JPS5943814B2 - 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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- JPS5943814B2 JPS5943814B2 JP56144697A JP14469781A JPS5943814B2 JP S5943814 B2 JPS5943814 B2 JP S5943814B2 JP 56144697 A JP56144697 A JP 56144697A JP 14469781 A JP14469781 A JP 14469781A JP S5943814 B2 JPS5943814 B2 JP S5943814B2
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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のアルモフアスシリコン（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のアルモフアスシリコン（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、走査線の間隔を小さくすれば時間が
わ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、に）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℃〜１４８０℃
の温度範囲で、波板状の温度分布を有する如く管状ラン
プを点灯し、←→ 波が、１１００℃〜１４８０℃の範
囲内で振幅する如く管状ランプの入力を切り替える、工
程を含むことにある。
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、走査線の間隔を小さくすれば時間が
わ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、に）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℃〜１４８０℃
の温度範囲で、波板状の温度分布を有する如く管状ラン
プを点灯し、←→ 波が、１１００℃〜１４８０℃の範
囲内で振幅する如く管状ランプの入力を切り替える、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−伊リの説明
図であつて、具体的には定格消費電力ｌＫＷ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１６ｃｍ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。
図であつて、具体的には定格消費電力ｌＫＷ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１６ｃｍ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
ための加熱炉の一例の要部及びα−Ｓｉの温度分布の説
明図である。第３図は、エピタキシャル成長させるべき
α−Ｓｉの層を具えたウエハ一８の一汐０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ＳｌＯ２やＳｌ３Ｎ４の如き
絶縁層、１１はα−Ｓｌの層であり、厚みは夫々約０．
５ｍ７７！、約０．２μｍ１約１μｍで、ウエハ一８の
直径は約１０ＣＴ！Ｌ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−Ｓ
ｉ層１１とウエハ一８とは溝１２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−Ｓ１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を力ｕ熱炉に挿入し、ランプ１
００を点灯せしめるにあたつて、ウエハ一の一番端部及
び中央のランプ１００ａを定格の約２割増加の過入力点
灯せしめ、他は定格通りの点灯をせしめると、ウエハ一
上のα−Ｓｉの層の温度分布は、図中に表示した如く．
１１００℃〜１４８０℃にまたかつて波板状の分布を形
成させることができる。
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
ための加熱炉の一例の要部及びα−Ｓｉの温度分布の説
明図である。第３図は、エピタキシャル成長させるべき
α−Ｓｉの層を具えたウエハ一８の一汐０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ＳｌＯ２やＳｌ３Ｎ４の如き
絶縁層、１１はα−Ｓｌの層であり、厚みは夫々約０．
５ｍ７７！、約０．２μｍ１約１μｍで、ウエハ一８の
直径は約１０ＣＴ！Ｌ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−Ｓ
ｉ層１１とウエハ一８とは溝１２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−Ｓ１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を力ｕ熱炉に挿入し、ランプ１
００を点灯せしめるにあたつて、ウエハ一の一番端部及
び中央のランプ１００ａを定格の約２割増加の過入力点
灯せしめ、他は定格通りの点灯をせしめると、ウエハ一
上のα−Ｓｉの層の温度分布は、図中に表示した如く．
１１００℃〜１４８０℃にまたかつて波板状の分布を形
成させることができる。
したがつて、過入ランプ１００ａを、順次隣接する右側
のランプ１００ｂ，１００ｃに切り替え選択過入力点灯
せしめるとａ−ｓｌ層の温度分布は、頂度波が矢印方向
へ進行するような状態で変化し、すなわち、波が（ １
１０００Ｃ−１４８０℃の範囲内で振幅する如く変化し
、α−Ｓｌの層は、波の進行もしくは振幅に応じて右側
から部分的に少しずつエピタキシャル成長せしめられる
。頂度、ゾーンメルテイングやゾーンリフアイニング操
作のように部分的に処理して行くものであつて、ランプ
の切替選択速度は、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等によつて種々の
値が選べるが、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。実験的には、上記ゾーンが少なく
とも０．１ＣＴＩＬ／秒以上で移動するよう切り替える
のが良い。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。上記エピタキルアル成長
は、シリコンの融点近傍で肯うのが良く、全域同時に、
長時間１１００℃〜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。
のランプ１００ｂ，１００ｃに切り替え選択過入力点灯
せしめるとａ−ｓｌ層の温度分布は、頂度波が矢印方向
へ進行するような状態で変化し、すなわち、波が（ １
１０００Ｃ−１４８０℃の範囲内で振幅する如く変化し
、α−Ｓｌの層は、波の進行もしくは振幅に応じて右側
から部分的に少しずつエピタキシャル成長せしめられる
。頂度、ゾーンメルテイングやゾーンリフアイニング操
作のように部分的に処理して行くものであつて、ランプ
の切替選択速度は、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等によつて種々の
値が選べるが、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。実験的には、上記ゾーンが少なく
とも０．１ＣＴＩＬ／秒以上で移動するよう切り替える
のが良い。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。上記エピタキルアル成長
は、シリコンの融点近傍で肯うのが良く、全域同時に、
長時間１１００℃〜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距Ｃ〜１
４８０℃の範囲で比較的自由に選択でき、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
。そして、前記ゾーンの移動速度は、成長温度として、
融点近傍の１４１０℃〜１４８０℃を選ぶ関係で、０．
１ＣＴｆＬ／秒以上の速度になるように過入力ランプ１
００ａを切り替えるのが良く、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＼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８ｃ７ｎ／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、・過人力点灯いづれの切
り替え作業に応じて殆んど瞬時に全放射光か追随して変
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」等の変形防止にも適めて有利である。
離、ランプとウエハ一の離間距離等で１１００距Ｃ〜１
４８０℃の範囲で比較的自由に選択でき、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
。そして、前記ゾーンの移動速度は、成長温度として、
融点近傍の１４１０℃〜１４８０℃を選ぶ関係で、０．
１ＣＴｆＬ／秒以上の速度になるように過入力ランプ１
００ａを切り替えるのが良く、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＼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８ｃ７ｎ／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、・過人力点灯いづれの切
り替え作業に応じて殆んど瞬時に全放射光か追随して変
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」等の変形防止にも適めて有利である。
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、エタキシア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ほＣ−１４８０℃の温度範囲
で、波板状の温度分布を有する如く管状ランプを点灯し
、（ハ）波が、１１０『Ｃ−１４８０℃の範囲内で振幅
する如く管状ランプの入力を切り替えることによつて、
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、エタキシア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ほＣ−１４８０℃の温度範囲
で、波板状の温度分布を有する如く管状ランプを点灯し
、（ハ）波が、１１０『Ｃ−１４８０℃の範囲内で振幅
する如く管状ランプの入力を切り替えることによつて、
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
部及びα−Ｓｉの温度分布の説明図、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。 図において、１００は管状ランプ、８はウエハ一、９は
ミラー、１０は絶縁層、１１はα−Ｓｌの層、１２は溝
を夫々示す。
、第２図は、本発明を実行するための加熱炉の一例の要
部及びα−Ｓｉの温度分布の説明図、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。 図において、１００は管状ランプ、８はウエハ一、９は
ミラー、１０は絶縁層、１１はα−Ｓｌの層、１２は溝
を夫々示す。
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℃〜１４８０℃の温度範囲で
、波板上の温度分布を有する如く管状ランプを点灯し、
（ハ）波が、１１００℃〜１４８０℃の範囲内で振幅す
る如く管状ランプの入力を切り替える、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 |
|---|---|---|---|
| JP56144697A JPS5943814B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP56144697A JPS5943814B2 (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 |
|---|---|
| JPS5846625A JPS5846625A (ja) | 1983-03-18 |
| JPS5943814B2 true JPS5943814B2 (ja) | 1984-10-24 |
Family
ID=15368163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56144697A Expired JPS5943814B2 (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) | JPS5943814B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6480638A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-27 | Shimizu Construction Co Ltd | Connection structure of packed steel-pipe concrete post |
| 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 |
-
1981
- 1981-09-16 JP JP56144697A patent/JPS5943814B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5846625A (ja) | 1983-03-18 |
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