| 1.SOI構造形成技術概論 1 |
| 1.1 SOI構造の必要性と要求される特性 1 |
| 1.1.1 SOI構造の用途 1 |
| 1.1.2 SOI構造に要求される特性 5 |
| 1.2 SOI構造形成技術の種類 6 |
| 1.2.1 SOI構造 6 |
| 1.2.2 SOI構造形成技術の分類と特徴 7 |
| 1.3 まとめ 9 |
| 文献 10 |
| 2.線状加熱形帯域溶融再結晶化法 11 |
| 2.1 グラフォエピタキシ 11 |
| 2.1.1 グラフォエピタキシの歴史 12 |
| 2.1.2 グラフォエピタキシの原理 14 |
| 2.2 ZMR法 16 |
| 2.2.1 ZMR法の実際 18 |
| 2.2.2 ZMR Siの結晶性 20 |
| 2.2.3 結晶性の改善 24 |
| 2.3 亜粒界の制御 28 |
| 2.3.1 亜粒界の結晶学的性質 28 |
| 2.3.2 亜粒界の制御 31 |
| 文献 34 |
| 3.レーザビーム再結晶化法 35 |
| 3.1 レーザビーム再結晶化法の分類 35 |
| 3.2 レーザ再結晶化による結晶欠陥 43 |
| 3.3 シードレスレーザ再結晶化法における結晶方位と電気的特性 45 |
| 3.3.1 シードレス再結晶化法 46 |
| 3.3.2 再結晶化層中の素子の電気特性 47 |
| 3.3.3 積層化SOI構造での電気特性 49 |
| 3.3.4 クロストーク 51 |
| 3.4 シードによるレーザ再結晶化法の結晶方位制御 54 |
| 3.5 周辺反射防止膜法による単結晶島の形成 61 |
| 文献 68 |
| 4.電子ビーム再結晶化法 71 |
| 4.1 電子ビーム再結晶化法の分類 71 |
| 4.1.1 電子ビーム再結晶化法の特徴 71 |
| 4.1.2 点状電子ビーム法 72 |
| 4.1.3 線状および擬似線状電子ビーム法 74 |
| 4.2 擬似線状電子ビームによるSOI大面積再結晶化 77 |
| 4.2.1 擬似線状電子ビームの形成 77 |
| 4.2.2 SOI結晶成長 81 |
| 4.3 電子ビーム再結晶化層の評価 84 |
| 4.3.1 線状ビーム再結晶化層の結晶性評価 84 |
| 4.3.2 擬似線状ビーム再結晶化層の結晶性評価 87 |
| 4.3.3 電気的特性評価 91 |
| 文献 94 |
| 5.横方向固相方位成長法 97 |
| 5.1 固相成長の物理 97 |
| 5.2 縦・横方向固相成長速度 106 |
| 5.2.1 縦方向成長速度に与える諸要因 106 |
| 5.2.2 ビーム照射による縦方向固相成長の促進 110 |
| 5.2.3 横方向固相成長速度 111 |
| 5.3 横方向相成長の実際 114 |
| 5.3.1 試料作製法 114 |
| 5.3.2 一般的現象 114 |
| 5.3 3 面方位依存性 117 |
| 5.3.4 パターン形状依存性 118 |
| 5.3.5 残留欠陥 119 |
| 5.4 不純物効果 121 |
| 5.4.1 横方向成長因子 122 |
| 5.4.2 均 ドープ効果 122 |
| 5.3.3 選択ドープ効果 123 |
| 5.5 電気的特性評価 125 |
| 5.5.1 ノンドープ膜の評価 125 |
| 5.5.2 選択ドープ膜の電気的特性評価 127 |
| 文献 127 |
| 6.結晶性絶縁膜上へのエピタキシャル成長 131 |
| 6.1 SOS基板技術 132 |
| 6.1.1 結晶成長技術 132 |
| 6.1.2 結晶成長過程 134 |
| 6.1.3 結晶的性質と電気特性との関係 135 |
| 6.2 CVD法によるスピネル形成とSi再成長 138 |
| 6.2.1 スピネル層で絶縁分離するSOI技術 138 |
| 6.2.2 スピネル層上へのSiエピ成長 138 |
| 6.2.3 スピネル層上Si層の結晶性と素子特性 141 |
| 6.3 ふつ化物上へのSi成長 144 |
| 6.3.1 ふつ化物の特徴 144 |
| 6.3.2 ふつ化物薄膜の成長方法 145 |
| 6.3.3 Si上のCaF2の結晶性 146 |
| 6.3.4 エピタキシャルCaF2膜の電気的特性 149 |
| 6.3.5 Si/CaF2/Si構造の成長 非晶質予備堆積法 150 |
| 6.3.6 Si層の結晶性とその問題点 154 |
| 6.4 Si/CaF2/Si(100)構造へのデバイス形成 156 |
| 6.4.1 エピタキシャル成長膜の結晶性 157 |
| 6.4.2 デバイス形成 157 |
| 6.4.3 デバイス特性 158 |
| 文献 161 |
| 7.絶縁層埋込法 163 |
| 7.1 イオン注入法による埋込層の形成 163 |
| 7.1.1 酸素イオン注入層の特性 164 |
| 7.1.2 表面Si層の結晶性 167 |
| 7.1.3 イオン注込時の基板温度 171 |
| 7.2 イオン注込装置とスループット 172 |
| 7.3 多孔質シリコン膜の酸化による埋込層の形成 176 |
| 7.3.1 FIPOS工程 177 |
| 7.3.2 シリコン膜の特性 187 |
| 文献 191 |
| 8.その他のSOI形成技術 193 |
| 8.1 張付け法による各種LSI形成技術 193 |
| 8.1.1 ELVIC技術 193 |
| 8.1.2 シリコンウェーハ直接接合技術(その1) 197 |
| 8.1.3 シリコンウェーハ直接接合技術(その2) 199 |
| 8.1.4 薄膜デバイス層転写技術 200 |
| 8.1.5 LSIチップのSiウェーハへの埋込み 203 |
| 8.1.6 まとめ 203 |
| 8.2 横方向気相成長 203 |
| 8.2.1 ELOプロセス 203 |
| 8.2.2 ELO発展の過程 205 |
| 8.2.3 まとめ 208 |
| 文献 208 |
| 9. デバイスへの応用 211 |
| 9.1 ポリシリコンを利用した集積回路 211 |
| 9.1.2 ポリシリコン・トランジスタの特性と水素化処理 212 |
| 9.1.3 スタチックRAMへの応用 215 |
| 9.1.4 ダイナミックRAMへの応用 217 |
| 9.1.5 まとめ 220 |
| 9.2 二次元回路素子への応用 221 |
| 9.2.1 埋込SiO2層を有するSOI基板を用いたCMOS LSI 221 |
| 9.2.2 FIPOS/CMOS LSI技術 225 |
| 9.3 三次元回路素子への応用例 232 |
| 9.3.1 三次元回路素子に期待される特徴と応用 232 |
| 9.3.2 三次元集積回路素子の開発の現状(1) 238 |
| 9.3.3 三次元集積回路素子の開発の現状(2) 249 |
| 9.4 高電圧デバイスへの応用例 258 |
| 9.4.1 スピネルエピ層を用いた高耐圧絶縁分離技術 258 |
| 9.4.2 ウェル構造SOI上の素子特性 260 |
| 9.5 表示デバイスへの応用 264 |
| 9.5.1 大面積デバイスの位置付け 264 |
| 9.5.2 アモルファスシリコンの特徴 265 |
| 9.5.3 TFTの断面構造 266 |
| 9.5.4 TFTの特性 267 |
| 9.5.5 応用デバイス 268 |
| 文献 270 |
| 付録 三次元ICによるコスト削減効果 273 |
| 文献 275 |
| 索引 277 |
図書
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