JPS5828853A - シリコン膜形成法 - Google Patents

シリコン膜形成法

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JPS5828853A
JPS5828853A JP12705881A JP12705881A JPS5828853A JP S5828853 A JPS5828853 A JP S5828853A JP 12705881 A JP12705881 A JP 12705881A JP 12705881 A JP12705881 A JP 12705881A JP S5828853 A JPS5828853 A JP S5828853A
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JP
Japan
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film
groove
silicon film
cvd
amorphous
Prior art date
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Pending
Application number
JP12705881A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Kimura
正和 木村
Yukinori Kuroki
黒木 幸令
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS5828853A publication Critical patent/JPS5828853A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/84Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being other than a semiconductor body, e.g. being an insulating body

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  • Recrystallisation Techniques (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非晶質シリコン膜の杉成法に関するものである
。非晶質絶縁体基板上にシリコン単結、1.if。
膜を形成する方法は、デバイスの高速化や■ノS■の三
次元化などから注目されている。このよう六シリコン単
結晶喰を形成する方法の一つとし、てレーザ光を用(〆
)る方ジーがル・る。こわは非晶IL:t r重体上に
非晶質又は多結晶シリコンを堆積してむき、これにレー
ザ1(r1射して単結晶に成長させる方法であ2)。こ
のlj’を合、単結晶グレーrンを大きくする必要性か
ら一般にレーザとしては連続発振L−−ザが用いられる
。又、ル板面内の結晶方(\rをそろえるためにグラフ
オエピタキシーと呼げれる戊隆技術が利用される。この
技術は、非晶g絶縁体基板表面に、通常、ミクロンオー
ダーのサイズの複数個の溝を形成しておき、この溝の幾
何学的形状を利用してダレインの結晶方位を制御するも
のである。
グラフオエピタキシーの原理を用いて、連続発振レーザ
照射により非晶質絶縁体基板上にシリコン単結晶を形成
する場合、シリコン膜厚に比べて溝の深さを小さくし、
実質的には絶縁体基板表面上にシリコン単結晶を形成さ
せる方法が、一般に用いられている。(例えば、I−1
,W、Lam、 R,,11,,8hahA、F、Ta
5ch、 Jr、、 L、 Crosthwait、 
TechnicalDigest、 IEDM、 Wa
shington Page 213.1979)。
ところで、連続発振レーザを用いてシリコン膜を溶融す
ると、シリコンの移動により、レーザ照射後のシリコン
膜表面は凹凸が大きくなる。そこで例えば、特願昭55
−136292で既に示したように非晶質絶縁体基板表
面に形成された溝の内部にのみシリコン膜を形成して、
これに連続発振レーザ光を照射することによシ溶融時の
シリコンの移動が低減され、その結果シリコン屯結晶膜
表面の凹凸も低減される。このように溝の内部にのみ非
晶質又は多結晶シリコン膜を形成しておき、連続発振レ
ーザ照射後′照射は、所定の位置に所定の大きさのシリ
コン単結晶島を形成する方法として有効である。
本発明は、このような非晶質絶縁体基板」−にシリコン
単結晶島を形成する場合、シリコン膜として化学気相堆
積法(CV l’)法)によって形成された非晶質ある
いは多結晶シリコン膜(以後c V l)シリコン膜と
称す)を用いて、非晶質絶縁体基板表面に形成した溝の
内部にのみ、このCV I)シリコン膜を形成する方法
に関するものである。
化学気相堆積法は−IIJ:に多量の基板にに非晶質又
は、多結晶シリコン膜を形成できるだめ、二「業的に有
効な堆積法で、一般に広く用いられている。
CVDシリコン膜を溝の内部にのみ形成する場合通常は
次のような方法が用いられる。即ち、溝加工を施した非
晶質絶縁体基板上にCVDシリコン膜を堆積し、しかる
のちレジスト膜を被覆し、溝パターンに合わせてレジス
ト膜のバターニングを行い、ドライエツチングによりレ
ジスト膜のパターンに基いてCV Dシリコン膜のエツ
チングを行う。このような方法を用いる場合には、CV
i)シリコン上のレジスト膜のパターンヲ溝パターンに
一致させねばならない。しかしながら、通常その精度は
工1μm程度あり、全く同じ位置に合わせることは容易
でなく、その結果、しばしばCVDシリコン膜パターン
と溝パターンにずれが生ずる。
第1図a〜e、第2図はこの様子を示したものである。
第1図a−eは各工程での基板断面図で、第2図はCV
Dシリコン膜パターンを形成した基板表面を示[−だも
のである。ここでは非晶質絶縁体どして石英ガラスを例
にとる。第1図a〜eで1は石英ガラス、lはCVDシ
リコン膜、3はレジスト膜である。第2図で、1′は石
英ガラス表面の溝である。第1図aはCVDシリコン膜
2を堆積した後の状態、第1図すはCVDシリコン膜2
上にレジスト膜3を被覆しだ状態、第1図゛fぼレジス
ト膜3のバターニングを行った後の状態、第1図eは、
レジスト膜3を剥離してCVDシリコン膜2のバターニ
ングが完了した状態を、それぞれ示す。第1図e、第2
図で示される′ような、CVr)シリコン膜のパターン
が溝7マターンとずれた状態でCVDシリコン膜をレー
ザ照射して単結晶化をおこなうと、シリコンがすべて溝
の内部に形成されずに溝部以外に存在したり、あるいは
溝内部のある場所にシリコンが、かたよって形成された
りして、結局レーザ照射後のシリコン膜表面の凹凸が大
きくなる。又、面内の結晶軸配向性も劣る。このように
従来の方法でCVDシリコン膜を溝内部に形成し、これ
をレーザ照射によりQj結品化する方法は、表面の凹凸
や配向性の点で71ト策でない。又、このようなCVD
シリコン膜の形成7には前述したように溝内部にのみ形
成するのが容易ではない。
本発明は上述したような従来の欠点を改善した新たなC
VDシリコン膜の形成法を提供するもので、溝加工をl
1li; t−だ非晶質絶縁体↓(−板上に堆1a t
〜たCVDシリコン膜上にレジスト膜を被覆し、しかる
のちドライエツチングによりレジスト膜表面力・ら順次
エツチングしていき、溝部以外のCV l)シリコンを
除去することによや、溝内部にのみレジスト膜でおおわ
れだCVDシリコン膜を残【2、最後にレジスト膜を剥
離することにより溝内部にのみCVDシリコン膜を形成
することをR徴とする。本発明の方法を用いることによ
υ従来の方法で、しばしばみられるCVDシリコン膜パ
ターンと溝パターンとを一致させるというわずられしい
工程が除去され、容易に溝の内部にのみCVDシリコン
11%を形成することができる。しかも、第1図e及び
第2図1・ζ示されるようなシリコン膜パターント溝パ
ターンとのずれが′4°いたメ、レーサ照射後でもシリ
コン膜の凹凸や配向11:、も優FL−Cいる。
以下実!+ni例をもって本発明をN’F釧に説明する
非晶質絶縁体として石英ガラスを、又溝の形状として正
方形を例にとった。本発明の方法を第3図a −eに示
す。溝の大きさとし等は、例えば10μmn、深さ0.
