JPH01191413A - 多結晶シリコンの成長方法 - Google Patents
多結晶シリコンの成長方法Info
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- JPH01191413A JPH01191413A JP1474588A JP1474588A JPH01191413A JP H01191413 A JPH01191413 A JP H01191413A JP 1474588 A JP1474588 A JP 1474588A JP 1474588 A JP1474588 A JP 1474588A JP H01191413 A JPH01191413 A JP H01191413A
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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〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体基
板上への多結晶シリコンの成長方法に関する。
板上への多結晶シリコンの成長方法に関する。
従来、半導体基板上への多結晶シリコン成長方法として
、第３図に示す装置を用いた成長方法が採用されている
。
、第３図に示す装置を用いた成長方法が採用されている
。
即ち、第３図において、炉芯管２の周囲にはヒータ３を
巻回しており、炉芯管内の温度を任意の温度に制御、保
持することが可能である。炉芯管の一端（図示右端）に
は、炉芯管２内にＮ２ガスを供給するためのガス導入配
管５と、炉芯管２内の圧力を減圧、制御するための真空
ポンプ８を接続している。また、炉芯管２の他端（左端
）には開閉可能なドア１を設けており、半導体基板の人
出炉時には他端開口部を開放し、処理時には密閉する。
巻回しており、炉芯管内の温度を任意の温度に制御、保
持することが可能である。炉芯管の一端（図示右端）に
は、炉芯管２内にＮ２ガスを供給するためのガス導入配
管５と、炉芯管２内の圧力を減圧、制御するための真空
ポンプ８を接続している。また、炉芯管２の他端（左端
）には開閉可能なドア１を設けており、半導体基板の人
出炉時には他端開口部を開放し、処理時には密閉する。
このドア１にはガス導入配管６を接続している。
この構成の装置において、従来は第４図のタイムチャー
ト図に示すように多結晶シリコンを成長していた。
ト図に示すように多結晶シリコンを成長していた。
即ち、先ずドア１を開の状態でガス導入配管５よりＮ２
ガスを炉芯管内へ導入し、かつ炉芯管内の温度をヒータ
により６００°Ｃから７００″Ｃに制御する。その上で
、半導体基板４を保持したボート７を炉芯管２の左端開
口部側より、石英棒などで押し込んで炉芯管内へ入炉さ
せる（入炉工程）。
ガスを炉芯管内へ導入し、かつ炉芯管内の温度をヒータ
により６００°Ｃから７００″Ｃに制御する。その上で
、半導体基板４を保持したボート７を炉芯管２の左端開
口部側より、石英棒などで押し込んで炉芯管内へ入炉さ
せる（入炉工程）。
入炉終了後、ガス導入配管５より炉芯管内へ導入してい
たＮ２ガスの供給を止め、ドア１を閉め炉芯管内の圧力
が０．０ＯＩＴｏｒｒ以下になるように、真空ポンプ８
により炉芯管内を真空排気する（排気工程）。
たＮ２ガスの供給を止め、ドア１を閉め炉芯管内の圧力
が０．０ＯＩＴｏｒｒ以下になるように、真空ポンプ８
により炉芯管内を真空排気する（排気工程）。
次いで、ドアに接続されているガス導入配管６より炉芯
管２内にＮ２ガスを供給し、かつ、真空ポンプにより炉
芯管内の圧力をＯ，１Ｔｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制
御する（圧力制御工程）。
管２内にＮ２ガスを供給し、かつ、真空ポンプにより炉
芯管内の圧力をＯ，１Ｔｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制
御する（圧力制御工程）。
炉芯管内の圧力が安定した後、炉芯管内の圧力を０．Ｉ
Ｔｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制御しながらガス導入配
管６よりＳｉＨ，ガスを炉芯管内へ供給する。
Ｔｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制御しながらガス導入配
管６よりＳｉＨ，ガスを炉芯管内へ供給する。
この時、炉芯管内の温度は入炉工程時と同じ６００°Ｃ
から７００°Ｃであり、この炉芯管内へ供給されたＳｉ
Ｈ，ガスは分解し、多結晶シリコンが炉芯管内にある半
導体基板上に成長される（成長工程）。
から７００°Ｃであり、この炉芯管内へ供給されたＳｉ
Ｈ，ガスは分解し、多結晶シリコンが炉芯管内にある半
導体基板上に成長される（成長工程）。
所定時間の多結晶シリコンの成長後、ＳｉＨ４ガスの供
給をストップし、再び炉芯管内の圧力が０．０ＯＩＴｏ
ｒｒ以下になるように炉芯管内を真空ポンプにより真空
排気する（排気工程）。
給をストップし、再び炉芯管内の圧力が０．０ＯＩＴｏ
ｒｒ以下になるように炉芯管内を真空ポンプにより真空
排気する（排気工程）。
しかる上で、ガス導入配管６より微量のＮ２ガスを炉芯
管内に導入して炉芯管内圧力を大気圧に戻す（リーク工
程）。大気圧に戻った時点でドア１を開き半導体基板を
保持したポート７を石英棒なとで引き出しく出炉工程）
、多結晶シリコン成長全工程が終了する。
管内に導入して炉芯管内圧力を大気圧に戻す（リーク工
程）。大気圧に戻った時点でドア１を開き半導体基板を
保持したポート７を石英棒なとで引き出しく出炉工程）
、多結晶シリコン成長全工程が終了する。
上述した従来の多結晶シリコン成長方法では、成長され
る多結晶シリコンと半導体基板の間に酸化膜が形成され
るという問題がある。
る多結晶シリコンと半導体基板の間に酸化膜が形成され
るという問題がある。
即ち、半導体基板を高温の炉芯管内へ入炉する時には、
炉芯管端部は大気に開放されているため、炉芯管内へＮ
２ガスを導入しても、炉芯管内への大気の侵入を抑える
ことは難しい。このため、炉芯管内に侵入した大気中の
酸素が半導体基板との間で熱反応を起こし、半導体基板
上に酸化膜が形成されて、その酸化膜上に多結晶シリコ
ンが成長される。
炉芯管端部は大気に開放されているため、炉芯管内へＮ
２ガスを導入しても、炉芯管内への大気の侵入を抑える
ことは難しい。このため、炉芯管内に侵入した大気中の
酸素が半導体基板との間で熱反応を起こし、半導体基板
上に酸化膜が形成されて、その酸化膜上に多結晶シリコ
ンが成長される。
この酸化膜は、成長する多結晶シリコンが、酸化膜上な
どの絶縁物の上に成長される場合には特に問題とはなら
ないが、多結晶シリコンが導電体あるいは、半導体など
の上に成長される場合、即ち、多結晶シリコンと多結晶
シリコン下層との電気的コンタクトを必要とする場合に
は、この界面に形成される酸化膜により多結晶シリコン
と多結晶シリコン下層との間のコンタクト抵抗が大きく
なる。
どの絶縁物の上に成長される場合には特に問題とはなら
ないが、多結晶シリコンが導電体あるいは、半導体など
の上に成長される場合、即ち、多結晶シリコンと多結晶
シリコン下層との電気的コンタクトを必要とする場合に
は、この界面に形成される酸化膜により多結晶シリコン
と多結晶シリコン下層との間のコンタクト抵抗が大きく
なる。
特に近年の半導体装置の大集積化により、この種のコン
タクト孔の面積は非常に小さくなってきており、この多
結晶シリコン界面に形成される酸化膜によるコンタクト
抵抗の増大は無視できなくなってきている。
タクト孔の面積は非常に小さくなってきており、この多
結晶シリコン界面に形成される酸化膜によるコンタクト
抵抗の増大は無視できなくなってきている。
現在、このコンタクト抵抗を低減させるために、多結晶
シリコンの成長温度を低くし、酸素と半導体基板との反
応速度を遅くすることにより、コンタクト抵抗の低減が
計られているが、この方法ではＳｉＨ，の分解速度低下
による多結晶シリコン成長速度の低下や多結晶シリコン
粒径の縮小化などの弊害があり、コンタクト抵抗を大幅
に低減させることは不可能である。
シリコンの成長温度を低くし、酸素と半導体基板との反
応速度を遅くすることにより、コンタクト抵抗の低減が
計られているが、この方法ではＳｉＨ，の分解速度低下
による多結晶シリコン成長速度の低下や多結晶シリコン
粒径の縮小化などの弊害があり、コンタクト抵抗を大幅
に低減させることは不可能である。
本発明は、多結晶シリコンと半導体基板との界面に酸化
膜が形成されることを防止した多結晶シリコンの成長方
法を提供することを目的としている。
膜が形成されることを防止した多結晶シリコンの成長方
法を提供することを目的としている。
本発明の多結晶シリコンの成長方法は、半導体基板の炉
芯管内への入炉時の炉内温度を多結晶シリコン成長時の
炉内温度より低くし、半導体基板の入炉後に炉内温度を
所定温度にまで上昇させて多結晶シリコンの成長を行っ
ている。
芯管内への入炉時の炉内温度を多結晶シリコン成長時の
炉内温度より低くし、半導体基板の入炉後に炉内温度を
所定温度にまで上昇させて多結晶シリコンの成長を行っ
ている。
上述した方法では、入炉時における炉芯管内の温度が低
いことにより半導体基板への酸化膜の成長が抑制され、
この上に成長される多結晶シリコンとの間の界面におけ
る酸化膜の成長が防止される。
いことにより半導体基板への酸化膜の成長が抑制され、
この上に成長される多結晶シリコンとの間の界面におけ
る酸化膜の成長が防止される。
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第１図は本発明方法の多結晶シリコンの成長方法におけ
るタイムチャート図であり、これは第３図に示した多結
晶シリコン成長装置を用いている。
るタイムチャート図であり、これは第３図に示した多結
晶シリコン成長装置を用いている。
先ず、ドア１を開の状態でガス導入配管５より炉芯管内
へＮ２ガスを導入し、かつ炉芯管内の温度をヒータ３に
より比較的低温の３００°Ｃから５００°Ｃに制御する
。次いで、半導体基板４を保持したボート７を石英棒等
を用いて炉芯管左端開口部側より炉芯管２内へ押し込む
（入炉工程）。
へＮ２ガスを導入し、かつ炉芯管内の温度をヒータ３に
より比較的低温の３００°Ｃから５００°Ｃに制御する
。次いで、半導体基板４を保持したボート７を石英棒等
を用いて炉芯管左端開口部側より炉芯管２内へ押し込む
（入炉工程）。
半導体基板の入炉終了後、ガス導入配管５より炉芯管内
へ導入していたＮ２ガスの供給を止め、かつドア１を閉
め炉芯管内の圧力がＯ，０ＯＩＴｏｒｒ以下になるよう
に真空ポンプ８により炉芯管内を真空排気する。また、
これと同時に炉芯管内温度を６００°Ｃから７００°Ｃ
に制御すべく炉芯管を加熱する（昇温・排気工程）。
へ導入していたＮ２ガスの供給を止め、かつドア１を閉
め炉芯管内の圧力がＯ，０ＯＩＴｏｒｒ以下になるよう
に真空ポンプ８により炉芯管内を真空排気する。また、
これと同時に炉芯管内温度を６００°Ｃから７００°Ｃ
に制御すべく炉芯管を加熱する（昇温・排気工程）。
炉芯管２内の温度が安定した上で、ガス導入配管６より
Ｎ２ガスの供給を開始し、かつ炉芯管内の圧力を真空ポ
ンプにより０． ＩＴｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制御
する（圧力制御工程）。
Ｎ２ガスの供給を開始し、かつ炉芯管内の圧力を真空ポ
ンプにより０． ＩＴｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制御
する（圧力制御工程）。
炉芯管２内の圧力が安定した後、炉芯管内の圧力を０．
ＩＴｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制御しながらガス導入
配管６よりＳｉＨ４ガスを炉芯管内へ供給する。
ＩＴｏｒｒから０．５Ｔｏｒｒに制御しながらガス導入
配管６よりＳｉＨ４ガスを炉芯管内へ供給する。
この詩、炉芯管内の温度は、昇温・排気工程で制御した
６００’Ｃから７００°Ｃであり、この炉芯管内へ供給
されたＳｉＨ４ガスは分解し、多結晶シリコンが炉芯管
２内にある半導体基板４上に成長される（成長工程）。
６００’Ｃから７００°Ｃであり、この炉芯管内へ供給
されたＳｉＨ４ガスは分解し、多結晶シリコンが炉芯管
２内にある半導体基板４上に成長される（成長工程）。
所定時間の間多結晶シリコンを成長した後、ＳｉＨ４ガ
スの供給を停止し、炉芯管内の圧力が再度０．００１Ｔ
ｏｒｒ以下になるように炉芯管内を真空ポンプにより真
空排気する（排気工程）。
スの供給を停止し、炉芯管内の圧力が再度０．００１Ｔ
ｏｒｒ以下になるように炉芯管内を真空ポンプにより真
空排気する（排気工程）。
次いで、ガス導入配管６より微量のＮ２ガスを炉芯管内
へ導入し、炉芯管内の圧力を大気圧に戻す（リーク工程
）。そして、炉芯管内が大気圧に戻った時点で、ドア１
を開き半導体基板を保持したボート７を石英棒などで引
き出しく出炉工程）、多結晶シリコン全成長工程が終了
する。
へ導入し、炉芯管内の圧力を大気圧に戻す（リーク工程
）。そして、炉芯管内が大気圧に戻った時点で、ドア１
を開き半導体基板を保持したボート７を石英棒などで引
き出しく出炉工程）、多結晶シリコン全成長工程が終了
する。
この方法では、６００°Ｃから７００°Ｃの多結晶シリ
コン成長温度より低い３００°Ｃから５００°Ｃの炉内
温度において、半導体基板７を炉芯管２内に入炉させる
ことにより、入炉時に炉芯管中に侵入した大気中の酸素
と半導体基板との反応速度は、従来に比較して非常に遅
くなる。これにより、半導体基板と成長された多結晶シ
リコンとの界面に形成される酸化膜を非常に薄くするこ
とができ、この酸化膜が両者間のコンタクト抵抗に実質
的に悪影響を及ぼさないようにできる。
コン成長温度より低い３００°Ｃから５００°Ｃの炉内
温度において、半導体基板７を炉芯管２内に入炉させる
ことにより、入炉時に炉芯管中に侵入した大気中の酸素
と半導体基板との反応速度は、従来に比較して非常に遅
くなる。これにより、半導体基板と成長された多結晶シ
リコンとの界面に形成される酸化膜を非常に薄くするこ
とができ、この酸化膜が両者間のコンタクト抵抗に実質
的に悪影響を及ぼさないようにできる。
第２図にＮ型シリコン上に、多結晶シリコンを成長した
場合のコンタクト面積とコンタクト抵抗の関係を示す。
場合のコンタクト面積とコンタクト抵抗の関係を示す。
ここで、ａは従来のように６５０°Ｃで半導体基板を入
炉し、６５０°Ｃで多結晶シリコンを成長した場合のコ
ンタクト抵抗であり、またｂは本発明のように４００°
Ｃで半導体基板を入炉し、６５０°Ｃで多結晶シリコン
を成長した場合のコンタクト抵抗である。
炉し、６５０°Ｃで多結晶シリコンを成長した場合のコ
ンタクト抵抗であり、またｂは本発明のように４００°
Ｃで半導体基板を入炉し、６５０°Ｃで多結晶シリコン
を成長した場合のコンタクト抵抗である。
この図から判るように、低温で半導体基板を入炉させた
場合のコンタクト抵抗は、高温で入炉させた場合のコン
タクト抵抗に比較して非常に小さくなる。特に、このコ
ンタクト抵抗の差は、コンタクト面積が小さいほど大き
くなり、半導体装置が微細化されればされるほど、本発
明の効果は高くなる。
場合のコンタクト抵抗は、高温で入炉させた場合のコン
タクト抵抗に比較して非常に小さくなる。特に、このコ
ンタクト抵抗の差は、コンタクト面積が小さいほど大き
くなり、半導体装置が微細化されればされるほど、本発
明の効果は高くなる。
以上説明したように本発明は、炉芯管内への半導体基板
の入炉時の温度を、多結晶シリコン成長時の温度よりも
低くすることにより、入炉時における半導体基板表面へ
の酸化膜の成長を抑制し、或いはその膜厚を薄くでき、
半導体基板と多結晶シリコンのコンタクト抵抗を低減で
きる効果がある。
の入炉時の温度を、多結晶シリコン成長時の温度よりも
低くすることにより、入炉時における半導体基板表面へ
の酸化膜の成長を抑制し、或いはその膜厚を薄くでき、
半導体基板と多結晶シリコンのコンタクト抵抗を低減で
きる効果がある。
第１図は本発明の多結晶シリコンの成長方法における炉
内温度と炉内圧力のタイムチャート図、第２図は従来方
法と本発明方法によりＮ型シリコン上に多結晶シリコン
を成長した場合のコンタクト面積とコンタクト抵抗の関
係を示すグラフ、第３図は多結晶シリコン成長装置の構
成図、第４図は従来の多結晶シリコンの成長方法におけ
る炉内温度と炉内圧力のタイムチャート図である。 １・・・ドア、２・・・炉芯管、３・・・ヒータ、４・
・・半導体基板、５・・・ガス導入配管、６・・・ガス
導入配管、７・・・ボート、８・・・真空ポンプ。 第１図 岬Ｐ９ 第２図
内温度と炉内圧力のタイムチャート図、第２図は従来方
法と本発明方法によりＮ型シリコン上に多結晶シリコン
を成長した場合のコンタクト面積とコンタクト抵抗の関
係を示すグラフ、第３図は多結晶シリコン成長装置の構
成図、第４図は従来の多結晶シリコンの成長方法におけ
る炉内温度と炉内圧力のタイムチャート図である。 １・・・ドア、２・・・炉芯管、３・・・ヒータ、４・
・・半導体基板、５・・・ガス導入配管、６・・・ガス
導入配管、７・・・ボート、８・・・真空ポンプ。 第１図 岬Ｐ９ 第２図
Claims (1)
- １、炉芯管内に入炉させた半導体基板上に、気相成長方
法により多結晶シリコンを成長させるに際し、前記半導
体基板の炉芯管内への入炉時の炉内温度を多結晶シリコ
ン成長時の炉内温度より低くし、半導体基板の入炉後に
炉内温度を所定温度にまで上昇させて多結晶シリコンの
成長を行うことを特徴とする多結晶シリコンの成長方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1474588A JPH01191413A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 多結晶シリコンの成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1474588A JPH01191413A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 多結晶シリコンの成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01191413A true JPH01191413A (ja) | 1989-08-01 |
Family
ID=11869651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1474588A Pending JPH01191413A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | 多結晶シリコンの成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01191413A (ja) |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP1474588A patent/JPH01191413A/ja active Pending
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