JP2825676B2 - 結晶の形成方法 - Google Patents
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- H01L21/02645—Seed materials
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は結晶の形成方法に係り、
特に非核形成面と、単結晶を構成する材料に対しての核
形成密度が前記非核形成面の核形成密度より大きく、且
つ結晶成長して単結晶になる核が唯一形成されうるに十
分小さい面積を有する核形成面とが隣接して配された自
由表面を有する基体に、結晶形成処理を施すことによ
り、単結晶を成長させる結晶の形成方法に関する。
特に非核形成面と、単結晶を構成する材料に対しての核
形成密度が前記非核形成面の核形成密度より大きく、且
つ結晶成長して単結晶になる核が唯一形成されうるに十
分小さい面積を有する核形成面とが隣接して配された自
由表面を有する基体に、結晶形成処理を施すことによ
り、単結晶を成長させる結晶の形成方法に関する。
【０００２】本発明は、例えば半導体集積回路、光集積
回路、磁気回路等の電子素子、光素子、磁気素子、圧電
素子あるいは表面音響素子等に使用される結晶の形成方
法に用いられる。
回路、磁気回路等の電子素子、光素子、磁気素子、圧電
素子あるいは表面音響素子等に使用される結晶の形成方
法に用いられる。
【０００３】
【従来の技術】絶縁基板上に単結晶を成長させるＳＯＩ
技術の分野において、表面材料間の核形成密度の差を利
用して選択的に核を形成し、この核を中心として結晶を
成長させる結晶の形成方法が報告されている（T.Yoneha
ra et al.(1987) Extended Abstracts of the 19th SSD
M.191)（以後「第１の報告」と称す）。
技術の分野において、表面材料間の核形成密度の差を利
用して選択的に核を形成し、この核を中心として結晶を
成長させる結晶の形成方法が報告されている（T.Yoneha
ra et al.(1987) Extended Abstracts of the 19th SSD
M.191)（以後「第１の報告」と称す）。
【０００４】この結晶の形成方法を図２０乃至図２２を
用いて説明する。まず、図２０に示すように、核形成密
度の小さい表面４０３をもつ基体４０１上に、表面４０
３よりも核形成密度の大きい表面をもつ領域４０７，４
０７′を直径ａ、間隔ｂで配する。
用いて説明する。まず、図２０に示すように、核形成密
度の小さい表面４０３をもつ基体４０１上に、表面４０
３よりも核形成密度の大きい表面をもつ領域４０７，４
０７′を直径ａ、間隔ｂで配する。
【０００５】次に、図２１に示すように、この基体に所
定の結晶形成処理を施すと、領域４０７，４０７′の表
面にのみ堆積物（結晶を構成する物質）の核４０９，４
０９′が発生し、表面４０３の上には核は発生しない。
そこで、以下の説明において、領域４０７，４０７′の
表面を核形成面、表面４０３を非核形成面と呼ぶ。
定の結晶形成処理を施すと、領域４０７，４０７′の表
面にのみ堆積物（結晶を構成する物質）の核４０９，４
０９′が発生し、表面４０３の上には核は発生しない。
そこで、以下の説明において、領域４０７，４０７′の
表面を核形成面、表面４０３を非核形成面と呼ぶ。
【０００６】次に、図２２に示すように、核形成面４０
７，４０７′に発生した核４０９，４０９′をさらに成
長させれば、核形成面４０７，４０７′の領域をこえて
非核形成面４０３の上にまで成長し、やがて核形成面４
０７から成長してきた結晶粒４１０は、隣の核形成面４
０７′から成長してきた結晶粒４１０′と接して結晶粒
界４１１が形成される。
７，４０７′に発生した核４０９，４０９′をさらに成
長させれば、核形成面４０７，４０７′の領域をこえて
非核形成面４０３の上にまで成長し、やがて核形成面４
０７から成長してきた結晶粒４１０は、隣の核形成面４
０７′から成長してきた結晶粒４１０′と接して結晶粒
界４１１が形成される。
【０００７】従来、この結晶の形成方法として、第１の
報告には、基体上の所望の位置に配した複数の核形成面
の材料に非晶質Ｓｉ3 Ｎ4 、非核形成面の材料にＳｉＯ
2 を用い、ＣＶＤ法によって各々の核形成面上にＳｉ単
結晶を形成した例が報告されている。また、ＳｉＯ2 を
非核形成面の材料とし、集束イオンビームによりＳｉイ
オンを前記非核形成面の所望の位置に注入し核形成面と
なる領域の複数を形成し、ＣＶＤ法によりＳｉ単結晶を
複数個形成した例（１９８８年第３５回応用物理学関係
連合講演会２８ｐ−Ｍ−９）（以後「第２の報告」と称
す）が報告されている。
報告には、基体上の所望の位置に配した複数の核形成面
の材料に非晶質Ｓｉ3 Ｎ4 、非核形成面の材料にＳｉＯ
2 を用い、ＣＶＤ法によって各々の核形成面上にＳｉ単
結晶を形成した例が報告されている。また、ＳｉＯ2 を
非核形成面の材料とし、集束イオンビームによりＳｉイ
オンを前記非核形成面の所望の位置に注入し核形成面と
なる領域の複数を形成し、ＣＶＤ法によりＳｉ単結晶を
複数個形成した例（１９８８年第３５回応用物理学関係
連合講演会２８ｐ−Ｍ−９）（以後「第２の報告」と称
す）が報告されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記結
晶の形成方法を記した第１の報告においては、Ｓｉ3 Ｎ
4 とＳｉＯ2 の核形成密度の差がある成長条件の下では
最大でも１０００倍程度である為に、以下に示すような
制御性に関する問題が生じることがあった。
晶の形成方法を記した第１の報告においては、Ｓｉ3 Ｎ
4 とＳｉＯ2 の核形成密度の差がある成長条件の下では
最大でも１０００倍程度である為に、以下に示すような
制御性に関する問題が生じることがあった。
【０００９】すなわち、核形成面と非核形成面の核形成
密度差の不足により、結晶形成条件等を制御して核形成
面で十分な核形成密度を得ようとすれば、非核形成面で
も不要な核発生が生じることがある。逆に、非核形成面
での核発生を抑制すべく核形成密度を低く抑えれば、核
形成面での核形成密度は必要以上に低くなり、単結晶が
成長すべき核形成面のうち成長して単結晶となる核が発
生しないものが出てしまい成長した単結晶が得られない
ことがある。
密度差の不足により、結晶形成条件等を制御して核形成
面で十分な核形成密度を得ようとすれば、非核形成面で
も不要な核発生が生じることがある。逆に、非核形成面
での核発生を抑制すべく核形成密度を低く抑えれば、核
形成面での核形成密度は必要以上に低くなり、単結晶が
成長すべき核形成面のうち成長して単結晶となる核が発
生しないものが出てしまい成長した単結晶が得られない
ことがある。
【００１０】つまり、Ｓｉ3 Ｎ4 やＳｉＯ2 のような化
学量論比の組成の物質では、成長条件に対して一意的に
核形成密度が決まってしまうので、非核形成面での不要
の核発生が生じない成長条件で、核形成面の核形成密度
