JPH01148787A - 結晶基材の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は結晶基材の製造方法に係わり、特に熱処理によ
って単結晶化する程度に微小な種子材料を配し、この種
子材料を熱処理することにより単結晶化し種子結晶とし
、結晶形成処理を施すことで前記単結晶を種子結晶を種
子として単結晶を形成する結晶基材の製造方法に関する
。

［先行技術］ 従来、半導体電子素子や光素子等に用いられる結晶基材
は、単結晶基板上にエピタキシャル成長させる事で形成
されていた。しかしながら、単結晶基板上に単結晶薄膜
をエピタキシャル成長させるには、基板の単結晶材料と
エピタキシャル成長層との間に、格子定数と熱膨張係数
との整合をとる必要があり、良質な素子が作製回部な単
結晶を形成するには、基板材料の種類が極めて狭い範囲
に限定されるという問題点を有していた。

一方、近年、半導体素子を基板の法線方向に積層し形成
し、高集積化および多機能化を達成する三次元集積回路
の研究開発が、近年盛んに行なわれており、また安価な
ガラス上に素子をアレー状に配列する太陽電池や液晶画
素のスイッチングトランジスタ等の大面積半導体装置の
研究開発も年々盛んになりつつある。

一方、半導体素子を基板の法線方向に積層形成し、高集
積化および多機能化を達成する三次元集積回路の研究開
発が近年盛んに行われており、また安価なガラス上に素
子をアレー上に配列する太陽電池や液晶画素のスイッチ
ングトランジスタ等の大面積半導体装置の研究開発も年
々盛んになりつつある。

これらの研究開発に共通することは、半導体薄膜を非晶
質絶縁物上に形成し、そこにトランジスタ等の電子素子
を形成する技術を必要とすることである。その中でも特
に、非晶質絶縁物上に高品質の単結晶半導体を形成する
技術が望まれている。

しかしながら、−船釣に、Ｓ　ｉ　Ｏ２等の非晶質絶縁
物基板上に薄膜を堆積させると、基板材料の長距離秩序
の欠如によって、堆積膜の結晶構造は非晶質又は多結品
となり、高品質の単結晶半導体を形成するには、きわめ
て困難であった。ここで非晶質膜とは、最近接原子程度
の近距離秩序は保存されているが、それ以上の長距離秩
序はない状態の膜であり、多結晶膜とは、特定の結晶方
位を持たない単結晶粒が粒界で隔離されて集合した股で
ある。

以上述べたような従来の問題点を解決するものとして、
該堆積面に熱処理によって単結晶化する程度に微小な種
子材料を配し、この種子材料を熱処理又はエネルギー照
射によって単結晶化し種子結晶とし、この種子結晶に結
晶形成処理を施すことで単結晶を形成する形成方法も提
案されており、この方法を用いることにより作製された
結晶基材が本出願人により開発された。なお、この単結
晶の形成方法については実施例において説明する。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の技術は、堆積面に単結晶を形成すると、単結晶特
有のファセットを生じ、単結晶に回路素子を形成するに
は、平坦化の必要があった。特に、基体に凹部を形成し
てその凹部に単結晶を形成する場合には、微細加工の精
度を向上させるために、基体の上面に合わせて単結晶を
精度よく除去する一必要がある。

本発明の目的は、凹部から基体上面を越えて形成された
単結晶を効率的に、且つ高精度に除去し平坦化すること
が可能な結晶基材の製造方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、核形成密度の小さな表面（以下非核形成面と
いう）を有する基体に、凹部を形成する工程と、この凹
部の堆積面に熱処理又はエネルギー照射によって単結晶
化する程度に微小な種子材料を配し、この種子材料を熱
処理又はエネルギー照射することにより単結晶化して種
子結晶とし、結晶形成処理を施すことにより、前記種子
結晶を種子として単結晶を成長させる工程と、前記基体
の上面を越えて形成された単結晶を選択的にポリッシン
グして表面を平坦化する工程とを有する、結晶基材の製
造方法である。

［作用］ 本発明は、基材の凹部上に、この凹部の堆積面に熱処理
又はエネルギー照射によって単結晶化する程度に微小な
種子材料を配し、この種子材料を熱処理又はエネルギー
照射することにより単結晶化し種子結晶とし、結晶形成
処理を施すことで前記種子結晶を種子として成長させた
単結晶の基体上面を越えて形成された部分をメカニカル
ポリシングとケミカルボリジングを組み合わせた選択ボ
クシング法を用い、結晶のみを選択的に効率よくボリシ
ングを行わせ、且つ基体の上面と結晶面とを精度よく平
坦化させるものである。

以下に本発明の主要な構成要件を作用とともに説明する
。

まず、単結晶の成長方法について述べる。

基板と異種材料の核形成密度の差を利用した結高成長方
法であるが、これについては、まず、堆積面上に選択的
に堆積膜を形成する選択堆積法について述べる。

選択堆積法とは、表面エネルギ、付着係数、脱離係数、
表面拡散速度等というＶｊＷ２形成過程での核形成を左
右する因子の材料間での差を利用して、基板上に選択的
に薄膜を形成する方法である。

第４図（Ａ）及び（Ｂ）は選択堆積法の説明図である。

まず第４図（Ａ）に示すように、基板１６上に、基板上
６と上記因子の異なる材料からなる薄膜１７を所望の部
分に形成する。そして、適当な堆積条件によって適当な
材料からなる薄膜の堆格を行うと、第４図（Ｂ）に示す
ように、薄ｒＦ２ｉａは薄膜１７上にのみ成長し、基板
上６上には成長しないという現象を生じさせることがで
きる。この現象を利用することで、自己整合的に形成さ
れたｆ’ＪＩＩ！１１８を成長させることができ、従来
のようなレジストを用いたリングラフィ工程の省略が可
能となる。

このような選枳形成法による堆積を行うことができる材
料としては、たとえば基板１６として５ｉ０２．薄１１
！２１７．！＝Ｌ、てｓｉ、Ｗ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等が
ある。

第５図は、５ｉ０２の堆積面と窒化シリコンの堆積面と
の核形成密度の経時変化を示すグラフである。

ｍ５図が示すように、堆積を開始して間もなくＳｉＯ２
上での核形成密度は１０３ｃｍ−２以下で飽和し、２０
分後でもその値はほとんど変化しない。

それに対して窒化シリコンＣ３ｉ３Ｎ＜）上では、〜４
Ｘ１０５ｃｍｉで一旦飽和し、それから１０分はど変化
しないが、それ以降は急激に増大する。なお、この測定
例では、Ｓ　ｉ　Ｃ旦ａガスをＨ２ガスで希釈し、圧力
Ｌ　７５Ｔｏ　ｒ　ｒ、温度１ｏｏｏ℃の条件下でＣＶ
Ｄ法により堆積した場合を示している。他に５ｉＨｓ、
５ｉＨ２Ｃ文２．５ｉＨＣ又３．ＳｉＦ４等を反応ガス
として用いて、圧力、温度等を調整することで同様の作
用を得ることができる。また、真空蒸着でも可能である
。

この場合、５ｉ０２上の核形成はほとんど問題とならな
いが、反応ガス中にＨＣｆＬガスを添加することで、５
ｉ０２上での核形成を更に抑制し、Ｓｉｏ２上でのＳｉ
の堆積を皆無にすることができる。

このような現象は、ＳｉＯ２及び窒化シリコンの材料表
面のＳｉに対する吸着係数、脱離係数、表面拡散係数等
の差によるところが大きいが、Ｓｉ原子自身によって５
ｉ０２が反応し、蒸気圧が高い一酸化シリコンが生成さ
れることで５ｉＯｚ自身がエツチングされ、窒化シリコ
ン上ではこのようなエツチング現象は生じないというこ
とも選択堆積を生じさせる原因となっていると考えられ
る（　Ｔ、Ｙｏｎｅｈａｒａ、　Ｓ、ＹｏＳｈｉｏｋａ
。

Ｓ、Ｍｉｙａｚａｗａ、　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐ
ｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　５３゜６８３９、１９８
２）。

このように堆積面の材料としてＳｉＯ２及び窒化シリコ
ンを選択し、堆積材料としてシリコンを選択すれば、同
グラフに示すように十分に大きな核形成密度差を得るこ
とができる。なお、ここでは堆積面の材料として５ｉ０
２が望ましいが、これに限らすＳｉＯｘであっても核形
成密度差を得ることができる。

もちろん、これらの材４１に限定されるものではない。

く種子結晶〉 次に、上記単結晶のもととなる面方位の制御された（す
なわち、面方位がほぼ一定の方向に配向ないｔ、揃った
）種子結晶の形成方法について述べる。

■面方位が制御された種子結晶を非核形成面に容易に半
導体移設する方法は、ある特定の場合に、面方位が制御
された多結晶を熱処理すると、制御された面方位は維持
されたまま多結晶は異常粒成長して大粒径の単結品薄膜
に変質することを利用したもので、種子結△１．どなる
堆積薄膜の表面の面方位を方位制御することが重要であ
る。

所望の面方位に制御するには、該所望の面方位に応じた
堆積法において所定の塩漬条件に設定すればよい。

もちろんＬＰＣＶＤ法以外の常圧ＣＶＤ法、スパッタ法
あるいは真空蒸着法等の堆積法においても所望する面方
位に応じた所定の堆積条件に設定すれば所望の面方位に
制御することができる。

面方位ルノ御された微小な面積の薄膜の種子多結晶は、
熱処理を行うことより固相で面方位制御された微小な種
子結晶に変質する。

例えば、Ｓｉ又は、Ｇｅからなる数百人の粒径で１ｇｍ
以下、好ましくは０　、５　ｇｍ以下の厚さで、最長１
０ｐｍ以下、好ましくは５ｇｍ以下の大きさの方位制御
された種子多結晶は、温度７００〜１３００℃で数１０
分〜数時間の熱処理を施す事により該種子多結晶と同一
の方位に制御された粒界を含まない種子結晶に粒成長し
変質する。方位制御された種子多結晶膜の材質、厚さ、
大きさ、熱処理の温度のパラメータは、相互に関係する
ものである０種子多結晶膜の厚さが薄い程および大きさ
が小さい程、単結晶化し易い。

■次に１面方位制御された種子結晶を作る手段として微
小な非晶質体を配し、当該非晶質体に熱処理を施すこと
により面方位の制御された種子結晶を作る場合について
述べる。

非晶質体としては減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光
ＣＶＤ法、ＥＢ（エレクトロンビーム）蒸着法、スパッ
タ法、ＭＢＥ法などで堆積した非晶質シリコン、非晶質
ゲルマニウム、などを用いることができる。

熱処理は、”ｌＸｏ、４以上が好ましい（ただし、Ｔ１
は絶対温度における融点）。

なお、種子結晶の材料としてＳｉを例にとると、実際の
Ｓｉの融点は約１４２０〜１４５０℃であり、単結晶化
するための温度も高温度となり、実際のプロセスには高
温すぎて必ずしも好ましくない、そこで、不純物（例え
ばＰ）をドーピングした。Ｐを高濃度にドーピングする
ことによって熱処理可能温度は約８００℃まで一気に下
がる。この事実によって非晶質Ｓｉの熱処理法がプロセ
ス温度付近でより一層実用的に達成できる。

ドーピング元素としては、例えばＰ、Ａｓの第５族元素
あるいはＢの第３族元素が好ましい。その量としてはＩ
　Ｘ　１０２０ｃ　ｍ−３以上が好ましく、より好まし
くはドーピング七素のＳｉに対する固溶限付近がよい、
ただし、固溶限は各元素によって、また、温度によって
異なる０例えば、Ｓｉに対してＡｓは約２Ｘ　１０”７
ｃｍ３　、Ｐは約ＩＸ　１０２１／ｃｍ３．Ｂは約４Ｘ
　１０２０／　ｃ　ｍ３〜６　Ｘ　１０　”／　Ｃｍ　
３テある。

また、この熱処理法による単結晶化は、多結晶を用いて
も充分可使であることもわかっているが、非晶質の方が
多結晶に比べてアニール効果（すなわち、単結晶化のし
やすさ）が大きい。

■次に、面方位制御された種子結晶を作るのに、非核形
成面に、溶融固化されることで単結晶化するに十分な微
小な大きさを有する、結晶成長の種子となる材料を宥し
、前記種子となる材料に熱処理を施して溶融固化するこ
とでその種子結晶を得る場合について述べる。

種子となる材料は非晶質でも多結晶でもよい。

非晶質あるい１士多結品の材料としては、減圧ＣＶＤ法
、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、ＥＢ（エレクトロン
ビーム）′１４着法、スパッタ法、ＭＢＥ法などで堆積
した非晶質シリコン、非晶質ゲルマニウム、結晶方位の
そろっていない多結晶シリコン、結晶方位のそろってい
ない多結晶ゲルマニウム、配向した（基板に垂直な結晶
方位がほぼそろった）多結晶シリコン、配向した多結晶
ゲルマニウムなどを用いることができる。

この種子となる材料は後述する溶融固化されることで単
結晶化するに十分微小な大きさである。

なお、この材料を以下スポット状の膜あるいは微粒子と
いうことがある。

・溶融固化 本発明では、上記スポット状の膜に熱処理を施して溶融
固化することで面方位の制御された種子結晶とする。ス
ポット状の堆積膜を溶融固化して種子結晶に変えるため
には、例えばエネルギービームを照射すればよい、照射
するエネルギービームとしては、各種レーザー（例えば
ＣＯ２レーザ−、エキシマレーザ−１Ａｒレーザー）、
電子線、各種ランプなどを用いることができる。

なお、熱処理条件によっては面方位が制御されないこと
があるが、照射条件、冷却条件等を適宜選択することに
より面方位を制御す−る。

■次に、面方位制御された種子結晶の作り方として、凝
集するに十分薄く、且つ、単一体のまま凝集するに十分
微細な面積を有する、結晶成長の種子となる材料を配し
、前記種子となる材料に熱処理を施して凝集を生起する
ことでその種子結晶を得る場合について述べる。

種子となる材料は、多結晶でも非晶質でもよく、また、
その材料としては、Ｇ　ｅ　、　Ｓ　ｉ等があげられる
。

この材料の厚さは、後述する熱処理を施した時に凝集す
るに充分薄い厚さである。例えば、０．１ｇｍ以下の膜
厚が好ましい。

また、面積として、単一体のまま凝集するに充分微細な
面積を有する０例えば、径で７ｇｍ以下が好ましく、２
ｐｍ以下がより好ましい。

以下この材料を超薄膜という場合がある。

上述した結晶の種子となる材料に融点以下の温度で熱処
理を施すと、あたかも、波相の様に凝集現象が起こり、
該超薄膜は凝集体となる。そして、その特徴的な点は、
形成された凝集体は、単結晶であり、かつ、その面方位
は一定の方位を有しているという点である。つまり、本
発明は、凝集時単結晶化現象を利用し、方位の揃った種
子結晶を配着し、そこから、選択的エピタキシャル成長
をさせようとするものである。なお、上記の凝集化現象
は、表面エネルギーを最小にするため、固相でも原子が
移動することを示している。

結晶の種子となる材料が超薄膜の場合、体積に対する表
面積の占める割合が著しく増大し、その結果１表面エネ
ルギーの減少を駆動力として融点よりはるかに低い温度
で凝集現象が起こる。

なお、他の材料の場合にも同様の現象が得られる。

なお、超薄膜を加熱する温度は、超薄膜の材料及び膜厚
等に関係するが、材料がＧｅの場合には、第６図のグラ
フに示す温度が好ましい、なお、第６図かられかるよう
に、凝集する温度は膜厚の減少と共に低下する。Ｇｅ膜
の場合、第６図に示すように、融点以下（９３７℃）で
凝集が開始し、膜厚が２００人になると、凝集開始温度
は６００℃にも低下する。なお、連続膜の場合２００人
のＧｅ薄膜をＳｉＯ２上に形成し、１時間Ｘ７００℃で
熱処理すると膜に穴があき、凝集の前駆段階となる。７
５０℃で同時間熱処理をすると連続膜は固相で分裂し、
数千人のビーズ状となる。

以上のように、いくつかの手段を用いて面方位が制御さ
れた種子結晶を作り、その上に選択成長をさせ第１図（
Ｂ）のような状態になったものを選択ポリッシングでｉ
１図（Ｃ）のように平坦化する。

この平坦化の際、ポリッシングでは結、仏の面方位によ
ってポリッシングレートが異ったリポリシッングを施し
たあとの欠陥について、面方位によって異なる特徴を持
っている。

たとえばシリコンの場合、最密充填を持つ（１１１）面
に平行にポリッシングするのと、その他の面について平
行にポリッシングするのとでは、かなり違うレートでポ
リッシングされる。

ま−た面方位が異なる単結晶をポリッシングする場合、
各面方位によってできやすい欠陥種類が異ってしまい、
各凹部で特性のことなる単結晶ができてしまう、しかし
面方位がそろえられることでバラツキのない良質の単結
晶を得ることができ高率的で高精度のポリッシングを可
詣にした。

素子の立場から見てもたとえばトランジスタにおいては
面方位によって易動度がかわってきてしまうが、この技
術を持ってすれば均一で高精度な素子を得ることができ
る。

（以下余白） ［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による結晶基材の製造
方法の第１実施例を示す概略的製造工程図であり、第２
図は本発明の結晶基材の製造方法に用いる選択ボクシン
グ法を説明するためのボリシング装置の概略的斜視図で
ある。

まず、第１図（Ａ）に示すように、５ｉｎ２（酸化シリ
コン）等の基板１にフォトエツチング等により、側壁部
３を残して凹部４を形成する。

次に、基板１の表面に種子結晶を作るべく種子材料を堆
積させる。この種子材料に適宜熱処理を施し種子結晶を
形成する。

このような基体に対し選択成長を施すと、基板１には結
晶は成長せず、種子結晶のみを種子として単結晶をホモ
エピタキシャル成長あるいはへテロエピタキシャル成長
させることができる。そして、第１図（Ｂ）に示すよう
な単結晶５の成長した基材３０が得られる。

以下により具体的に説明する。

本実施例では、Ｓｉ多結晶を出発種子結晶とし、＜１１
０＞の面方位を持った結晶基材を、第７図（Ａ）〜（Ｃ
）に示すような工程で得た。

４ｉｎｃｈのＳｉ−＄結晶ウェハに凹部を形成し、熱酸
化処理して表面に約２０００人の厚さの５ｉ０２層を形
成した。次に、５ｉｎ２層上に、ＬＰＣＶＤ法により以
下の条件で、出発種子結晶となる薄膜のＳｉ多結晶を形
成した。

圧　　　カニ１．　０Ｔｏｒｒ 使用ガス：ＳｉＨ４（Ｈｅ希釈） 温　度＝７００℃ 膜　厚：５００人 Ｘ線回折でこのＳｉ薄膜の面方位を測定したところ、そ
の面方位は＜１１０＞であり、他の方位は観察されなか
った。また、このＳｉ薄膜を透過電子顕微鏡で観察し、
その粒径を測定したところ、約５００人の多結晶薄膜で
ある事がわかった。

この得られた薄膜のＳｉ多結晶に、イオン注入により、
７．５ｘｌＯ”ａｍ””のＰをドーピングした。

次に、熱処理炉にてＮ２ガス中で１１００℃Ｘ３０ｍ１
ｎ熱処理を行った。熱処理後、透過電子顕微鏡で結晶粒
界の有無を調べたところ、熱処理前にＳｉ多結晶だった
ところには結晶粒界はなかった。

次に、ＣＶＤ装置に投入し、次の条件でＳｔ結晶形成処
理、すなわち、ホモエピタキシャル成長を行なわしめ結
晶物品を形成した。

圧　　　カニ　　１　５０Ｔｏｒｒ 使用ガス：５ｉ８２Ｃλ２ 流　　　量：０．６Ｊｌ！／ｍｉｎ 温　　　度：　９５０℃ 結晶形成処理時間：　９０ｍ１　ｎ エツチングガス：ＨＣＩＬ　ＩＪＺ／ｍｉｎキャリアガ
ス：　Ｈ２１００ｊＺ　／　ｍ　ｉ　ｎ成長後の単結晶
をＸ線回折装置を用いて、ランダムに選択したいくつか
の単結晶について面方位を観察したところ＜１００＞で
ある事を確認した。

次に、第２図に示すように、支持板７に基材３０をワッ
クスで固定し、回転円盤８上に設けられたポリエステル
酸のポリシングパフド９に押圧して、ボクシング法供給
源１０から供給されるエチレンジアミン・ピロカテコー
ルを介して回転加工する。この時、Ｓｉはアミンと水と
に反応し、Ｓ　ｉ　（ＯＨ）６２−が形成され、それが
ポリシングパッド９で除去されて、Ｓｉのポリシングが
進む。ポリシングが進み、５ｊ０２の側壁部３上面まで
くると、５ｉ０２がストッパとなり、ポリシングが自動
的に止まる。その結果、第１図（Ｃ）に示すように、Ｓ
ｉの単結晶領域６の表面と側壁部３の上面とは整量−面
となるように高精度に加工される。

その後、選択ボリシングを施した結晶基材にｐ−ｃｈａ
ｎｎｅｌ　　ＭＯＳ−ＦＥＴを形成した。

得られたデバイスはいずれも良好で均一な特性を示し、
正孔の易動度を評価したところ、１８０±５ｃｍ２／Ｖ
嗜ｓｅｃの範囲である事が、全てのデバイスに対し確認
された。

第３図は本発明による結晶基材を用いたＭＯＳ型トラン
ジスタの概略的断面図である。

同図において、１１はＰ型半導体領域であり、第１図（
Ａ）〜（Ｃ）に示した製造工程において、単結晶の形成
時にＰ型不純物を一緒にドープすることによって形成す
ることができる。１２及び１３はＮ型半導体領域であり
、それぞれソース、ドレインをなす、１５はＰ型半導体
領域工１及びＮ型半導体領域１２．１３上に形成される
ゲート酸化膜であり、１４はゲート酸化膜１５上に形成
されたゲート電極である。

本発明によって製造されたＭＯＳ型トランジスタは既に
側壁部の５ｉ０２層が形成されているために、各トラン
ジスタの分離プロセスを導入する必要がなく、各トラン
ジスタが絶縁層で完全に分離されているため、ラッチア
ップやα線障害がない等の長所を有する。

なお、ＭＯＳ型トランジスタの製造工程は通常の半導体
プロセスで形成されるので、説明を略すものとする。

（実施例２） 実施例１と同様な基体に減圧ＣＶＤ法で非晶質シリコン
膜２を０．２μｍ堆積した。堆積条件は、ＳｉＨ４ガス
流量５０ｓｅｃｍ、ガス圧力０．３Ｔｏｒｒ、基板温度
５６０℃、堆積時間１時間とした。“この薄膜をＸ線回
折で調べて、非晶質であることを確認した。

次に、基板温度を４５０℃に保ち、出力４Ｗのアルゴン
レーザーを径約８０μｍに絞り、走査し照射した。その
結果、非晶質シリコン膜が溶融固化し、シリコン単結晶
微粒子に変わった。この微粒子が単結晶であることはＴ
ＥＭ　（透過電子顕微鏡）観察により確認した。

次に、ＣＶＤ法により、以下の条件で結晶成長をさせた
。

基板温度＝９５０℃ ソースガス：５ｉＨ２Ｃｕ２ ０．６Ａ／ｍｉｎ エツチングガス：ＨＣＪｌ　１℃／ｍｉｎキャリアガス
：　Ｈ２１００１／　ｍ　ｉ　ｎ圧　　　力＋１５０Ｔ
ｏｒｒ 時　間：３０分 その結果、凹部を充分におおフた単結晶シリコンとなっ
た（第１図（Ｂ））。

この単結晶シリコンをマイクロＸ線回折装置で調べた結
果、はとんどの単結晶の面方位が（１００）方向にそろ
フていた。なお、非晶質Ｓ　ｉ　Ｏ２上の非晶質シリコ
ン膜をレーザー照射で溶融固化し再結晶化したとき、面
方位が（１００）になりやすいのは、シリコンと非晶質
５ｉ０２　との界面エネルギー（ｉｎｔｅｒｆａｃｉａ
ｌｅｎｅｒｇｙ）が、シリコンの結晶面が（１００）の
とき最小になるためと考えられている。

その後遭択ポリッシングにより平坦化した結晶基材（第
１図（Ｃ））得、個々の単結晶シリコンの上にＰＭＯ３
−ＦＥＴを作製したところ、正孔移動度は（１００）の
シリコンウェハでの値と同程度の値が得られ、その／ヘ
ラツキも少ながった。

以上詳細に説明したように、面方位が制御された単結晶
成艮法によって、基板に面方位が制御された単結晶を形
成することができた。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の結晶基材の製造方
法によれば、箭易な製造方法で、基板の上面を越えて堆
錆される結晶を除去することができ、且つ結晶基材の表
面を平坦化して形成することができるので、この結晶基
材を用いて回路素子を形成する場合の微細加工を高精度
に形成することができ、集結化が容易となる。また、絶
縁材料上に結晶領域が形成できるので、互いに分離され
た複数の結晶領域を形成し、電気的に完全に分離された
回路素子を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明による結晶基材の製造方
法の第１実施例を示す概略的製造工程図である。第２図
は本発明の結晶基材の製造方法に用いる選択ボリシング
法を説明す５ための概略的斜視図である。第３図は本発
明による結晶基材を用いたＭＯ３型トランジスタの概略
的断面図である。第４図（Ａ）及び（Ｂ）は選択堆積法
の説明図である。第５図はＳｉＯ□の堆積面と窒化シリ
コンの堆積面との核形成密度の経時変化を示すグラフで
ある。第６図は超薄膜の凝集についての膜厚と温度との
関係を示すグラフである。第７図は実施例を説明するた
めの工程図である。 １．１６・・・基板、２・・・種子結晶、３・・・側壁
部、４・・・凹部、５・・・単結晶、６・・・単結晶領
域、７・・・支持板、８・・・回転円盤、９・・・ポリ
シングパッド、１０・・・ボリシング液供給源、１１・
・・Ｐ型半導体領域、１２．１３・・・１１型半導体領
域、１４・・・ゲート電極、１５・・・ゲート酸化膜、
１７．１８・・・薄膜、１９・・・シリコン基板、２０
・・・熱酸化膜。 第１図 （Ａ） ＣＢ） 第２図 第３図 第４図 ｂ （Ｂ） 時　　間（分） 第６図 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｏｒ　Ａｇｇｌｏｍｅｒａ
ｔｉｏｎｈ　　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　（Ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）核形成密度の小さな表面（以下非核形成面という
   ）を有する基体に、凹部を形成する工程と、この凹部の
   堆積面に熱処理又はエネルギー照射によって単結晶化す
   る程度に微小な種子材料を配し、この種子材料を熱処理
   又はエネルギー照射することにより単結晶化して種子結
   晶とし、結晶形成処理を施すことにより、前記種子結晶
   を種子として単結晶を成長させる工程と、前記基体の上
   面を越えて形成された単結晶を選択にポリッシングして
   表面を平坦化する工程とを有する、結晶基材の製造方法
   。
2. （２）上記基体を所望の下地基板上に形成する特許請求
   の範囲第１項記載の結晶基材の製造方法。
3. （３）上記基体の材料が非晶質材料である特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の結晶基材の製造方法。