JPH03292723A - シリコン単結晶薄膜の作製方法 - 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、半導体デバイスに用いられる絶縁膜上のシリ
コン単結晶薄膜（ＳＯＩ）の作製方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、半導体デバイスに不可欠なシリコン単結晶薄膜は
、単結晶基板からエピタキシャル成長させて作製すると
いう手法が採用されているが、この手法では、非晶質の
絶縁基板上にシリコン単結晶を成長させることは極めて
困難である。

一方、近年においては、半導体デバイスを積層形成し２
高集積化及び多機能化を図るべく三次元集積回路や高速
高性能デバイスの実現が要請されており、かかる研究開
発が盛んに行われ、その一つとして、シリコン単結晶薄
膜を絶縁基板上に形成したいわゆるＳ○■構造を形成さ
せるための技術が重要なものとなフている。

絶縁基板上にシリコン薄膜を形成する手法としては、そ
のシリコン層が非晶質でなく多結晶等の結晶質である場
合たけでも、相当多種のものが知られており、また、シ
リコン膜の性能によっても多種類のものがある。

例えば、酸化シリコン（Ｓ１０□）等の絶縁股上にＣＶ
Ｄ、スパッタ等で多結晶シリコンを堆積させる場合は、
堆積時の基板温度、ガス種、圧力等にもよるが、平均粒
径が数十〜数千人で方位の制御されないシリコン＄結晶
薄膜を得ることになる。

さらに、上記多結晶薄膜または非晶質膜をレーザーや棒
状ヒーター等の熱エネルギーによって溶融固化させ、μ
ｍあるいはｍｍ程度の大粒径の多結晶薄膜を得る方法も
報告されている（ＳｉｎｇｌｅＣｒｙｓｔａｌ　５ｉｌ
ｉｃｏｎ　ｏｎ　Ｎｏｎ−ｓｉｎｇｌｅ−Ｎｏｎ−５ｉ
ｎ　Ｉｎ５ｕ−１ａｔｏｒｓ、　Ｊｏｒｎａｌ　ｏｆ　
Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　ｖｏｌ、６３．　Ｎ。

３、０ｃｔｏｂｅｒ、１９８３　ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　
＆、Ｗ、Ｃｕ１ｌｅｒ＋）。

上述のようにして形成された各結晶構造の薄膜を用いて
トランジスタ素子を作り、その特性から電子易動度を測
定し、単結晶シリコンにおけるそれと比較すると、溶融
固化による数μｍ〜数ｍｍの粒径を有する多結晶シリコ
ンでは、単結晶シリコンの場合と同程度であるが、数百
〜数千人の粒径分布を有する多結晶シリコンでは単結晶
シリコンの場合の１０−３程度であり、また非結晶シリ
コンでは単結晶シリコンの場合の２Ｘ１０−’程度でし
かない。

この結果から、結晶粒内の単結晶領域に作られた素子と
、粒界にまたがって作られた素子とは、その電気的特性
に大きな差異のあることが分る。

すなわち、従来の手法で得られていた非晶質上の堆積膜
は、非晶質または粒径分布をもった多結晶構造となり、
該堆積膜に作製された素子は、単結晶層に作られた素子
に比へて、その性能か大きく劣るものとなる。そのため
に、かかる堆積膜に作られる半導体素子としては、簡単
なスイッチング素子、太陽電池、光電変換素子等に限ら
れてしまう。

従って、高性能な半導体素子を作るためには、粒界を除
去した、あるいは粒界の位置の制御された半導体単結晶
薄膜が必要となる。

粒界を除去した非晶買上の５ｉｌＬ結晶薄膜の形成法の
例として、Ｓ　ＯＳ　（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　５ａｐ
ｐｈｉｒｅ）Ｙ去、　　Ｓ　　Ｉ　　Ｍ　　ＯＸ　　（
５ｅｐａｒａｔｉｏｎ　　ｂｙ　　ｉｍｐｌａｎｔａｔ
ｉｏｎ○ｆ　Ｏｘｙｇｅｎ　）法、貼り合わせ法、酸化
分離法（ＵＳＰ　４．３６１．６００ｊ等か報告されて
おり、粒界の位置の制御された半導体薄膜の形成方法と
して、例えば特開昭６３−１０７０１６号公報に開示さ
れたようなものかある。

前記ＳＯ５法は、基板にサファイヤ（単結晶のＡｌ２Ｏ
２）を使用し、その表面にシリコンをヘテロエピタキシ
ャル成長させるものである。

前記ＳＩＭＯＸ法は、シリコンウェハに０４（酸素イオ
ン）を高エネルギーで注入し、アニルすることによって
表面のＳｉの単結晶構造を保ったまま、ウェハ内に５ｉ
Ｏｚの中間層を形成させる技術である。

前記貼り合わせ法は、表面か酸化された２枚のシリコン
ウェハ、苦しくは酸化ざｔた１枚のシリコンウェハと酸
化されていない１枚のシリコンウェハとを組み合わせて
成るものを、貼り合わせてアニールすることにより、原
子レベルで蜜着させ、片方ｍすから研摩してシリコン薄
膜が薄膜として残るところで研摩を止める皐結、晶Ｓｉ
ｉ＠の形成方法である。

酸化分離法は、シリコンウェハの表面に凹凸を形成し、
凸部の上面と側面にマスクを施してから全体を酸化する
ものである。これによりマスクの施されていない部分か
ら酸化か進み、凸部全体が３１０２によって基板側と絶
縁分離されるものである。

前記特開昭６３−１０７０１６号公報に記載されている
手法は、上記のような基板により限定されるものではな
く、粒界位置の制御された半導体単結晶薄膜を得るもの
である。この手法は核形成密度の異なる２種類の非晶質
材料を用いて、所望の位置に半導体単結晶の核を形成し
、選択成長を行なって、成長した結晶同士を所望の位置
で衝突させ、粒界を形成させるものである。

［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、前記ＳＯ５法は、サファイヤ基板が極め
て高価であること、シリコン膜中に基板の構成成分であ
るＡｎが拡散してしまうことという問題点を有している
。

前記ＳＩＭＯＸ法の場合、極めて高エネルギーで、しか
も高濃度の酸素イオンを注入するためにスルーブツトか
悪く、また高温のアニールが必要なために基板への応力
が問題となる。

また、前記貼り合わせ法は、片方のウェハの殆どを研磨
してしまうために、コストが高くなること、本質的に厚
さにバラツキのあるシリコンウェハを研磨し、僅かに残
ったシリコン層の位置で研磨を止めなければならないの
て、その制御が非常に困難なこと等の問題かある。

前記酸化分離法は、ＳＯＩの構造は一応得られるが、シ
リコン層が薄膜でなくバルク（塊状）に分離されること
になる。これを研磨したとしてもＳｉＯ２とＳｉの界面
が平坦でないため、Ｓｉ単結晶薄膜を得ることができな
い。

前記特開昭６３−１０７０１６号公報に記載されている
手法は、粒界か形成されるので、少なくとも各結晶粒の
面内方位を揃わせることができないことを意味している
。

以上のように上記各従来技術は、それぞわ各別の背景を
有している反面、夫々いくつかの問題点を有している。

本発明は、上記従来技術の課題を解決すべく、比較的安
価なシコンウェハを用い、一般的な装置及び一般的なプ
ロセスを使用し、面内の任意の領域で完全に絶縁分離さ
れ、シリコンウェハ上の大部分の領域に形成され、絶縁
分離された各領域の面方位を揃えたシリコン単結晶膜及
びその作製方ン去を提イ共することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成すべく、請求項１の発明は、シリコン基
板上に、絶縁物層を形成する第１の工程と、 該絶縁物層に開口部を形成すると共に、選択研磨のスト
ッパーとなりうる凸部を形成する第２の工程と、 前記開口部より、前記絶縁物層上にシリコン単結晶を選
択エピタキシャル成長させる第３の工程と、 選択研磨により前記成長させたシリコン単結晶を、前記
凸部領域まで研磨する第４の工程と、前記開口部上のシ
リコン単結晶を選択酸化し前記シコンウェハと前記シリ
コン単結晶とを絶縁分離する第５の工程とを含むことを
特徴とする請求項２の発明は、請求項１記載のシリコン
単結晶薄膜の作製方法において、選択酸化により酸化さ
れるシリコンの領域は、前記開口部よりも広い範囲に設
定されていることを特徴とする請求項３の発明は、請求
項１記載のシリコン単結晶薄膜の作製方法において、前
記絶縁物層と前記ストッパーとなりうる凸部を、異なる
材料により形成している。

