JPS5939711A - 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

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JPS5939711A
JPS5939711A JP57146940A JP14694082A JPS5939711A JP S5939711 A JPS5939711 A JP S5939711A JP 57146940 A JP57146940 A JP 57146940A JP 14694082 A JP14694082 A JP 14694082A JP S5939711 A JPS5939711 A JP S5939711A
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JP
Japan
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wafer
lamp
lamps
silicon
amorphous silicon
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JP57146940A
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English (en)
Inventor
Tetsuharu Arai
荒井 徹治
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B13/00Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
    • C30B13/16Heating of the molten zone
    • C30B13/22Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
    • C30B13/24Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/005Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method by irradiation or electric discharge

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  • Silicon Compounds (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。

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ア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、従来量も一般的な方法は、厚さ4
0001のアモルファスシリコン(以下α−84)の層
を、例えば600C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、したがりて生産の歩留が
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’−8i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:=ry
もL<ti多結晶シリコンをエピタキシアル成長させる
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−8i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、 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
、エピタキシアル成長させるべきシリコンの通路に対し
て平行なもしくはほぼ平行平面内に配置するとともにそ
の内の1本のランプを通路側へ変移させておき、 管状ランプを点灯した後、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移
動させる1赤1 ミ世を含むことにある。
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
であって、具体的には定格消費電力2.5藺た金属箔、
4及び5は、前記箔から導出される外導線及び内導線で
あシ、内導線5.5間には、管軸に沿って長さ約16c
rnのフィラメント6が張架されている。7は、フィラ
メント6を管軸に支えるためのアンカーであシ、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、管軸平行な
平面S内に配置するとともにその内の1本のランプ10
0αを通路側へ変移させておき、上方をミラー9で覆っ
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、ウェハー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、エピタキシアル成長させるべきα−8iの層
を具えたウエノ・−8の一例の拡大説明図であって、具
体的には、ウニ・・ヌ鉦単結晶シリコン(以下S−8j
)、10は、例えばsio、やSi、N4の如き絶縁層
、11はα−8iの層であり、ウエノ・−周辺8αで5
−sjとα−f3iとは接触している。厚みはウェハー
8が約0.5 w % 絶縁層的02μm1  α−8
iは約05μmで、ウェハー8の直径は約10副である
。したがって、α−8iの層をエピタキシアル成長させ
た場合、5−si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IC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は上下の5−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、ランプioo aを含めてランプ100を点灯せ
しめ、ランプ100 CLの直下をウエノ・−の全域が
通過するようにウニI・−を走行させる。平面Sとウェ
ハーまでの距離H1は約9胃1、変移したランプ100
αとウエノ・−までの距離は約5Mで、ウエノ・−は、
ランプ100αの直下に来るまでに大体1100〜14
00 t:’近傍まで昇温されていて、ランプ100α
の直下に来て初めて融点以上になり、その部分のみがラ
ンプの長手方向に治って、線状にエピタキシアル成長さ
せられながら、走行に応じて全区域が処理される。つま
り、ゾーンメルティングやゾーンリファイニング操作の
ように、エピタキシアル成長は、ウエノ・−の走行に応
じて、変移しているランプ100αの直下に到達する順
に、線状部分的に少しづ\進行し、最後に全域にまたが
って完成する。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、ウエノ・−周辺8αで
接触している5−siがその役割を果している。尚ラン
プ100αの直下のみ高温になるのは、ランプ100α
がウェハー側に変移して、その部分のみ強く照射される
ためであって、変移距離H2が十分に小さくできない場
合は、他のランプ100よりも少し過入力で点灯してや
れば良い。
上記エピタキシアル成長は、1410C〜1480r程
度の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 t:’〜1480 t;に昇温する
と、ウェハーが熔融したシ、「反り」などが生ずる欠点
があるが、ゾーンリファイニングのような方法で進行さ
せると、ウニ・・−を損傷させず、「反り」なども生ず
ることなくα−8iの層の全域のエピタキシアル成長が
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、ランプとウェハー
の離間距離等で1100 C〜1480tll”の範囲
で比較的自由に選択でき、ウェハーの移動速度は、成長
温度として、融点近傍の1410t;〜14801:’
を選ぶ関係で、0.1 cm 7秒以上の速度でランプ
100αの直下を通過させるのが良く、それよシ遅いと
過剰加熱部分が生じたシ、ウェハー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シ
、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y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 cm 7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、ウエノ・−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、
ノ・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
ピタキシアル成長させる方法において、 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するとともにそ
の内の1本のランプを通路側へ変移させておき、 管状ランプを点灯した後シリコンを、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移動
させる。
ことによって、比較的短時間で、しかもウエノヘー上の
α−8iの全域を、成長ムラなく、シかもウェハーを損
傷させることなくエピタキシア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。
【図面の簡単な説明】
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、ウェハーの拡大説明図である。 図において、100は管状ランプ、8はウェハー、9は
ミラー、1oは絶縁層、11はa−8iの層を夫々示す
。 第 1 図 ネ 2 図 り 蓼 3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ウェハー上のアモルファスシリコンモジくハ多結晶シリ
    コンをエピタキシアル成長させる方法において、 複数の管状ランプを管軸を平行もしくはほぼ平行圧して
    、エピ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するとともにそ
    の内の1本のランプを通路側へ変移させておき、 管状ランプを点灯した後、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移
    動させる工へ −I4−を含むことを特徴とする、ウェハー上のアモル
    ファスシリコンモジくハ多結晶シリコンヲエビタキシア
    ル成長させる方法。
JP57146940A 1982-08-26 1982-08-26 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 Pending JPS5939711A (ja)

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