JPH0465385A - Metal thin film formation method - Google Patents

Metal thin film formation method

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JPH0465385A
JPH0465385A JP2177554A JP17755490A JPH0465385A JP H0465385 A JPH0465385 A JP H0465385A JP 2177554 A JP2177554 A JP 2177554A JP 17755490 A JP17755490 A JP 17755490A JP H0465385 A JPH0465385 A JP H0465385A
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Kazuo Tsubouchi
和夫 坪内
Kazuya Eki
一哉 益
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は、金属薄膜形成法に関し、特に、半導体集積回
路装置等の配線に好ましく適用できるA[薄膜形成法に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a metal thin film forming method, and particularly to a thin film forming method A that can be preferably applied to wiring of semiconductor integrated circuit devices and the like.

〔従来の技術〕 従来、半導体を用いた電子デバイスや集積回路(LSI
)において、電極や配線にはおもにアルミニウム(Al
)もしくはAl−5i等が用いられてきた。lは、廉価
で電気伝導度が高(、また表面に緻密な酸化膜が形成さ
れるので、内部が化学的に保護されて安定化することや
、Siとの密着性が良好であることなど、多くの利点を
有している。
[Conventional technology] Conventionally, electronic devices and integrated circuits (LSI) using semiconductors have been developed.
), electrodes and wiring are mainly made of aluminum (Al
) or Al-5i, etc. have been used. L is inexpensive and has high electrical conductivity (and because a dense oxide film is formed on the surface, the inside is chemically protected and stabilized, and it has good adhesion with Si). , has many advantages.

ところで、超LSIなどの集積度が増大し、配線の微細
化や多層配線化などが近年特に必要とされてきた。Aj
2膜の堆積方法として、段差部で配線切れが生じないよ
うにステップカバレッジに優れた堆積方法が必要である
。また、微細なコンタクト穴やスルーホールなどのピア
ホールへもステップカバレッジ良く、あるいはピアホー
ルへ選択的に堆積できる方法が必要である。さらに、エ
レクトロマイグレーション、ストレスマイグレーション
耐性に優れた高信頼性配線であることが必要である。
Incidentally, with the increase in the degree of integration of ultra-LSIs and the like, miniaturization of wiring and multilayer wiring have become especially necessary in recent years. Aj
As a method for depositing two films, a deposition method with excellent step coverage is required to prevent wiring breaks at step portions. In addition, a method is required that can provide good step coverage even into peer holes such as minute contact holes and through holes, or can selectively deposit onto the peer holes. Furthermore, it is necessary to have highly reliable wiring with excellent resistance to electromigration and stress migration.

従来のLSIでは、段差部にテーバを設けて段差部での
ステップカバレッジの劣化を防いでいたが、微細化と共
に段差部にテーパを設けることができず、垂直な段差と
なってきた。スパッタ法は、真空中の粒子の直線運動を
基礎とするため、垂直な段差部での膜厚は、どうしても
段着部以外の場所よりも薄(なってしまい、良好なステ
ップカバレッジを維持することができない。また、ピア
ホール箇所においても、ピアホールを完全に埋めること
はできず、ピアホール内に巣などが生じてしまい良好な
コンタクトを形成することができない。
In conventional LSIs, a taper is provided at the step portion to prevent deterioration of step coverage at the step portion, but as miniaturization progresses, it is no longer possible to provide a taper at the step portion, resulting in a vertical step. Since the sputtering method is based on the linear movement of particles in a vacuum, the film thickness at vertical step areas is inevitably thinner than at areas other than the step area, making it difficult to maintain good step coverage. Moreover, even at the pier hole location, the pier hole cannot be completely filled, and a hole or the like is generated within the pier hole, making it impossible to form a good contact.

八ρを含んだガスを基体の置かれた空間に輸送し、原料
ガスの基体表面での吸着と反応を用いて所望の堆積膜を
形成する化学的気相成長法C以下CVD法と略する)に
よってAl2 、Al −SAlを堆積することができ
る。CVD法では、原料ガスの基体表面上での吸着と反
応を利用するために、段差部でのステップカバレッジに
優れる特徴がある。
A chemical vapor deposition method C, hereinafter abbreviated as CVD method, in which a gas containing 8ρ is transported to a space where a substrate is placed, and a desired deposited film is formed using adsorption and reaction of the raw material gas on the substrate surface. ) can deposit Al2, Al-SAl. The CVD method utilizes the adsorption and reaction of the raw material gas on the surface of the substrate, so it is characterized by excellent step coverage at stepped portions.

また、基体表面の種類によって選択堆積も可能である。Also, selective deposition is possible depending on the type of substrate surface.

Al CVDには、一般に原料ガスとしてトリメチルア
ルミニウム((CH3)!Al2以下TMA )、トリ
イソブチルアルミニウム((ic、H9)mAl、以下
TIBA)  ジメチルアルミニウムハイドライド((
CH3)2HAj2、以下DMAH)などの有機金属原
料が用いられている。よく知られているようにAlCV
D法で堆積されるAl膜は、スパッタ法に比較してステ
ップカバレッジに優れている。
Al CVD generally uses trimethylaluminum ((CH3)!Al2 or later TMA), triisobutylaluminum ((ic, H9)mAl, hereinafter TIBA), dimethylaluminum hydride ((
Organic metal raw materials such as CH3)2HAj2 (hereinafter referred to as DMAH) are used. As is well known, AlCV
The Al film deposited by the D method has better step coverage than the sputtering method.

また、Al2 CVDでは、SiO2の形成されたSi
基体表面上においてSiの露出した部分のみに選択的に
堆積することも可能である。
In addition, in Al2 CVD, SiO2 formed Si
It is also possible to selectively deposit only the exposed portions of Si on the substrate surface.

DMAI(と水素を用いたCVD法(坪内他: 「日経
マイクロデバイスJ 1990年6月IE1号、p96
〜p102)によれば、Siや金属などの導電性基体上
のみへAlもしくはAl2−Siの選択成長が可能であ
り、かつSi基体上に選択的に堆積したlは単結晶であ
る。
CVD method using DMAI (and hydrogen) (Tsubouchi et al.: “Nikkei Microdevice J June 1990 IE1 issue, p.96
~p102), it is possible to selectively grow Al or Al2-Si only on a conductive substrate such as Si or metal, and the l selectively deposited on the Si substrate is a single crystal.

Si上に選択成長したAl領領域、単結晶であることか
ら、熱処理時にSi界面でエロージョンやスパイクの発
生もな(、コンタクト抵抗の劣化がない。更に、Al1
.をピアホール中に選択的に堆積した後、基体表面全面
に堆積することができ、ピアホールを完全に平坦化して
Af2もしくはAl−3Alを堆積させることが可能で
ある。従って微細化の進んでいる超LSIにおいて段差
部やコンタクト部、ピアホール部での配線切れの生じな
い良好な配線を形成することができる。
Since the Al region is selectively grown on Si and is single crystal, there is no erosion or spikes at the Si interface during heat treatment (no deterioration of contact resistance.
.. After being selectively deposited in the pier hole, it can be deposited on the entire surface of the substrate, and it is possible to completely flatten the pier hole and deposit Af2 or Al-3Al. Therefore, it is possible to form good interconnects that do not cause disconnections at step portions, contact portions, and peer hole portions in ultra-LSIs where miniaturization is progressing.

エレクトロマイグレーション(以下EMと略す)は、配
線に電流を流し続けた際に、配線切れを生ずる現象であ
る。配線切れは、Aff配線の結晶粒界で生ずるといわ
れている。また、ストレスマイグレーション(以下SM
と略す)は、Al配線上に形成されたSiOやSiNな
との絶縁膜により If配線に応力(ストレス)が生じ
、Al配線の断線を引き起す現象である。一般にAl2
もしくは、Al−5iは結晶学的には多結晶である。多
結晶とは、微視的に見ると単結晶である粒が集った状態
であり、ひとつひとつの単結晶領域を結晶粒、結晶粒と
結晶粒の境を結晶粒界と言う。一般に超LSIにおいて
結晶粒の大きさは、μmオーダである。EM、 SMは
AlもしくはAl1.−3i配線の信頼性を損う大きな
原因であり、EM及び3M耐性を向上させることが超L
SIの配線金属の信頼性を向上させるための必須の課題
である。
Electromigration (hereinafter abbreviated as EM) is a phenomenon in which wiring breaks when a current continues to flow through the wiring. It is said that wire breaks occur at grain boundaries of Aff wires. In addition, stress migration (hereinafter referred to as SM)
) is a phenomenon in which stress is generated in the If wiring due to an insulating film such as SiO or SiN formed on the Al wiring, causing disconnection of the Al wiring. Generally Al2
Alternatively, Al-5i is crystallographically polycrystalline. A polycrystal is a state in which grains that are single crystals are gathered microscopically, and each single crystal region is called a crystal grain, and the boundary between crystal grains is called a grain boundary. Generally, the size of crystal grains in a VLSI is on the order of μm. EM and SM are Al or Al1. -It is a major cause of reducing the reliability of 3i wiring, and it is extremely important to improve EM and 3M resistance.
This is an essential issue for improving the reliability of SI wiring metals.

EM、 3M耐性向上のために、Al2もしくはAl−
SiにCuやTAlを微量添加するといった方法、更に
、Aj2以外のW、 Mo、 Cu等の金属を用いる方
法が検討されているが、SiO2との密着性、ボンディ
ング性や微細加工の容易さ等全ての条件を満すとなると
Alもしくはへβ−3i以外選択の余地がない。
To improve EM and 3M resistance, Al2 or Al-
Methods such as adding a small amount of Cu or TAl to Si, and methods using metals other than Aj2 such as W, Mo, Cu, etc. are being considered, but there are problems with adhesion with SiO2, bonding properties, ease of microfabrication, etc. If all conditions are to be met, there is no choice other than Al or β-3i.

米国電気電子学会(IEEE)の1989年12月開催
のIEDM(International Elect
ron Devices Meeting)のダイジェ
ストp、 677〜p、 681にはAlが単結晶であ
れば、EM、 3M耐性共に格段に向上することが報告
されている。
International Elect (IEDM) held in December 1989 by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
ron Devices Meeting) Digest p. 677-p. 681 reports that if Al is a single crystal, both EM and 3M resistance will be significantly improved.

即ち、Al2もしくはAl−3iであっても、従来の様
に多結晶ではな(、単結晶で配線を形成できるならば、
密着性、ポンディング性、微細加工の容易さ、を満し、
且つEM、 SMによる断線の生じない高信頼配線を実
現することができる。しかし、超LSIにおいて単結晶
Alもしくは、Al−Si配線は、以下に述べる様に、
実現されていなかった。
In other words, even if it is Al2 or Al-3i, it is not polycrystalline as in the past (if wiring can be formed with single crystal,
Satisfying adhesion, bonding properties, and ease of microfabrication,
Moreover, highly reliable wiring that does not cause disconnection due to EM or SM can be realized. However, in VLSI, single-crystal Al or Al-Si wiring, as described below,
It had not been realized.

単結晶i薄膜が実現されたとの報告があるが、これらは
全てSi単結晶基板上において実現されたものである。
There are reports that single-crystal i thin films have been realized, but all of these were realized on Si single-crystal substrates.

EM、 3M耐性が、単結晶Alにすると向上するとい
う報告(1989年I EDMダイジェスト、前出)も
Si基板上にCVD法で形成したAl膜を用いて測定し
た結果である。超LSIにおける、lもしくはAf2−
3i配線の大部分は、5iOz等の絶縁体上に形成され
ている。SiO□上などの絶縁体上ではスパッタ法、 
CVD法、 ICB(イオンクラスタービーム)法いず
れの方法においても粒径μmオーダの結晶粒から成る多
結晶である。
The report that EM and 3M resistance is improved by using single crystal Al (1989 I EDM Digest, supra) is also a result of measurements using an Al film formed by CVD on a Si substrate. l or Af2- in VLSI
Most of the 3i wiring is formed on an insulator such as 5iOz. On insulators such as SiO□, sputtering method,
In both the CVD method and the ICB (ion cluster beam) method, the material is polycrystalline, consisting of crystal grains with a grain size on the order of μm.

坪内他(前掲)によれば、ピアホールのみへまず単結晶
AI(第1のl)を選択的に堆積した後、ウェハ全面に
、第2のApを基体表面全面に堆積可能である。しかし
、第1のiは、単結晶であるが、第2のlはやはりμm
オーダの結晶粒からなる多結晶である。
According to Tsubouchi et al. (cited above), it is possible to first selectively deposit single crystal AI (first l) only in the peer hole, and then deposit the second Ap on the entire surface of the wafer and the entire surface of the substrate. However, the first i is a single crystal, but the second l is still μm
It is a polycrystalline structure consisting of crystal grains of the order of magnitude.

本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、S
iO□等の絶縁体上のAp膜であっても、下層部分に単
結晶へβが存在すると、絶縁体上のAp2であっても熱
処理によって単結晶化し得るという事実の発見にもとづ
くものである。
The present invention has been made in view of the above situation, and is
This is based on the discovery that even if an Ap film is on an insulator such as iO□, if β exists in the lower layer to a single crystal, even Ap2 on an insulator can be made into a single crystal by heat treatment. .

[発明が解決しようとする課題] 以上の様に、近年、より微細化による高集積化、高速化
が望まれている半導体の技術分野において、高集積化さ
れかつ高性能化された半導体装置の信頼性を向上させる
ためには、改善すべき余地が多(存在していた。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in recent years, in the field of semiconductor technology where higher integration and higher speed due to further miniaturization have been desired, it has been found that highly integrated and high performance semiconductor devices have been developed. There was a lot of room for improvement in order to improve reliability.

本発明は、上述した技術的課題に鑑みなされたものであ
り、非単結晶金属薄膜、特にApまたはAff−5j配
線層を単結晶化し、それによって配線の耐マイグレーシ
ヨン特性を向上させる方法を提供することを目的とする
The present invention was made in view of the above-mentioned technical problems, and provides a method for monocrystalizing a non-single-crystal metal thin film, particularly an Ap or Aff-5j wiring layer, thereby improving the migration resistance characteristics of the wiring. The purpose is to

〔課題を解決するための手段1 このような目的を達成するために、本発明はApまたは
、lを主成分とする/1合金からなる非単結晶金属膜を
少なくともその一部においてiまたは八ρを主成分とす
るAl金合金らなる単結晶金属に接して形成する工程と
、前記非単結晶金属膜を加熱して少なくともその一部分
を単結晶化する工程とを有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems 1] In order to achieve such an object, the present invention provides a non-single-crystal metal film made of Ap or a /1 alloy mainly composed of It is characterized by comprising a step of forming the non-single crystal metal film in contact with a single-crystal metal made of an Al-gold alloy containing ρ as a main component, and a step of heating the non-single-crystal metal film to make at least a portion of it into a single crystal.

さらに本発明は半導体基体の主面上に絶縁膜を形成する
工程と、該絶縁膜に開口部を設けて前記半導体の表面を
露出させる工程と、前記開口部内にApまたはApを主
成分とするAl金合金らなる第1の金属からなる単結晶
を堆積させる工程と、前記第1の金属からなる単結晶上
および前記絶縁膜上にApまたはApを主成分とする八
で合金からなる第2の金属の薄膜を形成する工程と、該
第1の金属からなる単結晶を種結晶とし前記第2の金属
の薄膜を加熱して少なくともその一部を単結晶化する工
程とを有することを特徴とする。
Furthermore, the present invention includes a step of forming an insulating film on a main surface of a semiconductor substrate, a step of providing an opening in the insulating film to expose the surface of the semiconductor, and a step of forming an insulating film containing Ap or Ap as a main component in the opening. depositing a single crystal made of a first metal made of an Al-gold alloy; and depositing a second single crystal made of Ap or an alloy containing Ap as a main component on the single crystal made of the first metal and on the insulating film. forming a thin film of the second metal; and heating the thin film of the second metal using a single crystal of the first metal as a seed crystal to make at least a part of it into a single crystal. shall be.

[作 用] 本発明によれば、単結晶金属と接している非単結晶金属
薄膜を加熱することによって、単結晶金属を種結晶とし
て非単結晶金属薄膜を単結晶化できる。このような単結
晶薄膜を半導体装置の配線層とすることによってマイグ
レーション耐性を向上させることができる。
[Function] According to the present invention, by heating the non-single-crystal metal thin film in contact with the single-crystal metal, the non-single-crystal metal thin film can be made into a single crystal using the single-crystal metal as a seed crystal. Migration resistance can be improved by using such a single crystal thin film as a wiring layer of a semiconductor device.

〔実施例] 本発明の好適な実施態様例は、単結晶肛と非単結晶1と
の少なくとも一部が接して設けられたl膜に熱処理を施
すことにより非単結晶A[を単結晶化するものである。
[Example] In a preferred embodiment of the present invention, a non-single crystal A [is made into a single crystal by applying heat treatment to an l film in which at least a portion of a single crystal core and a non-single crystal 1 are in contact with each other. It is something to do.

この時にシード(種結晶)となる単結晶Alを形成する
方法としては、ジメチルアルミニウムノーイドライド(
A Q (CH3) 2H)、モノメチルアJレミニウ
ムハイドライド(Ap(CH3>H2)、トリイソブチ
−レアルミニウム(Ap2.(iC,H9)3)を原料
ガスとして用いたCVD法を用いて単結晶Si上にlを
堆積させて単結晶Alを形成する方法が好ましい。
At this time, the method of forming single-crystal Al that will serve as a seed (seed crystal) is dimethylaluminum nohydride (
AQ (CH3) 2H), monomethylaluminum hydride (Ap(CH3>H2)), and triisobutylene aluminum (Ap2.(iC,H9)3) were used as raw material gases to deposit on single-crystal Si using the CVD method. A preferred method is to deposit l to form single crystal Al.

一方、非単結晶Alを形成する方法としては、上記ガス
を用いたCVD法により単結晶1以外の材料からなる表
面上にApを堆積させて多結晶Alを形成する方法や、
スパッタリングにより多結晶1を形成する方法、トリメ
チルアルミニウム(八ρ(CH3)3)やジエチルアル
ミニウムクロライド(Ap (c2Hs)2cp )を
用イタCvD法ニヨリ多結晶Aj2を形成する方法等が
ある。
On the other hand, methods for forming non-single crystal Al include a method in which Ap is deposited on a surface made of a material other than the single crystal 1 by a CVD method using the above gas to form polycrystalline Al;
There are a method of forming polycrystalline Aj2 by sputtering, a method of forming polycrystalline Aj2 using trimethylaluminum (8ρ(CH3)3) and diethylaluminum chloride (Ap(c2Hs)2cp), and the like.

単結晶A[シードは単結晶化すべき非単結晶へ4と少な
くとも一部が接するように設けられればよい。例えばシ
ードと絶縁膜とが格子状に形成されていてもよいし、シ
ードが絶縁膜に形成されたピアホールパターン内に堆積
され、あるいはシードと絶縁膜とがラインアンドスペー
スパターンを構成していてもよい。
Single crystal A [seed may be provided so that at least a portion of 4 is in contact with the non-single crystal to be made into a single crystal. For example, the seeds and the insulating film may be formed in a lattice pattern, the seeds may be deposited in a peer hole pattern formed in the insulating film, or the seeds and the insulating film may form a line-and-space pattern. Good too.

本発明のもう1つの好適な実施態様例は絶縁膜に形成さ
れた開孔部(ピアホール)内に形成された単結晶、lを
シード(種結晶)としてそれ以外の部分の非単結晶Al
を加熱して単結晶化するものである。とりわけ、ピアホ
ール内に選択的にlを堆積させて単結晶へβを形成した
後、絶縁膜の上にも非選択的にAj2を堆積させる。そ
して、熱処理を施して絶縁膜上のlを単結晶化させるこ
とが好ましい。このような手法を用いればピアホール上
の、lに凹部が形成されることなく平坦なAl膜を形成
することができる。
Another preferred embodiment of the present invention is to use a single crystal formed in an opening (pier hole) formed in an insulating film as a seed (seed crystal) to form a non-single crystal Al in other parts.
is heated to form a single crystal. In particular, after L is selectively deposited in the peer hole to form β in the single crystal, Aj2 is non-selectively deposited also on the insulating film. Then, it is preferable to perform heat treatment to single-crystallize l on the insulating film. If such a method is used, a flat Al film can be formed on the peer hole without forming a concave portion.

シードとなる単結晶Alを形成する方法としては、アル
キルアルミニウムハイドライドと水素とを利用したCV
D法(Al− CVD法)が好ましい。このCVD法を
利用すれば、単結晶Siのような電子供与性の表面上に
選択的にAlを堆積させることができる。
A method for forming single crystal Al as a seed is CV using an alkyl aluminum hydride and hydrogen.
Method D (Al-CVD method) is preferred. By using this CVD method, Al can be selectively deposited on an electron-donating surface such as single crystal Si.

アルキルアルミニウムハイドライドとはジメチルアルミ
ニウムハイドライド(i (C1(3)2H)やモノメ
チルアルミニウムハイドライド(、l CH3H2)で
ある。単結晶化される前の非単結晶Alを形成する方法
としては、通常のスパッタリング法やCVD法である。
Alkylaluminium hydride is dimethylaluminum hydride (i (C1(3)2H)) or monomethylaluminum hydride (,l CH3H2).The method for forming non-single crystal Al before single crystallization is the usual sputtering method. method and CVD method.

CVD法を用いる場合の原料ガスとしてはトリメチルア
ルミニウム(Al(CH,Mやトリイソブチルアルミニ
ウムAl (xc4He)3、ジエチルアルミニウムク
ロライドAl(C2H5)2C℃がある。このような方
法を用いれば半導体装置に好適な配線を形成することが
できるのである。
When using the CVD method, raw material gases include trimethylaluminum (Al(CH,M), triisobutylaluminum Al (xc4He)3, and diethylaluminum chloride Al(C2H5)2C°C. If such a method is used, semiconductor devices can be This makes it possible to form suitable wiring.

以下図面を用いて本実施態様例について詳述する。This embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明による単結晶化法を配線の形成に利用し
た例を説明する為の模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an example in which the single crystallization method according to the present invention is utilized for forming wiring.

第1図(a)において1は単結晶Si等からなる基体、
2は酸化シリコン等からなる絶縁膜、3はシードとなる
単結晶Al、4は後述する単結晶化法により単結晶化さ
れる。l、である。
In FIG. 1(a), 1 is a base made of single crystal Si or the like;
2 is an insulating film made of silicon oxide or the like, 3 is a single crystal Al serving as a seed, and 4 is single crystallized by a single crystallization method described later. It is l.

まず、基体1上に絶縁膜2を形成する。First, an insulating film 2 is formed on a base 1.

そして、反応性イオンエツチング等によりピアホールを
形成し基体1の表面を一部露出させる。
Then, a pier hole is formed by reactive ion etching or the like to partially expose the surface of the substrate 1.

ここで絶縁膜としてはNSG、 PSG、 BSG−、
BPSG等の酸化シリコン膜や窒化シリコン膜或いは酸
化窒化シリコン膜等である。これらの膜は周知の熱酸化
法、 CVD法、スパッタリング法等により形成できる
Here, the insulating films include NSG, PSG, BSG-,
The film may be a silicon oxide film such as BPSG, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like. These films can be formed by well-known thermal oxidation methods, CVD methods, sputtering methods, and the like.

次いで、ピアホール内に単結晶Al(第1のi)3を形
成する。この場合に上述したAj2CVD法を利用すれ
ばピアホール内に選択性よく単結晶A[を形成すること
ができる。この時の基体表面温度としてはアルキルアル
ミニウムハイドライドの分解温度以上〜450℃以下、
より好ましくは260℃以上440℃以下、最適には2
70℃以上350℃以下である。
Next, single crystal Al (first i) 3 is formed in the peer hole. In this case, if the above-mentioned Aj2CVD method is used, single crystal A[ can be formed in the peer hole with good selectivity. At this time, the substrate surface temperature is above the decomposition temperature of alkyl aluminum hydride and below 450°C.
More preferably 260°C or more and 440°C or less, optimally 2
The temperature is 70°C or higher and 350°C or lower.

こうして形成された単結晶A[は下地のSiとの界面も
良好で且つ表面性にも優れている。
The single crystal A thus formed has a good interface with the underlying Si and also has excellent surface properties.

ピアホール内に単結晶An3を形成した後、単結晶、1
3と絶縁膜2との上に非単結晶、l(第2のAl)4を
形成する。この場合には上記Aj2− CVD法以外の
周知の堆積法を用いることができる。また、1−CVD
法を用いる場合には非電子供与性の表−面である絶縁膜
2にプラズマによってイオンや電子を供給したり、プラ
ズマダメージやイオン注入等を用いた表面改質工程を付
与し実質的に電子供与性とすればよい。このように表面
改質工程を導入すれば非単結晶Alを絶縁膜2上にも形
成することができるのである(第1図(a))。
After forming the single crystal An3 in the peer hole, the single crystal, 1
3 and the insulating film 2, a non-single crystal l (second Al) 4 is formed. In this case, a well-known deposition method other than the above-mentioned Aj2-CVD method can be used. Also, 1-CVD
When this method is used, ions and electrons are supplied by plasma to the insulating film 2, which is a non-electron-donating surface, or a surface modification process using plasma damage or ion implantation is applied to substantially eliminate electrons. It may be donor-like. By introducing the surface modification step in this manner, non-single crystal Al can be formed even on the insulating film 2 (FIG. 1(a)).

その後、後述する熱処理を行い非単結晶Affを単結晶
化することができる。この熱処理はこの時点で施しても
よいし、その後絶縁膜5を形成した後に施してもよい。
Thereafter, the non-single crystal Aff can be made into a single crystal by performing a heat treatment to be described later. This heat treatment may be performed at this point or after the insulating film 5 is formed.

また、熱処理は単結晶化すべき非単結晶Alを所望の配
線形状にバターニングしてから施してもよいし、単結晶
化後にバターニングしてもよい。
Further, the heat treatment may be performed after the non-single crystal Al to be made into a single crystal is patterned into a desired wiring shape, or may be performed after being made into a single crystal.

第1図(b)に示すようにAl4をバターニングした後
絶縁膜5を形成する。この絶縁膜5は絶縁膜2と同様に
してCVD法やスパッタリング法等により形成できる。
As shown in FIG. 1(b), after patterning Al4, an insulating film 5 is formed. This insulating film 5 can be formed in the same manner as the insulating film 2 by a CVD method, a sputtering method, or the like.

以上のようにして単結晶A[配線を形成することができ
るのである。
In the manner described above, the single crystal A[wiring] can be formed.

多層配線を形成する為には再び同じ工程を繰り返すこと
により第1図(c)に示すような単結晶AIの2層配線
構造を得ることができる。更に同じ工程を繰り返せば3
層、4層といった多層配線構造も得られる。
In order to form a multilayer wiring, by repeating the same process again, a two-layer wiring structure of single crystal AI as shown in FIG. 1(c) can be obtained. If you repeat the same process further, you will get 3
A multilayer wiring structure such as a layer or four layers can also be obtained.

第1図(C)において、符号5は眉間絶縁膜、6は選択
堆積した単結8八ρ、7は単結晶化された八β、8は保
護絶縁膜である。
In FIG. 1(C), reference numeral 5 is an insulating film between the eyebrows, 6 is a selectively deposited single crystal 88ρ, 7 is a single crystallized 8β, and 8 is a protective insulating film.

以上は純Al.の場合について述べたが、これ以外にも
SAlを例えば1膜程度に微量含有したAI(AI−S
i)をも単結晶化することができる。この場合には上記
Al−CVD法を適用する場合にアルキルアルミニウム
ハイドライドのガスと水素ガスと共にSiH+、 5i
J6等のSAlを含む化合物のガスを導入して成膜な行
えば単結晶Al−Siシードを形成できる。
The above is pure Al. In addition to this case, for example, AI containing a small amount of SAl in one film (AI-S
i) can also be made into a single crystal. In this case, when applying the above Al-CVD method, SiH+, 5i
A single crystal Al--Si seed can be formed by introducing a gas of a compound containing SAl such as J6 to form a film.

第2図に単結晶Alシードの配置例を示す。第2図(a
)は半導体基体、例えばSiの表面に形成された絶縁体
11に、1辺L1の開口部がチエッカ−パターンに設け
られ、単結晶Alが開口部内に選択的に堆積された例で
ある。図示しない非単結晶、l膜が絶縁体]1および開
口部12内の単結晶Alを覆って形成され、加熱される
ことによって単結8八ρをシードとして単結晶化する。
FIG. 2 shows an example of arrangement of single crystal Al seeds. Figure 2 (a
) is an example in which an opening of one side L1 is provided in a checker pattern in an insulator 11 formed on the surface of a semiconductor substrate, for example Si, and single crystal Al is selectively deposited within the opening. A non-single-crystalline film (not shown) is formed to cover the insulator] 1 and the single-crystal Al in the opening 12, and is heated to form a single crystal using the single crystal 88ρ as a seed.

第2図(b)は−片1..2の開口部が間隔L3でピア
ホールパターンに形成された例を示し、第2図(c)は
幅L−,の絶縁体11と幅L4の開口部12とがライン
&スペースパターンに形成された例を示している。いず
れの場合も開口部内に単結晶Alが選択的に堆積され、
図示しない非単結晶、l膜が単結8八でと絶縁体とを覆
って形成されている。非単結晶1膜は加熱により、単結
晶A[をシードとして単結晶化する。
Figure 2(b) shows -piece 1. .. Fig. 2(c) shows an example in which the openings 11 with a width L- and the openings 12 with a width L4 are formed in a line & space pattern. An example is shown below. In either case, single crystal Al is selectively deposited within the opening,
A non-single crystal L film (not shown) is formed to cover the single crystal 88 and the insulator. The non-single crystal 1 film is heated to become a single crystal using the single crystal A as a seed.

次に、/lもしくはA[−3Alを単結晶化するための
熱処理の手法について述べる。
Next, a heat treatment method for single crystallizing /l or A[-3Al will be described.

基本的手順は以下の通りである。第1図(a)。The basic steps are as follows. Figure 1(a).

(b)の様な断面を持つ試料を作製し、加熱を行う。加
熱処理の前後においてX線回折法、従来RHEED観察
、走査型μmRHEED顕微鏡観察を行った。
A sample with a cross section like that shown in (b) is prepared and heated. Before and after the heat treatment, X-ray diffraction, conventional RHEED observation, and scanning μm RHEED microscopy were performed.

加熱により、堆積した状態では多結晶である第2のAj
2が単結晶化するのは、Al原子が流動しやす(なり、
原子の再配列が生じたためと考えられる。従来、絶縁体
薄膜上のSi、 GaAsなとの共有結合を有する半導
体が熱処理により単結晶化することは公知であった。絶
縁体薄膜上の上のAI、もしくはAl=Si薄膜が略4
50℃の熱処理によって数μm程度の粒径の結晶粒に成
長することは知られていたが、本発明ではA[もしくは
Aff−3iの下層部に単結晶Al領域が存在すると1
0μm以上の大きな範囲にわたって絶縁体上の、1もし
くはAl−Siでも単結晶化することを見いだしたもの
である。
By heating, the second Aj, which is polycrystalline in the deposited state, is
2 becomes a single crystal because Al atoms are easy to flow (become
This is thought to be due to rearrangement of atoms. Conventionally, it has been known that a semiconductor having a covalent bond with Si, GaAs, etc. on an insulating thin film can be made into a single crystal by heat treatment. The AI or Al=Si thin film on the insulator thin film is about 4
It has been known that crystal grains with a grain size of several μm grow by heat treatment at 50°C, but in the present invention, if a single crystal Al region exists in the lower layer of A [or Aff-3i
It was discovered that 1 or Al--Si on an insulator can be single-crystalized over a large range of 0 μm or more.

試料の加熱方法としては、通常のHz、N2.Arやこ
れらガスの混合雰囲気における電気炉による加熱処理、
真空中での加熱のほか、瞬間加熱炉(以下RTAと略す
)による加熱、レーザ加熱、カーボンヒーターなどの線
状ヒーターを用いた加熱、高周波加熱、ランプ加熱、電
子ビーム加熱等の方法が可能である。
The sample heating method is normal Hz, N2. Heat treatment using an electric furnace in an atmosphere of Ar or a mixture of these gases,
In addition to heating in a vacuum, methods such as heating with an instantaneous heating furnace (hereinafter abbreviated as RTA), laser heating, heating using a linear heater such as a carbon heater, high frequency heating, lamp heating, and electron beam heating are possible. be.

一般に、LSIにおいて、Si上に形成されたAff、
もしくはAj2−Si薄膜は、加熱によりSiと反応し
て、例えばSi基体の侵食や、AI、もしくはi〜Si
下層に形成されたSi p−n接合のリークを生じてし
まう。従って、加熱処理はできるだけ低温で行われるこ
とが望ましい。しかしながら、AIもしくはAI−Si
が加熱により単結晶化するためには、Aj2原子が熱エ
ネルギーにより流動する程度にならなければならない。
Generally, in LSI, Aff formed on Si,
Alternatively, the Aj2-Si thin film reacts with Si by heating, resulting in, for example, erosion of the Si substrate, AI, or i~Si.
This causes leakage of the Si p-n junction formed in the lower layer. Therefore, it is desirable that the heat treatment be performed at as low a temperature as possible. However, AI or AI-Si
In order for Aj2 to become single crystallized by heating, the Aj2 atoms must be able to flow due to thermal energy.

加熱方法としては、できるだけA[もしくは12−3i
のみが加熱され、AlもしくはAI−Si下層のSi基
体が加熱されない方が望ましい。
The heating method should be A [or 12-3i] as much as possible.
It is desirable that only the Si substrate under the Al or AI-Si be heated.

真空中の加熱は、第3図の走査形μmRHEED顕微鏡
内で基体の裏面のヒーターによっておこなうことができ
る。
Heating in vacuum can be performed by a heater on the back side of the substrate in the scanning μm RHEED microscope shown in FIG.

真空中での熱処理の場合、Al大表面酸化を抑えるため
高真空である方が望ましい。略1×1O−6Torr以
下の高真空であることが望ましい。第3図において、2
0は電子銃、21は電子ビーム、22は回折電子線、2
3は蛍光板、24.24′および24″は光ファイバ、
25.25′および25″は光電子増倍管、26.26
’および26″1オ電気信号に変換された回折斑点強度
信号、27は走査信号、28はCRT、29は二次電子
信号、30は二次電子検出器、31は試料、34は真空
チャンバー、35は排気装置である。
In the case of heat treatment in vacuum, high vacuum is preferable in order to suppress large surface oxidation of Al. A high vacuum of about 1×1 O −6 Torr or less is desirable. In Figure 3, 2
0 is an electron gun, 21 is an electron beam, 22 is a diffracted electron beam, 2
3 is a fluorescent screen, 24, 24' and 24'' are optical fibers,
25.25' and 25'' are photomultiplier tubes, 26.26
' and 26'' Diffraction spot intensity signal converted into an electric signal, 27 is a scanning signal, 28 is a CRT, 29 is a secondary electron signal, 30 is a secondary electron detector, 31 is a sample, 34 is a vacuum chamber, 35 is an exhaust device.

第1図(a)に示した様な試料を真空チャンバー34へ
装填し、試料3]の裏面よりヒータ32で加熱する。試
料31の温度は試料裏面より熱電対33で測定する。加
熱方法は、ヒータ加熱以外のランプ加熱、レーザ加熱で
も良い。真空チャンバ34は排気装置35により真空排
気されている。試料加熱前の真空チャンバー34の真空
度は、略5 X 1O−10Torr。
A sample as shown in FIG. 1(a) is loaded into a vacuum chamber 34, and heated by a heater 32 from the back side of the sample 3. The temperature of the sample 31 is measured from the back side of the sample with a thermocouple 33. The heating method may be lamp heating or laser heating other than heater heating. The vacuum chamber 34 is evacuated by an exhaust device 35. The degree of vacuum in the vacuum chamber 34 before heating the sample is approximately 5×10-10 Torr.

加熱中の真空度は、略5 X 10−”〜5 X 1O
−8Torrである。真空度は、高真空程好ましいが、
上記真空度より悪くても熱処理による単結晶化は可能で
ある。
The degree of vacuum during heating is approximately 5 x 10-” to 5 x 1O
-8 Torr. The higher the degree of vacuum, the better.
Even if the degree of vacuum is worse than the above, single crystallization by heat treatment is possible.

熱電対32で測定した温度が略550℃以上であるとき
Alは単結晶化する。
When the temperature measured by the thermocouple 32 is approximately 550° C. or higher, Al becomes single crystallized.

本発明の適用可能であった瞬間加熱炉(以下RTAと略
す)について説明する。
An instantaneous heating furnace (hereinafter abbreviated as RTA) to which the present invention can be applied will be described.

RTAでは、ウェハ表面のみを短時間で加熱し、iもし
くはAn−3iとSi基板との反応をできるだけ軽減す
ることができる。
In RTA, only the wafer surface is heated in a short time, and the reaction between i or An-3i and the Si substrate can be reduced as much as possible.

PTA装置の構成例を第4図に示す。An example of the configuration of the PTA device is shown in FIG.

200は、基体であり、201は基体支持台である。基
体支持台は、石英製であり第4図に示されるツメ205
の上に基体200が載せられている。
200 is a base, and 201 is a base support. The base support is made of quartz and has claws 205 shown in FIG.
A base body 200 is placed on top of the base body 200 .

202は石英管である。石英管202の断面は、矩形で
あっても円形であっても良い。またステンレスの様な金
属に石英製の窓を取りつけたものであっても良い。20
3はランプで線状をしている。ランプ203からの光は
反射板204で反射され基体200に照射される。基体
200のAff堆積面がランプ側を向いている。ランプ
にはハロゲンランプ タングステンランプ、 Xeラン
プ、Xe−Hgランプを用いることができる。RTA装
置では加熱速度の早いハロゲンランプを用いた。
202 is a quartz tube. The cross section of the quartz tube 202 may be rectangular or circular. Alternatively, it may be made of metal such as stainless steel with a quartz window attached. 20
3 is a lamp which is linear. The light from the lamp 203 is reflected by the reflecting plate 204 and irradiated onto the base 200. The Aff deposition surface of the base body 200 faces the lamp side. A halogen lamp, tungsten lamp, Xe lamp, or Xe-Hg lamp can be used as the lamp. A halogen lamp with a fast heating rate was used in the RTA device.

加熱時の石英反応管内圧力は減圧下、大気圧下いずれで
も良い。また、雰囲気ガスとしてN2.Ar。
The pressure inside the quartz reaction tube during heating may be either under reduced pressure or under atmospheric pressure. In addition, N2. Ar.

N2またはこれらの混合ガスを用いることができる。N2 or a mixture thereof can be used.

水分、酸素不純物の最も少ない高純度ガスが人手できる
のでN2雰囲気が最も望ましい。
A N2 atmosphere is most desirable because it can be prepared manually with a high-purity gas containing the least amount of moisture and oxygen impurities.

上記構成のRTA装置において、略550℃以」二の温
度で加熱するとAffの単結晶化が生じた。室温から熱
処理温度までの昇温は略5ないし30秒である。熱処理
時間は略10秒ないし1分である。上記昇温時間、熱処
理時間範囲内では単結晶化領域等に差はなかった。
In the RTA apparatus having the above configuration, single crystallization of Aff occurred when heated at a temperature of approximately 550° C. or higher. The temperature rise from room temperature to the heat treatment temperature takes approximately 5 to 30 seconds. The heat treatment time is about 10 seconds to 1 minute. There was no difference in the single crystallization region within the above temperature increase time and heat treatment time ranges.

加熱温度が略550℃以上であることが単結晶化に必要
であった。なお、基体温度はPbSを検出器に用いた放
射温度計で基体表面から測定した。
It was necessary for the heating temperature to be approximately 550° C. or higher for single crystallization. Note that the substrate temperature was measured from the substrate surface using a radiation thermometer using PbS as a detector.

次に、本発明の適用可能であったレーザ加熱について説
明する。
Next, laser heating to which the present invention can be applied will be explained.

レーザ加熱においても基体表面のみを加熱することが可
能であり、また、単結晶化領域がPTA装置より広いと
いう特徴がある。
Even in laser heating, it is possible to heat only the surface of the substrate, and the single crystallization region is wider than that of a PTA device.

レーザとしては、出力 数W〜略20Wのアルゴンイオ
ンレーザ(以下Arレーザと略す)、クリブレンイオン
レーザ(以下Krレーザ) + He−Neレーザ、C
02レーザ、 YAGレーザ、 ArFもしくはにrF
もしくはXeFもしくはXeCj2等のエシキマレーザ
を用いることができる。発振周波数としては連続発振、
略10〜100Hzのパルス発振であっても良い。
Examples of lasers include argon ion laser (hereinafter referred to as Ar laser) with an output of several W to approximately 20W, crylene ion laser (hereinafter referred to as Kr laser) + He-Ne laser, C
02 laser, YAG laser, ArF or rF
Alternatively, an excimer laser such as XeF or XeCj2 can be used. The oscillation frequency is continuous oscillation,
Pulse oscillation of approximately 10 to 100 Hz may be used.

レーザを用いた加熱の特徴は、レーザを試料上で走査し
単結晶化領域を拡大することができる点である。レーザ
走査による単結晶化領域の拡大について説明する。
A feature of heating using a laser is that the single crystallized region can be enlarged by scanning the laser over the sample. Expansion of a single crystallized region by laser scanning will be explained.

第5図fa)もしくは(b)、第6図(a)もしくは(
b)、もしくは第7図(a)もしくは(b)の様に半導
体基体61上に第1のA!62が幅LIOで形成され、
かつ第2のAl63が基体十全面に形成されている試料
を用いる。第2の1!、63上には第5図(b)もしく
は第6図(b)の様に絶縁膜65が全面に形成されてい
ても良い。または、第7図(a) 、 (b)の様に絶
縁膜66が第1のi 62のラインにほぼ直交する様に
ストライブ状に形成されていても良い。
Figure 5 fa) or (b), Figure 6 (a) or (
b) or the first A! on the semiconductor substrate 61 as shown in FIG. 7(a) or (b). 62 is formed with a width LIO,
A sample in which the second Al63 was formed over the entire surface of the substrate was used. Second 1! , 63, an insulating film 65 may be formed over the entire surface as shown in FIG. 5(b) or FIG. 6(b). Alternatively, as shown in FIGS. 7(a) and 7(b), the insulating film 66 may be formed in a stripe shape substantially perpendicular to the first i 62 line.

上述試料にレーザビーム67を第5図(a) 、 (b
)もしくは第7図(a)に線68で示される様に繰返し
走査し、もしくは、第6図(a)、(b)もしくは第7
図(b)に矢印69で示される様に一方向走査する。第
5図(a) 、 (b)もしくは第7図(a)のレーザ
ビームは連続発振Arレーザもしくはパルス発振XeC
Aエキシマレーザを略20〜100μmに集光する。
A laser beam 67 is applied to the above sample in FIGS. 5(a) and 5(b).
) or repeatedly scan as shown by line 68 in FIG. 7(a), or as shown in FIG.
Scanning is performed in one direction as shown by an arrow 69 in FIG. 6(b). The laser beam in Figures 5(a), (b) or 7(a) is a continuous wave Ar laser or a pulsed XeC laser beam.
A excimer laser is focused to approximately 20 to 100 μm.

第6図(a) 、 (b)もしくは第7図(b)の場合
は、例えば、シリンドリカルレンズを用いた光学系70
で円形に集光されているレーザビームを平行ビーム71
にする。
In the case of FIG. 6(a), (b) or FIG. 7(b), for example, the optical system 70 using a cylindrical lens
The laser beam that is focused into a circular shape is transformed into a parallel beam 71.
Make it.

レーザビームもしくは平行レーザビームの走査方向は第
5図(a)もしくは(b)、もしくは第6図<a)もし
くは(b)、もしくは第7図(a)もしくは(b)の様
に、第1のAr2.62のラインにほぼ直角方向に走査
する。
The scanning direction of the laser beam or parallel laser beam is as shown in FIG. 5(a) or (b), or FIG. 6<a) or (b), or FIG. 7(a) or (b). Scanning is performed in a direction approximately perpendicular to the line of Ar2.62.

Si基板上に約7000人の熱酸化5i(hを形成し第
1のAl262用のライン幅り、。が略10μm、第2
の163の厚さ略5000人の第6図(a)の様な試料
においてArレーザな平行ビーム71にして試料上を一
方向(69)に略1 cm/秒の速度で走査する。試料
裏面は、加熱しない。
Approximately 7,000 thermally oxidized 5i (h) were formed on the Si substrate, and the line width for the first Al262 was approximately 10 μm, and the line width for the second Al262 was approximately 10 μm.
In a sample as shown in FIG. 6(a), which has a thickness of 163 mm and about 5,000 people, a parallel Ar laser beam 71 is scanned over the sample in one direction (69) at a speed of about 1 cm/sec. Do not heat the back side of the sample.

Arレーザの出力は略20〜50Wであり試料裏面上で
のレーザパワー密度は略50〜200 KW/cm2で
ある。レーザ加熱雰囲気はH2ガス雰囲気、1気圧であ
る。
The output of the Ar laser is approximately 20 to 50 W, and the laser power density on the back surface of the sample is approximately 50 to 200 KW/cm2. The laser heating atmosphere is an H2 gas atmosphere at 1 atmosphere.

なお基体温度は、レーザ照射部温度をpbs検出器に用
いた放射温度計で測定する。基体温度が略500°C以
上の時第1絶縁膜上のAlを単結晶化することができる
Note that the substrate temperature is measured by measuring the temperature of the laser irradiated part with a radiation thermometer used as a PBS detector. When the substrate temperature is approximately 500° C. or higher, Al on the first insulating film can be made into a single crystal.

次に本発明の適用可能であった線状ヒーターによる加熱
方法について説明する。
Next, a heating method using a linear heater to which the present invention can be applied will be explained.

第8図は、線状ヒーターを用いた加熱方法を説明するた
めの図である。加熱基体82は、加熱基体支持台81上
に置かれる。加熱支持台81は、カーボン製である。加
熱基体82上に線状ヒーター83が配置される。線状ヒ
ーター83もカーボン製であり、電a、84から通電さ
れる。加熱支持台81も加熱支持台裏面に取り付けられ
たヒーター(図示せず)により加熱される。また、線状
ヒーター83は矢印85の方向へ移動する。
FIG. 8 is a diagram for explaining a heating method using a linear heater. The heating substrate 82 is placed on the heating substrate support 81 . The heating support stand 81 is made of carbon. A linear heater 83 is placed on the heating base 82 . The linear heater 83 is also made of carbon, and is energized from the electric wire a, 84. The heating support table 81 is also heated by a heater (not shown) attached to the back surface of the heating support table. Further, the linear heater 83 moves in the direction of the arrow 85.

加熱雰囲気圧力は、大気圧から真空まで圧力によらない
。Al表面の酸化を防ぐためにH2,N2. Arもし
くはそれらの混合ガス雰囲気が望ましい。真空下でも単
結晶化するが、大気圧下の方が装置構成が容易である。
The heating atmosphere pressure does not depend on the pressure, ranging from atmospheric pressure to vacuum. H2, N2. An atmosphere of Ar or a mixed gas thereof is desirable. Although single crystallization occurs under vacuum, the device configuration is easier under atmospheric pressure.

線状ヒーターの直下の部分で第2の八ρの単結晶化が生
じる。このような線状ヒーター加熱により、線状ヒータ
ー直下の基体温度が略550℃以上の基体温度で第2の
Aj2が単結晶化する。なお、基体温度は、PbSを用
いた放射温度計で測定する。
A second 8ρ single crystallization occurs in the area directly below the linear heater. By heating with such a linear heater, the second Aj2 becomes a single crystal at a temperature of the substrate immediately below the linear heater of approximately 550° C. or higher. Note that the substrate temperature is measured with a radiation thermometer using PbS.

線状ヒーターを用いた加熱方式の特徴はレーザを用いた
加熱と同様、加熱領域を走査して、単結晶化領域を拡大
できる点である。
A feature of the heating method using a linear heater is that, like heating using a laser, the heating area can be scanned to enlarge the single crystallization area.

次に本発明の適用可能であったランプによる加熱方法に
ついて説明する。
Next, a heating method using a lamp to which the present invention can be applied will be explained.

第9図は、ランプを用いた加熱方法を説明するための図
である。加熱基体92は、加熱基体支持台91上に置か
れる。加熱支持台91は、カーボン製である。ランプ9
3は、水銀ランプ、Hg−Xeランプ。
FIG. 9 is a diagram for explaining a heating method using a lamp. The heating substrate 92 is placed on the heating substrate support 91 . The heating support stand 91 is made of carbon. lamp 9
3 is a mercury lamp, a Hg-Xe lamp.

Xeランプ、 Xeフラッシュランプ等を用いることが
できる。ランプは線状の構造をしている方が好ましい。
A Xe lamp, a Xe flash lamp, etc. can be used. Preferably, the lamp has a linear structure.

ランプ93からの光は、反射ミラー94で基体表面上で
線状になる様に集光される。加熱支持台91も加熱支持
台裏面に取り付けられたヒーター(図示せず)により加
熱される。また、加熱領域95は、ランプの移動により
加熱基体上を矢印96の方向に移動する。加熱雰囲気圧
力は、大気圧から真空まで圧力によらない。Al表面の
酸化を防ぐためにHz、N2.Arもしくはそれらの混
合ガス雰囲気が望ましい。真空下でも単結晶化するが、
大気圧下の方が装置構成が容易である。
The light from the lamp 93 is focused by a reflecting mirror 94 so as to form a line on the surface of the substrate. The heating support table 91 is also heated by a heater (not shown) attached to the back surface of the heating support table. Further, the heating region 95 moves in the direction of an arrow 96 on the heating substrate due to the movement of the lamp. The heating atmosphere pressure does not depend on the pressure, ranging from atmospheric pressure to vacuum. Hz, N2. An atmosphere of Ar or a mixed gas thereof is desirable. Although it forms a single crystal even under vacuum,
The device configuration is easier under atmospheric pressure.

線状に加熱された領域で第2のAlの単結晶化が生じ、
加熱領域95における温度が略550℃以上の基体温度
で第2の八βが単結晶化する。なお、基体温度は、Pb
Sを用いた放射温度計で測定する。
Second Al single crystallization occurs in the linearly heated region,
The second 8β becomes a single crystal when the substrate temperature in the heating region 95 is approximately 550° C. or higher. Note that the substrate temperature is Pb
Measure with a radiation thermometer using S.

次に本発明の適用可能であった高周波加熱による加熱方
法について説明する。
Next, a heating method using high frequency heating to which the present invention can be applied will be explained.

第10図は、高周波加熱を用いた加熱方法を説明するた
めの図である。加熱基体103は、加熱基体支持台上に
置かれる。101は、カーボン製の支持台である。また
、102は間隔をあけて配設された石英製の板である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a heating method using high frequency heating. The heating substrate 103 is placed on a heating substrate support. 101 is a support made of carbon. Moreover, 102 is a plate made of quartz arranged at intervals.

第1O図の様に基体の置かれた加熱支持台を周囲に設け
られた高周波コイル(図示せず)により加熱する。石英
の板102は、高周波により加熱されないので基体上の
一部104の部分が最も高温に加熱される。
As shown in FIG. 1O, the heating support table on which the substrate is placed is heated by a high frequency coil (not shown) provided around the heating support. Since the quartz plate 102 is not heated by high frequency, a portion 104 on the base is heated to the highest temperature.

ウェハが、矢印105で示される方向に移動することに
より、高温に加熱される領域104もウェハ上を移動す
る。加熱雰囲気圧力は、大気圧からだ真空まで圧力によ
らなかった。A42表面の酸化を防ぐために82.Nz
、Arもしくはそれらの混合ガス雰囲気が望ましい。真
空下でも単結晶化するが、大気圧下の方が装置構成が容
易である。以下の実施例では、雰囲気圧力は大気圧であ
る。
As the wafer moves in the direction indicated by arrow 105, region 104 heated to a high temperature also moves on the wafer. The heating atmosphere pressure was independent of pressure, ranging from atmospheric pressure to vacuum. 82. To prevent oxidation of the A42 surface. Nz
, Ar, or a mixed gas atmosphere thereof is desirable. Although single crystallization occurs under vacuum, the device configuration is easier under atmospheric pressure. In the following examples, the atmospheric pressure is atmospheric pressure.

線状に加熱された領域104で第2のAl1の単結晶化
が生じ、加熱領域104の基体温度が略550℃以上の
基体温度で第2の1を単結晶化できる。
Single crystallization of the second Al1 occurs in the linearly heated region 104, and the second Al1 can be single crystallized at a substrate temperature of approximately 550° C. or higher in the heated region 104.

なお、基体温度は、PbSを用いた放射温度計で測定す
る。
Note that the substrate temperature is measured with a radiation thermometer using PbS.

本発明の適用可能であった電子ビームを用いた加熱方法
について説明する。
A heating method using an electron beam to which the present invention can be applied will be explained.

第11図は、電子ビームを用いた加熱方法を説明するた
めの図である。フィラメント112からの電子ビーム1
13は、集束コイル115、走査コイル、偏向板115
’により加熱基体111上で線状に集束する。基体上で
は、1140部分が線状に高温に加熱される。ウェハが
、矢印116で示される方向に移動することにより、高
温に加熱される領域114もウェハ上を移動する。
FIG. 11 is a diagram for explaining a heating method using an electron beam. Electron beam 1 from filament 112
13, a focusing coil 115, a scanning coil, and a deflection plate 115;
', the light is focused linearly on the heating base 111. On the substrate, a portion 1140 is linearly heated to a high temperature. As the wafer moves in the direction indicated by arrow 116, region 114 heated to a high temperature also moves over the wafer.

/1表面の酸化を抑えるために加熱雰囲気圧力は、高真
空であることが望ましい。略10−’Torr以下の真
空度でAl1は単結晶化する。基体の移動速度は、毎分
路0,5〜10cmである。加熱領域の基体表面温度は
、pbsを用いた放射温度計で測定し、略450℃以上
の時Alを単結晶化することができる。
/1 In order to suppress oxidation of the surface, the heating atmosphere pressure is preferably a high vacuum. Al1 becomes single crystallized at a vacuum degree of about 10-' Torr or less. The speed of movement of the substrate is 0.5-10 cm per minute. The substrate surface temperature in the heating region is measured with a radiation thermometer using PBS, and when the temperature is approximately 450° C. or higher, Al can be single crystallized.

第3図に示した走査型μmRHEED顕微鏡による単結
晶領域の観察手法について説明する。
A method of observing a single crystal region using the scanning μm RHEED microscope shown in FIG. 3 will be described.

走査型μm RHEED顕微鏡は、ExtendedA
bstracts of the 21th Conf
erence on 5olidState Devi
ces and Materials(1989) p
、217およびJapanese Journal o
f Applied Physics vol。
The scanning μm RHEED microscope is ExtendedA
bstructs of the 21st Conf
erence on 5solidState Devi
ces and Materials (1989) p.
, 217 and Japanese Journal o
f Applied Physics vol.

28、No、11(1989) L2075.で開示さ
れた手法である。従来のRHEED(Reflecti
on High EnergyElectron Di
ffraction、反射高速電子線回折)法では、電
子ビームを試料表面に2〜3°の浅い角度で入射させ回
折電子線により生じる回折パターンから試料表面の結晶
性を評価するものであった。しかし、電子ビーム径が、
100μm〜数百μmもあるため、試料表面の平均的な
情報しか得ることができなかった。第3図に示した走査
型μmRHEED顕微鏡は、電子銃20からの電子ビー
ム径を0.1 umまで絞って試料表面の特定微小領域
からの電子線回折パターンを蛍光板23上で観測するこ
とができる。また、電子ビーム21を試料表面上で二次
元的に走査し、回折電子線22を蛍光板23に導き、回
折パターン上の任意の回折斑点強度変化を画像信号26
.26′、 26〜として用いて、回折斑点強度変化に
よる試料表面の二次元的映像(走査μmRHEED像)
をCRT28上に得ることができる。この時、第12図
のように回折パターン上の異なる回折斑点AおよびCを
用いた走査μmRHEED像を観察すると、試料表面に
平行な格子面が、例えば、(100)にそろっていても
面内では回転している結晶粒界を区別して映像化するこ
とができる。ここで、回折斑点Aは、回折パターンの生
じる面と入射電子線の作るサジタル面とが直交する線上
(線C)の回折斑点であり、回折斑点Cは、線β上には
ない回折斑点である。第13図のように、試料表面に平
行な格子面が、例えば(100)ではあるが、結晶粒X
とyでは互いに面内で回転している場合、回折斑点Aを
用いた走査μmRHEED像では、結晶粒Xもyも共に
強度の強い領域として表示される。一方、回折斑点Cを
用いた走査μmRHEED像では、結晶粒Xのみが、強
度の強い領域として表示される。従って、第12図に示
されるような回線斑点AとCを用いた走査μmRHEE
D像を観察すると観察領域の結晶が面内回転を含んだ多
結晶であるか、単結晶であるかを識別することができる
28, No. 11 (1989) L2075. This is the method disclosed in . Conventional RHEED (Reflecti
on High Energy Electron Di
In the ffraction (reflection high-speed electron diffraction) method, an electron beam is incident on the sample surface at a shallow angle of 2 to 3 degrees, and the crystallinity of the sample surface is evaluated from the diffraction pattern generated by the diffraction electron beam. However, the electron beam diameter is
Since the thickness ranged from 100 μm to several hundred μm, only average information about the sample surface could be obtained. The scanning μm RHEED microscope shown in FIG. 3 can narrow down the electron beam diameter from the electron gun 20 to 0.1 um and observe the electron beam diffraction pattern from a specific micro region on the sample surface on the fluorescent screen 23. . In addition, the electron beam 21 is two-dimensionally scanned over the sample surface, the diffracted electron beam 22 is guided to the fluorescent screen 23, and the intensity change of arbitrary diffraction spots on the diffraction pattern is detected as an image signal 26.
.. 26', 26~ are used to obtain a two-dimensional image (scanning μm RHEED image) of the sample surface due to changes in the intensity of diffraction spots.
can be obtained on a CRT28. At this time, when observing a scanning μm RHEED image using different diffraction spots A and C on the diffraction pattern as shown in Figure 12, it is found that even if the lattice planes parallel to the sample surface are aligned (100), for example, the in-plane With this method, rotating grain boundaries can be distinguished and visualized. Here, the diffraction spot A is a diffraction spot on a line (line C) that is perpendicular to the plane where the diffraction pattern occurs and the sagittal plane formed by the incident electron beam, and the diffraction spot C is a diffraction spot that is not on the line β. be. As shown in Fig. 13, although the lattice plane parallel to the sample surface is (100), for example, the crystal grain
When the crystal grains X and y rotate within the plane of each other, in the scanning μm RHEED image using the diffraction spots A, both the crystal grains X and y are displayed as regions with strong intensity. On the other hand, in the scanning μm RHEED image using the diffraction spots C, only the crystal grains X are displayed as regions with high intensity. Therefore, scanning μmRHEE using line spots A and C as shown in FIG.
By observing the D image, it is possible to identify whether the crystal in the observed region is a polycrystal with in-plane rotation or a single crystal.

次に、熱処理によるSiO□上のAlの単結晶化の例に
ついて説明する。
Next, an example of single crystallization of Al on SiO□ by heat treatment will be described.

試料について説明する。The sample will be explained.

単結晶シードパターンは前述した第2図のようなもので
ある。即ち第2図(a)のようなチエッカ−パターンの
場合にはり、の大きさを0.5μmないし20μmとし
たもの、第2図(b)のようなピアホールパターンの場
合にはL3を20μm以下としたもの、第2図(C)の
ようなライン&スペースパターンの場合にはL8が20
μm以下としたものである。そして、このような単結晶
シードパターン上に非単結晶Alを形成したものを試料
として用意した。
The single crystal seed pattern is as shown in FIG. 2 described above. That is, in the case of a checker pattern as shown in FIG. 2(a), the size of the hole is set to 0.5 μm to 20 μm, and in the case of a peer hole pattern as shown in FIG. 2(b), L3 is set to 20 μm. In the case of a line and space pattern as shown in Figure 2 (C), L8 is 20.
It is set to be less than μm. Then, a sample in which non-single crystal Al was formed on such a single crystal seed pattern was prepared.

この試料を、X線回折法で評価したところ、AI!、(
ill)ピークのみが観測された。また電子ビーム径1
00μmないし1mmφの従来のRHEED装置で電子
線回折パターンを観察したところ、第14図(a)に示
すリング状パターンが観察された。
When this sample was evaluated by X-ray diffraction method, AI! ,(
ill) peak was observed. Also, the electron beam diameter is 1
When the electron beam diffraction pattern was observed using a conventional RHEED device with a diameter of 00 μm to 1 mm, a ring-shaped pattern as shown in FIG. 14(a) was observed.

従って全面に堆積したA[は(111)配向の多結晶で
あることがわかった。
Therefore, it was found that the A[ deposited on the entire surface was a (111) oriented polycrystal.

しかし、上記X線回折及び従来RHEED観察では、多
結晶であることが確認されるが、結晶粒の大きさは不明
である。走査形μmRHEED顕微鏡で0.1μmφま
で絞った電子線を用いて電子線回折パターンを観察した
ところ、強度は弱いながら第14図(b)に示す様なス
ポットパターンが観察された。スポット状回折パターン
上の回折斑点強度を用いて走査μmRHEED像を観察
した結果が、第15図(a)である。斜線部が回折斑点
強度の強い領域、白い部分は回折斑点強度の弱い領域で
ある。
However, although the above X-ray diffraction and conventional RHEED observation confirm that it is polycrystalline, the size of the crystal grains is unknown. When the electron beam diffraction pattern was observed using a scanning μmRHEED microscope using an electron beam focused to 0.1 μmφ, a spot pattern as shown in FIG. 14(b) was observed although the intensity was weak. FIG. 15(a) shows the result of observing a scanning μm RHEED image using the intensity of the diffraction spots on the spot-like diffraction pattern. The shaded areas are areas with strong diffraction spots, and the white areas are areas with weak diffraction spots.

斜線部類域の大きさから結晶粒の大きさが略々数〜10
μmオーダであることがわかる。
Based on the size of the shaded area, the grain size is approximately several to 10
It can be seen that it is on the order of μm.

同一試料を走査型μ−RHEED顕微鏡中で550°C
,15分加熱した後、電子線回折パターン及び走査μm
RHEED像を観測した。電子線回折パターンは、加熱
前よりも強度が強い第14図(b)の様なスポットパタ
ーンが観察された。第14図(b)の回折パターンは回
折斑点の出現する位置からAl(111)面に[101
]方向から電子線を入射させた時に生ずる回折パターン
であることがわかった。
The same sample was incubated at 550°C in a scanning μ-RHEED microscope.
, After heating for 15 minutes, electron diffraction pattern and scanning μm
RHEED images were observed. In the electron beam diffraction pattern, a spot pattern as shown in FIG. 14(b) was observed, which had a stronger intensity than before heating. The diffraction pattern in FIG. 14(b) shows the [101
] It was found that this is a diffraction pattern that occurs when an electron beam is incident from the direction.

第14図(b)の回折パターン上の回折斑点A (11
1回折斑点)及び回折斑点C(202回折斑点)の強度
を用いて走査μmRHEED像を観察した結果が、第1
5図(b)及び(C)である。試料表面上のどの位置に
おいても回折斑点A及びCは共に強く、観察領域が全て
単結晶になっていることが確認された。すなわち、Si
O□上のへβ薄膜であってもAl下層に単結晶AΩが存
在すると熱処理によって単結晶化することが確認された
。熱処理後の試料をX線回折装置で評価したところl 
(111)ピークのみが観測され、また従来のRHEE
D装置で電子線回折パターンを観察したところ第14図
(b)の様に単結晶を示すスポットパターンが観測され
た。
Diffraction spots A (11
The results of observing the scanning μm RHEED image using the intensities of diffraction spots C (1 diffraction spot) and diffraction spot C (202 diffraction spots) are the first
5 (b) and (C). Diffraction spots A and C were both strong at any position on the sample surface, and it was confirmed that the entire observation area was a single crystal. That is, Si
It was confirmed that even if a β thin film is formed on O□, if single crystal AΩ is present in the Al lower layer, it becomes single crystallized by heat treatment. When the sample after heat treatment was evaluated using an X-ray diffraction device,
Only the (111) peak was observed, and the conventional RHEE
When the electron beam diffraction pattern was observed using a D device, a spot pattern indicating a single crystal was observed as shown in FIG. 14(b).

次に別の試料を用いて単結晶化を観測した。この試料は
第16図(a)に示されるようにSi基体上に熱酸化法
により1μm厚の酸化シリコン膜が形成されたものであ
り、この酸化シリコン膜にはドライエツチングによりS
i表面が露出した開口(Si開口部)が開けられている
Next, single crystallization was observed using another sample. In this sample, as shown in FIG. 16(a), a 1 μm thick silicon oxide film was formed on a Si substrate by a thermal oxidation method, and this silicon oxide film was etched with S by dry etching.
An opening (Si opening) is opened to expose the i surface.

第16図(a)の領域(I)内には、第2図(a)。In the area (I) of FIG. 16(a), there is the area shown in FIG. 2(a).

(b)、(c)に示される様なチエッカ−パターン、も
しくはピアホールパターンもしくはライン&スペースが
形成されている。領域(II)では、上記チエッカ−パ
ターン、もしくはピアホールパターンもしくはライン&
スペースの形成されていない領域、すなわち全面SiO
□である領域である。第16図(a)に示す様に5iO
zのパターニングされた基体上に、DMAHとH,を用
いたCVD法でまずSi開口部のみに選択的に第1の八
ρを堆積し、表面改質工程の後、第2のAfAlを基体
全面に堆積した。
A checker pattern, a pier hole pattern, or a line and space as shown in (b) and (c) is formed. In area (II), the above-mentioned checker pattern, peer hole pattern or line &amp;
A region where no space is formed, that is, the entire SiO
□ is the area. As shown in Figure 16(a), 5iO
On the substrate patterned with z, the first 8ρ is selectively deposited only on the Si openings by CVD using DMAH and H, and after the surface modification step, the second AfAl is deposited on the substrate. It was deposited all over the surface.

Aj2を堆積後、X線回折法で評価したところ1.1(
111)ピークのみが観測された。また、電子ビーム径
が100μm〜1mmφの従来R)(EED装置で電子
線回折パターンを観察したところ第14図(a)に示す
ようなリング状パターンが観測された。
After depositing Aj2, it was evaluated by X-ray diffraction method and found to be 1.1 (
111) Only the peak was observed. Further, when the electron beam diffraction pattern was observed using an EED apparatus (conventional R) with an electron beam diameter of 100 μm to 1 mmφ, a ring-shaped pattern as shown in FIG. 14(a) was observed.

従って、全面に堆積したA[が(111)配向の多結晶
であることが確認された。ついで、走査型μRHEED
顕微鏡で0.1μmまで電子線を絞った電子線を用いて
電子線回折パターンを観察したところ、強度は弱いなが
ら第14図(b)に示すようなスポットパターンが観測
された。スポット状回折パターン上の回折斑点強度を用
いて走査μmRHEED像を観察したことろ第15図(
a)の様に、数〜10μmの結晶粒からなる多結晶であ
った。
Therefore, it was confirmed that the A deposited on the entire surface was a (111) oriented polycrystal. Next, scanning μRHEED
When the electron beam diffraction pattern was observed using a microscope using an electron beam narrowed down to 0.1 μm, a spot pattern as shown in FIG. 14(b) was observed although the intensity was weak. Figure 15 (
As shown in a), it was polycrystalline consisting of crystal grains of several to 10 μm.

この試料を、走査μmR)IEED顕微鏡内で645℃
、15分加熱した後、電子線回折パターン、及び走査μ
mRHEED像を観察した。電子線回折パターンは加熱
前よりも強度の強い、第14図(b)に示すようなスポ
ットパターンが観察された。第14図(b)の回折パタ
ーンは、回折斑点の出現する位置からAl(111)面
に[101]方向から電子線を入射させたときに生じる
回折パターンであることがオ)かった。第14図(b)
の回折パターン上の回折斑点A (111回折斑点)及
び回折斑点C(202回折斑点)の強度を用いて走査μ
mRHEED像を観察した結果が第16図(b)及び(
c)である。第16図(b)および(c)において斜線
部が回折斑点強度の強い領域である。第16図(b) 
、 (c)共に強度の強い領域は(111)単結晶であ
る。第16図(b)及び(clから単結晶化した領域が
Si開口部の形成された領域(1)から略1104zで
あることがわかった。すなわち熱処理によって、Al下
層部にSi露出部がな(ともパターンの形成された領域
(I)から略10μmの距離の部分まで単結晶化するこ
とが確認された。
The sample was scanned at 645°C in a scanning μmR) IEED microscope.
, after heating for 15 minutes, electron diffraction pattern, and scanning μ
mRHEED images were observed. In the electron beam diffraction pattern, a spot pattern as shown in FIG. 14(b) was observed, which was stronger in intensity than before heating. The diffraction pattern shown in FIG. 14(b) was found to be a diffraction pattern generated when an electron beam was incident on the Al (111) surface from the [101] direction from the position where the diffraction spots appeared. Figure 14(b)
Scan μ using the intensities of diffraction spots A (111 diffraction spots) and diffraction spots C (202 diffraction spots) on the diffraction pattern of
The results of observing the mRHEED images are shown in Figure 16 (b) and (
c). In FIGS. 16(b) and 16(c), the shaded areas are regions with strong diffraction spots. Figure 16(b)
, (c) The region with high intensity is a (111) single crystal. Figure 16(b) and (It was found that the region single crystallized from cl was approximately 1104z from the region (1) where the Si opening was formed. That is, by heat treatment, there was no Si exposed part in the Al lower layer. (It was confirmed that single crystallization occurred up to a distance of approximately 10 μm from the region (I) where the pattern was formed.

領域(I)に形成したパターンは、第2図の(a)チエ
ッカ−パターン、(b)  ピアホールパターン、(C
)ライン&スペースパターンのいずれの場合も、領域(
I)から略10μmの範囲にわたって単結晶化した。
The patterns formed in area (I) are (a) checker pattern, (b) pier hole pattern, (C
) For both line & space patterns, the area (
A single crystal was formed over a range of about 10 μm from I).

SiO□厚さが500人〜1μmの時、SiO2厚さに
よらず、熱処理によって単結晶化する領域は、第16図
(b)及び(c) と同様であった。また、5i02上
(ご全面に堆積するAl膜厚が500人〜1μmであっ
ても単結晶化する領域は第16図(b)及び(c)と同
様であった。
When the SiO□ thickness was 500 to 1 μm, the region that became single crystallized by heat treatment was the same as that shown in FIGS. 16(b) and 16(c), regardless of the SiO2 thickness. Further, even when the thickness of the Al film deposited on the entire surface of 5i02 was 500 to 1 μm, the region where single crystallization occurred was similar to that shown in FIGS. 16(b) and 16(c).

レーザによる加熱、線状ヒーターによる加熱高周波加熱
、電子ビーム加熱の様に基体上の加熱領域が移動する様
な加熱方法の場合の単結晶化領域は、以下の様にして測
定した。
The single crystallization area in the case of a heating method in which the heating area on the substrate moves, such as laser heating, heating high frequency heating using a linear heater, or electron beam heating, was measured as follows.

第17図(a)の領域(IIT)には、第16図(a)
の領域(I)と同様チエッカ−パターン、ピアホールパ
ターン、ライン&スペースパターンが形成されており、
第17図(a)の領域(IV )には第1絶縁膜が形成
されている。この様な基体に第1のAlおよび第2の/
lが形成されている。
The area (IIT) in FIG. 17(a) includes the region (IIT) in FIG. 16(a).
Similar to area (I), a checker pattern, a pier hole pattern, and a line & space pattern are formed.
A first insulating film is formed in region (IV) of FIG. 17(a). The first Al and the second /
l is formed.

第2のAlは堆積した状態では、粒径数ないし10μm
の多結晶である。
In the deposited state, the second Al has a grain size of several to 10 μm.
It is polycrystalline.

第5図の様なレーザビームでは、第17図(a)のχ方
向に走査する。また第6図の様な平形平行レーザを用い
た場合、ランプ加熱、 RF加熱、電子ビーム加熱にお
いてはχ方向に加熱領域を移動する。
A laser beam as shown in FIG. 5 scans in the χ direction in FIG. 17(a). Furthermore, when a flat parallel laser as shown in FIG. 6 is used, the heating region is moved in the χ direction in lamp heating, RF heating, and electron beam heating.

加熱処理後の走査μ−RHEED顕微鏡による観察結果
を第17図(b) 、 (c)に示す。走査型μmRH
EED顕微鏡による電子線回折パターンは、加熱前より
も強度の強い、第14図(b)に示すようなスポットパ
ターンが観察された。第14図(b)の回折パターン上
の回折斑点A (111回折斑点)および回折斑点C(
202回折斑点)の強度を用いて走査μmRHEED像
を観察したことろ、例えば第17図(b)、および(c
)に示す走査μmRHEED像が観察された。斜線部が
回折斑点強度の強い領域を示している。回折斑点AとC
の両方が強い領域が(111)単結晶領域である。
The results of observation using a scanning μ-RHEED microscope after the heat treatment are shown in FIGS. 17(b) and 17(c). Scanning μmRH
In the electron beam diffraction pattern obtained using an EED microscope, a spot pattern as shown in FIG. 14(b) was observed, which was stronger in intensity than before heating. Diffraction spots A (111 diffraction spots) and diffraction spots C (
17(b) and (c).
) A scanning μm RHEED image was observed. The shaded area indicates a region with strong diffraction spot intensity. Diffraction spots A and C
A region in which both of these are strong is a (111) single crystal region.

第17図(c)において、L8の距離を測定すれば、加
熱により単結晶化した領域を知ることができる。
In FIG. 17(c), by measuring the distance L8, it is possible to know the region that has become single crystallized by heating.

なお、第17図(a)は、第17図(b)および(c)
と同一個所に形成された絶縁膜のパターンで、上記試料
では領域(III)には第1のAlが1本だけ存在して
いる。また加熱領域の移動方向は第17図fa)のχ方
向である。第17図(c)ではL8は略10μmの様に
示しであるがレーザアニール、線状ヒータ加熱、ランプ
加熱、 RF加熱、電子ビーム加熱をおこなった試料で
はL8は略1cmに達した。
Note that FIG. 17(a) is similar to FIG. 17(b) and (c).
In the above sample, only one first Al layer exists in region (III). Further, the moving direction of the heating region is the χ direction in FIG. 17fa). Although L8 is shown as approximately 10 μm in FIG. 17(c), L8 reached approximately 1 cm in samples subjected to laser annealing, linear heater heating, lamp heating, RF heating, and electron beam heating.

すなわち、熱処理によってAj2下層部にSi露出部が
な(ともパターンの形成された領域から略1cmの距離
の部分まで単結晶化することが確認された。
That is, it was confirmed that the heat treatment caused no Si exposed portion in the lower layer of Aj2 (in other words, a portion approximately 1 cm away from the region where the pattern was formed was formed into a single crystal).

単結晶化したSiO□上のAlについてエレクトロマイ
グレーション耐性を測定した。従来のスパッタ法による
A[もしくはAA−3i配線では、250℃、l Xl
06A/cm2の通電試験下で、配線断面積が1μm2
の場合、1×102〜103時間程度の平均配線寿命が
得られていた。これに対し本発明に基づく単結晶1配糾
は、上記試験において断面積1μm2の配線で104〜
10’時間の配線寿命が得られた。また、配線幅0.8
μm、配線厚さ0.3μmの配線においても上記試験で
、103〜104時間の平均配線寿命が得られた。
Electromigration resistance of Al on single crystallized SiO□ was measured. A [or AA-3i wiring by conventional sputtering method, 250°C, l
Under the current test of 06A/cm2, the wiring cross-sectional area is 1μm2
In this case, an average wiring life of about 1×10 2 to 10 3 hours was obtained. On the other hand, in the above test, the single crystal 1 arrangement based on the present invention had a wiring with a cross-sectional area of 1 μm2.
A wiring life of 10' hours was obtained. Also, the wiring width is 0.8
In the above test, an average wiring life of 103 to 104 hours was obtained even in a wiring having a thickness of 0.3 μm.

また、単結晶化した八βを略1μmの幅に加工しプラズ
マCVD法によるシリコン窒化膜を堆積し、雰囲気温度
150℃、1000時間のストレスを加えて、断線の生
じる割合を測定した。長さ1+nmの配線において、従
来スパッタAj2では、1000本のラインの断線率1
0〜20%であるのに対し、本発明による単結晶Alで
は、1000本のラインにおいて断線は生じなかった。
Further, a single crystallized 8β was processed into a width of approximately 1 μm, a silicon nitride film was deposited by plasma CVD, and stress was applied for 1000 hours at an ambient temperature of 150° C., and the rate of disconnection was measured. For wiring with a length of 1+nm, conventional sputtering Aj2 has a disconnection rate of 1 for 1000 lines.
In contrast, in the single crystal Al according to the present invention, no disconnection occurred in 1000 lines.

すなわち、単結晶1配糾により、EM、 SM耐悸を格
段に向上させることが可能であった。
In other words, it was possible to significantly improve the EM and SM palpitation resistance by disposing one single crystal.

(実施例1) まず、測定した試料の作製方法は以下の通りである。試
料の断面形状を第1図(a)に示す。
(Example 1) First, the method for preparing the sample to be measured is as follows. The cross-sectional shape of the sample is shown in FIG. 1(a).

Siウェハ上を水素燃焼方式(H2:4℃/min、0
2: 2℃/m1n)により1000°Cの温度で熱酸
化を行った。Siウェハの面方位は(ioo)及び(1
11)を用いた。このSiウェハ全体にフォトレジスト
を塗布し、露光機により所望のパターンを焼き付けた。
Hydrogen combustion method (H2: 4℃/min, 0
2: 2°C/m1n) at a temperature of 1000°C. The plane orientation of the Si wafer is (ioo) and (1
11) was used. A photoresist was applied to the entire Si wafer, and a desired pattern was printed using an exposure machine.

フォトレジストを現像後、反応性イオンエツチング(R
IE)などでフォトレジストをマスクとして下地の5i
O7をエツチングし、部分的にSi表面を露出させた。
After developing the photoresist, reactive ion etching (R
IE), etc., using a photoresist as a mask to remove the underlying 5i.
O7 was etched to partially expose the Si surface.

次に、上記Siウェハに減圧CVD法により11膜を堆
積した。原料ガスにはジメチルアルミニウムハイドライ
ドと水素を用いた。堆積温度は、略270℃、堆積時の
反応管内圧力は、略1.5Torrである。まずSi表
面の露出した表面のみにAn (第1のi)を選択的に
堆積し、l膜厚が5in2膜厚と同じになったところで
表面改質工程を行い、その後、 Al(第2のAl)を
Siウェハ全面に堆積した。表面改質工程として、減圧
CVD装置内にプラズマを発生させた。
Next, 11 films were deposited on the Si wafer by low pressure CVD. Dimethylaluminum hydride and hydrogen were used as raw material gases. The deposition temperature is approximately 270° C., and the pressure inside the reaction tube during deposition is approximately 1.5 Torr. First, An (first i) is selectively deposited only on the exposed surface of the Si surface, and a surface modification process is performed when the l film thickness becomes the same as the 5in2 film thickness. Al) was deposited on the entire surface of the Si wafer. As a surface modification step, plasma was generated in a low pressure CVD apparatus.

測定した試料に形成された5102パターン形状、An
膜厚は、以下の通りである。SiO□膜厚は、1000
人、  2500人、  5000人、  7500人
、  10000  人の5種類である。Siウェハ上
に形成されたパターンは第2図(a)に示すチエッカ−
パターンである。
5102 pattern shape formed on the measured sample, An
The film thickness is as follows. SiO□ film thickness is 1000
There are five types: 2,500 people, 5,000 people, 7,500 people, and 10,000 people. The pattern formed on the Si wafer is checked by the checker shown in Fig. 2(a).
It's a pattern.

チエッカ−のサイズL1は、0.25.0.5,1. 
2゜3、5.10.20μmの8種類である。ウェハ全
面に堆積したAl(第1図の第2のAl、4)の厚さは
、1000人、  2500人、  5000人、  
7500人、  10000人の5種類である。上記の
工程を経て作製した試料を第3図に示した走査型μmR
HEED顕微鏡に装填し、電子線回折パターン観察、走
査μ−RHEED像観察をおこなった。ついで、ヒータ
ーに通電して、試料を加熱し、再度電子線回折パターン
、走査μmRHEED像を観察した。走査型μmR)I
EED顕微鏡で加熱した条件は、(1)550℃、6時
間、(2)600℃、2時間、(3) 645℃、15
分間、(4)670℃、5分間、(5)700℃、5分
間の5水準である。
The checker size L1 is 0.25.0.5,1.
There are eight types: 2°3, 5, 10, and 20 μm. The thickness of Al deposited on the entire surface of the wafer (second Al, 4 in Figure 1) is 1000, 2500, 5000,
There are five types: 7,500 people and 10,000 people. The scanning μmR sample prepared through the above steps is shown in Figure 3.
It was loaded into a HEED microscope, and electron beam diffraction pattern observation and scanning μ-RHEED image observation were performed. Then, the heater was energized to heat the sample, and the electron beam diffraction pattern and scanning μm RHEED image were observed again. Scanning μmR)I
The conditions for heating with the EED microscope were (1) 550°C, 6 hours, (2) 600°C, 2 hours, (3) 645°C, 15
(4) 670°C for 5 minutes, and (5) 700°C for 5 minutes.

Aj2を堆積後、走査μmRHEED顕微鏡へ装填する
前にX線回折法で評価したところ、SiO□膜厚、チエ
ッカ−サイズ、第2のAlの膜厚によらずいずれの試料
も1(111)ピークのみが観測された。また、電子ビ
ーム径が100μm〜1mmφの従来RHEED装置で
電子線回折パターンを観察したところ、いずれの試料も
第14図(a)に示すようなリング状パターンが観察さ
れた。従って、全面に堆積した。lが(1,11)配向
の多結晶であることが確認された。
After depositing Aj2 and before loading it into a scanning μm RHEED microscope, it was evaluated by X-ray diffraction, and all samples showed a 1 (111) peak regardless of the SiO□ film thickness, checker size, and second Al film thickness. only was observed. Further, when electron beam diffraction patterns were observed using a conventional RHEED device with an electron beam diameter of 100 μm to 1 mmφ, a ring-shaped pattern as shown in FIG. 14(a) was observed in all samples. Therefore, it was deposited on the entire surface. It was confirmed that l was a polycrystal with a (1,11) orientation.

走査型μ−R)(EED顕微鏡に試料を装填し、01μ
mまで電子線を絞った電子線を用いて電子線回折パター
ンを観察したところ、強度は弱いながら第14図(b)
に示すようなスポットパターンが観察された。スポット
状回折パターン上の回折斑点強度を用いて走査μmR)
IEED像を観察したところ第15図(a)の様に、数
〜10μmの結晶粒からなる多結晶であった。
Scanning μ-R) (Load the sample on the EED microscope and
When the electron beam diffraction pattern was observed using an electron beam narrowed down to m, the intensity was weak but as shown in Figure 14(b).
A spot pattern as shown in is observed. Scanning using the diffraction spot intensity on the spot-like diffraction pattern μmR)
When the IEED image was observed, it was found to be polycrystalline, consisting of crystal grains of several to 10 μm, as shown in FIG. 15(a).

次いで、走査μ−RHEED顕微鏡内で、先に示した5
水準の熱処理を行った後、電子線回折パターン、及び走
査μmRHEED像を観察した。Siラウェの面方位、
5i02膜厚、チエッカ−サイズ、第2のAl2の膜厚
によらず、いずれの試料も電子線回折パターンは加熱前
よりも強度の強い、第14図(b)に示すようなスポッ
トパターンが観察された。第14図(b)の回折パター
ンは、回折斑点の出現する位置からAl(111)面に
[101)方向から電子線を入射させたときに生じる回
折パターンであった。第14図(b)の回折パターン上
の回折斑点A(111回折斑点)及び回折斑点C(20
2回折斑点)の強度を用いて走査μmRHEED像を観
察した結果は第15図(b)及び(c)と同様であった
。第15図(b)および(c)において斜線部が回折斑
点強度の強い領域である。観察したチエッカ−パターン
の形成された上に堆積したAff膜では回折斑点AもC
も共に強く、熱処理によって単結晶化したことが確認さ
れた。熱処理後の試料を従来のRHEED装置で電子線
回折パターンを観察したところ、いずれの試料において
も第14図(b)の様な単結晶を示すスポットパターン
が観察された。
Then, in a scanning μ-RHEED microscope, the 5
After a standard heat treatment, an electron diffraction pattern and a scanning μm RHEED image were observed. Si rawe plane orientation,
Regardless of the 5i02 film thickness, checker size, or second Al2 film thickness, the electron beam diffraction pattern of all samples was stronger than that before heating, and a spot pattern as shown in Figure 14(b) was observed. It was done. The diffraction pattern shown in FIG. 14(b) was a diffraction pattern generated when an electron beam was incident on the Al (111) surface from the [101) direction from the position where the diffraction spots appeared. Diffraction spots A (111 diffraction spots) and diffraction spots C (20
The results of observing a scanning μm RHEED image using the intensity of 2 diffraction spots) were similar to those shown in FIGS. 15(b) and (c). In FIGS. 15(b) and 15(c), the shaded areas are regions with strong diffraction spots. In the Aff film deposited on the observed checker pattern, both diffraction spots A and C
Both were strong, and it was confirmed that they were single-crystalized by heat treatment. When the electron beam diffraction patterns of the heat-treated samples were observed using a conventional RHEED apparatus, spot patterns indicating single crystals as shown in FIG. 14(b) were observed in all samples.

670℃、5分間及び700℃、5分間の2条件の熱処
理では、5iOz上のA[膜は単結晶化したが、熱処理
後A4膜の膜厚に不均一が生じていた。また、熱処理後
、光電子分光法(ESCA)、オージェ電子分光法(A
ES)による深さ方向分布を測定したところ、SiO□
と第2の、lの界面で、lとSi、 Oの解は出しが観
察された。また、500℃、6時間の熱処理では、単結
晶化を生じなかった。
In heat treatment under two conditions: 670° C. for 5 minutes and 700° C. for 5 minutes, the A film on 5 iOz became single crystal, but non-uniformity occurred in the thickness of the A4 film after the heat treatment. In addition, after heat treatment, photoelectron spectroscopy (ESCA), Auger electron spectroscopy (A
When the depth distribution was measured by ES), it was found that SiO□
At the second, l interface, a solution of l, Si, and O was observed. Moreover, single crystallization did not occur in heat treatment at 500° C. for 6 hours.

(実施例2) 実施例1と同様の手順で第1図(a、)に示すような断
面を有する試料を作製し、走査型μmRHEED顕微鏡
に試料を装填し、熱処理をおこなった。
(Example 2) A sample having a cross section as shown in FIG. 1(a) was prepared in the same manner as in Example 1, and the sample was loaded into a scanning μm RHEED microscope and heat-treated.

実施例1と異なるのは、Siウェハ上に形成したパター
ン形状である。Siウェハ上のパターンは、第2図(b
)に示すピアホールパターンである。
The difference from Example 1 is the pattern shape formed on the Si wafer. The pattern on the Si wafer is shown in Figure 2 (b).
) is the peer hole pattern shown in

ピアホールのサイズL2は、0.25.0.5.1 、
25μmの5種類、A3は、1,2,5,10.20g
mの5種類である。Al. A3の組合せでできる25
種類のピアホールパターンを形成した。5iCh膜厚、
ウェハ全面に堆積したAl2(第1図の第2のAl、4
)の厚さは、実施例1と同様である。
The size L2 of the peer hole is 0.25.0.5.1,
5 types of 25μm, A3: 1, 2, 5, 10.20g
There are five types of m. Al. 25 can be made by combining A3
Various types of pier hole patterns were formed. 5iCh film thickness,
Al2 deposited on the entire surface of the wafer (second Al in Fig. 1, 4
) is the same as in Example 1.

上記の工程を経て作製した試料を実施例1と同様の手順
で試料の熱処理及び観察を行った。試料の熱処理条件も
実施例1と同様である。
The sample prepared through the above steps was heat-treated and observed in the same manner as in Example 1. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example 1.

実施例1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RHE
ED装置による電子線回折パターン観察、走査μmRH
EED顕微鏡による電子線回折パターン及び走査μmR
HEED像観察から、全面に堆積したAff (第2の
Al2)は、いずれの試料においても、数〜lOμm程
度の結晶粒からなる(111)配向多結晶であった。
As in Example 1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RHE
Electron beam diffraction pattern observation using ED device, scanning μmRH
Electron diffraction pattern and scanning μmR by EED microscope
From HEED image observation, the Aff (second Al2) deposited on the entire surface was found to be (111)-oriented polycrystals consisting of crystal grains of several to 10 μm in size in all samples.

次いで、走査μmRHEED顕微鏡内で、先に示した5
水準の熱処理を行った後、電子線回折パターン、及び走
査、、 −R1(EED像を観察したところ、実施例1
と同様、Siウェハの面方位、5102膜厚、ピアホー
ル寸法、第2のAl2の膜厚によらず、いずれの試料も
電子線回折パターンは加熱前よりも強度の強い、第14
図(b)に示すようなスポットパターンが観察された。
Then, in a scanning μm RHEED microscope, the 5
After performing the standard heat treatment, the electron beam diffraction pattern and scanning, -R1 (When observing the EED image, Example 1
Similarly, regardless of the Si wafer surface orientation, 5102 film thickness, pier hole dimensions, and second Al2 film thickness, the electron diffraction pattern of all samples is stronger than that before heating.
A spot pattern as shown in Figure (b) was observed.

第14図(b)の回折パターン上の回折斑点A (11
1回折斑点)及び回折斑点C(202回折斑点)の強度
を用いて走査μmRHEED像を観察したところ、実施
例1と同様、第15図(b)及び(c)と同様の走査μ
mRHEED像が観察された。すなわち、ピアホールパ
ターンの形成された上に堆積したAl膜では回折斑点A
もCも共に強(、熱処理によって単結晶化したことが確
認された。
Diffraction spots A (11
When scanning μm RHEED images were observed using the intensities of diffraction spots (1 diffraction spots) and diffraction spots C (202 diffraction spots), the same scanning μ as in FIGS. 15(b) and (c) was observed, as in Example 1.
mRHEED images were observed. In other words, in the Al film deposited on the pier-hole pattern, the diffraction spots A
It was confirmed that both C and C were formed into single crystals by heat treatment.

実施例1と同様、670℃、5分間及び700℃、5分
間の2の条件の熱処理では、5i02上のl膜は単結晶
化したが、熱処理後入ρ朦の膜厚に不均一が生じていた
。また、熱処理後、光電子分光法(ESCA)、オージ
ェ電子分光法(AES)による深さ方向分布を測定した
ところ、SiO□と第2のA!の界面でAlとSi、 
0の解は出しが観察された。また、500℃、6時間の
熱処理では、単結晶化を生じなかった。
As in Example 1, the l film on 5i02 was made into a single crystal by the heat treatment under the conditions of 670°C for 5 minutes and 700°C for 5 minutes, but the film thickness became non-uniform during the heat treatment. was. In addition, after the heat treatment, the depth distribution was measured by photoelectron spectroscopy (ESCA) and Auger electron spectroscopy (AES), and it was found that SiO□ and the second A! At the interface of Al and Si,
A solution of 0 was observed. Moreover, single crystallization did not occur in heat treatment at 500° C. for 6 hours.

(実施例3) 実施例1と同様の手順で第1図(a)に示すような断面
を有する試料を作製し、走査型μmR1(EED顕微鏡
に試料を装填し、熱処理をおこなった。
(Example 3) A sample having a cross section as shown in FIG. 1(a) was prepared using the same procedure as in Example 1, and the sample was loaded into a scanning μmR1 (EED microscope) and heat-treated.

実施例1と異なるのは、Siウェハ上に形成したパター
ン形状である。Siウェハ上のパターンは、第2図(c
)に示すライン&スペースパターンである。ライン&ス
ペースのサイズL4は、0.25.0.5i、2.5g
mの5種類、L5は、1,2,5゜10、20μmの5
種類である。L4. L5の組合せでできる25種類の
ライン&スペースパターンを形成した。SiO□膜厚、
ウェハ全面に堆積したAl(第1図の第2の、l、4)
の厚さは、実施例1と同様である。上記の工程を経て作
製した試料を実施例1と同様の手順で試料の熱処理及び
観察を行った。試料の熱処理条件も実施例1と同様であ
る。
The difference from Example 1 is the pattern shape formed on the Si wafer. The pattern on the Si wafer is shown in Figure 2 (c
) is the line and space pattern shown in the figure. Line & space size L4 is 0.25.0.5i, 2.5g
5 types of m, L5 of 1, 2, 5° 10, 20 μm
It is a kind. L4. 25 types of line and space patterns were formed by combining L5. SiO□ film thickness,
Al deposited on the entire surface of the wafer (second, l, 4 in Fig. 1)
The thickness is the same as in Example 1. The sample prepared through the above steps was heat-treated and observed in the same manner as in Example 1. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example 1.

実施例1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RHE
EI)装置による電子線回折パターン観察、走査μmR
HEED顕微鏡による電子線回折パターン&び走査μm
RHEED像観察から、全面に堆積したAl(第2の八
ρ)は、いずれの試料においても、数〜10μm程度の
結晶粒からなる(111)配向多結晶であった。
As in Example 1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RHE
EI) Electron beam diffraction pattern observation using equipment, scanning μmR
Electron diffraction pattern & scanning μm by HEED microscope
From observation of RHEED images, the Al (second 8 ρ) deposited on the entire surface was (111)-oriented polycrystalline consisting of crystal grains of about several to 10 μm in all samples.

次いで、走査μmR1(EED顕微鏡内で、先に示した
5水準の熱処理を行った後、電子線回折パターン、及び
走査μmRl(E E D像を観察したところ、実施例
1と同様、Siウェハの面方位、5102膜厚、ライン
&スペース寸法、第2のiの膜厚によらず、いずれの試
料も電子線回折パターンは加熱前よりも強度の強い、第
14図(b)に示すようなスポットパターンが観察され
た。第14図(b)の回折パターン上の回折斑点A (
111回折斑点)及び回折斑点C(202回折斑点)の
強度を用いて走査μ−RHEED像を観察したところ、
実施例2と同様、第15図(b)及び(c)の様な走査
u −RHEED像が観察された。すなわち、ライン&
スペースパターンの形成された上に堆積したl膜では回
折斑点AもCも共に強く、熱処理によって単結晶化した
ことが確認された。
Next, after performing the five levels of heat treatment shown above in the scanning μmR1 (EED microscope), the electron beam diffraction pattern and the scanning μmR1 (E E D image were observed. As in Example 1, the Si wafer was Regardless of the plane orientation, 5102 film thickness, line and space dimensions, and the second i film thickness, the electron beam diffraction pattern of all samples was stronger than before heating, as shown in Figure 14 (b). A spot pattern was observed. Diffraction spots A (
When the scanning μ-RHEED image was observed using the intensities of diffraction spots C (111 diffraction spots) and diffraction spots C (202 diffraction spots),
As in Example 2, scanning u-RHEED images as shown in FIGS. 15(b) and 15(c) were observed. i.e. line &
In the L film deposited on the space pattern, both diffraction spots A and C were strong, and it was confirmed that the film was made into a single crystal by the heat treatment.

実施例1と同様、670℃、5分間及び700°C15
分間の2条件の熱処理では、5i02上のAl膜は単結
晶化したが、熱処理後+1膜の膜厚に不均一が生じてい
た。また、熱処理後、光電子分光法(ESCA)、オー
ジェ電子分光法(AES)による深さ方向分布を測定し
たところ、SiO□と第2のAlの界面でAlとSiと
Oの解は出しが観察された。また、500℃、6時間の
熱処理では、単結晶化を生じなかった。
Same as Example 1, 670°C for 5 minutes and 700°C15
In the heat treatment for two minutes, the Al film on 5i02 became single crystallized, but after the heat treatment, the thickness of the +1 film was non-uniform. In addition, after the heat treatment, when the depth distribution was measured by photoelectron spectroscopy (ESCA) and Auger electron spectroscopy (AES), it was observed that the solution of Al, Si, and O appeared at the interface between SiO□ and the second Al. It was done. Moreover, single crystallization did not occur in heat treatment at 500° C. for 6 hours.

(実施例4) 実施例1と同様の手順で第1図(a)に示すような断面
を有する試料を作製し、走査型μ−RHEED顕微鏡に
試料を装填し、熱処理をおこなった。
(Example 4) A sample having a cross section as shown in FIG. 1(a) was prepared in the same manner as in Example 1, and the sample was loaded into a scanning μ-RHEED microscope and heat-treated.

実施例1と異なるのは、Siウェハ上に形成したパター
ン形状である。Siウェハ上のパターンについて説明す
る。第16図(a)に示されるように領域(1)では5
iChに開口部が形成されているが、領域(n)には、
Si開口部がな(5i02が全面に形成されている。領
域(I)に形成されているパターンは第2図(a) 、
 (b) 、 (c)に示されるチエッカ−パターン、
ピアホールパターン、ライン&スペースパターンである
。チエッカ−の寸法L1は、0.250.5,1,2,
3.5umの6種類である。ピアホールのサイズL2は
、0.25.0.5,1.2.5gmの5種類、L3は
、1,2.5μmの3種類である。L2. L、の組合
せでできる15種類のピアホールパターンを形成した。
The difference from Example 1 is the pattern shape formed on the Si wafer. The pattern on the Si wafer will be explained. As shown in FIG. 16(a), in area (1), 5
An opening is formed in iCh, but in region (n),
There are many Si openings (5i02) formed on the entire surface.The pattern formed in region (I) is shown in Fig. 2(a).
Checker patterns shown in (b) and (c),
They are a pier hole pattern and a line & space pattern. The dimensions L1 of the checker are 0.250.5, 1, 2,
There are 6 types of 3.5um. There are five types of pier hole size L2: 0.25, 0.5, and 1.2.5 gm, and three types of pier hole size L3: 1 and 2.5 μm. L2. Fifteen types of pier hole patterns were formed by combining L.

ライン&スペースのサイズL4は、0.25.0.5.
1 、2 gmの4種類、L、は12.5μmの3種類
である。L、、 L、の組合せでできる12種類のライ
ン&スペースパターンを形成した。SiO□膜厚、ウェ
ハ全面に堆積したAn (第1図(a)の第2の八ρ、
4)の厚さは、実施例〕と同様である。上記の工程を経
で作製した試料を実施例]と同様の手順で試料の熱処理
及び観察を行った。試料の熱処理条件も実施例1と同様
である。
The line & space size L4 is 0.25.0.5.
There are four types of 1 and 2 gm, and three types of L and 12.5 μm. Twelve types of line and space patterns were formed by combining L, L, and L. SiO□ film thickness, An deposited on the entire wafer surface (the second eight ρ in Fig. 1(a),
The thickness of 4) is the same as in Example]. The sample prepared through the above steps was heat-treated and observed in the same manner as in Example]. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example 1.

実施例1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RHE
ED装置による電子線回折パターン観察、走査μmRH
EED顕微鏡による電子線回折パターン及び走査μ−R
)(EED像観察から、全面に堆積したi (第2の、
l)は、いずれの試料においても、数〜1. O(t 
m程度の結晶粒からなる(11111配向多結晶であっ
た。
As in Example 1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RHE
Electron beam diffraction pattern observation using ED device, scanning μmRH
Electron diffraction pattern and scanning μ-R by EED microscope
) (From EED image observation, i deposited on the entire surface (second,
l) is several to 1. O(t
It consisted of crystal grains of about m (11111 oriented polycrystal).

次いで、走査μmRHEED顕微鏡内で、先に示した5
水準の熱処理を行った後、電子線回折パターン、及び走
査μ−RHEED像を観察したところ、実施例1と同様
、Siウェハの面方位、5i02膜厚、領域(I)に形
成されたパターンの形状及び寸法、第2のAlの膜厚に
よらず、いずれの試料も電子線回折パターンは加熱前よ
りも強度の強い、第14図(b)に示すようなスポット
パターンが観察された。第14図(b)の回折パターン
上の回折斑点A(111回折斑点)及び回折斑点C(2
02回折斑点)の強度を用いて走査μmR)(EED像
を観察したところ、第16図(b)、および(c)と同
様の走査μR1(EED像が観察された。斜線部が回折
斑点強度の強い領域を示している。回折斑点AもCも両
方強い領域が(111)単結晶領域である。第16図(
b)及び(C)と同様に単結晶化した領域がS】開口部
の形成された領域(I)から略10μm(第16図(C
)では、L6で示される領域)であることがわかった。
Then, in a scanning μm RHEED microscope, the 5
After the standard heat treatment, the electron beam diffraction pattern and scanning μ-RHEED image were observed, and as in Example 1, the surface orientation of the Si wafer, the 5i02 film thickness, and the pattern formed in region (I) were observed. Irrespective of the shape and dimensions and the thickness of the second Al film, the electron beam diffraction pattern of each sample was observed to be a spot pattern with a stronger intensity than before heating, as shown in FIG. 14(b). Diffraction spots A (111 diffraction spots) and diffraction spots C (2
When the scanning μmR) (EED image was observed using the intensity of the 02 diffraction spots), the scanning μR1 (EED image) similar to that shown in Fig. 16(b) and (c) was observed. The region where both diffraction spots A and C are strong is the (111) single crystal region.
Similar to b) and (C), the single crystallized region is approximately 10 μm from the region (I) where the opening is formed (Fig. 16(C)
), it was found that the area indicated by L6).

すなわち、熱処理によって12下層部にSi露出部がな
くともパターンの形成された領域(I)がら略1101
tの距離の部分まで単結晶化することが確認された。
That is, even if there is no Si exposed part in the lower layer part 12 due to heat treatment, the area (I) where the pattern is formed is approximately 1101
It was confirmed that single crystallization occurred up to a distance of t.

実施例1と同様、670℃、5分間及び700℃、5分
間の2条件の熱処理では、SiO□上の/l膜は単結晶
化したが、熱処理後i膜の膜厚に不均一が生じていた。
As in Example 1, the /l film on SiO□ became single crystal when heat treated under two conditions: 670°C for 5 minutes and 700°C for 5 minutes, but the thickness of the i film became non-uniform after the heat treatment. was.

また、熱処理後、光電子分光法(ESCA)、オージェ
電子分光法(AES)による深さ方向分布を測定したと
ころ、5102と第2の、11の界面でiとSiと0の
解は出しが観察された。また、500°C16時間の熱
処理では、単結晶化を生じなかった。
In addition, after the heat treatment, when the depth distribution was measured by photoelectron spectroscopy (ESCA) and Auger electron spectroscopy (AES), it was observed that the solutions of i, Si, and 0 appeared at the interfaces of 5102, 2nd, and 11. It was done. Furthermore, heat treatment at 500° C. for 16 hours did not cause single crystallization.

(実施例5) 実施例1,2.3および4においては絶縁膜として熱酸
化法による8102を用いた。本実施例では、絶縁膜と
して常圧CVDによって成膜した5iOz(以下CVD
 5102と略す)、常圧CVIII法によって成膜し
たポロンドープした酸化膜(以下BSGと略す)、常圧
CVD法によって成膜したリンドープした酸化膜(以下
PSGと略す)、常圧CVD法にょって成膜したボロン
およびリンドープした酸化膜(以下BPSGと略す)、
プラズマCVD法によって成膜した窒化膜(以下P−3
iNと略す)、熱窒化膜(以下T−5iNと略す)、減
圧CVD法によって成膜した熱窒化膜(以下LP−5i
Nと略す) 、 ECR装置によって成膜した窒化膜(
以下ECR−3iNと略す)を用いて、実施例1,2,
3.4と同様の試料を作製し、X線回折、従来RHEE
D装置による電子線回折パターン観察、走査型μ−RH
EED顕微鏡に装填して、熱処理を行い、電子線回折パ
ターンおよび走査μ−RHEED像観察を行った。絶縁
膜の厚さは、略5000人とした。なお、熱窒化膜(T
−5i、N)の厚さは略100人とした。第2のAlの
膜厚は、略7500人とした。形成したパターン形状は
、実施例1.2,3.4と同様である。
(Example 5) In Examples 1, 2.3, and 4, 8102 made by thermal oxidation was used as the insulating film. In this example, the insulating film was 5iOz (hereinafter referred to as CVD) formed by normal pressure CVD.
5102), a poron-doped oxide film (hereinafter referred to as BSG) formed by the atmospheric pressure CVD method, a phosphorus-doped oxide film (hereinafter referred to as PSG) formed by the atmospheric pressure CVD method, The formed boron and phosphorus doped oxide film (hereinafter abbreviated as BPSG),
Nitride film formed by plasma CVD method (hereinafter referred to as P-3)
iN), thermal nitride film (hereinafter referred to as T-5iN), thermal nitride film formed by low pressure CVD method (hereinafter referred to as LP-5i)
(abbreviated as N), a nitride film (abbreviated as N), formed by an ECR device (
Examples 1, 2,
A sample similar to 3.4 was prepared and subjected to X-ray diffraction and conventional RHEE.
Electron beam diffraction pattern observation using D device, scanning μ-RH
The sample was loaded into an EED microscope, subjected to heat treatment, and an electron beam diffraction pattern and a scanning μ-RHEED image were observed. The thickness of the insulating film was approximately 5000. Note that thermal nitride film (T
-5i, N) was approximately 100 people thick. The thickness of the second Al film was approximately 7,500. The formed pattern shape is the same as in Examples 1.2 and 3.4.

得られた結果は、実施例1,2,3.4と同様であった
The results obtained were similar to Examples 1, 2, and 3.4.

(実施例6) 実施例1,2,3,4.5において、第1のAlおよび
第2のAlは共に減圧CVD法によるCVDA ff膜
であった。本実施例では、第2のAlをスパッタ法で形
成した。第2のi以外の条件を実施例1,2,3,4.
5と同様にしてi膜を熱処理した。
(Example 6) In Examples 1, 2, 3, and 4.5, both the first Al and the second Al were CVDA ff films formed by low pressure CVD. In this example, the second Al was formed by sputtering. Conditions other than the second i are set in Examples 1, 2, 3, and 4.
The i-film was heat-treated in the same manner as in Example 5.

得られた結果は、実施例1,2,3,4.5と同様であ
・った。
The results obtained were similar to Examples 1, 2, 3, 4.5.

(実施例7) 実施例1,2,3,4,5.6において、第1のlおよ
び第2のA!!、共に純iであった。本実施例では、純
Alに替わって、Aj2−SAlを用いた。膜中のSi
含有量は、0.2.0.58よび1,0%である。
(Example 7) In Examples 1, 2, 3, 4, 5.6, the first l and the second A! ! , both were pure i. In this example, Aj2-SAl was used instead of pure Al. Si in the film
The content is 0.2.0.58 and 1.0%.

得られた結果は、実施例1,2,3,4..56と同様
であった。
The obtained results are in Examples 1, 2, 3, 4. .. It was similar to 56.

(実施例AI) 実施例1と同様の試料を用意した。(Example AI) A sample similar to that in Example 1 was prepared.

実施例1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RHE
 E D装置による電子線回折パターン観察、走査μ−
RHEED顕微鏡による電子線回折パターンおよび走査
μ−RHE E D像観察から、全面に堆積したAl(
第2のAl1)は、いずれの試料においても、数〜10
μm程度の結晶粒からなる(111)配向多結晶であっ
た。
As in Example 1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RHE
Electron beam diffraction pattern observation using ED equipment, scanning μ-
Observation of the electron diffraction pattern and scanning μ-RHEED image using a RHEED microscope revealed that Al deposited on the entire surface (
The second Al1) is several to 10 in all samples.
It was a (111) oriented polycrystal consisting of crystal grains on the order of μm.

上述の試料を第4図に示したRTA装置に装填し、熱処
理をおこなった。基体温度は、PbSを用いた放射温度
計で測定して450℃、500℃、550℃。
The above-mentioned sample was loaded into the RTA apparatus shown in FIG. 4, and heat-treated. The substrate temperature was measured at 450°C, 500°C, and 550°C using a radiation thermometer using PbS.

600℃、650℃の5水準である。熱処理温度までの
昇温時間は10秒、熱処理時間は、10秒、20秒。
There are five levels: 600°C and 650°C. The heating time to the heat treatment temperature was 10 seconds, and the heat treatment times were 10 seconds and 20 seconds.

40秒、60秒とした。40 seconds and 60 seconds.

次いで、第3図の走査μ−RHEED顕微鏡内で、熱処
理を行った試料の電子線回折パターンおよび走査μ−R
HEED像を観察した。Siウェハの面方位、5iO7
膜厚、チエッカ−サイズ、第2のAl1の膜厚によらず
、いずれの試料も電子線回折パターンは加熱前よりも強
度の強い、第14図(b)に示すようなスポットパター
ンが観察された。第14図(b)の回折パターンは、回
折斑点の出現する位置からA!(1,11)面に[10
1]方向から電子線を入射させたときに生じる回折パタ
ーンであった。第14図(b)の回折パターン上の回折
斑点A (111回折斑点):!3よび回折斑点C(2
02回折斑点)の強度を用いて走査μmR1−IEED
像を観察した結果は第15図(b)及び(c)と同様で
あった。第15図(b)および(c)において斜線部が
回折斑点強度の強い領域である。観察したチエッカ−パ
ターンの形成された上に堆積した八で膜では回折斑点A
もCも共に強く、熱処理によって単結晶化したことが確
認された。熱処理後の試料を従来のRHEED装置で電
子線回折パターンを観察したところ、いずれの試料にお
いても第14図(b)の様な単結晶を示すスポットパタ
ーンが観察された。
Next, in the scanning μ-RHEED microscope shown in FIG. 3, the electron beam diffraction pattern and the scanning μ-R
The HEED image was observed. Si wafer surface orientation, 5iO7
Regardless of the film thickness, checker size, and second Al1 film thickness, the electron beam diffraction pattern of all samples was observed to be a spot pattern with a stronger intensity than before heating, as shown in Figure 14(b). Ta. The diffraction pattern in FIG. 14(b) is from the position where the diffraction spot appears to A! (1,11) plane [10
1] This was a diffraction pattern generated when an electron beam was incident from the direction. Diffraction spot A on the diffraction pattern in Figure 14(b) (111 diffraction spots):! 3 and diffraction spot C(2
Scanning μmR1-IEED using the intensity of 02 diffraction spots)
The results of observing the images were similar to those shown in FIGS. 15(b) and (c). In FIGS. 15(b) and 15(c), the shaded areas are regions with strong diffraction spots. Diffraction spots A are observed in the eight-layer film deposited on the checker pattern.
Both C and C were strong, and it was confirmed that they were single-crystalized by heat treatment. When the electron beam diffraction patterns of the heat-treated samples were observed using a conventional RHEED apparatus, spot patterns indicating single crystals as shown in FIG. 14(b) were observed in all samples.

650℃の熱処理では、SiO□上のAl膜は単結晶化
したが、熱処理後Aff膜の膜厚に不均一が生じていた
。また、650℃の熱処理後の試料において光電子分光
法(ESCA)、オージェ電子分光法(AES)による
深さ方向分布を測定したところ、5102と第2のiの
界面でAl1とSiとOの解は出しが1察された。また
、500℃以下の熱処理では、単結晶化を生じなかった
In the heat treatment at 650° C., the Al film on the SiO□ became single crystallized, but the thickness of the Aff film became non-uniform after the heat treatment. In addition, when the depth distribution was measured by photoelectron spectroscopy (ESCA) and Auger electron spectroscopy (AES) on the sample after heat treatment at 650°C, it was found that Al1, Si, and O are dissolved at the interface of 5102 and the second i. One exposed person was detected. Further, heat treatment at 500° C. or lower did not cause single crystallization.

(実施例Al) 実施例2と同様に第2図(b)のピアホールパターンを
有する試料を作製し、RTA装置による熱処理をおこな
った。ピアホールサイズは実施例2と同じである。
(Example Al) A sample having the pier hole pattern shown in FIG. 2(b) was prepared in the same manner as in Example 2, and heat treated using an RTA apparatus. The pier hole size is the same as in the second embodiment.

上記の工程を経て作製した試料を実施例A1と同様の手
順で試料の熱処理及び観察を行った。試料の熱処理条件
も実施例Alと同様である。
The sample prepared through the above steps was heat-treated and observed in the same manner as in Example A1. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example Al.

実施例A1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RH
EED装置による電子線回折パターン観察、走査μmR
HEED顕微鏡による電子線回折パターン及び走査μm
RHEED像観察から、全面に堆積した1 (第2のi
)は、いずれの試料においても、数〜10LLm程度の
結晶粒からなる(111)配向多結晶であった。
Similar to Example A1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RH
Electron beam diffraction pattern observation using EED device, scanning μmR
Electron diffraction pattern and scanning μm by HEED microscope
Observation of the RHEED image revealed that 1 (second i) was deposited on the entire surface.
) was a (111) oriented polycrystal consisting of crystal grains of several to 10 LLm in each sample.

次いで、RTA装置で熱処理を行なった後、電子線回折
パターン、および走査μmRHEED像を観察したとこ
ろ、実施例1と同様、S1ウエハの面方位、5102膜
厚、ピアホール寸法、第2のlの膜厚によらず、いずれ
の試料も電子線回折パターンは加熱前よりも強度の強い
、第14図(b)に示すようなスポットパターンが観察
された。第14図(b)の回折パターン上の回折斑点A
 (111回折斑点)および回折斑点C(202回折斑
点)の強度を用いて走査μ−RHEED像を観察したと
ころ、実施例A1と同様、第15図(b)及び(c)と
同様の走査μmRLIEED像が観察された。すなわち
、ピアホールパターンの形成された上に堆積したi膜で
は回折斑点AもCも共に強(、熱処理によって単結晶化
したことが確認された。
Next, after heat treatment was performed using an RTA apparatus, the electron beam diffraction pattern and the scanning μm RHEED image were observed, and as in Example 1, the surface orientation of the S1 wafer, the 5102 film thickness, the pier hole dimension, and the second l film were observed. Irrespective of the thickness, the electron beam diffraction pattern of each sample was observed to be a spot pattern with a stronger intensity than before heating, as shown in FIG. 14(b). Diffraction spot A on the diffraction pattern in Figure 14(b)
When scanning μ-RHEED images were observed using the intensities of (111 diffraction spots) and diffraction spots C (202 diffraction spots), the same scanning μ-RHEED images as in FIGS. 15(b) and (c) were observed, as in Example A1. image was observed. That is, it was confirmed that in the i-film deposited on the surface where the pier-hole pattern was formed, both the diffraction spots A and C were strong (and were made into single crystals by the heat treatment).

実施例AIと同様、650°Cの熱処理では、5102
上の、II膜は単結晶化したが、熱処理後i膜の膜厚に
不均一が生じていた。また、650℃の熱処理後の試料
では、光電子分光法(ESCA)、オージェ電子分光法
(AES)による深さ方向分布を測定したところ、51
02と第2のAlの界面で、lと81とOの解は出しが
観察された。また、500°Cの熱処理では、単結晶化
を生じなかった。
Similar to Example AI, heat treatment at 650°C resulted in 5102
The above II film became a single crystal, but the thickness of the i film became non-uniform after the heat treatment. In addition, when the depth distribution of the sample after heat treatment at 650°C was measured by photoelectron spectroscopy (ESCA) and Auger electron spectroscopy (AES), it was found that 51
At the interface between 02 and the second Al, solutions of l, 81, and O were observed to emerge. Further, heat treatment at 500°C did not cause single crystallization.

(実施例A3) 実施例3と同様のライン&スペースパターンを有する試
料を準備し、PTA装置で熱処理をおこなった。
(Example A3) A sample having the same line and space pattern as in Example 3 was prepared and heat treated using a PTA apparatus.

実施例AIと同様の手順で試料の熱処理及び観察を行っ
た。試料の熱処理条件も実施例A1と同様である。
The sample was heat-treated and observed in the same manner as in Example AI. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example A1.

実施例AIと同様、試料熱処理前のX線回折、従来RH
EED像置による電子線回折パターン観察、走査μmR
1(EED顕微鏡による電子線回折パターンおよび走査
μmRHEED像観察から、全面に堆積した八β(第2
のAj2)は、いずれの試料においても、数〜10μm
程度の結晶粒からなる(111.)配向多結晶であった
Similar to Example AI, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RH
Electron beam diffraction pattern observation using EED imaging, scanning μmR
1 (from the observation of the electron beam diffraction pattern using an EED microscope and the scanning μm RHEED image, it was found that 8β (second
Aj2) is several to 10 μm in all samples.
It was a (111.) oriented polycrystal consisting of crystal grains of about 100 degrees.

次いで、走査μ−RHEED顕微鏡内で、先に示した5
水準の熱処理を行った後、電子線回折パターン、および
走査μmR)IEED像を観察したところ、実施例A1
と同様、Siウェハの面方位、5iOz膜厚、ライン&
スペース寸法、第2のAlの膜厚によらず、いずれの試
料も電子線回折パターンは加熱前よりも強度の強い、第
14図(b)に示すようなスポットパターンが観察され
た。第14図(b)の回折パターン上の回折斑点A (
111回折斑点)及び回折斑点C(202回折斑点)の
強度を用いて走査μ−RHEED像を観察し2だところ
、実施例A1と同様、第15図(b)および(c)と同
様の走査、 −RHEED像が観察された。すなわち、
ライン&スペースパターンの形成された上に堆積したA
l膜では回折斑点AもCも共に強(、熱処理によって単
結晶化したことが確認された。
Then, in a scanning μ-RHEED microscope, the 5
After the standard heat treatment, the electron beam diffraction pattern and scanning μmR)IEED image were observed, and it was found that Example A1
Similarly, the surface orientation of the Si wafer, the 5iOz film thickness, the line &
Irrespective of the space dimensions and the second Al film thickness, the electron beam diffraction pattern of each sample was observed to be a spot pattern with a stronger intensity than before heating, as shown in FIG. 14(b). Diffraction spot A (
111 diffraction spot) and diffraction spot C (202 diffraction spot), the scanning μ-RHEED image was observed in step 2. As in Example A1, the same scanning as in FIGS. 15(b) and (c) was performed. , -RHEED images were observed. That is,
A deposited on the line and space pattern
In the L film, both diffraction spots A and C were strong (and it was confirmed that they had become single crystals due to heat treatment.

実施例A1と同様、650℃熱処理では、5i02上の
へ4膜は単結晶化したが、熱処理後、l膜の膜厚に不均
一が生じていた。また、650℃の熱処理後の試料では
光電子分光法(ESCA)、オージェ電子分光法(AE
S)による深さ方向分布を測定したところ、Sighと
第2のAj2の界面でiとSiとOの解は出しが観察さ
れた。また、500℃、熱処理では単結晶化を生じなか
った。
As in Example A1, the 650° C. heat treatment turned the He4 film on 5i02 into a single crystal, but after the heat treatment, the thickness of the I film became non-uniform. In addition, for samples after heat treatment at 650°C, photoelectron spectroscopy (ESCA) and Auger electron spectroscopy (AE) were used.
When the depth direction distribution of S) was measured, it was observed that the solutions of i, Si, and O were not solved at the interface between Sigh and the second Aj2. In addition, single crystallization did not occur during heat treatment at 500°C.

(実施例A4) 実施例1または実施例A1と同様の手順で第1図(a)
に示すような断面を有する試料を作製し、走査型μ−R
HEED顕微鏡に試料を装填し、熱処理をおこなった。
(Example A4) Figure 1(a) was prepared using the same procedure as in Example 1 or Example A1.
A sample with a cross section as shown in is prepared, and a scanning μ-R
The sample was loaded into a HEED microscope and heat treated.

実施例A1と異なるのは、Siウェハ上に形成したパタ
ーン形状である。Siウェハ上のパターンについて説明
する。第16図(a)に示されるように領域(、I)で
は5iOzに開口部が形成されているが、領域(It)
には、Si開口部がな(SiO2が全面に形成されてい
る。領域(I)に形成されているパターンは第2図(a
) 、 (b) 、(c)に示されるチエッカ−パター
ン、ピアホールパターン、ライン&スペースパターンで
ある。チエッカ−の寸法り、は、0.25゜0.5,1
,2,3.5μmの6種類である。ピアホールのサイズ
L2は、0.25.0.5,1.2. 5umの5種類
、L3は、l、2.5μmの3種類である。L、、 L
、の組合せでできる15種類のピアホールパターンを形
成した。ライン&スペースのサイズし4は、0.25.
0.5.1 、2 umの4種類、L、は1゜2.5μ
mの3種類である。L4. Lsの組合せでできる12
種類のライン&スペースパターンを形成した。SiO□
膜厚、ウニ八全面に堆積した八β(第1図(a)の第2
の+l、4)の厚さは、実施例A1と同様である。上記
の工程を経て作製した試料を実施例A1と同様の手順で
試料の熱処理及び観察を行った。試料の熱処理条件も実
施例A1と同様である。
The difference from Example A1 is the pattern shape formed on the Si wafer. The pattern on the Si wafer will be explained. As shown in FIG. 16(a), an opening is formed at 5 iOz in region (I), but in region (It)
There are no Si openings (SiO2 is formed over the entire surface). The pattern formed in region (I) is shown in Figure 2 (a).
), (b), and (c) are the checker pattern, pier hole pattern, and line & space pattern. The dimensions of the checker are 0.25°0.5.1
, 2, and 3.5 μm. The size L2 of the peer hole is 0.25.0.5, 1.2. There are five types of 5um, and three types of L3, 1 and 2.5μm. L,, L
15 types of pier hole patterns were formed by combining . Line and space size 4 is 0.25.
4 types of 0.5.1 and 2 um, L is 1°2.5μ
There are three types of m. L4. 12 made by combining Ls
Formed different line & space patterns. SiO□
The thickness of the 8β film deposited on the entire surface of the sea urchin 8 (Fig. 1(a),
The thickness of +l, 4) is the same as in Example A1. The sample prepared through the above steps was heat-treated and observed in the same manner as in Example A1. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example A1.

実施例A1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RH
EED装置による電子線回折パターン観察、走査u −
RHEED顕微鏡による電子線回折パターンおよび走査
μ−RHEED像観察から、全面に堆積したA[(第2
のA[)は、いずれの試料においても、数〜10μm程
度の結晶粒からなる(111)配向多結晶であった。
Similar to Example A1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RH
Observation of electron beam diffraction pattern using EED device, scanning u −
Observation of the electron beam diffraction pattern and scanning μ-RHEED image using a RHEED microscope revealed that A [(second
In all samples, A[) was a (111) oriented polycrystal consisting of crystal grains of about several to 10 μm.

次いで、RTA装置で熱処理を行なった後、電子線回折
パターン、及び走査μ−RHEED像を観察したところ
、実施例A1と同様、S1ウエハの面方位、S i、0
2膜厚、領域(I)に形成されたパターンの形状及び寸
法、第2のiの膜厚によらず、いずれの試料も電子線回
折パターンは加熱前よりも強度の強い、第】4図(b)
に示すようなスポットパターンが観察された。第14図
(b)の回折パターン上の回折斑点A (111回折斑
点)および回折斑点C(202回折斑点)の強度を用い
て走査μmRHEED像を観察したところ、第16図(
b)、および(c)と同様の走査μmR)IEED像が
観察された。斜線部が回折斑点強度の強い領域を示して
いる。回折斑点AもCも両方強い領域が(111)単結
晶領域である。第16図(b)及び(c)と同様に単結
晶化した領域がSi開口部の形成された領域(丁)から
略10μm(第16図(c)では、L6で示される領域
)であることがわかった。すなわち、熱処理によって、
1下層部にSi露出部がな(ともパターンの形成された
領域(I)から略10μmの距離の部分まで単結晶化す
ることが確認された。
Next, after heat treatment was performed using an RTA apparatus, the electron beam diffraction pattern and scanning μ-RHEED image were observed, and as in Example A1, the surface orientation of the S1 wafer, Si, 0
Regardless of the thickness of the second film, the shape and dimensions of the pattern formed in region (I), and the thickness of the second i, the electron diffraction pattern of all samples is stronger than that before heating. (b)
A spot pattern as shown in is observed. When a scanning μm RHEED image was observed using the intensities of diffraction spots A (111 diffraction spots) and diffraction spots C (202 diffraction spots) on the diffraction pattern in FIG. 14(b), the results were as shown in FIG.
Scanning μmR) IEED images similar to b) and (c) were observed. The shaded area indicates a region with strong diffraction spot intensity. The region where both diffraction spots A and C are strong is the (111) single crystal region. Similarly to FIGS. 16(b) and (c), the single crystallized region is approximately 10 μm from the region (di) where the Si opening is formed (the region indicated by L6 in FIG. 16(c)). I understand. That is, by heat treatment,
It was confirmed that there was no Si exposed part in the lower layer part (both at a distance of about 10 μm from the region (I) where the pattern was formed) and that it was single crystallized.

実施例1と同様、650°Cの熱処理では、SiO2上
のAl膜は単結晶化したが、熱処理後A、f2膜の膜厚
に不均一が生じていた。また、650℃の熱処理後の試
料では、光電子分光法(ESCA)、オージェ電子分光
法(AES)による深さ方向分布を測定したところ、S
in、と第2のAj2の界面でiとSiとOの解は出し
が観察された。また、500°Cの熱処理では、単結晶
化を生じなかった。
As in Example 1, the Al film on SiO2 became single crystallized by the heat treatment at 650°C, but the film thicknesses of the A and f2 films became non-uniform after the heat treatment. In addition, when the depth distribution of the sample after heat treatment at 650°C was measured using photoelectron spectroscopy (ESCA) and Auger electron spectroscopy (AES), it was found that S
A solution of i, Si, and O was observed at the interface between in and second Aj2. Further, heat treatment at 500°C did not cause single crystallization.

(実施例A5) 実施例Al、Al.A3.A4.において第1絶縁膜と
して熱酸化法によるSiO□を用いた。本実施例では、
第1絶縁膜として常圧CVDによって成膜したSiO□
(以下CVD 5in2と略す)、常圧CVD法によっ
て成膜したボロンドープした酸化膜(以下BSGと略す
)、常圧CVD法によって成膜したリンドープした酸化
膜(以下PSGと略す)、常圧CVD法によって成膜し
たボロンおよびリンドープした酸化膜(以下BPSGと
略す)、プラズマCVD法によって成膜した窒化膜(以
下P−3iNと略す)、熱窒化膜(以下T−3iNと略
す)、減圧CVD法によって成膜した熱窒化膜(以下L
P−3iNと略す) 、 ECR装置によって成膜した
窒化膜(以下ECR−3iNと略す)を用いて、実施例
AI、Al.A3.A4.と同様の試料を作製し、X線
回折、従来RHEEDによる電子線回折パターン観察、
走査型μmRHEED顕微鏡に装填して、熱処理を行い
、電子線回折パターン及び走査μmRHE E D像観
察を行った。第1絶縁膜の厚さは、略5000人とした
。なお、熱窒化膜(T−5iN)の厚さは略100人と
した。第2のAj2の膜厚は、略7500人とした。形
成したパターン形状は、実施例AI、 Al. A3.
 A4.と同様である。
(Example A5) Examples Al, Al. A3. A4. In the first insulating film, SiO□ formed by a thermal oxidation method was used. In this example,
SiO□ formed by normal pressure CVD as the first insulating film
(hereinafter abbreviated as CVD 5in2), boron-doped oxide film formed by atmospheric pressure CVD method (hereinafter abbreviated as BSG), phosphorus-doped oxide film formed by atmospheric pressure CVD method (hereinafter abbreviated as PSG), atmospheric pressure CVD method A boron- and phosphorus-doped oxide film (hereinafter abbreviated as BPSG) formed by a method, a nitride film (hereinafter abbreviated as P-3iN) formed by a plasma CVD method, a thermal nitride film (hereinafter abbreviated as T-3iN), a low pressure CVD method Thermal nitride film (hereinafter referred to as L
Examples AI, Al. A3. A4. A sample similar to that was prepared and observed by X-ray diffraction, electron beam diffraction pattern observation using conventional RHEED,
The sample was loaded into a scanning μmRHEED microscope, heat-treated, and an electron beam diffraction pattern and scanning μmRHEED image were observed. The thickness of the first insulating film was approximately 5000. Note that the thickness of the thermal nitride film (T-5iN) was approximately 100 mm. The film thickness of the second Aj2 was approximately 7,500. The formed pattern shapes were those of Example AI, Al. A3.
A4. It is similar to

得られた結果は、実施例AI、Al.A3.A4.と同
様であった。
The results obtained are similar to Example AI, Al. A3. A4. It was the same.

(実施例A6) 実施例Al、Al.A3.A4.A5において、第1の
Alおよび第2のlは共に減圧CVD法によるへβ膜で
あった。本実施例では、第2のA[をスバ・フタ法で形
成した。第2のAl以外の条件を実施例AI。
(Example A6) Examples Al, Al. A3. A4. In A5, both the first Al and the second l were β films obtained by low pressure CVD. In this example, the second A[ was formed by the sub-lid method. Conditions other than the second Al are Example AI.

Al A3 A4.A5 、  と同様にしてAj2膜
を熱処理した。
Al A3 A4. The Aj2 film was heat treated in the same manner as A5.

得られた結果は、実施例Al、Al.A3.A4.A5
.と同様であった。
The results obtained are as follows: Examples Al, Al. A3. A4. A5
.. It was the same.

(実施例A7) 実施例AI、Al.A3.A4.A5.A6において、
第1のiおよび第2の、lは共に純A[であった。本実
施例では、純Alに替わって、Aff−3Alを用いた
。膜中のSi含荷量は、0.2.0.5.1.0%であ
る。
(Example A7) Example AI, Al. A3. A4. A5. In A6,
The first i and the second l were both pure A[. In this example, Aff-3Al was used instead of pure Al. The Si content in the film is 0.2.0.5.1.0%.

得られた結果は、実施例AI、Al.A3.A4.A5
.A6と同様であった。
The results obtained are similar to Example AI, Al. A3. A4. A5
.. It was the same as A6.

(実施例A8) 実施例A1〜A7において試料の断面構造は、第1図(
a)の様であった。実施例A1−八8において第1の八
ρおよび第2のAr1.堆積後、第1図(b)に示す様
に第2絶縁膜5を形成した後、RTA装置で熱処理をお
こなった。断面構造以外の条件は、実施例A1〜A7と
同じである。熱処理後の第2のAlの結晶性は第2の絶
縁膜5を取り除いて従来R)lEE[]装置、走査μm
RHEED顕微鏡による確察をおこなった。
(Example A8) The cross-sectional structure of the sample in Examples A1 to A7 is as shown in Fig. 1 (
It looked like a). In Example A1-88, the first 8ρ and the second Ar1. After the deposition, a second insulating film 5 was formed as shown in FIG. 1(b), and then heat treatment was performed using an RTA apparatus. Conditions other than the cross-sectional structure are the same as Examples A1 to A7. The crystallinity of the second Al after heat treatment is determined by removing the second insulating film 5 and using a conventional R)lEE[] device, scanning μm.
Confirmation was performed using a RHEED microscope.

第1図(b)の絶縁膜5としては、常圧CVDによる5
iO7,PSG、 BSG、 BPSG、プラズマCV
D法によるシリコン窒化ULhcR装置によるシリコン
窒化膜の6種類を用いた。膜厚は、いずれの膜について
も1000人 3000人、  5000人、Igm 
とした。
The insulating film 5 in FIG. 1(b) is made by atmospheric pressure CVD.
iO7, PSG, BSG, BPSG, plasma CV
Six types of silicon nitride films prepared using a D-method silicon nitride ULhcR apparatus were used. The film thickness is 1000, 3000, 5000, Igm for each film.
And so.

得られた結果は、実施例A1〜A7と同様であった。The results obtained were similar to Examples A1 to A7.

(実施例Bl) 実施例1と同様の試料を準備した。(Example Bl) A sample similar to that in Example 1 was prepared.

実施例1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RHE
ED装置による電子線回折パターン観察、走査μ−RH
EED顕微鏡による電子線回折ノくターンおよび走査μ
mRHEED像観察から、全面に堆積したAj2 (第
2のAfi)は、いずれの試料においても、数〜10t
Lm程度の結晶粒からなる(111)配向多結晶であっ
た。
As in Example 1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RHE
Electron beam diffraction pattern observation using ED device, scanning μ-RH
Turning and scanning μ of electron beam diffraction using EED microscope
From mRHEED image observation, Aj2 (second Afi) deposited on the entire surface was several to 10 tons in all samples.
It was a (111) oriented polycrystal consisting of crystal grains of about Lm.

上述の試料を以下の方法でレーザ加熱をおこなった。レ
ーザには、連続発振Arレーザ(発振波長路488r+
mおよび514.5nm、発振出力最大20W)を用い
た。試料上でのビーム径は、略20μm、30μm、7
0tLm、 loogm、である。走査方向は、第5図
(a)に示す様に、一方向に繰り返しを行って走査した
The above sample was laser heated in the following manner. The laser is a continuous wave Ar laser (oscillation wavelength path 488r+
m and 514.5 nm, oscillation output maximum 20 W). The beam diameters on the sample are approximately 20 μm, 30 μm, and 7
0tLm, logm. The scanning direction was repeated in one direction as shown in FIG. 5(a).

ビーム走査の繰り返し幅は、ビーム系とci cr同じ
、大きさとした。レーザビームの走査速度は、毎分路0
.5.1 、 2 +  5 + 10cmである。基
体表面温度は、PbSを用いた放射温度計で測定し、略
450’C,550℃、600℃、650℃、700°
Cである。
The repetition width of the beam scan was set to be the same as that of the beam system. The scanning speed of the laser beam is 0 paths per minute.
.. 5.1, 2 + 5 + 10 cm. The substrate surface temperature was measured with a radiation thermometer using PbS, and was approximately 450'C, 550°C, 600°C, 650°C, and 700°C.
It is C.

基体表面での温度は、レーザビーム径、レーザ出力、レ
ーザビーム走査速度によって変化した。
The temperature at the substrate surface varied depending on the laser beam diameter, laser output, and laser beam scanning speed.

以下の結果は、レーザビーム径、レーザビーム走査速度
、走査間隔を与えた時に、表面温度が上記路450℃、
550℃、600°C、650℃、700℃になるよう
にレーザ出力を変化させた。
The following results show that when the laser beam diameter, laser beam scanning speed, and scanning interval are given, the surface temperature is 450℃,
The laser output was changed to 550°C, 600°C, 650°C, and 700°C.

レーザ加熱は、水素ガス雰囲気、大気圧で行った。Laser heating was performed in a hydrogen gas atmosphere at atmospheric pressure.

上述の各試料を、上記レーザ加熱条件で熱処理を行った
後、走査μmRHE E D顕微鏡内で、電子線回折パ
ターンおよび走査μmRF(EED像を観察した。Si
ウェハの面方位、SiO□膜厚、チエッカ−サイズ、第
2のiの膜厚によらずいずれの試料も、レーザビーム径
、走査速度、ビーム繰り返し幅によらず、試料表面温度
が550℃以上の場合、電子線回折パターンは加熱前よ
りも強度の強い、第14図(b)に示すようなスポット
パターンが観察された。第14図(b)の回折パターン
は回折斑点の出現する位置からAr(111)面に[1
01]方向から電子線を入射させたときに生じる回折パ
ターンであった。第14図(b)の回折パターン上の回
折斑点A (111回折斑点)及び回折斑点C(202
回折斑点)の強度を用いて走査μmRHEED像を観察
した結果は第15図(b)及び(C)と同様であった。
After each of the above samples was heat-treated under the above laser heating conditions, an electron beam diffraction pattern and a scanning μm RF (EED image) were observed in a scanning μm RHE E D microscope.
Regardless of the wafer surface orientation, SiO□ film thickness, checker size, or second i film thickness, the sample surface temperature is 550°C or higher regardless of the laser beam diameter, scanning speed, or beam repetition width. In this case, a spot pattern as shown in FIG. 14(b) was observed in which the electron beam diffraction pattern was stronger in intensity than before heating. The diffraction pattern in FIG. 14(b) is shown on the Ar (111) plane from the position where the diffraction spot appears [1
This is a diffraction pattern generated when an electron beam is incident from the direction [01]. Diffraction spots A (111 diffraction spots) and diffraction spots C (202
The results of observing the scanning μm RHEED image using the intensity of the diffraction spots (diffraction spots) were similar to those shown in FIGS. 15(b) and (C).

第15図(b)および(c)において斜線部が回折斑点
強度の強い領域である。観察チエッカ−パターンの形成
された上に堆積したAr膜では回折斑点AもCも共に強
く、熱処理によって単結晶化したことが確認された。熱
処理後の試料を従来のRHEED装置で電子線回折パタ
ーンを観察したところ、いずれの試料においても第14
図(b)の様な単結晶を示すスポットパターンが観察さ
れた。
In FIGS. 15(b) and 15(c), the shaded areas are regions with strong diffraction spots. In the Ar film deposited on the observation checker pattern, both diffraction spots A and C were strong, and it was confirmed that the Ar film was formed into a single crystal by heat treatment. When the electron beam diffraction patterns of the heat-treated samples were observed using a conventional RHEED device, it was found that the 14th
A spot pattern indicating a single crystal as shown in Figure (b) was observed.

すなわち、レーザ加熱により、堆積した状態では多結晶
であったAj2が、単結晶化した。なお、基体表面温度
が650℃以上の時、オージェ電子分光法、もしくは二
次イオン質量分析法による深さ方向分布を測定すると、
基体表面上の絶縁膜と第2のArの界面においてSiお
よびArの溶は出しが観察された。
That is, Aj2, which was polycrystalline in the deposited state, became a single crystal due to the laser heating. Note that when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry,
Dissolution of Si and Ar was observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second Ar.

(実施例B2) 実施例2と同様の手順でチエッカ−パターンを有する試
料を準備して、Sigh膜厚、ウェハ全面に堆積した八
ρ(第1図の第2の第2.4)の厚さは、実施例】と同
様である。上記の工程を経て作製した試料を実施例B1
と同様の手順で試料の熱処理及び観察を行った。試料の
熱処理条件も実施例B1と同様である。
(Example B2) A sample with a checker pattern was prepared in the same manner as in Example 2, and the thickness of Sigh film was 8ρ (second 2.4 in FIG. 1) deposited on the entire wafer surface. This is the same as in Example. Example B1 The sample prepared through the above steps
The samples were heat-treated and observed using the same procedure. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example B1.

実施例B1と同様、試料熱処理前のX線回折、従来RH
EED装置による電子線回折パターン観察、走査μmR
HEED顕微鏡による電子線回折パターンおよび走査μ
−RHE E D像観察から、全面に堆積したAj2 
(第2の71)は、いずれの試料においても、数〜10
μm程度の結晶粒からなる(111)配向多結晶であっ
た。
Similar to Example B1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RH
Electron beam diffraction pattern observation using EED device, scanning μmR
Electron diffraction pattern and scanning μ by HEED microscope
- From the RHE E D image observation, Aj2 deposited on the entire surface.
(Second 71) is several to 10 in all samples.
It was a (111) oriented polycrystal consisting of crystal grains on the order of μm.

次いで、実施例旧と同様の条件でレーザビーム照射熱処
理を行い、走査型μmRHEED顕微鏡で電子線回折パ
ターンおよび走査μmRHEED像を観察したところ、
実施例B1と同様、S1ウエハの面方位、5in2膜厚
、チエッカ−サイズ、第2の12の膜厚によらずいずれ
の試料も、レーザビーム径、走査速度、ビーム繰り返し
幅によらず、試料表面温度が、550℃以上の場合、走
査μmRHEED像観察から単結晶化したことが確認さ
れた。また、実施例1と同様、基体表面温度が650℃
以上の時、オージェ電子分光、もしくは二次イオン質量
分析法による深さ方向分布を測定すると、基体表面上の
絶縁膜と第2のAj2の界面においてSi及びArの溶
は出しが観察された。
Next, laser beam irradiation heat treatment was performed under the same conditions as in the previous example, and the electron beam diffraction pattern and scanning μmRHEED image were observed using a scanning μmRHEED microscope.
As in Example B1, all samples were processed regardless of the surface orientation of the S1 wafer, the 5in2 film thickness, the checker size, and the second 12 film thickness. When the surface temperature was 550° C. or higher, it was confirmed from scanning μm RHEED image observation that single crystallization occurred. Also, as in Example 1, the substrate surface temperature was 650°C.
In the above case, when the depth distribution was measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, dissolution of Si and Ar was observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second Aj2.

(実施例B3) 実施例B1と同様の手順で第1図(a)に示すような断
面を有する試料を作製し、レーザ加熱による熱処理を行
った。
(Example B3) A sample having a cross section as shown in FIG. 1(a) was prepared in the same manner as in Example B1, and heat treated by laser heating.

実施例B1と異なるのは、Siウェハ上に形成したパタ
ーン形状である。Siウェハ上のパターンは、第2図(
C)に示すライン&スペースパターンである。ライン&
スペースのサイズL4,15は、実施例3と同じである
The difference from Example B1 is the pattern shape formed on the Si wafer. The pattern on the Si wafer is shown in Figure 2 (
This is the line and space pattern shown in C). line&
The space sizes L4 and 15 are the same as in the third embodiment.

上記の工程を経て作製した試料を実施例B1と同様の手
順で試料の熱処理及び観察を行った。試料の熱処理条件
も実施例B1と同様である。
The sample prepared through the above steps was heat-treated and observed in the same manner as in Example B1. The heat treatment conditions for the sample were also the same as in Example B1.

実施例Blと同様、試料熱処理前のX線回折、従来RH
EED装置による電子線回折パターン観察、走査μmR
HEED顕微鏡による電子線回折パターンおよび走査μ
mRHEED像観察から、全面に堆積したA[(第2の
A、ff)は、いずれの試料においても、数〜10μm
程度の結晶粒からなる(111)配向多結晶であった。
Similar to Example B1, X-ray diffraction before sample heat treatment, conventional RH
Electron beam diffraction pattern observation using EED device, scanning μmR
Electron diffraction pattern and scanning μ by HEED microscope
From mRHEED image observation, A [(second A, ff) deposited on the entire surface is several to 10 μm in all samples.
It was a (111) oriented polycrystal consisting of crystal grains of about 100%.

次いで、実施例B1と同様の条件でレーザビーム照射熱
処理を行い、走査型μmRHEED顕微鏡で電子線回折
パターン、および走査μmRHEED像を観察したとこ
ろ、実施例B1と同様、Siウェハの面方位、5i02
膜厚、ライン&スペースサイズ、第2のArの膜厚によ
らずいずれの試料も、レーザビーム径、走査速度、ビー
ム繰り返し幅によらず、試料表面温度が550℃以上の
場合、走査μ−RHEED像観察から単結晶化したこと
が確認された。また、実施例1と同様、基体表面温度が
650℃以上の時、オージェ電子分光、もしくは二次イ
オン質量分析法による深さ方向分布を測定すると、基体
表面上の絶縁膜と第2のArの界面においてSLおよび
、lの溶は出しが観察された。
Next, laser beam irradiation heat treatment was performed under the same conditions as in Example B1, and the electron beam diffraction pattern and scanning μmRHEED image were observed using a scanning μmRHEED microscope. As in Example B1, the surface orientation of the Si wafer was 5i02.
Regardless of the film thickness, line & space size, and second Ar film thickness, for any sample, regardless of the laser beam diameter, scanning speed, and beam repetition width, if the sample surface temperature is 550°C or higher, the scanning μ- Observation of RHEED images confirmed that single crystallization had occurred. Similarly to Example 1, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second Ar Dissolution of SL and l was observed at the interface.

(実施例B4) 実施例Bl、B2.B3と同様の試料を作製した。実施
例Bl、B2.B3と異なるのは、レーザビームの形状
および走査方法である。
(Example B4) Example B1, B2. A sample similar to B3 was prepared. Examples B1, B2. The difference from B3 is the shape of the laser beam and the scanning method.

上述の試料を以下の方法でレーザ加熱をおこなった。レ
ーザには、連続発振Arレーザ(発振波長路488nm
および514.5nm )を用いた。試料上でのビーム
形状は、第6図(a)に示す様な平形平行ビームである
。シリンドリカルレンズを用いた光学系70により円形
ビーム67を平行ビーム71に形成した。平行ビームの
形状は、略20μm X 1cm、 504m X 1
cm、 10[) μm X 1cmである。走査方向
は、第6図(a)に示す様に、一方向に走査した。
The above sample was laser heated in the following manner. The laser is a continuous wave Ar laser (oscillation wavelength path 488 nm).
and 514.5 nm). The beam shape on the sample is a flat parallel beam as shown in FIG. 6(a). A circular beam 67 was formed into a parallel beam 71 by an optical system 70 using a cylindrical lens. The shape of the parallel beam is approximately 20μm x 1cm, 504m x 1
cm, 10 [μm] x 1 cm. The scanning direction was unidirectional as shown in FIG. 6(a).

レーザビームの走査速度は、毎分路0.5,1,2゜5
.10cmである。基体表面温度は、PbSを用いた放
射温度計で測定し、略450℃、550″C,600℃
650℃、700℃である。
The scanning speed of the laser beam is 0.5, 1, 2°5 per minute.
.. It is 10cm. The substrate surface temperature was measured with a radiation thermometer using PbS, and was approximately 450°C, 550″C, and 600°C.
The temperatures are 650°C and 700°C.

基体表面での温度は、レーザビーム形状、レーザ出力、
レーザビーム走査速度によって変化した。以下の結果は
、レーザビーム径、レーザビーム走査速度を与えた時に
、表面温度が上記路450’C,550℃、600℃、
650℃、700℃になるようにレーザ出力を変化させ
た。レーザ加熱は、水素ガス雰囲気、大気圧で行った。
The temperature at the substrate surface depends on the laser beam shape, laser output,
It varied depending on the laser beam scanning speed. The following results show that when the laser beam diameter and laser beam scanning speed are given, the surface temperature is 450'C, 550'C, 600'C,
The laser output was changed to 650°C and 700°C. Laser heating was performed in a hydrogen gas atmosphere at atmospheric pressure.

レーザビームによる加熱処理後、走査型μ−R1(EE
D顕微鏡、X線回折法、従来RHEED観察によって得
られた結果は、実施例Bl、B2.B3と同じ(、基体
表面温度が、略550℃以上の時、第2のArは単結晶
化した。
After heat treatment with laser beam, scanning μ-R1 (EE
The results obtained by D microscope, X-ray diffraction method, and conventional RHEED observation are as shown in Examples B1 and B2. Same as B3 (when the substrate surface temperature was approximately 550° C. or higher, the second Ar became single crystallized.

また、実施例Bl、B2.B3と同様、基体表面温度が
650℃以上の時、オージェ電子分光、もしくは二次イ
オン質量分析法による深さ方向分布を測定すると、基体
表面上の絶縁膜と第2のArの界面においてSiおよび
Ar2の溶は出しが観察された。
In addition, Examples B1 and B2. Similar to B3, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that Si and Elution of Ar2 was observed.

(実施例B5) 実施例Bl、B2.B3では、試料断面構造は第1図(
a)に示す様に試料表面は、第2のlが全面に形成され
ていた。本実施例では、実施例Bl、B2.B3におい
て、第2のAlの上に第1図(b)に示すように絶縁膜
5を形成して、実施例Bl、B2.B3と同様の手順で
レーザによる加熱熱処理を行った。第2のAffの上の
絶縁膜として常圧CVDによって成膜したSiO□(以
下CVD SiO□と略す)、常圧CVD法によって成
膜したボロンドープした酸化膜(以下BSGと略す)、
常圧CVD法によって成膜したリンドープした酸化膜C
以下PSGと略す)、常圧CVD法によって成膜したボ
ロン及びリンドープした酸化膜(以下BPSGと略す)
、プラズマCVD法によって成膜した窒化膜(以下P−
3iNと略す) 、ECR装置によって成膜した窒化膜
(以下ECR−5iNと略す)を用いた。以下第2の、
l上の絶縁膜を第2絶縁膜とする。第2絶縁膜の厚さと
しては、1000人、 2000人、 5000人、1
μmとした。レーザ加熱条件は、実施例1,2.3と同
様である。レーザ加熱後第2絶縁膜をエツチングにより
取り除いて、実施例Bl、B2.B3と同様、走査μ−
RHEED顕微鏡で電子線回折パターン、走査μmRH
EED像を観測した。得られた結果は、実施例Bl、B
2.B3と同様、基体温度が550℃以上の時、第2の
Alは単結晶化した。また、実施例Bl、B2.B3と
同様、基体表面温度が650℃以上の時、オージェ電子
分光、もしくは二次イオン質量分析法による深さ方向分
布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2の、lの界
面においてSiおよびAIの溶は出しが観察された。
(Example B5) Example B1, B2. In B3, the sample cross-sectional structure is shown in Figure 1 (
As shown in a), the second l was formed over the entire surface of the sample. In this example, Examples B1, B2. In B3, an insulating film 5 is formed on the second Al as shown in FIG. 1(b), and Examples B1 and B2. Laser heating treatment was performed in the same manner as in B3. SiO□ (hereinafter abbreviated as CVD SiO□) formed as an insulating film on the second Aff by normal pressure CVD, a boron-doped oxide film (hereinafter abbreviated as BSG) formed by normal pressure CVD,
Phosphorus-doped oxide film C formed by normal pressure CVD method
(hereinafter abbreviated as PSG), boron and phosphorous doped oxide film formed by atmospheric pressure CVD method (hereinafter abbreviated as BPSG)
, a nitride film (hereinafter P-
A nitride film (hereinafter abbreviated as ECR-5iN) formed using an ECR apparatus was used. Below is the second
The insulating film on l is a second insulating film. The thickness of the second insulating film is 1000, 2000, 5000, 1
It was set as μm. The laser heating conditions are the same as in Examples 1 and 2.3. After laser heating, the second insulating film was removed by etching to form Examples B1 and B2. Similar to B3, scanning μ-
Electron diffraction pattern, scanning μmRH with RHEED microscope
An EED image was observed. The results obtained are as follows: Examples Bl, B
2. Similar to B3, when the substrate temperature was 550° C. or higher, the second Al became single crystallized. In addition, Examples B1 and B2. Similar to B3, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, Si is observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second l. And dissolution of AI was observed.

(実施例B6) 実施例B4では、試料断面構造は第1図(a)に示す様
に試料表面は第2 Alが全面に形成されていた。本実
施例では、実施例B4において、第2のAIの上に第1
図(b)に示すように絶縁膜を形成して、実施例B4と
同様の手順でレーザによる加熱熱処理を行った。第2の
iの上の絶縁膜としてCVD SiO□、 BSG、 
PSG、 BPSG、 P−SiN、 ECRSiNを
用いた。以下第2のAl上の絶縁膜を第2絶縁膜とする
。第2絶縁膜の厚さとしては、1000人。
(Example B6) In Example B4, the cross-sectional structure of the sample was such that the second Al was formed entirely on the sample surface, as shown in FIG. 1(a). In this example, in Example B4, the first AI is placed on top of the second AI.
As shown in Figure (b), an insulating film was formed and heat treatment using a laser was performed in the same manner as in Example B4. As an insulating film on the second i, CVD SiO□, BSG,
PSG, BPSG, P-SiN, and ECRSiN were used. Hereinafter, the insulating film on the second Al will be referred to as a second insulating film. The thickness of the second insulating film is 1000.

2000人、 5000人、1μmとした。レーザ加熱
条件は、実施例B4と同様である。レーザ加熱後第2絶
縁膜をエツチングにより取り除いて、実施例B4と同様
、走査μmRHEED顕微鏡で電子線回折パターン、走
査μmRHEED像を観測した。得られた結果は、実施
例4と同様、基体温度が550 ’C以上の時、第2の
AIは単結晶化した。また、実施例4と同様、基体表面
温度が650℃以上の時、オージェ電子分光、もしくは
二次イオン質量分析法による深さ方向分布を測定すると
、基体表面上の絶縁膜と第2のAIの界面においてSi
およびAlの溶は呂しが観察された。
2,000 people, 5,000 people, and 1 μm. The laser heating conditions are the same as in Example B4. After laser heating, the second insulating film was removed by etching, and an electron beam diffraction pattern and a scanning μm RHEED image were observed using a scanning μm RHEED microscope, as in Example B4. As in Example 4, the obtained results showed that the second AI was single crystallized when the substrate temperature was 550'C or higher. Similarly to Example 4, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second AI Si at the interface
And the melting of Al was observed.

(実施例B7) 実施例Bl、B2.B3.B4では、第1図(a)のS
i基体上に形成された絶縁膜は、熱酸化法によるSiO
2であった。本実施例では、31基体上の絶縁膜として
CVD Sin□膜、 BSG、 PSG、 BPSG
、 P−3iN、 T−SiN、 LP−3iN。
(Example B7) Example B1, B2. B3. In B4, S in Fig. 1(a)
The insulating film formed on the i-substrate is made of SiO by thermal oxidation.
It was 2. In this example, CVD Sin□ film, BSG, PSG, BPSG are used as insulating films on the 31 substrates.
, P-3iN, T-SiN, LP-3iN.

ECR−3iNを用いた。これら絶縁膜の厚さは、10
00人、 2500人、 5000人、 7500人、
 10000人の5種類である。
ECR-3iN was used. The thickness of these insulating films is 10
00 people, 2500 people, 5000 people, 7500 people,
There are 5 types of 10,000 people.

第1のAl膜、第2のAl膜の厚さ、レーザ加熱条件は
、実施例Bl、B2.B3.B4と同様であった。
The thicknesses of the first Al film and the second Al film, and the laser heating conditions were as in Examples B1 and B2. B3. It was similar to B4.

実施例Bl、 B2. B3. B4と同様、基体温度
が550℃以上の時、第2のAIは単結晶化した。また
、実施例Bl、 B2. B3. B4と同様、基体表
面温度が65[] ’C以上の時、オージェ電子分光、
もしくは二次イオン質量分析法による深さ方向分布を測
定すると、基体表面上の絶縁膜と第2のAIの界面にお
いてSiおよびiの溶は出しが観察された。
Examples B1, B2. B3. Similar to B4, the second AI became a single crystal when the substrate temperature was 550° C. or higher. Further, Examples B1, B2. B3. Similar to B4, when the substrate surface temperature is 65[]'C or higher, Auger electron spectroscopy,
Alternatively, when the depth distribution was measured by secondary ion mass spectrometry, dissolution of Si and i was observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second AI.

(実施例B8) 実施例B7では、試料断面構造は第1図(a)に示す様
に試料表面は、第2のAlが全面に形成されていた。本
実施例では、実施例B7において第2のAIの上に第1
図(b)に示すように絶縁膜を形成して、実施例B7同
様の手順でレーザによる加熱熱処理を行った。第2のA
[の上の絶縁膜としてCVD 5102膜、 BSG、
 PSG、 BPSG、 P−5iN、 T−SiN、
 LP−3iNECR−5iNを用いた。これら絶縁1
莫の厚さは、1. OO0人、 2500人、 500
0人、 7500人、 10000人の5種類である。
(Example B8) In Example B7, the cross-sectional structure of the sample was as shown in FIG. 1(a), and the second Al was formed entirely on the sample surface. In this example, the first AI is placed on the second AI in Example B7.
As shown in Figure (b), an insulating film was formed and heat treatment using a laser was performed in the same manner as in Example B7. Second A
[CVD 5102 film as the insulating film on the BSG,
PSG, BPSG, P-5iN, T-SiN,
LP-3iNECR-5iN was used. These insulation 1
The thickness of the mo is 1. OO0 people, 2500 people, 500 people
There are five types: 0 people, 7500 people, and 10000 people.

第1のAI膜、第2のII膜の厚さ、レーザ加熱条件は
、実施例Bl、B2.B3.B4と同様であった。実施
例B7と同様、基体温度が550℃以上の時、第2のA
nは単結晶化した。また、実施例B7と同様、基体表面
温度が650℃以上の時、オージェ電子分光、もしくは
二次イオン質量分析法による深さ方向分布を測定すると
、基体表面上の絶縁膜と第2のAr2の界面においてS
jおよびAl1の溶は出しが観察された。
The thicknesses of the first AI film and the second II film and the laser heating conditions were as in Examples B1 and B2. B3. It was similar to B4. Similar to Example B7, when the substrate temperature is 550°C or higher, the second A
n was single crystallized. Similarly to Example B7, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second Ar2 S at the interface
Elution of j and Al1 was observed.

(実施例B9) レーザ加熱による第2のiの単結晶化領域を測定した。(Example B9) The second i single crystallized region by laser heating was measured.

試料形状の模式図を第5図(a)に示す。断面構造は、
第1図(a)と同様である。Si基体上の絶縁膜には幅
LIOのラインが形成されている。ラインの幅LIOは
、0.5 μm、 1 gm、2 μm。
A schematic diagram of the sample shape is shown in FIG. 5(a). The cross-sectional structure is
This is the same as in FIG. 1(a). Lines with a width LIO are formed on the insulating film on the Si substrate. The line width LIO is 0.5 μm, 1 gm, and 2 μm.

5 um、10μm、20um、の6種類である。Si
ウェハの面方位は(100)および(111)を用いた
。絶縁膜として熱酸化法によるSiO□を用いた。5i
Oz膜厚は、1000人 2500人、  5000人
、  7500人、  10000  人の5種類であ
る。ウニへ全面に堆積したi (第1図(a)の第2の
Al1.4、もしくは第5図(a)の第2のAff 6
3)の厚さは、1000人、 2500人。
There are six types: 5 um, 10 um, and 20 um. Si
The (100) and (111) plane orientations of the wafer were used. As the insulating film, SiO□ was used by thermal oxidation. 5i
There are five types of Oz film thickness: 1,000, 2,500, 5,000, 7,500, and 10,000. i deposited on the entire surface of the sea urchin (second Al1.4 in Figure 1(a) or second Al1.4 in Figure 5(a))
The thickness of 3) is 1000 and 2500 people.

5000人、 7500人、 10000人の5種類で
ある。Si基体の面方位、5iO7厚さ、第1のiの幅
Llll、第2の、Ifの厚さの4条件の組合せででき
る2×5X8X6=480種の試料を用意した。
There are five types: 5,000 people, 7,500 people, and 10,000 people. 2×5×8×6=480 types of samples were prepared by combining four conditions: the plane orientation of the Si substrate, the 5iO7 thickness, the first i width Lllll, and the second If thickness.

第2のArの結晶性は、X線回折法、従来RHEED装
置による電子線回折パターン観察、走査μmRHEED
顕微鏡による電子線回折パターンおよび走査μmRHE
ED像観察から、実施例1と同様、数〜104+、mの
結晶粒からなる多結晶であった。
The crystallinity of the second Ar can be determined by X-ray diffraction method, electron beam diffraction pattern observation using a conventional RHEED device, and scanning μm RHEED method.
Microscopic electron diffraction pattern and scanning μmRHE
Observation of the ED image revealed that, as in Example 1, it was polycrystalline, consisting of crystal grains of several to 104+ m.

加熱用のレーザには、連続発振Arレーザ(発振波長路
488nm及び514.5nm発振出力最大20W)を
用いた。試料上でのビーム径は、略20μm、30μm
70μm、 100μmである。走査方向は、第5図(
a)に示す様に、一方向に繰り返しを行って走査した。
A continuous wave Ar laser (oscillation wavelength path: 488 nm, 514.5 nm, maximum oscillation output: 20 W) was used as a heating laser. Beam diameter on the sample is approximately 20 μm, 30 μm
They are 70 μm and 100 μm. The scanning direction is shown in Figure 5 (
As shown in a), scanning was performed repeatedly in one direction.

ビーム走査の繰り返し幅は、ビーム系とほぼ同じ、大き
さとした。レーザビームの走査速度は、毎分路0.5,
1.2.5. locmである。基体表面温度は、Pb
Sを用いた放射温度計で測定し、略450℃、550°
C、500℃、650℃、700℃である。基体表面で
の温度は、レーザビーム径、レーザ出力、レーザビーム
走査速度によって変化した。以下の結果は、レーザビー
ム径、レーザビーム走査速度、走査間隔を与えた時に、
表面温度が上記路450℃550℃、500℃、650
℃、700°Cになるようにレーザ出力を変化させた。
The repetition width of the beam scan was set to be approximately the same size as the beam system. The scanning speed of the laser beam is 0.5 paths per minute,
1.2.5. locm. The substrate surface temperature is Pb
Measured with a radiation thermometer using S, approximately 450°C, 550°
C, 500°C, 650°C, and 700°C. The temperature at the substrate surface varied depending on the laser beam diameter, laser output, and laser beam scanning speed. The following results show that when the laser beam diameter, laser beam scanning speed, and scanning interval are given,
The surface temperature is 450°C, 550°C, 500°C, 650°C.
The laser output was changed so that the temperature was 700°C.

レーザ加熱は、水素ガス雰囲気、大気圧で行った。Laser heating was performed in a hydrogen gas atmosphere at atmospheric pressure.

レーザによる加熱処理後、走査型μ−RHEED顕微鏡
において、電子線回折パターン及び走査uRHEED像
を観察したところ、電子線回折パターンは、実施例Bl
と同様、加熱処理前よりも強度の強いスポットパターン
が観察された(第14図(b))。111回折斑点、2
02回折斑点を用いて測定した走査μmRHEED像は
第17図(b)および(c)と同様であった。ここで第
1のArの方向(ライン方向)は、第17図(a)のX
方向に平行である。またレーザの走査方向はX方向に平
行である。第17図(C)のL8を測定することにより
単結晶化した領域の長さを知ることができる。第17図
(c)では、1.8があたかも10〜20μm程度のよ
うに示しであるが、基体温度550℃以上の時、L8は
、略1cmであった。すなわち、単結晶である第1のA
l1を核としてSiO2上の第2のArが長さ1cmに
わたって単結晶化した。また、実施例Bl、B2.B3
.B4と同様、基体表面温度が650℃以上の時オージ
ェ電子分光、もしくは二次イオン質量分析法による深さ
方向分布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2のA
[の界面においてSiおよびA[の溶は出しが観察され
た。
After laser heat treatment, the electron beam diffraction pattern and scanning uRHEED image were observed using a scanning μ-RHEED microscope.
Similarly, a spot pattern with stronger intensity than before the heat treatment was observed (FIG. 14(b)). 111 diffraction spots, 2
The scanning μm RHEED images measured using 02 diffraction spots were similar to FIGS. 17(b) and (c). Here, the first Ar direction (line direction) is X in FIG. 17(a).
parallel to the direction. Further, the scanning direction of the laser is parallel to the X direction. By measuring L8 in FIG. 17(C), the length of the single crystal region can be determined. In FIG. 17(c), 1.8 is shown as if it were approximately 10 to 20 μm, but when the substrate temperature was 550° C. or higher, L8 was approximately 1 cm. That is, the first A which is a single crystal
The second Ar on SiO2 was single-crystalized over a length of 1 cm using l1 as a nucleus. In addition, Examples B1 and B2. B3
.. Similar to B4, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry when the substrate surface temperature is 650°C or higher, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second A
Dissolution of Si and A was observed at the interface of [.

(実施例B10) 実施例B9と同様の手順で試料を製作し、レーザにより
加熱処理を行った。
(Example B10) A sample was manufactured in the same manner as in Example B9, and heat treated with a laser.

実施例B9と異なるのは、試料断面構造である。The difference from Example B9 is the sample cross-sectional structure.

実施例B9では、試料断面構造は第1図(a)、または
第5図(a)に示す様に試料表面は、第2のArが全面
に形成されていた。本実施例では、第2のlの上に第1
図(b)、または第5図(b)に示すように絶縁膜を形
成して、実施例B9と同様の手順でレーザによる加熱熱
処理を行った。第2のAnの上の絶縁膜として、CVD
 5i02.PSG、BSG、BPSG、P−SiN、
 ECR−SiNを用いた。以下筒2のAr上の絶縁膜
を第2絶縁膜とする。第2絶縁膜の厚さとしては、10
00人、 2000人、  5[)00人、1μmとし
た。
In Example B9, the sample cross-sectional structure was as shown in FIG. 1(a) or FIG. 5(a), and the second Ar layer was formed entirely on the sample surface. In this example, the first l is placed on top of the second l.
An insulating film was formed as shown in FIG. 5(b) or FIG. 5(b), and heat treatment using a laser was performed in the same manner as in Example B9. CVD as an insulating film on the second An
5i02. PSG, BSG, BPSG, P-SiN,
ECR-SiN was used. Hereinafter, the insulating film on Ar of cylinder 2 will be referred to as a second insulating film. The thickness of the second insulating film is 10
00 people, 2000 people, 5[)00 people, and 1 μm.

レーザ加熱条件は、実施例Bl、 B2. B3と同様
である。レーザ加熱後第2絶縁膜をエツチングにより取
り除いて、実施例B9と同様、走査μmR1(EED顕
微鏡で電子線回折パターン、走査μmRHEED像を観
測した。得られた結果は、実施例B9と同様、基体温度
が550℃以上の時、第2の八ρは単結晶化した。実施
例B9と同様単結晶化した領域を走査μ−RHEED像
によって観察したところ、第17図(b)および(c)
と同様であった。L8は略1 cmであった。実施例9
と同様、基体表面温度が650℃以上の時、オージェ電
子分光、もしくは二次イオン質量分析法による深さ方向
分布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2の、lの
界面において31およびA!!、の溶は圧しが観察され
た。
The laser heating conditions are as in Examples B1 and B2. It is the same as B3. After laser heating, the second insulating film was removed by etching, and the electron beam diffraction pattern and scanning μm RHEED image were observed using a scanning μmR1 (EED microscope) as in Example B9. When the temperature was 550° C. or higher, the second 8 ρ became a single crystal. Similar to Example B9, the single crystallized region was observed by scanning μ-RHEED images, as shown in FIGS. 17(b) and (c).
It was the same. L8 was approximately 1 cm. Example 9
Similarly, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that 31 and 31 at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second l A! ! , melting was observed under pressure.

(実施例Bll ) レーザ加熱による第2のAffの単結晶化領域を測定し
た。試料形状の模式図を第6図(a)に示す。断面構造
は、第1図(a)と同様である。Si基体上の絶縁膜に
は幅り、。のラインが形成されている。試料形状は実施
例B9と同様である。第2の、lの結晶性は、X線回折
法、従来RHEED装置による電子線回折パターン観察
、走査μmRHEED顕微鏡による電子線回折パターン
および走査μRHEED像観察から、実施例9と同様、
数〜lOμmの結晶粒からなる多結晶であった。
(Example Bll) The single crystallized region of the second Aff by laser heating was measured. A schematic diagram of the sample shape is shown in FIG. 6(a). The cross-sectional structure is the same as that in FIG. 1(a). The insulating film on the Si substrate has a width. lines are formed. The sample shape is similar to Example B9. The second crystallinity of l was determined by X-ray diffraction method, electron beam diffraction pattern observation using a conventional RHEED device, electron beam diffraction pattern observation using a scanning μmRHEED microscope, and scanning μRHEED image observation, as in Example 9.
It was polycrystalline with crystal grains of several to 10 μm.

上述の試料を以下の方法でレーザ加熱をおこなった。レ
ーザには、連続発振Arレーザ(発振波長路488nm
及び514.5nm)を用いた。試料上でのビーム形状
は、第6図(a)に示す様な平形平行ビームである。シ
リンドリカルレンズを用いた光学系70により円形ビー
ムを平行ビームに形成した。平行ビームの形状は、略2
0μmX1cm50um X 1 cm、100μm 
X1cm、である。走査方向は、第6図(a)に示す様
に、一方向に走査した。
The above sample was laser heated in the following manner. The laser is a continuous wave Ar laser (oscillation wavelength path 488 nm).
and 514.5 nm). The beam shape on the sample is a flat parallel beam as shown in FIG. 6(a). The circular beam was formed into a parallel beam by an optical system 70 using a cylindrical lens. The shape of the parallel beam is approximately 2
0μm×1cm50um×1cm, 100μm
X1cm. The scanning direction was unidirectional as shown in FIG. 6(a).

レーザビーム走査速度は、毎分路0.5,1,2゜5.
10cmである。基体表面温度は、PbSを用いた放射
温度計で測定し、略450℃、550℃、600°C,
650’C,700℃である。
The laser beam scanning speed was 0.5, 1, 2°5.
It is 10cm. The substrate surface temperature was measured with a radiation thermometer using PbS, and was approximately 450°C, 550°C, 600°C,
650'C, 700°C.

基体表面での温度は、レーザビーム形状、レーザ出力、
レーザビーム走査速度によって変化した。以下の結果は
、レーザビーム径、レーザビーム走査速度を与えた時に
、表面温度が上記路450℃、550℃、600℃、6
50℃、700’Cになるようにレーザ出力を変化させ
た。レーザ加熱は、水素ガス雰囲気、大気圧で行った。
The temperature at the substrate surface depends on the laser beam shape, laser output,
It varied depending on the laser beam scanning speed. The following results show that when the laser beam diameter and laser beam scanning speed are given, the surface temperature is 450℃, 550℃, 600℃, 6
The laser output was changed to 50°C and 700'C. Laser heating was performed in a hydrogen gas atmosphere at atmospheric pressure.

レーザによる加熱処理後、走査型μ−RHEED顕微鏡
において、電子線回折パターン及び走査μ−RHEED
像を観察したところ、電子線回折パターンは、実施例B
9と同様、加熱処理前よりも強度の強いスポットパター
ンが観察された(第14図(b))。
After laser heat treatment, the electron diffraction pattern and scanning μ-RHEED were measured using a scanning μ-RHEED microscope.
When the image was observed, the electron beam diffraction pattern was that of Example B.
Similar to 9, a spot pattern with stronger intensity than before the heat treatment was observed (FIG. 14(b)).

111回折斑点、202回折斑点を用いて測定した走査
! −RHEED像は第17図(b)および(C)と同
様であった。ここで第1のArの方向(ライン方向)は
、第17図(a)のX方向に平行である。またレーザの
走査方向はX方向に平行である。第17図(c)のL6
を測定することにより単結晶化した領域の長さを知るこ
とができる。第17図(c)では、L8があたかも10
〜20μm程度のように示しであるが、基体温度550
°C以上の時、L8は、略1cmであった。
Scanning measured using 111 diffraction spots and 202 diffraction spots! -RHEED images were similar to FIGS. 17(b) and (C). Here, the first Ar direction (line direction) is parallel to the X direction in FIG. 17(a). Further, the scanning direction of the laser is parallel to the X direction. L6 in Figure 17(c)
By measuring , the length of the single crystallized region can be determined. In Figure 17(c), L8 is as if it were 10.
Although it is shown as about ~20 μm, the substrate temperature is 550 μm.
When the temperature was above °C, L8 was approximately 1 cm.

すなわち、単結晶である第1のAj2を核どして510
2上の第2のArが長さ1cmにわたって単結晶化した
。また、実施例Bl、 B2.B3. B4と同様、基
体表面温度が650℃以上の時、オージェ電子分光、も
しくは二次イオン質量分析法による深さ方向分布を測定
すると、基体表面上の絶縁膜と第2のArの界面におい
てSiおよびiの溶は出しが観察された。
That is, by nucleating the first Aj2 which is a single crystal, 510
The second Ar on 2 was single crystallized over a length of 1 cm. Moreover, Examples B1 and B2. B3. Similar to B4, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that Si and Dissolution of i was observed.

(実施例B12) 実施例Bllと同様の手順で試料を製作し、レーザによ
り加熱処理を行った。実施例Bllと異なるのは、試料
断面構造である。実施例Bllでは、試料断面構造は第
1図(a)、または第5図(a)に示す様に試料表面は
、第2の、lが全面に形成されていた。本実施例では、
第2のA[の上に第1図(b)、または第5図(b)に
示すように絶縁膜を形成して、実施例Bllと同様の手
順で平行レーザビームによる加熱熱処理を行った。第2
のAj2の上の絶縁膜として、CVD SiO,PSG
、BSG、BPSG、P−3iN。
(Example B12) A sample was manufactured in the same manner as in Example B11, and heat treated with a laser. The difference from Example Bll is the cross-sectional structure of the sample. In Example Bll, the cross-sectional structure of the sample was as shown in FIG. 1(a) or FIG. 5(a), and the second l was formed on the entire surface of the sample. In this example,
An insulating film was formed on the second A[ as shown in FIG. 1 (b) or FIG. . Second
CVD SiO, PSG is used as the insulating film on Aj2 of
, BSG, BPSG, P-3iN.

ECR−3iNを用いた。以下筒2のAl上の絶縁膜を
第2絶縁膜とする。第2絶縁膜の厚さとしては、100
0人、 2000人、 5000人、1μmとした。レ
ーザ加熱後第2絶縁膜をエツチングにより取り除いて、
実施例Bllと同様、走査μmRHEED顕微鏡で電子
線回折パターン、走査μ−RHEED像を観測した。得
られた結果は、実施例Bllと同様、基体温度が550
°C以上の時、第2の、lは単結晶化した。実施例Bl
lと同様単結晶化した領域を走査μm RHEED像に
よって観察したところ、第17図(b)及び(c)と同
様であった。L8は略1cmであった。
ECR-3iN was used. Hereinafter, the insulating film on Al of cylinder 2 will be referred to as a second insulating film. The thickness of the second insulating film is 100
0 people, 2000 people, 5000 people, and 1 μm. After laser heating, the second insulating film is removed by etching,
As in Example Bll, an electron beam diffraction pattern and a scanning μ-RHEED image were observed using a scanning μm RHEED microscope. The obtained results show that the substrate temperature is 550°C, similar to Example Bll.
When the temperature was above °C, the second l became single crystallized. Example Bl
When the single crystallized region similar to 1 was observed using a scanning μm RHEED image, the results were similar to those shown in FIGS. 17(b) and 17(c). L8 was approximately 1 cm.

実施例Bllと同様、基体表面温度が650℃以上の時
、オージェ電子分光、もしくは二次イオン質量分析法に
よる深さ方向分布を測定する と、基体表面上の絶縁膜と第2のAj2の界面において
Si及びAffの溶は出しが観察された。
Similar to Example Bll, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second Aj2. Dissolution of Si and Aff was observed.

(実施例B13) 実施例B9.BIOと同様の方法、手順でレーザ加熱処
理を行った。実施例B9.B10と異なるのは、試料形
状である。試料形状を第7図(a)に示す。実施例BI
Oでは、第2のAf2上の絶縁膜(第2絶縁膜)は、試
料表面に均一に形成されていたが、本実施例では、第7
図(a)に示す様に第1のlの方向くライン方向)とほ
ぼ直行した方向にストライブ上に形成した。第2絶縁膜
として、CVD5in、、 PSG、 BSG、 BP
SG、 P−SiN、 ECR−5iNを用いた。
(Example B13) Example B9. Laser heat treatment was performed using the same method and procedure as BIO. Example B9. The difference from B10 is the sample shape. The shape of the sample is shown in FIG. 7(a). Example BI
In O, the insulating film on the second Af2 (second insulating film) was uniformly formed on the sample surface, but in this example, the insulating film on the second Af2 (second insulating film)
As shown in Figure (a), it was formed on a stripe in a direction substantially perpendicular to the first l direction (line direction). As the second insulating film, CVD5in, PSG, BSG, BP
SG, P-SiN, and ECR-5iN were used.

第2絶縁膜の厚さとしては、1000人、 2000人
The thickness of the second insulating film is 1000 and 2000.

5000人、1μmとした。第2絶縁膜のストライブ寸
法は、L12として、1.2.5.10tim、 L’
sとして1,2,5.10μmの各4種類の組合せから
なる16種類のストライブを形成した。レーザ加熱条件
は、実施例Bl、B2.B3と同様である。レーザ加熱
後第2絶縁膜をエツチングにより取り除いて、実施例B
9と同様、走査μ−RHEED顕微鏡で電子線回折パタ
ーン、走査μmRHEED像を観測した。
5000 people, 1 μm. The stripe dimensions of the second insulating film are L12, 1.2.5.10tim, L'
Sixteen types of stripes were formed, each consisting of four combinations of s of 1, 2, and 5.10 μm. The laser heating conditions were as in Examples B1 and B2. It is the same as B3. After laser heating, the second insulating film was removed by etching to form Example B.
Similarly to 9, an electron beam diffraction pattern and a scanning μm RHEED image were observed using a scanning μ-RHEED microscope.

得られた結果は、実施例B9と同様、基体温度が550
°C以上の時、第2のAj2は単結晶化した。実施例B
9と同様単結晶化した領域を走査μ−RHEED像によ
って観察したところ、第17図(b)及び(c)と同様
であった。L8は略1cmであった。実施例9と同様、
基体表面温度が650℃以上の時、オージェ電子分光、
もしくは二次イオン質量分析法による深さ方向分布を測
定すると、基体表面上の絶縁膜と第2のAlの界面にお
いてSiおよびAlの溶は出しが観察された。
The obtained results were similar to Example B9 when the substrate temperature was 550°C.
When the temperature was above °C, the second Aj2 became a single crystal. Example B
When the single crystallized region was observed using a scanning μ-RHEED image as in Example 9, the results were similar to those shown in FIGS. 17(b) and 17(c). L8 was approximately 1 cm. Similar to Example 9,
When the substrate surface temperature is 650℃ or higher, Auger electron spectroscopy,
Alternatively, when the depth distribution was measured by secondary ion mass spectrometry, dissolution of Si and Al was observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second Al.

(実施例B14) 実施例B13と同様の試料を作製し、レーザーによる加
熱処理を行った。実施例B14と異なるのは、レーザの
走査方法である。レーザの走査方法は、第10図(b)
に示すような平行ビームを用いた。レーザには、連続発
振Arレーザ(発振波長路488、5nm及び514.
5nm)を用いた。試料上でのビーム形状は、第7図(
b)に示す様な平形平行ビームである。シリンドリカル
レンズを用いた光学系70により円形ビームを平行ビー
ムに形成した。平行ビームの形状は、略20gm X 
1 am、 50μm Xl am、 100 gm 
X 1cmである。走査方向は、第7図(b)に示す様
に、一方向に走査した。
(Example B14) A sample similar to that of Example B13 was prepared and subjected to laser heat treatment. The difference from Example B14 is the laser scanning method. The laser scanning method is shown in Figure 10(b).
A parallel beam as shown in Figure 1 was used. The laser includes a continuous wave Ar laser (oscillation wavelength path 488, 5 nm, and 514 nm).
5 nm) was used. The beam shape on the sample is shown in Figure 7 (
It is a flat parallel beam as shown in b). The circular beam was formed into a parallel beam by an optical system 70 using a cylindrical lens. The shape of the parallel beam is approximately 20gm
1 am, 50 μm Xlam, 100 gm
X 1cm. The scanning direction was unidirectional as shown in FIG. 7(b).

レーザビーム走査速度は、毎分路0.5,1,2゜5.
10cmである。基体表面温度は、PbSを用いた放射
温度計で測定し、略450°C,550℃、600℃6
50°C、700℃である。基体表面での温度は、レー
ザビーム形状、レーザ出力、レーザビーム走査速度によ
って変化した。以下の結果は、レーザビーム径、レーザ
ビーム走査速度を与えた時に、表面温度が上記路450
℃、550℃、600℃、650℃、700℃になるよ
うにレーザ出力を変化させた。レーザ加熱は、水素ガス
雰囲気、大気圧で行った。
The laser beam scanning speed was 0.5, 1, 2°5.
It is 10cm. The substrate surface temperature was measured with a radiation thermometer using PbS, and was approximately 450°C, 550°C, and 600°C6.
50°C and 700°C. The temperature at the substrate surface varied depending on the laser beam shape, laser output, and laser beam scanning speed. The following results show that when the laser beam diameter and laser beam scanning speed are given, the surface temperature is
℃, 550°C, 600°C, 650°C, and 700°C. Laser heating was performed in a hydrogen gas atmosphere at atmospheric pressure.

得られた結果は、実施例B13と同様、基体温度が55
0°C以上の時、第2のAlは単結晶化した。
The obtained results were similar to Example B13 when the substrate temperature was 55.
When the temperature was 0°C or higher, the second Al was single crystallized.

実施例B13と同様単結晶化した領域を走査μ−RHE
ED像によって観察したところ、第17図(b)及び(
c)と同様であった。L8は略1cmであった。実施例
13と同様、基体表面温度が650℃以上の時オージェ
電子分光、もしくは二次イオン質量分析法による深さ方
向分布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2のA[
の界面においてSiおよびAlの溶は出しが観察された
Scanning μ-RHE of the single crystallized region as in Example B13
When observed by ED image, Fig. 17(b) and (
It was the same as c). L8 was approximately 1 cm. As in Example 13, when the depth distribution was measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry when the substrate surface temperature was 650°C or higher, it was found that the insulating film on the substrate surface and the second A [
Dissolution of Si and Al was observed at the interface.

(実施例B15) 実施例B9.B10.B11.B12.B13.B14
では、例えば第5図(a)及び(b)、第6図(a)及
び(b)、第7図(a)及び(b)についてSi基体上
に形成された絶縁膜は、熱酸化法による5iOzであっ
た。本実施例では、Si基体上の絶縁膜として、CVD
 5in2膜、 BSG。
(Example B15) Example B9. B10. B11. B12. B13. B14
For example, the insulating film formed on the Si substrate in FIGS. 5(a) and (b), FIGS. 6(a) and (b), and FIG. 7(a) and (b) is formed by thermal oxidation. It was 5 iOz. In this example, CVD was used as the insulating film on the Si substrate.
5in2 membrane, BSG.

PSG、 BPSG、 P−5iN、 T−3iN、 
LP−5iN、 ECR−3iNを用いた。これら絶縁
膜の厚さは、1000人、 2500人5000人、 
7500人、 10000人の5種類である。第1のA
E膜および第2のAE2膜の厚さは、実施例Bl、 B
2. B3. B4と同様であった。
PSG, BPSG, P-5iN, T-3iN,
LP-5iN and ECR-3iN were used. The thickness of these insulating films is 1000, 2500, 5000,
There are five types: 7,500 people and 10,000 people. 1st A
The thicknesses of the E film and the second AE2 film are as shown in Example Bl, B
2. B3. It was similar to B4.

実施例B9.B10.B11.B12.B13.B14
と同様、基体温度が550℃以上の時第2のlは単結晶
化した。
Example B9. B10. B11. B12. B13. B14
Similarly, when the substrate temperature was 550°C or higher, the second l became a single crystal.

また、実施例B9.B10.B11.B12.B13.
B14と同様、基体表面温度が650℃以上の時、オー
ジェ電子分光、もしくは二次イオン質量分析法による深
さ方向分布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2の
lの界面においてSiおよび八βの溶は出しが観察され
た。
Also, Example B9. B10. B11. B12. B13.
Similar to B14, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that Si and Dissolution of 8β was observed.

(実施例B16) 実施例B1−815では、第1の、+1および第2のA
l2はともにDMA)l (ジメチルアルミニウムハイ
ドライド)と水素とを用いたLP−CVD法により純A
lを用いた。本実施例では、純iに替わって、1−3A
lを用いた。DMAHと水素を用いたLP−CVDにお
いて、5i2Haを添加してAE1−3Alを堆積した
(Example B16) In Example B1-815, the first, +1 and second A
Both l2 are pure A by LP-CVD method using DMA) l (dimethylaluminum hydride) and hydrogen.
l was used. In this embodiment, instead of pure i, 1-3A
l was used. AE1-3Al was deposited in LP-CVD using DMAH and hydrogen with addition of 5i2Ha.

第1のAE−3i及び第2のAl2−Si膜中のSi含
有量は、0.2.0.5.1.0%である。
The Si content in the first AE-3i and second Al2-Si films is 0.2.0.5.1.0%.

実施例B1〜B15において11をAE−3iに替えて
、実施例B1〜B15と同様の熱処理を行った。
In Examples B1 to B15, 11 was replaced with AE-3i, and the same heat treatment as in Examples B1 to B15 was performed.

得られた結果は、実施例81〜B15と同様であった。The results obtained were similar to Examples 81-B15.

(実施例B17) 実施例B1〜B15において、第1のAl2および第2
のAE2はともにDMAHと水素とを用いたLP−CV
Dを用いて形成した。熱処理によって第2の、lが単結
晶化するためには、第1のAEが単結晶である必要があ
る。LP−CVD法では、第1のAEおよび第2 Al
を同一装置内で連続的に堆積できる利点があるが、第2
のAl2は、多結晶もしくは非晶質であればCVD法に
よるi膜である必要はない。
(Example B17) In Examples B1 to B15, the first Al2 and the second
Both AE2 are LP-CV using DMAH and hydrogen.
It was formed using D. In order for the second l to become single crystallized by the heat treatment, the first AE needs to be a single crystal. In the LP-CVD method, the first AE and the second Al
It has the advantage of being able to deposit continuously in the same device, but the second
If Al2 is polycrystalline or amorphous, it does not need to be an i-film formed by CVD.

本実施例では、実施例B1〜B15において第2の八で
のみスパッタ法で形成した。第2のAEをX線回折法、
従来RHEED装置による電子線回折パターン測定、走
査型μmRHEED顕微鏡による電子線回折パターンお
よび走査μmRHEED像観察を行ったところ、堆積し
た状態では、粒径略1μm以下の多結晶であった。
In this example, in Examples B1 to B15, only the second part 8 was formed by sputtering. The second AE is an X-ray diffraction method,
Measurement of the electron beam diffraction pattern using a conventional RHEED device, and observation of the electron beam diffraction pattern and scanning μm RHEED image using a scanning μm RHEED microscope revealed that the deposited state was polycrystalline with a grain size of about 1 μm or less.

実施例B1−B15と同様の条件で加熱処理したところ
、得られた結果は、実施例Bl〜B15と同様、基体温
度が550℃以上の時、第2の八ρは単結晶化した。但
し、実施例B9〜B14と同様の手順で測定したL8の
単結晶化領域は、第2八ρにCVD  Alを用いた1
cmより、短く略0.8cmであった。
When the heat treatment was performed under the same conditions as in Examples B1 to B15, the obtained results showed that, similar to Examples B1 to B15, when the substrate temperature was 550° C. or higher, the second 8ρ became a single crystal. However, the single crystallized region of L8 measured by the same procedure as Examples B9 to B14 was
It was approximately 0.8 cm, shorter than cm.

また、実施例B1−815と同様、基体表面温度が65
0℃以上の時、オージェ電子分光、もしくは二次イオン
質量分析法による深さ方向分布を測定すると、基体表面
上の絶縁膜と第2のAEの界面においてSiおよびAE
の溶は出しが観察された。
Also, as in Example B1-815, the substrate surface temperature was 65
When the depth distribution is measured using Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry at temperatures above 0°C, Si and AE are observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second AE.
Dissolution was observed.

(実施例818) 実施例B1−815と同様の試料形状、加熱条件で、第
1のAEには、DMAHと水素と5iJ6を用いたLP
−CVD法によるAl2−Si、第2の、lには、DM
A)lと水素を用いたLP−CVD法による練入ρを用
いた。
(Example 818) With the same sample shape and heating conditions as Example B1-815, the first AE was an LP using DMAH, hydrogen, and 5iJ6.
- Al2-Si by CVD method, second l is DM
A) Kneading ρ by the LP-CVD method using l and hydrogen was used.

第1のAE−5i中のSi含有量は、0.2.0.5゜
1.0%である。
The Si content in the first AE-5i is 0.2.0.5°1.0%.

得られた結果は、実施例B1〜B15と同様であった。The results obtained were similar to Examples B1 to B15.

(実施例B19) 実施例B1〜B15と同様の試料形状、加熱条件で、第
1のAffには、DMAHと水素と512H6を用いた
LP−CVD法に:J:6Aj2−3i、第2のAl:
は、スパッタ法によるAl2−3Alを用いた。第1の
Al2−3l中のSi含有量は、0.2.0.5.1.
0%である。
(Example B19) With the same sample shape and heating conditions as Examples B1 to B15, the first Aff was subjected to the LP-CVD method using DMAH, hydrogen, and 512H6: J:6Aj2-3i, and the second Al:
used Al2-3Al produced by sputtering. The Si content in the first Al2-3l is 0.2.0.5.1.
It is 0%.

得られた結果は、実施例81〜B15と同様であった。The results obtained were similar to Examples 81-B15.

但し、実施例89〜B14と同様の手順で測定したL8
の単結晶化領域は、第2の、lにCVD  Alを用い
た1cmより、短(略0.8cmであった。
However, L8 measured by the same procedure as Examples 89 to B14
The single-crystalline region was shorter (approximately 0.8 cm) than the 1 cm in the second case in which CVD Al was used for l.

(実施例B20) 実施例B1〜B19では、試料加熱を試料表面からレー
ザビームを照射した。実施例1〜19と異なるのは、試
料加熱において表面からのレーザによる加熱に加えて試
料裏面からの加熱を行った。試料裏面からの加熱は、試
料を載せる台(図示せず)を抵抗加熱した。試料裏面の
温度は略250’C、300℃、350℃とした。レー
ザ照射条件は、実施例B1−819と同様である。
(Example B20) In Examples B1 to B19, the sample was heated by irradiating the sample surface with a laser beam. The difference from Examples 1 to 19 was that in heating the sample, heating was performed from the back surface of the sample in addition to laser heating from the front surface. To heat the sample from the back surface, a table (not shown) on which the sample was placed was heated by resistance. The temperature of the back surface of the sample was approximately 250'C, 300C, and 350C. The laser irradiation conditions are the same as in Example B1-819.

得られた結果は、実施例81〜B19と同様であった。The results obtained were similar to Examples 81-B19.

単結晶化温度は、実施例B1〜B19では、550℃で
あったが、本実施例では、基体表面の温度が略500℃
で単結晶化した。単結晶化温度が実施例B1−B19よ
り低下したのは、裏面から試料を加熱したため、表面の
第2のAlもしくは、第2のAl2−3iがより小さい
照射エネルギーでAl原子の流動が促進されたためと考
えられる。
The single crystallization temperature was 550°C in Examples B1 to B19, but in this example, the temperature of the substrate surface was approximately 500°C.
It was made into a single crystal. The single crystallization temperature was lower than that of Examples B1-B19 because the sample was heated from the back side, and the second Al or second Al2-3i on the front surface promoted the flow of Al atoms with lower irradiation energy. It is thought that this was due to an accident.

(実施例C1) 実施例1,2.3に示される方法で、第1のiおよび第
2の、lの堆積した試料を用意し、線状ヒーターを用い
て加熱を行った。第1絶縁膜のパターンは、第2図(a
) 、 (b) 、 (c)に示されるチエッカ−パタ
ーン、ピアホールパターン、ライン&スペースパターン
である。第2図に示されるパターン寸法り、〜l−sは
、実施例81〜B3と同様である。また、Si基体の面
方位、第1絶縁膜の厚さ、第2のA[の厚さも実施例B
l〜B3とと同様である。
(Example C1) Samples in which the first i and the second l were deposited were prepared by the method shown in Examples 1 and 2.3, and heated using a linear heater. The pattern of the first insulating film is shown in FIG.
), (b), and (c) are the checker pattern, pier hole pattern, and line & space pattern. The pattern dimensions ˜ls shown in FIG. 2 are the same as Examples 81-B3. In addition, the plane orientation of the Si substrate, the thickness of the first insulating film, and the thickness of the second A[ were also determined in Example B.
It is the same as 1 to B3.

第1のAffおよび第2のAj2を堆積後、X線回折法
で評価したところ、5i02膜厚、チエッカ−サイズ、
第2の1の膜厚によらずいずれの試料も、1(111)
  ピークのみが観測された。また、電子ビーム径が1
00 p rn 〜1 mm中の従来RHEED装置で
電子線回折パターンを観察したところ、いずれの試料も
第14図(a)に示すようなリング状パターンが観察さ
れた。従って、全面に堆積した。lが(111)配向の
多結晶であることが確認された。さらに、走査型μmR
HEED顕微鏡に試料を装填し、0.1μmまで電子線
を絞った電子線を用いて電子線回折パターンを観察した
ところ、強度は弱いながら、第14図(b)に示すよう
なスポットパターンが観察された。スポット状回折パタ
ーン上の回折斑点強度を用いて走査μmR1(EED像
を観察しなところ第15図(a)の様に、数〜10μm
の結晶粒からなる多結晶であった。
After depositing the first Aff and the second Aj2, evaluation using X-ray diffraction revealed that the 5i02 film thickness, checker size,
Regardless of the film thickness of the second 1, all samples are 1 (111)
Only a peak was observed. Also, the electron beam diameter is 1
When the electron beam diffraction pattern was observed using a conventional RHEED apparatus at a wavelength of 00 prn to 1 mm, a ring-shaped pattern as shown in FIG. 14(a) was observed in each sample. Therefore, it was deposited on the entire surface. It was confirmed that l was a polycrystal with (111) orientation. Furthermore, scanning μmR
When the sample was loaded into a HEED microscope and the electron beam diffraction pattern was observed using an electron beam focused down to 0.1 μm, a spot pattern as shown in Figure 14(b) was observed, although the intensity was weak. It was done. Using the intensity of the diffraction spot on the spot-like diffraction pattern, scan μmR1 (as shown in Figure 15(a), when the EED image is not observed, it is several to 10 μm.
It was polycrystalline, consisting of crystal grains.

上述の試料を以下の方法で線状ヒーターを用いて加熱を
おこなった。
The above sample was heated using a linear heater in the following manner.

第8図に、線状ヒーターを用いた加熱方法を示す。加熱
支持台81は、加熱基体支持台81上に置かれる。加熱
支持台81は、カーボン製である。加熱基体82上に線
状ヒーター83が配置される。線状ヒーター83もカー
ボン製であり、電源84から通電される。加熱支持台8
1も加熱支持台裏面に取り付けられたヒーター(図示せ
ず)により加熱される。また、線状ヒーター83は、8
5の方向へ移動する。加熱は、水素雰囲気、大気圧下で
行った。
FIG. 8 shows a heating method using a linear heater. The heating support table 81 is placed on the heating substrate support table 81 . The heating support stand 81 is made of carbon. A linear heater 83 is placed on the heating base 82 . The linear heater 83 is also made of carbon and is energized by a power source 84. Heating support stand 8
1 is also heated by a heater (not shown) attached to the back of the heating support. Moreover, the linear heater 83 has 8
Move in direction 5. Heating was performed under hydrogen atmosphere and atmospheric pressure.

綿状ヒーター83は、矢印85の方向に移動させた。移
動速度は、毎分路0.5,1.2.5.10cmである
。線状ヒーター83直下の基体表面温度は、pbsを用
いた放射温度計で測定し、略450°C、500”C、
600℃、650℃、700℃である。
The cotton heater 83 was moved in the direction of the arrow 85. The moving speed is 0.5, 1, 2, 5, and 10 cm per minute. The substrate surface temperature directly below the linear heater 83 was measured with a radiation thermometer using PBS, and was approximately 450°C, 500"C,
They are 600°C, 650°C, and 700°C.

上記加熱条件で熱処理を行った後、走査μ−RHEED
顕微鏡内で、電子線回折パターン、及び走査μmRHE
ED像を観察した。Siウェハの面方位、SiO□膜厚
(第1絶縁膜厚)、パターン形状・寸法、第2の、lの
膜厚によらずいずれの試料も、線状ヒーター83直下の
基体表面4度が550℃以上の場合、電子線回折パター
ンは加熱前よりも強度の強い、第14図(b)に示すよ
うなスポットパターンが観察された。第14図(b)の
回折パターンは、回折斑点の出現する位置からAl(1
11)面に[101]方向から電子線を入射させたとき
に生じる回折パターンであった。第14図(b)の回折
パターン上の回折斑点A C111回折斑点)及び回折
斑点C(202回折斑点)の強度を用いて走査μmRH
EED像を観察した結果は第15図(b)及び(c)と
同様であった。第15図fb)および(c)において斜
線部が回折斑点強度の強い領域である。チエッカ−パタ
ーン、ピアホールパターン、ライン&スペースパターン
の形成された上に堆積したAfflll(第2のAl膜
)では回折斑点AもCも共に強く、熱処理によって単結
晶化したことが確認された。熱処理後の試料を従来のR
HEED装置で電子線回折パターンを観察したところ、
いずれの試料においても第14図(b)の様な単結晶を
示すスポットパターンが観察された。
After heat treatment under the above heating conditions, scanning μ-RHEED
In the microscope, electron diffraction patterns and scanning μmRHE
The ED image was observed. Regardless of the surface orientation of the Si wafer, the SiO□ film thickness (first insulating film thickness), the pattern shape/dimensions, and the second l film thickness, for all samples, the substrate surface directly below the linear heater 83 is When the temperature was 550° C. or higher, a spot pattern as shown in FIG. 14(b) was observed in which the electron beam diffraction pattern was stronger than that before heating. The diffraction pattern in FIG. 14(b) shows Al(1
11) This was a diffraction pattern generated when an electron beam was incident on the surface from the [101] direction. Scan μmRH using the intensities of diffraction spot A (C111 diffraction spot) and diffraction spot C (202 diffraction spot) on the diffraction pattern in Figure 14(b).
The results of observing the EED images were similar to those shown in FIGS. 15(b) and (c). In FIGS. 15fb) and 15(c), the shaded areas are regions with strong diffraction spots. In Afflll (second Al film) deposited on the checker pattern, pier hole pattern, and line & space pattern, both diffraction spots A and C were strong, and it was confirmed that the film was single-crystalized by heat treatment. The sample after heat treatment is subjected to conventional R
When observing the electron beam diffraction pattern with a HEED device,
In each sample, a spot pattern indicating a single crystal as shown in FIG. 14(b) was observed.

すなわち、加熱により、堆積した状態では多結晶であっ
たA[が、単結晶化した。なお、基体表面温度が650
℃以上の時、オージェ電子分光法(AES>による深さ
方向分布を測定したところ、SiO□と第2のAr2の
界面でAlとSiとOの解は出しが観察された。また、
500℃、6時間の熱処理では、単結晶化を生じなかっ
た。
That is, by heating, A[, which was polycrystalline in the deposited state, became single crystallized. Note that the substrate surface temperature is 650
When the temperature was above ℃, the depth distribution was measured using Auger electron spectroscopy (AES), and it was observed that Al, Si, and O were separated at the interface between SiO□ and the second Ar2.
Heat treatment at 500° C. for 6 hours did not cause single crystallization.

(実施例C2) 実施例C1では、試料断面構造は第1図(a)に示す様
に試料表面は、第2のAlが全面に形成されていた。本
実施例では、第2の八ρの上に第1図(b)に示すよう
に絶縁膜を形成して、実施例C1と同様の手順で線状ヒ
ーターによる加熱熱処理を行った。第2の屍の上の絶縁
膜として常圧CVDによって成膜した5iO2(以下C
VD 5iOzと略す)、常圧CVD法によって成膜し
たボロンドープした酸化膜(以下BSGと略す)、常圧
CVD法によって成膜したリンドープした酸化膜(以下
PSGと略す)、常圧CVD法によって成膜したボロン
およびリンドープした酸化膜(以下BPSGと略す)、
プラズマCVD法によって成膜した窒化膜(以下P−S
iNと略す) 、 ECR装置によって成膜した熱窒化
膜(以下ECR−5iNと略す)を用いた。以下第2の
Al上の絶縁膜を第2絶縁膜とする。第2絶縁膜の厚さ
としては、1000人、 2000人、 5000人。
(Example C2) In Example C1, the cross-sectional structure of the sample was as shown in FIG. 1(a), and the second Al was formed entirely on the sample surface. In this example, an insulating film was formed on the second eight ρ as shown in FIG. 1(b), and heat treatment was performed using a linear heater in the same manner as in Example C1. 5iO2 (hereinafter referred to as C
VD 5iOz), boron-doped oxide film formed by atmospheric pressure CVD method (hereinafter abbreviated as BSG), phosphorus-doped oxide film formed by atmospheric pressure CVD method (hereinafter abbreviated as PSG), Boron and phosphorous doped oxide film (hereinafter abbreviated as BPSG),
Nitride film (hereinafter referred to as P-S) formed by plasma CVD method
iN) and a thermal nitride film (hereinafter abbreviated as ECR-5iN) formed by an ECR device. Hereinafter, the insulating film on the second Al will be referred to as a second insulating film. The thickness of the second insulating film is 1000, 2000, and 5000.

1μmとした。加熱条件は、実施例C1と同様である。It was set to 1 μm. The heating conditions are the same as in Example C1.

加熱後、第2絶縁膜をエツチングにより取り除いて、実
施例C1と同様、走査型μmRHEED顕微鏡で電子線
回折パターン、走査μmRHEED像を観測した。得ら
れた結果は、実施例C1と同様、基体温度が550℃以
上の時、第2のAlは単結晶化した。また、実施例C1
と同様、基体表面温度が650℃以上の時、オージェ電
子分、もしくは二次イオン質量分析法による深さ方向分
布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2のAlの界
面においてSiおよびA4の溶は出しが観察された。
After heating, the second insulating film was removed by etching, and an electron beam diffraction pattern and a scanning μmRHEED image were observed using a scanning μmRHEED microscope, as in Example C1. As in Example C1, the obtained results showed that when the substrate temperature was 550° C. or higher, the second Al became single crystallized. In addition, Example C1
Similarly, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the Auger electron component or the depth distribution by secondary ion mass spectrometry is measured, Si and A4 are observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second Al. Dissolution was observed.

(実施例C3) 実施例C1では、第1図(a)のSi基体上に形成され
た第1絶縁膜は、熱酸化法による5iOzであった。本
実施例では、Si基体上の第1絶縁膜として、CVD 
SiO□膜、 BSG、 PSG、 BPSG、 P−
SiN、 T−3iN、 LP−3iN、 ECR−S
iNを用いた。これら絶縁膜の厚さは、1000人、 
 2500人、  5000人、  7500人、  
10000  人の5種類である。
(Example C3) In Example C1, the first insulating film formed on the Si substrate in FIG. 1(a) was 5iOz by thermal oxidation. In this example, CVD is used as the first insulating film on the Si substrate.
SiO□ film, BSG, PSG, BPSG, P-
SiN, T-3iN, LP-3iN, ECR-S
iN was used. The thickness of these insulating films is 1000 people,
2500 people, 5000 people, 7500 people,
There are 5 types of 10,000 people.

Si基体の面方位、第1のAl膜、第2のAl膜の厚さ
、線状ヒーターによる加熱条件は、実施例C1と同様で
あった。
The plane orientation of the Si substrate, the thicknesses of the first Al film and the second Al film, and the heating conditions using the linear heater were the same as in Example C1.

実施例C1と同様、基体温度が550℃以上の時、第2
の八βは単結晶化した。また、実施例C1と同様、基体
表面温度が650℃以上の時、オージェ電子分光、もし
くは二次イオン質量分析法による深さ方向分布を測定す
ると、基体表面上の絶縁膜と第2のAr1の界面におい
てSiおよびA[の溶は出しが観察された。
Similar to Example C1, when the substrate temperature is 550°C or higher, the second
8β was single-crystalized. Similarly to Example C1, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second Ar1 Dissolution of Si and A was observed at the interface.

(実施例C4) 実施例C3では、試料断面構造は第1図(a)に丁す様
に試料表面は、第2の八βが全面に形成されていた。本
実施例では、第2のAr1の上に第1図(b)に示すよ
うに絶縁膜を形成して、実施例C1と同様の手順で線状
ヒーターによる加熱熱処理を行った。第2のiの上の絶
縁膜としてCVD SiO□膜、 BSG、PSG、 
BPSG、P−3iN、LP−3iN、ECR−3iN
を用いた。これら絶縁膜の厚さは、1000人、 25
00人。
(Example C4) In Example C3, the cross-sectional structure of the sample was as shown in FIG. 1(a), and the second 8β was formed on the entire surface of the sample. In this example, an insulating film was formed on the second Ar1 as shown in FIG. 1(b), and heat treatment was performed using a linear heater in the same manner as in Example C1. CVD SiO□ film, BSG, PSG,
BPSG, P-3iN, LP-3iN, ECR-3iN
was used. The thickness of these insulating films is 1000, 25
00 people.

5000人、 7500人、 10000人の5種類で
ある。
There are five types: 5,000 people, 7,500 people, and 10,000 people.

Si基体の面方位、第1のAl膜、第2のAl膜の厚さ
、線状ヒーターによる加熱条件は、実施例C3と同様で
あった。実施例C3と同様、基体温度が550℃以上の
時、第2のAr1は単結晶化した。また、実施例C3と
同様、基体表面温度が650℃以上の時、オージェ電子
分光、もしくは二次イオン質量分析法による深さ方向分
布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2のAlの界
面においてSiおよびA!の溶は出しが観察された。
The plane orientation of the Si substrate, the thicknesses of the first Al film and the second Al film, and the heating conditions using the linear heater were the same as in Example C3. As in Example C3, when the substrate temperature was 550° C. or higher, the second Ar1 became single crystallized. Similarly to Example C3, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second Al Si and A! at the interface! Dissolution was observed.

(実施例C5) 線状ヒーター加熱による第2のAlの単結晶化領域を測
定した。試料形状は、実施例B9のレーザ加熱の場合に
示した第5図(a)と同じである。断面構造は、第1図
(a)と同様である。Si基体上の絶縁膜には幅LIO
のラインが形成されている。ラインの幅LIDは、0.
5 μm、 1 gm、2 μm、5 grn。
(Example C5) The second Al single crystallization region by heating with a linear heater was measured. The sample shape is the same as that shown in FIG. 5(a) in the case of laser heating in Example B9. The cross-sectional structure is the same as that in FIG. 1(a). The insulating film on the Si substrate has a width LIO.
lines are formed. The line width LID is 0.
5 μm, 1 gm, 2 μm, 5 grn.

10μm、20μm、の6種類である。Siウェハの面
方位は(100)及び(111)を用いた。絶縁膜とし
て熱酸化法によるSiO□を用いた。SiO□膜厚は、
1000人。
There are six types: 10 μm and 20 μm. The (100) and (111) plane orientations of the Si wafer were used. As the insulating film, SiO□ was used by thermal oxidation. The SiO□ film thickness is
1000 people.

2500人、 5000人、 7500人、 ’000
0人の5種類である。ウニ八全面に堆積したAl(第1
図の第2のAl、4、もしくは第5図(a)の第2の八
ρ63)の)の厚さは、1000人、 2500人、 
5000人。
2500 people, 5000 people, 7500 people, '000
There are 5 types of 0 people. Al deposited on the entire surface of the sea urchin (first
The thickness of the second Al, 4 in the figure or the second 8 ρ63) in Figure 5(a) is 1000, 2500,
5000 people.

7500人、 10000人の5種類であるo Si基
体の面方位、:5tOa厚さ、第1の八βの幅り、。、
第2の3℃の厚さの4条件の組合せでできる2x5xB
x6x=480種の試料を用意した。
7,500 and 10,000 types of plane orientation of the Si substrate: 5tOa thickness, first 8β width. ,
2x5xB made by a combination of 4 conditions with a thickness of 2nd 3℃
x6x=480 types of samples were prepared.

第2のiの結晶性はX線回折法、従来R)(EED装置
による電子線回折パターン観察、走査μ−R1(EED
顕微鏡による電子線回折パターンおよび走査μ−RHE
ED像観察から、実施例Bl、 CIと同様、数〜IO
μmの結晶粒からなる多結晶であった。
The crystallinity of the second i is determined by X-ray diffraction method, conventional R) (electron beam diffraction pattern observation using EED device, scanning μ-R1 (EED
Microscopic electron diffraction pattern and scanning μ-RHE
From the ED image observation, similar to Examples Bl and CI, several to IO
It was polycrystalline with crystal grains of μm in size.

加熱は、実施例C1と同様の方法で行った。移動速度は
、毎分路0.5,1. 2. 5.10cmである。線
状ヒーター83直下の基体表面温度は、pbsを用いた
放射温度計で測定し、略450℃、550℃、600℃
Heating was performed in the same manner as in Example C1. The moving speed is 0.5, 1. 2. 5.10cm. The substrate surface temperature directly below the linear heater 83 was measured with a radiation thermometer using PBS, and was approximately 450°C, 550°C, and 600°C.
.

650℃、700℃である。加熱は、水素ガス雰囲気。The temperatures are 650°C and 700°C. Heating is done in a hydrogen gas atmosphere.

