JPH0350191A - エピタキシャル成長方法 - Google Patents
エピタキシャル成長方法Info
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- JPH0350191A JPH0350191A JP18260089A JP18260089A JPH0350191A JP H0350191 A JPH0350191 A JP H0350191A JP 18260089 A JP18260089 A JP 18260089A JP 18260089 A JP18260089 A JP 18260089A JP H0350191 A JPH0350191 A JP H0350191A
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- gaseous
- hcl
- epitaxial growth
- gas
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- Pending
Links
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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ｊ
本発明は、シリコンのエピタキシャル成長に関するもの
である。
である。
〔従来の技術Ｊ
従来、ウェハエツチング工程からエピタキシャル成長工
程へのガス切換えに当っては、第２図に示すようにＨＣ
ｌ２ガスから５ｉＨＣＩ２ａガスへの切換え中間にＨ２
ガスによるパージ工程を設けていた。ＨＣｌによるエツ
チング工程においてはＨＣｌのシリコンへの非常に強い
エツチング作用によって、シリコン基板表面のシリコン
の結合は終端されず、第３図に示すようにシリコン基板
表面にシリコン原子ｌのダングリングボンド６が露出す
る。ここへＨ２ガスを流すと、Ｈ２ガスにはシリコンの
エツチング作用はないため、タンプリングボンドにガス
の原子ないし分子２．３が吸着する。このとき第４図に
示すように、原料ガスやチャンバ材料から放出される重
金属等の不純物４も同時にタンプリングボンドに吸着さ
れてしまい、エピタキシャル欠陥の発生原因となってい
た。
程へのガス切換えに当っては、第２図に示すようにＨＣ
ｌ２ガスから５ｉＨＣＩ２ａガスへの切換え中間にＨ２
ガスによるパージ工程を設けていた。ＨＣｌによるエツ
チング工程においてはＨＣｌのシリコンへの非常に強い
エツチング作用によって、シリコン基板表面のシリコン
の結合は終端されず、第３図に示すようにシリコン基板
表面にシリコン原子ｌのダングリングボンド６が露出す
る。ここへＨ２ガスを流すと、Ｈ２ガスにはシリコンの
エツチング作用はないため、タンプリングボンドにガス
の原子ないし分子２．３が吸着する。このとき第４図に
示すように、原料ガスやチャンバ材料から放出される重
金属等の不純物４も同時にタンプリングボンドに吸着さ
れてしまい、エピタキシャル欠陥の発生原因となってい
た。
〔発明が解決しようとする課題１
本発明は従来技術において、ガス切換え時のＨ２パージ
の際に、重金属などの吸着によってエピタキシャル欠陥
が生ずることに看目し、この日２バージ工程をな（して
直ちにシリコンソースガスに切換えると共に、エツチン
グガスを引続きシリコンソースガスと共に流すことによ
り、欠陥の発生をなくする改善技術を開発した。本発明
はこのような新技術を提供することを目的とする。
の際に、重金属などの吸着によってエピタキシャル欠陥
が生ずることに看目し、この日２バージ工程をな（して
直ちにシリコンソースガスに切換えると共に、エツチン
グガスを引続きシリコンソースガスと共に流すことによ
り、欠陥の発生をなくする改善技術を開発した。本発明
はこのような新技術を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
本発明は、エピタキシャル成長前の）［Ｃｆｆガスによ
るウェハエツチング工程からシリコンソースガスによる
エピタキシャル成長工程へ移行するガス切換えにおいて
、従来のＨ２パージ工程をなくし、［］Ｃ２ガスからシ
リコンソースガスに直ちに切換えると共に、切換え後一
定時間は少量のＨＣｌ２ガスを引続き流すことを特徴と
するエピタキシャル成長方法である。
るウェハエツチング工程からシリコンソースガスによる
エピタキシャル成長工程へ移行するガス切換えにおいて
、従来のＨ２パージ工程をなくし、［］Ｃ２ガスからシ
リコンソースガスに直ちに切換えると共に、切換え後一
定時間は少量のＨＣｌ２ガスを引続き流すことを特徴と
するエピタキシャル成長方法である。
シリコンソースガスとしては５ｉＨＣｎ３、ＳｉＣβ４
，５ｉＨ２Ｃβ２などを用いることができる。
，５ｉＨ２Ｃβ２などを用いることができる。
上記切換後一定時間内のＨＣｇの流量Ｑｌとシリコンソ
ースガスであるＳｉＨＣｌ３の流量Ｑ２との比ｒ＝Ｑ２
／Ｑｘを４以上とすれば好適である。
ースガスであるＳｉＨＣｌ３の流量Ｑ２との比ｒ＝Ｑ２
／Ｑｘを４以上とすれば好適である。
また、ＨＣｇを少量流す一定時間を２．５秒／ｒ以上と
すればよい。
すればよい。
［作用］
エピタキシャル成長方法において、エツチング後ＨＣｌ
２ガスとシリコンソースガスとを同時に流すと、ＨＣｇ
のエツチング作用とシリコンの成長作用とが同時に生じ
る。このときシリコン基板表面に重金属等の不純物が吸
着しても、第５図に示すように、直ちにＨＣｆｆのエツ
チング作用によって除去される。
２ガスとシリコンソースガスとを同時に流すと、ＨＣｇ
のエツチング作用とシリコンの成長作用とが同時に生じ
る。このときシリコン基板表面に重金属等の不純物が吸
着しても、第５図に示すように、直ちにＨＣｆｆのエツ
チング作用によって除去される。
また、シリコンソースガスであるＳ ｉ ＨＣ！２３の
ｉＭ Ｎ Ｑ ２とＨＣｆｆの流ＦＡ Ｑ ｔとの比ｒ
： Ｑ ２ ／Ｑ１に対する成長速度を測定した結果
を第６図に示す、第６図において成長速度がマイナスと
はエツチング状態を示すものである。ｒ＝Ｑ２／Ｑｌが
４以上であればシリコンが成長することがわかる。この
状態でガスを流せばシリコンの表面の結合はやがてＳｉ
で占められ、重金属の吸着はなくなる。
ｉＭ Ｎ Ｑ ２とＨＣｆｆの流ＦＡ Ｑ ｔとの比ｒ
： Ｑ ２ ／Ｑ１に対する成長速度を測定した結果
を第６図に示す、第６図において成長速度がマイナスと
はエツチング状態を示すものである。ｒ＝Ｑ２／Ｑｌが
４以上であればシリコンが成長することがわかる。この
状態でガスを流せばシリコンの表面の結合はやがてＳｉ
で占められ、重金属の吸着はなくなる。
このソースガスとＨＣｌ２を同時に流す時間を変化させ
てエピタキシャル欠陥（エッチピットデンシティＥＰＤ
）の測定を行うと、第７図に示すようにｒによって変化
し、ｒ＝４で１０秒以上、ｒ＝８で２０秒以上、ｒ＝１
２で３０秒以上流すと有効であった。すなわち、ＨＣｆ
ｆガスをソースガスと共に２．５秒／ｒ以上同時に流せ
ば欠陥か著減し、有効であることがわかる。
てエピタキシャル欠陥（エッチピットデンシティＥＰＤ
）の測定を行うと、第７図に示すようにｒによって変化
し、ｒ＝４で１０秒以上、ｒ＝８で２０秒以上、ｒ＝１
２で３０秒以上流すと有効であった。すなわち、ＨＣｆ
ｆガスをソースガスと共に２．５秒／ｒ以上同時に流せ
ば欠陥か著減し、有効であることがわかる。
［実施例］
第８図に示すエピタキシャル成長装置１０を用いて、本
発明方法を実施した。エピタキシャル成長装置■０は石
英管ｌＩ内のサセプタ１２上にウェハ１３を載置し、高
周波誘導コイル１４によって加熱しながらソースガス１
５を通ガスする。その操業条件は次の通りである。
発明方法を実施した。エピタキシャル成長装置■０は石
英管ｌＩ内のサセプタ１２上にウェハ１３を載置し、高
周波誘導コイル１４によって加熱しながらソースガス１
５を通ガスする。その操業条件は次の通りである。
エピタキシャル成長装置：横型
基板の大きさ及び数：１５０ｍｍφ×３枚ソースガス種
類：ＳｉＨＣｇａ キャリアガス種類二Ｈ２ 加熱装置：高周波誘導コイル エッチング工程： ＨＣｌガス２Ｉ２／ｎ＋ｉｎエビク
キシヤルエ稈： ５ｉＨＣｊ２３ガス４．５１２／ ｍｉｎ第１図に示す
ようにＨ（１２によるエツチング工程終了後ＨＣｌ２の
流量を約０．５ ｉｔ ／ ｌｌｌ１ｎに減少すると同
時ＧＬ： Ｓ ｔ ［（ＣＱ ３ ＧＬ切換え、５ｉＨ
Ｃｆｆ３の流量４β／ｗｉｎを流した。このときｒ＝０
２／Ｑｌ ＝８であった。次いでＨＣＱの流量を漸減し
、５ｉＨＣｆｆ３の流量をその分だけ漸増し、約３Ｑ秒
後にＨＣｇの流量を零とし、ガス切換えを完了した。同
一の装置を用い、第２図に示す従来方法により、比較例
を実施した。
類：ＳｉＨＣｇａ キャリアガス種類二Ｈ２ 加熱装置：高周波誘導コイル エッチング工程： ＨＣｌガス２Ｉ２／ｎ＋ｉｎエビク
キシヤルエ稈： ５ｉＨＣｊ２３ガス４．５１２／ ｍｉｎ第１図に示す
ようにＨ（１２によるエツチング工程終了後ＨＣｌ２の
流量を約０．５ ｉｔ ／ ｌｌｌ１ｎに減少すると同
