JP2608533B2 - 単結晶薄膜半導体成長方法 - Google Patents
単結晶薄膜半導体成長方法Info
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- JP2608533B2 JP2608533B2 JP12465896A JP12465896A JP2608533B2 JP 2608533 B2 JP2608533 B2 JP 2608533B2 JP 12465896 A JP12465896 A JP 12465896A JP 12465896 A JP12465896 A JP 12465896A JP 2608533 B2 JP2608533 B2 JP 2608533B2
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- chamber
- growth
- thin film
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体の単結晶成
長膜を単原子層オーダーの精度で形成する半導体結晶成
長方法に関する。
長膜を単原子層オーダーの精度で形成する半導体結晶成
長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】良質の単結晶を低温で成長させるために
は、基板の表面を清浄化することが不可欠である。その
ためには、化学的な清浄方法を用いて基板表面を汚染か
ら保護するための酸化膜を基板上に設けた後、超高真空
下において基板を加熱することにより前記酸化膜を除去
し、清浄表面を露出させるという方法が従来から採用さ
れている。従来、この表面の清浄化は、図３に示すよう
な装置において、結晶成長を行なうための真空槽を用い
て実施されていた。例えば、工業調査会刊．半導体研究
21巻．５. P.101〜P.116にその実施例が紹介されてい
る。
は、基板の表面を清浄化することが不可欠である。その
ためには、化学的な清浄方法を用いて基板表面を汚染か
ら保護するための酸化膜を基板上に設けた後、超高真空
下において基板を加熱することにより前記酸化膜を除去
し、清浄表面を露出させるという方法が従来から採用さ
れている。従来、この表面の清浄化は、図３に示すよう
な装置において、結晶成長を行なうための真空槽を用い
て実施されていた。例えば、工業調査会刊．半導体研究
21巻．５. P.101〜P.116にその実施例が紹介されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表面清
浄化と結晶成長とを同じ装置内で繰り返す量産プロセス
では、表面清浄化と結晶成長を同一の真空槽内で行なう
場合、以下のような問題がある。即ち、結晶成長後の真
空槽内の基板加熱系周辺部及び壁面には、成長時の反応
生成物が吸着しているが、一般に基板温度は表面清浄化
時のほうが結晶成長時よりも高いため、図４に示すよう
に、結晶成長時に吸着していた残留成分が、次の基板の
表面清浄化時には、より高い基板温度における熱的影響
によってガスとして再放出し、成長槽内のバックグラン
ドを悪化させていた。このような条件下で表面清浄化を
行なうと、基板表面の清浄化が十分ではなく、結果とし
て成長させた結晶の品質が低下するという問題があっ
た。また従来の装置においてこの問題を避けるために
は、次の基板の表面清浄化を行なう前に、成長後の真空
槽をベイクしながら長時間排気しなければならず、装置
の量産性が悪くなるという課題があった。
浄化と結晶成長とを同じ装置内で繰り返す量産プロセス
では、表面清浄化と結晶成長を同一の真空槽内で行なう
場合、以下のような問題がある。即ち、結晶成長後の真
空槽内の基板加熱系周辺部及び壁面には、成長時の反応
生成物が吸着しているが、一般に基板温度は表面清浄化
時のほうが結晶成長時よりも高いため、図４に示すよう
に、結晶成長時に吸着していた残留成分が、次の基板の
表面清浄化時には、より高い基板温度における熱的影響
によってガスとして再放出し、成長槽内のバックグラン
ドを悪化させていた。このような条件下で表面清浄化を
行なうと、基板表面の清浄化が十分ではなく、結果とし
て成長させた結晶の品質が低下するという問題があっ
た。また従来の装置においてこの問題を避けるために
は、次の基板の表面清浄化を行なう前に、成長後の真空
槽をベイクしながら長時間排気しなければならず、装置
の量産性が悪くなるという課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、成長室と予備室から成る従来の結晶成
長装置の構成に、図１に示すように、基板表面清浄化の
ための清浄化室を設けている。これにより、再現性の良
い表面清浄化が可能となり、同時に結晶性の良い単結晶
薄膜を形成することができる。成長室と予備室から成る
構成に、基板表面の清浄化のための清浄化室を追加した
構成とすることにより、成長後のバックグランドの影響
のない真空槽内で再現性の良い結晶表面清浄化を行なう
ことができるため、結晶性の優れた単結晶膜を成長させ
ることができる。また量産性の点でも従来にない優れた
特徴を有する半導体結晶成長装置。
めに本発明では、成長室と予備室から成る従来の結晶成
