JPS6356912A - 再結晶半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
再結晶半導体薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS6356912A JPS6356912A JP20030986A JP20030986A JPS6356912A JP S6356912 A JPS6356912 A JP S6356912A JP 20030986 A JP20030986 A JP 20030986A JP 20030986 A JP20030986 A JP 20030986A JP S6356912 A JPS6356912 A JP S6356912A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- film
- recrystallized
- semiconductor thin
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical group [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 49
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 abstract description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000927 Ge alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は絶縁基板上の半導体薄膜のレーザ等のエネルギ
ービームを用いた再結晶化方法に関する。
ービームを用いた再結晶化方法に関する。
絶縁基板上の半導体薄膜をエネルギービームを照射して
再結晶化するにあたり、半導体薄膜に第１領域と特に不
純物が添加された部分をもつ第２領域とを形成し、第１
及び第２領域の両方をほぼ均一な強度のビームで照射し
て再結晶化する。その際、第２ ｊｉＩ域は不純物添加
によって融点が低下しているために、再結晶化は第１Ｓ
！域から始まり第２領域へ拡がって大粒径の半導体再結
晶膜が得られる。半導体膜がＳｉのとき、不純物はＧｅ
またはＧｅと４電型決定不純物が選ばれる。また、第２
領域の膜厚を第１頭域より厚くすることで、冷却速度に
差をもたせ、上記の効果を助長させる。
再結晶化するにあたり、半導体薄膜に第１領域と特に不
純物が添加された部分をもつ第２領域とを形成し、第１
及び第２領域の両方をほぼ均一な強度のビームで照射し
て再結晶化する。その際、第２ ｊｉＩ域は不純物添加
によって融点が低下しているために、再結晶化は第１Ｓ
！域から始まり第２領域へ拡がって大粒径の半導体再結
晶膜が得られる。半導体膜がＳｉのとき、不純物はＧｅ
またはＧｅと４電型決定不純物が選ばれる。また、第２
領域の膜厚を第１頭域より厚くすることで、冷却速度に
差をもたせ、上記の効果を助長させる。
〔従来の技１ネｉ〕
Ｓ ＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏ
ｒ）技’（ｒｊは三次元集積回路の重要な部分を占め、
レーザ、電子線、赤外線等のエネルギービームを半導体
：′ｉ？膜に照射し）６融、再結晶化させるものである
。この技術は日経エレクトロニクス１９８５年１０月７
日号２２９頁に詳述されている。それによれば、方法と
して３種類に大別され、（１）ビーム強度を変化させる
方法 （２）半導体膜表面に反射膜や吸収膜を設：すで
ビームに強度分布をもたせる方法 （３）熱の逃げ方に
差をつける方法がある。＋１１の方法はビーム強度分布
の精密な制御と安定性が （２）や（３）の方法は複雑
な試料構造が必要である。
ｒ）技’（ｒｊは三次元集積回路の重要な部分を占め、
レーザ、電子線、赤外線等のエネルギービームを半導体
：′ｉ？膜に照射し）６融、再結晶化させるものである
。この技術は日経エレクトロニクス１９８５年１０月７
日号２２９頁に詳述されている。それによれば、方法と
して３種類に大別され、（１）ビーム強度を変化させる
方法 （２）半導体膜表面に反射膜や吸収膜を設：すで
ビームに強度分布をもたせる方法 （３）熱の逃げ方に
差をつける方法がある。＋１１の方法はビーム強度分布
