JPS6362893B2 - - Google Patents
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- JPS6362893B2 JPS6362893B2 JP18062383A JP18062383A JPS6362893B2 JP S6362893 B2 JPS6362893 B2 JP S6362893B2 JP 18062383 A JP18062383 A JP 18062383A JP 18062383 A JP18062383 A JP 18062383A JP S6362893 B2 JPS6362893 B2 JP S6362893B2
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に係わり、特
に絶縁膜上に方位の制御された良好な半導体単結
晶層を得る方法に関する。
に絶縁膜上に方位の制御された良好な半導体単結
晶層を得る方法に関する。
半導体集積回路の分野では、従来の２次元的に
活性領域を配置する手法にかわつて、最近３次元
的に積層する手法が検討され始めている。ここで
の基幹技術は、レーザビームや電子ビーム等によ
るビームアニールで絶縁膜上に良好な単結晶層を
得ることにある。また、方位制御も一つの重要な
事項である。これは、絶縁膜上の単結晶層の面内
方位をそろえておかないと、移動度の違い等によ
つて、素子の特性のばらつきが現われるためであ
る。
活性領域を配置する手法にかわつて、最近３次元
的に積層する手法が検討され始めている。ここで
の基幹技術は、レーザビームや電子ビーム等によ
るビームアニールで絶縁膜上に良好な単結晶層を
得ることにある。また、方位制御も一つの重要な
事項である。これは、絶縁膜上の単結晶層の面内
方位をそろえておかないと、移動度の違い等によ
つて、素子の特性のばらつきが現われるためであ
る。
従来のビームアニール法を第１図に示す。図中
１はシリコン基板、２はシリコン酸化膜、３はシ
リコン酸化膜２に形成した開孔、４は多結晶シリ
コン膜、５はレーザビーム或いは電子ビーム、６
は単結晶化したシリコン層である。ここで、開孔
３を通して多結晶シリコン膜４は、シリコン基板
１と接している。この方法では、レーザビームや
電子ビーム等をシリコン膜４を一部分づつ溶融し
ながら走査する。このようにして開孔部３からの
結晶方位情報を上部の多結晶シリコン膜４に伝え
てシリコン酸化膜２上に方位制御された単結晶シ
リコン層６が形成されることになる。
１はシリコン基板、２はシリコン酸化膜、３はシ
リコン酸化膜２に形成した開孔、４は多結晶シリ
コン膜、５はレーザビーム或いは電子ビーム、６
は単結晶化したシリコン層である。ここで、開孔
３を通して多結晶シリコン膜４は、シリコン基板
１と接している。この方法では、レーザビームや
電子ビーム等をシリコン膜４を一部分づつ溶融し
ながら走査する。このようにして開孔部３からの
結晶方位情報を上部の多結晶シリコン膜４に伝え
てシリコン酸化膜２上に方位制御された単結晶シ
リコン層６が形成されることになる。
しかしながら、この種の方法にあつては次のよ
うな問題があつた。すなわち、シリコン酸化膜の
熱伝導度は3.4×10-3〔calcm-1・sec-1・deg-1〕で
あり、一方シリコンのそれは0.2〔calcm-1・
sec-1・deg-1〕となつているため、開孔部３では
他の部分よりも熱の逃げが大きい。従つて、開孔
部３が丁度とける程度（Si：15w／cm℃、SiO2：
0.014w／cm℃）のパワーでアニールすると、シ
リコン酸化膜２上のシリコンに対してはパワーが
大きすぎてシリコンが蒸発してしまうことが起
る。また、シリコン酸化膜上のシリコンに対し丁
度良くパワーを設定すると、開孔部３のシリコン
が溶融しない場合がある。従つて、この両者を満
足させなければならないためパワーの許容幅は非
常に小さくなり、結晶成長の温度制御が極めて困
難であつた。
うな問題があつた。すなわち、シリコン酸化膜の
熱伝導度は3.4×10-3〔calcm-1・sec-1・deg-1〕で
あり、一方シリコンのそれは0.2〔calcm-1・
sec-1・deg-1〕となつているため、開孔部３では
他の部分よりも熱の逃げが大きい。従つて、開孔
部３が丁度とける程度（Si：15w／cm℃、SiO2：
0.014w／cm℃）のパワーでアニールすると、シ
リコン酸化膜２上のシリコンに対してはパワーが
大きすぎてシリコンが蒸発してしまうことが起
る。また、シリコン酸化膜上のシリコンに対し丁
度良くパワーを設定すると、開孔部３のシリコン
が溶融しない場合がある。従つて、この両者を満
足させなければならないためパワーの許容幅は非
常に小さくなり、結晶成長の温度制御が極めて困
難であつた。
本発明の目的は、ビームアニールにおけるパワ
ーの許容幅を大きくすることができ、結晶成長の
温度制御を比較的緩やかにし、成長結晶の良好な
方位制御が可能となり、３次元IC等の製造に好
適する半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
