JPS5943811B2 - 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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- JPS5943811B2 JPS5943811B2 JP56144694A JP14469481A JPS5943811B2 JP S5943811 B2 JPS5943811 B2 JP S5943811B2 JP 56144694 A JP56144694 A JP 56144694A JP 14469481 A JP14469481 A JP 14469481A JP S5943811 B2 JPS5943811 B2 JP S5943811B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はウェハー土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℃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。
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℃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、温度を上け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方法が研究され
ている。
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する境界区域に成長ムラが
生じたり、走査線の間隔を小さくすれば時間がかかるう
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、かつ該通路を
挟む位置の2つの平面内に配置し、(口)シリコンの表
面が11000C〜1400℃の温度に加熱されるよう
、一方の平面内の管状ランプを少なくとも4秒間以上点
灯し、(ノ1 他方の平面内の管状ランプの少なくとも
1本を点灯して、シリコンの表面の一部を局部的に14
1『C〜1480/Cに昇温せしめ、(ニ)シリコンを
、管状ランプの管軸に対して直角方向に、管状ランプに
対して相対的に少なくとも0.1(V7!/秒以上の速
度で移動させる、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する境界区域に成長ムラが
生じたり、走査線の間隔を小さくすれば時間がかかるう
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、かつ該通路を
挟む位置の2つの平面内に配置し、(口)シリコンの表
面が11000C〜1400℃の温度に加熱されるよう
、一方の平面内の管状ランプを少なくとも4秒間以上点
灯し、(ノ1 他方の平面内の管状ランプの少なくとも
1本を点灯して、シリコンの表面の一部を局部的に14
1『C〜1480/Cに昇温せしめ、(ニ)シリコンを
、管状ランプの管軸に対して直角方向に、管状ランプに
対して相対的に少なくとも0.1(V7!/秒以上の速
度で移動させる、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16c7n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16c7n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Pに対して平行な、かつ該通路
を挟む位置の2つの平面Sl,S2内に配置し、上方及
び下方をミラー9で覆つた、本発明方法を実施するため
の加熱炉の一例の要部の説明図である。図示の如く、ウ
エハ一8は、管状ランプ100の管軸に対して直角方向
(矢印方向)に走行するものである。第3図は、エピタ
キシャル成長させるべきα一Siの層を具えたウエハ一
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−Sl)、10は、例えばSlO
2やSl3N4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10?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Pに対して平行な、かつ該通路
を挟む位置の2つの平面Sl,S2内に配置し、上方及
び下方をミラー9で覆つた、本発明方法を実施するため
の加熱炉の一例の要部の説明図である。図示の如く、ウ
エハ一8は、管状ランプ100の管軸に対して直角方向
(矢印方向)に走行するものである。第3図は、エピタ
キシャル成長させるべきα一Siの層を具えたウエハ一
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−Sl)、10は、例えばSlO
2やSl3N4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10?である。
ここで、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1C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C回路の製作が可能となる。さて、ウエハ一8を
加熱炉に挿人し、一方の平面S2内のランプ100を点
灯せしめると、ウエハ一及びα−Siの層は3〜5秒程
度で1100゜C〜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、他方の平面Sl
内の、ウエハ一の一番端部のランプ100aのみ点灯し
、その直下を、ウエハ一の全域が通過するようにウエハ
一を移動する。
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1C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C回路の製作が可能となる。さて、ウエハ一8を
加熱炉に挿人し、一方の平面S2内のランプ100を点
灯せしめると、ウエハ一及びα−Siの層は3〜5秒程
度で1100゜C〜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、他方の平面Sl
内の、ウエハ一の一番端部のランプ100aのみ点灯し
、その直下を、ウエハ一の全域が通過するようにウエハ
一を移動する。
α−Siの層は、直下に来た部分のみ141『C〜14
80層Cになり、その部分がエピタキシャル成長させら
れる。つまり、ゾーンメルテイ〕ノグやゾーンリフアイ
ニング操作のように、エピタキシャル成長は、ウエハ一
の走行に応じて、点灯しているランプ100aの直下に
到達する順に、部分的に少しずつ進行し、最後に全域に
またがつて完成する。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゜C〜148『C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。
80層Cになり、その部分がエピタキシャル成長させら
れる。つまり、ゾーンメルテイ〕ノグやゾーンリフアイ
ニング操作のように、エピタキシャル成長は、ウエハ一
の走行に応じて、点灯しているランプ100aの直下に
到達する順に、部分的に少しずつ進行し、最後に全域に
またがつて完成する。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゜C〜148『C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℃〜14
80℃の範囲で比較的自由に選択でき、上記、110『
C〜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
。
離、ランプとウエハ一の離間距離等で1100℃〜14
80℃の範囲で比較的自由に選択でき、上記、110『
C〜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、ウエハ一の移動速度は、成長温度として、融点
近傍の1410動C〜1480゜Cを選ぶ関係で、0.
