JPH09219503A - Forming method of floating single-crystal thin film - Google Patents
Forming method of floating single-crystal thin filmInfo
- Publication number
- JPH09219503A JPH09219503A JP8048145A JP4814596A JPH09219503A JP H09219503 A JPH09219503 A JP H09219503A JP 8048145 A JP8048145 A JP 8048145A JP 4814596 A JP4814596 A JP 4814596A JP H09219503 A JPH09219503 A JP H09219503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- single crystal
- forming
- thin film
- crystal thin
- 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
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶基板の一部
からなるフローティング単結晶薄膜の形成方法に関する
ものであって、赤外線センサやマイクロヒーター、赤外
線プロジェクター、あるいはフローセンサ等の熱的なデ
バイスを作成する場合などに使用されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a floating single crystal thin film composed of a part of a single crystal substrate, which is a thermal device such as an infrared sensor, a micro heater, an infrared projector, or a flow sensor. It is used when creating.
【０００２】[0002]
【従来技術】熱に関するデバイスでは、発熱を目的とす
る素子ではそこに投入するパワーをできるだけ最小に
し、あるいは赤外線センサの様にエネルギーを受けその
結果として温度が上昇する素子ではそこに入射するエネ
ルギーができるだけ最小で、高速に最大の温度上昇とな
ることを要求する場合が多い。このためには、温度上昇
部の熱コンダクタンスと熱容量とをできるだけ小さくす
ることが必要である。このためには、温度上昇部を中空
に浮いた薄膜構造、いわゆる、フローティング薄膜構造
にすることが最適である。2. Description of the Related Art In a device related to heat, an element intended for heat generation has a power input to the device as small as possible, or an element which receives energy like an infrared sensor and whose temperature rises as a result, the energy incident on the element is reduced. In many cases, it is required that the temperature rise is as small as possible and the maximum temperature rises quickly. For this purpose, it is necessary to make the thermal conductance and the thermal capacity of the temperature rising portion as small as possible. For this purpose, it is optimal to use a thin film structure in which the temperature rising portion is hollow, that is, a so-called floating thin film structure.
【０００３】従来、フローティング薄膜構造には、酸化
シリコン膜や窒化シリコン膜の様なアモルファス状の絶
縁薄膜や金属薄膜などが多く用いられていた。しかし、
単結晶の薄膜ではその上にデバイスを直接形成し易く、
また、例えばシリコン単結晶薄膜の上にＰＮ接合や、シ
リコンと金属（あるいはシリサイド）とのショットキー
接合を形成した場合、暗電流の少ない良好な特性を安定
して得られるという利点がある。すなわち、例えば、フ
ローティング単結晶薄膜の上にモリブデンシリサイド、
ニッケルシリサイドや白金シリサイドを形成することに
より非常に高感度の熱型赤外線センサを得ることができ
る。Conventionally, an amorphous insulating thin film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film or a metal thin film has been often used for a floating thin film structure. But,
With a single crystal thin film, it is easy to directly form a device on it,
In addition, for example, when a PN junction or a Schottky junction of silicon and metal (or silicide) is formed on a silicon single crystal thin film, there is an advantage that good characteristics with little dark current can be stably obtained. That is, for example, molybdenum silicide on the floating single crystal thin film,
By forming nickel silicide or platinum silicide, a very sensitive thermal infrared sensor can be obtained.
【０００４】フローティング単結晶薄膜の形成方法とし
て、『Schottky Barrier Thermistor on the Micro-Air
-Bridge』(The 7th International Conference on Soli
d-State Sensors and Actuators. pp.746〜749)、『Fre
e standing single-crystalsilicon microstructures』
(J.Micromech.Microeng.5(1995) pp.1〜4)にその方法が
述べられている。As a method for forming a floating single crystal thin film, "Schottky Barrier Thermistor on the Micro-Air
-Bridge ”(The 7th International Conference on Soli
d-State Sensors and Actuators.pp.746-749), `` Fre
e standing single-crystal silicon microstructures ”
(J. Micromech. Microeng. 5 (1995) pp. 1-4), the method is described.
【０００５】これらの方法では、（１１１）面の単結晶
シリコン基板を用いている。これは、単結晶シリコンの
（１１１）面は、ＫＯＨ水溶液やヒドラジン水溶液など
の異方性エッチャントに対してエッチング速度が最も遅
い面方位であることによる。特にＫＯＨ水溶液では、他
の面方位、例えば（１００）や（１１０）面方位に対し
て（１１１）面は１５０〜６００分の１のエッチング速
度になることが知られている。あるいは、高濃度のホウ
素（ボロン）を拡散したシリコンもまた、ＫＯＨ水溶液
やヒドラジン水溶液などの異方性エッチング液ではほと
んどエッチングされず、シリコン酸化物もまた、ヒドラ
ジン水溶液ではほとんどエッチングされないということ
が知られている。In these methods, a (111) plane single crystal silicon substrate is used. This is because the (111) plane of single crystal silicon has a plane orientation in which the etching rate is the slowest with respect to an anisotropic etchant such as a KOH aqueous solution or a hydrazine aqueous solution. In particular, it is known that in a KOH aqueous solution, the etching rate of the (111) plane is 150 to 600 times lower than that of other plane orientations, for example, the (100) and (110) plane orientations. Alternatively, it is known that silicon in which a high concentration of boron (boron) is diffused is hardly etched by an anisotropic etching solution such as a KOH aqueous solution or a hydrazine aqueous solution, and silicon oxide is hardly etched by a hydrazine aqueous solution. Has been.
【０００６】図７に、前記『Schottky Barrier Thermis
tor on the Micro-Air-Bridge』の方法によって作成し
たフローティング単結晶薄膜１の断面構造を引用して示
す。なお、図７ではフローティング単結晶薄膜１の内部
に形成された半導体素子を省略して示しており、また、
図７に示す断面にはフローティング単結晶薄膜１を支持
する支持部は現れていない。この方法では、面方位（１
１１）のＮ型シリコン単結晶基板２において、フローテ
ィング単結晶薄膜１の形成予定領域の外周に、高濃度の
ボロン拡散領域３，４（両者の接合深さは同一）を形成
し、シリコン酸化膜５をマスクとして、等方性ウエット
エッチング液あるいは異方性ドライエッチングにより、
フローティング単結晶薄膜１の厚さに相当するところま
で溝６を形成する。その後、ＫＯＨ水溶液による異方性
エッチングにより溝６から基板１の一部をエッチング除
去して空隙７を形成し、フローティング単結晶薄膜１を
形成するものである。なお、図面には示していないが、
後述する図８の場合と同様に、空隙７はフローティング
単結晶薄膜７下に延びるだけでなく、フローティング単
結晶薄膜を形成する方向と逆の方向にも異方性エッチン
グが進み、周辺にも空隙が形成されてしまう。FIG. 7 shows the above-mentioned "Schottky Barrier Thermis.
The sectional structure of the floating single crystal thin film 1 formed by the method of "Tor on the Micro-Air-Bridge" is cited and shown. In FIG. 7, the semiconductor element formed inside the floating single crystal thin film 1 is omitted, and
In the cross section shown in FIG. 7, the supporting portion for supporting the floating single crystal thin film 1 does not appear. In this method, the plane orientation (1
In the N-type silicon single crystal substrate 2 of 11), high-concentration boron diffusion regions 3 and 4 (both of which have the same junction depth) are formed on the outer periphery of the region where the floating single crystal thin film 1 is to be formed. Using 5 as a mask, using an isotropic wet etching solution or anisotropic dry etching,
The groove 6 is formed up to a position corresponding to the thickness of the floating single crystal thin film 1. After that, a part of the substrate 1 is removed by etching from the groove 6 by anisotropic etching using a KOH aqueous solution to form a void 7, thereby forming the floating single crystal thin film 1. Although not shown in the drawing,
As in the case of FIG. 8 to be described later, not only the void 7 extends below the floating single crystal thin film 7, but also anisotropic etching progresses in the direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film is formed, and voids also exist in the periphery. Will be formed.
【０００７】図８は、前記『Free standing single-cry
stal silicon microstructures』に記載されたフローテ
ィング単結晶薄膜の形成方法の工程を示す断面図であ
る。この図８においてもフローティング単結晶薄膜を支
持する支持部等は省略して示しており、また、図８に示
す断面にはフローティング単結晶薄膜１４を支持する支
持部は現れていない。図８（ａ）は、面方位（１１１）
のＮ型シリコン単結晶基板１０にドライエッチングで溝
１１を形成し、その表面を酸化膜１２で覆い、溝１１の
底部の領域１３の酸化膜１２を除去した段階を示してい
る。ここで形成された酸化膜１２がこの後に行うＫＯＨ
水溶液による異方性エッチングの際にエッチングマスク
として働く。図８（ｂ）は、フローティング単結晶薄膜
１４の形成が完了した段階の断面図である。酸化膜１２
が除去された溝１１の底部の領域１３から、異方性エッ
チング液であるＫＯＨ水溶液でエッチングして基板１０
の一部を除去して空隙１５を形成し、シリコンのフロー
ティング単結晶薄膜１４を形成する。このとき、空隙１
５がフローティング単結晶薄膜１４下に延びるだけでな
く、フローティング単結晶薄膜１４を形成する方向と逆
の方向にも異方性エッチングが進み、周辺にも空隙１６
が形成されてしまう。FIG. 8 shows the above-mentioned "Free standing single-cry".
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the steps of the method for forming a floating single crystal thin film described in “Sstal silicon microstructures”. In FIG. 8 as well, a supporting portion or the like for supporting the floating single crystal thin film is omitted, and the supporting portion for supporting the floating single crystal thin film 14 does not appear in the cross section shown in FIG. FIG. 8A shows a plane orientation (111).
The groove 11 is formed on the N-type silicon single crystal substrate 10 by dry etching, the surface thereof is covered with an oxide film 12, and the oxide film 12 in the region 13 at the bottom of the groove 11 is removed. The oxide film 12 formed here is used for KOH performed thereafter.
It acts as an etching mask during anisotropic etching with an aqueous solution. FIG. 8B is a cross-sectional view at the stage when the formation of the floating single crystal thin film 14 is completed. Oxide film 12
The region 10 at the bottom of the groove 11 from which is removed is etched with a KOH aqueous solution which is an anisotropic etching solution to obtain the substrate 10.
Is removed to form a void 15 to form a floating single crystal thin film 14 of silicon. At this time, void 1
5 not only extends under the floating single crystal thin film 14, but also anisotropic etching progresses in a direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film 14 is formed, and a void 16 is formed in the periphery.
Is formed.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、前記
各従来技術によりフローティング単結晶薄膜を形成する
と、フローティング単結晶薄膜下に空隙が延びるだけで
なく、フローティング単結晶薄膜を形成する方向と逆の
方向にもエッチングが進み、周辺にも空隙が形成されて
しまう。この様子を図８（ｂ）を参照して詳細に説明す
ると、溝１１の底部の領域１３の右端からフローティン
グ単結晶薄膜１４の中心までの距離Ｌ２と同じ距離Ｌ１
だけ領域１３の左端から空隙１６が形成される。このＬ
１に相当する空隙１６が、不要の空隙に当たる。この空
隙１６は、単結晶基板に作成するフローティング単結晶
薄膜が１個であったり、複数であっても集積度を上げよ
うとしなければ、問題でない。しかし、複数のフローテ
ィング単結晶薄膜構造を１素子（装置、デバイス）上に
集積しようとする場合、特にデザインルールを微細化し
その集積度を上げようとすると、前記空隙１６が大きな
問題となり、フローティング単結晶薄膜を有する装置の
集積度を上げることができないことが判明した。As described above, when the floating single crystal thin film is formed by each of the above-mentioned prior arts, not only the void extends below the floating single crystal thin film, but also the direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film is formed is formed. Etching progresses in the direction of, and voids are also formed in the periphery. This state will be described in detail with reference to FIG. 8B. The same distance L1 as the distance L2 from the right end of the region 13 at the bottom of the groove 11 to the center of the floating single crystal thin film 14.
The void 16 is formed only from the left end of the region 13. This L
The void 16 corresponding to 1 corresponds to an unnecessary void. This void 16 is not a problem even if the number of floating single crystal thin films formed on the single crystal substrate is one or a plurality of floating single crystal thin films are provided unless the degree of integration is increased. However, when a plurality of floating single crystal thin film structures are to be integrated on one element (device, device), especially when trying to increase the degree of integration by design rule miniaturization, the void 16 becomes a big problem, and the floating single crystal structure becomes a problem. It was found that the degree of integration of the device having the crystal thin film cannot be increased.
【０００９】例えば、近年、赤外線撮像素子として、冷
却機構が不要である熱型赤外線撮像素子の需要が大きく
なっている。フローティング単結晶薄膜に形成したショ
ットキー接合の温度特性を利用した赤外線センサは感度
が良いため、高感度の非冷却赤外線撮像素子を形成でき
る可能性が有る。しかし、非冷却赤外線撮像素子では、
例えば、画素ピッチ５０μｍで、数万個以上の画素を２
次元的に配列することが必要である。ところが、前述し
た従来技術によるフローティング単結晶薄膜の形成方法
では、異方性エッチングによる空隙の延びが断面で左右
対称であるため、５０μｍの間隔に２５μｍ幅のフロー
ティング単結晶薄膜を形成するためにフローティング単
結晶薄膜形成予定領域の両側から異方性エッチングを行
ったとしても、不要の空隙が画素間方向にそれぞれ１
２．５μｍ延びる。すると、隣接画素からも同様に不要
の空隙が延びてくるためフローティング単結晶薄膜を支
える支柱を形成できない。従って、前述した従来技術で
は、５０μｍの画素ピッチで、フローティング単結晶薄
膜横幅２５μｍの非冷却赤外線撮像素子を形成できなか
った。熱型赤外線撮像素子は、さらに多画素化が要求さ
れており、画素ピッチを小さくする必要があるが、先に
述べたように、従来のフローティング単結晶薄膜形成方
法では、ますます実現が不可能である。For example, in recent years, there has been a growing demand for a thermal infrared image pickup device which does not require a cooling mechanism as an infrared image pickup device. Since the infrared sensor utilizing the temperature characteristics of the Schottky junction formed in the floating single crystal thin film has high sensitivity, there is a possibility that a high-sensitivity uncooled infrared imaging device can be formed. However, in the uncooled infrared image sensor,
For example, with a pixel pitch of 50 μm, 2
It is necessary to arrange in a dimension. However, in the above-described method of forming a floating single crystal thin film according to the related art, since the void extension due to anisotropic etching is bilaterally symmetrical, the floating single crystal thin film having a width of 25 μm is formed at intervals of 50 μm. Even if anisotropic etching is performed from both sides of the area where the single crystal thin film is to be formed, unnecessary voids are formed in the pixel-to-pixel direction.
It extends by 2.5 μm. Then, an unnecessary void similarly extends from the adjacent pixel, so that the pillar supporting the floating single crystal thin film cannot be formed. Therefore, in the above-mentioned conventional technique, it was not possible to form an uncooled infrared imaging device having a horizontal width of 25 μm in the floating single crystal thin film with a pixel pitch of 50 μm. The thermal infrared imaging device is required to have more pixels, and it is necessary to reduce the pixel pitch, but as mentioned above, it is more and more impossible to realize with the conventional floating single crystal thin film formation method. Is.
【００１０】そして、このような事情は、熱型赤外線撮
像素子のみならず、フローティング単結晶薄膜を用いた
種々の装置（デバイス）についても同様である。[0010] Such a situation applies not only to the thermal type infrared imaging device but also to various devices using a floating single crystal thin film.
【００１１】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、異方性エッチングで形成する空隙がフローティング
単結晶薄膜の周辺に延びるのを阻止してフローティング
単結晶薄膜下のみに形成することができ、ひいては集積
度を高めることができるフローティング単結晶薄膜の形
成方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to prevent the voids formed by anisotropic etching from extending to the periphery of the floating single crystal thin film and to form only under the floating single crystal thin film. It is an object of the present invention to provide a method for forming a floating single crystal thin film, which is capable of increasing the integration degree.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の態様によるフローティング単結晶薄
膜の形成方法は、異方性エッチングに対してエッチング
速度が最も遅い結晶面を表面とする単結晶基板を用い、
該単結晶基板にその一部からなるフローティング単結晶
薄膜を形成する方法において、フローティング単結晶薄
膜の形成予定領域の外周に位置し前記異方性エッチング
ではほとんどエッチングされない第１の領域、該第１の
領域の外側に位置し前記異方性エッチングを開始するた
めのエッチング開始用溝、及び、該エッチング開始用溝
の外側に位置し前記異方性エッチングではほとんどエッ
チングされない第２の領域を、前記単結晶基板に形成す
る第１の工程と、前記異方性エッチングにより前記エッ
チング開始用溝から前記単結晶基板の一部をエッチング
除去して前記フローティング単結晶薄膜を形成する第２
の工程と、を備え、前記第２の領域の深さを前記第１の
領域の深さよりも深くしたものである。In order to solve the above problems, the method for forming a floating single crystal thin film according to the first aspect of the present invention is such that a crystal plane having the slowest etching rate with respect to anisotropic etching is used as a surface. Using a single crystal substrate
In the method of forming a floating single crystal thin film, which is a part thereof, on the single crystal substrate, a first region located on the outer periphery of a region where the floating single crystal thin film is to be formed and hardly etched by the anisotropic etching, An etching start groove located outside the region for starting the anisotropic etching, and a second region located outside the etching start groove and being hardly etched by the anisotropic etching, A first step of forming the single crystal substrate, and a second step of forming the floating single crystal thin film by etching away a part of the single crystal substrate from the etching start groove by the anisotropic etching.
And the step of making the depth of the second region deeper than the depth of the first region.
【００１３】この第１の態様によれば、前記第２の領域
の深さを前記第１の領域の深さよりも深くしているの
で、エッチング開始用溝から異方性エッチングを行って
も、フローティング単結晶薄膜を形成する方向と逆の方
向のその異方性エッチングの進行が第２の領域により阻
止され、フローティング単結晶薄膜の周辺には空隙が形
成されない。このため、前記第１の態様による形成方法
を用いれば、フローティング単結晶薄膜を有する装置の
集積度を上げることができる。According to the first aspect, since the depth of the second region is deeper than the depth of the first region, even if anisotropic etching is performed from the etching start groove, The progress of the anisotropic etching in the direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film is formed is blocked by the second region, and no void is formed around the floating single crystal thin film. Therefore, if the forming method according to the first aspect is used, the degree of integration of the device having the floating single crystal thin film can be increased.
【００１４】本発明の第２の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第１の態様による形成方
法において、前記第２の領域が前記エッチング開始用溝
の底部分の少なくとも一部に及んでいるものである。A method for forming a floating single crystal thin film according to a second aspect of the present invention is the method for forming a floating single crystal thin film according to the first aspect, wherein the second region extends to at least a part of a bottom portion of the etching start groove. It is something that
【００１５】前記第１の態様においてエッチング開始用
溝の深さが第２の領域の深さより浅ければ何ら問題がな
いが、例えば、エッチング開始用溝の深さが第２の領域
の深さと同程度であれば、エッチング開始用溝から異方
性エッチングを行ったときに、フローティング単結晶薄
膜を形成する方向と逆の方向にその異方性エッチングが
わずかながら進行するおそれが生じてくる。この点、前
記第２の態様によれば、第２の領域が前記エッチング開
始用溝の底部分の少なくとも一部に及んでいるので、そ
のような可能性が全くなくなり、より確実にフローティ
ング単結晶薄膜を形成する方向と逆の方向の異方性エッ
チングの進行を阻止することができる。In the first aspect, there is no problem if the depth of the etching start groove is shallower than the depth of the second region. For example, the depth of the etching start groove is equal to the depth of the second region. When the thickness is about the same, when anisotropic etching is performed from the etching start groove, the anisotropic etching may slightly progress in a direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film is formed. In this regard, according to the second aspect, since the second region extends to at least a part of the bottom portion of the etching start groove, such a possibility is completely eliminated, and the floating single crystal is more surely removed. It is possible to prevent the progress of anisotropic etching in the direction opposite to the direction in which the thin film is formed.
【００１６】本発明の第３の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第１又は第２の態様によ
る形成方法において、前記第１の工程が、前記第１の領
域の形成予定領域付近において前記単結晶基板に第１の
溝を形成し、該第１の溝を用いて前記第１の領域を形成
する工程を含むものである。A method for forming a floating single crystal thin film according to a third aspect of the present invention is the method for forming a floating single crystal thin film according to the first or the second aspect, wherein the first step is in the vicinity of an area where the first area is to be formed. In the step of forming a first groove in the single crystal substrate, and forming the first region using the first groove.
【００１７】本発明の第４の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第３の態様による形成方
法において、前記第１の領域を形成する前記工程が、前
記第１の溝から前記第１の領域を形成するための不純物
を熱拡散する工程を含むものである。A method for forming a floating single crystal thin film according to a fourth aspect of the present invention is the method for forming a floating single crystal thin film according to the third aspect, wherein the step of forming the first region includes the step of forming the first region from the first groove. This includes a step of thermally diffusing the impurities for forming the region 1.
【００１８】本発明の第５の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第３の態様による形成方
法において、前記第１の領域を形成する前記工程が、前
記第１の溝の内壁を酸化して酸化膜を形成する工程を含
むものである。In the method for forming a floating single crystal thin film according to the fifth aspect of the present invention, in the forming method according to the third aspect, the step of forming the first region forms an inner wall of the first groove. It includes a step of oxidizing to form an oxide film.
【００１９】本発明の第６の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第１乃至第５のいずれか
の態様による形成方法において、前記第１の工程が、前
記第２の領域の形成予定領域付近において前記単結晶基
板に第２の溝を形成し、該第２の溝を用いて前記第２の
領域を形成する工程を含むものである。A method for forming a floating single crystal thin film according to a sixth aspect of the present invention is the method for forming a floating single crystal thin film according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first step is the formation of the second region. The method includes a step of forming a second groove in the single crystal substrate in the vicinity of a predetermined area and forming the second area by using the second groove.
【００２０】本発明の第７の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第６の態様による形成方
法において、前記第２の領域を形成する前記工程が、前
記第２の溝から前記第２の領域を形成するための不純物
を熱拡散する工程を含むものである。A method of forming a floating single crystal thin film according to a seventh aspect of the present invention is the method of forming the floating single crystal thin film according to the sixth aspect, wherein the step of forming the second region includes the step of forming the second region from the second groove. It includes a step of thermally diffusing the impurities for forming the second region.
【００２１】本発明の第８の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第６の態様による形成方
法において、前記第２の領域を形成する前記工程が、前
記第２の溝の内壁を酸化して酸化膜を形成する工程を含
むものである。According to an eighth aspect of the present invention, in the method for forming a floating single crystal thin film according to the sixth aspect, in the step of forming the second region, the inner wall of the second groove is formed. It includes a step of oxidizing to form an oxide film.
【００２２】前記第１及び第２の態様では、例えば、単
結晶基板に溝を形成せずに不純物を熱拡散することによ
り第１の領域や第２の領域を形成してもよいが、この場
合には不純物拡散による横方向の不純物拡がりが比較的
大きくならざるを得ない。この点、前記第３及び第６の
態様によれば、単結晶基板に溝を形成し、該溝を用いて
第１の領域や第２の領域を形成しているので、第１の領
域や第２の領域の横方向の寸法を小さく抑えることがで
きる。したがって、より微細なデザインルールでフロー
ティング単結晶薄膜を形成できる。In the first and second aspects, for example, the first region and the second region may be formed by thermally diffusing impurities without forming a groove in the single crystal substrate. In this case, the lateral impurity spread due to the impurity diffusion must be relatively large. In this respect, according to the third and sixth aspects, since the groove is formed in the single crystal substrate and the groove is used to form the first region and the second region, the first region and the second region are formed. The lateral dimension of the second region can be kept small. Therefore, the floating single crystal thin film can be formed with a finer design rule.
【００２３】そして、溝を用いた第１の領域や第２の領
域の形成の具体的な方法として、前記第４及び第７の態
様のように、溝から不純物を熱拡散してもよい。この場
合、溝から不純物を熱拡散しているので、不純物拡散に
よる横方向の不純物拡がりを大きくすることなく第１の
領域や第２の領域を形成することができる。また、溝を
用いた第１の領域や第２の領域の形成の具体的な方法と
して、前記第５及び第８の態様のように、溝の内壁を酸
化して酸化膜を形成してもよい。As a specific method of forming the first region and the second region using the groove, impurities may be thermally diffused from the groove as in the fourth and seventh aspects. In this case, since the impurities are thermally diffused from the groove, the first region and the second region can be formed without increasing the lateral impurity spread due to the impurity diffusion. As a specific method of forming the first region and the second region using the groove, the inner wall of the groove may be oxidized to form an oxide film as in the fifth and eighth aspects. Good.
【００２４】本発明の第９の態様によるフローティング
単結晶薄膜の形成方法は、前記第３乃至第８の態様によ
る形成方法において、前記第１の工程が、前記熱拡散後
に前記溝を所定材料で略々埋め戻す工程を更に含むもの
である。なお、この埋め戻しは、例えば、溝表面のシリ
コンを酸化することにより、あるいは溝をＣＶＤ法など
によりシリコン酸化物で埋め戻すことにより、またはこ
れらを組み合わせることにより、行うことができる。ま
た、前記所定の材料は、前記異方性エッチングではほと
んどエッチングされない材料であることが望ましい。A method for forming a floating single crystal thin film according to a ninth aspect of the present invention is the method for forming a floating single crystal thin film according to the third to eighth aspects, wherein in the first step, the groove is made of a predetermined material after the thermal diffusion. It further includes a step of substantially backfilling. This backfilling can be performed, for example, by oxidizing the silicon on the surface of the groove, by backfilling the groove with silicon oxide by the CVD method, or by a combination thereof. Further, it is desirable that the predetermined material is a material that is hardly etched by the anisotropic etching.
【００２５】前記第３乃至第８の態様において、前記溝
をそのまま放置して次の工程においてフォトリソ技術に
よるフォトレジストのパターニングを行うような場合に
は、そのパターニング等の精度が低下してしまう。この
点、前記第９の態様によれば、前記溝を所定材料で埋め
戻しているので、前記パターニング等の精度を確保する
ことができ、したがって、より微細なデザインルールで
フローティング単結晶薄膜を形成できる。In the third to eighth aspects, when the groove is left as it is and the photoresist is patterned by the photolithography technique in the next step, the accuracy of the patterning and the like is deteriorated. In this respect, according to the ninth aspect, since the groove is backfilled with a predetermined material, the accuracy of the patterning or the like can be ensured, and thus the floating single crystal thin film is formed by a finer design rule. it can.
【００２６】本発明の第１０の態様によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法は、前記第１又は第２の態様に
よる形成方法において、前記第１の工程が、前記第１の
領域の形成予定領域を含む領域及び前記第２の領域の形
成予定領域を含む領域のうちの一方又は両方に、イオン
注入法により、前記第１の領域及び前記第２の領域のう
ちの対応する領域を形成するための不純物を拡散する工
程を含むものである。A method for forming a floating single crystal thin film according to a tenth aspect of the present invention is the method for forming a floating single crystal thin film according to the first or second aspect, wherein the first step is to form a region to be formed in the first region. For forming a corresponding region of the first region and the second region by ion implantation in one or both of the region including the region and the region in which the second region is to be formed It includes a step of diffusing impurities.
【００２７】この第１０の態様によれば、不純物拡散に
よる横方向の不純物拡がりを大きくすることなく第１の
領域及び第２の領域の一方又は両方を形成することがで
き、したがって、より微細なデザインルールでフローテ
ィング単結晶薄膜を形成できる。According to the tenth aspect, one or both of the first region and the second region can be formed without increasing the lateral impurity spread due to the impurity diffusion, and therefore a finer pattern can be formed. A floating single crystal thin film can be formed according to the design rule.
【００２８】本発明の第１１の態様によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法は、前記第１又は第２の態様に
よる形成方法において、前記第１の工程が、前記第１の
領域の形成予定領域を含む領域及び前記第２の領域の形
成予定領域を含む領域に前記異方性エッチングではほと
んどエッチングされない領域を形成する工程と、当該ほ
とんどエッチングされない領域の一部を少なくともエッ
チング除去することにより、前記エッチング開始用溝を
形成する工程と、を含むものである。なお、この第１１
の態様は、前記第３乃至第１０のいずれの態様とも組み
合わせることができる。A method for forming a floating single crystal thin film according to an eleventh aspect of the present invention is the method for forming a floating single crystal thin film according to the first or second aspect, wherein the first step is to form a region in which the first region is to be formed. A step of forming a region that is hardly etched by the anisotropic etching in a region including a region including the region and a region where the second region is to be formed, and the etching by removing at least a part of the region that is hardly etched. And a step of forming a start groove. In addition, this 11th
The aspect (4) can be combined with any of the third to tenth aspects.
【００２９】この第１１の態様によれば、第１及び第２
の領域の形成予定領域を含む領域にほとんどエッチング
されない領域を一旦形成した後に、エッチング開始用溝
を形成する際に当該ほとんどエッチングされない領域の
一部を除去しているので、第１の領域の形成予定領域を
含むほとんどエッチングされない領域と第２の領域の形
成予定領域を含むほとんどエッチングされない領域とを
隣接してあるいは重なり合って形成することができ、第
１及び第２の領域の横方向の寸法を小さくすることがで
きる。このため、より微細なデザインルールでフローテ
ィング単結晶薄膜を形成できる。According to this eleventh aspect, the first and second
After forming a region that is hardly etched in a region including the region to be formed, the first region is formed because a part of the region that is hardly etched is removed when the groove for etching start is formed. A region that is hardly etched including a planned region and a region that is hardly etched including a planned region for the second region can be formed adjacent to or overlapping with each other, and the lateral dimension of the first and second regions can be determined. Can be made smaller. Therefore, the floating single crystal thin film can be formed with a finer design rule.
【００３０】本発明の第１２の態様によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法は、前記第１乃至第１１のいず
れかの態様による形成方法において、前記単結晶基板が
シリコン単結晶基板であり、第１の領域及び第２の領域
が、不純物拡散領域、あるいはシリコン酸化物、あるい
は不純物拡散領域とシリコン酸化物との組み合わせから
なるものである。もっとも、前記第１乃至第１１の態様
においては、単結晶基板、第１の領域及び第２の領域
は、これらに限定されるものではない。A method for forming a floating single crystal thin film according to a twelfth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the single crystal substrate is a silicon single crystal substrate. The region and the second region are made of an impurity diffusion region or silicon oxide, or a combination of the impurity diffusion region and silicon oxide. However, in the first to eleventh aspects, the single crystal substrate, the first region and the second region are not limited to these.
【００３１】[0031]
【発明の実施の形態】以下、本発明によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法について、図面を参照して説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A method for forming a floating single crystal thin film according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００３２】まず、本発明の第１の実施の形態によるフ
ローティング単結晶薄膜の形成方法について、図１及び
図２を参照して説明する。First, a method of forming a floating single crystal thin film according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００３３】図１は、本実施の形態による形成方法を用
いて形成したフローティング単結晶薄膜にショットキー
サーミスタを形成して構成した、熱型赤外線センサの単
位画素を示す図であり、図１（ａ）はその概略平面図、
図１（ｂ）は図１（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿った概略断面
図である。また、図２は本実施の形態による形成方法の
工程を示す概略断面図であり、図１（ｂ）に対応してい
る。なお、図１及び図２において、同一又は対応する要
素には同一符号を付している。FIG. 1 is a diagram showing a unit pixel of a thermal infrared sensor, which is formed by forming a Schottky thermistor on a floating single crystal thin film formed by the forming method according to this embodiment. a) is a schematic plan view thereof,
FIG. 1B is a schematic sectional view taken along line I-I in FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the steps of the forming method according to this embodiment, which corresponds to FIG. 1 and 2, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals.
【００３４】図１において、２０は基板としての面方位
（１１１）のＮ型（不純物濃度約１×１０16／ｃｍ3）
シリコン単結晶基板、２１は該シリコン単結晶基板２０
に形成されたその一部からなるフローティング単結晶薄
膜、２２はフローティング単結晶薄膜２１の外周に形成
された第１の領域としての例えばボロン拡散領域（不純
物濃度約２×１０20／ｃｍ3）のＰ型の高濃度不純物拡
散領域、２３は不純物拡散領域２２の外側に形成された
エッチング開始用溝であってフローティング単結晶薄膜
２１下に空隙２４を形成するための異方性エッチングを
開始するためのエッチング開始用溝、２５はエッチング
開始用溝２３の外側に形成された第２の領域としての例
えばボロン拡散領域（不純物濃度約２×１０20／ｃ
ｍ3）のＰ型の高濃度不純物拡散領域である。不純物拡
散領域２５の深さは不純物拡散領域２２の深さより深
く、また、不純物拡散領域２５はエッチング開始用溝２
３の底部分の一部に及んでいる。In FIG. 1, 20 is an N type having a plane orientation (111) as a substrate (impurity concentration of about 1 × 10 16 / cm 3 ).
Silicon single crystal substrate, 21 is the silicon single crystal substrate 20
And a floating single crystal thin film 22 which is a part of the floating single crystal thin film formed on the outer periphery of the floating single crystal thin film 21 and is, for example, a boron diffusion region (impurity concentration of about 2 × 10 20 / cm 3 ) as the first region. A P-type high-concentration impurity diffusion region 23 is an etching start groove formed outside the impurity diffusion region 22 for starting anisotropic etching for forming a void 24 under the floating single crystal thin film 21. , 25 is a boron diffusion region (impurity concentration of about 2 × 10 20 / c) as a second region formed outside the etching start groove 23.
m 3 ) is a P-type high-concentration impurity diffusion region. The depth of the impurity diffusion region 25 is deeper than the depth of the impurity diffusion region 22, and the impurity diffusion region 25 has the etching start groove 2
It extends to a part of the bottom part of 3.
【００３５】また、図１に示す例では、フローティング
単結晶薄膜２１にショットキーサーミスタが形成され、
熱型赤外線センサが構成されている。すなわち、図１に
おいて、２６はフローティング単結晶薄膜２１上に白金
からなる薄膜が成膜されて形成された白金シリサイド、
２７はＰ-拡散領域からなるガードリングである。フロ
ーティング単結晶薄膜２１のシリコンと白金シリサイド
２６とにより、ショットキー接合が形成されている。ま
た、２８は該ショットキー接合の一方の側に対する配線
を行う金属配線、２９は前記ショットキー接合の他方の
側に対する配線を行う金属配線、３０は図示しないコン
タクトホールを介して金属配線２８にオーミックコンタ
クトがとられたＰ+拡散領域である。なお、３１はシリ
コン酸化膜である。なお、図面には示していないが、白
金シリサイド２６の上方には、赤外線吸収膜が成膜され
ている。この熱型赤外線センサは、赤外線を前記赤外線
吸収膜で熱に変換し、前記ショットキー接合の逆方向電
流又は順方向電流の温度依存性により赤外線を検出する
高感度の非冷却赤外線センサ（又は非冷却赤外線撮像装
置）である。In the example shown in FIG. 1, a Schottky thermistor is formed on the floating single crystal thin film 21,
A thermal infrared sensor is constructed. That is, in FIG. 1, 26 is a platinum silicide formed by forming a thin film of platinum on the floating single crystal thin film 21,
27 is a guard ring composed of a P − diffusion region. A Schottky junction is formed by the silicon of the floating single crystal thin film 21 and the platinum silicide 26. Further, 28 is a metal wiring for wiring to one side of the Schottky junction, 29 is a metal wiring for wiring to the other side of the Schottky junction, and 30 is an ohmic contact with the metal wiring 28 via a contact hole (not shown). This is the P + diffusion region which is contacted. Incidentally, 31 is a silicon oxide film. Although not shown in the drawing, an infrared absorbing film is formed above the platinum silicide 26. This thermal infrared sensor is a high-sensitivity uncooled infrared sensor (or non-cooling infrared sensor that converts infrared rays into heat by the infrared absorption film and detects infrared rays by the temperature dependence of the reverse current or forward current of the Schottky junction. Cooling infrared imaging device).
【００３６】次に、図１に示す赤外線センサを形成する
のに用いられる本実施の形態によるフローティング単結
晶薄膜の形成方法について、図２を参照して説明する。
以下に説明する例は、基板として面方位（１１１）のＮ
型（不純物濃度約１×１０16／ｃｍ3）シリコン単結晶
基板２０を用い、平面積が３０μｍ×３０μｍで厚さが
２μｍのフローティング単結晶薄膜２１を形成する例で
ある。Next, a method of forming the floating single crystal thin film according to the present embodiment used for forming the infrared sensor shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
In the example described below, the substrate has an N of plane direction (111).
This is an example of forming a floating single crystal thin film 21 having a plane area of 30 μm × 30 μm and a thickness of 2 μm using a type (impurity concentration of about 1 × 10 16 / cm 3 ) silicon single crystal substrate 20.
【００３７】図２（ａ）は、シリコン単結晶基板２０
に、図１（ａ）中の第２の領域としての不純物拡散領域
２５の予定領域を含む領域に、ボロン等の不純物を拡散
したＰ型の不純物拡散領域２５ａを形成した段階であ
る。その不純物濃度としては約２×１０20／ｃｍ3で、
その接合深さはこの後に加えられる熱処理を含め最終的
に約６μｍとなる。不純物の導入方法としては、気相拡
散や固相拡散などの熱拡散あるいはイオン注入法のいず
れでも可能である。なお、イオン注入に関しては、後
に、図３を参照して詳述する。なお、図２（ａ）中、３
１はシリコン酸化膜である。FIG. 2A shows a silicon single crystal substrate 20.
1A is a stage in which a P-type impurity diffusion region 25a in which an impurity such as boron is diffused is formed in a region including a predetermined region of the impurity diffusion region 25 as the second region in FIG. The impurity concentration is about 2 × 10 20 / cm 3 ,
The junction depth is finally about 6 μm including the heat treatment applied thereafter. The impurities can be introduced by either thermal diffusion such as vapor phase diffusion or solid phase diffusion, or ion implantation. The ion implantation will be described later in detail with reference to FIG. In addition, in FIG.
1 is a silicon oxide film.
【００３８】次に、図１（ａ）中の第１の領域としての
不純物拡散領域２２の予定領域を含む領域に、ボロン等
の不純物を拡散したＰ型の高濃度不純物拡散領域２２ａ
を形成する。その様子を図２（ｂ）に示す。本実施の形
態では、不純物拡散領域２５ａより約２μｍ離してＰ型
の高濃度不純物拡散領域２２ａが形成される。不純物拡
散領域２２ａは、不純物濃度が約２×１０20／ｃｍ
3で、接合深さはこの後に加えられる熱処理を含め最終
的に約２μｍとなるようにする。Next, a P-type high-concentration impurity diffusion region 22a in which an impurity such as boron is diffused in a region including a predetermined region of the impurity diffusion region 22 as the first region in FIG. 1A.
To form This is shown in FIG. 2 (b). In this embodiment, the P-type high-concentration impurity diffusion region 22a is formed at a distance of about 2 μm from the impurity diffusion region 25a. The impurity diffusion region 22a has an impurity concentration of about 2 × 10 20 / cm 2.
At 3 , the junction depth should be about 2 μm finally, including the subsequent heat treatment.
【００３９】そして、拡散領域２５ａ（第２の領域を含
む）に５μｍ、拡散領域２２ａ（第１の領域を含む）に
２μｍ重複するように、フォトレジスト（図示せず）を
マスクに、公知の異方性ドライエッチング（例えばリア
クティブイオンエッチング法など）により、シリコン酸
化膜３１及びシリコン単結晶基板２０を深さ４μｍまで
エッチングして、エッチング開始用溝２３を形成した段
階の断面図を図２（ｃ）に示す。このエッチング開始用
溝２３の形成により残った不純物拡散領域２５ａ部分及
び不純物拡散領域２２ａの部分が、それぞれ図１（ｂ）
中の不純物拡散領域２５（第２の領域）及び不純物拡散
領域２２（第１の領域）となる。なお、図２（ｃ）は、
フローティング単結晶薄膜１の形成予定領域の左側の領
域を示している。エッチング開始用溝２３の深さは、拡
散領域２２ａの深さよりも深くされるととともに、拡散
領域２５ａの深さよりも浅くされている。エッチング開
始用溝２３の深さと拡散領域２２ａの深さとの差は、こ
の後行う異方性エッチングが的確に進行する間隔で決ま
る。また、この差が、フローティング単結晶薄膜２１と
単結晶基板２０との間の空隙２４の間隔を決める。エッ
チング開始用溝２３の深さと拡散領域２５ａの深さとの
差は、ＫＯＨ水溶液などによる異方性エッチングが外周
部に（図２（ｃ）中では左側方向に）広がらない様に決
める。これら２つの値は、当然のことながら、プロセス
のバラツキを考慮して決める。Then, using a photoresist (not shown) as a mask, the diffusion region 25a (including the second region) and the diffusion region 22a (including the first region) are overlapped by 5 μm and 2 μm, respectively. 2A and 2B are cross-sectional views at a stage where the etching start groove 23 is formed by etching the silicon oxide film 31 and the silicon single crystal substrate 20 to a depth of 4 μm by anisotropic dry etching (eg, reactive ion etching method). It shows in (c). The impurity diffusion region 25a portion and the impurity diffusion region 22a portion left by the formation of the etching start groove 23 are respectively shown in FIG.
It becomes the impurity diffusion region 25 (second region) and the impurity diffusion region 22 (first region) therein. In addition, FIG.
The region on the left side of the region where the floating single crystal thin film 1 is to be formed is shown. The depth of the etching start groove 23 is made deeper than the depth of the diffusion region 22a and shallower than the depth of the diffusion region 25a. The difference between the depth of the etching start groove 23 and the depth of the diffusion region 22a is determined by the interval at which the anisotropic etching to be performed thereafter proceeds properly. Further, this difference determines the interval of the void 24 between the floating single crystal thin film 21 and the single crystal substrate 20. The difference between the depth of the etching start groove 23 and the depth of the diffusion region 25a is determined so that anisotropic etching with a KOH aqueous solution or the like does not spread to the outer peripheral portion (leftward in FIG. 2C). Naturally, these two values are determined in consideration of process variations.
【００４０】最後に、ＫＯＨ水溶液などにより異方性エ
ッチングを行い、エッチング開始用溝２３から単結晶基
板２０の一部をエッチング除去する。これにより、図１
（ｂ）に示すように、空隙２４が形成され、フローティ
ング単結晶薄膜２１の形成が完了する。フローティング
単結晶薄膜２１を形成する方向と逆の方向のこの異方性
エッチングの進行は、不純物拡散領域（第２の領域）２
５により阻止され、図１に示すように、フローティング
単結晶薄膜２１の周辺には空隙が形成されない。このた
め、図１に示すフローティング単結晶薄膜２１を有する
デバイスでは従来に比べて格段に集積度を上げることが
できる。Finally, anisotropic etching is performed with a KOH aqueous solution or the like to partially remove the single crystal substrate 20 from the etching start groove 23. As a result, FIG.
As shown in (b), the void 24 is formed and the formation of the floating single crystal thin film 21 is completed. The progress of this anisotropic etching in the direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film 21 is formed is due to the impurity diffusion region (second region) 2
5, the void is not formed around the floating single crystal thin film 21 as shown in FIG. Therefore, in the device having the floating single crystal thin film 21 shown in FIG. 1, the degree of integration can be remarkably increased as compared with the conventional device.
【００４１】なお、フローティング単結晶薄膜２１に所
望の素子を作り込む段階は、エッチング開始用溝２３を
形成する前に行うことが望ましいが、その説明について
は省略する。The step of forming a desired element in the floating single crystal thin film 21 is preferably performed before forming the etching start groove 23, but the description thereof will be omitted.
【００４２】ここで、図２（ｂ）に示すような不純物拡
散領域２５ａ，２２ａの形成をイオン注入法により行う
具体的な方法の一例について、図３を参照して説明す
る。図３において図２と同一又は対応する要素には同一
符号を付している。An example of a specific method for forming the impurity diffusion regions 25a and 22a as shown in FIG. 2B by the ion implantation method will be described with reference to FIG. 3, the same or corresponding elements as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
【００４３】まず、シリコン単結晶基板２０上に熱酸化
又はＣＶＤ法等により厚さ２．５μｍの厚いシリコン酸
化膜３１を形成する。その後、シリコン酸化膜３１にお
ける不純物拡散領域２５ａに相当する領域に、公知のフ
ォトリソエッチング技術により厚さ約１５００オングス
トロームの薄いシリコン酸化膜３１ａを形成し、厚い酸
化膜３１をマスクとして、ボロンを第１の加速エネルギ
ーとして例えば１０００ｅＶで１×１０16個／ｃｍ2注
入する（図３（ａ））。次に、ボロンを第２の加速エネ
ルギーとして例えば４００ｅＶで１×１０16個／ｃｍ2
注入する（図３（ｂ））。その後、不純物拡散領域２２
ａに相当する領域に、公知のフォトリソエッチング技術
により厚さ約１５００オングストロームの薄いシリコン
酸化膜３１ｂを形成し、厚い酸化膜３１をマスクとし
て、ボロンを第３の加速エネルギーとして例えば１８０
ｅＶで１×１０16個／ｃｍ2注入する（図３（ｃ））。
最後にこの基板をアニールすることにより、不純物拡散
領域２５ａ，２２ａの形成が完了する。First, a thick silicon oxide film 31 having a thickness of 2.5 μm is formed on the silicon single crystal substrate 20 by thermal oxidation or CVD. Then, a thin silicon oxide film 31a having a thickness of about 1500 angstrom is formed by a known photolithographic etching technique in a region corresponding to the impurity diffusion region 25a in the silicon oxide film 31, and the thick oxide film 31 is used as a mask for boron first. As the acceleration energy of, for example, 1 × 10 16 pieces / cm 2 is implanted at 1000 eV (FIG. 3A). Next, boron is used as the second acceleration energy at 1 × 10 16 pieces / cm 2 at 400 eV, for example.
Inject (FIG. 3 (b)). Then, the impurity diffusion region 22
A thin silicon oxide film 31b having a thickness of about 1500 angstroms is formed in a region corresponding to a by a known photolithography etching technique, the thick oxide film 31 is used as a mask, and boron is used as a third acceleration energy of, for example, 180.
Implantation is performed at 1 × 10 16 cells / cm 2 with eV (FIG. 3C).
Finally, the substrate is annealed to complete the formation of the impurity diffusion regions 25a and 22a.
【００４４】前述したように深い不純物拡散領域２５ａ
の形成に際してイオン注入を複数回に分けている理由
は、イオン注入が高加速で１回の場合、ある深さにピー
クを持つ不純物濃度分布となり、そこより浅い領域では
不純物濃度が下がってしまうので、イオン注入を複数回
に分割することにより、合計の不純物濃度を自由にコン
トロールするためである。なお、不純物拡散領域２２ａ
のように浅い不純物拡散領域の形成は１回のイオン注入
により可能である。なお、イオン注入の分割の回数や注
入の加速エネルギーや不純物注入量は前述した例に限定
されるものではないことは、勿論である。また、前述し
た例では、厚い酸化膜３１をマスクとしてイオン注入を
行っているが、例えば、レジスト等をマスクとしてもよ
い。As described above, the deep impurity diffusion region 25a
The reason why the ion implantation is divided into a plurality of times at the time of forming is is that when the ion implantation is performed once with high acceleration, the impurity concentration distribution has a peak at a certain depth, and the impurity concentration decreases in a region shallower than that. This is because the total impurity concentration can be freely controlled by dividing the ion implantation into a plurality of times. The impurity diffusion region 22a
The shallow impurity diffusion region as described above can be formed by performing ion implantation once. Needless to say, the number of times of ion implantation division, the acceleration energy of implantation, and the amount of impurity implantation are not limited to the examples described above. Further, in the above-described example, ion implantation is performed using the thick oxide film 31 as a mask, but, for example, a resist or the like may be used as a mask.
【００４５】次に、本発明の第２の実施の形態によるフ
ローティング単結晶薄膜の形成方法について、図４及び
図５を参照して説明する。図４は、本実施の形態による
形成方法の工程を示す概略断面図である。図５は、本実
施の形態による形成方法の、図４に示す工程に引き続く
工程を示す概略断面図である。Next, a method of forming a floating single crystal thin film according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the steps of the forming method according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 4 of the forming method according to the present embodiment.
【００４６】本実施の形態も、基板として面方位（１１
１）のＮ型（不純物濃度約１×１０16／ｃｍ3）シリコ
ン単結晶基板４０を用い、平面積が３０μｍ×３０μｍ
で厚さが２μｍのフローティング単結晶薄膜４１（シリ
コン単結晶基板４０の一部からなる）を形成する例であ
る。Also in this embodiment, the plane orientation (11
1) N-type (impurity concentration of about 1 × 10 16 / cm 3 ) silicon single crystal substrate 40 is used, and the plane area is 30 μm × 30 μm
Is an example of forming a floating single crystal thin film 41 (made of a part of the silicon single crystal substrate 40) having a thickness of 2 μm.
【００４７】まず、シリコン単結晶基板４０を酸化し、
シリコン酸化膜４２を形成した後、公知のフォトリソ技
術を用いフォトレジスト４３に幅４μｍの開口部４３ａ
を形成する。そして、公知の異方性ドライエッチング
（例えばリアクティブイオンエッチング法など）によ
り、開口部４３ａからシリコン酸化膜４２及びシリコン
単結晶基板４０を深さ４μｍまでエッチングして、溝４
４を形成する（図４（ａ））。この溝４４が、第２の領
域の形成予定領域付近において単結晶基板４０に形成さ
れた溝に相当する。First, the silicon single crystal substrate 40 is oxidized,
After forming the silicon oxide film 42, an opening 43a having a width of 4 μm is formed in the photoresist 43 by using a known photolithography technique.
To form Then, the silicon oxide film 42 and the silicon single crystal substrate 40 are etched to a depth of 4 μm from the opening 43a by known anisotropic dry etching (for example, reactive ion etching method) to form the groove 4
4 is formed (FIG. 4A). The groove 44 corresponds to the groove formed in the single crystal substrate 40 near the region where the second region is to be formed.
【００４８】次に、フォトレジスト４３を剥離洗浄後、
同様のフォトリソ技術を使用し、フォトレジスト４５に
開口部４５ａを形成する。そして、公知の異方性ドライ
エッチング（例えばリアクティブイオンエッチング法な
ど）や緩衝希フッ酸（ＢＨＦ）を用いたウエットエッチ
ングなどにより、開口部４５ａからシリコン酸化膜４２
をエッチングして、シリコン酸化膜４２に開口部４２ａ
を形成する（図４（ｂ））。Next, after peeling and cleaning the photoresist 43,
The opening 45a is formed in the photoresist 45 using the same photolithography technique. Then, the known anisotropic dry etching (for example, reactive ion etching method) or wet etching using buffered dilute hydrofluoric acid (BHF) is used to open the silicon oxide film 42 through the opening 45a.
Are etched to form an opening 42a in the silicon oxide film 42.
Is formed (FIG. 4B).
【００４９】そして、フォトレジスト４５を剥離洗浄
後、例えば気相拡散などの熱拡散により、Ｐ型の高濃度
不純物拡散領域４６，４７を同時に形成する。この段階
の断面図が図４（ｃ）である。不純物濃度としては約２
×１０20／ｃｍ3で、接合深さはこの後に加えられる熱
処理を含め最終的に約２μｍとなる。拡散領域４７が第
１の領域の形成予定領域を含む領域に形成され、拡散領
域４６が第２の形成予定領域を含む領域に形成されてい
る。本実施の形態では、拡散領域４６に接するように拡
散領域４７が形成されている。もっとも、拡散領域４
６，４７は、互いに重なるように形成してもよいし、互
いに間隔をあけるように形成してもよい。After the photoresist 45 is peeled and washed, the P-type high-concentration impurity diffusion regions 46 and 47 are simultaneously formed by thermal diffusion such as vapor phase diffusion. A cross-sectional view at this stage is FIG. The impurity concentration is about 2
At a density of × 10 20 / cm 3 , the junction depth will be about 2 μm finally, including the heat treatment applied thereafter. The diffusion region 47 is formed in a region including the first planned formation region, and the diffusion region 46 is formed in a region including the second planned formation region. In the present embodiment, diffusion region 47 is formed in contact with diffusion region 46. However, diffusion area 4
6, 47 may be formed so as to overlap each other or may be formed so as to be spaced from each other.
【００５０】そして、この不純物拡散工程を酸化性雰囲
気で行うことにより、拡散領域４６，４７の表面にシリ
コン酸化膜（このシリコン酸化膜はシリコン酸化膜４２
と連続することになるので、以下、同一符号「４２」で
参照する）を形成する。その後、溝４４を埋め戻す様に
平坦化処理を行う。埋め込む材料としては、例えば、ス
ピンオンガラス（ＳＯＧ）やＣＶＤ法によるシリコン酸
化膜４８を用いることができる。次いで、溝４４（した
がって、拡散領域４６（第２の領域を含む））に２μ
ｍ、拡散領域４７（第１の領域を含む）に２μｍ重複す
るように開口部４９ａを有するフォトレジスト４９を公
知のフォトリソ手法により形成する。この段階を図５
（ａ）に示す。By performing this impurity diffusion step in an oxidizing atmosphere, a silicon oxide film (this silicon oxide film is the silicon oxide film 42) is formed on the surfaces of the diffusion regions 46 and 47.
Therefore, the same reference numeral “42” is hereinafter referred to). After that, a flattening process is performed so that the groove 44 is filled back. As the filling material, for example, spin-on glass (SOG) or a silicon oxide film 48 formed by the CVD method can be used. Then, 2 μ in the groove 44 (and thus the diffusion region 46 (including the second region)).
A photoresist 49 having an opening 49a so as to overlap the diffusion region 47 (including the first region) by 2 μm is formed by a known photolithography method. This stage is shown in Figure 5.
(A).
【００５１】その後、レジスト４９をマスクに、公知の
異方性ドライエッチング（例えばリアクティブイオンエ
ッチング法など）により、シリコン酸化膜４２及びシリ
コン単結晶基板４０、溝４４を埋め込んだシリコン酸化
物４８を深さ４μｍまでエッチングして、エッチング開
始用溝５０を形成し、レジスト４９を剥離洗浄する（図
５（ｂ））。なお、この異方性エッチングにおいては、
シリコン単結晶のエッチングレートとシリコン酸化膜４
２，４８のエッチングレートとをほぼ等しくなるように
することが望ましい。このエッチング開始用溝５０の形
成により残った、拡散領域４６とシリコン酸化膜４８と
それらの間のシリコン酸化膜４２の一部とが、第２の領
域となる。また、エッチング開始用溝５０の形成により
残った、拡散領域４７とその上側のシリコン酸化膜４２
の一部及びシリコン酸化膜４８の一部とが、第１の領域
となる。エッチング開始用溝５０の深さは、拡散領域４
７の深さよりも深くされるととともに、拡散領域４６の
深さよりも浅くされている。エッチング開始用溝５０の
深さと拡散領域４７の深さの差は、この後行う異方性エ
ッチングが的確に進行する間隔で決まる。また、この差
が、フローティング単結晶薄膜４１と単結晶基板４０と
の間の空隙５１の間隔を決める。エッチング開始用溝５
０の深さと拡散領域４６の深さの差は、ＫＯＨ水溶液な
どによる異方性エッチングが外周部（図５（ｂ）中では
左側方向）に広がらない様に決められる。これら２つの
値は、当然のことながら、プロセスのバラツキを考慮し
て決める。Then, using the resist 49 as a mask, the silicon oxide film 42, the silicon single crystal substrate 40, and the silicon oxide 48 in which the groove 44 is buried are formed by known anisotropic dry etching (eg, reactive ion etching method). Etching is performed to a depth of 4 μm to form an etching start groove 50, and the resist 49 is peeled and washed (FIG. 5B). In this anisotropic etching,
Silicon single crystal etching rate and silicon oxide film 4
It is desirable that the etching rates of 2, 48 are almost equal. The diffusion region 46, the silicon oxide film 48, and a part of the silicon oxide film 42 between them, which are left by the formation of the etching start groove 50, become the second region. In addition, the diffusion region 47 and the silicon oxide film 42 on the upper side thereof which are left by the formation of the etching start groove 50.
And a part of the silicon oxide film 48 will be the first region. The depth of the etching start groove 50 is set to the diffusion region 4
The depth is made deeper than the depth of 7 and is shallower than the depth of the diffusion region 46. The difference between the depth of the etching start groove 50 and the depth of the diffusion region 47 is determined by the interval at which the anisotropic etching to be performed thereafter proceeds properly. Further, this difference determines the interval of the void 51 between the floating single crystal thin film 41 and the single crystal substrate 40. Etching start groove 5
The difference between the depth of 0 and the depth of the diffusion region 46 is determined so that anisotropic etching with a KOH aqueous solution or the like does not spread to the outer peripheral portion (leftward in FIG. 5B). Naturally, these two values are determined in consideration of process variations.
【００５２】最後に、ＫＯＨ水溶液などにより異方性エ
ッチングを行い、エッチング開始用溝５０から単結晶基
板４０の一部をエッチング除去する。これにより、図５
（ｃ）に示すように、空隙５１が形成され、フローティ
ング単結晶薄膜４１の形成が完了する。フローティング
単結晶薄膜４１を形成する方向と逆の方向のこの異方性
エッチングの進行は、シリコン酸化膜４８と不純物拡散
領域４６とそれらの間のシリコン酸化膜４２の部分とか
らなる前記第２の領域により阻止され、図５（ｃ）に示
すように、フローティング単結晶薄膜４１の周辺には空
隙が形成されない。このため、図２（ｃ）に示すフロー
ティング単結晶薄膜４１を有するデバイスでは従来に比
べて格段に集積度を上げることができる。Finally, anisotropic etching is performed with a KOH aqueous solution or the like to partially remove the single crystal substrate 40 from the etching start groove 50 by etching. As a result, FIG.
As shown in (c), the void 51 is formed, and the formation of the floating single crystal thin film 41 is completed. The progress of this anisotropic etching in the direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film 41 is formed is made up of the second portion consisting of the silicon oxide film 48, the impurity diffusion region 46 and the portion of the silicon oxide film 42 between them. This is blocked by the region, and as shown in FIG. 5C, no void is formed around the floating single crystal thin film 41. Therefore, in the device having the floating single crystal thin film 41 shown in FIG. 2C, the degree of integration can be remarkably increased as compared with the conventional device.
【００５３】なお、図４（ｃ）、図５（ａ）〜図５
（ｃ）は、フローティング単結晶薄膜４１の形成予定領
域の左側の領域を示している。また、図４及び図５では
フローティング単結晶薄膜４１内部に形成された半導体
素子を省略して図示しており、また、図４及び図５に示
す断面にはフローティング単結晶薄膜４１を支持する支
持部は現れていない。Incidentally, FIG. 4 (c), FIG. 5 (a) to FIG.
(C) shows the region on the left side of the region where the floating single crystal thin film 41 is to be formed. 4 and 5, the semiconductor element formed inside the floating single crystal thin film 41 is omitted, and the cross-section shown in FIGS. 4 and 5 supports the floating single crystal thin film 41. The section has not appeared.
【００５４】次に、本発明の第３の実施の形態によるフ
ローティング単結晶薄膜の形成方法について、図６を参
照して説明する。図６は、本実施の形態による形成方法
の工程を示す概略断面図である。Next, a method of forming a floating single crystal thin film according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the steps of the forming method according to the present embodiment.
【００５５】本実施の形態では、第１および第２の領域
の形成予定領域付近においてシリコン単結晶基板６０に
それぞれ溝６３，６２を形成し、溝６３，６２内部のシ
リコン表面を酸化させてシリコン酸化膜６４を形成し、
そのシリコン酸化膜６４を、フローティング単結晶薄膜
６１を形成する際の異方性エッチングのマスク（第１及
び第２の領域）の一部として使用している点に特徴があ
る。In this embodiment, grooves 63 and 62 are formed in the silicon single crystal substrate 60 near the regions where the first and second regions are to be formed, and the silicon surfaces inside the grooves 63 and 62 are oxidized to form silicon. Forming an oxide film 64,
The silicon oxide film 64 is characterized in that it is used as a part of a mask (first and second regions) for anisotropic etching when forming the floating single crystal thin film 61.
【００５６】本実施の形態も、基板として面方位（１１
１）のＮ型（不純物濃度約１×１０16／ｃｍ3）シリコ
ン単結晶基板６０を用い、平面積が３０μｍ×３０μｍ
で厚さが２μｍのフローティング単結晶薄膜６１（シリ
コン単結晶基板６０の一部からなる）を形成する例であ
る。Also in this embodiment, the plane orientation (11
1) N-type (impurity concentration about 1 × 10 16 / cm 3 ) silicon single crystal substrate 60 is used, and the flat area is 30 μm × 30 μm
Is an example of forming a floating single crystal thin film 61 (made of a part of the silicon single crystal substrate 60) having a thickness of 2 μm.
【００５７】まず、公知のフォトリソ・ドライエッチン
グ手法により、第２の領域の形成予定領域付近において
シリコン単結晶基板６０に幅６μｍで深さ６μｍの溝６
２を形成するとともに、第１の領域の形成予定領域付近
として該溝６２から２μｍ離した位置においてシリコン
単結晶基板６０に幅２μｍで深さ２μｍの溝６３を形成
する。溝６２，６３の形成順序は、フォトリソエッチン
グの容易さを考慮して適宜定めればよい。First, a groove 6 having a width of 6 μm and a depth of 6 μm is formed in the silicon single crystal substrate 60 in the vicinity of the region where the second region is to be formed by a known photolithography / dry etching method.
2 is formed, and a groove 63 having a width of 2 μm and a depth of 2 μm is formed in the silicon single crystal substrate 60 at a position 2 μm away from the groove 62 in the vicinity of the formation planned region of the first region. The order of forming the grooves 62 and 63 may be appropriately determined in consideration of the ease of photolithographic etching.
【００５８】溝６２，６３を形成した後、シリコン単結
晶基板６０を高温の酸化性雰囲気にさらすことにより、
溝６２，６３の内壁（本例では、溝６２，６３内部のシ
リコン表面）に数千オングストロームのシリコン酸化膜
６４を成長させる。この工程は、ＣＶＤ法などによるシ
リコン酸化膜のデポジションで置き換えることも、両者
を組み合わせることも可能である。After forming the grooves 62 and 63, the silicon single crystal substrate 60 is exposed to a high temperature oxidizing atmosphere,
A silicon oxide film 64 having a thickness of several thousand angstroms is grown on the inner walls of the grooves 62 and 63 (in this example, the silicon surface inside the grooves 62 and 63). This step can be replaced by deposition of a silicon oxide film by a CVD method or the like, or both can be combined.
【００５９】その後、必要に応じて、溝６２，６３内部
をＳＯＧあるいはＣＶＤ法によるシリコン酸化膜６５な
どにより埋め込む。そして、異方性エッチングのための
エッチング開始用溝６６を形成するために、公知のフォ
トリソ技術を用いエッチングマスク６７を形成する（図
６（ａ））。本例では、エッチングマスク６７をそれぞ
れの溝６２，６３の中央部まで開口したので、エッチン
グマスク６７の開口部６７ａの幅は６μｍである。Thereafter, the insides of the trenches 62 and 63 are filled with a silicon oxide film 65 or the like by SOG or the CVD method, if necessary. Then, in order to form the etching start groove 66 for anisotropic etching, an etching mask 67 is formed by using a known photolithography technique (FIG. 6A). In this example, since the etching mask 67 is opened up to the central portions of the respective grooves 62, 63, the width of the opening 67a of the etching mask 67 is 6 μm.
【００６０】次いで、前述した第１及び第２の実施の形
態と同様に、公知の異方性ドライエッチング手法（例え
ばリアクティブイオンエッチング法など）により、開口
部６７ａからシリコン単結晶基板６０を深さ４μｍまで
エッチングして、エッチング開始用溝６６を形成し、エ
ッチングマスク６７を剥離洗浄する（図６（ｂ））。な
お、この異方性ドライエッチングにおいては、シリコン
単結晶のエッチングレートと溝６２，６３表面を酸化し
てできたシリコン酸化膜６４、溝６２，６３を埋め込ん
だシリコン酸化膜６５のエッチングレートをほぼ等しく
なるようにすることが望ましい。このエッチング開始用
溝６６の形成により残った、溝６２に形成されたシリコ
ン酸化膜６４，６５が、第２の領域となる。また、エッ
チング開始用溝６６の形成により残った、溝６３に形成
されたシリコン酸化膜６４，６５が、第１の領域とな
る。Then, similarly to the above-described first and second embodiments, the silicon single crystal substrate 60 is deepened from the opening 67a by a known anisotropic dry etching method (eg, reactive ion etching method). The etching start groove 66 is formed by etching to a depth of 4 μm, and the etching mask 67 is peeled and washed (FIG. 6B). In this anisotropic dry etching, the etching rate of the silicon single crystal and the etching rate of the silicon oxide film 64 formed by oxidizing the surfaces of the grooves 62 and 63 and the etching rate of the silicon oxide film 65 filling the grooves 62 and 63 are almost the same. It is desirable to make them equal. The silicon oxide films 64 and 65 formed in the groove 62, which remain after the formation of the etching start groove 66, become the second region. Further, the silicon oxide films 64 and 65 formed in the groove 63, which remain after the formation of the etching start groove 66, become the first region.
【００６１】最後に、ＫＯＨ水溶液などにより異方性エ
ッチングを行い、エッチング開始用溝６６から単結晶基
板６０の一部をエッチング除去する。これにより、図６
（ｃ）に示すように、空隙６８が形成され、フローティ
ング単結晶薄膜６１の形成が完了する。フローティング
単結晶薄膜６１を形成する方向と逆の方向のこの異方性
エッチングの進行は、シリコン酸化膜６４，６５からな
る前記第２の領域により阻止され、図６（ｃ）に示すよ
うに、フローティング単結晶薄膜６１の周辺には空隙が
形成されない。このため、図６（ｃ）に示すフローティ
ング単結晶薄膜６１を有するデバイスでは従来に比べて
格段に集積度を上げることができる。Finally, anisotropic etching is performed with a KOH aqueous solution or the like to partially remove the single crystal substrate 60 from the etching start groove 66. As a result, FIG.
As shown in (c), the void 68 is formed, and the formation of the floating single crystal thin film 61 is completed. The progress of this anisotropic etching in the direction opposite to the direction in which the floating single crystal thin film 61 is formed is blocked by the second region composed of the silicon oxide films 64 and 65, and as shown in FIG. No void is formed around the floating single crystal thin film 61. Therefore, in the device having the floating single crystal thin film 61 shown in FIG. 6C, the degree of integration can be remarkably increased as compared with the conventional device.
【００６２】なお、図６は、フローティング単結晶薄膜
６１の形成予定領域の左側の領域を示している。また、
図６では、フローティング単結晶薄膜６１に作り込む、
温度センサ、マイクロヒーター等の素子部は省略して図
示しており、また、図６に示す断面にはフローティング
単結晶薄膜を支持する支持部は現れていない。FIG. 6 shows a region on the left side of the region where the floating single crystal thin film 61 is to be formed. Also,
In FIG. 6, the floating single crystal thin film 61 is formed,
Elements such as a temperature sensor and a micro-heater are omitted in the drawing, and a supporting portion for supporting the floating single crystal thin film is not shown in the cross section shown in FIG.
【００６３】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
【００６４】例えば、前述した各実施の形態では、最小
デザインルール２μｍで、溝形成（トレンチ）はアスペ
クト比１を基本にして説明したが、ここで示した数値等
は一例であり、種々変化させることが可能であり、特許
請求の範囲を何ら制限するものではない。さらに、異方
性エッチングのためのエッチング開始用溝を異方性ドラ
イエッチングにより形成するとして説明したが、デザイ
ンルールに余裕がある場合は、フッ化水素酸（ＨＦ）と
硝酸系のシリコンエッチング液などの等方性エッチング
によりエッチング開始用溝を形成してもよい。また、前
述した各実施の形態では、シリコン単結晶基板が用いら
れているが、これに代えてＧａＡｓなどの他の単結晶基
板を用いてもよい。さらに、フローティング単結晶薄膜
にはショットキーサーミスタのみならず他の種々の素子
を形成して、他の熱型赤外線センサ、マイクロヒータ
ー、赤外線プロジェクター、あるいはフローセンサ等の
熱的なデバイス、その他の種々のデバイスを構成するこ
とができる。For example, in each of the above-described embodiments, the minimum design rule is 2 μm, and the groove formation (trench) is explained based on the aspect ratio of 1. However, the numerical values and the like shown here are examples, and may be variously changed. Is possible and does not limit the scope of the claims. Further, although the description has been given on the assumption that the etching start groove for anisotropic etching is formed by anisotropic dry etching, if there is a margin in the design rule, hydrofluoric acid (HF) and nitric acid-based silicon etching solution are used. The etching start groove may be formed by isotropic etching such as. Further, in each of the above-described embodiments, the silicon single crystal substrate is used, but instead of this, another single crystal substrate such as GaAs may be used. Furthermore, not only the Schottky thermistor but also various other elements are formed on the floating single crystal thin film, and other thermal infrared sensors, micro heaters, infrared projectors, thermal devices such as flow sensors, and other various devices. Devices can be configured.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異方性エッチングで形成する空隙がフローティング単結
晶薄膜の周辺に延びるのを阻止してフローティング単結
晶薄膜下のみに形成することができ、ひいては集積度を
高めることができる。As described above, according to the present invention,
The voids formed by anisotropic etching can be prevented from extending to the periphery of the floating single crystal thin film and can be formed only under the floating single crystal thin film, and thus the degree of integration can be increased.
【００６６】したがって、例えば、フローティング単結
晶薄膜上に白金シリサイドを形成し、フローティングシ
リコン薄膜と白金シリサイド間のショットキー接合を赤
外線センサとすると、冷却機構が不要である多画素化を
図った一次元あるいは２次元の熱型赤外線撮像素子を製
造することができ、フローティングシリコン単結晶薄膜
に形成したショットキー接合の温度特性を利用した赤外
線センサは感度が良いため、多画素化を図った高感度の
非冷却赤外線撮像素子を形成できる。また、フローティ
ング単結晶薄膜には、トランジスタやＩＣなどの周辺の
回路や素子も形成しておくことができる。Therefore, for example, if platinum silicide is formed on the floating single crystal thin film and the Schottky junction between the floating silicon thin film and the platinum silicide is used as an infrared sensor, a cooling mechanism is unnecessary, and one-dimensionalization for a large number of pixels is achieved. Alternatively, it is possible to manufacture a two-dimensional thermal infrared imaging device, and the infrared sensor utilizing the temperature characteristics of the Schottky junction formed in the floating silicon single crystal thin film has high sensitivity, so that it is possible to achieve high pixel count with high sensitivity. An uncooled infrared imaging device can be formed. Further, peripheral circuits and elements such as transistors and ICs can be formed in the floating single crystal thin film.
【図１】本発明の第１の実施の形態による形成方法を用
いて形成したフローティング単結晶薄膜にショットキー
サーミスタを形成して構成した、熱型赤外線センサの単
位画素を示す図であり、図１（ａ）はその概略平面図、
図１（ｂ）は図１（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿った概略断面
図である。FIG. 1 is a diagram showing a unit pixel of a thermal infrared sensor, which is formed by forming a Schottky thermistor on a floating single crystal thin film formed by using the forming method according to the first embodiment of the present invention. 1 (a) is a schematic plan view thereof,
FIG. 1B is a schematic sectional view taken along line I-I in FIG.
【図２】本発明の第１の実施の形態によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法の工程を示す概略断面図であ
る。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing steps of a method for forming a floating single crystal thin film according to the first embodiment of the present invention.
【図３】不純物拡散領域の形成をイオン注入法により行
う具体的な方法の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific method of forming an impurity diffusion region by an ion implantation method.
【図４】本発明の第２の実施の形態によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法の工程を示す概略断面図であ
る。FIG. 4 is a schematic cross sectional view showing a step in a method for forming a floating single crystal thin film according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施の形態によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法の、図４に引き続く工程を示す
概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 4 of the method for forming a floating single crystal thin film according to the second embodiment of the invention.
【図６】本発明の第３の実施の形態によるフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法の工程を示す概略断面図であ
る。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a step of a method for forming a floating single crystal thin film according to a third embodiment of the present invention.
【図７】従来のフローティング単結晶薄膜の形成方法に
より形成されたフローティング単結晶薄膜の断面構造を
示す図である。FIG. 7 is a view showing a cross-sectional structure of a floating single crystal thin film formed by a conventional method for forming a floating single crystal thin film.
【図８】従来の他のフローティング単結晶薄膜の形成方
法の工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing steps of another conventional method for forming a floating single crystal thin film.
２０，４０，６０ シリコン単結晶基板 ２１，４１，６１ フローティング単結晶薄膜 ２２，２２ａ，２５，２５ａ，４６，４７ 高濃度Ｐ型
拡散領域 ２３，５０，６６ エッチング開始用溝 ２４，５１，６８ 空隙 ３１，４２，４８，６４，６５ シリコン酸化膜 ４３，４５，４９ フォトレジスト ４４，６２，６３ 溝20, 40, 60 Silicon single crystal substrate 21, 41, 61 Floating single crystal thin film 22, 22a, 25, 25a, 46, 47 High concentration P type diffusion region 23, 50, 66 Etching start groove 24, 51, 68 Void 31, 42, 48, 64, 65 Silicon oxide film 43, 45, 49 Photoresist 44, 62, 63 Groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正田 昌宏 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン本社内 (72)発明者 宇田川 賢司 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン本社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masahiro Masada 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nikon headquarters (72) Inventor Kenji Udagawa 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Ceremony company Nikon headquarters
Claims (12)
度が最も遅い結晶面を表面とする単結晶基板を用い、該
単結晶基板にその一部からなるフローティング単結晶薄
膜を形成する方法において、 フローティング単結晶薄膜の形成予定領域の外周に位置
し前記異方性エッチングではほとんどエッチングされな
い第１の領域、該第１の領域の外側に位置し前記異方性
エッチングを開始するためのエッチング開始用溝、及
び、該エッチング開始用溝の外側に位置し前記異方性エ
ッチングではほとんどエッチングされない第２の領域
を、前記単結晶基板に形成する第１の工程と、 前記異方性エッチングにより前記エッチング開始用溝か
ら前記単結晶基板の一部をエッチング除去して前記フロ
ーティング単結晶薄膜を形成する第２の工程と、 を備え、 前記第２の領域の深さが前記第１の領域の深さよりも深
いことを特徴とするフローティング単結晶薄膜の形成方
法。1. A method for forming a floating single crystal thin film, which is a part thereof, on a single crystal substrate, the surface of which is a crystal face having the slowest etching rate against anisotropic etching. A first region located on the outer periphery of a region where a single crystal thin film is to be formed and hardly etched by the anisotropic etching, and an etching start groove located outside the first region for starting the anisotropic etching. And a first step of forming, on the single crystal substrate, a second region that is located outside the etching start groove and is hardly etched by the anisotropic etching, and starts the etching by the anisotropic etching. A second step of forming a part of the single crystal substrate by etching from the trench for forming the floating single crystal thin film, The method for forming a floating single crystal thin film, wherein the depth of the second region is deeper than the depth of the first region.
溝の底部分の少なくとも一部に及んでいることを特徴と
する請求項１記載のフローティング単結晶薄膜の形成方
法。2. The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 1, wherein the second region extends to at least a part of a bottom portion of the etching start groove.
成予定領域付近において前記単結晶基板に第１の溝を形
成し、該第１の溝を用いて前記第１の領域を形成する工
程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のフロー
ティング単結晶薄膜の形成方法。3. In the first step, a first groove is formed in the single crystal substrate in the vicinity of an area where the first area is to be formed, and the first area is formed by using the first groove. The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 1 or 2, further comprising a forming step.
前記第１の溝から前記第１の領域を形成するための不純
物を熱拡散する工程を含むことを特徴とする請求項３記
載のフローティング単結晶薄膜の形成方法。4. The step of forming the first region comprises:
The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 3, further comprising the step of thermally diffusing impurities for forming the first region from the first groove.
前記第１の溝の内壁を酸化して酸化膜を形成する工程を
含むことを特徴とする請求項３記載のフローティング単
結晶薄膜の形成方法。5. The step of forming the first region comprises:
4. The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 3, further comprising the step of oxidizing the inner wall of the first groove to form an oxide film.
成予定領域付近において前記単結晶基板に第２の溝を形
成し、該第２の溝を用いて前記第２の領域を形成する工
程を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載のフローティング単結晶薄膜の形成方法。6. The first step comprises forming a second groove in the single crystal substrate in the vicinity of an area where the second area is to be formed, and using the second groove to form the second area. The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 1, comprising a forming step.
前記第２の溝から前記第２の領域を形成するための不純
物を熱拡散する工程を含むことを特徴とする請求項６記
載のフローティング単結晶薄膜の形成方法。7. The step of forming the second region comprises:
7. The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 6, further comprising the step of thermally diffusing impurities for forming the second region from the second groove.
前記第２の溝の内壁を酸化して酸化膜を形成する工程を
含むことを特徴とする請求項６記載のフローティング単
結晶薄膜の形成方法。8. The step of forming the second region comprises:
7. The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 6, further comprising the step of oxidizing the inner wall of the second groove to form an oxide film.
溝を所定材料で略々埋め戻す工程を更に含むことを特徴
とする請求項３乃至８のいずれかに記載のフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法。9. The floating unit according to claim 3, wherein the first step further includes a step of substantially backfilling the first and second grooves with a predetermined material. Method for forming crystalline thin film.
形成予定領域を含む領域及び前記第２の領域の形成予定
領域を含む領域のうちの一方又は両方に、イオン注入法
により、前記第１の領域及び前記第２の領域のうちの対
応する領域を形成するための不純物を拡散する工程を含
むことを特徴とする請求項１又は２記載のフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法。10. In the first step, one or both of a region including a formation planned region of the first region and a region including a formation planned region of the second region is ion-implanted. 3. The method for forming a floating single crystal thin film according to claim 1, further comprising a step of diffusing impurities for forming a corresponding region of the first region and the second region.
形成予定領域を含む領域及び前記第２の領域の形成予定
領域を含む領域に前記異方性エッチングではほとんどエ
ッチングされない領域を形成する工程と、少なくとも当
該ほとんどエッチングされない領域の一部をエッチング
除去することにより、前記エッチング開始用溝を形成す
る工程と、を含むことを特徴とする請求項１又は２記載
のフローティング単結晶薄膜の形成方法。11. The first step forms a region that is hardly etched by the anisotropic etching in a region including a formation planned region of the first region and a region including a formation planned region of the second region. 3. The floating single crystal thin film according to claim 1, further comprising: a step of forming the etching start groove by etching away at least a part of the region which is hardly etched. Forming method.
であり、第１の領域及び第２の領域が、不純物拡散領
域、あるいはシリコン酸化物、あるいは不純物拡散領域
とシリコン酸化物との組み合わせからなることを特徴と
する請求項１乃至１１のいずれかに記載のフローティン
グ単結晶薄膜の形成方法。12. The single crystal substrate is a silicon single crystal substrate, and the first region and the second region are made of an impurity diffusion region or silicon oxide, or a combination of an impurity diffusion region and a silicon oxide. The method for forming a floating single crystal thin film according to any one of claims 1 to 11, characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8048145A JPH09219503A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Forming method of floating single-crystal thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8048145A JPH09219503A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Forming method of floating single-crystal thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219503A true JPH09219503A (en) | 1997-08-19 |
Family
ID=12795199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8048145A Pending JPH09219503A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Forming method of floating single-crystal thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09219503A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059529A (en) * | 2008-08-06 | 2010-03-18 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Silicon substrate etching method |
| JP2010256189A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Infrared sensor |
| JP2012517021A (en) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ノースロップ グルーマン システムズ コーポレーション | Method for manufacturing a microelectromechanical system with thermally insulated active elements |
-
1996
- 1996-02-09 JP JP8048145A patent/JPH09219503A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059529A (en) * | 2008-08-06 | 2010-03-18 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Silicon substrate etching method |
| JP2012517021A (en) * | 2009-02-04 | 2012-07-26 | ノースロップ グルーマン システムズ コーポレーション | Method for manufacturing a microelectromechanical system with thermally insulated active elements |
| JP2010256189A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Infrared sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR960006714B1 (en) | Semiconductor device fabrication process | |
| JPH02239630A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| US5026663A (en) | Method of fabricating a structure having self-aligned diffused junctions | |
| JPH1140539A (en) | Semiconductor device with floating part and formation of floating single-crystal thin film | |
| JPH09219503A (en) | Forming method of floating single-crystal thin film | |
| JP2745970B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH06232247A (en) | Manufacturing of semiconductor layer isolated on insulation layer | |
| JPH0974189A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP3283458B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US6331727B1 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
| JP2005005561A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| KR100241517B1 (en) | Method of forming device isolation film in semiconductor device | |
| JPH07183370A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2899018B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP2856432B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPH07235547A (en) | Manufacture of semiconductor integrated circuit | |
| JPH0574928A (en) | Production of semiclnductor device | |
| JP2586309B2 (en) | Manufacturing method of bipolar semiconductor device | |
| JPH0272632A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH04299861A (en) | Manufacture of optical semiconductor device | |
| KR950000152B1 (en) | Manufacturing method of gate overlap ldd cmos | |
| JP2943855B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS63245939A (en) | Semiconductor device | |
| JPH0870038A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH0496233A (en) | Semiconductor device |