JPS6163049A - Soi形成方法 - Google Patents
Soi形成方法Info
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- JPS6163049A JPS6163049A JP18372484A JP18372484A JPS6163049A JP S6163049 A JPS6163049 A JP S6163049A JP 18372484 A JP18372484 A JP 18372484A JP 18372484 A JP18372484 A JP 18372484A JP S6163049 A JPS6163049 A JP S6163049A
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8221—Three dimensional integrated circuits stacked in different levels
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はシードを使ったSOI形成方法に関し、更に詳
しくは単結晶Si基板上及び基板上に形成した絶縁膜上
に共にMISFETを形成して相補形MISFETを構
成する方法に関する。
しくは単結晶Si基板上及び基板上に形成した絶縁膜上
に共にMISFETを形成して相補形MISFETを構
成する方法に関する。
(従来技術とその問題点)
っている。
まず単結晶St基板表面に選択酸化法
(LOOO8法)でフィールド5i02膜を形成し、酸
化しなかり九部分にグー)Si02膜を形成する。
化しなかり九部分にグー)Si02膜を形成する。
次にフィールド8i0□膜を隣接する部分のゲート8i
02膜を除去し、全面に多結晶8i@を堆積する。セし
てnMO8)ランジスタ(基板上に形成)のゲート電極
用とPMO8)ランジスタ(フィールド5i02上に形
成)のソース・ドレイン・チャネル領域用としてパター
ニングする。次に全面を熱酸化してうすいSi0g膜を
形成する。これはPMO8)ランジスタのゲート絶縁膜
となる。次に第2の多結晶Si膜を堆積し、パターニン
グを行なってPMO8トランジスタのゲート電極とする
。
02膜を除去し、全面に多結晶8i@を堆積する。セし
てnMO8)ランジスタ(基板上に形成)のゲート電極
用とPMO8)ランジスタ(フィールド5i02上に形
成)のソース・ドレイン・チャネル領域用としてパター
ニングする。次に全面を熱酸化してうすいSi0g膜を
形成する。これはPMO8)ランジスタのゲート絶縁膜
となる。次に第2の多結晶Si膜を堆積し、パターニン
グを行なってPMO8トランジスタのゲート電極とする
。
次いで8i0□膜をマスクとしてnMO8゜電流は順方
向にしか流れないので、動作には支障; 劾うれており、レーザアニールによって単結晶化z4[ 、旬せることについてわずかに述べられているが、アニ
ール方法の具体的な記載は全くない。っまシSiとS
t 02の熱伝導率は大きく異なるため、同一アニール
条件ではS + 02膜上のSiはシードとな3る基板
のSiよシ良く溶融する。従ってシード部分を十分溶融
するアニール条件では8i02膜上のSLの溶融に対し
て過大入力とな夛、 SiO□膜上のSiに飛散が生
じる。一方SiO2膜上のSiに対して最適溶融アニー
ル条件を設定するとシード部分のSiを十分溶融できな
い。従って単純にビームアニールを行うだけでは良好な
単結晶8iは得られない。
向にしか流れないので、動作には支障; 劾うれており、レーザアニールによって単結晶化z4[ 、旬せることについてわずかに述べられているが、アニ
ール方法の具体的な記載は全くない。っまシSiとS
t 02の熱伝導率は大きく異なるため、同一アニール
条件ではS + 02膜上のSiはシードとな3る基板
のSiよシ良く溶融する。従ってシード部分を十分溶融
するアニール条件では8i02膜上のSLの溶融に対し
て過大入力とな夛、 SiO□膜上のSiに飛散が生
じる。一方SiO2膜上のSiに対して最適溶融アニー
ル条件を設定するとシード部分のSiを十分溶融できな
い。従って単純にビームアニールを行うだけでは良好な
単結晶8iは得られない。
また特開昭58−93215号公報には、この問題を解
決する方法として、次のような方法が記載されている。
決する方法として、次のような方法が記載されている。
単結晶Si基板上に8 s 02膜を形成し、一部を開
孔する。次に非晶質8i膜を形成し、600℃程度で熱
処理を行う。すると開口部の非晶質Si膜は固相エピタ
キシャル成長を生じ、SiO□膜上約1μmていど横方
向へ単結晶化する。従って8i02膜上のSiを溶融す
る条件でレーザアニールを行えばよいことになる。しか
しこの公報には本発明の目的は、Si基板上及び基板上
に設けられた絶縁膜上にMISFETを形成してCMO
Sを構成する際の製造工程が従来に比べて簡単であ’b
’、’:LかもMISFETの特性も向上するSOI形
成方法を提供することにある。
孔する。次に非晶質8i膜を形成し、600℃程度で熱
処理を行う。すると開口部の非晶質Si膜は固相エピタ
キシャル成長を生じ、SiO□膜上約1μmていど横方
向へ単結晶化する。従って8i02膜上のSiを溶融す
る条件でレーザアニールを行えばよいことになる。しか
しこの公報には本発明の目的は、Si基板上及び基板上
に設けられた絶縁膜上にMISFETを形成してCMO
Sを構成する際の製造工程が従来に比べて簡単であ’b
’、’:LかもMISFETの特性も向上するSOI形
成方法を提供することにある。
(発明の構成)
本発明によれば、単結晶Si基板上に第1の絶縁膜パタ
ーンを形成し、この絶縁膜パターンのない部分の基板表
面に第1導電型MI8FETを形成し、次いで全面に第
2の絶縁膜を形成し、リソグラフィ技術を用いて第1の
絶縁膜上の大部分及びこれにつらなる前記MISFET
のドレイン拡散層上の一部分の第2の絶縁膜を除去し、
次いで全面に非晶質5il1%を形成し、熱処理f:施
して前記Si基板に接した部分及びその近傍の非晶lJ
!tS s膜を単結晶化させ、次いで第2の絶縁膜をパ
ターニングする際に用いたのと同じマスクないし描画デ
ータあるいはその反転マスクないし反転描画データを用
い、前記非晶質Si膜を第2の絶RfJを除去した部分
にほは重なるように残し、次いで第うに第2導電型MI
SFETを形成することを特徴とするSOI形成方法が
得られる。
ーンを形成し、この絶縁膜パターンのない部分の基板表
面に第1導電型MI8FETを形成し、次いで全面に第
2の絶縁膜を形成し、リソグラフィ技術を用いて第1の
絶縁膜上の大部分及びこれにつらなる前記MISFET
のドレイン拡散層上の一部分の第2の絶縁膜を除去し、
次いで全面に非晶質5il1%を形成し、熱処理f:施
して前記Si基板に接した部分及びその近傍の非晶lJ
!tS s膜を単結晶化させ、次いで第2の絶縁膜をパ
ターニングする際に用いたのと同じマスクないし描画デ
ータあるいはその反転マスクないし反転描画データを用
い、前記非晶質Si膜を第2の絶RfJを除去した部分
にほは重なるように残し、次いで第うに第2導電型MI
SFETを形成することを特徴とするSOI形成方法が
得られる。
(実施例)
以下本発明の実施例にりいて、第1図(a)〜(d)を
参照して説明する。
参照して説明する。
(100)n型単結晶8i基板1を用い、全面に薄いS
i 02膜を形成し、所望の部分KSi3N、膜を形
成した。次に選択酸化を行ない、厚さ2μmの5i02
膜を形成する。次にこの厚いS i 02膜をS i3
N4膜およびうすい8i02膜をウェットエッチング
で除去した。次に熱酸化で全面に厚さ1000λていど
のSiQ、膜を形成し、その上にCVD法で厚さ0.8
μmの5i02膜を堆精する。その上にレジスト等の有
機膜を塗布して表面を平坦にする。
i 02膜を形成し、所望の部分KSi3N、膜を形
成した。次に選択酸化を行ない、厚さ2μmの5i02
膜を形成する。次にこの厚いS i 02膜をS i3
N4膜およびうすい8i02膜をウェットエッチング
で除去した。次に熱酸化で全面に厚さ1000λていど
のSiQ、膜を形成し、その上にCVD法で厚さ0.8
μmの5i02膜を堆精する。その上にレジスト等の有
機膜を塗布して表面を平坦にする。
次にレジスト瞑とSiO□膜のエツチングレートがほぼ
等しくなるようなエツチング条件でSi基板表面近くま
でエツチングする。次に選択酸化していない部分の基板
表面にうすく残る5i02膜をウェットエツチングで除
去すると第1図(a)に示し1こように5i02膜2が
ほぼ平坦にうめこまれ′fc構造が得られる。
等しくなるようなエツチング条件でSi基板表面近くま
でエツチングする。次に選択酸化していない部分の基板
表面にうすく残る5i02膜をウェットエツチングで除
去すると第1図(a)に示し1こように5i02膜2が
ほぼ平坦にうめこまれ′fc構造が得られる。
通常ソース・ドレイン拡散層はS t 02 N> 2
と接するように形成するが、本実施例でも同じである。
と接するように形成するが、本実施例でも同じである。
次にSi表面をうすく熱酸化しS r 02 膜6を形
成したあと全面にCVD法で厚さ0.5μmていどの8
i 02膜7を形成する。(第1図切)次いでフォ)
IJノグラフィ技術、2体的には縮少投影露光法を用
いて、SiO□膜2上の大部分とそれに隣接するpチャ
ネルMO8I−ランジスタのドレイン拡散層5の上の一
部分(Si02膜2の端から3〜4μm)のS i 0
2膜7をエツチング除去する。そして全面に厚さ0.5
μmの多結晶Si膜を堆積し、Siのイオン注入(10
0I(eV、lXl0”cm−2および180KeV、
lXl016cm−242i注入)を行なって非晶質8
i膜とする。次に600℃、N2中、2時間ていどの熱
処理を施して基板1と接した部分8及びSiO□膜2及
び7上のSi膜を単結晶化する。Sio2膵2上へは横
方向へ3μmていど、5i02膜7上へは横方向へ1μ
mていど単結晶化する。
成したあと全面にCVD法で厚さ0.5μmていどの8
i 02膜7を形成する。(第1図切)次いでフォ)
IJノグラフィ技術、2体的には縮少投影露光法を用
いて、SiO□膜2上の大部分とそれに隣接するpチャ
ネルMO8I−ランジスタのドレイン拡散層5の上の一
部分(Si02膜2の端から3〜4μm)のS i 0
2膜7をエツチング除去する。そして全面に厚さ0.5
μmの多結晶Si膜を堆積し、Siのイオン注入(10
0I(eV、lXl0”cm−2および180KeV、
lXl016cm−242i注入)を行なって非晶質8
i膜とする。次に600℃、N2中、2時間ていどの熱
処理を施して基板1と接した部分8及びSiO□膜2及
び7上のSi膜を単結晶化する。Sio2膵2上へは横
方向へ3μmていど、5i02膜7上へは横方向へ1μ
mていど単結晶化する。
次に前記5i02膜7をパターニングするときに用いt
フォトマスク(レチクル)を再び用いSii:パターニ
ングしてSi膜パターン9とする。
フォトマスク(レチクル)を再び用いSii:パターニ
ングしてSi膜パターン9とする。
また目合わせ露光工程においてマスク七基板lとの目合
わせずれが生じる。目合わせずれの状態によって、Si
膜9のパターンの端が第1図←)に示す左側のSiO□
膜7へかかるか、ドレイン層5上へかかるかが決まる。
わせずれが生じる。目合わせずれの状態によって、Si
膜9のパターンの端が第1図←)に示す左側のSiO□
膜7へかかるか、ドレイン層5上へかかるかが決まる。
後者の場合は全く問題ない。
第1図(C)はこの場合を示している。また前者の場合
においても基板1と接した領域のSi膜は単結晶化して
おシ、非晶質Siよシェラチングレートが遅い。従って
基板1が露出することはない。
においても基板1と接した領域のSi膜は単結晶化して
おシ、非晶質Siよシェラチングレートが遅い。従って
基板1が露出することはない。
次にArレーザアニールを全面に施す。SiO□膜2上
のSi膜を溶融する条件でアニールする。
のSi膜を溶融する条件でアニールする。
具体的にはレーザ出力3,35〜3.65(最適範囲)
、ビーム走査速度10 tm/ sec 、ビーム径l
O〜20μmである。Si膜9は前の工程で形成しfc
8 i 02膜2上の単結晶部分をシードとして単結晶
化する。
、ビーム走査速度10 tm/ sec 、ビーム径l
O〜20μmである。Si膜9は前の工程で形成しfc
8 i 02膜2上の単結晶部分をシードとして単結晶
化する。
またこれ以外にも、基板1上に形成した9MOsトラン
ジスタのp+ポリシリコンケートが再結晶化する。この
部分はゲー)SiO□膜が薄いので8i膜9より熱の放
散が良く、ポリシリコンが溶融することはなく単結晶に
はならないが、粒径が大きくなシ抵抗が下がる。ソース
・ドレイン拡散層4゜5ではゲート電極よ〕更に熱の放
散が良いので、更に温度上昇拡小さく不純物の拡散は生
じない。
ジスタのp+ポリシリコンケートが再結晶化する。この
部分はゲー)SiO□膜が薄いので8i膜9より熱の放
散が良く、ポリシリコンが溶融することはなく単結晶に
はならないが、粒径が大きくなシ抵抗が下がる。ソース
・ドレイン拡散層4゜5ではゲート電極よ〕更に熱の放
散が良いので、更に温度上昇拡小さく不純物の拡散は生
じない。
nMO8トランジスタのドレイン拡散層12と、9MO
8)ランジスタのドレイン拡散層5とが接触するように
する。この接触部分8がpn接合となる。次にnMO8
)ランジスタ表面に熱酸化でうすいSiO□膜13t−
形成し、全面にCVD法で8i0□膜を厚さ0.5μm
形成し、コンタクト孔を開口する。最後にAt等で電極
配線15を形成する。(第1図(d) ) n MO8
は9MO8より0.5μmていど基板表面から高い位置
に形成されているが、リソグラフィ工程において縮少投
影露光装置や投影露光装置を用いれば焦点深度等の問題
は生じない。また、コンタクト孔の開口においてエツチ
ングすべきS i02膜の厚さがnMO8と9MO8で
異なるが、Siとの選択性の良いSiν反応性イオンエ
ッチング 友とえばCF4+H2を用いて行なえばよい
。
8)ランジスタのドレイン拡散層5とが接触するように
する。この接触部分8がpn接合となる。次にnMO8
)ランジスタ表面に熱酸化でうすいSiO□膜13t−
形成し、全面にCVD法で8i0□膜を厚さ0.5μm
形成し、コンタクト孔を開口する。最後にAt等で電極
配線15を形成する。(第1図(d) ) n MO8
は9MO8より0.5μmていど基板表面から高い位置
に形成されているが、リソグラフィ工程において縮少投
影露光装置や投影露光装置を用いれば焦点深度等の問題
は生じない。また、コンタクト孔の開口においてエツチ
ングすべきS i02膜の厚さがnMO8と9MO8で
異なるが、Siとの選択性の良いSiν反応性イオンエ
ッチング 友とえばCF4+H2を用いて行なえばよい
。
まり実施例ではフォトリソグラフィ技術を用いたが、電
子ビームやイオンビーム露光法等を用いてもよい。その
場合はSiO□膜7と8i膜9のパターニングに共通に
用いるのはマスクではなく描画データということになる
。またX線露光法も用(・廟ことができる。
子ビームやイオンビーム露光法等を用いてもよい。その
場合はSiO□膜7と8i膜9のパターニングに共通に
用いるのはマスクではなく描画データということになる
。またX線露光法も用(・廟ことができる。
を用いてもよい。このときはレジストはすべて同タイプ
のものを使えばよい。前記電子ビーム、イオンビーム、
X線露光についても同様に反転描画データや反転マスク
を用いることができる。
のものを使えばよい。前記電子ビーム、イオンビーム、
X線露光についても同様に反転描画データや反転マスク
を用いることができる。
(発明の効果)
本発明では実施例中で述べたようにリソグラフィ工程に
おいて同じマスクを2度用いておシ、従来よシマスフ数
が少なくてすむ。ま九本発明ではビームアニール時にビ
ームを全面に照射しているのでゲート電伍の抵抗金工け
ることができる。
おいて同じマスクを2度用いておシ、従来よシマスフ数
が少なくてすむ。ま九本発明ではビームアニール時にビ
ームを全面に照射しているのでゲート電伍の抵抗金工け
ることができる。
また本発明の方法によれば前記特開昭57−19206
9号公報の方法に比べ9MO8とnMO8の間に形成さ
れる。、pn接合の面積が大きくなるので、オン抵抗が
小さくなり、しかも熱の放散も良好である。
9号公報の方法に比べ9MO8とnMO8の間に形成さ
れる。、pn接合の面積が大きくなるので、オン抵抗が
小さくなり、しかも熱の放散も良好である。
第1図(a)〜(d)は本発明の詳細な説明する几め
。 の断面図。 図中の番号は以下のものを示す。 、、’、1 一、トフー8 i基板、2,6,7,13,14.・・
・・・・5i02膜。 ≦“品&++ p+ポリシリコンゲート、し4i−、、
li 1・・・・・・ソース拡散層、5、12.・・・
・・・ドレイン拡散層、8・・・・一基板と8i膜の接
触部分、9・・・・・・8i膜、 lO・−・−・
n+ポリシリコンケート15・・・・・−At
。 の断面図。 図中の番号は以下のものを示す。 、、’、1 一、トフー8 i基板、2,6,7,13,14.・・
・・・・5i02膜。 ≦“品&++ p+ポリシリコンゲート、し4i−、、
li 1・・・・・・ソース拡散層、5、12.・・・
・・・ドレイン拡散層、8・・・・一基板と8i膜の接
触部分、9・・・・・・8i膜、 lO・−・−・
n+ポリシリコンケート15・・・・・−At
Claims (1)
- 単結晶Si基板上に第1の絶縁膜パターンを形成し、こ
の絶縁膜パターンのない部分の基板表面に第1導電型M
ISFETを形成し、次いで全面に第2の絶縁膜を形成
し、リソグラフィ技術を用いて第1の絶縁膜上の大部分
及びこれにつらなる前記MISFETのドレイン拡散層
上の一部分の第2の絶縁膜を除去し、次いで全面に非晶
質Si膜を形成し、熱処理を施して前記Si基板に接し
た部分及びその近傍の非晶質Si膜を単結晶化させ、次
いで第2の絶縁膜をパターニングする際に用いたのと同
じマスクないし描画データあるいはその反転マスクない
し反転描画データを用い、前記非晶質Si膜を第2の絶
縁膜を除去した部分にほぼ重なるように残し、次いで第
1の絶縁膜上の単結晶化したSiをシードとしてビーム
アニールを全面に施して前記非晶質Si膜を単結晶化し
、次いでこのSi膜に前記第1導電型MISFETとド
レイン拡散層同士が接触するように第2導電型MISF
ETを形成することを特徴とするSOI形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18372484A JPS6163049A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | Soi形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18372484A JPS6163049A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | Soi形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6163049A true JPS6163049A (ja) | 1986-04-01 |
JPH0337865B2 JPH0337865B2 (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=16140851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18372484A Granted JPS6163049A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | Soi形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6163049A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5274260A (en) * | 1990-08-30 | 1993-12-28 | Nippon Steel Corporation | Semiconductor device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2526008Y2 (ja) * | 1990-03-27 | 1997-02-12 | 株式会社シマノ | 伸縮式元竿構造 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5825221A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-02-15 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS5837950A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | Toshiba Corp | 多層半導体素子の製造方法 |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18372484A patent/JPS6163049A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5837950A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | Toshiba Corp | 多層半導体素子の製造方法 |
JPS5825221A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-02-15 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5274260A (en) * | 1990-08-30 | 1993-12-28 | Nippon Steel Corporation | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0337865B2 (ja) | 1991-06-06 |
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