JPH01215015A - Formation of single crystal layer - Google Patents

Formation of single crystal layer

Info

Publication number
JPH01215015A
JPH01215015A JP3972888A JP3972888A JPH01215015A JP H01215015 A JPH01215015 A JP H01215015A JP 3972888 A JP3972888 A JP 3972888A JP 3972888 A JP3972888 A JP 3972888A JP H01215015 A JPH01215015 A JP H01215015A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
crystal layer
epitaxial growth
silicon oxide
oxide 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.)
Pending
Application number
JP3972888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Morita
靖 森田
Jitsuya Noda
野田 実也
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP3972888A priority Critical patent/JPH01215015A/en
Publication of JPH01215015A publication Critical patent/JPH01215015A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To form a device with high area-efficiency in a short time, by carrying out ion implantation selectively into an insulation substrate surface to form a decomposition region and by generating an epitaxial growth seeds on the decomposition region, and by causing epitaxial growth of a single crystal layer by this growth seeds. CONSTITUTION:An approximately flat silicon oxide film 2 is formed on a silicon substrate 1 as an insulation substrate. Then a resist layer 3 is entirely formed thereon and the resist layer 3 is selectively exposed to form a window part 4. While using the window part 4 as a mask, ion implantation is carried out to change only the surface of the silicon oxide film 2 into a decomposition region 5. After the resist layer 3 is removed by using the silicon substrate 1 having the decomposition region 5 on the silicon oxide film 2 in this way, epitaxial growth seeds are developed on the decomposition region 5 to cause a single crystal layer 6 to grow on the silicon oxide film 2. Consequently, a single crystal layer grows only on the surface of an insulation substrate and, therefore, the area efficiency can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁基体上に単結晶シリコン等の単結晶層を形
成する単結晶層の形成方法に関し、特に選択的な気相成
長によって301(シリコン・オン・インシュレーター
)構造を得るための単結晶層の形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for forming a single crystal layer of single crystal silicon or the like on an insulating substrate. This invention relates to a method for forming a single crystal layer to obtain a silicon-on-insulator structure.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、エピタキシャル成長種を用いて単結晶層をエ
ピタキシャル成長させる単結晶層の形成方法において、
そのエピタキシャル成長種をイオン注入により形成され
た変質領域上に発生させることにより、平坦な単結晶層
を面積効率良く且つ短時間に形成すること等を実現する
方法である。
The present invention provides a method for forming a single crystal layer in which a single crystal layer is epitaxially grown using epitaxial growth seeds.
By generating the epitaxial growth seeds on the altered region formed by ion implantation, this method realizes the formation of a flat single crystal layer with high area efficiency and in a short time.

(従来の技術) 3次元LSIの構成に有望視されているSol形成技術
の1つとして、気相成長による横方向エピタキシャル成
長法が有る。これは基板の単結晶シリコンを種(シード
)にシリコン酸化膜上に単結晶シリコン層を成長させる
方法であって、このような技術は、例えば「日経マイク
ロデバイス」。
(Prior Art) One of the Sol formation techniques that is considered promising for the construction of three-dimensional LSIs is a lateral epitaxial growth method using vapor phase growth. This is a method of growing a single-crystal silicon layer on a silicon oxide film using the single-crystal silicon of the substrate as a seed.An example of this technology is ``Nikkei Micro Device.''

1985年7月号、175真〜192頁(日経マグロウ
ヒル社発行)に°も記載されている。
° is also described in the July 1985 issue, pages 175-192 (published by Nikkei McGraw-Hill).

ところで、気相成長として、基板が露出してな′ る複
数の種を用いて選択エピタキシャル成長を行った場合に
は、成長してきた単結晶層同士がぶつかり合い、そのぶ
つかった部分での結晶性が劣化する。そこで、本件出願
人は、その衝突部分の問題を回避するための気相成長方
法として、特開昭62−266824号公報に記載され
る技術を提案しており、その方法を用いることで、例え
ば広いサイズの素子等も形成が可能となる。
By the way, when selective epitaxial growth is performed using multiple seeds with exposed substrates, the grown single crystal layers collide with each other, and the crystallinity of the collided portions deteriorates. to degrade. Therefore, the present applicant has proposed a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-266824 as a vapor phase growth method to avoid the problem of the collision part, and by using that method, for example, It is also possible to form elements with a wide range of sizes.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、単結晶層同士の衝突部分を避けるために
、広い領域に亘ってラテラル成長させることは、それだ
け長時間のエピタキシャル成長を行う必要が生ずる。す
なわち、第2図に示すように、ラテラル成長は基板21
の露出面22より開始され、絶縁層24上の距mioを
長くすれば、それだけ単結晶層23を形成するためのエ
ピタキシャル成長の時間が長くなる。
However, in order to avoid collision areas between single crystal layers, lateral growth over a wide area requires epitaxial growth for a correspondingly long time. That is, as shown in FIG.
The longer the distance mio on the insulating layer 24, the longer the epitaxial growth time to form the single crystal layer 23.

また、素子として用いる領域は、絶縁層24の上部領域
だけであり、図中、点を付して示す領域25はエッチオ
フされ、種である露出面22の上部の単結晶層23も素
子として用いることができない、このため、単結晶層を
素子として利用できる面積は限られたものになっていた
Further, the region used as an element is only the upper region of the insulating layer 24, and the region 25 shown with a dot in the figure is etched off, and the single crystal layer 23 on the upper part of the exposed surface 22, which is a seed, is also used as an element. Therefore, the area in which the single crystal layer can be used as an element has been limited.

そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、より短い
時間で、面積的にも効率良く素子を形成できるような単
結晶層の形成方法を提供することを目的とする。
Therefore, in view of the above-mentioned technical problems, it is an object of the present invention to provide a method for forming a single crystal layer that can form an element efficiently in terms of area in a shorter time.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述の目的を達成するため、本発明の単結晶層の形成方
法は、絶縁基体表面に選択的にイオン注入を行い変質領
域を形成する工程と、その変質領域上にエピタキシャル
成長種を発生させ、このエピタキシャル成長種により単
結晶層をエピタキシャル成長させる工程とからなること
を特徴としている。
In order to achieve the above object, the method for forming a single crystal layer of the present invention includes the steps of selectively implanting ions into the surface of an insulating substrate to form an altered region, generating epitaxial growth seeds on the altered region, and The method is characterized by comprising a step of epitaxially growing a single crystal layer using epitaxial growth seeds.

上記絶縁基体は、シリコン基板上に酸化層、窒化層等の
絶縁層を形成したものや、所要の特性のガラス基板9セ
ラミック基板、プラスチック基板等の材料を用いること
ができる。上記イオン注入は、例えば、シリコンをドー
パントとすることができ、また、シリコンに限定されず
、結晶成長の種となる変質領域を形成し得るような8例
えば窒素等を用いることもできる。上記変質領域は、素
子に応じて選択的に形成され、結晶成長を多結晶化させ
ないためにも、例えば当該変質領域を狭く形成すること
が好ましい、さらに、上記変質領域上にエピタキシャル
成長種を発生させ、このエピタキシャル成長種により単
結晶層をエピタキシャル成長させるために、全体の圧力
の制御や、エピタキシャル成長におけるH(1等の成長
する層を除去する性質のガスの分圧を高くしておくこと
や、エピタキシャル成長の初期のみそのガスの分圧を高
くするような操作を行うこともできる。
The insulating substrate may be a silicon substrate on which an insulating layer such as an oxide layer or a nitride layer is formed, or a material such as a glass substrate 9 ceramic substrate or a plastic substrate having desired characteristics can be used. The above ion implantation can be performed using, for example, silicon as a dopant, and is not limited to silicon, but can also use, for example, nitrogen, which can form an altered region that becomes a seed for crystal growth. The above-mentioned altered region is formed selectively depending on the element, and in order to prevent crystal growth from becoming polycrystalline, it is preferable to form the affected region narrowly, for example. Furthermore, epitaxial growth seeds are generated on the above-mentioned altered region. In order to epitaxially grow a single crystal layer using this epitaxial growth seed, it is necessary to control the overall pressure, to keep the partial pressure of a gas such as H (1) high during epitaxial growth, which has the property of removing the growing layer, and to control the epitaxial growth. It is also possible to perform an operation such as increasing the partial pressure of the gas only in the initial stage.

〔作用〕[Effect]

絶縁基体表面に選択的にイオン注入を行うことで、変質
領域が形成され、その変質領域にかかる絶縁基体表面は
、イオン注入されない領域の表面に比較して、結晶成長
の表面形成性が異なり、その変質領域からエピタキシャ
ル成長種が生成される。そして、エピタキシャル成長を
続けることで、上記エピタキシ中ル成長種から絶縁基体
上に単結晶層が拡がることになる。
By selectively implanting ions into the surface of the insulating substrate, an altered region is formed, and the surface of the insulating substrate covering the altered region has a different surface formation property for crystal growth than the surface of the region where ions are not implanted. Epitaxial growth species are generated from the altered region. Then, by continuing epitaxial growth, a single crystal layer will spread on the insulating substrate from the epitaxially grown seed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施例は、イオン注入を利用しながら、容易に単結晶
層を絶縁膜(シリコン酸化l1l)上に形成する方法で
あって、短時間且つ面積効率良く単結晶層を得る方法と
なっている。
This example is a method for easily forming a single crystal layer on an insulating film (silicon oxide l1l) using ion implantation, and is a method for obtaining a single crystal layer in a short time and with area efficiency. .

その工程を工程順に従って、第1図a〜第1図Cを参照
しながら説明すると、初めに第1図aに示すように、シ
リコン基板l上に、絶縁基体としての略平坦なシリコン
酸化膜2を形成する。
The process will be explained in the order of steps with reference to FIGS. 1A to 1C. First, as shown in FIG. form 2.

次に、第1図すに示すように、全面にレジスト層3を形
成し、このレジスト層3を選択的に露光して、窓部4を
形成する。ここで、その窓部4は、単結晶層形成後に形
成する素子に応じた領域を開ロしたものとすることがで
き、単結晶層同士がぶつかり合う領域がチャンネル領域
等に該当しないような間隔を選択しながら上記窓部4を
形成することが好ましい。また、この窓部4のサイズは
、エピタキシャル成長により形成される層が多結晶化し
ない狭い領域とすることが好ましい、なお、特に窓部4
の平面形状は限定されるものではなく、円形、矩形、そ
の信条角形等を問わない。
Next, as shown in FIG. 1, a resist layer 3 is formed on the entire surface, and this resist layer 3 is selectively exposed to form a window portion 4. Here, the window portion 4 can be formed by opening a region corresponding to the element to be formed after forming the single crystal layer, and the interval is such that the region where the single crystal layers collide with each other does not correspond to a channel region, etc. It is preferable to form the window portion 4 while selecting. Further, the size of the window portion 4 is preferably a narrow region in which the layer formed by epitaxial growth does not become polycrystalline.
The planar shape of is not limited, and may be circular, rectangular, or square in shape.

そして、この窓部4をマスクとして利用しながら、イオ
ン注入を行う。このイオン注入は、例えばシリコンをド
ーパントとして用い、上記シリコン酸化膜2の表面にそ
のシリコンを打ち込む、このイオン注入の注入エネルギ
ーは、十分に弱いものとすることができ、上記シリコン
酸化膜2の表面のみを変質jl域5とするに足るエネル
ギーであれば良い。
Then, ion implantation is performed using this window portion 4 as a mask. In this ion implantation, for example, silicon is used as a dopant and the silicon is implanted into the surface of the silicon oxide film 2. The implantation energy of this ion implantation can be made sufficiently weak. It suffices if the energy is sufficient to make only the altered jl region 5.

このように変質領域5がシリコン酸化膜2上に形成され
たシリコン基板lを用いて、上記レジスト層3を除去し
た後、第1図Cに示すように、上記シリコン酸化膜2上
に単結晶層6を形成する。
After removing the resist layer 3 using the silicon substrate l in which the altered region 5 is formed on the silicon oxide film 2, as shown in FIG. Form layer 6.

ごの単結晶層6の形成は、例えば、SiH4+HC1又
はS i Hz C1t +HCj!を用いた選択エピ
タキシャル成長によって行うことができ、上記変質領域
5にエピタキシャル成長種を発生させて、単結晶N6が
シリコン酸化膜3上に成長する。
The formation of the single crystal layer 6 is, for example, SiH4+HC1 or S i Hz C1t +HCj! This can be carried out by selective epitaxial growth using the above-described epitaxial growth method, and epitaxial growth seeds are generated in the altered region 5 to grow single crystal N6 on the silicon oxide film 3.

以上のような工程により形成される単結晶N6は、シリ
コン基板を種にしたものではなく、成長した単結晶層6
全体がシリコン酸化M2上に形成されるものである。従
って、基板等と分離させる必要はなく、素子として用い
るための領域は拡大して面積効率を向上させることがで
きる。
The single crystal N6 formed by the above steps is not a silicon substrate as a seed, but a grown single crystal layer 6.
The entire structure is formed on silicon oxide M2. Therefore, there is no need to separate it from the substrate, etc., and the area used as an element can be expanded to improve area efficiency.

また、このように単結晶層6全体をso■構造に用いる
ことが可能なため、素子の例えば中央を上記変質領域5
と対応させれば、従来の約半分の時間で単結晶層6を形
成できることになり、さらにエッチオフされるような無
駄な領域(第2図中の領域25や露出部22上の領域)
に単結晶層を形成している時間が節約されるため、単結
晶層の形成時間の短縮化を図ることができる。
In addition, since the entire single crystal layer 6 can be used in the SO2 structure, for example, the center of the element can be used as the altered region 5.
If this corresponds to the above, the single crystal layer 6 can be formed in about half the time of the conventional method, and wasteful areas that would be etched off (area 25 in FIG. 2 and the area above the exposed part 22)
Since the time required to form the single crystal layer can be saved, the time required to form the single crystal layer can be shortened.

また、素子の3次元化、高性能化に伴って、単結晶層6
が薄くなった場合でも、変質領域5はシリコン酸化膜2
の面と共通な略平坦な面を有してなり、平坦性が問題と
なるごともない。
In addition, as elements become three-dimensional and have higher performance, single-crystal layer 6
Even when the silicon oxide film 2 becomes thinner, the altered region 5 remains the same as the silicon oxide film 2.
It has a substantially flat surface that is common to the surface of , and flatness is not a problem.

なお、上述の実施例では、シリコンをドーパントにして
説明したが、窒素等をドーパントにしても良い。また、
S iHa +HC1又は5il(、C1、+IIcj
!等のガスは、その気相成長に−従って種々の分圧を制
御でき、絶縁基体もシリコン酸化膜2に限定されず、他
の絶縁膜であっても良い。
In the above embodiments, silicon was used as the dopant, but nitrogen or the like may also be used as the dopant. Also,
S iHa +HC1 or 5il(, C1, +IIcj
! Various partial pressures of these gases can be controlled according to their vapor phase growth, and the insulating substrate is not limited to the silicon oxide film 2, but may be another insulating film.

また、本発明は、上述の実施例に限定されず、その要旨
を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の単結晶層の形成方法は、直接絶縁基体表面の変
質領域を利用して、単結晶層を成長させるため、単結晶
層が成長するのは絶縁基体の表面のみとなり、従って、
その面積効率が向上することになる。また、上記変質領
域を素子を形成する位置と対応づけることにより、エピ
タキシャル成長の時間の短縮を図ることも可能であり、
エッチオフされる領域も減ることから、さらに短時間の
処理も可能となる。
In the method for forming a single crystal layer of the present invention, since the single crystal layer is grown directly by utilizing the altered region on the surface of the insulating substrate, the single crystal layer grows only on the surface of the insulating substrate.
The area efficiency will be improved. Furthermore, by associating the above-mentioned altered region with the position where the element is formed, it is possible to shorten the epitaxial growth time.
Since the area to be etched off is also reduced, a shorter processing time is also possible.

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

第1図a〜第1図Cは本発明の単結晶層の形成方法の一
例をその工程に従って説明するためのそれぞれ工程断面
図、第2図は従来の単結晶層の形成方法における技術的
な課題を説明するための断面図である。 l・・・シリコン基板 2・・・シリコン酸化膜 3・・・レジスト層 4・・・窓部 5・・・変質領域 6・・・単結晶層 特許出願人   ソニー株式会社 代理人弁理士 用地 晃(他2名)
1A to 1C are process cross-sectional views for explaining an example of the method for forming a single crystal layer according to the present invention according to the steps, and FIG. 2 is a technical diagram of the conventional method for forming a single crystal layer. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the problem. l...Silicon substrate 2...Silicon oxide film 3...Resist layer 4...Window portion 5...Altered region 6...Single crystal layer Patent applicant Akira Ichichi, Patent attorney representing Sony Corporation (2 others)

Claims (1)

【特許請求の範囲】  絶縁基体表面に選択的にイオン注入を行い変質領域を
形成する工程と、 その変質領域上にエピタキシャル成長種を発生させ、こ
のエピタキシャル成長種により単結晶層をエピタキシャ
ル成長させる工程とからなる単結晶層の形成方法。
[Claims] Consisting of a step of selectively implanting ions into the surface of an insulating substrate to form an altered region, and a step of generating epitaxial growth seeds on the altered region and epitaxially growing a single crystal layer using the epitaxial growth seeds. Method of forming a single crystal layer.
JP3972888A 1988-02-24 1988-02-24 Formation of single crystal layer Pending JPH01215015A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3972888A JPH01215015A (en) 1988-02-24 1988-02-24 Formation of single crystal layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3972888A JPH01215015A (en) 1988-02-24 1988-02-24 Formation of single crystal layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01215015A true JPH01215015A (en) 1989-08-29

Family

ID=12561038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3972888A Pending JPH01215015A (en) 1988-02-24 1988-02-24 Formation of single crystal layer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01215015A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472770A (en) * 1990-07-13 1992-03-06 Matsushita Electron Corp Manufacture of semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472770A (en) * 1990-07-13 1992-03-06 Matsushita Electron Corp Manufacture of semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0917193A1 (en) Laminated SOI substrate and producing method thereof
JPS58159322A (en) Method of forming single crystal layer on mask
JP2001148349A (en) Selectively growing process for semiconductor with group iii nitride as base
JPS6472531A (en) Method of building up oxide on ion-implanted polycrystalline silicon surface
JPH01215015A (en) Formation of single crystal layer
JPH07307302A (en) Low temperature selective deposition process method of silicon or silicon alloy
JPH05291543A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0715888B2 (en) Method and apparatus for selective growth of silicon epitaxial film
JPS5860556A (en) Preparation of semiconductor device
JPH03154372A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US4372990A (en) Retaining wall technique to maintain physical shape of material during transient radiation annealing
JPH0252419A (en) Manufacture of semiconductor substrate
JP2002025916A (en) Hetero structure substrate and its manufacturing method
JPS62119914A (en) Method for solid-phase epitaxy of semiconductor layer
KR970003805A (en) Semiconductor device manufacturing method
JPH0513327A (en) Method of forming single crystal silicon film
JP3042803B2 (en) TFT polysilicon thin film making method
JP2541456B2 (en) Microstructure fabrication method
JPH01187873A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH02105517A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH02130817A (en) Substrate for formation of single crystal thin film
JPS6248015A (en) Solid phase growth of semiconductor layer
KR0152954B1 (en) Method of forming insulating film for semiconductor
JP2664460B2 (en) SOI thin manufacturing method
JPH0370126A (en) Polycrystalline silicon electrode and its manufacture