JPS58135631A - ラテラルエピタキシヤル成長法 - Google Patents
ラテラルエピタキシヤル成長法Info
- Publication number
- JPS58135631A JPS58135631A JP1867882A JP1867882A JPS58135631A JP S58135631 A JPS58135631 A JP S58135631A JP 1867882 A JP1867882 A JP 1867882A JP 1867882 A JP1867882 A JP 1867882A JP S58135631 A JPS58135631 A JP S58135631A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- electron beam
- single crystal
- turning point
- turning
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
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】
（ａ）発明の技術分野
本発明はラテラルエピタキシャル成長法に関するもので
、特に非単結晶シリコン層への電子ビーム照射量を制御
する方式に関するものである。
、特に非単結晶シリコン層への電子ビーム照射量を制御
する方式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ャル成長が注目され
ている。
の技術として、ラテラルエピタキシャル成長が注目され
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滅に及ぼす
もので、単結晶化が水平方向に進行することからラテラ
ルエピタキシャル成長と呼ばれている。
着し、その一箇所から再結晶化を開始して全滅に及ぼす
もので、単結晶化が水平方向に進行することからラテラ
ルエピタキシャル成長と呼ばれている。
ラテラルエピタキシャル成長は又、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。
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、新た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は継ぎ、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は継ぐ事にな
る。
ン上では基板結晶の結晶方位を受は継ぎ、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は継ぐ事にな
る。
非単結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、棒状の赤外し−夕が用いられることも
ある。この棒状ヒータも掃引的に使用される。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
域であり、棒状ヒータは帯状領域である。
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、棒状の赤外し−夕が用いられることも
ある。この棒状ヒータも掃引的に使用される。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
域であり、棒状ヒータは帯状領域である。
レーザ光や電子ビームは加熱領域が点状であるから、実
際の加熱では、Ｘ方向に高速走査することによって帯状
の加熱領域を作り出し、該帯状加熱領域をＹ方向に比較
的低速に掃引して、結果的に面領域を加熱することが行
われる。
際の加熱では、Ｘ方向に高速走査することによって帯状
の加熱領域を作り出し、該帯状加熱領域をＹ方向に比較
的低速に掃引して、結果的に面領域を加熱することが行
われる。
電子ビームは、静電的或いは電磁的に偏向されるので、
レーザ光に比べて大幅な高速走査（数十ＭＨｚ程度）が
可能であり、帯状加熱をより効果的に行うことができる
。
レーザ光に比べて大幅な高速走査（数十ＭＨｚ程度）が
可能であり、帯状加熱をより効果的に行うことができる
。
（ｃ）従来技術と問題点
電子ビームの走査は、静電偏向の場合、Ｘ方向の偏向電
極には高周波の三角波電圧を印加し、Ｙ方向の偏向電極
には鋸歯状波を印加して行うのが通常である。此等の電
圧波形は第１図に示されており、同図（ａ）はＸ方向の
偏向電圧波形、（ｂ）はＹ方向の偏向電圧波形である。
極には高周波の三角波電圧を印加し、Ｙ方向の偏向電極
には鋸歯状波を印加して行うのが通常である。此等の電
圧波形は第１図に示されており、同図（ａ）はＸ方向の
偏向電圧波形、（ｂ）はＹ方向の偏向電圧波形である。
Ｘ方向の偏向を、このような電圧によって行うた場合、
第２図（ｂ）に示すように、電子ビームの折り返し点か
ら折り返し点まで、均一な熱量が注入されることになる
。照射領域を更にＹ方向に掃引した場合、放熱は折り返
し位置で最大となる為、シリコン溶融領域は、第２図（
ａ）に示すように、折り返し点近傍で狭まったものとな
り、凝固は多結晶シリコンに隣接する領域から開始され
る。このような結晶化では、多結晶領域の結晶粒を核と
して結晶成長が進む為、再結晶領域が多結晶化すること
が起る。同図で１は多結晶シリコン領域、２は溶融領域
、３は再結晶領域であり、矢印４で示された方向に結晶
成長が進む。
第２図（ｂ）に示すように、電子ビームの折り返し点か
ら折り返し点まで、均一な熱量が注入されることになる
。照射領域を更にＹ方向に掃引した場合、放熱は折り返
し位置で最大となる為、シリコン溶融領域は、第２図（
ａ）に示すように、折り返し点近傍で狭まったものとな
り、凝固は多結晶シリコンに隣接する領域から開始され
る。このような結晶化では、多結晶領域の結晶粒を核と
して結晶成長が進む為、再結晶領域が多結晶化すること
が起る。同図で１は多結晶シリコン領域、２は溶融領域
、３は再結晶領域であり、矢印４で示された方向に結晶
成長が進む。
（ｄ）発明の目的
本発明の目的は、電子ビーム照射による非単結晶シリコ
ンの単結晶化に於て、前記折り返し点近傍が優先的に冷
却されるのを避け、単結晶化が完全に進行する電子ビー
ム照射法を提供することである。
ンの単結晶化に於て、前記折り返し点近傍が優先的に冷
却されるのを避け、単結晶化が完全に進行する電子ビー
ム照射法を提供することである。
（ｓ）発明の構成
、。
、。
本発明のラテラルエピタキシャル成長法に於ける電子ビ
ームの走査的照射は、比咬的高速に行われる電子ビーム
走査の折り返し点近傍領域では、電子ビームによって非
単結晶半導体層に供給されるエネルギー量を、他の領域
に於けるよりも大とすることが行われる。
ームの走査的照射は、比咬的高速に行われる電子ビーム
走査の折り返し点近傍領域では、電子ビームによって非
単結晶半導体層に供給されるエネルギー量を、他の領域
に於けるよりも大と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では、第３図（ａ）に示す如き、
尖頭のクランプされた波形の三角波（若しくは正弦波）
がＸ方向偏向電圧として使用される。このような波形の
偏向電圧によって走査せられた電子ビームは、Ｙ方向の
掃引を無視すれば、走査の折り返し点でｔ。時間だけ静
止して照射することになり、第４図（ｂ）に示される如
く折り返し点近傍に、より大なるエネルギーを注入する
ことになる。
尖頭のクランプされた波形の三角波（若しくは正弦波）
がＸ方向偏向電圧として使用される。このような波形の
偏向電圧によって走査せられた電子ビームは、Ｙ方向の
掃引を無視すれば、走査の折り返し点でｔ。時間だけ静
止して照射することになり、第４図（ｂ）に示される如
く折り返し点近傍に、より大なるエネルギーを注入する
ことになる。
従って、該領域の温度は他の照射領域より高温となる結
果、第４図（ａ）に示される如く、シリコン溶融領域は
折り返し点近傍で拡がったものとなり、単結晶化は掃引
領域の中央から、周辺の多結晶領域に向って進行するの
で、再結晶領域が多結晶化することはない。
果、第４図（ａ）に示される如く、シリコン溶融領域は
折り返し点近傍で拡がったものとなり、単結晶化は掃引
領域の中央から、周辺の多結晶領域に向って進行するの
で、再結晶領域が多結晶化することはない。
上述の説明は、Ｘ方向の走査速度がＹ方向の掃引速度に
比べて、十分に大であるとして行ったが、折り返し最中
の、Ｙ方向の移動量を無視し得ない場合は、第３図（ｂ
）に示すような、途中にｔｏのポーズ時間のある波形の
Ｙ方向偏向電圧を使用することになる。第３図に示され
る二種類の電圧は、公知の方法によって、容易に発生し
得るものである。
比べて、十分に大であるとして行ったが、折り返し最中
の、Ｙ方向の移動量を無視し得ない場合は、第３図（ｂ
）に示すような、途中にｔｏのポーズ時間のある波形の
Ｙ方向偏向電圧を使用することになる。第３図に示され
る二種類の電圧は、公知の方法によって、容易に発生し
得るものである。
本発明の第二の実施−では、Ｘ方向偏向電圧は、通常の
場合と同様、尖頭のクランプされていない三角ｍ（若し
くは正弦波）であるが、折り返し点近傍では電子ビーム
の電流値を大にすることが行われる。この方法によって
も、第４図（ｂ）に示されたものと同様の注入エネルギ
ー分布を実現することができる。その結果生ずる効果は
第一の実施例と同じである。この方法によれば、Ｘ方向
の走査を、第一の実施例よりも早めることができる。
場合と同様、尖頭のクランプされていない三角ｍ（若し
くは正弦波）であるが、折り返し点近傍では電子ビーム
の電流値を大にすることが行われる。この方法によって
も、第４図（ｂ）に示されたものと同様の注入エネルギ
ー分布を実現することができる。その結果生ずる効果は
第一の実施例と同じである。この方法によれば、Ｘ方向
の走査を、第一の実施例よりも早めることができる。
折り返し点近傍で電流値を高めることは、例えば、Ｘ方
向偏向電圧と、その尖頭値近傍に設定されたスライスレ
ベルとを比較し、その比較回路出力を含む制御信号を電
流制御電極に入力するといった方法で実現することがで
きる。
向偏向電圧と、その尖頭値近傍に設定されたスライスレ
ベルとを比較し、その比較回路出力を含む制御信号を電
流制御電極に入力するといった方法で実現することがで
きる。
上記第一、第二の実施例を併用することも可読である。
（ｇ）ｌａ明の効果
以上説明したように、本発明によれば、電子ビームの走
査的照射による非単結晶層の単結晶化が、掃引領域の中
央から周辺部分に向かって進行する為、再結晶領域が多
結晶化することがなく、ラテラルエピタキシャル成長を
支障な〈実施することができる。
査的照射による非単結晶層の単結晶化が、掃引領域の中
央から周辺部分に向かって進行する為、再結晶領域が多
結晶化することがなく、ラテラルエピタキシャル成長を
支障な〈実施することができる。
第１図は従来技術の電子ビーム偏向波形を示す図、第２
図は従来技術による単結晶化進行状況を示す図、第３図
は本発明の電子ビーム偏向波形を示す図、第４図は本発
明による単結晶化進行状況を示す図であって、図に於て
１は多結晶シリコン領域、２はシリコン溶融領域、３は
再結晶終了領時間 晃 ２ 図 （ａ−） （，１７） ８Ｍ ｊ！ ４ ５ （λ）（ｂ）
図は従来技術による単結晶化進行状況を示す図、第３図
は本発明の電子ビーム偏向波形を示す図、第４図は本発
明による単結晶化進行状況を示す図であって、図に於て
１は多結晶シリコン領域、２はシリコン溶融領域、３は
再結晶終了領時間 晃 ２ 図 （ａ−） （，１７） ８Ｍ ｊ！ ４ ５ （λ）（ｂ）
Claims (2)
- （１）基板上に形成された非単結晶半導体層に電子ビー
ムを掃引的に照射し、電子ビーム走査の折り返し点近傍
領域では、電子ビームによって非単結晶半導体層に供給
されるエネルギー量を、他の領域に於けるよりも大とす
ることを特徴とするラテラルエピタキシャル成長法。 - （２）電子ビームを走査する為の偏向電圧として、尖頭
がクランプされた三角波若しくは正弦波を用い、該電子
ビーム走査の折り返し点近傍領域では、電子ビームによ
って非単結晶半導体層に供給されるエネルギー量を、他
の領域に於けるよりも大とすることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記戦のラテラルエピタキシャル成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1867882A JPS58135631A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | ラテラルエピタキシヤル成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1867882A JPS58135631A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | ラテラルエピタキシヤル成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135631A true JPS58135631A (ja) | 1983-08-12 |
| JPH0136688B2 JPH0136688B2 (ja) | 1989-08-02 |
Family
ID=11978261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1867882A Granted JPS58135631A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | ラテラルエピタキシヤル成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135631A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6058609A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
| JPS627113A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 電子ビ−ムアニ−ル方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024057392A (ja) | 2022-10-12 | 2024-04-24 | マツダ株式会社 | 腐食検査用測定装置 |
| JP2024057391A (ja) | 2022-10-12 | 2024-04-24 | マツダ株式会社 | 腐食検査用測定装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187126A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-05 | Conoco, Inc. | Growth-orientation of crystals by raster scanning electron beam |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP1867882A patent/JPS58135631A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4187126A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-05 | Conoco, Inc. | Growth-orientation of crystals by raster scanning electron beam |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6058609A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体薄膜結晶層の製造方法 |
| JPH0136974B2 (ja) * | 1983-09-12 | 1989-08-03 | Kogyo Gijutsuin | |
| JPS627113A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 電子ビ−ムアニ−ル方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0136688B2 (ja) | 1989-08-02 |
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