の精密な制御と安定性が （２）や（３）の方法は複雑
な試料構造が必要である。
本発明は試料構造が簡単で、しかもビーム強度分布が一
様でも大粒径の再結晶半導体膜が得られる方法を提供す
るものである。
様でも大粒径の再結晶半導体膜が得られる方法を提供す
るものである。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は再結晶化すべき半導体薄膜中に第１領域と第２
領域を設け、第２頭域の融点（凝固点）をより低くし、
再結晶過程が第１領域から始まり第２領域へと拡大する
様にしたものである。第２領域にはそのため不純物を添
加する。半導体薄膜がＳｉの場合、不純物としてＧｅま
たはＧｅと■族または■族の不純物を用いろ。この効果
をさらに助長するため、第１、第２領域の厚みをビーム
が６過する程度に薄くし、かつ第１領域をより薄くして
第２領誠に対し熱容量を小さくすることにより、第１領
域の冷却がより速く行なうことも併用できる。
領域を設け、第２頭域の融点（凝固点）をより低くし、
再結晶過程が第１領域から始まり第２領域へと拡大する
様にしたものである。第２領域にはそのため不純物を添
加する。半導体薄膜がＳｉの場合、不純物としてＧｅま
たはＧｅと■族または■族の不純物を用いろ。この効果
をさらに助長するため、第１、第２領域の厚みをビーム
が６過する程度に薄くし、かつ第１領域をより薄くして
第２領誠に対し熱容量を小さくすることにより、第１領
域の冷却がより速く行なうことも併用できる。
〔作用］
第１及び第２頭域にビームを均一に照射すると第２領域
が早く溶融はするが近似的に第１及び第２領域共にほぼ
同一温度に上昇し溶融する。第１及び第２頭域の厚みが
一定で熱放散も一定と仮定すれば、溶融した第１及び第
２？＋１域共に同し冷却速度で温度低下し、先ず第１領
域の凝固点に達し第１領域で再結晶化が生じる。この段
階では第２領域はまだ溶融している。さらに冷却するに
従って第２領域側へ再結晶化が進み、大粒径または単結
晶の半導体再結晶膜が得られる。
が早く溶融はするが近似的に第１及び第２領域共にほぼ
同一温度に上昇し溶融する。第１及び第２頭域の厚みが
一定で熱放散も一定と仮定すれば、溶融した第１及び第
２？＋１域共に同し冷却速度で温度低下し、先ず第１領
域の凝固点に達し第１領域で再結晶化が生じる。この段
階では第２領域はまだ溶融している。さらに冷却するに
従って第２領域側へ再結晶化が進み、大粒径または単結
晶の半導体再結晶膜が得られる。
一方、半導体ＩＪＡの厚みがビームの吸収係数αに対し
】／αオーダーになると、吸収さ、ｔ７．るエネルギー
は膜厚にほぼ比例する。第１領域を第２領域より薄くす
ると、同じ膜質と仮定したときには、ビーム照射でほぼ
同じ速度で温度上昇して溶ける。
】／αオーダーになると、吸収さ、ｔ７．るエネルギー
は膜厚にほぼ比例する。第１領域を第２領域より薄くす
ると、同じ膜質と仮定したときには、ビーム照射でほぼ
同じ速度で温度上昇して溶ける。
しかし単位面積あたりの熱容量は第２領域の方が大きい
ので、冷却時は第２領域の方がｌヱく、やはり再結晶化
は第１領域から開始する。
ので、冷却時は第２領域の方がｌヱく、やはり再結晶化
は第１領域から開始する。
本発明は主に前者の作用によると共に、後者の作用も併
用できるものである。
用できるものである。
ａ４実施例１ （第１図）
第１図＋ａｌ〜（Ｃ１には本発明による再結晶半導体膜
の製造方法の１実施例を示す。第１図（ａ＋はビームア
ニール前の試料の断面構造である。第１領域２１と第２
ＳＪｔ域２２をもつ半導体薄膜は絶縁基板１上に形成
されている。第１領域２１は例えばａ−５ｉ膜２、第２
領域２２はＧｅが添加されたａ−３ｉ嗅３ （または非
晶質の５ｉ−Ｇｅ合金ａ−ＳｉＧｅ）でＧｅのイオン注
入等で選択的に形成される。Ｇｐの密度は例えば１９・
０〜５０％である。第１領域２１０幅は狭いことが望ま
しいが例えば５〜１０μｍ以下に選ばれる。この例では
第１及び第２領域共厚さはほぼ等しく、例えば５０００
Å以下である。基板１には、石英、ガラス、セラミック
ス等の絶縁体や、Ｓｉや金ヱに絶縁物コートしたもの等
が用いられ、特に低融点のガラスの場合には表面をＳｉ
Ｏ□やＳｉＮでコートすることが望ましい。第１図（ｂ
）には、第１領域２１及び少なく共その両側の第２領域
２２を同時にビームアニールした後の断面であり、第１
領域２１には再結晶Ｓｉ膜２０が、第２領域２２にはＧ
ｅ添加された再結晶Ｓ薄膜３０（または５ｉ−Ｇｅ混晶
）が形成される。ビームアニールには、例えばＡｒ、Ｃ
−レーザによる走査、コーキシマーレーザによるパルス
アニールなと、または電子線や赤外線、ランプ光などが
用いられる。Ｇｅは再結晶過程で第１？ＩＪｌｉ域２１
側へ再分布するがその範囲は数μｍ以下である。第１図
（ｃｌには再結晶過程における温度分布の膜入口を示す
。ビーム照射直後（ｔ・０）には、均一に温度上昇し第
１領域２１の融点Ｔｍ、以上になって溶融する。ある時
間経過後（１＝１．）、均一な放熱のために各領域共は
ぼ一定速度で冷却し、第１領域融点Ｔｎ＋、と第２領域
融点Ｔｍ、の間になる。この段階で第１領域２１は再結
晶化しているが、第２領域２２はン容融している。さら
に時間経過後（ｔ＝ｂ）Ｔｍｚ以下の温度となりすべて
再結晶化する。即ち、再結晶化は第１領域から第２領域
へ拡がる様に進み大粒径が得られる。Ｔｍｚの値はＧｅ
の密度で定まり例えば１０％でＴｍ、より２０℃程度低
い。第２領域２２内のＧｅの密度は一様である必要はな
く、例えば１００％Ｇｅのうすい層が第２領域内にあっ
ても同様な効果が得られる。
の製造方法の１実施例を示す。第１図（ａ＋はビームア
ニール前の試料の断面構造である。第１領域２１と第２
ＳＪｔ域２２をもつ半導体薄膜は絶縁基板１上に形成
されている。第１領域２１は例えばａ−５ｉ膜２、第２
領域２２はＧｅが添加されたａ−３ｉ嗅３ （または非
晶質の５ｉ−Ｇｅ合金ａ−ＳｉＧｅ）でＧｅのイオン注
入等で選択的に形成される。Ｇｐの密度は例えば１９・
０〜５０％である。第１領域２１０幅は狭いことが望ま
しいが例えば５〜１０μｍ以下に選ばれる。この例では
第１及び第２領域共厚さはほぼ等しく、例えば５０００
Å以下である。基板１には、石英、ガラス、セラミック
ス等の絶縁体や、Ｓｉや金ヱに絶縁物コートしたもの等
が用いられ、特に低融点のガラスの場合には表面をＳｉ
Ｏ□やＳｉＮでコートすることが望ましい。第１図（ｂ
）には、第１領域２１及び少なく共その両側の第２領域
２２を同時にビームアニールした後の断面であり、第１
領域２１には再結晶Ｓｉ膜２０が、第２領域２２にはＧ
ｅ添加された再結晶Ｓ薄膜３０（または５ｉ−Ｇｅ混晶
）が形成される。ビームアニールには、例えばＡｒ、Ｃ
−レーザによる走査、コーキシマーレーザによるパルス
アニールなと、または電子線や赤外線、ランプ光などが
用いられる。Ｇｅは再結晶過程で第１？ＩＪｌｉ域２１
側へ再分布するがその範囲は数μｍ以下である。第１図
（ｃｌには再結晶過程における温度分布の膜入口を示す
。ビーム照射直後（ｔ・０）には、均一に温度上昇し第
１領域２１の融点Ｔｍ、以上になって溶融する。ある時
間経過後（１＝１．）、均一な放熱のために各領域共は
ぼ一定速度で冷却し、第１領域融点Ｔｎ＋、と第２領域
融点Ｔｍ、の間になる。この段階で第１領域２１は再結
晶化しているが、第２領域２２はン容融している。さら
に時間経過後（ｔ＝ｂ）Ｔｍｚ以下の温度となりすべて
再結晶化する。即ち、再結晶化は第１領域から第２領域
へ拡がる様に進み大粒径が得られる。Ｔｍｚの値はＧｅ
の密度で定まり例えば１０％でＴｍ、より２０℃程度低
い。第２領域２２内のＧｅの密度は一様である必要はな
く、例えば１００％Ｇｅのうすい層が第２領域内にあっ
ても同様な効果が得られる。
ｂ、実施例２ （第２図）
第２図＋ａｌ〜（ｃｌは他の試料構逍例を示す。第２図
ｆａｌは基板１上にａ−８ｉｌｌＱ２とＧｅ添加ａ−３
ｉｌｌＡ３をＩｌ［ＬＴ次堆積した状態を示す。堆積Ｐ
ＣＶＤや光ＣＶＤ、スパッタ等で１！！！続的に行える
。第２図（１））は、Ｇｅ添加ａ−Ｓｉ膜３を選択エッ
チして、ａ−３ｉ膜２のみの第１領域２１とａ−３ｉ膜
２とＧｅ添加ａ−５ｉ膜３の２層からなる第２領域２２
を設けた状態である。この状態で表面側からレーザ光イ
０を照射して第２図（ｃｌの４おこ再結晶膜が形成され
る。ビーム照射は基板１が透明なときは裏面からもでき
る。第２図（ｄｉは、再結晶過程の温変分布を示す。ａ
−３ｉ膜２及びＧｅ添加ａ−３ｉ膜３がビーム吸収係数
αに対し１／αオーダーにあるときは、吸収エネルギー
はほぼ膜厚に比例するので温度はほぼ均一に上昇し、７
ｍ＋以上になる（ｔ・Ｏ）、ｔ１経過後、放熱が均一だ
が膜厚差によるＣ！！容量差があるので薄い第１領域２