だけを全ての前記核形成面に一つの核から成長した結晶
が発生するように設定することや、全ての核形成面上で
成長して単結晶となる核の発生が生じる条件で、非核形
成面での不必要な核発生及び結晶成長を制御することが
難しい場合があった。したがって、成長条件によっては
広い面積を粒径及び粒界の位置の制御された良質の結晶
粒で埋め尽くすことは難しく、その歩留まりの向上には
困難となることがあった。
学量論比の組成の物質では、成長条件に対して一意的に
核形成密度が決まってしまうので、非核形成面での不要
の核発生が生じない成長条件で、核形成面の核形成密度
だけを全ての前記核形成面に一つの核から成長した結晶
が発生するように設定することや、全ての核形成面上で
成長して単結晶となる核の発生が生じる条件で、非核形
成面での不必要な核発生及び結晶成長を制御することが
難しい場合があった。したがって、成長条件によっては
広い面積を粒径及び粒界の位置の制御された良質の結晶
粒で埋め尽くすことは難しく、その歩留まりの向上には
困難となることがあった。
【００１１】上記結晶の形成方法の第２の報告において
は、集束イオンビームを用いたイオン注入によって核形
成密度を増大させた領域を核形成面に用いることによ
り、上記第１の報告における問題点を解決しようとして
いる。
は、集束イオンビームを用いたイオン注入によって核形
成密度を増大させた領域を核形成面に用いることによ
り、上記第１の報告における問題点を解決しようとして
いる。
【００１２】しかしながら、現状において集束イオンビ
ームで多数の核形成領域を形成するには長時間を要し、
基体の表面積が広くなると長時間の処理時間が必要とな
り、生産性が低下し実用に適さない。そこで、ひとつの
方法として、レジストプロセスによってイオンを注入し
たい領域のみに開口部を有するようにパターニングされ
たフォトレジストをマスクにして基体の全面にイオンを
注入し、核形成面となるべき基体表面の所望の領域のみ
にイオン注入を行ない、核形成面を形成する方法が考え
られる（特開昭６３−１０７０１６号公報）。しかしな
がら、この方法では高いＤｏｓｅ量でイオンを注入した
場合、フォトレジストが開口部近傍で変質することがあ
るためレジスト剥離の困難が生じることがあった。残っ
たレジスト部には核が形成されやすく、結晶の選択成長
の制御性を低下させ、その結果、結晶粒径及び粒界の位
置の制御がされていない多結晶化した結晶粒が多数形成
されてしまうので、歩留まりの向上という点で改善が望
まれていた。
ームで多数の核形成領域を形成するには長時間を要し、
基体の表面積が広くなると長時間の処理時間が必要とな
り、生産性が低下し実用に適さない。そこで、ひとつの
方法として、レジストプロセスによってイオンを注入し
たい領域のみに開口部を有するようにパターニングされ
たフォトレジストをマスクにして基体の全面にイオンを
注入し、核形成面となるべき基体表面の所望の領域のみ
にイオン注入を行ない、核形成面を形成する方法が考え
られる（特開昭６３−１０７０１６号公報）。しかしな
がら、この方法では高いＤｏｓｅ量でイオンを注入した
場合、フォトレジストが開口部近傍で変質することがあ
るためレジスト剥離の困難が生じることがあった。残っ
たレジスト部には核が形成されやすく、結晶の選択成長
の制御性を低下させ、その結果、結晶粒径及び粒界の位
置の制御がされていない多結晶化した結晶粒が多数形成
されてしまうので、歩留まりの向上という点で改善が望
まれていた。
【００１３】このように、いずれにしても上記第１の報
告における問題点を克服しようとする場合、所要処理時
間の長時間化、コストの増大、制御性の低下、歩留まり
の低下という問題が生じ、上記第１の報告の問題点は、
かならずしも十分には解決されていなかった。
告における問題点を克服しようとする場合、所要処理時
間の長時間化、コストの増大、制御性の低下、歩留まり
の低下という問題が生じ、上記第１の報告の問題点は、
かならずしも十分には解決されていなかった。
【００１４】本発明の目的は、基体表面の核形成面と非
核形成面との核形成密度差が充分大きく、結晶の選択成
長の歩留まりを向上した結晶の成長方法を提供すること
である。本発明の他の目的は、レジストを用いずイオン
注入処理を施し、多量のイオン注入によってもレジスト
変成物等の発生がない結晶の成長方法を提供することで
ある。また、本発明の他の目的は、核形成面を形成する
材料と非核形成面を形成する材料とのエッチングレート
の違いを利用してレジストなしに選択的なエッチングを
施し、工程のより簡略化した結晶の成長方法を提供する
ことである。
核形成面との核形成密度差が充分大きく、結晶の選択成
長の歩留まりを向上した結晶の成長方法を提供すること
である。本発明の他の目的は、レジストを用いずイオン
注入処理を施し、多量のイオン注入によってもレジスト
変成物等の発生がない結晶の成長方法を提供することで
ある。また、本発明の他の目的は、核形成面を形成する
材料と非核形成面を形成する材料とのエッチングレート
の違いを利用してレジストなしに選択的なエッチングを
施し、工程のより簡略化した結晶の成長方法を提供する
ことである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、非核形成面
と、単結晶を構成する材料に対しての核形成密度が前記
非核形成面の核形成密度より大きく、且つ結晶成長して
単結晶になる核が唯一形成されうるに十分小さい面積を
有する非晶質材料で構成された核形成面とが隣接して配
された自由表面を有する基体に、結晶形成処理を施すこ
とにより、単結晶を成長させる結晶の形成方法におい
て、前記基体の表面に前記核形成面を構成する材料のエ
ッチングレートより高いエッチングレートを有する材料
からなる非核形成面を設け、前記基体にイオン注入処理
を施し、前記基体にエッチング処理を施すことを特徴と
する。
と、単結晶を構成する材料に対しての核形成密度が前記
非核形成面の核形成密度より大きく、且つ結晶成長して
単結晶になる核が唯一形成されうるに十分小さい面積を
有する非晶質材料で構成された核形成面とが隣接して配
された自由表面を有する基体に、結晶形成処理を施すこ
とにより、単結晶を成長させる結晶の形成方法におい
て、前記基体の表面に前記核形成面を構成する材料のエ
ッチングレートより高いエッチングレートを有する材料
からなる非核形成面を設け、前記基体にイオン注入処理
を施し、前記基体にエッチング処理を施すことを特徴と
する。
【００１６】本発明において、「核形成密度」とは、単
位面積当たりに発生する核の数をいい、「核」とは、以
下に説明する意味である。
位面積当たりに発生する核の数をいい、「核」とは、以
下に説明する意味である。
【００１７】基体表面（堆積面）が、飛来する原子と異
なる種類の材料、特に非晶質材料である場合、飛来する
原子は基板表面を自由に拡散し、又は再蒸発（脱離）す
る。そして、原子どうしの衝突の末、前記原子の集合体
が形成され、その自由エネルギーＧが最大となるような
前記集合体の大きさｒc （＝−２σo ／ｇv 、ｇv ：単
