JP5533428B2 - シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 - Google Patents
シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5533428B2 JP5533428B2 JP2010185213A JP2010185213A JP5533428B2 JP 5533428 B2 JP5533428 B2 JP 5533428B2 JP 2010185213 A JP2010185213 A JP 2010185213A JP 2010185213 A JP2010185213 A JP 2010185213A JP 5533428 B2 JP5533428 B2 JP 5533428B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- carbon
- concentration
- source gas
- containing compound
- 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.)
- Active
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 183
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 183
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims description 183
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 50
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 124
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 124
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 100
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 77
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 claims description 28
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 claims description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 22
- UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N methylsilane Chemical compound [SiH3]C UIUXUFNYAYAMOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 69
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 9
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
(仕込工程)
先ず、気相成長装置の反応容器内に備えられたサセプタに搬送装置を用いてシリコン単結晶基板を載置する。
(昇温工程)
次いで、前記気相成長装置の反応容器内に水素ガス(キャリアガス)を流した状態で、該反応容器内の温度をシリコン単結晶薄膜を気相成長するための成膜温度(1100℃〜1200℃)にまで反応容器内を昇温する。反応容器内の温度が1000℃以上になると、シリコン単結晶基板表面に形成されている自然酸化膜(SiO2:Silicon Dioxide)が除去される。
(エピタキシャル層を気相成長させる工程)
気相成長装置の反応容器内を前記成膜温度に保持したままで、トリクロロシラン(SiHCl3:Trichlorosilane)等のシリコン原料ガス、及びジボラン(B2H6:Diborane)若しくはホスフィン(PH3:Phosphine)等のドーパントガスを水素ガスとともに反応容器内に供給し、所定膜厚となるまで薄膜を成長させる。こうしてシリコン単結晶基板の主表面にシリコン単結晶薄膜(シリコンエピタキシャル層)を気相成長させる。
(冷却及び搬送工程)
この後に前記シリコン原料ガスおよび前記ドーパントガスの供給を停止し、キャリアガスである水素を流しながら気相成長装置の反応容器内の温度を下降させてシリコンエピタキシャルウエーハを冷却し、サセプタから搬送装置を用いて搬送する。この冷却及び搬送工程の際、該反応容器内の温度が800℃から400℃程度にまで降下したときに、水素雰囲気から窒素雰囲気へとキャリアガスを切換えることができる。
(取出し工程)
そして、水素雰囲気又は窒素雰囲気で取出温度に至った後、搬送装置からシリコンエピタキシャルウエーハを取り出す。
シリコン単結晶基板上にシリコンエピタキシャル層をシリコン原料ガスから気相成長させる工程を有するシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法であって、
複数のシリコン原料ガスのロットを用いてシリコンエピタキシャルウエーハが製造される場合において、
前記シリコン原料ガスのロットに含まれる炭素含有化合物濃度のうち最大となる濃度を最小濃度値とし、1000ppmwを最大濃度値とし、該最小濃度値以上該最大濃度値以下の炭素含有化合物を、前記シリコン原料ガスに混入し、又は前記シリコン原料ガスと供に前記気相成長装置内に供給することにより、前記シリコンエピタキシャル層を気相成長させる工程を有することを特徴とするシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法を提供する。
前述のように、シリコン原料ガスロット間の炭素含有化合物の濃度にばらつきのあるシリコン原料ガスを用いても、シリコン原料ガスに含まれる炭素含有化合物の濃度の違いの影響を受けず、高歩留まりのエピタキシャルウエーハを製造する方法が望まれていた。
(仕込工程)
先ず、気相成長装置の反応容器内に備えられたサセプタに搬送装置を用いてシリコン単結晶基板を載置する。
(昇温工程)
次いで、前記気相成長装置の反応容器内に水素ガス(キャリアガス)を流した状態で、該反応容器内の温度をシリコン単結晶薄膜を気相成長するための成膜温度にまで昇温する。この成膜温度は基板表面の自然酸化膜を水素で除去できる温度である1000℃以上の温度に設定する。
(エピタキシャル層を気相成長させる工程)
次いで、気相成長装置の反応容器内を前記成膜温度に保持したままで、トリクロロシラン(SiHCl3:Trichlorosilane)等のシリコン原料ガス、及びジボラン(B2H6:Diborane)若しくはホスフィン(PH3:Phosphine)等のドーパントガスを水素ガスとともに反応容器内に供給する。同時に、気相成長装置内で用いられる前記シリコン原料ガスのロットに含まれる炭素含有化合物濃度のうち最大となる濃度を最小濃度値とし、1000ppmwを最大濃度値とし、該最小濃度値以上該最大濃度値以下の炭素含有化合物を、前記シリコン原料ガスに混入し、又は前記シリコン原料ガスと供に所定流量で反応容器内に供給し、所定膜厚となるまで薄膜を成長させる。
(冷却及び搬送工程)
この後に前記シリコン原料ガスおよび前記ドーパントガスの供給を停止し、キャリアガスである水素を流しながら気相成長装置の反応容器内の温度を下降させてシリコンエピタキシャルウエーハを冷却し、サセプタから搬送装置を用いて搬送する。この冷却及び搬送工程の際、該反応容器内の温度が800℃から400℃程度にまで降下したときに、水素雰囲気から窒素雰囲気へとキャリアガスを切換えることができる。
(取出工程)
そして、水素雰囲気又は窒素雰囲気で取出温度に至ったら、搬送装置からシリコンエピタキシャルウエーハを取り出す。
表1に記載したロットNO.1〜5のトリクロロシランを用いて、前記従来のシリコンエピタキシャルウエーハ製造方法に従い、シリコン基板上に成長速度4.0μm/minにて50μmの厚みのエピタキシャル層を形成し、比較例のシリコンエピタキシャルウエーハNO.1〜5を得た。
表1に記載したロットNO.1〜5のトリクロロシランに対して、それぞれの体積に応じて、全ロットの中で炭素含有化合物濃度の最大値である0.98ppmwに相当するメチルシランを添加した。メチルシランを混入させたロットNO.1〜5のトリクロロシランを用いて、本発明に係るシリコンエピタキシャルウエーハ製造方法に従い、シリコン基板上に成長速度4.0μm/minにて50μmの厚みのエピタキシャル層を形成し、実施例1のシリコンエピタキシャルウエーハNO.1〜5を得た。
表1に記載したロットNO.1〜5のトリクロロシランに対して、それぞれの体積に応じて、1000ppmwに相当するメチルシランを添加した。メチルシランを混入させたロットNO.1〜5のトリクロロシランを用いて、本発明に係るシリコンエピタキシャルウエーハ製造方法に従い、シリコン基板上に成長速度4.0μm/minにて50μmの厚みのエピタキシャル層を形成し、実施例2のシリコンエピタキシャルウエーハNO.1〜5を得た。
Claims (1)
- シリコン単結晶基板上にシリコンエピタキシャル層をシリコン原料ガスから気相成長させる工程を有するシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法であって、
複数のシリコン原料ガスのロットを用いてシリコンエピタキシャルウエーハが製造される場合において、
前記複数のシリコン原料ガスのロットに含まれる炭素含有化合物濃度を検出し、前記シリコン原料ガスのロットに含まれる炭素含有化合物濃度のうち最大となる濃度を最小濃度値とし、1000ppmwを最大濃度値とし、該最小濃度値以上該最大濃度値以下の炭素含有化合物を、前記シリコン原料ガスに混入し、又は前記シリコン原料ガスと供に気相成長装置内に供給することにより、前記気相成長装置を用いて前記シリコンエピタキシャル層を気相成長させる工程を有し、
前記シリコン原料ガスとして、トリクロロシランを含むシリコン原料ガスを用い、
前記炭素含有化合物として、メチルシランを用い、
前記シリコン原料ガスのロットに含まれる炭素含有化合物の濃度のばらつきを小さくすることを特徴とするシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010185213A JP5533428B2 (ja) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010185213A JP5533428B2 (ja) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012041614A JP2012041614A (ja) | 2012-03-01 |
JP5533428B2 true JP5533428B2 (ja) | 2014-06-25 |
Family
ID=45898248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010185213A Active JP5533428B2 (ja) | 2010-08-20 | 2010-08-20 | シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5533428B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014078667A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハ及びそれを用いた固体撮像素子の製造方法 |
JP2020038937A (ja) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウエーハの製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7776698B2 (en) * | 2007-10-05 | 2010-08-17 | Applied Materials, Inc. | Selective formation of silicon carbon epitaxial layer |
-
2010
- 2010-08-20 JP JP2010185213A patent/JP5533428B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012041614A (ja) | 2012-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5152435B2 (ja) | エピタキシャル炭化珪素単結晶基板の製造方法 | |
JP2009126723A (ja) | Iii族窒化物半導体結晶の成長方法、iii族窒化物半導体結晶基板の製造方法およびiii族窒化物半導体結晶基板 | |
JP6304699B2 (ja) | エピタキシャル炭化珪素ウエハの製造方法 | |
JP2007182330A (ja) | 炭化ケイ素単結晶ウェハ及びその製造方法 | |
US9418840B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device manufacturing method and silicon carbide semiconductor device | |
WO2023013696A1 (ja) | 半導体基板、半導体ウエハ、及び半導体ウエハの製造方法 | |
WO2014181496A1 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハ及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
JP5533428B2 (ja) | シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 | |
JP5802632B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
CN105658847B (zh) | 外延碳化硅晶片的制造方法 | |
JP5359991B2 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハ及びその製造方法 | |
WO2012101968A1 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
WO2011074176A1 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
JP5830215B2 (ja) | エピタキシャルウエーハ並びにその製造方法 | |
JP5316487B2 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
KR102521336B1 (ko) | 에피택셜 웨이퍼의 제조 방법 | |
JP2015204325A (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法 | |
JP5877500B2 (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 | |
CN111293037A (zh) | 一种P型SiC外延及其生长方法 | |
JP2021082641A (ja) | エピタキシャルウェーハの製造方法及びエピタキシャルウェーハ | |
JP2013045805A (ja) | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120823 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131017 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131022 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140401 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5533428 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140414 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |