JP2987926B2 - 気相成長方法 - Google Patents
気相成長方法Info
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- JP2987926B2 JP2987926B2 JP2314579A JP31457990A JP2987926B2 JP 2987926 B2 JP2987926 B2 JP 2987926B2 JP 2314579 A JP2314579 A JP 2314579A JP 31457990 A JP31457990 A JP 31457990A JP 2987926 B2 JP2987926 B2 JP 2987926B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 成長前のドライ前処理を含むシリコン膜の低温成長方
法に関し， 結晶性の良いシリコン膜を1000℃未満の低温プロセス
で得ることを目的とし， １）シリコン基板をジシラン（Si2H6）以上の高次シラ
ンの少なくとも１種と水素（H2）の混合ガスの雰囲気中
に置き該基板の温度を1000℃未満に保ってドライ前処理
処理を行い，続いて，該基板の温度を該前処理時の温度
より下げて成膜を行うように構成する。
法に関し， 結晶性の良いシリコン膜を1000℃未満の低温プロセス
で得ることを目的とし， １）シリコン基板をジシラン（Si2H6）以上の高次シラ
ンの少なくとも１種と水素（H2）の混合ガスの雰囲気中
に置き該基板の温度を1000℃未満に保ってドライ前処理
処理を行い，続いて，該基板の温度を該前処理時の温度
より下げて成膜を行うように構成する。
２）前記前処理時の前記基板の温度が750〜850℃である
ように構成する。
ように構成する。
本発明は成長前のドライ前処理を含むシリコン膜の低
温成長方法に関する。
温成長方法に関する。
近年，半導体装置の微細化にともない，その製造プロ
セスにおいては低温化と分子汚染の除去が要求されてい
る。
セスにおいては低温化と分子汚染の除去が要求されてい
る。
そのためには，シリコン膜成長前に行うドライ前処理
も低温化する必要がある。
も低温化する必要がある。
本発明はこの要求に対応した気相成長方法として利用
することができる。
することができる。
従来のシリコン膜成長前のドライ前処理は，例えばシ
リコン基板上にエピタキシャル成長する場合には，基板
を水素雰囲気中で高温に加熱し，基板表面に生成してい
る自然酸化膜を除去して基板表面を清浄化する水素ベー
クが行われていた。
リコン基板上にエピタキシャル成長する場合には，基板
を水素雰囲気中で高温に加熱し，基板表面に生成してい
る自然酸化膜を除去して基板表面を清浄化する水素ベー
クが行われていた。
ところが，水素ベークは基板温度を1000℃以上にしな
いと，基板の洗浄効果が期待できないため，低温プロセ
スの要求には応えられなかった。
いと，基板の洗浄効果が期待できないため，低温プロセ
スの要求には応えられなかった。
従来の水素ベークで,1000℃以下の温度では結晶性の
良いエピタキシャル膜は得られず，前処理を含めたエピ
タキシャル成長工程を低温化できないという問題を生じ
ていた。
良いエピタキシャル膜は得られず，前処理を含めたエピ
タキシャル成長工程を低温化できないという問題を生じ
ていた。
本発明は結晶性の良いシリコン膜を1000℃未満の低温
プロセスで得ることを目的とする。
プロセスで得ることを目的とする。
上記課題の解決は， １）シリコン基板をジシラン（Si2H6）以上の高次シラ
ンの少なくとも１種と水素（H2）の混合ガスの雰囲気中
に置き該基板の温度を1000℃未満に保ってドライ前処理
処理を行い，続いて，該基板の温度を該前処理時の温度
より下げて成膜を行う気相成長方法，あるいは ２）前記前処理時の前記基板の温度が750〜850℃である
前記１）記載の気相成長方法により達成される。
ンの少なくとも１種と水素（H2）の混合ガスの雰囲気中
に置き該基板の温度を1000℃未満に保ってドライ前処理
処理を行い，続いて，該基板の温度を該前処理時の温度
より下げて成膜を行う気相成長方法，あるいは ２）前記前処理時の前記基板の温度が750〜850℃である
前記１）記載の気相成長方法により達成される。
本発明は還元性の強いジシラン（Si2H6）を水素
（H2）に混合したガスを用いたドライ前処理により，基
板温度が1000℃未満の低温で基板表面の汚染除去を可能
とし，さらに前処理と同時に進行する初期成長により基
板表面が清浄面となることを利用したものである。その
後，前処理温度よりさらに低温で成膜するようにして，
前処理，成膜ともに低温プロセスで行い成長膜の結晶性
の向上をはかったものである。
（H2）に混合したガスを用いたドライ前処理により，基
板温度が1000℃未満の低温で基板表面の汚染除去を可能
とし，さらに前処理と同時に進行する初期成長により基
板表面が清浄面となることを利用したものである。その
後，前処理温度よりさらに低温で成膜するようにして，
前処理，成膜ともに低温プロセスで行い成長膜の結晶性
の向上をはかったものである。
本出願人はさきに，特開昭62−159421号公報におい
て，ジシランを反応ガスとして基板温度700℃以上で行
う低温プロセスのシリコンエピタキシャル成長方法を開
示した。これに対し本発明はジシランと水素の混合ガス
を用いて低温で前処理を行った後，同一装置内で引き続
いて，前処理温度より低い温度で上記公報に記載された
方法を用いて成膜を行うものである。
て，ジシランを反応ガスとして基板温度700℃以上で行
う低温プロセスのシリコンエピタキシャル成長方法を開
示した。これに対し本発明はジシランと水素の混合ガス
を用いて低温で前処理を行った後，同一装置内で引き続
いて，前処理温度より低い温度で上記公報に記載された
方法を用いて成膜を行うものである。
また，反応ガスとしてジシランと水素の混合ガスを用
いる成膜例として，例えば特開昭62−78193号，特開昭6
3−30398号，特開昭63−159293号公報等に開示されてい
るが，いずれも光分解，放電分解等の手段による成膜方
法が開示され，本発明のように成膜温度より高温で行う
前処理にこの反応ガスを用いた例はない。
いる成膜例として，例えば特開昭62−78193号，特開昭6
3−30398号，特開昭63−159293号公報等に開示されてい
るが，いずれも光分解，放電分解等の手段による成膜方
法が開示され，本発明のように成膜温度より高温で行う
前処理にこの反応ガスを用いた例はない。
実施例に用いた装置は通常の減圧エピタキシャル成長
装置で，例えば前記特開昭62−159421号公報に記載され
たものを用いたのでここでの記載は省略する。
装置で，例えば前記特開昭62−159421号公報に記載され
たものを用いたのでここでの記載は省略する。
第１図は本発明の一実施例によるエピタキシャル成長
法における基板温度と時間経過の関係を示す図である。
法における基板温度と時間経過の関係を示す図である。
成長はつぎの順序で行う。
まず，水素を流しながら基板温度を800℃まで上げ
る。800℃に到達したところで水素にジシランを混合し
て１分間流してドライ前処理を行う。
る。800℃に到達したところで水素にジシランを混合し
て１分間流してドライ前処理を行う。
各ガスの流量は装置により異なるが，実施例では，例
えば，水素は10SLM,ジシランは1SCCMである。また，混
合ガスの圧力は4Torrである。
えば，水素は10SLM,ジシランは1SCCMである。また，混
合ガスの圧力は4Torrである。
このとき，基板表面の自然酸化膜は除去されるととも
に,10nm以下の厚さのエピタキシャル膜が成長する。
に,10nm以下の厚さのエピタキシャル膜が成長する。
その後，基板温度を700℃に下げてエピタキシャル成
長を行う。
長を行う。
エピタキシャル成長条件は，例えばつぎのようであ
る。
る。
反応ガス :Si2H6/H2 反応ガスの流量:H2 10SLM Si2H6 4SCCM 反応ガスの圧力:4Torr 基板温度 :700℃ 実験の結果，ドライ前処理における基板温度は750〜8
50℃が適当であり，処理時間は５分以内で十分であるこ
とが分かった。
50℃が適当であり，処理時間は５分以内で十分であるこ
とが分かった。
また，エピタキシャル成長はドライ前処理における基
板温度より低い700℃以下の低温プロセスで行う。
板温度より低い700℃以下の低温プロセスで行う。
つぎに，低温プロセスによるエピ膜の結晶性について
従来例と対比して実施例の向上例を示す結果を説明す
る。
従来例と対比して実施例の向上例を示す結果を説明す
る。
従来例として水素ベーク，実施例としてジシラン処理
後にエピタキシャル成長した試料の表面ホモロジを顕微
鏡写真に撮って観察したところ，従来例では多数の結晶
欠陥が見られたが，実施例では結晶欠陥は見られなかっ
た。
後にエピタキシャル成長した試料の表面ホモロジを顕微
鏡写真に撮って観察したところ，従来例では多数の結晶
欠陥が見られたが，実施例では結晶欠陥は見られなかっ
た。
この際の処理条件と成長条件はつぎの通りである。
従来例による前処理 反応ガス :H2 反応ガスの流量:30SLM 反応ガスの圧力:10Torr 基板温度 :800℃ 処理時間 :10分 実施例による前処理 反応ガス :Si2H6/H2 反応ガスの流量:H2 10SLM Si2H6 1SCCM 反応ガスの圧力:4Torr 基板温度 :800℃ 処理時間 :3分 エピタキシャル成長 反応ガス :Si2H6/H2 反応ガスの流量:H2 10SLM Si2H6 4SCCM 反応ガスの圧力:4Torr 基板温度 :700℃ 成長時間 :20分 実施例ではSi2H6を用いたが，これの代わりにSi3H8等
の高次シランを用いても同等の効果が確認された。
の高次シランを用いても同等の効果が確認された。
以上説明したように本発明によれば，低温で成膜前の
ドライ前処理ができ，結晶性の良いシリコン膜を前処
理，成膜ともに1000℃未満の低温プロセスで得ることが
できるようになった。
ドライ前処理ができ，結晶性の良いシリコン膜を前処
理，成膜ともに1000℃未満の低温プロセスで得ることが
できるようになった。
この結果，半導体装置の微細化に対応できるようにな
った。
った。
第１図は本発明の一実施例によるエピタキシャル成長法
における基板温度と時間経過の関係を示す図である。
における基板温度と時間経過の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205
Claims (2)
- 【請求項１】シリコン基板をジシラン（Si2H6）以上の
高次シランの少なくとも１種と水素（H2）の混合ガスの
雰囲気中に置き該基板の温度を1000℃未満に保ってドラ
イ前処理処理を行い，続いて，該基板の温度を該前処理
時の温度より下げて成膜を行うことを特徴とする気相成
長方法。 - 【請求項２】前記前処理時の前記基板の温度が750〜850
℃であることを特徴とする請求項１記載の気相成長方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314579A JP2987926B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2314579A JP2987926B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184921A JPH04184921A (ja) | 1992-07-01 |
| JP2987926B2 true JP2987926B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=18054994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2314579A Expired - Fee Related JP2987926B2 (ja) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | 気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987926B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4490760B2 (ja) * | 2004-08-17 | 2010-06-30 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法及び基板処理装置 |
| JP4809175B2 (ja) | 2006-09-28 | 2011-11-09 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法 |
| US8362503B2 (en) * | 2007-03-09 | 2013-01-29 | Cree, Inc. | Thick nitride semiconductor structures with interlayer structures |
-
1990
- 1990-11-20 JP JP2314579A patent/JP2987926B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04184921A (ja) | 1992-07-01 |
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Legal Events
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