JPS6234130B2 - - Google Patents
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- JPS6234130B2 JPS6234130B2 JP16970282A JP16970282A JPS6234130B2 JP S6234130 B2 JPS6234130 B2 JP S6234130B2 JP 16970282 A JP16970282 A JP 16970282A JP 16970282 A JP16970282 A JP 16970282A JP S6234130 B2 JPS6234130 B2 JP S6234130B2
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- insulating film
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
-
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-
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- H01L21/02639—Preparation of substrate for selective deposition
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は集積回路装置や半導体装置等の製造
に用いられる半導体薄膜の製造方法に関する。
に用いられる半導体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に伴い、半導
体集積回路の各素子寸法の微細化をはかつて横方
向の集積度を向上させる他に、一旦形成された素
子の上に絶縁膜を全面に亘つて形成し、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れている。
例えば、単結晶基板上に形成した絶縁膜を一部開
口し、その後単結晶シリコン上のみに選択的にエ
ピタキシヤル成長を行わせ、このとき絶縁膜上に
張出した部分を絶縁膜上のシリコン薄膜として利
用する方法が検討されているが、絶縁膜上へ張出
した長さは未だ十分とはいえず、三次元構造を試
料全面に亘つて形成する目的に用いるまでには至
つていない。
体集積回路の各素子寸法の微細化をはかつて横方
向の集積度を向上させる他に、一旦形成された素
子の上に絶縁膜を全面に亘つて形成し、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れている。
例えば、単結晶基板上に形成した絶縁膜を一部開
口し、その後単結晶シリコン上のみに選択的にエ
ピタキシヤル成長を行わせ、このとき絶縁膜上に
張出した部分を絶縁膜上のシリコン薄膜として利
用する方法が検討されているが、絶縁膜上へ張出
した長さは未だ十分とはいえず、三次元構造を試
料全面に亘つて形成する目的に用いるまでには至
つていない。
又、半導体集積回路の高速化が進むに伴い、半
導体集積回路の各素子及び配線部分と基板シリコ
ンとの電気容量を小さくすることが重要な課題と
なつている。pn接合分離に代り絶縁膜上に形成
したシリコン膜を用いれば寄生容量は小さくでき
る。しかし、前述のごとく絶縁膜上へ張出したシ
リコン膜部分の長さが十分でないために、上述の
目的には不十分である。
導体集積回路の各素子及び配線部分と基板シリコ
ンとの電気容量を小さくすることが重要な課題と
なつている。pn接合分離に代り絶縁膜上に形成
したシリコン膜を用いれば寄生容量は小さくでき
る。しかし、前述のごとく絶縁膜上へ張出したシ
リコン膜部分の長さが十分でないために、上述の
目的には不十分である。
以上説明した絶縁膜上へ張出したシリコン膜部
分の長さが十分でない原因は選択エピタキシヤル
成長が等方的であるために、素子製造上適当な膜
厚のシリコン厚さにする場合には絶縁膜上へ張出
したシリコン膜の長さはシリコン膜厚と同程度に
制限されてしまうためである。そこで、これまで
にも上記の欠点を改善するために、絶縁膜上へ張
出したシリコン膜の長さが必要十分な程度になる
まで選択エピタキシヤル成長を行い、この結果素
子製造上適当なシリコン膜厚以上になつたシリコ
ン膜厚は研摩あるいはエツチングにより適当な膜
厚まで薄くする方法が検討されているが、シリコ
ン基板全面に亘つて再現性の良い結果が得られな
い等の問題があり、実用的な半導体薄膜を得るこ
とが難しいという欠点があつた。
分の長さが十分でない原因は選択エピタキシヤル
成長が等方的であるために、素子製造上適当な膜
厚のシリコン厚さにする場合には絶縁膜上へ張出
したシリコン膜の長さはシリコン膜厚と同程度に
制限されてしまうためである。そこで、これまで
にも上記の欠点を改善するために、絶縁膜上へ張
出したシリコン膜の長さが必要十分な程度になる
まで選択エピタキシヤル成長を行い、この結果素
子製造上適当なシリコン膜厚以上になつたシリコ
ン膜厚は研摩あるいはエツチングにより適当な膜
厚まで薄くする方法が検討されているが、シリコ
ン基板全面に亘つて再現性の良い結果が得られな
い等の問題があり、実用的な半導体薄膜を得るこ
とが難しいという欠点があつた。
この発明の目的は、上記欠点を除き絶縁膜上に
十分広い面積に亘つて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。
十分広い面積に亘つて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、少なくとも表面に半導体単結
晶層が設けられた基板上に開口部を有する第１の
種類の絶縁膜を設け、その開口部をおおうように
第１の種類の絶縁膜をエツチング除去しないエツ
チング液によつてエツチングされる第２の種類の
絶縁膜パターンを設け、次にその上に全面にわた
つて第１の種類の絶縁膜を設け、次いでその上に
全面にわたつて絶縁膜あるいは金属又は、半導体
膜を形成しさらにその上に全面にわたつて第１の
種類の絶縁膜を設け、次に第２の種類の絶縁膜パ
ターンの一部が露出するようにその上に積層され
た膜構造に開口部を設け、次にこの開口部を通し
て第２の種類の絶縁膜パターンをエツチング除去
して空孔を形成し、次にこの空孔をほぼ埋めつく
すように単結晶半導体の選択エピタキシヤル成長
を行うことを特徴とする半導体薄膜の製造方法が
得られる。
晶層が設けられた基板上に開口部を有する第１の
種類の絶縁膜を設け、その開口部をおおうように
第１の種類の絶縁膜をエツチング除去しないエツ
チング液によつてエツチングされる第２の種類の
絶縁膜パターンを設け、次にその上に全面にわた
つて第１の種類の絶縁膜を設け、次いでその上に
全面にわたつて絶縁膜あるいは金属又は、半導体
膜を形成しさらにその上に全面にわたつて第１の
種類の絶縁膜を設け、次に第２の種類の絶縁膜パ
ターンの一部が露出するようにその上に積層され
た膜構造に開口部を設け、次にこの開口部を通し
て第２の種類の絶縁膜パターンをエツチング除去
して空孔を形成し、次にこの空孔をほぼ埋めつく
すように単結晶半導体の選択エピタキシヤル成長
を行うことを特徴とする半導体薄膜の製造方法が
得られる。
次にこの発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図乃至第７図はこの発明の一実施例を説明
するための工程順に示した断面図である。
するための工程順に示した断面図である。
まず、第１図に示すように、単結晶シリコン基
板１の表面にCVD（Chemical Vapour De−
position）法等により窒化シリコン膜２を形成
し、下面開口部１１を除去した後、全面に酸化シ
リコン膜３を形成し、不要部分を除去して島状構
造にする。
板１の表面にCVD（Chemical Vapour De−
position）法等により窒化シリコン膜２を形成
し、下面開口部１１を除去した後、全面に酸化シ
リコン膜３を形成し、不要部分を除去して島状構
造にする。
次に、第２図に示すように、CVD法により窒
化シリコン膜４を全面に形成し、続いて多結晶シ
リコン膜５および窒化シリコン膜６を全面に形成
する。
化シリコン膜４を全面に形成し、続いて多結晶シ
リコン膜５および窒化シリコン膜６を全面に形成
する。
次に、第３図に示すように、平行平板型反応性
スパツタエツチング法等の異方性ドライエツチン
グ法を用いて、窒化シリコン膜６、多結晶シリコ
ン膜５および窒化シリコン膜４を選択的に順次エ
ツチングし、上面開口部１２を形成した後CVD
法により窒化シリコン膜７を形成すれば、上面開
口部１２の側壁にも窒化シリコン膜７が形成され
る。
スパツタエツチング法等の異方性ドライエツチン
グ法を用いて、窒化シリコン膜６、多結晶シリコ
ン膜５および窒化シリコン膜４を選択的に順次エ
ツチングし、上面開口部１２を形成した後CVD
法により窒化シリコン膜７を形成すれば、上面開
口部１２の側壁にも窒化シリコン膜７が形成され
る。
次に、第４図に示すように、異方性ドライエツ
チング法を用いて窒化シリコン膜７をエツチング
すると上面開口部１２の側壁部分に形成された窒
化シリコン膜７を残して他の部分の窒化シリコン
膜７を除去することができる。次に、酸化シリコ
ン膜に対するエツチング速度が窒化シリコン膜に
対するエツチング速度に比べて極めて大きいよう
なエツチング液、例えば弗酸（UF）、を用いて上
面開口部１２の奥に位置する島状酸化シリコン膜
３をエツチング除去する。このようにして得られ
た空孔の内壁は下面開口部１１以外の部分はすべ
て窒化シリコン膜で構成されており、さらに上面
開口部１２の側壁および試料表面も窒化シリコン
膜で構成されている。
チング法を用いて窒化シリコン膜７をエツチング
すると上面開口部１２の側壁部分に形成された窒
化シリコン膜７を残して他の部分の窒化シリコン
膜７を除去することができる。次に、酸化シリコ
ン膜に対するエツチング速度が窒化シリコン膜に
対するエツチング速度に比べて極めて大きいよう
なエツチング液、例えば弗酸（UF）、を用いて上
面開口部１２の奥に位置する島状酸化シリコン膜
３をエツチング除去する。このようにして得られ
た空孔の内壁は下面開口部１１以外の部分はすべ
て窒化シリコン膜で構成されており、さらに上面
開口部１２の側壁および試料表面も窒化シリコン
膜で構成されている。
次に、第５図に示すように、H2＋SiH2Cl2＋
HClガス系にて、成長圧力が20〜200Torrの減圧
下で、シリコン膜の成長を行うと窒化シリコン膜
２上にはシリコン膜が成長せずに単結晶シリコン
基板１が露呈している下面開口部１１にのみ選択
的に単結晶シリコン８を成長させることができ
る。
HClガス系にて、成長圧力が20〜200Torrの減圧
下で、シリコン膜の成長を行うと窒化シリコン膜
２上にはシリコン膜が成長せずに単結晶シリコン
基板１が露呈している下面開口部１１にのみ選択
的に単結晶シリコン８を成長させることができ
る。
次に、第６図に示すように、上記単結晶シリコ
ン８の選択的成長を続ければ空孔を埋めるように
エピタキシヤル成長する。このとき空孔端部１
３，１４は、エピタキシヤル成長した単結晶シリ
コン膜８で埋めつくされずに残るが、実用上差支
えない。
ン８の選択的成長を続ければ空孔を埋めるように
エピタキシヤル成長する。このとき空孔端部１
３，１４は、エピタキシヤル成長した単結晶シリ
コン膜８で埋めつくされずに残るが、実用上差支
えない。
次に、等方性エツチング法により試料表面の窒
化シリコン膜６、ついで多結晶シリコン膜５、さ
らに空孔上面部を形成する窒化シリコン膜４をエ
ツチング除去すると、第７図に示すように、単結
晶シリコン基板１の上に下面開口部を規定する窒
化シリコン膜２が形成されており、さらにその上
に、平坦部８ａを有する単結晶シリコン膜８が形
成されている構造を得る。平坦部８ａの広さは下
面開口部１１と上面開口部１２との距離によつて
決まり、半導体素子を作製するのに必要十分な広
さ、例えば20μｍ×20μｍ程度にすることは容易
である。
化シリコン膜６、ついで多結晶シリコン膜５、さ
らに空孔上面部を形成する窒化シリコン膜４をエ
ツチング除去すると、第７図に示すように、単結
晶シリコン基板１の上に下面開口部を規定する窒
化シリコン膜２が形成されており、さらにその上
に、平坦部８ａを有する単結晶シリコン膜８が形
成されている構造を得る。平坦部８ａの広さは下
面開口部１１と上面開口部１２との距離によつて
決まり、半導体素子を作製するのに必要十分な広
さ、例えば20μｍ×20μｍ程度にすることは容易
である。
このようにして得た絶縁膜上の単結晶シリコン
薄膜を用い、通常の製造工程に従つて半導体集積
回路を製作すれば、前述のごとく半導体集積回路
の高速化をはかることが可能となり、又三次元構
造化をはかる有力手段とすることができる。
薄膜を用い、通常の製造工程に従つて半導体集積
回路を製作すれば、前述のごとく半導体集積回路
の高速化をはかることが可能となり、又三次元構
造化をはかる有力手段とすることができる。
上記実施例では、１つの下面開口部に対し１つ
の上面開口部が対応して設けられ、下面開口部と
上面開口部との中間部分に単結晶シリコン膜の平
坦部が配置される構造について説明したが、本発
明はこれに限定されず、１つの下面開口部に対し
２つ以上の上面開口部が設けられ、下面開口部と
各上面開口部との中間部分に単結晶シリコン膜の
平坦部が配置される構造であつてもよく、また、
１つの上面開口部に対し、２つ以上の下面開口部
が設けられ、上面開口部と各下面開口部との中間
部分に単結晶シリコン膜の平坦部が配置される構
造であつてもよい。
の上面開口部が対応して設けられ、下面開口部と
上面開口部との中間部分に単結晶シリコン膜の平
坦部が配置される構造について説明したが、本発
明はこれに限定されず、１つの下面開口部に対し
２つ以上の上面開口部が設けられ、下面開口部と
各上面開口部との中間部分に単結晶シリコン膜の
平坦部が配置される構造であつてもよく、また、
１つの上面開口部に対し、２つ以上の下面開口部
が設けられ、上面開口部と各下面開口部との中間
部分に単結晶シリコン膜の平坦部が配置される構
造であつてもよい。
また、上記実施例では、窒化シリコン膜２，４
および６は一層である場合について説明したが、
他の絶縁膜、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコ
ン膜の多層膜等の構造であつてもよく、H2＋
SiH2Cl2＋HClガス系にてシリコン膜の成長を行
う際に著しい変形あるいは膜厚減少を起さないよ
うな構造であればよい。またSiH2Cl2の代わりに
SiCl4あるいはSiH4等を用いてもよいし、HClの
代わりにHI，HBrを用いてもよい。また、上記
実施例では空孔上面を補強する膜として多結晶シ
リコン膜を用いたが、これに限る必要はなく、
SiO2や金属膜でもよい。更にこの膜はH2＋
SiH2Cl2＋HClガス系にてシリコン膜の成長を行
う際には直接表面には現われないので、該ガス系
によつて著しい変形あるいは膜厚減少を起すよう
な種類の膜であつてもよい。
および６は一層である場合について説明したが、
他の絶縁膜、例えば酸化シリコン膜と窒化シリコ
ン膜の多層膜等の構造であつてもよく、H2＋
SiH2Cl2＋HClガス系にてシリコン膜の成長を行
う際に著しい変形あるいは膜厚減少を起さないよ
うな構造であればよい。またSiH2Cl2の代わりに
SiCl4あるいはSiH4等を用いてもよいし、HClの
代わりにHI，HBrを用いてもよい。また、上記
実施例では空孔上面を補強する膜として多結晶シ
リコン膜を用いたが、これに限る必要はなく、
SiO2や金属膜でもよい。更にこの膜はH2＋
SiH2Cl2＋HClガス系にてシリコン膜の成長を行
う際には直接表面には現われないので、該ガス系
によつて著しい変形あるいは膜厚減少を起すよう
な種類の膜であつてもよい。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、
絶縁膜上に十分広い面積に亘つてシリコン薄膜を
形成することができるのでその効果は大きい。
絶縁膜上に十分広い面積に亘つてシリコン薄膜を
形成することができるのでその効果は大きい。
第１図乃至第７図はこの発明の一実施例を説明
するための工程順に示した断面図である。 １……単結晶シリコン基板、２……窒化シリコ
ン膜、３……酸化シリコン膜、４……窒化シリコ
ン膜、５……多結晶シリコン膜、６……窒化シリ
コン膜、７……窒化シリコン膜、８……単結晶シ
リコン膜、８ａ……単結晶シリコン膜８の平坦
部、１１……下面開口部、１２……上面開口部、
１３，１４……空孔。
するための工程順に示した断面図である。 １……単結晶シリコン基板、２……窒化シリコ
ン膜、３……酸化シリコン膜、４……窒化シリコ
ン膜、５……多結晶シリコン膜、６……窒化シリ
コン膜、７……窒化シリコン膜、８……単結晶シ
リコン膜、８ａ……単結晶シリコン膜８の平坦
部、１１……下面開口部、１２……上面開口部、
１３，１４……空孔。
Claims (1)
- １ 少なくとも表面に半導体単結晶層が設けられ
た基板上に開口部を有する第１の種類の絶縁膜を
設け、その開口部をおおうように第１の種類の絶
縁膜をエツチング除去しないエツチング液によつ
てエツチングされる第２の種類の絶縁膜パターン
を設け、次にその上に全面にわたつて第１の種類
の絶縁膜を設け、次いでその上に全面にわたつて
絶縁膜あるいは金属又は、半導体膜を形成しさら
にその上に全面にわたつて第１の種類の絶縁膜を
設け、次に第２の種類の絶縁膜パターンの一部
が、露出するようにその上に積層された膜構造に
開口部を設け、次にこの開口部を通して第２の種
類の絶縁膜パターンをエツチング除去して空孔を
形成し、次にこの空孔をほぼ埋めつくすように単
結晶半導体の選択エピタキシヤル成長を行うこと
を特徴とする半導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16970282A JPS5961031A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16970282A JPS5961031A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 半導体薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961031A JPS5961031A (ja) | 1984-04-07 |
| JPS6234130B2 true JPS6234130B2 (ja) | 1987-07-24 |
Family
ID=15891294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16970282A Granted JPS5961031A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961031A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2629637B1 (fr) * | 1988-04-05 | 1990-11-16 | Thomson Csf | Procede de realisation d'une alternance de couches de materiau semiconducteur monocristallin et de couches de materiau isolant |
| FR2645345A1 (fr) * | 1989-03-31 | 1990-10-05 | Thomson Csf | Procede de modulation dirigee de la composition ou du dopage de semi-conducteurs, notamment pour la realisation de composants electroniques monolithiques de type planar, utilisation et produits correspondants |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP16970282A patent/JPS5961031A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5961031A (ja) | 1984-04-07 |
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