ーの許容幅を大きくすることができ、結晶成長の
温度制御を比較的緩やかにし、成長結晶の良好な
方位制御が可能となり、３次元IC等の製造に好
適する半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
本発明の骨子は、絶縁膜上単結晶層を形成する
ための基板として、結晶質絶縁体例えばサフアイ
ア基板上に形成したシリコン単結晶膜を用いるこ
とにある。
ための基板として、結晶質絶縁体例えばサフアイ
ア基板上に形成したシリコン単結晶膜を用いるこ
とにある。
サフアイア基板等の結晶性絶縁体は、通常シリ
コンに比して熱伝導度が小さいので、熱の逃げを
小さく抑えることができる。一方、３次元ICを
形成する場合、下地基板には通常能動素子が形成
されている。そして、この能動素子に熱的影響を
大きく与えることは好ましくない。従つて、開孔
部分から順次溶融固化した後の熱はす早く分散し
てしまうことが望ましく、そのためには熱伝導率
の高い高融点金属膜を層内に配置すればよい。
コンに比して熱伝導度が小さいので、熱の逃げを
小さく抑えることができる。一方、３次元ICを
形成する場合、下地基板には通常能動素子が形成
されている。そして、この能動素子に熱的影響を
大きく与えることは好ましくない。従つて、開孔
部分から順次溶融固化した後の熱はす早く分散し
てしまうことが望ましく、そのためには熱伝導率
の高い高融点金属膜を層内に配置すればよい。
本発明はこのような点に着目し、非晶質絶縁膜
上に半導体単結晶層を形成し半導体素子を多層に
形成する半導体装置の製造方法において、結晶性
絶縁物上に半導体単結晶膜を形成する工程と、こ
の半導体単結晶膜上に非晶質絶縁膜を形成し、か
つチツプのスクライブライン上に位置する半導体
単結晶膜上に高融点金属膜を形成する工程と、次
いで上記非晶質絶縁膜の一部をエツチングして上
記半導体単結晶膜の一部を露出せしめる工程と、
次いで全面に多結晶半導体膜を形成する工程と、
しかるのち電子ビーム或いはレーザビームを用い
て上記多結晶半導体膜をアニールして単結晶化す
るようにした方法である。
上に半導体単結晶層を形成し半導体素子を多層に
形成する半導体装置の製造方法において、結晶性
絶縁物上に半導体単結晶膜を形成する工程と、こ
の半導体単結晶膜上に非晶質絶縁膜を形成し、か
つチツプのスクライブライン上に位置する半導体
単結晶膜上に高融点金属膜を形成する工程と、次
いで上記非晶質絶縁膜の一部をエツチングして上
記半導体単結晶膜の一部を露出せしめる工程と、
次いで全面に多結晶半導体膜を形成する工程と、
しかるのち電子ビーム或いはレーザビームを用い
て上記多結晶半導体膜をアニールして単結晶化す
るようにした方法である。
本発明によれば、サフアイア基板等の結晶性絶
縁基板を高融点金属という組合せを用いることに
よつて、局所的には熱伝導度がシリコン基板に比
して小さいにも拘わらず、大きくみると熱の蓄積
が極めて小さいような構造を得ることが出来る。
従つて、前記第１図に示した開孔部のシリコンを
とかすビームパワーと絶縁膜上のシリコンをとか
すビームパワーとが接近してくるため、良好な方
位制御が可能となる。また、サフアイア上のシリ
コン単結晶層に形成された素子に対しては、高融
点金属膜による放熱効果のために、ビームアニー
ルによる熱の影響を著しく少なくすることができ
る。このため、３次元ICの製造に極めて有効で
ある。
縁基板を高融点金属という組合せを用いることに
よつて、局所的には熱伝導度がシリコン基板に比
して小さいにも拘わらず、大きくみると熱の蓄積
が極めて小さいような構造を得ることが出来る。
従つて、前記第１図に示した開孔部のシリコンを
とかすビームパワーと絶縁膜上のシリコンをとか
すビームパワーとが接近してくるため、良好な方
位制御が可能となる。また、サフアイア上のシリ
コン単結晶層に形成された素子に対しては、高融
点金属膜による放熱効果のために、ビームアニー
ルによる熱の影響を著しく少なくすることができ
る。このため、３次元ICの製造に極めて有効で
ある。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。
明する。
第２図ａ〜ｆは本発明の一実施例方法を説明す
るための工程断面図である。まず、第２図ａに示
す如くサフアイア基板（結晶性絶縁物）１１上に
通常のSOS形成工程に従つてシラン及び水素によ
つて単結晶シリコン膜１２を形成する。続いて、
第２図ｂに示す如く全面にシリコン酸化膜（非晶
質絶縁膜）１３を形成したのち、チツプスクライ
ブライン上に該ラインと同程度の間隔及び幅の溝
１４を通常のフオトエツチング法を用いて形成す
る。次いで、フツ化モリブデン若しくはフツ化タ
ングステンと不活性ガスとによつて第２図ｃに示
す如く上記溝部１４内にモリブデン若しくはタン
グステン膜（高融点金属膜）１５を約2000〔Å〕
厚さに選択形成する。その後、第２図ｄに示す如
くシリコン酸化膜１３を一部エツチング除去して
単結晶シリコン膜１２の一部を露出させる開孔１
６を形成する。この開孔１６は、次の絶縁膜上単
結晶層を形成する時のシードになる部分である。
るための工程断面図である。まず、第２図ａに示
す如くサフアイア基板（結晶性絶縁物）１１上に
通常のSOS形成工程に従つてシラン及び水素によ
つて単結晶シリコン膜１２を形成する。続いて、
第２図ｂに示す如く全面にシリコン酸化膜（非晶
質絶縁膜）１３を形成したのち、チツプスクライ
ブライン上に該ラインと同程度の間隔及び幅の溝
１４を通常のフオトエツチング法を用いて形成す
る。次いで、フツ化モリブデン若しくはフツ化タ
ングステンと不活性ガスとによつて第２図ｃに示
す如く上記溝部１４内にモリブデン若しくはタン
グステン膜（高融点金属膜）１５を約2000〔Å〕
厚さに選択形成する。その後、第２図ｄに示す如
くシリコン酸化膜１３を一部エツチング除去して
単結晶シリコン膜１２の一部を露出させる開孔１
６を形成する。この開孔１６は、次の絶縁膜上単
結晶層を形成する時のシードになる部分である。
次に、全面にシランの熱分解によつて、第２図
ｅに示す如く全面に多結晶シリコン膜１７を形成
する。その後、第２図ｆに示す如くレーザビーム
或いは電子ビームによるビームアニール法で、多
結晶シリコン膜１７の単結晶化処理を行う。かく
して、シリコン酸化膜１３上にシリコン単結晶層
１８が形成されることになる。
ｅに示す如く全面に多結晶シリコン膜１７を形成
する。その後、第２図ｆに示す如くレーザビーム
或いは電子ビームによるビームアニール法で、多
結晶シリコン膜１７の単結晶化処理を行う。かく
して、シリコン酸化膜１３上にシリコン単結晶層
１８が形成されることになる。
このようにすることにより、開孔部１６と平坦
部とでの許容ビームパワーが近づくため、結晶成
長の制御が容易となる。
部とでの許容ビームパワーが近づくため、結晶成
長の制御が容易となる。
第３図ａ〜ｄは他の実施例を説明するための工
程断面図である。この実施例が先に説明した実施
例と異なる点は、高融点金属膜１５の形成方法と
して選択CVD法の代りに通常のフオトエツチン
グ法を用いることにある。
程断面図である。この実施例が先に説明した実施
例と異なる点は、高融点金属膜１５の形成方法と
して選択CVD法の代りに通常のフオトエツチン
グ法を用いることにある。
まず、第３図ａに示す如くサフアイア基板１１
上に通常のSOS形成工程に従つて、単結晶シリコ
ン膜１２を形成する。続いて、蒸着法を用い全面
にタングステン若しくはモリブデン膜（高融点金
属膜）１５を形成する。次いで、通常のフオトエ
ツチング法を用い、第３図ｂに示す如くスクライ
ブラインに相当する部分を除いて高融点金属膜１
５をエツチング除去する。続いて、プラズマ
CVD法を用い、第３図ｃに示す如く全面にシリ
コン酸化膜を形成したのち、シード部をエツチン
グ除去して開孔１６を形成する。次いでLPCVD
法を用い、第３図ｄに示す如く全面に多結晶シリ
コン膜１７を形成する。この最終形態は、先の実
施例と高融点金属膜１５上にシリコン酸化膜１３
が存在する以外は同一形態になる。
上に通常のSOS形成工程に従つて、単結晶シリコ
ン膜１２を形成する。続いて、蒸着法を用い全面
にタングステン若しくはモリブデン膜（高融点金
属膜）１５を形成する。次いで、通常のフオトエ
ツチング法を用い、第３図ｂに示す如くスクライ
ブラインに相当する部分を除いて高融点金属膜１
５をエツチング除去する。続いて、プラズマ
CVD法を用い、第３図ｃに示す如く全面にシリ
コン酸化膜を形成したのち、シード部をエツチン
グ除去して開孔１６を形成する。次いでLPCVD
法を用い、第３図ｄに示す如く全面に多結晶シリ
コン膜１７を形成する。この最終形態は、先の実
施例と高融点金属膜１５上にシリコン酸化膜１３
が存在する以外は同一形態になる。
このような方法であつても先の実施例と同様の
効果が得られるのは勿論のことである。また、単
結晶シリコン層を更に積み上げる場合には２層或
いは３層毎にこのような金属膜メツシユを形成す
ることにより、膜厚が厚い時の熱の逃げが悪くな
る問題も緩和することが出来る。
効果が得られるのは勿論のことである。また、単
結晶シリコン層を更に積み上げる場合には２層或
いは３層毎にこのような金属膜メツシユを形成す
ることにより、膜厚が厚い時の熱の逃げが悪くな
る問題も緩和することが出来る。
なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。例えば、前記高
融点金属膜を形成する領域として、スクライブラ
インに加え素子領域の一部を用いることも可能で
ある。この場合、高集積化の点で若干不利となる
が放熱効果はより大きなものとなる。また、シリ
コン以外の他の半導体の単結晶化に適用できるの
も勿論のことである。
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。例えば、前記高
融点金属膜を形成する領域として、スクライブラ
インに加え素子領域の一部を用いることも可能で
ある。この場合、高集積化の点で若干不利となる
が放熱効果はより大きなものとなる。また、シリ
コン以外の他の半導体の単結晶化に適用できるの
も勿論のことである。
第１図は従来のビームアニール法の問題点を説
明するための断面図、第２図は本発明の一実施例
を説明するための工程断面図、第３図は他の実施
例を説明するための工程断面図である。 １１…サフアイア基板（結晶性絶縁物）、１２
…シリコン単結晶膜、１３…シリコン酸化膜、１
４，１６…開孔、１５…高融点金属膜、１７…多
結晶シリコン膜、１８…シリコン単結晶層。
明するための断面図、第２図は本発明の一実施例
を説明するための工程断面図、第３図は他の実施
例を説明するための工程断面図である。 １１…サフアイア基板（結晶性絶縁物）、１２
…シリコン単結晶膜、１３…シリコン酸化膜、１
４，１６…開孔、１５…高融点金属膜、１７…多
結晶シリコン膜、１８…シリコン単結晶層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非晶質絶縁膜上に半導体単結晶層を形成し半
導体素子を多層に形成する半導体装置の製造方法
において、結晶性絶縁物上に半導体単結晶膜を形
成する工程と、この半導体単結晶膜上に非晶質絶
縁膜を形成し、かつチツプのスクライブライン上
に位置する半導体単結晶膜上に高融点金属膜を形
成する工程と、次いで上記非晶質絶縁膜の一部を
エツチングして上記半導体単結晶膜の一部を露出
せしめる工程と、次いで全面に多結晶半導体膜を
形成する工程と、しかるのち電子ビーム或いはレ
ーザビームを用いて上記多結晶半導体膜をアニー
ルして単結晶化する工程とを具備したことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 ２ 前記結晶性絶縁物として、サフアイア基板を
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体装置の製造方法。 ３ 前記非晶質絶縁膜及び高融点金属膜を形成す
る工程として、前記半導体単結晶膜上に上記非晶
質絶縁膜を形成したのち、チツプのスクライブラ
イン上に位置する非晶質絶縁膜をエツチングし、
次いでこのエツチングにより露出した半導体単結
晶膜上に上記高融点金属膜を形成するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置の製造方法。 ４ 前記非晶質絶縁膜及び高融点金属膜を形成す
る工程として、前記半導体単結晶膜の前記スクラ
イブライン上に位置する部分に高融点金属膜を選
択的に形成し、次いで全面に上記非晶質絶縁膜を
形成するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18062383A JPS6074507A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18062383A JPS6074507A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074507A JPS6074507A (ja) | 1985-04-26 |
| JPS6362893B2 true JPS6362893B2 (ja) | 1988-12-05 |
Family
ID=16086445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18062383A Granted JPS6074507A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074507A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020096099A1 (ko) * | 2018-11-09 | 2020-05-14 | 주식회사 루닛 | 기계 학습 방법 및 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590857U (ja) * | 1991-05-29 | 1993-12-10 | 株式会社小桜建装 | 差し込みプラグ |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP18062383A patent/JPS6074507A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020096099A1 (ko) * | 2018-11-09 | 2020-05-14 | 주식회사 루닛 | 기계 학습 방법 및 장치 |
| US10922628B2 (en) | 2018-11-09 | 2021-02-16 | Lunit Inc. | Method and apparatus for machine learning |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6074507A (ja) | 1985-04-26 |
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