JPS6020891B2 - 結晶成長方法 - Google Patents

結晶成長方法

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JPS6020891B2
JPS6020891B2 JP56116135A JP11613581A JPS6020891B2 JP S6020891 B2 JPS6020891 B2 JP S6020891B2 JP 56116135 A JP56116135 A JP 56116135A JP 11613581 A JP11613581 A JP 11613581A JP S6020891 B2 JPS6020891 B2 JP S6020891B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は絶縁物あるいは非晶質層上に単結晶もしくは
単結晶に近い半導体層を形成することができる結晶成長
方法に関するものである。
第１図ａ〜第１図ｃは従来のレーザによるェピタキシャ
ル法による結晶成長方法を工程順に示す概略図である。
この結晶成長方法は半導体結晶基板６上に形成したＳｉ
０２などの非晶質絶縁層１に閉口部ｌａを設ける。次に
、ＣＶＤ法により、多結晶シリコン層２をデポジットし
、そして、レーザアニールにより、この閉口部ｌａを通
して、半導体結晶基板６からの結晶成長を行なうもので
ある。すなわち、関口部ｌａの半導体結晶基板６をラテ
ラル方向の結晶成長の種結晶として用いるものである。
しかし、この結晶成長方法では関口部ｌａ上の多結晶シ
リコンを単結晶化するエネルギーと非晶質絶縁層１上の
多結晶シリコンの結晶成長に必要なしーザェネルギーが
ズ坪風こ異なり、且つ単結晶を関口部ｌａから上方に引
き上げて、次にラテラル方向に伸ばさなければならない
ため、よい結晶を得るプロセスマージンが極めて４・さ
し、。すなわち、下地結晶の種の周辺の限られた領域で
は比較的良い結晶性を示すが、種から遠くなると、結晶
性が悪く、一触への配向性が劣化する欠点があった。し
たがって、この発明の目的は、下地結晶の種からェピタ
キシャル成長法と絶縁層上のグラフオェピタキシャル成
長を結びつけて、非晶質絶縁層上に広範囲に、良質の結
晶を形成することができる結晶成長方法を提供するもの
である。
このような目的を達成するために、この発明は半導体結
晶基板に凹部を形成する工程と、前記凹部に平面性を保
つように非晶質絶縁層を埋め込む工程と、前記非晶質絶
縁層の表面にグレーティングを形成する工程と、表面に
グレーティングが形成された前記非晶質絶縁層上に第１
の多結晶構造の半導体層をデポジットする工程と、ェピ
タキシャル成長法による前記第１の多結晶構造の半導体
屑上には第２の多結晶構造の半導体層、前記半導体結晶
基板が露出した面上には単結晶構造の半導体層をそれぞ
れ形成する工程と、前記第１の多結晶構造の半導体層の
上方からしーザもしくは電子線を照射して前記第１およ
び第２の多結晶構造の半導体層を単結晶もしくは単結晶
に近い構造の半導体層に変換する工程とを備えるもので
あり、以下実施例を用いて詳細に説明する。
第２図ａ〜第２図ｅはこの発明に係る結晶成長方法の一
実施例を工程順に示す断面図である。
第２図ａに示すように、まず、半導体結晶基板６に凹部
６ａを形成し、この凹部６ａに平面性を保つようにＳｉ
０２などの非晶質絶縁層１を埋め込む。次に、第２図Ｍ
こ示すように、既知の写真製版技術により、非晶質絶縁
層１上にグレーティングを形成する。次に、第２図ｃに
示すように半導体結晶基板６が露出した部分６ｂを閉口
部とする多結晶シリコン８を薄くデポジツトする。そし
て、第２図ｄに示すように、ェピタキシャル成長により
、半導体結晶基板６が露出した部分６ｂ上には単結晶半
導体層７を形成し、薄い多結晶シリコン層８上にグレィ
ンサィズの大きい多結晶シリコン層２を形成する。そし
て、第２図ｅに示すように、レーザアニールすることに
より、単結晶半導体層１１を形成することができる。上
記実施例に示す結晶成長方法によって結晶化を行なった
単結晶半導体層１１はその中にバイポーラトランジスタ
やＭＯＳトランジスタを作り込んでもよい特性が得られ
る。
一例としてバイポーラトランジスタを作り込んだときの
特性を下記の表に示す。この表に示すように、接合のリ
ーク電流も少なく、比較する半導体結晶基板中のトラン
ジスタとほぼ同じ特性を示す。
なお、前記非晶質絶縁層１は半導体結晶基板６との絶縁
効果を有するものであれば何でも使用可能であるが、最
終的に基板と絶縁された上層のシリコン結晶中にＬＳＩ
やＩＣを組み込む場合には比譲函率の低いＳｉＱが最も
適当である。
レーザアニールのパワーマージンを広くとれるのはシリ
コン窒化膿 Ｓｉ３Ｎ４が好ましい。そして、このＳｉ
０２の厚みを任意に選べばよいが、熱酸化法を用いるこ
とや、基板との容量性結合を考慮するとｌｍｒ〜２ｈ一
以下が望ましい。また、前記ヱピタキシャル成長法とし
て、ＳｉＨ２ＣＩ２を用いた減圧ェピタキシヤル成長法
を用いることにより、さらに結晶性を向上することがで
きることは勿論である。以上詳細に説明したように、こ
の発明に係る結晶成長方法によれば、基板結晶を種とす
るラテラル方向の結晶成長と、非晶質絶縁層上に形成し
たグレーティングによる結晶軸規制とを併用すると共に
、ェピタキシャル成長により非晶質絶縁層上に形成され
る多結晶シリコンの結晶粒界を大きくするために予め非
晶質絶縁層上に薄い多結晶シリコン層をデポジットする
ので、結晶性の優れた半導体層を非晶質絶縁層上に形成
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ〜ｃは従来のレーザによるェピタキシヤル法に
よる結晶成長方法を工程順に示す断面図、第２図ａ〜ｅ
は本発明の一実施例にかかる結晶成長方法を工程順に示
す断面図である。 １・・…・非晶質絶縁層、２・・…・多結晶シリコン層
、３・・・・・・レーザ、６…・・・半導体結晶基板、
６ａ・・…・凹部、６ｂ・・…・露出部、８・・・・・
・薄い多結晶シリコン層、１１・・・・・・単結晶半導
体層。 第１図第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 半導体結晶基板に凹部を形成する工程と、前記凹部
    に平面性を保つように非晶質絶縁層を埋め込む工程と、
    前記非晶質絶縁層の表面にグレーテイングを形成する工
    程と、表面にグレーテイングが形成された前記非晶質絶
    縁層上に第１の多結晶構造の半導体層をデポジツトする
    工程と、エピタキシヤル成長法により前記第１の多結晶
    構造の半導体層上には第２の多結晶構造の半導体層、前
    記半導体結晶基板が露出した面上には単結晶構造の半導
    体層をそれぞれ形成する工程と、前記第１の多結晶構造
    の半導体層の上方からレーザもしくは電子線を照射して
    前記第１および第２の多結晶構造の半導体層を単結晶も
    しくは単結晶に近い構造の半導体層に変換する工程とを
    備えたことを特徴とする結晶成長方法。
JP56116135A 1981-07-23 1981-07-23 結晶成長方法 Expired JPS6020891B2 (ja)

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