JPS62216217A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS62216217A JPS62216217A JP5803686A JP5803686A JPS62216217A JP S62216217 A JPS62216217 A JP S62216217A JP 5803686 A JP5803686 A JP 5803686A JP 5803686 A JP5803686 A JP 5803686A JP S62216217 A JPS62216217 A JP S62216217A
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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】
〔概要〕
シリコン・オン・インシュレータ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ０
ｎＩｎｓｕｌａｔｅｒ＋ ５（ＩＩ）の形成において、
絶縁物の上に３Ｃ−ＳｉＣを成長しその上にシリコンを
エピタキシャル成長する。
ｎＩｎｓｕｌａｔｅｒ＋ ５（ＩＩ）の形成において、
絶縁物の上に３Ｃ−ＳｉＣを成長しその上にシリコンを
エピタキシャル成長する。
本発明は半導体装置の製造方法に関するもので、さらに
詳しく言えば、従来のＳｏｌ形成においてレーザアニー
ルを用いて再結晶化したのに代えて、シリコン基板上の
絶縁物（ＳｉＯ＋膜またはシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ１
膜）上に単結晶３Ｃ−ＳｉＣ（β−３ｉＣ）を成長し、
この３Ｃ−３ｉＣの上にシリコンをエピタキシャル成長
する方法に関するものである。
詳しく言えば、従来のＳｏｌ形成においてレーザアニー
ルを用いて再結晶化したのに代えて、シリコン基板上の
絶縁物（ＳｉＯ＋膜またはシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ１
膜）上に単結晶３Ｃ−ＳｉＣ（β−３ｉＣ）を成長し、
この３Ｃ−３ｉＣの上にシリコンをエピタキシャル成長
する方法に関するものである。
従来の５０１形成方法は第４図の断面図に示される。先
ず同図（ａ）に示される如くシリコン基板３１上に５ｉ
０２膜３２を形成しその上に例えば化学気相成長（ＣＶ
Ｄ）法でポリシリコンｙＩ３３を成長し、ポリシリコン
膜３３にレーザビームを照射しくレーザアニール）、ポ
リシリコンをメルト（溶融）シ、再結晶化してポリシリ
コン膜３３内に単結晶シリコン領域３５を作り、この単
結晶シリコン領域３５に所望の素子を形成する。
ず同図（ａ）に示される如くシリコン基板３１上に５ｉ
０２膜３２を形成しその上に例えば化学気相成長（ＣＶ
Ｄ）法でポリシリコンｙＩ３３を成長し、ポリシリコン
膜３３にレーザビームを照射しくレーザアニール）、ポ
リシリコンをメルト（溶融）シ、再結晶化してポリシリ
コン膜３３内に単結晶シリコン領域３５を作り、この単
結晶シリコン領域３５に所望の素子を形成する。
上記した方法では、ポリシリコン／単結晶シリコン／ポ
リシリコンと横に素子分離される構造が得られるが、第
４図（ｂ）に示す構造を縦方向に形成することが、半導
体装置の集積度を高め、かつ、耐環境性の改良すなわち
放射線対策の見地から検討されている。そのためには、
第４図中）に示したポリシリコン膜３３の上に再度Ｓｉ
Ｏ２を堆積し、その上にポリシリコンを成長して前記し
たレーザアニールを実施し、２層、３層３０．と多層構
造にすることによって、たて方向の集積度および耐環境
に優れたデバイスを作ることが可能になるからである。
リシリコンと横に素子分離される構造が得られるが、第
４図（ｂ）に示す構造を縦方向に形成することが、半導
体装置の集積度を高め、かつ、耐環境性の改良すなわち
放射線対策の見地から検討されている。そのためには、
第４図中）に示したポリシリコン膜３３の上に再度Ｓｉ
Ｏ２を堆積し、その上にポリシリコンを成長して前記し
たレーザアニールを実施し、２層、３層３０．と多層構
造にすることによって、たて方向の集積度および耐環境
に優れたデバイスを作ることが可能になるからである。
従来の方法によると、■レーザアニールによると、スポ
ットの小なるレーザビームが照射されたところしか再結
晶化しないのでスループットが悪く、■形成される素子
の形状、寸法に制限が加えられ、■５ｉＯ２ｐの上のポ
リシリコンを再結晶化するとき作られる単結晶シリコン
の配向性ができ上がってみなければ判らず、■何層にも
ポリシリコンを積んでそれを再結晶化するとき、各層の
平坦度が次第に失われ、単結晶シリコン領域の大きさが
ピラミッド型に上に行くにつれて小になり、２層ないし
３層構造が限界である、などの問題がある。
ットの小なるレーザビームが照射されたところしか再結
晶化しないのでスループットが悪く、■形成される素子
の形状、寸法に制限が加えられ、■５ｉＯ２ｐの上のポ
リシリコンを再結晶化するとき作られる単結晶シリコン
の配向性ができ上がってみなければ判らず、■何層にも
ポリシリコンを積んでそれを再結晶化するとき、各層の
平坦度が次第に失われ、単結晶シリコン領域の大きさが
ピラミッド型に上に行くにつれて小になり、２層ないし
３層構造が限界である、などの問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、上記の
問題点を解決したｓｏｉ形成の方法を提供することを目
的とする。
問題点を解決したｓｏｉ形成の方法を提供することを目
的とする。
第１図は本発明実施例の断面図である。
本発明においては、シリコン基板１１上に絶縁膜１２
（５ｒ０２膜またはシリコン窒化膜）を形成し、その上
に単結晶３Ｃ−３ｉＣ膜１３を成長し、この３Ｃ−３ｉ
Ｃの上にシリコンをエピタキシャル成長して単結晶シリ
コン膜１４を形成する。
（５ｒ０２膜またはシリコン窒化膜）を形成し、その上
に単結晶３Ｃ−３ｉＣ膜１３を成長し、この３Ｃ−３ｉ
Ｃの上にシリコンをエピタキシャル成長して単結晶シリ
コン膜１４を形成する。
本出願人は減圧ＣＶＯ法により ３Ｃ−ＳｉＣＩ！ｌ！
を形成する技術を開発したもので、本発明においてはそ
の技術を利用し、絶縁物の上に１つの配向性だけをもっ
た単結晶にきわめて近い構造的に安定した３Ｃ−ＳｉＣ
膜を形成するものであり、この３Ｃ−ＳｉＣ膜上にそれ
と同じ配向性をもった単結晶シリコン膜がエピタキシャ
ル成長するのである。
を形成する技術を開発したもので、本発明においてはそ
の技術を利用し、絶縁物の上に１つの配向性だけをもっ
た単結晶にきわめて近い構造的に安定した３Ｃ−ＳｉＣ
膜を形成するものであり、この３Ｃ−ＳｉＣ膜上にそれ
と同じ配向性をもった単結晶シリコン膜がエピタキシャ
ル成長するのである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
従来、Ｓｒ基板上へ単結晶３Ｃ−ＳｉＣ（β−ＳｉＣ）
を成長させる場合、大きな格子定数の差を緩和させるた
めに炭化層をあらかじめ基板上に作製するのが一般的で
あった。本出願人は、炭化層を用いないで単結晶３Ｃ−
ＳｉＣを成長させることを試みた。
を成長させる場合、大きな格子定数の差を緩和させるた
めに炭化層をあらかじめ基板上に作製するのが一般的で
あった。本出願人は、炭化層を用いないで単結晶３Ｃ−
ＳｉＣを成長させることを試みた。
Ｓｔ基板ウェハーには、Ｐ形、４インチ（１００）正基
板と、（１１１）４°−ｏｆｆの２種類の基板を用いた
。成長には誘導加熱型リアクターを用い、基板はＳｉＣ
コートのグラファイトサセプター上に置いた。成長は、
５ｉｌｏ！ ３− Ｃ３Ｈｙ −Ｈ２系を選び、基板温
度； １０００℃、成長圧力ｉ ２００ Ｐａで行った
。
板と、（１１１）４°−ｏｆｆの２種類の基板を用いた
。成長には誘導加熱型リアクターを用い、基板はＳｉＣ
コートのグラファイトサセプター上に置いた。成長は、
５ｉｌｏ！ ３− Ｃ３Ｈｙ −Ｈ２系を選び、基板温
度； １０００℃、成長圧力ｉ ２００ Ｐａで行った
。
両基板上に成長させたＳｉＣ膜の赤外吸収スペクトルに
は、波数８００ｃｍ−１のところに急峻で大きなピーク
が観測された。このことからＳｔ −Ｃ結合が形成され
ていることがわかった。Ｘ線回折の解析では、（１１１
）４°−ｏｆｆ基板上では、３Ｃ−ＳｉＣ（１１１）の
ピークのみ観測されたのに対し、（１００）正基板上で
は、（１００）ピークの他に、（１１１）のピークも観
測された。また、（１１１）４°−ｏｆｆ基板上の成長
層（３Ｃ−３ｉＣ膜）の居射電子線回折像にストリーク
状のスポットが観測された。このことから成長させたＳ
ｉＣＩｌｌが、表面にわずかに凹凸のある単結晶膜であ
ることが確認された。
は、波数８００ｃｍ−１のところに急峻で大きなピーク
が観測された。このことからＳｔ −Ｃ結合が形成され
ていることがわかった。Ｘ線回折の解析では、（１１１
）４°−ｏｆｆ基板上では、３Ｃ−ＳｉＣ（１１１）の
ピークのみ観測されたのに対し、（１００）正基板上で
は、（１００）ピークの他に、（１１１）のピークも観
測された。また、（１１１）４°−ｏｆｆ基板上の成長
層（３Ｃ−３ｉＣ膜）の居射電子線回折像にストリーク
状のスポットが観測された。このことから成長させたＳ
ｉＣＩｌｌが、表面にわずかに凹凸のある単結晶膜であ
ることが確認された。
また、成長させたＳｆＣｙ４には、熱膨張係数等の違い
による剥離はみられなかった。これらの結果により、上
記の成長条件下では、単結晶３Ｃ−３ｉＣは（１１１）
４°−ｏｆｆ基板上には成長したことがわかった。
による剥離はみられなかった。これらの結果により、上
記の成長条件下では、単結晶３Ｃ−３ｉＣは（１１１）
４°−ｏｆｆ基板上には成長したことがわかった。
再び、第１図を参照すると、半導体基板例えばシリコン
基板１１上に通常の技術で（５４０２膜＋窒化シリコン
膜） １２ （５ｉ０２１１９！１０００人、窒化シリ
コン（Ｓｉ３Ｎ鴫）膜４０００人）を形成する。
基板１１上に通常の技術で（５４０２膜＋窒化シリコン
膜） １２ （５ｉ０２１１９！１０００人、窒化シリ
コン（Ｓｉ３Ｎ鴫）膜４０００人）を形成する。
次イテ、前記した減圧ＣＶＤ法で、１０００℃、２００
Ｐａ（７）雰囲気’？ｌ’ ５ｊＨＣｅ３＋ Ｏ２＋
Ｃ３Ｈｔ系のガスを用いて、３Ｃ−ＳｉＣ膜１３を作っ
たところ、反射電子線回折法（ＲＨＥＥＤ ）によって
一つの配向性をもち、はとんど単結晶といいうる３Ｃ−
３ｉＣ膜１３を作ることができた。
Ｐａ（７）雰囲気’？ｌ’ ５ｊＨＣｅ３＋ Ｏ２＋
Ｃ３Ｈｔ系のガスを用いて、３Ｃ−ＳｉＣ膜１３を作っ
たところ、反射電子線回折法（ＲＨＥＥＤ ）によって
一つの配向性をもち、はとんど単結晶といいうる３Ｃ−
３ｉＣ膜１３を作ることができた。
次いで、ＳｉＬ＋ （または５ｉｘ）ｂ； ） ＋
Ｏ２系のガスを用い８００℃〜９００℃の温度で減圧Ｃ
ＶＤ法でシリコンのエピタキシャル成長を行ったところ
、表面がほとんど鏡面の単結晶シリコン膜１４が作られ
た。その結果、単結晶シリコン膜１４の上に再度絶縁膜
１２を形成し、３Ｃ−３ｉＣを成長し、シリコンをエピ
タキシャル成長する工程を繰り返し行うことが可能にな
った。
Ｏ２系のガスを用い８００℃〜９００℃の温度で減圧Ｃ
ＶＤ法でシリコンのエピタキシャル成長を行ったところ
、表面がほとんど鏡面の単結晶シリコン膜１４が作られ
た。その結果、単結晶シリコン膜１４の上に再度絶縁膜
１２を形成し、３Ｃ−３ｉＣを成長し、シリコンをエピ
タキシャル成長する工程を繰り返し行うことが可能にな
った。
３Ｃ−３ｉＣ膜１３の成長には第２図に示す装置を用い
、同図において、２１は石英二重管、２２は８ ＫＨｚ
の誘導加熱用のコイル、２３は黒鉛サセプタ、２４はマ
ス・フロー・コントローラ（ＮＦＣ） 、２５は気化コ
ントローラである。かかる装置を用い、（５ｉ）ｌｃｉ
！ ３＋ Ｏ２＋ＣｙＨ＋＋）系のガスを二重構造管２
１の内管に供給し、サセプタ２３を加熱してシリコン基
板１１の温度を上げ、３Ｃ−ＳｉＣを基板１１上に成長
した。
、同図において、２１は石英二重管、２２は８ ＫＨｚ
の誘導加熱用のコイル、２３は黒鉛サセプタ、２４はマ
ス・フロー・コントローラ（ＮＦＣ） 、２５は気化コ
ントローラである。かかる装置を用い、（５ｉ）ｌｃｉ
！ ３＋ Ｏ２＋ＣｙＨ＋＋）系のガスを二重構造管２
１の内管に供給し、サセプタ２３を加熱してシリコン基
板１１の温度を上げ、３Ｃ−ＳｉＣを基板１１上に成長
した。
ｐ型シリコン基板上に上記の方法でｎ−ＳｉＣを形成し
、ｎ−３ｉＣ／ ｐ−３ｔヘテロジヤンクシツンの電流
電圧特性を調査した結果は第３図の線図に示され、この
結果から前記した３Ｃ−ＳｔＣは１５０■までの高出力
トランジスタに利用可能であることが判明した。
、ｎ−３ｉＣ／ ｐ−３ｔヘテロジヤンクシツンの電流
電圧特性を調査した結果は第３図の線図に示され、この
結果から前記した３Ｃ−ＳｔＣは１５０■までの高出力
トランジスタに利用可能であることが判明した。
以上述べてきたように本発明によれば、■大面積の単結
晶シリコンが得られ、 ■単結晶シリコンに形成される素子を形状、寸法を制限
することなく設計でき、 ■配向性が制御でき、 ■量産化が可能であり、 ■何層でも積層することができる、 効果がある。
晶シリコンが得られ、 ■単結晶シリコンに形成される素子を形状、寸法を制限
することなく設計でき、 ■配向性が制御でき、 ■量産化が可能であり、 ■何層でも積層することができる、 効果がある。
第１図は本発明実施例断面図、
第２図は３Ｃ−ＳｉＣ膜成長装置の断面図、第３図はｎ
−ＳｉＣ／ ｐ−Ｓ！ヘテロジャンクションの電流電圧
特性を示す線図、 第４図（ａｌと（ト））は従来例断面図である。 第１図と第２図において、 １１はシリコン基板、 １２は（ＳｉＯ２膜＋５ｉｚＮり膜）、１３は３Ｇ−１
ｉｃｌ！ｊｌ。 １４は単結晶シリコン膜、 ２１は石英二重管、 ２２はコイル、 ２３はサセプタ、 ２４はマス・フロー・コントローラ、 ２５は気化コントローラである。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 本発明実施例断面図 第１図
−ＳｉＣ／ ｐ−Ｓ！ヘテロジャンクションの電流電圧
特性を示す線図、 第４図（ａｌと（ト））は従来例断面図である。 第１図と第２図において、 １１はシリコン基板、 １２は（ＳｉＯ２膜＋５ｉｚＮり膜）、１３は３Ｇ−１
ｉｃｌ！ｊｌ。 １４は単結晶シリコン膜、 ２１は石英二重管、 ２２はコイル、 ２３はサセプタ、 ２４はマス・フロー・コントローラ、 ２５は気化コントローラである。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 本発明実施例断面図 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板（１１）上に絶縁膜（１２）を形成する工程
、 絶縁膜（１２）上にＳｉＨＣｌ＿３＋Ｈ＿２＋Ｃ＿３Ｈ
＿５系のガスを用いる減圧化学気相成長法により３Ｃ−
ＳｉＣ膜（１３）を成長する工程、および ３Ｃ−ＳｉＣ膜（１３）上にＳｉＨ＿４（またはＳｉ＿
２Ｈ＿６もしくはＳｉ＿３Ｈ＿８（トリシラン）＋Ｈ＿
２）系のガスを用いる減圧化学気相成長法によりシリコ
ンをエピタキシャル成長する工程を含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61058036A JPH0746685B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61058036A JPH0746685B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216217A true JPS62216217A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0746685B2 JPH0746685B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=13072705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61058036A Expired - Fee Related JPH0746685B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746685B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999009585A1 (fr) * | 1997-08-13 | 1999-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Substrat et dispositif semi-conducteurs |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5041471A (ja) * | 1971-11-04 | 1975-04-15 | ||
| JPS533075A (en) * | 1976-06-29 | 1978-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | Production of mos structure field effect semiconductor device |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP61058036A patent/JPH0746685B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5041471A (ja) * | 1971-11-04 | 1975-04-15 | ||
| JPS533075A (en) * | 1976-06-29 | 1978-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | Production of mos structure field effect semiconductor device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999009585A1 (fr) * | 1997-08-13 | 1999-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Substrat et dispositif semi-conducteurs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746685B2 (ja) | 1995-05-17 |
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