JPH01239093A - 結晶成長方法 - Google Patents
結晶成長方法Info
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- JPH01239093A JPH01239093A JP6649388A JP6649388A JPH01239093A JP H01239093 A JPH01239093 A JP H01239093A JP 6649388 A JP6649388 A JP 6649388A JP 6649388 A JP6649388 A JP 6649388A JP H01239093 A JPH01239093 A JP H01239093A
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- amorphous silicon
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- 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、シリコン結晶の固相成長、特にＳＯＩの形成
に関する。
に関する。
（従来の技術）
ＳＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ
＞構造は半導体集積回路素子の高集積化、高速度化、耐
放射線化などに対して有利である。また、能動層を絶縁
体膜を介して多層に重ねたいわゆる三次元回路素子のた
めの基本技術である。ＳＯＩ形成方法には数多くの方法
があるが、基板上に堆積した非晶質シリコン膜を電気炉
中で加熱し、固相成長によって単結晶（ヒする方法は処
理温度が低温であること、大量の試料を一括して処理で
きること、という大きな＋り点がある。
＞構造は半導体集積回路素子の高集積化、高速度化、耐
放射線化などに対して有利である。また、能動層を絶縁
体膜を介して多層に重ねたいわゆる三次元回路素子のた
めの基本技術である。ＳＯＩ形成方法には数多くの方法
があるが、基板上に堆積した非晶質シリコン膜を電気炉
中で加熱し、固相成長によって単結晶（ヒする方法は処
理温度が低温であること、大量の試料を一括して処理で
きること、という大きな＋り点がある。
（発明が解決しようとする問題点）
種となる単結晶シリコン領域部分から絶縁体膜上に横方
向に固相成長させた場合、その成長距離は最大５μｍ程
度と小さく、これが固相成長法の問題点である。成長距
離が制限される理由は、横方向の成長によって単結晶化
する前に、非晶質シリコン膜中でランダムな核形成が生
じ多結晶となるためである。固相成長の速度は成長温度
の増加に伴って大きくなるが、同時に、絶縁体膜上の非
晶質シリコン膜中での核形成の確立が大きくなってしま
い、結果として単結晶としての成長領域を広げることは
できなかった。
向に固相成長させた場合、その成長距離は最大５μｍ程
度と小さく、これが固相成長法の問題点である。成長距
離が制限される理由は、横方向の成長によって単結晶化
する前に、非晶質シリコン膜中でランダムな核形成が生
じ多結晶となるためである。固相成長の速度は成長温度
の増加に伴って大きくなるが、同時に、絶縁体膜上の非
晶質シリコン膜中での核形成の確立が大きくなってしま
い、結果として単結晶としての成長領域を広げることは
できなかった。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、基板上に、種となる単結晶シリコン領域を有
する非晶質シリコン膜を設け、該非晶質シリコン膜を固
相成長によって噛結晶化にするに際し、絶縁物上に種結
晶領域を形成させる工程と、種結晶領域を陰む絶縁物上
に非晶質シリコン膜を形成する工程と、種結晶領域とそ
の上の非晶質シリコンが高温になるように加熱すること
により単結晶させる方法を提供するものである。前記の
種となる単結晶膜シリコン領域部分上にのみ反射防止膜
を設け、かつ試料加熱源のすべであるいは一部として光
を用いると良い。
する非晶質シリコン膜を設け、該非晶質シリコン膜を固
相成長によって噛結晶化にするに際し、絶縁物上に種結
晶領域を形成させる工程と、種結晶領域を陰む絶縁物上
に非晶質シリコン膜を形成する工程と、種結晶領域とそ
の上の非晶質シリコンが高温になるように加熱すること
により単結晶させる方法を提供するものである。前記の
種となる単結晶膜シリコン領域部分上にのみ反射防止膜
を設け、かつ試料加熱源のすべであるいは一部として光
を用いると良い。
（作用〉
同相成長により高速で大きな単結晶を得るには、■種と