１の方がｖく冷却する。（２経過後、まず第１ ？ＩＮ
域２１がＴｍ、以下になり再結晶化するが、第２領域は
溶けている。Ｌ ｆｆ ’ＦＸ過後、全体がＴｍｚ以下
になり全体が再結晶化する。
ｆａｌは基板１上にａ−８ｉｌｌＱ２とＧｅ添加ａ−３
ｉｌｌＡ３をＩｌ［ＬＴ次堆積した状態を示す。堆積Ｐ
ＣＶＤや光ＣＶＤ、スパッタ等で１！！！続的に行える
。第２図（１））は、Ｇｅ添加ａ−Ｓｉ膜３を選択エッ
チして、ａ−３ｉ膜２のみの第１領域２１とａ−３ｉ膜
２とＧｅ添加ａ−５ｉ膜３の２層からなる第２領域２２
を設けた状態である。この状態で表面側からレーザ光イ
０を照射して第２図（ｃｌの４おこ再結晶膜が形成され
る。ビーム照射は基板１が透明なときは裏面からもでき
る。第２図（ｄｉは、再結晶過程の温変分布を示す。ａ
−３ｉ膜２及びＧｅ添加ａ−３ｉ膜３がビーム吸収係数
αに対し１／αオーダーにあるときは、吸収エネルギー
はほぼ膜厚に比例するので温度はほぼ均一に上昇し、７
ｍ＋以上になる（ｔ・Ｏ）、ｔ１経過後、放熱が均一だ
が膜厚差によるＣ！！容量差があるので薄い第１領域２
１の方がｖく冷却する。（２経過後、まず第１ ？ＩＮ
域２１がＴｍ、以下になり再結晶化するが、第２領域は
溶けている。Ｌ ｆｆ ’ＦＸ過後、全体がＴｍｚ以下
になり全体が再結晶化する。
本例は、融点差と熱容量差の両方を用いた再情晶方法で
ある。ａ−５ｉ膜２の膜厚は例えば１０００〜２０００
人、Ｇｅ添加ａ−５ｉｌｉ７は１００〜１０００人程度
が選ばれ、ビームはＡｒレーザが用いられる。ビームの
種類により、膜厚やＧｅｉ度は通官選ばれる。
ある。ａ−５ｉ膜２の膜厚は例えば１０００〜２０００
人、Ｇｅ添加ａ−５ｉｌｉ７は１００〜１０００人程度
が選ばれ、ビームはＡｒレーザが用いられる。ビームの
種類により、膜厚やＧｅｉ度は通官選ばれる。
Ｃ１実施例３ （第３図）
第３図（ａｌ〜ｔｅｌは他の実施例を示す。第３図（ａ
＋はまず基板１上にＧｅ添加ａ−３ｉ膜３を堆積し、選
択ニッチした断面、第３図（ｂｌはａ−３ｉ膜２を全体
に堆積した断面で、この状態でビームアニールするど第
３図（ｃｌの様に再結晶膜２０．３０が得られる。
＋はまず基板１上にＧｅ添加ａ−３ｉ膜３を堆積し、選
択ニッチした断面、第３図（ｂｌはａ−３ｉ膜２を全体
に堆積した断面で、この状態でビームアニールするど第
３図（ｃｌの様に再結晶膜２０．３０が得られる。
ｄ、実施例４ ＴＦＴ″Ｍ造工程 （第４図）本発明
による再結晶膜をＴＰＴに応用した場合の工程例を第４
図ｆａｌ〜（ｄｌに示す。第４図！ａ＋は、第１領域２
１にＰ型再結晶Ｓｉ膜２０を、第２領域２２にはＧｅ添
加Ｓｉ再拮晶膜３０を前述の方法で形成した状態を示す
。第４図（ｂ）は、第１領域２１をチャンネル６１域と
すべく島状に再結晶１ｉｉ２０．３０を残し、ゲート絶
Ｉ（膜４、ゲート電極５を形成した断面である。
による再結晶膜をＴＰＴに応用した場合の工程例を第４
図ｆａｌ〜（ｄｌに示す。第４図！ａ＋は、第１領域２
１にＰ型再結晶Ｓｉ膜２０を、第２領域２２にはＧｅ添
加Ｓｉ再拮晶膜３０を前述の方法で形成した状態を示す
。第４図（ｂ）は、第１領域２１をチャンネル６１域と
すべく島状に再結晶１ｉｉ２０．３０を残し、ゲート絶
Ｉ（膜４、ゲート電極５を形成した断面である。
第４図（Ｃ）はゲート電極５をマスクにしたイオン注入
によって再結晶膜２０．３０内にｎ゛ソースびドレイン
領域３６．３７を設けた状態であり、さらにコンタクト
開孔しソース配線５、ドレイン配線６を設けて第４図ｆ
ｄｌの様に完成する。第２領域２２にはＧｅが添加され
ているが活性８Ｎ域ではないので特性に影響はないし、
例え活性領域にＧｅが微１含まれてもＧｏはＳｉ中で電
気的に不活性なため問題は少ない。また、第２頒域２２
はＧｅの他にｎ型不純物を同時、６加すれば、ｎ゛ソー
スドレイン領域３６．３７の形成が容易で自己整合工程
をしなければ第４四ｆｃ）のイオン注入工程を省くこと
ができる。
によって再結晶膜２０．３０内にｎ゛ソースびドレイン
領域３６．３７を設けた状態であり、さらにコンタクト
開孔しソース配線５、ドレイン配線６を設けて第４図ｆ
ｄｌの様に完成する。第２領域２２にはＧｅが添加され
ているが活性８Ｎ域ではないので特性に影響はないし、
例え活性領域にＧｅが微１含まれてもＧｏはＳｉ中で電
気的に不活性なため問題は少ない。また、第２頒域２２
はＧｅの他にｎ型不純物を同時、６加すれば、ｎ゛ソー
