JPH0347967A - 多結晶質シリコン層の製造方法 - Google Patents
多結晶質シリコン層の製造方法Info
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- JPH0347967A JPH0347967A JP2172522A JP17252290A JPH0347967A JP H0347967 A JPH0347967 A JP H0347967A JP 2172522 A JP2172522 A JP 2172522A JP 17252290 A JP17252290 A JP 17252290A JP H0347967 A JPH0347967 A JP H0347967A
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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。
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、基板に多結晶質シリコン層を製造する方法に
関する。
関する。
多結晶質シリコン層は半導体技術分野において多くの使
用可能性を有する。これらは例えば集積回路中の多結晶
質シリコンからなる抵抗体、太陽電池及びＳ ＯＩ （
Ｓ １ｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉ ｎ５ｕｌａｔｏｒ＝
絶縁体上シリコン）技術において必要とされる。
用可能性を有する。これらは例えば集積回路中の多結晶
質シリコンからなる抵抗体、太陽電池及びＳ ＯＩ （
Ｓ １ｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉ ｎ５ｕｌａｔｏｒ＝
絶縁体上シリコン）技術において必要とされる。
多結晶質シリコンからなる抵抗体（いわゆる多珪素抵抗
体）を集積回路に使用するに当たっては、抵抗体の目標
パラメータを確実に実現することが必要である。これら
のパラメータは析出条件（結晶度及び厚さ）、注入量又
はドーパント濃度及び活性化によって決定される。その
際注入量及び活性化は、化学的に溶解した電気的に活性
なドーパントの濃度を決定する。析出条件の選択はシリ
コン層の結晶度を決定する（例えばカミンズ（Ｔ、 Ｉ
。
体）を集積回路に使用するに当たっては、抵抗体の目標
パラメータを確実に実現することが必要である。これら
のパラメータは析出条件（結晶度及び厚さ）、注入量又
はドーパント濃度及び活性化によって決定される。その
際注入量及び活性化は、化学的に溶解した電気的に活性
なドーパントの濃度を決定する。析出条件の選択はシリ
コン層の結晶度を決定する（例えばカミンズ（Ｔ、 Ｉ
。
Ｋａｍｉｎｓ）の論文「ジャーナル・オブ・ジ・エレク
トロケミカル・ソサイエティ（Ｊ、 Ｅｌｃｈｅｍ、
ＳＯＣ，）Ｊ１２７ （１９８０年）６８６頁、キンズ
ポーン（Ｅ、 １（ｉｌｓｂｏｒｎ）その他の論文「ア
プライド・フィツクス・レターズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙ
ｓ、 Ｌｅｔｔ、） ４２ （１９８３年）８３５頁、
マクギン（Ｔ、 ＭｃＧｉｎｎ）その他の論文「イージ
ーニス・ミーティング（ＥＣ３Ｍｅｅｔｉｎｇ）Ｊ
（１９８３年５月）６４７頁、ベラカ−（ｐ、３． Ｂ
ｅｃｋｅｒ）その他の論文「アプライド・フィツクス・
レターズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、） Ｊ
５６１ （１９８４年）１２３３頁参照）。
トロケミカル・ソサイエティ（Ｊ、 Ｅｌｃｈｅｍ、
ＳＯＣ，）Ｊ１２７ （１９８０年）６８６頁、キンズ
ポーン（Ｅ、 １（ｉｌｓｂｏｒｎ）その他の論文「ア
プライド・フィツクス・レターズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙ
ｓ、 Ｌｅｔｔ、） ４２ （１９８３年）８３５頁、
マクギン（Ｔ、 ＭｃＧｉｎｎ）その他の論文「イージ
ーニス・ミーティング（ＥＣ３Ｍｅｅｔｉｎｇ）Ｊ