位体積当たりの自由エネルギー、σo ：核と真空間の表
面エネルギー）を超えると、Ｇは減少し、前記集合体は
安定的に三次元的に成長を続け、島状になる。前記ｒc
を超えた大きさの前記集合体を、本願いう「核」とす
る。
なる種類の材料、特に非晶質材料である場合、飛来する
原子は基板表面を自由に拡散し、又は再蒸発（脱離）す
る。そして、原子どうしの衝突の末、前記原子の集合体
が形成され、その自由エネルギーＧが最大となるような
前記集合体の大きさｒc （＝−２σo ／ｇv 、ｇv ：単
位体積当たりの自由エネルギー、σo ：核と真空間の表
面エネルギー）を超えると、Ｇは減少し、前記集合体は
安定的に三次元的に成長を続け、島状になる。前記ｒc
を超えた大きさの前記集合体を、本願いう「核」とす
る。
【００１８】核を形成することによって生ずる自由エネ
ルギーＧは、 Ｇ＝４πｆ（θ）（σo ｒ2 ＋１／３・ｇv ・ｒ3 ） ｆ（θ）＝１／４（２−３ｃｏｓθ＋ｃｏｓ2 θ） ただし、ｒ：核の曲率半径 θ：核の接触角 と表わされる。Ｇの変化の様子を図１８に示す。同図に
おいて、Ｇが最大値（極大値）であるときの核の曲率半
径がｒc である。
ルギーＧは、 Ｇ＝４πｆ（θ）（σo ｒ2 ＋１／３・ｇv ・ｒ3 ） ｆ（θ）＝１／４（２−３ｃｏｓθ＋ｃｏｓ2 θ） ただし、ｒ：核の曲率半径 θ：核の接触角 と表わされる。Ｇの変化の様子を図１８に示す。同図に
おいて、Ｇが最大値（極大値）であるときの核の曲率半
径がｒc である。
【００１９】
【作用】本発明は、基体の表面に核形成面と、この核形
成面を構成する材料のエッチングレートより高いエッチ
ングレートを有する材料からなる非核形成面とを設け、
前記基体にイオン注入処理を施し、前記基体にエッチン
グ処理を施すことで、非核形成面形成領域（表面が非核
形成面となる領域）のイオン注入領域を選択的にエッチ
ングし、核形成面については、核形成面形成領域（表面
が核形成面となる領域）へのイオン注入により核形成面
の核形成密度をより一層高め、一方、非核形成面につい
ては、全面へのイオン注入で生じる非核形成面形成領域
中の変質層（イオン注入領域）を核形成面形成領域との
エッチングレートの差を利用した選択的なエッチングに
より除去して、イオン注入による核形成密度の上昇を抑
えることで、核形成面と非核形成面との核形成密度の差
をより大きくし、結晶形成の歩留まりを向上させるもの
である。
成面を構成する材料のエッチングレートより高いエッチ
ングレートを有する材料からなる非核形成面とを設け、
前記基体にイオン注入処理を施し、前記基体にエッチン
グ処理を施すことで、非核形成面形成領域（表面が非核
形成面となる領域）のイオン注入領域を選択的にエッチ
ングし、核形成面については、核形成面形成領域（表面
が核形成面となる領域）へのイオン注入により核形成面
の核形成密度をより一層高め、一方、非核形成面につい
ては、全面へのイオン注入で生じる非核形成面形成領域
中の変質層（イオン注入領域）を核形成面形成領域との
エッチングレートの差を利用した選択的なエッチングに
より除去して、イオン注入による核形成密度の上昇を抑
えることで、核形成面と非核形成面との核形成密度の差
をより大きくし、結晶形成の歩留まりを向上させるもの
である。
【００２０】非核形成面を形成する材料にイオン注入を
施したサンプルをエッチングした際のエッチング深さと
核形成密度との関係を測定したところ、図１９に示すよ
うな結果が得られた。
施したサンプルをエッチングした際のエッチング深さと
核形成密度との関係を測定したところ、図１９に示すよ
うな結果が得られた。
【００２１】尚、この測定実験の条件は以下のとおりで
あった。
あった。
【００２２】 サンプル ４インチ石英ガラス板 注入イオン種 シリコン 加速電圧 ２０ｅＶ ドーズ量 １×１０16ｉｏｎｓ／ｃｍ2 この条件で石英ガラス板にシリコンイオンを打ち込んだ
場合の投影飛程は２４ｎｍであった。
場合の投影飛程は２４ｎｍであった。
【００２３】図１９から明らかなように核形成密度はエ
ッチング深さが投影飛程に相当する深さで極大値を取
り、前記投影飛程のほぼ２倍のエッチング深さ以上の深
いエッチング深さで表面の核形成密度より低くすること
ができる。
ッチング深さが投影飛程に相当する深さで極大値を取
り、前記投影飛程のほぼ２倍のエッチング深さ以上の深
いエッチング深さで表面の核形成密度より低くすること
ができる。
【００２４】ここで、「投影飛程」とは、イオン打ち込
みにより打ち込まれたイオン種の濃度分布が最大となる
深さ（打ち込み表面からの距離）のことである。
みにより打ち込まれたイオン種の濃度分布が最大となる
深さ（打ち込み表面からの距離）のことである。
【００２５】本発明においては、イオン注入で生じる非
核形成面材料中の変質層の除去は、エッチングレートの
差を利用した選択的なエッチングによりレジストを用い
ることなく行なわれるので、従来生じていたようなレジ
ストの変成等によるイオン注入に起因した問題は全く生
じない。また、選択的なエッチングを用いるのでエッチ
ングにさいして、新たにレジストをパターニングする必
要もない。したがって、工程数を増やすことなく、レジ
スト剥離の困難をなくし、核形成の制御性を向上させる
ことができる。
核形成面材料中の変質層の除去は、エッチングレートの
差を利用した選択的なエッチングによりレジストを用い
ることなく行なわれるので、従来生じていたようなレジ
ストの変成等によるイオン注入に起因した問題は全く生
じない。また、選択的なエッチングを用いるのでエッチ
ングにさいして、新たにレジストをパターニングする必
要もない。したがって、工程数を増やすことなく、レジ
スト剥離の困難をなくし、核形成の制御性を向上させる
ことができる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。まず、本発明の実施例の説明に先立っ
て、本発明の一実施態様例について説明する。 （実施態様例）図１乃至図５は、本発明の結晶の形成方
法の一実施態様例を示す工程図である。
詳細に説明する。まず、本発明の実施例の説明に先立っ
て、本発明の一実施態様例について説明する。 （実施態様例）図１乃至図５は、本発明の結晶の形成方
法の一実施態様例を示す工程図である。
【００２７】本発明において、使用し得る下地材料１０
１は結晶形成処理に適するものであれば、形状、構成材
料とも何ら限定されないが、例を挙げるならば、Ｓｉウ
エハ、石英、或は、高融点ガラス、金属等が好適な材料
である。
１は結晶形成処理に適するものであれば、形状、構成材
料とも何ら限定されないが、例を挙げるならば、Ｓｉウ
エハ、石英、或は、高融点ガラス、金属等が好適な材料
である。
【００２８】下地材料１０１が、非核形成面材料、非核
形成面材料のいずれにもなり得ない場合には、図１に示
すように下地材料１０１に核形成面形成領域１０４及び
非核形成面形成領域１０５を形成し、前記二つの領域を
有する基体を形成する。
形成面材料のいずれにもなり得ない場合には、図１に示
すように下地材料１０１に核形成面形成領域１０４及び
非核形成面形成領域１０５を形成し、前記二つの領域を
有する基体を形成する。
【００２９】核形成面材料は、非晶質材料であって、非
核形成面材料よりもエッチングレートが小さい材料によ
り構成される。即ち、核形成面形成領域１０４は、非核
形成面形成領域１０５上部の注入されたイオンの濃度の
高い部分（イオン注入層）１１２を十分にエッチングす
る際にも、ほとんどエッチングされないことが望ましい
（図２、図３）。
核形成面材料よりもエッチングレートが小さい材料によ
り構成される。即ち、核形成面形成領域１０４は、非核
形成面形成領域１０５上部の注入されたイオンの濃度の
高い部分（イオン注入層）１１２を十分にエッチングす
る際にも、ほとんどエッチングされないことが望ましい
（図２、図３）。
【００３０】なお、核形成面形成領域１０４はたとえエ
ッチングされたとしても、エッチングレートが低いた
め、イオン注入層の上部の注入されたイオンの濃度の高
い部分が保持され、非核形成面に対して１０００倍以上
高い核形成密度が与えられる。特に本願発明によれば、
核形成面材料の核形成密度が非核形成面材料に対して１
０4 倍以上とし得、選択性のよい結晶成長が達成され
る。
ッチングされたとしても、エッチングレートが低いた
め、イオン注入層の上部の注入されたイオンの濃度の高
い部分が保持され、非核形成面に対して１０００倍以上
高い核形成密度が与えられる。特に本願発明によれば、
核形成面材料の核形成密度が非核形成面材料に対して１
０4 倍以上とし得、選択性のよい結晶成長が達成され
る。
【００３１】核形成面の大きさとしては、選択性よく結
晶成長を行なうためには好ましくは、最大径１０μｍ以
下、より好ましくは最大径０．１μｍ以上５μｍ以下が
望ましい。
晶成長を行なうためには好ましくは、最大径１０μｍ以
下、より好ましくは最大径０．１μｍ以上５μｍ以下が
望ましい。
【００３２】核形成面材料としては、たとえば、酸化シ
リコンの非核形成面材料に対して例えば窒化シリコンが
挙げられる。核形成面は核形成面形成領域１０４にイオ
ン注入を施すことにより形成される。注入するイオン種
としては、成長させる結晶の構成元素が望ましい。例え
ば、シリコン結晶を形成する場合には、シリコンイオン
を注入する。しかしながら、成長させる結晶の構成元素
のイオンに限定されることなくイオン注入することによ
り、核形成面の核形成密度が高くなるならば如何なるイ
オン種であっても構わない。
リコンの非核形成面材料に対して例えば窒化シリコンが
挙げられる。核形成面は核形成面形成領域１０４にイオ
ン注入を施すことにより形成される。注入するイオン種
としては、成長させる結晶の構成元素が望ましい。例え
ば、シリコン結晶を形成する場合には、シリコンイオン
を注入する。しかしながら、成長させる結晶の構成元素
のイオンに限定されることなくイオン注入することによ
り、核形成面の核形成密度が高くなるならば如何なるイ
オン種であっても構わない。
【００３３】一方、非核形成面材料は、前記核形成面よ
りも核形成密度が小さく、エッチングレートが高い材料
により構成する。例えば、酸化シリコン等がある。
りも核形成密度が小さく、エッチングレートが高い材料
により構成する。例えば、酸化シリコン等がある。
【００３４】図２に示すように、非核形成面（非核形成
面形成領域１０５の表面）と、結晶形成処理を施して単
結晶に成長する核が唯一形成されるに十分微小な大きさ
の核形成面（核形成面形成領域１０４の表面）とが配さ
れた基体表面全面ヘイオン注入する。図２中、１１２，
１１２′はイオン注入領域を示す。このとき、核形成面
（イオン注入領域１１２′の表面）の核形成密度が十分
大きくとれるように加速電圧及びドーズ量等のイオン注
入条件を設定する。
面形成領域１０５の表面）と、結晶形成処理を施して単
結晶に成長する核が唯一形成されるに十分微小な大きさ
の核形成面（核形成面形成領域１０４の表面）とが配さ
れた基体表面全面ヘイオン注入する。図２中、１１２，
１１２′はイオン注入領域を示す。このとき、核形成面
（イオン注入領域１１２′の表面）の核形成密度が十分
大きくとれるように加速電圧及びドーズ量等のイオン注
入条件を設定する。
【００３５】イオン注入は、おおむね表面近傍でのイオ
ン種の濃度が高くなるように低加速電圧で行なうことが
エッチング工程の処理時間短縮のために望ましい。注入
量は、例えばＳｉ結晶を形成する際の核形成面の形成に
おいては、少なくとも１０16／ｃｍ2 程度である。ここ
で、イオン打ち込みの際の加速電圧の上限については、
好ましくは５０ｋｅＶ以下、より好ましくは、３０ｋｅ
Ｖ以下であることがエッチング工程の短縮化、結晶形成
の選択性の向上の点から望ましい。
ン種の濃度が高くなるように低加速電圧で行なうことが
エッチング工程の処理時間短縮のために望ましい。注入
量は、例えばＳｉ結晶を形成する際の核形成面の形成に
おいては、少なくとも１０16／ｃｍ2 程度である。ここ
で、イオン打ち込みの際の加速電圧の上限については、
好ましくは５０ｋｅＶ以下、より好ましくは、３０ｋｅ
Ｖ以下であることがエッチング工程の短縮化、結晶形成
の選択性の向上の点から望ましい。
【００３６】核形成密度は、注入されたイオン種の濃度
の増加につれて高くなる。その１つの例として、酸化シ
リコン試料にシリコンイオンを注入した場合の試料表面
における過剰なＳｉ原子濃度と核形成密度との関係の測
定結果を示す特性図を図６に示す。
の増加につれて高くなる。その１つの例として、酸化シ
リコン試料にシリコンイオンを注入した場合の試料表面
における過剰なＳｉ原子濃度と核形成密度との関係の測
定結果を示す特性図を図６に示す。
【００３７】なお、イオン注入により、非核形成面形成
領域１０５表面でも核形成密度が高くなる。これは、非
核形成面形成領域１０５においても注入イオンの濃度が
高くなっているからである。
領域１０５表面でも核形成密度が高くなる。これは、非
核形成面形成領域１０５においても注入イオンの濃度が
高くなっているからである。
【００３８】イオン注入により打ち込まれたイオン種の
固体中での分布は、ＬＳＳ（ Linhard-Scharff-Shiott
）理論（J.F.Gibbons,et al.;Projected Range Statis
tics(Halstead,New York,1975) ) によれば、図７に示
すように、注入されたイオンは、そのイオン種の種類、
加速電圧、注入される材料に依存した投影飛程（注入し
たイオンの濃度が最大となる深さ）に相当する深さを中
心としたガウス分布で近似される濃度分布をもつ。
固体中での分布は、ＬＳＳ（ Linhard-Scharff-Shiott
）理論（J.F.Gibbons,et al.;Projected Range Statis
tics(Halstead,New York,1975) ) によれば、図７に示
すように、注入されたイオンは、そのイオン種の種類、
加速電圧、注入される材料に依存した投影飛程（注入し
