JPS5846621A - 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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JPS5846621A
JPS5846621A JP56144693A JP14469381A JPS5846621A JP S5846621 A JPS5846621 A JP S5846621A JP 56144693 A JP56144693 A JP 56144693A JP 14469381 A JP14469381 A JP 14469381A JP S5846621 A JPS5846621 A JP S5846621A
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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ζろであるが、従来量も一般的な方法は、厚さ4
000にのアモルフスシリコン(以下α−84)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。ま企、温度を上げることによシ結晶成
畏速fは上昇するが、シリコンのウェハーK「反り」が
発生したシ、汚染されたり、したがって生産の歩留が悪
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、小さなビムスポットでα−3
(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沙、走査線の間隔を小さ
くすれば時間がか\るう先に過剰加熱部分が生じたりす
る欠点が指摘されているうそのため、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−84の全域を成長ムラなく実行する新規外
方法を提供するととK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、かつ骸通路を挾む位
置の2つの平面内に配置し、 (ロ)シリコンの表面が1100℃〜1400℃の温度
に加熱されるよう、両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、 (うシリコンの表面に面する方の平面内の管状ランプの
少なくとも1本を過入力点灯して、シリコンの表面の一
部を局部的に1410℃〜1480℃に昇温せしめ、 に)その後、過入力点灯されるべき管状ランプを隣接す
る順に切り替えてエピタキシアル成長されるべき全域を
1410℃〜1480℃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
であって、具体的には定格消費電力1訓のハロゲン白熱
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−軸に沿って長さ約1651のフィラメン
ト6が張架されている。7け、フィラメントロを管軸に
支えるためのアンカーであり、パ〜し内には稀ガスと共
に徽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、エピタキシアル成長させるべきα−8(の層を
具えたウェハー8の蓮路上に対して平行な、かつ該通路
を挾む位置の2つの平面S1.8、内に配置し、上方及
び下方をミラー9で覆りた1、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。図において千
両S、とS、の間隔は6aaである。
第3図は、エピタキシアル成長させるべきα−8(の層
を具えたウェハー8の一例の説明図であって、具体的に
は、ウェハーは単結晶シリコン(以下5−st)、lO
は、例えば8(0,や8(、N、の如き絶縁層、11は
α−84の層であり、厚みは夫々約05曽約0.2j+
m、約1畔で、ウェハー8の直径は約10−である。と
\で、絶縁層10には、第4図に拡大図飛した如く、重
数μ一種度の溝12が、約50〜500g++sの間隔
で設けられてシリ、α−8(層11とウェハー8とは溝
12を介して接触している。したがって、α−8(の層
をエピタキシアル成長させた場合、5−8(の層が、絶
縁層10を介して「積層」された亀のとなる。三次元積
層IIXC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−St層を電気的に接続して、
三次元積層1111C回路の製作が可能となる。
さて、ウェハー8を加熱炉に挿入し、両方の平面内のラ
ンプ100を点灯せしめると、ウェハー及びα−Sンの
層は3〜5秒程度で1100℃〜1400℃に略均−に
昇温するので、しばらくその温度で保持せしめ、後、他
方の千@S、内の、ウェハーの一番端部のラシプ100
6のみ過入力点灯し、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−81の
層は、所定時間の間だけ、右側から部分的に少しず\1
410℃〜1480℃の温度になる。頂度、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部分部分
処理して行くものであって、141元〜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、ランプとウェハーとの離間距離、切替選択速度に
よって種々の値が選べるが、上記ゾーンが少なくも0.
1aw/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5−8tがその役割を果している。
上記エピタキシアル成長は、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、ウェハーが熔融したり、「反り」など
が生ずる欠点があるが、ゾーンリファイニングのような
方法で進行さ6.せると、ウェハーを損傷させず、「反
り」なども生ずると七なくα−8(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峻郷で1100℃〜1480℃
の範囲で比較的自由に選択でき、上記、1100℃〜1
400℃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amに昇温させるよりも昇温ムラによる成
長ムラ、ウニノ・−の変形が少ないものが得られるから
であシ、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秒以上あれは喪
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℃〜1480℃を選ぶ関係で、0.1
al/秒以上の速度になるように過入力ランプ100S
を隣接する順に切り替え選択するのが喪く、それよシ違
いと過剰加熱部分が生じたり、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シ盛りあ
がり、それがその壕\冷却し、表面に凹凸が生ずる欠点
も現われてくる。たソし、あt9早いと、成長が不十分
な区埴が生ずることがあり、移動速度の上限は8信/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、温間の制御が容易に
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、ウェハーの汚染もなく、「反り」郷
の変形防止にも極めて有利である。前記実施例では、)
・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4L<は多M晶シリコンをエ
ピタキシアル成長させる方法ニオいて、 (−()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、かつ該通路を挾
む位置の2つの平面内に配着し、 (ロ)シリコンの表面が1100℃〜1400℃の温度
に加熱きれるよう、両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、 t+シリコンの表面に面する方の平面内の管状ランプの
少々〈と41本を過入力点灯して、シリコンの表面の一
部を局部的に1410℃〜1480℃に昇温せしめ、 に)その後、過入力点灯されるべき管状ランプを隣接す
る順に切り替えてエピタキシアル成長されるべき全域を
1410℃〜1480℃に昇温させる、 ことによって、比較的短時間で、しかもウニノ・−上の
α−84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亀のであり
、反9、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!
部の説明図、第3図はウニノ・−の説明図、第4図は、
ウニノ・−の拡大説明図である。 図において、100は管状ランプ、8はウニノ1−19
はさラー、10は絶縁層、11はα−8(の層、12は
溝を夫々示す。 特許出願人

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4L<H多結晶V’
    )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、かつ該通路を挾む位
    置の2つの平面内に配置し、 (ロ)シリコンの表面が1100℃〜1400℃の温度
    に加熱されるよう、両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、 (うシリコンの表面に面する方の平面内の管状ランプの
    少なくとも1本を過入力点灯して、シリコンの表面の一
    部を局部的に1410℃〜1480℃に昇温せしめ、 に)その後、過入力点灯されるべき管状ランプを隣接す
    る順に切9替えてエピタキシアル成長されるべき全壊を
    1410℃〜1480℃に昇温させる、 1糧を含むことをs像とする、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アル成
    長させる方法。
JP56144693A 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 Expired JPS5943810B2 (ja)

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