JPH01120048A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH01120048A
JPH01120048A JP62275822A JP27582287A JPH01120048A JP H01120048 A JPH01120048 A JP H01120048A JP 62275822 A JP62275822 A JP 62275822A JP 27582287 A JP27582287 A JP 27582287A JP H01120048 A JPH01120048 A JP H01120048A
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JP
Japan
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insulating film
seed
epitaxial growth
layer
amorphous
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Application number
JP62275822A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Murakami
英一 村上
Masahiro Shigeniwa
昌弘 茂庭
Kikuo Kusukawa
喜久雄 楠川
Mitsunori Ketsusako
光紀 蕨迫
Yasuo Wada
恭雄 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a high-performance bipolar CMOS transistor or the like by a method wherein amorphous Si is heat-treated at less than a prescribed temperature to form a single crystal so that an SOI structure and a device such as a bipolar transistor by a low-temperature epitaxial growth operation can be formed by one epitaxial growth operation. CONSTITUTION:An insulating film 2 is formed on a substratum Si layer 1; an epitaxial growth operation is executed by making use of openings made in the insulating film 2 as seeds 13, 14; singlecrystal Si parts 16, 15 are formed on the seed 14 or the insulating film 2; semiconductor devices are formed in the single-crystal Si parts 15, 16. When a semiconductor circuit device is formed in this manner, a solid epitaxial growth operation to transform amorphous Si into a single crystal by heat-treating it at 800 deg.C or less is used; a bipolar transistor 12 is formed on the seed 14 and in its neighborhood, and a MOS transistor 11 is formed on the insulating film 2. For example, the surface of a seed is cleaned; amorphous Si is deposited; after that, an SPE growth opera tion is executed by heat-treating it at 600 deg.C in an atmosphere of nitrogen for four hours; in succession, the remaining amorphous Si is removed; a single- crystal layer is formed to be an island shape.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に固相エピ
タキシャル成長技術を応用した。バイポー50MO5構
造形成に好適な製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly applies solid phase epitaxial growth technology. The present invention relates to a manufacturing method suitable for forming a bipo50MO5 structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

LSIプロセスにおいてSiのエピタキシャル成長は、
バイポーラトランジスタの高濃度n中層上に低濃度不純
物層を形成する技術として広く用いられてきた。
In the LSI process, the epitaxial growth of Si is
It has been widely used as a technique for forming a low concentration impurity layer on a high concentration n medium layer of a bipolar transistor.

近年、バイポーラトランジスタの高速化を目的として、
エミッタ・ベース・コレクタ層のシャロー化をはかるた
め、エピタキシャル成長時の基板温度を従来の1000
℃以上から、800層程度に低温化する試みが多くなさ
れている。
In recent years, with the aim of increasing the speed of bipolar transistors,
In order to make the emitter, base, and collector layers shallower, the substrate temperature during epitaxial growth was lowered to 1,000 yen.
Many attempts have been made to lower the temperature from .degree. C. or higher to about 800 layers.

一方、エピタキシャル成長の新しい応用として、絶縁膜
開孔部のシードより絶縁膜上横方向に結晶成長を行わせ
、S○I  (Silicon on In5ulat
or)構造を作る試みも数多く報告されている。SOI
構造は、特にMOSトランジスタのソース・ドレイン寄
生容量低減、α線耐性の向上、CMOSトランジスタ構
造のラッチアップ現象防止に効果的である。第2図は、
その−例を示したもので、多結晶Siをストリップヒー
タ加熱によって溶融し、再結晶化させてS○工層を形成
し、CMO9)−=ランジスタを形成している。(19
84年、インク−ナショナル・エレクトロンデバイスミ
ーティング会議録、P、 812  B−Y、 Tsa
ur他5)さらに、この例では同一チツブ上、別のSi
開孔部に気相化学成長法によりSiを選択エピタキシャ
ル成長させて、バイポーラトランジスタをつくることに
よって、いわゆる、バイポーラCMO8構造を形成し、
LS Iの低消費電力、高集積、高速化を実現する試み
が述べられている。
On the other hand, as a new application of epitaxial growth, crystal growth is performed laterally on the insulating film from seeds in the openings of the insulating film.
or) Many attempts to create structures have also been reported. SOI
The structure is particularly effective in reducing source-drain parasitic capacitance of MOS transistors, improving resistance to alpha rays, and preventing latch-up phenomena in CMOS transistor structures. Figure 2 shows
In this example, polycrystalline Si is melted by heating with a strip heater and recrystallized to form a SO layer to form a CMO transistor. (19
1984, Inc.-National Electron Device Meeting Proceedings, P, 812 B-Y, Tsa
ur et al. 5) Furthermore, in this example, on the same chip, another Si
A so-called bipolar CMO8 structure is formed by selectively epitaxially growing Si in the opening using a vapor phase chemical growth method to create a bipolar transistor.
Attempts to realize low power consumption, high integration, and high speed of LSI are described.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかるに、上記の従来技術によっては、同一チップ上に
、5OIftW造のMOSトランジスタと、バイポーラ
トランジスタとを形成するために、2つの異なったエピ
タキシャル成長法を駆使する必要があり、製造工程が複
雑になるという問題点があった。
However, depending on the above-mentioned conventional technology, in order to form a 5OIftW MOS transistor and a bipolar transistor on the same chip, it is necessary to make full use of two different epitaxial growth methods, which complicates the manufacturing process. There was a problem.

そこで、本発明の目的は、SOI構造形成と低温エピタ
キシャル成長によるバイポーラトランジスタなどの素子
の形成とを1つのエピタキシャル成長法によって実現し
、高性能のバイポーラトランジスタ、バイポーラCMO
Sトランジスタなどの半導体素子を形成する製造方法を
提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to realize the formation of an SOI structure and the formation of elements such as bipolar transistors by low-temperature epitaxial growth using a single epitaxial growth method, and to realize the formation of high-performance bipolar transistors, bipolar CMOs, etc.
An object of the present invention is to provide a manufacturing method for forming a semiconductor element such as an S transistor.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、エピタキシャル成長法として、非晶質si
の単結晶化という固相エピタキシャル成長法を用いるこ
とにより達成される。
The above purpose is to use amorphous Si as an epitaxial growth method.
This is achieved by using a solid-phase epitaxial growth method called single crystallization.

さらに、バイポーラトランジスタなど、エピタキシャル
成長のシード上に素子を形成する場合、シード形成のた
めの絶縁膜穴開けのパターニング方位を、(100}S
i基板に対し、従来、 SOI構造形成に有利と考えら
れている方位と異なる<110>方向±20’の方向に
選ぶことが有効である。
Furthermore, when forming a device such as a bipolar transistor on an epitaxially grown seed, the patterning direction for drilling holes in the insulating film for forming the seed is set to (100}S
It is effective to select the <110> direction ±20' for the i-substrate, which is different from the orientation conventionally considered to be advantageous for forming an SOI structure.

従って、バイポーラCMO3構造をすくる場合、上記パ
ターニング方位は、MOSトランジスタ用には、(10
0>±20°、バイポーラトランジスタ用には、<11
0>±20”とすればよい。
Therefore, when forming a bipolar CMO3 structure, the above patterning direction is (10
0>±20°, <11 for bipolar transistors
0>±20".

〔作用〕[Effect]

Siの固相エピタキシャル成長(Solid Phas
eEpitaxy : S P E)法は、第3図に示
したように結晶成長のシード3となる清浄Si表面を有
する試料に非晶質Si4を堆積し、600層程度の温度
で熱処理することによりこれを単結晶化する方法である
。単結晶化は、縦方向(V(Vertical) −8
PE)だけでなく横方向(L(Lataral) −S
 P E )にも生ずるため、S OI (Silic
on on In5ulator)層5が形成できる。
Solid phase epitaxial growth of Si
In the eEpitaxy (SPE) method, as shown in Figure 3, amorphous Si4 is deposited on a sample with a clean Si surface, which will serve as a seed 3 for crystal growth, and then heat treated at a temperature of about 600 layers. This is a method of making a single crystal. Single crystallization is performed in the vertical direction (V (Vertical) -8
PE) as well as the lateral direction (L(Lateral) -S
S OI (Silicon
A layer 5 (on-on In5ulator) can be formed.

また、600″C程度の低温プロセスであるため、不純
物を高濃度に含むSiをシードとしても、低濃度エピタ
キシャルSi5が形成できる。すなわち、Si膜の表面
溶融を用いたレーザアニール法などと異なり、不純物の
わき上がりは生じず、バイポーラ素子などへの適用も可
能である。このように、SPE法というただ1つの結晶
成長法によって、801層(L−8PE)とバイポーラ
素子用などのエビ成長(V−8PE)とを同時に行うこ
とが可能である。
Furthermore, since it is a low-temperature process of about 600"C, low-concentration epitaxial Si5 can be formed even if Si containing a high concentration of impurities is used as a seed. In other words, unlike laser annealing methods that use surface melting of the Si film, Impurities do not rise, and it can be applied to bipolar devices.In this way, the SPE method, which is the only crystal growth method, can be used to grow the 801 layer (L-8PE) and shrimp growth (for bipolar devices, etc.). V-8PE) can be performed simultaneously.

我々の研究によると、L−3PE層は現状では多くの結
晶欠陥を含んでいる。これはMOSトランジスタ形成に
は致命的ではないが、この欠陥は。
According to our research, the L-3PE layer currently contains many crystal defects. Although this is not fatal to MOS transistor formation, this defect is.

V−8PE層にまではみ出し、そこに形成した素子の特
性を劣化させる恐れのあることが明らかになった。第4
図(a)は、このようすを示した。
It has become clear that there is a possibility that the particles may protrude into the V-8PE layer and deteriorate the characteristics of elements formed there. Fourth
Figure (a) shows this situation.

ノマルスキー干渉顕微鏡による平面写真の模式図である
。なお、SPE後、欠陥観察のためのWright e
tching処理を行っである。SOI層4層上1シー
ド上V−8PE層42に、結晶欠陥に基づくエッチビッ
ト43が分布しているのがわかる。
It is a schematic diagram of a planar photograph taken by a Nomarski interference microscope. In addition, after SPE, Wright
tching processing is performed. It can be seen that etch bits 43 based on crystal defects are distributed in the V-8PE layer 42 on the first seed layer on the four SOI layers.

さらに、Si膜厚を変えた実験から、この欠陥のくい込
み距離44は、膜厚にほぼ比例し、その約1.5倍であ
ることがわかった。素子の微細化に伴い、シード幅45
を小さくしていくと、v−8PE層全面がこの欠陥でお
おわれてしまうことになる。これは、従来多く報告され
ているように、L−8PHに有利な(100}Si基板
を用い。
Further, from experiments in which the Si film thickness was varied, it was found that the penetration distance 44 of this defect was approximately proportional to the film thickness, and approximately 1.5 times the film thickness. With the miniaturization of elements, the seed width is 45 mm.
As the number of defects decreases, the entire surface of the v-8PE layer will be covered with these defects. This uses a (100}Si substrate, which is advantageous for L-8PH, as has been reported many times in the past.

シード形成のための絶縁膜のパターニングを(100>
方向とした場合である。
Patterning of insulating film for seed formation (100>
This is the case when the direction is set.

今回、我々は、上記パターニング方位を<110>方向
±20″となるようにとると、上記欠陥のくい込みが著
しく減少することを新たに見出した。
This time, we have newly found that when the patterning direction is set to be in the <110> direction ±20'', the penetration of the defect is significantly reduced.

第4図(b)はこれを模式的に示したものである。FIG. 4(b) schematically shows this.

V−8PE層両端に別種の欠陥がtjA察されるが、こ
れは、第5図に示したように(111)ファセット51
形成に基づく微小双晶46である。この双晶ノくイ込ミ
距l547は、膜4のeog54.7@40.58 倍
と小さく、また、この双晶の存在がL−5PEJIから
の転位等の欠陥のくい込みを防止しているものと推測さ
れる。
Another type of defect tjA is detected at both ends of the V-8PE layer, but this is due to the (111) facet 51 as shown in FIG.
This is a microtwin 46 based on the formation. This twin penetration distance l547 is as small as eog54.7@40.58 times that of film 4, and the existence of this twin prevents the penetration of defects such as dislocations from L-5PEJI. It is assumed that

以上の事情により、絶縁膜のバターニング方位は、L−
8PEpaを素子形成に用いるか、v−5PE層を用い
るかによって、別々に最適化する必要がある0例えば、
同一チップ上に、CMOSトランジスタとバイポーラト
ランジスタを有するいわゆるバイポー50MO8構造を
形成する場合、0MO8用のSOI層形成のためのシー
ドは<100>方向±20°のパターニングで作り、バ
イポーラトランジスタ用のシードは<110>方向±2
0°のパターニングで作っておくことが有効である。
Due to the above circumstances, the patterning direction of the insulating film is L-
For example, it is necessary to optimize separately depending on whether 8PEpa or V-5PE layer is used for device formation.
When forming a so-called bipolar 50MO8 structure having a CMOS transistor and a bipolar transistor on the same chip, the seed for forming the SOI layer for 0MO8 is made by patterning in the <100> direction ±20°, and the seed for the bipolar transistor is <110> direction ±2
It is effective to create the pattern using 0° patterning.

なお、Si基板が(100)から±10″傾いている場
合においても、バターニング方位を、同じ角度だけ傾い
た等価な方位とすることが同じ効果が得られる。
Note that even if the Si substrate is tilted by ±10'' from (100), the same effect can be obtained by setting the patterning direction to an equivalent direction tilted by the same angle.

〔実施例〕〔Example〕

[実施例1] まず、SPE法を用いて、S○ICMO8及びバイポー
ラトランジスタを同一基板上に形成した例について述べ
る。第1図(a)はその断面構造を示したものである。
[Example 1] First, an example in which an S○ICMO8 and a bipolar transistor are formed on the same substrate using the SPE method will be described. FIG. 1(a) shows its cross-sectional structure.

素子の基本構造は、第2図に示した公知例と同様である
が、L−8PE及びV−8PEに好適なように、SPE
のためのシード領域を形成しである点が異なる。すなわ
ち、第1図(b)に平面図として示したように、SOI
形成用のシード13は<100>方向に5iOz膜をパ
ターニングして形成し、バイポーラ用のシード14は、
<110>方向にパターニングしである。
The basic structure of the device is the same as the known example shown in FIG. 2, but SPE is suitable for L-8PE and V-8PE.
The difference is that it forms a seed region for. That is, as shown in the plan view in FIG. 1(b), the SOI
The seed 13 for formation is formed by patterning a 5iOz film in the <100> direction, and the seed 14 for bipolar is formed by patterning a 5iOz film in the <100> direction.
It is patterned in the <110> direction.

超高真空中でシード表面を清浄化し、非晶質Siを0.
4  pm堆積した後、600℃、4時間の窒素雰囲気
中熱処理によってSPE成長させた。
The seed surface was cleaned in an ultra-high vacuum, and the amorphous Si was reduced to 0.
After 4 pm was deposited, SPE growth was performed by heat treatment at 600° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere.

続いて、残存する非晶[Siを除去すると共に、単結晶
層を島状に加工し、表面酸化することにより、5PES
OI層15及び、SPEエピタキシャルSi層16を分
離した。その後、バイポーラトランジスタのコレクタ・
ベース用イオン打込み。
Next, the remaining amorphous [Si was removed, the single crystal layer was processed into an island shape, and the surface was oxidized to form 5PES.
The OI layer 15 and the SPE epitaxial Si layer 16 were separated. After that, the collector of the bipolar transistor
Ion implantation for base.

MOSトランジスタのゲート形成、ソース・ドレインイ
オン打込み、電極形成等、通常の形成プロセスに従って
素子を形成した。
The device was formed according to a normal formation process such as gate formation of a MOS transistor, source/drain ion implantation, and electrode formation.

SPE法を用いると、SOI及びバイポーラ用単結晶層
形成を単一のプロセスで行えるだけでなく、バイポーラ
用エピタキシャルSi膜厚を従来の1μm以上から0.
5 μm以下に低減でき、バイポーラトランジスタの高
速化が実現できた。
By using the SPE method, not only can SOI and bipolar single crystal layers be formed in a single process, but also the bipolar epitaxial Si film thickness can be reduced from the conventional 1 μm or more to 0.5 μm.
It was possible to reduce the thickness to 5 μm or less, and achieve high-speed bipolar transistors.

本実施例では、SPEを行った後に、コレクタ・ベース
・エミッタを形成したが、非晶質Siの段階でこれらの
不純物をイオン打込みしておけば、不純物の活性化温度
を従来の900℃から600℃程度まで低温化すること
が可能となり、より一層の不純物分布のシャロー化が実
現できる。同時にlMo5トランジスタの形成温度を低
温化するためには、ゲート酸化膜を高圧酸化あるいはプ
ラズマ酸化によって形成すること、さらに、ゲート形成
後、ソース・ドレイン領域をSiイオン打込みによって
再び非晶質化した後、不純物イオンを打込み、活性化温
度を600℃程度とすることによればよい。
In this example, the collector, base, and emitter were formed after performing SPE, but if these impurities were ion-implanted at the amorphous Si stage, the activation temperature of the impurities could be lowered from the conventional 900°C. It becomes possible to lower the temperature to about 600° C., and it is possible to realize an even shallower impurity distribution. At the same time, in order to lower the formation temperature of the lMo5 transistor, the gate oxide film must be formed by high-pressure oxidation or plasma oxidation, and after the gate is formed, the source and drain regions must be made amorphous again by Si ion implantation. , by implanting impurity ions and setting the activation temperature to about 600°C.

すなわち1本発明によれば、バイポーラCMO3の形成
法を実質的に800℃以下に低温化することが可能であ
る。
That is, according to the present invention, it is possible to substantially reduce the temperature of the method for forming bipolar CMO3 to 800° C. or lower.

[実施例2] 次に、寄生容量を低減したバイポーラトランジスタを形
成した例について述べる。第6図はその断面構造図であ
り、以下第7図に従ってプロセス工程を述べる。
[Example 2] Next, an example in which a bipolar transistor with reduced parasitic capacitance is formed will be described. FIG. 6 is a cross-sectional structural diagram thereof, and the process steps will be described below according to FIG. 7.

(100) p型Si基板1にLOCO3M化。(100) LOCO3M on p-type Si substrate 1.

Asイオン打込みを用いてn十埋込層6]を形成した後
、S i Ox膜2を(110>方向にパターニングし
シードを形成し、非晶質Si推秋、コレクタ用P、ベー
ス用Bイオン打込み後、600℃hrの窒素雰囲気中熱
処理によってSPEエピタキシャルSi層16を形成し
た。この層は側壁を(111)ファセットとする台形状
となった。
After forming an n buried layer 6 using As ion implantation, the SiOx film 2 is patterned in the (110> direction to form a seed, and amorphous Si is deposited, P for the collector, and B for the base. After ion implantation, an SPE epitaxial Si layer 16 was formed by heat treatment in a nitrogen atmosphere at 600° C. This layer had a trapezoidal shape with (111) facets on the side walls.

(a)次に残存した非晶質Si層32を除去し、表面酸
化後、Arスパッタエツチングによって。
(a) Next, the remaining amorphous Si layer 32 is removed, the surface is oxidized, and then Ar sputter etching is performed.

Si層側面にベース電極引出し用開孔部を設けた。An opening for drawing out the base electrode was provided on the side surface of the Si layer.

(b)続いて、全面に、多結晶5i62を異方性の大き
い蒸着法によって堆積し、Bをドーピングした後、同様
のスパッタエッチ及びリフトオフ法によって、単結晶層
側面及び上面の多結晶Siを除去した。(c)次に、表
面再酸化後、CVD5iOz膜64を全面に堆積した。
(b) Subsequently, polycrystalline 5i62 is deposited on the entire surface by a highly anisotropic vapor deposition method, and after doping with B, the polycrystalline Si on the side and top surfaces of the single crystal layer is removed by the same sputter etching and lift-off method. Removed. (c) Next, after surface reoxidation, a CVD5iOz film 64 was deposited on the entire surface.

(d)続いて。(d) Subsequently.

全面にホトレジストを塗布しエッチバック法により表面
平担化すると共に、単結晶層上面を露出させ、Asドー
プされたn十多結晶5i65よりエミッタ拡散を行った
。最後に、コレクタ・ベース用コンタクト穴あけ、A1
@極形成を行い、第6図の構造のバイポーラトランジス
タを形成した。
A photoresist was applied to the entire surface and the surface was planarized by an etch-back method, and the upper surface of the single crystal layer was exposed, and emitter diffusion was performed using As-doped n-polycrystalline 5i65. Finally, drilling the contact hole for the collector base, A1
@pole formation was performed to form a bipolar transistor having the structure shown in FIG.

本構造においては、低温化による不純物分布のシャロー
化と共に、寄生ベース領域がなくなっているため、大幅
な高速化が実現できた。
In this structure, the impurity distribution becomes shallower due to lowering the temperature, and the parasitic base region is eliminated, making it possible to achieve a significant increase in speed.

なお1本構造のバイポーラトランジスタを用いて、実施
例1に示したようなバイポーラCMOS構造を実現する
ことも可能である。
Note that it is also possible to realize a bipolar CMOS structure as shown in the first embodiment using a single bipolar transistor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、固相エピタキシャル成長法というただ
1つの低温結晶成長法を用いるだけで、SOI構造を有
する0MO8)−ランジスタ、エミッタ・ベース・コレ
クタをシャロー化した高性能バイポーラトランジスタを
、同一チップ上に形成できる。
According to the present invention, by using only one low-temperature crystal growth method called solid-phase epitaxial growth, a high-performance bipolar transistor with a shallow emitter, base, and collector can be produced on the same chip. can be formed into

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は1本発明の一実施例を示す断面図及び平面図、
第2図は従来例の素子の一例を示す断面図、第3図は、
SPEの原理説明するための断面図、第4図は、 5i
Oz膜のパターニング効果を示す平面図、第5図は、(
111)ファセット形成を示す断面図、第6図および第
7図は1本発明の一実施例の断面構造を示す図及びプロ
セス工程断面図である。 11・・・CMOSトランジスタ、12・・・バイポー
ラトランジスタ、13・・・(100>パターニングシ
ード、14・・・(110>パターニングシード、15
−8 P E S OI層、16 ・S P E :r
−ピタ”Iシ第 1 図 (反り VJ z 閉 /2 トーーーーーーーーH ■ 3 図 33 Sρ工屑 不 4 図 ir。 42 V−5PE4 45 シート幅 46 111ノ1\71ie 47 イズ九【ノド7ズ113ベパ 主ペイ巨M ■ 5 図 晶  邑 γ 7 図 第 7  図
FIG. 1 is a sectional view and a plan view showing an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional element, and FIG. 3 is a sectional view showing an example of a conventional element.
A cross-sectional view for explaining the principle of SPE, Figure 4, is 5i
A plan view showing the patterning effect of the Oz film, Figure 5, is (
111) A cross-sectional view showing facet formation. FIGS. 6 and 7 are views showing a cross-sectional structure and a process step cross-sectional view of an embodiment of the present invention. 11...CMOS transistor, 12...Bipolar transistor, 13...(100>Patterning seed, 14...(110>Patterning seed, 15
-8 P E SOI layer, 16 ・S P E : r
-Pita" I Fig. 1 (Warp VJ z Closed/2 Tooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo so so so so so so so so so so so so so so so so so so so such 9 [Nodo 7zu 113 Bepa main pay giant M ■ 5 Figure γ 7 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、下地Si層に絶縁膜を形成し、該絶縁膜に設けた開
孔部をシードとしてエピタキシャル成長により、シード
上あるいは絶縁膜上に単結晶Siを形成し、該単結晶S
i中に半導体素子を形成する半導体装置の形成方法にお
いて、非晶質Siを800℃以下の熱処理によつて単結
晶化する固相エピタキシャル成長法を用い、シード上及
びその近傍にバイポーラトランジスタを、絶縁膜上にM
OSトランジスタを形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法。 2、下地Si層上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜に設けた
開孔部をシードとしてエピタキシャル成長により、シー
ド上あるいはその近傍に単結晶Siを形成し、該単結晶
Si中に半導体素子を形成する半導体装置の形成方法に
おいて、上記下地Si層は{100}Si層であり、上
記開孔部のための絶縁膜のパターニング方位を <110>方向±20゜の方向に選び固相エピタキシャ
ル成長によって上記単結晶Siを形成することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法
。 3、<110>方向±20゜の方向にパターニングした
絶縁膜開孔部上の単結晶Si中にバイポーラトランジス
タを形成すると共に、同一チップ内において、<100
>方向±20゜の方向にパターニングした開孔部より絶
縁膜上に横方向固相エピタキシャル成長させた形成した
単結晶Si中にMOSトランジスタを形成することを特
徴とする特許請求の範囲第1項もしくは第2項記載の半
導体装置の製造方法。
[Claims] 1. An insulating film is formed on the base Si layer, and single crystal Si is formed on the seed or the insulating film by epitaxial growth using the opening provided in the insulating film as a seed. S
A method for forming a semiconductor device in which a semiconductor element is formed in a semiconductor device uses a solid-phase epitaxial growth method in which amorphous Si is single-crystalized by heat treatment at 800° C. M on the membrane
A method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising forming an OS transistor. 2. Form an insulating film on the base Si layer, form single crystal Si on or near the seed by epitaxial growth using the opening provided in the insulating film as a seed, and place a semiconductor element in the single crystal Si. In the method for forming a semiconductor device, the underlying Si layer is a {100} Si layer, and the patterning direction of the insulating film for the opening is selected in the <110> direction ±20°, and the semiconductor device is formed by solid phase epitaxial growth. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the single crystal Si is formed. 3. A bipolar transistor is formed in the single crystal Si on the insulating film opening patterned in the <110> direction ±20°, and the bipolar transistor is formed in the <110> direction within the same chip.
>A MOS transistor is formed in monocrystalline Si formed by lateral solid-phase epitaxial growth on an insulating film through openings patterned in a direction of ±20°. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 2.
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