JPS5860556A - 半導体装置の製法 - Google Patents

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】 本発明は絶縁層で素子間分離された集積回路の製造法に
関するものである。

回路の浮遊ｉ量を減らし、低消費電力の集積回路を製造
する技術にＳＯＳ結晶を用いる方法がある。纂１図に示
したように、？７ア１イア基板１の上に０６〜１６μｍ
のシリコン単結晶２を成長させた結晶を出発材料として
、このシリコン層内に素子を製作する０各素子間の分離
は、各素子の間のシリコン層をエツチングに１除去する
ことＫより簡単に達成できる。

しかし、サファイア上に成長させたシリコン結晶の品質
は必ずしも良くない。特にシリプンーサファイア界面近
くでは、格子足数の違いＫよシ高密度の転位が存在して
いる。

また成長時にサファイア基板からアルミがシリコン結晶
層に拡散し、Ｐ形層管作る等のトラブルが多く見られる
。更にｔファイア基板を用いるため、結晶自体の製造コ
ストが高くなる欠点がある。

この様な欠点を改善する方法として、＄２図（ａ）に示
したように、シリコン基板３酸素イオンを注入し、５１
０２層４による絶縁層を形成し、更にその上に所望のシ
リコン単結晶を第２図（ｂ）のようにエピタキシャル成
長させる技術がある。この票２の方法は安価なシリコ・
ン結晶基板が利用できる利点があるが、８１０８層を厚
く出来ない欠点を持っている。従って浮遊容量が大きく
なシ、高速、低消費電力の集積回路の実現を妨げている
。

不発明は安価なシリコン結晶を基板に使い、基板とは厚
い絶縁層で分離されたシリコン単結晶層を成長させる方
法を提供するＫある。

本発明は酸素又は窒素のイオン注入と、その上へのシリ
コン結晶成長の操作を繰り返し、厚いＳ１０．又はＳｉ
３Ｎ、絶縁層で分離されたシリコン単結晶層を形成する
方法である。

尚、上記操作は全て、イオン注入と分子線結晶成長（Ｍ
ＢＩＩｉ）を組み込んだ複合結晶成長装置内で行われる
。

Ｉ！３図の工程に従って説明する。第３図（ａ）に示し
たように（１００）面のシリコン単結晶基板３に、加速
エネルギー１５０　ＫｅＶで、酸素を１０１？／１２の
ドーズ量注入する。飛程Ｒｐは約５０００Ａ。

△Ｒｐ　　は±１００ＯＡの酸素注入層５が第３図（ｂ
）のように作られる。シリコン結晶内の酸素濃度分布は
ガウス分布型になっている。従ってシリコン表面領域６
は単結晶状態に僚友れた！！まである。

次にＪＩＩｓ図（ｃ）のようにこの基板結晶を８００℃
に加熱し、その上にＭＢＩＣ法でシリコン単結晶１２０
００ム成長させる。こめ結晶成長時の加熱によシ、酸嵩
注入層は５１０１層に転換される。

以上の操作を１０回繰シ返すことにより、＠３図（ｃｌ
）のように約２μｍの厚いＢ１０８層８が形成させるこ
とにより素子製造の出発結晶が出来上る。

単−回のイオン注入、結晶成長に比べ、約１０倍の絶縁
層で基板シリコンと分離することができ。

素子の浮遊容量本約１／ＩＯＫ減少し九〇本実施例−で
は、装置の関係上、酸素のイオン注入を１５０にθｖ−
５行ったが、加速エネルギーが大きい＃１ど有利である
。イオン注入と結晶成長を繰り返す回数を減らすことが
でき、コスト的に有利となる。

先の実施例では、絶縁層を形成するのに酸素を注入した
が、窒素を注入してもかまわない。この場合、絶縁層は
Ｓｉ、Ｎ、膜になる。

また途中のシリコン単結晶成長層を厚くすることにより
、三次元素子の製作も容易に実現できる。

本発明により下記の効果が得られる。

（１）多重のイオン注入とエピタキシャル結晶成長によ
り、素子を作るシリコン領域が厚い絶縁層で基板結晶と
分離されている。従って浮遊容量を小さくできる。

（２１安価なシリコン結晶を基板に用いることができる
。

（３）　ｓｏＢでの場合のように、アルミ拡散によるＰ
形層形成のトラブルがない。

【図面の簡単な説明】

＠１図はＳＯＳ構造を示す図、第２図は従来法を説明す
る工程断面図、第３図は不発明の詳細な説明する工程断
面図である。 １：サファイア基板、２：８１＄結晶、３：８１基板、
４：酸素注入絶縁層、５：酸素注入層、６：シリコン表
面領域、フ、９：ｓ１エピタキシャル層。 ｓ　：　ｓｉｏ、層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シリコン単結晶に酸素又は窒素をイオン注入し。 更にその上にシリコン結晶を成長させる工程、上記の操
   作を複数回繰り返し、絶縁膜で分離された巣結晶シリコ
   ン層を形成する工程を有することを特徴とする半導体装
   置の製法。