スドレイン領域３６．３７の形成が容易で自己整合工程
をしなければ第４四ｆｃ）のイオン注入工程を省くこと
ができる。
ｅ、実施例５ ＴＦＴ製造工徨 （第５図）実施例４
はビーム走査方向と垂直にチャン２、ル長方向をもった
ＴＰＴであるのに対し、第５図ｆ、ｌ）〜ｆｄ１図では
、これが平行な場合を平面図で示す。
はビーム走査方向と垂直にチャン２、ル長方向をもった
ＴＰＴであるのに対し、第５図ｆ、ｌ）〜ｆｄ１図では
、これが平行な場合を平面図で示す。
第５図ｆａｌは第１領域２１と第２領域２２がストライ
プ状に隣接して設けられたビームアニール後の平面図、
第５図山）は、チャンネル領域２３として第１９■域２
１の半導体膜２０を残し第２知域２２は除去し、またソ
ース及びドレイン領域３６．３７として第１及び第２ｊ
Ｅ［域２１，２２の両方を残した平面図である。第５図
（Ｃ）は、ゲート絶縁膜（図示せず）堆積後、ゲート電
極５を形成した状態、第５図ｔｄ＋はイオン注入でｎ°
ソース及びドレイン領域３６．３７を形成し、各コンタ
クト開孔部１６．１７を設けたｊ々ソース及びドレイン
配線６，７を施した完成状態を示す。この探にして粒界
が発生しやすい第２９１域２２を活性領域から除くこと
ができる。この例でも、第２６ゴ域２２の半導体膜３０
にｎ型不純物を添加しておくことは有効である。
プ状に隣接して設けられたビームアニール後の平面図、
第５図山）は、チャンネル領域２３として第１９■域２
１の半導体膜２０を残し第２知域２２は除去し、またソ
ース及びドレイン領域３６．３７として第１及び第２ｊ
Ｅ［域２１，２２の両方を残した平面図である。第５図
（Ｃ）は、ゲート絶縁膜（図示せず）堆積後、ゲート電
極５を形成した状態、第５図ｔｄ＋はイオン注入でｎ°
ソース及びドレイン領域３６．３７を形成し、各コンタ
クト開孔部１６．１７を設けたｊ々ソース及びドレイン
配線６，７を施した完成状態を示す。この探にして粒界
が発生しやすい第２９１域２２を活性領域から除くこと
ができる。この例でも、第２６ゴ域２２の半導体膜３０
にｎ型不純物を添加しておくことは有効である。
本発明によれば簡単な試料構造で大粒径または単結晶の
再結晶薄膜が得られる。主にａ−３ｉ膜をレーザアニー
ルする例で説明したが、多結晶Ｓｉや他の半導体材料に
も通用でき、また他のビームアニール方法例えば電子線
、赤外線、ランプ光による走査やパルスによって行える
。不純物としてＧｅを主に述べたが、半４体薄膜がＳｉ
の場合Ｓｎ、Ｉｎ＋Ｓｂ＋Ｇａ等の不純物で添加により
融点が下がるもの、Ｔｉ。
再結晶薄膜が得られる。主にａ−３ｉ膜をレーザアニー
ルする例で説明したが、多結晶Ｓｉや他の半導体材料に
も通用でき、また他のビームアニール方法例えば電子線
、赤外線、ランプ光による走査やパルスによって行える
。不純物としてＧｅを主に述べたが、半４体薄膜がＳｉ
の場合Ｓｎ、Ｉｎ＋Ｓｂ＋Ｇａ等の不純物で添加により
融点が下がるもの、Ｔｉ。
Ｐ ｔ ＋ Ｎ ｉ＋ Ｍｏ ＋ Ｃｏ等でＳｉ融点よ
り低い融点をもつシリサイド共晶を作るものなどが使え
る。一般的に不純物添加されたＳｉは光の吸収率が上が
るので、第２領域の温度上昇はより大きくなり、本発明
の効果を助長する。
り低い融点をもつシリサイド共晶を作るものなどが使え
る。一般的に不純物添加されたＳｉは光の吸収率が上が
るので、第２領域の温度上昇はより大きくなり、本発明
の効果を助長する。
応用としてＴＰＴを示したが、本発明はＳ○■技術を用
いた他のデバイスにも適用され、効果が大きい。
いた他のデバイスにも適用され、効果が大きい。
第１図（ａｌ〜ｔｃ＋は本発明による半導体薄膜の再結
晶方法を説明するための図、第２図ｆａｒ〜（ｄｌは本
発明の他の実施例を説明するための図、第３図ｆａｌ〜
（Ｃ）は他の実施例の試料断面構造図、第４図（ａｔ〜
ｆｄ＋は本発明をＴＰＴに適用した工程順の断面図、第
５図（ａ）〜＋ｄｌはＴＰＴの工程順の平面図である。 １・・・基板 ２・・・ａ−３ｉ膜３・・・
Ｇｅ添加ａ−３ｉ膜 ２１・・・第１領域２２・・・
第２領域 ２０・・・再結晶Ｓｉ膜３０・・・再
結晶Ｇｅ添加Ｓｉ膜 ４・・・ゲート絶縁膜 ５・・・ゲート電Ｉ）３６．
３７・・・ｎ″領域 ６・・・ソースＣり泉７・・・
ドレイン配線４０・・・レーザ光以上 ！ Ｖυ
！！！剥 −へ Ｖｓｉ１１！ ← ← 丁続補正書（方式） 昭和６１年１１月１′、？口 １、・１１件のノく示 ＋Ｍ（和６１ 年特ｉ’？４１１ ｒ（Ｓ ２００３
０９ 号２光明のｔ′１（φ 再結晶半導体薄膜の製造方法 よ補１「？する古 （２５２）セイコーを子工業株式会社 ４ ｆｔ 埋入 代表取締役 服
部 一部昭和６１年１０月２８日 ツブ −
晶方法を説明するための図、第２図ｆａｒ〜（ｄｌは本
発明の他の実施例を説明するための図、第３図ｆａｌ〜
（Ｃ）は他の実施例の試料断面構造図、第４図（ａｔ〜
ｆｄ＋は本発明をＴＰＴに適用した工程順の断面図、第
５図（ａ）〜＋ｄｌはＴＰＴの工程順の平面図である。 １・・・基板 ２・・・ａ−３ｉ膜３・・・
Ｇｅ添加ａ−３ｉ膜 ２１・・・第１領域２２・・・
第２領域 ２０・・・再結晶Ｓｉ膜３０・・・再
結晶Ｇｅ添加Ｓｉ膜 ４・・・ゲート絶縁膜 ５・・・ゲート電Ｉ）３６．
３７・・・ｎ″領域 ６・・・ソースＣり泉７・・・
ドレイン配線４０・・・レーザ光以上 ！ Ｖυ
！！！剥 −へ Ｖｓｉ１１！ ← ← 丁続補正書（方式） 昭和６１年１１月１′、？口 １、・１１件のノく示 ＋Ｍ（和６１ 年特ｉ’？４１１ ｒ（Ｓ ２００３
０９ 号２光明のｔ′１（φ 再結晶半導体薄膜の製造方法 よ補１「？する古 （２５２）セイコーを子工業株式会社 ４ ｆｔ 埋入 代表取締役 服
部 一部昭和６１年１０月２８日 ツブ −
Claims (4)
- （１）絶縁基板上に設けられた第１領域と第２領域とを
有する半導体薄膜を第１及び第２領域に同時にエネルギ
ービームを照射して再結晶させるに際し、前記第２領域
の少なく共一部には特に不純物が添加され第１領域に比
し融点が低下されていることを特徴とする再結晶半導体
薄膜の製造方法。 - （２）前記第２領域の厚みが第１領域に比して厚く、か
つ前記ビームをある程度透過させる厚み以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の再結晶半導体
薄膜の製造方法。 - （３）前記半導体薄膜が非晶質もしくは多結晶シリコン
であり、前記不純物がゲルマニウムであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項または第２項記載の再結晶半
導体薄膜の製造方法。 - （４）前記不純物としてゲルマニウムの他に導電型決定
不純物も含まれることを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載の再結晶半導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200309A JP2709591B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 再結晶半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61200309A JP2709591B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 再結晶半導体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6356912A true JPS6356912A (ja) | 1988-03-11 |
| JP2709591B2 JP2709591B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=16422172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61200309A Expired - Lifetime JP2709591B2 (ja) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | 再結晶半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709591B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168021A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Nec Corp | 多結晶ＳｉＧｅ薄膜 |
| JPH03105913A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-02 | Nec Corp | 半導体薄膜の製造方法およびこれを用いた薄膜トランジスタの製造方法 |
| US5457058A (en) * | 1989-10-09 | 1995-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Crystal growth method |
| US5614123A (en) * | 1993-02-01 | 1997-03-25 | Daikin Industries Ltd. | Agent for treating textile |
| US6479331B1 (en) | 1993-06-30 | 2002-11-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| US6541313B2 (en) | 1993-03-12 | 2003-04-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transistor and process for fabricating the same |
| US6890840B2 (en) | 2001-11-28 | 2005-05-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device, utilizing a laser beam for crystallization |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58212123A (ja) * | 1982-06-02 | 1983-12-09 | Hitachi Ltd | 単結晶薄膜の製造方法 |
| JPS5939791A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 単結晶の製造方法 |
| JPS60143624A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP61200309A patent/JP2709591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58212123A (ja) * | 1982-06-02 | 1983-12-09 | Hitachi Ltd | 単結晶薄膜の製造方法 |
| JPS5939791A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 単結晶の製造方法 |
| JPS60143624A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168021A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Nec Corp | 多結晶ＳｉＧｅ薄膜 |
| JPH03105913A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-02 | Nec Corp | 半導体薄膜の製造方法およびこれを用いた薄膜トランジスタの製造方法 |
| US5457058A (en) * | 1989-10-09 | 1995-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Crystal growth method |
| US5614123A (en) * | 1993-02-01 | 1997-03-25 | Daikin Industries Ltd. | Agent for treating textile |
| US6541313B2 (en) | 1993-03-12 | 2003-04-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transistor and process for fabricating the same |
| US6939749B2 (en) | 1993-03-12 | 2005-09-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd | Method of manufacturing a semiconductor device that includes heating the gate insulating film |
