JPH03101121A - Ｓｏｉ構造の形成方法 - Google Patents
Ｓｏｉ構造の形成方法Info
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- JPH03101121A JPH03101121A JP23751489A JP23751489A JPH03101121A JP H03101121 A JPH03101121 A JP H03101121A JP 23751489 A JP23751489 A JP 23751489A JP 23751489 A JP23751489 A JP 23751489A JP H03101121 A JPH03101121 A JP H03101121A
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、Ｓ ＯＩ （Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎ５
ｕｌａｔｏｒ）構造の形成方法に関し、特に固相成長法
によりＳｉ膜を形成するものに関する。
ｕｌａｔｏｒ）構造の形成方法に関し、特に固相成長法
によりＳｉ膜を形成するものに関する。
（ロ）従来の技術
絶縁層（絶縁物の基板も含む）上に単結晶Ｓｉ層を形成
したものは、ＳＯＩ構造と称され、狭い領域で容易に素
子分離が行え、高集積化や高速化が可能なものとして知
られている。そして、従来のＳｉ基板上に素子が作製さ
れる半導体集積回路（ＩＣ）に比べて、特性向上が図ら
れることから盛んに研究開発が行われている。
したものは、ＳＯＩ構造と称され、狭い領域で容易に素
子分離が行え、高集積化や高速化が可能なものとして知
られている。そして、従来のＳｉ基板上に素子が作製さ
れる半導体集積回路（ＩＣ）に比べて、特性向上が図ら
れることから盛んに研究開発が行われている。
絶縁層上に単結晶Ｓｉ膜を形成させるものの一つに、固
相エピタキシャル成長法があり、これは、単結晶Ｓｉ基
板上に、Ｓｉ基板面の一部をシードとして露出させて絶
縁膜を形成し、シードと絶縁膜上に非晶質Ｓｉ（以下ａ
−８ｉと称する）膜を堆積し、６００℃程度の低温でア
ニールすることで、横方向に固相成長させてａ−５ｉ膜
を単結晶化させるも・のである（例えばＡｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ５２（２０）、１６
Ｍａｙ、１９８８、Ｉ）ｐ１６８２＝１６８３参照）。
相エピタキシャル成長法があり、これは、単結晶Ｓｉ基
板上に、Ｓｉ基板面の一部をシードとして露出させて絶
縁膜を形成し、シードと絶縁膜上に非晶質Ｓｉ（以下ａ
−８ｉと称する）膜を堆積し、６００℃程度の低温でア
ニールすることで、横方向に固相成長させてａ−５ｉ膜
を単結晶化させるも・のである（例えばＡｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ５２（２０）、１６
Ｍａｙ、１９８８、Ｉ）ｐ１６８２＝１６８３参照）。
（ハ）発明が解決しようとする課題
しかしながら、上述のように固相エピタキシャル成長さ
せた単結晶Ｓｉ膜は、横方向の成長距離が５〜６ｐｍと
短い上に、Ｓｉ膜中には欠陥や転位が多数存在しており
、良好な膜質が得られていなかった。
せた単結晶Ｓｉ膜は、横方向の成長距離が５〜６ｐｍと
短い上に、Ｓｉ膜中には欠陥や転位が多数存在しており
、良好な膜質が得られていなかった。
また、絶縁膜上に堆積したａ−５ｉ膜にＰ＋イオンを高
濃度に注入してから、アニール処理を行うことで、固相
エピタキシャル成長における横方向の成長距離を伸ばす
ことがされている。
濃度に注入してから、アニール処理を行うことで、固相
エピタキシャル成長における横方向の成長距離を伸ばす
ことがされている。
しかし、やはり成長させた単結晶Ｓｉ膜の膜質は、欠陥
や転位が多く良好なものではなかった。
や転位が多く良好なものではなかった。
本発明は、斯様な点に鑑みて為されたもので、固相エピ
タキシャル成長法により、半導体デバイスの作製に適し
た良好な単結晶Ｓｉ膜を形成し、そしてＳｏｌ構造を形
成する方法を提供するものである。
タキシャル成長法により、半導体デバイスの作製に適し
た良好な単結晶Ｓｉ膜を形成し、そしてＳｏｌ構造を形
成する方法を提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、単結晶Ｓｉ基台上に基台表面の一部を露出さ
せて絶縁膜を形成する工程と、基台と絶縁膜表面上にａ
−５ｉ膜を形成する工程と、アニルによりａ−５ｉ膜を
固相成長させる工程と、固相成長したＳｉ膜を固相成長
させた温度より高い温度でアニールする工程とを備える
Ｓｏｌ構造の形成方法である。
せて絶縁膜を形成する工程と、基台と絶縁膜表面上にａ
−５ｉ膜を形成する工程と、アニルによりａ−５ｉ膜を
固相成長させる工程と、固相成長したＳｉ膜を固相成長
させた温度より高い温度でアニールする工程とを備える
Ｓｏｌ構造の形成方法である。
（ホ）作用
固相成長させたＳｉ膜を、固相成長させた温度より高い
温度で再度アニールすることにより、固相成長させたＳ
ｉ膜中の欠陥や転位は除去され、その膜質は改善される
。
温度で再度アニールすることにより、固相成長させたＳ
ｉ膜中の欠陥や転位は除去され、その膜質は改善される
。
（へ）実施例
第１図Ａ乃至Ｆは本発明一実施例の概略工程図を示す。
本実施例では、単結晶基台として単結晶Ｓｉ基板を用い
ているが、絶縁基板等の基板」二に形成された単結晶Ｓ
ｉ膜を用いてもよい。
ているが、絶縁基板等の基板」二に形成された単結晶Ｓ
ｉ膜を用いてもよい。
（１）は（１００）面を主面とする単結晶Ｓｉ基台とし
ての単結晶Ｓｉ基板で、その表面に絶縁膜として膜厚１
μｍ程の５１０ｍ膜（２）をＣＶＤ法により形成する。
ての単結晶Ｓｉ基板で、その表面に絶縁膜として膜厚１
μｍ程の５１０ｍ膜（２）をＣＶＤ法により形成する。
更に公知の技術であるフォトリソグラフィ技術により、
＜１００＞方向のライン状にシードとしてのＳｉ基板表
面が露出する開孔部（２ａ）を形成する（第１図Ａ）。
＜１００＞方向のライン状にシードとしてのＳｉ基板表
面が露出する開孔部（２ａ）を形成する（第１図Ａ）。
次に基板をＲＣＡ法により化学的に洗浄後、図示しない
ＣＶＤ装置に設置し、パックグラウンド真空度を５ Ｘ
１０−”Ｔｏｒｒとし、開孔部（２ａ）における単結
晶Ｓｉ膜（１）と５ｉｆｔ膜（２）との表面の段差を５
００λ以下にするために、基板温度９７ＩＯ℃、ＳｉＨ
，流量２ ｓｅｃｍ、 Ｓ ｉＨ＋分圧９ ｍＴｏｒｒ
で、開孔部（２ａ）内の単結晶Ｓｉ基板（１）上のみに
選択的に単結晶Ｓｉ膜（３）をエピタキシャル成長させ
る（第１図Ｂ）。
ＣＶＤ装置に設置し、パックグラウンド真空度を５ Ｘ
１０−”Ｔｏｒｒとし、開孔部（２ａ）における単結
晶Ｓｉ膜（１）と５ｉｆｔ膜（２）との表面の段差を５
００λ以下にするために、基板温度９７ＩＯ℃、ＳｉＨ
，流量２ ｓｅｃｍ、 Ｓ ｉＨ＋分圧９ ｍＴｏｒｒ
で、開孔部（２ａ）内の単結晶Ｓｉ基板（１）上のみに
選択的に単結晶Ｓｉ膜（３）をエピタキシャル成長させ
る（第１図Ｂ）。
単結晶Ｓｉ膜（３）を成長させたら、引き続いて、基板
温度を５５０℃まで降温し、ＳｉＨ，ガスを流量２００
ｓｃｃｍ、 Ｓ ｉ ｒ−１、分圧６ｍＴｏｒｒでＣ
Ｖ Ｉ）装置の反応管内に供給して、基板上全面にａ−
３ｉ膜（４）を２５００人程堆積させる（第１図Ｃ）。
温度を５５０℃まで降温し、ＳｉＨ，ガスを流量２００
ｓｃｃｍ、 Ｓ ｉ ｒ−１、分圧６ｍＴｏｒｒでＣ
Ｖ Ｉ）装置の反応管内に供給して、基板上全面にａ−
３ｉ膜（４）を２５００人程堆積させる（第１図Ｃ）。
次に堆積したａ−８ｉ膜（４）全体に、Ｐ原子の濃度が
均一に３ Ｘ １０”ｃｍ−”程度になるように、加速
エネルギー１８０ｋｅＶでドーズ量７ Ｘ １０”ｃｍ
””、加速エネルギー１００ｋｅＶでドーズ量３ Ｘ
１０”ｃｍ−”、加速エネルギー５０ｋｅＶでドーズ量
２ Ｘ １０”ｃｍ−”の条件でＰのイオン注入を行う
（第１図Ｄ）。
均一に３ Ｘ １０”ｃｍ−”程度になるように、加速
エネルギー１８０ｋｅＶでドーズ量７ Ｘ １０”ｃｍ
””、加速エネルギー１００ｋｅＶでドーズ量３ Ｘ
１０”ｃｍ−”、加速エネルギー５０ｋｅＶでドーズ量
２ Ｘ １０”ｃｍ−”の条件でＰのイオン注入を行う
（第１図Ｄ）。
その後、Ｎ、雰囲気（大気圧）中で基板温度を６００℃
に設定保持し、２０時間のアニール処理を行う。このア
ニール処理によりａ−８ｉ膜（４）は、単結晶Ｓｉ膜（
３）の結晶方位（即ち、単結晶Ｓｉ基板（１）の結晶方
位）を継承して、固相エピタキシャル成長し、単結晶Ｓ
ｉ膜（４′）となる（第１図Ｅ）。
に設定保持し、２０時間のアニール処理を行う。このア
ニール処理によりａ−８ｉ膜（４）は、単結晶Ｓｉ膜（
３）の結晶方位（即ち、単結晶Ｓｉ基板（１）の結晶方
位）を継承して、固相エピタキシャル成長し、単結晶Ｓ
ｉ膜（４′）となる（第１図Ｅ）。
尚、ａ−３ｉ膜の固相成長のためのアニール温度を６０
０℃より高くすると、高温化に伴い横方向の固相副長距
離は極端に短くなって、ＳＯＩ構造の形成ができなくな
る。
０℃より高くすると、高温化に伴い横方向の固相副長距
離は極端に短くなって、ＳＯＩ構造の形成ができなくな
る。
単結晶Ｓｉ膜（４°）の形成のためのアニール処理が終
わったら、基板温度を９５０℃にして、２時間、更にア
ニール処理を行う。その結果、単結晶Ｓｉ膜（４′）の
固相エピタキシャル成長させた時点（第１図Ｅ）で、単
結晶Ｓｉ膜（４′）中に多数存在していた結晶欠陥や結
晶転位の大部分が除去され、欠陥や転位の少ない単結晶
Ｓｉ膜（４”）となる（第１図Ｆ）。
わったら、基板温度を９５０℃にして、２時間、更にア
ニール処理を行う。その結果、単結晶Ｓｉ膜（４′）の
固相エピタキシャル成長させた時点（第１図Ｅ）で、単
結晶Ｓｉ膜（４′）中に多数存在していた結晶欠陥や結
晶転位の大部分が除去され、欠陥や転位の少ない単結晶
Ｓｉ膜（４”）となる（第１図Ｆ）。
また、本実施例では、固相成長させるａ−３ｉ膜（４）
中にＰを導入しているので、このａ−３ｉ膜（４）が長
い距離エピタキシャル成長するので、大面積のＳＯＩ構
造が得られる。
中にＰを導入しているので、このａ−３ｉ膜（４）が長
い距離エピタキシャル成長するので、大面積のＳＯＩ構
造が得られる。
（ト）発明の効果
本発明は、以上の説明から明らかなように、ａ−５ｉ膜
を固相成長させた単結晶Ｓｉ膜を、固相成長におけるア
ニール温度よりも高い温度で、更にアニールすることに
より、単結晶Ｓｉ膜の結晶欠陥や転位を除去することが
でき、膜質及び結晶制の良好な単結晶Ｓｉ膜を得ること
ができる。そして、この単結晶Ｓｉ膜からなるＳＯＩｔ
ｌｉ造に作製されるデバイスの特性向上に寄与できる。
を固相成長させた単結晶Ｓｉ膜を、固相成長におけるア
ニール温度よりも高い温度で、更にアニールすることに
より、単結晶Ｓｉ膜の結晶欠陥や転位を除去することが
でき、膜質及び結晶制の良好な単結晶Ｓｉ膜を得ること
ができる。そして、この単結晶Ｓｉ膜からなるＳＯＩｔ
ｌｉ造に作製されるデバイスの特性向上に寄与できる。
第１図Ａ乃至Ｆは本発明一実施例の工程説明図である。
Claims (2)
- （１）単結晶Ｓｉ基台上に基台表面の一部を露出させて
絶縁膜を形成する工程と、基台と絶縁膜表面上に非晶質
Ｓｉ膜を形成する工程と、アニールにより非晶質Ｓｉ膜
を固相成長させる工程と、固相成長したＳｉ膜を固相成
長させた温度より高い温度でアニールする工程とを備え
ることを特徴とするＳＯＩ構造の形成方法。 - （２）前記非晶質Ｓｉ膜は、該非晶質Ｓｉ膜に不純物を
導入した後、アニールにより固相成長させることを特徴
とする請求項１記載のＳＯＩ構造の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23751489A JPH03101121A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Ｓｏｉ構造の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23751489A JPH03101121A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Ｓｏｉ構造の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03101121A true JPH03101121A (ja) | 1991-04-25 |
Family
ID=17016453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23751489A Pending JPH03101121A (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | Ｓｏｉ構造の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03101121A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009283922A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-12-03 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体基板の作製方法 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP23751489A patent/JPH03101121A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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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