長装置の構成に、図１に示すように、基板表面清浄化の
ための清浄化室を設けている。これにより、再現性の良
い表面清浄化が可能となり、同時に結晶性の良い単結晶
薄膜を形成することができる。成長室と予備室から成る
構成に、基板表面の清浄化のための清浄化室を追加した
構成とすることにより、成長後のバックグランドの影響
のない真空槽内で再現性の良い結晶表面清浄化を行なう
ことができるため、結晶性の優れた単結晶膜を成長させ
ることができる。また量産性の点でも従来にない優れた
特徴を有する半導体結晶成長装置。
【０００５】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。図１は本発明の一実施例に係る半導体結晶成長装
置の構成図であり、１は基板の出し入れを行なうための
予備室, ２はゲートバルブ，３は基板表面清浄化のため
の清浄化室，４は基板加熱のためのヒーター，５はゲー
トバルブ，６は成長室，７は基板加熱のためのヒータ
ー，８は原料ガス等を導入するためのノズル，９はゲー
トバルブ，10〜12はそれぞれ清浄化室, 成長室, 予備室
を高真空に排気するための排気系である。
する。図１は本発明の一実施例に係る半導体結晶成長装
置の構成図であり、１は基板の出し入れを行なうための
予備室, ２はゲートバルブ，３は基板表面清浄化のため
の清浄化室，４は基板加熱のためのヒーター，５はゲー
トバルブ，６は成長室，７は基板加熱のためのヒータ
ー，８は原料ガス等を導入するためのノズル，９はゲー
トバルブ，10〜12はそれぞれ清浄化室, 成長室, 予備室
を高真空に排気するための排気系である。
【０００６】以上の構成で半導体、例えばSiの単結晶を
基板上に低温で成長させる方法は、以下のように実施す
る。即ち、ゲートバルブ２を開け予備室１から清浄化室
３に基板を送り、ゲートバルブ２を閉じる。清浄化室３
内において、基板温度が例えば 85０℃以上、その時の
真空度が例えば１×10-6パスカル（以下、Paと略記す
る）以下という条件を所定の時間維持することにより、
基板表面は清浄化される（図２参照）。
基板上に低温で成長させる方法は、以下のように実施す
る。即ち、ゲートバルブ２を開け予備室１から清浄化室
３に基板を送り、ゲートバルブ２を閉じる。清浄化室３
内において、基板温度が例えば 85０℃以上、その時の
真空度が例えば１×10-6パスカル（以下、Paと略記す
る）以下という条件を所定の時間維持することにより、
基板表面は清浄化される（図２参照）。
【０００７】次にゲートブルブ５を開けて清浄化室３か
ら成長室６に基板を送り、ゲートバルブ５を閉じる。結
晶成長は、基板温度50０〜80０℃，成長室６内のバック
グランド圧力が１×10-6Pa以下、ガス導入時の成長室６
内の圧力が１×10-3〜１×10 2 Paなる範囲で、ガス導入
ノズル８より原料ガス及びこれを反応するガスを同時
に、あるいは交互に導入するという操作条件のもとで一
定時間行なわれる。成長が終了後、ゲートバルブ９を開
け成長室６から予備室１に基板を移し、ゲートバルブ９
を閉じる。以上のような一連の操作を繰り返すことによ
り、結晶性の優れた単結晶薄膜を低温において再現性良
く成長させることができる。
ら成長室６に基板を送り、ゲートバルブ５を閉じる。結
晶成長は、基板温度50０〜80０℃，成長室６内のバック
グランド圧力が１×10-6Pa以下、ガス導入時の成長室６
内の圧力が１×10-3〜１×10 2 Paなる範囲で、ガス導入
ノズル８より原料ガス及びこれを反応するガスを同時
に、あるいは交互に導入するという操作条件のもとで一
定時間行なわれる。成長が終了後、ゲートバルブ９を開
け成長室６から予備室１に基板を移し、ゲートバルブ９
を閉じる。以上のような一連の操作を繰り返すことによ
り、結晶性の優れた単結晶薄膜を低温において再現性良
く成長させることができる。
【０００８】
【発明の効果】上述の実施例では、本発明による結晶成
長装置内での、ある特定の基板の流れについて説明し
た。量産プロセスでは、予備室１，清浄化室３，成長室
６にはそれぞれ２枚以上の基板が１つのグループとして
セットされており、各グループが上述の実施例での一連
の操作に従って装置内を移動している。この際に清浄化
室３内の雰囲気は、成長を繰り返している成長室６の雰
囲気の影響を受けることがないため、図２に示すように
良好なバックグランドを維持することができ、再現性の
良い表面清浄化処理を行なうことができる。従って、結
晶成長時における欠陥の発生が少なく、かつ低温におい
てエピタキシャル成長を繰り返すことができる。このよ
うに本発明によれば、良質の単結晶薄膜を低温で再現性
良く成長させることができる。
長装置内での、ある特定の基板の流れについて説明し
た。量産プロセスでは、予備室１，清浄化室３，成長室
６にはそれぞれ２枚以上の基板が１つのグループとして
セットされており、各グループが上述の実施例での一連
の操作に従って装置内を移動している。この際に清浄化
室３内の雰囲気は、成長を繰り返している成長室６の雰
囲気の影響を受けることがないため、図２に示すように
良好なバックグランドを維持することができ、再現性の
良い表面清浄化処理を行なうことができる。従って、結
