JPS6235511A - 半導体薄膜結晶層の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜結晶層の製造方法Info
- Publication number
- JPS6235511A JPS6235511A JP17405385A JP17405385A JPS6235511A JP S6235511 A JPS6235511 A JP S6235511A JP 17405385 A JP17405385 A JP 17405385A JP 17405385 A JP17405385 A JP 17405385A JP S6235511 A JPS6235511 A JP S6235511A
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- JP
- Japan
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- thin film
- film
- semiconductor thin
- sample
- crystal layer
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、絶縁膜上に単結晶層、特に半導体単結晶層を
成長させる半導体薄Ｉｌｌ結晶層の製造方法に関する。
成長させる半導体薄Ｉｌｌ結晶層の製造方法に関する。
（発明の技術的背現とその問題点）
絶縁膜上に単結晶シリコン層を成長させる、所謂５ｏｌ
（絶縁膜上のシリコン層）技術は、３次元ＩＣを実現す
る上で最も重要な技術である。
（絶縁膜上のシリコン層）技術は、３次元ＩＣを実現す
る上で最も重要な技術である。
Ｓｏｌ技術の中でも、電子ビームを用いたアニール技術
は、大面積をアニールできる点で極めて有望である。し
かしながら、電子ビームアニール技術では基板を真空中
に配置する必要があり、このため、以下に述べるような
問題を生じていた。
は、大面積をアニールできる点で極めて有望である。し
かしながら、電子ビームアニール技術では基板を真空中
に配置する必要があり、このため、以下に述べるような
問題を生じていた。
第４図（ａ）（ｂ）は従来の電子ビームアニール方法を
説明するための断面図である。この方法では、まず第４
図（ａ）に示す如く、８１基板４１上に開孔部４２ａを
有する５ｉＯ２１１４２を形成し、この上に多結晶５ｉ
ｌｌ１４３を形成する。
説明するための断面図である。この方法では、まず第４
図（ａ）に示す如く、８１基板４１上に開孔部４２ａを
有する５ｉＯ２１１４２を形成し、この上に多結晶５ｉ
ｌｌ１４３を形成する。
次いで、この多結晶５ｉｌｌ１４３上に電子ビーム４４
を照射し、該ビーム４４を一方向に走査する。
を照射し、該ビーム４４を一方向に走査する。
開孔部４２ａは、基板４１の単結晶領域からの結晶情報
を多結晶Ｓ：膜４３に伝搬する、所ｖＲｆＩ結晶領域と
なる。この種結晶領域の情報が間断なく多結、ｆｆ１ｓ
ｉｌ！４３に伝搬するには、電子ビーム４４の照射で溶
融した溶融層が種結晶に近い方から順に固化していく必
要がある。例えば、第４図（ａ）において、Ａ−ＩＢ−
＋Ｃの順に固化していく必要がある。
を多結晶Ｓ：膜４３に伝搬する、所ｖＲｆＩ結晶領域と
なる。この種結晶領域の情報が間断なく多結、ｆｆ１ｓ
ｉｌ！４３に伝搬するには、電子ビーム４４の照射で溶
融した溶融層が種結晶に近い方から順に固化していく必
要がある。例えば、第４図（ａ）において、Ａ−ＩＢ−
＋Ｃの順に固化していく必要がある。
しかしながら、電子ビームアニール技術においては、系
が真空中に置かれるため、必ずしも上記Ａ−Ｂ−Ｃの順
に固化するための温度分布が得られないと云う問題があ
る。即ち、第４図（ａ）に矢印４５．４６で示す如く、
溶融した多結晶Ｓｉ。
が真空中に置かれるため、必ずしも上記Ａ−Ｂ−Ｃの順
に固化するための温度分布が得られないと云う問題があ
る。即ち、第４図（ａ）に矢印４５．４６で示す如く、
溶融した多結晶Ｓｉ。
膜４３の熱は、絶縁膜４２を伝わる熱伝導４６或いは多
結晶５ｉ１４３の表面からの熱放射４５によって拡散し
ていくが、絶縁ｇ１４２の熱伝導率はそもそも低く、更
に熱放射４５は前記熱伝導４６による熱散逸より小さい
。その結果、多結晶３ｉ摸４３中で熱が溜って固化し難
くなり、場合によっては種結晶Ｗ４域より遠くにあるに
も拘らず、絶縁膜上にある基板に形成した素子形状によ
っては熱伝導の多少良い地点では速く固化が起こる。こ
のため、第４図（ｂ）に示す如く、単結晶がとぎれ多結
ａ領Ｒ４７が生じると云う問題があった。
結晶５ｉ１４３の表面からの熱放射４５によって拡散し
ていくが、絶縁ｇ１４２の熱伝導率はそもそも低く、更
に熱放射４５は前記熱伝導４６による熱散逸より小さい
。その結果、多結晶３ｉ摸４３中で熱が溜って固化し難
くなり、場合によっては種結晶Ｗ４域より遠くにあるに
も拘らず、絶縁膜上にある基板に形成した素子形状によ
っては熱伝導の多少良い地点では速く固化が起こる。こ
のため、第４図（ｂ）に示す如く、単結晶がとぎれ多結
ａ領Ｒ４７が生じると云う問題があった。
（発明の目的）
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、ビームアニールによる溶融領域の種結
晶に近い側から順に固化させることができ、安定した単
結晶化を行い得る半導体単結晶層の製造方法を提供する
ことにある。
とするところは、ビームアニールによる溶融領域の種結
晶に近い側から順に固化させることができ、安定した単
結晶化を行い得る半導体単結晶層の製造方法を提供する
ことにある。
〔発明の概要）
本発明の骨子は、熱の吸収体を用い、この熱吸収体をビ
ーム照射領域の近傍に配置して、溶融領域の種結晶に近
い側から順に冷部することにある。
ーム照射領域の近傍に配置して、溶融領域の種結晶に近
い側から順に冷部することにある。
即ち本発明は、絶縁膜上に堆積した非晶質若しくは多結
晶の半導体簿膜にエネルギーご−ムを照射し、該薄膜を
アニールして再結晶化する半導体Ｎ膜結晶層の製造方法
において、前記エネルギービームの照射領域近傍に前記
半導体薄膜の熱の一部を吸収する熱吸収体を配置し、前
記試料を前記ビーム照射領域に対し上記熱吸収体側に移
動するようにした方法である。
晶の半導体簿膜にエネルギーご−ムを照射し、該薄膜を
アニールして再結晶化する半導体Ｎ膜結晶層の製造方法
において、前記エネルギービームの照射領域近傍に前記
半導体薄膜の熱の一部を吸収する熱吸収体を配置し、前
記試料を前記ビーム照射領域に対し上記熱吸収体側に移
動するようにした方法である。
本発明によれば、電子ビームの移動（試料に対する相対
的な移１７１）と共に移動する熱吸収体により、溶融状
態にある半導体膜表面から効果的に熱を吸収し、半導体
膜を種結晶領域から近い順に固化させることができる。
的な移１７１）と共に移動する熱吸収体により、溶融状
態にある半導体膜表面から効果的に熱を吸収し、半導体
膜を種結晶領域から近い順に固化させることができる。
このため、単結晶がとぎれることもなく、安定した単結
晶化を行い得る。
晶化を行い得る。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビームア
ニール装置を示す概略構成図である。図中１１は電子銃
であり、この電子銃１１からｔｉ１射された電子ビーム
は磁気レンズ１２，１３．１４により集束されステージ
１５上に載置された試料１６上に照射される。１７は電
子ビームを０Ｎ−ＯＦＦするブランキング電極である。
ニール装置を示す概略構成図である。図中１１は電子銃
であり、この電子銃１１からｔｉ１射された電子ビーム
は磁気レンズ１２，１３．１４により集束されステージ
１５上に載置された試料１６上に照射される。１７は電
子ビームを０Ｎ−ＯＦＦするブランキング電極である。
１８は電子ビームの照射領域近傍にその先端が設けられ
た熱吸収体である。この熱吸収体１８は、例えば第２図
に示す如く、内部に冷却水を流すステンレス管２１を有
したセラミックス体２２なるものであり、その先端が前
記ビーム照射点から’ＦＪ１０［μｍ１離れ、且つ基板
表面から約５［μｍ］の高さに位置するものとなってい
る。
た熱吸収体である。この熱吸収体１８は、例えば第２図
に示す如く、内部に冷却水を流すステンレス管２１を有
したセラミックス体２２なるものであり、その先端が前
記ビーム照射点から’ＦＪ１０［μｍ１離れ、且つ基板
表面から約５［μｍ］の高さに位置するものとなってい
る。
なお、上記試料１６は、単結晶Ｓｉ基板３１上に開孔部
３２ａを有するＳｉＯ２膜（絶縁膜）電子ビームの加速
電圧を１０［ＫＶ］、ビーム電流を１ ［ｍＡ］とし、
第３図（ａ）に示す如くビーム３４が試料１６に対し矢
印方向に相対的に走査されるよう、試料１６を該矢印と
逆方向に移動する。この時の移動速度は、１０ ［ｎ／
ｓｅｃ ］とした。また、前記熱吸収体１８の温度は、
２０［”Ｃ］に保持するようにした。
３２ａを有するＳｉＯ２膜（絶縁膜）電子ビームの加速
電圧を１０［ＫＶ］、ビーム電流を１ ［ｍＡ］とし、
第３図（ａ）に示す如くビーム３４が試料１６に対し矢
印方向に相対的に走査されるよう、試料１６を該矢印と
逆方向に移動する。この時の移動速度は、１０ ［ｎ／
ｓｅｃ ］とした。また、前記熱吸収体１８の温度は、
２０［”Ｃ］に保持するようにした。
その結果、多結晶３を膜３３の溶融流域は、熱吸収体１
８により種結晶（開孔部３２ａ）に近い側から順に強制
的に冷却されることになる。つまり、第３図（ｂ）に示
す如く、多結晶Ｓｉ膜３３の溶融領域は、常にＡ−Ｂ−
Ｃの順に固化される温度分布を持つことになる。このた
め、単結晶がとぎれ多結晶領域が生じる等の不都合もな
く、良質の単結晶層を得ることができた。
８により種結晶（開孔部３２ａ）に近い側から順に強制
的に冷却されることになる。つまり、第３図（ｂ）に示
す如く、多結晶Ｓｉ膜３３の溶融領域は、常にＡ−Ｂ−
Ｃの順に固化される温度分布を持つことになる。このた
め、単結晶がとぎれ多結晶領域が生じる等の不都合もな
く、良質の単結晶層を得ることができた。
このように本実施例方法によれば、熱吸収体１８を用い
、この熱吸収体１８を電子ビーム３４の照射領域近傍に
配置し、試料１６を熱吸収体１８側に移動することによ
り、ビームアニールによる多結晶Ｓｉｎ！３３の溶融領
域の種結晶に近い側から順に固化させることができる。
、この熱吸収体１８を電子ビーム３４の照射領域近傍に
配置し、試料１６を熱吸収体１８側に移動することによ
り、ビームアニールによる多結晶Ｓｉｎ！３３の溶融領
域の種結晶に近い側から順に固化させることができる。
このため、るものではない。例えば、前記熱吸収体は試
料か−らの熱の吸収を促進するものであればよく、その
材質や構造等は、適宜変更可能である。また、前記ビー
ムアニールすべき半導体薄膜は多結晶Ｓ１−一に限るも
のではなく、非晶質５ｉｌｌｌであってもよく、さらに
他の半導体を用いることも可能である。
料か−らの熱の吸収を促進するものであればよく、その
材質や構造等は、適宜変更可能である。また、前記ビー
ムアニールすべき半導体薄膜は多結晶Ｓ１−一に限るも
のではなく、非晶質５ｉｌｌｌであってもよく、さらに
他の半導体を用いることも可能である。
また、本発明は電子ビームアニールに最も有効であるが
、レーザビームアニール或いはカーボンヒータアニール
に適用することも可能である。また、試料を移動する代
りに、ビーム照射点及び熱吸収体を一体的に移動するこ
とも可能である。この場合の試料とビーム照射領域との
相対的な移動方向は、ビーム照射点に対し試料が熱吸収
体側に移動する必要がある。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
、レーザビームアニール或いはカーボンヒータアニール
に適用することも可能である。また、試料を移動する代
りに、ビーム照射点及び熱吸収体を一体的に移動するこ
とも可能である。この場合の試料とビーム照射領域との
相対的な移動方向は、ビーム照射点に対し試料が熱吸収
体側に移動する必要がある。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
第１図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビームア
ニール装置を示す概略構成図、第２図は上記装置に用い
た熱吸収体の具体的構造を示す断面図、第３図（ａ）（
ｂ）は上記装置を用いたＳｉ単結晶層の製造工程を示す
断面図、第４図（ａ）（ｂ）は従来のビームアニール法
の問題点を説明するための断面図である。 １１・・・電子銃、１２．〜．１４・・・電磁レンズ、
°１５・・・試料ステージ、１６・・・試料、１７・・
・ブランキング電極、１８・・・熱吸収体、２１・・・
ステンレス管、２２・・・セラミックス体、３１・・・
単結晶３ｉ基板、３２−８ｉ○２１１１（絶縁ｍ）、３
２ａ−・・開孔部、３３・・・多結晶３ｉ膜（半導体薄
膜）、３４・・・電子ビーム。 出願人 工業技術院長 等々力 達 第１図 第２図
ニール装置を示す概略構成図、第２図は上記装置に用い
た熱吸収体の具体的構造を示す断面図、第３図（ａ）（
ｂ）は上記装置を用いたＳｉ単結晶層の製造工程を示す
断面図、第４図（ａ）（ｂ）は従来のビームアニール法
の問題点を説明するための断面図である。 １１・・・電子銃、１２．〜．１４・・・電磁レンズ、
°１５・・・試料ステージ、１６・・・試料、１７・・
・ブランキング電極、１８・・・熱吸収体、２１・・・
ステンレス管、２２・・・セラミックス体、３１・・・
単結晶３ｉ基板、３２−８ｉ○２１１１（絶縁ｍ）、３
２ａ−・・開孔部、３３・・・多結晶３ｉ膜（半導体薄
膜）、３４・・・電子ビーム。 出願人 工業技術院長 等々力 達 第１図 第２図
Claims (3)
- （１）絶縁膜上に堆積した非晶質若しくは多結晶の半導
体薄膜にエネルギービームを照射し、該薄膜をアニール
して再結晶化する半導体薄膜結晶層の製造方法において
、前記エネルギービームの照射領域近傍に前記半導体薄
膜の熱の一部を吸収する熱吸収体を配置し、前記試料を
前記ビーム照射領域に対し上記熱吸収体側に移動するこ
とを特徴とする半導体薄膜結晶層の製造方法。 - （２）前記エネルギービームとして、電子ビームを用い
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
薄膜結晶層の製造方法。 - （３）前記半導体薄膜として、シリコンを用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体薄膜結晶
層の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174053A JPH0817153B2 (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | シリコン薄膜結晶層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174053A JPH0817153B2 (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | シリコン薄膜結晶層の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235511A true JPS6235511A (ja) | 1987-02-16 |
| JPH0817153B2 JPH0817153B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=15971793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60174053A Expired - Lifetime JPH0817153B2 (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | シリコン薄膜結晶層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817153B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0283915A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-26 | Ricoh Co Ltd | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
| CN116043325A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-05-02 | 北京航空航天大学 | 一种薄膜沉积装置及薄膜沉积方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59147425A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-23 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体結晶膜の形成方法 |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60174053A patent/JPH0817153B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59147425A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-23 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体結晶膜の形成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0283915A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-26 | Ricoh Co Ltd | 半導体単結晶薄膜の製造方法 |
| CN116043325A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-05-02 | 北京航空航天大学 | 一种薄膜沉积装置及薄膜沉积方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817153B2 (ja) | 1996-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |