JPH02192496A - 結晶物品及びその形成方法 - Google Patents

結晶物品及びその形成方法

Info

Publication number
JPH02192496A
JPH02192496A JP1255525A JP25552589A JPH02192496A JP H02192496 A JPH02192496 A JP H02192496A JP 1255525 A JP1255525 A JP 1255525A JP 25552589 A JP25552589 A JP 25552589A JP H02192496 A JPH02192496 A JP H02192496A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
substrate
crystal
forming
nucleation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1255525A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2603342B2 (ja
Inventor
Nobuhiko Sato
信彦 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to DE68913257T priority Critical patent/DE68913257T2/de
Priority to EP89309980A priority patent/EP0365166B1/en
Priority to JP1255525A priority patent/JP2603342B2/ja
Publication of JPH02192496A publication Critical patent/JPH02192496A/ja
Priority to US08/445,555 priority patent/US5582641A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2603342B2 publication Critical patent/JP2603342B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10S117/913—Graphoepitaxy or surface modification to enhance epitaxy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

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、結晶物品、及び、その形成方法に係り、特に
、複数の単結晶体を堆積面上にその位置が制御されて形
成され、該単結晶体同志の接した部分に形成される粒界
の位置、及び、該単結晶体の大きさが制御された結晶物
品及びその形成方法に関する。
本発明は、例えば、半導体集積回路、磁気回路等の電子
素子、光素子、磁気素子、圧電素子、或は、表面音響素
子等の製造に利用される単結晶体に適用される。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕絶縁物
基体上に複数の単結晶体を成長させるSOI技術の分野
においては、例えば、表面材料間の核形成密度の差によ
る選択核形成に基づいた方法が提案されている(T、Y
onehara  et  al、(1987)Ext
ended Abstracts of the  1
9th SSDM。
191)。この結晶形成方法を第3図(A)乃至(C)
を用いて説明する。まず第3図(A)に示すように核形
成密度の小さい表面302をもつ下地材料301上に、
表面303よりも核形成密度の大きC1表面をもつ領域
303a、303bを直径a9間隔すで配した基体を形
成する。この基体に所定の結晶形成処理を施すなら、領
域303a、 303bの表面にのみ堆積物の結晶核3
04a、304bが発生し表面302の上には起こらな
い(第3図(B)参照)。そこで領域303a、 30
3bの表面を核形成面(S NDL ) e表面302
を非核形成面(S NDS )と呼ぶ。核形成面303
a、 303bに発生した核304a、304bをさら
に成長させれば単結晶体305a、 305bとなり(
第3図(C)参照)、核形成面303aの領域を越えて
非核形成面302の上にまで成長し、やがて隣の核形成
面303bから成長してきた単結晶体303bと接して
粒界306が形成される。従来この結晶形成方法におい
ては、核形成面304a、304bに非晶質Si3N4
、非核形成面302 ニ8102を用イ、CVD法によ
ッテSl単結晶体を複数個形成した例(上記論文参照)
、及び、SIO□を非核形成面とし、集束イオンビーム
によりSiイオンを非核形成面に注入した核形成面とな
る領域を形成し、次いでCVD法によりSt単結晶体を
複数個形成した例(1988年第35回応用物理学関係
連合講演会28 p −M −9)が報告されている。
しかしながら、これらの単結晶体をその形成位置を制御
して形成する結晶形成法により、単結晶体を複数個、格
子点状に形成した場合には、以下に示すような問題が生
じる場合があり、その際には半導体集積回路、或は、そ
の他の電子的、光学的素子を形成する際に問題が発生す
ることがあった。
第3図(A)乃至(C)において示した核形成面を非核
形成面上に第4図(A)に示すが如く、格子点状に配し
、結晶成長処理を施すと、例えば核形成面403eの最
近接核形成面である核形成面403bから成長した単結
晶体404bと単結晶体404aが接し、粒界405が
形成される。しかし、核形成面403aに対して第2最
近接核形成面403cとの間隔の中央部の非核形成面4
02では、単結晶体同志が完全に接することができず、
空隙406が生じてしまうことがあった[第4図(B)
参照]。この空隙406は結晶成長処理時間を長くする
ことで、単結晶体の上部が密接し、見掛は上消滅するこ
とはあるが、この単結晶体に半導体集積回路或は、その
他の電子的、光学的素子等を形成すべく単結晶体上部を
エツチング或は、ポリッシング等により除去し、平担化
すると、この空隙406が現われることが観察された。
この空隙406には、MOSトランジスタ、ダイオード
など単結晶体の特質を利用した素子の形成は不可能であ
る。さらに、配線を目的とした薄膜を空隙406上に形
成しようとする場合には、平担化後の単結晶体の膜厚が
素子の形成上の要請、及び平担化の制御性の点から数百
λ以上、−膜内には、1μm前後であるために、空隙4
06における非核形成面402と単結晶体404a、 
404b、 404cとの段差部での断線という問題が
生じることがあった。
したがって、これらの単結晶体をその形成位置を制御し
て形成する結晶形成法により形成した複数の単結晶体を
平担化して、そのうえに半導体集積回路或はその他の素
子等を形成する場合には、核空隙406を避けて形成す
る為に回路構成や素子構成が制約され設計上の自由度を
低下させ、或は、素子の小型化にさいし、障害となる場
合があつた。
本発明は上記の諸点に鑑み成されたものであって、その
目的とするところは、半導体集積回路装置やその他の電
子的、光学的素子を設計の自由度の大きさを確保して容
易に作成することが出来ると共に全体を小型化高集積化
することが出来る、位置及び大きさが所望に応じて制御
された状態で基体上に形成された複数の単結晶体を有す
る結晶物品及びその形成方法を提供することである。
本発明の別の目的は、単結晶体の占有すべき基体上の領
域の形状がn角形(n≧5)になるよう単結晶体の発生
位置を制御するために必要な処理を基体に施した後、結
晶成長処理を施し、単結晶体を成長させることにより、
空隙の発生を抑え、上記従来の問題点を解決した結晶物
品及びその形成方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の結晶物品は基体と該基体上に設けられている単
結晶体とを有し、該単結晶体の前記基体との接触面の形
状がn角形(但しn≧5)又は円形であることを特徴と
する。
又、本発明の結晶物品の形成方法は表面に凹部が形成さ
れている基体の前記凹部に単結晶体を形成する結晶物品
の形成方法において、前記凹部の上面から見た形状がn
角形(但しn≧5)又は円形である事を特徴とする。
又、本発明の結晶物品の形成方法は、結晶の成長起点を
有する基体に結晶成長処理を施して単結晶体を形成する
結晶物品の形成方法において、前記結晶の成長起点を基
体上の六回対称の位置に配することを特徴とする。
基体表面を複数の単結晶体によって埋めようとした場合
、それぞれの単結晶体の占める領域の平均的な形状は、
核形成面を格子点と考えたときに形成されるWigne
r−8eitzセル(1つの格子点を中心として、隣接
する格子点との線分の垂直二等分線により囲まれて構成
され、中心の格子点を含む最小区画。)である。
すなわち、例えば核形成面が4回対象の位置、5回対象
の位置及び6回対象の位置に配された場合、前記セルの
形状はそれぞれ、四角形、五角形及び六角形となる。
本発明は核形成面を下地材料表面に設けた凹部の中央に
配し、凹部の上面から見た形状を例えば第3図に示す様
に正方形、正五角形、正六角形など多くの正n角形(n
≧5)に加工して単結晶体が横方向に成長できる領域の
大きさと形状を変えて、結晶成長工程を施したところ、
凹部の上面からみた形状が、正五角形、正六角形等の正
n角形(n≧5)或は、nを無限大とした極限状態に相
当する「円」形の場合に、空隙の面積の割合が凹部の形
状を正方形とした場合の空隙の面積の割合の十分の一以
下に減少し、実用上問題ない程度の大きさになることを
知見するに至ったことに基づいている。
また、本発明は、下地材料の表面に凹部を形成せず平面
の下地材料表面上に核形成面を配して選択成長を行う場
合であっても、成長した結晶体の形状がほぼ前記Wig
ner−8eitzセルの形状であるn角形(但し、n
≧5)であれば、結晶体間に形成される空隙の割合が実
用上問題ない程度の大きさにすることができる。
選択成長法により、成長させる結晶体は、その大きさ、
粒界の位置を制御できるので結晶体を上面から見た形状
がほぼ前述したW i g n e r −S e t
、t zセルとなる。
ここで前記セルの占有する面積(結晶体の占有すべき面
積)に対する成長した結晶体間の空隙の面積の割合の、
多角形の内角に対する割合を第6図に示す。
第6図からも明らかなように、多角形の内角が1000
 を越えた付近から空隙の面積が急激に減少することが
わかる。
本発明に於いては基体上に複数の単結晶体をその空隙の
発生を防止すべ(、上記のような単結晶体の埋めるべき
領域の形状を制御するに必要な処理を施した基体に、結
晶形成処理を施せば、空隙の大きさは従来と比べると劇
的に小さ(なり、配線等の際にも断線等の問題がほとん
どなくなる。
さらに、本発明によれば、単結晶体が粒界をもって接し
て形成した段差のない平担な単結晶体群が得られるので
、単結晶体に、トランジスタなどの能動素子を形成し、
高速化を図ったうえに粒界を横切る部分にもキャパシタ
、抵抗等の受動素子などを形成し、更なる高密度化を図
ることが出来る。
以下、第1図及び第2図を用いて本発明による結晶物品
及びその形成方法を説明する。基体上に、結晶の形成さ
れる位置を制御するのに必要な処理を施す。この方法は
、例えば、基体上に非核形成面及び、結晶成長して単結
晶体となる核が唯一形成され得るに十分小さ(、前記非
核形成面より大きな核形成密度を有する核形成面を複数
個所望の位置に配することによってもよい。
ここで前記核形成面の核形成密度は前記非核形成面の核
形成裕度より好ましくは10”倍量上、より好ましくは
10”倍量上あることが望ましい。
又、基体上に非核形成面及び、微小な単結晶を核非核形
成面上に複数個所望の位置に配する方法であっても良い
。或は、単結晶体の位置制御の方法は本発明の目的が効
果的に達成されるのであれば上記した方法以外の如何な
る方法であっても構わない。いずれの場合においても、
本発明において重要な点は、表面が非核形成面でその上
面からみた形状がn角形(n≧5.より望ましくはn≧
6)、ダ円形、或は、円形である四部に単結晶体を形成
されるように該単結晶体の位置制御に必要な処理を施す
か、或は、基体に凹部を設けることなく単結晶体をその
Wigner−Seitzセルがn角形成は、円になる
ようにすることにある。
本発明に於いては、前記した様に基体上に凹部を形成し
て、そこに単結晶体を形成する場合に、その凹部の上面
からみた形状を、n角形(n≧5、より望ましくは、n
≧6)、ダ円形、或は、円形等の曲線を有する形状とさ
れる。或は、基体表面に凹部を形成することなしに該基
体表面を複数の単結晶体によって埋めようとした場合に
は、それぞれの単結晶体の占める領域の平均的な形状、
すなわちWigner−8eitzセルの形状をn角形
(n≧5、より望ましくはn≧6)、或は、円形等の曲
線を有する形状とする。特に、Wigner−3eit
zセルの形状を正六角形とすると、蜂の巣構造となり、
単結晶体を空隙の大きさを小さ(して効率よ(結晶体を
基体上に並べることができて望ましい。
第7図(A)、(B)にWigner−3eitzセル
の形状を正六角形とした場合の結晶物品の形成方法の一
例を模式的に示す。
第7図(A)は非核形成面501上に核形成面502a
・・・502kを配した基体を上面から見た図である。
この基体に結晶成長処理として、熱CVD、プラズマC
VD、光CVD、スパッタリング等の気相成長法、及び
徐冷法、温度勾配法等の液相成長法を施すことにより、
前記核形成面502a・・・502kを結晶成長の起点
として結晶体503a・・・503kが選択的に成長す
る。
このとき形成される結晶体503a、 503b、 1
503c間の空隙504の面積は結晶体の占有すべき面
積に対して非常に小さなものとなる。
本発明に於いて上記の様に基体表面に設けられた凹部の
形・状がn角形(n≧5)又は円形等の曲線を有する形
状とされる理由は第6図に示すごとく、nが5を越え、
内角が180°を越える直前で(1つの空隙の面積/単
結晶体の占有すべき面積)の値が急激に減少することに
ある。これは、単結晶体の占有すべき形状が単結晶体の
実際の形状に近づくためと考えられる。
第1図(A)、(B)には、凹部形状が正八角形の場合
の結晶物品の形成方法の一例が示される。
101は基体であり、該基体101には、非核形成面1
02を与える正八角形の平面形状を有する凹部が設けて
あり、その中央には、結晶成長の起点となる核形成面1
03が設けである。この様な加工処理が施されている基
体に、例えばCVD法などの気相法や徐冷法等の液相法
等によって結晶成長処理を所定時間所定の条件で施すと
第1図(B)に示す様に、基体との接触面が略々正八角
形の単結晶体104が成長する。
第2図(A)、(B)には、複数の単結晶体を形成する
場合の一例が示される。基体202の所定位置には、先
ず所望の深さに正六角形底面形状の凹部201a、 2
01b・・・が図示の如(複数設けられる。
凹部201a、  201bの底面、及び基体202の
凹部以外の部分は非核形成面となるべ(核形成面よりも
核形成密度が低い材料が選択される。凹部201a。
201b・・・の夫々には、核形成面203a、 20
3b・・・が夫々設けられている。
この様に加工して複数の凹部が設けられた基体に、例え
ばCVD法などの気相法や液相法等によって結晶成長処
理を所定時間所定の条件で施すと第2図(B)に示す様
に基体との接触面が略々正六角形の単結晶体204aが
成長する。単結晶体204aは、成長時間のコントロー
ルにより、隣り合う同志が互いに接触するまで成長させ
ることも出来る(第2図(B)参照)し、その途中で結
晶成長処理を止めて各凹部に形成される単結晶体の隣り
合う同志が接触しない状態、即ち、各単結晶体が孤立し
た状態とすることも出来る。
下地材料は、Siウェハ、石英ガラス、セラミックス基
板等、以降の処理にたいして、適していれば何でも良い
。
成長させる単結晶体としては、S i* G e + 
G a A s +TnP等の結晶のほか、如何なるも
のでも構わない。
核形成面の材料としては例えば、非晶質SiN。
非結晶5iON等の核形成密度の高い材料が用いられる
。
また下地材料上に結晶成長の起点として熱処理により形
成した単結晶性の種子を配する場合には所望に応じて、
例えばP、 B、 As等のドーパントを好ましくはl
Xl0”原子/crt?以上、より好ましくは5X10
”原子/crd以上含有する材料を用いてもよい。
〔実施例1〕 以下、本発明に基づき複数のSi単結晶体を形成した例
を示す。
(1)先ず、St (100)ウェハ基板を下地材料と
し、熱酸化法により、膜厚1000人程度0第1の非晶
質酸化シリコン膜を形成した。次にSiH2Cl 2と
NH3を用いた減圧CVD法により、非晶質窒化シリコ
ン膜を300人はど堆積した。次に通常のレジストプロ
セスにより、窒化シリコン膜を1辺2μmの正方形でこ
れが間隔80μmの六方格子点状に配し、その他の領域
には、第1の酸化シリコン膜の表面を露出させるように
パターニング処理した。これを、RIE法(反応性イオ
ンエツチング)によりエツチング処理を施し、窒化シリ
コン膜の不要な部分を除去し、核形成面を形成した(第
2図(A)参照)。
上記の様にして表面の所定位置に微小な窒化シリコン膜
体からなる核形成面の多数を形成した基体上に通常のC
VD法によって第2の酸化シリコン膜を7000人厚に
堆積した。この第2の酸化シリコン膜を通常のレジスト
プロセスにより、微小な窒化シリコン膜体を中心にして
、−辺の長さが30μmの正六角形の部分だけ第2の酸
化シリコン膜を除去し、前記核形成面が露出するように
パターニング処理した。これに通常のRIE法によるエ
ツチング処理を施し、第2の酸化シリコン膜の上記不要
部分を除去した(第1図(A)参照)。
(2)この基体にCVD法でStの堆積を行った。堆積
条件は下記の通りである。
使用ガス(流量比) : SiH2CI!2 /HCl
 /H2=0.53/1.6/100.0 (s l 
m)基体温度、圧カニ 1000℃、150Torr堆
積時間:90m1n その結果、格子点状に配した殆ど全ての核形成面を中心
にして、粒径80μmのSi単結晶体が成長し、隣の核
形成面から成長したSi単結晶体と接し、粒界を形成し
ていた。しかも、角の部分に形成された空隙の大きさは
全て、0.5μm径以下であった。
さらに、RIE法により、Si単結晶体の上部を削り、
平担化した際の空隙の大きさを観察したところ空隙の大
きさは、やはり、全て0.5μm径以下であった。
〔実施例2〕 先ず、Si (100)ウェハ基板を下地材料とし、熱
酸化法により、膜厚1000人程人程酸化シリコン膜を
形成した。
前記酸化シリコン膜上に非晶質シリコン(以下、a−8
iと略す。)膜を減圧CVD法により、SiH4を用い
て、基体温度560℃、圧力0.3Torrで1000
人厚に堆積した。この堆積膜をX線回折で調べたところ
、完全な非晶質であることを確認した。このあと、a−
Si膜にPOClsを用いた熱拡散により、不純物とし
て燐を7.5X10”原子/crrrの漢文でドーピン
グした。
次に通常のレジストプロセスにより、前記ドーピングさ
れたa−3t膜(ra−3i (P)膜」と記す)を1
辺2μmの正方形でこれが間隔80μmの格子点状に配
し、その他の領域には、酸化シリコン膜の表面を露出さ
せるようにパターニング処理した。
これを、通常のRIE法(反応性イオンエツチング)に
よりエツチング処理を施し、a −S i膜の不要な部
分を除去した。
さらに、この微小に形成したa−3t (P)膜体をア
ニールした。その際の条件は、N2雰囲気中ア二ル温度
950℃、アニール時間20分とした。尚アニール温度
は、800℃以上であれば十分である。アニール後、X
線回折法で調べたところ、上記a−8i (P)膜体の
全てが<111>方向に基体上面から見た面方位が揃っ
て単結晶化していた(単結晶Si (P)膜体)。尚、
この現象は、Y、Wada and S、NishiN
15hi。
J、Elesctrochem、Soc、125. 1
499 (1978)ほかでも良(知られているもので
Abnormalqrain  growth’ (異
常粒成長)と呼ばれている。
上記の様にして表面の所定位置に単結晶Si (P)膜
体からなる核形成面の多数を形成した基体上に通常のC
VD法によって第2の酸化シリコン膜を7000人堆積
した。この酸化シリコン膜を通常のレジストプロセスに
より、微小な単結晶Si (P)膜体を中心にし、−辺
の長さが30μmの正八角形の部分だけ第2の酸化シリ
コン膜を除去し、前記核形成面を露出するようにパター
ニング処理した。これに、RIE法によるエツチング処
理を施し、第2の酸化シリコン膜の上記不要な部分を除
去した。
この基体にCVD法でStの堆積を行った。堆積条件は
下記の通りとした。
使用ガス(流量比) : 5iH2C4! 2/HCJ
?/H2=0.53/1.7/100.0 (17m1
n)基体温度、圧力、 1000℃、  150Tor
r堆積時間:80m1n その結果、微小な単結晶St (P)膜体はその結晶性
を保ちながらエピタキシャル成長して、粒径70μmは
どのSi単結晶体が成長し、第2の酸化シリコン膜の側
面と接し、第2の酸化シリコン膜の表面を覆った。光学
顕微鏡で観察した結果、空隙の大きさは全て0.5μm
径以下であった。
これをアミン水溶液を供給しつつ基体表面にポリッシン
グ布をあて、該ポリッシング布と基体表面とをすり合わ
せてSiをエツチングするが酸化シリコンをエツチング
しない選択ポリッシング法により、Si単結晶体のポリ
ッシングを行ったところ、第2の酸化シリコン膜をスト
ッパとして、ポリッシングが終了した。この様に処理し
た基体を再び光学顕微鏡で観察したところ、やはり、空
隙の太きさは全て0.5μm径以下であった。
〔実施例3〕 石英基板を下地材料とし、該石英基板上に直径80μm
、深さ5000人の円形の凹部が形成されるように通常
のレジストプロセス、及びRIE法を用いてエツチング
処理を施した。
次L S i H2Cl 2 + N H3’;;; 
用イた減圧CVD法により、窒化シリコン膜を300人
程堆積した。次に通常のレジストプロセス、及びRIE
法を用いて窒化シリコン膜を1辺2μmの正方形で前記
円形の凹部中央に配されるようにエツチング処理し、核
形成面とした基体を形成した。
この基体にCVD法によりSiの堆積を次の条件で行っ
た。
ガス(流量比) : SiH2C12/HCj!/H2
=0.53/1.6/100 (1’/m1n)基板温
度、圧カニ1000℃、  150Torr堆積時間:
90m1n その結果、殆んど全ての核形成面を中心とし、粒径80
μmのSi結晶粒が成長し、円形の凹部を埋めつくして
いた。光学顕微鏡により観察したところ凹部側壁近傍に
は、空隙が観察されたが、その大きさは全て0.3μm
径以下、中には、光学顕微鏡では空隙の観察されない凹
部もあった。
さらに、通常のStウェハ研磨工程を用いて、Si結晶
粒を研磨した。Si結晶粒の上面が石英基板上面と同じ
高さになったところで、研磨を終了し、再び光学顕微鏡
で観察すると、やはり空隙の大きさは全て0.3μm径
以下であった。
〔実施例4〕 まずSt (100)ウェハを下地材料として熱酸化法
により膜厚1000人の非晶質酸化シリコン膜をその表
面に形成した。
次に、SiH2C1l 2とNH3とを用いた通常の減
圧CVD法により窒化シリコン膜を300人堆積させた
。
これに通常のレジストプロセスにより窒化シリコン膜を
1辺2μmの正方形で、間隔80μmの六方格子点状に
核形成面502a、 502b・・・として配し、その
他の領域は前記非晶質酸化シリコン膜が露出し、非核形
成面501となるようにパターニング処理をした基体を
形成した(第7図(A))。
この基体に実施例1と同様の条件で結晶成長処理したと
ころ六方格子点状に配した核形成面を中心として粒径8
0μmのSl単結晶体503aが成長し、隣の核形成面
から成長したSi単結晶体503bと接し、粒界を形成
していた。角の部分に形成された空隙504の大きさは
全て0.5μmμm下であった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、結晶成長処理に先立ち、基体表面に正
n角形又か円形の凹部を設けておくことで該凹部に形成
した単結晶体の表面の平担化処理後単結晶体に半導体集
積回路、或は、その他の電子的、光学的素子の形成にあ
たり、配線の段切れ等の問題をなくし、その回路構成、
或は、歩留まりを著しく向上させることが可能となった
。
また、本発明による結晶物品は、従来の構成では避ける
ことが不可能でありた空隙がないので、半導体集積回路
或は、その他の素子の形成にあたり、その構成上の自由
度を高くすることにより、さら第1図(A)、(B)は
本発明の基本的な結晶物品の形成工程の一例を説明する
模式的説明図、第2図(A)、(B)は本発明の他の結
晶物品の形成工程の一例を説明する模式的説明図である
。
第3図は従来技術による結晶物品の形成方法を説明する
模式的説明図である。
第4図は従来技術による結晶物品の形成方法を上面より
見た場合の説明の模式的説明図である。
第5図は本発明に於ける基体に設ける凹部形成の一例を
説明する模式的説明図である。
第6図は(1つの空隙の面積/単結晶体の占有すべき面
積)と正多角形の内角の大きさの関係を示す図である。
第7図は本発明の詳細な説明するための図である。
101 ・・・・・・・・・・・・・・・・・基体10
2・・・・・・・・・・・・・・非核形成面103・・
・・・・・・・・・・・・・核形成面01a 03a 03a 04a 05a 単結晶体 凹部 基体 核形成面 ・・・・・・・・・・・・・・・・・基体非核形成面 核形成面 核 単結晶体 04L π シ ル ♂ρ hで   /U θ・ 91角形の内角 第7区

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基体と該基体上に設けられている単結晶体とを有
    し、該単結晶体の前記基体との接触面の形状がn角形(
    但しn≧5)又は円形である事を特徴とする結晶物品。
  2. (2)前記nが6である請求項1に記載の結晶物品。
  3. (3)表面に凹部が形成されている基体の前記凹部に単
    結晶体を形成する結晶物品の形成方法に於いて、前記凹
    部の上面からみた形状がn角形(但しn≧5)又は円形
    である事を特徴とする結晶物品の形成方法。
  4. (4)前記nが6である請求項3に記載の結晶物品の形
    成方法。
  5. (5)結晶の成長起点を有する基体に結晶成長処理を施
    して単結晶体を形成する結晶物品の形成方法において、
    前記結晶の成長起点を基体上の六回対称の位置に配する
    ことを特徴とする結晶物品の形成方法。
JP1255525A 1988-10-02 1989-09-29 結晶物品及びその形成方法 Expired - Fee Related JP2603342B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE68913257T DE68913257T2 (de) 1988-10-02 1989-09-29 Gegenstand aus Kristall und Verfahren zu seiner Herstellung.
EP89309980A EP0365166B1 (en) 1988-10-02 1989-09-29 Crystal article and method for forming same
JP1255525A JP2603342B2 (ja) 1988-10-02 1989-09-29 結晶物品及びその形成方法
US08/445,555 US5582641A (en) 1988-10-02 1995-05-22 Crystal article and method for forming same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24781688 1988-10-02
JP63-247816 1988-10-02
JP1255525A JP2603342B2 (ja) 1988-10-02 1989-09-29 結晶物品及びその形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02192496A true JPH02192496A (ja) 1990-07-30
JP2603342B2 JP2603342B2 (ja) 1997-04-23

Family

ID=26538435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1255525A Expired - Fee Related JP2603342B2 (ja) 1988-10-02 1989-09-29 結晶物品及びその形成方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5582641A (ja)
EP (1) EP0365166B1 (ja)
JP (1) JP2603342B2 (ja)
DE (1) DE68913257T2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2055400C (en) * 1990-11-15 1998-08-04 Kenji Yamagata Method of forming crystal
GB2362754A (en) * 2000-05-25 2001-11-28 Nanogate Ltd A method of growing single crystals
JP4310076B2 (ja) * 2001-05-31 2009-08-05 キヤノン株式会社 結晶性薄膜の製造方法
CN112008081B (zh) * 2020-10-21 2021-02-19 沈阳铸造研究所有限公司 一种基于激光增材制造高熔点Kelvin结构点阵金属的制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1073111B (de) * 1954-12-02 1960-01-14 Siemens Schuckertwerke Aktiengesellschaft Berlin und Erlangen Verfahren zur Herstellung eines Flachentransistors mit einer Oberflachenschicht erhöhter Storstellenkonzentration an den freien Stellen zwischen den Elektroden an einem einkristallmen Halbleiterkörper
US2921362A (en) * 1955-06-27 1960-01-19 Honeywell Regulator Co Process for the production of semiconductor devices
US3016313A (en) * 1958-05-15 1962-01-09 Gen Electric Semiconductor devices and methods of making the same
US3385729A (en) * 1964-10-26 1968-05-28 North American Rockwell Composite dual dielectric for isolation in integrated circuits and method of making
US3514346A (en) * 1965-08-02 1970-05-26 Gen Electric Semiconductive devices having asymmetrically conductive junction
US3425879A (en) * 1965-10-24 1969-02-04 Texas Instruments Inc Method of making shaped epitaxial deposits
NL7306948A (ja) * 1973-05-18 1974-11-20
JPH0712086B2 (ja) * 1984-01-27 1995-02-08 株式会社日立製作所 ダイヤフラムセンサの製造方法
CA1330191C (en) * 1986-03-31 1994-06-14 Jinsho Matsuyama Method for forming crystal and crystal article obtained by said method
EP0284437A3 (en) * 1987-03-26 1989-03-15 Canon Kabushiki Kaisha Iii - v group compound crystal article and process for producing the same
JPS63239187A (ja) * 1987-03-27 1988-10-05 Canon Inc 結晶物品
JP2592833B2 (ja) * 1987-03-27 1997-03-19 キヤノン株式会社 結晶形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2603342B2 (ja) 1997-04-23
EP0365166B1 (en) 1994-02-23
DE68913257D1 (de) 1994-03-31
US5582641A (en) 1996-12-10
DE68913257T2 (de) 1994-07-07
EP0365166A1 (en) 1990-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5556463A (en) Crystallographically oriented growth of silicon over a glassy substrate
US4482422A (en) Method for growing a low defect monocrystalline layer on a mask
JPS5893221A (ja) 半導体薄膜構造とその製造方法
US5320907A (en) Crystal article and method for forming same
US5690736A (en) Method of forming crystal
US5236544A (en) Process for growing crystal
US5423286A (en) Method for forming crystal and crystal article
JP2699359B2 (ja) 半導体基板の製造方法
JP2603342B2 (ja) 結晶物品及びその形成方法
JPH01132116A (ja) 結晶物品及びその形成方法並びにそれを用いた半導体装置
JPH04181719A (ja) 結晶物品の形成方法
JPH0324719A (ja) 単結晶膜の形成方法及び結晶物品
JPH0480922A (ja) 結晶物品の形成方法
JPH02143414A (ja) 単結晶膜の形成方法
JPH03292723A (ja) シリコン単結晶薄膜の作製方法
JPS59121823A (ja) 単結晶シリコン膜形成法
JP2793241B2 (ja) Soi形成法
JPH03125459A (ja) 単結晶領域の形成方法及びそれを用いた結晶物品
JPH02126631A (ja) Soi基板の製造方法
JPH02130817A (ja) 単結晶薄膜形成用基板
JPS63239934A (ja) 半導体基材の製造方法
JPH02260525A (ja) 結晶性半導体膜及びその形成方法
JPH0391234A (ja) 単結晶多面体およびその形成方法
JPS5893226A (ja) 半導体薄膜構造の製造方法
JPH03289130A (ja) 結晶の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees