JPS6336515A - 半導体単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents

半導体単結晶薄膜の製造方法

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JPS6336515A
JPS6336515A JP17937986A JP17937986A JPS6336515A JP S6336515 A JPS6336515 A JP S6336515A JP 17937986 A JP17937986 A JP 17937986A JP 17937986 A JP17937986 A JP 17937986A JP S6336515 A JPS6336515 A JP S6336515A
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JP
Japan
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thin film
single crystal
semiconductor
crystal semiconductor
seed
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JP17937986A
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English (en)
Inventor
Takanori Hayafuji
早藤 貴範
Akashi Sawada
沢田 証
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融再結晶化法(latarally 5e
ededepitaxlal growth ) 、特
に再結晶化にエネルギービームを使用した半導体単結晶
薄膜の製造方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、再結晶1化にエネルギービームを使用した半
導体単結晶薄膜の製造方法であシ、種部となる半導体単
結晶部を絶縁層上において半導体非単結晶薄膜と接する
ように設けることにより、種部と絶縁層上の非単結晶薄
膜との5燈融を同程度に生じさせて良好に再結晶化を行
うことができるようにしたものである。
〔従来の技術〕
従来、絶縁層上の半導体非単結晶薄膜にエネルギービー
ム、例えば電子線を照射して溶融再結晶化させ、半導体
単結晶薄膜を作製する技術(所謂、SIO単結晶作製技
術)が提案されている。この再結晶化の九めに、例えば
第5図に示すLOCO8型構造の試料(1)1、第6図
に示すメサ型構造の試料(1)が用いられている。(2
)は単結晶S1基板、(3)は810□(又は5iN)
、、層、(4)は多結晶S1薄膜である。この試料(1
)に対して上から線状電子線を照射して多結晶S1と種
部を溶融し、種(シード)部(5)から順に単結晶S1
に再結晶化さセる。従ってこの再結晶化を順調に行って
良質の単結晶S1薄膜を得るためには、電子線による加
熱時、種部(5)とその近傍の多結晶St及び8102
層(3)上の多結晶Stが同程度に溶融していることが
必要である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
エネルギービーム、特に電子線を照射した場合、種部を
構成する単結晶Stの熱伝導率が絶縁層を構成する5I
O2又はSINよシ大きいため、種部の温度(到達温度
)′Fi、絶縁層上の多結晶Stの温度(到達温度)よ
シ低くなる。これによシ、5IO2層上の多結晶S1が
溶融する温度に加熱条件を設定した場合には、種部への
到達温度が不足して充分溶融しないため、種部からの単
結晶Stの再結晶化が起きない。また、種部が充分溶融
する温度に加熱条件を設定し九場合には、種部近傍の多
結晶St、には再結晶化が起きているが、5IO2層上
の多結晶S1の加熱温度が高くなシすぎて多結晶Stが
蒸発して消失するか、剥離するという問題が生じていた
このような問題点を解決する九めに、従来例えばマスク
を用い九シ電子線の走査速度を調整したシして、照射さ
れる領域の放熱特性に対応して電子線の照射強度を変化
さ(て種部では弥<、絶縁層上の多結晶Stでは弱くす
る方法が提案されている(特開昭57−45920参照
)。しかし、この方法によれば電子線を幅100 m以
下の細い線状に絞シ、且つ多結晶Slを溶融させるのに
必要なエネルギー密度を持たせることは困難である。ま
た、第7図に示すように、5IO2層(3)に開口部(
6)を設けて、ここから単結晶5l(7)をエピタキシ
ャル成長させる所謂ELO(Epltaxlal  l
at@ral  overgrovth  )法も提案
されているが、この方法によれば単結晶S 1(7)が
垂直方向と水平方向に略同じ速度で成長するため、均一
で大きな単結晶薄膜が得られないという欠点がある。
本発明は、上記問題点を解決することができる半導体単
結晶薄膜の製造方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
半導体単結晶部α9とを有し、エネルギービームαカを
照射して半導体単結晶部(至)と非単結晶薄膜(2)を
加熱溶融し穴径、再結晶化させる半導体単結晶薄膜の製
造方法において、種部となる半導体単結晶部(1タル絶
縁層(至)上において半導体非単結晶wt膜(2)と接
するように形成する。
上記エネルギービームには、粒子線(電子線等)、熱線
(レーデ、赤外線等)を含む。ま九、半導体非単結晶に
は、多結晶と非晶質(アモルファス)を含む。
〔作 用〕
本発明によれば、種部(至)が同じ絶縁層(2)上にお
いて半導体非単結晶薄膜(6)と接しているため、エネ
ルギービームαカの照射時絶縁層(2)上の半導体単結
晶は半導体非単結晶と略同じ温度に加熱される。
これにより、種部(至)と絶縁層(至)上の半導体非単
結晶とが同程度に溶融するため、順調な再結晶化が可能
になる。
〔実施例〕
第1図を参照して本発明の1実施例を説明する。
本実施例においては、単結晶St基板α力の一生面上に
各種部(至)となる領域を除いて5IO2層(至)が形
成され、5IO2層(至)上に多結晶S1薄膜(6)が
形成され、この多結晶S1薄膜(6)が5IO2層(2
)の側壁部Q])によって分離されて島領域とされた構
造のLOCO8型試料α→を使用し、種部(至)となる
半導体単結晶が、Si02M(至)上・においてもその
一部を延在させて、この5102層(至)上で多結晶S
i薄膜(6)と接するように形成する。
密度的5 OA/3”、幅10μ惧以上(通常50〜2
000μm)の線状電子線を走査する。この電子線の照
射の際、種部(イ)の延在領域α峰と多結晶St薄膜(
6)は共に同じ5IO2層(2)上に配されているため
、下ノーの熱伝導率は同一であシ両者の到達温度は略等
しくなる。これによって種部(ト)となる延在領域αQ
の単結晶Stが、多結晶S1薄膜(イ)と同様に容易に
融解して電子線の照射後、再結晶化の種として有効に機
能することができる。
このような種部α→の延在領域α→は次のようにして形
成することができる。
例えば第2図に示すように、エネルギービームαカを2
回照射して行う形成δ法である。即ち、先ず種部(ト)
が5ly2層(至)と同一面に形成され九通常の試料α
→に対して、例えば、直径約5〜10μのスポット状電
子線又はレーデビームを使用して種部(至)と810□
層α]上における種W5(至)の延在領域αφとなるべ
き部分に沿って(紙面に直交する方向)選択的にエネル
ギービーム(財)を照射する。このエネルギービームα
りの強度は、種部(15)上の多結晶S1が溶融するの
に充分な強度とする。照射後、種部(至)上の多結晶S
1から再結晶化が進行し、エネルギービームαカで照射
された5tO2層(至)上の多結晶Sl#膜(6)の一
部まで単結晶化して種部(ト)の延在領域α→ができる
。次に、第1図と同様にこの延在領域(16の形成され
た試料α◆に対して、上記エネルギービームα乃(6)
と共に種部(至)の延在領域αQを溶融した後、再結晶
化さセる。
また、第3図に示すように、ELO(Epltaxia
llateral  overgrovth)法によっ
ても種部αつの延在領域αQを形成することができる。
即ち、先ず単結晶81基板αη上にStO□層(至)を
形成した後、開口部(6)を形成する(第3図A)、、
次に例えばSiH4とN2゜N2.C10を供給して開
口部(至)の単結晶81基板C1,)上に選択的に単結
晶Siヲエビタキシャル成長させて、5tO2層(至)
上に形成された凸部を種部αυとする(第3図B)。次
にCl3の供給を止め、SiH4* N21N2を供給
して全面又は8102層(至)上のみに多結晶si薄膜
(6)を形成し念後、エネルギービームを照射して再結
晶化を行5(第3図C)。
ま几、第3の方法として、第4図に示すように固相エピ
タキシ法によっても形成することができる。これによれ
ば、先ず単結晶81基板αη上に開口部(至)の設けら
れ+ 5tO2層(至)を形成した後、全面に非晶1s
r層(1)を形成する。次に、酸化性不純物(O2,U
2O等)の入っていないN2又はAr等の雰囲気中で5
00〜1000℃の熱を加えて単結晶化させることによ
シ、開口部(至)の単結晶si基板αη上の種部(ト)
と共に5tO2層υ上の一部に種部(ト)の延在領域α
Qを形成することができる。この後の再結晶化工程は、
上記実施例と同様である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、種部の一部分が、半導体非単結晶薄膜
が形成されている同じ絶縁層上においてこの薄膜と接す
るように形成されているため、エネルギービームの照射
によって種部が半導体非単結晶と略同時に容易に融解す
る。これによシ、照射後の再結晶化が順調に進み、良質
、且つ均質な半導体単結晶薄膜を製造することができる
。また、エネルギービーム等についての製造条件の適切
な範囲が拡大するため、製造が容易になる。これらの結
果として歩留りが向上し、コストが低下するという効果
も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は実施例の断面図、第3図A〜Cは実
施例の工程図、第4図A及びB#i実施例の工程図、第
5図〜第7図は従来例の断面図である。 (11は単結晶81基板、(6)は多結晶S1薄膜、(
6)は810□層、(至)は種部、αQは種部の延在領
域、(ロ)はエネルギービームである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 絶縁層上に形成された半導体非単結晶薄膜と、該半導体
    非単結晶薄膜に接して配された半導体単結晶部とを有し
    、エネルギービームを照射して該半導体単結晶部と上記
    半導体非単結晶薄膜を加熱溶融した後、再結晶化させる
    半導体単結晶薄膜の製造方法において、 種部となる上記半導体単結晶部は、上記絶縁層上におい
    て上記半導体非単結晶薄膜と接していることを特徴とす
    る半導体単結晶薄膜の製造方法。
JP17937986A 1986-07-30 1986-07-30 半導体単結晶薄膜の製造方法 Pending JPS6336515A (ja)

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