JP3494467B2 - Method of forming semiconductor thin film - Google Patents
Method of forming semiconductor thin filmInfo
- Publication number
- JP3494467B2 JP3494467B2 JP09137694A JP9137694A JP3494467B2 JP 3494467 B2 JP3494467 B2 JP 3494467B2 JP 09137694 A JP09137694 A JP 09137694A JP 9137694 A JP9137694 A JP 9137694A JP 3494467 B2 JP3494467 B2 JP 3494467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film formation
- temperature
- flow rate
- sige
- forming
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、半導体薄膜の形成方
法、特に、傾斜型SiGeエピタキシャルベース層を有
するHBT(ヘテロバイポーラトランジスタ)の薄膜の
形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a semiconductor thin film, and more particularly to a method for forming a thin film of HBT (hetero bipolar transistor) having a graded SiGe epitaxial base layer.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、高速ヘテロバイポーラ、マイクロ
波用素子、或いは超格子構造への応用を目的としたIV
族半導体(例えばSiGe)薄膜ヘテロ構造のデバイス
の開発が進展している。中でも、Si基板上にSiGe
薄膜をヘテロエピタキシャル成長させたSiGe歪エピ
タキシャル(混晶)薄膜が特に注目を集めている。従
来、SiGe/Si歪超格子構造については、格子歪に
起因して起こる電気的及び光学的性質を利用して種々の
デバイスが開発されている。これらのデバイスの内、格
子歪構造のデバイスの一例として、SiGe混晶をベー
スにしたヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)があ
る(文献I:「シリコン系デバイス」、丸善(株)、平
成3年7月発行、PP.219〜226)。2. Description of the Related Art In recent years, IV for the purpose of application to high-speed heterobipolar, microwave devices, or superlattice structures
Development of devices of group semiconductor (for example, SiGe) thin film heterostructure is progressing. Above all, SiGe on Si substrate
A SiGe strained epitaxial (mixed crystal) thin film obtained by heteroepitaxially growing a thin film has attracted particular attention. Conventionally, various devices have been developed for the SiGe / Si strained superlattice structure by utilizing the electrical and optical properties caused by the lattice strain. Among these devices, as an example of a device having a lattice strain structure, there is a hetero bipolar transistor (HBT) based on SiGe mixed crystal (Document I: “Silicon-based device”, Maruzen Co., Ltd., July 1991). Issued, PP. 219-226).
【0003】この種のSiGe混晶をベースにしたヘテ
ロバイポーラトランジスタ(以下、SiGe−HBTと
いう。)の形成方法として、従来は、ガスソース分子線
(ガスソースMBE)エピタキシャル法、超真空化学気
相成長(UHV−CVD)法、及び低圧化学気相成長
(LPCVD)法がある。As a method of forming a hetero-bipolar transistor (hereinafter referred to as SiGe-HBT) based on this type of SiGe mixed crystal, conventionally, a gas source molecular beam (gas source MBE) epitaxial method, an ultra-vacuum chemical vapor phase has been used. There are a growth (UHV-CVD) method and a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method.
【0004】従来のSiGe−HBT用SiGe混晶ベ
ース層の形成方法は、文献Iには開示されていないが、
通常、成膜温度を一定として、ガス流量比を変えること
によってベース層を形成している。この出願に係る発明
者等も追試実験を行ってベース層を形成した。Although a conventional method for forming a SiGe mixed crystal base layer for SiGe-HBT is not disclosed in Document I,
Usually, the base layer is formed by keeping the film formation temperature constant and changing the gas flow rate ratio. The inventors of the present application also conducted a follow-up experiment to form the base layer.
【0005】次に、図7を参照して追試実験を行ったと
きの成膜条件について説明する。Next, the film forming conditions at the time of conducting the additional test will be described with reference to FIG.
【0006】SiGe混晶ベース層の形成期間(期間I
II)は、炉内の基板(ウエハ)温度を一定にし、例え
ばSiH4 ガスを一定量(15ccm)を炉内に供給し
てGeH4 ガス流量をマスフローメータにより制御する
ことによりSiGe混晶ベース層中に所定のGe組成比
の傾斜を形成していた。このようにして形成されたSi
Ge−HBTのGe組成プロファイルは、文献Iに開示
されているように、コレクタ接合からエミッタ接合へ向
かってSiGe混晶ベース層中のGe組成比は傾斜を示
す。このような、Ge組成比の傾斜をSiGe混晶ベー
ス層に形成することによってコレクタ層及びエミッタ層
とSiGe混晶ベース層との境界に形成されるバンドギ
ャップを連続的に変えてドリフト電界をつくることがで
きる。このような傾斜をSiGe混晶ベース層に設ける
ことによって、SiGe−HBTはシリコンホモバイポ
ーラトランジスタ(Si−BT)などに比べ、ベース走
行時間をほぼ半減できると報告されている(文献IのP
P.220〜221参照)。Forming period of SiGe mixed crystal base layer (period I
II) is a SiGe mixed crystal base layer in which the substrate (wafer) temperature in the furnace is kept constant, for example, a constant amount (15 ccm) of SiH 4 gas is supplied into the furnace and the GeH 4 gas flow rate is controlled by a mass flow meter. A predetermined Ge composition ratio gradient was formed therein. Si formed in this way
The Ge composition profile of Ge-HBT has a gradient of the Ge composition ratio in the SiGe mixed crystal base layer from the collector junction to the emitter junction, as disclosed in Document I. By forming such a gradient of the Ge composition ratio in the SiGe mixed crystal base layer, the band gap formed at the boundary between the collector layer and the emitter layer and the SiGe mixed crystal base layer is continuously changed to create a drift electric field. be able to. It has been reported that, by providing such a gradient in the SiGe mixed crystal base layer, the SiGe-HBT can reduce the base transit time by almost half as compared with a silicon homobipolar transistor (Si-BT) and the like (P in Document I).
P. 220-221).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような形成方法によりSiGe−HBT用混晶ベース層
を形成した場合、以下に述べる理由により良好なSiG
e混晶ベース層が得られなかった。その理由として、S
iGe混晶ベース層にGe組成比の傾斜をもたせる際の
SiH4 ガス及びGeH4 ガスの制御は、一般には、C
VD薄膜装置のガス供給部からのGe原料ガスとSi原
料ガスの流量比を制御することによって行われる。この
とき、GeH4 ガス流量とSiGe成長速度の関係は、
文献IIに開示されているように、SiGe成膜速度は
GeH4 ガス流量の増加と共にほぼ直線的に大きくなる
(文献II:「Effect of silicon
sourse gas on silicon−ger
umanium chemical vapor de
posisiton kinetics at ato
mospheric pressure」、T.I.K
amins at.Appl.Phys.Lett.6
1(1)、6 、July 1992,PP.90〜9
2)。However, when the mixed crystal base layer for SiGe-HBT is formed by the conventional forming method, good SiG is obtained for the following reason.
e The mixed crystal base layer could not be obtained. The reason is S
The control of the SiH 4 gas and the GeH 4 gas when the iGe mixed crystal base layer has a Ge composition ratio gradient is generally performed by C
This is performed by controlling the flow rate ratio of the Ge source gas and the Si source gas from the gas supply unit of the VD thin film device. At this time, the relationship between the GeH 4 gas flow rate and the SiGe growth rate is
As disclosed in Document II, the SiGe film formation rate increases almost linearly as the GeH 4 gas flow rate increases (Document II: “Effect of silicon”).
source gas on silicon-ger
umanium chemical vapor de
position kinetics at ato
mospheric pressure ", T.W. I. K
amins at. Appl. Phys. Lett. 6
1 (1), 6, Jul 1992, PP. 90-9
2).
