JPS6189621A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6189621A JPS6189621A JP59211703A JP21170384A JPS6189621A JP S6189621 A JPS6189621 A JP S6189621A JP 59211703 A JP59211703 A JP 59211703A JP 21170384 A JP21170384 A JP 21170384A JP S6189621 A JPS6189621 A JP S6189621A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
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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〕
本発明は半導体装置の製造方法、詳しくは窓を開けた反
射防止膜を用い、レーザ照射により単結晶化過程で要求
される温度分布をアイランド状に形成し単結晶領域を作
る方法に関する。
射防止膜を用い、レーザ照射により単結晶化過程で要求
される温度分布をアイランド状に形成し単結晶領域を作
る方法に関する。
非晶質絶縁層上の非単結晶半導体膜(シリコン・オン・
インシュレータ、SOI )を単結晶化するために、反
射防止膜を利用する技術がある。これは、非単結晶半導
体股上にストライプ状の反射防止膜をパターニングして
おき、パターンに沿ってレーザ光をスキャニングしてレ
ーザ光の半導体膜中への吸収量を制御して、単結晶化過
程で要求される温度分布を半導体膜中に形成するもので
ある。
インシュレータ、SOI )を単結晶化するために、反
射防止膜を利用する技術がある。これは、非単結晶半導
体股上にストライプ状の反射防止膜をパターニングして
おき、パターンに沿ってレーザ光をスキャニングしてレ
ーザ光の半導体膜中への吸収量を制御して、単結晶化過
程で要求される温度分布を半導体膜中に形成するもので
ある。
第4図(a)の平面図とそのB−B線に沿う(blの断
面図を参照すると、21は非晶質絶縁層、22は再結晶
化すべき多結晶シリコン(ポリシリコン)またはアモル
ファスシリコン膜、23はストライプ状のシリコン窒化
11Q (Si、INq )膜(反射防止膜)を示す。
面図を参照すると、21は非晶質絶縁層、22は再結晶
化すべき多結晶シリコン(ポリシリコン)またはアモル
ファスシリコン膜、23はストライプ状のシリコン窒化
11Q (Si、INq )膜(反射防止膜)を示す。
ここで、シリコン窒化膜3相互間の間隔よりも大なるス
ボ・ノド径のアルゴンレーザ(Ar JonLa5er
+波長4880人および5460人を主波長成分とする
)を照射すると、反射防止膜の形成されていない部分で
のレーザ光エネルギーの反射率は35%、シリコン窒化
膜の下では50%程度であり、第4図(b)に示す構造
においては同図(C1に示される&変分布が得られる。
ボ・ノド径のアルゴンレーザ(Ar JonLa5er
+波長4880人および5460人を主波長成分とする
)を照射すると、反射防止膜の形成されていない部分で
のレーザ光エネルギーの反射率は35%、シリコン窒化
膜の下では50%程度であり、第4図(b)に示す構造
においては同図(C1に示される&変分布が得られる。
同図で縦軸Tは温度を、横軸はポリシリコン股のす伯を
示すが、シリコン窒化j模23の間の中間点でポリシリ
コン膜は温度が最も低く、そごが最初に冷却して再結晶
化し小結晶ノリコンとなり、シリコン窒化膜の下には結
晶粒界が発生する。
示すが、シリコン窒化j模23の間の中間点でポリシリ
コン膜は温度が最も低く、そごが最初に冷却して再結晶
化し小結晶ノリコンとなり、シリコン窒化膜の下には結
晶粒界が発生する。
その結果、第4図(a)に符号24で示すシートから核
成長か始まり、それはレーザ光が同図に見て上方に進む
につれて上方に引きずられて行く。同図の曲線25はか
かる核成長の拡がりを模式的に示すものである。
成長か始まり、それはレーザ光が同図に見て上方に進む
につれて上方に引きずられて行く。同図の曲線25はか
かる核成長の拡がりを模式的に示すものである。
(発明かIW決しようとする問題点)
上記した非単結晶半導体膜の単結晶化において、素子形
成領域26a(第4図(a))が反射防止膜の存在しな
い部分にあると、同領域は単結晶化されるので特に問題
はないが、素子形成領域が26bで示されるように反射
防止膜の下の部分を含むものであるときには、そこにグ
レインが存在して素子を形成するに適しない。すなわち
、上記例において:よ、素子形成領域がストライブ状の
反射防止膜の1田に位置しなければならないという回路
設計上の制約か加わる問題がある。
成領域26a(第4図(a))が反射防止膜の存在しな
い部分にあると、同領域は単結晶化されるので特に問題
はないが、素子形成領域が26bで示されるように反射
防止膜の下の部分を含むものであるときには、そこにグ
レインが存在して素子を形成するに適しない。すなわち
、上記例において:よ、素子形成領域がストライブ状の
反射防止膜の1田に位置しなければならないという回路
設計上の制約か加わる問題がある。
本発明は上記問題点を解決した半導体装置の製造方法を
提供するもので、その手段は、非晶質絶縁層上の非単結
晶半導体膜を単結晶化する方法において、非単結晶″−
14導体股上にエネルギービームの反射防止膜を形成し
、該反射防止膜に窓を開け、しかる後に前記窓を通して
エネルギービームを照射し前記領域の非す1結晶半導体
を小結晶化することを特徴とする半導体装置の製造方法
によってなされる。
提供するもので、その手段は、非晶質絶縁層上の非単結
晶半導体膜を単結晶化する方法において、非単結晶″−
14導体股上にエネルギービームの反射防止膜を形成し
、該反射防止膜に窓を開け、しかる後に前記窓を通して
エネルギービームを照射し前記領域の非す1結晶半導体
を小結晶化することを特徴とする半導体装置の製造方法
によってなされる。
上記方法においては、反射防止膜に窓をあけ、単結晶化
過程で要求される温度分布をアイラン]・状に形成し、
直接アイランド形状の単結晶化領域を作るものである。
過程で要求される温度分布をアイラン]・状に形成し、
直接アイランド形状の単結晶化領域を作るものである。
従って、単結晶化しようとするアイランド領域が反射防
止膜に形成する窓の配置、形状および大きさに一致して
形成できるので、自由度の高いLSI設計が可能となる
。
止膜に形成する窓の配置、形状および大きさに一致して
形成できるので、自由度の高いLSI設計が可能となる
。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
本発明実施例は第1図(alの平面図と同図のB−B線
に沿う拡大断面を示す(blの断面図に示され、La、
、、 leは反射防止膜2に形成された窓を示す。
に沿う拡大断面を示す(blの断面図に示され、La、
、、 leは反射防止膜2に形成された窓を示す。
第1図fblの断面図を参照すると、シリコンウェハ3
に熱酸化により1μmのj漢j¥の5iOz ll臭4
を形成し、その上にシリコン窒化膜5を減圧化学気相成
長法(LPCVD法)で1000人のj膜厚に成長し、
その」−に再結晶化すべきポリシリコン膜6をLPCV
D法で4000人のj膜厚に成長し、その上に5i02
膜7を300人の膜厚に熱酸化により形成し、その上に
シリコン窒化膜8をL P CV D法で300人の膜
厚に成長する。従って、 5iO211梁7とシリコン
窒化11Q 8とで第1図fa)の反射防止膜2が構成
される。
に熱酸化により1μmのj漢j¥の5iOz ll臭4
を形成し、その上にシリコン窒化膜5を減圧化学気相成
長法(LPCVD法)で1000人のj膜厚に成長し、
その」−に再結晶化すべきポリシリコン膜6をLPCV
D法で4000人のj膜厚に成長し、その上に5i02
膜7を300人の膜厚に熱酸化により形成し、その上に
シリコン窒化膜8をL P CV D法で300人の膜
厚に成長する。従って、 5iO211梁7とシリコン
窒化11Q 8とで第1図fa)の反射防止膜2が構成
される。
第1図ta+の実施例は、反射防止膜が従来例の如くス
トライブ状に形成されるものでな(、ウェハ全面上に形
成された反射防止膜に、所望の素子形成領域に対応した
アイランド状の窓を作り、これらの窓領域のポリシリコ
ンを結晶粒界な(再結晶化するものである。
トライブ状に形成されるものでな(、ウェハ全面上に形
成された反射防止膜に、所望の素子形成領域に対応した
アイランド状の窓を作り、これらの窓領域のポリシリコ
ンを結晶粒界な(再結晶化するものである。
単結晶化には、例えばGW (連続波)のArレーザ(
パワーは8〜14W)を用い、スキャンスピードは1〜
5μm/seaとし、シリコンウェハ3は450°Cに
加熱し空気中でスキャンする。スキャンはレーザ光源を
固定しウェハを動かしてなしたが、逆になすことも可能
である。すだ、再結晶化に用いるエネルギー源はレーザ
光に限定されるものではなく、その他のエネルギービー
ムも用いうる。
パワーは8〜14W)を用い、スキャンスピードは1〜
5μm/seaとし、シリコンウェハ3は450°Cに
加熱し空気中でスキャンする。スキャンはレーザ光源を
固定しウェハを動かしてなしたが、逆になすことも可能
である。すだ、再結晶化に用いるエネルギー源はレーザ
光に限定されるものではなく、その他のエネルギービー
ムも用いうる。
第2図ta>の平面図には第1図のア・イラントの1つ
1aのみが示されるが、このアイランドにおけるレーザ
光照射後の温度分布は同図(blと(C)に示ず如くで
ある。なお、同図fb)、(C1の線図において、符号
Tを付した軸は温度を、その軸に直交する軸はアイラン
ドの幅を示す。すなわち、アイランドの中心部分が最も
低温で、アイランドの周辺に近つくにつれて温度が高く
なる61に四分布が得られる。
1aのみが示されるが、このアイランドにおけるレーザ
光照射後の温度分布は同図(blと(C)に示ず如くで
ある。なお、同図fb)、(C1の線図において、符号
Tを付した軸は温度を、その軸に直交する軸はアイラン
ドの幅を示す。すなわち、アイランドの中心部分が最も
低温で、アイランドの周辺に近つくにつれて温度が高く
なる61に四分布が得られる。
従って、固化過十二aでの核成長はアイランドの中心に
できるシード9を基点に始まりまわりに曲線10に示す
如く拡がってアイランド形状の単結晶化領域が形成され
、その過■♀においてはダレインハウンダリーの発生は
全くないので、単結晶化か良好に進行する。
できるシード9を基点に始まりまわりに曲線10に示す
如く拡がってアイランド形状の単結晶化領域が形成され
、その過■♀においてはダレインハウンダリーの発生は
全くないので、単結晶化か良好に進行する。
レーザ光の照射方法を第3図の模式的平面図を参照して
説明すると、レーザ光のスポット径がTであるとき、レ
ーザ光のスキャン方向く図に矢印Iで示す)に対して直
角方向のアイランドif、、、。
説明すると、レーザ光のスポット径がTであるとき、レ
ーザ光のスキャン方向く図に矢印Iで示す)に対して直
角方向のアイランドif、、、。
11の横方開拡がり t (f 、、、i)は、 t
(f 、、、i)くTであることが必要で、レーザ光は
、スポットを部分的に重ねて(オーバーランプさせて)
照射する。
(f 、、、i)くTであることが必要で、レーザ光は
、スポットを部分的に重ねて(オーバーランプさせて)
照射する。
以上説明したように本発明によれば、窓を開けた反射防
止膜を用いてレーザ光照射によりアイランド形状の単結
晶領域を絶縁層上の非単結晶半導体膜に形成することが
できるので、LSIの設計の自由度を高めるに効果大で
ある。なお、SOIの再結晶化にはレーザ光のみならず
その他のエネルギービームを使用しうるちのであり、本
発明の適用範囲は上記した数値に制限されるものでない
。
止膜を用いてレーザ光照射によりアイランド形状の単結
晶領域を絶縁層上の非単結晶半導体膜に形成することが
できるので、LSIの設計の自由度を高めるに効果大で
ある。なお、SOIの再結晶化にはレーザ光のみならず
その他のエネルギービームを使用しうるちのであり、本
発明の適用範囲は上記した数値に制限されるものでない
。
第1図(a)は本発明の方法を実施する工程における半
導体装置要部の平面図、同図(b)はその(a)におけ
るB−B線に沿う拡大断面図、第2図(alは第1図+
a)のアイランド領域の1つの平面図、同図(b)と(
C1はアイランドの温度分布を示す線図、第3図はレー
ザ光照射方法を示すための第1図のアイランド領域の平
面図、第4図(a)は従来方法を示す半導体装置要部の
平面図、同図fb)はその(a)におけるB−B線に沿
う断面図である。 図中、1a、、、liはアイランド、2は反射防止1模
、3はシリコンウェハ、4と7は5r02膜、5ト8は
シリコン窒化膜、6はポリシリコン膜、をそれぞれ示す
。 特 許 出願人 富士通株式会’;i7.r代理人
弁理士 松 岡 宏四負町ぐ」、1第1図 第2図 (a) (c) 第3図 +7
導体装置要部の平面図、同図(b)はその(a)におけ
るB−B線に沿う拡大断面図、第2図(alは第1図+
a)のアイランド領域の1つの平面図、同図(b)と(
C1はアイランドの温度分布を示す線図、第3図はレー
ザ光照射方法を示すための第1図のアイランド領域の平
面図、第4図(a)は従来方法を示す半導体装置要部の
平面図、同図fb)はその(a)におけるB−B線に沿
う断面図である。 図中、1a、、、liはアイランド、2は反射防止1模
、3はシリコンウェハ、4と7は5r02膜、5ト8は
シリコン窒化膜、6はポリシリコン膜、をそれぞれ示す
。 特 許 出願人 富士通株式会’;i7.r代理人
弁理士 松 岡 宏四負町ぐ」、1第1図 第2図 (a) (c) 第3図 +7
Claims (1)
- 非晶質絶縁層上に形成された非単結晶半導体膜上にエ
ネルギービームの反射防止膜を形成し、該反射防止膜に
窓を開け、しかる後に前記窓を有する反射防止膜を通し
てエネルギービームを照射し前記窓領域内の非単結晶半
導体を結晶粒界なく再結晶化することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59211703A JPS6189621A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 半導体装置の製造方法 |
DE8585111301T DE3587100T2 (de) | 1984-10-09 | 1985-09-06 | Verfahren zur herstellung einer auf der halbleiter-auf-isolator-technologie basierenden integrierten schaltung. |
EP85111301A EP0178447B1 (en) | 1984-10-09 | 1985-09-06 | A manufacturing method of an integrated circuit based on semiconductor-on-insulator technology |
KR1019850007151A KR900000561B1 (ko) | 1984-10-09 | 1985-09-27 | 반도체 집적회로의 제법 및 그를 이용하여 제조된 장치 |
US07/513,045 US5077233A (en) | 1984-10-09 | 1990-04-23 | Method for recrystallizing specified portions of a non-crystalline semiconductor material to fabricate a semiconductor device therein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59211703A JPS6189621A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6189621A true JPS6189621A (ja) | 1986-05-07 |
Family
ID=16610188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59211703A Pending JPS6189621A (ja) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6189621A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6168980B1 (en) | 1992-08-27 | 2001-01-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for forming the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5693312A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-28 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS58184720A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-28 | Nec Corp | 半導体膜の製造方法 |
-
1984
- 1984-10-09 JP JP59211703A patent/JPS6189621A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5693312A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-28 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS58184720A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-28 | Nec Corp | 半導体膜の製造方法 |
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US6168980B1 (en) | 1992-08-27 | 2001-01-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for forming the same |
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