たイオンの濃度が最大となる深さ）に相当する深さを中
心としたガウス分布で近似される濃度分布をもつ。
【００３９】本発明においては、図３に示すように、注
入されたイオン種の濃度が核形成密度に影響しないよう
な深さまで、非核形成面形成領域１０５を例えばＨＦ水
溶液やＨＦガス等のエッチャントを用いて選択的にエッ
チングすることで、非核形成面１０３の核形成密度を低
く抑え得るのである。
入されたイオン種の濃度が核形成密度に影響しないよう
な深さまで、非核形成面形成領域１０５を例えばＨＦ水
溶液やＨＦガス等のエッチャントを用いて選択的にエッ
チングすることで、非核形成面１０３の核形成密度を低
く抑え得るのである。
【００４０】注入後の分布の投影飛程、標準偏差が注入
するイオン種、注入される膜、注入エネルギーによっ
て、近似的に決定される。エッチングする深さは、エッ
チング後に露出する表面での打ち込みイオン種の濃度が
エッチング前の表面の濃度よりも低くなるようにエッチ
ングするのが望ましい。したがって、少なくとも投影飛
程の二倍の深さまでエッチングするのが好ましく、より
好ましくは投影飛程の二倍を十分に超えるエッチングを
することが望ましい。具体的には、投影飛程に前記標準
偏差の三倍を加えた値以上の深さまでエッチングするの
が好ましく、より好ましくは、投影飛程に前記標準偏差
の五倍を加えた値以上エッチングするのが望ましい。
するイオン種、注入される膜、注入エネルギーによっ
て、近似的に決定される。エッチングする深さは、エッ
チング後に露出する表面での打ち込みイオン種の濃度が
エッチング前の表面の濃度よりも低くなるようにエッチ
ングするのが望ましい。したがって、少なくとも投影飛
程の二倍の深さまでエッチングするのが好ましく、より
好ましくは投影飛程の二倍を十分に超えるエッチングを
することが望ましい。具体的には、投影飛程に前記標準
偏差の三倍を加えた値以上の深さまでエッチングするの
が好ましく、より好ましくは、投影飛程に前記標準偏差
の五倍を加えた値以上エッチングするのが望ましい。
【００４１】例えば、Ｓｉイオンを、Ｓｉ3 Ｎ4 の核形
成面（核形成面形成領域１０４の表面）及びＳｉＯ2 の
非核形成面（非核形成面形成領域１０５の表面）に注入
する場合には、エッチング後に現われた非核形成面１０
３となる表面におけるイオン種（Ｓｉ）の表面濃度の具
体的な値は、好ましくは５×１０13ｃｍ-2以下、より好
ましくは、２×１０13ｃｍ-2以下になる深さまでエッチ
ングすることが望ましい。エッチングの選択比が十分で
ない場合には核形成面材料も多少エッチングされてしま
うが、その場合でもエッチングの進行を低く抑え、核形
成面１０７，１０７′表面の核形成密度が非核形成面１
０３の１０００倍以上、より好ましくは１０4 倍以上に
なるように注入されたイオン種の濃度を高く保つことが
望ましい。
成面（核形成面形成領域１０４の表面）及びＳｉＯ2 の
非核形成面（非核形成面形成領域１０５の表面）に注入
する場合には、エッチング後に現われた非核形成面１０
３となる表面におけるイオン種（Ｓｉ）の表面濃度の具
体的な値は、好ましくは５×１０13ｃｍ-2以下、より好
ましくは、２×１０13ｃｍ-2以下になる深さまでエッチ
ングすることが望ましい。エッチングの選択比が十分で
ない場合には核形成面材料も多少エッチングされてしま
うが、その場合でもエッチングの進行を低く抑え、核形
成面１０７，１０７′表面の核形成密度が非核形成面１
０３の１０００倍以上、より好ましくは１０4 倍以上に
なるように注入されたイオン種の濃度を高く保つことが
望ましい。
【００４２】エッチングは、上記条件を満たすものであ
れば、酸、アルカリ溶液によるいわゆるウェットプロセ
スによるエッチング、或は、ハロゲン化水素ガス等のエ
ッチングガスを用いたいわゆるドライプロセスによるエ
ッチングあるいはプラズマを利用した反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）など如何なる方法でも構わない。例え
ば、核形成面材料に窒化シリコン、非核形成面材料に酸
化シリコンを用いる場合、ふっ酸等を用いる。例えば、
バッファードふっ酸のエッチングレートは、酸化シリコ
ンに対して、５００Å／ｍｉｎ．である。一方窒化シリ
コンに対しては、〜０Å／ｍｉｎ．で、ほとんどエッチ
ングしない。
れば、酸、アルカリ溶液によるいわゆるウェットプロセ
スによるエッチング、或は、ハロゲン化水素ガス等のエ
ッチングガスを用いたいわゆるドライプロセスによるエ
ッチングあるいはプラズマを利用した反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）など如何なる方法でも構わない。例え
ば、核形成面材料に窒化シリコン、非核形成面材料に酸
化シリコンを用いる場合、ふっ酸等を用いる。例えば、
バッファードふっ酸のエッチングレートは、酸化シリコ
ンに対して、５００Å／ｍｉｎ．である。一方窒化シリ
コンに対しては、〜０Å／ｍｉｎ．で、ほとんどエッチ
ングしない。
【００４３】次に、図４に示すように、この基体に結晶
形成処理を施す。結晶形成処理は、物理的気相堆積法
（ＰＶＤ法）として、蒸着法、スパッタ法等又は、化学
的気相堆積法（ＣＶＤ法）として、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣ
ＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相成長法が選択性よく
核形成面上に単結晶を形成するためには望ましい。この
結晶形成処理により、核形成面１０７，１０７′上に成
長して単結晶となる１０９，１０９′を形成し、図５に
示すように、該核をさらに成長させることで核形成面１
０７，１０７′を起点として成長した単結晶１１０，１
１０′を形成する。単結晶１１０，１１０′は、成長し
ぶつかりあって結晶粒界１１１を生じる。以下、本発明
の実施例について説明する。 （実施例１）以下、本発明に基づき複数のＳｉ単結晶を
形成した実施例１を図８乃至図１２を用いて説明する。
なお、前述した実施態様例に対応する構成部材について
は同一符号を用いる。 （１）先ず、図８に示すように、Ｓｉウエハを下地材料
１０１とする。次にジクロルシランとアンモニアを用い
て通常のＬＰＣＶＤ法により、非晶質窒化シリコン膜１
０４を１０００Å堆積した。続いて通常の常圧ＣＶＤ法
により、シラン４５ｓｃｃｍ、酸素６０ｓｃｃｍ、基体
温度４００℃の条件で、酸化シリコン膜１０５を厚さ２
０００Å堆積した。
形成処理を施す。結晶形成処理は、物理的気相堆積法
（ＰＶＤ法）として、蒸着法、スパッタ法等又は、化学
的気相堆積法（ＣＶＤ法）として、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣ
ＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相成長法が選択性よく
核形成面上に単結晶を形成するためには望ましい。この
結晶形成処理により、核形成面１０７，１０７′上に成
長して単結晶となる１０９，１０９′を形成し、図５に
示すように、該核をさらに成長させることで核形成面１
０７，１０７′を起点として成長した単結晶１１０，１
１０′を形成する。単結晶１１０，１１０′は、成長し
ぶつかりあって結晶粒界１１１を生じる。以下、本発明
の実施例について説明する。 （実施例１）以下、本発明に基づき複数のＳｉ単結晶を
形成した実施例１を図８乃至図１２を用いて説明する。
なお、前述した実施態様例に対応する構成部材について
は同一符号を用いる。 （１）先ず、図８に示すように、Ｓｉウエハを下地材料
１０１とする。次にジクロルシランとアンモニアを用い
て通常のＬＰＣＶＤ法により、非晶質窒化シリコン膜１
０４を１０００Å堆積した。続いて通常の常圧ＣＶＤ法
により、シラン４５ｓｃｃｍ、酸素６０ｓｃｃｍ、基体
温度４００℃の条件で、酸化シリコン膜１０５を厚さ２
０００Å堆積した。
【００４４】次に、２μｍ角で前記窒化シリコン膜１０
４が間隔４０μｍの格子点上に現われるように、半導体
プロセスで通常用いられるレジストプロセスとＨＦ濃度
４．５ｗｔ％、液温２０℃のバッファードふっ酸を使用
した通常のエッチング工程により、酸化シリコン膜をエ
ッチングし、開口部１０６，１０６′を形成し、核形成
面形成領域１０４及び非核形成面形成領域１０５を有す
る基体を形成した。 （２）次に、図９に示すように、基体全面にＳｉイオン
を加速電圧１０ｋｅＶでドーズ量１×１０16ｃｍ-2注入
した。図９中、１１２，１１２′はイオン注入領域を示
す。
４が間隔４０μｍの格子点上に現われるように、半導体
プロセスで通常用いられるレジストプロセスとＨＦ濃度
４．５ｗｔ％、液温２０℃のバッファードふっ酸を使用
した通常のエッチング工程により、酸化シリコン膜をエ
ッチングし、開口部１０６，１０６′を形成し、核形成
面形成領域１０４及び非核形成面形成領域１０５を有す
る基体を形成した。 （２）次に、図９に示すように、基体全面にＳｉイオン
を加速電圧１０ｋｅＶでドーズ量１×１０16ｃｍ-2注入
した。図９中、１１２，１１２′はイオン注入領域を示
す。
【００４５】なお、この時の注入されたイオンの投影飛
程は１１４Å、注入されたイオンの分布の標準偏差は５
２Åであった。 （３）次に、図１０に示すように、前記バッファードふ
っ酸に前記基体を２分間浸し、酸化シリコン膜を１００
０Åの深さエッチングした。このとき、窒化シリコン膜
１０４は、エッチングされていなかった。
程は１１４Å、注入されたイオンの分布の標準偏差は５
２Åであった。 （３）次に、図１０に示すように、前記バッファードふ
っ酸に前記基体を２分間浸し、酸化シリコン膜を１００
０Åの深さエッチングした。このとき、窒化シリコン膜
１０４は、エッチングされていなかった。
【００４６】核形成面１０７，１０７′の核形成面の核
形成密度は、前記深さ１０００Åのエッチングにより露
出した非核形成面１０３の核形成密度の約１０5 倍であ
った。 （４）次に、上記基体をＣＶＤの反応炉に取り付け、圧
力１５０Ｔｏｒｒ、導入ガス種の流量ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ／
ＨＣｌ／Ｈ2 ：０．５３／１．８／１００（ｌ／ｍｉ
ｎ）、基体温度９９０℃に設定して熱ＣＶＤ法により結
晶成長処理した。従来の核形成面と非核形成面との核形
成密度差よりも本実施例の核形成密度差ははるかに大き
いので、図１１に示すように核形成面１０７，１０７′
に単結晶に成長する核１０９，１０９′が選択性よく形
成できた。さらに結晶成長処理を続け前記核を成長させ
ることにより大きさ４０μｍのシリコン単結晶１１０，
１１０′が核形成面１０７，１０７′を起点として成長
し、単結晶１１０が隣接する単結晶１１０′と互いにぶ
つかりあった。単結晶１１０，１１０′はぶつかりあっ
て結晶粒界１１１を核形成面１０７，１０７′のほぼ中
央に形成した。
形成密度は、前記深さ１０００Åのエッチングにより露
出した非核形成面１０３の核形成密度の約１０5 倍であ
った。 （４）次に、上記基体をＣＶＤの反応炉に取り付け、圧
力１５０Ｔｏｒｒ、導入ガス種の流量ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ／
ＨＣｌ／Ｈ2 ：０．５３／１．８／１００（ｌ／ｍｉ
ｎ）、基体温度９９０℃に設定して熱ＣＶＤ法により結
晶成長処理した。従来の核形成面と非核形成面との核形
成密度差よりも本実施例の核形成密度差ははるかに大き
いので、図１１に示すように核形成面１０７，１０７′
に単結晶に成長する核１０９，１０９′が選択性よく形
成できた。さらに結晶成長処理を続け前記核を成長させ
ることにより大きさ４０μｍのシリコン単結晶１１０，
１１０′が核形成面１０７，１０７′を起点として成長
し、単結晶１１０が隣接する単結晶１１０′と互いにぶ
つかりあった。単結晶１１０，１１０′はぶつかりあっ
て結晶粒界１１１を核形成面１０７，１０７′のほぼ中
央に形成した。
【００４７】このとき、非核形成面１０３上に不要な核
発生が生じ該核が成長することにより形成された結晶
（エラー結晶）は、全く観察されず、また、単結晶を形
成すべき核形成面上にて多結晶化した結晶（エラー結
晶）も観察されなかった。
発生が生じ該核が成長することにより形成された結晶
（エラー結晶）は、全く観察されず、また、単結晶を形
成すべき核形成面上にて多結晶化した結晶（エラー結
晶）も観察されなかった。
【００４８】本実施例により選択性よく、粒径及び粒界
の位置の制御された結晶を形成することができた。 （実施例２） 以下、本発明に基づき複数のＳｉ単結晶を形成した実施
例２を図１３乃至図１７を用いて説明する。なお、前述
した実施態様例に対応する構成部材については同一符号
を用いる。 （１）先ず、図１３に示すように、Ｓｉウエハを下地材
料１０１とする。
の位置の制御された結晶を形成することができた。 （実施例２） 以下、本発明に基づき複数のＳｉ単結晶を形成した実施
例２を図１３乃至図１７を用いて説明する。なお、前述
した実施態様例に対応する構成部材については同一符号
を用いる。 （１）先ず、図１３に示すように、Ｓｉウエハを下地材
料１０１とする。
【００４９】次に、前記下地材料１０１に基体温度１０
００℃、水素４ｓｌｍ、酸素２ｓｌｍの条件で通常の熱
酸化法を５５分間施し、酸化シリコン膜１０５を膜厚２
０００Å形成した。
００℃、水素４ｓｌｍ、酸素２ｓｌｍの条件で通常の熱
酸化法を５５分間施し、酸化シリコン膜１０５を膜厚２
０００Å形成した。
【００５０】続いて基体温度８００℃、圧力０．３Ｔｏ
ｒｒ、ジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）２０ｓｃｃ
ｍ、アンモニア（ＮＨ3 ）８０ｓｃｃｍの条件で通常の
ＬＰＣＶＤ法を施し、前記酸化シリコン膜１０５上に非
晶質窒化シリコン膜を膜厚３００Å堆積した。
ｒｒ、ジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）２０ｓｃｃ
