JPS5893228A - 半導体単結晶薄膜の製造方法 - Google Patents

半導体単結晶薄膜の製造方法

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JPS5893228A
JPS5893228A JP19063781A JP19063781A JPS5893228A JP S5893228 A JPS5893228 A JP S5893228A JP 19063781 A JP19063781 A JP 19063781A JP 19063781 A JP19063781 A JP 19063781A JP S5893228 A JPS5893228 A JP S5893228A
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semiconductor
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Toshio Yoshii
俊夫 吉井
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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】 発明の嘱する技術分野 本発明は絶縁性単結晶基板の半導体単結晶薄膜の製造方
法に関する。
従来技術とその間端点 絶縁性単結晶基板上の半導体単結晶膜を用いた集積回路
は、その構造上、高密ＩＷ化、高４　ｉｆ　（ヒのへ１
でおいて、半導体基板を用いたものよりも有利でちる。
反面，ＳＯＳ（サファイア上のシリコン）において顕著
なように、＠板上に鷲種の牟結晶膜を成長させるだめ、
このＳＯＳ　ｌ晧晶頃中には高密度の格子欠陥が存在す
る。また、成長初期において基板とガスとの反応が起こ
るため、界面近傍に基板の構成物質であるＡｅ，ｌ）の
高ＭＦｌ１が存在する。これらの格子欠陥及び界面反応
層は］■）Ｓ素子に゛しけるキャリア移動度の１氏丁あ
るいはドレーンリーク覗流の１加をもたらすため、その
素子性能は悪くなる。例えばＳｉとサフ゛ｒイアとの界
面反応をより少なくするだめには、Ｓ１成長温１矩を低
くする必要がある。しかしながら、成長温度をその岐適
酩度以下にしてゆくと、エピタキシャル成長はだんだん
と起こりにくくなる。そのだめ、従来技術では成長縣Ｉ
ｆ、低下にも限界があった。
発明の目的 本発明は上述しだ欠截を改良したもので、半導体膜と絶
縁性嗅依晶基板との界面反応を制匈１．７、かつ結晶性
のすぐれた絶縁性学結晶基板上の半導体単結晶膜を得る
方法を提供することを目的としている。
発明の概要 本発明者らは上記欠点を除去するため検討を行い、次の
ような実験結果を見い出した。＋１）気相成長において
、成長温度を低く出来ない原因の一つは、１１１！！縁
性皓結晶基板上に半導体膜が連続膜として形成された後
の成長、即ち、半、導体嗜上に半導体−が気相成長する
際に工面方位以外の面方位をもつ領域が膜成長と共に急
激に広がることによる。
（２）同相成長においては気相成長と比べ面欠陥の成長
がおさえられる。本発明ではこのような知見に癌づき、
絶縁性基板上での初期伐長においてはより低温での気相
成長、その後の半導体ｆ−膜それ自体が成長する過程に
おいては固相成長をそれぞれ用鳳ハることＩＣより、上
記目的を達成させろ。
発明の＠宋 この発明によって、同相成長によるすぐれた結晶性と低
１ぬ成長による界面反応の少ない絶縁性基板上の半導体
単結晶膜を得ることが出来、そのため、この基板を用い
て製作しだ１舶Ｓ素子の消費電力、動作連間の向上が得
られた。
発明の実殉例 １試」二、実施例につき図面を参照して詳述する。
実施例１゜ 絶隊性単結晶基板１０として第１図ａに示すように（〒
０１２）面を有するサファイア（α−Ａｅ２０３）を用
いた。その上に合２ガスをギヤリアガスとしてＳｉＨ４
ガスの熱分解ｆｃ　、１って第一のＳ＋膜＋２Ｊ　２０
０λを形成した。このときの成長温度は９０（１°Ｃ９
成長速度は２μｍ／　ｍ　ｌ　ｎであった。
この成長温度及び成長速度のままでさらにＳ＋成長を続
けると（０１１）面が成長し結晶性が悪くなる。２ｏｏ
’１程度では（００１）面が王たる方位となり結晶性は
良好である。次にこの試料を真空中にさらし、１０　　
Ｔｏｒｒの真空度において非晶質５ｉｔ２＋を、第二の
ｆ−としてｆｉｏｏｏｌ蒸着する（第１　ｊ！２１１）
　）。
次にこの試料を炉内で６００’ＯＮ２８囲気中でアニー
ルすることによし固相エピタキシャル成長を行った（Ｎ
Ｘ１図Ｃ）。このよう（（シて得られたＳｉの）Ｉａ　
ｌ　ｌ移動、ｆを測定した所、バルクＳｉの約８０゛係
の値を示しており、嘆厚の良さを証明できた。
ファイア（〒０１２）面をセットし、先づ、サファイア
基板を１２１’）Ｏ’（ｊ、１０分間加熱する。このよ
うにして表面処理したサファイアを８００″Ｏに保持し
、その上に（００１）面Ｓｉをエピタキシャル成長させ
ろ。次に、基板を室温まで下げた後、非晶質２９量を６
１１（１１）λ破着する。試料を装置外に出さず、その
まま装電内で６００　’Ｏに加熱すると基板側から表ネ
ル゛ｖｌＯ８素子を作＃（箸２図）、その特性を測定し
九ところ、キャリア移動ｆ７００メ／Ｖ＊ｓｅｃとバル
クＳｉ′７）はぼ８０チを示しだ。また、ドレーンリー
ク電流１ｄｌＸ１０　　／αｍ（チャネル長２μｍ）で
あり、通常のＳＯ８模を２〜３桁下回るすぐれた特性で
ちった。
絶嫌性基板としてサファイアを用いたが、スピネル、ベ
リリア等のＭ！縁性基板でもよく、その面方位も（Ｈ１
２）面（限定されないことはもちろんである。半導体膜
としてけＳ　ｉ　、　ＧａＡｓ　、　Ｇｅ　、　ＧａＰ
の他に二元、三元系から多元系化合物であってもよい、
半導体被着方法はＧつ法、蒸着法の他にスパッタリング
法、分子線ビーム法がある。成長温度及び熱処理温（も
それぞれ７００　’Ｏ以上及び４００　’Ｏ以上におい
て同様の効果が得られることが確められた。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜ｊｃ）は本発明の実施例の工程図、第２
図は、ｖＩＯ８素子の断面図である。 図において、 １．４　・サファイア基板 ２・・・第一の５３Ｉ模 ３・・・非晶質ＳＩ換 ３′・・固相成長Ｓ＋模 ５・・・ソース ６・・ドレーン ７　　・・　ゲ　−　ト　８１１’）２　　ｉ換８・・
・ゲート電極 第１図 第２図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）絶縁性単結晶基板上に第一の半導体層を気相エピ
    タキシャル成長させる工程と、該第−の半導体Ｉ−上に
    非晶質半導体層を第二の鰯として被着させる方法と、熱
    処理により該非晶質半導体Ｉ−を固相エビタキンヤル成
    長させることを特徴とする半・略本単結晶薄膜の製造方
    法。
  2. （２）同相エピタキシャル成長における熱処理温度が、
    第一の半導体層を気相エピタキシャル成長させるときの
    基板＠度よりも低いことを・特徴とする、笥記特許請求
    の範囲第１項記載の半導体単結晶薄膜の製造方法。
  3. （３）第一の半導体１１ｉ形成から非晶質半導体層の固
    相エピタキシャル成長までの工程を、真空度がＩＸ　１
    ０　”ｒｏｒｒ未満なる真空容器内において、連続的（
    で行うことを特徴とする特許 １項記載の半導体単結晶薄膜の製造方法。
  4. （４）第一の半導体層の厚さが２　０　＋Ｉ　Ｌ以下で
    あることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の
    半導体単結晶薄膜の製造方法。
JP19063781A 1981-11-30 1981-11-30 半導体単結晶薄膜の製造方法 Pending JPS5893228A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169320A (ja) * 1986-01-21 1987-07-25 Sharp Corp 薄膜の形成方法
JPS62277718A (ja) * 1986-05-27 1987-12-02 Sharp Corp 多結晶シリコン薄膜の形成方法
US10462717B2 (en) 2012-09-28 2019-10-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for in-device coexistence (IDC) indication

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169320A (ja) * 1986-01-21 1987-07-25 Sharp Corp 薄膜の形成方法
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