電子機器の製造方法 |
| JP2001147446A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-05-29 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置とその製造方法 |
| JP5244274B2 (ja) * | 2000-04-28 | 2013-07-24 | 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 |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP20853989A patent/JP3210313B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-08-24 JP JP10236993A patent/JPH11121379A/ja active Pending
- 1998-08-24 JP JP10236992A patent/JPH11121765A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372617A (ja) | 1991-03-27 |
| JPH11121765A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3210313B2 (ja) | 2001-09-17 |
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