JPS5893220A - 半導体単結晶膜の製造方法 - Google Patents

半導体単結晶膜の製造方法

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JPS5893220A
JPS5893220A JP56190626A JP19062681A JPS5893220A JP S5893220 A JPS5893220 A JP S5893220A JP 56190626 A JP56190626 A JP 56190626A JP 19062681 A JP19062681 A JP 19062681A JP S5893220 A JPS5893220 A JP S5893220A
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silicon film
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東中川　巌
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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】 発明の属する技術分野 この発明は、単結晶膜の製造方法に係り、特に鳩板結晶
から延在した絶縁膜上の半導体単結晶膜の製；前方法に
１欄する。
従来技術及びその問題点 集積回路の集積ｌＥ−は、年々高密度化している。
これまでは配線の多層化など一部には、立体化の努力も
されてきだが、能動素子は、平面状に配置されていた。
このため能動素子部及び配線の微細化が追求されてきた
。しかしこれらの微細化にも限界があり、例えば配線巾
１α１η以下にするととは信頼性の侭からも問題である
。
従って、更に高密度化するためには、能動素子部の立体
化の要求される能動素子部を立体化すると二次元的配列
にしだ時と比べて、配線長も短かく出来るだめ、速ｒ更
の点からも有利である。能動素子の立体化即ち３次元化
を行うだめには、嘔結晶層を複数層にわたってつくる必
要がある。絶縁膜上に単結晶１層を形成するだめには、
第１図で示すような方法が提案されている。
すなわち、シリコン等板（１）に開口を待つ絶縁１関１
２）を形成して、つづいて多結晶シリコン又は非晶質シ
リコン（３）を全面に形成する。次にこれをレーザービ
ームで１欄次照射することによって、照射された部分が
１１．結晶化する。この時開口部のシリコン基板は、４
１漢部が嘔結晶化する時の種になっている。
ところが実際にこれを行うと段差部で１叶、タテ方向の
膜厚が厚かったり、あるいはシリコン膜厚の厚さが段差
部で薄くなったりなどの理由で、再現性よ＜学４焙晶化
することが出来ない。これをさける方法として窒化膜を
マスクにした選択酸化を用いることによって、基板シリ
コン部と絶縁膜の境目をなだらかにするなどの方法も検
討されている。しかしながら工程が複利になること及び
段差の部分で理想的になだらかにならないだめにやはり
再現性に乏しい。
発明の目的 この発明は、上１ボした従来の方法の欠点を改良・した
もので、再現性よく単結晶膜を製造する方法を提供する
ものである。
発明の概要 この発明においては、先ずシリコン基板に達する開孔を
持つ絶縁膜を持つシリコン基板に、例えば四塩化シリコ
ンを水素中で還元することによって、シリコン膜の形成
を行う。こ：の時の温度を８００〜１１００”０位がよ
い。これによりシリコンは開孔の中（でのみ付着されろ
。絶縁膜上に付着されるべきものはエツチングが同時に
起るだめ全く成長しない。従って、開口部中のみ堆積し
ていく。
しかもこの部分は、下地のシリコン基板の方位を受けつ
いだ単結晶となっている。これをｒ度絶縁膜と平坦にな
るまで成長させたのち、全面に多結晶シリコン模又け、
非晶質シリコン膜を形成する３、このシリコン膜の形成
方法は、ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプ１）
−ティング法などの方法が使える。続いて、電子ビーム
、レーザービームなどで走査しなから熱工程を加えるこ
とによって絶縁膜上の多結晶又は非晶質シリコン膜が単
結晶化する。
発明の効果 この方法によれば、単結晶化すべきシリコン膜に段差を
生じないだめに、単結晶化が容易に行われ、結晶方位も
置板ンリコンの方位を容易に受けつぐ。またこれらの理
由から学結晶ｆヒの再現性も向上する。
発明の実施例 以下に図面を用いて、実施例に従って本発明の詳細な説
明を行う。
実施例１ （１００）シリコン塙板（１υに、湿式熱酸化によって
１０μｍの酸化膜（１４を成長させる。続いて、通常の
レジスト工程を用いて、酸化膜を選択的に除去して開孔
部イ１３）をつくる（第２図ａ）。続いて１０００°０
で四塩化シリコンを水素中で還元する。ここでシリコン
（１４）が選択的に開口部のみ酸化膜厚だけに１戎長す
る。（＠２図ｂ）続いて全面にシリコン膜（１つを捲着
法で（）、８μｍ形成する。これをＮｒレーザービーム
を走査することによる熱工程を加えろ（第２　ｊｑ　（
）これによって、開口部から結晶が成長して絶縁膜上ま
で単結晶化ＩＩ！１９する。（第１図ｅ）この結晶は、
下地の結晶方位を反映して（１００）面を絶縁膜に平行
に持つ膜になっている。これらの図から明らかなように
、単結晶化十べきシリコン膜に段差がない状態になって
いるために、そうでない場合に比して容易に単結晶化が
出来る。
実施例２ 前と同様にシリコン基板１２１）上に酸化膜（２２１を
１．０ｕｍ形成する。続−八で選択的に酸化膜を除去し
て開孔部（２３を形成する。（第３図ａ）次に四塩化シ
リコンの還元で開口部のみにシリコン１２４Ｊを成長さ
せる。（第３図１））この時実施例１．１）と異なって
、酸化膜１２２）の１膜厚以上に成長させろ。
（第３図Ｃ）こうして次に、シリコン膜（ハ）と全面成
長させる。（第３図Ｃ） 次にレーザービーム、あるいは電子ビームによって、熱
工程を行う。この時の多結晶又は非晶質１２５１の単結
晶化の時の種は、これらの嗅の側面にあるので、単結晶
１２Ｊ化は県に容易である。続いて絶絶膜（２６）を形
成する（第３図ｄ）。全面にレジスト工程して、プラズ
マアッシャ−などで凸部のレジストの薄いこととフッ酸
エッチなどを利用して、シリコン柱ｒ４４）を露出させ
る（第３図ｅ）。続いて多結晶シリコン膜又は非晶質シ
リコン膜（２ηを形成して、同様のプロセスで第２の嚇
結晶膜（２７）を形成する（第３１．９ｆ）。これによ
って、２つの層の単結晶膜をつくることが可能である。
この２つの層にまたがったシリコン柱１２４）は、イオ
ン注入などの手段で抵抗を下げること（でよって、縞板
シリコン（印、第１の単清晶層＋２６）　、第２の単結
晶層Ｃ２■の間の制量接続にも用いることが出来る。
発明の他の実施例 上の実施例では四塩化シリコンによる選択エピタキシャ
ルは］ｊｎ常の圧力の下で行ったが、プロセスの低温化
が必要な場合は５ｉｔ（２Ｃ４ｚ　（ジクロルシラン）
を用いることも口丁能である。まだブロズマで５ｉｃｈ
の盾元温度の低下させることも可能である。これらは本
発明の趣旨をかえることなく、適用＋ろことが出来るの
はいうまでもない。
寸り、実施例でシリコン基板として（ｒｉ、（１００）
のものを用いたが、他の方位例えば（１１０）、（１１
１）。
（３，１１）などの茎根を用いてだものも本発明の趣旨
をかえることなく適用出来ることはいう壕でもない。ま
た、酸化膜の代りにシリコン窒化膜を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例を説明する断面図、第２図（ａ）〜（ｄ
）、第３図（ａ）〜（ｆ）は本発明の詳細な説明する断
面図である。図に於いて、 １・・シリコン基板　　　２　・、酸化膜３・・・非晶
′釘又は多結晶シリコン １１・・・シリコン基板　　　１２・・・酸化膜１３・
・・開孔膜　　　　　　１４・・・選択成長シリコン１
５・・多１晧晶又は非晶質シリコン膜１５′・・・羊倍
晶化したシリコン膜 ２１・・・シリコン基板　　　２２・・・：酸化膜２３
・・・開孔部　　　　　　２４・・・」へ択成長シリコ
ン２５・・・多結晶又は非晶質シリコン膜２５ゞ・単結
晶化１〜だ／リコン膜 ２６・・・絶鎌膜 ２７・・・多結晶又は非晶質シリコン膜２７′・・・単
結晶化したシリコン膜 第１図 第２図 第　３　ヌ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シリコン基板上に選択的に絶縁膜を形成したのち、選択
    的にシリコン基板の露出しだ所にのみ、シリコンを堆積
    させ、次いで全面に多結晶シリコ膜又は非晶質シリコン
    膜を形成しレーザービームイオンビーム、電子ビームな
    どを照射することによって、前記多結晶シリコン膜又は
    非晶質シリコン膜を単結晶化することを特徴とする半導
    体単結晶膜の製造方法。
JP56190626A 1981-11-30 1981-11-30 半導体単結晶膜の製造方法 Pending JPS5893220A (ja)

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