JPS6189622A - シリコン単結晶膜の形成方法 - Google Patents

シリコン単結晶膜の形成方法

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JPS6189622A
JPS6189622A JP59211718A JP21171884A JPS6189622A JP S6189622 A JPS6189622 A JP S6189622A JP 59211718 A JP59211718 A JP 59211718A JP 21171884 A JP21171884 A JP 21171884A JP S6189622 A JPS6189622 A JP S6189622A
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JP
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single crystal
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poly
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JP59211718A
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Takashi Iwai
崇 岩井
Seiichiro Kawamura
河村　誠一郎
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコン単結晶薄膜の形成方法に関する。
トランジスタ、ＩＣなどの半導体デバイスはシリコン（
Ｓｉ）で代表される単体半界体、ガリウム砒素（ＧａＡ
ｓ＞やインジウム燐（ＩｎＰ　）で代表される化合物半
導体を用いて作られているが、これらのデバイスは何れ
も単結晶からなる薄板を基板とし、薄膜形成技術、写真
食刻技術（ホ１−リソグラフィ）、不純物拡散技術など
を用いて形成されている。
ここで大部分のデバイスが作られている半導体はＳｉで
あり、使用される基板（ウェハ）も直径が５インチ或い
は６インチで厚さが約５００μｍと大形のものが用いら
れている。
一方、半導体デバイスが形成されるチップの大きさは最
大の・ものでもｌＱ＋ａｍ角であり、一枚のウェハを処
理単位として形成するために、多数の素子が量産されて
いる。
ここで半４体デバイスは単結晶ウェハ上に直接パターン
形成されるが、素子容量の減少や素子間分離耐圧向上な
どの目的には誘電体分甜の構造がとられている。
すなわち単結晶ウェハ上に二酸化珪素（Ｓｉ０２）など
の絶縁層を形成し、この上に単結晶薄膜を成長せしめ、
これを基板としてデバイスが形成さｄＴ、ている。
またη【結晶ウェハ上に二次元のテハ・イスを形成した
後、この上に絶縁層を被）Ｗして層絶縁し、この上に更
にデバイスを形成して三次元構造をとる場合にも絶縁層
上への半ｍ体単結晶イｐｉ膜の成長が必要である。
本発明はかかる目的に使用されるＳ　ｉ　薄１模の単結
晶化法Ｑこ関するものである。
ご従来の技術〕 熱酸化により二酸化珪素（ＳｉＯ□）からなる絶縁層を
形成したＳ１ウエハに化学気相成長法（ＣＶＤ法）を用
いて一面にポリＳｉＯ薄層を形成し、これにレーザ照射
や電子ビーム投射などの熱エネルギ線を投射して結晶化
することが行われているが、この場合に予め絶縁層に窓
開けしてＳｉ基十反を露出させておき、この状態でポリ
ＳＩ層の形成を行い、熱エネルギ線を投射して加熱し単
結晶化する方法と、絶縁層に窓開けを行わすＳこ熱エネ
ルギ線を投射して単結晶化する方法がある。
ここて前者の方法は基板の結晶方位がそのまま維持され
て所謂る上ピタキうヤル成長が進行すると云う長所があ
る。
第３図は従来行われてきた方法を模式的に示−イーＳｉ
ウェハの部分゛１４面図、また第４図（Ａ　）は］ご開
シナ部分の断面図である。
ずなわらＳｉウェハｌの上には加熱酸化によって厚さが
５０００人〜１μｍのＳｉＯ２層２が設けられており、
このＳｉＯ２層２には形成するデバイスの規模により異
なるが数μｍ角の窓開は部３が多数個形成されている。
次に、かかるＳｉＯｚ層２の上に例えば厚さ約４０００
人のポリＳｉ層・１を形成し、熱エネルギ線例えばアル
ゴン（Ａｒ）　Ｌ□−ザをＳｉウェハ１の一端より順次
全面に互って走査し、これによりボ’ＪＳｉ層４の単結
晶化を行っていた。
然しなから、ＳｉＯｚ層２とＳｉウェハ１とては熱電導
率が異なるために同一のレーザパワーでボ゛ＪＳｉ層４
の結晶化を行うことは困難である。
すなわぢＳｉＯｚ層２の上に形成されているボ・、ＩＳ
ｉ層は下地の熱電導が低いので少ないパワーて溶融して
結晶化するのに対し、窓開は部３は下地の常ハ電専か良
いために結晶化にはより多くのパワーが必要である。
そこでポリＳ１層４の総てを単結晶化するには窓開げ部
３のポリＳ１層を結晶化できる高いレーザパワーで照射
する必要があり、この条件はＳｉＯ２層上のポリＳｉ層
に５よ高すぎるために第４図（Ｂ）に示すように窓開は
部３・の凹部に溶融し１こポリＳｉが落ち込みＳｉＯｚ
層２の肩の部分５が露出し易く、平坦性を低下させると
云う問題がある。
〔発明がｊＩＹ決しようとする問題点９以上説明したよ
うに絶縁膜上に形成される８１単結晶層は窓開げ部を設
りてエビクキンヤル成長させたものか特性上イ■れてい
るが、窓開り部とそうでない部分とでは結晶化に要する
パワーか異なるために均一な表面状態か得られないこと
が問題である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点は絶イフ１摸に複数の居：開ＨＪ部を設け
たシリコン基（反上にポリシリコン膜を形成し、該基板
に熱エネルギ線を投射して窓開り部のソリコン基板を核
として単結晶化を行うに当たり、該基板上に予め一定の
間隔をもつ平行線状の窓開は部を形成し、該窓開げ部に
熱エネルギ線を走査して単結晶化した後、該窓開は部と
直角の方向にエネルギ線を投射して基板全域を結晶化さ
ゼることを特徴とするシリコン単結晶膜の形成力法をと
ることにより解決することができる。
〔作用〕
本発明は窓開レノ部のポリ３１層を結晶化の開始位置と
してエビタ、１−ンヤル成長させる場合に窓開ジノ部の
結晶化とその他の部分の結晶化とを区別し、まず窓開は
部を結晶化せしめ、これを核としてポリＳｉ層の全面を
１１′Ｌ結晶化するものである。
〔実施例〕
第１図は本発明の実施例で同図（Ａ　）はポリ３１層と
この下に形成されている窓開ＬＪ部との関係を示す部分
平面し１、同図（Ｂ）ばこ、ｎ、に対応する断面図であ
る。
すなわらＳ１ウエハ１の上に形成されているＳｉ０２層
２には一定の間隔を保って直線状の窓開ＬＪ部５が設け
られ、この上にポリＳｉ層４がＣＶＤ法などにより形成
されている。
第１図（Ａ）の破線領域は窓開は部５の位置を示したも
のであり、また実線領域はポリＳｉ層４の上に生じた凹
部６を示している。
ここで直線状に形成された窓開は部５の間隔は形成する
デバイスの規模により異なっており、本実施例の場合窓
開は部の幅は５μｍ程度、また間隔は２０μｍ程度にと
っである。
そしてＡｒレーザのパワーをｌＯワット（Ｗ）でビーム
径を数μｍに調節し、直線状の窓開は部５に沿ってレー
ザ光を走査し窓開は部５のポリＳｉ層を単結晶化せしめ
る。
次にレーザパワーを５Ｗに落とし、またスポット径も大
きくし、今度は直線状の窓開は部５と直角方向に走査し
てＳｉ０２層２の上のポリＳｉ層４を結晶化させる。
このように窓開は部５を大きなパワーで先に結−′　　
晶化し、次にパワーを減じて全面を結晶化させれば従来
のように顕著な凹凸を生ずることなくエピタキシャル成
長を行うことができる。
第２図は別な実施例を示すもので、ＳｉＯ２層に形成し
た窓開は部７とポリ５ｉｌｉｉ４に次工程で形成が予定
されるデバイス位置８との関係を示している。
そして強いレーザパワーで窓開は部７を矢印９の方向に
走査してエピタキシャル結晶成長を行わしめ、次にパワ
ーを落としてこれと直角方向に走査しデバイス位置を結
晶化させる。
このような方法をとることにより平坦なエピタキシャル
結晶層を作ることができる。
〔発明の効果〕
以上記したように本発明の実施により、絶縁層の露出等
を伴わない平坦な結晶層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の詳細な説明図で、同図（Ａ）はＳｉウ
ェハの部分平面図、同図（Ｂ）は断面構造図、 第２図は実施例の平面図、 第３図はウェハ上の窓開は部を示す平面図、第４図（Ａ
）、　　（Ｂ）は従来工程を示す断面図である。 図において、 ｌはＳｉウェハ、　　　　　　２はＳｉＯ２層、３１Ｌ
ｌ、７は窓開は部、　４はポリＳｉ層、８はデバイス位
置、 である。 簗１ｇ （，４）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　絶縁膜に複数の窓開け部を設けたシリコン基板上にポ
    リシリコン膜を形成し、該基板に熱エネルギ線を投射し
    て窓開け部のシリコン基板を核として単結晶化を行うに
    当たり、該基板上に予め一定の間隔をもつ平行線状の窓
    開け部を形成し、該窓開け部に熱エネルギ線を走査して
    単結晶化した後、該窓開け部と直角の方向にエネルギ線
    を投射して基板全域を結晶化させることを特徴とするシ
    リコン単結晶膜の形成方法。
JP59211718A 1984-10-09 1984-10-09 シリコン単結晶膜の形成方法 Pending JPS6189622A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296508A (ja) * 1986-06-17 1987-12-23 Matsushita Electronics Corp 半導体集積回路装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893215A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Toshiba Corp 半導体単結晶薄膜の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893215A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Toshiba Corp 半導体単結晶薄膜の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296508A (ja) * 1986-06-17 1987-12-23 Matsushita Electronics Corp 半導体集積回路装置

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