JPH08279462A - Vapor growth method - Google Patents

Vapor growth method

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JPH08279462A
JPH08279462A JP8160795A JP8160795A JPH08279462A JP H08279462 A JPH08279462 A JP H08279462A JP 8160795 A JP8160795 A JP 8160795A JP 8160795 A JP8160795 A JP 8160795A JP H08279462 A JPH08279462 A JP H08279462A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
vapor phase
phase growth
silicon
growth
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Application number
JP8160795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakuni Numano
正訓 沼野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH08279462A publication Critical patent/JPH08279462A/en
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Abstract

PURPOSE: To secure even thickness in depositing and growing simultaneously a polycrystalline layer and a single-crystal layer by conducting a vapor growth method after device separation. CONSTITUTION: A technique of conducting a vapor growth method after damaging both an insulating material layer 2 and an exposed silicon wafer part 3 is employed for the process of simultaneously growing a polycrystalline silicon 7 on the insulating material layer 2 and a single-crystal silicon 6 on the exposed silicon wafer part 3, thus eliminateting what is called 'waiting time'.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子及びその製造
方法に係わり、特に気相成長層を利用するのに好適す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and is particularly suitable for using a vapor phase growth layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在通常のMOS型半導体素子は、シリ
コン半導体基板に選択酸化法により素子分離領域を設
け、露出した半導体基板にMOS 型トランジスタやキャパ
シタなどの素子領域を形成する手法が採られている。一
方MOS 型半導体素子の微細化・高速化が進むにつれて、
このような手法では限界があり他の構造や方法が考えら
れている。その対策の一つに選択酸化法による素子分離
後、気相成長法によりシリコン露出部に単結晶シリコン
膜を、絶縁膜に多結晶シリコン膜を堆積しここにMOS 型
トランジスタなどの素子を形成する方法が考案されてい
る。
2. Description of the Related Art A conventional MOS type semiconductor device has a method of forming an element isolation region on a silicon semiconductor substrate by a selective oxidation method and forming an element region such as a MOS type transistor or a capacitor on the exposed semiconductor substrate. There is. On the other hand, as MOS type semiconductor devices become finer and faster,
There is a limit in such a method, and other structures and methods are considered. As one of the countermeasures, after element isolation by the selective oxidation method, a single crystal silicon film is deposited on the exposed silicon portion and a polycrystalline silicon film is deposited on the insulating film by the vapor phase growth method to form elements such as MOS transistors. A method has been devised.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】選択酸化法による素子
分離後、気相成長法によりシリコン基板に単結晶シリコ
ン、絶縁物層に多結晶シリコンを成長し、これに素子を
設置する方式では気相成長工程が重要になる。例えば素
子分離後の半導体基板にSiH4 /H 2系によりシリコ
ン膜を堆積・成長する際、単結晶シリコン膜厚と絶縁物
層(SiO2 )上の多結晶シリコン膜厚に差が生じて絶
縁物層上で薄くなってしまう。この原因としては図6 に
明らかにするように、成長膜厚の時間依存性に対して、
絶縁物層上での成長では成長開始直後に成長しない時間
(待ち時間)が存在するためである。これによりシリコ
ン上と絶縁物層での成長膜厚に差が生ずる結果となる。
特に半導体素子の微細化と高速化のために前記気相成長
を行うには、成長膜厚としては薄膜が必要であるため
に、成長膜厚の差が顕著になる傾向にある。このように
単結晶部と多結晶部における成長膜厚に差が生じるとこ
の部分に段差が生れ、半導体素子を形成した場合不良の
原因となるために、成長膜厚の均一化が必要になる。
After element isolation by the selective oxidation method, single crystal silicon is grown on the silicon substrate and polycrystalline silicon is grown on the insulating layer by the vapor phase growth method, and the element is placed on the silicon substrate. The growth process becomes important. For example, when a silicon film is deposited and grown on the semiconductor substrate after element isolation by the SiH 4 / H 2 system, a difference occurs in the film thickness of the single crystal silicon and the film thickness of the polycrystalline silicon on the insulator layer (SiO 2 ). It becomes thin on the object layer. The reason for this is, as shown in Fig. 6, the time dependence of the grown film thickness.
This is because there is a time (waiting time) during which growth does not occur immediately after the start of growth in the growth on the insulating layer. This results in a difference in the grown film thickness between the silicon and the insulating layer.
In particular, in order to perform the above-mentioned vapor phase growth for miniaturization and speedup of a semiconductor element, a thin film is required as a growth film thickness, so that the difference in the growth film thickness tends to be remarkable. When the difference in the grown film thickness between the single crystal part and the polycrystal part is caused, a step is generated in this part, which causes a defect when a semiconductor element is formed. Therefore, it is necessary to make the grown film thickness uniform. .

【0004】また、薄膜成長に特に顕著な現象として、
絶縁物層の多結晶シリコンの成長形態にグレイン成長が
発生し易いために凹凸ができて半導体素子が形成できな
いという難点がある。
As a particularly remarkable phenomenon in thin film growth,
Since the grain growth is likely to occur in the growth mode of the polycrystalline silicon of the insulating layer, there is a problem that unevenness is formed and a semiconductor element cannot be formed.

【0005】本発明はこのような事情により成されたも
ので、特に気相成長法により多結晶シリコンと単結晶シ
リコンを同時に成長する際、成長膜厚を均一とすること
を目的とする。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to make the growth film thickness uniform when growing polycrystalline silicon and single crystal silicon at the same time by a vapor phase growth method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】絶縁物層及びこの絶縁物
層間に露出する半導体基板表面に気相成長薄膜を形成す
る方法において,少なくとも前記絶縁物層上にダメージ
層を形成する工程と,その後前記絶縁物に多結晶膜を、
前記絶縁物層間に露出した半導体基板に単結晶膜を形成
する工程とに本発明に係る気相成長方法の特徴がある。
In a method of forming a vapor phase growth thin film on an insulating layer and a semiconductor substrate surface exposed between the insulating layers, a step of forming a damaged layer on at least the insulating layer, and thereafter Polycrystalline film on the insulator,
The vapor phase growth method according to the present invention is characterized by the step of forming a single crystal film on the semiconductor substrate exposed between the insulating layers.

【0007】更に、CF4 、C3 8 、CCl4 、SF
6 及びXeF4 等の弗化物、又は塩化物を含む記プラズ
マにより反応性イオンエッチング又はドライエッチング
により前記ダメージ層を形成する点、更に又シリコン、
ゲルマニウム、アルゴン、窒素、酸素、ネオン、ボロ
ン、リン及びヒ素の一種によるイオン注入法により行う
点にも特徴がある。
Further, CF 4 , C 3 F 8 , CCl 4 , SF
6 and a point of forming the damaged layer by reactive ion etching or dry etching with a plasma containing fluoride such as XeF 4 or chloride, and also silicon,
It is also characterized in that it is performed by an ion implantation method using one of germanium, argon, nitrogen, oxygen, neon, boron, phosphorus and arsenic.

【0008】更に又少なくとも2つの異なる材質かにな
る表面に同時に気相成長層を形成する気相成長方法にお
いて,少なくとも前記材質のいずれか一方に気相成長層
の表面に損傷又は欠陥を付与した後,気相成長層を形成
する点によも特徴がある。
Furthermore, in a vapor phase growth method in which a vapor phase growth layer is simultaneously formed on at least two surfaces made of different materials, at least one of the materials is damaged or defective on the surface of the vapor phase growth layer. Another feature is that a vapor phase growth layer is formed later.

【0009】[0009]

【作用】このように絶縁物層に多結晶シリコンを、露出
する半導体基板にシリコン単結晶を同時に成長するの
に、絶縁物層ならびに露出する半導体基板双方にダメー
ジを与えてから気相成長を行う手法を採用する。
As described above, in order to simultaneously grow polycrystalline silicon on the insulating layer and silicon single crystal on the exposed semiconductor substrate, vapor phase growth is performed after damaging both the insulating layer and the exposed semiconductor substrate. Adopt a method.

【0010】ダメージとは、絶縁物層に損傷を、単結晶
に傷や結晶の乱れを招くことを意味し、与える手段とし
ては、CF4 、C3 8 、CCl4 、SF6 などのエッ
チングガスを用いるプラズマにより異方性の反応性エッ
チング、等方性エッチング、またはSi、Ar、O 2
2 、B、P、As、Sbを用いるイオン注入がある。
The term "damage" means damage to the insulating layer and damage to the single crystal or disorder of the crystal. As a means for giving damage, etching of CF 4 , C 3 F 8 , CCl 4 , SF 6 or the like is used. Anisotropic reactive etching, isotropic etching, or Si, Ar, O 2 ,
There is ion implantation using N 2 , B, P, As, and Sb.

【0011】[0011]

【実施例】選択酸化膜を利用する第1実施例を説明す
る。すなわち、150 mm Φの(100)Si鏡面ウエ
−ハ1に窒化シリコンをマスクにして2000オングス
トロ−ムの選択酸化膜(SiO2 )2 を被覆後( 図1参
照)、窒化シリコンをCF4+O2 による等方性エッチ
ングにより除去する。これによりSiウエ−ハ部分3を
露出後、これと選択酸化膜2とをCF4 +H2 を利用す
る異方性の反応性エッチング(RIE:Reactiv
e Ion Etchingの略)によりダメージ層4
(×印)を形成する(図2参照)。更に図3に示すよう
にフォトリソグラフィ工程と等方性エッチングによりS
iウエーハ部分3のダメージ層を除去して0.2μm〜
2μmの開口部5を設けて、ダメージ層4は選択酸化膜
2だけに残す。
EXAMPLE A first example using a selective oxide film will be described. That is, a (100) Si mirror-finished wafer 1 of 150 mm Φ is coated with 2000 Å of selective oxide film (SiO 2 ) 2 using silicon nitride as a mask (see FIG. 1), and then silicon nitride is CF 4 + O 2. Remove by isotropic etching with 2 . As a result, after exposing the Si wafer portion 3, the Si wafer portion 3 and the selective oxide film 2 are subjected to anisotropic reactive etching (RIE: Reactive) using CF 4 + H 2.
Damage layer 4 by e Ion Etching)
(X mark) is formed (see FIG. 2). Further, as shown in FIG. 3, S is formed by a photolithography process and isotropic etching.
The damaged layer on the i-wafer portion 3 is removed to 0.2 μm-
A 2 μm opening 5 is provided, and the damage layer 4 is left only in the selective oxide film 2.

【0012】更に又、このような工程を経た150mm
Φの(100)Si鏡面ウエーハ1を、1:200の希
HF溶液による30秒間の処理工程−流水洗浄工程を経
てから、気相成長装置に設置後900℃のH2 雰囲気に
昇温しSiH4 0.5%中で10分、20分、30分及
び40分間気相成長層をSiウエーハ開口部5と選択酸
化膜2のダメージ層4上に堆積して、単結晶層6と多結
晶層7を形成(図4参照)して評価した。
Furthermore, 150 mm which has undergone such a process
The (100) Si mirror-finished wafer 1 of Φ was treated with a dilute HF solution of 1: 200 for 30 seconds and then washed with running water, and then placed in a vapor phase growth apparatus and heated to 900 ° C. in an H 2 atmosphere to obtain SiH. 4 A vapor phase growth layer was deposited on the Si wafer opening 5 and the damage layer 4 of the selective oxide film 2 for 10 minutes, 20 minutes, 30 minutes and 40 minutes in 0.5% to obtain a single crystal layer 6 and a polycrystal layer. Layer 7 was formed (see Figure 4) and evaluated.

【0013】第2実施例は第1実施例におけるRIEな
どのイオンエッチングに代えてB+を用いたイオン注入
法により加速電圧100Kevで10 1 2cm- 2 、1
1 3cm- 2 、10 1 4cm- 2 の条件で注入してか
ら、10分間気相成長装置に設置する。そして900℃
のH2 雰囲気に昇温しSiH4 0.5%中で10分間気
相成長層を夫々堆積して評価を行った。
A second embodiment 10 1 2 cm at an acceleration voltage of 100Kev by ion implantation using a B + in place of ion etching such as RIE in the first embodiment - 2, 1
0 1 3 cm - 2, 10 1 4 cm - from the implanted under second condition, installed in the vapor phase growth apparatus 10 minutes. And 900 ° C
The temperature was raised to the H 2 atmosphere and the vapor phase growth layers were deposited in SiH 4 0.5% for 10 minutes and evaluated.

【0014】第3実施例は第1実施例における1:20
0の希HF溶液による処理時間30秒を1分、2分、4分
間として夫々流水洗浄工程を経てから気相成長装置に設
置後、900℃のH2 雰囲気に昇温しSiH4 0.5%
中で10分間気相成長層を夫々堆積して評価を行った。
The third embodiment is 1:20 in the first embodiment.
The treatment time with the dilute HF solution of 0 was 30 seconds for 1 minute, 2 minutes, and 4 minutes, and after each step of washing with flowing water, the apparatus was installed in the vapor phase growth apparatus and then heated to 900 ° C. in an H 2 atmosphere to raise SiH 4 0.5 %
The vapor phase growth layers were deposited in each for 10 minutes and evaluated.

【0015】第4実施例は150mmΦの(100)S
i鏡面ウエーハ1に窒化シリコンをマスクにして選択酸
化膜(SiO2 )2を被覆して素子分離を行ってから、窒
化シリコンをCF4 +O2 による等方性エッチングによ
り除去する。これによりSiウエーハ部分3を露出後、
選択酸化膜2とをCF4 +H2 を利用する異方性の反応
性エッチングによりダメージ層4(×印)を形成する
(図2参照)。更に図3に示すようにフォトリソグラフ
ィ工程と等方性エッチングによりSiウエーハ部分3の
ダメージ層を除去して0.2μm〜2μmの開口部5を
設けて、ダメージ層 4は選択酸化膜 2だけに残す。この
Siウエーハ部分3のダメージ層を除去するのに、この
実施例ではコリン/H2 2 /H2 Oから成る溶液によ
りSiウエーハ部分3を100オングストロ−ムエッチ
ングする。更に1:200の希HF溶液による30秒間
の処理工程−流水洗浄工程を経てから気相成長装置に設
置後、900℃のH2 雰囲気に昇温しSiH4 0.5%
中で10分間気相成長層6を堆積して評価した。
The fourth embodiment is (100) S of 150 mmΦ.
The i-mirror surface wafer 1 is covered with a selective oxide film (SiO 2 ) 2 using silicon nitride as a mask for element isolation, and then silicon nitride is removed by isotropic etching with CF 4 + O 2 . As a result, after exposing the Si wafer portion 3,
A damage layer 4 (marked with X) is formed on the selective oxide film 2 by anisotropic reactive etching using CF 4 + H 2 (see FIG. 2). Further, as shown in FIG. 3, the damaged layer of the Si wafer portion 3 is removed by a photolithography process and isotropic etching to form an opening 5 of 0.2 μm to 2 μm, and the damaged layer 4 is formed only on the selective oxide film 2. leave. In order to remove the damaged layer on the Si wafer portion 3, in this embodiment, the Si wafer portion 3 is etched to 100 angstroms with a solution of choline / H 2 O 2 / H 2 O. Further, after a treatment step with a dilute HF solution of 1: 200 for 30 seconds and a washing step with running water, after installing in a vapor phase growth apparatus, the temperature was raised to an H 2 atmosphere at 900 ° C. and SiH 4 0.5%.
The vapor phase growth layer 6 was deposited and evaluated for 10 minutes.

【0016】これらの比較例1では以下の気相成長層を
使用した。すなわち実施例 4におけるRIEによるダメ
ージ層4を形成後コリン/H2 2 /H2 Oから成る溶
液によるSiウエーハ部分3のエッチング工程を行わず
に、気相成長装置に設置して900℃のH2 雰囲気に昇
温しSiH4 0.5%中で10分間気相成長層6を堆積
して評価した。比較例2としては実施例1において、選
択酸化膜 2形成後のダメージ層4を形成せずに開口部5
を設けてから同様な条件で堆積した気相成長層を評価し
た。
In Comparative Example 1, the following vapor phase growth layers were used. That is, after forming the damage layer 4 by RIE in Example 4, the Si wafer portion 3 was not etched by the solution of choline / H 2 O 2 / H 2 O, and the Si wafer portion 3 was placed in a vapor phase growth apparatus and the temperature was set to 900 ° C. The temperature was raised to an H 2 atmosphere and the vapor phase growth layer 6 was deposited for 10 minutes in SiH 4 0.5% and evaluated. As Comparative Example 2, the opening 5 is formed without forming the damage layer 4 after the selective oxide film 2 is formed in Example 1.
After the formation, the vapor phase growth layer deposited under the same conditions was evaluated.

【0017】以上の実施例1乃至4ならびに比較例1と
比較例2中、実施例1により得られた気相成長層の厚さ
の時間依存性を図5に、比較例2のそれを図6に明らか
にした。図5と図6は縦軸に成長層厚、横軸に時間(
分) を採っており、図中丸印がSiウエーハ部分3に、
三角印が選択酸化膜2に気相成長層を堆積したものであ
り、成長層厚は20分時点におけるSiウエーハ部分3
上の傾きを1とした任意値である。図5においては、S
iウエーハ部分3に堆積する単結晶層6と選択酸化膜2
上の多結晶層7の成長層の厚さは、異方性エッチングと
等方性エッチングによりダメージ層4を形成した場合共
ほぼ等しい値を示すのに対して、図6にあっては、成長
速度を示す傾きは、単結晶層6と多結晶層7でほぼ等し
いのに、多結晶層7の成長即ち選択酸化膜2上では成長
開始直後に成長しない待ち時間が生じ、これが成長層の
厚さに差が顕著に生ずる基となる。
Of the above Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the time dependence of the thickness of the vapor phase growth layer obtained by Example 1 is shown in FIG. 5, and that of Comparative Example 2 is shown. Revealed in 6. 5 and 6, the vertical axis indicates the growth layer thickness and the horizontal axis indicates time (
Min), the circle in the figure indicates the Si wafer part 3,
The triangular mark indicates that the vapor phase growth layer is deposited on the selective oxide film 2, and the growth layer thickness is the Si wafer portion 3 at 20 minutes.
It is an arbitrary value with the upper slope set to 1. In FIG. 5, S
Single crystal layer 6 and selective oxide film 2 deposited on i-wafer portion 3
The thickness of the growth layer of the upper polycrystalline layer 7 shows almost the same value when the damage layer 4 is formed by anisotropic etching and isotropic etching, whereas in FIG. Although the slopes indicating the speeds are almost equal in the single crystal layer 6 and the polycrystalline layer 7, there is a waiting time during which the growth of the polycrystalline layer 7, that is, the selective oxide film 2 does not grow immediately after the start of growth. This is the basis for the significant difference.

【0018】しかしダメージ層4を形成することにより
選択酸化膜の表面が荒らされて、気相成長時にシリコン
の析出点になり、析出が加速されて多結晶層7の堆積・
成長が待ち時間なしで開始される。
However, by forming the damage layer 4, the surface of the selective oxide film is roughened and becomes a deposition point of silicon during vapor phase growth, and the deposition is accelerated to deposit the polycrystalline layer 7.
Growth begins without waiting.

【0019】次ぎに実施例2による堆積・成長層のイオ
ン注入量依存性を図7に明らかにした。図の縦軸は成長
層の厚さを、横軸にイオン注入量を採っており成長層の
厚さは、Siウエーハ部分3に堆積する単結晶層6の厚
さを1とし、成長成長の条件は900℃:20分でSi
4 0.5%中10分間である。
Next, the dependence of the deposited / grown layer of Example 2 on the amount of ion implantation was clarified in FIG. The vertical axis of the figure shows the thickness of the growth layer, and the horizontal axis shows the amount of ion implantation. The thickness of the growth layer is 1 with the thickness of the single crystal layer 6 deposited on the Si wafer portion 3 being 1. The conditions are 900 ° C: 20 minutes and Si
10 minutes in H 4 0.5%.

【0020】この図に明らかなように、Siウエーハ部
分 3に堆積する単結晶層 6の厚さは、イオン注入量が1
1 3cm- 2 、10 1 4cm- 2 の条件で等しいのに
対して10 1 2cm- 2では少し薄くなっており、イオ
ン注入量が少ないか多い場合と比べてダメージ量が少く
なる。従って析出を生じる点も小さいと考えられるので
成長開始直後に成長が遅れると想定できる。
As is clear from this figure, the thickness of the single crystal layer 6 deposited on the Si wafer portion 3 is such that the ion implantation amount is 1
0 1 3 cm - 2, 10 1 4 cm - 10 1 2 cm with respect to equal 2 conditions - has become the 2 bit thin, the amount of damage is less than in the case more or ion implantation amount is small . Therefore, the point of precipitation is considered to be small, and it can be assumed that the growth is delayed immediately after the start of growth.

【0021】実施例3により得られた結果を図8に示
す。希HF溶液による処理時間30秒、1分、2分では単
結晶層6と多結晶層7の厚さに差がないのに対して、4
分では選択酸化膜2上にダメージ4を与えない場合と同
様な堆積・成長層の厚さとなっている。これは希HF溶
液による処理が長いと形成されたダメージ層4が除去さ
れるためである。
The results obtained by Example 3 are shown in FIG. There is no difference in the thickness between the single crystal layer 6 and the polycrystalline layer 7 when the treatment time with the dilute HF solution is 30 seconds, 1 minute and 2 minutes, while 4
The thickness of the deposited / grown layer is the same as that when the damage 4 is not given on the selective oxide film 2. This is because the damage layer 4 formed is removed when the treatment with the diluted HF solution is long.

【0022】このようにダメージ層4を気相成長前に除
去すると本発明の効果はなくなる。実施例4は実際の半
導体素子形成に近いプロセスによる例である。この例
は、選択酸化法による素子分離後、Siウエーハ部分3
と選択酸化膜2にRIE法によりダメージ層4を形成し
た。
If the damaged layer 4 is removed before vapor phase growth in this way, the effect of the present invention is lost. Example 4 is an example of a process similar to the actual formation of a semiconductor element. In this example, after the element isolation by the selective oxidation method, the Si wafer portion 3
Then, the damage layer 4 was formed on the selective oxide film 2 by the RIE method.

【0023】しかもSiウエーハ部分3に形成するダメ
ージ層4をアルカリ性溶液により薄くエッチングするこ
とにより、Siウエーハ部分3のみのダメージ層4を除
去するが、このアルカリ性溶液では選択酸化膜2に重な
ったダメージ層4を除去できない。
Moreover, the damage layer 4 formed on the Si wafer portion 3 is thinly etched with an alkaline solution to remove the damage layer 4 only on the Si wafer portion 3. However, with this alkaline solution, damages overlapping the selective oxide film 2 are caused. Layer 4 cannot be removed.

【0024】また比較例1においてはアルカリ性溶液処
理は行わずSiウエーハ部分3に形成するダメージ層4を
残したまま気相成長し、両気相成長層である単結晶層6
と多結晶層7共殆ど差がなく厚つさも均一に堆積・成長
している。
Further, in Comparative Example 1, the alkaline solution treatment was not carried out, and vapor phase growth was performed with the damaged layer 4 formed on the Si wafer portion 3 left, and the single crystal layer 6 which was both vapor phase growth layers.
There is almost no difference between the polycrystalline layer 7 and the polycrystalline layer 7, and the thickness is uniformly deposited and grown.

【0025】しかし単結晶層6の結晶性を選択エッチン
グ法/顕微鏡で評価すると実施例4で得られたものは、
積層欠陥などの欠陥は観察されないが、比較例1による
ものでは10 4〜10 5cm- 2 程度の欠陥が観察され
単結晶層6表面のダメージ層4による欠陥が発生する。
However, when the crystallinity of the single crystal layer 6 was evaluated by the selective etching method / microscope, the one obtained in Example 4 was
While defects such as stacking faults is observed Comparative Example 1 due to the 10 4 ~10 5 cm - 2 degree of defects is observed defects due damage layer 4 of the single crystal layer 6 the surface occurs.

【0026】本実施例では、RIE法や、CF4 を利用
する等方性のドライエッチングを利用しているが、CF
4 以外にCCl4 やSF 6などのエッチングガスを用い
ても同様なダメージ層4の形成が可能である。
In this embodiment, the RIE method and the isotropic dry etching using CF 4 are used.
The same damage layer 4 can be formed by using an etching gas such as CCl 4 or SF 6 other than 4 .

【0027】更に本発明に利用するイオン注入法では半
導体素子の特性に影響のないSi、N 2、O 2、Ar
や、選択酸化膜 2だけにダメージ層4を形成するのに対
して、Siウエーハ部分3も同時にイオン注入を行う時
は導電型などの半導体素子特性による制約を受けるイオ
ンは以下の通りである。即ちB、P、Sb、Asなどで
ある。更に又本実施例においては選択酸化膜2を例示し
たが、BPSG、PSG、Si3 4 なども適用可能で
あり、気相成長層の厚さは〜5000オングストロ−ム
の薄膜を形成するのに有効である。と言うのは厚さが厚
くなると単結晶層6と多結晶層7の差が成長層の厚さに
対する割合が小さくなって大きな問題とならないと考え
られるからである。
Further, in the ion implantation method used in the present invention, Si, N 2 , O 2 and Ar which do not affect the characteristics of the semiconductor device are used.
Alternatively, the damage layer 4 is formed only on the selective oxide film 2, whereas when the Si wafer portion 3 is simultaneously ion-implanted, the ions that are restricted by the characteristics of the semiconductor element such as the conductivity type are as follows. That is, B, P, Sb, As and the like. Further, although the selective oxide film 2 is exemplified in this embodiment, BPSG, PSG, Si 3 N 4 or the like can be applied, and a thin film having a vapor phase growth layer thickness of up to 5000 angstrom is formed. Is effective for. This is because it is considered that when the thickness becomes thicker, the difference between the single crystal layer 6 and the polycrystalline layer 7 becomes smaller in proportion to the thickness of the growth layer, which does not cause a big problem.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように絶縁膜と半導体基板に気相
成長層を同時に堆積・成長する際に、従来技術で200
0オングストロ−ムの薄膜を得るのに両者での気相成長
層の厚さのバラツキが大きいと100%もあったのに対
して、本発明を適用すると±5%と殆どなくなった。こ
の結果、素子分離後多結晶シリコンと単結晶シリコンを
同時に気相成長し、その上に半導体素子を容易に形成す
ることが可能になる。
As described above, when the vapor phase growth layer is simultaneously deposited and grown on the insulating film and the semiconductor substrate, the conventional technique is used.
When there was a large variation in the thickness of the vapor phase growth layer between the two in order to obtain a thin film of 0 angstrom, it was 100%, whereas when the present invention was applied, it was almost 5%. As a result, it becomes possible to vapor-deposit polycrystalline silicon and single crystal silicon at the same time after element isolation, and to easily form a semiconductor element thereon.

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

【図1】本発明に係わる半導体素子の製造工程を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図1に続く半導体素子の製造工程を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing the manufacturing process of the semiconductor element, following FIG. 1;

【図3】図2に続く半導体素子の製造工程を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing the manufacturing process of the semiconductor element, following FIG. 2;

【図4】図3に続く半導体素子の製造工程を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing the manufacturing process of the semiconductor element, following FIG. 3;

【図5】実施例1により得られた気相成長層の厚さの時
間依存性を示す図である。
5 is a diagram showing the time dependence of the thickness of the vapor phase growth layer obtained in Example 1. FIG.

【図6】比較例2により得られた気相成長層の厚さの時
間依存性を示す図である。
6 is a diagram showing the time dependence of the thickness of the vapor phase growth layer obtained in Comparative Example 2. FIG.

【図7】実施例2による気相成長層のイオン注入量依存
性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the ion implantation dose dependency of a vapor phase growth layer according to Example 2.

【図8】気相成長層の希 HF 溶液による処理時間依存性
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a treatment time dependency of a vapor phase growth layer with a dilute HF solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:シリコン半導体基板、 2:選択酸化膜、 3:シリコンウエーハ部分、 4:ダメージ層、 5:開口部、 6: 単結晶層、 7: 多結晶層。 1: Silicon semiconductor substrate, 2: Selective oxide film, 3: Silicon wafer part, 4: Damage layer, 5: Opening part, 6: Single crystal layer, 7: Polycrystalline layer.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁物層及びこの絶縁物層間に露出する
半導体基板表面に気相成長薄膜を形成する方法におい
て,少なくとも前記絶縁物層上にダメ−ジ層を形成する
工程と,その後前記絶縁物に多結晶膜を、前記絶縁物層
間に露出した半導体基板に単結晶膜を形成する工程とを
具備することを特徴とする気相成長方法
1. A method of forming a vapor phase thin film on an insulating layer and on a surface of a semiconductor substrate exposed between the insulating layers, comprising the steps of forming a damage layer at least on the insulating layer, and then forming the insulating layer. And a single crystal film on the semiconductor substrate exposed between the insulating layers.
【請求項2】 CF4 、C3 8 、CCl4 、SF6
びXeF4 等の弗化物、又は塩化物を含む記プラズマに
より反応性イオンエッチング又はドライエッチングによ
り前記ダメージ層を形成することを特徴とする前記請求
項1記載の気相成長方法
2. The damaged layer is formed by reactive ion etching or dry etching using a plasma containing fluoride or chloride such as CF 4 , C 3 F 8 , CCl 4 , SF 6 and XeF 4. The vapor deposition method according to claim 1, characterized in that
【請求項3】 シリコン、ゲルマニウム、アルゴン、窒
素、酸素、ネオン、ボロン、リン及びヒ素の一種又は二
種以上によるイオン注入法により行うことを特徴とする
前記請求項1記載の気相成長方法
3. The vapor phase growth method according to claim 1, which is performed by an ion implantation method using one or more of silicon, germanium, argon, nitrogen, oxygen, neon, boron, phosphorus and arsenic.
【請求項4】 少なくとも2つの異なる材質からなる表
面に同時に気相成長層を形成する気相成長方法におい
て,少なくとも前記材質のいずれか一方の表面に損傷又
は欠陥を付与した後,気相成長層を形成することを特徴
とする前記請求項1記載の気相成長方法
4. A vapor phase growth method for simultaneously forming a vapor phase growth layer on a surface made of at least two different materials, wherein the vapor phase growth layer is formed after at least one surface of the material is damaged or defective. 2. The vapor phase growth method according to claim 1, wherein
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8921205B2 (en) 2002-08-14 2014-12-30 Asm America, Inc. Deposition of amorphous silicon-containing films
CN107543837A (en) * 2017-08-25 2018-01-05 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 The detection method of silicon chip damaging layer after a kind of emery wheel fine grinding

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CN107543837B (en) * 2017-08-25 2020-02-21 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 Method for detecting damaged layer of silicon wafer after grinding wheel fine grinding

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