JPH05121326A - 結晶膜の形成方法 - Google Patents
結晶膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH05121326A JPH05121326A JP30831291A JP30831291A JPH05121326A JP H05121326 A JPH05121326 A JP H05121326A JP 30831291 A JP30831291 A JP 30831291A JP 30831291 A JP30831291 A JP 30831291A JP H05121326 A JPH05121326 A JP H05121326A
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- JP
- Japan
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- film
- polycrystalline
- crystal
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- ion
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 結晶粒径が大きい結晶膜を形成し、更に粒界
の方向のそろった結晶粒を有する良質な結晶膜を形成す
る。 【構成】 絶縁物の表面に形成された凹部内に多結晶Ｓ
ｉ膜を形成し、これにイオン注入して、イオン注入され
た多結晶Ｓｉ膜の大部分の領域を全厚みにわたってアモ
ルファス化させ、一部多結晶Ｓｉ膜領域をイオン注入せ
ずに残し、熱処理を行うことによって上記イオン注入し
なかった多結晶Ｓｉ膜領域をシード６として上記アモル
ファス化した領域を再結晶させ、結晶８を形成する。 【効果】 シード６のみから確実に大きな結晶８を成長
させることができ、特に、該シードを所望領域の一辺に
沿って形成することにより、主たる結晶成長の方向を該
辺と対向する辺の方へと指向させることができる。
の方向のそろった結晶粒を有する良質な結晶膜を形成す
る。 【構成】 絶縁物の表面に形成された凹部内に多結晶Ｓ
ｉ膜を形成し、これにイオン注入して、イオン注入され
た多結晶Ｓｉ膜の大部分の領域を全厚みにわたってアモ
ルファス化させ、一部多結晶Ｓｉ膜領域をイオン注入せ
ずに残し、熱処理を行うことによって上記イオン注入し
なかった多結晶Ｓｉ膜領域をシード６として上記アモル
ファス化した領域を再結晶させ、結晶８を形成する。 【効果】 シード６のみから確実に大きな結晶８を成長
させることができ、特に、該シードを所望領域の一辺に
沿って形成することにより、主たる結晶成長の方向を該
辺と対向する辺の方へと指向させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、再結晶による結晶膜の
形成方法に関し、特に大粒径の結晶膜を形成するのに適
した方法に関する。
形成方法に関し、特に大粒径の結晶膜を形成するのに適
した方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、絶縁物（絶縁性基板あるいは絶縁
層）上に結晶膜を形成する場合、例えば石英ガラス基板
上に結晶Ｓｉ膜を形成する場合に、該基板上に多結晶Ｓ
ｉ膜を形成し、該多結晶Ｓｉ膜に均一にイオン注入して
全厚みにわたってアモルファス化させ、その後熱処理を
行うことにより、再結晶化させる方法が用いられてい
る。
層）上に結晶膜を形成する場合、例えば石英ガラス基板
上に結晶Ｓｉ膜を形成する場合に、該基板上に多結晶Ｓ
ｉ膜を形成し、該多結晶Ｓｉ膜に均一にイオン注入して
全厚みにわたってアモルファス化させ、その後熱処理を
行うことにより、再結晶化させる方法が用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の結晶膜の形成方法においては、結晶の粒径を結
晶膜の厚みと同程度（例えば０．１〜０．５μｍ程度）
にしかすることができず、電子移動度の大きい大粒径で
良質な結晶膜が形成できないという不都合があった。
な従来の結晶膜の形成方法においては、結晶の粒径を結
晶膜の厚みと同程度（例えば０．１〜０．５μｍ程度）
にしかすることができず、電子移動度の大きい大粒径で
良質な結晶膜が形成できないという不都合があった。
【０００４】本発明は、以上の様な従来技術の欠点に鑑
み、結晶粒径が大きい結晶膜を形成する方法を提供する
ことを目的とするものである。また、本発明は、粒界の
方向のそろった結晶粒を有する良質な結晶膜の形成方法
を提供することをも目的とするものである。
み、結晶粒径が大きい結晶膜を形成する方法を提供する
ことを目的とするものである。また、本発明は、粒界の
方向のそろった結晶粒を有する良質な結晶膜の形成方法
を提供することをも目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するものとして、絶縁物の表面に形成された凹
部内に多結晶膜を形成し、上記多結晶膜にイオン注入す
ることによって、イオン注入された上記多結晶膜の大部
分の領域を全厚みにわたってアモルファス化させ、一部
多結晶膜領域をイオン注入せずに残し、その後、熱処理
を行うことによって上記イオン注入しなかった一部多結
晶膜領域をシードとして上記アモルファス化した領域を
再結晶させることを特徴とする、結晶膜の形成方法、が
提供される。
的を達成するものとして、絶縁物の表面に形成された凹
部内に多結晶膜を形成し、上記多結晶膜にイオン注入す
ることによって、イオン注入された上記多結晶膜の大部
分の領域を全厚みにわたってアモルファス化させ、一部
多結晶膜領域をイオン注入せずに残し、その後、熱処理
を行うことによって上記イオン注入しなかった一部多結
晶膜領域をシードとして上記アモルファス化した領域を
再結晶させることを特徴とする、結晶膜の形成方法、が
提供される。
【０００６】本発明における絶縁物としては、絶縁基板
や非晶質基板自体及び基板上に形成された絶縁膜や非晶
質膜を挙げることができる。絶縁基板や非晶質基板とし
ては、石英ガラス、その他のガラス、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｂ
Ｎ、Ａｌ2 Ｏ3 等の基板が例示でき、絶縁膜としては、
ＳｉＮ膜、ＳｉＯ2 膜、ＢＮ膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜等が例示
できる。本発明においては、絶縁物の表面に形成される
凹部の深さは例えば０．０５〜１μｍである。該凹部は
形成すべき素子に応じて所望の平面形状となすことがで
き、その形成方法としては一般的なフォトリソグラフィ
ー／エッチングを用いることができる。本発明におい
て、多結晶膜としては、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、Ｇ
ｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＺｎＳｅ、
ＺｎＳ、ＣｄＳ等の多結晶膜が例示され、その形成には
選択的気相成長法を用いることができ、これにより凹部
のみに選択的に多結晶を形成させることができる。該多
結晶膜はその表面が絶縁物表面と滑らかに連続する様に
形成することができる。本発明において、注入されるイ
オン種としては、Ａｓイオン、Ｇｅイオン、Ｂイオン、
Ｐイオン、Ｓｂイオン等が例示され、その注入量は例え
ば１×１０14〜２×１０16個／ｃｍ2 以上である。臨界
注入量はイオン種によって異なり、例えば、Ｂイオンの
場合２×１０16個／ｃｍ2 であり、Ｐイオンの場合１×
１０15個／ｃｍ2 であり、Ａｓイオンの場合３×１０14
個／ｃｍ2 であり、Ｓｂイオンの場合１×１０14個／ｃ
ｍ2 である（いずれも室温）。
や非晶質基板自体及び基板上に形成された絶縁膜や非晶
質膜を挙げることができる。絶縁基板や非晶質基板とし
ては、石英ガラス、その他のガラス、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｂ
Ｎ、Ａｌ2 Ｏ3 等の基板が例示でき、絶縁膜としては、
ＳｉＮ膜、ＳｉＯ2 膜、ＢＮ膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜等が例示
できる。本発明においては、絶縁物の表面に形成される
凹部の深さは例えば０．０５〜１μｍである。該凹部は
形成すべき素子に応じて所望の平面形状となすことがで
き、その形成方法としては一般的なフォトリソグラフィ
ー／エッチングを用いることができる。本発明におい
て、多結晶膜としては、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、Ｇ
ｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、ＺｎＳｅ、
ＺｎＳ、ＣｄＳ等の多結晶膜が例示され、その形成には
選択的気相成長法を用いることができ、これにより凹部
のみに選択的に多結晶を形成させることができる。該多
結晶膜はその表面が絶縁物表面と滑らかに連続する様に
形成することができる。本発明において、注入されるイ
オン種としては、Ａｓイオン、Ｇｅイオン、Ｂイオン、
Ｐイオン、Ｓｂイオン等が例示され、その注入量は例え
ば１×１０14〜２×１０16個／ｃｍ2 以上である。臨界
注入量はイオン種によって異なり、例えば、Ｂイオンの
場合２×１０16個／ｃｍ2 であり、Ｐイオンの場合１×
１０15個／ｃｍ2 であり、Ａｓイオンの場合３×１０14
個／ｃｍ2 であり、Ｓｂイオンの場合１×１０14個／ｃ
ｍ2 である（いずれも室温）。
【０００７】本発明において一部多結晶領域へのイオン
注入を防止してシードを形成する手段としては、イオン
注入の際に傾き角（入射角）を例えば０〜４５度とする
方法や、凹部形成の際にその底面部の少なくとも一部が
開口部より奥まで入り込んでいる形態となす方法があ
る。
注入を防止してシードを形成する手段としては、イオン
注入の際に傾き角（入射角）を例えば０〜４５度とする
方法や、凹部形成の際にその底面部の少なくとも一部が
開口部より奥まで入り込んでいる形態となす方法があ
る。
【０００８】
【作用】本発明においては、イオン注入されなかった一
部多結晶膜領域をシードとして再結晶させるので、該シ
ードのみから確実に大きな結晶を成長させることができ
る。特に、該シードを所望領域の一辺に沿って形成する
ことにより、主たる結晶成長の方向を該辺と対向する辺
の方へと指向させることができ、従って結晶粒界の方向
のそろった大粒径の結晶膜を得ることができる。
部多結晶膜領域をシードとして再結晶させるので、該シ
ードのみから確実に大きな結晶を成長させることができ
る。特に、該シードを所望領域の一辺に沿って形成する
ことにより、主たる結晶成長の方向を該辺と対向する辺
の方へと指向させることができ、従って結晶粒界の方向
のそろった大粒径の結晶膜を得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１０】図１〜図８は、本発明のシード形成方法の
一実施例の各工程を示す図である。尚、図１は平面図で
あり、図２〜図８は断面図である。
一実施例の各工程を示す図である。尚、図１は平面図で
あり、図２〜図８は断面図である。
【００１１】本実施例においては、先ず、図２に示す様
に、石英ガラス基板１を用意した。
に、石英ガラス基板１を用意した。
【００１２】次に、図３に示す様に、通常のフォトリソ
グラフィー／エッチングのプロセスにて、基板１に縦１
０μｍ、横１０μｍ、深さ０．５μｍの凹部２を形成し
た。
グラフィー／エッチングのプロセスにて、基板１に縦１
０μｍ、横１０μｍ、深さ０．５μｍの凹部２を形成し
た。
【００１３】次に、図４に示す様に、この凹部を持つ石
英基板１上に、減圧化学堆積法（ＬＰＣＶＤ法）によ
り、厚さ０．３μｍのＳｉＮ膜３を形成した。
英基板１上に、減圧化学堆積法（ＬＰＣＶＤ法）によ
り、厚さ０．３μｍのＳｉＮ膜３を形成した。
【００１４】次に、図５に示す様に、レジストエッチバ
ックを用いて、凹部２のみにレジスト４を残した。
ックを用いて、凹部２のみにレジスト４を残した。
【００１５】次に、図６に示す様に、凹部２以外のＳｉ
Ｎ膜３をエッチング後、レジストを除去した。
Ｎ膜３をエッチング後、レジストを除去した。
【００１６】次に、図７に示す様に、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ／
ＨＣｌ／Ｈ2 による選択的気相成長法により、凹部のみ
に膜厚０．２μｍの多結晶Ｓｉ膜５を形成した。
ＨＣｌ／Ｈ2 による選択的気相成長法により、凹部のみ
に膜厚０．２μｍの多結晶Ｓｉ膜５を形成した。
【００１７】次に、図８に示す様に、凹部に多結晶Ｓｉ
が満たされた基板１の全面にＧｅイオンを、５×１０15
個／ｃｍ2 、１８０ｋｅＶで、斜め入射角１５度の条件
で注入した。これにより、多結晶膜のイオン注入された
領域７がアモルファス化し、このアモルファス化領域と
隣接して、凹部のエッジ部近傍の全厚みの一部の領域６
のみが多結晶のままシードとして残った。
が満たされた基板１の全面にＧｅイオンを、５×１０15
個／ｃｍ2 、１８０ｋｅＶで、斜め入射角１５度の条件
で注入した。これにより、多結晶膜のイオン注入された
領域７がアモルファス化し、このアモルファス化領域と
隣接して、凹部のエッジ部近傍の全厚みの一部の領域６
のみが多結晶のままシードとして残った。
【００１８】次に、６５０℃で５時間の熱処理をするこ
とにより、シード６から固相での結晶成長を行わせ、図
１に示す様に、大粒径で且つ粒界の方向のそろった結晶
８を有するＳｉ膜を形成した。即ち、上記シード６は多
結晶であるため、該シードの近傍では各種の方位の結晶
が存在するが、結晶が横方向に成長するにつれて成長速
度の大きい＜１１０＞方向の結晶のみを大きく成長させ
ることができた。
とにより、シード６から固相での結晶成長を行わせ、図
１に示す様に、大粒径で且つ粒界の方向のそろった結晶
８を有するＳｉ膜を形成した。即ち、上記シード６は多
結晶であるため、該シードの近傍では各種の方位の結晶
が存在するが、結晶が横方向に成長するにつれて成長速
度の大きい＜１１０＞方向の結晶のみを大きく成長させ
ることができた。
【００１９】本発明において、注入イオンとしてＡｓ等
のドーパントを用いることにより、低抵抗の結晶膜が得
られるので、凹部の平面形状を適宜設定して、埋め込み
型の低抵抗配線となすことができる。
のドーパントを用いることにより、低抵抗の結晶膜が得
られるので、凹部の平面形状を適宜設定して、埋め込み
型の低抵抗配線となすことができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、イ
オン注入されなかった一部多結晶膜領域をシードとして
再結晶させるので、該シードのみから確実に大きな結晶
が成長する。
オン注入されなかった一部多結晶膜領域をシードとして
再結晶させるので、該シードのみから確実に大きな結晶
が成長する。
【００２１】特に、該シードを所望領域の一辺に沿って
形成することにより、主たる結晶成長の方向を該辺と対
向する辺の方へと指向させることができ、従って結晶粒
界の方向のそろった大粒径の結晶膜を得ることができ
る。従って、本発明方法により得られた結晶膜を用いて
ＭＯＳ型トランジスタ等の素子を作製する際に、大粒径
結晶の粒界に沿って電流を流す様に電極配置を設定する
ことにより、キャリアが粒界を殆ど横切らなくてすむの
で、移動度を十分大きくすることができ、素子の応答特
性を改善することが可能となる。
形成することにより、主たる結晶成長の方向を該辺と対
向する辺の方へと指向させることができ、従って結晶粒
界の方向のそろった大粒径の結晶膜を得ることができ
る。従って、本発明方法により得られた結晶膜を用いて
ＭＯＳ型トランジスタ等の素子を作製する際に、大粒径
結晶の粒界に沿って電流を流す様に電極配置を設定する
ことにより、キャリアが粒界を殆ど横切らなくてすむの
で、移動度を十分大きくすることができ、素子の応答特
性を改善することが可能となる。
【図１】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
【図７】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
【図８】本発明の結晶膜形成方法の一実施例の一工程を
示す図である。
示す図である。
１ 絶縁物基板 ２ 凹部 ３ ＳｉＮ膜 ４ レジスト ５ 多結晶Ｓｉ膜 ６ シード ７ アモルファス化領域 ８ Ｓｉ結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 33/04 7821−4Ｇ Ｈ０１Ｌ 21/265 // Ｃ３０Ｂ 1/02 9151−4Ｇ
Claims (2)
- 【請求項１】 絶縁物の表面に形成された凹部内に多結
晶膜を形成し、上記多結晶膜にイオン注入することによ
って、イオン注入された上記多結晶膜の大部分の領域を
全厚みにわたってアモルファス化させ、一部多結晶膜領
域をイオン注入せずに残し、その後、熱処理を行うこと
によって上記イオン注入しなかった一部多結晶膜領域を
シードとして上記アモルファス化した領域を再結晶させ
ることを特徴とする、結晶膜の形成方法。 - 【請求項２】 上記多結晶膜がＳｉからなることを特徴
とする、請求項１に記載の結晶膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30831291A JPH05121326A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 結晶膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30831291A JPH05121326A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 結晶膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121326A true JPH05121326A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17979540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30831291A Pending JPH05121326A (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | 結晶膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121326A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6190911B1 (en) * | 1993-03-17 | 2001-02-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and fabrication method thereof |
| JP2020007191A (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 株式会社トクヤマ | Ｉｉｉ族窒化物単結晶基板及びｉｉｉ族窒化物単結晶積層体の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP30831291A patent/JPH05121326A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6190911B1 (en) * | 1993-03-17 | 2001-02-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and fabrication method thereof |
| JP2020007191A (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 株式会社トクヤマ | Ｉｉｉ族窒化物単結晶基板及びｉｉｉ族窒化物単結晶積層体の製造方法 |
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