JPH01108764A - 絶縁膜形成方法 - Google Patents
絶縁膜形成方法Info
- Publication number
- JPH01108764A JPH01108764A JP26689387A JP26689387A JPH01108764A JP H01108764 A JPH01108764 A JP H01108764A JP 26689387 A JP26689387 A JP 26689387A JP 26689387 A JP26689387 A JP 26689387A JP H01108764 A JPH01108764 A JP H01108764A
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- single crystal
- insulating film
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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】
く産業上の利用分野〉
本発明は例えばＭＯＳ ＩＣの形成に用いて好適なＳ
ｉｌ板に関するものである。
ｉｌ板に関するものである。
〈従来の技術〉
一般にＭＯＳ ＩＧではトランジスタは基板の表面近
傍のみに存在し、！！板の大部分は機械的強度を保つ為
に必要なだけである。また、基板そのものが半導体であ
るため基板にリーク電流が流れ無効の電力を消費する。
傍のみに存在し、！！板の大部分は機械的強度を保つ為
に必要なだけである。また、基板そのものが半導体であ
るため基板にリーク電流が流れ無効の電力を消費する。
この様な無効電力の消費を防止する手段として、！！板
としてサファイアを用いこのサファイアの表面に８１を
エピタキシャル成長させたもの（Ｓ ０８−ｓｉ ｌ
Ｉ １ｃｏｎ−ｏｎ−ｓａｐｐｈｉｒｅ）があり、この
基板は集積密度の増大、高速化。
としてサファイアを用いこのサファイアの表面に８１を
エピタキシャル成長させたもの（Ｓ ０８−ｓｉ ｌ
Ｉ １ｃｏｎ−ｏｎ−ｓａｐｐｈｉｒｅ）があり、この
基板は集積密度の増大、高速化。
低消費電力化および高信頼性を実現することが出来る。
また、Ｓｉ単結晶基板の表面をＳ ｉ Ｏ２化しこの上
に多結晶ないしアモルファスの３ｉをエピタキシャル成
長させ、これら多結晶またはアモルファス９ｉの一端を
８１単結晶基板の表面に接触させておきそこを種として
、レーザビームや電子ビーム等で順次単結晶化する（
Ｓ Ｏｌ−５ｉ Ｉ ｌ １ｃｏｎ−。
に多結晶ないしアモルファスの３ｉをエピタキシャル成
長させ、これら多結晶またはアモルファス９ｉの一端を
８１単結晶基板の表面に接触させておきそこを種として
、レーザビームや電子ビーム等で順次単結晶化する（
Ｓ Ｏｌ−５ｉ Ｉ ｌ １ｃｏｎ−。
ｎ−１ｎｓｔｌｌａｔｏｒ ）ものや、Ｓｉｌ板中に直
接酸素イオンを大量に注入し５ｉ０２１１を形成しよう
とする方法（ＳＩＭＯＸ）も考えられている。
接酸素イオンを大量に注入し５ｉ０２１１を形成しよう
とする方法（ＳＩＭＯＸ）も考えられている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら上記従来の方法において、ＳＯＳはサファ
イアとＳｉの熱膨脂係数の違いによる圧縮歪み、高密度
な格子欠陥、サファイアとＳｉの界面における遷移領域
の存在、１板からのＡｌ不純物のオートドーピング等の
問題があり、また。
イアとＳｉの熱膨脂係数の違いによる圧縮歪み、高密度
な格子欠陥、サファイアとＳｉの界面における遷移領域
の存在、１板からのＡｌ不純物のオートドーピング等の
問題があり、また。
ＳＯＩはまだ技術的に確立されておらず、さらに。
ＳＩＭＯＸは絶１ＩＩＩＩＩ形成の為の多聞のｍ素イオ
ンをすべてイオン注入により供給するので、大電流（〜
０．ＩＡ）イオン注入装置（この電流値は一般の注入装
置に比較して２桁程度高い電流値である）が必要となり
実用的ではないという問題がある。
ンをすべてイオン注入により供給するので、大電流（〜
０．ＩＡ）イオン注入装置（この電流値は一般の注入装
置に比較して２桁程度高い電流値である）が必要となり
実用的ではないという問題がある。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成されたもので
、一般に用いられているイオン注入装置を用いて基板と
同族のイオンをａＳｒ！１に注入し。
、一般に用いられているイオン注入装置を用いて基板と
同族のイオンをａＳｒ！１に注入し。
大気圧程度の酸素（または窒素）雰囲気中でアニールす
ることにより基板の表面下に絶縁層を形成することを目
的とする。
ることにより基板の表面下に絶縁層を形成することを目
的とする。
く問題点を解決するための手段〉
上記問題点を解決するための本発明の構成は。
Ｓｉ単結品基板の表面にこの基板と同族の元素を高濃度
にイオン注入し、この基板を酸素または窒１＃雰囲気中
でアニールすることにより基板の表面下に絶縁層を形成
したことを特徴とするものである。
にイオン注入し、この基板を酸素または窒１＃雰囲気中
でアニールすることにより基板の表面下に絶縁層を形成
したことを特徴とするものである。
く実施例〉
第１図はＳ１単結晶基板に 族のＧｅをイオン注入した
状態を示す断面図で、１は単結晶Ｓｉ基板、２はＳｉ＋
Ｇ、ｅの非晶質層であり、３は注入深さの位！ （ａｓ
１ｇ１ｐｌａｎｔａｔｉｏｎとな−）Ｔい８゜この実
胞例ではイオンの加速エネルギーを２００Ｋｅｖ、 ド
ーズｌ１５Ｘ１０雷’ ａ ｔｍ／ｃｍ２． 注入深さ
０．１μｍｆｙ度としている。
状態を示す断面図で、１は単結晶Ｓｉ基板、２はＳｉ＋
Ｇ、ｅの非晶質層であり、３は注入深さの位！ （ａｓ
１ｇ１ｐｌａｎｔａｔｉｏｎとな−）Ｔい８゜この実
胞例ではイオンの加速エネルギーを２００Ｋｅｖ、 ド
ーズｌ１５Ｘ１０雷’ ａ ｔｍ／ｃｍ２． 注入深さ
０．１μｍｆｙ度としている。
第２図は第１の図の様にイオン注入したＳｉ基板１を窒
素雰囲気（１気圧）中で１１７０’Ｃ程度でアニールを
行った状態を示し、第１図で示す非晶質層がＧｅを含む
単結晶１１４となり、注入深さの位ａ （ａｓ ＋ｇ＋
ｐｌａ に絶縁１１５が形成された状態を示している
。この絶縁膜は深さ０．１μｍの所に形成されたダング
リングボンド（どの原子とも結合していない不安定なポ
ンド）がイオン注入時およびアニール時に入った窒素ま
たは酸素と結合することにより形成される。また、イオ
ン注入により基板の表面には欠陥が生じるがその欠陥は
０゜１μｍの位置に形成されたダングリングボンドの部
分に集中するというゲッタリング効果により。
素雰囲気（１気圧）中で１１７０’Ｃ程度でアニールを
行った状態を示し、第１図で示す非晶質層がＧｅを含む
単結晶１１４となり、注入深さの位ａ （ａｓ ＋ｇ＋
ｐｌａ に絶縁１１５が形成された状態を示している
。この絶縁膜は深さ０．１μｍの所に形成されたダング
リングボンド（どの原子とも結合していない不安定なポ
ンド）がイオン注入時およびアニール時に入った窒素ま
たは酸素と結合することにより形成される。また、イオ
ン注入により基板の表面には欠陥が生じるがその欠陥は
０゜１μｍの位置に形成されたダングリングボンドの部
分に集中するというゲッタリング効果により。
基板表面を完全な単結晶に復帰させることが出来る。
第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第４図に示すＳｉｌ板
の表面０．１μｍおよび０．４μｍの深さの位置をＥ
Ｓ ＣＡ （ｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｐｅｃｔｒｏｓｃｏ
ｐｙ ｆ。
の表面０．１μｍおよび０．４μｍの深さの位置をＥ
Ｓ ＣＡ （ｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｐｅｃｔｒｏｓｃｏ
ｐｙ ｆ。
ｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓにより測定し
、Ｓｉ原子の結合状態を結合エネルギー（横軸）と光電
子数（縦軸）の関係として示している。図によれば０゜
１μｍの所にはＳ（の他絶縁膜としてのＳ ｉ Ｏｘ
＊５ｆｓＮａが存在していることが分る。なお、上記実
施例に限ることなく例えばイオン注入前に基板の表面に
予め所望の元素を含む膜を形成しておくことにより、Ｉ
Ｉ成の変化をｌ１ｔＸＩすることも可能である。この様
なＳＯ［によれば前述のＳＯ８と同様の効果を得ること
ができ、また、熱膨脂係数や界面における遷移領域の存
在もないので、Ｉ板の表面にトランジスタなどを形成す
れば、より信頼度の高いものとなる。
、Ｓｉ原子の結合状態を結合エネルギー（横軸）と光電
子数（縦軸）の関係として示している。図によれば０゜
１μｍの所にはＳ（の他絶縁膜としてのＳ ｉ Ｏｘ
＊５ｆｓＮａが存在していることが分る。なお、上記実
施例に限ることなく例えばイオン注入前に基板の表面に
予め所望の元素を含む膜を形成しておくことにより、Ｉ
Ｉ成の変化をｌ１ｔＸＩすることも可能である。この様
なＳＯ［によれば前述のＳＯ８と同様の効果を得ること
ができ、また、熱膨脂係数や界面における遷移領域の存
在もないので、Ｉ板の表面にトランジスタなどを形成す
れば、より信頼度の高いものとなる。
なお１本実施例においては３ｉ単結晶基板にＧｅを高濃
度にイオン注入し、窒素雰囲気中でアニールしたが、ｓ
ｋｉ板に３ｉおよびその他の 族元素を高濃度にイオン
注入してもよく、酸素雰囲気中でアニールしてもよい。
度にイオン注入し、窒素雰囲気中でアニールしたが、ｓ
ｋｉ板に３ｉおよびその他の 族元素を高濃度にイオン
注入してもよく、酸素雰囲気中でアニールしてもよい。
また、加速エネルギーやドーズ量も本実施例に限ること
なく必要に応じて適切に選択することが出来る。
なく必要に応じて適切に選択することが出来る。
〈発明の効果〉
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、一般に用いられているイオン注入装置を用いて基
板と同族のイオンを高′ａ度に注入し、大気圧程度の酸
素（または窒素）雰囲気中でアニールすることにより、
プロセスの簡略化および価格の上昇を招くことなく基板
の表面下に絶縁膜を形成することができ、トランジスタ
等を形成した場合集積密度の増大、高速化、低消費電力
化および高信頼性を実現することが出来る。
れば、一般に用いられているイオン注入装置を用いて基
板と同族のイオンを高′ａ度に注入し、大気圧程度の酸
素（または窒素）雰囲気中でアニールすることにより、
プロセスの簡略化および価格の上昇を招くことなく基板
の表面下に絶縁膜を形成することができ、トランジスタ
等を形成した場合集積密度の増大、高速化、低消費電力
化および高信頼性を実現することが出来る。
第１図は基板に同族の元素をイオン注入した状態を示す
断面図、第２図は第１図に示す基板をアニールした状態
を示す断面図、第３図はＳｉ原子の結合状態を示す図、
第４図は第３図における測定対象位置を示す図である。 １・・・単結晶３ｉ基板、２・・・非晶質層、３・・・
注入深さの位置、４・・・Ｇｅを含む３ｉ単結晶、絶縁
膜。 園 （ｃ） １０．４Ｊ、１ｍ内部） スルギー
断面図、第２図は第１図に示す基板をアニールした状態
を示す断面図、第３図はＳｉ原子の結合状態を示す図、
第４図は第３図における測定対象位置を示す図である。 １・・・単結晶３ｉ基板、２・・・非晶質層、３・・・
注入深さの位置、４・・・Ｇｅを含む３ｉ単結晶、絶縁
膜。 園 （ｃ） １０．４Ｊ、１ｍ内部） スルギー
Claims (1)
- Ｓｉ単結晶基板の表面にこの基板と同族の元素を高濃
度にイオン注入し、この基板を酸素または窒素雰囲気中
でアニールすることにより基板の表面下に絶縁膜を形成
したことを特徴とする絶縁膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26689387A JPH01108764A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26689387A JPH01108764A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 絶縁膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108764A true JPH01108764A (ja) | 1989-04-26 |
| JPH0571186B2 JPH0571186B2 (ja) | 1993-10-06 |
Family
ID=17437117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26689387A Granted JPH01108764A (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 絶縁膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01108764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0332059A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
-
1987
- 1987-10-22 JP JP26689387A patent/JPH01108764A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0332059A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0571186B2 (ja) | 1993-10-06 |
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