JPH03110825A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03110825A
JPH03110825A JP24966389A JP24966389A JPH03110825A JP H03110825 A JPH03110825 A JP H03110825A JP 24966389 A JP24966389 A JP 24966389A JP 24966389 A JP24966389 A JP 24966389A JP H03110825 A JPH03110825 A JP H03110825A
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JP
Japan
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film
polysilicon film
polysilicon
temperature
diffusion
Prior art date
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Pending
Application number
JP24966389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Iizuka
飯塚 潤一
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03110825A publication Critical patent/JPH03110825A/en
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  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it hard to pose the thermal problem such as diffusion, etc., while forming a recrystallized silicon film in excellent crystallinity by a method wherein an underneath film is heattreated so that the crystalline directions may be made even and then the underneath film whereon a polysilicon film is formed at the deposition temperature of 400 deg.C-500 deg.C is heat-treated at the temperature of 800 deg.C-1100 deg.C for a short time not exceeding 30sec. CONSTITUTION:Grooves 3a, 3b are formed respectively in an underneath substrate 1 and an insulating film 4 so that the crystalline directions may be made even. The thermal problem such as diffusion etc., by the heat generated during the deposition process of a polysilicon film 6 can be hardly posed by forming the polysilicon film 6 at the low deposition temperature of 400 deg.C-500 deg.C. Furthermore, since the polysilicon film 6 as it is deposited is in the amorphous state, it is heat-treated at high temperature of 800 deg.C-1100 deg.C for a short time not exceeding 30sec. The recrystallized polysilicon films in excellent crystallinity in even crystalline directions can be formed by the heat treatment at such a high temperature for a short time. Through these procedures, the thermal problem such as diffusion etc., can be hardly posed so that the said recrystallized silicon film in excellent crystallinity as well as even crystalline directions may be formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体製造方法に関し、 拡散等の熱的問題を生じ難くすることができ、かつ結晶
方位を揃えて結晶性の良好な再結晶シリコン膜を形成す
ることができる半導体製造方法を提供することを目的と
し、 下地の膜に結晶方位を揃えるための処理を行う工程と、
該下地の股上に400℃〜500℃の堆積温度でポリシ
リコン膜を形成する工程と、該ポリシリコン膜が形成さ
れた該下地の膜を800℃〜1100℃で30秒以下の
熱処理をする工程とを含むように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a semiconductor manufacturing method, it is possible to make it difficult to cause thermal problems such as diffusion, and it is possible to form a recrystallized silicon film with good crystallinity by aligning the crystal orientation. The purpose is to provide a semiconductor manufacturing method, which includes a step of performing treatment to align the crystal orientation of the underlying film;
A step of forming a polysilicon film on the rise of the base at a deposition temperature of 400°C to 500°C, and a step of heat-treating the base film on which the polysilicon film is formed at 800°C to 1100°C for 30 seconds or less. Configure it to include.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、半導体製造方法に係り、3次元デバイス作成
に於ける再結晶シリコン膜の形成技術に適用することが
でき、特に、結晶方位の揃った結晶性の良好な再結晶シ
リコン膜を形成することができる半導体製造方法に関す
る。
The present invention relates to a semiconductor manufacturing method, and can be applied to a technique for forming a recrystallized silicon film in the production of three-dimensional devices. In particular, the present invention relates to a method for forming a recrystallized silicon film with uniform crystal orientation and good crystallinity. The present invention relates to a semiconductor manufacturing method that can be used.

近年の半導体の集積化に伴い、301  (Silic
onOn In5ulator )構造への期待は非常
に高いものがある。このSOt構造を形成する方法には
、再結晶化法と称して、レーザ、電子ビーム、ヒータ等
を光源としてポリシリコン薄膜をシリコンの融意思上に
加熱して溶融させ再結晶化する方法がある。これらの方
法に共通な目標として、結晶方位の揃った結晶性の良好
な再結晶シリコン膜を形成することが要求されている。
With the integration of semiconductors in recent years, 301 (Silic
There are very high expectations for the structure. A method for forming this SOt structure is called the recrystallization method, in which a laser, electron beam, heater, etc. are used as a light source to heat a polysilicon thin film to melt the silicon and recrystallize it. . A common goal of these methods is to form a recrystallized silicon film with uniform crystal orientation and good crystallinity.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、第3図に示すように、バルクシリコンからなる下
地基板31上に形成した5in2からなる絶縁膜32と
、絶縁膜32上に形成したポリシリコン膜33とからな
るSol構造における半導体製造方法においては、ポリ
シリコンを再結晶化させ、それも結晶方位を揃えたもの
にするために、絶縁膜32をエツチングして下地基板3
1を露出させてその部分を種結晶部分34としてそこか
ら再結晶化させていた。ここで、ポリシリコンを再結晶
化するのは、最上層のポリシリコンB’J33は堆積し
ただけではアモルファス状態で結晶方位がばらついてお
り、このまま3次元デバイスを形成すると素子特性がば
らついてしまうからである。ここでは、集光レンズ35
を介してレーザビーム36を照射して、予め堆積したポ
リシリコン膜33を溶融状態とし、固化する時にエネル
ギー的に安定な方向で結晶方位が揃うという特性を利用
して、下地基板31を露出させた種結晶部分34からそ
れをX方向(jl結晶の成長方向)に引っばって再結晶
化させるものである。
Conventionally, as shown in FIG. 3, in a semiconductor manufacturing method using a Sol structure consisting of an insulating film 32 of 5 in 2 formed on a base substrate 31 of bulk silicon and a polysilicon film 33 formed on the insulating film 32, In order to recrystallize the polysilicon and align the crystal orientation, the insulating film 32 is etched and the base substrate 3 is etched.
1 was exposed and that portion was used as a seed crystal portion 34 to be recrystallized from there. The reason for recrystallizing the polysilicon here is that if the top layer of polysilicon B'J33 is simply deposited, it will be in an amorphous state with varying crystal orientations, and if a three-dimensional device is formed in this state, the device characteristics will vary. It is. Here, the condenser lens 35
The polysilicon film 33 deposited in advance is irradiated with a laser beam 36 to melt it, and the underlying substrate 31 is exposed by utilizing the characteristic that the crystal orientation is aligned in an energetically stable direction when solidified. The seed crystal portion 34 is pulled in the X direction (the direction of growth of the jl crystal) and recrystallized.

また、第4図(a)、(b)に示すように、ポリシリコ
ン膜33上に形成したレーザ光を反射するSi3N、(
Sin、及び5t3N4からなる場合でもよい)等から
なるレーザ光反射防止膜38を方向性を持たせて選択的
に形成することによって再結晶の成長方向を制御するこ
とを行っていた。
In addition, as shown in FIGS. 4(a) and 4(b), Si3N (
The growth direction of recrystallization has been controlled by selectively forming a laser beam antireflection film 38 with directionality, such as a film made of a material such as Sin or 5t3N4.

ここではレーザ光反射防止膜38を形成して、その部分
の結晶化を他の部分に比べて遅らせている。
Here, a laser beam antireflection film 38 is formed to delay crystallization in that portion compared to other portions.

また、これらの方法以外にも第5図(a)〜(C)に示
すように、グラフオエピタキシーと呼ばれる再結晶化技
術を利用したものがある。この方法は、下地の絶縁膜3
2上に溝を形成し、この上に堆積したポリシリコン膜3
3をレーザビームなどで溶融する。すると下地に形成し
た溝の形状によってその上のポリシリコン膜33をエネ
ルギー的に安定な面方位で選択的に成長させることがで
きる。
In addition to these methods, there is a method using a recrystallization technique called graphoepitaxy, as shown in FIGS. 5(a) to 5(C). In this method, the underlying insulating film 3
2, and a polysilicon film 3 deposited thereon.
3 is melted using a laser beam or the like. Then, depending on the shape of the groove formed in the base, the polysilicon film 33 thereon can be selectively grown in an energetically stable plane orientation.

いずれの方法も堆積したポリシリコン膜33を溶融する
ことは共通である。また、ここでは第3図に示すような
絶縁膜32を貫通させた種結晶部分34はなく絶縁膜3
2にのみ溝を形成している。
In both methods, it is common that the deposited polysilicon film 33 is melted. Further, here, there is no seed crystal portion 34 penetrating the insulating film 32 as shown in FIG.
A groove is formed only in 2.

具体的には第5図(a)に示す(100)面で接触させ
ている場合は(100)方向は面として揃うが、回転方
向が揃い難い。この回転方向を揃えるために、第5図(
b)では絶縁膜32に矩形溝を形成しており、第5図(
c)では絶縁膜32に三角溝を形成している。そして、
第5図(b)ではポリシリコン膜33の上面は(100
)面であるが、第5図(c)ではポリシリコン膜33の
上面は(110)面である。
Specifically, when they are in contact with each other on the (100) plane shown in FIG. 5(a), the (100) direction is aligned as a plane, but it is difficult to align the rotation direction. In order to align this direction of rotation, as shown in Figure 5 (
In b), a rectangular groove is formed in the insulating film 32, and as shown in FIG.
In c), a triangular groove is formed in the insulating film 32. and,
In FIG. 5(b), the upper surface of the polysilicon film 33 is (100
) plane, but in FIG. 5(c), the upper surface of the polysilicon film 33 is a (110) plane.

このように、下地の絶縁膜32の形状を制御してやれば
ポリシリコン膜33の面方位を揃えることができる。
By controlling the shape of the underlying insulating film 32 in this manner, the plane orientation of the polysilicon film 33 can be made uniform.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記したポリシリコン膜33の堆積温度は600〜70
0℃の高温で行っていたが、半導体プロセスの低温化が
高集積化、薄膜化が求められる中、ポリシリコン膜33
の堆積温度を低く抑えることが必要である。低温化の傾
向にあるのは、イオン注入及びアニール処理で所定の位
置に形成した拡散層がその後工程で行うアニール工程や
膜の堆積する際の基板への高温熱処理によって拡散して
しまい、所定の位置に滞まってくれない恐れがあるから
である。なお、600〜700℃の高温で行う場合は、
予め拡散してしまう分を見込んで行うこともできるが、
低温で行えばこのような無駄な見込みはなくなるという
利点もある。このため、拡散等の問題を解決するには4
00〜500℃の低温の堆積温度でポリシリコン膜33
を形成することが知られている。しかしながら、堆積し
たままではその結晶状態が前述のようにアモルファス状
態で結晶粒径が小さく何らかの方法で再結晶化を行わな
ければデバイス形成することができない。この方法とし
て従来からのポリシリコンを溶融する方法は溶融シリコ
ンの近傍に熱の影響を与えてしまうという問題がある。
The deposition temperature of the polysilicon film 33 mentioned above is 600 to 70°C.
Previously, it was performed at a high temperature of 0°C, but as semiconductor processes require lower temperatures, higher integration, and thinner films, polysilicon film 33
It is necessary to keep the deposition temperature low. The reason for the trend toward lower temperatures is that the diffusion layer formed at a predetermined position by ion implantation and annealing is diffused by the subsequent annealing process and the high-temperature heat treatment of the substrate during film deposition. This is because there is a risk that they will not stay in their position. In addition, when carrying out at a high temperature of 600 to 700°C,
Although it is possible to take into account the amount that will spread in advance,
There is also the advantage that such wasteful prospects are eliminated if the process is carried out at low temperatures. Therefore, in order to solve problems such as diffusion,
The polysilicon film 33 is formed at a low deposition temperature of 00 to 500°C.
is known to form. However, if deposited, the crystalline state is amorphous as described above and the crystal grain size is small, so that a device cannot be formed unless recrystallization is performed by some method. The conventional method of melting polysilicon has a problem in that the vicinity of the molten silicon is affected by heat.

結晶性を良くする再結晶化のために前述したようなシリ
コン溶融(1415℃以上)のための熱処理を加えてし
まうため、折角400〜500℃という低温でポリシリ
コン膜33を形成したとしても、結局、拡散等の問題が
生じる恐れがあるからである。
Since heat treatment for silicon melting (1415°C or higher) as described above is added for recrystallization to improve crystallinity, even if the polysilicon film 33 is formed at a low temperature of 400 to 500°C, This is because problems such as diffusion may occur after all.

また、第3図に示すようなポリシリコン膜33の一箇所
につけた種結晶部分34から広範囲に結晶方位を揃える
ことは非常に難しく、熱の影響が少なく結晶性の良好な
再結晶シリコン膜を形成することが困難であるという問
題があった。
Furthermore, it is extremely difficult to align the crystal orientation over a wide range from a seed crystal portion 34 attached to one location of a polysilicon film 33 as shown in FIG. There was a problem in that it was difficult to form.

そこで本発明は、拡散等の熱的問題を生じ難くすること
ができ、かつ結晶方位を揃えて結晶性の良好な再結晶シ
リコン膜を形成することができる半導体装置の製造方法
を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can make it difficult to cause thermal problems such as diffusion, and can form a recrystallized silicon film with good crystallinity by aligning the crystal orientation. The purpose is

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、下地の膜に結晶方位を揃えるための処理を行う工程
と、該下地の膜上に400℃〜500℃の堆積温度でポ
リシリコン膜を形成する工程と、該ポリシリコン膜が形
成された該下地の膜を800°C〜1100°Cで30
秒以下の熱処理をする工程とを含むものである。
In order to achieve the above object, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of performing a treatment to align the crystal orientation of the underlying film, and forming a polysilicon film on the underlying film at a deposition temperature of 400°C to 500°C. The step of forming the polysilicon film and the underlying film on which the polysilicon film is formed are heated at 800°C to 1100°C for 30 minutes.
The method includes a step of performing heat treatment for less than a second.

本発明に係る下地の膜は、基板または基板上に形成した
絶縁膜等の被膜、あるいはその両方の態様を含むもので
ある。
The base film according to the present invention includes a substrate, a coating such as an insulating film formed on the substrate, or both.

本発明において、下地の膜に結晶方位を揃えるための処
理を行う工程とは、基板上に形成した絶縁膜等の被膜、
または基板、あるいはその両方に最終的に揃えたい面方
位が最もエネルギー的に安定になるような矩形溝や三角
溝等の溝を形成する工程を含むものであり、この溝の加
工方法としては例えば電子ビーム、イオンビーム、エツ
チング液による場合が挙げられる。
In the present invention, the step of performing treatment to align the crystal orientation of the underlying film refers to a coating such as an insulating film formed on a substrate,
It includes the process of forming grooves such as rectangular grooves and triangular grooves in which the desired surface orientation is the most energetically stable on the substrate, or both. Examples include electron beams, ion beams, and etching solutions.

本発明において、ポリシリコン膜の堆積温度の上限を5
00℃としているのは、ポリシリコン膜を堆積する際の
熱により、予め形成した拡散層が拡散したりする等の熱
的問題を生じないようにするためであり、500℃より
高くすると予め形成した拡散層が拡散したりする等の熱
的問題が生じ実用上好ましくないからである。また、そ
の下限を400℃としているのは、400℃より低くす
るとポリシリコン膜を形成し難く実用上好ましくないか
らである。
In the present invention, the upper limit of the deposition temperature of the polysilicon film is set to 5
The reason for setting the temperature at 00℃ is to prevent thermal problems such as diffusion of the pre-formed diffusion layer due to the heat generated when depositing the polysilicon film.If the temperature is higher than 500℃, the pre-formed diffusion layer This is because thermal problems such as diffusion of the diffused layer occur, which is not practical. Further, the lower limit is set at 400° C. because if the temperature is lower than 400° C., it is difficult to form a polysilicon film, which is not preferred in practice.

本発明において、熱処理温度の下限を800℃としてい
るのは、800℃より低くして時間を長く(例えば数時
間)かけて熱処理してもポリシリコンの結晶性の回復に
はほとんど効果がなく実用上好ましくないからであり、
また、上限を1100℃としているのは時間の制御が困
難であり、拡散層が拡散し易く実用上好ましくないから
である。
In the present invention, the lower limit of the heat treatment temperature is set at 800°C because heat treatment at a temperature lower than 800°C for a long time (for example, several hours) has almost no effect on restoring the crystallinity of polysilicon, so it is not practical. This is because it is not desirable,
Further, the reason why the upper limit is set to 1100° C. is because it is difficult to control the time and the diffusion layer is easily diffused, which is not preferred in practice.

本発明において、熱処理時間の上限を30秒以下にして
いるのは、800℃〜1100℃で30秒より長く熱処
理してもポリシリコンの結晶性の回復にはほとんど効果
がなく、しかも拡散等の問題が生じ実用上好ましくない
からである。
In the present invention, the upper limit of the heat treatment time is set to 30 seconds or less because heat treatment at 800°C to 1100°C for longer than 30 seconds has little effect on restoring the crystallinity of polysilicon, and furthermore, diffusion and other This is because problems arise and are not practical.

本発明において、ポリシリコンの結晶性を好ましく回復
することができ、かつ拡散等の問題を好ましく生じない
ようにすることができる熱処理条件の好ましい態様とし
ては、例えば800℃で30秒熱処理する場合と、11
00℃で5秒熱処理する場合である。
In the present invention, preferred embodiments of heat treatment conditions that can preferably restore the crystallinity of polysilicon and prevent problems such as diffusion include, for example, heat treatment at 800°C for 30 seconds. , 11
This is a case of heat treatment at 00°C for 5 seconds.

〔作用〕[Effect]

本発明方法の作用を説明する。低温で堆積したポリシリ
コン膜はそのままではアモルファス状態であるが、上記
のような800〜1100℃で30秒以下の熱処理を行
うことによって、その原因は必ずしも明らかでないがポ
リシリコンの結晶性が急激に回復し、その結晶粒の大き
さは小さい(<10μm)が、再結晶化が起こり結晶方
位の揃った結晶性の良好な再結晶ポリシリコン膜が形成
される。
The operation of the method of the present invention will be explained. Polysilicon films deposited at low temperatures are in an amorphous state as they are, but by performing heat treatment at 800 to 1100°C for 30 seconds or less as described above, the crystallinity of polysilicon rapidly changes, although the cause is not necessarily clear. Although the crystal grain size is small (<10 μm), recrystallization occurs and a recrystallized polysilicon film with good crystallinity and uniform crystal orientation is formed.

なお、600〜700℃という高温でポリシリコン膜を
形成し、その後上記の短時間で高温の熱処理をしても結
晶性の良好な再結晶ポリシリコン膜を形成することがで
きない。これは高温でポリシリコン膜を形成しているた
めに、種結晶がランダムに形成されてしまい、この後熱
処理を加えると種結晶が変に育ってしまうことによるも
のと考えられる。これに対して、本発明の低温でポリシ
リコン膜を形成した際は種結晶は形成されないため、こ
の後熱処理を加えても種結晶が変に育つことはない。ま
た、本発明の熱処理温度は高いものの、時間が極めて短
いため、再結晶化領域近傍への熱の影響を少なくするこ
とができる。但し、この結晶粒の面方位は下地の膜に加
工がなされていないと、第5図(a)で説明したように
、面方位の回転方向がランダムである。
Note that even if a polysilicon film is formed at a high temperature of 600 to 700° C. and then subjected to high temperature heat treatment for a short time as described above, a recrystallized polysilicon film with good crystallinity cannot be formed. This is thought to be because seed crystals are formed randomly because the polysilicon film is formed at high temperatures, and when heat treatment is applied afterwards, the seed crystals grow abnormally. On the other hand, since seed crystals are not formed when the polysilicon film is formed at a low temperature according to the present invention, the seed crystals will not grow abnormally even if heat treatment is applied thereafter. Further, although the heat treatment temperature of the present invention is high, the time is extremely short, so that the influence of heat on the vicinity of the recrystallization region can be reduced. However, if the underlying film is not processed, the direction of rotation of the crystal grains will be random, as explained with reference to FIG. 5(a).

したがって、面方位を揃えるために、予め下地の膜、例
えば基板または基板上に形成した絶縁膜、あるいはその
両方に加工を行う。液体、固体が異種の物質と接すると
き、接触面近傍はその他の部分に比べてエネルギー的に
高い状態にある。固体はその面方位によって表面エネル
ギーの大きさが違う。上記のような熱処理によりアモル
ファス状態から再配列が起こる際、このエネルギーを低
くするような面方位に揃うようにして結晶化が進む。
Therefore, in order to align the plane orientation, the underlying film, for example, the substrate, the insulating film formed on the substrate, or both are processed in advance. When a liquid or solid comes into contact with a different substance, the area near the contact surface is in a higher energy state than the other parts. The surface energy of a solid differs depending on its plane orientation. When rearrangement occurs from the amorphous state through the heat treatment described above, crystallization proceeds in such a way that the planes are oriented in a manner that lowers this energy.

下地の膜に加工する溝の形状をかえるとその形状に対応
する最もエネルギー的に安定な面が成長することになる
。この加工手段としては例えば電子ビーム、イオンビー
ムまたはエツチング液を用いればよい。
By changing the shape of the groove processed into the underlying film, the most energetically stable surface corresponding to that shape will grow. As this processing means, for example, an electron beam, an ion beam, or an etching liquid may be used.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1図及び第2図は本発明に係る半導体製造方法の一実
施例を説明する図であり、第1図(a)〜(f)は一実
施例の製造方法を説明する図、第2図は一実施例の効果
を説明する図である。図示例の半導体製造方法はsor
構造における半導体製造方法に適用する場合である。
1 and 2 are diagrams explaining one embodiment of the semiconductor manufacturing method according to the present invention, and FIGS. 1(a) to (f) are diagrams explaining the manufacturing method of one embodiment, and The figure is a diagram illustrating the effects of one embodiment. The illustrated semiconductor manufacturing method is sor
This is a case where it is applied to a semiconductor manufacturing method in a structure.

これらの図において、■は例えばバルクシリコンからな
る下地基板、2a、2bはイオンビーム、3a、3bは
溝、4は例えば5i02からなる化8!膜、5は開口部
、6はポリシリコン膜である。
In these figures, ■ is a base substrate made of, for example, bulk silicon, 2a and 2b are ion beams, 3a and 3b are grooves, and 4 is a substrate made of, for example, 5i02. 5 is an opening, and 6 is a polysilicon film.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第1図(a)に示すバルクシリコンからなる下地
基板1を用い、第1図(b)に示すように、イオンビー
ム2aを下地基板lに照射して幅が例えば4μmで深さ
が例えば0.5μmの溝3aを形成する。
First, using a base substrate 1 made of bulk silicon as shown in FIG. 1(a), ion beam 2a is irradiated onto the base substrate l as shown in FIG. For example, a groove 3a of 0.5 μm is formed.

次に、第1図(c)に示すように、例えばCVD法によ
り溝3aを覆うようにSiO2を堆積して膜厚が例えば
1μmの絶縁膜4を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(c), SiO2 is deposited by, for example, the CVD method so as to cover the groove 3a, thereby forming an insulating film 4 having a thickness of, for example, 1 μm.

次に、第1図(d)に示すように、イオンビーム2bを
絶縁膜4に照射して溝3aと同じ形状の溝3bを形成す
る。この時、溝3bは幅が例えば4μmで深さが例えば
0.1μmである。
Next, as shown in FIG. 1(d), the insulating film 4 is irradiated with the ion beam 2b to form a groove 3b having the same shape as the groove 3a. At this time, the groove 3b has a width of, for example, 4 μm and a depth of, for example, 0.1 μm.

次に、第1図(e)に示すように、例えばRIEにより
溝3aが形成された部分の下地基板lが露出するように
絶縁膜4を選択的にエツチングすることにより開口部5
を形成する。この時、開口部5下には溝3aが露出され
、溝3a内の5i02もエツチングされるため下地基板
1が露出される。
Next, as shown in FIG. 1(e), the insulating film 4 is selectively etched by, for example, RIE so that the portion of the base substrate l where the groove 3a is formed is exposed, thereby creating an opening 5.
form. At this time, the groove 3a is exposed below the opening 5, and the base substrate 1 is exposed because 5i02 in the groove 3a is also etched.

次に、第1図(「)に示すように、例えばCVD法によ
り溝3a、3b及び開口部5を覆うようにポリシリコン
を堆積してポリシリコン膜6を形成する。この時の堆積
温度は400〜500℃にする。
Next, as shown in FIG. 1 ( ), polysilicon is deposited by CVD, for example, to cover the trenches 3a, 3b and the opening 5 to form a polysilicon film 6.The deposition temperature at this time is Bring to 400-500℃.

このようにして形成されたポリシリコン膜6はアモルフ
ァス状態である。次いで、ポリシリコン膜6が形成され
た下地基板1を更に、例えばランプアニールにより80
0〜1100℃で5〜30秒間の範囲で熱処理すること
により再結晶シリコン膜(再結晶化膜)を得ることがで
きる。
The polysilicon film 6 thus formed is in an amorphous state. Next, the base substrate 1 on which the polysilicon film 6 is formed is further annealed by lamp annealing, for example.
A recrystallized silicon film (recrystallized film) can be obtained by heat treatment at 0 to 1100° C. for 5 to 30 seconds.

すなわち、上記実施例では、下地基板1及び絶縁膜4に
結晶方位を揃えるために溝3a、3bを形成しているた
め、従来の第5図で説明した結晶方位の回転方向がラン
ダムになるのを生じ難くすることができる。そして、4
00〜500℃という低温の堆積温度でポリシリコン膜
6を形成しているため、ポリシリコン膜6を堆積する際
の熱による拡散等の熱的問題を生じ難くすることができ
る。
That is, in the above embodiment, since the grooves 3a and 3b are formed in the base substrate 1 and the insulating film 4 to align the crystal orientation, the rotating direction of the crystal orientation is random as explained in FIG. can be made less likely to occur. And 4
Since the polysilicon film 6 is formed at a low deposition temperature of 00 to 500° C., thermal problems such as diffusion due to heat when depositing the polysilicon film 6 can be made less likely to occur.

ここでのポリシリコン膜6は堆積したままではアモルフ
ァス状態であるため、800〜1100℃で30秒以下
の高温で短時間の熱処理を行う。このような高温で短時
間の熱処理により結晶方位の揃った結晶性の良好な再結
晶ポリシリコン膜を形成することができる。これについ
ては、TEM等で観察し確認することができた。即ち、
本発明のものは、あたかも枯れ葉形状のパターンのよう
な結晶が成長しており良好な再結晶シリコン膜が得られ
ていた。
Since the polysilicon film 6 here is in an amorphous state as it is deposited, heat treatment is performed at a high temperature of 800 to 1100° C. for a short time of 30 seconds or less. A recrystallized polysilicon film with good crystallinity and uniform crystal orientation can be formed by such heat treatment at a high temperature for a short time. This could be confirmed by observation using a TEM or the like. That is,
In the case of the present invention, crystals were grown in a pattern similar to a dead leaf, and a good recrystallized silicon film was obtained.

また、X線回折で調べたところ、従来の650℃の高温
でポリシリコン膜を堆積した場合では第2図(a)に示
すように、中心のX1点に対してドーナッツ形状のパタ
ーンAがぼんやりとでておりアモルファス状態で結晶性
が回復していなかったのに対し、本発明の450℃で堆
積し、1000℃、10秒の熱処理したものは第2図(
b)に示すように、中心のX2点に対してビークB1、
B2、B3、が規則的に所定の位置に出ており結晶方位
が揃って結晶性が回復し良好になっていることが確認で
きた。
In addition, when examined by X-ray diffraction, when a polysilicon film was deposited at the conventional high temperature of 650°C, a donut-shaped pattern A was vaguely formed relative to the central point X1, as shown in Figure 2 (a). On the other hand, in the case of the present invention, which was deposited at 450°C and heat-treated at 1000°C for 10 seconds, it was in an amorphous state and the crystallinity had not recovered.
As shown in b), beak B1,
It was confirmed that B2 and B3 appeared regularly at predetermined positions, the crystal orientation was aligned, and the crystallinity was recovered and good.

また、従来のレーザアニールの場合ではレーザアニール
で堆積したポリシリコン膜を溶融させるのに30分以上
もかかっていたが、本発明では、ポリシリコン膜を低温
で堆積し、30秒以下の熱処理だけでよいのでその時間
的短縮効果が大きい。しかも、本発明では低温堆積、高
温短時間の熱処理を行っているため、従来のレーザアニ
ールの場合と比べ、周辺部分に加わる熱の影響が少なく
拡散等の熱的問題を生じ難くすることができる。
In addition, in the case of conventional laser annealing, it took more than 30 minutes to melt the polysilicon film deposited by laser annealing, but in the present invention, the polysilicon film is deposited at a low temperature and requires only a heat treatment of 30 seconds or less. This has a great time saving effect. Moreover, since the present invention uses low-temperature deposition and high-temperature, short-time heat treatment, compared to conventional laser annealing, the influence of heat applied to the surrounding area is less, making it difficult to cause thermal problems such as diffusion. .

したがって、より制御性の良いデバイス作製プロセスに
対応することができる。
Therefore, it is possible to support a device manufacturing process with better controllability.

なお、上記実施例では、下地基板1とポリシリコン膜6
間に絶縁膜4を有するSO1構造における半導体製造方
法に適用する場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、絶縁膜4を形成しないで下地
基板1上にポリシリコンを直接堆積させたポリシリコン
膜6を有する構造の半導体製造方法に適用する場合であ
ってもよい。
Note that in the above embodiment, the base substrate 1 and the polysilicon film 6
Although the case has been described in which the application is applied to a semiconductor manufacturing method in an SO1 structure having an insulating film 4 between them, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to a semiconductor manufacturing method having a structure including a deposited polysilicon film 6.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、拡散等の熱的問題を生じ難くすること
ができ、かつ結晶方位を揃えて結晶性の良好な再結晶シ
リコン膜を形成することができるという効果がある。
According to the present invention, thermal problems such as diffusion can be made difficult to occur, and a recrystallized silicon film with good crystallinity can be formed by aligning the crystal orientation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は本発明に係る半導体製造方法の一実
施例を説明する図であり、 第1図は一実施例の製造方法を説明する図、第2図は一
実施例の効果を説明する図、第3図〜第5図は従来例の
製造方法を説明する図である。 ・・・・・・下地基板、 a、2b・・・・・・イオンビーム、 a、3b・・・・・・溝、 ・・・・・・開口部、 ・・・・・・ポリシリコン膜。 一実施例の製造方法を説明する図 第 図 一実施例の製造方法を説明する図 第 図 一実施例の効果を説明する図 従来例の製造方法を説明する図 第3図 距離 従来例の製造方法を説明する図 第 図 従来例の製造方法を説明する図 第 図
1 and 2 are diagrams for explaining an embodiment of the semiconductor manufacturing method according to the present invention. FIG. 1 is a diagram for explaining the manufacturing method of the embodiment, and FIG. 3 to 5 are diagrams illustrating a conventional manufacturing method. ...Base substrate, a, 2b...Ion beam, a, 3b...Groove, ...Opening, ...Polysilicon film . A diagram explaining the manufacturing method of the first embodiment.A diagram explaining the manufacturing method of the first embodiment.A diagram explaining the effects of the first embodiment.A diagram explaining the manufacturing method of the conventional example.Diagram 3.Distance Manufacturing the conventional example. Diagram for explaining the method Diagram for explaining the conventional manufacturing method

Claims (1)

【特許請求の範囲】 下地の膜に結晶方位を揃えるための処理を行う工程と、 該下地の膜上に400℃〜500℃の堆積温度でポリシ
リコン膜を形成する工程と、 該ポリシリコン膜が形成された該下地の膜を800℃〜
1100℃で30秒以下の熱処理をする工程とを含むこ
とを特徴とする半導体製造方法。
[Scope of Claims] A step of performing treatment to align the crystal orientation of a base film, a step of forming a polysilicon film on the base film at a deposition temperature of 400°C to 500°C, and the polysilicon film. The base film on which is formed is heated to 800℃~
A method for manufacturing a semiconductor, comprising the step of performing heat treatment at 1100° C. for 30 seconds or less.
JP24966389A 1989-09-26 1989-09-26 Manufacture of semiconductor device Pending JPH03110825A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001223166A (en) * 1999-11-30 2001-08-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing semiconductor thin film and method of semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001223166A (en) * 1999-11-30 2001-08-17 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of manufacturing semiconductor thin film and method of semiconductor device

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