JPH02100315A - 結晶質シリコン膜の生成方法 - Google Patents
結晶質シリコン膜の生成方法Info
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- JPH02100315A JPH02100315A JP25311088A JP25311088A JPH02100315A JP H02100315 A JPH02100315 A JP H02100315A JP 25311088 A JP25311088 A JP 25311088A JP 25311088 A JP25311088 A JP 25311088A JP H02100315 A JPH02100315 A JP H02100315A
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Landscapes
- 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、例えばＳｏｌ技術において用いられるような
、非晶質絶縁体上の配向性の−様な結晶質シリコン膜の
生成方法に関する。
、非晶質絶縁体上の配向性の−様な結晶質シリコン膜の
生成方法に関する。
絶縁層上に単結晶Ｓｉ層を形成するＳ ＯＩ （Ｓｌｌ
ｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術が急速に発
展してきており、ＬＳＩや高耐圧デバイス、薄膜トラン
ジスタなどへの応用研究が進展している。ｓｏｒ技術は
半導体集積回路（Ｉ Ｃ）の高速、高密度化を可能とす
る新しい半導体プロセス技術である。なかでも三次元構
造のＩＣとして、デバイス層を絶縁層を介してＮｉ層化
する構造が考えられており、その実現にはＳｏｌは不可
欠の技術である。
ｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術が急速に発
展してきており、ＬＳＩや高耐圧デバイス、薄膜トラン
ジスタなどへの応用研究が進展している。ｓｏｒ技術は
半導体集積回路（Ｉ Ｃ）の高速、高密度化を可能とす
る新しい半導体プロセス技術である。なかでも三次元構
造のＩＣとして、デバイス層を絶縁層を介してＮｉ層化
する構造が考えられており、その実現にはＳｏｌは不可
欠の技術である。
Ｓｏｌ技術は、絶縁層上に半導体膜を形成する方法と、
逆に半導体中に絶縁層を形成する方法に大別される。絶
縁層上に半導体を形成する方法には気相成長法、固相で
の再結晶化による固相成長法および溶融再結晶化法があ
げられる。半導体層に絶縁層を形成する方法は絶縁物理
め込み法とも呼ばれる。このうちの固相成長法としては
、シリコン基板上全面を覆うＳｉｎ、膜の一部に開口部
を設けたのち、全面に非晶πＳｌ膜を堆積して６００℃
程度の長時間アニールを行うと、ｓｉｏ、膜の開口部で
露出するＳｉを種結晶する横方向固相エピタキシャル成
長により、ＳｉＯ！膜上に単結晶膜が形成される。
逆に半導体中に絶縁層を形成する方法に大別される。絶
縁層上に半導体を形成する方法には気相成長法、固相で
の再結晶化による固相成長法および溶融再結晶化法があ
げられる。半導体層に絶縁層を形成する方法は絶縁物理
め込み法とも呼ばれる。このうちの固相成長法としては
、シリコン基板上全面を覆うＳｉｎ、膜の一部に開口部
を設けたのち、全面に非晶πＳｌ膜を堆積して６００℃
程度の長時間アニールを行うと、ｓｉｏ、膜の開口部で
露出するＳｉを種結晶する横方向固相エピタキシャル成
長により、ＳｉＯ！膜上に単結晶膜が形成される。
このことは、Ｙ、Ｋｕｎｉｉ らによる雑誌Ｊ、Ａｐｐ
１．Ｐｈｙｓ。
１．Ｐｈｙｓ。
５４１ （１９８３年） ２８４７ページあるいはＬ
ｌｓｈｉｗａｒａらによるＨｉｔ Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐ
ｌ Ｐｈｙｓ、“２４巻 （１９８５年）４１１ページ
などの文献で公知である。
ｌｓｈｉｗａｒａらによるＨｉｔ Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐ
ｌ Ｐｈｙｓ、“２４巻 （１９８５年）４１１ページ
などの文献で公知である。
Ｓｉ０ｇ膜などの非晶質膜上に減圧ＣＶＤ法により堆積
するＳｉ膜は、Ｐ、Ｊｏｕｂｅｒｔ らによる雑誌Ｊ、
ＥｌｅｃＬｒｏｃｈｅｓ、ｓｏｃ″１３４巻１０号 （
１９８７年）２５４１ ページの文献によれば第１表の
結晶面方位を示す。
するＳｉ膜は、Ｐ、Ｊｏｕｂｅｒｔ らによる雑誌Ｊ、
ＥｌｅｃＬｒｏｃｈｅｓ、ｓｏｃ″１３４巻１０号 （
１９８７年）２５４１ ページの文献によれば第１表の
結晶面方位を示す。
第１表
ＳＯＩ技術では半導体膜として面方位の揃った多結晶膜
も用いられるので、第１表の結果を利用することも当然
