JPH01134912A - 半導体薄膜の製造方法 - Google Patents
半導体薄膜の製造方法Info
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- JPH01134912A JPH01134912A JP29338387A JP29338387A JPH01134912A JP H01134912 A JPH01134912 A JP H01134912A JP 29338387 A JP29338387 A JP 29338387A JP 29338387 A JP29338387 A JP 29338387A JP H01134912 A JPH01134912 A JP H01134912A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はガスソースを用いた半導体薄膜の分子線成長法
に関する。
に関する。
（従来の技術）
近年、高速バイポーラ素子、マイクロ波用素子等への応
用を目的として薄いベース層を持つことを特徴とするシ
リコン系のバイポーラトランジスタ作成に関する研究開
発が盛んに行われている。
用を目的として薄いベース層を持つことを特徴とするシ
リコン系のバイポーラトランジスタ作成に関する研究開
発が盛んに行われている。
予め設計したとうりの不純物濃度をもつ薄いベース層を
作成する場合には膜厚制御性が良くしかも急峻な不純物
プロファイルを有するエピタキシャル膜を作成できるシ
リコンの分子線成長技術が有効である。しかし従来の固
体シリコンソースを電子銃で加熱する方式の分子線成長
方法ではシリコン基板上にはシリコン膜はエピタキシャ
ル成長するがＳ ｉ ０２膜の上にもポリシリコンが成
長してしまう。このため実際にバイポーラトランジスタ
デバイスを作る際にＳｉＯ２上に付いた余分なポリシリ
コンを取り去るプロセスが必要になる。
作成する場合には膜厚制御性が良くしかも急峻な不純物
プロファイルを有するエピタキシャル膜を作成できるシ
リコンの分子線成長技術が有効である。しかし従来の固
体シリコンソースを電子銃で加熱する方式の分子線成長
方法ではシリコン基板上にはシリコン膜はエピタキシャ
ル成長するがＳ ｉ ０２膜の上にもポリシリコンが成
長してしまう。このため実際にバイポーラトランジスタ
デバイスを作る際にＳｉＯ２上に付いた余分なポリシリ
コンを取り去るプロセスが必要になる。
（発明が解決しようとする問題点）
従来の固体ソースを用いるシリコン分子線技術ではシリ
コンウェハー上に部分的にＳｉＯ２膜のパターンを持っ
た基板にシリコン膜の成長を行うとシリコン露出部分に
シリコン膜がエピタキシャル成長するだけでな（ＳｉＯ
□股上にもポリシリコン膜が成長する。トランジスタ等
のデバイスを作成する際にはこのポリシリコンを収り去
る必要がある。このためプロセスが複雑になる。また余
分なポリシリコンを取り去るためにパターニングが必要
となるのでこの時のマスク合せの際の位置合せ精度の余
裕を見込まなければならず、ベース−エミッタ間の接合
部分の面積を小さくすることを要求される高速バイポー
ラトランジスタ等の製造プロセスでは不利である。これ
らの点が通常の固体ソースを用いた分子線成長法を半導
体製造プロセスに用いる上で大変に大きな問題点となっ
ている。
コンウェハー上に部分的にＳｉＯ２膜のパターンを持っ
た基板にシリコン膜の成長を行うとシリコン露出部分に
シリコン膜がエピタキシャル成長するだけでな（ＳｉＯ
□股上にもポリシリコン膜が成長する。トランジスタ等
のデバイスを作成する際にはこのポリシリコンを収り去
る必要がある。このためプロセスが複雑になる。また余
分なポリシリコンを取り去るためにパターニングが必要
となるのでこの時のマスク合せの際の位置合せ精度の余
裕を見込まなければならず、ベース−エミッタ間の接合
部分の面積を小さくすることを要求される高速バイポー
ラトランジスタ等の製造プロセスでは不利である。これ
らの点が通常の固体ソースを用いた分子線成長法を半導
体製造プロセスに用いる上で大変に大きな問題点となっ
ている。
（問題点を解決するための手段）
以上に述べた従来の分子線成長法における問題点、即ち
固体ソースを用いた場合にはシリコン表面にのみシリコ
ン膜がエピタキシャル成長しＳｉＯ□上にはなにも堆積
しないという選択性のある成長が不可能であるという問
題点を解決するために、シリコンの分子線源として固体
ソースの代りにシランガスを用いたシリコンのガスソー
ス分子線成長法を用いる。
固体ソースを用いた場合にはシリコン表面にのみシリコ
ン膜がエピタキシャル成長しＳｉＯ□上にはなにも堆積
しないという選択性のある成長が不可能であるという問
題点を解決するために、シリコンの分子線源として固体
ソースの代りにシランガスを用いたシリコンのガスソー
ス分子線成長法を用いる。
（作用）
シランガス分子は基板加熱機構で加熱された基板」二で
解離吸着反応を起こしエピタキシャル成長に必要なシリ
コン原子を基板に供給する。エピタキシャル成長に寄与
しないシラン分子のシリコン原子以外の構成原子、即ち
１分子あたり４つの水素原子は最終的に２つの水素分子
を形成して基板表面から脱離するためエピタキシャル成
長中に膜内に取込まれることはない。シラン系のガス分
子を分子線源に用いた場合これがシリコン膜の成長に寄
与するためには表面で解離吸着が起こり、シリコン原子
を表面で生成する必要がある。一方シラン系分子の解離
吸着は一般に起こりに＜＜、このためには化学的に活性
な基板表面のダングリングボンドの存在が必須である。
解離吸着反応を起こしエピタキシャル成長に必要なシリ
コン原子を基板に供給する。エピタキシャル成長に寄与
しないシラン分子のシリコン原子以外の構成原子、即ち
１分子あたり４つの水素原子は最終的に２つの水素分子
を形成して基板表面から脱離するためエピタキシャル成
長中に膜内に取込まれることはない。シラン系のガス分
子を分子線源に用いた場合これがシリコン膜の成長に寄
与するためには表面で解離吸着が起こり、シリコン原子
を表面で生成する必要がある。一方シラン系分子の解離
吸着は一般に起こりに＜＜、このためには化学的に活性
な基板表面のダングリングボンドの存在が必須である。
シリコン結晶表面にはこのダングリングボンドが存在す
るがＳｉＯ□上には存在しない。従ってシラン系ガス分
子の解離吸着はシリコン表面でのみ起こり、ＳｉＯ２上
では起こらない。このためにシラン系ガス分子を用いた
分子線成長法では選択的な成長が可能となる。
るがＳｉＯ□上には存在しない。従ってシラン系ガス分
子の解離吸着はシリコン表面でのみ起こり、ＳｉＯ２上
では起こらない。このためにシラン系ガス分子を用いた
分子線成長法では選択的な成長が可能となる。
（実施例）
以下図面を用いて詳細に説明する。第１図は、本発明の
詳細な説明するための装置概要図である。シリコン基板
上に部分的にＳｉＯ２膜のパターンを持ち、シリコン露
出部のみに選択的にシリコン薄膜のガスソース分子線成
長を行う場合の実施例である。シラン系ガスとしてシラ
ンを用いた場合の概略を示しである。この場合シリコン
の分子線源はシランガスボンベからガス導入バルブ、ガ
スセルを通して成長室内に導かれるシランガス分子線で
ある。
詳細な説明するための装置概要図である。シリコン基板
上に部分的にＳｉＯ２膜のパターンを持ち、シリコン露
出部のみに選択的にシリコン薄膜のガスソース分子線成
長を行う場合の実施例である。シラン系ガスとしてシラ
ンを用いた場合の概略を示しである。この場合シリコン
の分子線源はシランガスボンベからガス導入バルブ、ガ
スセルを通して成長室内に導かれるシランガス分子線で
ある。
本実施例では成長室′内にシランガスをＩ ＳＣｃｍ導
入する。この時成長室内真空度は５ｘｌＤ−’Ｔｏｒｒ
でありガス分子の平均自由行程は成長室内の大きさより
も十分具いためガス分子は成長室内で直線的に運動し、
分子の解離反応は基板表面でのみ起こるため、上述の選
択的な分子線成長がおこる。成長時の基板温度は８００
°Ｃとした。以上の条件で成長を６時間行った。本実施
例においてガスソース分子線成長法に−おける選択成長
を確認するための実験において基板として用いたシリコ
ンウェハーの構造を第２図に示す。第２図に示されたよ
うにウェハー内には露出したシリコン部分とその上に部
分的に形成された１μｍ厚のＳｉＯ２部分がある。この
上に本実施例において成長を行った後の結果を第３図に
示す。第３図は図２に示した基板上にガスソース分子線
成長を行った後、基板をへきかいしてその断面を走査型
電子顕微鏡で観察した結果の模式図である。第３図から
明らかなようにシランを用いたガスソース分子線成長法
では露出したシリコン部分にはシリコン膜がエピタキシ
ャル成長するがＳｉＯ２上には全く成長しない。
入する。この時成長室内真空度は５ｘｌＤ−’Ｔｏｒｒ
でありガス分子の平均自由行程は成長室内の大きさより
も十分具いためガス分子は成長室内で直線的に運動し、
分子の解離反応は基板表面でのみ起こるため、上述の選
択的な分子線成長がおこる。成長時の基板温度は８００
°Ｃとした。以上の条件で成長を６時間行った。本実施
例においてガスソース分子線成長法に−おける選択成長
を確認するための実験において基板として用いたシリコ
ンウェハーの構造を第２図に示す。第２図に示されたよ
うにウェハー内には露出したシリコン部分とその上に部
分的に形成された１μｍ厚のＳｉＯ２部分がある。この
上に本実施例において成長を行った後の結果を第３図に
示す。第３図は図２に示した基板上にガスソース分子線
成長を行った後、基板をへきかいしてその断面を走査型
電子顕微鏡で観察した結果の模式図である。第３図から
明らかなようにシランを用いたガスソース分子線成長法
では露出したシリコン部分にはシリコン膜がエピタキシ
ャル成長するがＳｉＯ２上には全く成長しない。
すなわち完全な選択成長が行われていることがわかる。
本実施例では分子線源としてシランガスを用いたが、ソ
ースガスとしてジシラン、トリシラン、ジクロルシラン
等の他のシラン系ガスを用いた場合にも当然本方法は適
用できる。
ースガスとしてジシラン、トリシラン、ジクロルシラン
等の他のシラン系ガスを用いた場合にも当然本方法は適
用できる。
（発明の効果〉
以上詳しく説明したようにシラン系ガスを用いたガスソ
ースシリコン分子線エピタキシャル成長法を用いればＳ
ｉ ０２上にはシリコンを堆積させることなくシリコ
ン露出部分にだけ選択的にシリコン膜をエピタキシャル
成長させることが可能である。
ースシリコン分子線エピタキシャル成長法を用いればＳ
ｉ ０２上にはシリコンを堆積させることなくシリコ
ン露出部分にだけ選択的にシリコン膜をエピタキシャル
成長させることが可能である。
第１図は本発明の詳細な説明するためのシランガスをガ
スソースとして用いたシリコン分子線成長法の装置概略
図、第２図は本発明の効果を示すために用いたシリコン
基板の構造の模式図で、（イ）は基板の表面、（ロ）は
基板の断面を各々示した図、第３図は本発明の効果を示
すために実際に第２図に示した基板上にシランガスを用
いたガスソース分子線成長法で成長させたものの断面を
走査型電子顕微鏡で観察しな結果の模式図である。 図において １は成長室、２はシリコン（１００）基板、３はガスセ
ル、４は基板加熱機構、 ５はガス導入管バルブ、６はシランボンベ、７はシリコ
ン基板、８はシリコン露出部、９はＳｉＯ２膜、 １０はシリコンエピタキシャル成長膜、１１はＳｉＯ２
膜、１２はシリコン基板、Ｉ３はシリコン露出部である
。
スソースとして用いたシリコン分子線成長法の装置概略
図、第２図は本発明の効果を示すために用いたシリコン
基板の構造の模式図で、（イ）は基板の表面、（ロ）は
基板の断面を各々示した図、第３図は本発明の効果を示
すために実際に第２図に示した基板上にシランガスを用
いたガスソース分子線成長法で成長させたものの断面を
走査型電子顕微鏡で観察しな結果の模式図である。 図において １は成長室、２はシリコン（１００）基板、３はガスセ
ル、４は基板加熱機構、 ５はガス導入管バルブ、６はシランボンベ、７はシリコ
ン基板、８はシリコン露出部、９はＳｉＯ２膜、 １０はシリコンエピタキシャル成長膜、１１はＳｉＯ２
膜、１２はシリコン基板、Ｉ３はシリコン露出部である
。
Claims (1)
- シリコン基板上に部分的にＳｉＯ＿２膜のパターンを
持った基板においてシランをガスソースとして用いたシ
リコンの分子線成長法によって前記ＳｉＯ＿２膜をマス
クとして出したシリコン基板部分にのみ選択的にシリコ
ン膜をエピタキシャル成長させることを特徴とする半導
体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29338387A JPH01134912A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 半導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29338387A JPH01134912A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 半導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01134912A true JPH01134912A (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=17794060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29338387A Pending JPH01134912A (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 半導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01134912A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5107954A (en) * | 1990-10-31 | 1992-04-28 | Aichi Sharyo Co. Ltd. | Control device for mobile vehicular apparatus with aerial platform |
| US5183168A (en) * | 1990-09-05 | 1993-02-02 | Aichi Sharyo Co. Ltd. | Mobile vehicular apparatus with aerial cabin |
| US5200674A (en) * | 1990-11-16 | 1993-04-06 | Aichi Sharyo Co., Ltd. | Electric power supply device for mobile vehicular apparatus with aerial cabin having force-feedback manipulator |
| US5215202A (en) * | 1990-09-05 | 1993-06-01 | Aichi Sharyo Co., Ltd. | Mobile vehicular apparatus with aerial cabin |
| US5268591A (en) * | 1990-09-21 | 1993-12-07 | Kabushiki Kaisha Aichi Corporation | Upper power supply arrangement for mobile vehicular apparatus with aerial platform |
| US5286159A (en) * | 1990-11-08 | 1994-02-15 | Kabushiki Kaisha Aichi Corporation | Mobile vehicular apparatus with aerial working device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127119A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | シリコン結晶の成長方法 |
-
1987
- 1987-11-19 JP JP29338387A patent/JPH01134912A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61127119A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | Sanyo Electric Co Ltd | シリコン結晶の成長方法 |
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