JPS5983998A - 単結晶シリコン薄膜の製造方法 - Google Patents
単結晶シリコン薄膜の製造方法Info
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- JPS5983998A JPS5983998A JP57191811A JP19181182A JPS5983998A JP S5983998 A JPS5983998 A JP S5983998A JP 57191811 A JP57191811 A JP 57191811A JP 19181182 A JP19181182 A JP 19181182A JP S5983998 A JPS5983998 A JP S5983998A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は集積回路や半導体装置等の製造に用いられる
単結晶シリコン薄膜の製造方法に関する。
単結晶シリコン薄膜の製造方法に関する。
近年、半導体集積回路の高密度化が進むに伴い半導体集
積回路の各素子寸法の微細化をはかって横方向の集積度
を向上させる他に、いったん形成された素子構造の上に
絶縁膜を全面にわたって形成し、さらにこの絶縁膜上に
シリコン薄膜を設けてこのシリコン薄膜を用いて素子を
形成するというようないわゆる三次元構造が盛んに研究
開発さの高速化が進むに伴い半導体集積回路の各素子あ
）］さくすることが重要な課題となっている。これまで
によく用いられているｐｎ接合分離と比較すると、絶縁
膜上に形成したシリ４ン膜を用いれば寄生容量を小さく
できるので、この意味でもレーザビームによる再結晶化
技術すなわぢレーザアニーリング技術が注目さイ１．て
いる。、なかでも絶縁膜の一部に窓をあけ、下部基板と
して用いるシリコン単結晶と絶縁膜上の多結晶シリコン
膜とが相接するようにした試岑」をＬ／−ザアニーリン
グした鳴合には、下部シリコン単結晶を結晶成長の種子
さして使えるため、絶縁膜上の多結晶シリコン膜が単結
晶しやすく、才だ、結晶方位を制御しやすいという利点
がある。しかし現在の段階では、半導体イな・積回路を
形成するに際して重要な条件である半導体表面の平坦度
の点では十分良好な状況に至っておらず、とくにシード
部と絶縁膜部との境界において大きな段差を生じている
。
積回路の各素子寸法の微細化をはかって横方向の集積度
を向上させる他に、いったん形成された素子構造の上に
絶縁膜を全面にわたって形成し、さらにこの絶縁膜上に
シリコン薄膜を設けてこのシリコン薄膜を用いて素子を
形成するというようないわゆる三次元構造が盛んに研究
開発さの高速化が進むに伴い半導体集積回路の各素子あ
）］さくすることが重要な課題となっている。これまで
によく用いられているｐｎ接合分離と比較すると、絶縁
膜上に形成したシリ４ン膜を用いれば寄生容量を小さく
できるので、この意味でもレーザビームによる再結晶化
技術すなわぢレーザアニーリング技術が注目さイ１．て
いる。、なかでも絶縁膜の一部に窓をあけ、下部基板と
して用いるシリコン単結晶と絶縁膜上の多結晶シリコン
膜とが相接するようにした試岑」をＬ／−ザアニーリン
グした鳴合には、下部シリコン単結晶を結晶成長の種子
さして使えるため、絶縁膜上の多結晶シリコン膜が単結
晶しやすく、才だ、結晶方位を制御しやすいという利点
がある。しかし現在の段階では、半導体イな・積回路を
形成するに際して重要な条件である半導体表面の平坦度
の点では十分良好な状況に至っておらず、とくにシード
部と絶縁膜部との境界において大きな段差を生じている
。
以上説明したシード部と絶縁膜部との境界に大きな段差
が生ずる原因の一つは第１図に示すようノこ多結晶シリ
コン膜３ｏがシード部でも絶縁膜部でも同一の厚さを有
し、多結晶シリコン膜の表面凹凸は下のシート部と絶縁
膜部との段差をそのまま反映しており、これがレーザア
ニーリング後においても残存しているためである。
が生ずる原因の一つは第１図に示すようノこ多結晶シリ
コン膜３ｏがシード部でも絶縁膜部でも同一の厚さを有
し、多結晶シリコン膜の表面凹凸は下のシート部と絶縁
膜部との段差をそのまま反映しており、これがレーザア
ニーリング後においても残存しているためである。
本発明の目的は、シード部と絶縁膜部との境界において
十分良好な平坦度を実現しつつ絶縁膜上のシリコン薄膜
を形成できるような半導体薄膜の製造方法を提供するこ
とにある。
十分良好な平坦度を実現しつつ絶縁膜上のシリコン薄膜
を形成できるような半導体薄膜の製造方法を提供するこ
とにある。
本発明によれば、単結晶シリコン基板上に部分的に絶縁
体薄膜を形成することにより、あるいは前記絶縁体薄膜
を形成したのち露出した部分の前記シリコン基板をエツ
チングするかあるいは式択エピクキシャル成長法を用い
て前記シリコン基板が露出した部分（てエピタキシャル
シリコン薄膜を形成することにより、前記絶縁体薄膜と
前記シリコン基板あるいは前記絶縁体薄膜り前記エピタ
キシャルシリコン薄膜の段差をぞの後前記絶縁体薄膜上
に形成する多結晶シリコン薄膜の膜厚の１０〜２０チと
なし、次いでモノシランカスを原料ガスとし堆積温度を
１０００〜１１００℃とする化学気相成長法を用いて、
前記シリコン基板あるいは前記エピタキシャルシリコン
薄膜が露出した部分では単結晶シリコン薄膜を、前記絶
縁体薄膜上では多結晶シリコンＮ膜ゲー同時に形成し、
次いでエネルギー線を照射することによって前記多結晶
シリコン薄膜を再結晶化することを特徴とする単結晶シ
リコン薄膜の製造方法が得られる。
体薄膜を形成することにより、あるいは前記絶縁体薄膜
を形成したのち露出した部分の前記シリコン基板をエツ
チングするかあるいは式択エピクキシャル成長法を用い
て前記シリコン基板が露出した部分（てエピタキシャル
シリコン薄膜を形成することにより、前記絶縁体薄膜と
前記シリコン基板あるいは前記絶縁体薄膜り前記エピタ
キシャルシリコン薄膜の段差をぞの後前記絶縁体薄膜上
に形成する多結晶シリコン薄膜の膜厚の１０〜２０チと
なし、次いでモノシランカスを原料ガスとし堆積温度を
１０００〜１１００℃とする化学気相成長法を用いて、
前記シリコン基板あるいは前記エピタキシャルシリコン
薄膜が露出した部分では単結晶シリコン薄膜を、前記絶
縁体薄膜上では多結晶シリコンＮ膜ゲー同時に形成し、
次いでエネルギー線を照射することによって前記多結晶
シリコン薄膜を再結晶化することを特徴とする単結晶シ
リコン薄膜の製造方法が得られる。
次に本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。この発明の一実施例は、まず第２図に示、ずように、
単結晶シリコン基板１ｏの表面にＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 法
等によ。
。この発明の一実施例は、まず第２図に示、ずように、
単結晶シリコン基板１ｏの表面にＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 法
等によ。
り窒化シリコン膜２０％形成し、不要部分を除去し、島
状構造とし、次いでシリコン膜を全面にわたって形成す
る。このとき単結晶シリコン基板１ｏが表面に露呈して
いる部分ではエピタキシャル成長による単結晶シリコン
膜３１が形成され、かつ、窒化シリコン膜２０の存在し
ている部分では、多結晶シリコン膜３２がほぼ等しい膜
厚で形成されるようにする。このための条件上しては、
モノシラン（Ｓｉｌ−１，）を形成用カスとして用い、
形成温度を１０００℃以上１１００℃以下とずれはよい
。このとき、窒化シリコン膜２０の膜厚すなわち単結晶
シリコン膜３１と多結晶シリコン膜３２との段差の高さ
を多結晶シリコン膜の膜厚の１０〜２０襲となるよう設
定することが重要な点である。
状構造とし、次いでシリコン膜を全面にわたって形成す
る。このとき単結晶シリコン基板１ｏが表面に露呈して
いる部分ではエピタキシャル成長による単結晶シリコン
膜３１が形成され、かつ、窒化シリコン膜２０の存在し
ている部分では、多結晶シリコン膜３２がほぼ等しい膜
厚で形成されるようにする。このための条件上しては、
モノシラン（Ｓｉｌ−１，）を形成用カスとして用い、
形成温度を１０００℃以上１１００℃以下とずれはよい
。このとき、窒化シリコン膜２０の膜厚すなわち単結晶
シリコン膜３１と多結晶シリコン膜３２との段差の高さ
を多結晶シリコン膜の膜厚の１０〜２０襲となるよう設
定することが重要な点である。
最後に、適当な条件のもとで該多結晶シリコン膜３２を
レーザアニールすれば第３図に示すようにエピタキシャ
ル成長した単結晶シリコン膜３１を拙ぶれて単結晶化す
るため肛ｒ厚か約１５チ減少し、その結果前述の単結晶
シリコン膜３１吉多結晶シリコン膜３２との間の段差は
、はぼ解消され、表面を平坦化することができる。
レーザアニールすれば第３図に示すようにエピタキシャ
ル成長した単結晶シリコン膜３１を拙ぶれて単結晶化す
るため肛ｒ厚か約１５チ減少し、その結果前述の単結晶
シリコン膜３１吉多結晶シリコン膜３２との間の段差は
、はぼ解消され、表面を平坦化することができる。
以上の説明では単結晶シリコン基板１０の表面に島状構
造の窒化シリコン膜２０を形成した後、直ぢにエピタキ
シャル成長による多結晶シリコン膜３１と多結晶シリコ
ン膜３２とを形成しており、このとき該単結晶シリコン
膜３１と多結晶シリコン膜３２の膜厚はほぼ等しいため
、単結晶シリコン膜３１と多結晶シリコン膜：３２との
間の段差の高さは目ＩＪ記窒化シリコン膜２０の膜厚に
ほぼ等しくなっており、従って前述のごとく単結晶シリ
コン膜３１と多結晶シリコン膜３２との段差の高さを多
結晶シリコン膜３２の膜厚の１０〜２０チとするには前
記窒化シリコン膜２０の膜厚は、多結晶シリコン膜３２
の膜厚の１０〜２０チとしなければならない。しかし、
窒化シリコン膜２００） Ｉ膜厚が多結晶シリコン膜３
２の膜厚０月０〜２０係の値よりも小さな場合にも大き
な場合にもこの発明の方法は４用できるのであって、例
えば、窒化シリコン膜２０の膜厚が多結晶シリコン膜３
２の膜エツチング等の方法でエツチングする。このとき
、単結晶シリコン基板のエツチング深さと窒化シリコン
膜２０の膜厚との和が多結晶シリコン膜３２の膜厚の１
０〜２０係きなるようにエツチング深さを決定ずれはよ
い。また、窒化シリコン膜２０の膜厚が多結晶シリコン
膜３２の膜厚の１０〜２０％の値よりも大きな場合屹は
第５図に示すように、窒化シリコン膜２０を島状構造と
した後、ジクロルシラン等のカスを用いた選択エビクキ
シャル法によって単結晶シリコン基板１０が露呈した部
分のみについて単結晶シリコン膜３３を成長させる。こ
のとき、窒化シリコン膜２０の膜厚と選択成長させた単
結晶シリコン膜３３の膜厚との差が多結晶シリコン膜３
２の膜厚の１０〜２０チとなるようにｊ＾択成長の膜厚
を決定ずればよい。
造の窒化シリコン膜２０を形成した後、直ぢにエピタキ
シャル成長による多結晶シリコン膜３１と多結晶シリコ
ン膜３２とを形成しており、このとき該単結晶シリコン
膜３１と多結晶シリコン膜３２の膜厚はほぼ等しいため
、単結晶シリコン膜３１と多結晶シリコン膜：３２との
間の段差の高さは目ＩＪ記窒化シリコン膜２０の膜厚に
ほぼ等しくなっており、従って前述のごとく単結晶シリ
コン膜３１と多結晶シリコン膜３２との段差の高さを多
結晶シリコン膜３２の膜厚の１０〜２０チとするには前
記窒化シリコン膜２０の膜厚は、多結晶シリコン膜３２
の膜厚の１０〜２０チとしなければならない。しかし、
窒化シリコン膜２００） Ｉ膜厚が多結晶シリコン膜３
２の膜厚０月０〜２０係の値よりも小さな場合にも大き
な場合にもこの発明の方法は４用できるのであって、例
えば、窒化シリコン膜２０の膜厚が多結晶シリコン膜３
２の膜エツチング等の方法でエツチングする。このとき
、単結晶シリコン基板のエツチング深さと窒化シリコン
膜２０の膜厚との和が多結晶シリコン膜３２の膜厚の１
０〜２０係きなるようにエツチング深さを決定ずれはよ
い。また、窒化シリコン膜２０の膜厚が多結晶シリコン
膜３２の膜厚の１０〜２０％の値よりも大きな場合屹は
第５図に示すように、窒化シリコン膜２０を島状構造と
した後、ジクロルシラン等のカスを用いた選択エビクキ
シャル法によって単結晶シリコン基板１０が露呈した部
分のみについて単結晶シリコン膜３３を成長させる。こ
のとき、窒化シリコン膜２０の膜厚と選択成長させた単
結晶シリコン膜３３の膜厚との差が多結晶シリコン膜３
２の膜厚の１０〜２０チとなるようにｊ＾択成長の膜厚
を決定ずればよい。
また、Ｕ、上の説明では、単結晶シリコン基板】０の表
面に島状構造の窒化シリコン膜２０を形成しているが、
これは必ずしも窒化シリコン膜に限られることはなく、
酸化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜と窒化シリコン
膜との二層膜などその他の図面の〜ｉ’−ｉ 、ｊｐ−
なＡ（’ａ明第１図〜・第５卜１はこの発明の詳細な説
明するため（ハｌ（Ｊ、略１１Ｊｉ ＋ｉｊｉ図である
。
面に島状構造の窒化シリコン膜２０を形成しているが、
これは必ずしも窒化シリコン膜に限られることはなく、
酸化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜と窒化シリコン
膜との二層膜などその他の図面の〜ｉ’−ｉ 、ｊｐ−
なＡ（’ａ明第１図〜・第５卜１はこの発明の詳細な説
明するため（ハｌ（Ｊ、略１１Ｊｉ ＋ｉｊｉ図である
。
図において
１０・４１ 整品シリコン基板、２０・・・窒化シリコ
ン１南、３（）・・ρ結晶ジ１（コンしべ３１・・・エ
ピタキシャル成長し、た単れ“ｉ晶シ１ｊコンｌ漠、３
２・・多結晶シリコン膜、３；３］ンー択成長した単結
晶シリコン膜、４０・・・レーザつ゛ニーくＬ後単結晶
化した多結晶シリコン膜。
ン１南、３（）・・ρ結晶ジ１（コンしべ３１・・・エ
ピタキシャル成長し、た単れ“ｉ晶シ１ｊコンｌ漠、３
２・・多結晶シリコン膜、３；３］ンー択成長した単結
晶シリコン膜、４０・・・レーザつ゛ニーくＬ後単結晶
化した多結晶シリコン膜。
５８９
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 単結晶シリコン基板上に部分的に絶縁体薄膜を形成する
ことにより、あるいは前記絶縁体薄膜を形成したのぢ露
出した部分の前記シリコン基板をエツチングするかある
いは選択エピタキシャル成長法を用いて前記シリコン基
板が露出した部分にパ）Ｔ−ピタキシャルシリコン薄膜
を形成することによ１ ′膜の段差をその後前記絶縁体薄膜上に形成する多結晶
シリコン薄膜の膜厚の１０〜２０％となし、次いでモノ
シランガスを原料カスとし堆積温度を１０００〜］、１
０００Ｃとする化学気相成長法を用いて前記シリコン基
板あるいは前記エピタキシャルシリコン薄膜が露出した
部分では単結晶シリコン薄膜を、前記絶縁体薄膜上では
多結晶シリコン薄膜を同時に形成し、次いでエネルギー
線を照射することによって前記多結晶シリコン薄膜を再
結晶化することを特徴とする単結晶シリコン薄膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191811A JPS6047239B2 (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 単結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57191811A JPS6047239B2 (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 単結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983998A true JPS5983998A (ja) | 1984-05-15 |
| JPS6047239B2 JPS6047239B2 (ja) | 1985-10-21 |
Family
ID=16280912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57191811A Expired JPS6047239B2 (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 単結晶シリコン薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047239B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152024A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-10 | Nec Corp | 気相エピタキシヤル成長法 |
| US5690736A (en) * | 1987-08-24 | 1997-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming crystal |
| US5849077A (en) * | 1994-04-11 | 1998-12-15 | Texas Instruments Incorporated | Process for growing epitaxial silicon in the windows of an oxide-patterned wafer |
| CN103456608A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 在半导体基底上同时生长单晶和多晶的方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6388962U (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-09 | ||
| CN102776566A (zh) * | 2011-05-11 | 2012-11-14 | 深圳光启高等理工研究院 | 基于多晶硅的超材料制备方法和基于多晶硅的超材料 |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP57191811A patent/JPS6047239B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152024A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-10 | Nec Corp | 気相エピタキシヤル成長法 |
| US5690736A (en) * | 1987-08-24 | 1997-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming crystal |
| US5849077A (en) * | 1994-04-11 | 1998-12-15 | Texas Instruments Incorporated | Process for growing epitaxial silicon in the windows of an oxide-patterned wafer |
| CN103456608A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 在半导体基底上同时生长单晶和多晶的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6047239B2 (ja) | 1985-10-21 |
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