請求項４の発明は、請求項１記載のシリコン単結晶薄膜
の作製方法において、前記絶縁物層と前記ストッパーと
なりうる凸部を、同し材料により形成している。

請求項５の発明は、請求項１記載のシリコン単結晶薄膜
の作製方法において、前記開口部を、直径か１μｍ以上
４μｍ以下のものにしている。

［作　用］ （１）ｉｌの工程では、シリコンウェハ上に絶縁物層を
形成する。

現在使用されているシリコン半導体プロセスを考えた場
合、前記絶縁物層としては、例えばＳ１０、、Ｓｉ３Ｎ
４等か挙げられ、その形成方法ばＣＶＤ？去でも、スパ
ッタ７去でも問題はなく、Ｓ１０２の場合には、シリコ
ンウェハを酸化して形成させてもよい。

（ＩＩ　）第２の工程では、まず、前記絶縁物層上にシ
リコン結晶との選択研磨において、その研磨を終了させ
るためのストッパーとして機能させる電気的絶縁物を堆
積させ、ストッパーたる凸部を形成すべくパターニング
する。該電気的絶縁物の材料としては、上記機能を果し
得るものであればよく、例えば、５ｉ０２　、Ｓｉ３　
Ｎ、等が挙げられるが、シリコンウェハ上に形成された
前記絶縁物層と同じものでもかまわない。該電気的絶縁
物の厚さは、作製しようとするシリコン単結晶薄膜の厚
さに相当し、後に製造すべき半導体デバイスの用途に応
じて決定する。

次に、前記シリコンウェハ上の絶縁物層をエツチングし
、開口部を形成しシリコンウェハ表面を露出させる。こ
の工程は、通常のフォトリソグラフィーにより簡単に行
うことができ、エツチングはＲＩＥでもウェットエツチ
ング法でも、いずれも適用できる。

前記開口部の大きさは、直径にして１μｍ以上が好まし
い。１μｍ未満であると後の選択成長時に結晶欠陥を形
成させ易く、製造したデバイスの電気的特性を劣化させ
る原因となったり、結晶がその開口部から成長しないと
いう場合が生じる。

１μｍ以上であれば、シリコン結晶成長時の選択性も十
分にとれ、成長する結晶も面方位の揃った（すなわち基
板と同面方位）単結晶として成長する。開口部は大きく
ても成長時の選択性、結晶性という観点からは問題は生
じないが、後に選択酸化されて、酸化膜となってしまう
部分であり、シリコン単結晶薄膜のシリコンウェハ内に
占める割合を減らし、高集積化に対して不利な材料とな
るため開口部１４は小さい方がよく、１μｍから４μｍ
程度の大きさが望ましい。

しかし、デバイス設計上、スクライブライン。

デバイス絶縁分離領域等、その部分を開口部として、シ
リコン単結晶を成長させても問題はなく、開口部の形状
は任意である。

前記ストッパー及び開口部の形成の順序はいずれを先に
してもよく、上述とは逆に開口部を形成した後、ストッ
パーを形成しても何等問題は生じない。

（ＩＩＩ）ｉ３の工程ては、前記シリコンウェハの表面
を露出させている前記開口部からシリコン単結晶の選択
エピタキシャル成長（５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　ｅｐｉｔａ
ｘｉａｌ　ｇｒｏｗｔｈ、以下ＳＥＧという）を行う。

ここで重要なことは、前記絶縁物層上では結晶成長が起
きることはなく、開口部からのみ単結晶エピタキシャル
成長を起こさせる条件に設定することである。

結晶成長の条件は、まずガス系は、Ｈ２をキャリアガス
として、ＳｉソースガスがＳ　ｉ　ＣＩＬ４゜５ｉＨＣ
Ｊ１３，５ｉＨ２ＣｆＬ２等のクロロシラン系またはＳ
ｉＨ４，５ｉ２Ｈａ等のシラン系を用い、また、添加ガ
スとしてエツチング作用のあるＨＣｆＬガス等を用いる
。

温度は使用するガスによフてその最適範囲が大きく異な
るが、通常８００〜１２００℃の範囲に設定する。

圧力は数Ｔｏｒｒから２５０Ｔｏｒｒの範囲内に設定す
るのが好ましく、より好ましくは８０〜１７０Ｔｏｒｒ
の範囲にする。これは、圧力が低い場合には選択性が良
くなる反面、成長レートが遅くなり、圧力が高いと選択
性が悪くなるからである。なお、最適圧力は、使用する
ガス種、温度によって異なる。

さらに選択成長を続けると、開口部から上方向に成長し
てきたシリコン結晶が、前記絶縁物層上にもＯｖｅｒｇ
ｒｏｗｔｈ成長し始める。この横方向成長を特にＥ　Ｌ
　Ｏ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ　Ｌａｔｅｒａｌ　Ｏｖｅｒ
ｇｒｏｗｔｈ）という。このＥＬＯ結晶は、ストッパー
である前記凸部に達するまで成長させる。

（ｒＶ　）　第４の工程では、成長した前記シリコンウ
ェハ上の上方からシリコン選択研磨を行い、前記凸部の
表面にて、研磨を終了させる。これによりシリコン単結
晶薄膜を得ることができる。

選択研磨の方法には、犬きく分けて２種類挙げられる。

１つは機械化学研磨法（メカノケミカルエツチング）、
１つは機械研磨法（メカニカルエッチング）である。

前者は前記絶縁物層を５ｉＯｚにした場合、特殊な化学
研磨液を混入してＳｔと５ｉ０２の研磨速度が著しく異
なることを利用した選択研磨法である（演目、連層、応
用物理学会誌；第５６巻、第１１号、１４８０頁、その
他）。

上記方法は、具体的には、例えばエチレン・ジアミン・
ピロカテコールというアルカリ系溶液を用いてボリシン
グ布土で研磨することにより行われる。上記化学研磨液
はＳｉを５ｉ（ＯＨ）、”として溶解するが、５ｉＯｚ
には反応しないので、Ｓ　ｉ　０２面を露出させたとこ
ろで研磨を終了させることができる。

一方、マスクをＳｉ３Ｎ４等、モース硬度がＳｉより十
分に高い材料を使用するときは、機械研磨法を用いるこ
とができる（特願昭６３−２４７８１９号）。該機械研
磨法は、Ｓｉと同等、もしくはそれより硬度が高く、Ｓ
ｉ３Ｎ４よりも硬度の低い砥粒「コロイダル・シリカ」
を研磨剤として使用し、機械的に研磨するものである。

該コロイダル・シリカは硬度が低（Ｓｉ、Ｎ、を研磨で
きないので、Ｓｉ３Ｎ４面が露出したところで研磨を終
了させる。

なお、コロイダル・シリカより硬度が高く、選択成長が
可能な絶縁物であれば、本発明の工程における機械研磨
用マスクとして用いることができる。

（Ｖ）第５の工程では、例えば選択酸化法（Ｌａｃｏｓ
）により開口部であってシリコン単結晶を成長させる種
子結晶となフた部分を選択的に酸化し、シリコンウェハ
と成長したシリコン単結晶を電気的に完全に絶縁分離す
る。

この工程で熱酸化するシリコン層は、シリコンウェハ上
に形成した前記絶縁物層の厚さと、ストッパーとしての
電気的絶縁物の厚さの総和程度であり、高々数千人程度
である。シリコンの熱酸化膜は上方に約５５％、下方に
約４５％成長するとしても、全体で１μｍ程度の深さま
で酸化すれば充分である。

一方、高集積化を多少犠牲にして選択酸化領域を開口部
よりも大きめにとれば、ＥＬＯで形成されたシリコン！
［膜層を酸化するたけて基板との絶縁分離が可能となる
。

［実施例］ 以下本発明の実施例について、第１図（ａ）〜（ｈ）を
用いて本発明の実施例をさらに具体的に説明する。

（第１実施例） 本実施例では、シリコンウェハとしては面方位が（１０
０）でｎ型であり、抵抗率が１〜２Ω・Ｃｍ、直径が４
ｉｎｃｈのものを用いた。第１図（ａ）に示すように、
シリコンウェハ１１上に絶縁物層たる酸化膜層１２を形
成すべく、該シリコンウェハ１１をＨ２：　０２＝３Ｉ
ｌ／ｍｉ　ｎ　：　２ＪＺ／　ｍ　ｉ　ｎの雰囲気中に
置き、温度を１０００℃として、９０分の間熱酸化させ
た。該熱酸化により酸化膜層１２は、約０３μｍの厚み
に形成された。

次いで、前記酸化膜層１２上に、ＬＰＣＶＤ法により電
気的絶縁物たるＳｉ、Ｎ、膜１３を０゜１５μｍ堆積さ
せた。この場合の堆積条件は５ｉＨ２ｃＪ２２　：ＮＨ
３＝２０ｓｅｃｍ＋８０ｓｃｃｍ、０．３Ｔｏｒｒ、８
００℃下で４５分間堆積を行なった。

その後、第３図に示すような（断面図は第１図（ｂ）参
照）パターンを形成するために通常の半導体プロセスで
行われているフォトリソグラフィー技術を用いて前記Ｓ
ｉ３Ｎ４＠１３をエツチングした。該Ｓｉ３Ｎ４＠のエ
ツチングにはＲＩＥを用いた。この場合のストッパーた
るＳｉ３Ｎ４＠１３の凸部３２のライン幅は１０μｍで
あり、該凸部３２て囲まれた部分は１辺か５０μｍの正
方形とした。

さらに、第１図（Ｃ）に示すように、前記酸化膜１２に
開口部１４（第３図ては３３）を形成すへ〈バターニン
グを行い、前記シリコンウェハ１１表面が露出するまで
希ＨＦ溶液により前記酸化膜層１２の一部をエツチング
した。このようにして形成された開口部１４は、１辺２
μｍの正方形パターンであり、前記３１３　Ｎ　ｍ　膜
１３で作られた正方形ライン枠のほぼ中央に位置し、該
開口部を介して臨まされる露出部分は、シリコン臥結晶
成長の種子結晶となる。

次に、第１図（ｄ）に示すように、ＳＥＧを行って成長
結晶１５を得ると共に、第１図（ｅ）に示すように、Ｅ
ＬＯを行い、６０μｍ×６０μｍ程度のシリコン単結晶
たるＥＬＯ結晶１５゛を得た。この場合の成長条件は以
下の通りである。

５ｉＨ２Ｃｕ２・ＨＣｆｌ：　Ｈ２ ＝　０．５３ｊ２　／ｍｉｎ　：　Ｌ、Ｓ　ｆｌ　／ｍ
ｉｎ：１００ｕ　／ｍｉｎの＝囲気に置き、 温度９９０℃、圧力１００Ｔｏｒｒ、成長時間７０分と
した。

続いて、第１図（ｆ）に示すように、前記成長したＥＬ
Ｏ結晶１５°に前述したメカニカルポリッシングにより
選択研磨を施した。具体的には、ＳｉＯ２のコロイダル
シリカ（平均粒径０．１μｍ）を含んだ加工液を用い、
通常用いられるシリコンウェハの表面研磨装置にて、圧
力３．６ｋｇ／ｃｍ２．温度３０℃〜４０℃の条件下で
研磨を行った。こうして、厚さ０．１５μｍ５縦横長が
夫々５０μｍのシリコン単結晶層＠１６を得た。

その後、第１図（ｇ）に示すように、前記シリコン単結
晶薄膜１６上に、前述したＬＰＣＶＤ法によりマスク用
のＳｉ３Ｎ４膜１７を０，１５μｍの厚みに堆積させ、
エツチングを施し、Ｈ２Ｏ２＝　３　ｆｌ　／ｍｉｎ　
　：　２　ｊ２　／ｍｉｎの雰囲気中で１０００℃、８
時間の熱酸化を行った。これにより、第１図（ｈ）に示
すように、シリコン単結晶成長の種子結晶となっていた
部分のみを選択的に約１μｍだけ酸化して絶縁部１８を
形成し、シリコン単結晶層膜１６とシリコンウェハ１１
とは電気的に完全に絶縁分離された。

第２図（ａ）は、開口部２４に比べて広い領域にＬＯＧ
Ｏ３の領域を設定し、前記パターニング用のＳ　ｉ３　
Ｎ４＠２５をバターニングした後の図であり、第２図（
ｂ）は、前記ＥＬＯで得られたシリコン単結晶層＠２３
の厚さ程度の下方位置まで選択酸化し、シリコンウェハ
２２との絶縁分離を行うようにした後の断面図である。

このように、ＬＯＧＯ３領域を開口部よりも大ぎめに設
定すると、高集積化を多少犠牲にすることにはなるが、
前記ＥＬＯで形成されたシリコン単結晶層の膜厚分を酸
化するだけてシリコンウェハとの絶縁分離が可能となる
。

（第２実施例） 本実施例では、シリコンウェハとして、（１１１）、（
２１１）方向に４°のオフセット角を有し、ｎ型で、抵
抗率が２〜３Ω・Ｃｍ、直径か４インチのものを用いた
。

第４図（ａ）に示すように、シリコンウェハ４１はＨ２
０２＝　３　ｌ／ｍｉｎ：　２　ｆｌ／ｍｉｎの雰囲気
中に置かれ、１０００℃で、１５０分の熱酸化を行い、
絶縁物層たる約０５μｍの酸化膜層４２を形成した。

次に、第４図（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ
ー工程を２回行うことにより、シリコンウェハ４１上の
前記酸化膜層４２の周囲に凸部及びその中央部に開口部
４３を形成した。続いてエツチングは希ＨＦ７ｇ？（ｔ
によるウェットエツチングを行なった。

この場合、第５図に示すように、周囲部の凸部５１のラ
イン幅は約１０μｍ、その凸部のラインの内側に５０μ
ｍ×５０μｍのデバイス作成領域を設け、その中央部に
幅５μｍの凹部、すなわちシリコンウェハ１１の表面を
露出させるための開！部５２をライン状に作成した。

続いて、第４図（Ｃ）に示すように、シリコンウェハ表
面のＳＥＧ及びＥＬＯを行いシリコン単結晶４４を得た
。この場合の成長条件は以下の通りとした。

Ｓ　ｉ　Ｈ２Ｃｌ１２：ＨＣ氾　Ｈ２ ＝　０．５０ｆｆｉ　／ｍｉｎ　：　２．６　Ｉｌ／ｍ
ｉｎ：１００１　／ａ＋ｉｎの雰囲気で、温度を１０３
０℃、圧力を１ｏＯＴｏｒｒ　、成長時間を　１００分
とした。

第４図（ｄ）！、：示すように、成長したシリコン！結
晶４４に第１実施例で示したメカニカルポリッシングと
同様にして選択研磨を施し、厚さ約０１μｍ程度のシリ
コン単結晶薄膜４５を得た。

さらに、第４図（ｅ）に示すように、ＬＯＧＯＳにより
、前記ライン状の開口部４３の上部のシリコン単結晶４
５を選択的に酸化して絶縁部４６を形成した。

この場合、ＬＯＧＯＳの領域をライン幅よりも大きくと
り、１０μｍとしているが、上記第１実施例の説明でも
記述したように、ＬＯＧＯＳにより形成された絶縁部４
６の膜厚は０．３μｍでも下地のシリコンウェハ４１と
完全に絶縁分離された。

ＬＯＧＯＳのためのマスク形成は、上記第１実施例の場
合と同様にＳｉ３Ｎ４膜であり、また該Ｓｉ３Ｎ、膜の
堆積条件、エツチング条件も前述したと同様の条件で行
なった。

また、ＬＯＧＯＳにおける。酸化条件は、Ｈ２：　０２
　＝　３　＋　２　ｆＬ／　ｍｉｎの雰囲気中で、１０
００℃、８０分間とする。

［発明の効果］ 以上のように、請求項１の発明によれば、デバイス作成
上充分に大きな領域を有し、方位が完全に揃ったシリコ
ン単結晶薄膜をシリコンウェハとは電気的に完全に分離
した状態で形成することが可能となる。

しかも、請求項１の発明によれば、ＳｏＳやＳＩＭＯＸ
、　レーザー溶融再結晶法のような絶縁物上に単結晶を
形成してＳＯＩ構造を作製する他の方法よりもはるかに
安価で、容易にＳＯＩ基板を得ることが可能となる。

シリコン単結晶薄膜の結晶性もＳＯ３，ＳＩＭＯＸ、レ
ーザー溶融再結晶法と比較して同等以上であり、シリコ
ン単結晶薄膜の厚さをシリコンウェハの面内において、
１０００人程度０範囲で均一に制御できるため、その後
のプロセスにおいて、１０００Å以下の薄膜の形成も可
能であり、ＳＯＩ構造の長所に加え、短チヤネル効果の
抑制、サブスレッショルド特性の改善、高速動作という
ＳＯＩ薄膜効果の特徴を有するデバイスを作成すること
も容易である。

さらに、請求項２の発明によれば、ＥＬＯで形成された
シリコン単結晶層を酸化するだけでシリコンウェハとの
絶縁分離が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｈ）は本発明の第１の実施例に係る作
製方法を説明する工程図、第２図は選択酸化の他の実施
例を示す図であり、第２図（ａ）は選択酸化のマスク形
成時を示す断面図、第２図（ｂ）は絶縁物の形成時を示
す断面図、第３図は凸部及び開口部のパターンの一例を
示す斜視図、第４図は第１図（ａ）〜（ｈ）は本発明の
第２実施例に係る作製方法を説明する工程図、第５図は
凸部及び開口部のパターンの他の例を示す斜視図である
。 ７ ２５・・・Ｓｉ、Ｎ４　膜。 （符号の説明） １１．２１．４１・・・シリコンウェハ、１２．４２・
・・酸化膜層、 １３・・・；気的絶縁物 １４．２４，３３．４３．５２・・・開口部、３２．５
１・・・凸部、 １８．２６．４６・・・絶縁部、 １６．２３．４５・・・シリコン単結晶薄膜、第 ２ 図 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリコン基板上に、絶縁物層を形成する第１の工
   程と、 該絶縁物層に開口部を形成すると共に、選択研磨のスト
   ッパーとなりうる凸部を形成する第２の工程と、 前記開口部より、前記絶縁物層上にシリコン単結晶を選
   択エピタキシャル成長させる第３の工程と、 選択研磨により前記成長させたシリコン単結晶を、前記
   凸部領域まで研磨する第４の工程と、前記開口部上のシ
   リコン単結晶を選択酸化し前記シリコンン基板と前記シ
   リコン単結晶とを絶縁分離する第５の工程とを含むこと
   を特徴とするシリコン単結晶薄膜の作製方法。
2. （２）前記選択酸化により酸化されるシリコンの領域は
   、前記開口部よりも広い範囲に設定されている請求項１
   に記載のシリコン単結晶薄膜の作製方法。
3. （３）前記絶縁物層と前記ストッパーとなりうる凸部は
   、異なる材料から成る請求項１に記載のシリコン単結晶
   薄膜の作製方法。
4. （４）前記絶縁物層と前記ストッパーとなりうる凸部は
   、同じ材料から成る請求項１に記載のシリコン単結晶薄
   膜の作製方法。
5. （５）前記開口部は、直径が１μｍ以上４μｍ以下であ
   る請求項１に記載のシリコン単結晶薄膜の作製方法。