| US6479331B1 (en) | 1993-06-30 | 2002-11-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device |
| US6890840B2 (en) | 2001-11-28 | 2005-05-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device, utilizing a laser beam for crystallization |
| US7449376B2 (en) | 2001-11-28 | 2008-11-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2709591B2 (ja) | 1998-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000068520A (ja) | 半導体薄膜、その製造方法、および製造装置、ならびに半導体素子、およびその製造方法 | |
| JPH084067B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06177034A (ja) | 半導体単結晶の成長方法 | |
| JPS59195871A (ja) | Ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法 | |
| JP2002261015A (ja) | 半導体薄膜、その製造方法、および製造装置、ならびに半導体素子、およびその製造方法 | |
| JPH1050607A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4203141B2 (ja) | 非晶質シリコン層の結晶化方法及びこれを使用する薄膜トランジスターの製造方法 | |
| JPS6356912A (ja) | 再結晶半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH09260676A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH0450746B2 (ja) | ||
| EP0575965B1 (en) | Method of forming semiconductor crystal and semiconductor device | |
| JP2534980B2 (ja) | 結晶性半導体薄膜の製造方法 | |
| JPS621220A (ja) | 欠陥が局在された配向シリコン単結晶膜を絶縁支持体上に製造する方法 | |
| JPH0955509A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0556314B2 (ja) | ||
| JPS6342417B2 (ja) | ||
| JPH02864B2 (ja) | ||
| JP2838155B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP3380527B2 (ja) | 半導体装置の作製方法 | |
| JPH10178178A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH073824B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH11145484A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPH0864526A (ja) | 光照射による材料の改質方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP2830718B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPS6355925A (ja) | 半導体薄膜の再結晶化方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |