JPH0136688B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0136688B2 JPH0136688B2 JP57018678A JP1867882A JPH0136688B2 JP H0136688 B2 JPH0136688 B2 JP H0136688B2 JP 57018678 A JP57018678 A JP 57018678A JP 1867882 A JP1867882 A JP 1867882A JP H0136688 B2 JPH0136688 B2 JP H0136688B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- region
- deflection
- silicon
- waveform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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)
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ヤル成長法に関す
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。
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。
(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ヤル
成長が注目されている。
現する為の技術として、ラテラルエピタキシヤル
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
て全域に及ぼすもので、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ヤル成長と呼
ばれている。
ン層を被着し、その一箇所から再結晶化を開始し
て全域に及ぼすもので、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ヤル成長と呼
ばれている。
ラテラルエピタキシヤル成長は又、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。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
位を受け継ぎ、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け継ぐ事になる。
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。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
位を受け継ぎ、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け継ぐ事になる。
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、棒状の赤外ヒー
タ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。
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、棒状の赤外ヒー
タ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
とによつ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。
から、実際の加熱では、Ｘ方向に高速走査するこ
とによつ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。
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。
(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。
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。
Ｘ方向の偏向を、このような電圧によつて行つ
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つたものとなり、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。
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つたものとなり、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。
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。
(e) 発明の構成
上記目的の解決は、基板上に形成された非単結
晶半導体層上に振動する電子ビームを照射し、且
つ該電子ビームを上記の振動方向に垂直な方向に
掃引して該非単結晶半導体層を単結晶化するに際
し、該電子ビームを振動するための偏向電圧とし
て尖頭がクランプされた周期波形を用いることを
特徴とするラテラルエピタキシヤル成長法により
達成される。
晶半導体層上に振動する電子ビームを照射し、且
つ該電子ビームを上記の振動方向に垂直な方向に
掃引して該非単結晶半導体層を単結晶化するに際
し、該電子ビームを振動するための偏向電圧とし
て尖頭がクランプされた周期波形を用いることを
特徴とするラテラルエピタキシヤル成長法により
達成される。
(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つて走査せられた
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t0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。
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つて走査せられた
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t0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。
従つて、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つたものとな
り、単結晶化は掃引領域の中央から、周辺の多結
晶領域に向つて進行するので、再結晶領域が多結
晶化することはない。
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つたものとな
り、単結晶化は掃引領域の中央から、周辺の多結
晶領域に向つて進行するので、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つた
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t0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、公知の方法によつて、容易に発生し得るもの
である。
引速度に比べて、十分に大であるとして行つた
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t0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、公知の方法によつて、容易に発生し得るもの
である。
本発明の第二の実施例では、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
ない三角波（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。この方法によつても、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。
は、通常の場合と同様、尖頭のクランプされてい
ない三角波（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。この方法によつても、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
つた方法で実現することができる。
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
つ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能
である。
である。
(g) 発明の効果
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つて進行
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ヤル成長を支障なく実施する
ことができる。
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つて進行
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ヤル成長を支障なく実施する
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
を示す図であつて、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
域である。
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
を示す図であつて、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
域である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に形成された非単結晶半導体層上に振
動する電子ビームを照射し、且つ該電子ビームを
上記の振動方向に垂直な方向に掃引して該非単結
晶半導体層を単結晶化するに際し、 該電子ビームを振動するための偏向電圧として
尖頭がクランプされた周期波形を用いることを特
徴とするラテラルエピタキシヤル成長法。
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 JPS58135631A (ja) | 1983-08-12 |
| JPH0136688B2 true 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 |
|---|---|---|---|---|
| EP4354116A2 (en) | 2022-10-12 | 2024-04-17 | Mazda Motor Corporation | Measurement apparatus for corrosion inspection |
| EP4354115A1 (en) | 2022-10-12 | 2024-04-17 | Mazda Motor Corporation | Measurement apparatus for corrosion inspection |
Families Citing this family (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 |
Family Cites Families (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
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4354116A2 (en) | 2022-10-12 | 2024-04-17 | Mazda Motor Corporation | Measurement apparatus for corrosion inspection |
| EP4354115A1 (en) | 2022-10-12 | 2024-04-17 | Mazda Motor Corporation | Measurement apparatus for corrosion inspection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58135631A (ja) | 1983-08-12 |
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