JPH01214014A - Ｓｏｉ基体の製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基体の製造方法Info
- Publication number
- JPH01214014A JPH01214014A JP3881588A JP3881588A JPH01214014A JP H01214014 A JPH01214014 A JP H01214014A JP 3881588 A JP3881588 A JP 3881588A JP 3881588 A JP3881588 A JP 3881588A JP H01214014 A JPH01214014 A JP H01214014A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- layer
- silicon nitride
- trench
- growth
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical class N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、絶縁性基体上に結晶性のシリコン層を形成す
るＳＯＩ基体の製造方法に関する。
るＳＯＩ基体の製造方法に関する。
従来のＳＯＩ基体の製造方法の一例はｒ ＥＸｔｅｎｄ
ｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ １９ｔｈ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｔｉｄｓｔａｔｅ
ＤｅＶｉＣｅ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｔｏｋｙ
ｏ、１９８７． ｐｐ、ｉ９１〜１９４／５ｅｌｅｃｔ
ｉｖｅ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｎｕｃｌｅｉ ｏｎ Ａ
ｍｏｒｐｈｏｕｓ ５ｕｂｓｔｒａｔｅｓ」に記載され
た第２図（ａ） 〜（Ｃ）に示したものである。第２図
（ａ）において、二酸化シリコンよりなる絶縁性基体１
の上に、後に単結晶シリコンを成長させるための核とな
る膜厚０．１〜０．２μｍの直方体状の窒化シリコン核
７を形成する。窒化シリコン核７の絶縁性基本１の表面
に水平な面の面積は約７μｍ２以下である。この面積が
１６μｍ２以上になると、窒化シリコン核７を中心とし
て複数のシリコン結晶が成長して多結晶化し、単結晶に
はならない０次に、四塩化シリコンか二塩化シランと水
素の混合ガスを使い、エピタキシャル反応炉で選択エピ
タキシャル成長反応を行ない、第２図（ｂ）に示すよう
に窒化シリコン核７を中心に、単結晶シリコン粒８の成
膜を行なう、隣接して存在する窒化シリコン核７から成
長を続けた単結晶シリコン粒８は、やがて、第２図（ｃ
）に示すようにぶつかり合い結晶粒界９を形成して絶縁
性基体上に凹凸のあるシリコン層を構成することになる
。さらに、この凹凸形状のシリコン層を使って半導体装
置を形成する場合は、表面形状を平坦にするための研磨
を行ない加工のしやすいものとする必要がある。
ｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ １９ｔｈ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ５ｏｔｉｄｓｔａｔｅ
ＤｅＶｉＣｅ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｔｏｋｙ
ｏ、１９８７． ｐｐ、ｉ９１〜１９４／５ｅｌｅｃｔ
ｉｖｅ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｎｕｃｌｅｉ ｏｎ Ａ
ｍｏｒｐｈｏｕｓ ５ｕｂｓｔｒａｔｅｓ」に記載され
た第２図（ａ） 〜（Ｃ）に示したものである。第２図
（ａ）において、二酸化シリコンよりなる絶縁性基体１
の上に、後に単結晶シリコンを成長させるための核とな
る膜厚０．１〜０．２μｍの直方体状の窒化シリコン核
７を形成する。窒化シリコン核７の絶縁性基本１の表面
に水平な面の面積は約７μｍ２以下である。この面積が
１６μｍ２以上になると、窒化シリコン核７を中心とし
て複数のシリコン結晶が成長して多結晶化し、単結晶に
はならない０次に、四塩化シリコンか二塩化シランと水
素の混合ガスを使い、エピタキシャル反応炉で選択エピ
タキシャル成長反応を行ない、第２図（ｂ）に示すよう
に窒化シリコン核７を中心に、単結晶シリコン粒８の成
膜を行なう、隣接して存在する窒化シリコン核７から成
長を続けた単結晶シリコン粒８は、やがて、第２図（ｃ
）に示すようにぶつかり合い結晶粒界９を形成して絶縁
性基体上に凹凸のあるシリコン層を構成することになる
。さらに、この凹凸形状のシリコン層を使って半導体装
置を形成する場合は、表面形状を平坦にするための研磨
を行ない加工のしやすいものとする必要がある。
しかし、従来の技術では、窒化シリコン核の絶縁性基体
の表面に水平な面の面積を約７μｍ２以下にバターニン
グする必要があり、微小なために絶縁性基体１との密着
面が小さく剥離しやすく、窒化シリコン核７が失なわれ
ることが多かった。
の表面に水平な面の面積を約７μｍ２以下にバターニン
グする必要があり、微小なために絶縁性基体１との密着
面が小さく剥離しやすく、窒化シリコン核７が失なわれ
ることが多かった。
さらに、窒化シリコン核７から等友釣にシリコンの成長
が始まるために、最終的に構成されたシリコン表面には
大きな凹凸が生じ、後のシリコン膜を利用した半導体装
置形成の際には、表面を平坦にするための加工工程を要
する問題点を有していた。また、成長中心核となる窒化
シリコン核と成長する単結晶シリコン粒８とは組成が異
なり、結晶の格子定数も異なるため、成長する単結晶シ
リコン粒８の成長面の方位性の制御ができず、種々の方
向への成長が同時進行し、均質なシリコン結晶粒を得る
ことができないという問題点も有していた。
が始まるために、最終的に構成されたシリコン表面には
大きな凹凸が生じ、後のシリコン膜を利用した半導体装
置形成の際には、表面を平坦にするための加工工程を要
する問題点を有していた。また、成長中心核となる窒化
シリコン核と成長する単結晶シリコン粒８とは組成が異
なり、結晶の格子定数も異なるため、成長する単結晶シ
リコン粒８の成長面の方位性の制御ができず、種々の方
向への成長が同時進行し、均質なシリコン結晶粒を得る
ことができないという問題点も有していた。
そこで、本発明のＳＯＩ基体の製造方法は、窒化シリコ
ン核の微細な加工をすることなく、窒化シリコン核の剥
離を無くし、平坦で加工のしやすい均質な単結晶シリコ
ンを絶縁性基体上に形成する製造方法を提供することを
目的としている。
ン核の微細な加工をすることなく、窒化シリコン核の剥
離を無くし、平坦で加工のしやすい均質な単結晶シリコ
ンを絶縁性基体上に形成する製造方法を提供することを
目的としている。
本発明のＳＯＩ基体の製造方法は、絶縁基体上に、窒化
シリコン層を成膜し、前記窒化シリコン層上に多結晶シ
リコン層を積層し、前記多結晶シリコン層上に二酸化シ
リコン層を積層し、前記二酸化シリコン層表面から前記
窒化シリコン層に到るトレンチを構成して、前記トレン
チ内に前記窒化シリコン層を成長核として選択エピタキ
シャル成長法により単結晶シリコン層を構成したことを
特徴とする。
シリコン層を成膜し、前記窒化シリコン層上に多結晶シ
リコン層を積層し、前記多結晶シリコン層上に二酸化シ
リコン層を積層し、前記二酸化シリコン層表面から前記
窒化シリコン層に到るトレンチを構成して、前記トレン
チ内に前記窒化シリコン層を成長核として選択エピタキ
シャル成長法により単結晶シリコン層を構成したことを
特徴とする。
本発明のＳＯＩ基体の製造方法の実施例を図面に基づき
以下に説明する。
以下に説明する。
第１図（ａ）において、絶縁性基体１の上に窒化シリコ
ンＮ２を成膜する。窒化シリコン層２の成膜は、通常の
減圧下の化学的気相反応やプラズマを利用した化学的気
相反応のいずれによって成膜してもよい、減圧下の化学
的気相反応では、反応ガスとしてはシランガスとアンモ
ニアの混合ガスを６００℃以上の温度条件下で反応させ
る。
ンＮ２を成膜する。窒化シリコン層２の成膜は、通常の
減圧下の化学的気相反応やプラズマを利用した化学的気
相反応のいずれによって成膜してもよい、減圧下の化学
的気相反応では、反応ガスとしてはシランガスとアンモ
ニアの混合ガスを６００℃以上の温度条件下で反応させ
る。
次に第１図（ｂ）において、成膜した窒化シリコン層の
上に多結晶シリコン３を５μｍ〜０．５μｍの膜厚で成
膜する。
上に多結晶シリコン３を５μｍ〜０．５μｍの膜厚で成
膜する。
多結晶シリコン層３を積層した後、第１図（ｃ）に示す
ように、二酸化シリコン層４を積層する二酸化シリコン
層４を構成する方法としては、前工程で積層した多結晶
シリコン層３の表面を熱酸化する方法か、化学的気相反
応によりシランと酸素の混合ガスにより成膜する方法が
ある。
ように、二酸化シリコン層４を積層する二酸化シリコン
層４を構成する方法としては、前工程で積層した多結晶
シリコン層３の表面を熱酸化する方法か、化学的気相反
応によりシランと酸素の混合ガスにより成膜する方法が
ある。
次に、第１図（ｄ）に示すように、ＲＩＥによる異方性
のドラマ・エツチング技術により二酸化シリコン層４表
面より、窒化シリコン層２に到るトレンチ５を構成する
。多結晶シリコン層３とトレンチ５の底部に露出する窒
化シリコン層２とは組成が異なるため、窒化シリコン層
２がトレンチ５の底部に露出しな後さらにエツチングを
続けても、露出した窒化シリコン層２内部までエツチン
グが進行することがなく、エツチングの対窒化シリコン
に対する選択性は高い、したがって、エツチング所要時
間の設定範囲は広く、エツチング時間がたとえ標準より
超過しても、トレンチ５形状にあたえる影響はほとんど
ない。
のドラマ・エツチング技術により二酸化シリコン層４表
面より、窒化シリコン層２に到るトレンチ５を構成する
。多結晶シリコン層３とトレンチ５の底部に露出する窒
化シリコン層２とは組成が異なるため、窒化シリコン層
２がトレンチ５の底部に露出しな後さらにエツチングを
続けても、露出した窒化シリコン層２内部までエツチン
グが進行することがなく、エツチングの対窒化シリコン
に対する選択性は高い、したがって、エツチング所要時
間の設定範囲は広く、エツチング時間がたとえ標準より
超過しても、トレンチ５形状にあたえる影響はほとんど
ない。
トレンチ５が構成された後は、第１図（ｅ）に示すよう
に、トレンチ５を埋め込むように窒化シリコン層２を成
長核としたシリコンの選択エピタキシャル成長を行なう
、このエピタキシャル成長時には、トレンチ５の側壁を
構成する多結晶シリコン層３の結晶格子の影響を受ける
ため成長方位の制御が可能で、成長方法は、絶縁性基体
１の表面に垂直な方向のみが優先的になるので、従来例
のように等方的な結晶成長と異なり、平坦な単結晶シリ
コン層６が構成される。
に、トレンチ５を埋め込むように窒化シリコン層２を成
長核としたシリコンの選択エピタキシャル成長を行なう
、このエピタキシャル成長時には、トレンチ５の側壁を
構成する多結晶シリコン層３の結晶格子の影響を受ける
ため成長方位の制御が可能で、成長方法は、絶縁性基体
１の表面に垂直な方向のみが優先的になるので、従来例
のように等方的な結晶成長と異なり、平坦な単結晶シリ
コン層６が構成される。
上記実施例より明らかなように、本発明によるＳｏｌ基
体の製造方法によれば、結晶核となる窒化シリコン膜を
、微小な形状にバターニングする工程は不要になり、窒
化シリコン膜の剥離も生ずることなく、トレンチの大き
さにより窒化シリコン膜の成長時における有効面積を簡
単に制御することも可能である。また、トレンチ側壁を
多結晶シリコン層が囲むため、トレンチ内に成長する単
結晶シリコンの成長方位を制御することも可能で、成長
が絶縁性基体の表面に対し、垂直方向に優先的に成長す
るため、得られる単結晶シリコン層の表面は平坦である
。このため、核から等方的に成長する結晶成長の場合と
異なり、得られた単結晶シリコン層を平坦に再加工する
必要もない、さらに、トレンチの構成の際には、トレン
チ底部に露出する結晶成長核となる窒化シリコン層がエ
ツチングのストッパーの役割りをはなし、エツチング時
間のマージンが広く、加工が容易であるという効果も有
する。
体の製造方法によれば、結晶核となる窒化シリコン膜を
、微小な形状にバターニングする工程は不要になり、窒
化シリコン膜の剥離も生ずることなく、トレンチの大き
さにより窒化シリコン膜の成長時における有効面積を簡
単に制御することも可能である。また、トレンチ側壁を
多結晶シリコン層が囲むため、トレンチ内に成長する単
結晶シリコンの成長方位を制御することも可能で、成長
が絶縁性基体の表面に対し、垂直方向に優先的に成長す
るため、得られる単結晶シリコン層の表面は平坦である
。このため、核から等方的に成長する結晶成長の場合と
異なり、得られた単結晶シリコン層を平坦に再加工する
必要もない、さらに、トレンチの構成の際には、トレン
チ底部に露出する結晶成長核となる窒化シリコン層がエ
ツチングのストッパーの役割りをはなし、エツチング時
間のマージンが広く、加工が容易であるという効果も有
する。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明のＳＯＩ基体の製造方法
の一実施例を示す要部断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は
従来のＳＯＩ基体の製造方法を示す要部断面図である。 １・・・絶縁性基体 ２・・・窒化シリコン層 ３・・・多結晶シリコン層 ４・・・二酸化シリコン層 ５・・・トレンチ ６・・・単結晶シリコン層 ７・・・窒化シリコン核 ８・・・単結晶シリコン粒 ９・・・結晶粒界 以上 纂 １ 旧
の一実施例を示す要部断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は
従来のＳＯＩ基体の製造方法を示す要部断面図である。 １・・・絶縁性基体 ２・・・窒化シリコン層 ３・・・多結晶シリコン層 ４・・・二酸化シリコン層 ５・・・トレンチ ６・・・単結晶シリコン層 ７・・・窒化シリコン核 ８・・・単結晶シリコン粒 ９・・・結晶粒界 以上 纂 １ 旧
Claims (1)
- 絶縁性基体上に、窒化シリコン層を成膜し、前記窒化
シリコン層上に多結晶シリコン層を積層し、前記多結晶
シリコン層上に二酸化シリコン層を積層し、前記二酸化
シリコン層表面から前記窒化シリコン層に到るトレンチ
を構成して、前記トレンチ内に前記窒化シリコン層を成
長核として選択エピタキシャル成長法により単結晶シリ
コン層を構成したことを特徴とするＳＯＩ基体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3881588A JPH01214014A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | Ｓｏｉ基体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3881588A JPH01214014A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | Ｓｏｉ基体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214014A true JPH01214014A (ja) | 1989-08-28 |
Family
ID=12535764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3881588A Pending JPH01214014A (ja) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | Ｓｏｉ基体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01214014A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5234861A (en) * | 1989-06-30 | 1993-08-10 | Honeywell Inc. | Method for forming variable width isolation structures |
-
1988
- 1988-02-22 JP JP3881588A patent/JPH01214014A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5234861A (en) * | 1989-06-30 | 1993-08-10 | Honeywell Inc. | Method for forming variable width isolation structures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4786615A (en) | Method for improved surface planarity in selective epitaxial silicon | |
| CA2075020A1 (en) | Method for preparing semiconductor member | |
| JPS5893221A (ja) | 半導体薄膜構造とその製造方法 | |
| WO2003009382A3 (en) | Semiconductor structures with integrated control components | |
| US5320907A (en) | Crystal article and method for forming same | |
| KR100353174B1 (ko) | 절연체 상 실리콘 기판 제조 방법 | |
| US3698947A (en) | Process for forming monocrystalline and poly | |
| JPS6158879A (ja) | シリコン薄膜結晶の製造方法 | |
| JPH01214014A (ja) | Ｓｏｉ基体の製造方法 | |
| JP2690412B2 (ja) | 絶縁層の上に成長層を有する半導体装置の製造方法 | |
| JPS60193324A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH0324719A (ja) | 単結晶膜の形成方法及び結晶物品 | |
| US5582641A (en) | Crystal article and method for forming same | |
| JPS6163015A (ja) | Ｓｏｉ用シ−ド構造の製造方法 | |
| JPS6163013A (ja) | Ｓｏｉ用シ−ド構造の製造方法 | |
| JPH03292723A (ja) | シリコン単結晶薄膜の作製方法 | |
| JPH01214013A (ja) | Ｓｏｉ基体の製造方法 | |
| JPH0669024B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0529214A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH0682613B2 (ja) | 選択エピタキシヤル成長基板 | |
| JPS62124753A (ja) | 絶縁層分離基板の製法 | |
| JPH03265157A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH01181511A (ja) | Ｓｏｉ基板の製造方法 | |
| JPS62145768A (ja) | Ｓｏｉ膜の構造 | |
| JPH0399421A (ja) | Ｓｏｉ構造の形成方法 |