（１９８３年５月）６４７頁、ベラカ−（ｐ、３． Ｂ
ｅｃｋｅｒ）その他の論文「アプライド・フィツクス・
レターズ（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、） Ｊ
５６１ （１９８４年）１２３３頁参照）。
多結晶質シリコン層を製造する可能性は多結晶析出にあ
る。この場合粒状組織及び集合組織は析出それ自体によ
って決定される。これらは次の８００℃〜１０５０℃の
範囲内での高温工程によってはもはや著しく変化するこ
とはない。この事実は特にドーピング処理されていない
層及び例えばホウ素でドーピングされた層についていえ
る。燐又は砒素でドーピングした場合には、層内で粒子
は更に成長するが、その再現可能性は（析出の）出発条
件によって左右される。
る。この場合粒状組織及び集合組織は析出それ自体によ
って決定される。これらは次の８００℃〜１０５０℃の
範囲内での高温工程によってはもはや著しく変化するこ
とはない。この事実は特にドーピング処理されていない
層及び例えばホウ素でドーピングされた層についていえ
る。燐又は砒素でドーピングした場合には、層内で粒子
は更に成長するが、その再現可能性は（析出の）出発条
件によって左右される。
多結晶質シリコン層を製造する他のもう１つの方法は、
まず層を非晶質に析出させ、引続き高温処理過程で結晶
化することにより多結晶質にする方法である。この層の
粒状組織及び集合組織は高温処理過程での結晶化によっ
て決定される。−層低い温度での後熱処理は一度固定さ
れた粒状組織をもはや変えることはない。その他パラメ
ータが同じ場合には、非晶質に析出させ次いで結晶化し
た層は多結晶質に析出された層に比べて約１／３の層抵
抗を有するに過ぎない（ベラカー（Ｆ、 ５Ｂｅｃｋｅ
ｒ）その他の論文［アプライド・フィツクス・レターズ
（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、） ５６１
（１９８４年）１２３３頁参照）。従って非晶質に析出
させた層では、明らかに一層薄い層厚で同じ目的抵抗値
を得ることができる。その結果非晶質に析出された層は
、集積回路のトポグラフィ−問題を解決する重要な要素
である。
まず層を非晶質に析出させ、引続き高温処理過程で結晶
化することにより多結晶質にする方法である。この層の
粒状組織及び集合組織は高温処理過程での結晶化によっ
て決定される。−層低い温度での後熱処理は一度固定さ
れた粒状組織をもはや変えることはない。その他パラメ
ータが同じ場合には、非晶質に析出させ次いで結晶化し
た層は多結晶質に析出された層に比べて約１／３の層抵
抗を有するに過ぎない（ベラカー（Ｆ、 ５Ｂｅｃｋｅ
ｒ）その他の論文［アプライド・フィツクス・レターズ
（Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、） ５６１
（１９８４年）１２３３頁参照）。従って非晶質に析出
させた層では、明らかに一層薄い層厚で同じ目的抵抗値
を得ることができる。その結果非晶質に析出された層は
、集積回路のトポグラフィ−問題を解決する重要な要素
である。
非晶質析出層の欠点は、生じる抵抗値の変動幅が、多結
晶析出層の場合には最高でも±２％であるのに対して、
最少で±１０％という極端な大きさを有することにある
。
晶析出層の場合には最高でも±２％であるのに対して、
最少で±１０％という極端な大きさを有することにある
。
従って非晶質析出層の利点は、シリコン・マイクロエレ
クトロニクスにおける厳密に調整された層抵抗値を要求
されない一分野において十分であるにすぎない。
クトロニクスにおける厳密に調整された層抵抗値を要求
されない一分野において十分であるにすぎない。
多結晶質シリコン層の層抵抗及び他の電気的特性が層の
粒状組織及び集合ｍ織と相関関係にあることは公知であ
る（例えばヘラカー（Ｆ、 Ｓ、 Ｂｅｃｋｅｒ）その
他の論文［アプライド・フィツクス・レターズ（Ａｐｐ
ｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ；） Ｊ ５６１ （１
９８４年）１２３３頁参照）。
粒状組織及び集合ｍ織と相関関係にあることは公知であ
る（例えばヘラカー（Ｆ、 Ｓ、 Ｂｅｃｋｅｒ）その
他の論文［アプライド・フィツクス・レターズ（Ａｐｐ
ｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ；） Ｊ ５６１ （１
９８４年）１２３３頁参照）。
［発明が解決しようとする課題］
従って本発明は、非晶質に製造された層の利点を維持し
たままで、一定の粒度及び集合組織を有する多結晶質シ
リコン層の製造方法を掃供することを課題とする。
たままで、一定の粒度及び集合組織を有する多結晶質シ
リコン層の製造方法を掃供することを課題とする。
この課題は本発明によれば、
ａ） 基板上に非晶質シリコン層を析出さ寸、ｂ） 非
晶質シリコン層を存する基板を、開始温度が非晶質シリ
コンの結晶化温度よりも低い炉に装入し、 Ｃ） 熱平衡を調整後、炉中の非晶質シリコン層を存す
る基板を、制御下に開始温度から結晶化温度より高い目
標温度に加熱して、非晶質シリコン層を完全に結晶化し
、多結晶質シリコン層にする 各工程から成る、基板上への多結晶質シリコン層を製造
する方法により解決される。
晶質シリコン層を存する基板を、開始温度が非晶質シリ
コンの結晶化温度よりも低い炉に装入し、 Ｃ） 熱平衡を調整後、炉中の非晶質シリコン層を存す
る基板を、制御下に開始温度から結晶化温度より高い目
標温度に加熱して、非晶質シリコン層を完全に結晶化し
、多結晶質シリコン層にする 各工程から成る、基板上への多結晶質シリコン層を製造
する方法により解決される。
本発明は、非晶質層が熱力学的に准安定であるという認
識に基づくものである。すなわち一定のしきい値を超え
るエネルギーを供給した場合、層は完全に結晶する。こ
の場合非晶質から結晶への相転換は全容積において均一
に行われるのではなく、まず局部的に小さな結晶子核の
形成下に始まり、それが次第に非晶質範囲に拡がるよう
に行われる。結晶化の活動は２つの範囲、すなわち核の
形成及び結晶子の成長からなる。
識に基づくものである。すなわち一定のしきい値を超え
るエネルギーを供給した場合、層は完全に結晶する。こ
の場合非晶質から結晶への相転換は全容積において均一
に行われるのではなく、まず局部的に小さな結晶子核の
形成下に始まり、それが次第に非晶質範囲に拡がるよう
に行われる。結晶化の活動は２つの範囲、すなわち核の
形成及び結晶子の成長からなる。
ツェラマ（Ｋ、 Ｚｅｌｌａｍａ）その他の論文「ジャ
ーナル・オブ・アプライド°フィジクス（Ｊ、 Ａｐｐ
ｌ。
ーナル・オブ・アプライド°フィジクス（Ｊ、 Ａｐｐ
ｌ。
Ｐｈｙｓ、）」５０ （１９７９年）６９９５頁、スフ
ェランド（Ｓ、 ５ｑｕｅｌａｎｄ）その他の論文「レ
ビュー・オブ・フィツクス・アプライド（Ｒｅｖ、 Ｐ
ｈｙｓ、 Ａｐｐｌ、）Ｊ １６ （１９８１年）６５
７頁、ピサロ（Ｒ。
ェランド（Ｓ、 ５ｑｕｅｌａｎｄ）その他の論文「レ
ビュー・オブ・フィツクス・アプライド（Ｒｅｖ、 Ｐ
ｈｙｓ、 Ａｐｐｌ、）Ｊ １６ （１９８１年）６５
７頁、ピサロ（Ｒ。
Ｂ１５ａｒｏ）その他の論文「フィツクス・レビュー・
ビー（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、 Ｂ、）Ｊ ３１ （１
９８５年）３５６８頁から、気相からの析出（ＣＶＤ法
）により製造された非晶質シリコン層では、主にシリコ
ンと基板との接触面で起こる接触面誘発結晶化が主とし
て生じることが公知である。この結晶化は基板とシリコ
ンとの接触面での核形成から始まり、全接触面に沿って
薄い多結晶質核層を形成する。
ビー（Ｐｈｙｓ、 Ｒｅｖ、 Ｂ、）Ｊ ３１ （１
９８５年）３５６８頁から、気相からの析出（ＣＶＤ法
）により製造された非晶質シリコン層では、主にシリコ
ンと基板との接触面で起こる接触面誘発結晶化が主とし
て生じることが公知である。この結晶化は基板とシリコ
ンとの接触面での核形成から始まり、全接触面に沿って
薄い多結晶質核層を形成する。
この核層の形成後は、もはやいかなる核形成も起こらな
い。結晶子の成長は非晶質層の負担になるに過ぎない。
い。結晶子の成長は非晶質層の負担になるに過ぎない。
成長方向は層平面に対して垂直に生ずる。結晶化は、結
晶化前線が層表面に達した時点に終了する。
晶化前線が層表面に達した時点に終了する。
非晶質層は十分にエネルギーを供給した際完全に結晶化
することから、例えば８００℃に予め加熱された管状炉
に装入される非晶質層の結晶化は、装入過程ですでに完
全に行われる。この場合非晶質から結晶への転換は制御
不能な状態で進行し、従って粒状組織及び集合組織を再
現可能に調整することはできない。その結果多結晶質シ
リコンから抵抗体を製造する際に生じる薄膜抵抗体は著
しく不安定になる。
することから、例えば８００℃に予め加熱された管状炉
に装入される非晶質層の結晶化は、装入過程ですでに完
全に行われる。この場合非晶質から結晶への転換は制御
不能な状態で進行し、従って粒状組織及び集合組織を再
現可能に調整することはできない。その結果多結晶質シ
リコンから抵抗体を製造する際に生じる薄膜抵抗体は著
しく不安定になる。
薄膜抵抗体の精密な調整は厳密に定められた結晶化工程
を必要とする。
を必要とする。
本発明方法では結晶処理を厳密に定められた結晶化工程
で実施する。非晶質シリコン層を有する基板を、非晶質
シリコンの結晶化温度よりも低い出発温度に予め加熱さ
れている炉に装入することから、この非晶質シリコン層
は始動過程及び炉内を熱平衡に調整する間は不変、すな
わち非晶質のままである。熱平衡調整後、すなわち非晶
質シリコン層及び基板が炉の出発温度に達した際、炉を
制御下に出発温度から結晶化温度よりも高い目標温度に
加熱する。制御された加熱処理に際して、その瞬間温度
は再現可能の予め設定された温度分布を描く。温度分布
の象、速なまた緩慢な経過はそれぞれ再現可能の集合組
織及び粒度を生ぜしめる。
で実施する。非晶質シリコン層を有する基板を、非晶質
シリコンの結晶化温度よりも低い出発温度に予め加熱さ
れている炉に装入することから、この非晶質シリコン層
は始動過程及び炉内を熱平衡に調整する間は不変、すな
わち非晶質のままである。熱平衡調整後、すなわち非晶
質シリコン層及び基板が炉の出発温度に達した際、炉を
制御下に出発温度から結晶化温度よりも高い目標温度に
加熱する。制御された加熱処理に際して、その瞬間温度
は再現可能の予め設定された温度分布を描く。温度分布
の象、速なまた緩慢な経過はそれぞれ再現可能の集合組
織及び粒度を生ぜしめる。
温度分布の経過が緩慢な場合−層大きな結晶子が生じる
が、温度分布の経過が急速になると一層小さな結晶子と
なる。結晶化試料の電気抵抗は結晶子の大きさに左右さ
れる。−層小さな結晶子は高い抵抗を、また大きな結晶
子は低い抵抗をもたらす。多結晶質層の使用分野に応じ
て温度分布の経過を種々異なる速度で実行することによ
り、種々の結晶子粒度、従ってまた種々の電気パラメー
タが達成される。
が、温度分布の経過が急速になると一層小さな結晶子と
なる。結晶化試料の電気抵抗は結晶子の大きさに左右さ
れる。−層小さな結晶子は高い抵抗を、また大きな結晶
子は低い抵抗をもたらす。多結晶質層の使用分野に応じ
て温度分布の経過を種々異なる速度で実行することによ
り、種々の結晶子粒度、従ってまた種々の電気パラメー
タが達成される。
本発明による製造方法は、特定の粒度及び集合組織が重
要なすべての多結晶質層、特に多結晶質シリコンからな
る抵抗体、多結晶質シリコンからなる端子、多結晶質シ
リコンからなる電気結線、ＳＯＩ技術分野及び太陽電池
用として通している。
要なすべての多結晶質層、特に多結晶質シリコンからな
る抵抗体、多結晶質シリコンからなる端子、多結晶質シ
リコンからなる電気結線、ＳＯＩ技術分野及び太陽電池
用として通している。
基板を目標温度で例えば１５分間熱処理することは本発
明の枠内にある。
明の枠内にある。
非晶質シリコン層を製造する一つの方法は、これをいわ
ゆるＣＶＤ法で５６０℃で気相から析出させることにあ
る。この場合炉内の出発温度は５００℃〜５５０℃であ
る。
ゆるＣＶＤ法で５６０℃で気相から析出させることにあ
る。この場合炉内の出発温度は５００℃〜５５０℃であ
る。
非晶質シリコン層を製造する他の方法は、これをスパッ
タリングにより例えば２００℃〜３５０℃の温度で基板
に析出させることである。この場合炉内の出発温度は同
様に２００℃〜３５０℃である。
タリングにより例えば２００℃〜３５０℃の温度で基板
に析出させることである。この場合炉内の出発温度は同
様に２００℃〜３５０℃である。
ある。
非晶質シリコン層を有する基板を≦１０℃／分の温度変
化で例えば７００℃の目標温度に徐々に加熱することに
よって、例えば層厚０．３μｍで約０．３μｍの粒度が
得られる。この多結晶質シリコン層は、適当にドーピン
グした後、多結晶質シリコンからなる抵抗体を製造する
のに適している。
化で例えば７００℃の目標温度に徐々に加熱することに
よって、例えば層厚０．３μｍで約０．３μｍの粒度が
得られる。この多結晶質シリコン層は、適当にドーピン
グした後、多結晶質シリコンからなる抵抗体を製造する
のに適している。
結晶処理を急速な熱完全硬化法、いわゆる急速熱アニー
リング法（Ｒａｐｉｄ−ｔｈｅｒｍａｌ−ａｎｎｅａｌ
ｉｎｇ−ｐｒｏｃｅｓｓ）で実施することは本発明の枠
内にある。急速熱アニーリング法では少なくとも１００
℃／秒の急速な温度変化が得られる。典型的な例として
は温度変化は数１００℃の範囲内にある。この方法では
加熱のために例えばタングステンランプ及び水冷アーク
灯を使用する。これにより５００℃〜１１５０℃の範囲
内の温度が得られる。
リング法（Ｒａｐｉｄ−ｔｈｅｒｍａｌ−ａｎｎｅａｌ
ｉｎｇ−ｐｒｏｃｅｓｓ）で実施することは本発明の枠
内にある。急速熱アニーリング法では少なくとも１００
℃／秒の急速な温度変化が得られる。典型的な例として
は温度変化は数１００℃の範囲内にある。この方法では
加熱のために例えばタングステンランプ及び水冷アーク
灯を使用する。これにより５００℃〜１１５０℃の範囲
内の温度が得られる。
所望の導電形に応じて多結晶質シリコン層をドーピング
する。このドーピングは多結晶質シリコン層に注入し、
次いで各ドーパントを活性化することによってか、又は
結晶化工程前に非晶質シリ１ コン層に注入することによって行う。非晶質層では、ド
ーピング分布を不鮮明にするチャネリング効果が原理的
には生じないことから、結晶化工程前に例えば硼素を非
晶質層内に注入し得ることは利点である。この場合活性
化は結晶化工程後の高温処理工程で実施する。
する。このドーピングは多結晶質シリコン層に注入し、
次いで各ドーパントを活性化することによってか、又は
結晶化工程前に非晶質シリ１ コン層に注入することによって行う。非晶質層では、ド
ーピング分布を不鮮明にするチャネリング効果が原理的
には生じないことから、結晶化工程前に例えば硼素を非
晶質層内に注入し得ることは利点である。この場合活性
化は結晶化工程後の高温処理工程で実施する。
他の方法として、ドーパントを非晶質析出過程でその場
で導入することもできる。
で導入することもできる。
次に本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
第１図に示すように例えば二酸化珪素からなる基板１上
に、例えばＣＶＤ法により５６０℃で非晶質シリコン層
２１を析出させる。非晶質シリコン層２１を注入法によ
り又はその場でドーパントでドーピングすることにより
不純化する。ドーパントは、ｎ抵抗体を意図する場合に
は例えば砒素であり、またｐ抵抗体が所望の場合には硼
素である。非晶質シリコン層２１を有する基板１を、出
発温度に予め加熱された炉内に装入する。出発温度はも
ちろん結晶化温度未満でなければならない。
に、例えばＣＶＤ法により５６０℃で非晶質シリコン層
２１を析出させる。非晶質シリコン層２１を注入法によ
り又はその場でドーパントでドーピングすることにより
不純化する。ドーパントは、ｎ抵抗体を意図する場合に
は例えば砒素であり、またｐ抵抗体が所望の場合には硼
素である。非晶質シリコン層２１を有する基板１を、出
発温度に予め加熱された炉内に装入する。出発温度はも
ちろん結晶化温度未満でなければならない。
２
例えば非晶質シリコン層２１を５６０℃の温度で基板１
上で析出させた場合、出発温度としてはこの範囲内の温
度を選択することが好ましい。炉内の出発温度は例えば
≦５６０℃である。
上で析出させた場合、出発温度としてはこの範囲内の温
度を選択することが好ましい。炉内の出発温度は例えば
≦５６０℃である。
炉内の出発温度で熱平衡を調整した後、すなわち基板１
及び非晶質層２１が出発温度に達した際、炉の温度を出
発温度から目標温度に変える。この目標温度は結晶化温
度以上、例えば７００℃である。温度変更は温度分布に
応じて、例えば毎分≦１０℃の変化率で行う。これらの
パラメータにより、多結晶質シリコンからなる抵抗体に
関する目標パラメータに相応する結晶子粒度が得られる
。
及び非晶質層２１が出発温度に達した際、炉の温度を出
発温度から目標温度に変える。この目標温度は結晶化温
度以上、例えば７００℃である。温度変更は温度分布に
応じて、例えば毎分≦１０℃の変化率で行う。これらの
パラメータにより、多結晶質シリコンからなる抵抗体に
関する目標パラメータに相応する結晶子粒度が得られる
。
結晶化に際して基板１と非晶質シリコン層２１との接触
面に核が生じ、次いで結晶が成長する。
面に核が生じ、次いで結晶が成長する。
これにより非晶質層２１から多結晶質シリコン層２２が
生じる（第２図参照）。結晶経過の完全な終結を確実化
するために、基板を目標温度で例えば１５分間熱処理す
ることは本発明の枠内にある。
生じる（第２図参照）。結晶経過の完全な終結を確実化
するために、基板を目標温度で例えば１５分間熱処理す
ることは本発明の枠内にある。
熱処理サイクルの終了後、ドーパントを高温処理工程に
より活性化する。高温処理工程としては例えば９００
℃での８分間の炉処理法又は１０５ｏ ’ｃでの１０秒
間の急速熱処理法（ＲＴＡ＝Ｒａｐｉｄ ｔｈｅｒｍａ
ｌ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）が適している。象、速な熱処
理工程は極めて高い電気活性度をもたらすことから（ヘ
ーム（Ｉｌ、 Ｊ、 Ｂｉｊｈｍ）その他による論文
［プロシーデインダス・オン・ザ・ファースト・インタ
ーナショナル・シンポジウム・オン・ニーエルニスアイ
・サイエンス・アンド・テクノロジー１９８７ （Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １５Ｊｎｔ、
Ｓｙｍｐ、 ｏｎＵＬＳＩ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １９８７ ） Ｊ ３４７頁、
１９８７年５月、米国フィラルデルフィア参照）、この
工程は炉処理法よりも好ましい。
より活性化する。高温処理工程としては例えば９００
℃での８分間の炉処理法又は１０５ｏ ’ｃでの１０秒
間の急速熱処理法（ＲＴＡ＝Ｒａｐｉｄ ｔｈｅｒｍａ
ｌ ａｎｎｅａｌｉｎｇ）が適している。象、速な熱処
理工程は極めて高い電気活性度をもたらすことから（ヘ
ーム（Ｉｌ、 Ｊ、 Ｂｉｊｈｍ）その他による論文
［プロシーデインダス・オン・ザ・ファースト・インタ
ーナショナル・シンポジウム・オン・ニーエルニスアイ
・サイエンス・アンド・テクノロジー１９８７ （Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １５Ｊｎｔ、
Ｓｙｍｐ、 ｏｎＵＬＳＩ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １９８７ ） Ｊ ３４７頁、
１９８７年５月、米国フィラルデルフィア参照）、この
工程は炉処理法よりも好ましい。
第３図には、この薄膜抵抗体Ｒ８が異なる多珪素抵抗体
に対する注入配量φとの関連において示されている。第
１の曲線３１は薄膜抵抗体の位置を、本発明方法により
製造した多結晶質シリコン抵抗体の注入量の関数として
示す。この場合非晶質シリコン層は、５６０℃で析出さ
せた。結晶化工程の出発温度は４５０℃であり、炉の目
標温度は８００℃である。ドーパントの電気活性化は９
５０℃で行った。第３図には、薄膜抵抗体の位置を通常
の方法で製造した多珪素抵抗体に対する注入量の関数と
して表す曲線３２が示されている。
に対する注入配量φとの関連において示されている。第
１の曲線３１は薄膜抵抗体の位置を、本発明方法により
製造した多結晶質シリコン抵抗体の注入量の関数として
示す。この場合非晶質シリコン層は、５６０℃で析出さ
せた。結晶化工程の出発温度は４５０℃であり、炉の目
標温度は８００℃である。ドーパントの電気活性化は９
５０℃で行った。第３図には、薄膜抵抗体の位置を通常
の方法で製造した多珪素抵抗体に対する注入量の関数と
して表す曲線３２が示されている。
多珪素抵抗体は、電気活性化生無制限下に結晶する非晶
質シリコン層として析出した。第１曲線３１と第２曲線
３２とを比較した場合、薄膜抵抗値のばらつきは本発明
方法により製造することによって著しく減少することを
明らかに示す。更に第３図は、慣用法で製造した多珪素
抵抗体からなる薄ｌり抵抗体を正確に調整することは不
可能であることを示す。
質シリコン層として析出した。第１曲線３１と第２曲線
３２とを比較した場合、薄膜抵抗値のばらつきは本発明
方法により製造することによって著しく減少することを
明らかに示す。更に第３図は、慣用法で製造した多珪素
抵抗体からなる薄ｌり抵抗体を正確に調整することは不
可能であることを示す。
第１図は非晶質シリコン層を有する基板の断面図、第２
図は多結晶質シリコン層を有する基板の断面図、第３図
は薄膜抵抗体を異なって処理された多珪素に対する注入
配量との関連において示すグラフ図である。 １・・・基板 ２１・・・非晶質シリコン層 ２２・・・多結晶質シリコン層 ５
図は多結晶質シリコン層を有する基板の断面図、第３図
は薄膜抵抗体を異なって処理された多珪素に対する注入
配量との関連において示すグラフ図である。 １・・・基板 ２１・・・非晶質シリコン層 ２２・・・多結晶質シリコン層 ５
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ａ） 基板（１）上に非晶質シリコン層（２１）を
析出させ、 ｂ） 非晶質シリコン層（２１）を有する基板（１）を
、開始温度が非晶質シリコンの結 晶化温度よりも低い炉に装入し、 ｃ） 熱平衡を調整後、炉中の非晶質シリコン層（２１
）を有する基板（１）を、制御下 に開始温度から結晶化温度より高い目標温 度に加熱して、非晶質シリコン層（２１） を完全に結晶化し、多結晶質シリコン層（ ２２）にする 各工程を有する基板上への多結晶質シリコン層の製造方
法。 ２） 基板（１）を目標温度で熱処理することを特徴と
する請求項１記載の方法。 ３） 目標温度での熱処理を１５分間実施することを特
徴とする請求項２記載の方法。 ４） 非晶質シリコン層（２１）をＣＶＤ法で５６０℃
〜６００℃で析出させ、その際開始温度は５００℃〜５
５０℃であることを特徴とする請求項１ないし３の１つ
に記載の方法。 ５） 非晶質シリコン層（２１）をスパッタリングによ
り析出させることを特徴とする請求項１ないし３の１つ
に記載の方法。 ６） 目標温度が７００℃〜８００℃であることを特徴
とする請求項１ないし５の１つに記載の方法。 ７） 開始温度から目標温度への加熱を、毎分≦１０℃
の温度変化の下に行うことを特徴とする請求項１ないし
６の１つに記載の方法。 ８） 開始温度から目標温度への加熱を、急速な完全硬
化法で少なくとも１００℃／秒の温度変化の下に行うこ
とを特徴とする請求項１なしい６の１つに記載の方法。 ９） 非晶質シリコン層（２１）をその析出後、注入法
によりドーピングすることを特徴とする請求項１ないし
８の１つに記載の方法。 １０） 多結晶質シリコン層（２２）を注入法によりド
ーピングすることを特徴とする請求項１ないし８の１つ
に記載の方法。 １１） 非晶質シリコン層（２１）を析出処理中にその
場でドーピングすることを特徴とする請求項１ないし８
の１つに記載の方法。 １２） 非晶質シリコン層（２１）を多結晶質シリコン
層（２２）に変換した後に行う高温処理によりドーパン
トを活性化することを特徴とする請求項９ないし１１の
１つに記載の方法。 １３） 集積回路中に多珪素抵抗体を製造するために使
用することを特徴とする請求項１ないし１２の１つに記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3921627 | 1989-06-30 | ||
| DE3921627.6 | 1989-06-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347967A true JPH0347967A (ja) | 1991-02-28 |
| JP3059195B2 JP3059195B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=6384072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2172522A Expired - Fee Related JP3059195B2 (ja) | 1989-06-30 | 1990-06-27 | 多結晶質シリコン層の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0405451B1 (ja) |
| JP (1) | JP3059195B2 (ja) |
| KR (1) | KR100217147B1 (ja) |
| DE (1) | DE59003200D1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294219B1 (en) * | 1998-03-03 | 2001-09-25 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Method of annealing large area glass substrates |
| US7914619B2 (en) * | 2008-11-03 | 2011-03-29 | International Business Machines Corporation | Thick epitaxial silicon by grain reorientation annealing and applications thereof |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4634605A (en) * | 1984-05-23 | 1987-01-06 | Wiesmann Harold J | Method for the indirect deposition of amorphous silicon and polycrystalline silicone and alloys thereof |
| JPS61101410A (ja) * | 1984-10-24 | 1986-05-20 | Hiroshi Ishizuka | 多結晶珪素の製造法及びそのための装置 |
| GB2191510A (en) * | 1986-04-16 | 1987-12-16 | Gen Electric Plc | Depositing doped polysilicon films |
-
1990
- 1990-06-26 EP EP90112137A patent/EP0405451B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-26 DE DE90112137T patent/DE59003200D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-27 JP JP2172522A patent/JP3059195B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-29 KR KR1019900009694A patent/KR100217147B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0405451B1 (de) | 1993-10-27 |
| DE59003200D1 (de) | 1993-12-02 |
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| KR100217147B1 (ko) | 1999-09-01 |
| EP0405451A1 (de) | 1991-01-02 |
| JP3059195B2 (ja) | 2000-07-04 |
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