JPH03108317A - Ｓｏｉ薄膜の形成方法 - Google Patents
Ｓｏｉ薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH03108317A JPH03108317A JP24541489A JP24541489A JPH03108317A JP H03108317 A JPH03108317 A JP H03108317A JP 24541489 A JP24541489 A JP 24541489A JP 24541489 A JP24541489 A JP 24541489A JP H03108317 A JPH03108317 A JP H03108317A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- single crystal
- silicon
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 abstract description 2
- -1 oxygen ion Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
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５０１（Ｓｉｌｆｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａ
ｔｏｒ）ｇの形成方法に関し、特にＳｏｌ薄膜の形成方
法に関連する。
ｔｏｒ）ｇの形成方法に関し、特にＳｏｌ薄膜の形成方
法に関連する。
〔従来の技術１
ＳＯＩ ＃膜の形成方法には大きく分けて２つの方法が
ある。１つは直接薄いＳｏｌ ｇを形成する方法、もう
１つは比較的厚いＳＯＩ膜を形成したのち、エツチング
あるいは研磨等の方法によりこのＳＯＩ膜を簿膜化する
方法である。
ある。１つは直接薄いＳｏｌ ｇを形成する方法、もう
１つは比較的厚いＳＯＩ膜を形成したのち、エツチング
あるいは研磨等の方法によりこのＳＯＩ膜を簿膜化する
方法である。
従来の技術には以下に述べるような問題点がある。まず
、比較的厚いＳＯＩ膜を形成したのち、ＳＯＩ膜を薄膜
化しＳｏｌ薄膜を得る方法においては、エツチングある
いは研磨の均一性の問題により半導体ウェハ面内及びウ
ェハ間でＳｏｌ膜厚にばらつきが生じ、均一な膜厚のＳ
ｏｌ薄膜が得られないという問題点がある。また、直接
薄いＳＯＩ膜を形成する方法において、溶融再結晶法を
用いた場合、再結晶化時のシリコン膜の体積変化に伴い
シード端部で段切れが生じ、Ｓｏｌ ｔｉｌｔ膜の結晶
方位制御が困難である。さらに、固相成長法を用いた場
合、非晶質半導体膜の形成方法としては、通常、真空蒸
着法が多く用いられるが、シード端部が急峻な側壁を有
する場合には堆積する非晶質半導体を段差被覆性良く堆
積することができないので、半導体薄膜の単結晶化は困
難であった。また、非晶質膜の堆積方法としてＣＶＤ法
を用いることは、薄膜の段差被覆性はよいものの、膜形
成温度が６００℃以上と高いために非晶質半導体膜を形
成することは困難であった。
、比較的厚いＳＯＩ膜を形成したのち、ＳＯＩ膜を薄膜
化しＳｏｌ薄膜を得る方法においては、エツチングある
いは研磨の均一性の問題により半導体ウェハ面内及びウ
ェハ間でＳｏｌ膜厚にばらつきが生じ、均一な膜厚のＳ
ｏｌ薄膜が得られないという問題点がある。また、直接
薄いＳＯＩ膜を形成する方法において、溶融再結晶法を
用いた場合、再結晶化時のシリコン膜の体積変化に伴い
シード端部で段切れが生じ、Ｓｏｌ ｔｉｌｔ膜の結晶
方位制御が困難である。さらに、固相成長法を用いた場
合、非晶質半導体膜の形成方法としては、通常、真空蒸
着法が多く用いられるが、シード端部が急峻な側壁を有
する場合には堆積する非晶質半導体を段差被覆性良く堆
積することができないので、半導体薄膜の単結晶化は困
難であった。また、非晶質膜の堆積方法としてＣＶＤ法
を用いることは、薄膜の段差被覆性はよいものの、膜形
成温度が６００℃以上と高いために非晶質半導体膜を形
成することは困難であった。
本発明の目的は結晶方位の制御された、ウェハ面内、ウ
ェハ間で均一なＳＯＩ膜厚を有するＳＯＩ薄膜の形成方
法を提供することにある。
ェハ間で均一なＳＯＩ膜厚を有するＳＯＩ薄膜の形成方
法を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係るＳＯＩ薄膜の形
成方法においては、絶縁層が形成された半導体基板上の
一部に厚い単結晶半導体膜を形成する工程と、該基板上
に、バイアススパッタ法により薄い非晶質半導体膜を堆
積する工程と、前記基板上の厚い単結晶半導体膜を種と
して、前記薄い非晶質半導体膜を単結晶化する工程とを
含むものである。
成方法においては、絶縁層が形成された半導体基板上の
一部に厚い単結晶半導体膜を形成する工程と、該基板上
に、バイアススパッタ法により薄い非晶質半導体膜を堆
積する工程と、前記基板上の厚い単結晶半導体膜を種と
して、前記薄い非晶質半導体膜を単結晶化する工程とを
含むものである。
〔作用］
本発明においては、非晶質半導体の堆積方法として、バ
イアススパッタ法を用いる。バイアススパッタ法におい
ては、膜堆積中に基板側にバイアス電圧が印加されるの
で、スパッタ法による膜堆積と同時にイオン衝撃による
スパッタエツチングが進行する。その結果、通常のスパ
ッタ膜では第２図（ａ）に示すようにシリコン基板ｌの
シリコン酸化膜２上に形成された単結晶シリコン膜３に
対する非晶質シリコン膜（堆積膜）４の段差被覆性が悪
く、パターン側壁に堆積する膜は膜質が悪かったのに比
較して、バイアススパッタ法では、第２図（ハ）に示す
ように、基板ｌの温度を室温程度あるいは室温以下に保
持した状態で非晶質シリコン膜（半導体膜）４を基板１
上に段差被覆性良く堆積できる。また、バイアススパッ
タ法による堆積膜としての非晶質シリコン膜４は、バイ
アス印加の効果により下地パターンの単結晶シリコン膜
３の側壁に堆積する膜が緻密化され、非晶質半導体膜と
しての膜質がよいので、固相成長のときにシーディング
が良くなされる。
イアススパッタ法を用いる。バイアススパッタ法におい
ては、膜堆積中に基板側にバイアス電圧が印加されるの
で、スパッタ法による膜堆積と同時にイオン衝撃による
スパッタエツチングが進行する。その結果、通常のスパ
ッタ膜では第２図（ａ）に示すようにシリコン基板ｌの
シリコン酸化膜２上に形成された単結晶シリコン膜３に
対する非晶質シリコン膜（堆積膜）４の段差被覆性が悪
く、パターン側壁に堆積する膜は膜質が悪かったのに比
較して、バイアススパッタ法では、第２図（ハ）に示す
ように、基板ｌの温度を室温程度あるいは室温以下に保
持した状態で非晶質シリコン膜（半導体膜）４を基板１
上に段差被覆性良く堆積できる。また、バイアススパッ
タ法による堆積膜としての非晶質シリコン膜４は、バイ
アス印加の効果により下地パターンの単結晶シリコン膜
３の側壁に堆積する膜が緻密化され、非晶質半導体膜と
しての膜質がよいので、固相成長のときにシーディング
が良くなされる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図（ω〜（Ｃ）は本発明の一実施例を示した模式的
断面図である。
断面図である。
まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン基板１への
酸素のイオン注入により、基板１の表面に厚さ０．５ｐ
ｍの単結晶シリコン膜（半導体膜）３を残したまま、そ
の単結晶シリコン膜３の下に厚さｌｐｍのシリコン酸化
膜２を形成し、基板１上で、通常のホトレジスト工程と
ドライエツチング工程により、ＭＯＳＦＥＴのソース、
ドレイン領域のみを残したパターンに単結晶シリコン膜
３をエツチングする。
酸素のイオン注入により、基板１の表面に厚さ０．５ｐ
ｍの単結晶シリコン膜（半導体膜）３を残したまま、そ
の単結晶シリコン膜３の下に厚さｌｐｍのシリコン酸化
膜２を形成し、基板１上で、通常のホトレジスト工程と
ドライエツチング工程により、ＭＯＳＦＥＴのソース、
ドレイン領域のみを残したパターンに単結晶シリコン膜
３をエツチングする。
次に第１図（ハ）に示すように、アルゴンガス圧：３ｍ
Ｔｏｒｒ、シリコンターゲット電カニ １．ＯｋＷ、基
板バイアス電圧ニー１００Ｖ、基板温度二〇℃なる条件
におけるバイアススパッタ法により、前記基板ｌ上に非
晶質シリコン膜４を０．０５ｐｍ堆積する。バイアスス
パッタ法を用いるため、下地単結晶シリコン膜３のパタ
ーン上に非晶質シリコン膜４が段差被覆性が良く堆積し
、かつ下地単結晶シリコンｗＸ３のパターン側壁に堆積
する非晶質シリコン膜４は緻密である。次いで、第１図
（ハ）に示すように、前記基板１を６００℃、窒素雰囲
気条件での電気炉中において９０分間熱処理することに
より、単結晶シリコン膜３を種として、非晶質シリコン
膜４を再結晶化し、単結晶シリコン簿膜５を形成する。
Ｔｏｒｒ、シリコンターゲット電カニ １．ＯｋＷ、基
板バイアス電圧ニー１００Ｖ、基板温度二〇℃なる条件
におけるバイアススパッタ法により、前記基板ｌ上に非
晶質シリコン膜４を０．０５ｐｍ堆積する。バイアスス
パッタ法を用いるため、下地単結晶シリコン膜３のパタ
ーン上に非晶質シリコン膜４が段差被覆性が良く堆積し
、かつ下地単結晶シリコンｗＸ３のパターン側壁に堆積
する非晶質シリコン膜４は緻密である。次いで、第１図
（ハ）に示すように、前記基板１を６００℃、窒素雰囲
気条件での電気炉中において９０分間熱処理することに
より、単結晶シリコン膜３を種として、非晶質シリコン
膜４を再結晶化し、単結晶シリコン簿膜５を形成する。
本条件では、ソース、ビレ４１２間距離が４〜５ｐｍ以
下であるソース、ドレイン間領域に、膜厚の制御された
薄膜ＳＯＩ を再現性良く形成できる。
下であるソース、ドレイン間領域に、膜厚の制御された
薄膜ＳＯＩ を再現性良く形成できる。
本発明では、シード領域としての厚い単結晶半導体膜を
形成する方法として酸素のイオン注入法を用いたが、こ
れに限る必要はなく、レーザービームや電子ビームを用
いる溶融再結晶法も用いてもよい。また、本発明では、
再結晶化熱処理条件により薄膜ＳＯ１の横方向成長距離
を制御可能である。
形成する方法として酸素のイオン注入法を用いたが、こ
れに限る必要はなく、レーザービームや電子ビームを用
いる溶融再結晶法も用いてもよい。また、本発明では、
再結晶化熱処理条件により薄膜ＳＯ１の横方向成長距離
を制御可能である。
〔発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、膜厚の制御された
薄膜Ｓｏｌ を種結晶領域間において再現性良く得るこ
とができる。従って、本発明のＳＯＩ薄膜形成法により
形成したＳｏｌ薄膜に半導体素子を形成することにより
、素子特性にばらつきのない良好な特性の半導体素子を
形成可能である。
薄膜Ｓｏｌ を種結晶領域間において再現性良く得るこ
とができる。従って、本発明のＳＯＩ薄膜形成法により
形成したＳｏｌ薄膜に半導体素子を形成することにより
、素子特性にばらつきのない良好な特性の半導体素子を
形成可能である。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例を示した模式
的断面図、第２図（ａ）、（ハ）は通常のスパッタ膜に
よる堆積膜と、バイアススパッタ法による堆積膜との段
差被覆性を模式的に示した断面図である。
的断面図、第２図（ａ）、（ハ）は通常のスパッタ膜に
よる堆積膜と、バイアススパッタ法による堆積膜との段
差被覆性を模式的に示した断面図である。
Claims (1)
- （１）絶縁層が形成された半導体基板上の一部に厚い単
結晶半導体膜を形成する工程と、該基板上に、バイアス
スパッタ法により薄い非晶質半導体膜を堆積する工程と
、前記基板上の厚い単結晶半導体膜を種として、前記薄
い非晶質半導体膜を単結晶化する工程とを含むことを特
徴とするＳＯＩ薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24541489A JPH03108317A (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Ｓｏｉ薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24541489A JPH03108317A (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Ｓｏｉ薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03108317A true JPH03108317A (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=17133301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24541489A Pending JPH03108317A (ja) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Ｓｏｉ薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03108317A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8812449B2 (en) | 2004-04-09 | 2014-08-19 | Hitachi, Ltd. | Storage control system and method |
-
1989
- 1989-09-21 JP JP24541489A patent/JPH03108317A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8812449B2 (en) | 2004-04-09 | 2014-08-19 | Hitachi, Ltd. | Storage control system and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2679433B2 (ja) | 多結晶シリコン膜の形成方法 | |
| JPH088232A (ja) | プラズマ処理方法 | |
| JPH01161881A (ja) | ジョセフソン素子およびその製造方法 | |
| JPH03108317A (ja) | Ｓｏｉ薄膜の形成方法 | |
| KR100220933B1 (ko) | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 | |
| JPH03108318A (ja) | Ｓｏｉ薄膜の形成方法 | |
| US6224942B1 (en) | Method of forming an aluminum comprising line having a titanium nitride comprising layer thereon | |
| JPH0770481B2 (ja) | シリコン半導体層の形成方法 | |
| JPS621220A (ja) | 欠陥が局在された配向シリコン単結晶膜を絶縁支持体上に製造する方法 | |
| JPH04252018A (ja) | 多結晶シリコン膜の形成方法 | |
| JPH0810669B2 (ja) | Ｓｏｉ膜の形成方法 | |
| JPH06140358A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6252923A (ja) | 誘電体による半導体層の絶縁分離方法 | |
| JPH0682641B2 (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JP2909087B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS634066A (ja) | バイアススパツタ装置 | |
| JPS61214430A (ja) | 半導体装置の製法 | |
| JPS61144029A (ja) | 燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置 | |
| JPH07122752A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| KR100458294B1 (ko) | 반도체소자의장벽금속층형성방법 | |
| JPS60150672A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6243150A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH029127A (ja) | Ｓｏｉ基板の形成方法 | |
| JPH09139385A (ja) | 半導体装置の配線膜形成方法 | |
| JPS62145768A (ja) | Ｓｏｉ膜の構造 |