JPS59111999A - 単結晶絶縁膜の熱処理方法 - Google Patents
単結晶絶縁膜の熱処理方法Info
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- JPS59111999A JPS59111999A JP22058782A JP22058782A JPS59111999A JP S59111999 A JPS59111999 A JP S59111999A JP 22058782 A JP22058782 A JP 22058782A JP 22058782 A JP22058782 A JP 22058782A JP S59111999 A JPS59111999 A JP S59111999A
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- single crystal
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、単結晶シリコン基板表面に設けられた単結晶
絶縁膜の膜質を改善する手法に関しているＯ 近年、シリコン単結晶基板上にマグネシアスピネル（Ｍ
ｇＯ拳ＡＡ！ｚＱＩ）又はサファイア（ＡＡへ ）の単
結晶絶縁膜がエピタキシャル成長できるように−なりた
。かかる単結晶絶縁膜はその表面にさらに単結晶シリコ
ン膜がエピタキシャル成長可能であることから、従来の
Ｓ ＯＳ （５ｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ５ａｐｐｈｉｒｅ
）基板に代用することができる。特にシリコン基板はＳ
Ｏ８の基体羽料であるサファイアに比べ安価大口径であ
ることから、・安価な半導体装置が実現可能である。
絶縁膜の膜質を改善する手法に関しているＯ 近年、シリコン単結晶基板上にマグネシアスピネル（Ｍ
ｇＯ拳ＡＡ！ｚＱＩ）又はサファイア（ＡＡへ ）の単
結晶絶縁膜がエピタキシャル成長できるように−なりた
。かかる単結晶絶縁膜はその表面にさらに単結晶シリコ
ン膜がエピタキシャル成長可能であることから、従来の
Ｓ ＯＳ （５ｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ５ａｐｐｈｉｒｅ
）基板に代用することができる。特にシリコン基板はＳ
Ｏ８の基体羽料であるサファイアに比べ安価大口径であ
ることから、・安価な半導体装置が実現可能である。
ＳＯ８基板は容性容量を少なく出来ることに最大の特徴
があシ、上記単結晶シリコン膜／単結晶絶縁膜／シリコ
ン基板の構成をＳＯ８基板に代用するには単結晶絶縁膜
の容量を少なくすることが望まれる。マグネシアスピネ
ルおよびサファイアは、比誘電率がＳｔ鳴の３．９に比
べ８〜９と高いことから、容量を低減するためにはこれ
ら単結晶絶縁膜厚を増加させることが必要である。しか
しながら、例えばマグネシアスピネル膜では膜厚が１ミ
ク目ンを越えるとその表面の凹凸が著しくなルしかもシ
リコン基板との熱膨張係数の相違により膜にスリップラ
インが発生し、著しい場合にはクラック法が生じる。従
って、マグネシアスピネル膜の膜厚を１ミクロン以下で
容量を低減する工夫をする必要がある。
があシ、上記単結晶シリコン膜／単結晶絶縁膜／シリコ
ン基板の構成をＳＯ８基板に代用するには単結晶絶縁膜
の容量を少なくすることが望まれる。マグネシアスピネ
ルおよびサファイアは、比誘電率がＳｔ鳴の３．９に比
べ８〜９と高いことから、容量を低減するためにはこれ
ら単結晶絶縁膜厚を増加させることが必要である。しか
しながら、例えばマグネシアスピネル膜では膜厚が１ミ
ク目ンを越えるとその表面の凹凸が著しくなルしかもシ
リコン基板との熱膨張係数の相違により膜にスリップラ
インが発生し、著しい場合にはクラック法が生じる。従
って、マグネシアスピネル膜の膜厚を１ミクロン以下で
容量を低減する工夫をする必要がある。
これを解決する手段として、シリコン基板上に単結晶絶
縁膜を形成した後に、酸化雰囲気中で熱処理を行い、単
結晶絶縁膜を透して下のシリコン基板表面を酸化し、非
晶質５ｉ０２膜を厚く形成することである。かかる手段
を適用する場合には単結晶絶縁膜の厚さは０．５ミクロ
ン以下と薄くシ、一方弁晶質Ｓｉｎｇ膜厚は０．５ミク
ロン以上に厚く形成することが必要でアシ、かかる手法
によシ総容量を低減することが可能である。
縁膜を形成した後に、酸化雰囲気中で熱処理を行い、単
結晶絶縁膜を透して下のシリコン基板表面を酸化し、非
晶質５ｉ０２膜を厚く形成することである。かかる手段
を適用する場合には単結晶絶縁膜の厚さは０．５ミクロ
ン以下と薄くシ、一方弁晶質Ｓｉｎｇ膜厚は０．５ミク
ロン以上に厚く形成することが必要でアシ、かかる手法
によシ総容量を低減することが可能である。
しかしながら、本発明者の実験によれば、シリコン基板
上に例えば厚さ０．５ミクロンのマグネシアスピネル膜
をエピタキシャル成長した後に、尚該マグネシアスピネ
ル膜を透してシリコン基板表面に非晶質の厚い５ｉ０２
膜を形成すべく水蒸気酸化を行うと、前記マグネシアス
ピネル膜がはがれてしまった。このはがれの原因は非晶
質５ｉ０２膜とマグネシアスピネル膜との熱膨張係数の
差の大きいことにあると本発明者は推定しているが、い
ずれにしてもマグネシアスピネル膜がはがれてしまえば
後の工程の単結晶シリコン膜のエピタキシャル成長は不
可能でち）、何らかの解決策が望まれて本発明は、かか
る問題点を解決する手段を提供するものであシ、具体的
には高温の乾燥酸素雰囲気中で熱処理しマグネシアスズ
ネル膜の膜質を改善することにある。
上に例えば厚さ０．５ミクロンのマグネシアスピネル膜
をエピタキシャル成長した後に、尚該マグネシアスピネ
ル膜を透してシリコン基板表面に非晶質の厚い５ｉ０２
膜を形成すべく水蒸気酸化を行うと、前記マグネシアス
ピネル膜がはがれてしまった。このはがれの原因は非晶
質５ｉ０２膜とマグネシアスピネル膜との熱膨張係数の
差の大きいことにあると本発明者は推定しているが、い
ずれにしてもマグネシアスピネル膜がはがれてしまえば
後の工程の単結晶シリコン膜のエピタキシャル成長は不
可能でち）、何らかの解決策が望まれて本発明は、かか
る問題点を解決する手段を提供するものであシ、具体的
には高温の乾燥酸素雰囲気中で熱処理しマグネシアスズ
ネル膜の膜質を改善することにある。
以下本発明の詳細な説明する。
第１図はシリコン基板上に単結晶絶縁膜としてマグネシ
アスピネル膜を厚さ０．５ミクロン形成した後に、種々
の温度条件で乾燥酸素雰囲気中熱処理を行い、続いて水
蒸気酸化を行った場合にっｂてマグネシアスピネル膜の
はがれの有無を調べたものである。１０５０’Ｃ以下の
乾燥酸素中熱処理ではその後の水蒸気酸化にょシマグネ
シアスビネル膜にはがれが生じる。しかし、一旦１ｉｏ
ｏ’ｃ以上の乾燥酸素中で熱処理を行えばこのはがれは
生じない。
アスピネル膜を厚さ０．５ミクロン形成した後に、種々
の温度条件で乾燥酸素雰囲気中熱処理を行い、続いて水
蒸気酸化を行った場合にっｂてマグネシアスピネル膜の
はがれの有無を調べたものである。１０５０’Ｃ以下の
乾燥酸素中熱処理ではその後の水蒸気酸化にょシマグネ
シアスビネル膜にはがれが生じる。しかし、一旦１ｉｏ
ｏ’ｃ以上の乾燥酸素中で熱処理を行えばこのはがれは
生じない。
一方、マグネシアスピネル膜の結晶性についてＸ線回折
法により調べ、乾燥酸素中熱処理前後に処理によＪ−グ
ネシアスビネルＭ（Ｄ結晶性が改善されるのは明らかで
あシ、同時に膜中の０２濃度が増加し、膜質が強固にな
ったためはがれが生じなくなったものと本発明者は推定
している。従ってシリコン基板上にマグネシアスピネル
膜を形成した後に１ｏｓｏｃを越える高温の乾燥酸素中
で熱処理を行えば、その後の水蒸気酸化によるマグネシ
アスピネル膜のはがれを防止する辷とができる。
法により調べ、乾燥酸素中熱処理前後に処理によＪ−グ
ネシアスビネルＭ（Ｄ結晶性が改善されるのは明らかで
あシ、同時に膜中の０２濃度が増加し、膜質が強固にな
ったためはがれが生じなくなったものと本発明者は推定
している。従ってシリコン基板上にマグネシアスピネル
膜を形成した後に１ｏｓｏｃを越える高温の乾燥酸素中
で熱処理を行えば、その後の水蒸気酸化によるマグネシ
アスピネル膜のはがれを防止する辷とができる。
当該乾燥酸素中熱処理の時間は、マグネシアスピネル膜
の厚さに依存するようで、例えば厚さ０．５ミクロンの
膜ではｌｌ０ｏ０ｃ、 ９０分で充分であったがα１ミ
クロンの膜では１１０ｄ’Ｃ、１０分で充分であった。
の厚さに依存するようで、例えば厚さ０．５ミクロンの
膜ではｌｌ０ｏ０ｃ、 ９０分で充分であったがα１ミ
クロンの膜では１１０ｄ’Ｃ、１０分で充分であった。
膜が薄いと酸素が膜中金体に容易（拡散できることが関
係していると発明者は推定している。
係していると発明者は推定している。
このように、本技術を用いれば単結晶シリコン膜／単結
晶絶縁膜／単結晶シリコン基板の構成を容易にかつ確実
に形成できる。
晶絶縁膜／単結晶シリコン基板の構成を容易にかつ確実
に形成できる。
なお、上記説明では乾燥酸素雰囲気中で熱処理を行うと
説明したが、０．を含むＡｒ、 Ｎ２ 、 Ｈｅ等の不
活性もしくはこれに近いガス雰囲気中でも同様の効果を
得ている。
説明したが、０．を含むＡｒ、 Ｎ２ 、 Ｈｅ等の不
活性もしくはこれに近いガス雰囲気中でも同様の効果を
得ている。
また、単結晶絶縁膜としてサファイアについても同様に
良い結果を得ている。
良い結果を得ている。
第１図は熱処理条件と膜のはがれの有無を示す図であシ
、第２図は熱処理前後のＸ線回折結果を示す図である。
、第２図は熱処理前後のＸ線回折結果を示す図である。
Claims (1)
- 表面に単結晶絶縁膜を設けた単結晶シリコン基板を、酸
素雰囲気中もしくは酸素を含む不活性ガス雰囲気中で１
０５０℃を越える温度で熱処理することを特徴とした単
結晶絶縁膜の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22058782A JPS59111999A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 単結晶絶縁膜の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22058782A JPS59111999A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 単結晶絶縁膜の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59111999A true JPS59111999A (ja) | 1984-06-28 |
| JPH049760B2 JPH049760B2 (ja) | 1992-02-21 |
Family
ID=16753306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22058782A Granted JPS59111999A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 単結晶絶縁膜の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59111999A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018154552A (ja) * | 2014-09-12 | 2018-10-04 | ホンコン バプテスト ユニバーシティ | サファイア薄膜コーティングされたフレキシブル基板 |
| US10941480B2 (en) | 2011-12-23 | 2021-03-09 | Hkbu R&D Licensing Limited | Sapphire thin film coated flexible substrate |
| US11028471B2 (en) | 2011-12-23 | 2021-06-08 | Hkbu R&D Licensing Limited | Sapphire thin film coated substrate |
| US11535926B2 (en) | 2011-12-23 | 2022-12-27 | Hkbu R&D Licensing Limited | Sapphire thin film coated substrate |
| US11713503B2 (en) | 2011-12-23 | 2023-08-01 | Hong Kong Baptist University | Sapphire coated substrate with a flexible, anti-scratch and multi-layer coating |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336182A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Hitachi Ltd | Thin semiconductor single crystal film forming insulation substrate |
| JPS5538044A (en) * | 1978-09-12 | 1980-03-17 | Toshiba Corp | Preparation of multiplex-winding coil |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP22058782A patent/JPS59111999A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336182A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Hitachi Ltd | Thin semiconductor single crystal film forming insulation substrate |
| JPS5538044A (en) * | 1978-09-12 | 1980-03-17 | Toshiba Corp | Preparation of multiplex-winding coil |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10941480B2 (en) | 2011-12-23 | 2021-03-09 | Hkbu R&D Licensing Limited | Sapphire thin film coated flexible substrate |
| US11028471B2 (en) | 2011-12-23 | 2021-06-08 | Hkbu R&D Licensing Limited | Sapphire thin film coated substrate |
| US11535926B2 (en) | 2011-12-23 | 2022-12-27 | Hkbu R&D Licensing Limited | Sapphire thin film coated substrate |
| US11713503B2 (en) | 2011-12-23 | 2023-08-01 | Hong Kong Baptist University | Sapphire coated substrate with a flexible, anti-scratch and multi-layer coating |
| JP2018154552A (ja) * | 2014-09-12 | 2018-10-04 | ホンコン バプテスト ユニバーシティ | サファイア薄膜コーティングされたフレキシブル基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH049760B2 (ja) | 1992-02-21 |
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