時ＧＬ： Ｓ ｔ ［（ＣＱ ３ ＧＬ切換え、５ｉＨ
Ｃｆｆ３の流量４β／ｗｉｎを流した。このときｒ＝０
２／Ｑｌ ＝８であった。次いでＨＣＱの流量を漸減し
、５ｉＨＣｆｆ３の流量をその分だけ漸増し、約３Ｑ秒
後にＨＣｇの流量を零とし、ガス切換えを完了した。同
一の装置を用い、第２図に示す従来方法により、比較例
を実施した。
この場合の実施例および比較例のＥＰＤを第１表に示す
、ＥＰＤの測定方法は顕微鏡の視野内の欠陥をカウント
し、これを１ｃｒｎ”当りに換算する方法によった。
、ＥＰＤの測定方法は顕微鏡の視野内の欠陥をカウント
し、これを１ｃｒｎ”当りに換算する方法によった。
第１表から明らかなように本発明方法によれば不純物の
量が画期的に減少し、優れたエピタキシャル成長を実現
することができる。
量が画期的に減少し、優れたエピタキシャル成長を実現
することができる。
第 １ 表
〔発明の効果］
上記実施例から明らかなように本発明により、重金属な
どによる汚染を低減することができた。
どによる汚染を低減することができた。
第１図は、本発明方法の実施例のプロセスを示す模式的
タイムチャート、第２図は従来のタイムチャート、第３
図はＨＣβエッチング工程におけるウェハ表面の樽形、
第４図はＨ２パージ工程におけるウェハ表面の樽形、第
５図は本発明実施時のウェハ表面の樽形、第６図は５ｉ
ＨＣＬ３とＨＣｆｆの比Ｑ ２ ／ Ｑ ｔと成長速度
との関係を示すグラフ、第７図はＨＣｌ２を共に流す時
間とＥＰＤ（エッチピットデンシティ）密度との関係を
示すグラフ、第８図は実施例のエピタキシャル反応装置
の模式図である。 ■・・・シリコン原子 ２・・・Ｈ原子３・・・ＣＩ
２原子 ４・・・不純物５・・・Ｓｉ原子
６・・・ダングリングボンド１０・・・エピタキシャ
ル反応装置
タイムチャート、第２図は従来のタイムチャート、第３
図はＨＣβエッチング工程におけるウェハ表面の樽形、
第４図はＨ２パージ工程におけるウェハ表面の樽形、第
５図は本発明実施時のウェハ表面の樽形、第６図は５ｉ
ＨＣＬ３とＨＣｆｆの比Ｑ ２ ／ Ｑ ｔと成長速度
との関係を示すグラフ、第７図はＨＣｌ２を共に流す時
間とＥＰＤ（エッチピットデンシティ）密度との関係を
示すグラフ、第８図は実施例のエピタキシャル反応装置
の模式図である。 ■・・・シリコン原子 ２・・・Ｈ原子３・・・ＣＩ
２原子 ４・・・不純物５・・・Ｓｉ原子
６・・・ダングリングボンド１０・・・エピタキシャ
ル反応装置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、エピタキシャル成長前のＨＣｌガスによるウェハエ
ッチング工程からシリコンソースガスによるエピタキシ
ャル成長工程へ移行するガス切換えにおいて、ＨＣｌガ
スからシリコンソースガスに直ちに切換えると共に切換
え後一定時間は少量のＨＣｌガスを引続き流すことを特
徴とするエピタキシャル成長方法。 ２、上記切換え後一定時間内のＨＣｌの流量Ｑ＿１とシ
リコンソースであるＳｉＨＣｌ＿３の流量Ｑ＿２との比
ｒ＝Ｑ＿２／Ｑ＿１が４以上であることを特徴とする請
求項１記載のエピタキシャル成長方法。 ３、上記切換え後一定時間内のＨＣｌの流量Ｑ＿１とシ
リコンソースであるＳｉＨＣｌ＿３の流量Ｑ＿２との比
をｒとしたとき、一定時間が２．５秒／ｒ以上であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のエピタキシャル
成長方 法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18260089A JPH0350191A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18260089A JPH0350191A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350191A true JPH0350191A (ja) | 1991-03-04 |
Family
ID=16121123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18260089A Pending JPH0350191A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0350191A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7361563B2 (en) * | 2004-06-17 | 2008-04-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating a semiconductor device using a selective epitaxial growth technique |
| US7611973B2 (en) | 2004-06-17 | 2009-11-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of selectively forming epitaxial semiconductor layer on single crystalline semiconductor and semiconductor devices fabricated using the same |
| US7855126B2 (en) | 2004-06-17 | 2010-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating a semiconductor device using a cyclic selective epitaxial growth technique and semiconductor devices formed using the same |
| US8703592B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-04-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming semiconductor devices having faceted semiconductor patterns |
| JP2014103328A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相成長装置の汚染検出方法及びエピタキシャルウェーハの製造方法 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP18260089A patent/JPH0350191A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7361563B2 (en) * | 2004-06-17 | 2008-04-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating a semiconductor device using a selective epitaxial growth technique |
| US7611973B2 (en) | 2004-06-17 | 2009-11-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of selectively forming epitaxial semiconductor layer on single crystalline semiconductor and semiconductor devices fabricated using the same |
| US7855126B2 (en) | 2004-06-17 | 2010-12-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating a semiconductor device using a cyclic selective epitaxial growth technique and semiconductor devices formed using the same |
| US8703592B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-04-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming semiconductor devices having faceted semiconductor patterns |
| JP2014103328A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 気相成長装置の汚染検出方法及びエピタキシャルウェーハの製造方法 |
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