ｍ、アンモニア（ＮＨ3 ）８０ｓｃｃｍの条件で通常の
ＬＰＣＶＤ法を施し、前記酸化シリコン膜１０５上に非
晶質窒化シリコン膜を膜厚３００Å堆積した。
【００５１】次に、２μｍ角の前記窒化シリコン膜が間
隔８０μｍの格子点上に位置するように、半導体プロセ
スで通常用いられるレジストプロセスとＨＦガスプラズ
マを用いた反応性イオンエッチング工程により、前記窒
化シリコン膜をエッチングし、核形成面形成領域１０４
及び非核形成面形成領域１０５を有する基体を形成し
た。 （２）次に、図１４に示すように、全面にＳｉイオンを
加速電圧１０ｋｅＶでドーズ量１×１０16ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 注入した。図中、１１２及び１１２′はイオン注入
領域を示す。 （３）次に、図１５に示すように、ＨＦ濃度４．５ｗｔ
％、液温２０℃のバッファードふっ酸に前記基体を２分
間浸し、酸化シリコン膜１０５を１０００Åの深さエッ
チングした。このとき、窒化シリコン膜１０４は、エッ
チングされていなかった。
隔８０μｍの格子点上に位置するように、半導体プロセ
スで通常用いられるレジストプロセスとＨＦガスプラズ
マを用いた反応性イオンエッチング工程により、前記窒
化シリコン膜をエッチングし、核形成面形成領域１０４
及び非核形成面形成領域１０５を有する基体を形成し
た。 （２）次に、図１４に示すように、全面にＳｉイオンを
加速電圧１０ｋｅＶでドーズ量１×１０16ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 注入した。図中、１１２及び１１２′はイオン注入
領域を示す。 （３）次に、図１５に示すように、ＨＦ濃度４．５ｗｔ
％、液温２０℃のバッファードふっ酸に前記基体を２分
間浸し、酸化シリコン膜１０５を１０００Åの深さエッ
チングした。このとき、窒化シリコン膜１０４は、エッ
チングされていなかった。
【００５２】核形成面１０７，１０７′の核形成面の核
形成密度は前記深さ１０００Åのエッチングにより露出
した非核形成面１０３の核形成密度の約１０5 倍であっ
た。従来の核形成面と非核形成面との核形成密度差より
も本実施例における核形成密度差ははるかに大きいの
で、図１６に示すように核形成面１０７上に選択性よく
成長して単結晶となる核１０９，１０９′が形成され
る。９０分間前記熱ＣＶＤ法により結晶成長させること
により大きさ８０μｍのシリコン単結晶１１０，１１
０′が核形成面１０７，１０７′を起点として成長し、
単結晶１１０が隣接する単結晶１１０′と互いにぶつか
りあった。単結晶１１０，１１０′はぶつかりあって結
晶粒界１１１を核形成面１０７，１０７′のほぼ中央に
形成した。
形成密度は前記深さ１０００Åのエッチングにより露出
した非核形成面１０３の核形成密度の約１０5 倍であっ
た。従来の核形成面と非核形成面との核形成密度差より
も本実施例における核形成密度差ははるかに大きいの
で、図１６に示すように核形成面１０７上に選択性よく
成長して単結晶となる核１０９，１０９′が形成され
る。９０分間前記熱ＣＶＤ法により結晶成長させること
により大きさ８０μｍのシリコン単結晶１１０，１１
０′が核形成面１０７，１０７′を起点として成長し、
単結晶１１０が隣接する単結晶１１０′と互いにぶつか
りあった。単結晶１１０，１１０′はぶつかりあって結
晶粒界１１１を核形成面１０７，１０７′のほぼ中央に
形成した。
【００５３】このとき、非核形成面上に不要な核発生に
より形成されたエラー結晶は全く観察されず、また、単
結晶を形成すべき核形成面上にて多結晶化した結晶（エ
ラー結晶）も観察されなかった。
より形成されたエラー結晶は全く観察されず、また、単
結晶を形成すべき核形成面上にて多結晶化した結晶（エ
ラー結晶）も観察されなかった。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による結晶
の形成方法によれば、レジストを用いずに基体表面にイ
オン注入して、核形成面の核形成密度を高めることがで
きる。さらに、前記イオン注入の際同時に形成された非
核形成面形成領域中に生じた変質層（イオン注入領域）
は、前記非核形成面材料だけを選択的にエッチングする
ことで除去することができるので、核形成面と非核形成
面との核形成密度の差を十分大きくすることができる。
その結果、結晶の選択成長の歩留まりを向上させること
ができる。加えて、イオン注入の際にレジストを用いな
いので、従来生じていたようなレジストへのイオン注入
に起因した選択成長の選択性の低下等の問題は全く生じ
ない。
の形成方法によれば、レジストを用いずに基体表面にイ
オン注入して、核形成面の核形成密度を高めることがで
きる。さらに、前記イオン注入の際同時に形成された非
核形成面形成領域中に生じた変質層（イオン注入領域）
は、前記非核形成面材料だけを選択的にエッチングする
ことで除去することができるので、核形成面と非核形成
面との核形成密度の差を十分大きくすることができる。
その結果、結晶の選択成長の歩留まりを向上させること
ができる。加えて、イオン注入の際にレジストを用いな
いので、従来生じていたようなレジストへのイオン注入
に起因した選択成長の選択性の低下等の問題は全く生じ
ない。
【００５５】また、エッチングレートの違いを利用した
選択的なエッチングを用いるので、エッチングに際し
て、レジストをパターニングする工程を必要としない。
選択的なエッチングを用いるので、エッチングに際し
て、レジストをパターニングする工程を必要としない。
【図１】本発明の結晶成長方法を説明するための模式的
な図である。
な図である。
【図２】本発明の結晶成長方法を説明するための模式的
な図である。
な図である。
【図３】本発明の結晶成長方法を説明するための模式的
な図である。
な図である。
【図４】本発明の結晶成長方法を説明するための模式的
な図である。
な図である。
【図５】本発明の結晶成長方法を説明するための模式的
な図である。
な図である。
【図６】試料表面における化学量論に対する過剰シリコ
ン原子濃度と核形成密度との関係を示す図である。
ン原子濃度と核形成密度との関係を示す図である。
【図７】基体表面からの深さと注入イオン種の濃度との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図８】本発明の結晶成長方法の実施例１を説明するた
めの模式的な図である。
めの模式的な図である。
【図９】本発明の結晶成長方法の実施例１を説明するた
めの模式的な図である。
めの模式的な図である。
【図１０】本発明の結晶成長方法の実施例１を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１１】本発明の結晶成長方法の実施例１を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１２】本発明の結晶成長方法の実施例１を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１３】本発明の結晶成長方法の実施例２を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１４】本発明の結晶成長方法の実施例２を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１５】本発明の結晶成長方法の実施例２を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１６】本発明の結晶成長方法の実施例２を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１７】本発明の結晶成長方法の実施例２を説明する
ための模式的な図である。
ための模式的な図である。
【図１８】基体上の結晶形成原子の集合体の径と自由エ
ネルギーとの関係を示す図である。
ネルギーとの関係を示す図である。
【図１９】エッチング深さと核形成密度との関係を示す
図である。
図である。
【図２０】従来の結晶の成長方法を示す図である。
【図２１】従来の結晶の成長方法を示す図である。
【図２２】従来の結晶の成長方法を示す図である。
１０１ 下地材料、 １０３ 非核形成面、 １０４
核形成面形成領域、１０５ 非核形成面形成領域、 １
０７ 核形成面、 １０７′ 核形成面、１０９単結
晶、 １０９′ 単結晶、 １１０ 単結晶、 １１
０′ 単結晶、 １１１ 結晶粒界、 １１２ イオン
注入領域、 １１２′ イオン注入領域。
核形成面形成領域、１０５ 非核形成面形成領域、 １
０７ 核形成面、 １０７′ 核形成面、１０９単結
晶、 １０９′ 単結晶、 １１０ 単結晶、 １１
０′ 単結晶、 １１１ 結晶粒界、 １１２ イオン
注入領域、 １１２′ イオン注入領域。
Claims (4)
- 【請求項１】 非核形成面と、単結晶を構成する材料に
対しての核形成密度が前記非核形成面の核形成密度より
大きく、且つ結晶成長して単結晶になる核が唯一形成さ
れうるに十分小さい面積を有する非晶質材料で構成され
た核形成面とが隣接して配された自由表面を有する基体
に、結晶形成処理を施すことにより、単結晶を成長させ
る結晶の形成方法において、前記基体の表面に前記核形
成面を構成する材料のエッチングレートより高いエッチ
ングレートを有する材料からなる非核形成面を設け、前
記基体にイオン注入処理を施し、前記基体にエッチング
処理を施すことを特徴とする結晶の形成方法。 - 【請求項２】 前記非核形成面を構成する材料は酸化シ
リコン、前記核形成面材料は窒化シリコンである請求項
１記載の結晶の形成方法。 - 【請求項３】 前記イオン注入処理により、注入される
イオン種は、シリコンイオンである請求項１記載の結晶
の形成方法。 - 【請求項４】 前記エッチング処理は、前記イオン注入
処理により注入されたイオン種の前記非核形成面を構成
する材料における投影飛程の２倍以上の深さに前記非核
形成面を構成する材料をエッチングする請求項１記載の
結晶の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8911891A JP2825676B2 (ja) | 1990-04-06 | 1991-03-29 | 結晶の形成方法 |
| EP91105269A EP0455981A1 (en) | 1990-04-06 | 1991-04-03 | Method of forming crystals |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9044290 | 1990-04-06 | ||
| JP2-90442 | 1990-04-06 | ||
| JP8911891A JP2825676B2 (ja) | 1990-04-06 | 1991-03-29 | 結晶の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218911A JPH04218911A (ja) | 1992-08-10 |
| JP2825676B2 true JP2825676B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=26430550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8911891A Expired - Fee Related JP2825676B2 (ja) | 1990-04-06 | 1991-03-29 | 結晶の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0455981A1 (ja) |
| JP (1) | JP2825676B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2577090B2 (ja) * | 1989-08-07 | 1997-01-29 | キヤノン株式会社 | 結晶半導体膜の形成方法 |
| US5792270A (en) * | 1993-10-21 | 1998-08-11 | Saxena; Arjun | Apparatus for forming a pattern of nucleation sites |
| DE19845787A1 (de) * | 1998-09-21 | 2000-03-23 | Inst Halbleiterphysik Gmbh | Bipolartransistor und Verfahren zu seiner Herstellung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0307108A1 (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming crystal |
| DE68912638T2 (de) * | 1988-03-27 | 1994-06-16 | Canon Kk | Verfahren zur Herstellung einer Kristallschicht auf einem Substrat. |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP8911891A patent/JP2825676B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-03 EP EP91105269A patent/EP0455981A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04218911A (ja) | 1992-08-10 |
| EP0455981A1 (en) | 1991-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |