JPH02126631A - Ｓｏｉ基板の製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板の製造方法Info
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- JPH02126631A JPH02126631A JP28075788A JP28075788A JPH02126631A JP H02126631 A JPH02126631 A JP H02126631A JP 28075788 A JP28075788 A JP 28075788A JP 28075788 A JP28075788 A JP 28075788A JP H02126631 A JPH02126631 A JP H02126631A
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- Pending
Links
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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、非晶１を絶縁体上に単結晶シリコン層を積層
し、そのシリコン層を半導体素子を形成するＳＯＩ基板
の製造方法に関する。
し、そのシリコン層を半導体素子を形成するＳＯＩ基板
の製造方法に関する。
絶縁体上に単結晶シリコン層を積層する５ｏｌ（Ｓｉｌ
ｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術は急速に発
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。ＳＯＩ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。
ｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）技術は急速に発
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。ＳＯＩ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
を介して積層化する構造が考えられており、その実現に
はＳＯＩは不可欠の技術である。
を介して積層化する構造が考えられており、その実現に
はＳＯＩは不可欠の技術である。
第２図＋ａｌ〜ｔｃ＋は従来のＳＯＩ基板の製造方法を
示し、単結晶シリコン基板上に酸化膜２を形成後、酸化
膜２に開口部を設ける （図ａＬ次いで、その上に減圧
ＣＶＤ法あるいは１０−” Ｔｏｒｒ程度の超高真空の
電子ビーム蒸着法で非晶質シリコン膜３を０．１〜１μ
の厚さに堆積する （図ｂ）、この状態で５００〜６０
０℃でアニールすると、開口部２１の中で単結晶シリコ
ンと接触した非晶質シリコンが単結晶化のシートとなり
、固相エピタキシャル成長が始まる０図Ｃは数μの範囲
に単結晶層４ができた状態を示す、さらに単結晶化の進
行により全非晶質シリコン層３が単結晶層となる。多層
のｓｏ■基板は、酸化膜の波長、シート部の形成、非晶
質シリコン膜の堆積、アニールによるシート部からの単
結晶化を繰返すことにより製造できる。
示し、単結晶シリコン基板上に酸化膜２を形成後、酸化
膜２に開口部を設ける （図ａＬ次いで、その上に減圧
ＣＶＤ法あるいは１０−” Ｔｏｒｒ程度の超高真空の
電子ビーム蒸着法で非晶質シリコン膜３を０．１〜１μ
の厚さに堆積する （図ｂ）、この状態で５００〜６０
０℃でアニールすると、開口部２１の中で単結晶シリコ
ンと接触した非晶質シリコンが単結晶化のシートとなり
、固相エピタキシャル成長が始まる０図Ｃは数μの範囲
に単結晶層４ができた状態を示す、さらに単結晶化の進
行により全非晶質シリコン層３が単結晶層となる。多層
のｓｏ■基板は、酸化膜の波長、シート部の形成、非晶
質シリコン膜の堆積、アニールによるシート部からの単
結晶化を繰返すことにより製造できる。
第３図は第２図（′ｂ）の酸化膜２と非晶質シリコンｖ
３との界面付近を拡大して示すものである。断面透過型
電子顕微鏡写真による観察から、酸化膜２と非晶質シリ
コン層３の界面にはアニールする前にすでに微結晶シリ
コン５が存在する。このため、アニールを行った場合、
第４図に示すように、非晶質シリコンＮ３には、シート
部２１からの固相エピタキシャル成長による単結晶層４
のほかに、酸化膜２の上の微結晶シリコン５をシートと
した非晶質シリコンの多結晶化による多結晶シリコン層
６が生ずる。従って、第２図ｆｃｌに示したような全面
的な単結晶シリコンＮ４への固相エピタキシャル成長が
抑制される。
３との界面付近を拡大して示すものである。断面透過型
電子顕微鏡写真による観察から、酸化膜２と非晶質シリ
コン層３の界面にはアニールする前にすでに微結晶シリ
コン５が存在する。このため、アニールを行った場合、
第４図に示すように、非晶質シリコンＮ３には、シート
部２１からの固相エピタキシャル成長による単結晶層４
のほかに、酸化膜２の上の微結晶シリコン５をシートと
した非晶質シリコンの多結晶化による多結晶シリコン層
６が生ずる。従って、第２図ｆｃｌに示したような全面
的な単結晶シリコンＮ４への固相エピタキシャル成長が
抑制される。
本発明の課題は、上記の問題を解決し、単結晶シリコン
基板上の酸化膜上に所要の厚さの単結晶シリコン層を形
成するｓｏ ＋１板の製造方法に関する。
基板上の酸化膜上に所要の厚さの単結晶シリコン層を形
成するｓｏ ＋１板の製造方法に関する。
上記の課題の解決のために、本発明の方法は、単結晶シ
リコン基板上のシート部として開口部を有する酸化膜上
に所定の厚さの非晶質シリコンフを堆積したのち、アニ
ールによるシート部からの固相エピタキシャル成長によ
りその非晶質シリコン層を単結晶シリコン層とするＳＯ
Ｉ基板の製造方法において、酸化膜上に先ず前記所定の
厚さの１０分の１以下の非晶質シリコン層を堆積し、そ
の層にシリコンイオンを注入したのち、前記所定の厚さ
まで非晶質シリコン層を堆積するものとする。
リコン基板上のシート部として開口部を有する酸化膜上
に所定の厚さの非晶質シリコンフを堆積したのち、アニ
ールによるシート部からの固相エピタキシャル成長によ
りその非晶質シリコン層を単結晶シリコン層とするＳＯ
Ｉ基板の製造方法において、酸化膜上に先ず前記所定の
厚さの１０分の１以下の非晶質シリコン層を堆積し、そ
の層にシリコンイオンを注入したのち、前記所定の厚さ
まで非晶質シリコン層を堆積するものとする。
シート部を有する酸化膜上に非晶質シリコン層を堆積後
、シリコンイオンを注入すると、酸化膜との界面近くの
非晶質シリコン中に微結晶シリコンあるいは多結晶シリ
コンが存在しても、それらはイオン注入により損傷を受
け、非晶質化する。
、シリコンイオンを注入すると、酸化膜との界面近くの
非晶質シリコン中に微結晶シリコンあるいは多結晶シリ
コンが存在しても、それらはイオン注入により損傷を受
け、非晶質化する。
そしてシート部を介しての単結晶シリコンからの固相エ
ピタキシャル成長により非晶質シリコンは単結晶化する
。非晶質シリコン層中の微結晶あるいは多結晶シリコン
の存在する領域は、絶縁体との界面近傍に限られるため
、単結晶シリコン層形成のために必要な非晶質シリコン
層の厚さの１ｏ分の１以下、すなわち数％の厚さの部分
だけにイオン注入を行えばよい、従って、イオン注入の
加速電圧は最小限ですみ、イオン注入後積層される非晶
質シリコン層には損傷が生ずることがない。
ピタキシャル成長により非晶質シリコンは単結晶化する
。非晶質シリコン層中の微結晶あるいは多結晶シリコン
の存在する領域は、絶縁体との界面近傍に限られるため
、単結晶シリコン層形成のために必要な非晶質シリコン
層の厚さの１ｏ分の１以下、すなわち数％の厚さの部分
だけにイオン注入を行えばよい、従って、イオン注入の
加速電圧は最小限ですみ、イオン注入後積層される非晶
質シリコン層には損傷が生ずることがない。
第１図＋＆１〜（１４１は本発明の一実施例のシリコン
単結晶層形成工程を示し、第２図と共通の部分には同一
の符号が付されている０図ｆａｔは第２図ｆａ）と同様
の工程で、単結晶シリコン基板１上に熱酸化によって酸
化膜２を５００〜１０００人の厚さに形成後、シート部
のために酸化膜２に開口部２１を明ける。
単結晶層形成工程を示し、第２図と共通の部分には同一
の符号が付されている０図ｆａｔは第２図ｆａ）と同様
の工程で、単結晶シリコン基板１上に熱酸化によって酸
化膜２を５００〜１０００人の厚さに形成後、シート部
のために酸化膜２に開口部２１を明ける。
次いで、減圧ＣＶＤ法または超高真空の電子ビーム蒸着
法によって非晶質シリコン薄膜３１を５００〜１０００
人の厚さで形成する （図ｂ）、この非晶質シリコン薄
膜３１にシリコンイオン７を加速電圧１００ｋｅＶ打込
みｉｌ Ｉ Ｘ １０” 〜Ｉ Ｘ １０”ａｌ−”程
変で注入し、非晶質シリコン薄膜３Ｉ中の微結晶シリコ
ンあるいは多結晶シリコンを非晶質化する （図ｃＬこ
のあと、非晶質シリコン薄膜３１の上に再び非晶質シリ
コンを堆積し、最終的に全厚さが必要な量になるよう、
非晶質シリコン薄膜３１の９倍以上の厚さの非晶πシリ
コン膜３２を形成する （図ｄ）、この状態で５００〜
６００℃でアニールすると、シート部２１がらの固相エ
ピタキシャル成長により、微結晶ないし多結晶シリコン
を含まぬ非晶質シリコン層３１゜３２がすべて単結晶化
し、酸化１２の上にシリコン革結晶層８を有するｓｏＩ
基板が得られる （図ｅ）ｅ〔発明の効果〕 本発明によれば、酸化膜上に堆積した非晶質シリコン膜
の酸化膜との界面に生ずる微結晶シリコンあるいは多結
晶シリコンを、シリコンイオン注入で損傷を与えること
により非晶質化し、その上に積層した非晶質シリコン層
と共に、酸化膜に開けたシート部を介して酸化膜下の単
結晶シリコンから固相エピタキシャル成長させることに
よって所要の厚さの単結晶シリコン層を全面に有するＳ
ＯＩ基板を形成することができる。
法によって非晶質シリコン薄膜３１を５００〜１０００
人の厚さで形成する （図ｂ）、この非晶質シリコン薄
膜３１にシリコンイオン７を加速電圧１００ｋｅＶ打込
みｉｌ Ｉ Ｘ １０” 〜Ｉ Ｘ １０”ａｌ−”程
変で注入し、非晶質シリコン薄膜３Ｉ中の微結晶シリコ
ンあるいは多結晶シリコンを非晶質化する （図ｃＬこ
のあと、非晶質シリコン薄膜３１の上に再び非晶質シリ
コンを堆積し、最終的に全厚さが必要な量になるよう、
非晶質シリコン薄膜３１の９倍以上の厚さの非晶πシリ
コン膜３２を形成する （図ｄ）、この状態で５００〜
６００℃でアニールすると、シート部２１がらの固相エ
ピタキシャル成長により、微結晶ないし多結晶シリコン
を含まぬ非晶質シリコン層３１゜３２がすべて単結晶化
し、酸化１２の上にシリコン革結晶層８を有するｓｏＩ
基板が得られる （図ｅ）ｅ〔発明の効果〕 本発明によれば、酸化膜上に堆積した非晶質シリコン膜
の酸化膜との界面に生ずる微結晶シリコンあるいは多結
晶シリコンを、シリコンイオン注入で損傷を与えること
により非晶質化し、その上に積層した非晶質シリコン層
と共に、酸化膜に開けたシート部を介して酸化膜下の単
結晶シリコンから固相エピタキシャル成長させることに
よって所要の厚さの単結晶シリコン層を全面に有するＳ
ＯＩ基板を形成することができる。
第１図（ａｌ〜ｔｅｌは本発明の一実施例の製造工程を
順次示す断面図、第２図ｆ８ｉ〜ｔｅｌは従来のＳＯＩ
基板製造工程を順次示す断面図、第３図は非晶質シリコ
ン層と酸化膜との界面の拡大断面図、第４図は従来の５
ｏｒＮ仮製造法により生ずる欠陥を示す断面図である。 ｌ二車結晶シリコン基板、２：酸化膜、２１；シト部、
３１：非晶質シリコン薄膜、３２：非晶質シリコン膜、
７＝シリコンイオン、８：単結晶シリ２１シート郡 第１図 ２ノ 第２図 第３図 Δ 第４図
順次示す断面図、第２図ｆ８ｉ〜ｔｅｌは従来のＳＯＩ
基板製造工程を順次示す断面図、第３図は非晶質シリコ
ン層と酸化膜との界面の拡大断面図、第４図は従来の５
ｏｒＮ仮製造法により生ずる欠陥を示す断面図である。 ｌ二車結晶シリコン基板、２：酸化膜、２１；シト部、
３１：非晶質シリコン薄膜、３２：非晶質シリコン膜、
７＝シリコンイオン、８：単結晶シリ２１シート郡 第１図 ２ノ 第２図 第３図 Δ 第４図
Claims (1)
- １）単結晶シリコン基板上のシート部として開口部を有
する酸化膜上に所定の厚さの非晶質シリコン層を堆積し
たのち、アニールによるシート部からの固相エピタキシ
ャル成長によりその非晶質シリコン層を単結晶シリコン
層とするＳＯＩ基板の製造方法において、酸化膜上に先
ず前記所定の厚さの１０分の１以下の非晶質シリコン層
を堆積し、その層にシリコンイオンを注入したのち、前
記所定の厚さまで非晶質シリコン層を堆積することを特
徴とするＳＯＩ基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28075788A JPH02126631A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28075788A JPH02126631A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126631A true JPH02126631A (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=17629529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28075788A Pending JPH02126631A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02126631A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467731A (en) * | 1993-02-26 | 1995-11-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor structure including a recrystallized film |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP28075788A patent/JPH02126631A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5467731A (en) * | 1993-02-26 | 1995-11-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of producing a semiconductor structure including a recrystallized film |
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