JPS5868923A - 結晶薄膜の製造方法 - Google Patents
結晶薄膜の製造方法Info
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- JPS5868923A JPS5868923A JP16695081A JP16695081A JPS5868923A JP S5868923 A JPS5868923 A JP S5868923A JP 16695081 A JP16695081 A JP 16695081A JP 16695081 A JP16695081 A JP 16695081A JP S5868923 A JPS5868923 A JP S5868923A
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- Japan
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- thin film
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B11/08—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
- C30B11/12—Vaporous components, e.g. vapour-liquid-solid-growth
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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】
本発明は非晶質体及び金属上に半導体等の結晶薄at製
造する方法に関するものである。
造する方法に関するものである。
結晶fIB換を得る方法としては、従来、液相成長法、
化学気相g−&法、蒸着法(スパッタ法等が知られてい
るが、前記いずれの方法においても袖結晶を用−て、こ
の掴鮎。晶に千夛結晶博#4を成長させるものであった
。却ち、良好な結晶%膜を得るためには、1基板として
単結晶基板を用い、かつ成長させようとする結晶の格子
定数と前記基板の単結晶の格子定数を一致せしめなけれ
ばならなかった。
化学気相g−&法、蒸着法(スパッタ法等が知られてい
るが、前記いずれの方法においても袖結晶を用−て、こ
の掴鮎。晶に千夛結晶博#4を成長させるものであった
。却ち、良好な結晶%膜を得るためには、1基板として
単結晶基板を用い、かつ成長させようとする結晶の格子
定数と前記基板の単結晶の格子定数を一致せしめなけれ
ばならなかった。
しかしながら、ガラス叫の非晶置体基板上に挾質の結晶
薄膜を成長させうろことが5’f能であれは、低コスト
の太陽電池、大面積のディスプレイパネル等が製造町舵
となるのは明かでるる。
薄膜を成長させうろことが5’f能であれは、低コスト
の太陽電池、大面積のディスプレイパネル等が製造町舵
となるのは明かでるる。
このような非晶質体上に結晶薄膜を成長させる方法とし
て、学俯帷誌、Applied PhysicsL e
tte r第37II!f1第454負(1980#−
) に、非晶質体であるガラス基板嵌曲に、胸勘1〜4
pmで深さ1100nの陶を形hx、L、この基板上に
ケイ素を化学気相法によυ被着させ、次いで赤面に故化
at生成させ、ヒータによ、61aoo°Cに10〜2
0 秒間加熱して、ケイ基の結晶薄膜を倚る方法が開示
さ、れている。しかしなかも、この方法によれば% (
1)結晶薄膜を得るために4、仮着したケイ素の上にさ
らKl!!i2化膜を形成しなくて社ならない)(2)
結晶化させるには1300℃もの高温が必蕾である、な
どの欠点があった。
て、学俯帷誌、Applied PhysicsL e
tte r第37II!f1第454負(1980#−
) に、非晶質体であるガラス基板嵌曲に、胸勘1〜4
pmで深さ1100nの陶を形hx、L、この基板上に
ケイ素を化学気相法によυ被着させ、次いで赤面に故化
at生成させ、ヒータによ、61aoo°Cに10〜2
0 秒間加熱して、ケイ基の結晶薄膜を倚る方法が開示
さ、れている。しかしなかも、この方法によれば% (
1)結晶薄膜を得るために4、仮着したケイ素の上にさ
らKl!!i2化膜を形成しなくて社ならない)(2)
結晶化させるには1300℃もの高温が必蕾である、な
どの欠点があった。
本発明はこのような欠点のない結晶薄層の製造方法を提
供することを目的とする。即ち、敵化換の形成を必資と
せず、δらには1lI6&iにおける熱処理が工費であ
り、フつ良好な#3島博農を非晶質体等の上に侍る方法
を提供することを目的とするOした云って、本発明によ
る結晶薄膜の#!造方法U、非晶實体または金J114
基板上に、結晶原料と前記結晶J17L科と共晶又は化
合物となる薫風より鮎姦を析出6せた一合、前耐基板向
に平行に優先的にる周期的凹凸t’−紀基板上に配置し
、次にこの基板上に前記金属を薄層状に溶着させ、前記
金−と結晶原料より結晶を析出させることを特徴とする
ものである。
供することを目的とする。即ち、敵化換の形成を必資と
せず、δらには1lI6&iにおける熱処理が工費であ
り、フつ良好な#3島博農を非晶質体等の上に侍る方法
を提供することを目的とするOした云って、本発明によ
る結晶薄膜の#!造方法U、非晶實体または金J114
基板上に、結晶原料と前記結晶J17L科と共晶又は化
合物となる薫風より鮎姦を析出6せた一合、前耐基板向
に平行に優先的にる周期的凹凸t’−紀基板上に配置し
、次にこの基板上に前記金属を薄層状に溶着させ、前記
金−と結晶原料より結晶を析出させることを特徴とする
ものである。
また、本発明による第2の結晶薄膜の製造方法は、非晶
質体ま九は金属基板上に、結晶原料と。
質体ま九は金属基板上に、結晶原料と。
前記結晶原料と共晶又は化合物となる金輌よシ結晶を析
出させ九場合、前記基板面に平行に優先的に成長する結
晶向の結晶軸と同じ回転対称性を有する周期的凹凸を、
前記基板上に被着させる金輌mに形成し、次いで、前記
金属と結晶原料より結晶を析出させることを%叡とする
ものである。
出させ九場合、前記基板面に平行に優先的に成長する結
晶向の結晶軸と同じ回転対称性を有する周期的凹凸を、
前記基板上に被着させる金輌mに形成し、次いで、前記
金属と結晶原料より結晶を析出させることを%叡とする
ものである。
本発明によれは1従来の方法と異なシ、欧化朕を形成せ
しめる必賛がなくなり、象には尚温の熱処理を要さない
と頁う利点がある。
しめる必賛がなくなり、象には尚温の熱処理を要さない
と頁う利点がある。
本発明を史に評しく説明する。
本発明によれば、まず、非晶質基板るるいはこの基板に
金輌をa着したもののAil %r2全2金輌上周期的
凹凸を形成せしめる。この周期的凹凸は金属及び結晶原
料よ抄前記基板上に結晶町出させ九−合、平行に優先的
に成長する結晶向の結晶軸と同じ1転対称性を有するも
のである。すなわ。ち、非晶ljLあるいは金M基板上
に良質の結晶薄膜さらには単結晶搏膜を成長させるため
に紘、人工的に一結晶方位を螢列させることが必嶽であ
る。たとえは、蒸着法等によりガラス基板上にケイ基の
半導体を被着させた場合、基板OA度が500〜600
℃ 以上では、基板面の影曽により特定の結晶圓が基板
に平行KI!i、長することが知られているが、鮎5品
性の良好な結晶薄膜を得るためにはもう一つの結晶軸を
他の方法により配列すればよい。本発明において、この
もう一つの結晶軸の配列を基板面に平行に配列する結晶
向を基板に垂直方向から見た一合の回転対称性と岡じ対
称性を有する周期的凹凸により行うものでろる。
金輌をa着したもののAil %r2全2金輌上周期的
凹凸を形成せしめる。この周期的凹凸は金属及び結晶原
料よ抄前記基板上に結晶町出させ九−合、平行に優先的
に成長する結晶向の結晶軸と同じ1転対称性を有するも
のである。すなわ。ち、非晶ljLあるいは金M基板上
に良質の結晶薄膜さらには単結晶搏膜を成長させるため
に紘、人工的に一結晶方位を螢列させることが必嶽であ
る。たとえは、蒸着法等によりガラス基板上にケイ基の
半導体を被着させた場合、基板OA度が500〜600
℃ 以上では、基板面の影曽により特定の結晶圓が基板
に平行KI!i、長することが知られているが、鮎5品
性の良好な結晶薄膜を得るためにはもう一つの結晶軸を
他の方法により配列すればよい。本発明において、この
もう一つの結晶軸の配列を基板面に平行に配列する結晶
向を基板に垂直方向から見た一合の回転対称性と岡じ対
称性を有する周期的凹凸により行うものでろる。
前記周期的凹凸は、本@明のwJlの発明においては非
晶質または金属基板に直接形奴し、その上に、結晶原料
と溶融合飯を形成する金為を4Ik層させる。−万、本
発明の第2の発明においては、丼晶負体等o21fIm
上に金属を被層させ、この金輌上に周期的凹凸を形成す
る。
晶質または金属基板に直接形奴し、その上に、結晶原料
と溶融合飯を形成する金為を4Ik層させる。−万、本
発明の第2の発明においては、丼晶負体等o21fIm
上に金属を被層させ、この金輌上に周期的凹凸を形成す
る。
このような周期的凹凸のピッチは10pm以下であるの
が好ましく、最も好jしくけlpm以下である。10μ
mt−勉えると良好な結晶が成長しにくいからである。
が好ましく、最も好jしくけlpm以下である。10μ
mt−勉えると良好な結晶が成長しにくいからである。
このような結晶原料は基本的には金属と共晶しまたは化
合物を形成し、結晶を析出せしめるものでわれにいかな
るものでもよい。たとえば、5isG・、史には化合物
半導体であるGaAsX(jaP、 InP。
合物を形成し、結晶を析出せしめるものでわれにいかな
るものでもよい。たとえば、5isG・、史には化合物
半導体であるGaAsX(jaP、 InP。
GaAiP %であることができる。
また前記金−も基本的に限定されるものではない。すな
わち、前記結晶材料と共晶ないし化合物の形より結晶を
析出するものであればいかなるものでもよい。たとえば
、人n、 AgXAl、 Pt、 Pd、 Ga。
わち、前記結晶材料と共晶ないし化合物の形より結晶を
析出するものであればいかなるものでもよい。たとえば
、人n、 AgXAl、 Pt、 Pd、 Ga。
I亀、Pb等であることができる。
この金属の被着厚は好ましくは数6^以上であるのがよ
い。
い。
非結晶体基板としては、たとえはガラス、8i3N4
などの非晶質体てらってもよく、またステンレス等の雀
^材料であ□ることもできる。′また、本発明による第
1および第2の発明にお、いて、基板と金槁層との1−
に、結晶原料よ〕成る層を眩けることが好ましい。この
層t−q在させることにより、住じる結晶漣換の均一性
が向上する。
などの非晶質体てらってもよく、またステンレス等の雀
^材料であ□ることもできる。′また、本発明による第
1および第2の発明にお、いて、基板と金槁層との1−
に、結晶原料よ〕成る層を眩けることが好ましい。この
層t−q在させることにより、住じる結晶漣換の均一性
が向上する。
次に本発明によれは前記金属お。よび結晶材料よ)ハム
を析出させるものであるが、この具体的方法は限足され
るもので社なく、たとえば、蒸着法、スパッタ法、化学
気相法を用いることができる。
を析出させるものであるが、この具体的方法は限足され
るもので社なく、たとえば、蒸着法、スパッタ法、化学
気相法を用いることができる。
この際、基板温度を共晶1M度付近あるいはそれ以上、
または化合物生地温に付近めるいはそれ以上に保持する
ことによシ、所望の帖^が析出する。
または化合物生地温に付近めるいはそれ以上に保持する
ことによシ、所望の帖^が析出する。
実施例1
第1図は不発ゆJによりシリコン結晶を石共ガラス基板
上に成長させた実施例である。平向−Jh叡1上に金楓
鳩3・としてAuを用いて、Si−、Au 溶融合金
よりケイ素を析出させると基板面に対しく111)閣が
搬先的に成長し正三角ルの結晶粒が発生する。そこで第
1図(al)に示す8勘的臼凸2を石英基&1上に作表
した。このようなフレ状はたとえは次のようにして作製
することかでさる。、6Aガラス基、ill上にレジス
ト(たとえはシプレー社hz1350J)、を動弁し、
次にた六えはHe−Cd レーザ等からのレーザ元を
重畳干渉させた状態で上記レジストにグレーティングを
j1元する。次に基&1を60°回鴨し、同様に重畳干
渉させたレーザ九を照射し前記グレーティングに東ねて
もう一つのグレーティングを膳光し、塊像処理を行うと
@i図C&)に示すパターンがレジストに形成される。
上に成長させた実施例である。平向−Jh叡1上に金楓
鳩3・としてAuを用いて、Si−、Au 溶融合金
よりケイ素を析出させると基板面に対しく111)閣が
搬先的に成長し正三角ルの結晶粒が発生する。そこで第
1図(al)に示す8勘的臼凸2を石英基&1上に作表
した。このようなフレ状はたとえは次のようにして作製
することかでさる。、6Aガラス基、ill上にレジス
ト(たとえはシプレー社hz1350J)、を動弁し、
次にた六えはHe−Cd レーザ等からのレーザ元を
重畳干渉させた状態で上記レジストにグレーティングを
j1元する。次に基&1を60°回鴨し、同様に重畳干
渉させたレーザ九を照射し前記グレーティングに東ねて
もう一つのグレーティングを膳光し、塊像処理を行うと
@i図C&)に示すパターンがレジストに形成される。
前記レジストをマスクにリアクティブスパッタエツチン
グ法等で石英ガラス基板1をエツチングすると所望の形
状が得られる。
グ法等で石英ガラス基板1をエツチングすると所望の形
状が得られる。
次に前記基板1を真空蒸着製置内に入れ、真空に排気し
た後、Auを蒸発させ、前記基板lt上に厚さ、0.1
pmのAu膜3を被着さ゛せる、#PJ1図(b)。
た後、Auを蒸発させ、前記基板lt上に厚さ、0.1
pmのAu膜3を被着さ゛せる、#PJ1図(b)。
次に基&1を3800に加熱し、絖いてSiを蒸発させ
、′t7Jl記基板1に被着させ′る。被着したStは
順次Auと反応し、ある黴度で俗躯合金を形成する。蒸
着の進行によプ遇刺の81は基板i上ζ析出しはじめる
が、基板1上にへ勘的な凹凸2があるため、これらの接
置を受け、方位のそろった輌晶滓展iとなる(第1図(
C))。前記実施例において基板1とAu展3の間にめ
らがじめケイ1gJILさ100A機度蒸着しておくと
、kh晶−湯層の均一性が向上した。さらに、前mcケ
イ素をイオングレーティングすると、より効果のあるこ
とがわかった。
、′t7Jl記基板1に被着させ′る。被着したStは
順次Auと反応し、ある黴度で俗躯合金を形成する。蒸
着の進行によプ遇刺の81は基板i上ζ析出しはじめる
が、基板1上にへ勘的な凹凸2があるため、これらの接
置を受け、方位のそろった輌晶滓展iとなる(第1図(
C))。前記実施例において基板1とAu展3の間にめ
らがじめケイ1gJILさ100A機度蒸着しておくと
、kh晶−湯層の均一性が向上した。さらに、前mcケ
イ素をイオングレーティングすると、より効果のあるこ
とがわかった。
電子回折で−べたI&i朱、前記ケイ本結晶製4L基&
1に平行に(111)面が配向した単結晶11Mであっ
た。なお、5は多結晶薄膜を示す。
1に平行に(111)面が配向した単結晶11Mであっ
た。なお、5は多結晶薄膜を示す。
実施例2
第2図は本発明の他の実施例である。石英ガラス基板1
上[7!ijLさ0.IPm杉夏0Au良3を急動し次
に前記実施例と同様に周期的凹凸を有するレジストを前
記基板l上に形成する。削配レジストをマスクにスパッ
タエツチングによりAu Th 3 tエツチングし周
期的凹凸2をAuJ143上に形成する(第2図(a)
)。次にbij記基板基板1空蒸着装置内に入れ、併気
した談380℃程度に加熱しケイ素を蒸盾すると、基板
1上にケイ累の卑和晶薄膜4が、侍られた(第2図(b
))2゜ tえ前記実施例では、周期的凹凸2を形成する手段とし
て、グレーティングの2重電光を行ったが、同様な1g
1転対称性を有大る図形であればよく、普通のホトリン
グ2フイに一用するマスクを使う方法でも良い。
上[7!ijLさ0.IPm杉夏0Au良3を急動し次
に前記実施例と同様に周期的凹凸を有するレジストを前
記基板l上に形成する。削配レジストをマスクにスパッ
タエツチングによりAu Th 3 tエツチングし周
期的凹凸2をAuJ143上に形成する(第2図(a)
)。次にbij記基板基板1空蒸着装置内に入れ、併気
した談380℃程度に加熱しケイ素を蒸盾すると、基板
1上にケイ累の卑和晶薄膜4が、侍られた(第2図(b
))2゜ tえ前記実施例では、周期的凹凸2を形成する手段とし
て、グレーティングの2重電光を行ったが、同様な1g
1転対称性を有大る図形であればよく、普通のホトリン
グ2フイに一用するマスクを使う方法でも良い。
以上altQllたよりに本発明祉結晶涼科と金属よ)
結晶を析出させるとともに、結晶方位の制御を平−基板
上に結晶を析出させた場合の結晶の対称性フ゛−じパタ
ーンを有する基板上の周期的凹凸また社基板上に被着さ
せた金)If47mIC設けられた周期的凹凸によ)行
うため、非晶質基&あるいは金鵬基板上毎も良−の半導
体結晶薄膜が、低温でしかも速い成−&速度で表造で・
きる。このため、本発明は、安価な太陰電池や大型のパ
ネルディスプレイ等の製造に有効である。
結晶を析出させるとともに、結晶方位の制御を平−基板
上に結晶を析出させた場合の結晶の対称性フ゛−じパタ
ーンを有する基板上の周期的凹凸また社基板上に被着さ
せた金)If47mIC設けられた周期的凹凸によ)行
うため、非晶質基&あるいは金鵬基板上毎も良−の半導
体結晶薄膜が、低温でしかも速い成−&速度で表造で・
きる。このため、本発明は、安価な太陰電池や大型のパ
ネルディスプレイ等の製造に有効である。
第1図社基板上に周期的凹凸を配置して帖晶淋展を得る
本発明の詳細な説明するための図で、(a)は基板の正
面図、(b) CC)はIIIT囲図である。 第2図は平面基板上にJん期的凹凸を有するAu膜を配
置して結晶U候を得る不妬明の他の実1141 %の説
明図である。 1・−・石英ガラス基板、2・・・絢期的凹凸、3・・
・Au膜、4・・−結晶褥腺、°5・・・多結晶薄膜。 出1人代理人 南 宮 正 李 第1F!!J (1)) (C) 第62図 (しっ l \
本発明の詳細な説明するための図で、(a)は基板の正
面図、(b) CC)はIIIT囲図である。 第2図は平面基板上にJん期的凹凸を有するAu膜を配
置して結晶U候を得る不妬明の他の実1141 %の説
明図である。 1・−・石英ガラス基板、2・・・絢期的凹凸、3・・
・Au膜、4・・−結晶褥腺、°5・・・多結晶薄膜。 出1人代理人 南 宮 正 李 第1F!!J (1)) (C) 第62図 (しっ l \
Claims (2)
- (1)非晶質体または金属の基板上に、結晶原料と前記
結晶原料と共晶又は化合物となる金塊材料よ多結晶を析
出させた場合、前記基板面に平行に★先約に成長する結
晶面の結晶軸と同じ同転対称性を有する周期的凹凸を基
数上に配直し、次に上記基板上に金−を薄膜状に被着さ
せ、削配金−と結晶原料、より結晶を析出させることを
特徴とする結晶薄膜の製造方法。 - (2)非晶質体または金纏の基板上に結晶原料と、上配
粘晶拒料と共晶又は化合物となる金jll科よ多結晶を
析出させた場合、基板面に平材に後外的にhIt、−&
する結晶面の結晶軸と同じ回転対称性を七する周期的凹
凸を平rMJ丞板上に板層させる金属層に形成し、次に
前i己金楓と結晶原料より結晶を析出させることtや稙
とする結晶薄膜の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16695081A JPS5868923A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 結晶薄膜の製造方法 |
US06/434,536 US4534820A (en) | 1981-10-19 | 1982-10-15 | Method for manufacturing crystalline film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16695081A JPS5868923A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 結晶薄膜の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5868923A true JPS5868923A (ja) | 1983-04-25 |
Family
ID=15840630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16695081A Pending JPS5868923A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 結晶薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5868923A (ja) |
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JP2000089250A (ja) * | 1998-09-10 | 2000-03-31 | Sony Corp | 電気光学装置の製造方法及び電気光学装置用の駆動基板の製造方法 |
JP2000111943A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Sony Corp | 電気光学装置の製造方法及び電気光学装置用の駆動基板の製造方法 |
US6706572B1 (en) | 1994-08-31 | 2004-03-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film transistor using a high pressure oxidation step |
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-
1981
- 1981-10-19 JP JP16695081A patent/JPS5868923A/ja active Pending
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