晶成長時における欠陥の発生が少なく、かつ低温におい
てエピタキシャル成長を繰り返すことができる。このよ
うに本発明によれば、良質の単結晶薄膜を低温で再現性
良く成長させることができる。
【図１】本発明の実施例である半導体結晶成長装置の構
成図である。
成図である。
【図２】同じく結晶成長装置の清浄化室及び成長室にお
ける真空度の経時変化図である。
ける真空度の経時変化図である。
【図３】従来の半導体結晶成長装置の構成図である。
【図４】同じく結晶成長装置の真空槽（清浄化室かつ成
長室）内の真空度の経時変化図を示している。 １ 予備室 ２ ゲートバルブ ３ 清浄化室 ４ 加熱ヒーター ５ ゲートバルブ ６ 成長室 ７ 加熱ヒーター ８ ガス導入ノズル ９ ゲートバルブ １０〜１２ 排気系
長室）内の真空度の経時変化図を示している。 １ 予備室 ２ ゲートバルブ ３ 清浄化室 ４ 加熱ヒーター ５ ゲートバルブ ６ 成長室 ７ 加熱ヒーター ８ ガス導入ノズル ９ ゲートバルブ １０〜１２ 排気系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｎ
Claims (2)
- 【請求項１】 外部から基板を予備室に挿入する工程
と、前記予備室と第１のゲートバルズを介して接続して
設けられた清浄化室に前記基板を移動する工程と、前記
清浄化室で前記基板を８５０℃以上に加熱するとともに
１０-6パスカル以下の真空度にして前記基板の表面を清
浄化する工程と、前記清浄化室と第２のゲートバルブを
介して接続して設けられた半導体薄膜を成長させるため
の成長室に前記基板を移動する工程と、前記成長室で前
記基板の表面に単結晶薄膜半導体を成長させる工程と、
前記成長室と第３のゲートバルブを介して設けられた予
備室に前記基板を移動させる工程と、前記予備室から前
記基板を取り出す工程よりなることを特徴とする単結晶
薄膜半導体成長方法。 - 【請求項２】 前記予備室において前記基板は１０-6パ
スカル以下の真空度の雰囲気にさらされる請求項１記載
の単結晶薄膜半導体成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12465896A JP2608533B2 (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 単結晶薄膜半導体成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12465896A JP2608533B2 (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 単結晶薄膜半導体成長方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62097959A Division JP2613391B2 (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | 半導体結晶成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08274037A JPH08274037A (ja) | 1996-10-18 |
| JP2608533B2 true JP2608533B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=14890856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12465896A Expired - Lifetime JP2608533B2 (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 単結晶薄膜半導体成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608533B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000034193A (ja) * | 1998-07-16 | 2000-02-02 | Nikon Corp | フッ化物単結晶の熱処理方法及び製造方法 |
| KR100469912B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 증착 장치 |
| CN101956175B (zh) * | 2010-05-25 | 2012-10-17 | 东莞宏威数码机械有限公司 | 真空连续镀膜系统以及使用该系统装卸掩膜板的方法 |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP12465896A patent/JP2608533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08274037A (ja) | 1996-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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