JP4892579B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
第1の圧力を第2の圧力よりも高くすると、基板上での核発生数が増加し、結晶粒サイズが小さくなる。したがって、poly−SiGe膜の表面モフォロジが改善される。
第1の圧力を100〜150Paとし、第2の圧力を30〜60Paとすると、poly−SiGe膜の表面モフォロジをさらに改善できる。
第1の圧力が100Pa未満だと、基板上へのSiの吸着確率が低く、基板上にSiの核が密に形成できない。第1の圧力の上限が150Paを越えると、装置限界圧力を上回ってしまうので好ましくない。したがって、第1の圧力は、Siの核が密に形成でき、装置限界圧力内の100〜150Paの範囲が好ましい。
現することが可能な真空度の限界値だからである。第2の圧力の上限は、面内均一性とデポレート(成膜速度)との妥協点から決まる。面内均一性の点からは圧力は低い方が好ましいが、デポレート(成膜速度)の点からは圧力が高い方が好ましい。これらの妥協点から第2の圧力の上限は60Paとなる。また、60Paはアモルファス化する圧力150Pa以下であり、poly−SiGeがアモルファスシリコンゲルマニウム(以下、a−SiGeという)になってしまうことを防止できる圧力である。したがって、第2の圧力は面内均一性とデポレートとを両立させ、かつa−SiGeに変化してしまわない30〜60Paの範囲が好ましい。
成膜初期とは、SiGeを基板(下地膜)に吸着させて核を形成する核形成段階をいう。成膜終期とは、核を成長させてSiGe膜を成膜する核成長段階をいう。
a−Si膜を成膜する圧力は所定の圧力として、poly−SiGe膜を成膜する場合の成膜初期圧力を100〜150Paとし、成膜終期圧力を30〜60Paとしても、poly−SiGe膜の表面モフォロジを改善できる。
成膜初期圧力を100〜150Paという高い圧力のままで維持すると、SiGeの核を多数形成することができる。成膜終期圧力を30〜60Paと圧力を下げると、多数形成された核をa−SiGeに変化させることなく、表面モフォロジの良好なSiGeの結晶を成長させる。
a−Si膜を成膜する場合の成膜圧力を100〜150Paとすると、a−Si膜を成膜する段階で、基板上での核密度が高くなり(核発生数が増加し)、結晶粒サイズが小さくなるので、poly−SiGe膜の表面モフォロジをさらに改善できる。
圧させず大気圧未満の状態で前記ボート217を前記処理炉202内に挿入しても良い。
前記処理炉202内で前記ウェハ200に所定の処理が為された後、前記ゲートバルブ244が開かれ、前記ボートエレベータ121により前記ボート217が引き出され更に、前記ロードロック室102内部を大気圧に復圧させた後に前記ロードロックドア123が開かれる。
前記カセット移載機114等の搬送動作は、搬送制御手段124により制御される。
定のスピードで回転させするように、駆動制御部(図示せず)により制御するようになっている。
。a−Si層の成膜条件は温度500℃、圧力は60Paと150Paとに変えた。poly−SiGeの成膜条件は温度500℃、流量比GeH4/SiH4=0.038、圧力60Paとした。ここでpoly−SiGeの成膜圧力を60Paとしたのは、150Paで目標圧力まで成膜してしまうとa−SiGeになってしまうためである。
また、poly−SiGe成膜の際、Si核へのSiGeの吸着確率を上げるために、高い圧力にした方がよい。しかしながら、SiGe膜を成膜する場合、成膜圧力を150Pa以上の高い圧力のままで維持すると、poly−SiGe成膜ではなく、a−SiGe膜が成膜されてしまう。したがって、始めに高い圧力でSiGeの核を多数形成した後、後に圧力を下げて前記核にSiGeの結晶を成長させ、poly−SiGe膜を成膜するとよい。なお、a−Siを150Paで成膜し、次にpoly−SiGeを150Pa→60Paで成膜すれば、より表面モフォロジを改善できる。
結果をまとめると図5に示すようになる。表面モフォロジは、図2(b)の成膜条件のときがよく、ついで図3の成膜条件のときがよいが、両者はほぼ同等である。図2(a)の従来例の成膜条件のとき表面モフォロジが悪くなる。
2…アモルファスシリコン(a−Si)層、
3…ポリシリコンゲルマニウム(poly−SiGe)層
Claims (4)
- 基板上にアモルファスシリコン膜を第1の圧力で成膜する工程と、
前記アモルファスシリコン膜の上にポリシリコンゲルマニウム膜を第2の圧力で成膜する工程とを有し、
前記第2の圧力に関しては成膜初期圧力は100Pa以上150Pa以下であり、成膜終期圧力は30Pa以上60Pa以下である半導体装置の製造方法。 - 前記第1の圧力は前記成膜初期圧力より低い請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 処理炉と、
モノシランガスを供給するモノシランガス供給部と、
モノゲルマンガスを供給するモノゲルマンガス供給部と、
圧力を制御する圧力制御部と、
前記モノシランガスと前記モノゲルマンガスとを供給し、基板上に前記アモルファスシリコン膜を第1の圧力で成膜し、前記アモルファスシリコン膜の上に前記ポリシリコンゲルマニウム膜を第2の圧力で成膜するように前記モノシランガス供給部及び前記モノゲルマンガス供給部を制御するとともに、前記第2の圧力に関しては成膜初期圧力は100Pa以上150Pa以下になり、成膜終期圧力は30Pa以上60Pa以下になるように前記圧力制御部を制御するコントローラ制御部と、
を有する基板処理装置。 - 処理炉と、
モノシランガスを供給するモノシランガス供給部と、
モノゲルマンガスを供給するモノゲルマンガス供給部と、
圧力を制御する圧力制御部と、
前記モノシランガスと前記モノゲルマンガスとを供給し、前記基板上に前記アモルファスシリコン膜を第1の圧力で成膜し、前記アモルファスシリコン膜の上に前記ポリシリコンゲルマニウム膜を前記第2の圧力で成膜するように前記モノシランガス供給部及び前記モノゲルマンガス供給部を制御するとともに、前記第2の圧力に関しては成膜初期圧力は100Pa以上150Pa以下となり、成膜終期圧力は30Pa以上60Pa以下となり、前記第1の圧力は前記成膜初期圧力より低くなるように前記圧力制御部を制御するコントローラ制御部と、
を有する基板処理装置。
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