JPH0419698B2 - - Google Patents

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JPH0419698B2
JPH0419698B2 JP57028419A JP2841982A JPH0419698B2 JP H0419698 B2 JPH0419698 B2 JP H0419698B2 JP 57028419 A JP57028419 A JP 57028419A JP 2841982 A JP2841982 A JP 2841982A JP H0419698 B2 JPH0419698 B2 JP H0419698B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はラテラルエピタキシヤル成長法に関す
るもので、特に棒状ヒータを用いて行う、非単結
晶シリコン層の予備加熱に関するものである。
(b) 技術の背景 近年、多層集積回路或いは三次元集積回路を実
現する為の技術として、ラテラルエピタキシヤル
成長が注目されている。
これは、例えば二酸化珪素層上に非晶質シリコ
ン層を被着し、その一箇所から再結晶化を開始し
て全域に及ぼすもので、単結晶化が水平方向に進
行することからラテラルエピタキシヤル成長と呼
ばれている。
ラテラルエピタキシヤル成長は又、選択的に絶
縁物を被着した単結晶シリコン基板上で実施され
ることもある。此の場合、新に形成される単結晶
層は、単結晶シリコン上では基板結晶の結晶方位
を受け継ぎ、絶縁物上ではそれ迄に成長した単結
晶層の結晶方位を受け継ぐ事になる。
非単晶シリコン層を単結晶化させる為の加熱手
段としては、レーザ光、電子ビーム等を走査的に
照射するのが一般的であるが、カーボンヒータ、
アークランプ、ハロゲンランプ等の棒状の加熱装
置が用いられることもある。一度に加熱し得る範
囲は、レーザ光、電子ビームが点状の微細領域で
あるのに対し、棒状ヒータは帯状であることが特
徴である。前記点状加熱装置も、高速走査加熱に
よつて、実効的に帯状領域を加熱することができ
る。更に、帯状加熱領域を掃引することによつ
て、面領域を加熱することもできる。
ラテラルエピタキシヤル成長に棒状ヒータを使
用するときは、多結晶シリコン層に生ぜしめた帯
状の溶融領域を、ヒータ或いは基板を移動するこ
とによつて移動し、該溶融領域が通過した多結晶
シリコン層を単結晶化する。その場合、棒状ヒー
タのみによる加熱では掃引速度を高めることが困
難なので、処理時間を短縮するには多結晶シリコ
ン層を含む基板の予備加熱が必要である。予備加
熱では溶融点近傍の温度まで上げることが行われ
るので、シリコンの場合、基板は1300℃程度に加
熱されることになる。
(c) 従来技術と問題点 この予備加熱を、第１図に示すように、面積的
に加熱するヒータによつて実施すると、基板のほ
ぼ全面を棒状ヒータで掃引する時間中、上記の如
き高温に保持される為、基板内に既に形成されて
いる素子や拡散領域等は破壊的な影響を受けるこ
とになる。従つて多層集積回路の形成には、かか
る方法は適していない。第１図で、１は基板、２
は例えば多結晶シリコン層、３は面加熱ヒータ、
４は棒状ヒータである。
(d) 発明の目的 本発明の目的は、基板が高温に保持される時間
を短縮し、基板内に既に形成されている素子の特
性が大幅に変化することのないラテラルエピタキ
シヤル成長法を提供することである。
(e) 発明の構成 本発明のラテラルエピタキシヤル成長法に於て
は、非単結晶半導体層の形成された基板に対して
予備加熱用ヒータを移動することにより該非単結
晶半導体層を掃引的に予備加熱し、該予備加熱用
ヒータに追随して主加熱用ヒータを移動すること
により、高温状態にある該予備加熱領域を掃引的
に溶融加熱することが行われる。
(f) 発明の実施例 本発明の第一の実施例を第２図に示す。同図に
於ては、発明の要点を明確にする為、基板の保持
機構、ヒータ或いは基板の移動機構は省略されて
いる。
第１のヒータである主加熱用棒状ヒータ１１に
よつて基板１上に形成された多結晶シリコン層２
を加熱し、生じた帯状溶融領域を、ヒータ又は基
板を移動することによつて掃引的に移動し、多結
晶シリコン層を単結晶化する点は従来技術と同様
である。本実施例に於ては、主加熱用棒状ヒータ
１１に平行に第２のヒータである予備加熱用棒状
ヒータ１２を設け、帯状溶融領域の移動に先行し
て多結晶シリコン層を加熱することが行われる。
予備加熱用ヒータ１２による加熱領域には、若
干の幅を持たせてあるので、その直後を追随する
主加熱用ヒータ１１は、既に十分高温に達した領
域を加熱することになり、比較的速やかな掃引に
よつて多結晶シリコン層を単結晶化することがで
きる。一方基板の温度上昇は二本のヒータによつ
て加熱される時間だけであるから、基板内に既に
形成されている素子が破壊されたり、特性が大幅
に変化することはない。
予備加熱用ヒータ１２と主加熱用ヒータ１１は
並行して移動するのであるから、両ヒータを固定
して、基板を同じ速度で移動してもよいことは勿
論である。両ヒータの照射領域の間隔は、照射領
域の移動に伴う多結晶シリコン層の温度上昇の状
況に応じて定められる量であるが、既述したよう
に、予備加熱用ヒータによつて加熱された状態の
多結晶シリコン層を、更に主加熱用ヒータによつ
て加熱し、溶融状態に達せしめることが可能なよ
うに設定される。
本実施例に於て使用する棒状ヒータは、抵抗加
熱装置であるカーボンヒータや、アークランプ、
ハロゲンランプ等であるが、電子ビームやレーザ
光のように、実効的に帯状領域を加熱し得る装置
も、同様に使用することができる。
予備加熱用ヒータは、第３図に示すように、基
板の背面から加熱するように設けてもよい。此の
第二の実施例の利点は、両ヒータを設置する上で
空間的自由度が大きい点である。
溶融領域を冷却し、再結晶させる場合、その冷
却速度により、生ずる単結晶の特性が変化した
り、多結晶が生じたりすることは、当然起り得る
ことである。従つて、第４図に示す如く、主加熱
用ヒータ１１と予備加熱用ヒータ１２の他に第３
のヒータである調整加熱用ヒータ１３を設け、冷
却速度を制御することは有効である。
第３図の場合と同様、此等二種類の補助ヒータ
は基板の背面側に設けてもよいから、第５図ａ，
ｂ，ｃの如き配置も可能である。
以上の説明は多結晶シリコン層の単結晶化に関
して行われたが、アモルフアスシリコン層の単結
晶化に於ても、更に非単結晶半導体層の単結晶化
にも、本発明を同様に適用し得ることは明らかで
ある。
(g) 発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、棒状ヒ
ータを使用する多結晶半導体層の単結晶化に於
て、基板温度を必要以上に上昇させることがない
ので、基板内の状態を大幅に変化させることな
く、ラテラルエピタキシヤル成長を実施すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術を示す図、第２図乃至第５図
は本発明を示す図であつて、図に於て１は基板、
２は多結晶シリコン層、３は面加熱ヒータ、４は
棒状ヒータ、１１は主加熱用ヒータ、１２は予備
加熱用ヒータ、１３は調整加熱用ヒータである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 非単結晶半導体層２の形成された基板１に対
    して予備加熱用ヒータ１２を移動することにより
    該非単結晶半導体層２を掃引的に予備加熱し、該
    予備加熱用ヒータ１２に追随して主加熱用ヒータ
    １１を移動することにより、高温状態にある該予
    備加熱領域を掃引的に溶融加熱することを特徴と
    するラテラルエピタキシヤル成長法。
JP57028419A 1982-02-24 1982-02-24 ラテラルエピタキシヤル成長法 Granted JPS58147024A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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JP57028419A JPS58147024A (ja) 1982-02-24 1982-02-24 ラテラルエピタキシヤル成長法

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JPS58147024A JPS58147024A (ja) 1983-09-01
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