JPS6344718A - 結晶性堆積膜の形成方法 - Google Patents

結晶性堆積膜の形成方法

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JPS6344718A JP62067336A JP6733687A JPS6344718A JP S6344718 A JPS6344718 A JP S6344718A JP 62067336 A JP62067336 A JP 62067336A JP 6733687 A JP6733687 A JP 6733687A JP S6344718 A JPS6344718 A JP S6344718A
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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〕 本発明は結晶性堆積膜の形成方法に係り、特に堆積面材
料の種類による堆積材料の核形成密度の差を利用して作
成される単結晶乃至粒径が制御された多結晶の堆積膜の
形成方法に関する。
本発明は、例えば半導体集積回路、光集積回路、磁、見
回路等の電子素子、光素子、磁気素子、圧電素子或いは
表面音唇素子等に使用される単結晶や多結晶等の結晶性
堆積膜の形成に適用される。
〔従来技術及びその問題点〕
従来、半導体電子素子や光素子等に用いられる単結晶薄
膜は、単結晶基板上にエピタキシャル成長させる事で形
成されていた。例えば、Ｓｉ単結晶基板（シリコンウェ
ハ）上には、Ｓｉ、Ｇｅ。
ＧａＡｓ等を液相、気相又は固相からエピタキシャル成
長することが知られており、またＧａＡｓ単結晶基板上
にはＧａＡｓ、ＧａＡ　ＩＡｓ等の単結晶がエピタキシ
ャル成長することが知られている。このようにして形成
された半導体薄膜を用いて、半導体素子および集積回路
、半導体レーザやＬＥＤ等の発光素子等が作製される。
又、最近、二次元電子ガスを用いた超高速トランジスタ
や、量子井戸を利用した超格子素子等の研究開発が盛ん
であるが、これらを可能にしたのは、例えば超高真空を
用いたＭＢＥ（分子線エピタキシー）やＭＯＣＶＤ　（
有機金属化学気相法）等の高精度エピタキシャル技術で
ある。
この様な単結晶基板上のエピタキシャル成長では、基板
の単結晶材料とエピタキシャル成長層との間に、格子定
数と熱膨張係数とを整合をとる必要がある。例えば、絶
縁物単結晶基板であるサファイア上にＳｔ単結晶薄膜を
エピタキシャル成長させる事は可能であるが、格子定数
のずれによる界面での結晶格子欠陥及びサファイアの成
分であるアルミニウムのエピタキシャル層への拡散等が
電子素子や回路への応用上の問題となっている。
この様に、エピタキシャル成長による従来の単結晶薄膜
の形成方法は、その基板材料に大きく依存する事が分る
。Ｍａｔｈｅｗｓ等は、基板材料とエピタキシャル成長
層との組合せを調べている（ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ　ＧＲ
ＯＷＴＩｌ、　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ、　Ｎｅ
ｗＹｏｒｋ、　１９７５　ｅｄ、　ｂｙ　Ｊ、　Ｗ、　
Ｍａｔｈｅｗｓ　）　。
また、基板の大きさは、現在Ｓｉウェハで６インチ程度
であり、ＧａＡｓ、サファイア基板の大型化は更に遅れ
ている。加えて、単結晶基板は製造コストが高いために
、チップ当りのコストが高くなる。
このように、従来の方法によって、良質な素子が作製可
能な単結晶層を形成するには、基板材料の種類が極めて
狭い範囲に限定されるという問題点を有していた。
一方、半導体素子を基板の法線方向に積層形成し、高集
積化および多機能化を達成する三次元集積回路の研究開
発が近年盛んに行われており、また安価なガラス上に素
子をアレー状に配列する太陽電池や液晶画素のスイッチ
ングトランジスタ等の大面積半導体装置の研究開発も年
々盛んになりつつある。
これら両者に共通することは、半導体薄膜を非晶質絶縁
物上に形成し、そこにトランジスタ等の電子素子を形成
する技術を必要とすることである。その中でも特に、非
晶質絶縁物上に高品質の単結晶半導体を形成する技術が
望まれている。
−船釣に、Ｓ　ｉ　０２等の非晶質絶縁物基板上に薄膜
を堆積させると、基板材料の長距離秩序の欠如によって
、堆積膜の結晶構造は非晶質又は多結晶となる。ここで
非晶質膜とは、最近接原子程度の近距離秩序は保存され
ているが、それ以上の長距離秩序はない状態のものであ
り、多結晶膜とは、特定の結晶方位を持たない単結晶粒
が粒界で隔離されて集合したものである。
例えば、Ｓｉｎ、上にＳｉをＣＶＤ法によって形成する
場合、堆積温度が約６００　’Ｃ以下であれば非晶質シ
リコンとなり、それ以上の温度であれば粒径が数百〜数
千穴の間で分布した多結晶シリコンとなる。但し、多結
晶シリコンの粒径及びその分布は形成方法によって太き
（変化する。
更に、非晶質または多結晶膜をレーザや棒状ヒータ等の
エネルギビームによって溶融固化させる事によって、ミ
クロンあるいはミリメートル程度の大粒径の多結晶薄膜
が得られている（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃｒｙｓｔａｌ　　５
ｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　ｎｏｎ−ｓｉｎｇｌｅ−ｃｒｙｓ
ｔａｌｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ、　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　ｖｏｌ。
６３、　Ｎｏ、　３．、０ｃｔｏｂｅｒ、　　１９８３
　ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｇ、　　Ｗ。
Ｃｕ１ｌｅｎ）。
このようにして形成された各結晶構造の薄膜にトランジ
スタを形成し、その特性から電子易動度を測定すると、
非晶質シリコンでは〜０．１ｃｎ？／Ｖ−ｓｅｃ、数百
人の粒径を有する多結晶シリコンでは１〜１０ＣＩＴ１
′／Ｖ−８ｅＣ１溶融固化による大粒径の多結晶シリコ
ンでは単結晶シリコンの場合と同程度の易動度が得られ
ている。
この結果から、結晶粒内の単結晶領域に形成された素子
と、粒界にまたがって形成された素子とは、その電気的
特性に大きな差異のあることが分る。すなわち、従来法
で得られていた非晶質上の堆積膜は非晶質又は粒径分布
をもった多結晶構造となり、そこに作製された素子は、
単結晶層に作製された素子に比べて、その性能が大きく
劣るものとなる。そのために、用途としては簡単なスイ
ッチング素子、太陽電池、光電変換素子等に限られる。
また、溶融固化によって大粒径の多結晶薄膜を形成する
方法は、ウェハごとに非晶質又は単結晶薄膜をエネルギ
ビームで走査するために、大粒径化に多大な時間を要し
、量産性に乏しく、また大面積化に向かないという問題
点を有していた。
更に、近年、ダイヤモンド薄膜成長の研究が盛んになり
つつある。ダイヤモンド薄膜は、特に半導体としてバン
ドギャップが５．５ｅＶと広く、従来の半導体材料であ
るＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ等に比べて高温（〜５００’Ｃ
）で動作させる事ができる。又、キャリア易動度は電子
、正孔共にＳｉのそれを上回っており（電子は１８００
ｃｒｒｆ／Ｖ”５ｅｃ１正孔は１６００ｃｒｒｒ／Ｖ−
５ｅｃ）、熱伝導度も非常に高い。このために、発熱量
の大きい大消費電力型の半導体素子への応用が有望視さ
れている。
しかしながら、従来では、気相成長によって、ダイヤモ
ンド基板上にダイヤモンド薄膜をエビタキンヤル成長さ
せた報告はあるが（Ｎ、　Ｆｕｊｉｍｏｔｏ。
Ｔ、　Ｉｍａｉ　ａｎｄ　Ａ、Ｄｏｉ　Ｐｒｏ、　ｏｆ
　Ｉｎｔ、　Ｃｏｕｆ、　ＩＰＡＴ）、ダイヤモンド基
板以外の基板上にヘテロエピタキシャル成長させた成功
例の報告はない。
−船釣には、マイクロ波による励起を利用し、ＣＨ，の
炭化水素系のガスを用い、熱フィラメントや電子線照射
によりダイヤモンド核を生成するのであるが、一般に核
形成密度が低く、連続な薄膜にはなりに（い。たとえ連
続薄膜となったとしても粒径分布が大きい多結晶構造で
あり、半導体素子への応用には困難がある。
また、ダイヤモンド基板を用いる限り、当然高価格とな
り、大面積化にも問題があり、実用化には適さない。
以上述べたように、従来の結晶成長方法およびそれによ
って形成される結晶では、三次元集積化や大面積化が容
易ではなく、デバイスへの実用的な応用が困難であり、
優れた特性を有するデバイスを作製するために必要とさ
れる単結晶および多結晶等の結晶を容易に、かつ低コス
トで形成することができなかった。
他方、従来、機能性膜、殊に結晶質の半導体膜は、所望
される物理的特性や用途等の視点から個々に適した成膜
方法が採用されている。
例えば、必要に応じて、水素原子（Ｈ）やハロゲン原子
（Ｘ）等の補償剤で不対電子が補償された非晶質や多結
晶質の非単結晶シリコン〔以後ｒＮＯＮ−３ｉ　（Ｈ，
Ｘ）Ｊと略記し、その中でも殊に非晶質シリコンを示す
場合にはｒＡ−３ｉ　（Ｈ，Ｘ）　Ｊ　、多結晶質シリ
コンを示す場合にはｒｐｏＩ！ｙ−８ｉ　（Ｈ，Ｘ）Ｊ
と記す。〕膜等のシリコン系堆積膜〔尚、俗に言う微結
晶シリコンは、Ａ−３ｉ（Ｈ，Ｘ）の範囲のものである
ことはいうまでもない。〕の形成には、真空蒸着法、プ
ラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法９反応スパッタリング法、
イオンブレーティング法、光ＣＶＤ法などが試みられて
おり、−船釣にはプラズマＣＶＤ法が至適なものとして
用いられ、企業化もされているところである。
面乍ら、従来から一般化されているプラズマＣＶＤ法に
よるシリコン系堆積膜の形成における反応プロセスは、
従来のＣＶＤ法に比較してかなり複雑であり、その反応
機構も不明な点が多々ある。又その堆積膜の形成パラメ
ーターも、例えば基体温度、導入ガスの流量と比、形成
時の圧力、高周波電力、電極構造１反応容器の構造。
排気の速度、プラズマ発生方式など多くあり、これらの
多（のパラメータの組み合せによるため、時にはプラズ
マが不安定な状態になり、形成された堆積膜に著しい悪
影響を与えることが少なくなかった。そのうえ装置特有
のパラメータを装置ごとに選定しなければならず、した
がって製造条件を一般化することがむずかしいというの
が実状であった。
又、プラズマＣＶＤ法において結晶質のシリコン系堆積
膜を形成する場合には、成膜用の基体の配されている成
膜空間に於いて高出力の高周波或いはマイクロ波等によ
ってプラズマを生成させるため、これにより発生する電
子や多数のイオン種が成膜過程に於いて膜にダメージを
与え、膜品質の低下、膜品質の不均一化をもたらしてし
まったりする。その上、堆積膜の結晶化の条件が狭く、
したがって特性の安定した多結晶質の堆積膜を生産する
ことは困難とされている。
ところで、シリコン、ゲルマニウム、　　ｎ−ＶＩ族及
び■−■族の半導体等のエピタキシャル堆積膜の形成に
は、大きく分けて気相エピタキシー及び液相エピタキシ
ーが用いられている（一般にエピタキシーの厳密な定義
としては、単結晶上へその単結晶軸と結晶軸のそろった
単結晶を成長させることであるが、ここではやや広義に
エピタキシーを解釈することにし、単結晶基板上への成
長に限られるものではない。）。
液相エピタキシーは、溶かして液体にした金属の溶媒中
に半導体用の原料を高温で過飽和状態まで溶解させ、溶
液を冷却させることにより基板上に半導体結晶を析出さ
せる方法である。この方法によると、結晶は各種のエピ
タキシー技術の中で最も熱平衡に近い状態で作成される
為、完全性の高い結晶が得られる反面、量産性が悪く表
面状態が悪い為、薄くかつ厚さが均一なエピタキシャル
層を必要とする光デバイスなどでは、デバイス製作上の
歩留りやデバイスの特性に影響を及ぼす等の問題をとも
なうことから、あまり用いられていない。
他方、気相エピタキシーは真空蒸着法、スパッタリング
法などの物理的方法又は金属塩化物の水素還元法、有機
金属又は金属水素化物の熱分解法などの化学的方法等に
より試みられている。
中でも真空蒸着法の一種である分子線エピタキシーは超
高真空下でのドライプロセスである為、結晶の高純度化
、低温成長が可能であり、組成や濃度の制御性が良（比
較的平坦な堆積膜が得られるという利点があるが、成膜
装置に甚大な費用がかかることに加えて、表面欠陥密度
が大きいこと、そして分子線の指向性の有効な制御法が
未開発であり、そしてまた大面積化が困難であること及
び量産性があまり良くないなど多くの問題があることか
ら、企業１ヒされるには至っていない。
金属塩化物の水素還元法あるいは有機金属又は金属水素
化物の熱分解法は、−性的にはノーライドＣＶＤ法、ハ
イドライドＣＶＤＦＰ：、　Ｎ１０−ＣＶＤ法と呼ばれ
るものであり、これらについては成膜装置が比較的容易
に作製でき、原料とされる金属塩化物、金属水素化物及
び有機金属について純度の高いものが容易に入手出来る
ようになったことから、現在では幅広く研究され各種デ
バイスへの応用も検討されている。
面乍ら、これらの方法にあっては、基体温度を還元反応
又は熱分解反応が起る程度以上の高温に加熱する必要が
あり、したがって基体材料の選択範囲が制限され、又原
料の分解が不十分であると炭素あるいはハロゲン等の不
純物による汚染が惹起されやすく、ドーピングの制御性
が悪いなどの欠点を有している。そしてまた堆積膜の応
用用途によっては、大面積化、膜厚均一化、膜品質の均
一性を十分満足させ、しかも高速成膜によって再現性の
ある量産化を図るという要望があるところ、そうした要
望を満足する実用可能な特性を維持しながらの量産化を
可能にする技術は、未だ確立されていないのが実情であ
る。
［口　的］ 本発明の主たる目的は、上記従来の問題点を解決した結
晶性堆積膜の形成方法を提供することである。本発明の
別の目的は下地材料に制約されることなく、たとえば基
板の材料、構成、大きさ等に制約されることな（、粒界
を含まない単結晶および粒界制御された多結晶等の良質
の結晶の形成方法を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、特別な装置を用いず、簡単な
工程で効率良く上記結晶を形成する方法を提供すること
にある。
本発明の更に別の目的は、省エネルギー化を図ると同時
に膜品質の管理が容易で大面積に亘って所望の特性の半
導体性の結晶質の堆積膜が得られる堆積膜形成法を提供
することにある。
本発明の更に他の目的は、生産性、量産性に優れ、高品
質で電気的、光学的、半導体的等の物理特性に優れた結
