JPH02177534A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02177534A JPH02177534A JP33240688A JP33240688A JPH02177534A JP H02177534 A JPH02177534 A JP H02177534A JP 33240688 A JP33240688 A JP 33240688A JP 33240688 A JP33240688 A JP 33240688A JP H02177534 A JPH02177534 A JP H02177534A
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Landscapes
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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】
〔概 要〕
本発明は絶縁基板上に単結晶半導体層を設けた、いわゆ
るＳｏｌ基板の形成に関し、 部分的に溶融状態となったＳｉが基板の絶縁膜から季離
するのを防ぐことを目的とし、本発明の半導体装置の製
造方法は、 基板のＳ ｉ Ｏｚ面上にＳｉＣ或いはＣの薄膜を被着
する工程、 該炭化珪素薄膜面上に非単結晶Ｓｉ層を堆積する工程、 該非単結晶ＳｉＮにエネルギ線を掃引的に照射して該非
単結晶Ｓｉを一旦溶融し、単結晶化する工程とを包含し
て構成される。
るＳｏｌ基板の形成に関し、 部分的に溶融状態となったＳｉが基板の絶縁膜から季離
するのを防ぐことを目的とし、本発明の半導体装置の製
造方法は、 基板のＳ ｉ Ｏｚ面上にＳｉＣ或いはＣの薄膜を被着
する工程、 該炭化珪素薄膜面上に非単結晶Ｓｉ層を堆積する工程、 該非単結晶ＳｉＮにエネルギ線を掃引的に照射して該非
単結晶Ｓｉを一旦溶融し、単結晶化する工程とを包含し
て構成される。
本発明は絶縁基板上に単結晶半導体層を設けた、いわゆ
るＳｏｌ基板の形成に関わり、特にＳ ｉ Ｏ２面上に
堆積されたポリＳｉの、レーザ照射による単結晶化処理
に関わる。
るＳｏｌ基板の形成に関わり、特にＳ ｉ Ｏ２面上に
堆積されたポリＳｉの、レーザ照射による単結晶化処理
に関わる。
絶縁材料上に単結晶半導体層が設けられた基板を集積回
路（ＩＣ）の形成に用いれば、ＩＣを構成する各種の素
子と基板との間をｉＩ工するための処理が不要となり、
素子間分離の簡略化とそれに伴う高集積化、寄生容量の
低減による素子の高性能化など多くの利点が得られる。
路（ＩＣ）の形成に用いれば、ＩＣを構成する各種の素
子と基板との間をｉＩ工するための処理が不要となり、
素子間分離の簡略化とそれに伴う高集積化、寄生容量の
低減による素子の高性能化など多くの利点が得られる。
この種の基板はＳ ＯＩ （ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ ｏｎｉｎｓｕｌａｔｅｒ）と呼ばれ、技術的或いは
経済的理由から、Ｓｔ基板の表面にＳ ｉ Ｏｚの皮膜
を設け、その上に単結晶Ｓｔ層を設けたものが最もよ（
利用されている。
ｒ ｏｎｉｎｓｕｌａｔｅｒ）と呼ばれ、技術的或いは
経済的理由から、Ｓｔ基板の表面にＳ ｉ Ｏｚの皮膜
を設け、その上に単結晶Ｓｔ層を設けたものが最もよ（
利用されている。
該Ｓ ｉ ／ Ｓ ｉｏ ｘ／ Ｓ ｉ型のＳｏｌ基板
は、単結晶（或いは多結晶）Ｓｉウェハの表面を熱酸化
してＳｉ０ｇ皮膜を形成し、その上にＣＶＤ法等の方法
によって多結晶Ｓｉ（或いはアモルファスＳｉ、以下総
括的にポリＳｉと記す）層を堆積し、このポ’Ｊ Ｓ
ｉ層を単結晶化することで形成されている。
は、単結晶（或いは多結晶）Ｓｉウェハの表面を熱酸化
してＳｉ０ｇ皮膜を形成し、その上にＣＶＤ法等の方法
によって多結晶Ｓｉ（或いはアモルファスＳｉ、以下総
括的にポリＳｉと記す）層を堆積し、このポ’Ｊ Ｓ
ｉ層を単結晶化することで形成されている。
その際の単結晶化処理は、ポリＳＳ層を一旦溶融状態と
して再び結晶化する時に単結晶とするのであるが、支持
体であるＳｉウェハの変形を避けるため、ポリＳｉ層は
部分的に溶融し再結晶させるのが通常である。
して再び結晶化する時に単結晶とするのであるが、支持
体であるＳｉウェハの変形を避けるため、ポリＳｉ層は
部分的に溶融し再結晶させるのが通常である。
また、ポリＳｔの溶融にはレーザ光などのエネルギ線が
利用され、掃引照射しながらポリＳｉを順次単結晶化す
ることが行われているが、最もよく利用されているのは
Ａｒレーザである。このし−ザ再結晶法には解決すべき
問題がいくつか残されており、その一つは高出力レーザ
の使用を可能ならしめることである。
利用され、掃引照射しながらポリＳｉを順次単結晶化す
ることが行われているが、最もよく利用されているのは
Ａｒレーザである。このし−ザ再結晶法には解決すべき
問題がいくつか残されており、その一つは高出力レーザ
の使用を可能ならしめることである。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕Ａｒレー
ザは現在数十Ｗの出力のものが提供されているが、上記
のレーザ再結晶でポリＳｉ層に注入されるエネルギ量は
数Ｗ以下である。より多くのエネルギを注入し、より広
い面積を溶融処理すれば、単結晶化の処理速度が向上す
ることが明らかであるにもかかわらず、それがなされて
いない理由の最たるものは、溶融Ｓｉと基板絶縁材料で
あるＳｉＯ□の濡れが良くない点にある。
ザは現在数十Ｗの出力のものが提供されているが、上記
のレーザ再結晶でポリＳｉ層に注入されるエネルギ量は
数Ｗ以下である。より多くのエネルギを注入し、より広
い面積を溶融処理すれば、単結晶化の処理速度が向上す
ることが明らかであるにもかかわらず、それがなされて
いない理由の最たるものは、溶融Ｓｉと基板絶縁材料で
あるＳｉＯ□の濡れが良くない点にある。
第３図はこの問題点を示す断面模式図で、該図面を参照
しながら上記問題点を説明する。Ｓｉウェハ１の上面は
Ｓ ｉ Ｏを膜２で被覆され、ポリＳｉ層３が設けられ
ている。レーザ光４の照射によってポリＳｉの一部が溶
融状態となっているが、溶融Ｓｔ５はＳ ｔ Ｏｔに対
して濡れが悪いため、丸くなって慣れの良いポリＳｉの
側面に付着することが起こる。なお、レーザ光の掃引方
向は紙面に垂直である。
しながら上記問題点を説明する。Ｓｉウェハ１の上面は
Ｓ ｉ Ｏを膜２で被覆され、ポリＳｉ層３が設けられ
ている。レーザ光４の照射によってポリＳｉの一部が溶
融状態となっているが、溶融Ｓｔ５はＳ ｔ Ｏｔに対
して濡れが悪いため、丸くなって慣れの良いポリＳｉの
側面に付着することが起こる。なお、レーザ光の掃引方
向は紙面に垂直である。
溶融ポリＳｉが丸くなって基板面から単離することは、
ポリＳｉ層の厚さに比べ溶融面積が大であるほど起こり
易い、即ち、高出力レーザを用いることにより、−度に
広い面積を単結晶化しようとすれば、溶融Ｓｉが基板Ｓ
ｉ Ｏ２膜から単離し易（なるのであって、これが高
出力レーザの使用を妨げているのである。
ポリＳｉ層の厚さに比べ溶融面積が大であるほど起こり
易い、即ち、高出力レーザを用いることにより、−度に
広い面積を単結晶化しようとすれば、溶融Ｓｉが基板Ｓ
ｉ Ｏ２膜から単離し易（なるのであって、これが高
出力レーザの使用を妨げているのである。
従来、この溶融Ｓｉの単離の問題はレーザビームの断面
形状や掃引速度に工夫を加えることで対処されてきたが
、上述の如く、現状ではＡｒレーザの出力を全面的に活
用しているとは言えない状況にある。
形状や掃引速度に工夫を加えることで対処されてきたが
、上述の如く、現状ではＡｒレーザの出力を全面的に活
用しているとは言えない状況にある。
本発明の目的はより広い面積のポリＳｉ層を溶融状態と
しても、溶融ＳｉがＳ ｉ Ｏｚ膜から単離することの
ない処理法を提供することであり、それによってより高
出力のレーザの使用を可能にし、単結晶化の処理速度を
向上せしめることである。
しても、溶融ＳｉがＳ ｉ Ｏｚ膜から単離することの
ない処理法を提供することであり、それによってより高
出力のレーザの使用を可能にし、単結晶化の処理速度を
向上せしめることである。
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方
法は、 基板のＳ ｉ Ｏｚ面上にＳｉＣ或いはＣの薄膜を被着
する工程、 該薄膜面上に非単結晶Ｓｉ層を堆積する工程、該非単結
晶Ｓｉ層にエネルギ線を掃引的に照射して該非単結晶Ｓ
ｉを一旦溶融し、単結晶化する工程とを包含している。
法は、 基板のＳ ｉ Ｏｚ面上にＳｉＣ或いはＣの薄膜を被着
する工程、 該薄膜面上に非単結晶Ｓｉ層を堆積する工程、該非単結
晶Ｓｉ層にエネルギ線を掃引的に照射して該非単結晶Ｓ
ｉを一旦溶融し、単結晶化する工程とを包含している。
本発明の如く、基板絶縁膜である５ｉ（ｈ膜とポリＳｉ
０間にＳｉＣの薄膜が設けられていれば、溶融ＳｔはＳ
ｉＣに対して濡れが良いので、表面張力によって丸くな
ることが抑制され、より広い面積のポリＳｉ層を溶融状
態にしても、第３図の如き溶融Ｓｉが絶縁膜面から単離
する状況を避けることが出来る。
０間にＳｉＣの薄膜が設けられていれば、溶融ＳｔはＳ
ｉＣに対して濡れが良いので、表面張力によって丸くな
ることが抑制され、より広い面積のポリＳｉ層を溶融状
態にしても、第３図の如き溶融Ｓｉが絶縁膜面から単離
する状況を避けることが出来る。
また、ＳｉＯ□上の薄膜がＣである場合には、溶融した
ＳｉがＣと反応してＳｉＣを形成し、最初からＳｉＣ薄
膜を設けた場合と同様の効果をもたらす。
ＳｉがＣと反応してＳｉＣを形成し、最初からＳｉＣ薄
膜を設けた場合と同様の効果をもたらす。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例の工程を
示す断面模式図である。以下、該図面を参照しながら説
明する。
示す断面模式図である。以下、該図面を参照しながら説
明する。
同図（ａ）の如く、単結晶ＳＳ基板１を熱酸化して表面
に厚さ１μｍのＳｉＯ□膜２を形成する。この処理は公
知の処理方法及び条件によればよく、以下の工程でも特
に示されていない処理は公知の方法及び条件によるもの
である。
に厚さ１μｍのＳｉＯ□膜２を形成する。この処理は公
知の処理方法及び条件によればよく、以下の工程でも特
に示されていない処理は公知の方法及び条件によるもの
である。
Ｓ ｉ Ｏを膜２上にスパッタリングによってＳｉＣ膜
３を２００人の厚さに被着する。該ＳｉＣ膜は強固で安
定なものであり、以下の工程に於いて変形するようなこ
とはなく、その厚さを厳密に制御することは必要ではな
い。この状態が同図ら）に示されている。
３を２００人の厚さに被着する。該ＳｉＣ膜は強固で安
定なものであり、以下の工程に於いて変形するようなこ
とはなく、その厚さを厳密に制御することは必要ではな
い。この状態が同図ら）に示されている。
その上にＣＶＤ法によってポリＳｉ層４を５０００人の
厚さに堆積する。この状態が同図（Ｃ）に示されており
、ＣＶＤ法によれば多結晶層が堆積するのが通常である
が、既に述べたように層４はアモルファスＳｔであって
も差し支えはない。
厚さに堆積する。この状態が同図（Ｃ）に示されており
、ＣＶＤ法によれば多結晶層が堆積するのが通常である
が、既に述べたように層４はアモルファスＳｔであって
も差し支えはない。
次いでレーザ照射によるポリＳｉの単結晶化が行われる
が、本発明ではより高出力のレーザが使用可能であり、
その場合、単位面積当たりの注入エネルギが従来の処理
条件と同じになるよう、光学系によってビームを太くす
ることが行われる。
が、本発明ではより高出力のレーザが使用可能であり、
その場合、単位面積当たりの注入エネルギが従来の処理
条件と同じになるよう、光学系によってビームを太くす
ることが行われる。
本実施例ではポリＳｉ層の厚さが５０００人であり、注
入エネルギ密度は３．２ＭＪ／ｄ、掃引速度２００ｍ＋
ａ／ｓｅｃに設定される。
入エネルギ密度は３．２ＭＪ／ｄ、掃引速度２００ｍ＋
ａ／ｓｅｃに設定される。
第１図（ロ）にはレーザ光６の照射によって単結晶化処
理が行われている状況が示されているが、溶融Ｓｉ５は
ＳｉＣ膜に対する濡れが良いため丸（なることがなく、
ポリＳｉ層の単結晶化は順調に進行する０図の７は単結
晶化したＳｉ層である。
理が行われている状況が示されているが、溶融Ｓｉ５は
ＳｉＣ膜に対する濡れが良いため丸（なることがなく、
ポリＳｉ層の単結晶化は順調に進行する０図の７は単結
晶化したＳｉ層である。
第２図は本発明の第２の実施例の工程を示す断面模式図
で、第１の実施例におけるＳｉＣ膜形成に代えて、本実
施例ではＣ膜８を用いる。第２図（ａ）の如く、Ｓｉ基
板１の上にＳ ｉ Ｏ！膜２、Ｃ膜８、ポリＳｉ層４が
堆積される。Ｓｉ０ｇ膜とポリＳｉ層の厚さ及び形成方
法は前記第１の実例と同じでよく、Ｃ膜８はスパッタリ
ング或いは蒸着によって５００人の厚さに形成される。
で、第１の実施例におけるＳｉＣ膜形成に代えて、本実
施例ではＣ膜８を用いる。第２図（ａ）の如く、Ｓｉ基
板１の上にＳ ｉ Ｏ！膜２、Ｃ膜８、ポリＳｉ層４が
堆積される。Ｓｉ０ｇ膜とポリＳｉ層の厚さ及び形成方
法は前記第１の実例と同じでよく、Ｃ膜８はスパッタリ
ング或いは蒸着によって５００人の厚さに形成される。
上記処理では、レーザ照射によって溶融したＳｉと該皮
膜のＣが反応し、ＳｉＣ膜３′が形成されるので、第２
図の）に示されるように、溶融ＳｉとＳ ｉ Ｏｚとの
間には常にＳｉＣ膜が存在することになり、第１の実施
例に於けると同様の効果が現れる。
膜のＣが反応し、ＳｉＣ膜３′が形成されるので、第２
図の）に示されるように、溶融ＳｉとＳ ｉ Ｏｚとの
間には常にＳｉＣ膜が存在することになり、第１の実施
例に於けると同様の効果が現れる。
以上の処理によって形成されたＳｏｌ基板には、公知の
プロセスによって集積回路が形成される。
プロセスによって集積回路が形成される。
以上説明したように本発明によれば、ポリＳｉを単結晶
化するための処理条件が緩やかになることから、結晶性
のより優れた単結晶Ｓｉが得られるように処理条件を選
択することが出来、それに形成される集積回路の特性を
より優れたものとすることが出来る。
化するための処理条件が緩やかになることから、結晶性
のより優れた単結晶Ｓｉが得られるように処理条件を選
択することが出来、それに形成される集積回路の特性を
より優れたものとすることが出来る。
第１図は第１の実施例の工程を示す断面模式図、第２図
は第２の実施例の工程を示す断面模式図、第３図は従来
技術の問題点を示す断面模式図であって、 図に於いて １はＳｉ基板、 ２はＳｉ０ｇ膜、 ３．３′はＳｉＣ膜、 ４はポリＳｉ層、 ５は溶融Ｓｉ。 ６はレーザ光、 ７は単結晶Ｓｉ層、 ８はＣ膜 である。 第１の実施例の工程を示す断面模式図 第 図 第２の実施例の工程を示す断面模式図 第 図 従来技術の問題点を示す断面模式図 第 図
は第２の実施例の工程を示す断面模式図、第３図は従来
技術の問題点を示す断面模式図であって、 図に於いて １はＳｉ基板、 ２はＳｉ０ｇ膜、 ３．３′はＳｉＣ膜、 ４はポリＳｉ層、 ５は溶融Ｓｉ。 ６はレーザ光、 ７は単結晶Ｓｉ層、 ８はＣ膜 である。 第１の実施例の工程を示す断面模式図 第 図 第２の実施例の工程を示す断面模式図 第 図 従来技術の問題点を示す断面模式図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板の二酸化珪素（ＳｉＯ＿２）面上に炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）或いは炭素（Ｃ）の薄膜を被着する工程、該炭化珪
素薄膜面上に非単結晶珪素（Ｓｉ）層を堆積する工程、 該非単結晶珪素層にエネルギ線を掃引的に照射して該非
単結晶珪素を一旦溶融し、単結晶化する工程とを包含す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33240688A JPH02177534A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33240688A JPH02177534A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02177534A true JPH02177534A (ja) | 1990-07-10 |
Family
ID=18254613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33240688A Pending JPH02177534A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02177534A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997039476A1 (fr) * | 1996-04-18 | 1997-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ELEMENT EN SiC ET SON PROCEDE DE PRODUCTION |
| US6270573B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Silicon carbide substrate, and method for producing the substrate, and semiconductor device utilizing the substrate |
| US6273950B1 (en) | 1996-04-18 | 2001-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | SiC device and method for manufacturing the same |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP33240688A patent/JPH02177534A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997039476A1 (fr) * | 1996-04-18 | 1997-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ELEMENT EN SiC ET SON PROCEDE DE PRODUCTION |
| US6214107B1 (en) | 1996-04-18 | 2001-04-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing a SiC device |
| US6273950B1 (en) | 1996-04-18 | 2001-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | SiC device and method for manufacturing the same |
| US6270573B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Silicon carbide substrate, and method for producing the substrate, and semiconductor device utilizing the substrate |
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