JPH0746685B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0746685B2 JPH0746685B2 JP61058036A JP5803686A JPH0746685B2 JP H0746685 B2 JPH0746685 B2 JP H0746685B2 JP 61058036 A JP61058036 A JP 61058036A JP 5803686 A JP5803686 A JP 5803686A JP H0746685 B2 JPH0746685 B2 JP H0746685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- sic
- single crystal
- silicon
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 シリコン・オン・インシュレータ（Silicon On Insulat
er,SOI）の形成において、絶縁物の上に3C−SiCを成長
しその上にシリコンをエピタキシャル成長する。
er,SOI）の形成において、絶縁物の上に3C−SiCを成長
しその上にシリコンをエピタキシャル成長する。
本発明は半導体装置の製造方法に関するもので、さらに
詳しく言えば、従来のSOI形成においてレーザアニール
を用いて再結晶化したのに代えて、シリコン基板上の絶
縁物（SiO2膜またはシリコン窒化膜（Si3N4膜）上に単
結晶3C−SiC（β−SiC）を成長し、この3C−SiCの上に
シリコンをエピタキシャル成長する方法に関するもので
ある。
詳しく言えば、従来のSOI形成においてレーザアニール
を用いて再結晶化したのに代えて、シリコン基板上の絶
縁物（SiO2膜またはシリコン窒化膜（Si3N4膜）上に単
結晶3C−SiC（β−SiC）を成長し、この3C−SiCの上に
シリコンをエピタキシャル成長する方法に関するもので
ある。
従来のSOI形成方法は第４図の断面図に示される。先ず
同図（ａ）に示される如くシリコン基板31上にSiO2膜32
を形成しその上に例えば化学気相成長（CVD）法でポリ
シリコン膜33を成長し、ポリシリコン膜33にレーザビー
ムを照射し（レーザアニール）、ポリシリコンをメルト
（溶融）し、再結晶化してポリシリコン膜33内に単結晶
シリコン領域35を作り、この単結晶シリコン領域35に所
望の素子を形成する。
同図（ａ）に示される如くシリコン基板31上にSiO2膜32
を形成しその上に例えば化学気相成長（CVD）法でポリ
シリコン膜33を成長し、ポリシリコン膜33にレーザビー
ムを照射し（レーザアニール）、ポリシリコンをメルト
（溶融）し、再結晶化してポリシリコン膜33内に単結晶
シリコン領域35を作り、この単結晶シリコン領域35に所
望の素子を形成する。
上記した方法では、ポリシリコン／単結晶シリコン／ポ
リシリコンと横に素子分離される構造が得られるが、第
４図（ｂ）に示す構造を縦方向に形成することが、半導
体装置の集積度を高め、かつ、耐環境性の改良すなわち
放射線対策の見地から検討されている。そのためには、
第４図（ｂ）に示したポリシリコン膜33の上に再度SiO2
を堆積し、その上にポリシリコンを成長して前記したレ
ーザアニールを実施し、２層,3層……と多層構造にする
ことによって、たて方向の集積度および耐環境に優れた
デバイスを作ることが可能になるからである。
リシリコンと横に素子分離される構造が得られるが、第
４図（ｂ）に示す構造を縦方向に形成することが、半導
体装置の集積度を高め、かつ、耐環境性の改良すなわち
放射線対策の見地から検討されている。そのためには、
第４図（ｂ）に示したポリシリコン膜33の上に再度SiO2
を堆積し、その上にポリシリコンを成長して前記したレ
ーザアニールを実施し、２層,3層……と多層構造にする
ことによって、たて方向の集積度および耐環境に優れた
デバイスを作ることが可能になるからである。
従来の方法によると、レーザアニールによると、スッ
ポトの小なるレーザビームが照射されたところしか再結
晶化しないのでスループットが悪く、形成される素子
の形状、寸法に制限が加えられ、SiO2膜の上のポリシ
リコンを再結晶化するとき作られる単結晶シリコンの配
向性ができ上がってみなければ判らず、何層にもポリ
シリコンを積んでそれを再結晶化するとき、各層の平坦
度が次第に失われ、単結晶シリコン領域の大きさがピラ
ミッド型に上に行くにつれて小になり、２層ないし３層
構造が限界である、などの問題がある。
ポトの小なるレーザビームが照射されたところしか再結
晶化しないのでスループットが悪く、形成される素子
の形状、寸法に制限が加えられ、SiO2膜の上のポリシ
リコンを再結晶化するとき作られる単結晶シリコンの配
向性ができ上がってみなければ判らず、何層にもポリ
シリコンを積んでそれを再結晶化するとき、各層の平坦
度が次第に失われ、単結晶シリコン領域の大きさがピラ
ミッド型に上に行くにつれて小になり、２層ないし３層
構造が限界である、などの問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、上記の
問題点を解決したSOI形成の方法を提供することを目的
とする。
問題点を解決したSOI形成の方法を提供することを目的
とする。
上記問題点は、半導体off基板上に絶縁膜を形成する工
程、絶縁膜上にSiHCl3＋H2＋C3H8系のガスを用いる減圧
化学気相成長法により3C−SiC膜を成長する工程、およ
び3C−SiC膜上にSiH4（またはSi2H6もしくはSi3H8（ト
リシラン）＋H2）系のガスを用いる減圧化学気相成長法
によりシリコンをエピタキシャル成長する工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供することに
よって解決される。
程、絶縁膜上にSiHCl3＋H2＋C3H8系のガスを用いる減圧
化学気相成長法により3C−SiC膜を成長する工程、およ
び3C−SiC膜上にSiH4（またはSi2H6もしくはSi3H8（ト
リシラン）＋H2）系のガスを用いる減圧化学気相成長法
によりシリコンをエピタキシャル成長する工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供することに
よって解決される。
第１図は本発明実施例の断面図である。
本発明においては、シリコン基板11上に絶縁膜12（SiO2
膜またはシリコン窒化膜）を形成し、その上に単結晶3C
−SiC膜13を成長し、この3C−SiCの上にシリコンをエピ
タキシャル成長して単結晶シリコン膜14を形成する。
膜またはシリコン窒化膜）を形成し、その上に単結晶3C
−SiC膜13を成長し、この3C−SiCの上にシリコンをエピ
タキシャル成長して単結晶シリコン膜14を形成する。
本出願人は減圧CVD法により、3C−SiC膜を形成する技術
を開発したもので、本発明においてはその技術を利用
し、絶縁物の上に１つの配向性だけをもった単結晶にき
わめて近い構造的に安定した3C−SiC膜を形成するもの
であり、この3C−SiC膜上にそれと同じ配向性をもった
単結晶シリコン膜がエピタキシャル成長するのである。
を開発したもので、本発明においてはその技術を利用
し、絶縁物の上に１つの配向性だけをもった単結晶にき
わめて近い構造的に安定した3C−SiC膜を形成するもの
であり、この3C−SiC膜上にそれと同じ配向性をもった
単結晶シリコン膜がエピタキシャル成長するのである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
従来、Si基板上へ単結晶3C−SiC（β−SiC）を成長させ
る場合、大きな格子定数の差を緩和させるための炭化層
をあらかじめ基板上に作製するのが一般的であった。本
出願人は、炭化層を用いないで単結晶3C−SiCを成長さ
せることを試みた。
る場合、大きな格子定数の差を緩和させるための炭化層
をあらかじめ基板上に作製するのが一般的であった。本
出願人は、炭化層を用いないで単結晶3C−SiCを成長さ
せることを試みた。
Si基板ウエハーには、Ｐ形、４インチ（100）正基板
と、（111）４°−offの２種類の基板を用いた。成長に
は誘導加熱型リアクターを用い、基板はSiCコートのグ
ラファイトサセプター上に置いた。成長は、SiHCL3−C3
H8−H2系を選び、基板温度;1000℃、成長圧力;200Paで
行った。
と、（111）４°−offの２種類の基板を用いた。成長に
は誘導加熱型リアクターを用い、基板はSiCコートのグ
ラファイトサセプター上に置いた。成長は、SiHCL3−C3
H8−H2系を選び、基板温度;1000℃、成長圧力;200Paで
行った。
両基板上に成長させたSiC膜の赤外吸収スペクトルに
は、波数800cm-1のところに急峻で大きなピークが観測
された。このことからSi−Ｃ結合が形成されていること
がわかった。Ｘ線回析の解析では、（111）４度−off基
板上では、3C−SiC（111）のピークのみ観測されたのに
対し、（100）正基板上では、（100）ピークの他に、
（111）のピークも観測された。また、（111）４°−of
f基板上の成長層（3C−SiC膜）の反射電子線回析像にス
トリーク状のスポットが観測された。このことから成長
させたSiC膜が、表面にわずかに凹凸のある単結晶膜で
あることが確認された。
は、波数800cm-1のところに急峻で大きなピークが観測
された。このことからSi−Ｃ結合が形成されていること
がわかった。Ｘ線回析の解析では、（111）４度−off基
板上では、3C−SiC（111）のピークのみ観測されたのに
対し、（100）正基板上では、（100）ピークの他に、
（111）のピークも観測された。また、（111）４°−of
f基板上の成長層（3C−SiC膜）の反射電子線回析像にス
トリーク状のスポットが観測された。このことから成長
させたSiC膜が、表面にわずかに凹凸のある単結晶膜で
あることが確認された。
また、成長させたSiC膜には、熱膨張係数等の違いによ
る剥離はみられなかった。これらの結果により、上記の
成長条件下では、単結晶3C−SiCは（111）４°−off基
板上には成長したことがわかった。
る剥離はみられなかった。これらの結果により、上記の
成長条件下では、単結晶3C−SiCは（111）４°−off基
板上には成長したことがわかった。
再び、第１図を参照すると、半導体基板例えばシリコン
基板11上に通常の技術で（SiO2膜＋窒化シリコン膜）12
（SiO2膜1000Å，窒化シリコン（Si3N4）膜4000Å）を
形成する。
基板11上に通常の技術で（SiO2膜＋窒化シリコン膜）12
（SiO2膜1000Å，窒化シリコン（Si3N4）膜4000Å）を
形成する。
次いで、前記した減圧CVD法で、1000℃、200Pa雰囲気
で、SiHCL3＋H2＋C3H8系のガスを用いて、3C−SiC膜13
を作ったところ、反射電子線回析法（RHEED）によって
一つの配向性をもち、ほとんど単結晶といいうる3C−Si
C膜13を作ることができた。
で、SiHCL3＋H2＋C3H8系のガスを用いて、3C−SiC膜13
を作ったところ、反射電子線回析法（RHEED）によって
一つの配向性をもち、ほとんど単結晶といいうる3C−Si
C膜13を作ることができた。
次いで、SiH4（またはSi2H6）＋H2系のガスを用い800℃
〜900℃の温度で減圧CVD法でシリコンのエピタキシャル
成長を行ったところ、表面がほとんど鏡面の単結晶シリ
コン膜14が作られた。その結果、単結晶シリコン膜14の
上に再度絶縁膜12を形成し、3C−SiCを成長し、シリコ
ンをエピタキシャル成長する工程を繰り返し行うことが
可能になった。
〜900℃の温度で減圧CVD法でシリコンのエピタキシャル
成長を行ったところ、表面がほとんど鏡面の単結晶シリ
コン膜14が作られた。その結果、単結晶シリコン膜14の
上に再度絶縁膜12を形成し、3C−SiCを成長し、シリコ
ンをエピタキシャル成長する工程を繰り返し行うことが
可能になった。
3C−SiC膜13の成長には第２図に示す装置を用い、同図
において、21は石英二重管、22は8KHzの誘導加熱用のコ
イル、23は黒鉛サセプタ、24はマス・フロー・コントロ
ーラ（MFC）、25は気化コントローラである。かかる装
置を用い、（SiHCL3＋H2＋C3H8）系のガスを二重構造管
21の内管に供給し、サセプタ23を加熱してシリコン基板
11の温度を上げ、3C−SiCを基板11上に成長した。
において、21は石英二重管、22は8KHzの誘導加熱用のコ
イル、23は黒鉛サセプタ、24はマス・フロー・コントロ
ーラ（MFC）、25は気化コントローラである。かかる装
置を用い、（SiHCL3＋H2＋C3H8）系のガスを二重構造管
21の内管に供給し、サセプタ23を加熱してシリコン基板
11の温度を上げ、3C−SiCを基板11上に成長した。
ｐ型シリコン基板上に上記の方法でｎ−SiCを形成し、
ｎ−SiC/p−Siヘテロジャンクションの電流電圧特性を
調査した結果は第３図の線図に示され、この結果から前
記した3C−SiCは150Vまでの高出力トランジスタに利用
可能であることが判明した。
ｎ−SiC/p−Siヘテロジャンクションの電流電圧特性を
調査した結果は第３図の線図に示され、この結果から前
記した3C−SiCは150Vまでの高出力トランジスタに利用
可能であることが判明した。
以上述べてきたように本発明によれば、 大面積の単結晶シリコンは得られ、 単結晶シリコンに形成される素子を形状、寸法を制限
することなく設計でき、 配向性が制御でき、 量産化が可能であり、 何層でも積層することができる、 効果がある。
することなく設計でき、 配向性が制御でき、 量産化が可能であり、 何層でも積層することができる、 効果がある。
第１図は本発明実施例断面図、 第２図は3C−SiC膜成長装置の断面図、 第３図はｎ−SiC/p−Siヘテロジャンクションの電流電
圧特性を示す線図、 第４図（ａ）と（ｂ）は従来例断面図である。 第１図と第２図において、 11はシリコン基板、12は（SiO2膜＋Si3N4膜）、13は3C
−SiC膜、14は単結晶シリコン膜、21は石英二重管、22
はコイル、23はサセプタ、24はマス・フロー・コントロ
ーラ、25は気化コントローラである。
圧特性を示す線図、 第４図（ａ）と（ｂ）は従来例断面図である。 第１図と第２図において、 11はシリコン基板、12は（SiO2膜＋Si3N4膜）、13は3C
−SiC膜、14は単結晶シリコン膜、21は石英二重管、22
はコイル、23はサセプタ、24はマス・フロー・コントロ
ーラ、25は気化コントローラである。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体off基板（11）上に絶縁膜（12）を
形成する工程、 絶縁膜（12）上にSiHCl3＋H2＋C3H8系のガスを用いる減
圧化学気相成長法により3C−SiC膜（13）を成長する工
程、および 3C−SiC膜（13）上にSiH4（またはSi2H6もしくはSi3H8
（トリシラン）＋H2）系のガスを用いる減圧化学気相成
長法によりシリコンをエピタキシャル成長する工程を含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61058036A JPH0746685B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61058036A JPH0746685B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216217A JPS62216217A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0746685B2 true JPH0746685B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=13072705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61058036A Expired - Fee Related JPH0746685B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746685B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000068738A (ko) * | 1997-08-13 | 2000-11-25 | 모리시타 요이찌 | 반도체기판 및 반도체소자 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2159592A5 (en) * | 1971-11-04 | 1973-06-22 | Anvar | Beta-silicon carbide/silicon semiconductor device - made by epitaxial growth |
| JPS605070B2 (ja) * | 1976-06-29 | 1985-02-08 | 三菱電機株式会社 | Ｍｏｓ構造電界効果半導体デバイスの製造方法 |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP61058036A patent/JPH0746685B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216217A (ja) | 1987-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5013859B2 (ja) | 半導体装置、および薄層歪緩和バッファ成長方法 | |
| US20150206743A1 (en) | Silicon carbide epitaxy | |
| EP0141506A2 (en) | Method for producing a semiconductor structure | |
| JPH076950A (ja) | 電子、電光および光学的な構成要素に対する構造部品を作製する方法 | |
| JPH0714764A (ja) | 薄膜多結晶シリコン及びその製造方法 | |
| JP2007511892A (ja) | 緩和シリコンゲルマニウム層のエピタキシャル成長 | |
| JP2000223419A (ja) | 単結晶シリコン層の形成方法及び半導体装置の製造方法、並びに半導体装置 | |
| JPS60210831A (ja) | 化合物半導体結晶基板の製造方法 | |
| EP0154373B1 (en) | Methods for producing single crystals in insulators | |
| JPH02191320A (ja) | 結晶物品及びその形成方法 | |
| JPH0746685B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0624900A (ja) | 単結晶炭化ケイ素層の製造方法 | |
| JP3102772B2 (ja) | シリコン系半導体薄膜の製造方法 | |
| JP4069508B2 (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法 | |
| JP2867402B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3157280B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS603148A (ja) | 単結晶シリコン半導体装置用基板およびその製造方法 | |
| JPS5983998A (ja) | 単結晶シリコン薄膜の製造方法 | |
| JPH04298020A (ja) | シリコン薄膜結晶の製造方法 | |
| JP2737152B2 (ja) | Ｓｏｉ形成方法 | |
| JP2002261011A (ja) | デバイス用多層構造基板 | |
| JP3055158B2 (ja) | 炭化珪素半導体膜の製造方法 | |
| JP2592984B2 (ja) | シリコン薄膜の製造方法 | |
| JP3005281B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| JPS62132312A (ja) | 半導体薄膜の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |