JPS6347253B2 - - Google Patents
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- JPS6347253B2 JPS6347253B2 JP20977181A JP20977181A JPS6347253B2 JP S6347253 B2 JPS6347253 B2 JP S6347253B2 JP 20977181 A JP20977181 A JP 20977181A JP 20977181 A JP20977181 A JP 20977181A JP S6347253 B2 JPS6347253 B2 JP S6347253B2
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Classifications
-
- 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
- H01L21/70—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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76294—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using selective deposition of single crystal silicon, i.e. SEG techniques
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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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、より詳しく述べるなら
ば、レーザ照射によつて多結晶シリコンから単結
晶シリコンに非晶質の絶縁膜上にて変えられ側面
が厚い絶縁膜によつて囲まれている複数の半導体
装置形成領域を有する基板の製造方法に関するも
のである。
ば、レーザ照射によつて多結晶シリコンから単結
晶シリコンに非晶質の絶縁膜上にて変えられ側面
が厚い絶縁膜によつて囲まれている複数の半導体
装置形成領域を有する基板の製造方法に関するも
のである。
(2) 技術の背景
レーザ照射によつて非晶質又は多結晶の薄膜を
単結晶膜に変え、半導体装置の製造に利用するこ
とが研究開発されている(例えば、徳山.夏秋.
宮尾:研究が急速に広がるレーザー・アニール技
術、日経エレクトロニクス、1979年6月11日号、
第116頁〜第151頁、および林裕久:新しいLSIを
実現する非晶質絶縁膜上の単結晶成長法、日経エ
レクトロニクス、1980年2月18日号、第82頁〜第
90頁参照)。
単結晶膜に変え、半導体装置の製造に利用するこ
とが研究開発されている(例えば、徳山.夏秋.
宮尾:研究が急速に広がるレーザー・アニール技
術、日経エレクトロニクス、1979年6月11日号、
第116頁〜第151頁、および林裕久:新しいLSIを
実現する非晶質絶縁膜上の単結晶成長法、日経エ
レクトロニクス、1980年2月18日号、第82頁〜第
90頁参照)。
(3) 従来技術と問題点
本出願人は、特願昭55−98397号(特開昭57−
23217号公報)および特願昭56−155513号(特開
昭58−56457号公報)にて、レーザ照射によつて
絶縁体の凹所内に単結晶領域を非単結晶材料から
形成する半導体装置用基板の製造方法を提案し
た。
23217号公報)および特願昭56−155513号(特開
昭58−56457号公報)にて、レーザ照射によつて
絶縁体の凹所内に単結晶領域を非単結晶材料から
形成する半導体装置用基板の製造方法を提案し
た。
特願昭56−155513号にて提案した製造方法は次
のようなものであつた。
のようなものであつた。
第1図に示したように、台板1(金属、アルミ
ナ、高純度石英等の板)の上に絶縁層(二酸化シ
リコン)の基板2を形成し、フオトリソグラフイ
技術によつてこの基板2を選択エツチングして凹
所3を形成する。次に、多結晶シリコン膜4を全
面に形成し、必須ではないが燐硅酸ガラス
(PSG)層5をその上に形成する。例えば、基板
2の厚さl1は1μmであり、凹所のサイズは30×
50μmであり、凹所底部の基板2の厚さl2は0.1μ
mであり、凹所間の幅l3は5μmであり、多結晶シ
リコン膜4の厚さl4は0.5〜1μmであり、および
燐硅酸ガラス層5の厚さは1μmである。
ナ、高純度石英等の板)の上に絶縁層(二酸化シ
リコン)の基板2を形成し、フオトリソグラフイ
技術によつてこの基板2を選択エツチングして凹
所3を形成する。次に、多結晶シリコン膜4を全
面に形成し、必須ではないが燐硅酸ガラス
(PSG)層5をその上に形成する。例えば、基板
2の厚さl1は1μmであり、凹所のサイズは30×
50μmであり、凹所底部の基板2の厚さl2は0.1μ
mであり、凹所間の幅l3は5μmであり、多結晶シ
リコン膜4の厚さl4は0.5〜1μmであり、および
燐硅酸ガラス層5の厚さは1μmである。
第1図の状態で全体を500℃程度に加熱保持し
ながら、連続発振(CW)レーザを走査させて照
射して多結晶シリコン膜4を溶融し、溶融体が凹
所3内に溜まる。照射スポツトの移動による照射
の終了後に溶融体が凹所内で凝固して単結晶化す
る。このようにして得られたシリコン単結晶領域
6A,6B,6C(第2図)は絶縁層に囲まれて
おり、相互に誘電体分離(アイソレーシヨン)さ
れている。そして、燐硅酸ガラス層5を除去する
と第2図に示した半導体装置用基板が得られ、シ
リコン単結晶領域6A,6B,6C内に通常の技
法にて半導体装置(バイポーラトランジスタ、
MOS FET等)が作られる。
ながら、連続発振(CW)レーザを走査させて照
射して多結晶シリコン膜4を溶融し、溶融体が凹
所3内に溜まる。照射スポツトの移動による照射
の終了後に溶融体が凹所内で凝固して単結晶化す
る。このようにして得られたシリコン単結晶領域
6A,6B,6C(第2図)は絶縁層に囲まれて
おり、相互に誘電体分離(アイソレーシヨン)さ
れている。そして、燐硅酸ガラス層5を除去する
と第2図に示した半導体装置用基板が得られ、シ
リコン単結晶領域6A,6B,6C内に通常の技
法にて半導体装置(バイポーラトランジスタ、
MOS FET等)が作られる。
しかしながら、このようにして製造される半導
体装置用基板において、シリコン単結晶領域が必
ずしも単結晶であるとは限らず粒径の大きな結晶
である場合がある。結晶粒径がトランジスタ等の
半導体装置作成に必要なサイズよりも大きければ
良いが、そうでない場合には作成した半導体装置
の特性が設定値に達しないことになる。また、単
結晶化の際に成長核が用意されていないので結晶
軸が一定のものとならず、作成した半導体装置の
特性が結晶軸に依存して多少異なつてしまう。
体装置用基板において、シリコン単結晶領域が必
ずしも単結晶であるとは限らず粒径の大きな結晶
である場合がある。結晶粒径がトランジスタ等の
半導体装置作成に必要なサイズよりも大きければ
良いが、そうでない場合には作成した半導体装置
の特性が設定値に達しないことになる。また、単
結晶化の際に成長核が用意されていないので結晶
軸が一定のものとならず、作成した半導体装置の
特性が結晶軸に依存して多少異なつてしまう。
(4) 発明の目的
本発明の目的は、上述した半導体装置用基板の
製造の際に、シリコン単結晶領域が確実に単結晶
で構成されるようにし、しかもその単結晶の結晶
軸が一定のものとなるようにすることである。
製造の際に、シリコン単結晶領域が確実に単結晶
で構成されるようにし、しかもその単結晶の結晶
軸が一定のものとなるようにすることである。
本発明の別の目的は、所定特性の半導体装置が
再現性良く作成できる半導体装置用基板を製造す
ることである。
再現性良く作成できる半導体装置用基板を製造す
ることである。
(5) 発明の構成
厚い絶縁膜の窓内に薄い絶縁膜を形成した後
に、この薄い絶縁膜を選択エツチングして所定の
別な窓を開け、単結晶シリコンサブストレートの
一部を表出する工程を従来の半導体装置用基板の
製造方法に付加する。この表出したシリコンサブ
ストレートをレーザ照射による多結晶シリコンの
単結晶化の際に核として利用することができる。
に、この薄い絶縁膜を選択エツチングして所定の
別な窓を開け、単結晶シリコンサブストレートの
一部を表出する工程を従来の半導体装置用基板の
製造方法に付加する。この表出したシリコンサブ
ストレートをレーザ照射による多結晶シリコンの
単結晶化の際に核として利用することができる。
(6) 発明の実施態様
添付図面を参照して本発明の好ましい実施態様
例によつて本発明を説明する。
例によつて本発明を説明する。
第3図ないし第9図は本発明に係る半導体装置
用基板の製造方法の各工程を説明するための基板
の概略断面図および斜視図である。
用基板の製造方法の各工程を説明するための基板
の概略断面図および斜視図である。
第3図に示すように単結晶のシリコンサブスト
レート11の上に二酸化シリコン(又は窒化シリ
コン)の絶縁膜12を形成する。絶縁膜12の厚
さは、例えば、1μmとし、二酸化シリコン膜で
あればシリコンサブストレート11の熱酸化によ
つてあるいは化学的気相成法(CVD法)によつ
て形成することができ、窒化シリコン膜であれば
CVD法によつて形成する。
レート11の上に二酸化シリコン(又は窒化シリ
コン)の絶縁膜12を形成する。絶縁膜12の厚
さは、例えば、1μmとし、二酸化シリコン膜で
あればシリコンサブストレート11の熱酸化によ
つてあるいは化学的気相成法(CVD法)によつ
て形成することができ、窒化シリコン膜であれば
CVD法によつて形成する。
次に、通常のホトエツチング法によつて絶縁膜
12を選択的にエツチングして窓13を開け、シ
リコンサブストレート11の一部を露出させる
(第4図)。
12を選択的にエツチングして窓13を開け、シ
リコンサブストレート11の一部を露出させる
(第4図)。
この絶縁膜12を有するシリコンサブストレー
ト11を熱酸化又は熱窒化処理等をして、露出部
の表面に薄い絶縁膜14を形成する(第5図)。
又は、第3図の状態より絶縁膜12をコントロー
ルエツチングして薄い絶縁膜14を残し、第5図
の構造を得ても良い。このときの状態の斜視図が
第6図であつて、多数の窓13が絶縁膜12に形
成されているわけであり、窓13の寸法は、例え
ば20μm×20μmである。そして、薄い絶縁膜1
4の厚さは、例えば、0.1μmである。
ト11を熱酸化又は熱窒化処理等をして、露出部
の表面に薄い絶縁膜14を形成する(第5図)。
又は、第3図の状態より絶縁膜12をコントロー
ルエツチングして薄い絶縁膜14を残し、第5図
の構造を得ても良い。このときの状態の斜視図が
第6図であつて、多数の窓13が絶縁膜12に形
成されているわけであり、窓13の寸法は、例え
ば20μm×20μmである。そして、薄い絶縁膜1
4の厚さは、例えば、0.1μmである。
次に、薄い絶縁膜14を通常のホトエツチング
法によつて選択エツチングして小さい窓15(例
えば、2×10μmのサイズ)を開け、シリコンサ
ブストレート11の一部を表出させる(第7図)。
法によつて選択エツチングして小さい窓15(例
えば、2×10μmのサイズ)を開け、シリコンサ
ブストレート11の一部を表出させる(第7図)。
多結晶(場合によつては非結晶)シリコン膜1
6をCVD法によつて全表面上に形成する(第8
図)。この多結晶シリコン膜16の厚さは、例え
ば、0.4μmである。このシリコン膜16の上に燐
硅酸ガラス膜(例えば、厚さ:1μm)をCVD法
によつて形成しても良い(図示せず)。このガラ
ス膜は熱放散を抑止する働きがあり、後工程での
単結晶化の際に有利な温度勾配を形成するのに役
立つ。
6をCVD法によつて全表面上に形成する(第8
図)。この多結晶シリコン膜16の厚さは、例え
ば、0.4μmである。このシリコン膜16の上に燐
硅酸ガラス膜(例えば、厚さ:1μm)をCVD法
によつて形成しても良い(図示せず)。このガラ
ス膜は熱放散を抑止する働きがあり、後工程での
単結晶化の際に有利な温度勾配を形成するのに役
立つ。
得られたシリコンサブストレート11を、例え
ば、500℃程度に加熱保持しているときに、レー
ザを走査照射して多結晶シリコン膜16を溶融す
る。この照射は、例えば、連続発振(CW)のア
ルゴン・レーザで、パワー12W、走査速度10cm/
秒、スポツトサイズ50μm径の条件で行なう。絶
縁膜12上で溶融したシリコンは窓13内へ流
れ、照射が移動したところで窓13内で凝固し単
結晶化する。このとき、小さな窓15内に表出し
ている単結晶シリコンサブストレート11が核と
なつて、このサブストレート11と同じ結晶軸の
シリコン単結晶領域17A,17B,17C(第
9図)が形成される。これら領域17A,17
B,17Cは第9図に示すように絶縁膜12によ
つて分離されている。もし燐硅酸ガラス膜を形成
していたならば、次に、エツチング除去する。そ
して、シリコン単結晶領域17A,17B,17
C内に所定のトランジスタ、拡散抵抗などの回路
素子が公知の工程で作られる。
ば、500℃程度に加熱保持しているときに、レー
ザを走査照射して多結晶シリコン膜16を溶融す
る。この照射は、例えば、連続発振(CW)のア
ルゴン・レーザで、パワー12W、走査速度10cm/
秒、スポツトサイズ50μm径の条件で行なう。絶
縁膜12上で溶融したシリコンは窓13内へ流
れ、照射が移動したところで窓13内で凝固し単
結晶化する。このとき、小さな窓15内に表出し
ている単結晶シリコンサブストレート11が核と
なつて、このサブストレート11と同じ結晶軸の
シリコン単結晶領域17A,17B,17C(第
9図)が形成される。これら領域17A,17
B,17Cは第9図に示すように絶縁膜12によ
つて分離されている。もし燐硅酸ガラス膜を形成
していたならば、次に、エツチング除去する。そ
して、シリコン単結晶領域17A,17B,17
C内に所定のトランジスタ、拡散抵抗などの回路
素子が公知の工程で作られる。
(7) 発明の効果
本発明に係る半導体装置用基板の製造方法に従
つて製作した基板では、薄い二酸化シリコン膜に
窓を開けない従来の場合に比べて、単結晶が確実
に得られかつ単結晶の結晶軸がシリコンサブスト
レートと一致するように定まる。したがつて、所
定の特性を有するトランジスタ等の回路素子を再
現性良く半導体装置用基板に形成できる。回路素
子としてMOS FETを形成することになつてい
るならば、ゲートの下にシリコンサブストレート
を表出する窓を開けることが望ましく、この
MOS FETにシリコンサブストレートを通して
バツクゲート電圧をかけることができる。
つて製作した基板では、薄い二酸化シリコン膜に
窓を開けない従来の場合に比べて、単結晶が確実
に得られかつ単結晶の結晶軸がシリコンサブスト
レートと一致するように定まる。したがつて、所
定の特性を有するトランジスタ等の回路素子を再
現性良く半導体装置用基板に形成できる。回路素
子としてMOS FETを形成することになつてい
るならば、ゲートの下にシリコンサブストレート
を表出する窓を開けることが望ましく、この
MOS FETにシリコンサブストレートを通して
バツクゲート電圧をかけることができる。
第1図および第2図は半導体装置用基板の従来
の製造工程を説明するためこの基板の概略部分断
面図であり、第3図ないし第5図および第7図な
いし第9図は本発明に係る製造工程を説明するた
めの半導体装置用基板の概略部分断面図であり、
第6図は第5図のときのこの基板の部分斜視図で
ある。 11…単結晶シリコンサブストレート、12…
絶縁膜、13…窓、14…薄い絶縁膜、15…
窓、16…多結晶シリコン膜、17A,17B,
17C…シリコン単結晶領域。
の製造工程を説明するためこの基板の概略部分断
面図であり、第3図ないし第5図および第7図な
いし第9図は本発明に係る製造工程を説明するた
めの半導体装置用基板の概略部分断面図であり、
第6図は第5図のときのこの基板の部分斜視図で
ある。 11…単結晶シリコンサブストレート、12…
絶縁膜、13…窓、14…薄い絶縁膜、15…
窓、16…多結晶シリコン膜、17A,17B,
17C…シリコン単結晶領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下記工程(ア)〜(エ): (ア) 単結晶シリコンサブストレート上に厚い絶縁
膜を形成する工程、 (イ) 前記厚い絶縁膜を選択エツチングして所定の
窓部を設け、窓内は薄い絶縁膜が基板上にある
構造とする工程、 (ウ) 前記窓を埋めるのに見合つた量とした多結晶
シリコン膜を全表面上に形成する工程、 (エ) レーザ照射によつて前記多結晶シリコンを溶
かし、そのために前記絶縁膜上にある部分の多
結晶シリコンが前記窓内へ流動し、照射後に前
記窓内の薄い絶縁膜の上にシリコン単結晶領域
を形成する工程、 を含んでなる半導体装置用基板の製造方法におい
て、 前記薄い絶縁膜を形成する工程の後に、この絶
縁膜を選択エツチングして所定の別な窓を開け、
前記シリコンサブストレートの一部を表出する工
程を行ない、この表出したシリコンサブストレー
トを単結晶化の際の核とすることを特徴とする半
導体装置用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20977181A JPS58114419A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体装置用基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20977181A JPS58114419A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体装置用基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58114419A JPS58114419A (ja) | 1983-07-07 |
JPS6347253B2 true JPS6347253B2 (ja) | 1988-09-21 |
Family
ID=16578332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20977181A Granted JPS58114419A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体装置用基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58114419A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3478170D1 (en) * | 1983-07-15 | 1989-06-15 | Toshiba Kk | A c-mos device and process for manufacturing the same |
JPS61125122A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
JP2695413B2 (ja) * | 1987-01-26 | 1997-12-24 | キヤノン株式会社 | 結晶基材の製造方法 |
JP2651144B2 (ja) * | 1987-01-26 | 1997-09-10 | キヤノン株式会社 | 結晶基材の製造方法 |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP20977181A patent/JPS58114419A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS58114419A (ja) | 1983-07-07 |
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