【0008】この文献IIによれば、種々のシリコン含
有IV族系水素ガスを用いたときのSiGe混晶中のG
e組成比とSiGeの成長速度(堆積速度)の関係及び
シリコン含有IV族系水素ガスを一定にしたときのゲル
マン(GeH4 )ガス流量とSiGe成長速度の関係が
報告されている。これによると、例えばGeH4 ガス流
量を変化させた場合、SiGe成長速度は、ほぼ直線的
に変化する(文献IIのP.91,図1の(a)及び
(b)参照)。しかしながら、成膜温度を低くした場合
(例えば625℃)、直線性が失われて折線の傾斜をも
つようになる。また、SiGe成長速度は、成膜温度に
よっても変化する。成膜温度が高い場合(例えば700
℃)は、成膜温度を低くした場合に比べ成長速度が大き
くなることがわかっている。According to this document II, G in SiGe mixed crystals when various silicon-containing group IV hydrogen gases are used.
It has been reported that the relationship between the e composition ratio and the growth rate (deposition rate) of SiGe and the relationship between the germane (GeH 4 ) gas flow rate and the SiGe growth rate when the silicon-containing group IV hydrogen gas is kept constant. According to this, for example, when the GeH 4 gas flow rate is changed, the SiGe growth rate changes substantially linearly (see P. 91 of Document II, (a) and (b) of FIG. 1). However, when the film forming temperature is lowered (for example, 625 ° C.), the linearity is lost and the bent line has an inclination. Further, the SiGe growth rate also changes depending on the film forming temperature. When the film forming temperature is high (eg 700
It has been found that the growth rate of (° C.) Is higher than that when the film forming temperature is lowered.
【0009】したがって、成膜温度が高い場合、GeH
4 ガス流量を大きくするとSiGe成長速度が大きくな
り、GeH4 ガス流量を秒単位で制御する必要がある。
一般に、ガス流量の制御には、マスフローメータが使用
されており、このマスフローメータを用いて秒単位のガ
ス制御は難しいのが現状である。このため、通常のSi
Ge混晶ベース層の形成には、GeH4 ガス流量の制御
を容易にするため、成膜温度(基板温度)を比較的低く
設定しておき、GeH4 ガス流量を制御する方法が採用
されている。しかしながら、文献IIに開示されている
ように、成膜温度を下げればSiGe成長速度も小さく
なり、その分、成膜時間が長くかかることになる。この
ように、成膜温度を低くしてGeH4 ガス流量を小さく
すると(例えばGe組成10%以下)、成長速度が更に
小さくなり、SiGeの成膜形成に時間がかかる。この
ため、SiGe混晶ベース層中に不純物(ここでは、薄
膜形成装置の炉内の残留不純物をいう。)が取り込まれ
る機会が多くなり、SiGe混晶ベース層の膜質を劣化
を生じるという問題がある。Therefore, when the film forming temperature is high, GeH
When the 4 gas flow rate is increased, the SiGe growth rate is increased, and it is necessary to control the GeH 4 gas flow rate in seconds.
In general, a mass flow meter is used for controlling the gas flow rate, and it is the current situation that it is difficult to control the gas in units of seconds using this mass flow meter. Therefore, normal Si
The formation of Ge mixed crystal base layer, in order to facilitate control of the GeH 4 gas flow rate, may be set relatively low deposition temperature (substrate temperature), it is adopted a method of controlling the GeH 4 gas flow rate There is. However, as disclosed in Document II, if the film forming temperature is lowered, the SiGe growth rate also decreases, and the film forming time becomes longer accordingly. As described above, when the film forming temperature is lowered and the GeH 4 gas flow rate is decreased (for example, the Ge composition is 10% or less), the growth rate is further reduced, and it takes time to form the SiGe film. For this reason, impurities (here, the residual impurities in the furnace of the thin film forming apparatus) are often taken into the SiGe mixed crystal base layer, and the quality of the SiGe mixed crystal base layer is deteriorated. is there.
【0010】また、成膜時間の増加は、スループット
(ここでいうスループットとは、ウエハの単位時間当た
りの処理枚数をいう。)の低下させる原因ともなり、デ
バイスの量産化ができないという問題がある。Further, the increase in the film forming time also causes a decrease in throughput (the throughput here means the number of wafers processed per unit time), and there is a problem that the device cannot be mass-produced. .
【0011】このため、安定したGeH4 ガス流量の制
御が簡単で、かつ短時間に傾斜型SiGe混晶ベース層
を形成できる半導体薄膜の形成方法が望まれていた。Therefore, there has been a demand for a method of forming a semiconductor thin film which can easily form a stable GeH 4 gas flow rate and can form a graded SiGe mixed crystal base layer in a short time.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明によれば、下地
上にSiGe混晶薄膜を形成する場合、成膜形成開始時
から成膜形成終了時までの期間をSiGe混晶成膜形成
期間とし、この期間の成膜形成開始時の温度(成膜開始
温度と称す。)を成膜形成終了時の温度(成膜終了温度
と称す。)より低い温度に設定しておく。又、成膜開始
温度と成膜終了温度間に温度傾斜を設けてある。このと
きの温度傾斜は、好ましくは5℃/分〜30℃/分とす
るのが良い。また、成膜開始温度のSi含有のIV族系
水素ガスの流量に対するゲルマニウム(Ge)含有のI
V族系水素ガスの流量(流量比と称する。)を成膜終了
温度の流量比より大きくし、その後、成膜開始時から成
膜終了時へ時間が移行するとともに流量比を順次小さく
する。According to the present invention, when a SiGe mixed crystal thin film is formed on a base, the period from the start of film formation to the end of film formation is defined as the SiGe mixed crystal film formation period. The temperature at the start of film formation (referred to as the film formation start temperature) during this period is set to a temperature lower than the temperature at the end of film formation (referred to as the film formation end temperature). Further, a temperature gradient is provided between the film formation start temperature and the film formation end temperature. The temperature gradient at this time is preferably 5 ° C./min to 30 ° C./min. Further, germanium (Ge) -containing I with respect to the flow rate of the Si-containing group IV hydrogen gas at the film formation start temperature
The flow rate of the group V hydrogen gas (referred to as a flow rate ratio) is made larger than the flow rate ratio of the film formation end temperature, and then the flow rate ratio is gradually decreased with the lapse of time from the start of film formation to the end of film formation.
【0013】[0013]
【作用】上述したこの発明によれば、成膜開始時の成膜
温度を成膜終了時より低い温度に設定しておき、成膜開
始時と成膜終了時間に温度傾斜を設けてある。このた
め、成膜開始時は、成膜温度が低いため、成長速度が小
さくなるが、成膜終了時に向かって温度傾斜を設けてあ
るので、成膜温度が上昇する分、所定の流量比に対する
成長速度は大きくなる。したがって、SiGe混晶ベー
ス層を形成する際の成膜時間が短縮される。According to the present invention described above, the film formation temperature at the start of film formation is set to a temperature lower than that at the end of film formation, and a temperature gradient is provided at the start and end times of film formation. Therefore, at the start of film formation, the growth rate is low because the film formation temperature is low, but since the temperature gradient is provided toward the end of film formation, the film formation temperature rises with respect to the predetermined flow rate ratio. The growth rate increases. Therefore, the film formation time for forming the SiGe mixed crystal base layer is shortened.
【0014】また、成膜終了時では、流量比が小さくな
ると成長速度は小さくなるが、成膜温度が高いため、成
長速度の低下を抑制できる。したがって、成膜開始時か
ら成膜終了時間のSiGeの成膜速度をほぼ一定に保持
することができる。At the end of film formation, the growth rate decreases as the flow rate ratio decreases, but since the film formation temperature is high, the decrease in growth rate can be suppressed. Therefore, it is possible to keep the SiGe film formation rate from the start of film formation to the end of film formation substantially constant.
【0015】また、流量比を制御する場合、成膜開始時
の流量比を成膜終了時より大きくして、成膜終了時へ時
間が移行すると共に流量比を小さくして流量制御を行
う。したがって、成膜開始時の成膜温度は、最初低くし
てあるので、SiGeの成長速度が低下する分、流量比
の制御が容易になる。したがって、マスフローメータを
用いて流量比制御が可能になる。このようにして形成さ
れたSiGe混晶ベース層は、コレクタ層との境界側の
Ge組成比が大きくなり、一方、エミッタ層との境界側
のGe組成比は小さくなり、かつGe組成比の傾斜を持
たせることができる。Further, when controlling the flow rate ratio, the flow rate ratio at the start of film formation is set to be larger than that at the end of film formation, and the flow rate is controlled by decreasing the flow ratio as time passes to the end of film formation. Therefore, since the film formation temperature at the start of film formation is initially low, the control of the flow rate ratio becomes easier because the growth rate of SiGe decreases. Therefore, the flow rate ratio can be controlled using the mass flow meter. In the SiGe mixed crystal base layer thus formed, the Ge composition ratio on the boundary side with the collector layer is large, while the Ge composition ratio on the boundary side with the emitter layer is small, and the Ge composition ratio slopes. Can have
【0016】また、成膜時間が短縮された分、SiGe
混晶ベース層中に混入する残留不純物が減少する。ま
た、薄膜形成時のスループットが改善される。Further, since the film formation time is shortened, SiGe
Residual impurities mixed in the mixed crystal base layer are reduced. Moreover, the throughput at the time of forming a thin film is improved.
【0017】[0017]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の半導体薄
膜の形成方法について説明する。なお、図2〜図3は、
この発明が理解できる程度に、各構成成分の形状、大き
さ及び配置を概略的に示してあるにすぎない。なお、こ
の発明の実施例では、SiGe−HBT(ヘテロバイポ
ーラトランジスタ)用SiGeエピタキシャル(混晶)
ベース層の形成方法を例に取り説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for forming a semiconductor thin film according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, FIG.
The shape, size, and arrangement of each component are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the embodiment of the present invention, SiGe epitaxial (mixed crystal) for SiGe-HBT (hetero bipolar transistor) is used.
The method of forming the base layer will be described as an example.
【0018】図1の(A)及び(B)は、この発明のS
iGe−HBTの形成方法を説明するための成膜条件を
説明するための説明図であり、図2はこの薄膜形成に使
用する装置の構成図である。また、図3は、この発明の
実施例で形成されたSiGe−HBT構造の断面図であ
る。但し、図3は図面を明確にするため、一部のハッチ
ングを省略してある。1A and 1B are S of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining film forming conditions for explaining a method of forming iGe-HBT, and FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus used for forming this thin film. FIG. 3 is a sectional view of the SiGe-HBT structure formed in the embodiment of the present invention. However, in FIG. 3, some hatching is omitted for the sake of clarity.
【0019】先ず、図2を参照して半導体薄膜を形成す
るために用いる装置について説明する。First, an apparatus used for forming a semiconductor thin film will be described with reference to FIG.
【0020】この装置は、大別すると反応炉部11、真
空排気系23及びガス供給系49から構成されている。
そして、反応炉部11は、金属製反応炉(チャンバ)1
0を具えており、このチャンバ壁が高温にならないよう
に水を循環させ、チャンバ壁を冷却している。また、反
応炉10内には、基板支持体14が設けられ、この基板
支持体14上に基板18を下向きに配設し、かつ基板1
8を出し入れ自在に載置できる構造になっている。This apparatus is roughly composed of a reaction furnace section 11, a vacuum exhaust system 23 and a gas supply system 49.
The reaction furnace portion 11 is a metal reaction furnace (chamber) 1
0, water is circulated to cool the chamber wall so that the chamber wall does not reach a high temperature. In addition, a substrate support 14 is provided in the reaction furnace 10, a substrate 18 is arranged downward on the substrate support 14, and the substrate 1
It is structured so that 8 can be placed freely in and out.
【0021】また、反応炉10内には、基板加熱機構1
2が設けてあり、したがって、この基板加熱機構12に
よって任意好適な温度設定が可能になる。この加熱機構
12として、例えば赤外線ランプを用いるのが好適であ
る。そして、基板18の表面温度を測定するため温度測
定手段16が設けられ、基板加熱機構の温度制御が行え
るようになっている。この温度測定手段16として、例
えば熱電対が用いられる。また、反応炉10は、基板支
持体14を中心に上部と下部に別れる。上部を基板加熱
機構側12と称し、下部をガスヘッド側20と称する。
更に、真空排気するための排気口22及び24が設けら
れている。また、反応炉10内の真空度を測定するため
の真空計38及び40が設けられている。また、反応炉
10には、基板に対応してガスヘッド20が設けてあ
る。このガスヘッド20は、反応炉の外壁を貫通してガ
ス導入路及び冷却水導入路が配設されている。In addition, the substrate heating mechanism 1 is provided in the reaction furnace 10.
2 is provided, and therefore, the substrate heating mechanism 12 enables any suitable temperature setting. As the heating mechanism 12, it is suitable to use, for example, an infrared lamp. A temperature measuring means 16 is provided to measure the surface temperature of the substrate 18, and the temperature of the substrate heating mechanism can be controlled. As the temperature measuring means 16, for example, a thermocouple is used. Further, the reaction furnace 10 is divided into an upper part and a lower part with the substrate support 14 as the center. The upper part is called the substrate heating mechanism side 12 and the lower part is called the gas head side 20.
Further, exhaust ports 22 and 24 for vacuum exhaust are provided. Further, vacuum gauges 38 and 40 for measuring the degree of vacuum in the reaction furnace 10 are provided. Further, the reaction furnace 10 is provided with a gas head 20 corresponding to the substrate. The gas head 20 has a gas introduction passage and a cooling water introduction passage that penetrate the outer wall of the reaction furnace.
【0022】次に、この装置の真空排気系について説明
する。Next, the vacuum exhaust system of this apparatus will be described.
【0023】真空排気系23は、炉10内を真空排気す
るための排気手段26、28及び30が設けられ、この
排気手段28側には自動開閉バルブ34が接続されてお
り、排気手段30側には自動開閉バルブ36が接続され
ている。また、この自動開閉バルブ34と排気口22が
接続されており、バルブ36と排気口24とが接続され
ている。したがって、バルブ34及び36を任意適当に
開閉させることによって反応炉10内の圧力を制御して
いる。また、反応炉10内の上部と下部とはそれぞれ独
立して圧力制御できるように構成されている。The vacuum exhaust system 23 is provided with exhaust means 26, 28 and 30 for exhausting the inside of the furnace 10 to vacuum, and an automatic opening / closing valve 34 is connected to the exhaust means 28 side, and the exhaust means 30 side. An automatic opening / closing valve 36 is connected to. The automatic opening / closing valve 34 and the exhaust port 22 are connected, and the valve 36 and the exhaust port 24 are connected. Therefore, the pressure inside the reaction furnace 10 is controlled by opening and closing the valves 34 and 36 arbitrarily and appropriately. Further, the upper part and the lower part in the reaction furnace 10 are configured so that the pressure can be controlled independently.
【0024】次に、この装置のガス供給系について説明
する。Next, the gas supply system of this apparatus will be described.
【0025】ガス供給系49は、ガス導入路42a及び
42b、自動開閉バルブ50、51、52、53、8
0、81及び82、自動流量コントローラ(マスフロー
メータともいう。)60、61、62及び63、ガス供
給部70、71、72、及び73から構成されている。
そして、反応炉10を通過させずにガス供給系49を排
気できるような排気手段32が設けてある。また、ガス
導入路42aは、自動開閉バルブ50〜52とそれぞれ
接続されており、かつバルブ50、51、52は自動流
量コントローラ60、61、62とそれぞれ接続されて
いる。そして、自動流量コントローラ60、61、62
はガス供給部70、72、72にそれぞれ接続されてい
る。また、バルブ50、51、52と自動流量コントロ
ーラ60、61、62間には排気管73、74及び75
が接続されており、排気管73〜75は自動流量コント
ローラ80〜82を介して排気管76に接続されてい
る。また、排気管76は、排気手段32に接続されてい
る。The gas supply system 49 includes gas introduction paths 42a and 42b and automatic opening / closing valves 50, 51, 52, 53, 8
0, 81 and 82, automatic flow rate controllers (also called mass flow meters) 60, 61, 62 and 63, and gas supply units 70, 71, 72 and 73.
Further, exhaust means 32 is provided so that the gas supply system 49 can be exhausted without passing through the reaction furnace 10. The gas introduction passage 42a is connected to the automatic opening / closing valves 50 to 52, and the valves 50, 51, 52 are connected to the automatic flow controllers 60, 61, 62, respectively. Then, the automatic flow rate controllers 60, 61, 62
Are connected to gas supply units 70, 72 and 72, respectively. Further, exhaust pipes 73, 74 and 75 are provided between the valves 50, 51 and 52 and the automatic flow controllers 60, 61 and 62.
Are connected, and the exhaust pipes 73 to 75 are connected to the exhaust pipe 76 via the automatic flow controllers 80 to 82. Further, the exhaust pipe 76 is connected to the exhaust means 32.
【0026】次に、図1の(A)、(B)、図2及び図
3を参照してSiGe−HBTの形成方法、特にSiG
e混晶ベース層の形成方法について説明する。Next, with reference to FIGS. 1A, 1B, 2 and 3, a method of forming SiGe-HBT, particularly SiG.
A method of forming the mixed crystal base layer will be described.
【0027】図1の(A)〜(B)は、この発明の基板
温度の加熱サイクル温度特性図、及びシリコン含有のI
V族系水素ガスの流量に対するゲルマニウム含有のIV
族系水素ガスの流量(流量比という。)の関係を示す。
なお、図1の(A)は、横軸に時間(任意)を取り、縦
軸に基板温度(℃)を取り、また、図1の(B)は横軸
に時間(分)を取り、縦軸に流量比を取って表してい
る。FIGS. 1A to 1B are graphs showing the temperature characteristic of the heating cycle of the substrate temperature of the present invention, and the silicon-containing I
IV containing germanium with respect to the flow rate of group V hydrogen gas
The relationship of the flow rate of the group hydrogen gas (referred to as flow rate) is shown.
In FIG. 1A, the horizontal axis represents time (arbitrary), the vertical axis represents substrate temperature (° C.), and in FIG. 1B, the horizontal axis represents time (minutes). The vertical axis shows the flow rate ratio.
【0028】先ず、SiGe混晶ベース層91を形成す
るに先立ち、下地90の酸化膜を除去するため、洗浄処
理を行う。このとき、下地90として、例えばSi基板
(以下、基板と称する。)を用いる。First, prior to forming the SiGe mixed crystal base layer 91, a cleaning process is performed to remove the oxide film of the underlayer 90. At this time, for example, a Si substrate (hereinafter referred to as a substrate) is used as the base 90.
【0029】基板90を120℃に加熱された硫酸−過
酸化水素水の溶液中に浸漬し、基板90の酸化膜を形成
する。このときの酸化膜の厚さを約10Åとする。その
後、ただちに1重量%HF溶液中に約3分間基板90を
浸漬して、酸化膜を完全に除去する。The substrate 90 is dipped in a solution of sulfuric acid-hydrogen peroxide solution heated to 120 ° C. to form an oxide film on the substrate 90. At this time, the thickness of the oxide film is set to about 10Å. Immediately thereafter, the substrate 90 is immersed in a 1 wt% HF solution for about 3 minutes to completely remove the oxide film.
【0030】次に、この洗浄、及び酸化膜除去した基板
90をただちに、CVD薄膜形成装置(以下、反応炉と
いう。)中に搬入する。このとき、反応炉10の加熱温
度を300℃〜450℃に設定しておくのが良い。Next, the substrate 90 from which the cleaning and the oxide film are removed is immediately carried into a CVD thin film forming apparatus (hereinafter referred to as a reaction furnace). At this time, the heating temperature of the reaction furnace 10 is preferably set to 300 ° C to 450 ° C.
【0031】次に、バルブ34、36を開き、排気手段
26、28及び30を用いて反応炉10内を例えば1×
10-8Paに真空排気して基板90を洗浄にする。その
後、基板90の温度を測定手段16を測定しながら、反
応炉10内の赤外線ランプ12による輻射加熱によって
炉内を加熱する。このときの基板温度を例えば800℃
〜850℃、約2〜5分の加熱処理を行って基板90の
クリーニングを行う(図1の(A)の期間I)。Next, the valves 34 and 36 are opened, and the inside of the reaction furnace 10 is, for example, 1 × using the exhaust means 26, 28 and 30.
The substrate 90 is cleaned by evacuation to 10 −8 Pa. Then, while measuring the temperature of the substrate 90 by the measuring means 16, the inside of the reaction furnace 10 is heated by radiant heating by the infrared lamp 12. The substrate temperature at this time is, for example, 800 ° C.
The substrate 90 is cleaned by performing a heat treatment at 850 ° C. for about 2 to 5 minutes (period I in FIG. 1A).
【0032】次に、基板温度を一旦、約625℃まで下
げ、加熱温度を一定にした後、基板90上にSiGe混
晶ベース層91を形成する。このとき、成膜開始時T1
から成膜終了時T2 までの期間を、SiGe混晶薄膜形
成期間(期間II)と称する。また、時刻T1 の温度を
成膜開始温度と称し、時刻T2 の温度を成膜終了温度と
称する。クリーニング期間Iで625℃に保っておき、
時刻T1 から所定の昇温速度で温度を上げていき、時刻
T2 になったら成膜終了温度をある時間一定に保つ。こ
のように、成膜終了温度を一定に保持することによって
結晶中の欠陥あるいは歪みが調整される。このとき、成
膜開始温度625℃から成膜終了温度700℃までの昇
温速度を5〜30℃/分の間の適当な昇温速度とするの
が良い。また、昇温速度を20℃/分とするのが成長速
度をほぼ一定にできるので最適である。Next, the substrate temperature is once lowered to about 625 ° C. and the heating temperature is kept constant, and then the SiGe mixed crystal base layer 91 is formed on the substrate 90. At this time, when the film formation is started T 1
The period from the completion of the film formation to T 2 is called a SiGe mixed crystal thin film formation period (period II). The temperature at time T 1 is called the film formation start temperature, and the temperature at time T 2 is called the film formation end temperature. Keep it at 625 ° C for cleaning period I,
The temperature is raised at a predetermined temperature rising rate from time T 1, and at time T 2 , the film formation end temperature is kept constant for a certain period of time. In this way, defects or strains in the crystal are adjusted by keeping the film formation end temperature constant. At this time, it is preferable that the temperature increase rate from the film formation start temperature of 625 ° C. to the film formation end temperature of 700 ° C. be an appropriate temperature increase rate of 5 to 30 ° C./min. Further, the rate of temperature increase of 20 ° C./minute is optimal because the growth rate can be made almost constant.
【0033】次に、薄膜形成装置のバルブ80を開けた
後、ガス供給部70のバルブを開き、排気手段32側に
シリコン含有のIV族系水素ガス(例えばSiH4 ガ
ス)を流す。このとき、SiH4 ガスを反応炉10に供
給したとき、炉内圧力が例えば1Pa程度の減圧状態に
なるように自動流量コントローラ60を用いて予めSi
H4 ガス流量を調整しておくにおが良い。その後、バル
ブ80を閉じて、バルブ50を開けてSiH4 ガスを反
応炉10内に供給する。このとき、好ましくは、SiH
4 ガス流量を15sccmとするのが良い。Next, after opening the valve 80 of the thin film forming apparatus, the valve of the gas supply unit 70 is opened, and a silicon-containing group IV hydrogen gas (eg, SiH 4 gas) is flowed to the exhaust means 32 side. At this time, when the SiH 4 gas is supplied to the reaction furnace 10, the Si flow rate controller 60 is used in advance so that the pressure inside the furnace is reduced to about 1 Pa.
It is recommended to adjust the H 4 gas flow rate. Then, the valve 80 is closed and the valve 50 is opened to supply SiH 4 gas into the reaction furnace 10. At this time, preferably SiH
It is good to set the flow rate of 4 gases to 15 sccm.
【0034】次に、SiH4 ガスのときと同様な方法を
用いてバルブ52及びガス供給部72を開き、SiH4
ガスに加えてゲルマニウム含有IV族系水素ガス(例え
ばゲルマン(GeH4 ガス))を排気手段23側へ流
す。その後、バルブ52を開いて反応炉10へGeH4
ガスを供給する。このとき、好ましくは、成膜開始時T
1 のGeH4 ガス流量を例えば4sccmとするのが良
い。このとき、流量比に換算すると0.27になる。こ
こで、流量比は、GeH4 ガス流量/SiH4 ガス流量
で表す。なお、SiH4 ガス流量はSiGe混晶薄膜形
成期間(期間II)は一定にしておく。成膜形成開始時
T1 は、流量比を大きくし、成膜形成終了時T2 へ時間
が移行すると共に順次流量比を小さくする。このとき、
成膜形成終了時T2 のGeH4 ガスの流量を1sccm
とするのが良い。このとき、流量比は0.13となる。
このときのGeH4 ガス流量の制御は、マスフローコン
トローラの設定流量を1sccm/分で行った。このと
き、SiGe混晶ベース層91の膜厚は、例えば200
Å〜400Åになる。Next, by opening the valve 52 and the gas supply unit 72 by using the same method as for the SiH 4 gas, SiH 4
In addition to the gas, a group IV group hydrogen gas containing germanium (for example, germane (GeH 4 gas)) is flowed to the exhaust means 23 side. Then, the valve 52 is opened and GeH 4 is fed to the reactor 10.
Supply gas. At this time, it is preferable that the film formation start time T
The GeH 4 gas flow rate of 1 is preferably set to 4 sccm, for example. At this time, the flow rate ratio is 0.27. Here, the flow rate ratio is represented by GeH 4 gas flow rate / SiH 4 gas flow rate. The SiH 4 gas flow rate is kept constant during the SiGe mixed crystal thin film formation period (period II). The flow rate ratio is increased at the start of film formation T 1, and is gradually decreased with the lapse of time to T 2 at the end of film formation. At this time,
At the end of film formation, the flow rate of GeH 4 gas at T 2 is set to 1 sccm.
It is good to At this time, the flow rate ratio is 0.13.
The control of the GeH 4 gas flow rate at this time was performed at a set flow rate of the mass flow controller of 1 sccm / min. At this time, the film thickness of the SiGe mixed crystal base layer 91 is, for example, 200
Å ~ 400Å.
【0035】また、この実施例の成長速度は、反応炉1
0内の残留不純物及び各種ガスの酸素(O2 )及び水
(H2 O)量により以下のように設定するのが良い。す
なわち、不純物の量が1ppmの場合は、成長速度を1
00Å/分以上とし、不純物の量が10ppb〜1pp
mの場合は、25Å/分以上にするのが好適である。ま
た、成長速度を100Å/分とした場合、好ましくは、
成膜温度を625〜725℃の範囲に設定したおくのが
良い。In addition, the growth rate of this embodiment is as follows.
It is preferable to set as follows according to the residual impurities in 0 and the amounts of oxygen (O 2 ) and water (H 2 O) in various gases. That is, when the amount of impurities is 1 ppm, the growth rate is 1
More than 00Å / min, and the amount of impurities is 10ppb-1pp
In the case of m, it is preferable to set it to 25 Å / min or more. Further, when the growth rate is 100 Å / min, preferably,
It is preferable to set the film forming temperature in the range of 625 to 725 ° C.
【0036】その後、ドープしたポリシリコン層92を
形成し、これをエミッタ層として用いる。その後、エミ
ッタ層92上に電極96を形成する。このようにして、
SiGe−HBTのコレクタ層90、ベース層91及び
エミッタ層92を有するSiGe−HBTが完成する
(図3参照)。なお、この実施例の説明では、ポリシコ
ン層93、p +ポリシリコン層94及びシリコン酸化膜
95の形成方法は、省略してある。Thereafter, a doped polysilicon layer 92 is formed and used as an emitter layer. After that, the electrode 96 is formed on the emitter layer 92. In this way
The SiGe-HBT having the collector layer 90, the base layer 91 and the emitter layer 92 of SiGe-HBT is completed (see FIG. 3). In the description of this embodiment, the method of forming the polysilicon layer 93, the p + polysilicon layer 94 and the silicon oxide film 95 is omitted.
【0037】図4は、GeH4 ガス流量とGe組成比と
の関係を説明するために供する実験データを示す。この
ときのGeH4 ガスに混合するガスは、SiH4 ガスを
用い、成膜温度は675℃とする。図中、横軸にGeH
4 ガス流量(sccm)を取り、縦軸にGe組成/Si
Ge混晶、すなわちGe組成比(%)の関係をプロット
して表している。図4から理解できるようにGeH4 ガ
ス流量が1ccm以上になるとほぼ直線的にGe組成比
は増大する。すなわち、GeH4 ガス流量が、1、2、
3、4、及び5sccmのときGe組成比はそれぞれ1
5%、20%、30%、35%、及び40%になる。FIG. 4 shows experimental data used for explaining the relationship between the GeH 4 gas flow rate and the Ge composition ratio. At this time, SiH 4 gas is used as a gas mixed with the GeH 4 gas, and the film formation temperature is 675 ° C. GeH on the horizontal axis in the figure
4 Gas flow rate (sccm) is taken and the vertical axis is Ge composition / Si
The Ge mixed crystal, that is, the relationship of the Ge composition ratio (%) is plotted and shown. As can be understood from FIG. 4, when the GeH 4 gas flow rate is 1 ccm or more, the Ge composition ratio increases almost linearly. That is, the GeH 4 gas flow rate is 1, 2,
Ge composition ratio is 1 at 3, 4 and 5 sccm, respectively.
5%, 20%, 30%, 35%, and 40%.
【0038】また、図5は、Ge組成比とSiGe混晶
の成長速度の関係を説明するために供する実験データを
示す。なお、横軸はGe組成比(%)を取り、縦軸は成
長速度(Å/分)を取って表している。FIG. 5 shows experimental data used for explaining the relationship between the Ge composition ratio and the growth rate of the SiGe mixed crystal. The horizontal axis represents the Ge composition ratio (%), and the vertical axis represents the growth rate (Å / min).
【0039】図5から理解できるように、成膜温度が6
25℃の場合、10%、20%、30%及び40%のG
e組成比に対して成長速度は、50、70、120、1
50Å/分となり、これをプロットすれば黒丸で結んだ
直線となる。一方、成膜温度が700℃の場合、10
%、20%及び30%のGe組成比に対して成長速度
は、120、140、及び170Å/分となり、これを
プロットするば白丸で結んだ直線になる。このため、従
来のSiGe混晶べース層を形成する際に成膜温度を一
定(例えば675℃)にして、Ge組成比を変化させた
場合、特に、Ge組成比が大きい領域では成長速度も大
きくなる。したがって、マスフローメータが追随でき
ず、精密がガス流量制御ができなかった。これに対し
て、この発明の実施例では、成膜開始時(T1 )の成膜
開始温度と成膜終了時(T2 )の成膜終了温度間に温度
傾斜を設けてある。したがって、時間T1 時に成膜開始
温度が低くても順次直線的、或いは段階的に温度を高く
してあるので、SiGeの成長速度は大きくなる。一
方、成膜終了時(T2 )では、GeH4 ガス流量(Ge
組成比)が小さいので成長速度は小さくなるが、成膜温
度を高くしてあるため、成長速度は低下しない。したが
って、成膜形成開始時から成膜形成終了時までの成長速
度をほぼ一定にすることができる。このため、従来のよ
うに成膜温度を低温化したため、成長速度が小さくなる
ことはなくなり、成膜時間は短縮される、このため、S
iGe混晶ベース層に不純物が混入する確率が少なくな
り、したがってSiGe混晶ベース層の膜質が均一なも
のとなる。また、成膜時間は短縮されることによって、
スループットが向上するため、SiGe−HBTの量産
化が可能となる。As can be understood from FIG. 5, the film forming temperature is 6
10%, 20%, 30% and 40% G at 25 ° C
The growth rate with respect to the e composition ratio is 50, 70, 120, 1
It becomes 50Å / min, and if plotted, it will be a straight line connected by black circles. On the other hand, when the film forming temperature is 700 ° C., 10
The growth rates are 120, 140, and 170 Å / min for Ge composition ratios of%, 20%, and 30%, which are plotted as straight lines connected by white circles. Therefore, when forming a conventional SiGe mixed crystal base layer while keeping the film formation temperature constant (for example, 675 ° C.) and changing the Ge composition ratio, especially in a region where the Ge composition ratio is large, the growth rate is high. Also grows. Therefore, the mass flow meter could not follow, and the gas flow rate could not be precisely controlled. On the other hand, in the embodiment of the present invention, a temperature gradient is provided between the film formation start temperature at the time of film formation start (T 1 ) and the film formation end temperature at the time of film formation end (T 2 ). Therefore, at time T 1 , even if the film formation start temperature is low, the temperature is increased linearly or stepwise, so that the growth rate of SiGe increases. On the other hand, at the end of film formation (T 2 ), the GeH 4 gas flow rate (Ge
Since the composition ratio) is small, the growth rate is low, but the growth rate is not lowered because the film formation temperature is high. Therefore, the growth rate from the start of film formation to the end of film formation can be made substantially constant. Therefore, since the film forming temperature is lowered as in the conventional case, the growth rate does not decrease and the film forming time is shortened.
The probability of impurities being mixed into the iGe mixed crystal base layer is reduced, and therefore, the film quality of the SiGe mixed crystal base layer becomes uniform. Also, because the film formation time is shortened,
Since the throughput is improved, the SiGe-HBT can be mass-produced.
【0040】図6は、図3のコレクタ層(下地)、ベー
ス層及びエミッタ層部分の断面部分をX線回折で測定
し、Ge組成に換算したときのGe組成を模式的に描い
た分布図である。なお、縦軸にGe組成比(%)を取
り、横軸に膜厚(Å)をとって表している。このとき、
コレクタ層とべース層との境界を起点(0Å)としてエ
ミッタ層側の膜厚の方向には、マイナス符号をつけて表
している。FIG. 6 is a distribution diagram schematically showing the Ge composition when the cross section of the collector layer (base), the base layer and the emitter layer of FIG. 3 is measured by X-ray diffraction and converted into Ge composition. Is. The vertical axis represents the Ge composition ratio (%) and the horizontal axis represents the film thickness (Å). At this time,
The boundary between the collector layer and the base layer is the starting point (0Å), and the minus sign is added to the direction of the film thickness on the emitter layer side.
【0041】図6から理解できるように、起点(0Å)
ではGe組成比の値が25%になり、その後、順次Ge
組成比は直線的に減少して、ベース層の膜厚が300Å
になったとき、Ge組成比の値が10%になり、その
後、急激にGe組成比は0%になる。ここでは、Ge組
成比の立ち上がり及び立ち下がりの値は直線で示してあ
るが、実際は、曲線で表される。図6のGe組成プロフ
ァイルを従来の文献Iと比較した場合、文献Iでは、ベ
ース層のGe組成比の傾斜がエミッタ側からコレクタ側
に三角形状に傾斜しているのに対して(文献I、図8.
44参照)、この発明の実施例では台形の傾斜になる。
このため、こ発明の実施例では、エネルギーバンド的に
見ると、ベース層からエミッタ層に注入される正孔に対
する障壁の高さを、エミッタ層からベース層へ注入され
る電子に対する障壁の高さより大きくすることができ
る。したがって、エミッタ層のキャリヤ濃度を低くし、
ベース層のキャリヤ濃度を高くしてもエミッタ側の注入
効率が低下することはないという利点もある。As can be understood from FIG. 6, the starting point (0Å)
Then, the Ge composition ratio becomes 25%, and then Ge
The composition ratio decreases linearly, and the thickness of the base layer is 300Å
Then, the value of the Ge composition ratio becomes 10%, and then the Ge composition ratio rapidly becomes 0%. Here, the rising and falling values of the Ge composition ratio are shown by straight lines, but in reality, they are expressed by curves. When the Ge composition profile of FIG. 6 is compared with the conventional reference I, in the reference I, the inclination of the Ge composition ratio of the base layer is inclined in a triangular shape from the emitter side to the collector side (reference I, Figure 8.
44), this embodiment has a trapezoidal inclination.
Therefore, in the embodiment of the present invention, in terms of energy band, the height of the barrier for holes injected from the base layer to the emitter layer is made higher than the height of the barrier for electrons injected from the emitter layer to the base layer. Can be large. Therefore, lower the carrier concentration of the emitter layer,
There is also an advantage that the injection efficiency on the emitter side does not decrease even if the carrier concentration of the base layer is increased.
【0042】また、この発明の実施例では、SiGe−
HBTの例について説明したが、なんらこのHBTに限
定されるものではなく、例えばSiGe−MOSなどに
応用しても良い。Further, in the embodiment of the present invention, SiGe-
Although the example of the HBT has been described, the present invention is not limited to this HBT, and may be applied to, for example, SiGe-MOS.
【0043】また、この発明では、SiGe混晶薄膜形
成期間の温度傾斜を5〜30℃/分とすることにより、
成膜開始温度を低くできるので、GeH4 ガスのマスフ
ローメータの制御が容易になる。Further, according to the present invention, the temperature gradient during the SiGe mixed crystal thin film formation period is set to 5 to 30 ° C./min.
Since the film formation start temperature can be lowered, the control of the GeH 4 gas mass flow meter becomes easy.
【0044】また、この発明の実施例では、SiH4 ガ
スを用いたが、ジシランを用いても良い。この場合、ジ
シランを用いた場合、成膜温度に対して成長速度を大き
くできるので、成膜時間が更に短縮される。Although SiH 4 gas is used in the embodiment of the present invention, disilane may be used. In this case, when disilane is used, the growth rate can be increased with respect to the film forming temperature, so that the film forming time can be further shortened.
【0045】また、この実施では、加熱手段として赤外
線ランプを用いたが、ヒータを反応炉の外部にセットし
て輻射熱を利用して加熱しても良い。Further, in this embodiment, the infrared lamp is used as the heating means, but the heater may be set outside the reaction furnace and heated by utilizing radiant heat.
【0046】[0046]
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の半導体薄膜の形成方法は、成膜開始温度と成膜
終了温度間に温度傾斜を設ける。このとき、成膜開始温
度は、成膜終了温度より低くしてある。そして、成膜開
始時の流量比は成膜終了時より大きくしておき、成膜終
了時へ時間が移行するとともに流量比を順次小さくす
る。このため、SiGe混晶薄膜形成期間の成長速度が
ほぼ一定とすることができ、成膜時間を長くかけずにG
e組成比の傾斜を有するSiGe混晶ベース層を形成す
ることができる。したがって、ベース層中に反応炉中の
残留不純物などの混入が抑制されるので、SiGe混晶
ベース層の膜質が均一になる。また、成膜時間が短縮さ
れる分、スループットが低減するので、半導体薄膜素子
を製造する場合、素子の量産化が可能になる。As is clear from the above description, in the method for forming a semiconductor thin film of the present invention, a temperature gradient is provided between the film formation start temperature and the film formation end temperature. At this time, the film formation start temperature is lower than the film formation end temperature. Then, the flow rate ratio at the start of film formation is set to be larger than that at the end of film formation, and the flow rate ratio is gradually decreased as time goes to the end of film formation. For this reason, the growth rate during the SiGe mixed crystal thin film formation period can be kept substantially constant, and G
It is possible to form a SiGe mixed crystal base layer having a gradient of e composition ratio. Therefore, the impurities such as residual impurities in the reaction furnace are suppressed from being mixed into the base layer, so that the film quality of the SiGe mixed crystal base layer becomes uniform. Further, since the film forming time is shortened, the throughput is reduced, so that when manufacturing a semiconductor thin film element, the element can be mass-produced.
【図1】(A)〜(B)は、この発明のSiGe混晶ベ
ース層の成膜条件を説明するために供する加熱サイクル
図及び流量特性図である。1 (A) to 1 (B) are a heating cycle diagram and a flow rate characteristic diagram provided for explaining film forming conditions of a SiGe mixed crystal base layer of the present invention.
【図2】この発明に用いたCVD薄膜形成装置の概略的
構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a CVD thin film forming apparatus used in the present invention.
【図3】この発明の傾斜型SiGe−HBTの構造を説
明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the structure of the graded SiGe-HBT of the present invention.
【図4】GeH4 ガス流量とGe組成比の関係を説明す
るための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a GeH 4 gas flow rate and a Ge composition ratio.
【図5】Ge組成比と成長速度の関係を説明するための
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a Ge composition ratio and a growth rate.
【図6】この発明のSiGe−HBTのGe組成プロフ
ァイルを説明するために供する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram provided for explaining a Ge composition profile of SiGe-HBT of the present invention.
【図7】(A)〜(B)は、従来のSiGe混晶ベース
層の成膜条件を説明するための加熱サイクル図及び流量
特性図である。7 (A) to (B) are a heating cycle diagram and a flow rate characteristic diagram for explaining film forming conditions of a conventional SiGe mixed crystal base layer.
90:下地(コレクタ層) 91:SiGe混晶ベース層(ベース層) 92:n+ ポリシリコン層(エミッタ層) 93:ポリシリコン層 94:p+ ポリシリコン層 95:シリコン酸化膜 96:電極90: Underlayer (collector layer) 91: SiGe mixed crystal base layer (base layer) 92: n + polysilicon layer (emitter layer) 93: Polysilicon layer 94: p + polysilicon layer 95: Silicon oxide film 96: Electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/331 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/331
Claims (3)
薄膜を形成するにあたり、 成膜形成開始時から成膜形成終了時までの期間をSiG
e混晶薄膜形成期間とし、該期間の成膜形成開始時の温
度(成膜開始温度と称す。)を、成膜形成終了時の温度
(成膜終了温度と称す。)より低くし、かつ前記成膜開
始温度と前記成膜終了温度間に温度傾斜を設け、 前記成膜開始温度のシリコン(Si)含有のIV族系水
素ガスの流量に対するゲルマニウム(Ge)含有のIV
族系水素ガスの流量(流量比という。)を前記成膜終了
温度の流量比より大きくし、かつ前記成膜形成開始時か
ら前記成膜形成終了時へ時間が移行すると共に、前記流
量比を順次小さくすることを特徴とする半導体薄膜の形
成方法。1. When forming a SiGe mixed crystal thin film on a base using a CVD method, the period from the start of film formation to the end of film formation is SiG.
The mixed crystal thin film formation period is set, and the temperature at the start of film formation (referred to as the film formation start temperature) during the period is set lower than the temperature at the end of film formation (referred to as the film formation end temperature), and A temperature gradient is provided between the film formation start temperature and the film formation end temperature, and germanium (Ge) -containing IV with respect to the flow rate of the group IV hydrogen gas containing silicon (Si) at the film formation start temperature.
The flow rate of the group-based hydrogen gas (referred to as a flow rate ratio) is set to be larger than the flow rate ratio of the film formation end temperature, and the flow rate ratio is changed as time elapses from the start of the film formation formation to the end of the film formation formation. A method for forming a semiconductor thin film, which is characterized in that the size is successively reduced.
方法において、 前記成膜開始温度と前記成膜終了温度間の前記温度傾斜
を、5℃/分〜30℃/分の範囲としたことを特徴とす
る半導体薄膜の形成方法。2. The method for forming a semiconductor thin film according to claim 1, wherein the temperature gradient between the film formation start temperature and the film formation end temperature is in the range of 5 ° C./min to 30 ° C./min. A method for forming a semiconductor thin film, comprising:
方法において、 前記ゲルマニウムを含むIV族系水素ガスを、シラン
(SiH4 )又はジシラン(Si2 H6 )とすることを
特徴とする半導体薄膜の形成方法。3. The method for forming a semiconductor thin film according to claim 1, wherein the group IV hydrogen gas containing germanium is silane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ). Method for forming semiconductor thin film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09137694A JP3494467B2 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method of forming semiconductor thin film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09137694A JP3494467B2 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method of forming semiconductor thin film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07297205A JPH07297205A (en) | 1995-11-10 |
JP3494467B2 true JP3494467B2 (en) | 2004-02-09 |
Family
ID=14024661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09137694A Expired - Fee Related JP3494467B2 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method of forming semiconductor thin film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3494467B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1421607A2 (en) * | 2001-02-12 | 2004-05-26 | ASM America, Inc. | Improved process for deposition of semiconductor films |
JP3806410B2 (en) | 2002-02-06 | 2006-08-09 | 株式会社日立国際電気 | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
GB2411047B (en) * | 2004-02-13 | 2008-01-02 | Iqe Silicon Compounds Ltd | Compound semiconductor device and method of producing the same |
JP5131665B2 (en) * | 2008-12-26 | 2013-01-30 | 学校法人金沢工業大学 | Sputtering equipment |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP09137694A patent/JP3494467B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07297205A (en) | 1995-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6911401B2 (en) | Method for CVD process control for enhancing device performance | |
JP3660897B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP4117914B2 (en) | Process for controlling dopant diffusion in a semiconductor layer and semiconductor layer formed thereby | |
JP2005503000A (en) | Film formation on mixed substrate using trisilane | |
JPH06244112A (en) | Method of growing compound semiconductor crystal | |
JPH07176485A (en) | Method for depositing ge on substrate and preparation of semiconductor device | |
JP3494467B2 (en) | Method of forming semiconductor thin film | |
JP2002539327A (en) | Method and apparatus for forming a metal oxide on a substrate surface by chemical vapor deposition | |
JPH1041321A (en) | Manufacture of bipolar transistor | |
JP3214505B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP3806410B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus | |
EP0289246A1 (en) | Method of manufacturing MOS devices | |
JPH0374839A (en) | Formation of iii-v compound semiconductor | |
JPH10203895A (en) | Production of silicon germanium mixed crystal film | |
JPH0722330A (en) | Method for forming strain hetero epitaxial layer | |
JP3461819B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor crystal film | |
JPH0645249A (en) | Growth method of gaas layer | |
JPH09306844A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JPH01179788A (en) | Method for growing iii-v compound semiconductor on si substrate | |
JPH05326419A (en) | Method for forming semiconductor thin film | |
JPH118226A (en) | Cleaning of semiconductor substrate surface and apparatus therefor | |
JPH02102520A (en) | Vapor epitaxial deposition | |
JPH076952A (en) | Formation of strained heteroepitaxial layer | |
JPH03171634A (en) | Epitaxial wafer with formation layer of electrode for fet | |
US20020189535A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor crystal film |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |