JPS5982715A - 再結晶シリコン膜の形成方法 - Google Patents
再結晶シリコン膜の形成方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は再結晶シリコン膜の形成方法に関する。
従来より絶縁体上に単結晶シリコン膜を形成する技術は
、デバイスの高速化あるいは三次元化に有用でアカ、種
々の方法が試みられている。その一つの方法として、絶
縁体上に非晶質あるいは多結晶シリコン膜を堆積し、該
非晶質あるいは多結晶シリコン膜をレーザアニールする
ことにより該非晶質あるいは多結晶シリコン膜を再結晶
化し、大きなグレインサイズを有する多結晶シリコン膜
あるいは単結晶アイランドを得る方法がある(例えばT
、1.Kamins等IEEB ElectronDe
vice Letters、 voA’、EDL−1
,(1980)214)。多結晶シリコン膜を堆積する
方法としては、膜厚の均一性、大量処理の点から数TO
rrK減圧された反応管内に置かれた基板を反応管の外
側に配置された抵抗加熱ヒータによル加熱し、該基板上
に多結晶シリコン膜全堆積せしめる。いわゆるホットウ
ォール方式を用いた減圧化学気相堆積(CVD)法が一
般に多く用いられている。このような方法で多結晶シリ
コン膜を堆積する場合、通常600〜650℃の堆積温
度が使用される。
、デバイスの高速化あるいは三次元化に有用でアカ、種
々の方法が試みられている。その一つの方法として、絶
縁体上に非晶質あるいは多結晶シリコン膜を堆積し、該
非晶質あるいは多結晶シリコン膜をレーザアニールする
ことにより該非晶質あるいは多結晶シリコン膜を再結晶
化し、大きなグレインサイズを有する多結晶シリコン膜
あるいは単結晶アイランドを得る方法がある(例えばT
、1.Kamins等IEEB ElectronDe
vice Letters、 voA’、EDL−1
,(1980)214)。多結晶シリコン膜を堆積する
方法としては、膜厚の均一性、大量処理の点から数TO
rrK減圧された反応管内に置かれた基板を反応管の外
側に配置された抵抗加熱ヒータによル加熱し、該基板上
に多結晶シリコン膜全堆積せしめる。いわゆるホットウ
ォール方式を用いた減圧化学気相堆積(CVD)法が一
般に多く用いられている。このような方法で多結晶シリ
コン膜を堆積する場合、通常600〜650℃の堆積温
度が使用される。
石英ガラス上にこのような方法で堆積した多結晶シリコ
ン膜を、例えばネオジム・ヤグ(Nd:YAG)レーザ
アニールによル再結晶化すると、基板面垂直方向に<1
00>優先配向したシリコン膜が得られる。このような
シリコン膜にデバイスを形成する場合、各単結晶グレイ
ンの結晶方位が揃っていることがデバイス特性のばらつ
きの点から好ましく、従って、レーザアニール後のシリ
コン膜は出来るだけ多くのグレインが基板面垂直方向<
100>配列していることが望まれる。しかし、従来の
ように600〜650℃で堆積したシリコン膜を用いて
再結晶化したシリコン膜は、基板面垂直方向の〈100
〉配向性が良好表特性のデバイスを得るのには十分でな
いという欠点があった。
ン膜を、例えばネオジム・ヤグ(Nd:YAG)レーザ
アニールによル再結晶化すると、基板面垂直方向に<1
00>優先配向したシリコン膜が得られる。このような
シリコン膜にデバイスを形成する場合、各単結晶グレイ
ンの結晶方位が揃っていることがデバイス特性のばらつ
きの点から好ましく、従って、レーザアニール後のシリ
コン膜は出来るだけ多くのグレインが基板面垂直方向<
100>配列していることが望まれる。しかし、従来の
ように600〜650℃で堆積したシリコン膜を用いて
再結晶化したシリコン膜は、基板面垂直方向の〈100
〉配向性が良好表特性のデバイスを得るのには十分でな
いという欠点があった。
本発明は上記欠点を除き、グレインサイズが大きく、か
つグレインの基板面垂直方向の<100>配向性が良好
な再結晶シリコン膜の形成方法を提学気相堆積法を用い
670°C以上730℃以下の温度で多結晶シリコン膜
をガラス基板上に堆積する工程と、レーザービームを前
記多結晶シリコン膜にあてて加熱して前記多結晶シリコ
ン膜を再結晶化する工程とを含んで講読される。
つグレインの基板面垂直方向の<100>配向性が良好
な再結晶シリコン膜の形成方法を提学気相堆積法を用い
670°C以上730℃以下の温度で多結晶シリコン膜
をガラス基板上に堆積する工程と、レーザービームを前
記多結晶シリコン膜にあてて加熱して前記多結晶シリコ
ン膜を再結晶化する工程とを含んで講読される。
次に、本発明の実ノ寵例について図面を用いて説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例を説明するための基板断面図
である。
である。
直径約5cm、厚さ350μm の平坦な石英ガラス基
板1の上に、減圧CV、D法にょル多結晶シリコン膜2
を堆積させた。堆積時の圧力としてi’I”orrを用
い、堆積温度として600”へ630’0.650’α
670℃、700°α730℃、760°Cの7通りを
用いた。
板1の上に、減圧CV、D法にょル多結晶シリコン膜2
を堆積させた。堆積時の圧力としてi’I”orrを用
い、堆積温度として600”へ630’0.650’α
670℃、700°α730℃、760°Cの7通りを
用いた。
原料ガスとしてヘリウム(I−Te)希釈の温度20%
のシラン(Sin4) ガスを用い、各堆積温度で、
07μm の厚さの多結晶シリコン膜2を堆積させた。
のシラン(Sin4) ガスを用い、各堆積温度で、
07μm の厚さの多結晶シリコン膜2を堆積させた。
次に、このような多結晶シリコン膜2にレーザビーム3
全照射して多結晶シリコン膜2の再結晶化を行った。レ
ーザとして直径約500μmの連続発掘ネオジム・ヤグ
(Nd :YAG)レーザに用い、スキャン速度10m
m/s e c、ピッチ50μm、基板加熱温度約30
0℃の条件でアニールした。このようにして得られた再
結晶シリコン膜における基板面垂直方向の結晶学的配向
性をθ−2θ法X線回折図形およびX線ロッキングカブ
にょシ評価した。
全照射して多結晶シリコン膜2の再結晶化を行った。レ
ーザとして直径約500μmの連続発掘ネオジム・ヤグ
(Nd :YAG)レーザに用い、スキャン速度10m
m/s e c、ピッチ50μm、基板加熱温度約30
0℃の条件でアニールした。このようにして得られた再
結晶シリコン膜における基板面垂直方向の結晶学的配向
性をθ−2θ法X線回折図形およびX線ロッキングカブ
にょシ評価した。
まず測定され六〇−′20法X線回折強度から、完全な
ランダム配同時の回折強度比および吸収因子を考慮して
各方位に配向している体積比を求め、配向量を比較した
。
ランダム配同時の回折強度比および吸収因子を考慮して
各方位に配向している体積比を求め、配向量を比較した
。
第2図はレーザアニールした再結晶シリコン膜のレーザ
パワーと配向量の関係を示す曲線図である。
パワーと配向量の関係を示す曲線図である。
試料は前述の実施例で600″C及び700℃で堆積し
た多結晶シリコン膜である。縦軸の配向量は、基板面垂
直方向に各方位が向いている相対的な体積を示すもので
、700°Cの多結晶シリコン膜の場合に得られた<i
oo>体積の最大値を1としたときの値である。図には
示されていないが、<110>。
た多結晶シリコン膜である。縦軸の配向量は、基板面垂
直方向に各方位が向いている相対的な体積を示すもので
、700°Cの多結晶シリコン膜の場合に得られた<i
oo>体積の最大値を1としたときの値である。図には
示されていないが、<110>。
<311>の配向量は<111>と同程度に小さIn、
600℃の多結晶シリコン膜を用いた場合でも<100
>の配向量が、他の方位のものに比べて多いことから<
100>が優先配向になっている。しかし、〈100〉
配向量’t、700℃の多結晶シリコン膜を用いた場
合と比べると115程度に小さい。
600℃の多結晶シリコン膜を用いた場合でも<100
>の配向量が、他の方位のものに比べて多いことから<
100>が優先配向になっている。しかし、〈100〉
配向量’t、700℃の多結晶シリコン膜を用いた場
合と比べると115程度に小さい。
次に、X線ロッキングカーブから<100>方位 5−
の広がりを評価した。
第3図はレーザアニールしたシリコン膜の(400)X
線ロッキングカーブを示す曲線図である。
線ロッキングカーブを示す曲線図である。
測定試料は前述と同・じ(,600℃及び700°Cで
それぞれ堆積した多結晶膜をアニールしたもので、X線
源にはCuKa線を用いた。600℃堆積のものと70
0℃堆積のものとを比較すると、700℃堆積のシリコ
ン膜の方が<100>配向性が良いことがわかる。70
0℃多結晶シリコン膜を用いたときのロッキングカーブ
の半値幅は約2.5°であった。630°0,650℃
の多結晶シリコン膜を用いた場合、600℃と同様<1
00>配向量は700℃の多結晶シリコン膜を用いた場
合に比べて小さかった。700″0.730℃の多結晶
シリコン膜では、どちらも同程度の良好なく100>配
向量を示したが、760°0では<10.0>配向量が
むしろ低下した。さらに、760℃では、多結晶シリコ
ン膜を堆積する際に反応管内壁に付着するシリコンの量
が多く、そのためガラス基板に供給されるシリコン量が
反応管内の場所によって異なり、シリコン膜厚の均 6
− −性が著しく低下した。このため、760’O以上で、
多結晶シリコン膜を堆積するのは得策でない。
それぞれ堆積した多結晶膜をアニールしたもので、X線
源にはCuKa線を用いた。600℃堆積のものと70
0℃堆積のものとを比較すると、700℃堆積のシリコ
ン膜の方が<100>配向性が良いことがわかる。70
0℃多結晶シリコン膜を用いたときのロッキングカーブ
の半値幅は約2.5°であった。630°0,650℃
の多結晶シリコン膜を用いた場合、600℃と同様<1
00>配向量は700℃の多結晶シリコン膜を用いた場
合に比べて小さかった。700″0.730℃の多結晶
シリコン膜では、どちらも同程度の良好なく100>配
向量を示したが、760°0では<10.0>配向量が
むしろ低下した。さらに、760℃では、多結晶シリコ
ン膜を堆積する際に反応管内壁に付着するシリコンの量
が多く、そのためガラス基板に供給されるシリコン量が
反応管内の場所によって異なり、シリコン膜厚の均 6
− −性が著しく低下した。このため、760’O以上で、
多結晶シリコン膜を堆積するのは得策でない。
これらの結果から、レーザアニール後長幼なく100>
配向性を得るには、670°ドア 30 ”Oの温度領
域で堆積した多結晶シリコン膜を用いれば良いことがわ
かった。
配向性を得るには、670°ドア 30 ”Oの温度領
域で堆積した多結晶シリコン膜を用いれば良いことがわ
かった。
上記実施例では、ガラス基板として石英ガラスを用いた
が、1500℃程度以上の軟化点を有するガラスであれ
ば基板として用いることができる。
が、1500℃程度以上の軟化点を有するガラスであれ
ば基板として用いることができる。
又、レーザとしてNd:YAG以外のレーザー、例えば
アルゴン・レーザを用いても差支えない。
アルゴン・レーザを用いても差支えない。
以北詳細に説明したように、本発明によれば、大きなグ
レインサイズで、基板直角方向の<i o o>配向性
の高い再結晶シリコン1漠全形成することができるので
その効果は太きい。
レインサイズで、基板直角方向の<i o o>配向性
の高い再結晶シリコン1漠全形成することができるので
その効果は太きい。
第1図は本発明の一実施例を説明するための基板断面図
、第2図はレーザアニールした再結晶シリコン膜のレー
ザパワーと配向量の関係を示す曲線図、第3図はレーザ
アニールしたシリコン膜の(400)X線ロッキングカ
ーブ全示す曲線図である。 1・・・・・・石英ガラス基板、2・・・・多結晶シリ
コン膜、3・・・・・・レーザビーム。
、第2図はレーザアニールした再結晶シリコン膜のレー
ザパワーと配向量の関係を示す曲線図、第3図はレーザ
アニールしたシリコン膜の(400)X線ロッキングカ
ーブ全示す曲線図である。 1・・・・・・石英ガラス基板、2・・・・多結晶シリ
コン膜、3・・・・・・レーザビーム。
Claims (1)
- 減圧化学気相堆積法を用い670℃以上730℃嘲吐キ
キ中巷以下の温度で多結晶シリコン膜をガラス基板上に
堆積する工程と、レーザービームを前記多結晶シリコン
膜にあてて加熱して前記多結晶シリコン膜を再結晶化す
る工程とを含むことを特徴とする再結晶シリコン膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57193174A JPS5982715A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 再結晶シリコン膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57193174A JPS5982715A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 再結晶シリコン膜の形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5982715A true JPS5982715A (ja) | 1984-05-12 |
Family
ID=16303527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57193174A Pending JPS5982715A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 再結晶シリコン膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5982715A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5064779A (en) * | 1989-02-08 | 1991-11-12 | President Of Kanazawa University | Method of manufacturing polycrystalline silicon film |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP57193174A patent/JPS5982715A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5064779A (en) * | 1989-02-08 | 1991-11-12 | President Of Kanazawa University | Method of manufacturing polycrystalline silicon film |
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