JP2020202296A - 半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法 - Google Patents
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
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Abstract
Description
上記手順により、一次ピラー15の初期直径D0を62.7nmとして、シリコンピラー12を作製した。ただし、直径の測定等のために第2除去工程を省略した。なお、一次ピラー15,二次ピラー17及びシリコンピラー12の直径の測定では、一次ピラー15、二次ピラー17あるいはシリコンピラー12をSiGe(シリコンゲルマニウム)で埋設し、集束イオンビーム(Focused Ion Beam、FIB)加工によって、直径部分を含むようにシリコンピラー12の軸心に平行にスライスしたスイラス片を作製し、スライス片を透過電子顕微鏡で観察することで直径を測定した。
第2実施例では、一次ピラー形成工程により、初期直径D0が50.9nmの一次ピラー15を形成して、第1酸化工程、第1除去工程及び第2熱酸化工程を行なった。第2熱酸化工程は、処理温度θ2を1000℃、処理時間T2を10分とした。この他の作製条件は、第1実施例と同じとした。透過電子顕微鏡でシリコン基板10の表面を観察したところ、シリコンピラー12の倒れや折れ等は発見できなかった。得られたシリコンピラー12のTEM写真を図12に示す。シリコンピラー12の直径D50は、12.3nmであった。また、シリコンピラー12の高さ方向の直径のバラツキ及びシリコンピラー12の相互間のバラツキは小さかった。
図13は、初期直径D0が50.9nm、62.7nm、78nm、95.8nm、152.7nmの一次ピラー15に対して、第1熱酸化工程における処理温度θ1を900℃とし、処理時間T1を1.1時間、3.5時間、5時間、10時間とした場合に得られる二次ピラー17の各直径D50を、初期直径D0とともにプロットしたものである。なお、処理時間T1が10時間の第1熱酸化工程は、実際には、シリコン基板10に対して、5時間の熱酸化を行なった後、シリコン基板10を室温に戻してから、再度5時間の熱酸化を行なったものである。
12 シリコンピラー
15 一次ピラー
16 第1酸化膜
17 二次ピラー
18 第2酸化膜
D0 初期直径
H0 初期高さ
T1,T2 処理時間
θ1,θ2 処理温度
Claims (7)
- シリコン基板の表面に円柱状の一次ピラーを形成する一次ピラー形成ステップと、
前記シリコン基板を加熱することにより、前記一次ピラーの表面を酸化して第1酸化膜を形成する第1熱酸化ステップと、
前記第1酸化膜を除去し二次ピラーを得る第1除去ステップと、
前記シリコン基板を加熱することにより、前記二次ピラーの表面を酸化して第2酸化膜を形成する第2熱酸化ステップと
を有することを特徴とする半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法。 - 前記一次ピラー形成ステップは、軸心方向の長さが400nm以下の前記一次ピラーを形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法。
- 前記第1熱酸化ステップは、酸化の初期における前記一次ピラーの直径の減少速度に対する、酸化終了時における前記一次ピラーの直径の減少速度の比が0.5以下となる処理温度及び処理時間の組み合わせであることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法。
- 前記第2熱酸化ステップは、酸化の初期における前記二次ピラーの直径の減少速度に対する、酸化終了時における前記二次ピラーの直径の減少速度の比が0.5以下となる処理温度及び処理時間の組み合わせであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法。
- 前記シリコン基板の表面に垂直に起立したシリコンピラーの上端面から前記一次ピラーの高さの20%の距離だけ下方の位置の直径をD20、50%の距離だけ下方の位置の直径をD50、80%の距離だけ下方の距離の位置の直径をD80としたときに、直径D50に対する直径D20及び直径D80の差の範囲が±1nmであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法。
- 前記第1熱酸化ステップ及び前記第2熱酸化ステップは、前記シリコン基板の表面に垂直に起立した前記一次ピラーの上端面に酸化を防止するキャップ膜を設けた状態で前記シリコン基板を加熱することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法。
- 前記第2酸化膜を除去する第2除去ステップを有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体集積回路用のシリコンピラーの作製方法。
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