6/1m程度のものが用いられる。
第3図a −eは各工程での一基板の断面図である。
溝加工を1.止した石英ガラス基板1の−にに通常のC
V l)法によりCVDシリフン膜2を堆積する(第3
図a)。CV D法では堆積温度によってC’V Dシ
リコン膜は非晶質になったり多結晶になったりする。例
えば、常圧で堆積する場合には600°C以丁では非晶
質が得られ、それ以上の温IWでは多結晶が得られる。
次に該CVDシリコン膜2上にレジスト膜3を被覆する
。例えば、AZレジストを2μm程度被覆することによ
り被覆前の段差が解消さ一江、はげ乎j[(な表[In
が得られる(第:(Nl) )。
次に酸素ガスによる反1.ト性スバノタエクチングなど
のドライエラ手ンh°により、レジス) ji+ijを
エツチングし、溝内部にのみレジスト膜3を残r(第3
1;4 c ) oこの時のdtt型的な条件は、1 
:(、5t’i 1ulllZのカソード結合μmすの
Y仔゛ト(1j、11.すの反応1・1;スバッ々エツ
チング装:1□・tに0.12 ’N、Zcrlの高周
波パワーと、1105ec〕pyt−4ガスを拵して約
2000A/Jt+(u テ27H1111の)〜Zレ
ジストのエツチング種ッ 次に露呈した11′p部1〕L外のシリコン1漠゛計エ
ツr−ンゲし、;)13図(1を得る。これは従来の?
+lI mW  −’ソ化水lそあるいは飽和伏伸にヨ
ウドを添+111 L /こ氷酢酸−611酸−フッ化
水友゛系の溶液中でも呵1化であろがレジストとF 、
i+Lシリコンどの接着性が悪く、木東必要なレジスト
下のシリコン層も、いわゆるリーイドエツチされ、ii
I′i、AマjllパターンVCは不向きで千、7.Z
、ので、四]4■・比炭素(CC/!、)又はフロン1
3(Crコzir、)、フロン12 (CCe2F、)
、 7 ty > 13 Bl (CF、Br)等(D
カフ。
を用い′#w方性反応性スパッタエツチングが適してt
ハる。フロン13B1を用いた場合、o、12W/ff
lの高周波電力の下でのシリコン膜とレジスト膜と!i
で選択比は3程度にとることができる。
又、本発明に使用する場合、異方的かエツチング特性を
示さないフッ素うディカルを主体とするドライエツチン
グに使用されるCF、、、CF、十へ、S几といったエ
ツチングガスも使用することができる。
こね、はエツチングをレジスト下端と同じ水準になった
どきにエツチングを停止オろので、木質的にl/シスト
下にはフッ素うディカル等のエツチング種が到達しない
ことによる。さらに、フフン11(CC/3F)に20
%程度の酸素を加えて反応性スパッタエツチングを行う
と、Q、12WAの電力でシリコン、レジストともに8
00人/rsmのエツチング速度が得られ、て、の場合
、選択比が約1−であるので、同一雰囲気ガス中でのエ
ツチングで第3図b→C−) dのエツチング工程を一
挙にすますことができる。こうして第3図dに示すよう
に石英ガラス基板1の溝内部にのみレジスト膜3で11
1覆されたCVDシリ:1ン膜2を形成す75とと≠;
できイ)。
最後にレジスト膜3を酸素1(よろブラプマ灰化」。
るいは、有機溶済等で除去することにより溝内部にのみ
CVI)シリコン膜2を彩戊でき7て〕(1“ハi :
11”/1e)。第4図は第3図eの状態をJl(板騙
面ふら(11゜だ図で1ちる。従来みらFl、だCV 
l’)シリ:lン](ζXパ々−ン2と溝パターンとの
すil−1cyl生じ〕う:1ρ。
このように本発明の方法を用いること(lこより従来し
げしげ牛じだCV 1)シリコン膜パターンと溝パター
ンとのずれをなくすことがでへ、hつ、パターンの市ね
合せと1/−15わずられしす工4呈を用いる必要がな
く、工程も簡略化でき、乙。このJ:うに形成した石英
ガラス」−のCV I)シリコン膜を連続発揚レーザ、
例えばネオジム・ヤゲ(NCI : YAO)+/−ザ
で照射してシリフン膜のグレインを増大させることによ
り石英ガラス基41j−’A’−面て形成さhだ一溝の
内部にのみシリコン学結晶膜を形成することがアきる。
本発明のシリコン膜形)Jv法を用いZ、と溝の内部に
のみシリコン膜が形成されているため、レーザ照射後の
シリコン単結晶膜表面の門凸は小さく、叉、X線ロッキ
ングカーブ測定から基板面に垂直方向及び溝側壁に垂直
方向にほぼ400>軸がそろっており、結晶軸の配向性
も良好であることが確認された。
以」二の実施例では非晶質絶縁体として石英ガラスを例
にとったが、シリコン単結晶ウェーハを熱酸化したもの
や、ガラスやシリコン単結晶ウェーハ上に、二酸化ケイ
素(SiO□)、窒化ケイ素(SilN、)やアルミナ
(he、 0. )等の絶縁膜を堆積したものを用いて
もよい。又、溝の形状は正方形たけでなく矩形や複数の
矩形を結合させたようなものでもよい0 以上、述べたように非晶質絶縁体基板表面に形成された
複数個の島状の溝内部にのみCVDシリコン膜を形成す
る場合に本発明の方法を用いることによシ従来しばしば
みられたようなシリコン膜パターンと溝パターンとのず
れを解消できるばかりでなく、従来のようなパターンの
重ね合せというわずられしい工程を用いる必要がない。
本発明の方法を連続g:珈レーザ照射によるシリコン中
結晶成長技術’e 、i、i’;合させることにより、
−71七而の平担性が良< 、A!i品軸の配向性の優
れ、にシリコン’!i、f73品島を非晶質絶縁体上(
1(容易に形成することができ、デバイスの高、速比や
LSIの二次元化にφ大の効果を発:’41する。
図面の161t¥Lな、、q1夛J 晴11司a−’eは、石英ガラス基板表面に形成された
複数個の島状の溝の内1’TI’; V(の・久CV 
Dシリコン膜を形成する場合の従来の王1.・を例を示
す基板H5i面図である。
第2図は、従来の方法でC”+f i)シリコン)j膜
パターンを形成しt基板表面図の一例で遼、る。
第3図a−e (rJ、 、本発明の一実1.預例を示
す図で溝内部にのみCVDシリコンj摸を形成する工程
を示す基板断面図で5る。
第4図は、本発明の方法でCVDシリコンj漠パ金パタ
ーン成した基板表面図の一例である。
1・・・・・・・・・石英ガラス、1′・・・・・・・
・・石英ガラス表面の溝2・・・・・・・・・CVDシ
リコン膜、3・・・・・・・・・レジスト膜。
代理人)【外士内原  晋 第1図 11 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、非晶質絶縁体基板表面に島状の溝を複数個形成し、
    その溝の内部にのみシリコン膜を形成する方法において
    、島状の溝加工を施した非晶質絶縁体基板上lで化学気
    相堆積法により非晶質又は多結晶力)らなるシリコン膜
    を堆積し、その上にレジスト膜を全面被覆し、ドライエ
    ツチングによ)溝内部以外の該レジスト膜を除去し、続
    いて該レジスト膜で仮置されていない部分のシリコン膜
    ヲエッチング除去することによシ、溝内部にのみ非晶質
    又は多結晶からなるシリコン膜を形成することを特徴と
    するシリコン膜形成法。 λ前記島状の溝は、非晶質絶縁体基板表面に垂直で、t
    )つ、隣り合う面が互に直交する4つ以上の平面と、基
    板表面に平行な1つの平面で囲まれている前記特許請求
    の範囲第1項記載のシリコン膜形成法。
JP12705881A 1981-08-13 1981-08-13 シリコン膜形成法 Pending JPS5828853A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6157149U (ja) * 1984-09-20 1986-04-17
JPH01215011A (ja) * 1988-02-24 1989-08-29 Agency Of Ind Science & Technol 半導体再結晶化処理用基板及びその製造方法
JPH01224950A (ja) * 1988-03-04 1989-09-07 Fuji Xerox Co Ltd 光記録媒体の製造方法

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