JPS58185500A - シリコン膜製造法 - Google Patents
シリコン膜製造法Info
- Publication number
- JPS58185500A JPS58185500A JP6685082A JP6685082A JPS58185500A JP S58185500 A JPS58185500 A JP S58185500A JP 6685082 A JP6685082 A JP 6685082A JP 6685082 A JP6685082 A JP 6685082A JP S58185500 A JPS58185500 A JP S58185500A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon film
- single crystal
- film
- laser beam
- mechanochemical
- 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
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/06—Silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、非晶質又は多結晶シリコン膜から、弐面が平
坦な単結晶シリコン膜を得る方法に、関するものである
。
坦な単結晶シリコン膜を得る方法に、関するものである
。
最近の著しいLSI技術の過膜に伴い、MOSデバイス
の高速化や三次元化を目指し、例えば石英ガラス基板上
に単結晶シリコン膜を形成する研究が盛んに行われるよ
うKなった。周知のごとくこのような研究では主として
レーザビームアニールや電子ビームアニーールが多く用
いられている。
の高速化や三次元化を目指し、例えば石英ガラス基板上
に単結晶シリコン膜を形成する研究が盛んに行われるよ
うKなった。周知のごとくこのような研究では主として
レーザビームアニールや電子ビームアニーールが多く用
いられている。
レーザビームアニールによる単結晶化は、例えば石英ガ
ラス基板上に多結晶シリコン膜を堆積しておき、アルゴ
ンレーザビームを照射して多結晶シリコン膜を溶融して
単結晶化するような方法が用いられる。このよ5な方法
では通常、レーザビームアニール後のシリコン膜表面は
大きな凹凸を有し、平坦性が著しく損われている。又、
良い平坦性を保つようなアニール条件を用いると、アニ
ールされたシリコン膜の結晶学的な配向性が損われる。
ラス基板上に多結晶シリコン膜を堆積しておき、アルゴ
ンレーザビームを照射して多結晶シリコン膜を溶融して
単結晶化するような方法が用いられる。このよ5な方法
では通常、レーザビームアニール後のシリコン膜表面は
大きな凹凸を有し、平坦性が著しく損われている。又、
良い平坦性を保つようなアニール条件を用いると、アニ
ールされたシリコン膜の結晶学的な配向性が損われる。
このような表面凹凸は、MOSデバイス等の製造を困難
にしており、実用化への一つの大きな問題点となってい
るのが現状である。
にしており、実用化への一つの大きな問題点となってい
るのが現状である。
本発明はこのような従来の問題点を解決する新しいシリ
コン膜製造法を提供するもので、レーザビームアニール
により非昂質又は多結晶シリコン膜を単結晶化したのち
、メカノケミカルボリジングを施して該単結晶化したシ
リコン膜表面を平坦化する事を特徴とする。
コン膜製造法を提供するもので、レーザビームアニール
により非昂質又は多結晶シリコン膜を単結晶化したのち
、メカノケミカルボリジングを施して該単結晶化したシ
リコン膜表面を平坦化する事を特徴とする。
メカノケミカルボリジングは、例えば7リコンウエーハ
に対してはシリカ(Sioりの微粉末な弱アルカリ液&
C@濁させ友研摩液と、ポリフレタン系の布を使ってボ
リシングを行うもので、砥粒(Sin、)とシリコンウ
ェーハとの摩擦によるウェーハの微小量の摩耗と、摩擦
中の発fII!に11温度上昇による研摩液中へのシリ
コンの溶去作用とのバランスによって10X前後の凹凸
を有する表面を作り出している。このようなメカノケミ
カルボリジングは、シリコンウェーハ等の基板材料を加
工する際の最終工程に用いられており、加工された単結
晶基板表面は歪みがなく、高品質の結晶性が維持されて
いる。
に対してはシリカ(Sioりの微粉末な弱アルカリ液&
C@濁させ友研摩液と、ポリフレタン系の布を使ってボ
リシングを行うもので、砥粒(Sin、)とシリコンウ
ェーハとの摩擦によるウェーハの微小量の摩耗と、摩擦
中の発fII!に11温度上昇による研摩液中へのシリ
コンの溶去作用とのバランスによって10X前後の凹凸
を有する表面を作り出している。このようなメカノケミ
カルボリジングは、シリコンウェーハ等の基板材料を加
工する際の最終工程に用いられており、加工された単結
晶基板表面は歪みがなく、高品質の結晶性が維持されて
いる。
このような従来の利用例では、ボリノングされる基板表
面の研摩加工量は%K11l限がないが、本発明で用い
られるレーザビームアニール後のシリコン漠表面のボリ
シングでは、シリコ/膜表面の凹凸量が数千1〜1μm
程度と太き(、しかもシリコンの平均膜厚が0.5〜1
μm程度と非常に薄いため、研摩加工量が大きく制限さ
れる。このような制限のもとで、1μrmm度の凹凸を
低減させることはシリコンウェーハの加工にみられるよ
うな従来のボリシングに比べて容易ではな(このような
凹凸量が大きくしかも膜厚の小さなシリコン膜表面へ平
坦化をメカノケミカルボリジングにより行った例はいま
だない。
面の研摩加工量は%K11l限がないが、本発明で用い
られるレーザビームアニール後のシリコン漠表面のボリ
シングでは、シリコ/膜表面の凹凸量が数千1〜1μm
程度と太き(、しかもシリコンの平均膜厚が0.5〜1
μm程度と非常に薄いため、研摩加工量が大きく制限さ
れる。このような制限のもとで、1μrmm度の凹凸を
低減させることはシリコンウェーハの加工にみられるよ
うな従来のボリシングに比べて容易ではな(このような
凹凸量が大きくしかも膜厚の小さなシリコン膜表面へ平
坦化をメカノケミカルボリジングにより行った例はいま
だない。
本5h明は種々の実験を試みた結果、レーザビームアニ
ールで形成されたシリコン膜表面の凹凸がメカノケミカ
ルボリジングにより者しく低減されしかも結晶性を損5
ことなくサブミクロンの厚さのシリコン膜を最終的に得
ることができることを新た(見出したことに基づくもの
である。
ールで形成されたシリコン膜表面の凹凸がメカノケミカ
ルボリジングにより者しく低減されしかも結晶性を損5
ことなくサブミクロンの厚さのシリコン膜を最終的に得
ることができることを新た(見出したことに基づくもの
である。
以下実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
本発#AKおける一実施例のlR層を第1図〜第3図に
示す。
示す。
211図は、レーザビームアニールを施す前のシリコン
膜を含む基板断面の概略図である。厚さ約350μmで
、表面に溝加工を施した石英ガラス基板l上に、化学相
堆積(CVD)法により厚さ約O1り一程度の多結晶シ
リコン膜2を堆積した。石英ガラス基板表面の溝は幅が
丘μm1深さα5廊の正方形で、溝加工は通常のレジス
ト膜パターニング及びドブイエッチング技術を用いた。
膜を含む基板断面の概略図である。厚さ約350μmで
、表面に溝加工を施した石英ガラス基板l上に、化学相
堆積(CVD)法により厚さ約O1り一程度の多結晶シ
リコン膜2を堆積した。石英ガラス基板表面の溝は幅が
丘μm1深さα5廊の正方形で、溝加工は通常のレジス
ト膜パターニング及びドブイエッチング技術を用いた。
次に直径約500μmの連続発振ネオジム・ヤグ(Nd
:YAG)レーザな用い多結晶シダコン膜2をアニール
して単結晶化を行った。アニール条件としては、例えば
基板加熱温度として300 ℃pレーザスキャン速度と
して10 wx / &eCを用いた。このようなアニ
ールを施した後の状態の概略図を第2図に示す。レーザ
ビームアニールにより多結晶シリコンMlす溶融するた
め、溶融時に71jコンの移動が起こる結果シリコン膜
表面に凹凸が生じる。レーザアニール後のシリコ/膜表
面の凹凸は数千λ〜1pm$i度と大きい。次に、この
ようなシリコン膜表面にメカノケミカルボリジング加工
を施した。ステンレス製定板に第2図のようなりエーハ
を接着し、研摩液としてシリカの微粉末(SiO,、0
,01μm)を弱アルカリ液Km濁させたものを用い、
110〜130.9Δの圧力を印加してボリシングを行
った。その結果第3図に示すような、石英ガラス基板表
面に形成された溝の内部にのみf!!面が平坦な単結晶
シリコン膜3を島状に形成することができた。
:YAG)レーザな用い多結晶シダコン膜2をアニール
して単結晶化を行った。アニール条件としては、例えば
基板加熱温度として300 ℃pレーザスキャン速度と
して10 wx / &eCを用いた。このようなアニ
ールを施した後の状態の概略図を第2図に示す。レーザ
ビームアニールにより多結晶シリコンMlす溶融するた
め、溶融時に71jコンの移動が起こる結果シリコン膜
表面に凹凸が生じる。レーザアニール後のシリコ/膜表
面の凹凸は数千λ〜1pm$i度と大きい。次に、この
ようなシリコン膜表面にメカノケミカルボリジング加工
を施した。ステンレス製定板に第2図のようなりエーハ
を接着し、研摩液としてシリカの微粉末(SiO,、0
,01μm)を弱アルカリ液Km濁させたものを用い、
110〜130.9Δの圧力を印加してボリシングを行
った。その結果第3図に示すような、石英ガラス基板表
面に形成された溝の内部にのみf!!面が平坦な単結晶
シリコン膜3を島状に形成することができた。
114図LJLl、(”l #第5図tQ t (11
11K、メカノケミカルボリジング前後でのシリコン膜
表面の凹凸及び券面4真を示す。第4図、第5図でtJ
LIは表面段差測定器によって調定されたシリコン膜表
面の凹凸状態、(b)は光学顕微鏡写真である。溝の大
きさは一辺12μmの正方形である。
11K、メカノケミカルボリジング前後でのシリコン膜
表面の凹凸及び券面4真を示す。第4図、第5図でtJ
LIは表面段差測定器によって調定されたシリコン膜表
面の凹凸状態、(b)は光学顕微鏡写真である。溝の大
きさは一辺12μmの正方形である。
第4図、第5図から、メカノケミカルボリジングにより
最大11Lmi!度のシリコ・/膜表面の凹凸が0−1
μm以下の凹凸に低減されでいることがわかる。メカノ
ケミカルボリジング後のシリコン膜の結晶性をXl!ロ
ッキングカーズ及び化学液による腐蝕偉の顕微鏡観察に
より評価した結果、各溝内のシリコン膜は、基板面に垂
直方向にほぼ<100>配向した良好な単結晶であるこ
とが確認された。
最大11Lmi!度のシリコ・/膜表面の凹凸が0−1
μm以下の凹凸に低減されでいることがわかる。メカノ
ケミカルボリジング後のシリコン膜の結晶性をXl!ロ
ッキングカーズ及び化学液による腐蝕偉の顕微鏡観察に
より評価した結果、各溝内のシリコン膜は、基板面に垂
直方向にほぼ<100>配向した良好な単結晶であるこ
とが確認された。
以上は石英ガラス基板上の多結晶シリコン膜をレーザビ
ームアニールした実施例について述べ九が、例えば基板
としてシリコンウェーハやサファイヤ等の他の単結晶基
鈑を用いた場合についてもレーザビームアニール後のシ
リコン膜表面の凹凸を本発明の方法により低減すること
ができた。
ームアニールした実施例について述べ九が、例えば基板
としてシリコンウェーハやサファイヤ等の他の単結晶基
鈑を用いた場合についてもレーザビームアニール後のシ
リコン膜表面の凹凸を本発明の方法により低減すること
ができた。
以上、述べたようにレーザビームアニールしたff1K
メカノケミカルボリシング工程を施すことにより、レー
ザビームアニールされたシリコン膜表面の凹凸量を0.
1μm以下に低減することができこのような表面凹凸が
著しく低減された単結晶シリコン膜を得ることを可能に
した本発明は、従来実用化への1つの問題点となったM
OSデバイス等の裏造を十分可能ならしめるものとして
LSI分野に多大の効果を発揮するものである。
メカノケミカルボリシング工程を施すことにより、レー
ザビームアニールされたシリコン膜表面の凹凸量を0.
1μm以下に低減することができこのような表面凹凸が
著しく低減された単結晶シリコン膜を得ることを可能に
した本発明は、従来実用化への1つの問題点となったM
OSデバイス等の裏造を十分可能ならしめるものとして
LSI分野に多大の効果を発揮するものである。
第1図はレーザビームアニールを施す前のシリコン膜な
含む基板断面の@略図である。 第2図はレーザビームアニールを施した後のシリコン膜
を含む基板断面の概略図である。 第3図は、レーザビームアニールを施したのち、メカノ
ケミカルボリジングを行った後のシリコン膜を含む基板
断面の概略図である。 第4図t&I 、 (blはメカノケミカルボリジング
を−行う前のシリコン膜表面の凹凸〔(JLl〕及び表
面の顕!i鏡写真(tb+ )である。 M 5 atJLI p (blはメカノケミカルボリ
ジングkt丁りた後のシリコン膜表面の凹凸いユ1〕及
び表面のla像鏡写真[: (bl ]である。(bl
で格子状σ)[8は石英ガラス面である。 図において、1は石英ガラス&仮であり、2は多耐晶シ
リコン裏、3は単結晶シリコン膜t;オド士麩丞士− 工f 代;六 ′ −白 !、It:、 +−1jオ
1 ロ 4 第2凹 f 1!] (4) (b)C
(1) (、b)手続補正
力(方式) 持許庁長官 殻 l、東注の表示 昭和57年 特 針 ゛顧第66
850号事注との関係 出 Q(j 人
東卓舒1:、巷Iに芝Iij″t133番lシ)−(4
23) 日本電気株式会社 1″、:ノちと 関本忠弘 4代理人 〒108 東京都、巷17Σ/Li−1137番1i
1.:、 ll子jz −’、 [!’Iヒル微賃
写真である。」と補正する。 & 補正命令の日付 昭和57年7月27日(発送日) & 補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 L 補正の内容
含む基板断面の@略図である。 第2図はレーザビームアニールを施した後のシリコン膜
を含む基板断面の概略図である。 第3図は、レーザビームアニールを施したのち、メカノ
ケミカルボリジングを行った後のシリコン膜を含む基板
断面の概略図である。 第4図t&I 、 (blはメカノケミカルボリジング
を−行う前のシリコン膜表面の凹凸〔(JLl〕及び表
面の顕!i鏡写真(tb+ )である。 M 5 atJLI p (blはメカノケミカルボリ
ジングkt丁りた後のシリコン膜表面の凹凸いユ1〕及
び表面のla像鏡写真[: (bl ]である。(bl
で格子状σ)[8は石英ガラス面である。 図において、1は石英ガラス&仮であり、2は多耐晶シ
リコン裏、3は単結晶シリコン膜t;オド士麩丞士− 工f 代;六 ′ −白 !、It:、 +−1jオ
1 ロ 4 第2凹 f 1!] (4) (b)C
(1) (、b)手続補正
力(方式) 持許庁長官 殻 l、東注の表示 昭和57年 特 針 ゛顧第66
850号事注との関係 出 Q(j 人
東卓舒1:、巷Iに芝Iij″t133番lシ)−(4
23) 日本電気株式会社 1″、:ノちと 関本忠弘 4代理人 〒108 東京都、巷17Σ/Li−1137番1i
1.:、 ll子jz −’、 [!’Iヒル微賃
写真である。」と補正する。 & 補正命令の日付 昭和57年7月27日(発送日) & 補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 L 補正の内容
Claims (1)
- レーザビームアニールにより非晶質又は多結晶シリコン
膜を単結晶化した後メカノケミカルボリジングを施して
、該単結晶化したシリコン膜表面を平坦化する事を特徴
とするシリコン膜製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6685082A JPS58185500A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | シリコン膜製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6685082A JPS58185500A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | シリコン膜製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58185500A true JPS58185500A (ja) | 1983-10-29 |
Family
ID=13327731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6685082A Pending JPS58185500A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | シリコン膜製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58185500A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6284509A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS62176978A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-08-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 結晶成長用基板およびその製造方法 |
JPS63182809A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-28 | Canon Inc | 結晶基材の製造方法 |
JPH074121A (ja) * | 1993-06-21 | 1995-01-10 | Riken Light Metal Ind Co Ltd | 簡易テント支柱 |
US6506669B1 (en) | 1998-06-30 | 2003-01-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating a thin film transistor |
-
1982
- 1982-04-21 JP JP6685082A patent/JPS58185500A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62176978A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-08-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 結晶成長用基板およびその製造方法 |
JPS6284509A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS63182809A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-28 | Canon Inc | 結晶基材の製造方法 |
JPH074121A (ja) * | 1993-06-21 | 1995-01-10 | Riken Light Metal Ind Co Ltd | 簡易テント支柱 |
US6506669B1 (en) | 1998-06-30 | 2003-01-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating a thin film transistor |
US6534353B1 (en) | 1998-06-30 | 2003-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating a thin-film transistor |
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