大気圧で行った。It was carried out at atmospheric pressure.

加熱処理後、走査型μmRHEED顕微鏡において、電
子線回折パターン及び走査μmRHEED像を観察した
ところ、電子線回折パターンは、実施例C1と同様、加
熱処理前よりも強度の強いスポットパターンが観察され
た(第14図(b))。111回折斑点、202回折斑
点を用いて測定した走査μ−R)IEED像は第17図
(b)および(c)と同様であった。ここで第1の、l
の方向(ライン方向)は、第17図(a)のX方向に平
行である。またヒーターの走査方向はX方向に平行であ
る。第17図(c)のり、を測定することにより単結晶
化した領域の長さを知ることができる。第17図(c)
では、L8があたかも10〜20μm程度のようにして
示しであるが、基体温度550°C以上の時、L8は、
略1cm出金った。すなわち、単結晶である第1のAl
を各としてSiO□上の第2 、lが長さ1 cmにわ
たって単結晶化した。また、実施例C1と同様、基体表
面温度が650℃以上の時、オージェ電子分光、もしく
は二次イオン質量分析法による深さ方向分布を測定する
と、基体表面上の絶縁膜と第2のAlの界面においてS
iおよびAlの溶は出しが観察された。
After the heat treatment, the electron beam diffraction pattern and scanning μmRHEED image were observed using a scanning μmRHEED microscope. As in Example C1, a spot pattern with stronger intensity than before the heat treatment was observed in the electron diffraction pattern ( Figure 14(b)). The scanning μ-R)IEED images measured using 111 diffraction spots and 202 diffraction spots were similar to those in FIGS. 17(b) and (c). Here, the first, l
The direction (line direction) is parallel to the X direction in FIG. 17(a). Further, the scanning direction of the heater is parallel to the X direction. The length of the single crystallized region can be determined by measuring the glue shown in FIG. 17(c). Figure 17(c)
Here, L8 is shown as if it were about 10 to 20 μm, but when the substrate temperature is 550°C or higher, L8 is
I withdrew about 1cm. That is, the first Al which is a single crystal
The second crystal on SiO□ was single-crystalized over a length of 1 cm. Similarly to Example C1, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second Al S at the interface
The dissolution of i and Al was observed.

(実施例C6) 実施例C5と同様の手順で試料を制作し、線状ヒーター
により加熱処理を行った。実施例C5と異なるのは、試
料断面構造である。実施例C5では、試料断面構造は第
1図(a)、または第5図(a)に示す様に試料表面に
は、第2の3℃が全面に形成されていた。本実施例では
、第2の八βの上に第1図(b)または第5図(b)に
示すように絶縁膜を形成して、実施例C5と同様の手順
で線状ヒーターによる加熱熱処理を行った。第2のAl
の上の絶縁膜としテCVD Sin□、 PSG、 B
SG、 BPSG P−3iN、 ECR−3iNを用
いた。以下筒2のAl上の絶縁膜を第2絶縁膜とする。
(Example C6) A sample was produced in the same manner as in Example C5, and heat treated using a linear heater. The difference from Example C5 is the sample cross-sectional structure. In Example C5, the cross-sectional structure of the sample was as shown in FIG. 1(a) or FIG. 5(a), and the second temperature of 3° C. was formed over the entire surface of the sample. In this example, an insulating film is formed on the second 8β as shown in FIG. 1(b) or FIG. Heat treatment was performed. Second Al
Insulating film on top of CVD Sin□, PSG, B
SG, BPSG P-3iN, and ECR-3iN were used. Hereinafter, the insulating film on Al of cylinder 2 will be referred to as a second insulating film.

第2絶縁膜の厚さとしては、1000人。The thickness of the second insulating film is 1000.

2000人、 5000人、1μmとした。糸泉状ヒー
ターによる加熱条件は、実施例C1と同様である。加熱
後、第2絶縁膜をエツチングにより取り除いて、実施例
C5と同様、走査μmR)IEED顕微鏡で電子線回折
パターン、走査μmR)IEED像を観測した。
2,000 people, 5,000 people, and 1 μm. The heating conditions using the string heater were the same as in Example C1. After heating, the second insulating film was removed by etching, and as in Example C5, an electron beam diffraction pattern and a scanning μmR) IEED image were observed using a scanning μmR) IEED microscope.

得られた結果は、実施例C5と同様、基体温度が550
℃以上の時、第2のAlは単結晶化した。実施例C5と
同様、第17図(b)および(c)と同様の走査μmR
HEED像が得られ、単結晶化した領域L8は略1cm
であった。実施例C5と同様、基体表面温度が650°
C以上の時、オージェ電子分光、もしくは二次イオン質
量分析法による深さ方向分布を測定すると、基体表面上
の絶縁膜と第2のAj2の界面においてSiおよびAf
2の溶は出しが観察された。
The obtained results are similar to Example C5 when the substrate temperature is 550
℃ or higher, the second Al was single crystallized. Similar to Example C5, scanning μmR similar to FIGS. 17(b) and (c)
A HEED image was obtained, and the single crystallized region L8 was approximately 1 cm.
Met. Similar to Example C5, the substrate surface temperature is 650°.
C or more, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that Si and Af are present at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second Aj2.
The dissolution of No. 2 was observed.

(実施例C7) 実施例C5,C6では、例えば第5図(a)および(b
)においてSi基体上に形成された絶縁膜は、熱酸化法
によるSiO□であった。本実施例では、Si基体上の
絶縁膜として、CVD SiO2膜、BSG、 PSG
(Example C7) In Examples C5 and C6, for example, FIGS.
), the insulating film formed on the Si substrate was SiO□ by a thermal oxidation method. In this example, the insulating film on the Si substrate is a CVD SiO2 film, BSG, PSG.
.

BPSG、 P−5iN、 T−5iN、 LP−5i
N、 ECR−5iNを用いた。これら絶縁膜の厚さは
、1000人、 2500人、 5000人。
BPSG, P-5iN, T-5iN, LP-5i
N, ECR-5iN was used. The thickness of these insulating films is 1000, 2500, and 5000.

7500人、 10000人の5種類である。Si基体
の面方位、第1の、l膜、第2のAl2膜の厚さ、線状
ヒーターによる加熱条件は、実施例C1と同様であった
There are five types: 7,500 people and 10,000 people. The plane orientation of the Si substrate, the thicknesses of the first 1 film and the second Al2 film, and heating conditions using a linear heater were the same as in Example C1.

実施例C5,C6と同様、基体温度が550℃以上の時
、第2の八βは単結晶化した。実施例C5,C6と同様
、第17図(b)および(c) と同様の走査μmRH
EED像が得られ、単結晶化した領域L6は略1cmで
あった。実施例C5,CBと同様、基体表面温度が65
0℃以上の時、オージェ電子分光、もしくは二次イオン
質量分析法による深さ方向分布を測定すると、基体表面
上の絶縁膜と第2の八ρの界面においてSiおよびAl
の溶は出しが観察された。
As in Examples C5 and C6, when the substrate temperature was 550° C. or higher, the second 8β became a single crystal. Similar to Examples C5 and C6, the same scanning μmRH as in FIGS. 17(b) and (c)
An EED image was obtained, and the single crystallized region L6 was approximately 1 cm. Similar to Examples C5 and CB, the substrate surface temperature was 65
When the depth distribution is measured using Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry at temperatures above 0°C, Si and Al are observed at the interface between the insulating film on the substrate surface and the second 8ρ.
Dissolution was observed.

(実施例C8) 実施例01〜C7では、第1のAlおよび第2のA!は
ともにDMAHと水素を用いたLP−CVD法により純
Alを用いた。
(Example C8) In Examples 01 to C7, the first Al and the second A! In both cases, pure Al was used by the LP-CVD method using DMAH and hydrogen.

本実施例では、純Affに替わってAl2−3Lを用い
た。DMAHと水素を用いたLP−CVDにおいて、5
i2Hsを添加してAl−3Alを堆積した。第1のA
l2−3iおよび第2のAl−Si膜中のSi含有量は
、0.2.0.5.1.0%である。実施例01〜C7
と同様の熱処理を行った。
In this example, Al2-3L was used instead of pure Aff. In LP-CVD using DMAH and hydrogen, 5
Al-3Al was deposited by adding i2Hs. 1st A
The Si content in l2-3i and the second Al-Si film is 0.2.0.5.1.0%. Examples 01-C7
The same heat treatment was performed.

得られた結果は、実施例C1−C7と同様であった。The results obtained were similar to Examples C1-C7.

(実施例C9) 実施例C1〜C7において、第1のAl2および第2の
AlはともにDMAHと水素を用いたLP−CVDを用
いて形成した。熱処理によって第2のAlが単結晶化す
るためには、第1のAlが単結晶である必要がある。L
P−CVD法では、第1のAlおよび第2のAffを同
一装置内で連続的に堆積できる利点があるが、第2のA
l2は、多結晶もしくは非晶質であればCVD法による
八で膜である必要はない。
(Example C9) In Examples C1 to C7, both the first Al2 and the second Al were formed using LP-CVD using DMAH and hydrogen. In order for the second Al to become single crystallized by the heat treatment, the first Al needs to be single crystal. L
The P-CVD method has the advantage that the first Al and the second Aff can be deposited successively in the same apparatus, but the second Aff
l2 does not need to be a CVD film as long as it is polycrystalline or amorphous.

本実施例では、実施例01〜C7と同様の試料、加熱処
理条件で、第2のAlのみスパッタ法で形成した。第2
のAlをX線回折法、従来RHEED装置による電子線
回折パターン測定、走査型μmRHEED顕微鏡による
電子線回折パターン及び走査μ−RHEED像観察を行
ったところ、堆積した状態では、粒径略1μm以下の多
結晶であった。
In this example, only the second Al was formed by sputtering using the same sample and heat treatment conditions as Examples 01 to C7. Second
When Al was subjected to X-ray diffraction method, electron beam diffraction pattern measurement using a conventional RHEED device, electron beam diffraction pattern and scanning μ-RHEED image observation using a scanning μm RHEED microscope, it was found that in the deposited state, the grain size was approximately 1 μm or less. It was polycrystalline.

実施例C1−C7と同様の条件で加熱処理したところ、
得られた結果は、実施例C1−07と同様、基体温度が
550℃以上の時、第2のAlは単結晶化した。但し、
実施例05〜C7と同様の手順で測定したL8の単結晶
化領域は、第2のAlにCVD  Alを用いた1cm
より、短(略0.8cmであった。また、実施例C1−
C7と同様、基体表面温度が650℃以上の時、オージ
ェ電子分光、もしくは二次イオン質量分析法による深さ
方向分布を測定すると、基体表面上の絶縁膜と第2のA
lの界面においてSiおよびiの溶は圧しが観察された
When heat treated under the same conditions as Examples C1-C7,
The obtained results showed that the second Al was single crystallized when the substrate temperature was 550° C. or higher, similar to Example C1-07. however,
The single crystallized area of L8 measured using the same procedure as Examples 05 to C7 was 1 cm using CVD Al as the second Al.
and shorter (approximately 0.8 cm).
Similar to C7, when the substrate surface temperature is 650°C or higher, when the depth distribution is measured by Auger electron spectroscopy or secondary ion mass spectrometry, it is found that the insulating film on the substrate surface and the second A
The dissolution of Si and i was observed to be compressed at the interface of l.

(実施例Cl0) 実施例C1〜C7と同様の試料形状、加熱条件で、第1
のAlには、DMAHと水素とS!2H6を用いたLP
−CVD法によるAl−3i、第2(7)iには、DM
AHと水素を用いたLP−CVD法による純Alを用い
た。
(Example Cl0) Using the same sample shape and heating conditions as Examples C1 to C7, the first
Al contains DMAH, hydrogen and S! LP using 2H6
- Al-3i by CVD method, DM
Pure Al obtained by LP-CVD using AH and hydrogen was used.

第1のAl−Si中のSi含有量は、0.2.0.5゜
1.0%である。
The Si content in the first Al-Si is 0.2.0.5°1.0%.

得られた結果は、実施例C】〜C7と同様であった。The results obtained were similar to Examples C to C7.

(実施例C11) 実施例C1−C7と同様の試料形状、加熱条件で、第1
の、lには、DMAI(と水素とSLH,を用いたLP
−CVD法によるAl2−5i、第2(7)iには、ス
パッタ法による八β−5Alを用いた。第1のAff−
3i中のSi含有量は、0.2.0.5.1.0%であ
る。
(Example C11) Using the same sample shape and heating conditions as Examples C1 to C7, the first
, l is LP using DMAI (and hydrogen and SLH).
-Al2-5i produced by CVD method, and 8β-5Al produced by sputtering method was used for the second (7)i. 1st Aff-
The Si content in 3i is 0.2.0.5.1.0%.

得られた結果は、実施例Cl−C7と同様であった。但
し、実施例05〜C7と同様の手順で測定したL8の単
結晶化領域は、第2の八2にCVD  Alを用いた1
cmより、短(略0.8cmであった。
The results obtained were similar to Example Cl-C7. However, the single crystallized region of L8 measured using the same procedure as Examples 05 to C7 was
cm (approximately 0.8 cm).

(実施例DI) 実施例01〜C1lでそれぞれ示した試料と同様の試料
を用意し、ランプを用いて加熱を行った。
(Example DI) Samples similar to those shown in Examples 01 to C11 were prepared and heated using a lamp.

第9図に、ランプを用いた加熱方法を示す。FIG. 9 shows a heating method using a lamp.

加熱基体92は、加熱基体支持台91上に置かれる。加
熱支持台91は、カーボン製である。ランプ93には、
線状のXeランプを用いた。ランプ93からの光は、反
射ミラー94で基体表面上で線状になる用の集光される
。加熱支持台91も加熱支持台裏面に取り付けられたヒ
ーター(図示せず)により加熱される。また、加熱領域
95は、ランプの移動により加熱基体上を移動させた。
The heating substrate 92 is placed on the heating substrate support 91 . The heating support stand 91 is made of carbon. In the lamp 93,
A linear Xe lamp was used. The light from the lamp 93 is focused by a reflecting mirror 94 so that it forms a line on the surface of the substrate. The heating support table 91 is also heated by a heater (not shown) attached to the back surface of the heating support table. Further, the heating region 95 was moved on the heating substrate by the movement of the lamp.

加熱は、水素雰囲気、大気圧で行った。Heating was performed in a hydrogen atmosphere at atmospheric pressure.

基体支持台91を移動することにより加熱領域を矢印9
6の方向に移動させた。移動速度は、毎分路0.5,1
.2. 5.10cmである。
By moving the base support 91, the heating area is moved in the direction indicated by the arrow 9.
Moved in direction 6. The moving speed is 0.5, 1 road per minute.
.. 2. 5.10cm.

加熱領域95の基体表面温度は、pbsを用いた放射温
度計で測定し、略450℃、550℃、600℃、65
0”C、700℃である。
The substrate surface temperature of the heating area 95 was measured with a radiation thermometer using PBS, and was approximately 450°C, 550°C, 600°C, and 65°C.
0"C, 700°C.

以上に示した方法で加熱したところ、得られた結果は、
実施例Cl−C11と同様であった。
When heated using the method shown above, the results obtained were as follows.
It was the same as Example Cl-C11.

(実施例El) 実施例01〜C1lでそれぞれ示した試料と同様の試料
を用意し高周波を用いて加熱を行った。
(Example El) Samples similar to those shown in Examples 01 to C1l were prepared and heated using high frequency.

第10図に、高周波加熱による加熱方法について説明す
る。
A heating method using high frequency heating will be explained with reference to FIG.

加熱基体103は、加熱基体支持台上に置かれる。10
1は、カーボン製の支持台である。また、】02は、石
英製の板である。第1O図の様に基体の置かれた加熱支
持台を周囲に設けられた高周波コイル(図示せず)によ
り加熱した。石英の板102は、高周波により加熱され
ないので基体上の一部104の部分が最も高温に加熱さ
れる。
The heating substrate 103 is placed on a heating substrate support. 10
1 is a support made of carbon. Also, ]02 is a plate made of quartz. As shown in FIG. 1O, the heating support on which the substrate was placed was heated by a high frequency coil (not shown) provided around the heating support. Since the quartz plate 102 is not heated by high frequency, a portion 104 on the base is heated to the highest temperature.

ウェハを、矢印105で示される方向に移動させること
により、高温に加熱される領域104もウェハ上を移動
する。加熱は、水素雰囲気、大気圧下で行った。移動速
度は、毎分路0.5,1,2,5゜10cmである。加
熱領域104の基体表面温度は、PbSを用いた放射温
度計で測定し、略450°C1550℃、600℃、6
50℃、700℃である。
By moving the wafer in the direction indicated by arrow 105, region 104 heated to a high temperature also moves over the wafer. Heating was performed under hydrogen atmosphere and atmospheric pressure. The moving speed is 0.5, 1, 2, 5°10 cm per minute. The substrate surface temperature of the heating region 104 was measured with a radiation thermometer using PbS, and was approximately 450°C, 1550°C, 600°C, 6
50°C and 700°C.

以上に示した方法で加熱したところ、得られた結果は、
実施例CI−(1:11と同様であった。
When heated using the method shown above, the results obtained were as follows.
Example CI- (1:11).

(実施例Fl) 実施例C1〜C1lでそれぞれ示した試料と同様の試料
を用意し、電子ビームを用いて加熱を行った。
(Example Fl) Samples similar to those shown in Examples C1 to C1l were prepared and heated using an electron beam.

第11図に、電子ビームを用いた加熱方法を示す。FIG. 11 shows a heating method using an electron beam.

フィラメント112からの電子ビーム113は、集束コ
イルおよび走査コイル115.偏向板115′により加
熱基体114上で線状に集束する。基体上では、III
の部分が線状に高温に加熱される。ウェハが、矢印11
6で示される方向に移動することにより、高温に加熱さ
れる領域114もウェハ上を移動する。加熱雰囲気圧力
は、10−’Torr以下の真空雰囲気で行った。
The electron beam 113 from the filament 112 is directed to a focusing coil and a scanning coil 115 . The light is focused linearly on the heating substrate 114 by the deflection plate 115'. On the substrate, III
is heated linearly to a high temperature. The wafer is arrow 11
By moving in the direction indicated by 6, the region 114 heated to a high temperature also moves on the wafer. The heating atmosphere pressure was a vacuum atmosphere of 10-' Torr or less.

基体の移動速度は、毎分路0.5.1,2,5゜10c
mである。加熱領域の基体表面温度は、pbsを用いた
放射温度計で測定し、略450℃、550℃。
The moving speed of the base is 0.5.1, 2, 5° 10c per minute.
It is m. The substrate surface temperature in the heating region was measured with a radiation thermometer using PBS, and was approximately 450°C and 550°C.

600℃、650℃、700℃である。They are 600°C, 650°C, and 700°C.

以上に示した方法で加熱したところ、得られた結果は、
実施例01〜C1lと同様であった。
When heated using the method shown above, the results obtained were as follows.
It was the same as Examples 01-C11.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、あらゆる下地材
料からなる下地表面上にも単結晶Alを形成することが
できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, single crystal Al can be formed on the surface of a base made of any base material.

また表面性、耐マイクレージョン性、下地Siとの界面
性等、半導体装置の配線材料として好ましい特性をもつ
、l配線を形成することができる。
Further, it is possible to form an l-wiring having favorable characteristics as a wiring material for a semiconductor device, such as surface properties, anti-microbial properties, and interfacial properties with underlying Si.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による単結晶化方法及びそれを利用した
配線形成方法を説明する為の模式的断面図、 第2図(a) 、 (b) 、 (c)は、本発明に適
用可能な単結晶iシードパターンを説明するための模式
的上面図、 第3図は、走査型μmRHEED顕微鏡を説明する模式
図、 第4図は、瞬間加熱(PTA)装置を説明する模式第5
図(a) 、 (b)は、本発明に適用可能な試料形状
とレーザビーム照射方法を説明するための模式第6図(
a) 、 (b)は、本発明に適用可能な試料形状とレ
ーザビーム照射方法を説明するための模式図、 第7図(a)、(b)は、本発明に適用可能な試料形状
とレーザビーム照射方法を説明するための模式第8図は
、線状ヒーターによる加熱方法を説明するための模式図
、 第9図は、ランプを用いた加熱方法を説明するための模
式図、 第10図は、高周波加熱法を用いた加熱方法を説明する
ための模式図、 第11図は、電子ビームを用いた加熱方法を説明するた
めの模式図、 第12図は、走査μmR)IEEDの原理を説明するた
めの模式図、 第13図は、走査μ−RHEED顕微鏡観察の原理を説
明するための模式図、 第14図は、電子線回折パターンを示す図、第15〜1
7図は、試料全面に堆積したAl膜の結晶粒界を示す走
査μmRHEED像の一例を示す図でそれぞれ、 試料加熱前、 試料加熱後(検出回折斑点111)、 試料加熱後(検出回折斑点202)、 1・・・Si基体、 2・・・第1絶縁膜、 3・・・第1のAl、 4・・・第2のAj2. 5・・・第2絶縁膜、 6・・・第3の、l(選択成長Al)、7・・・第4の
Al、 8・・・第3絶縁膜、 11・・・絶縁体部、 12・・・開口部、 20・・・電子銃、 21・・・電子ビーム、 22・・・回折電子線、 23・・・蛍光板、 24、24′、 24〜・・・光ファイバ、を示す。 25、25′、 25″・・・光電子増倍管、26 2
6’ 、 26″・・・電気信号に変換された回折斑点
強度、 27・・・走査信号、 28・・・CRT 。 29・・・二次電子信号、 30・・・二次電子検出器、 31・・・試料、 34・・・真空チャンバー 35・・・排気装置、 61・・・Si基体、 62・・・第1のl、 63・・・第2の八ρ、 64・・・第1絶縁膜、 65・・・第2絶縁膜(第2の、l上の絶縁膜)、66
・・・第2のAj2上のストライブ上絶縁膜、67・・
・レーザビーム、 68・・・繰り返しレーザ走査方向、 69・・・レーザ走査方向、 70・・・レーザビームを平行にするための光学系、 71・・・平行レーザビーム、 81・・・基体支持台、 82・・・加熱基体、 83・・・線状ヒーター 84・・・電源、 85・・・線状ヒーター走査方向、 91・・・基体支持台、 92・・・加熱基体、 93・・・線状ランプ、 94・・・反射ミラー 95・・・加熱領域、 96・・・光の走査方向、 101・・・カーボン製基体支持台、 102・・・石英製基体支持台、 103・・・加熱基体、 104・・・加熱領域、 105・・・加熱基体移動方向、 111・・・加熱基体、 112・・・フィラメント、 113・・・電子ビーム、 114・・・線状化された電子ビーム、115、115
′ ・・・集束レンズおよび偏向レンズ、116・・・
加熱基体移動方向、 200・・・基体、 201・・・石英製基体支持台、 202・・・石英管、 203・・・ランプ、 204・・・反射板。 1図 第6図(G) 第6図(b) 第7図(b) 第8図 第9図 第12図 4ぐ:\ ・ @ 第14図 一47F)− H→ ピト (り
Fig. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the single crystallization method according to the present invention and the wiring formation method using the same, and Fig. 2 (a), (b), and (c) are applicable to the present invention. FIG. 3 is a schematic top view for explaining a single crystal i-seed pattern, FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a scanning μm RHEED microscope, and FIG.
Figures (a) and (b) are schematic diagrams (Fig. 6) for explaining the sample shape and laser beam irradiation method applicable to the present invention.
a) and (b) are schematic diagrams for explaining the sample shape applicable to the present invention and the laser beam irradiation method. A schematic diagram for explaining the laser beam irradiation method. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the heating method using a linear heater. FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the heating method using a lamp. The figure is a schematic diagram for explaining a heating method using high-frequency heating method. Figure 11 is a schematic diagram for explaining a heating method using an electron beam. Figure 12 is a scanning μm R) Principle of IEED. FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the principle of scanning μ-RHEED microscopy. FIG. 14 is a diagram showing electron diffraction patterns.
Figure 7 shows an example of a scanning μm RHEED image showing the grain boundaries of the Al film deposited on the entire surface of the sample. ), 1... Si substrate, 2... First insulating film, 3... First Al, 4... Second Aj2. 5... Second insulating film, 6... Third l (selective growth Al), 7... Fourth Al, 8... Third insulating film, 11... Insulator part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12... Opening part, 20... Electron gun, 21... Electron beam, 22... Diffraction electron beam, 23... Fluorescent screen, 24, 24', 24... Optical fibers . 25, 25', 25''...Photomultiplier tube, 26 2
6', 26''...Diffraction spot intensity converted to electric signal, 27...Scanning signal, 28...CRT. 29...Secondary electron signal, 30...Secondary electron detector, 31... Sample, 34... Vacuum chamber 35... Exhaust device, 61... Si substrate, 62... First l, 63... Second 8ρ, 64... No. 1 insulating film, 65...2nd insulating film (second insulating film on l), 66
...Insulating film on the stripe on the second Aj2, 67...
・Laser beam, 68... Repeated laser scanning direction, 69... Laser scanning direction, 70... Optical system for making the laser beam parallel, 71... Parallel laser beam, 81... Base support Stand, 82... Heating base, 83... Linear heater 84... Power source, 85... Linear heater scanning direction, 91... Base support, 92... Heating base, 93... - Linear lamp, 94... Reflection mirror 95... Heating area, 96... Light scanning direction, 101... Base support made of carbon, 102... Base support made of quartz, 103... - Heating substrate, 104... Heating region, 105... Heating substrate movement direction, 111... Heating substrate, 112... Filament, 113... Electron beam, 114... Linearized electron beam, 115, 115
'...Focusing lens and deflection lens, 116...
Heating substrate moving direction, 200...Base, 201...Quartz base support, 202...Quartz tube, 203...Lamp, 204...Reflector plate. Figure 1 Figure 6 (G) Figure 6 (b) Figure 7 (b) Figure 8 Figure 9 Figure 12 Figure 4: \ ・ @ Figure 14-47F) - H → Pito(ri)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)AlまたはAlを主成分とするAl合金からなる非
単結晶金属膜を少なくともその一部においてAlまたは
Alを主成分とするAl合金からなる単結晶金属に接し
て形成する工程と、 前記非単結晶金属膜を加熱して少なくともその一部分を
単結晶化する工程と を有することを特徴とする金属薄膜形成法。 2)半導体基体の主面上に絶縁膜を形成する工程と、 該絶縁膜に開口部を設けて前記半導体の表面を露出させ
る工程と、 前記開口部内にAl、またはAlを主成分とするAl合
金からなる第1の金属からなる単結晶を堆積させる工程
と、 前記第1の金属からなる単結晶上および前記絶縁膜上に
AlまたはAlを主成分とするAl合金からなる第2の
金属の薄膜を形成する工程と、該第1の金属からなる単
結晶を種結晶とし前記第2の金属の薄膜を加熱して少な
くともその一部を単結晶化する工程と を有することを特徴とする半導体装置における金属薄膜
形成法。 3)前記第1の金属からなる単結晶としてジメチルアミ
ニウムハイドライドのガスと水素ガスを用いたCVD法
によってAl単結晶を前記開口部内に選択的に堆積させ
ることを特徴とする請求項2に記載の金属薄膜形成法。 4)前記加熱を前記第2の金属の薄膜上にさらに第2の
絶縁膜を形成した後に行うことを特徴とする請求項2ま
たは3に記載の金属薄膜形成法。 5)前記第2の金属の薄膜を550℃以上に加熱するこ
とを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の金
属薄膜形成法。 6)前記第2の金属の薄膜を抵抗加熱法によって加熱す
ることを特徴とする請求項5に記載の金属薄膜形成法。 7)前記第2の金属の薄膜を輻射加熱法によって加熱す
ることを特徴とする請求項5に記載の金属薄膜形成法。 8)前記第2の金属の薄膜をレーザビーム加熱法によっ
て加熱することを特徴とする請求項5に記載の金属薄膜
形成法。 9)前記第2の金属の薄膜を電子ビーム加熱法によって
加熱することを特徴とする請求項5に記載の金属薄膜形
成法。 10)前記第2の金属の薄膜を誘導加熱法によって加熱
することを特徴とする請求項5に記載の金属薄膜形成法
[Claims] 1) A non-single-crystal metal film made of Al or an Al alloy containing Al as a main component is formed at least in part in contact with a single-crystal metal film made of Al or an Al alloy containing Al as a main component. A method for forming a metal thin film, comprising: a step of heating the non-single crystal metal film to make at least a portion of the non-single crystal metal film into a single crystal. 2) forming an insulating film on the main surface of a semiconductor substrate; providing an opening in the insulating film to expose the surface of the semiconductor; and depositing Al or Al containing Al as a main component in the opening. a step of depositing a single crystal made of a first metal made of an alloy; and a step of depositing a second metal made of Al or an Al alloy containing Al as a main component on the single crystal made of the first metal and on the insulating film. A semiconductor characterized by comprising a step of forming a thin film, and a step of heating the thin film of the second metal using a single crystal of the first metal as a seed crystal to make at least a part of it into a single crystal. Metal thin film formation method using equipment. 3) As the single crystal made of the first metal, an Al single crystal is selectively deposited in the opening by a CVD method using dimethylaminium hydride gas and hydrogen gas. Metal thin film formation method. 4) The metal thin film forming method according to claim 2 or 3, wherein the heating is performed after further forming a second insulating film on the second metal thin film. 5) The metal thin film forming method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the second metal thin film is heated to 550° C. or higher. 6) The metal thin film forming method according to claim 5, wherein the second metal thin film is heated by a resistance heating method. 7) The metal thin film forming method according to claim 5, wherein the second metal thin film is heated by a radiation heating method. 8) The metal thin film forming method according to claim 5, wherein the second metal thin film is heated by a laser beam heating method. 9) The metal thin film forming method according to claim 5, wherein the second metal thin film is heated by an electron beam heating method. 10) The metal thin film forming method according to claim 5, wherein the second metal thin film is heated by an induction heating method.
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