1crL/秒以上の速度でランプ100aの直下を通過
させるのが良く、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が好ましくない。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。ただし、
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8CTIL/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・過入力点灯いずれの切り替え作業
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。
近傍の1410動C〜1480゜Cを選ぶ関係で、0.
1crL/秒以上の速度でランプ100aの直下を通過
させるのが良く、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が好ましくない。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。ただし、
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8CTIL/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・過入力点灯いずれの切り替え作業
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jコンの通路に
対して平行もしくはほぼ平行な、かつ該通路を挟む位置
の2つの平面内に配置し、(0)シリコンの表面が11
00面C〜1400℃の温度に加熱されるよう、一方の
平面内の管状ランプを少なくとも4秒間以上点灯し、(
ハ)他方の平面内の管状ランプの少なくとも1本を点灯
して、シリコンの表面の一部を局部的に141『C〜1
480℃に昇温せしめ、(ニ)シリコンを、管状ランプ
の管軸に対して直角方向に、管状ランプに対して相対的
に少なくとも0.1CTrL/秒以−ヒの速度で移動さ
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−Siの全域を、成長ムラなく、しかもウエハ一
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jコンの通路に
対して平行もしくはほぼ平行な、かつ該通路を挟む位置
の2つの平面内に配置し、(0)シリコンの表面が11
00面C〜1400℃の温度に加熱されるよう、一方の
平面内の管状ランプを少なくとも4秒間以上点灯し、(
ハ)他方の平面内の管状ランプの少なくとも1本を点灯
して、シリコンの表面の一部を局部的に141『C〜1
480℃に昇温せしめ、(ニ)シリコンを、管状ランプ
の管軸に対して直角方向に、管状ランプに対して相対的
に少なくとも0.1CTrL/秒以−ヒの速度で移動さ
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−Siの全域を、成長ムラなく、しかもウエハ一
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、かつ該通路を挟む位置
の2つの平面内に配置し、(ロ)シリコンの表面が11
00℃〜1400℃の温度に加熱されるよう、一方の平
面内の管状ランプを少なくとも4秒間以上点灯し、(ハ
)他方の平面内の管状ランプの少なくとも1本を点灯し
てシリコンの表面の一部を局部的に1410℃〜148
0℃に昇温せしめ、(ニ)シリコンを、管状ランプの管
軸に対して直角方向に、管状ランプに対して相対的に少
なくとも0.1cm/秒以上の速度で移動させる、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 |
---|---|---|---|
JP56144694A JPS5943811B2 (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 |
---|---|---|---|
JP56144694A JPS5943811B2 (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 |
---|---|
JPS5846622A JPS5846622A (ja) | 1983-03-18 |
JPS5943811B2 true JPS5943811B2 (ja) | 1984-10-24 |
Family
ID=15368092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56144694A Expired JPS5943811B2 (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) | JPS5943811B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59205711A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-11-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1981
- 1981-09-16 JP JP56144694A patent/JPS5943811B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5846622A (ja) | 1983-03-18 |
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