JPH05211151A - 半導体素子用基板及び半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体素子用基板及び半導体素子の製造方法

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JPH05211151A
JPH05211151A JP31585591A JP31585591A JPH05211151A JP H05211151 A JPH05211151 A JP H05211151A JP 31585591 A JP31585591 A JP 31585591A JP 31585591 A JP31585591 A JP 31585591A JP H05211151 A JPH05211151 A JP H05211151A
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JP
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semiconductor
substrate
film
manufacturing
semiconductor element
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Hiroshi Hayama
浩 葉山
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】基板の変形・割れや、半導体層表面の変形・半
導体塊の形成などを防止できる半導体素子用基板、及
び、半導体素子の製造方法を提供する。 【構成】絶縁性基板1上に、網目状にパターニングされ
た半導体膜2を有す半導体素子製造用基板を用いる。該
半導体素子製造用基板に、高周波アニール・高周波酸化
・高周波CVD工程を行なった後、網目状の半導体層を
デバイス形状に分離する工程を含むことを特徴とした、
絶縁性基板上の半導体素子の製造方法を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子用基板、及
び、半導体素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明者は、平成1年特許願第0191
33号「高周波CVD法」、平成1年特許願第0191
41号「高周波アニール方法」、平成1年特許願027
976号「高周波酸化法」、平成2年特許願第1038
14号「誘導加熱装置および誘導加熱方法」、平成2年
特許願第140704号「誘導加熱方式」の一連の発明
により、ガラスなどの絶縁性基板上に良質の大面積半導
体層を形成する方法、良質の熱酸化膜を形成する方法、
および、高品質のCVD堆積膜を形成する方法を提供し
た。
【0003】従来、絶縁性基板上に良質の大面積半導体
層を形成する際には、図3に示したような構造の基板が
用いられてきた。また、良質の熱酸化膜を形成する際に
は、図4のような構造の基板が、高品質のCVD堆積膜
を形成する際には、図4、または、図5のような構造の
基板が用いられてきた。図3(a)、図4(a)、図5
(a)は平面図、図3(b)、図4(b)、図5(b)
は、それぞれの平面図のA−A′における断面図であ
る。図3、図4、図5において、1は絶縁性基板、2は
半導体層、3はCVDSiO2 層などである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記平
成1年特許願第019141号「高周波アニール方
法」、平成2年特許願第103814号「誘導加熱装置
および誘導加熱方法」、および平成2年特許願第140
704号「誘導加熱方式」の発明により、図3に示した
ような従来構造の基板を用いて、良質の大面積半導体層
を形成すると、一度に巨大な面積の加熱・溶融領域が得
られるために、熱応力による基板の変形・割れや、溶融
した半導体層の表面張力に起因する半導体層表面の変形
・半導体塊の形成等が発生しやすいという問題がある。
【0005】また、平成2年特許願第027976号
「高周波酸化法」、平成2年特許願第103814号
「誘導加熱装置および誘導加熱方法」、および、平成2
年特許願第140704号「誘導加熱方式」の発明によ
り、図4に示したような従来構造の基板を用いて、良質
の熱酸化膜を形成すると、加熱したい半導体層2が絶縁
基板1状で島状に存在するために、半導体層2中に渦電
流が誘起されにくく、その結果、加熱されにくいという
問題がある。
【0006】さらに、平成1年特許願第019133号
「高周波CVD法」、平成2年特許願第103814号
「誘導加熱装置および誘導加熱方法」、および、平成2
年特許願第140704号「誘導加熱方式」の発明によ
り、図4や図5に示したような従来構造の基板を用い
て、高品質のCVD堆積膜を形成すると、上記高周波酸
化の場合と同様に、加熱したい半導体層2が絶縁基板1
上で島上に存在するために、半導体層2中に渦電流が誘
起されにくく、その結果、加熱されにくいという問題点
がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、絶縁性基板上に、将来半導体素子群に
なる半導体膜領域群を少なくとも含む、半導体膜領域群
を接続した二次元の網目状にパターニングされた半導体
膜を有すことを特徴とする半導体素子製造用基板、また
は、絶縁性基板上に、将来半導体素子群になる半導体膜
領域群を少くとも、含む、半導体膜領域群を接続した二
次元の網目状の堀込みパターンを有し、該堀込みパター
ンに半導体を埋め込んだことを特徴とする半導体素子製
造用基板を用いる。
【0008】さらに、本発明は、上記した2種の半導体
素子製造用基板を誘導加熱することにより、網目状の半
導体層を高周波アニールした後、該網目状の半導体層を
デバイス形状に分離する工程を含むことを特徴とする絶
縁性基板上の半導体素子の製造方法、および、上記した
2種の半導体素子製造用基板を、酸化性ガス雰囲気中で
誘導加熱することにより、網目状の半導体層表面を酸化
した後、該網目状の半導体層をデバイス形状に分離する
工程を含むことを特徴とする絶縁性基板上の半導体素子
の製造方法、および、上記した2種の半導体素子製造用
基板を、熱反応性ガス中で誘導加熱することにより、網
目状の半導体層表面に選択的に熱化学反応堆積を形成し
た後、該網目状の半導体層をデバイス形状に分離する工
程を含むことを特徴とする絶縁性基板上の半導体素子の
製造方法である。
【0009】
【作用】良質の大面積半導体層を形成する際に、巨大な
面積の加熱・溶融領域に起因した基板の変形・割れや、
半導体層表面の変形・半導体塊の形成などを防止するに
は、従来デバイスにならない部分の半導体層をあらかじ
め除去し、加熱・溶融される半導体層の面積と体積を大
幅に減少させておけばよい。しかしながら、単に、島状
に半導体層を従来のデバイス形状にパターニングしただ
けでは、誘導渦電流密度が低く、効率的な加熱・溶融が
できない。これは、渦電流を発生させる誘導起電力が、
閉曲線形状を貫く磁束の数に比例するため、島状のデバ
イス形状のように、閉曲線形状の面積が小さいと誘導起
電力が小さく、結果として渦電流密度も低くなるからで
ある。そのため、加熱・溶融したい半導体層の面積と体
積がなるべく減少するように考慮しつつ、将来のデバイ
ス形状群を基板全体で網目状に接続した形状に、半導体
層をパターニングした半導体素子製造用基板を用いれ
ば、渦電流密度が低くならず、効率的な加熱・溶融がで
きる。
【0010】絶縁性基板上の半導体素子を製造する際
に、上記した、将来のデバイス形状群を基板全体で網目
状に接続した形状に、半導体層をパターニングした半導
体素子製造用基板を用いて、本発明者による前記高周波
アニール・高周波酸化・高周波CVDの工程を行なえ
ば、上記した理由により効率的な加熱・溶融ができるこ
とは明白である。しかし、網目状にパターニングした半
導体層のままでは、半導体素子の電気的分離ができない
ので、半導体素子は動作しない。そのため、前記高周波
アニール・高周波酸化・高周波CVDの工程を行なった
後、網目状の半導体層をデバイス形状に分離する工程を
行なえば、効率的な加熱・溶融ができるうえに、動作す
る半導体素子が得られる。
【0011】
【実施例】図1(a),(b)は、特許請求の範囲、請
求項1に記載の半導体素子製造用基板の一実施例を示し
たものである。図1(a)は、平面図、図1(b)は図
1(a)のA−A′部の断面図を示している。図1
(b)において、4はガラス基板、5はシリコン層、6
はキャップCVDSiO2 層である。ガラス基板4は、
無アルカリガラスや石英ガラスを用いたり、それらのガ
ラスにCVD法やスパッタ法などで酸化硅素膜や窒化硅
素膜などを堆積させた基板を用いる。シリコン層5は、
CVD法やスパッタ法などで堆積させた多結晶シリコン
膜や非晶質シリコン膜を、フォトレジスト・エッチング
工程で、網目状のパターンに加工すれば簡単に形成でき
る。その後、CVD法やスパッタ法などで酸化硅素膜や
窒化硅素膜などのキャップ膜6を堆積させれば、特許請
求の範囲、請求項1に記載の半導体素子製造用基板は容
易に実施できる。
【0012】図2(a),(b)は、特許請求の範囲、
請求項2に記載の半導体素子製造用基板の一実施例を示
したものである。図2(a)は、平面図、図2(a)
は、図2(a)のA−A′部の断面図を示している。図
2(b)において、4はガラス基板、5はシリコン層、
6はキャップCVDSiO2 層である。ガラス基板4
は、無アルカリガラスや石英ガラスを用い、フォトレジ
スト・エッチング工程で、網目状のパターンに堀込み加
工する。それらの基板をそのままか、あるいは、その上
にCVD法やスパッタ法などで酸化珪素膜や窒化硅素膜
などを堆積させた基板を用いる。シリコン層5は、CV
D法やスパッタ法などで堆積させた多結晶シリコン膜や
非晶質シリコン膜を堆積させた後、フォトレジスト・エ
ッチング工程で、網目状のパターンに加工すれば簡単に
形成できる。フォトレジスト・エッチング工程の結果、
表面の凹凸が著しい場合には、ポリッシングなどの機械
的・化学的表面研磨を行なってもよい。その後、CVD
法やスパッタ法などで酸化硅素膜や窒化硅素膜などのキ
ャップ膜6を堆積させれば、特許請求の範囲、請求項2
に記載の半導体素子製造用基板は容易に実施できる。
【0013】図6,図7は、特許請求の範囲、請求項3
に記載の半導体素子の製造方法の一実施例を示したもの
である。図6(a)、図7(a)は、平面図、図6
(b)、図7(b)は、それぞれ図6(a)、図7
(a)のA−A′部の断面図を示している。7は高周波
アニールされたシリコン層である。図6では、特許請求
の範囲、請求項1に記載の半導体素子製造用基板を用い
た実施例を説明している。まず、図1に示した構造の半
導体素子製造用基板を用い、本発明者による平成1年特
許願第019141号「高周波アニール方法」により、
シリコン層5を高周波アニール処理を施すと、すなわ
ち、ガラス基板4の耐熱温度以下の温度に全体を加熱
し、さらに、高周波の電源を照射すると、シリコン層の
みが選択的に加熱されて図6のようになる。この状態に
なると、高周波アニールされたシリコン層7は、アニー
ルする前のシリコン層5に比較すると結晶性が大幅に改
善された状態とすることができる。その後、フォトレジ
スト・エッチング工程を用いて、網目状の高周波アニー
ルされたシリコン層を、デバイス形状に分離する工程を
行なえば、図7の状態を実現できる。図7は、通常の半
導体素子製造工程中の基板の一状態であり、この後、通
常の半導体素子製造工程を用いて、高性能の半導体素子
を容易に完成させることができる。
【0014】図8,図9,図10は、特許請求の範囲、
請求項4に記載の半導体素子の製造方法の一実施例を示
したものである。図8(a)、図9(a)、図10
(a)は平面図であり、図8(b)、図9(b)、図1
0(b)は、それぞれ図8(a)、図9(a)、図10
(a)のA−A′部の断面図を示している。8は高周波
酸化されたシリコン層である。図8〜図10では、特許
請求の範囲、請求項1に記載の半導体素子製造用基板を
用いた実施例を説明している。まず、図8に示した構造
の半導体素子製造用基板を用い、本発明者による平成1
年特許願第027976号「高周波酸化法」により、シ
リコン層5を高周波酸化処理を施すと、すなわち、シリ
コン層5が形成されたガラス基板4を、熱酸化性ガス雰
囲気に曝し、ガラス基板の耐熱温度以下の温度に加熱
し、次いで高周波の電波を照射すると、シリコン層5の
みが加熱されて図9のように、シリコン層5の表面に、
良質の熱酸化膜としての性質を有した、高周波酸化され
た層8を形成することができる。その後、フォトレジス
ト・エッチング工程を用いて、網目状の高周波酸化され
た層とシリコン層をデバイス形状に分離する工程を行な
えば、図10の状態を実現できる。図10は、通常の半
導体素子製造工程中の基板の一状態であり、この後、通
常の半導体素子製造工程を用いて、良質の熱酸化膜を有
する半導体素子を容易に完成させることができる。
【0015】図11,図12,図13は、特許請求の範
囲、請求項5に記載の半導体素子の製造方法の一実施例
を示したものである。図11(a)、図12(a)、図
13(a)は平面図であり、図11(b)、図12
(b)、図13(b)はそれぞれ図11(a)、図12
(a)、図13(a)のA−A′部の断面図を示してい
る。9は高周波CVDにより堆積させた層である。図1
1〜図13も、特許請求の範囲、請求項1に記載の半導
体素子製造用基板を用いた実施例を説明している。ま
ず、図11に示した構造の半導体素子製造用基板を用
い、本発明者による平成1年特許願第019133号
「高周波CVD法」により、CVD工程を施すことによ
り、すなわち、シリコン層5が形成されたガラス基板4
を、熱反応性ガス中で、ガラス基板の耐熱温度以下の温
度に加熱し、次いで高周波の電源を照射すると、シリコ
ン層5のみが選択的に加熱され、図12のように、シリ
コン層5の表面に、良質の熱CVD膜としての性質を有
した、高周波CVD層9を形成することができる。その
後、フォトレジスト・エッチング工程を用いて、網目状
の高周波CVD層とシリコン層を、デバイス形状に分離
する工程を行なえば、図13の状態を実現できる。図1
3は、通常の半導体素子製造工程中の基板の一状態であ
り、その後、通常の半導体素子製造工程を用いて、良質
の熱酸化膜を有する半導体素子を容易に完成させること
ができる。
【0016】
【発明の効果】本発明の半導体素子製造用基板を用いれ
ば、基板の変形・割れや、半導体層表面の変形・半導体
塊の形成等が発生することなく、効率的に高周波アニー
ル・高周波酸化・高周波CVDの工程が行なえるように
なるので、半導体素子の製造歩留まりが向上すると共
に、低容量の誘導加熱電源で高周波アニール・高周波酸
化・高周波CVDの工程が行なえるので、低価格で絶縁
性基板上の半導体素子を製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体素子製造用基板の実施例の
図である。
【図2】本発明による半導体素子製造用基板の実施例の
図である。
【図3】従来用いられてきた半導体素子製造用基板を示
した説明図である。
【図4】従来用いられてきた半導体素子製造用基板を示
した説明図である。
【図5】従来用いられてきた半導体素子製造用基板を示
した説明図である。
【図6】本発明の半導体素子製造方法の実施例の図であ
る。
【図7】本発明の半導体素子製造方法の実施例の図であ
る。
【図8】本発明の半導体素子製造方法の実施例の図であ
る。
【図9】本発明の半導体素子製造方法の実施例の図であ
る。
【図10】本発明の半導体素子製造方法の実施例の図で
ある。
【図11】本発明の半導体素子製造方法の実施例の図で
ある。
【図12】本発明の半導体素子製造方法の実施例の図で
ある。
【図13】本発明による半導体素子製造方法の実施例の
図である。
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2 半導体層 3 CVDSiO2 4 ガラス基板 5 シリコン層 6 キャップCVDSiO2 7 高周波アニールされたシリコン層 8 高周波酸化された層 9 高周波CVDにより堆積させた層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上に、将来半導体素子群にな
    る半導体膜領域群を少なくとも含む、半導体膜領域群を
    接続した二次元の網目状にパターニングされた半導体膜
    を有すことを特徴とする、半導体素子製造用基板。
  2. 【請求項2】 絶縁性基板上に、将来半導体素子群にな
    る半導体膜領域群を少なくとも含む、半導体膜領域群を
    接続した二次元の網目状の堀込みパターンを有し、該堀
    込みパターンに半導体を埋め込んだことを特徴とする、
    半導体素子製造用基板。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体素子製
    造用基板を誘導加熱することにより、網目状の半導体層
    を高周波アニールした後、該網目状の半導体層をデバイ
    ス形状に分離する工程を含むことを特徴とする、絶縁性
    基板上の半導体素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の半導体素子製
    造用基板を、酸化性ガス雰囲気中で誘導加熱することに
    より、網目状の半導体層表面を酸化した後、該網目状の
    半導体層をデバイス形状に分離する工程を含むことを特
    徴とする、絶縁性基板上の半導体素子の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1または2に記載の半導体素子製
    造用基板を、熱反応性ガス中で誘導加熱することによ
    り、網目状の半導体層表面に選択的に熱化学反応堆積膜
    を形成した後、該網目状の半導体層をデバイス形状に分
    離する工程を含むことを特徴とする、絶縁性基板上の半
    導体素子の製造方法。
JP31585591A 1991-11-29 1991-11-29 半導体素子用基板及び半導体素子の製造方法 Withdrawn JPH05211151A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5416341A (en) * 1993-02-22 1995-05-16 Nec Corporation Substrate for a semiconductor device and method for manufacturing a semiconductor device from the substrate
CN102623303A (zh) * 2011-01-27 2012-08-01 钟汇才 一种soi晶圆的制造方法及其soi晶圆

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