JPS5880830A - 半導体装置用基板の製造方法 - Google Patents

半導体装置用基板の製造方法

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JPS5880830A
JPS5880830A JP56180231A JP18023181A JPS5880830A JP S5880830 A JPS5880830 A JP S5880830A JP 56180231 A JP56180231 A JP 56180231A JP 18023181 A JP18023181 A JP 18023181A JP S5880830 A JPS5880830 A JP S5880830A
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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】 （１１発明の技術分野 本発明は半導体装置用基板の製造方法、より詳しくは膜
厚の異なる絶縁膜基板上に多結晶（ポリ）シリコンもし
くはアモルファスシリコンの屑を成長させ、しかる後該
ポリシリコンもしくはアモルファスシリコンの層の表面
をレーザもしくは電子ビームなどによってビームアニー
ルし、溶融し、前記絶縁膜の膜厚の厚い領域のシリコン
を膜厚の薄い領域に流し込んで単結晶化するいわゆるシ
リコン・オン・インシユレータ（３０１）技術に関する
。
（２）技術の背景 半導体装置の動作特性向上のためには、製造技術の向上
はもちろんのこと、特性にかなったより精度の高い単結
晶基板（この基板に半導体装置の素子が形成される）が
必要である。特にバイポーラトランジスタ、Ｍｉｓ型ト
ランジスタなどのように、その基板がＳＯＩ技術で形成
されたものである場合、従来技術においては所望の単結
晶基板を得るには不十分である。したがって、半導体装
置の信頼性鋼上のためにもより精度の高い、例えば指定
された結晶方位を持った単結晶基板が必要であり、かか
る所望の基板を形成する技術が望まれるものである。
（３）従来技術と問題点 第１図は従来のＳＯ■技術におけるポリシリコンの単結
晶化を説明するための概略断面図で、同図を参照すると
、シリコン基板ｌ上に形成された膜厚の薄い凹状領域（
同図にＢで示す領域）を設′けた二酸化シリコン膜（絶
縁膜）　２上にポリシリコン（もしくはアモルファスシ
リコン）の層３が成長されている。なお上記凹状領域は
従来の窓開は技術などによって容易に形成しうる。
かかる構造を有する半導体基板における従来の技術を用
いた単結晶化は、先ず、上記ポリシリコン層３の表面を
レーザまたは電子ビームでビームアニールをなして溶融
させる。かかる溶融により、本紀絶縁１１２の膜厚が厚
い領域（同図Ａでｎくす領域）と薄い領域とめ冷却速度
の相異により生ずるポリシリコンの粘度の差から、該膜
厚の厚い領域のポリシリコンが膜厚の薄い凹状領域に流
れ込んで単結晶化することが確認されている。
ところで、上述した従来技術におけるシリコンの単結晶
化では、−一結晶の方位は結晶が成長してみな′いとわ
か二なかった。かかる事実はＭＯＳなどの特定の方位（
１００）を持った基板が必要な半導体装置製造に支障を
来たすものである。
（４）発明の目的 本発明は上述した従来技術の欠点に鑑み、ＳＯＩ技術を
用い基板と同じ方位を持った結晶を成長させる方法を提
供することを目的とするものである。
（５）発明の構成 上記目的は本発明によれば絶縁膜における膜厚の厚い領
域の中心に数μ霧の角穴を基板に到達する如く形成し、
この角穴にポリシリコンまたはアモルファスシリコンを
堆積することによって達成される。
（６）発明の実施例 以下、本発明における実施例を添付図面を参照して説明
する。
第２図は本発明の詳細な説明するための半導体装置用基
板の要部の概略断面図で、第２図以下においても第１図
に示さｈた部分と同じ部分は同一符号で示す、同図を参
照すると、方位（１００）のシリコン基板ｌ上に二酸化
シリコンＭ（絶縁膜）２が形成されている。該絶縁１１
１２は従来技術と同じく、膜厚の厚い領域に薄い凹状領
域が従来の窓開は技術などで形成されたものである。
本発明の方法においては、さらに上記絶縁膜における膜
厚の厚い領域（通常数μｍ以上の幅がある）の中心部に
２〜３μｍ角の穴４を、エツチング技術を用い、当該角
穴４がシリコン基＠ｌに到達するまで形成する。かかる
角穴の大きさは、ビームアニール時において溶融したシ
リコンの横方向エピタキシャル成長（ｌａｔｅｒａｌ　
　ｅｐｉｔａｘｉａｌｇｒｏｗｔｈ）が起るのに必要な
面積をりえるものでなければならない。
次に、上述の如く形成された絶縁膜２１に、ポリシリコ
ン層３を成長させると、ポリシリ：ｌンは角穴４内にも
堆積さ′れ、角穴４の底部でシリコン基板ｌと接触する
。かかるポリシリコン層の成長の後に、該ポリシリコン
層３の表面に従来のＳＯ■技術と同様の処理を行う。す
なわち当該表面をビームアニールし、溶融する。なお上
述の標準的なアニール条件は、ビームとしてアルゴン連
続発振レー’ｑ＜ｃｕ−＾ｒ）を用いた場合、出方１０
〜１２−、スキャンスピード２．５ｃ驕／５ｅｃｓメル
ト巾２゜、〜４０μｍ、基板加熱温度５００６Ｃ、オー
バーラツプ３０〜６０％に設定するとよい。上記したビ
ームアニールによって、絶縁膜２上、および角穴４内の
ポリシリコンが溶融する。その後角穴４内で溶融したポ
リシリコンはシリコン基板１に接触しているため、冷却
時基板ｌの方位に沿ってエピタキシャル成長し、゛かか
る結晶成長は同図に矢印で示す如き横方向エピタキシャ
ル成長である。また、冷却速度の相異から絶縁膜の厚い
領域のシリコンが薄い領域に流れ込む現象に伴なって、
絶縁膜の薄い領域にシリコン基板ｌと同じ方位の単結晶
が形成される。− 第３図の概略断面図は、絶縁膜の薄い領域に基板ｌの方
位（１００）と同じ方位をもったシリコン単結晶が上述
した本発明の方法によって形成された状態を示す、同図
を参照すると、絶縁膜２の薄い領域に基板１と同じ方位
を持ったシリコンの−単結晶層５が形成されている。か
かる単結晶層５の成長により、絶縁１１２の薄い領域、
トのポリ凸・リコン層３は溶融時絶縁１１２の薄い領域
に流れ込もため、同図に示す如く薄くなる。かかる表面
に薄い層として残ったポリシリコンは酸化して二酸化９
　シリコン（ＳｉＯ２）とし、しかる後通常のエツチン
グ技術などによって、除去されうる。
（７）発明の詳細 な説明した如く、本発明の方法によれば、従来のＳｏｌ
技術では不可能であった指定された方位を持った単結晶
を成長させることが可能となり、半導体装置製造におけ
るＳｏｌ技術の応用範囲の拡大だけでなく半導体装置製
造精度と効率の向上に効果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のＳｏｌ技術を説明するための半導体装置
用基板の要部の概略断面図、第２図は本発明の方法を説
明するための半導体装置用に＆板の要部の概略断面図、
第３Ｍは本発明による結晶成長の結果を説明するための
半導体装置用基板の要部の概略断面図。 １−・・シリコン基板、２−・二酸化シリコン験（絶縁
膜）、３−・−ポリシリコン層、４　角ノ（，５−シリ
コン単結晶層 ｓ２図 第３図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板上に膜厚の薄い凹状領域を設け゛Ｃ形成され
    た絶縁膜上に、多結晶シリコンもしくはアモルファスシ
    リコンの層を成長させ、しかる後かかる層の表面をビー
    ムアニールして溶融し、膜厚の厚い領域の多結晶もしく
    はアモルファスシリコンを膜厚の薄い領域に流し込んで
    単結晶化する工程において、上記絶縁膜の膜厚の厚い領
    域の中心部に角穴を半導体基板に達するまで形成する」
    。 程を含むことを特徴とする半導体装置用基板の製造方法
    。
JP56180231A 1981-11-10 1981-11-10 半導体装置用基板の製造方法 Granted JPS5880830A (ja)

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