なる単結晶領域からの横方向成長速度を大きくし、同時
に■絶縁体膜上の非晶質シリコン膜中での核形成の確率
を小さくしなければならない。これと実現するには従来
の方法のように試料全体を一様に温度分布になるように
加熱したのでは困難である。そこで本発明では種となる
ｌｉｉ結晶領域を高温にすることにより、解釈した。さ
らに効果的に本発明の方法を実現するためには種となる
単結晶領域とその近傍が光加熱と反射防止膜の効果によ
り高温になり、種と種の中間の領域の温度が低温となる
ように温度分布を付けられ、前記■■の両者を同時に実
現できることを見いだした。
なる単結晶領域からの横方向成長速度を大きくし、同時
に■絶縁体膜上の非晶質シリコン膜中での核形成の確率
を小さくしなければならない。これと実現するには従来
の方法のように試料全体を一様に温度分布になるように
加熱したのでは困難である。そこで本発明では種となる
ｌｉｉ結晶領域を高温にすることにより、解釈した。さ
らに効果的に本発明の方法を実現するためには種となる
単結晶領域とその近傍が光加熱と反射防止膜の効果によ
り高温になり、種と種の中間の領域の温度が低温となる
ように温度分布を付けられ、前記■■の両者を同時に実
現できることを見いだした。
（実施例）
図によって本発明の詳細な説明する。
第１図に示すように、シリコン基板１の上に厚さ１，５
μｍの絶縁体５ｉ０２膜２を設け、これに１μｍ角の穴
を２０μｍ間隔の格子状に開ける。ここに選択エピタキ
シャル成長により種結晶３を埋め込む。次に０．５μｒ
ｎ厚の非晶質シリコン膜４を堆積し、さらに種結晶領域
上にのみＳｉ３Ｎ４による４μｍ角の反射防止膜５を設
けた。この試料全体を加熱用ヒータで約５００’ Ｃに
加熱し、さらに加熱用光６として可視光レーザで試料表
面側から加熱した。この時の非晶質シリコン膜中の温度
分布を第２図に示す。種結晶領域で６５０°Ｃ１種と種
の中間の領域の温度（最低の部分）は５５０’Ｃとした
。この状態で、６時間の成長を行なった結果、試料全体
か第３図の様に種結晶と種結晶の中央にのみ、横方向成
長による結晶同士がぶつかって出来た欠陥がある。２０
μｒｎ角の単結晶で覆われた。すなわち、横方向の成長
距離は少くとも１０μｍ以上で、非晶質シリコン膜中で
ランダムな核形成は生じていないことが確認された。な
お、種結晶領域の温度は１５０°Ｃ位まで有効であるこ
とが確認できた。以上の実施例においては、同時に複数
の領域で単結晶化を行い大面積の単結晶化を短時間で簡
単に行うために反射防止膜と光を併用して加熱処理をし
たが種結晶領域を高温にできる手段があれば反射防止膜
は必ずしも必要ではない。例えば、種結晶領域にレーザ
光などを集光させて、高温にしてら良い。また、非晶質
シリコン膜４を０．３μｍ〜１／４ ｍとした場合にも
、ランダムな核形成が抑制され単結晶化が良好にできた
。さらに種結晶の大きさは、１μｍ角に限られないが、
種結晶を通じて周板に散逸する熟を防止する怠昧から非
晶質シリコンの膜厚と比べて極端に大きいと不適当でり
）る。
μｍの絶縁体５ｉ０２膜２を設け、これに１μｍ角の穴
を２０μｍ間隔の格子状に開ける。ここに選択エピタキ
シャル成長により種結晶３を埋め込む。次に０．５μｒ
ｎ厚の非晶質シリコン膜４を堆積し、さらに種結晶領域
上にのみＳｉ３Ｎ４による４μｍ角の反射防止膜５を設
けた。この試料全体を加熱用ヒータで約５００’ Ｃに
加熱し、さらに加熱用光６として可視光レーザで試料表
面側から加熱した。この時の非晶質シリコン膜中の温度
分布を第２図に示す。種結晶領域で６５０°Ｃ１種と種
の中間の領域の温度（最低の部分）は５５０’Ｃとした
。この状態で、６時間の成長を行なった結果、試料全体
か第３図の様に種結晶と種結晶の中央にのみ、横方向成
長による結晶同士がぶつかって出来た欠陥がある。２０
μｒｎ角の単結晶で覆われた。すなわち、横方向の成長
距離は少くとも１０μｍ以上で、非晶質シリコン膜中で
ランダムな核形成は生じていないことが確認された。な
お、種結晶領域の温度は１５０°Ｃ位まで有効であるこ
とが確認できた。以上の実施例においては、同時に複数
の領域で単結晶化を行い大面積の単結晶化を短時間で簡
単に行うために反射防止膜と光を併用して加熱処理をし
たが種結晶領域を高温にできる手段があれば反射防止膜
は必ずしも必要ではない。例えば、種結晶領域にレーザ
光などを集光させて、高温にしてら良い。また、非晶質
シリコン膜４を０．３μｍ〜１／４ ｍとした場合にも
、ランダムな核形成が抑制され単結晶化が良好にできた
。さらに種結晶の大きさは、１μｍ角に限られないが、
種結晶を通じて周板に散逸する熟を防止する怠昧から非
晶質シリコンの膜厚と比べて極端に大きいと不適当でり
）る。
（発明の効果）
本発明の方法によれは、固相成長による横方向成長距離
が大きくなり、大面積の単結晶Ｓ○■か得られるとの効
果がある。また、欠陥の位置はあらかじめ定められた位
置にのみ表れるからデバイス作成にとって好都合である
。
が大きくなり、大面積の単結晶Ｓ○■か得られるとの効
果がある。また、欠陥の位置はあらかじめ定められた位
置にのみ表れるからデバイス作成にとって好都合である
。
第１図は、本発明の一実施例を説明する図、第２図は非
晶質シリコン膜中の温度分布を示す図、第３図は同相成
長後の試料表面の模式図である。 図において、 １はシリコン基板、 ２はＳ ｉ ０２膜、３は種結晶
、 ４は非晶質シリコン膜、５は反射防止膜、
６は加熱用光、 ７は結晶欠陥である。
晶質シリコン膜中の温度分布を示す図、第３図は同相成
長後の試料表面の模式図である。 図において、 １はシリコン基板、 ２はＳ ｉ ０２膜、３は種結晶
、 ４は非晶質シリコン膜、５は反射防止膜、
６は加熱用光、 ７は結晶欠陥である。
Claims (2)
- （１）絶縁物上に、種となる単結晶シリコン領域を有す
る非晶質シリコン膜を設け、該非晶質シリコン膜を固相
成長によって単結晶する結晶成長方法において、絶縁物
上に種結晶領域を形成させる工程と、種結晶領域を含む
絶縁物上に非晶質シリコン膜を形成する工程と加熱手段
によって種結晶領域を高温にするように、非晶質シリコ
ン膜を加熱することにより非晶質シリコン膜を単結晶化
させる工程を含むことを特徴とする結晶成長方法。 - （２）絶縁物上に、種となる単結晶シリコン領域を有す
る非晶質シリコン膜を設け、該非晶質シリコン膜を固相
成長によって単結晶化する結晶成長方法において、絶縁
物上に種結晶領域を形成させる工程と、種結晶領域を含
む絶縁物上に非晶質シリコン膜を形成する工程と、前記
の種となる単結晶シリコン領域部を設けてある非晶質シ
リコン膜上にのみ反射防止膜を設ける工程と、光を含む
加熱手段によって加熱することにより非晶質シリコン膜
を単結晶化させる工程を含むことを特徴とする結晶成長
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6649388A JPH01239093A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6649388A JPH01239093A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239093A true JPH01239093A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13317387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6649388A Pending JPH01239093A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239093A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5457058A (en) * | 1989-10-09 | 1995-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Crystal growth method |
| JP2012209473A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 半導体の製造方法及び半導体装置 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP6649388A patent/JPH01239093A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5457058A (en) * | 1989-10-09 | 1995-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Crystal growth method |
| JP2012209473A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 半導体の製造方法及び半導体装置 |
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