JPH02219214A - Ｓｏｉ膜の形成方法 - Google Patents
Ｓｏｉ膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH02219214A JPH02219214A JP4127689A JP4127689A JPH02219214A JP H02219214 A JPH02219214 A JP H02219214A JP 4127689 A JP4127689 A JP 4127689A JP 4127689 A JP4127689 A JP 4127689A JP H02219214 A JPH02219214 A JP H02219214A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- exposed surface
- amorphous silicon
- soi
- 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
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 4
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 abstract 1
- 238000000348 solid-phase epitaxy Methods 0.000 abstract 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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。
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、単結晶シリコン基板とに絶縁膜を形成し、さ
らにこの絶縁膜上に単結晶シリコン膜を成長させてＳＯ
Ｉ Ｃ５ｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）膜
を形成するＳＯＩ膜の形成方法に関する。
らにこの絶縁膜上に単結晶シリコン膜を成長させてＳＯ
Ｉ Ｃ５ｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎ５ｕｌａｔｏｒ）膜
を形成するＳＯＩ膜の形成方法に関する。
一般に、ＳＯＩ膜は、集積回路の高速化、高密度化を図
れるだけでなく、ソフトエラーやラッチアップを防ぐこ
とが可能であり、信頼性の向上を図れるという優れた特
徴を有するため、集積回路。
れるだけでなく、ソフトエラーやラッチアップを防ぐこ
とが可能であり、信頼性の向上を図れるという優れた特
徴を有するため、集積回路。
特に３次元回路素子の材料として注目され、近年盛んに
研究開発が進められている。
研究開発が進められている。
ところで、このようなＳＯＩ膜を形成する技術として、
例えば結晶性絶縁膜上に単結晶シリコンを気相エピタキ
シャル成長させる方法やレーザアニルによる再結晶化法
或いは固相エピタキシャル成長（以下ＳＰＥという）法
などがあり、このうちＳＰＥ法は、比較的低温でＳＯＩ
膜の形成が可能であるため、３次元回路素子の形成技術
として研究が行われている。
例えば結晶性絶縁膜上に単結晶シリコンを気相エピタキ
シャル成長させる方法やレーザアニルによる再結晶化法
或いは固相エピタキシャル成長（以下ＳＰＥという）法
などがあり、このうちＳＰＥ法は、比較的低温でＳＯＩ
膜の形成が可能であるため、３次元回路素子の形成技術
として研究が行われている。
そして、このＳＰＥ法によりＳＯＸ膜を形成する方法を
簡単に説明すると、単結晶シリコン基板（以下Ｓｉ基板
という）上に絶縁膜として例えば酸化シリコン［５１０
２）膜を形成し、このＳ ｉｏ２膜の一部を除去してＳ
ｉ基板に露出面を形成し、５ｉＯｚ膜上及びこの露出面
上に非晶質シリコン（以下ａ−５ｉという）薄膜を形成
したのち、約６００℃でアニールし、露出面上では縦方
向の５ＰＥ（以下Ｖ−５ＰＥという）。
簡単に説明すると、単結晶シリコン基板（以下Ｓｉ基板
という）上に絶縁膜として例えば酸化シリコン［５１０
２）膜を形成し、このＳ ｉｏ２膜の一部を除去してＳ
ｉ基板に露出面を形成し、５ｉＯｚ膜上及びこの露出面
上に非晶質シリコン（以下ａ−５ｉという）薄膜を形成
したのち、約６００℃でアニールし、露出面上では縦方
向の５ＰＥ（以下Ｖ−５ＰＥという）。
Ｓ ｉ０２膜上では横方向の５ＰＥ（以下Ｌ−３ＰＥと
いう）により、ａ−３ｉ薄膜を単結晶化し、ＳＯＸ膜を
形成するものである。
いう）により、ａ−３ｉ薄膜を単結晶化し、ＳＯＸ膜を
形成するものである。
しかし、この場合、Ｖ−５ＰＥがＳｉ基板の露出面をシ
ートとして進行し、このときＳ ｉｏｚ膜とＳｉ基板の
露出面との段差が大きいため、この段差部分で残留応力
が発生し、Ｓ ｉＯｚとｓｌ’の界面に歪が生じ、Ｌ−
３ＰＥのファセットが形成されて成長が妨げられ、十分
なＬ−８ＰＥ距離が得られないという不都合が生じる。
ートとして進行し、このときＳ ｉｏｚ膜とＳｉ基板の
露出面との段差が大きいため、この段差部分で残留応力
が発生し、Ｓ ｉＯｚとｓｌ’の界面に歪が生じ、Ｌ−
３ＰＥのファセットが形成されて成長が妨げられ、十分
なＬ−８ＰＥ距離が得られないという不都合が生じる。
そこで従来、このような不都合を解消する手法として、
８１基板の露出面上に単結晶Ｓｉのシートを予め形成す
る方法が提案されており、この方法（こよるＳＯＸ膜の
形成は第４図に示す手順によってなされる。
８１基板の露出面上に単結晶Ｓｉのシートを予め形成す
る方法が提案されており、この方法（こよるＳＯＸ膜の
形成は第４図に示す手順によってなされる。
即ち、第４図（ａ）に示すように、５１基板ｉｌｌ上に
３１０２膜（２）をパターン形成し、Ｓｉ基板ｆ１＋の
露出面（３）を形成し、同図（ｂ）に示すように、５１
０２膜（２）上及び露出面（３）上にａ−５ｉ薄膜（４
）を形成し、同図（Ｃ）に示すように、１〜１．５時間
程度のアニールを行い、露出面（３）上のａ−８ｉ薄膜
（４）をＶ−３ｐＦ、により単結晶化してシート部（５
）を形成したのち、同図（ｄ） ｉこ示すようにａ−５
１薄膜（４）を選択エツチングにより除去する。
３１０２膜（２）をパターン形成し、Ｓｉ基板ｆ１＋の
露出面（３）を形成し、同図（ｂ）に示すように、５１
０２膜（２）上及び露出面（３）上にａ−５ｉ薄膜（４
）を形成し、同図（Ｃ）に示すように、１〜１．５時間
程度のアニールを行い、露出面（３）上のａ−８ｉ薄膜
（４）をＶ−３ｐＦ、により単結晶化してシート部（５
）を形成したのち、同図（ｄ） ｉこ示すようにａ−５
１薄膜（４）を選択エツチングにより除去する。
つぎに、第４図（ｅ）に示すように、Ｓ ｉＯｚ膜（２
）上及びシート部（５）上にａ−５ｉ薄膜（６）を形成
し、同図（ｆ）に示すように、このａ−５ｌ薄膜（６）
に活性不純物であるリンＣＰ） ｋイオン注入したのち
、同図（ｇ）に示すように、アニールを行ってａ−３１
薄膜（６）をＬ−８ＰＥにより単結晶化し、単結晶Ｓ１
薄膜（以下Ｃ−５ｌ薄膜という） （６）’を形成し、
ＳＯＸ膜を形成する。
）上及びシート部（５）上にａ−５ｉ薄膜（６）を形成
し、同図（ｆ）に示すように、このａ−５ｌ薄膜（６）
に活性不純物であるリンＣＰ） ｋイオン注入したのち
、同図（ｇ）に示すように、アニールを行ってａ−３１
薄膜（６）をＬ−８ＰＥにより単結晶化し、単結晶Ｓ１
薄膜（以下Ｃ−５ｌ薄膜という） （６）’を形成し、
ＳＯＸ膜を形成する。
このように、Ｓｉ基板（１）の露出面（３）上に予め単
結晶Ｓｉのシート部（５）を形成することによって、５
ｉＯｚ膜（２）が数μｍと厚い場合であっても、Ｖ−８
ＰＥ工程で従来のような残留応力が発生することがなく
、Ｌ−５ＰＥのファセットの形成も抑えられ、Ｌ−５Ｐ
Ｅ距離の拡大を図ることができ、大面積のｃ−５ｉ薄膜
（６）′を得ることが可能となる。
結晶Ｓｉのシート部（５）を形成することによって、５
ｉＯｚ膜（２）が数μｍと厚い場合であっても、Ｖ−８
ＰＥ工程で従来のような残留応力が発生することがなく
、Ｌ−５ＰＥのファセットの形成も抑えられ、Ｌ−５Ｐ
Ｅ距離の拡大を図ることができ、大面積のｃ−５ｉ薄膜
（６）′を得ることが可能となる。
従来の場合、Ｓｉ基板（１〕の露出面＋３１上のａ−５
ｉ薄膜（４）をＶ−５ＰＨにより単結晶化してシート部
（５）を形成するため、シート部（５）のＳ ｉＯｚ膜
（２）の段差部上に凸状の盛り上がりが生じ、この盛り
上がりによってＳｏｌ膜の平坦性が損われ、積層構造の
３次元回路素子を作製する上で大きな支障となり、良好
な素子を作製することができないという問題点がある。
ｉ薄膜（４）をＶ−５ＰＨにより単結晶化してシート部
（５）を形成するため、シート部（５）のＳ ｉＯｚ膜
（２）の段差部上に凸状の盛り上がりが生じ、この盛り
上がりによってＳｏｌ膜の平坦性が損われ、積層構造の
３次元回路素子を作製する上で大きな支障となり、良好
な素子を作製することができないという問題点がある。
本発明は、前記の点に留意してなされ、平坦性の優れた
５０１膜を形成できるようにし、良好な３次元回路素子
の作製を可能にすることを目的とする。
５０１膜を形成できるようにし、良好な３次元回路素子
の作製を可能にすることを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のＳＯＸ膜の形成方
法では、単結晶シリコン基板とに絶縁膜を形成し、前記
絶縁膜の一部を除去して前記基板に露出面を形成し、前
記絶縁膜上及び前記露出面上に第１の非晶質シリコン薄
膜を形成し、前記第１の非晶質シリコン薄膜の表層部に
アルゴン、ネオン、酸素、窒素などの不活性不純物をイ
オン注入したのち、前記露出面上の前記第１の非晶質シ
リコン薄膜を固相エピタキシャル成長法をこより単結晶
化し、前記露出面上に単結晶シリコンのシート部を形成
し、選択エツチングにより前記シート部を残して前記第
１の非晶質シリコン薄膜を除去し、前記絶縁膜上及び前
記シート部上に％２の非晶質シリコン薄膜を形成し、前
記第２の非晶質シリコン薄膜にリンをイオン注入したの
ち、前記第２の非晶質シリコン薄膜を固相エピタキシャ
ル成長法により単結晶化することを特徴としている。
法では、単結晶シリコン基板とに絶縁膜を形成し、前記
絶縁膜の一部を除去して前記基板に露出面を形成し、前
記絶縁膜上及び前記露出面上に第１の非晶質シリコン薄
膜を形成し、前記第１の非晶質シリコン薄膜の表層部に
アルゴン、ネオン、酸素、窒素などの不活性不純物をイ
オン注入したのち、前記露出面上の前記第１の非晶質シ
リコン薄膜を固相エピタキシャル成長法をこより単結晶
化し、前記露出面上に単結晶シリコンのシート部を形成
し、選択エツチングにより前記シート部を残して前記第
１の非晶質シリコン薄膜を除去し、前記絶縁膜上及び前
記シート部上に％２の非晶質シリコン薄膜を形成し、前
記第２の非晶質シリコン薄膜にリンをイオン注入したの
ち、前記第２の非晶質シリコン薄膜を固相エピタキシャ
ル成長法により単結晶化することを特徴としている。
以上のような構成において、第１の非晶質シリコン薄膜
の表層部にアルゴン、ネオン、酸素、窒素などの不活性
不純物をイオン注入したのち、露出面上の第１の非晶質
シリコン薄膜をＶ−３ＰＥにより単結晶化してシート部
を形成したため、シト部に従来のような盛り上がりの生
じることが防止され、平坦性の優れたＳＯＩ膜が形成さ
れる。
の表層部にアルゴン、ネオン、酸素、窒素などの不活性
不純物をイオン注入したのち、露出面上の第１の非晶質
シリコン薄膜をＶ−３ＰＥにより単結晶化してシート部
を形成したため、シト部に従来のような盛り上がりの生
じることが防止され、平坦性の優れたＳＯＩ膜が形成さ
れる。
ところで、非晶質シリコンに不活性不純物をイオン注入
すると、例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ 、 Ｖｏｌ ・４３ 、 Ｎｏ −１
０，０ｃｔｏｒｂｅｒ １９７７、Ｐ４２４１−４２４
６において、非晶質シリコンのアニールの際、再結晶化
率の抑制効果が得られることが報告され、Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ ５ｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ 、 １５１５）。
すると、例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ 、 Ｖｏｌ ・４３ 、 Ｎｏ −１
０，０ｃｔｏｒｂｅｒ １９７７、Ｐ４２４１−４２４
６において、非晶質シリコンのアニールの際、再結晶化
率の抑制効果が得られることが報告され、Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ ５ｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ 、 １５１５）。
５ｅｐｔ、１０ｃｔ、 １９７８ 、 Ｐ１６５６−１
６６１では、不活性不純物のイオン注入によって、ａ−
３ｌの注入領域中に気泡の存在が認められ、６００°Ｃ
のアニールを行っても、注入領域中では約２００大のＳ
ｉの微結晶粒の堆積が見られるだけで、再結晶化が強く
抑制されることが報告されている。
６６１では、不活性不純物のイオン注入によって、ａ−
３ｌの注入領域中に気泡の存在が認められ、６００°Ｃ
のアニールを行っても、注入領域中では約２００大のＳ
ｉの微結晶粒の堆積が見られるだけで、再結晶化が強く
抑制されることが報告されている。
これらの結果から、不活性不純物のイオン注入によって
、第１の非晶質シリコン薄膜の表層部が微結晶化し、そ
の後アニールによって単結晶化しても、露出面上の第１
の非晶質シリコン薄膜の上方への単結晶化の進行が微結
晶の表層部によって抑えられるため、露出面上の単結晶
シリコンのシト部の盛り上がりの防止が可能となる。
、第１の非晶質シリコン薄膜の表層部が微結晶化し、そ
の後アニールによって単結晶化しても、露出面上の第１
の非晶質シリコン薄膜の上方への単結晶化の進行が微結
晶の表層部によって抑えられるため、露出面上の単結晶
シリコンのシト部の盛り上がりの防止が可能となる。
実施例についてｉ１図ないし第３図を参照して説明する
。
。
まず、第１図（ａ）に示すように、第４図の場合と同様
に、（１００） Ｓｌ基板（７）上に、ウェット法によ
り絶縁膜としての厚さ１μｍのＳ ｉｏｚ膜（８）を形
成し、これを（１００）方向にパターニングし、溝（９
）を形成して３１基板（７）の露出面（１０）を形成す
る。
に、（１００） Ｓｌ基板（７）上に、ウェット法によ
り絶縁膜としての厚さ１μｍのＳ ｉｏｚ膜（８）を形
成し、これを（１００）方向にパターニングし、溝（９
）を形成して３１基板（７）の露出面（１０）を形成す
る。
つぎに、５ Ｘ １Ｏ−７Ｔｏｒｒの高真空中でｓｉ基
板（７）ヲ８００°Ｃに加熱し、１５０３ＣＣＭ、分圧
５５ｍＴｏ ｒ ｒのＡｒガスを通流し、３１基板（７
）に−５０Ｖの直流バイアスをかけ、１ ａ、５６ Ｍ
Ｈｚ ｓ ７０’Ｗの高周波を印加しテＡｒイオンを生
成し、ＡｒイオンのスパッタリングによりＳｉ基板ｉ７
） 、 ５ｉ０２膜（８）の表面を５分間クリーニング
し、その後Ａｒガス、高周波、直流バイアスを止め、Ｓ
ｉ基板（７）を５５０°Ｃまで降温し、５ｉＨ４（モノ
シラン）ガスを２００ＳＣＣＭの流量で流し、第１図（
１））に示すように、５ｉ０２膜（８）上及び露出面皿
上に第１の非晶質シリコン薄膜（以下第１のａ−３ｉ薄
膜という）（１１）を堆積形成する。
板（７）ヲ８００°Ｃに加熱し、１５０３ＣＣＭ、分圧
５５ｍＴｏ ｒ ｒのＡｒガスを通流し、３１基板（７
）に−５０Ｖの直流バイアスをかけ、１ ａ、５６ Ｍ
Ｈｚ ｓ ７０’Ｗの高周波を印加しテＡｒイオンを生
成し、ＡｒイオンのスパッタリングによりＳｉ基板ｉ７
） 、 ５ｉ０２膜（８）の表面を５分間クリーニング
し、その後Ａｒガス、高周波、直流バイアスを止め、Ｓ
ｉ基板（７）を５５０°Ｃまで降温し、５ｉＨ４（モノ
シラン）ガスを２００ＳＣＣＭの流量で流し、第１図（
１））に示すように、５ｉ０２膜（８）上及び露出面皿
上に第１の非晶質シリコン薄膜（以下第１のａ−３ｉ薄
膜という）（１１）を堆積形成する。
なお、Ｓ ｉＨ４ガスの分圧を６”ｒｏｒｒとし、堆積
速度を２００人／ｍｉｎで、１時間の堆積を行い、厚さ
１．２μｍの第１のａ−５ｉ薄膜（１すを形成する。
速度を２００人／ｍｉｎで、１時間の堆積を行い、厚さ
１．２μｍの第１のａ−５ｉ薄膜（１すを形成する。
そして、第１図（ｃ）に示すように、第１のａ−５ｉ薄
膜（１りの表層部にＡｒのイオン注入を行い、このとき
のイオン注入条件は、 ところで、Ａｒイオンの注入深さは第２図に示すようを
こなり、ピーク濃度はほぼ３×１０２０（ｃｌｎ−３）
であり、第１のａ−３ｉ薄膜（ＩＩ）の表面から約３５
０ＯＡの深さまでほぼ均一に注入されることがわかる。
膜（１りの表層部にＡｒのイオン注入を行い、このとき
のイオン注入条件は、 ところで、Ａｒイオンの注入深さは第２図に示すようを
こなり、ピーク濃度はほぼ３×１０２０（ｃｌｎ−３）
であり、第１のａ−３ｉ薄膜（ＩＩ）の表面から約３５
０ＯＡの深さまでほぼ均一に注入されることがわかる。
つぎに、Ａｒイオンの注入後、Ｎ２雰囲気中において約
６００°Ｃで２時間のアニールを行い、第１図（ｄ）に
示すように、露出面（１０）上の第１のａ−８ｉ薄膜（
１１）をＶ−８ＰＨにより単結晶化し、露出面（ＩＯ）
上に単結晶Ｓｉのシート部（１２）を形成する。
６００°Ｃで２時間のアニールを行い、第１図（ｄ）に
示すように、露出面（１０）上の第１のａ−８ｉ薄膜（
１１）をＶ−８ＰＨにより単結晶化し、露出面（ＩＯ）
上に単結晶Ｓｉのシート部（１２）を形成する。
このとき、アニール時間とＶ−８ＰＥ距離との関係は第
３図（こ示すようになり、２時間のアニールで０．９μ
ｍのＶ−３ＰＥ距離が得られる。
３図（こ示すようになり、２時間のアニールで０．９μ
ｍのＶ−３ＰＥ距離が得られる。
さらに、Ｖ−５ＰＥの終了後、酢酸 フッ酸 硝酸、水
−１６０： ７０ ： ４．５ 、１０の割合のエツチ
ング液ヲ用い、約１０分間のエツチングにより、第１図
（ｅ）に示すように、Ｓ ｉｏ２膜（８）上の第１のａ
−５ｉ薄膜（１１）及びＡｒイオン注注入−を除去し、
充分に洗浄したのち、同図（ａ）のＡｒイオンのスパッ
タクリーニングと同じ条件でクリーニングを行い、その
後同図（ｆ）に示すように、５５０°Ｃの基板温度で８
１０２膜（８）上及びシト部（１２）上に厚さ３０００
’ｈの第２の非晶質シリコン薄膜（以下第２のａ−８
ｉ薄膜という） （＋３）を形成する。
−１６０： ７０ ： ４．５ 、１０の割合のエツチ
ング液ヲ用い、約１０分間のエツチングにより、第１図
（ｅ）に示すように、Ｓ ｉｏ２膜（８）上の第１のａ
−５ｉ薄膜（１１）及びＡｒイオン注注入−を除去し、
充分に洗浄したのち、同図（ａ）のＡｒイオンのスパッ
タクリーニングと同じ条件でクリーニングを行い、その
後同図（ｆ）に示すように、５５０°Ｃの基板温度で８
１０２膜（８）上及びシト部（１２）上に厚さ３０００
’ｈの第２の非晶質シリコン薄膜（以下第２のａ−８
ｉ薄膜という） （＋３）を形成する。
つぎに、第１図（ｇ）に示すように、第２のと５１薄膜
（１３）に活性不純物であるＰをイオン注入し、こので
あり、その後６００℃でアニールを行い、同図（ｈ）に
示すように、第２のａ−８ｉ薄膜θ３）をＬ−８ＰＨに
より単結晶化して単結晶Ｓ１薄膜（以下ｃ−３ｉ薄膜と
いう） （１４＋を形成し、ｓｏｉ膜を形成する。
（１３）に活性不純物であるＰをイオン注入し、こので
あり、その後６００℃でアニールを行い、同図（ｈ）に
示すように、第２のａ−８ｉ薄膜θ３）をＬ−８ＰＨに
より単結晶化して単結晶Ｓ１薄膜（以下ｃ−３ｉ薄膜と
いう） （１４＋を形成し、ｓｏｉ膜を形成する。
このように、第１のａ−３ｉ薄膜（１１）の表層部に不
活性不純物をイオン注入することをこより、＠１のａ−
ｓｉ薄膜（１１）の表層部が微結晶化し、この表層部に
よってＶ−３ＰＨの進行を抑えることができるため、そ
の後露出面（１０）上の第１のａ−８ｉ薄膜（１りをＶ
−３ＰＥにより単結晶化してシート部（１２）を形成し
ても、シト部（１２）に従来のような盛り上がりが生じ
ることを防止でき、従来より平坦性の優れたＳＯＩ膜を
形成することができ、２層以上の積層構造の良好な３次
元回路素子の作製が可能になる。
活性不純物をイオン注入することをこより、＠１のａ−
ｓｉ薄膜（１１）の表層部が微結晶化し、この表層部に
よってＶ−３ＰＨの進行を抑えることができるため、そ
の後露出面（１０）上の第１のａ−８ｉ薄膜（１りをＶ
−３ＰＥにより単結晶化してシート部（１２）を形成し
ても、シト部（１２）に従来のような盛り上がりが生じ
ることを防止でき、従来より平坦性の優れたＳＯＩ膜を
形成することができ、２層以上の積層構造の良好な３次
元回路素子の作製が可能になる。
また、露出面（１０ｊ上に予め平坦なシート部（１２）
を形成するため、従来の場合と同様、残留応力の発生を
ＦＪ止でき、Ｌ−３ＰＥのファセットの形成を抑制でき
、Ｌ−５ＰＥ距離の拡大を図ることが可能となり、例え
ば１μｍの厚さのＳ ｉｏ２膜（８）上に形成したＣ−
３ｉ薄膜（１４）のＬ−３ＰＥ距離として、従来と同程
度の２０μｍを達成することができ、大面積のｃ−５ｉ
薄膜（Ｉ４）の形成が可能となる。
を形成するため、従来の場合と同様、残留応力の発生を
ＦＪ止でき、Ｌ−３ＰＥのファセットの形成を抑制でき
、Ｌ−５ＰＥ距離の拡大を図ることが可能となり、例え
ば１μｍの厚さのＳ ｉｏ２膜（８）上に形成したＣ−
３ｉ薄膜（１４）のＬ−３ＰＥ距離として、従来と同程
度の２０μｍを達成することができ、大面積のｃ−５ｉ
薄膜（Ｉ４）の形成が可能となる。
本発明は、以北説明したように構成されているので、以
下に記載する効果を奏する。
下に記載する効果を奏する。
第１の非晶質シリコン薄膜の表層部にアルゴン。
ネオン、酸素、窒素などの不活性不純物をイオン注入し
たのち、露出面上の第１の非晶質シリコン薄膜をＶ−５
ＰＥにより単結晶化してシート部を形成したため、シー
ト部（こ従来のような盛りとがりが生じることを防止で
き、平坦性の優れたＳｏｌ膜を形成することができ、２
層以上の積層構造の良好な３次元回路素子を作製するこ
とが可能となる。
たのち、露出面上の第１の非晶質シリコン薄膜をＶ−５
ＰＥにより単結晶化してシート部を形成したため、シー
ト部（こ従来のような盛りとがりが生じることを防止で
き、平坦性の優れたＳｏｌ膜を形成することができ、２
層以上の積層構造の良好な３次元回路素子を作製するこ
とが可能となる。
第１図ないし％３図は本発明のＳＯＩ膜の形成方法の１
実施例を示し、第１図（ａ）〜（ｈ）は形成工程を示す
断面図、第２図は注入深さとＡｒ＋濃度との関係図、第
３図はアニール時間とＶ−５ＰＥ距離との関係図、第４
図（ａ）〜（ｇ）は従来例の形成工程を示す断面図であ
る。 （７）−・５１基板、＋８） −Ｓ Ｉ０２膜、（１０
）・露出面、（ｌｌ）−第１のａ−８ｉ薄膜、（１２１
シート部、（＋３）−第２のａ−５ｉ薄膜、（１４）・
・・ｃ−５ｉ薄膜。
実施例を示し、第１図（ａ）〜（ｈ）は形成工程を示す
断面図、第２図は注入深さとＡｒ＋濃度との関係図、第
３図はアニール時間とＶ−５ＰＥ距離との関係図、第４
図（ａ）〜（ｇ）は従来例の形成工程を示す断面図であ
る。 （７）−・５１基板、＋８） −Ｓ Ｉ０２膜、（１０
）・露出面、（ｌｌ）−第１のａ−８ｉ薄膜、（１２１
シート部、（＋３）−第２のａ−５ｉ薄膜、（１４）・
・・ｃ−５ｉ薄膜。
Claims (1)
- （１）単結晶シリコン基板上に絶縁膜を形成し、前記絶
縁膜の一部を除去して前記基板に露出面を形成し、前記
絶縁膜上及び前記露出面上に第１の非晶質シリコン薄膜
を形成し、前記第１の非晶質シリコン薄膜の表層部にア
ルゴン、ネオン、酸素、窒素などの不活性不純物をイオ
ン注入したのち、前記露出面上の前記第１の非晶質シリ
コン薄膜を固相エピタキシャル成長法により単結晶化し
、前記露出面上に単結晶シリコンのシート部を形成し、
選択エッチングにより前記シート部を残して前記第１の
非晶質シリコン薄膜を除去し、前記絶縁膜上及び前記シ
ート部上に第２の非晶質シリコン薄膜を形成し、前記第
２の非晶質シリコン薄膜にリンをイオン注入したのち、
前記第２の非晶質シリコン薄膜を固相エピタキシャル成
長法により単結晶化することを特徴とするＳＯＩ膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1041276A JP2762097B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1041276A JP2762097B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219214A true JPH02219214A (ja) | 1990-08-31 |
| JP2762097B2 JP2762097B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=12603922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1041276A Expired - Fee Related JP2762097B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2762097B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152018A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
| JPS6158879A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-26 | Nec Corp | シリコン薄膜結晶の製造方法 |
| JPS62239520A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-20 | Nec Corp | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1041276A patent/JP2762097B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60152018A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
| JPS6158879A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-26 | Nec Corp | シリコン薄膜結晶の製造方法 |
| JPS62239520A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-20 | Nec Corp | Ｓｏｉ膜の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2762097B2 (ja) | 1998-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2608351B2 (ja) | 半導体部材及び半導体部材の製造方法 | |
| US5767020A (en) | Etching solution for etching porous silicon, etching method using the etching solution and method of preparing semiconductor member using the etching solution | |
| JPH05175469A (ja) | 半導体基材の作製方法 | |
| JP2994837B2 (ja) | 半導体基板の平坦化方法、半導体基板の作製方法、及び半導体基板 | |
| US7910455B2 (en) | Method for producing SOI wafer | |
| CA2059368C (en) | Method of producing semiconductor substrate | |
| US6254794B1 (en) | Etching solution for etching porous silicon, etching method using the etching solution and method of preparing semiconductor member using the etching solution | |
| JPH02191320A (ja) | 結晶物品及びその形成方法 | |
| JPH0475649B2 (ja) | ||
| JPH04346418A (ja) | 半導体基材の作製方法 | |
| JP2762097B2 (ja) | Ｓｏｉ膜の形成方法 | |
| JP3347354B2 (ja) | エッチング方法および半導体基材の作製方法 | |
| JP2762103B2 (ja) | Ｓｏｉ膜の形成方法 | |
| JP2756320B2 (ja) | 結晶の形成方法 | |
| JP2755653B2 (ja) | Ｓｏｉ構造の形成方法 | |
| JPH04206932A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0324719A (ja) | 単結晶膜の形成方法及び結晶物品 | |
| JP2698147B2 (ja) | Ｓｏｉ構造の形成方法 | |
| JPH02105517A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS59134819A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPS61295624A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH07183372A (ja) | 半導体基板の作成方法 | |
| JPH07211602A (ja) | 半導体基体の製造方法 | |
| JP2664460B2 (ja) | Ｓｏｉ薄の製造方法 | |
| JPH02302024A (ja) | 固相エピタキシャル成長方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |