JPS63285184A - 単結晶膜の製造方法 - Google Patents

単結晶膜の製造方法

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JPS63285184A
JPS63285184A JP9943888A JP9943888A JPS63285184A JP S63285184 A JPS63285184 A JP S63285184A JP 9943888 A JP9943888 A JP 9943888A JP 9943888 A JP9943888 A JP 9943888A JP S63285184 A JPS63285184 A JP S63285184A
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JP
Japan
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single crystal
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solid
seed
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JP9943888A
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English (en)
Inventor
Seiichi Iwamatsu
誠一 岩松
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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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】 本発明は単結晶膜の製造法に係り、とりわけ絶縁体上の
単結晶半導体膜の製造方法のなかでも絶縁体上のSi単
結晶膜の製造方法に関する。
絶縁体上の単結晶半導体膜の製造方法としては通常S 
OS C3iLicbn On 5apDhire)V
、代表サレ;S。
単結晶サファイヤ基板上にSi半導体膜をエピタキシャ
ル法で形成する方法がある。
しかし、前記従来技術では、育成された単結晶半導体S
2膜が基板サファイヤ単結晶の格子間定数と育成された
Si単結晶膜の格子間Z数が完全に一致する結晶面がな
く、せいぜい数%の格子定数差におさめるのが最良であ
り、ために、St単結晶膜に結晶欠陥が多いと云う欠点
がある。
さらに、前記サファイヤ基板が高価であり、この様な絶
縁体上の単結晶半導体膜を用いて高速の半導体装置を製
作する事への要望が大きいにも拘らず、実用化が遅れて
いる。
本発明はかかる欠点をなくし、低価格で結晶欠陥の少な
い絶縁体上に半導体単結晶膜を形成した高速の半導体装
置用の半導体基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の基本的な構成は、第
1の固体表面の一部には第2の固体結晶からなる単結晶
、育成種が設けられ、該固体単結晶育成種に少なくとも
接して成り、且つ第1の固体表面を被覆した多結晶また
はアモルファス状態の第2と同一材料からなる膜または
第3の固体材料膜が形成されて成った基板を形成し、該
基板を前記固体材料膜の融点よりわずかに低温に保ちな
がら少なくとも前記固体単結晶育成種と前記固体材料膜
とが接した部分から電子線あるいは光線等のエネルギー
ビームを照射して融解しながら移動走査し、前記エネル
ギー・ビームにより第1の固体表面上の前記固体材料膜
や実質的に連続して融解と冷却過程により固体化による
単結晶化を行ない、前記固体材料膜を基板表面において
単結晶化することを特徴とする。
以下、実施例を用いて本発明を詳細に述べる。
第1図は本発明の実施例を模式的に示したもので、1は
カーボン・ヒーターであり、1200°C〜1300 
”Cに通電して保たれる。該カーボン・ヒーター上には
試料がのせられ、該試料はSi基板2の大部分がSin
、膜、Si3N、膜、あるいはSiO□とSi、 N、
膜の2N構造膜等の絶縁膜3が被覆され、該絶縁膜3の
一部がエツチングにより窓開けされ、下地Si基板を露
出させ、該露出Si基板部を単結晶Siの育成種部分4
となし、それらの表面には多結晶Si膜5がCVD法に
より形成され、該的結晶Si膜5の育成種4の部分に電
子線あるいはレーザー光線等のエネルギー・ビーム6を
X方向に実質的に線状に照射して、多結晶Si膜5を部
分的に1400°C程度で融解しながら、Y方向に移動
せしめることにより、融解した多結晶Siが冷却過程で
単結晶化した部分7がY方向に連続して成長し、多結晶
Si膜5は全面単結晶育成種となる。
試料基板の形態としては、石英等のガラスまたはセラミ
ック基板11の表面又は基板11に埋めこまれた状態の
単結晶育成種となる単結晶、!9N2を頭布ガラス等で
基板に貼付けるか、多結晶S1膜13をCVD法で形成
する場合に、そのままCvD多結晶Si膜13で基板1
1と貼付けるかして構成されその上にCVD5iOt膜
14が被覆された形のものでも良い。
この様にして形成された絶縁体上の単結晶育成種 ゛は
育成種の結晶性がそのまま保持された単結晶膜となり、
結晶欠陥が少なく、且つ基板がサファイヤの如く高価な
ものである必要はなく、低価格でかつ高速半導体素子製
作に適した基板が提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を模式的に示したものであり、
第2図は基板試料のその他の構成例の断面図を示したも
のである。 1・・・カーボン・ヒーター  2・・・51基板3.
14・・・絶縁膜  4,12・・・単結晶育成種部分
  5,13・・・多結晶Si膜  6・・・エネルギ
ー・ビーム  7・・・単結晶育成種  11・・・絶
縁基板。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 上樋 雅誉 他1名 第1図 第2図 手続補正書(自発) 昭和63年 5月20日 2、発明の名称 単結晶膜の製造方法 代表取締役  中 村 恒 也 明 細 書(全文補正) 明細書 1、発明の名称 単結晶膜の製造方法 2、特許請求の範囲 アモルファス状七のSf  全体に前記エネルギービー
ムを   査して、1晋己   またはアモルi とす
る工王を することを特徴とする単結晶膜の製造方法。 3、発明の詳細な説明 本発明は単結晶膜の製造方法に係り、とりわけ絶縁体上
の単結晶半導体膜の製造方法のなかでも絶縁体上の単結
晶S1膜の製造方法に関する。 従来、絶縁体上の単結晶半導体膜の製造方法としては、
通常S OS (Silicon On 5apphi
re)に代表される単結晶サファイヤ基板上にSi半導
体膜をエピタキシャル法で形成する方法がある。 しかし、前記従来技術では、育成された単結晶育成種の
格子間定数と基板サファイヤ単結晶の格子間定数とが完
全に一致する結晶面がな(、せいぜい数%の格子定数差
におさめるのが最良であるために、単結晶育成種に結晶
欠陥が多いと云う欠点がある。 さらに、前記サファイヤ基板が高価であり、この様な絶
縁体上の単結晶半導体膜を用いて高速の半導体装置を製
作する事への要望が大きいにも拘らず、実用化が遅れて
いる。 本発明はかかる欠点をなくし、低価格で結晶欠陥の少な
い絶縁体上に非常に平坦な状態で半導体単結晶膜を形成
した高速の半導体装置用の半導体基板の製造方法を提供
することを目的とする。 上記目的を達成するための本発明の基本的な構成は、表
面がほぼ平坦な第1の固体表面の一部、特に端部には第
2の固体単結晶からなる単結晶育成種が設けられ、該固
体単結晶育成種に少なくとも接して成り、且つ第1の固
体表面を被覆した多結晶またはアモルファス状態の第2
と同一材料からなる膜または第3の固体材料膜が形成さ
れて成った基板を形成し、該基板を前記固体材料膜の融
点よりわずかに低温に保ちながら少なくとも前記固体単
結晶育成種と前記固体材料膜とが接した部分から電子線
あるいは光線等のエネルギービームを照射して融解しな
がら移動走査し、前記エネルギービームにより第1の固
体表面上の前記固体材料膜や実質的に連続して融解と冷
却過程により固体化による単結晶化を行ない、前記固体
材料膜を基板表面において表面がほぼ平坦となるように
単結晶化することを特徴とする。 以下、実施例を用いて本発明を詳細に述べる。 第1図は本発明の実施例を模式的に示したもので、1は
カーボン・ヒーターであり、1200°C〜1300°
Cに通電して保たれる。該カーボン・ヒーター上には試
料がのせられ、該試料は単結晶Si基板2の大部分が5
ift膜、Six N4膜あるいはSin、とSt、 
N、膜の2層構造膜等の絶縁膜3により被覆され、該絶
縁膜3の一部がエツチングにより窓開けされ、下地単結
晶Si基板2をその端部において露出させ、該露出単結
晶Si基板部を単結晶Siの育成種部分4と成している
。ここで、第1図のように育成種部分4の表面と絶縁膜
3の表面とが、はぼ平坦となるように形成することが、
特徴である。この表面がほぼ平坦となるようにすること
により、後に形成される単結晶育成種もほぼ平坦となる
のである。 そして、それらの表面には多結晶Si膜5がCVD法に
より形成され、該多結晶Si膜5と接触している単結晶
51基板2と連続する単結晶育成種4の部分に電子線あ
るいはレーザー光線等のエネルギービーム6をX方向に
実質的に線状に照射して、多結晶Si膜5を部分的に1
400″C程度で融解しながら、Y方向に移動せしめる
ことにより、融解した多結晶Siが冷却過程で単結晶化
した部分7がY方向に連続して成長し、多結晶Si膜5
は全面はぼ平坦な単結晶育成種となる。 試料基板の形態としては、石英等のガラスまたはセラミ
ック基板11の表面又は基板11に埋めこまれた状態の
単結晶育成種12となる単結晶Siを頭布ガラス等で基
板に貼付けるか、多結晶Si膜13をCVD法で形成す
る場合に、そのままC■D多結晶Si膜13で基板11
と貼付けるかして構成されその上にCVD5tO,膜等
の絶縁膜14が被覆された形のものでも良い。 この様にして形成された絶縁体上の表面がほぼ平坦な単
結晶育成種は育成種の結晶性がそのまま保持された単結
晶膜となり、結晶欠陥が少なく、且つ基板がサファイヤ
の如く高価なものである必要はなく、低価格でかつ高速
半導体素子製作に適した基板が提供できるという効果が
ある。 また、本発明は単結晶育成種と絶縁膜との表面をほぼ平
坦となるようにしたことにより、表面がほぼ平坦な単結
晶育成種が形成されるので、そこに半導体素子等を形成
する時に信頬性の良いものができるのである。 上述の如く本発明は、単結晶Sj基板の端部にその単結
晶St基板と連続する単結晶育成種を設け、この単結晶
育成種に少なくとも接してなり、単結晶St基板を被覆
した多結晶またはアモルファス状態のSi膜を形成する
。その後、少なくとも多結晶またはアモルファス状態の
Si膜をその融点よりもわずかに低く加熱し、電子線ま
たは光線等のエネルギービームを、単結晶St基板の端
部にその単結晶Si基板と連続するように形成された単
結晶育成種の上のSN膜から照射を開始し、Si膜全全
体わたって移動走査されるので、Si膜自体が高温に維
持されつつ、エネルギービーム照射で単結晶化がはから
れ、低消費電力のエネルギービームを用いて均質な単結
晶育成種の育成が可能となる。また、単結晶育成種を単
結晶S!基板と連続するように単結晶31基板の端部に
設けたので、その単結晶育成種上に形成された多結晶ま
たはアモルファス状態のSi膜からエネルギービームの
照射を開始し、Si膜全全体わたって移動走査するので
、P1単に広い面積を有する単結晶育成種が確実に得ら
れるのである。 さらに、単結晶育成種を単結晶Si基板の端部に、その
単結晶Sf基板と連続するように設けたので、この単結
晶育成種を用いて多結晶またはアモルファス状態のSi
膜を単結晶育成種とした時に、この単結晶育成種は、そ
の成長の基となった単結晶Sf基板と結晶面がそろうか
ら、それぞれ、単結晶St基板と単結晶育成種に半導体
装置つまり素子等を形成しても、非常に素子特性の等し
い素子が形成できるものである。よって半導体装置全体
の信顧性が非常に高いものとなる。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の実施例を模式的に示したものであり、
第2図は基板試料のその他の構成例の断面図を示したも
のである。 1・・カーボン・ヒーター 2・・・単結晶Si基板 3.14・・・絶縁膜 4.12・・・単結晶育成種部分 5.13 ・・・多結晶S1膜 6・・・エネルギービーム 7・・・単結晶育成種 11・・・絶縁基板 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の固体表面の一部には第2の固体単結晶から
    なる単結晶育成種が設けられ、該固体単結晶育成種に少
    なくとも接して成り、且つ第1の固体表面を被覆した多
    結晶またはアモルファス状態の第2と同一材料からなる
    膜または第3の固体材料膜が形成されて成った基板を形
    成し、該基板を前記固体材料膜の融点よりわずかに低温
    に保ちながら少なくとも前記固体単結晶育成種と前記固
    体材料膜とが接した部分から電子線あるいは光線等のエ
    ネルギー・ビームを照射して融解しながら移動走査し、
    前記エネルギー・ビームにより第1の固体表面上の前記
    固体材料膜を実質的に連続して融解と冷却過程による固
    体化による単結晶化を行ない、前記固体材料膜を基板表
    面において単結晶化することを特徴とする単結晶膜の製
    造方法。
  2. (2)第1の固体を絶縁体、単結晶固体材料膜を単結晶
    半導体膜とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の単結晶膜の製造方法。
  3. (3)第1の固体をSi単結晶基板表面にSiO_2膜
    または、Si_3N_4膜等からなる絶縁膜を形成した
    基板またはSiO_2等の絶縁基板となし、第2の固体
    単結晶を前記第1の固体としてのSi単結晶基板を前記
    絶縁膜の一部を除去し露出させた部分をSi単結晶育成
    種部分となした基板となし、該基板上に多結晶またはア
    モルファス状態のSi膜を被覆し、該Si膜を単結晶S
    i膜となす事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    単結晶膜の製造方法。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5667923A (en) * 1979-11-07 1981-06-08 Toshiba Corp Preparation method of semiconductor system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5667923A (en) * 1979-11-07 1981-06-08 Toshiba Corp Preparation method of semiconductor system

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