JPS5943809B2 - ウエハ−上のアモルファスシリコンもしくは多結晶シリコンをエピタキシアル成長させる方法 - Google Patents
ウエハ−上のアモルファスシリコンもしくは多結晶シリコンをエピタキシアル成長させる方法Info
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- JPS5943809B2 JPS5943809B2 JP56144691A JP14469181A JPS5943809B2 JP S5943809 B2 JPS5943809 B2 JP S5943809B2 JP 56144691 A JP56144691 A JP 56144691A JP 14469181 A JP14469181 A JP 14469181A JP S5943809 B2 JPS5943809 B2 JP S5943809B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はウェハー上のアモルファスシリコンもしくは多
結晶シリコンをエピタキシャル成長させる方法に関する
。
結晶シリコンをエピタキシャル成長させる方法に関する
。
上記方法については、既にいくつかの文献に紹介されて
いるところであるが、従来最も一般的な方法は、厚さ４
０００Ａのアモルファスシリコン（以下α−Ｓｉ）の層
を、例えば６００’Ｃの電気炉で約８０分間加熱する電
気炉法であるが、比較的長い時間の加熱なので、生産性
の点で実用的でない、また、温度を上げることにより結
晶成長速度は上昇するが、シリコンのウェハーに「反り
」が発生したり、汚染されたり、したがつて生産の歩留
が悪い等の欠点があり、最近ではレーザビームで短時間
照射する方法が研究されている。
いるところであるが、従来最も一般的な方法は、厚さ４
０００Ａのアモルファスシリコン（以下α−Ｓｉ）の層
を、例えば６００’Ｃの電気炉で約８０分間加熱する電
気炉法であるが、比較的長い時間の加熱なので、生産性
の点で実用的でない、また、温度を上げることにより結
晶成長速度は上昇するが、シリコンのウェハーに「反り
」が発生したり、汚染されたり、したがつて生産の歩留
が悪い等の欠点があり、最近ではレーザビームで短時間
照射する方法が研究されている。
しかしながら、このレーザビームによる方法の場合は、
小さなビームスポットでα−Ｓｉの層を走査する関係で
、走査線と走査線との間に生ずる境界区域に成長ムラが
生じたり、走査線の間隔も小さくすれば時間がかゝるう
えに過剰加熱部分が生じたりする欠点が指摘されている
。そのため、最も新しいＩＣ回路方式と言われる「三次
元積層型ＩＣ回路」の生産には使用できないとされてい
る。本発明の目的はウェハー上のアモルファスシリコン
もしくは多結晶シリコンをエピタキシャル成長させる方
法において、比較的短時間で、しかもウェハーを損傷さ
せることなくα−Ｓｉの全域を成長ムラなく実行する新
規な方法を提供することにあり、その特徴とするところ
は、（イ）複数の管状ラップを管軸を平行もしくはほぼ
平行にして、エピタキシャル成長させるべきシリコンの
通路に対して平行もしくはほぼ平行な平面内に配置し、
（ロ）シリコンの表面が１１００℃〜１４００℃の温度
に加熱されるように少なくとも４秒間以上管状ラップを
点灯し、←→ 次に、特定の管状ランプを過入力点灯せ
しめて、シリコンの表面の一部を局部的に１４１０℃〜
１４８０℃に昇温させ、（ニ）その後、過入力点灯され
るべき特定の管状ランプを隣接する順に切り替えてエピ
タキシャル成長させるべき全域を１４１００Ｃ〜１４８
０に昇温させる、工程を含むことにある。
小さなビームスポットでα−Ｓｉの層を走査する関係で
、走査線と走査線との間に生ずる境界区域に成長ムラが
生じたり、走査線の間隔も小さくすれば時間がかゝるう
えに過剰加熱部分が生じたりする欠点が指摘されている
。そのため、最も新しいＩＣ回路方式と言われる「三次
元積層型ＩＣ回路」の生産には使用できないとされてい
る。本発明の目的はウェハー上のアモルファスシリコン
もしくは多結晶シリコンをエピタキシャル成長させる方
法において、比較的短時間で、しかもウェハーを損傷さ
せることなくα−Ｓｉの全域を成長ムラなく実行する新
規な方法を提供することにあり、その特徴とするところ
は、（イ）複数の管状ラップを管軸を平行もしくはほぼ
平行にして、エピタキシャル成長させるべきシリコンの
通路に対して平行もしくはほぼ平行な平面内に配置し、
（ロ）シリコンの表面が１１００℃〜１４００℃の温度
に加熱されるように少なくとも４秒間以上管状ラップを
点灯し、←→ 次に、特定の管状ランプを過入力点灯せ
しめて、シリコンの表面の一部を局部的に１４１０℃〜
１４８０℃に昇温させ、（ニ）その後、過入力点灯され
るべき特定の管状ランプを隣接する順に切り替えてエピ
タキシャル成長させるべき全域を１４１００Ｃ〜１４８
０に昇温させる、工程を含むことにある。
以下、実施例を参照しながら本発明を説明する。
第１図は、本発明に使用する管状ランプの一例の説明図
であつて、具体的には定格消費電力１ｋＷのハロゲン白
熱電球である。図において、１はバルブ、２はシール部
、３は、シール部に埋設された金属箔、４及び５は、前
記箔から導出される外導線及び内導線であり、内導線５
，５間には、管軸に沿つて長さ約１６？のフイラメント
６が張架されている。７は、フイラメント６を管軸に支
えるためのアンカーであり、バルブ内には稀ガスと共に
微量のハロゲンを含み、上記電球は小型長寿命の特性を
有するものとして知られている。
であつて、具体的には定格消費電力１ｋＷのハロゲン白
熱電球である。図において、１はバルブ、２はシール部
、３は、シール部に埋設された金属箔、４及び５は、前
記箔から導出される外導線及び内導線であり、内導線５
，５間には、管軸に沿つて長さ約１６？のフイラメント
６が張架されている。７は、フイラメント６を管軸に支
えるためのアンカーであり、バルブ内には稀ガスと共に
微量のハロゲンを含み、上記電球は小型長寿命の特性を
有するものとして知られている。
第２図は、上記管状ランプ１００の複数を、管軸を平行
にして、エピタキシャル成長させるべきα−Ｓｉの層を
具えたウエハ一８の通路上に対して平行な平面Ｓ内に配
置し、上方をミラー９で覆つた、本発明方法を実施する
ための加熱炉の一汐１の要部の説明図である。第３図は
、エピタキシャル成長させるべきα一Ｓｉの層を見えた
ウエハ一８の一例の説明図であつて、具体的には、ウエ
ハ一は単結晶シリコン（以下Ｓ−Ｓｉ）、１０は、例え
ばＳｌＯ２やＳｉ３Ｎ４の如き絶縁層、１１はα−Ｓｉ
の層であり、厚みは夫々約０．５ｍｍ１約０．２μｍ１
約１μｍで、ウエハ一８の直径は約１０ｃｍである。
にして、エピタキシャル成長させるべきα−Ｓｉの層を
具えたウエハ一８の通路上に対して平行な平面Ｓ内に配
置し、上方をミラー９で覆つた、本発明方法を実施する
ための加熱炉の一汐１の要部の説明図である。第３図は
、エピタキシャル成長させるべきα一Ｓｉの層を見えた
ウエハ一８の一例の説明図であつて、具体的には、ウエ
ハ一は単結晶シリコン（以下Ｓ−Ｓｉ）、１０は、例え
ばＳｌＯ２やＳｉ３Ｎ４の如き絶縁層、１１はα−Ｓｉ
の層であり、厚みは夫々約０．５ｍｍ１約０．２μｍ１
約１μｍで、ウエハ一８の直径は約１０ｃｍである。
こ＼で、絶縁層１０には、第４図に拡大図示した如く、
巾数μｍ程度の溝１２が、約５０〜５００μｍの間隔で
設けられており、α−Ｓｉ層１１とウエハ一８とは溝１
２を介して接触している。したがつて、α−Ｓｉの層を
エピタキシャル成長させた場合、Ｓ−Ｓｌの層が、絶縁
層１０を介して「積層」されたものとなる。三次元積層
型Ｃ回路の製造に際しては適宜絶縁層内にスルーホール
を設け上下のＳ−Ｓｉ層を電気的に接続して、三次元積
層型ＩＣ回路の製作が可能となる。さて、ウエハ一８を
加熱炉に挿入し、ランプ１００を点灯せしめると、α−
Ｓｌの層は３〜５秒程度で１１００℃〜１４００℃に略
均一に昇温するので、しばらくその温度で保持せしめ、
後、ウエハ一の一番端部のランプ１００ａのみ過入力点
灯し、次に、順次隣接する右側のランプ（第２図参照）
を切替選択して過入力点灯すると、α−Ｓｉの層は、所
定時間の間だけ、右側から部分的に少しず＼１４１００
Ｃ−１４８０℃の温度になる。
巾数μｍ程度の溝１２が、約５０〜５００μｍの間隔で
設けられており、α−Ｓｉ層１１とウエハ一８とは溝１
２を介して接触している。したがつて、α−Ｓｉの層を
エピタキシャル成長させた場合、Ｓ−Ｓｌの層が、絶縁
層１０を介して「積層」されたものとなる。三次元積層
型Ｃ回路の製造に際しては適宜絶縁層内にスルーホール
を設け上下のＳ−Ｓｉ層を電気的に接続して、三次元積
層型ＩＣ回路の製作が可能となる。さて、ウエハ一８を
加熱炉に挿入し、ランプ１００を点灯せしめると、α−
Ｓｌの層は３〜５秒程度で１１００℃〜１４００℃に略
均一に昇温するので、しばらくその温度で保持せしめ、
後、ウエハ一の一番端部のランプ１００ａのみ過入力点
灯し、次に、順次隣接する右側のランプ（第２図参照）
を切替選択して過入力点灯すると、α−Ｓｉの層は、所
定時間の間だけ、右側から部分的に少しず＼１４１００
Ｃ−１４８０℃の温度になる。
頂度、ゾールメルテイングやゾーンリフアイニング操作
のように部分部分処理して行くものであつて、１４１０
℃〜１４８０℃に保たれる所定時間は、ランプの消費電
力、ランプ間の相互距離、ランプとウエハ一との離間距
離、切替選択速度によつて種々の値が選べるが、上記ゾ
ーンが少なくも０．１ＣＴＩＬ／秒以上で移動するよう
順次切替選択する。この選択速度は、実際には加熱炉が
設計されれば実験的に決めることができる。この場合、
炉内雰囲気はアルゴンが良く、成長の始点となる結晶核
は、溝を介して接触しているＳ−Ｓｉがその役割を果し
ている。上記エピタキシャル成長は、シリコンの融点近
傍で行うのが良く、全域同時に、長時間、１４１０℃〜
１４８０℃に昇温すると、ウエハ一が熔融したり、「反
り」などが生ずる欠点があるが、ゾーンリフアイニング
のような方法で進行させると、ウエハ一を損傷させず、
「反り」なども生ずることなくα−Ｓｉの層の全域のエ
ピタキシャル成長が完成し、しかも成長ムラもない。
のように部分部分処理して行くものであつて、１４１０
℃〜１４８０℃に保たれる所定時間は、ランプの消費電
力、ランプ間の相互距離、ランプとウエハ一との離間距
離、切替選択速度によつて種々の値が選べるが、上記ゾ
ーンが少なくも０．１ＣＴＩＬ／秒以上で移動するよう
順次切替選択する。この選択速度は、実際には加熱炉が
設計されれば実験的に決めることができる。この場合、
炉内雰囲気はアルゴンが良く、成長の始点となる結晶核
は、溝を介して接触しているＳ−Ｓｉがその役割を果し
ている。上記エピタキシャル成長は、シリコンの融点近
傍で行うのが良く、全域同時に、長時間、１４１０℃〜
１４８０℃に昇温すると、ウエハ一が熔融したり、「反
り」などが生ずる欠点があるが、ゾーンリフアイニング
のような方法で進行させると、ウエハ一を損傷させず、
「反り」なども生ずることなくα−Ｓｉの層の全域のエ
ピタキシャル成長が完成し、しかも成長ムラもない。
温度制御の方は、ランプの消費電力、ランプ間の相互距
離、ランプとウエハ一の離間距離等で１１００゜Ｃ−１
４８０℃の範囲で比較的自由に選択でき、上記、１１０
００Ｃ−１４００℃に一時的に保持したのは、全域を同
時に、室温から直接成長温度に昇温させるよりも昇温ム
ラによる成長ムラ、ウエハ一の変形が少ないものが得ら
れるからであり、一種の「サーマルアシスト法」である
。前記の一時的保持時間は、少なくとも４秒以上あれば
良い。そして、ゾーンの移動速度は、成長温度として、
融点近傍の１４１０′Ｃ−１４８０℃を選ぶ関係で、０
．１／秒以上の速度になるように過入カランプ１００ａ
を隣接する順に切り替え選択するのが良く、それより遅
いと過剰加熱部分が生じたり、ウエハ一を損傷するので
好ましくない。また、熔融表面が表面張力により盛りあ
がり、それがそのまま冷却し、表面に凹凸が生ずる欠点
も現われてくる。たマし、あまり早いと、成長が不十分
な区域が生ずることがあり、移動速度の上限は８？／秒
にした方が良い。ところで、本発明の方法においては、
加熱源として、点灯・消灯、定格点灯・過入力点灯いづ
れの切り替え作業に応じて殆んど瞬時に全放射光が追随
して変化する管状ランプを利用するものであるから、温
度の制御が容易に実行できること、ランプであるので加
熱源が劣化しても交換や保守も容易、ウエハ一の汚染も
なく、「反り」等の変形防止にも極めて有利である。
離、ランプとウエハ一の離間距離等で１１００゜Ｃ−１
４８０℃の範囲で比較的自由に選択でき、上記、１１０
００Ｃ−１４００℃に一時的に保持したのは、全域を同
時に、室温から直接成長温度に昇温させるよりも昇温ム
ラによる成長ムラ、ウエハ一の変形が少ないものが得ら
れるからであり、一種の「サーマルアシスト法」である
。前記の一時的保持時間は、少なくとも４秒以上あれば
良い。そして、ゾーンの移動速度は、成長温度として、
融点近傍の１４１０′Ｃ−１４８０℃を選ぶ関係で、０
．１／秒以上の速度になるように過入カランプ１００ａ
を隣接する順に切り替え選択するのが良く、それより遅
いと過剰加熱部分が生じたり、ウエハ一を損傷するので
好ましくない。また、熔融表面が表面張力により盛りあ
がり、それがそのまま冷却し、表面に凹凸が生ずる欠点
も現われてくる。たマし、あまり早いと、成長が不十分
な区域が生ずることがあり、移動速度の上限は８？／秒
にした方が良い。ところで、本発明の方法においては、
加熱源として、点灯・消灯、定格点灯・過入力点灯いづ
れの切り替え作業に応じて殆んど瞬時に全放射光が追随
して変化する管状ランプを利用するものであるから、温
度の制御が容易に実行できること、ランプであるので加
熱源が劣化しても交換や保守も容易、ウエハ一の汚染も
なく、「反り」等の変形防止にも極めて有利である。
前記実施例では、ハロゲン白熱電球を示したが、キセノ
ンロングアークランプの如き放電灯を利用しても、同じ
利点を有する。本発明は以上の説明からも理解できるよ
うに、ウエハ一上のアモルフアスシリコンもしくは多結
晶シリコンをエピタキシャル成長させる方法におくｌ）
て） （イ）複数の管状ランプを管軸を平行もしくはほぼ平行
にして、エピタキシャル成長させるべきシリコンの通路
に対して平行もしくはほぼ平行な平面内に配置し、（ロ
）シリコンの表面が１１０００Ｃ〜１４００℃の温度に
加熱されるように少なくとも４秒間以上管状ランプを点
灯し、（ハ）次に、特定の管状ランプを過入力点灯せし
めて、シリコンの表面の一部を局部的に１４１０℃〜１
４８０℃に昇温させ、（ニ）その後、過入力点灯される
べき特定の管状ランプを隣接する順に切り替えてエピタ
キシャル成長させるべき全域を１４１００Ｃ〜１４８０
に昇温させる、ことによつて、比較的短時間で、しかも
ウエハ一上のα−Ｓｌの全域を、成長ムラなく、しかも
ウニハ一を損傷させることなくエピタキシャル成長させ
るものであり、反り、汚染もない成長方法が提供できる
。
ンロングアークランプの如き放電灯を利用しても、同じ
利点を有する。本発明は以上の説明からも理解できるよ
うに、ウエハ一上のアモルフアスシリコンもしくは多結
晶シリコンをエピタキシャル成長させる方法におくｌ）
て） （イ）複数の管状ランプを管軸を平行もしくはほぼ平行
にして、エピタキシャル成長させるべきシリコンの通路
に対して平行もしくはほぼ平行な平面内に配置し、（ロ
）シリコンの表面が１１０００Ｃ〜１４００℃の温度に
加熱されるように少なくとも４秒間以上管状ランプを点
灯し、（ハ）次に、特定の管状ランプを過入力点灯せし
めて、シリコンの表面の一部を局部的に１４１０℃〜１
４８０℃に昇温させ、（ニ）その後、過入力点灯される
べき特定の管状ランプを隣接する順に切り替えてエピタ
キシャル成長させるべき全域を１４１００Ｃ〜１４８０
に昇温させる、ことによつて、比較的短時間で、しかも
ウエハ一上のα−Ｓｌの全域を、成長ムラなく、しかも
ウニハ一を損傷させることなくエピタキシャル成長させ
るものであり、反り、汚染もない成長方法が提供できる
。
第１図は、本発明に使用する管状ランプの一例の説明図
、第２図は、本発明を実行するための加熱炉の一例の要
部の説明図、第３図はウエハ一の説明図、第４図は、ウ
エハ一の拡大説明図である。
、第２図は、本発明を実行するための加熱炉の一例の要
部の説明図、第３図はウエハ一の説明図、第４図は、ウ
エハ一の拡大説明図である。
Claims (1)
- １ ウェハー上のアモルファスシリコンもしくは多結晶
シリコンをエピタキシャル成長させる方法において、（
イ）複数の管状ランプを管軸を平行もしくはほぼ平行に
して、エピタキシャル成長させるべきシリコンの通路に
対して平行もしくはほぼ平行な平面内に配置し、（ロ）
シリコンの表面が１１００℃〜１４００℃の温度に加熱
されるように少なくとも４秒間以上管状ランプを点灯し
、（ハ）次に、特定の管状ランプを過入力点灯せしめて
、シリコンの表面の一部を局部的に１４１０℃〜１４８
０℃に昇温させ、（ニ）その後、過入力点灯されるべき
特定の管状ランプを隣接する順に切り替えてエピタキシ
ャル成長させるべき全域を１４１０℃〜１４８０℃に昇
温させる工程を含むことを特徴とする、ウェハー上のア
モルファスシリコンもしくは多結晶シリコンをエピタキ
シャル成長させる方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56144691A JPS5943809B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | ウエハ−上のアモルファスシリコンもしくは多結晶シリコンをエピタキシアル成長させる方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56144691A JPS5943809B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | ウエハ−上のアモルファスシリコンもしくは多結晶シリコンをエピタキシアル成長させる方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5846619A JPS5846619A (ja) | 1983-03-18 |
| JPS5943809B2 true JPS5943809B2 (ja) | 1984-10-24 |
Family
ID=15368016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56144691A Expired JPS5943809B2 (ja) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | ウエハ−上のアモルファスシリコンもしくは多結晶シリコンをエピタキシアル成長させる方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5943809B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59120844U (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-15 | 本村 文男 | 余熱利用による給湯装置 |
| JPH01134852U (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-14 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6088423A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-18 | Ushio Inc | ウエハ−のエピタキシヤル成長法 |
| DE69231156T2 (de) * | 1991-08-02 | 2001-02-15 | Daiken Corp | Anorganische bauplatte und herstellungsverfahren |
| JP2009164321A (ja) * | 2008-01-04 | 2009-07-23 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 半導体装置の製造方法とその製造装置、結晶化方法、結晶化装置、半導体装置及び表示装置 |
| JP4952622B2 (ja) * | 2008-03-11 | 2012-06-13 | 本田技研工業株式会社 | 自動二輪車のスクリーン装置 |
-
1981
- 1981-09-16 JP JP56144691A patent/JPS5943809B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59120844U (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-15 | 本村 文男 | 余熱利用による給湯装置 |
| JPH01134852U (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5846619A (ja) | 1983-03-18 |
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