JPS6347251B2 - - Google Patents

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JPS6347251B2
JPS6347251B2 JP56180231A JP18023181A JPS6347251B2 JP S6347251 B2 JPS6347251 B2 JP S6347251B2 JP 56180231 A JP56180231 A JP 56180231A JP 18023181 A JP18023181 A JP 18023181A JP S6347251 B2 JPS6347251 B2 JP S6347251B2
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silicon
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polysilicon
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Seiichiro Kawamura
Hajime Kamioka
Tsutomu Ogawa
Junji Sakurai
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は半導体装置用基板の製造方法、より詳
しくは膜厚の異なる絶縁膜基板上に多結晶（ポ
リ）シリコンもしくはアモルフアスシリコンの層
を成長させ、しかる後該ポリシリコンもしくはア
モルフアスシリコンの層の表面をレーザもしくは
電子ビームなどによつてビームアニールし、溶融
し、前記絶縁膜の膜厚の厚い領域のシリコンを膜
厚の薄い領域に流し込んで単結晶化するいわゆる
シリコン・オン・インシユレータ（SOI）技術に
関する。
(2) 技術の背景 半導体装置の動作特性向上のためには、製造技
術の向上はもちろんのこと、特性にかなつたより
精度の高い単結晶基板（この基板に半導体装置の
素子が形成される）が必要である。特にバイポー
ラトランジスタ、MIS型トランジスタなどのよう
に、その基板がSOI技術で形成されたものである
場合、従来技術においては所望の単結晶基板を得
るには不十分である。したがつて、半導体装置の
信頼性向上のためにもより精度の高い、例えば指
定された結晶方位を持つた単結晶基板が必要であ
り、かかる所望の基板を形成する技術が望まれる
ものである。
(3) 従来技術と問題点 第１図は従来のSOI技術におけるポリシリコン
の単結晶化を説明するための概略断面図で、同図
を参照すると、シリコン基板１上に形成された膜
厚の薄い凹状領域（同図にＢで示す領域）を設け
た二酸化シリコン膜（絶縁膜）２上にポリシリコ
ン（もしくはアモルフアスシリコン）の層３が成
長されている。なお上記凹状領域は従来の窓開け
技術などによつて容易に形成しうる。
かかる構造を有する半導体基板における従来の
技術を用いた単結晶化は、先ず、上記ポリシリコ
ン層３の表面をレーザまたは電子ビームでビーム
アニールをなして溶融させる。かかる溶融によ
り、上記絶縁膜２の膜厚が厚い領域（同図Ａで示
す領域）と薄い領域との冷却速度の相異により生
ずるポリシリコンの粘度の差から、該膜厚の厚い
領域のポリシリコンが膜厚の薄い凹状領域に流れ
込んで単結晶化することが確認されている。
ところで、上述した従来技術におけるシリコン
の単結晶化では、成長結晶の方位は結晶が成長し
てみないとわからなかつた。かかる事実はMOS
などの特定の方位１００を持つた基板が必要な半
導体装置製造に支障を来たすものである。
(4) 発明の目的 本発明は上述した従来技術の欠点に鑑み、SOI
技術を用い基板と同じ方位を持つた結晶を成長さ
せる方法を提供することを目的とするものであ
る。
(5) 発明の構成 上記目的は本発明によれば絶縁膜における膜厚
の厚い領域の中心に数μmの角穴を基板に到達す
る如く形成し、この角穴にポリシリコンまたはア
モルフアスシリコンを堆積することによつて達成
される。
(6) 発明の実施例 以下、本発明における実施例を添付図面を参照
して説明する。
第２図は本発明の実施例を説明するための半導
体装置用基板の要部の概略断面図で、第２図以下
においても第１図に示された部分と同じ部分は同
一符号で示す。同図を参照すると、方位１００の
シリコン基板１上に二酸化シリコン膜（絶縁膜）
２が形成されている。該絶縁膜２は従来技術と同
じく、膜厚の厚い領域に薄い凹状領域が従来の窓
開け技術などで形成されたものである。
本発明の方法においては、さらに上記絶縁膜に
おける膜厚の厚い領域（通常数μm以上の幅があ
る）の中心部に２〜3μm角の穴４を、エツチング
技術を用い、当該角穴４がシリコン基板１に到達
するまで形成する。かかる角穴の大きさは、ビー
ムアニール時において溶融したシリコンの横方向
エピタキシヤル成長（lateral epitaxial
growth）が起るのに必要な面積を与えるもので
なければならない。
次に、上述の如く形成された絶縁膜２上に、ポ
リシリコン層３を成長させると、ポリシリコンは
角穴４内にも堆積され、角穴４の底部でシリコン
基板１と接触する。かかるポリシリコン層の成長
の後に、該ポリシリコン層３の表面に従来のSOI
技術と同様の処理を行う。すなわち当該表面をビ
ームアニールし、溶融する。なお上述の標準的な
アニール条件は、ビームとしてアルゴン連続発振
レーザ（CW―Ar）を用いた場合、出力10〜
12W、スキヤンスピード2.5cm／sec、メルト巾20
〜40μm、基板加熱温度500℃、オーバーラツプ30
〜60％に設定するとよい。上記したビームアニー
ルによつて、絶縁膜２上、および角穴４内のポリ
シリコンが溶融する。その後角穴４内で溶融した
ポリシリコンはシリコン基板１に接触しているた
め、冷却時基板１の方位に沿つてエピタキシヤル
成長し、かかる結晶成長は同図に矢印で示す如き
横方向エピタキシヤル成長である。また、冷却速
度の相異から絶縁膜の厚い領域のシリコンが薄い
領域に流れ込む現象に伴なつて、絶縁膜の薄い領
域にシリコン基板１と同じ方位の単結晶が形成さ
れる。
第３図の概略断面図は、絶縁膜の薄い領域に基
板１の方位１００と同じ方位をもつたシリコン単
結晶が上述した本発明の方法によつて形成された
状態を示す。同図を参照すると、絶縁膜２の薄い
領域に基板１と同じ方位を持つたシリコンの単結
晶層５が形成されている。かかる単結晶層５の成
長により、絶縁膜２の薄い領域上のポリシリコン
層３は溶融時絶縁膜２の薄い領域に流れ込むた
め、同図に示す如く薄くなる。かかる表面に薄い
層として残つたポリシリコンは酸化して二酸化シ
リコン（SiO2）とし、しかる後通常のエツチン
グ技術などによつて、除去されうる。
(7) 発明の効果 以上説明した如く、本発明の方法によれば、従
来のSOI技術では不可能であつた指定された方位
を持つた単結晶を成長させることが可能となり、
半導体装置製造におけるSOI技術の応用範囲の拡
大だけでなく半導体装置製造精度の効率の向上に
効果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のSOI技術を説明するための半導
体装置用基板の要部の概略断面図、第２図は本発
明の方法を説明するための半導体装置用基板の要
部の概略断面図、第３図は本発明による結晶成長
の結果を説明するための半導体装置用基板の要部
の概略断面図。 １…シリコン基板、２…二酸化シリコン膜（絶
縁膜）、３…ポリシリコン層、４…角穴、５…シ
リコン単結晶層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 半導体基板上に膜厚の薄い凹状領域を設けて
    形成された絶縁膜上に、多結晶シリコンもしくは
    アモルフアスシリコンの層を成長させ、しかる後
    かかる層の表面をビームアニールして溶融し、膜
    厚の厚い領域の多結晶もしくはアモルフアスシリ
    コンを膜厚の薄い領域に流し込んで単結晶化する
    工程において、上記絶縁膜の膜厚の厚い領域の中
    心部に角穴を半導体基板に達するまで形成する工
    程を含むことを特徴とする半導体装置用基板の製
    造方法。
JP56180231A 1981-11-10 1981-11-10 半導体装置用基板の製造方法 Granted JPS5880830A (ja)

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JP56180231A JPS5880830A (ja) 1981-11-10 1981-11-10 半導体装置用基板の製造方法

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JP56180231A JPS5880830A (ja) 1981-11-10 1981-11-10 半導体装置用基板の製造方法

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Publication Number Publication Date
JPS5880830A JPS5880830A (ja) 1983-05-16
JPS6347251B2 true JPS6347251B2 (ja) 1988-09-21

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JPS5880830A (ja) 1983-05-16

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