JPS62290119A - Ｓｏｉ基板の作製方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板の作製方法Info
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- JPS62290119A JPS62290119A JP13110686A JP13110686A JPS62290119A JP S62290119 A JPS62290119 A JP S62290119A JP 13110686 A JP13110686 A JP 13110686A JP 13110686 A JP13110686 A JP 13110686A JP S62290119 A JPS62290119 A JP S62290119A
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- polycrystalline silicon
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
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- 238000004857 zone melting Methods 0.000 claims description 7
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Landscapes
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
、本発明は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ １ｎｓｕ
ｌａｔｏｒ）基板の作製、方法に関するものである。
ｌａｔｏｒ）基板の作製、方法に関するものである。
（従来の技術）
従来、Ｓｉ基板の一部を種結晶として用いてＳＯＩ基板
の面方位を制御する方法としては、例えば昭和６１年春
季第３３回応用物理学関係連合講演会講演予稿集５２７
ページ１ａ−Ｑ−１に記載されている様に、絶縁膜上に
堆積した多結晶シリコン膜を、基板の一部を種結晶とし
て用いた横方向の帯域溶融エピタキシャル成長法で再結
晶化するＳＯＩ基板の作製方法があった。この例ではＳ
ｉ基板は通常用いられている（１００）基板が使われて
いる。多結晶シリコン膜はふつうＣＶＤ法で６２０°Ｃ
付近の温度で形成する。この例では温度は明記されてい
ないが同様の温度を使っていると思われる。
の面方位を制御する方法としては、例えば昭和６１年春
季第３３回応用物理学関係連合講演会講演予稿集５２７
ページ１ａ−Ｑ−１に記載されている様に、絶縁膜上に
堆積した多結晶シリコン膜を、基板の一部を種結晶とし
て用いた横方向の帯域溶融エピタキシャル成長法で再結
晶化するＳＯＩ基板の作製方法があった。この例ではＳ
ｉ基板は通常用いられている（１００）基板が使われて
いる。多結晶シリコン膜はふつうＣＶＤ法で６２０°Ｃ
付近の温度で形成する。この例では温度は明記されてい
ないが同様の温度を使っていると思われる。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、従来の技術では種結晶の周囲においては基板と
同じ方位を有するＳＯＩが形成されているが、種結晶部
から離れるにつれて面方位が変化すると言う問題点があ
った。この際に、基板の面方位と同じ面方位をもったＳ
ＯＩの種結晶部からの距離は、多結晶シリコンを溶融す
る熱源の走査速度や走査方向によって異なるが一般的に
は数百ミクロン以下である。このていどの長さではデバ
イス設計の自由度が小さくなり基板の全面積に対する種
結晶部の面積の比が無視できない。本発明の目的はこれ
らの問題点を解決し、基板の面方位と同じ面方位をもっ
たＳＯＩの種結晶部から延びる距離を従来に比べて飛躍
的に長くする事が可能なＳＯＩ基板の作製方法を得る事
にある。
同じ方位を有するＳＯＩが形成されているが、種結晶部
から離れるにつれて面方位が変化すると言う問題点があ
った。この際に、基板の面方位と同じ面方位をもったＳ
ＯＩの種結晶部からの距離は、多結晶シリコンを溶融す
る熱源の走査速度や走査方向によって異なるが一般的に
は数百ミクロン以下である。このていどの長さではデバ
イス設計の自由度が小さくなり基板の全面積に対する種
結晶部の面積の比が無視できない。本発明の目的はこれ
らの問題点を解決し、基板の面方位と同じ面方位をもっ
たＳＯＩの種結晶部から延びる距離を従来に比べて飛躍
的に長くする事が可能なＳＯＩ基板の作製方法を得る事
にある。
（間朋点を解決するための手段）
本発明によれば、絶縁膜上に堆積した多結晶シリコン膜
を、基板の一部を種結晶として用いた横方向の帯域溶融
エピタキシャル成長法で再結晶化するＳＯＩ基板の作製
方法において、該多結晶シリコン膜として種結晶として
用いる基板の面方位と同じ配向性を持つ多結晶シリコン
膜を用いる事を特徴とするＳＯＩ基板の作製方法が得ら
れる。
を、基板の一部を種結晶として用いた横方向の帯域溶融
エピタキシャル成長法で再結晶化するＳＯＩ基板の作製
方法において、該多結晶シリコン膜として種結晶として
用いる基板の面方位と同じ配向性を持つ多結晶シリコン
膜を用いる事を特徴とするＳＯＩ基板の作製方法が得ら
れる。
（作用）
以下に、本発明によって従来技術に比べて、基板の面方
位と同じ方位をもったＳＯＩの種結晶部がち延びる距離
を長くする事が可能なＳＯＩ基板の作製方法を得る事が
できる原理を説明する。
位と同じ方位をもったＳＯＩの種結晶部がち延びる距離
を長くする事が可能なＳＯＩ基板の作製方法を得る事が
できる原理を説明する。
基板の一部を種結晶として用いた横方向の帯域溶融エピ
タキシャル成長法で得られたＳＯ■結晶が、種結晶部か
ら離れるつれて面方位が変化する理由としては、未だ明
確な理論は提出されていないが、その一つの原因として
以下の様な事が考えられる。即ち、１９８４年のアプラ
イド・フィツクス・し・ ター４４巻４２０ページ（Ａ
ｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、４４．４２０（１９８４
））に記載されている様に、種結晶を用いていない帯域
溶融法においては、再結晶化後のＳＯＩの面方位は用い
た多結晶シリコンの配向性に強く依存する。
タキシャル成長法で得られたＳＯ■結晶が、種結晶部か
ら離れるつれて面方位が変化する理由としては、未だ明
確な理論は提出されていないが、その一つの原因として
以下の様な事が考えられる。即ち、１９８４年のアプラ
イド・フィツクス・し・ ター４４巻４２０ページ（Ａ
ｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、４４．４２０（１９８４
））に記載されている様に、種結晶を用いていない帯域
溶融法においては、再結晶化後のＳＯＩの面方位は用い
た多結晶シリコンの配向性に強く依存する。
ここで言う配向性とは、多結晶シリコン膜を構成する個
々の結晶粒の基板に垂直な方向の結晶学的方位の割合で
あり、例えば＜１００＞配向の多結晶シリコン膜とは、
個々の結晶粒のうち基板に垂直な方向の結晶学的方位が
＜１００＞である結晶粒が多数を占める事を表す。
々の結晶粒の基板に垂直な方向の結晶学的方位の割合で
あり、例えば＜１００＞配向の多結晶シリコン膜とは、
個々の結晶粒のうち基板に垂直な方向の結晶学的方位が
＜１００＞である結晶粒が多数を占める事を表す。
この様に、基板を種結晶として用いなくても、用いた多
結晶シリコン膜の性質によって、再結晶化後のＳＯＩ結
晶が特定の方位を持つ傾向にある事を考えると、前述の
種結晶部から離れるにつれてＳＯＩの面方位が変化する
理由として、用いた多結晶シリコン膜が持つ配向性に従
った方位に変化する事が考えられる。
結晶シリコン膜の性質によって、再結晶化後のＳＯＩ結
晶が特定の方位を持つ傾向にある事を考えると、前述の
種結晶部から離れるにつれてＳＯＩの面方位が変化する
理由として、用いた多結晶シリコン膜が持つ配向性に従
った方位に変化する事が考えられる。
逆に本発明が提案する様に、種結晶として用いる基板の
面方位、と同じ配向性を持つ多結晶シリコン膜を用いれ
ば、横方向の帯域溶融エピタキシャル成長法での再結晶
化に際して無理なく基板の面方位を引き継ぐ事ができ、
基板の面方位と同じ面方位をもったＳＯＩの種結晶部か
ら延びる距離を長くする事が可能となる。従来は多結晶
シリコン膜を６２０６Ｃ付近で形成していたが、この温
度では、＜１１０＞配向の多結晶シリコン膜であり、一
方Ｓｉ基板の面方位はふつう（１００）であるから両者
は一致していない。
面方位、と同じ配向性を持つ多結晶シリコン膜を用いれ
ば、横方向の帯域溶融エピタキシャル成長法での再結晶
化に際して無理なく基板の面方位を引き継ぐ事ができ、
基板の面方位と同じ面方位をもったＳＯＩの種結晶部か
ら延びる距離を長くする事が可能となる。従来は多結晶
シリコン膜を６２０６Ｃ付近で形成していたが、この温
度では、＜１１０＞配向の多結晶シリコン膜であり、一
方Ｓｉ基板の面方位はふつう（１００）であるから両者
は一致していない。
（実施例）
以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
する。
第１図は、本発明の詳細な説明するための斜視図である
。試料は（１００）面方位のＳｉ基板１０に［０１０］
方向に幅１０ｐｍの種結晶部を残し他の部分に選択酸化
法（ＬＯＣＯ８法：Ｌｏｃａｌ ０ｘｉｄａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｓｉ）で厚さｌｐｍのＬＯＧＯ８酸化膜２０を形
成し、その上に基板温度７００°ＣのＬＰＣＶＤ法で＜
１００＞配向を持つ多結晶シリコン３０を厚さ０．５ｐ
ｍ堆積した。この多結晶シリコンは、堆積直後の状態で
基板垂直方向に＜１００＞方位を持つ結晶粒が他の方位
をもつ結晶粒に比べて２０倍以上の割合で存在し、強い
＜１００＞配向性を持つ。さらに種結晶部に垂直な方向
（［００１７方向）に厚さ０．０６ｐｍのシリコン窒化
膜４０を輻５ｐｍ、間隔１０１１ｍのストライプ状に形
成した。また比較のために上記と全く同じ構造で＜１０
０＞配向を持つ多結晶シリコン３０の代りに、基板温度
６２０°ＣのＬＰＣＶＤ法による＜１１０＞配向性を持
つ多結晶シリコンを堆積した試料や、基板温度６７０°
ＣのＬＰＣＶＤ法によるランダムな配向性をもった試料
も用意した。
。試料は（１００）面方位のＳｉ基板１０に［０１０］
方向に幅１０ｐｍの種結晶部を残し他の部分に選択酸化
法（ＬＯＣＯ８法：Ｌｏｃａｌ ０ｘｉｄａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｓｉ）で厚さｌｐｍのＬＯＧＯ８酸化膜２０を形
成し、その上に基板温度７００°ＣのＬＰＣＶＤ法で＜
１００＞配向を持つ多結晶シリコン３０を厚さ０．５ｐ
ｍ堆積した。この多結晶シリコンは、堆積直後の状態で
基板垂直方向に＜１００＞方位を持つ結晶粒が他の方位
をもつ結晶粒に比べて２０倍以上の割合で存在し、強い
＜１００＞配向性を持つ。さらに種結晶部に垂直な方向
（［００１７方向）に厚さ０．０６ｐｍのシリコン窒化
膜４０を輻５ｐｍ、間隔１０１１ｍのストライプ状に形
成した。また比較のために上記と全く同じ構造で＜１０
０＞配向を持つ多結晶シリコン３０の代りに、基板温度
６２０°ＣのＬＰＣＶＤ法による＜１１０＞配向性を持
つ多結晶シリコンを堆積した試料や、基板温度６７０°
ＣのＬＰＣＶＤ法によるランダムな配向性をもった試料
も用意した。
上記２種類の試料をビーム径８０ｐｍのアルゴンレーザ
で種結晶部からシリコン窒化膜４０のストライプに平行
な方向に、レーザパワー１２Ｗ、走査速度５０ｍｍ／ｓ
ｅｅで走査し、基板の一部を種結晶としたＳＯＩ結晶を
得た。シリコン窒化膜４０はアルゴンレーザのレーザ光
の吸収効率を上げる効果があり、その結果シリコン窒化
膜下が他の部分に比べて高温となる双峰型の温度分布が
得られて、温度の低い中央部から再結晶化が始まり、シ
リコン窒化膜ではさまれた部分が単一の結晶粒となる。
で種結晶部からシリコン窒化膜４０のストライプに平行
な方向に、レーザパワー１２Ｗ、走査速度５０ｍｍ／ｓ
ｅｅで走査し、基板の一部を種結晶としたＳＯＩ結晶を
得た。シリコン窒化膜４０はアルゴンレーザのレーザ光
の吸収効率を上げる効果があり、その結果シリコン窒化
膜下が他の部分に比べて高温となる双峰型の温度分布が
得られて、温度の低い中央部から再結晶化が始まり、シ
リコン窒化膜ではさまれた部分が単一の結晶粒となる。
このＳＯＩ結晶の面方位の観察をＥＣＰ法で、結晶性の
評価を選択エツジ法で行った。
評価を選択エツジ法で行った。
すると、＜１１０＞配向性を持つ多結晶シリコンを用い
た試料では種結晶部から２００〜３００ｐｍ程度の長さ
にのびた基板と同じ面方位を持つＳＯＩ結晶が得られ、
同様にランダムな配向性を持つ多結晶シリコンを用いる
と３００〜５００μｍ、＜１００＞配向性を持つ多結晶
シリコンを用いた場合には１ｍｍ以上の長さの基板と同
じ面方位を持つＳＯＩ結晶が得られた。
た試料では種結晶部から２００〜３００ｐｍ程度の長さ
にのびた基板と同じ面方位を持つＳＯＩ結晶が得られ、
同様にランダムな配向性を持つ多結晶シリコンを用いる
と３００〜５００μｍ、＜１００＞配向性を持つ多結晶
シリコンを用いた場合には１ｍｍ以上の長さの基板と同
じ面方位を持つＳＯＩ結晶が得られた。
本実施例では双峰型の温度プロファイルを得るための手
段としては、シリコン窒化膜を用いたが、他の方法例え
ば下地の５ｉ０２膜厚を変化させる方法やレーザビーム
の強度分布自体を変化させる方法を用いても良い。また
帯域溶融を得る手段としては、アルゴンレーザを用いた
が他のレーザたとえば炭酸ガスレーザやレーザ以外の熱
源例えば電子ビームやランプ、ヒーター等を用いても同
様な効果が得られる。また、基板として（１１０）Ｓｉ
基板を用いた場合には＜１１０＞配向性を持つ多結晶シ
リコンを、（１１１）Ｓｉ基板を用いた場合には＜ １
１１ ＞配向性を持つ多結晶シリコンを用いれば良い。
段としては、シリコン窒化膜を用いたが、他の方法例え
ば下地の５ｉ０２膜厚を変化させる方法やレーザビーム
の強度分布自体を変化させる方法を用いても良い。また
帯域溶融を得る手段としては、アルゴンレーザを用いた
が他のレーザたとえば炭酸ガスレーザやレーザ以外の熱
源例えば電子ビームやランプ、ヒーター等を用いても同
様な効果が得られる。また、基板として（１１０）Ｓｉ
基板を用いた場合には＜１１０＞配向性を持つ多結晶シ
リコンを、（１１１）Ｓｉ基板を用いた場合には＜ １
１１ ＞配向性を持つ多結晶シリコンを用いれば良い。
（発明の効果）
本発明の方法を用いる事によって、従来技術に比べ基板
の面方位と同じ面方位をもったＳＯＩの種結晶部から延
びる距離を長くする事が可能となり、完全に制御された
面方位を持つＳＯＩ基板を得るために設ける種結晶部を
従来に比べて広い間隔で配置すればすみ、結果的に基板
の面積に対するＳＯＩ領域の面積比が大きくなり、デバ
イス設計の自由度が大きくなると言う利点が得られた。
の面方位と同じ面方位をもったＳＯＩの種結晶部から延
びる距離を長くする事が可能となり、完全に制御された
面方位を持つＳＯＩ基板を得るために設ける種結晶部を
従来に比べて広い間隔で配置すればすみ、結果的に基板
の面積に対するＳＯＩ領域の面積比が大きくなり、デバ
イス設計の自由度が大きくなると言う利点が得られた。
第１図は本発明の詳細な説明するための斜視図である。
図中の番号は次のものを示す
Claims (1)
- 絶縁膜上に堆積した多結晶シリコン膜を基板の一部を種
結晶として用いた横方向の帯域溶融エピタキシャル成長
法で再結晶化するＳＯＩ基板の作製方法において、該多
結晶シリコン膜として種結晶として用いる基板の面方位
と同じ配向性を持つ多結晶シリコン膜を用いる事を特徴
とするＳＯＩ基板の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13110686A JPS62290119A (ja) | 1986-06-07 | 1986-06-07 | Ｓｏｉ基板の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13110686A JPS62290119A (ja) | 1986-06-07 | 1986-06-07 | Ｓｏｉ基板の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62290119A true JPS62290119A (ja) | 1987-12-17 |
Family
ID=15050117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13110686A Pending JPS62290119A (ja) | 1986-06-07 | 1986-06-07 | Ｓｏｉ基板の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62290119A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03250620A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-06-07 JP JP13110686A patent/JPS62290119A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| APPL.PHYS.LETT=1982 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03250620A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
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