考えられる。
も用いられるので、第１表の結果を利用することも当然
考えられる。
酸化膜の開口部で接するＳｉ単結晶を種としての横方向
エピタキシャル成長の距離は一般的には６〜７−にすぎ
ない、また、Ｓｏｌ技術を用いてＭＯＳ Ｆ ＥＴで構
成される集積回路を製作する場合、酸化膜成長速度の均
一化やＳｉ ５ＩＯｚ界面準位密度が低減できる理由
から面方位（１００）の基板が望まれる。第１表の結果
から減圧ＣＶＤ法により６００〜７００℃の温度で堆積
することで（１００）配向は得られる。しがし結晶粒径
は０．１＃ｆｉ以下であり、このような微細多結晶膜で
はＳｏｌ技術には使用できない。
エピタキシャル成長の距離は一般的には６〜７−にすぎ
ない、また、Ｓｏｌ技術を用いてＭＯＳ Ｆ ＥＴで構
成される集積回路を製作する場合、酸化膜成長速度の均
一化やＳｉ ５ＩＯｚ界面準位密度が低減できる理由
から面方位（１００）の基板が望まれる。第１表の結果
から減圧ＣＶＤ法により６００〜７００℃の温度で堆積
することで（１００）配向は得られる。しがし結晶粒径
は０．１＃ｆｉ以下であり、このような微細多結晶膜で
はＳｏｌ技術には使用できない。
本発明の課題は、上述の欠点を除去し、任意の広さで所
望の結晶性をもつシリコン膜を非晶質絶縁体上に形成す
ることのできる結晶質シリコン膜の生成方法を提供する
ことにある。
望の結晶性をもつシリコン膜を非晶質絶縁体上に形成す
ることのできる結晶質シリコン膜の生成方法を提供する
ことにある。
上記のｉｌｌ！題の解決のために、本発明の結晶質シリ
コン膜生成方法は、真空反応槽内に非晶質絶縁基体をお
き、シリコン化合物ガスを導入し、基体温度を訓整して
減圧ＣＶＤ法により所望の結晶面方位をもつ多結晶シリ
コン膜を基体上に堆積させ、次いで基体温度を下げて多
結晶シリコン膜の上に非晶質シリコン膜を積層し、さら
に所定の温度でアニールして非晶質シリコン膜に下地の
多結晶シリコン膜からの固相エピタキシャル成長を起こ
させるものとする。
コン膜生成方法は、真空反応槽内に非晶質絶縁基体をお
き、シリコン化合物ガスを導入し、基体温度を訓整して
減圧ＣＶＤ法により所望の結晶面方位をもつ多結晶シリ
コン膜を基体上に堆積させ、次いで基体温度を下げて多
結晶シリコン膜の上に非晶質シリコン膜を積層し、さら
に所定の温度でアニールして非晶質シリコン膜に下地の
多結晶シリコン膜からの固相エピタキシャル成長を起こ
させるものとする。
減圧ＣＶＤ法により基体上に所定の配向性をもつ均一な
結晶からなる多結晶シリコン膜を堆積させ、その上に非
晶質シリコン膜を積層して熱処理により固相エピタキシ
ャル成長させることにより、多結晶膜の結晶粒より大き
な粒径をもつ所定の面方位の多結晶膜が形成され、Ｓｏ
ｌ技術にも使用できる。
結晶からなる多結晶シリコン膜を堆積させ、その上に非
晶質シリコン膜を積層して熱処理により固相エピタキシ
ャル成長させることにより、多結晶膜の結晶粒より大き
な粒径をもつ所定の面方位の多結晶膜が形成され、Ｓｏ
ｌ技術にも使用できる。
第１図ｆａｔ、 ｆｂｌは本発明の一実施例を示し、第
１図ｆａｔにおいては、シリコン基板１の上にｓ＋ｏｔ
膜２を形成したものを基体とし、この基体の上に公知の
減圧ＣＶＤ法により基体温度を６４０℃にしてＳｉＨ４
ガスより約ｏ、ｏｓ＊ｍの厚さの多結晶膜３を堆積させ
た。第１表より明らかなようにこの際の面方位は（１０
０）であり、粒径は０．１μ程度である。つづけて基体
温度を５００℃に下げての減圧ＣＶＤ法により非晶質シ
リコンＷ４４を堆積させた。このあと、第１図（ｂｌに
おいては、６５０℃、 ５０時間の熱処理を窒素中で行
い、固相エピタキシャル成長により非晶質シリコン膜４
を多結晶化させた。このようにして得られた多結晶シリ
コン膜５は、面方位（１００）はそのまま維持され、粒
径は０．２〜０．３μｍに成長した。この結果面方位の
揃った粒径の大きい多結晶シリコン膜が得られた。多結
晶Ｓｉ膜より低温の減圧ＣＶＤ法で得られる非晶質Ｓｉ
膜の表面は平滑で鏡面に近く、固相エピタキシャル成長
後の面もほぼそのまま平滑な状態を示した。
１図ｆａｔにおいては、シリコン基板１の上にｓ＋ｏｔ
膜２を形成したものを基体とし、この基体の上に公知の
減圧ＣＶＤ法により基体温度を６４０℃にしてＳｉＨ４
ガスより約ｏ、ｏｓ＊ｍの厚さの多結晶膜３を堆積させ
た。第１表より明らかなようにこの際の面方位は（１０
０）であり、粒径は０．１μ程度である。つづけて基体
温度を５００℃に下げての減圧ＣＶＤ法により非晶質シ
リコンＷ４４を堆積させた。このあと、第１図（ｂｌに
おいては、６５０℃、 ５０時間の熱処理を窒素中で行
い、固相エピタキシャル成長により非晶質シリコン膜４
を多結晶化させた。このようにして得られた多結晶シリ
コン膜５は、面方位（１００）はそのまま維持され、粒
径は０．２〜０．３μｍに成長した。この結果面方位の
揃った粒径の大きい多結晶シリコン膜が得られた。多結
晶Ｓｉ膜より低温の減圧ＣＶＤ法で得られる非晶質Ｓｉ
膜の表面は平滑で鏡面に近く、固相エピタキシャル成長
後の面もほぼそのまま平滑な状態を示した。
なお、非晶質シリコン膜の堆積前に熱処理を行い、多結
晶Ｓ１膜３の膜質の改善を行うこともを効である。
晶Ｓ１膜３の膜質の改善を行うこともを効である。
本発明は、多結晶Ｓｉ膜の堆積、非晶質Ｓｉ膜の堆積を
行ったのち、アニール工程を行うだけで非晶質絶縁体上
に所定の面方位の多結晶Ｓｉ膜を形成することができ、
バターニング工程は不要である。
行ったのち、アニール工程を行うだけで非晶質絶縁体上
に所定の面方位の多結晶Ｓｉ膜を形成することができ、
バターニング工程は不要である。
しかも得られる多結晶Ｓ１膜の表面は平滑なので、ｓｏ
■技術に用いた場合、ＩＣの高集積化の点で有利である
。
■技術に用いた場合、ＩＣの高集積化の点で有利である
。
第１図Ｆａ１． （ｂｌは本発明の一実施例の工程を順
次示す断面図である。 １：Ｓｉ板、２：ｓｉｏ、膜、３．５：多結晶Ｓｉ膜、
４：非晶ｉｉ Ｓ ＋ ｗｉ！。 第７
次示す断面図である。 １：Ｓｉ板、２：ｓｉｏ、膜、３．５：多結晶Ｓｉ膜、
４：非晶ｉｉ Ｓ ＋ ｗｉ！。 第７
Claims (1)
- １）真空反応槽内に非晶質絶縁基体をおき、シリコン化
合物ガスを導入し、基体温度を調整して減圧ＣＶＤ法に
より所望の結晶面方位をもつ多結晶シリコン膜を基体上
に堆積させ、次いで基体温度を下げて多結晶シリコン膜
の上に非晶質シリコン膜を積層し、さらに所定の温度で
アニールして非晶質シリコン膜に下地の多結晶シリコン
膜からの固相エピタキシャル成長を起こさせることを特
徴とする結晶質シリコン膜の生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25311088A JPH02100315A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 結晶質シリコン膜の生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25311088A JPH02100315A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 結晶質シリコン膜の生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02100315A true JPH02100315A (ja) | 1990-04-12 |
Family
ID=17246638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25311088A Pending JPH02100315A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 結晶質シリコン膜の生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02100315A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495823A (en) * | 1992-03-23 | 1996-03-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film manufacturing method |
| JP2009283922A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-12-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体基板の作製方法 |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP25311088A patent/JPH02100315A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495823A (en) * | 1992-03-23 | 1996-03-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film manufacturing method |
| JP2009283922A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-12-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体基板の作製方法 |
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