晶質の堆積膜を簡便にして効率的に形成できる堆積膜形
成法を提供する事にある。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的を達成する本発明の結晶性堆積膜の形成方法は
、堆積膜形成用の気体状原料物質と該原料物質に酸化作
用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤を、核形
成密度の小さい非核形成面（、Ｓ　、Ｉ、、）と、単一
核のみより結晶成長するに充分小さい面積を有し、前記
非核形成面（ＳＮＤＳ）の核形成密度（Ｎ　Ｄ　ｓ）よ
り大きい核形成密度（Ｎ　Ｄ　、、）を有する核形成面
（Ｓ　Ｎ、、）とを隣接して配された自由表面を有する
基体が予め配されている成膜空間内に導入して接触させ
ることで励起状態の前駆体を含む複数の前駆体を生成し
、これらの前駆体のうち少なくとも１つの前駆体を堆積
膜構成要素の供給源として、前記核形成面（ＳＮＤＬ）
に単一の核を形成し、該核より単結晶を成長させること
を特徴とする。
〔作　用〕
前記構成の本発明の堆積膜の形成方法は、堆積膜形成用
の原料ガスに放電エネルギー等を作用させてプラズマ放
電を形成する従来のプラズマＣＶＤ法に代えて、気体状
ハロゲン系酸化剤を用いることによりプラズマ反応を介
することなく堆積膜を形成することを１つの特徴として
おり、このことにより成膜中のエツチングあるいは異常
放電等による悪影響を受けることがない。
また、本発明の堆積膜の形成方法は、堆積膜の構成元素
となる気体状原料物質と気体状ハロゲン系酸化剤との酸
化還元反応を利用し、堆積に高温を必要としない為、熱
による構造の乱れがな（、生産時に於ける加熱設備とそ
の稼動に伴なう経費が不用であり、デバイスの低コスト
化が可能である。そして耐熱性に依らない広範囲な基体
材料の選択が可能となる。
又、本発明の堆積膜の形成方法は、気体状原料物質とそ
の気体状ハロゲン系酸化剤の反応が吸着分子に関して進
行させ堆積膜とする為、基体の形状、大きさに依らず大
面積化が可能であると同時に、原料もごくわずかであり
成膜空間を小さくできる為、収率を飛躍的に向上させる
事が出来る。
また、本発明の堆積膜形成法は、結晶成長の核を任意に
基体上に配することで結晶粒の大きさを決定でき、目的
に合わせた特性の結晶質の堆積膜を所望の領域に堆積す
ることが出来る。
又、前述のごとき構成の本発明の堆積膜形成法によれば
、堆積膜形成における省エネルギー化を図ると同時に、
膜品質の管理が容易で大面積に亘って均一な膜質及び特
性を有する良好な結晶質の堆積膜の形成が可能となる。
更に生産性及び量産性に優れ、高品質で電気的、光学的
、半導体的等の緒特性に優れた結晶質の堆積膜を効率的
に得ることができる。
〔実施態様例の説明〕
本発明の堆積膜の形成方法に於いて、使用される堆積膜
形成用の気体状原料物質（以下、「気体状原料物質（Ｉ
）」とする）は、気体状ハロゲン系酸化剤（以下、「ハ
ロゲン系酸化剤（■）」とする）との接触により酸化作
用をうけるものであり、目的とする堆積膜の種類、特性
、用途等によって所望に従って適宜１選択される。本発
明の方法に於いては、上記の気体状原料物質（Ｉ）及び
ハロゲン系酸化剤（ｎ）は、導入される際に気体状とな
っているものであればよく、通常の場合、気体であって
も液体であってもあるいは固体であってもよい。気体状
原料物質（Ｉ）あるいはハロゲン系酸化剤（ＩＩ）が通
常状態において液体又は固体である場合には、Ａｒ、Ｈ
ｅ。
Ｎ　２　、　Ｈ２等のキャリアーガスを使用し、必要に
応じて加熱しながらバブリングを行って、成膜空間内に
気体状として導入する。
成膜空間内に導入された気体状原料物質と該原料物質に
酸化作用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤は
、互いに化学的に接触することで励起状態の前駆体を含
む複数の前駆体を生成し、これらの前駆体のうち少なく
とも１つの前駆体が堆積膜構成要素の供給源として、堆
積膜の形成が実行される（この様な成膜方法を以後ｒＦ
ＯＣＶＤＪと称す）。
この際、上記気体状原料物質（Ｉ）又はハロゲン系酸化
剤（ＩＩ）の導入圧は１キヤリアーガスの流量あるいは
気体状原料物質（１）及びノλロゲン系酸化剤（ＩＩ）
の蒸気圧を調節することにより設定される。気体状原料
物質（Ｉ）あるいはノ１０ゲン系酸化剤（Ｉりが通常状
態で気体である場合には、必要に応じてＡ　ｒ、Ｈｅ、
Ｎ２．８２等のキャリアーガスによって希釈して導入す
ることもできる。
本発明の方法に於いて使用される気体状原料物質（Ｉ）
としては、例えば周期律表第■族に属するシリコンの堆
積膜を得るのであれば、直鎖状及び分岐状の鎖状シラン
化合物、環状シラン化合物等を有効なものとして挙げる
ことができる。
その様な気体状原料物質（Ｉ）としては、例えば具体的
には、直鎖状シラン化合物としてはＳ　ｉ、Ｈ＊ｓ＋ｚ
（ｎ＝１．２，３，４，５，６゜７．８）、分岐状鎖状
シラン化合物としてはＳｉＨｓ　Ｓ　Ｉ　Ｈ（Ｓ　ｔ　
Ｈｓ　）　Ｓ　ｉＨ２Ｓ　ｉＨ＄　、環状シラン化合物
としてはＳ　ｉａ　Ｈ２ｓ　（ｎ　＝　３　、　４　。
５．６）等が挙げられる。
勿論、これ等のシリコン系化合物は１種のみならず２種
以上混合して使用することもできる。
本発明の方法に於いて使用されるハロゲン系酸化剤（Ｉ
Ｉ）は、成膜空間内に導入される際気体状とされ、同時
に堆積膜形成用の気体状原料物質（Ｉ）に接触するだけ
で効果的に酸化作用をする性質を有するもので、Ｆ、、
Ｃ１２，Ｂｒ２゜Ｉ　２．　ＣＡ　Ｆ等のハロゲンガス
を有効なものとして挙げることができる。
これ等の気体状原料物質（Ｉ）及びハロゲン系酸化剤（
ＩＩ）は気体状で堆積膜形成用の基体が配されている成
膜空間に所望の流量と供給圧を与えられて導入される。
成膜空間に導入された両者は衝突することで化学反応を
生起し、前記ハロゲン系酸化剤（ＩＩ）が゛前記気体状
原料物質（Ｉ）に酸化作用をして成膜する堆積膜の結晶
核となる材料を生成し、基体表面に設けである核形成面
に選択的に単一の核のみが形成され、鎮咳が成長して単
結晶性の堆積膜を基体上に形成する事が出来る。
又、単結晶同志が隣接した多結晶も容易に得ることが出
来る。この様な本発明の堆積膜形成プロセスはより効率
良く、より省エネルギー化で進行し、膜全面に亘って所
望の良好な物理特性を有する結晶性の堆積膜が従来より
も低い基体温度で形成される。
本発明の方法に於いては、堆積膜形成プロセスが円滑に
進行し高品質で所望の物理特性を有する膜が形成される
べく、成膜因子としての堆積膜形成用の原料物質（Ｉ）
及びハロゲン系酸化剤（ＩＩ）の種類と組み合せ、反応
時の圧力、ガス流量、成膜空間内圧、基体の種類、成膜
温度（基体温度及び雰囲気温度）が所望に応じて適時選
択される。これ等の成膜因子は有機的に関連し、単独で
決定されるものではなく相互関連の下に夫々に応じて決
定される。本発明の方法に於いて、成膜空間に導入され
る堆積膜形成用の気体状原料物質（１）と気体状ハロゲ
ン系酸化剤（ＩＩ）との吸着と反応のプロセスは、上記
成膜因子のうち関連する成膜との関係に於いて適宜所望
に従って決められる。
本発明の堆積膜形成に於ける圧力は適宜設定され、好ま
しくはＩ　Ｘ　１０−’　〜１０Ｔｏ　ｒ　ｒ、より好
ましくはｌＸｌ０−’〜ＩＴｏｒｒが望ましい。
本発明の方法において、所望の結晶質の堆積膜を選択的
に形成させる為には、あらかじめ結晶核が選択的に形成
し得る材料を基体表面に目的に応じた形で配置する必要
がある。
結晶形成面形成材料の種類による結晶形成材料の核形成
密度の差を利用して、基体上に所望のパターンで核形成
面を離散的に配置におくことによって、選択的に所望の
結晶質の堆積膜を成膜することができる。
例えば、シリコン単結晶をシリコン酸化膜で覆って選択
的に下地シリコン単結晶を露出したもの、或いはシリコ
ン結晶の成長性の小さいＳｉＯ２基体上に窒化シリコン
薄膜を微小面積で選択的に配置したものが使用される。
さらに前述の様にこのシリコン結晶の代わりにシリコン
と異なる種類の結晶を核として使用できるが、これらの
結晶の材料には次の様な条件が必要である。
１、　基体表面の結晶材料の格子定数が堆積膜の格子定
数と一致しているか、きわめて近いこと。
２、　基体表面の結晶材料と堆積膜の熱膨張係数が一致
しているか、きわめて近いこと。
故に、結晶質Ｓｉの堆積膜を得る為に適当な基体の表面
を構成すべき材料としてはＧａＦ２．ＺｎＳ、Ｙｂ、Ｍ
ｒｚ　Ｇａ、ＮａＣｏＦｓ　、Ｎｉ５Ｓｎ、Ｆｅｓ　ｃ
、ＮｉＴｅｘ　（ｘ＜０．７）。
ＣｏＭｎＯｓ　、Ｎ　ｔＭｎｏａ　、ＭａＺｎ３．Ｃｕ
Ｃ１，ＡＡｐ、Ｓｉなどが挙げられる。
更に前述の２つの条件から略々の外れた場合でも、堆積
条件をより適切に選ぶ事によって結晶質の堆積膜を得る
事も可能であり、本発明の堆積膜形成法は上述の材料に
限定されるものではない。
例えば、本発明に於いてＳｉ結晶を得る為に用いられる
基体としては、例えばＳ　ｉＯｉ膜上にＳｉ３Ｎ４を離
散的に配置したもの、或いは５ｉｓＮａ膜上をＳｉＯ２
で覆い、部分的に下地Ｓｉ、Ｎ４を露出させたものが使
用される。
これはシリコン結晶核がＳ　ｌ　３　Ｎ　４上で生成し
易＜　、Ｓ　１０２上で生成し難い性質を利用したもの
で、本発明の堆積膜形成法に於いては核形成の生成に難
易差を有する材料であれば非晶質。
結晶質に依らず使用することが可能である。
成膜時の基体温度（Ｔｓ）は、形成する堆積膜の種類及
び用いる基板の種類により適宜設定される。
次に本発明をより良（理解するために、金属や半導体の
一般的な薄膜形成過程を説明する。
堆積面が飛来する原子と異なる種類の材料、特に非晶質
材料である場合、飛来する原子は基板表面を自由に拡散
し、又は再蒸発（脱離）する。
そして原子同志の衝突の末、核が形成され、その自由エ
ネルギＧが最大となるような核（臨界核）の大きさｒｅ
（＝−２σ。／ｇｖ）以上になると、Ｇは減少し、核は
安定に三次元的に成長を続け、島状となる。ｒＣを越え
た大きさの核を「安定核」と呼び以降の本発明の詳細な
説明に於いて、何等断わることなしに「核」と記した場
合は、この「安定核」を示すものとする。
また、「安定核」の中ｒの小さいものを「初期核」と呼
ぶ。核を形成することによって生ずる自由エネルギＧは
、 Ｇ＝４πｆ（θ）（（７０ｒ”　＋　１／Ｌｇｖ−ｒ’
　）ｆ（θ）　＝　　１／４（２−３ｃｏｓθ＋ＣＯ３
２θ）ただし、ｒ：核の曲率半径 θ：核の接触角 ｇｖ；単位堆積当りの自由エネルギ σ。−核と真空間の表面エネルギ と表わされる。Ｇの変化の様子を第１図に示す。
同図において、Ｇが最大値であるときの安定核の曲率半
径がｒｃである。
このように核が成長して島状になり、更に成長して島同
志の接触が進行し、場合によっては合体が起こり、網目
状構造を経て最後に連続膜となって基板表面を完全に覆
う。このような過程を経て基板上に薄膜が堆積する。
上述したような堆積過程において、基板表面の単位面積
当りに形成される核の密度、核の太きさ、核形成速度は
、堆積の系の状態で決定され、特に飛来原子と基板表面
物質との相互作用が重要な因子となる。また、堆積物質
と基板との界面の界面エネルギの結晶面に対する異方性
によっである特定の結晶方位が基板に平行に成長するが
、基板が非晶質である場合には、基板平面内での結晶方
位は一定ではない。このために、核あるいは島同志の衝
突により粒界が形成され、特にある程度の大きさ以上の
島同志の衝突であれば合体が起きるとそのまま粒界が形
成される。形成された粒界は固相では移動しにくいため
に、その時点で粒径が決定される。
次に、堆積面上に選択的に堆積膜を形成する選択堆積法
について述べる。選択堆積法とは、表面エネルギ、付着
係数、脱離係数、表面拡散速度等という薄膜形成過程で
の核形成を左右する因子の材料間での差を利用して、基
板上に選択的に薄膜を形成する方法である。
第２図（Ａ）および（Ｂ）は選択堆積法の説明図である
。まず同図（Ａ）に示すように、基板１上に、基板１と
上記因子の異なる材料から成る薄膜２を所望部分に形成
する。そして、適当な堆積条件によって適当な材料から
成る薄膜の堆積を行うと、薄膜３は薄膜２上にのみ成長
し、基板１上には成長しないという現象を生じさせるこ
とができる。この現象を利用することで、自己整合的に
成形された薄膜３を成長させることができ、従来のよう
なレジストを用いたりソゲラフイエ程の省略が可能とな
る。
この様な選択形成法による堆積を行う事ができる材料と
しては例えば基板１としてＳｉＯ２、薄膜２としてＳｉ
、ＧａＡｓ、窒化シリコン、そして堆積させる薄膜３と
してＳ　ｉ、ｗ、ＧａＡｓ。
ＩｎＰ等がある。
第３図は、Ｓ　ｔ　０２の堆積面と窒化シリコンの堆積
面との核形成當度（ＮＤ）の経時変化を示すグラフであ
る。
同グラフが示すように、堆積を開始して間もな（Ｓｔｙ
ｘ上での核形成密度（ＮＤ）は１０３ｃｍ−”以下で飽
和し、２０分後でもその値はほとんど変化しない。
それに対して窒化シリコン（Ｓ　ｉｓ　Ｎ４）上では、
約４Ｘ１０’ｃｍ−２で一旦飽和し、それから１０分は
ど変化しないが、それ以降は急激に増大する。なお、こ
の測定例では、Ｓ　ｉＣ１ａガスをＨ２ガスで稀釈し、
圧力１７５Ｔｏ　ｒ　ｒ、温度１０００°Ｃの条件下で
ＣＶＤ法により堆積した場合を示している。
この様な現象は、ＳｉＯ２および窒化シリコンの材料表
面のＳｉに対する吸着係数、離脱係数、表面拡散係数等
の差によるところが大きいが、Ｓｉ原子自身によって８
１０２が反応し、蒸気圧が高い一酸化シリコンが生成さ
れる事でＳｉ○２自身がエツチングされ、他方窒化シリ
コン上ではこの様なエツチング現象は生じないというこ
とも選択堆積を生じさせる原因となっていると考えられ
る（Ｔ、　　Ｙｏｎｅｈａｒａ、　Ｓ、　Ｙｏｓｈｉｏ
ｋａ、　Ｓ、　ＭｉｙａｚａｗａＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　５３，６８３９．
１９８２）。
このように堆積面の材料としてＳｉｎｇおよび窒化シリ
コンを選択し、堆積材料としてシリコンを選択すれば、
同グラフに示すように充分に大きな核形成密度差（ΔＮ
Ｄ）を得ることができる。
なお、ここでは堆積面の材料としてＳ　ｉＯ２が望まし
いが、これに限らすＳ　ｉｏｘ　ＣＯ＜ｘ＜２）であっ
ても充分実用的な核形成密度差（△ＮＤ）を得ることが
できる。
勿論、これらの材料に限定されるものではなく、核形成
密度の差（△ＮＤ）が同グラフで示すように核の密度で
１０３倍以上であれば十分であり、後に例示するような
材料によっても堆積膜の十分な選択形成を行うことがで
きる。
この核形成密度差（△Ｎ　Ｄ　）を得る他の方法として
は、５ｉ０２面に局所的にＳｉやＮ等をイオン注入して
過剰に８１やＮ等を有する領域を形成してもよい。
本発明は、このような核形成密度差（△ＮＤ）に基く、
選択的堆積法を利用するものであって、堆積面の材料よ
り核形成密度の十分大きい異種材料から成る堆積面を単
一の核だけが成長するように十分微細に形成することに
よって、その微細なＵｆ；１．種材材の存在する箇所だ
けに単結晶を選択的に成長させるものである。
なお、単結晶の選択的成長は、堆積面表面の電子状態、
特にダングリングボンドの状態によって決定されるため
に、核形成密度の低い材料（たとえばＳｉＣ２）はバル
ク材料である必要はなく、任意の材料や基板等の表面の
みに形成されて上記堆積面を成していればよい。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
第４図（Ａ　）〜（Ｄ）は、本発明による結晶の形成方
法の第１実施態様例を示す形成工程図であり、第５図（
Ａ）および（Ｂ）は、第４図（Ａ、　）および（Ｄ）に
おける基板の斜視図である。
まず、第・１図（４へ）及び第５図（Ａ）に示すように
、基板４上に、選択核形成を可能にする核形成密度の小
さい薄膜５〔非核形成面（Ｓ　５ｏｓ）］を形成し、そ
の上に核形成密度の小さい薄膜５を形成する材料とは異
種の材料を薄く堆積させ、リソグラフィ等によってバタ
ーニングする事で異種材料から成る核形成面（Ｓ　ＮＤ
Ｌ）　（又はｒｓｅｅｄＪと呼ぶ）６を十分微細に形成
する。但し基板４の大きさ、結晶構造及び組成は任意の
ものでよく、通常の半導体技術で作成した機能素子が形
成された基板であってもよい。また異種材料から成る核
形成面（Ｓ　、Ｄ、）　６とは、上述した様に８１やＮ
等を薄膜５にイオン注入して形成される過剰にＳｉやＮ
等を有する変質領域も含めるものとする。
次に、ＦＯＣＶＤ法で適当な堆積条件を選択することに
よって結晶性堆積、摸を形成する。即ち、先ず核形成面
（Ｓ　、Ｄ、）　６だけに薄膜材料の単一の核が形成さ
れる。核形成面（Ｓ　、４．Ｌ）６の大きさは、材料の
種類によって異なるが、数ミクロン以下であればよい。
更に核は単結晶構造を保ちながら成長し、第４図（Ｂ）
に示すように島状の単結晶粒７となる。島状の単結晶粒
７が形成されるためには、すでに述べたように、薄膜５
上で全く核形成が起こらないように条件を決めることが
望ましいものである。
島状の単結晶粒７は単結晶構造を保ちながら核形成面（
Ｓ　Ｎ９．）６を中心にして更に成長しくｌａｔｅｒａ
ｌｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）　、同図（Ｃ）に示すように
薄膜５全体を覆うことが出来る（単結晶７Ａ）。
続いて、必要に応じてエツチング又は研磨によって単結
晶７Ａを平坦化し、第４図（Ｄ）及び第５図（Ｂ）に示
す様に、所望の素子を形成する事ができる単結晶層８が
薄膜５上に形成される。
この様に非核形成面Ｃ３，，，）を形成する薄膜５が基
板４上に形成されている為に、支持体となる基板１１は
任意の材料を使用する事ができる。更にこの様な場合に
は基板４に通常の半導体技術によって機能素子等が形成
されたものであっても、その上に容易に単結晶層８を形
成する事ができる。
なお、上記実施態様例では非核形成面（Ｓ　＋１ｎｓ）
を薄膜５で形成したが、勿論第６図に示すように、選択
核形成を可能にする核形成密度（Ｎ　Ｄ　）の小さい材
料から成る基板をそのまま用いて、核形成面（ＳＮＤＬ
）を所望に応じた任意位置に設けて、単結晶層を同様に
形成してもよい。
第６図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第二実施態様例をす
示す結晶の形成工程図である。同図に示すように、選択
核形成を可能にする核形成密度（ＮＤ）の小さい材料か
ら成る基板９上に、核形成密度（ＮＤ）の大きい材料か
ら成る核形成面（ＳＮＤＬ）６を十分微小に形成するこ
とで、第一実施態様例と同様にして単結晶層８を形成す
ることができる。
第７図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明による結晶の形成方法
の第三実施態様例を示す形成工程図であり、第８図（Ａ
）及び（Ｂ）は、第７図（Ａ）および（Ｄ）における基
板の斜視図である。
第７図（Ａ）および第８図（Ａ）に示すように、非晶質
絶縁物基板１１上に、距離ｌを隔てて上記選択核形成を
可能とする基板１１とは異種の材料で核形成面（ＳＮＤ
Ｌ）１２−１．１２−２を十分に小さく配置する。この
距離ｌは、たとえば半導体素子又は素子群を形成するた
めに必要とされる単結晶領域の大きさと同じか又はそれ
以上に設定される。
次に、適当な結晶形成条件を選択することによって、核
形成面（ＳＮＤＬ）１２−１．１２−２だけに結晶形成
材料の核の唯一が形成される。即ち、核形成面１２−１
．１２−２は単一の核のみが形成される程度に十分微細
な大きさく面積）に形成する必要がある。核形成面（Ｓ
　ＮＤＬ）１２　１゜１２−２の大きさは、材料の種類
によって異なるが、数ミクロン以下であればよい。更に
、核は単結晶構造を保ちながら成長し、第７図（Ｂ）に
示すように島状の単結晶粒１３−１．１３−２となる。
島状の単結晶粒１３−１．１３−２が形成されるために
は、すでに述べたように、基板１１上の核形成面（Ｓ、
４０Ｌ）以外の表面で全（核の形成が起こらないように
条件を決めることが望ましいものである。
島状の単結晶粒１３−１．１３−２の基板１１０法線方
向の結晶方位は、基板１１の材料および核を形成する材
料の界面エネルギを最小にするように一定に決まる。な
ぜならば、表面あるいは界面エネルギは結晶面によって
異性性を有するからである。しかしながら、すでに述べ
たように、非晶質基板における基板面内の結晶方位は決
定されない。
島状の単結晶粒１３−１．１３−２はさらに成長して、
単結晶１３Ａ−１，１３Ａ−２となり、第７図（Ｃ）に
示す様に隣りの単結晶１３Ａ−１゜１３Ａ−２が互いに
接触するが、基板面内の結晶方位は一定ではないために
、核形成面（ＳＮＤＬ）１２−１と１２−２の中間位置
に結晶粒界１４が形成される。
続いて、単結晶１３Ａ−１，１３Ａ−２は三次元的に成
長するが、成長速度の遅い結晶面がファセットとして現
われる。その為に、エツチング又は研磨によって単結晶
１３Ａ−１，１３Ａ−２の表面の平坦化を行い、更に粒
界１４の部分を除去して、第７図（Ｄ）及び第８図（Ｂ
）に示すように粒界を含まない単結晶の薄膜１５−１゜
１５−２．１５を格子状に形成する。この単結晶薄膜１
５−１．１５−２．１５の大きさは、上述したように核
形成面（ＳＩｖＤＬ）１２の間隔ｌによって決定される
。すなわち、核形成面（ＳＮＤＬ）１２の形成パターン
を適当に定めることによって、粒界の位置を制御するこ
とができ、所望の大きさの単結晶を所望の配列で形成す
ることができる。
第９図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第四実施態様例を示
す結晶の形成工程図である。同図に示すように、第一実
施例と同様に所望の基板４上に、選択核形成を可能にす
る核形成密度（ＮＤ）の小さい材料から成る薄膜状の非
核形成面（Ｓ　５ｏｓ）　５を形成し、その上に問題ｌ
で核形成密度（ＮＤ）の大きい異種材料から成る核形成
面（ＳＮＤＬ）１２を形成し、上記第三実施態様例と同
様にして単結晶層１５を形成することができる。
第１０図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による結晶の形成方
法の第五実施態様例を示す形成工程図であり、第１１図
（Ａ）及び（Ｂ）は、第１０図（Ａ）及び（Ｃ）におけ
る基板の斜視図である。
まず、第１０図（Ａ）および第１１図（Ａ）に示すよう
に、非晶質絶縁物基板１１に所望の大きさおよび形状の
凹部１６を形成し、その中に単一核のみが形成され得る
に充分微小サイズの核形成面（ＳＮＤＬ）１２を形成す
る。
続いて、第１０図（Ｂ）に示すように、第一実施態様例
と同様にして島状の単結晶粒１３を成長させる。
そして、第１０図（Ｃ）および第１１図（Ｂ）に示すよ
うに、単結晶粒１３が凹部１６を埋めるまで成長させ、
単結晶層１７を形成する。
本実施例では、凹部１６内に単結晶粒１３が成長するた
めに、平坦化および粒界部分の除去工程が不要となる。
第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第六実施態様例を
示す結晶の形成工程図である。同図に示すように、第一
実施態様例と同様の任意の基板４上に、選択核形成を可
能にする核形成密度（ＮＤ）の小さい材料から成る薄膜
状の非核形成面（ＳＮＩｌｌｓ）１８を形成し、そこに
所望の大きさおよび形状の凹部１６を形成する。そして
、その中に非核形成面（Ｓ　、Ｔｈ、）を形成する材料
とは、異種材料であって、核形成密度（ＮＤ）の大きい
材料から成る核形成面（Ｓ、ｆｌＬ）１２を微小に形成
し、第五実施態様例と同様にして単結晶層１７を形成す
る。
第１３図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第８実施態様例を
示す結晶の形成工程図である。所望の基板１９に凹部を
形成した後、選択核形成を可能にするに充分核形成密度
（ＮＤ）の小さい材料から成る薄膜状の非核形成面（Ｓ
　Ｎｌ）、）２０を形成し、以下前記の例と同様にして
単結晶層１７を形成することができる。
第１４図は、本発明の第一実施態様例を用いて製造され
た多層構造の半導体電子デバイスの一例を示す概略的断
面図である。
同図において、Ｓｉ又はＧａＡｓの半導体基板１４０１
には、通常の製造プロセスによってトランジスタ１４０
２やその他の半導体素子又は光素子等が形成され、その
上にＣＶＤ法やスパッタ法によって、例えば非核形成面
（Ｓ、、ｓ）１４０４を有する５ｉＯｚ層１４０３が形
成されている。そして、既に述べたように、単一核のみ
が形成され得るに十分微小な面積を有する核形成面（Ｓ
Ｎｌ、Ｌ）１４０５を有する薄膜１４０６を例えばＳｉ
。
Ｎ　、−ｃ形成し、該核形成面（ＳＮＤＬ）１４０５か
ら単結晶を成長させ、Ｓｉ単結晶層１４０７を形成する
。
続いて、単結晶層１４０７にトランジスタ１　ｔｌ　０
８やその他生導体素子又は光素子を形成し、５ｉｎ２層
１４０３を通して基板１４０１と８１単結晶層１０４７
とに夫々形成された素子を電気的に接続する。こうして
、たとえば第一層（基板１４０１．　）のトランジスタ
１４０２と第二層（単結晶層１４０４）のトランジスタ
１４０８とを夫々ＭＯＳトランジスタとして形成し、こ
れ等を接続してＣＭＯＳを形成すれば、相互作用の全く
ないＣＭ　ＯＳを製造することができる。また、上記と
同様の技術によって発光素子と、その駆動回路を一体化
して形成することもでき、高集積化を達成することがで
きる。
更に、本実施例を繰返すことで、５ｉｎ２層１４０３を
挟んで畿層にも単結晶層１４０７を形成することができ
、容易に多層構造の半導体電子デバイスを形成すること
ができる。
第１５図（Ａ　）〜（Ｄ）は、本発明の第８実施態様例
を示す結晶の形成工程図である。
同図（Ａ）〜（Ｃ）は第７図の（Ａ）〜（Ｃ）と同じで
ある。すなわち、核形成面１２を間隔ｌをおいて複数個
（図では２ケ）形成し、核形成面１２上にｏ　ｖ　ｅ　
ｒ　ｇ　ｒ　ＯＷ　ｔ　ｈさせた単結晶粒１３を形成す
る。この単結晶粒１３を更に成長させて単結晶１３Ａを
形成することによって核形成面（ＳＮＤＬ）１２のほぼ
中央に粒界１４が形成され、単結晶１３Ａの表面を平坦
化することで第１５図（Ｄ）に示すような粒径が略々ｌ
に揃った多結晶層２１を得ることができる。
この多結晶層２１の粒径は核形成面（Ｓ　、Ｉ、Ｌ）１
２の間隔ｌによって決定されるために、多結晶の粒径制
御が可能となる。従来では、多結晶の粒径は形成方法や
形成温度等の複数の要因によって変化し、且つ大きい粒
径の多結晶を作成する場合には、平成り幅をもった粒径
分布を有するものであったが、本発明によれば核形成面
１２の間隔βによって制御性良く粒径及び粒径分布が決
定される。
勿論、第９図に示すように、所望基板４上に核形成密度
（ＮＤ）の小さい非核形成面（Ｓ　ＮＩ）、）５と核形
成密度（ＮＤ）の大きい核形成面（ＳＮＤＬ）１２−１
．　　１２−２を形成して、上記多結晶層２１を形成し
てもよい。この場合は、既に述べたように、基板材料や
構造等に制約されることなく、多結晶層２１を粒径と粒
径分布を制御して形成することができる。
次に、上記各実施態様例における単結晶層の又は多結晶
層の具体的形成方法を第７図に示す第３実施態様例およ
び第１５図に示す第８実施態様例を中心により具体的、
より詳細に説明する。
Ｓｉ単結晶ウェハを熱酸化して表面に５ｉＯｚ層を形成
する事で表面が非核形成面（Ｓ　Ｎｏ５）化された基板
１１とする。勿論、核形成密度（ＮＤ）の小さい材料で
ある石英基板を基板１１として用いてもよいし、金属、
半導体、磁性体、圧電体。
絶縁体等の任意の下地基板表面上に、スパッタ法、ＣＶ
Ｄ法、真空蒸着法等を用いて５ｉｆｔ層を形成して核形
成面（ＳＮｌ）、）を設けてもよい。また、非核形成面
（Ｓ、わ、）を形成する材料としては５ｉｎ２が望まし
いが、Ｓ　ｉｏｘ　（０＜ｘ＜　１）としてＸの値を変
化させたものであってもよい。
こうして形成されたＳｉＯ２層を表面に有する基板１１
の５ｉＯｚ層上に減圧気相成長法によって窒化シリコン
層（例えば８１３　Ｎａ層）又は多結晶シリコン層を堆
積させ、次いで通常のりソグラフイ技術又はＸ線、電子
線若しくはイオン線を用いたりソグラフイ技術で窒化シ
リコン層又は多結晶シリコン層をパターニングし、好ま
しくは１０μ以下、より好ましくは数ミクロン以下、最
適には１μｍ以下の微小な面積を有する核形成面（ＳＮ
ＤＬ）１２を形成する。
続いて、例えば、前記したガス種の中適当なガスを選択
して使用し、ＦＯＣＶＤ法によって上記基板１１上に例
えばＳｉ単結晶を選択的に成長させる。その際の基体温
度、圧力等は所望に応じて適宜決定されるが基板温度と
しては、好ましくは１００〜６００℃とされるのが望ま
しい。
数十分程度の時間で、Ｓｉｎ、層上の窒化シリコン層又
は多結晶シリコン層から成る核形成面（ＳＮＤＳ）１２
を中心として最適の成長条件を選択することで単結晶の
Ｓｉの粒１３が成長し、その大きさは数十μｍ以上に成
長する。
続いてＳｉとＳ　ｉ　Ｏ２との間のエツチング速度差を
利用した反応性イオンエツチング（ＲＩ　Ｅ）法によっ
て、Ｓｉのみを選択的にエツチングして単結晶１３　Ａ
の表面を平坦化することで、粒径が制御された多結晶シ
リコン層２１が形成される（第１５図（Ｄ））。更に粒
界部分を除去して島状の単結晶シリコン層１５が形成さ
れる（第７図（Ｄ））。なお、単結晶粒１３の表面の凹
凸が大きい場合は、機械的研摩を行った後にエツチング
を行っても良い。
このようにして形成された大きさ数十μｍ以上で粒界を
含まない単結晶シリコン層１５に、通常の半導体素子作
成技術によって電界効果トランジスタを形成すると、単
結晶シリコンウェハに形成したものに劣らない特性を示
す。
また、隣接する単結晶シリコン層１５同志はＳｉＯ２等
の電気的絶縁物によって電気的に分離しておけば、相補
型電界効果トランジスタ（Ｃ−ＭＯＳ）を構成しても、
相互の干渉を防止することが出来る。また、形成する素
子の活性層の厚さが、Ｓｉウェハを用いた場合より薄い
ために、放射線を照射された時に発生する電荷による誤
動作がなくなる。更に、寄生容量が低下するために、素
子の高速化が図れる。また、任意の基板が使用できるた
めに、Ｓｉウェハを用いるよりも、大面櫃基板上に単結
晶層を低コストで形成することができる。更に、他の半
導体、圧電体。
誘電体等の基板上にも単結晶層を形成できるために、多
機能の三次元集積回路を実現することができる。
この様に本発明は数々の優れた効果を示す。
（窒化シリコンの組成） これまで述べてきた様な非核形成面（Ｓ　、、、）形成
材料（ＭＳ）と核形成面（Ｓ　Ｎ、、）形成材料（Ｊｉ
Ｌ）との十分な核形成密度差（△ＮＤ）を得るには、多
結晶シリコンや５ｉｎ２に対して核形成面（Ｓ　Ｎｏ、
）形成材料としては５ｉ３Ｎｊ＋、：限定されるもので
はなく、窒化シリコンでもその化学組成比を変化させた
ものを使用してもよい。
窒化シリコンの化学組成比を変化させるには、例えば次
の様にする。
ＲＦプラズマ中でＳ　ｉ　ＨａガスとＮＨ，ガスと分解
させて低温で窒化シリコン膜を形成するプラズマＣＶＤ
法では、５ＩＨ４ガスとＮ　Ｈ、ガスとの流量比を変化
させることで、堆積する窒化シリコン膜のＳｉとＮの組
成比を大幅に変化させることができる。
第１６図は、Ｓ　Ｉ　ＨａとＮＨ３の流量比と形成され
た窒化シリコン膜中のＳｉおよびＮの組成比との関係の
一例を示したグラフである。
この時の堆積条件は、ＲＦ出力１７５Ｗ、基板温度３８
０°Ｃであり、Ｓ　Ｉ　Ｈ４ガス流量を３００ＣＣ／　
ｍ　ｉ　ｎに固定し、ＮＨ，ガスの流量を変化させた。
同グラフに示すようにＮＨ，／ＳｉＨ。
のガスｔＥ　Ｒ比を４〜１０へ変化させると、窒化シリ
コン膜中のＳ　ｉ　／　Ｎ比は１，１〜１．５８に変化
することがオーノエ電子分光法によって明らかとなった
。
また、Ｊ威圧ＣＶＤｔ去でＳｉＨ２ＣＩ２ガスとＮ　Ｈ
３ガスとを導入し、０．３Ｔｏｒｒの減圧下、温度約８
００　’Ｃの条件で形成した窒化シリコン膜の組成は、
はぼ化学量論比であるＳ　］　３　Ｎ４（Ｓｉ／Ｎ＝０
．７５）に近いものであった。
また、ＳｉをアンモニアあるいはＮ２中で約１２００°
Ｃで熱処理すること（熱窒化法）で形成される窒化シリ
コン膜は、その形成方法が熱平衡下で行われるために、
更に化学量論比に近い組成を得ることができる。
以上の様に種々の方法で形成した窒化シリコンをＳｉの
核形成密度がＳｉＯ２より高い核形成面（ＳＨＤＬ）形
成材料として用いて、上記Ｓ１の核を窒化シリコンから
なる核形成面（ＳＮＤＬ）上に成長させると、窒化シリ
コンの化学組成比に応じた核形成密度差（△ＮＤ）に基
づいてＳｉ単結晶が形成される。
第１７図は、Ｓ　ｉ　／　Ｎ組成比と核形成密度（ＮＤ
）との関係を示すグラフである。同グラフに示すように
、窒化シリコン膜の、化学組成比を変化させることで、
その上に形成されるＳｉ単結晶核の核形成密度は大幅に
変化する。第１７図のグラフに於ける核形成条件は、Ｓ
　Ｉ　ＣＩ　ａガスを１７５Ｔｏ　ｒ　ｒに減圧し、１
０００℃でＨ２と反応させてＳ１単結晶核を生成させた
場合である。
勿論、核形成条件例えばガス種、圧力、温度等を変化さ
せれば別のグラフが得られることは云うまでもない。
この様に窒化シリコンの化学組成比によって核形成密度
が変化する現象は、単一の核を成長させる程度に十分微
細に形成される核形成面（ＳＮＤＬ）を形成する材料と
して窒化シリコンを用いる場合には、核形成面（ＳＮＤ
Ｌ）の大きさく面積）に影響を与える。すなわち、核形
成密度（ＮＤ）が大きい組成を有する窒化シリコンを用
いる場合には、核形成面（Ｓ、、、Ｌ）は、核形成密度
（ＮＤ）がそれよりも比較的小さい窒化シリコンの場合
よりも非常に微細に形成することによって、核形成面（
ＳｌＩＩ）Ｌ）上に単一の核のみを形成することができ
る。
この様な点は核形成面（Ｓ　、、Ｌ）を形成する池の材
料に就いても同様な傾向として適用することが出来る。
従って、本発明に於いては、その目的を効果的に達成す
るには核形成密度（ＮＤ）と、単一の核のみが形成出来
るような窒化シリコン等で形成される核形成面（ＳＮｌ
）Ｌ）の大きさとを適宜所望に応じて選択することが望
ましい。たとえば〜１０５ｃｍ−”の核形成密度（ＮＤ
）を得る核形成条件では、窒化シリコンからなる核形成
面（ＳＮｌｌｌＬ）の大きさは約４μｍ以下であれば単
一の核のみを選択的に形成することができる。
その場合のＳｉ／Ｎ組成比は約０．５である。
（イオン注入による核形成面（ＳＮＤＬ）の形成）Ｓｉ
単結晶核を形成する場合の核形成密度差（△ＮＤ）を実
現する他の方法として、核形成密度の小さい非核形成面
（Ｓ　５ｏｓ）を形成する材料である５ｘＯｚ層の　表
面に局所的にＳｉ、Ｎ。
Ｐ、Ｂ、Ｆ、Ａｒ、Ｈｅ、Ｃ，、Ａｓ、Ｇａ、Ｇｅ等を
イオン注入してＳｉＯ２層表面に所望の大きさの変質領
域を形成し、この変質領域を核形成密度（ＮＤ）の大き
い核形成面（ＳＮＤＬ）とすることも出来る。
例えば、Ｓ　ｉＯｘ層表面をフォトレジスト層で覆い、
所望の個所を露光、現象、溶解させてＳｉｎ２層表面を
部分的に表出させる。
続いて、ＳｉＦ４ガスをソースガスとして用い、Ｓｉイ
オンを１０ｋｅＶで１×１０１６〜１×１０　”ｃ　ｍ
−２の密度で露出しているＳｉｎ２層表面に打込む。
この場合投影飛程は１１４人であり、Ｓ　Ｉ　Ｏｊ層露
出部表面ではＳｉ濃度が〜１０　”ｃ　ｍ−”に達する
。５ｉＯｚ層はもともと非晶質であるために、Ｓｉイオ
ンを注入してＳｉ過剰とした変質領域も非晶質である。
なお、変質領域を形成するには、レジストをマスクとし
てイ；ｒン注入を行うこともできるが、集束イオンビー
ム技術を用いて、レジストマスクを使用せずに絞られた
Ｓｉイオンビームを５ｉＯｚ層表面の所望位置に所望の
面積内に選択的に注入してもよい。
こうしてＳｉイオン注入を行った後、残部のレジストを
≠す離することで、Ｓｉｎ、層表面部にＳｉが過剰な変
□質領域が所望位置に所望の大きさで形成される。この
ような変質領域が形成されたＳｉｎ２層表面部の変質領
域上にＳｉ単結晶を気相成長させる。
第１８図は、Ｓｉイオンの注入量と核形成密度（ＮＤ）
との関係を示すグラフである。
同グラフに示すように、Ｓｉ＋注入量が多い程、核形成
密度（ＮＤ）が増大することがわかる。
したがって、この変質領域を十分微細に形成することで
、この変質領域を核形成面（ＳＮＤＬ）としてＳｉの単
一の核のみを成長させることができ、上述したように単
結晶を成長させることができる。
なお、変質領域を単一の核のみが成長する程度に十分微
細に形成することは、レジストのパターニングや、集束
イオンビームのビームを絞ることによって容易に達成さ
れる。
第１９図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明による結晶の形成方
法の第９実施態様例を示す形成工程図であり、第２０図
（Ａ）および（Ｂ）は、第１９図（Ａ）および（Ｄ）に
対応する斜視図である。
まず、第１９図（Ａ）および第２０図（Ａ）１ｍ示すよ
うに、下地基板４上に、選択核形成を可能にする核形成
密度の大きい薄膜６（又はｒＳｅｅｄ」と呼ぶ）〔核形
成面（Ｓ　ＮＤＬ）６　Ａを形成する〕を形成し、その
上に核形成密度の大きい薄膜６を形成する材料とは異種
の材料を薄く堆積させ、リソグラフィ等によってパター
ニングすることで異種材料から成り非核形成面（Ｓ　５
ｏｓ）　５　Ａを形成する薄膜５を核形成面（Ｓ　、、
Ｌ）６　Ａが十分微細に設けられるように形成する。た
だし、下地基板４の大きさ、結晶構造および組成は任意
のものでよ（、又、通常の半導体技術で作成した機能素
子が形成された基板であってもよい。また異種材料から
成る核形成面（ＳＮＤＬ）６Ａは、Ｓｉｎ、薄膜５の下
の薄膜６を多結晶シリコン又は５ｉｎ２で形成し、露出
部６Ａに、ＳｉやＮ等をイオン注入して形成される過剰
にＳｉやＮ等を有する変質領域として形成しても良い。
次に、適当な堆積条件を選択することによって核形成面
（Ｓ　、Ｄ、）６　Ａだけに結晶形成材料の単一の核が
形成される。すなわち、核形成面（ＳＮＤＬ）６Ａは、
単一の核のみが形成される程度に十分微細に形成する必
要がある。核形成面（Ｓ　Ｎ、、）　６　Ａの大きさは
、材料の種類によって異なるが、数ミクロン以下であれ
ばよい。更に核は単結晶構造を保ちながら成長し、第１
９図（Ｂ）に示すように島状の単結晶粒７となる。島状
の単結晶粒７が形成されるためには、すでに述べたよう
に、薄膜５Ａ上で全（核形成が起こらないように条件を
決めることが望ましものである。
島状の単結晶粒７は単結晶構造を保ちながら核形成面（
ＳＮ−Ｌ）６Ａを中心にして更に成長しく１ａｔｅｒａ
ｌ　　○ｖ６ｒ　　ｇｒｏｗｔｈ）、同！ｍ　（Ｃ）に
示すように薄膜５の表面全体を覆うことが出来る（単結
晶７Ａ）っ 続いて、必要に応じてエツチング又は研磨によって単結
晶７Ａを平坦化し、第１９図（Ｄ）および第２０図（Ｂ
）に示すように、所望の素子を形成することができる単
結晶層８が薄膜５上に形成される。
このように核形成面（Ｓ　、ＤＬ）６　Ａを形成する薄
膜６が基板４上に形成されているために、支持体となる
基板４は任意の材料を使用することができる。更にこの
様な場合には基板４に通常の半導体技術によって機能素
子等が形成されたものであっても、その上に容易に単結
晶層８を形成することができる。
なお、上記実施態様例では、核形成面（ＳＮＤＬ）６Ａ
を薄膜６で形成したが、勿論第２１図に示すように、選
択核形成を可能にする核形成密度（Ｎ　Ｄ　）の大きい
材料から成る基板をそのまま用いて、非核形成面（ＳＮ
Ｄ！ｌ）を所望に応じた任意位正に設けて、単結晶層を
同様に形成してもよい。
第２１図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１０実施態様例
を示す結晶の形成工程図である。同図に示すように、選
択核形成を可能にする核形成密度（ＮＤ）の大きい材料
から成る基板９上に、核形成密度（ＮＤ）の小さい材料
から成り、非核形成面（Ｓ　Ｎｏ５）５　Ａを形成する
薄膜５を、核形成面（Ｓ　ＮｏＬ）９　Ａとなる基板９
の露出部を十分微小に設けるように形成することで結晶
形成用の基体を用意し、該基体を用いて第一実施態様例
と同様にして単結晶層８を形成することができる。
第２２図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明による結晶の形成方
法の第１１実施態様例を示す形成工程図であり、第２３
図（Ａ）及び（Ｂ）は、第２２図および（Ｄ）に対応す
る斜視図である。
第２２図（Ａ）および第２３図（Ａ）に示すように、ガ
ラス基板等の適当な下地基板１０上に核形成密度（ＮＤ
）が比較的大きな５ｉｓＮ４等の非晶質絶縁物質薄膜１
２を設け、該薄膜１２上に、距離ｌを隔てて上記選択核
形成を可能とする薄膜１２を形成する材料に対して核形
成密度が小さい異種の材料で所望位置に薄膜１１を選択
的に形成して単一核のみが形成されるに十分に小さい面
積の核形成面（ＳＮＤＳ）１２Ａ−１，１２Ａ−２を配
置する。この距離ｌは、たとえば半導体素子又は素子群
を形成するために必要とされる単結晶領域の大きさと同
じか又はその以上に設定される。
次に、適当な結晶形成条件を選択することによって、核
形成面（ＳＮＤＬ）１２Ａ−１，１２Ａ−２だけに結晶
形成材料の核の唯一が形成される。
即ち、前述した様に核形成面１２Ａ−１，１２Ａ−２は
単一の核のみが形成される程度に十分微細な大きさく面
積）に形成する必要がある。核形成面（ＳＮＤＬ）１２
Ａ−１，１２Ａ−２の大きさは、材料の種類によって異
なるが、数ミクロン以下であればよい。更に、前記形成
された核は単結晶構造を保ちながら成長し、第２２図（
Ｂ）に示すように島状の単結晶粒１３−１．１３−２と
なる。
島状の単結晶粒１３−１．１３−２が形成されるために
は、すでに述べた様に、核形成面（Ｓ　Ｎｏ、）１２Ａ
−１，１２Ａ−２以外の表面〔非核形成面（ＳＮｏｓ）
ＩＩＡＩで実質的に全く核の形成が起こらないように条
件を決めることが望ましいものである。
島状の単結晶粒１３−１．１３−２の薄膜１２の法線方
向の結晶方位は、薄膜１２の材料および核を形成する材
料の界面エネルギーを最小にするように一定に決まる。
なぜならば、表面あるいは界面エネルギーは結晶面によ
って異性性を有するからである。しかしながら、すでに
述べたように、非晶質表面における表面内の結晶方位は
決定されない。
島状の単結晶粒１３−１．１３−２はさらに成長して、
単結晶１３Ａ−ｉ、１３Ａ−２となり、第２２図（Ｃ）
に示す様に隣りの単結晶１３Ａ−１，１３Ａ−２が互い
に接触するが、基体面内の結晶方位は単結晶毎に異なる
ために、核形成面（ＳＮＤＬ）１２−１．１２−２の中
間位置に結晶粒界１４が形成される。
続いて、単結晶１３Ａ−１，１３Ａ−２は三次元的に成
長するが、成長速度の遅い結晶面がファセットとして現
われる。その為に、エツチング又は研潜によって単結晶
１３Ａ−１，１３Ａ−２の表面の平坦化を行い、更に粒
界１４の部分を除去して、第２２図（Ｄ）及び第２３図
（Ｂ）に示すように粒界を含まない単結晶の薄膜１５−
１゜１５−２．・・・・・・・・・を格子状に形成する
。この単結晶薄膜１５−１．１５−２．・・・・・・・
・・の大きさは、上述したように核形成面（ＳＮＩ）Ｌ
）１２Ａ　　１゜１２Ａ−２の間隔ｌによって決定され
る。すなわち、核形成面（ＳＮＤＬ）１２Ａ　　１．　
１２Ａ　　２の形成パターンを適当に定めることによっ
て、粒界の位置を制御することができ、所望の大きさの
単結晶を所望の配列で形成することができる。
第２４図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による結晶の形成方
法の第１２実施態様例を示す形成工程図であり、第２５
図（Ａ）および（Ｂ）は、第２４図（Ａ）およびＣＣ）
に対応する斜視図である。
まず、第２４図（Ａ）および第２５図（Ａ）に示すよう
に第７図の工程（Ａ　）に示すのと同様にして下地基板
１０上に薄膜１２及び薄膜１１を設けて、核形成面（Ｓ
ＮＤＬ）１２Ａ−１，１２Ａ−２及び非核形成面（Ｓ、
４．、）ＩＩＡを形成する。次いで、核形成面（ＳＮＤ
Ｌ）１２Ａ−１，１２Ａ−２に対応する位置に所望の大
きさおよび形状の凹部１４−１．１４−２が設けられる
様に、薄膜１１と同様の材料か又は該材料と同等以下の
小さな核形成密度を有する材料で薄膜１１−１を形成す
る。
この様にして凹部１４−１．１４−２の中に単一核のみ
が形成され得るに充分微小サイズの核形成面（ＳＮＤＬ
）１２Ａ−１，１２Ａ−２を有する結、晶形成用の基体
が形成される。
続いて、第２４図（Ｂ）に示すように、第一実施態様例
と同様にして島状の単結晶粒１３−１゜１３−２を成長
させる。
そして、第２４図（Ｃ）および第２５図（、Ｂ）に示す
ように、単結晶粒１３−１．１３−２が凹部１４−１．
１４−２を埋めるまで成長させ、単結晶層１５−１．１
５−２を形成する。
本実施例では、凹部１４−１．１４−２内に単結晶粒１
３−１．１３−２が成長するために、平坦化および粒界
部分の除去工程を不要とすることが出来る。
第２６図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１３実施態様例
を示す結晶の形成工程図である。
同図（Ａ）〜（Ｃ）は、第２２図の（Ａ）〜（Ｃ）と同
じである。即ち、核形成面１２Ａ−１゜１２Ａ−２を間
隔ｌをおいて複数個（図では２ケ）形成し、核形成面１
２Ａ−１．１２Ａ−２上オーバーグロース（ｏｖｅｒ　
　ｇｒｏｗｔｈ）−させた単結晶粒１３Ａ−１，１３Ａ
−２を形成する。この単結晶粒１３−１．１３−２を更
に成長させて単結晶１３Ａ−１，１３Ａ−２を形成する
ことによって非核形成面（ＳＮｏｓ）ＩＩＡのほぼ中央
に粒界１４が形成され、単結晶１３Ａ−１゜１３Ａ−２
の表面を平坦化することで第１１図（Ｄ）に示すように
粒径が略々ｌに揃った多結晶層１６を得ることができる
。
この多結晶層１６の粒径は核形成面（ＳＮＤＬ）１２Ａ
−１，１２Ａ−２の間隔ｌによって決定されるために、
多結晶の粒径制御が可能となる。
従来では、多結晶の粒径は形成方法や形成温度等の複数
の要因によって変化し、且つ大きい粒径の多結晶を作成
する場合には、可成り幅をもった粒径分布を有するもの
であったが、本発明によれば核形成面（ＳＮＤＬ）１２
Ａ　　１．　１２Ａ　　２の間隔ｌによって制御性良く
粒径及び粒径分布が決定される。
勿論、第２２図に示すように、所望基板９上に薄膜５を
設けて核形成密度（ＮＤ）の小さい非核形成面（Ｓ　、
、、）５　Ａと、核形成密度（ＮＤ）の大きい核形成面
（Ｓ　Ｎ、Ｌ）９　Ａを所望間隔で所望位置に複数形成
して、上記と同様に多結晶層を形成してもよい。この場
合は、既に述べたように、核形成密度差（ΔＮＤ）を考
慮してやれば基板材料や構造等に制約されることな（、
多結晶層を粒径と粒径分布を制御して形成することがで
きる。
〔実施例〕
以下、実施例を用いて本発明の方法をより詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例によって限定されるもので
はない。
第２７図は本発明の堆積膜形成法を具現するに好適な装
置の１実施例を示すものである。
第２７図に示す堆積膜形成装置は、装置本体。
排気系及びガス供給系の３つに大別される。
装置本体には、成膜空間が設けられている。
１０１〜１０８は夫々、成膜する際に使用されるガス充
填されているボンベ、１０１ａ〜１０８ａは夫々ガス供
給パイプ、１０１ｂ〜１０８ｂは夫々各ボンベからのガ
スの流量調整用のマスフローコントローラー、１０１ｃ
〜１０８ｃはそれぞれガス圧力計、１０１ｄ〜１０８ｄ
及び１０１ｅ〜１０８ｅは夫々パル７’、１０１ｆ〜１
０８ｆは夫々対応するガスボンベ内の圧力を示す圧力計
である。
１２０は真空チャンバーであって、上部にガス導入用の
配管が設けられ、配管の下流に反応空間が形成される構
造を有し、且つ該配管のガス導入口に対向して、基体１
１８が設置される様に基体ホールダー１１２が設けられ
た成膜空間が形成される構造を有する。ガス導入用の配
管は三装置構造となっており、中よりガスボンベ１０１
．１．０２よりのガスが導入される第１のガス導入管１
０９．ガスボンベ１０３〜１０５よりのガスが導入され
る第２のガス導入間１１０及びガスボンベ１０６〜１０
８よりのガスが導入される第３のガス導入管１１１を有
する。
各導入管へのボンベからのガスの供給は、ガス供給パイ
プライン１２３〜１２５によって夫々なされる。
各ガス導入管、各ガス供給パイプライン及び真空チャン
バー１２０は、メイン真空バルブ１１９を介して不図示
の真空排気装置により真空排気される。
基板１１８は基体ホルダー１１２を上、下。
Ｘ、Ｙ方向に移動させることによって各ガス導入管から
の位置を自由に設定することができる。
本発明の方法の場合、この基板とガス導入管のガス導入
口の距離は、形成される堆積膜の種類及びその所望され
る特性、ガス流量、真空チャンバーの内圧等を考慮して
適切な状態になる様に決められるが、好ましくは数ｍｍ
〜２０ｃｍ、より好ましくは５ｍｍ〜１５ｃｍ程度とす
るのが望ましい。
１３０は基板１１８を必要に応じて冷却する為の冷却パ
イプであり、流量コントローラ１３１に接続されている
。
１１３は基板１１８を成５膜時に適当な温度に加熱した
り、或は成膜前に基体１１８を予備加熱したり、更には
成膜後、膜をアニールする為に加熱する基板加熱用ヒー
タである。
基板加熱用ヒータ１１３は、導線１１４を介して電源１
１５により電力が供給される。
１１６は基板温度（Ｔｓ）の温度を測定する為の熱電対
で温度表示装置１１７に電気的に接続されている。
１２６．１２７は液体原料用バブラーであり、液体の堆
積膜形成用原料物質１２８，１２９を詰めて用いる。堆
積膜形成用原料物質が通常状態の場合に気体であるとき
は液体原料用バブラーを用いる必要はない。
実施例１ 第２７図に示す成膜装置を用いて、次の様にし本発明の
方法による堆積膜を作成した。
ボンベ１０１に充填されているＳｉＨ，ガスを流量４０
ｓｅｃｍでガス導入管１０９より、ボンベ１０６に充填
されているＦ２ガスを流ｎ６０ｓｅｃｍ、ボンベ１０７
に充填されているＨ　ｅガスを流量１２０ｓｅｃｍでガ
ス導入管１１１より真空チャンバー１２０内に導入した
。
本実施例では液体原料用バブラー１２６，１２７は使用
しなかった。
基体１１８は第２８図に示される工程で作成した。
まず、第２８図（Ａ）に示すような多結晶シリコン基板
２０１を洗浄し、続いて、スバッタリング法によって基
板２０１の全面に酸化シリコン薄膜２０２を堆積させた
［同図（Ｂ）］。
続いて薄膜２０２上に電子線レジスト２０３を塗布し［
同図（Ｃ）］　、所望パターンのホストマスクを用いて
電子線レジスト２０３を感光させ、現像によって電子線
レジスト２０３を部分的に除去した［同図（Ｄ）］。
残留している電子線レジスト２０３をマスクとして酸化
シリコン薄膜２０２をエツチングし、所望パターンの薄
膜２０２を形成した［同図（Ｅ）］。
以上の工程によって、多結晶シリコンのある結晶面が定
間隔で酸化シリコン膜から露光したシリコンの基体を得
た。基体の表面で露出したシリコン結晶の領域は直径約
数画人、５μｍの間隔であった。
次に、不図示の排気装置によって真空チャンバー１２０
を充分ベーキングして５Ｘ１０−’Ｔｏｒｒまで引いた
。ボンベ１０１に充填されているＳ　ｉＨ４ガスを流量
４ｓｃｃｍで真空チャン／＜−１２０へガス導入管１０
９を通して流した。
他方、ボンベ１０７に充填されているＦ２ガス（Ｈｅて
１０％に希釈）を４ｓｅｃｍをガス導入管１１１より真
空チャンバー１２０内に導入した。この時の排気速度は
排気バルブ１１９を調整して０．　８．ｍＴｏ　ｒ　ｒ
／　ｓ　ｅ　ｃとした。この状態を１０時間保持した後
、バルブ１０１ｄ及び１０７ａを閉じて各ガス供給を止
め、排気バルブ１１９を開いて真空度０．００４Ｔｏｒ
ｒになるよう調整したその後、真空を破って、成膜され
た基体１１８を外に取り出した。
基体１１８上に得られた結晶シリコン堆積膜の断面の模
式図を第２８図（Ｆ）に示す。
結晶粒界２０５は、酸化シリコン層２０２の除かれた結
晶基板２０１の露出部から等距離になるように結晶粒２
０４のサイズが決定されていた。　　　　　　　　　　
　　　　　　・、・さらに得られた試料を用いて、Ｘ線
回折法゛及び電子線回折法により堆積膜の結晶性の評価
を行ったところ、多結晶質シリコンであることが確認さ
れた。更にシュラ−（Ｓｃｈｅｒｒａｒ）多結晶シリコ
ンの粒径は約５±０．２μｍであった。
結晶粒径のバラツキは基体全面にわたってほとんど均一
であった。
又、走査型電子顕微鏡により試料の表面状態を観察した
ところ、平滑度は良好で波模様等が無（膜厚ムラは±４
％以下であった。また、この試料の結晶Ｓｉ堆積膜の移
動度及び導電率をＶａｎｄ　ｅ　ｒ　　Ｐ　ａ　ｕ　Ｗ
法により測定したところ、夫々３００（Ｃｍ／■・５ｅ
Ｃ）、９×１Ｏ−６（Ｓ・Ｃｍ−’）であった。
実施例２ 基体１１８を第２９図に示される工程で作成した。
まず、第２９図（Ａ）に示される様な均一な材料からな
る基板２０６を洗浄し、続いてＣＶＤ法によって、基板
２０６全面にアモルファス５ｉＮ（Ａ−８ｉＮ）薄膜２
０７を約２μｍの厚さで成膜させた［同図（Ｂ）〕。
続いて上記Ａ−ＳｉＮ薄膜２０７上にＣＯ。
レーザーアニール装置に依ってＮ２雰囲気中で上記Ａ−
３ｉＮの表面アニールを行ない、Ａ−３ｉＮ薄膜２０７
の表面層約１μｍの深さに亘って結晶質Ｓ　ｉｓ　Ｎａ
　　（Ｃ−３ｉ、Ｎ４　）２０８を形成した［同図（Ｃ
）］。
この時レーザーは、パルス巾５０ｎｓｅｃ。
平均パワー密度１００ｍＪ’／ｃｍ２を用い４０ｐ　ｕ
　／　ｓ　ｅ照射した。続いてこのＣ−３ｉｚＮ４２０
８の表面を０２雰囲気中で上記レーザーアニール装置に
よって走査し、選択的にＳｉ０２層２０９を形成した［
同図（Ｄ）］。
以上の工程によって、Ｃ−３ｉｓＮａが定間隔て露出し
、他の部分がＳｉｎ、で覆われた基体１１８が形成され
た。基体表面で露出した。Ｃ−３ｉ３Ｎ４の領域は直径
約４人、３μｍの間隔であった。
さらにこの基体１１８を用いて実施例１と同様に第２７
図に示される装置によって結晶質シリコンの堆積を行っ
た。
まず、不図示の排気装置によって真空チャンバー１２０
を充分ベーキングして５Ｘ１０−’Ｔｏｒｒまで引いた
。ボンベ１０１に充填されているＳ　ｓ　Ｈａカスを流
ｍ５ｓｅｃｍで排気バルブ１１９を調整して真空チャン
バー１２０へガス導入管１０９を通して流した。
同時にボンベ１０７に充填されているＦ２ガス（Ｈｅで
１０％に希釈）を６　ｓ　ｅ　ｃｍでガス導入管１１１
より真空チャンバー１２０内に導入した。この時の排気
速度は排気バルブ１１９を調整して０．　８ｍＴ　ｏ　
ｒ　ｒ／ｓ　ｅ　ｃとし、この状態を２０時間保持した
後、バルブ１０１ｄ及び１０７ａを閉じ各ガスの供給を
止め、排気バルブ１１９を開いて真空度０．０１Ｔｏｒ
ｒになるよう調整した状態でしばらく保持した。
その後、真空を破って成膜された基体１１８を外に取り
出した。
この基体１１８上に得られた結晶シリコン堆積膜の断面
の模式図を第２９図（Ｆ）に示す。
結晶粒界２０５はＳｔｏｗ層２０９以外の結晶基板２０
１の露出部から等距離になるように結晶粒２０４のサイ
ズが決定されていた。
さらに得られた試料について、Ｘ線回折法及び電子線回
折法により堆積膜の結晶性の評価を行ったところ、多結
晶質シリコン膜である事が確認された。さらにシュラ−
（Ｓｃｈｅｒｒａｒ）法で求めた多結晶シリコンの粒径
は約３±０．５７１ｍであった。結晶粒径のバラツキは
基体全面にわたってほとんどなかった。
又、走査型電子顕微鏡により試料の表面状態を観察した
ところ、平滑度は良好で波模様等が無く、膜厚ムラは±
４％以下であった。また、この試料の多結晶Ｓｉ堆積膜
の移動度及び導電率をＶ　ａ　ｎ　　ｄ　ｅ　ｒ　　Ｐ
　ａ　ｕ　Ｗ法により測定したところ、夫＃１５０　（
ｃｍ／Ｖ−ｓｅｃ）、９ｘ１０−’　（Ｓ−ｃｍ−’）
であった。
実施例３ 基板として、コーニング＃７０５９ガラス基板（大きさ
５ｃｍＸ５ｃｍ、厚さ０．５ｍｍ）を用い、該基板表面
上にまずグロー放電法で水素を１．５％含む窒化膜を基
板温度２５０°Ｃで約１５０人堆積した。
次に上記窒化膜上にフォトレジストを塗布し、第２１図
（Ａ）の様に、１μ角でピッチ１０μのパターンで焼き
付けした後フッ酸と水の混合液で上記１μ角の部分のみ
を残して窒化膜をエツチングで除去した。次いでレジス
トを除去した後、十分洗浄して乾燥した。この様にして
堆積膜形成用の基体を用意した。
この基体を用いて第２７図に示す成膜装置を用いて、次
の様にし本発明の方法による堆積膜を作成した。
ボンベ１０１に充填されているＳ　ｉ　Ｈ４ガスを流量
３０ｓｅｃｍでガス導入管１０９より、ボンベ１０３に
充填されているＢ　２Ｈａガス（５０００ｐｐｍＨｅガ
ス希釈）を流ｆｆ１０．　５ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ、５
０ｓｃｃｍでガス導入管１１０より、ボンベ１０６に充
填されているＦ２ガスを流、ｉ４０ｓｅｃｍ、ボンベ１
０７に充填されているＨｅガスを流量１００　ｓ　ｅ　
ｃ　ｍでガス導入管１１１より真空チャンバー１２０内
に導入した。
このとき、真空チャンバー１２０内の圧力を真空バルブ
１１９の開閉度を調整して０．　５Ｔｏｒｒにした。ガ
ス導入口１１１と基板との距離は５ｃｍに設定した。Ｓ
　ｔ　Ｈ４ガスとＦ２ガスの混合域で青白い発光が強く
みられた。基体温度（Ｔｓ）は２５０°Ｃに設定した。
この状態で１時間ガスを流すと基体上に１５μｍのシリ
コン堆積膜が第２１図（Ｃ）の様な形で形成された。
得られたシリコン堆積膜の結晶性をＸ線回折法により評
価した処、各々の各形成面（ｓＮＤ−が形成されている
部分からは、はぼ完全な単結晶が成長しており、格子欠
陥も少ないことを確認した。
又、走査型電子顕微鏡により表面状態を観察したところ
、平滑度は良好で波模様等が無く、膜厚ムラも±５％以
下であった。
各試料の室温でのドーピング特性をｖａｎｄ　ｅ　ｒ　
　Ｐ　ａ　ｕ　ｗ法により評価したところ、第１表に示
す結果が得られた。これより良好なｐ型の第　　１　　
表 実施例４ 実施例３と同様の基体を用い、さらにＢ２Ｈ。
ガスのかわりにボンベ１０４に充填されているＰＨ，ガ
ス（６０００ｐｌ）ｍＨｅガス希釈）を、流量０．５ｓ
ｃｃｍ、５ｓｃｃｍ、５０ｓｅｃｍでガス導入管１１０
より導入した以外は同じ成膜条件で堆積膜を形成し、得
られた膜の室温でのドーピング特性をｖａｎ　　ｄｅｒ
　　Ｐａｕｗ法により評価したところ、第２表に示す結
果が得られた。これより良好なｎ型のドーピングが行わ
れる第　　２　　表 〔発明の効果〕 本発明の堆積膜形成法は、気体状原料物質と気体状ハロ
ゲン系酸化剤とを接触せしめるのみで堆積膜を生成する
ことができ、外部からの反応励起エネルギーを特に必要
としないという利点を有しており、そのため基体温度の
低温化を図ることも可能となるものである。又あらかじ
め堆積膜の結晶核となる材料乃至は結晶核が選択的に形
成し得る材料を基板表面上所望の位置にＲＢできる為、
任意の結晶質の堆積膜が形成できる。更に省エネルギー
化を図ると同時に膜品質の管理が容易で、大面積に亘っ
て均一な膜質及び特性を有する結晶質の堆積膜を得るこ
とができる。また更に、生産性、量産性に優れ、高品質
で電気的。
光学的、半導体的等の物理特性の優れた結晶質の膜を簡
単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は薄膜形成過程に於ける核の大きさｒ。 と自由エネルギーＧの関係を示す説明図、第２図（Ａ）
及び（Ｂ）は選択堆積法の説明図、 第３図は５ｉｎ２の堆積面と窒化シリコンの堆積面との
核形成密度（ＮＤ）の経時変化を示す形成方法の第１実
施態様例を示す形成工程図、第５図（Ａ　）および（Ｂ
）は、第４図（、Ａ、　）および（Ｄ）に対応する斜視
図、 第６図（Ａ　）〜（Ｄ）は、本発明の第２実施態様例を
示す結晶の形成工程図、 第７図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明による単結晶の形成方
法の第３実施態様例を示す形成工程図、第８図（Ａ）お
よび（Ｂ）は、第７図（Ａ）および（Ｄ）に対応する斜
視図、 第９図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第４実施態様例を示
す結晶の形成工程図、 第１０図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による結晶の形成方
法の第５実施態様例を示す形成工程図であり、 第１１図（Ａ）及び（Ｂ）は、第１０図（Ａ）および（
Ｃ）に対応する斜視図、 第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第６実施態様例を
示す結晶の形成工程図、 第１３図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第７実施態様例を
示す結晶の形成工程図、 第１４図は、本発明の第１実施態様例を用いて製造され
た多層構造の一例を示す概略断面図、第１５図（Ａ）〜
（））は、本発明の第８実施態様例を示す結晶の形成工
程図、 第１６図はＳ　ｉＨａとＮ　Ｈｓの流量比と形成された
窒化シリコン膜中の８１およびＮの組成比との関係を示
したグラフ、 第１７図は、Ｓ　ｉ／Ｎ組成比と核形成密度との関係を
示すグラフ、 第１８図は、Ｓｉイオンの注入量と核形成密度の形成方
法の第９実施態様例を示す形成工程図、第２０図（Ａ）
および（Ｂ）は、第１９図（Ａ）および（Ｄ）における
基板の斜視図、第２１図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第
１０実施態様例を示す結晶の形成工程図、 第２２図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明による単結晶の形成
方法の第１１実施態様例を示す形成工程図、 第２３図（Ａ）および（Ｂ）は、第２２図（Ａ）および
（Ｄ）における基板の斜視図、第２４図（Ａ）〜（へ）
は、本発明の第１２実施態様例を示す結晶の形成工程図
、 第２５図（Ａ）及び（Ｂ）は、第２４図（Ａ）および（
Ｃ）における基板の斜視図、 第２６図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第１３実施態様例
を示す結晶の形成工程図、 第２７図は本発明の実施例に用いた成膜装萱のもしきて
き概略図である。第２８図は本発明に係る成膜工程図で
ある。 第２９図は本発明に係る別の成膜工程図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）堆積膜形成用の気体状原料物質と該原料物質に酸
    化作用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤を、
    核形成密度の小さい非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）と、
    単一核のみより結晶成長するに充分小さい面積を有し、
    前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の核形成密度（ＮＤ
    ＿Ｓ）より大きい核形成密度（ＮＤ＿Ｌ）を有する核形
    成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）とを隣接して配された自由表面
    を有する基体が予め配されている成膜空間内に導入して
    接触させることで励起状態の前駆体を含む複数の前駆体
    を生成し、これらの前駆体のうち少なくとも１つの前駆
    体を堆積膜構成要素の供給源として、前記核形成面（Ｓ
    ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）に単一の核を形成し、該核より単結晶を
    成長させることを特徴とする結晶性堆積膜の形成方法。 （２）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核形
    成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に区画化されて複数配されて
    いる特許請求の範囲第（１）項に記載の結晶性堆積膜の
    形成方法。（３）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、
    前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に規則的に区画化
    されて配される特許請求の範囲第（１）項に記載の結晶
    性堆積膜の形成方法。（４）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ
    ＿Ｌ）は、前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に不規
    則に区画化されて配される特許請求の範囲第（１）項に
    記載の結晶性堆積膜の形成方法。（５）前記核形成面（
    Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ
    ）上に区画化されて複数配される特許請求の範囲第（１
    ）項に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （６）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核形
    成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）上に規則的に区画化されて配さ
    れる特許請求の範囲第（１）項に記載の結晶性堆積膜の
    形成方法。（７）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、
    前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）上に不規則的に区画
    化されて配される特許請求の範囲第（１）項に記載の結
    晶性堆積膜の形成方法。 （８）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核形
    成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料を変質した材料
    で形成される特許請求の範囲第（１）項に記載の結晶性
    堆積膜の形成方法。 （９）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核形
    成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料と異なる材料で
    形成される特許請求の範囲第（１）項に記載の結晶性堆
    積膜の形成方法。 （１０）非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）は、非晶質材料
    で形成される特許請求の範囲第（１）項に記載の結晶性
    堆積膜の形成方法。 （１１）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を区画化して
    複数設け、該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）の夫々より、
    単結晶を成長させる特許請求の範囲第（１）項に記載の
    結晶性堆積膜の形成方法。 （１２）前記夫々の核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より成
    長させる単結晶を該各核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）方向
    に該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を越えて成長させる特
    許請求の範囲第（１１）項に記載の結晶性堆積膜の形成
    方法。 （１３）各核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より成長する単
    結晶を、隣り合う核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）間で隣接
    する大きさまで成長させる特許請求の範囲第（１１）項
    に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （１４）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、イオン打
    ち込み法によって形成される特許請求の範囲第（１）項
    に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （１５）前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）は、酸化シ
    リコンで形成され、前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は
    、窒化シリコンで形成されている特許請求の範囲第（１
    ）項に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （１６）前記気体状原料物質が、鎖状シラン化合物であ
    る特許請求の範囲第（１）項に記載された結晶性堆積膜
    の形成方法。 （１７）前記鎖状シラン化合物が、直鎖状シラン化合物
    である特許請求の範囲第（１６）項に記載された結晶性
    堆積膜の形成方法。 （１８）前記直鎖状シラン化合物が、一般式Ｓｉ＿ｎＨ
    ＿２＿ｎ＿＋＿２（ｎは１〜８の整数）で示される特許
    請求の範囲第（１７）項に記載された結晶性堆積膜の形
    成方法。 （１９）前記鎖状シラン化合物が、分岐状鎖状シラン化
    合物である特許請求の範囲第（１６）項に記載された結
    晶性堆積膜の形成方法。 （２０）前記気体状原料物質が、硅素の環状構造を有す
    るシラン化合物である特許請求の範囲第（１）項に記載
    された結晶性堆積膜の形成方法。 （２１）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、ハロゲンガス
    を含む特許請求の範囲第（１）項に記載された結晶性堆
    積膜の形成方法。 （２２）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、弗素ガスを含
    む特許請求の範囲第（１）項に記載された結晶性堆積膜
    の形成方法。 （２３）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、塩素ガスを含
    む特許請求の範囲第（１）項に記載された結晶性堆積膜
    の形成方法。 （２４）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、弗素原子を構
    成成分として含むガスである特許請求の範囲第（１）項
    に記載された結晶性堆積膜の形成方法。 （２５）核形成密度の小さい非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿
    Ｓ）を有する支持体の前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ
    ）の所望位置であって、単一核のみより結晶成長するに
    充分小さい面積に、前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）
    を形成している材料（Ｍ＿Ｓ）と異なり、前記非核形成
    面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の核形成密度（ＮＤ＿Ｓ）より大
    きい核形成密度（ＮＤ＿Ｌ）を有する核形成面（Ｓ＿Ｎ
    ＿Ｄ＿Ｌ）を形成する材料（Ｍ＿Ｌ）を付与して前記核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を形成して結晶性堆積膜形成
    用の基体を用意する工程； 前記気体を成膜空間内に配する工程； 堆積膜形成用の気体状原料物質と該原料物質に酸化作用
    をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤を、前記基
    体が予め配されている成膜空間内に導入して接触させる
    ことで励起状態の前駆体を含む複数の前駆体を生成し、
    これらの前駆体のうち少なくとも１つの前駆体を堆積膜
    構成要素の供給源として、前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿
    Ｌ）に単一の核を形成し、該核より単結晶を成長させる
    ことを特徴とする結晶性堆積膜の形成方法。 （２６）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に区画化されて複数配され
    ている特許請求の範囲第（２５）項に記載の結晶性堆積
    膜の形成方法。 （２７）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に規則的に区画化されて配
    される特許請求の範囲第（２５）項に記載の結晶性堆積
    膜の形成方法。 （２８）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に不規則に区画化されて配
    される特許請求の範囲第（２５）項に記載の結晶性堆積
    膜の形成方法。 （２９）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）上に区画化されて複数配され
    る特許請求の範囲第（２５）項に記載の結晶性堆積膜の
    形成方法。（３０）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は
    、前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）上に規則的に区画
    化されて配される特許請求の範囲第（３３）項に記載の
    結晶性堆積膜の形成方法。 （３１）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）上に不規則的に区画化されて
    配される特許請求の範囲第（２５）項に記載の結晶性堆
    積膜の形成方法。 （３２）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料を変質した材
    料で形成される特許請求の範囲第（２５）項に記載の結
    晶性堆積膜の形成方法。 （３３）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料と異なる材料
    で形成される特許請求の範囲第（２５）項に記載の結晶
    性堆積膜の形成方法。 （３４）前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）は、非晶質
    材料で形成される特許請求の範囲第（２５）項に記載の
    結晶性堆積膜の形成方法。 （３５）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を区画化して
    複数設け、該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）の夫々より、
    単結晶を成長させる特許請求の範囲第（２５）項に記載
    の結晶性堆積膜の形成方法。 （３６）前記夫々の核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より成
    長させる単結晶を該各核成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）方向に
    該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を越えて成長させる特許
    請求の範囲第（３５）項に記載の結晶性堆積膜の形成方
    法。 （３７）各核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より成長する単
    結晶を、隣り合う核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）間で隣接
    する大きさまで成長させる特許請求の範囲第（３５）項
    に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （３８）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、イオン打
    ち込み法によって形成される特許請求の範囲第（２５）
    項に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （３９）前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）は、酸化シ
    リコンで形成され、前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は
    窒化シリコンで形成されている特許請求の範囲第（２５
    ）項に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （４０）前記気体状原料物質が、鎖状シラン化合物であ
    る特許請求の範囲第（２５）項に記載された結晶性堆積
    膜の形成方法。 （４１）前記鎖状シラン化合物が、直鎖状シラン化合物
    である特許請求の範囲第（４０）項に記載された結晶性
    堆積膜の形成方法。 （４２）前記直鎖状シラン化合物が、一般式Ｓｉ＿ｎＨ
    ＿２＿ｎ＿＋＿２（ｎは１〜８の整数）で示される特許
    請求の範囲第（４１）項に記載された結晶性堆積膜の形
    成方法。 （４３）前記鎖状シラン化合物が、分岐状鎖状シラン化
    合物である特許請求の範囲第（４０）項に記載された結
    晶性堆積膜の形成方法。 （４４）前記気体状原料物質が、硅素の環状構造を有す
    るシラン化合物である特許請求の範囲第（２５）項に記
    載された結晶性堆積膜の形成方法。 （４５）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、ハロゲンガス
    を含む特許請求の範囲第（２５）項に記載された結晶性
    堆積膜の形成方法。 （４６）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、弗素ガスを含
    む特許請求の範囲第（２５）項に記載された結晶性堆積
    膜の形成方法。 （４７）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、塩素ガスを含
    む特許請求の範囲第（２５）項に記載された結晶性堆積
    膜の形成方法。 （４８）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、弗素原子を構
    成成分として含むガスである特許請求の範囲第（２５）
    項に記載された結晶性堆積膜の形成方法。 （４９）堆積膜形成用の気体状原料物質と該原料物質に
    酸化作用をする性質を有する気体状ハロゲン系酸化剤を
    、核形成密度の小さい非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）で
    凸部表面を構成し、単一核のみより結晶成長するに充分
    小さい面積を有し、前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）
    の核形成密度（ＮＤ＿Ｓ）より大きい核形成密度（ＮＤ
    ＿Ｌ）を有する核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）で凸部表面
    が構成された基体が予め配されている成膜空間内に導入
    して接触させることで励起状態の前駆体を含む複数の前
    駆体を生成し、これらの前駆体のうち少なくとも１つの
    前駆体を堆積膜構成要素の供給源として、前記核形成面
    （Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）に単一の核を形成し、該核より単結
    晶を成長させることを特徴とする結晶性堆積膜の形成方
    法。 （５０）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、区画化さ
    れて複数配されている特許請求の範囲第（４９）項に記
    載の結晶性堆積膜の形成方法。 （５１）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、規則的に
    区画化されて配される特許請求の範囲第（４９）項に記
    載の結晶性堆積膜の形成方法。 （５２）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、不規則に
    区画化されて配される特許請求の範囲第（４９）項に記
    載の結晶性堆積膜の形成方法。 （５３）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、複数配さ
    れる特許請求の範囲第（４９）項に記載の結晶性堆積膜
    の形成方法。 （５４）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、規則的に
    配される特許請求の範囲第（４９）項に記載の結晶性堆
    積膜の形成方法。 （５５）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、不規則的
    に配される特許請求の範囲第（４９）項に記載の結晶性
    堆積膜の形成方法。 （５６）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料を変質した材
    料で形成される特許請求の範囲第（４９）項に記載の結
    晶性堆積膜の形成方法。 （５７）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核
    形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料と異なる材料
    で形成される特許請求の範囲第（４９）項に記載の結晶
    性堆積膜の形成方法。 （５８）前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）は、非晶質
    材料で形成される特許請求の範囲第（４９）項に記載の
    結晶性堆積膜の形成方法。 （５９）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を区画化して
    複数設け、該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）の夫々より、
    単結晶を成長させる特許請求の範囲第（４９）項に記載
    の結晶性堆積膜の形成方法。 （６０）前記夫々の核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より成
    長させる単結晶を該各核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）方向
    に該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を越えて成長させる特
    許請求の範囲第（５９）項に記載の結晶性堆積膜の形成
    方法。 （６１）各核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より成長する単
    結晶を、隣り合う核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）間で隣接
    する大きさまで成長させる特許請求の範囲第（５９）項
    に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （６２）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、イオン打
    ち込み法によって形成される特許請求の範囲第（４９）
    項に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （６３）前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）は、酸化シ
    リコンで形成され、前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は
    窒化シリコンで形成されている特許請求の範囲第（４９
    ）項に記載の結晶性堆積膜の形成方法。 （６４）前記気体状原料物質が、鎖状シラン化合物であ
    る特許請求の範囲第（４９）項に記載された結晶性堆積
    膜の形成方法。 （６５）前記鎖状シラン化合物が、直鎖状シラン化合物
    である特許請求の範囲第（６４）項に記載された結晶性
    堆積膜の形成方法。 （６６）前記直鎖状シラン化合物が、一般式Ｓｉ＿ｎＨ
    ＿２＿ｎ＿＋＿２（ｎは１〜８の整数）で示される特許
    請求の範囲第（６５）項に記載された結晶性堆積膜の形
    成方法。 （６７）前記鎖状シラン化合物が、分岐状鎖状シラン化
    合物である特許請求の範囲第（６４）項に記載された結
    晶性堆積膜の形成方法。 （６８）前記気体状原料物質が、硅素の環状構造を有す
    るシラン化合物である特許請求の範囲第（４９）項に記
    載された結晶性堆積膜の形成方法。 （６９）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、ハロゲンガス
    を含む特許請求の範囲第（４９）項に記載された結晶性
    堆積膜の形成方法。 （７０）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、弗素ガスを含
    む特許請求の範囲第（４９）項に記載された結晶性堆積
    膜の形成方法。 （７１）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、塩素ガスを含
    む特許請求の範囲第（４９）項に記載された結晶性堆積
    膜の形成方法。 （７２）前記気体状ハロゲン系酸化剤が、弗素原子を構
    成成分として含むガスである特許請求の範囲第（４９）
    項に記載された結晶性堆積膜の形成方法。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0365464A (ja) * 1989-08-01 1991-03-20 Nippondenso Co Ltd アンチスキッド制御装置
KR950013784B1 (ko) 1990-11-20 1995-11-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 겐큐쇼 반도체 전계효과 트랜지스터 및 그 제조방법과 박막트랜지스터
US5849601A (en) * 1990-12-25 1998-12-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method for manufacturing the same
US7081938B1 (en) 1993-12-03 2006-07-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device and method for manufacturing the same
US6027960A (en) 1995-10-25 2000-02-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser annealing method and laser annealing device
US6368733B1 (en) * 1998-08-06 2002-04-09 Showa Denko K.K. ELO semiconductor substrate
JP3542014B2 (ja) * 1998-09-21 2004-07-14 セントラル硝子株式会社 単結晶または多結晶含有非晶質材料の作製方法及びその非晶質材料
JP3007971B1 (ja) * 1999-03-01 2000-02-14 東京大学長 単結晶薄膜の形成方法
US6814130B2 (en) * 2000-10-13 2004-11-09 Chien-Min Sung Methods of making diamond tools using reverse casting of chemical vapor deposition
US7132309B2 (en) 2003-04-22 2006-11-07 Chien-Min Sung Semiconductor-on-diamond devices and methods of forming
KR100385947B1 (ko) * 2000-12-06 2003-06-02 삼성전자주식회사 원자층 증착 방법에 의한 박막 형성 방법
US7087504B2 (en) * 2001-05-18 2006-08-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device by irradiating with a laser beam
EP2275211B1 (en) * 2003-04-15 2012-07-04 Nippon Soda Co., Ltd. Method for producing organic thin film
FR2864109B1 (fr) * 2003-12-23 2006-07-21 Commissariat Energie Atomique Croissance organisee de nano-structures
US7329319B2 (en) * 2004-11-10 2008-02-12 Illinois Institute Of Technology Method for producing crystals and screening crystallization conditions
US7619347B1 (en) 2005-05-24 2009-11-17 Rf Micro Devices, Inc. Layer acoustic wave device and method of making the same
US8490260B1 (en) * 2007-01-17 2013-07-23 Rf Micro Devices, Inc. Method of manufacturing SAW device substrates
US7408286B1 (en) * 2007-01-17 2008-08-05 Rf Micro Devices, Inc. Piezoelectric substrate for a saw device
US7846767B1 (en) 2007-09-06 2010-12-07 Chien-Min Sung Semiconductor-on-diamond devices and associated methods
FR2925220B1 (fr) * 2007-12-14 2010-01-08 Univ Paris Sud Procede d'hetero epitaxie localisee sur dielectrique, en particulier de germanium sur silicium oxyde, et procede et systeme de realisation d'une base de fabrication de circuit integre homogene ou heterogene
US7989325B2 (en) * 2009-01-13 2011-08-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing crystalline semiconductor film and method for manufacturing thin film transistor

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3346414A (en) * 1964-01-28 1967-10-10 Bell Telephone Labor Inc Vapor-liquid-solid crystal growth technique
US3493431A (en) * 1966-11-25 1970-02-03 Bell Telephone Labor Inc Vapor-liquid-solid crystal growth technique
US3620833A (en) * 1966-12-23 1971-11-16 Texas Instruments Inc Integrated circuit fabrication
US3580732A (en) * 1968-01-15 1971-05-25 Ibm Method of growing single crystals
UST954009I4 (en) * 1973-03-24 1977-01-04 International Business Machines Corporation Method for the thermal oxidation of silicon with added chlorine
US3892608A (en) * 1974-02-28 1975-07-01 Motorola Inc Method for filling grooves and moats used on semiconductor devices
US4007294A (en) * 1974-06-06 1977-02-08 Rca Corporation Method of treating a layer of silicon dioxide
JPS5373072A (en) * 1976-12-13 1978-06-29 Sony Corp Formation of oxidized film
JPS5550636A (en) * 1978-10-09 1980-04-12 Hitachi Ltd Preparation of semiconductor device
JPS5571695A (en) * 1978-11-22 1980-05-29 Hitachi Ltd Production of epitaxial-grown wafer
US4402771A (en) * 1979-03-02 1983-09-06 Westinghouse Electric Corp. Substrate for silicon solar cells
US4239788A (en) * 1979-06-15 1980-12-16 Martin Marietta Corporation Method for the production of semiconductor devices using electron beam delineation
JPS5624925A (en) * 1979-08-08 1981-03-10 Hitachi Ltd Selective growth of silicon
GB2106419B (en) * 1981-02-04 1984-08-15 Western Electric Co Growth of structures based on group iv semiconductor materials
US4371421A (en) * 1981-04-16 1983-02-01 Massachusetts Institute Of Technology Lateral epitaxial growth by seeded solidification
JPS6046074B2 (ja) * 1981-06-30 1985-10-14 日本電信電話株式会社 半導体結晶成長方法
US4637127A (en) * 1981-07-07 1987-01-20 Nippon Electric Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
JPS5856322A (ja) * 1981-09-29 1983-04-04 Nec Corp 半導体基板の製造方法
JPS5856321A (ja) * 1981-09-29 1983-04-04 Nec Corp 半導体基板の製造方法
US4490208A (en) * 1981-07-08 1984-12-25 Agency Of Industrial Science And Technology Method of producing thin films of silicon
JPS58116739A (ja) * 1981-12-29 1983-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 膜多結晶体の粒子サイズの制御方法
JPS6050757B2 (ja) * 1982-01-12 1985-11-09 松下電器産業株式会社 単結晶膜の製造方法
US4462847A (en) * 1982-06-21 1984-07-31 Texas Instruments Incorporated Fabrication of dielectrically isolated microelectronic semiconductor circuits utilizing selective growth by low pressure vapor deposition
US4473598A (en) * 1982-06-30 1984-09-25 International Business Machines Corporation Method of filling trenches with silicon and structures
JPS5969495A (ja) * 1982-10-13 1984-04-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> シリコン単結晶膜の形成方法
JPS59169918A (ja) * 1983-03-14 1984-09-26 Showa Denko Kk ダイヤモンド合成法
US4522662A (en) * 1983-08-12 1985-06-11 Hewlett-Packard Company CVD lateral epitaxial growth of silicon over insulators
JPS6086096A (ja) * 1983-10-18 1985-05-15 Natl Inst For Res In Inorg Mater 膜状ダイヤモンドの析出法
JPS6092475A (ja) * 1983-10-25 1985-05-24 Anelva Corp 光化学的薄膜製造方法および装置
JPS612317A (ja) * 1984-06-15 1986-01-08 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JPH0766909B2 (ja) * 1984-07-26 1995-07-19 新技術事業団 元素半導体単結晶薄膜の成長法
US4657603A (en) * 1984-10-10 1987-04-14 Siemens Aktiengesellschaft Method for the manufacture of gallium arsenide thin film solar cells
US4592792A (en) * 1985-01-23 1986-06-03 Rca Corporation Method for forming uniformly thick selective epitaxial silicon
JPS61190923A (ja) * 1985-02-19 1986-08-25 Canon Inc 堆積膜形成法
JPS61190925A (ja) * 1985-02-19 1986-08-25 Canon Inc 堆積膜形成法
JPS61190926A (ja) * 1985-02-19 1986-08-25 Canon Inc 堆積膜形成法
JPH0633846B2 (ja) * 1985-09-11 1994-05-02 株式会社日本ピスコ 流体器具取付金具
CA1315614C (en) * 1985-10-23 1993-04-06 Shunichi Ishihara Method for forming deposited film
JPH0645886B2 (ja) * 1985-12-16 1994-06-15 キヤノン株式会社 堆積膜形成法
JPH0647730B2 (ja) * 1985-12-25 1994-06-22 キヤノン株式会社 堆積膜形成法
JP2566914B2 (ja) * 1985-12-28 1996-12-25 キヤノン株式会社 薄膜半導体素子及びその形成法
US4801474A (en) * 1986-01-14 1989-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Method for forming thin film multi-layer structure member
US4671970A (en) * 1986-02-05 1987-06-09 Ncr Corporation Trench filling and planarization process
US4800173A (en) * 1986-02-20 1989-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Process for preparing Si or Ge epitaxial film using fluorine oxidant

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