JPH04324619A - 半導体薄膜の形成方法 - Google Patents
半導体薄膜の形成方法Info
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- JPH04324619A JPH04324619A JP9409691A JP9409691A JPH04324619A JP H04324619 A JPH04324619 A JP H04324619A JP 9409691 A JP9409691 A JP 9409691A JP 9409691 A JP9409691 A JP 9409691A JP H04324619 A JPH04324619 A JP H04324619A
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Landscapes
- Recrystallisation Techniques (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
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体薄膜の形成方
法、特にIV族半導体エピタキシャル薄膜の形成方法に
関するものである。
法、特にIV族半導体エピタキシャル薄膜の形成方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高速バイポーラ素子、マイクロ波
用素子、或いは超格子構造素子への応用を目的として、
IV族半導体薄膜成長技術が急速に進展している。
用素子、或いは超格子構造素子への応用を目的として、
IV族半導体薄膜成長技術が急速に進展している。
【0003】この中でも最近、シリコン(Si)基板上
にシリコン−ゲルマニウム(Si−Ge)薄膜をエピタ
キシャル成長させる技術が注目されている。この技術は
、一般に、分子線エピタキシー(MBE)により行なわ
れている。このMBE技術を用いることにより低温での
成長ができ、従って、不純物分布を乱すことがほとんど
ないという特色を有する。MBEでは従来、固体ソース
を用いたIV族半導体ソースが用いられ、それを加熱し
てIV族半導体分子線を発生させていた。しかし、電子
銃蒸発器のハウスの容量に限度があるため、成長速度が
遅く、数千A°(オングストローム)という厚い単結晶
膜の成長を迅速に行なうのが困難であった。そのため最
近、IV族半導体ソースとしてIV族水素系ガスを用い
、これをノズルから加熱された基板に向けて吹き出させ
てIV族半導体薄膜を堆積する方法が行なわれている(
特開昭64−90519号公報)。この方法により、高
いIV族半導体単結晶膜の成長速度を得ることが可能と
なった。
にシリコン−ゲルマニウム(Si−Ge)薄膜をエピタ
キシャル成長させる技術が注目されている。この技術は
、一般に、分子線エピタキシー(MBE)により行なわ
れている。このMBE技術を用いることにより低温での
成長ができ、従って、不純物分布を乱すことがほとんど
ないという特色を有する。MBEでは従来、固体ソース
を用いたIV族半導体ソースが用いられ、それを加熱し
てIV族半導体分子線を発生させていた。しかし、電子
銃蒸発器のハウスの容量に限度があるため、成長速度が
遅く、数千A°(オングストローム)という厚い単結晶
膜の成長を迅速に行なうのが困難であった。そのため最
近、IV族半導体ソースとしてIV族水素系ガスを用い
、これをノズルから加熱された基板に向けて吹き出させ
てIV族半導体薄膜を堆積する方法が行なわれている(
特開昭64−90519号公報)。この方法により、高
いIV族半導体単結晶膜の成長速度を得ることが可能と
なった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このガスソー
スを用いたMBE法では、大口径のウエハ上に、膜厚お
よび膜質が均一な単結晶半導体薄膜を成長させるのが困
難であることが現状の問題点として存在する。
スを用いたMBE法では、大口径のウエハ上に、膜厚お
よび膜質が均一な単結晶半導体薄膜を成長させるのが困
難であることが現状の問題点として存在する。
【0005】また、一般にMBE技術は、成長室内を常
に10−10(10のマイナス10乗)Torrないし
10−11(10のマイナス11乗)Torrの超高真
空に保つ必要があり、そのため、成長室を一度大気暴露
すると装置全体を約30時間ベーキングする必要があっ
た。
に10−10(10のマイナス10乗)Torrないし
10−11(10のマイナス11乗)Torrの超高真
空に保つ必要があり、そのため、成長室を一度大気暴露
すると装置全体を約30時間ベーキングする必要があっ
た。
【0006】上述した問題は、IV族半導体MBE法を
実際の半導体プロセスに用いる上で大変に大きな障害で
あった。
実際の半導体プロセスに用いる上で大変に大きな障害で
あった。
【0007】また、Si基板表面がミクロ的に見て凹凸
状となっていたり、その表面上に不所望な酸素や炭素原
子が付着していたりすると、その表面に直接(Si−G
e)薄膜を成長させても(Si−Ge)表面全面に均一
に成長しないか、あるいはまた、Siと(Si−Ge)
との界面またはその近傍領域にミスフィット転位や欠陥
が生じてしまう。
状となっていたり、その表面上に不所望な酸素や炭素原
子が付着していたりすると、その表面に直接(Si−G
e)薄膜を成長させても(Si−Ge)表面全面に均一
に成長しないか、あるいはまた、Siと(Si−Ge)
との界面またはその近傍領域にミスフィット転位や欠陥
が生じてしまう。
【0008】この発明の目的は、上述したウエハ面内で
の膜厚不均一性の問題を除去し、しかも膜質の向上化が
図れるIV族半導体エピタキシャル薄膜を提供すること
にある。
の膜厚不均一性の問題を除去し、しかも膜質の向上化が
図れるIV族半導体エピタキシャル薄膜を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明によれば、清浄済みの、Siの下地上に、
IV族単結晶膜をエピタキシャル成長させるに当り、第
1シリコン含有反応性ガスの雰囲気中での加熱処理によ
って前記下地上にシリコン単結晶薄膜を成膜する第1工
程と、第1工程に続けて、前記反応炉内を大気に晒すこ
となく、ゲルマニウム(Ge)含有反応性ガスよび第2
シリコン含有反応性ガスの混合ガス雰囲気での加熱処理
によって、前記シリコン単結晶薄膜上にSi−Ge単結
晶薄膜を成膜する第2工程とを含むことを特徴とする。
め、この発明によれば、清浄済みの、Siの下地上に、
IV族単結晶膜をエピタキシャル成長させるに当り、第
1シリコン含有反応性ガスの雰囲気中での加熱処理によ
って前記下地上にシリコン単結晶薄膜を成膜する第1工
程と、第1工程に続けて、前記反応炉内を大気に晒すこ
となく、ゲルマニウム(Ge)含有反応性ガスよび第2
シリコン含有反応性ガスの混合ガス雰囲気での加熱処理
によって、前記シリコン単結晶薄膜上にSi−Ge単結
晶薄膜を成膜する第2工程とを含むことを特徴とする。
【0010】尚、ここで云うSiの下地とは、シリコン
基板等のような基板(またはウエハ)そのものである場
合は勿論のこと、基板上にSiのエピタキシャル層が形
成されたもの、基板やエピタキシャル層に素子が作り込
まれる中間体等、IV族単結晶膜が成長されるべき広く
Siの下地を意味している。
基板等のような基板(またはウエハ)そのものである場
合は勿論のこと、基板上にSiのエピタキシャル層が形
成されたもの、基板やエピタキシャル層に素子が作り込
まれる中間体等、IV族単結晶膜が成長されるべき広く
Siの下地を意味している。
【0011】この発明の実施に当り、好ましくは、シリ
コンを含有する反応性ガスをシラン系ガスとするのが良
い。
コンを含有する反応性ガスをシラン系ガスとするのが良
い。
【0012】さらに、この発明の好適実施例では、ゲル
マニウムを含有する反応性ガスをゲルマン系ガスとする
のが良い。
マニウムを含有する反応性ガスをゲルマン系ガスとする
のが良い。
【0013】さらに、この発明の好適実施例では、シラ
ン系ガスをSiH4(シラン)、Si2H6(ジシラン
)、Si(CH3)H3(メチルシラン)、Si3H8
(トリシラン)、Si(CH3)2H2(ジメチルシラ
ン)、Si(CH3)3H(トリメチルシラン)、Si
(CH3)4(テトラメチルシラン)、Si2(CH3
)6(ヘキサメチルジシラン)、Si(CH3)3F(
フルオロトリメチルシラン)およびSi(CH3)2F
2(ジフルオロジメチルシラン)のガス群から選ばれた
1種または2種以上のガスとするのが良い。
ン系ガスをSiH4(シラン)、Si2H6(ジシラン
)、Si(CH3)H3(メチルシラン)、Si3H8
(トリシラン)、Si(CH3)2H2(ジメチルシラ
ン)、Si(CH3)3H(トリメチルシラン)、Si
(CH3)4(テトラメチルシラン)、Si2(CH3
)6(ヘキサメチルジシラン)、Si(CH3)3F(
フルオロトリメチルシラン)およびSi(CH3)2F
2(ジフルオロジメチルシラン)のガス群から選ばれた
1種または2種以上のガスとするのが良い。
【0014】さらに、この発明の好適実施例では、ゲル
マン系ガスをGeH4(ゲルマン)、GeF4(四フッ
化ゲルマニウム)、GeF2(二フッ化ゲルマニウム)
、GeF(フッ化ゲルマニウム)およびGeH3F(フ
ルオロゲルマン)のガス群から選ばれた1種または2種
以上のガスとするのが良い。
マン系ガスをGeH4(ゲルマン)、GeF4(四フッ
化ゲルマニウム)、GeF2(二フッ化ゲルマニウム)
、GeF(フッ化ゲルマニウム)およびGeH3F(フ
ルオロゲルマン)のガス群から選ばれた1種または2種
以上のガスとするのが良い。
【0015】また、この発明の実施に当り、好ましくは
、シリコンの下地の成膜面を(100)、(110)お
よび(111)面のいずれか1つの結晶面方位を有する
面とするのが良い。
、シリコンの下地の成膜面を(100)、(110)お
よび(111)面のいずれか1つの結晶面方位を有する
面とするのが良い。
【0016】さらに、この発明の実施に当り、第1およ
び第2工程の加熱処理を、好ましくは、赤外線照射加熱
によりそれぞれ行なうのが良い。
び第2工程の加熱処理を、好ましくは、赤外線照射加熱
によりそれぞれ行なうのが良い。
【0017】
【作用】この発明の構成によれば、反応炉内で、自然酸
化物が除去された、清浄済みのSi下地上に、Si含有
反応性ガスの雰囲気中で加熱しながら、Si単結晶薄膜
を一旦成膜する。続いて、反応炉内を大気に暴露するこ
となく、同一反応炉内で、このSi単結晶薄膜上に、G
e含有反応性ガスとSi含有反応性ガスの混合ガス雰囲
気中で加熱をしながら、半導体薄膜としてのSi−Ge
単結晶薄膜を成膜する。
化物が除去された、清浄済みのSi下地上に、Si含有
反応性ガスの雰囲気中で加熱しながら、Si単結晶薄膜
を一旦成膜する。続いて、反応炉内を大気に暴露するこ
となく、同一反応炉内で、このSi単結晶薄膜上に、G
e含有反応性ガスとSi含有反応性ガスの混合ガス雰囲
気中で加熱をしながら、半導体薄膜としてのSi−Ge
単結晶薄膜を成膜する。
【0018】さらに、清浄済みの下地表面には不所望な
付着物は存在していないので、その表面に成膜されたS
i単結晶薄膜には付着物に起因する欠陥やミスフィット
転位は生じない。また、下地表面またはその近傍領域に
もともと存在する欠陥やミスフィット転位および下地表
面の凹凸も、その上側に成膜したSi単結晶によって低
減され、Si単結晶薄膜の表面は良質の平坦な面となる
。すなわち、このSi単結晶薄膜は半導体薄膜としての
Si−Ge単結晶薄膜の成膜のためのバッファ層として
作用する。
付着物は存在していないので、その表面に成膜されたS
i単結晶薄膜には付着物に起因する欠陥やミスフィット
転位は生じない。また、下地表面またはその近傍領域に
もともと存在する欠陥やミスフィット転位および下地表
面の凹凸も、その上側に成膜したSi単結晶によって低
減され、Si単結晶薄膜の表面は良質の平坦な面となる
。すなわち、このSi単結晶薄膜は半導体薄膜としての
Si−Ge単結晶薄膜の成膜のためのバッファ層として
作用する。
【0019】そして、この発明では、このバッファ層の
、良質でかつ平坦な成膜面上にSi−Ge単結晶薄膜を
成膜するので、このSi−Ge単結晶自体もミスフィッ
ト転位や欠陥を実質的に含んでいない良質の膜となると
ともに、その表面が実質的に平坦面となる。
、良質でかつ平坦な成膜面上にSi−Ge単結晶薄膜を
成膜するので、このSi−Ge単結晶自体もミスフィッ
ト転位や欠陥を実質的に含んでいない良質の膜となると
ともに、その表面が実質的に平坦面となる。
【0020】また、この発明では、Si−Ge単結晶半
導体薄膜の膜厚は、反応性ガスのガス流量および加熱時
間を制御することにより所望の膜厚とすることができる
。
導体薄膜の膜厚は、反応性ガスのガス流量および加熱時
間を制御することにより所望の膜厚とすることができる
。
【0021】また、この発明によれば、加熱を基板面全
体にわたり均一に行なうことにより均一の膜厚のSi−
Ge半導体薄膜を得ることが可能となり、また、基板面
全体にわたり、欠陥等のないSi−Ge単結晶半導体薄
膜を得ることができ、従って大口径のウエハ面上に、欠
陥の少ない高品質の均一の膜厚の半導体薄膜を得ること
が出来る。
体にわたり均一に行なうことにより均一の膜厚のSi−
Ge半導体薄膜を得ることが可能となり、また、基板面
全体にわたり、欠陥等のないSi−Ge単結晶半導体薄
膜を得ることができ、従って大口径のウエハ面上に、欠
陥の少ない高品質の均一の膜厚の半導体薄膜を得ること
が出来る。
【0022】
【実施例】以下、図面を参照し、この発明の実施例につ
き説明する。
き説明する。
【0023】尚、図面はこの発明が理解出来る程度に、
各構成成分の寸法、形状および配設位置を概略的に示し
ているにすぎない。また以下の説明では、特定の材料お
よび特定の数値的条件を挙げて説明するが、これら材料
および条件は単なる好適例にすぎず、従ってこれらに何
ら限定されるものではない。
各構成成分の寸法、形状および配設位置を概略的に示し
ているにすぎない。また以下の説明では、特定の材料お
よび特定の数値的条件を挙げて説明するが、これら材料
および条件は単なる好適例にすぎず、従ってこれらに何
ら限定されるものではない。
【0024】まず、この発明の方法の説明に入る前に、
この発明を実施するための装置につき説明する。 <この発明の実施におけるSi−Ge単結晶薄膜の形成
装置の説明>図2は、この発明を実施するための装置の
全体構成を概略的に示す図である。尚、図2では反応炉
内に下地としてシリコン基板を配置した状態を示す。
この発明を実施するための装置につき説明する。 <この発明の実施におけるSi−Ge単結晶薄膜の形成
装置の説明>図2は、この発明を実施するための装置の
全体構成を概略的に示す図である。尚、図2では反応炉
内に下地としてシリコン基板を配置した状態を示す。
【0025】図2にも示すように、このSi−Ge単結
晶薄膜形成装置は、例えば石英製の反応炉(チャンバー
)11を具えており、この反応炉11内の基板支持体1
3の上に基板15を出し入れ自在に載置できる構造とな
っている。
晶薄膜形成装置は、例えば石英製の反応炉(チャンバー
)11を具えており、この反応炉11内の基板支持体1
3の上に基板15を出し入れ自在に載置できる構造とな
っている。
【0026】さらに、この反応炉11の外部には加熱部
12を設けてあり、これを任意好適な構成の赤外線照射
手段、例えば赤外線ランプをもって構成する。赤外線ラ
ンプ12としてはタングステン−ハロゲンランプその他
の任意好適なランプを用いる。好ましくは、複数個の赤
外線ランプ12を反応炉11内の加熱を均一に行えるよ
うに配置してもよい。
12を設けてあり、これを任意好適な構成の赤外線照射
手段、例えば赤外線ランプをもって構成する。赤外線ラ
ンプ12としてはタングステン−ハロゲンランプその他
の任意好適なランプを用いる。好ましくは、複数個の赤
外線ランプ12を反応炉11内の加熱を均一に行えるよ
うに配置してもよい。
【0027】そして、基板近傍位置に基板15の表面温
度を測定するための温度測定手段14例えば熱電対を設
けてある。
度を測定するための温度測定手段14例えば熱電対を設
けてある。
【0028】この反応炉11内を真空排気するための排
気手段21および22を設け、この排気手段21、22
および反応炉11の間に自動開閉バルブ24、25、2
6、27、28、29、30を設け、これらバルブをそ
れぞれ任意適当に開閉操作することによって反応炉11
内の圧力を任意好適な圧力に制御し、反応炉11内に低
真空排気状態および高真空排気状態を形成することが可
能である。この真空度を真空計34で測定する。
気手段21および22を設け、この排気手段21、22
および反応炉11の間に自動開閉バルブ24、25、2
6、27、28、29、30を設け、これらバルブをそ
れぞれ任意適当に開閉操作することによって反応炉11
内の圧力を任意好適な圧力に制御し、反応炉11内に低
真空排気状態および高真空排気状態を形成することが可
能である。この真空度を真空計34で測定する。
【0029】さらに、レリーフバルブ31を設け、この
バルブ31は反応炉11内の圧力が大気圧例えば760
Torrを越えた場合に自動的に開放し、バルブ31の
開放によってガス供給源から反応炉11内へ供給された
ガスを排気する。尚、上述した排気手段21、22を例
えば油回転ポンプ(21)とこのポンプ21と接続され
たロータリポンプ(22)とをもってそれぞれ構成する
。排気手段を例えば図示のように配設した排気管23お
よび上述した各バルブのうち所要のバルブを介して反応
炉11とを連通させて接続させてある。
バルブ31は反応炉11内の圧力が大気圧例えば760
Torrを越えた場合に自動的に開放し、バルブ31の
開放によってガス供給源から反応炉11内へ供給された
ガスを排気する。尚、上述した排気手段21、22を例
えば油回転ポンプ(21)とこのポンプ21と接続され
たロータリポンプ(22)とをもってそれぞれ構成する
。排気手段を例えば図示のように配設した排気管23お
よび上述した各バルブのうち所要のバルブを介して反応
炉11とを連通させて接続させてある。
【0030】さらに、排気管23に連通させた真空計(
或は圧力ゲージ)32、33を設けて真空計33を例え
ば1〜10−3(10のマイナス3乗)Torrの範囲
の圧力測定に用いるピラニ真空計とし、また、真空計3
2を例えば10−3〜10−8(10のマイナス8乗)
Torrの範囲の圧力測定に用いるイオンケージとする
。
或は圧力ゲージ)32、33を設けて真空計33を例え
ば1〜10−3(10のマイナス3乗)Torrの範囲
の圧力測定に用いるピラニ真空計とし、また、真空計3
2を例えば10−3〜10−8(10のマイナス8乗)
Torrの範囲の圧力測定に用いるイオンケージとする
。
【0031】次に、ガス供給源につき説明する。この装
置では、ガス供給部を還元性ガス源41、反応性ガス源
42、43、44および不活性ガス源45をもって構成
する。尚、ここでは一例として、還元性ガスとして水素
(H2)ガスを用い、反応性ガス源42をシリコン含有
ガス源、ここでは、シラン系ガス例えば(SiH4)ガ
ス源とし、また、反応性ガス源43をゲルマニウム含有
ガス源、ここでは、ゲルマン系ガス例えば(GeH4)
ガス源とする。そして、ガス源44を予備ガス源とし、
所要に応じて設けておけば良い。ガス供給部を例えば図
示のように配設した供給管58、自動開閉バルブ51、
52、53、54、55、56を通常のバルブ57等の
必要なバルブを介して反応炉11と連通させて接続させ
てある。また、これらバルブと、ガス供給部との間には
、自動ガス流量コントローラ46、47、48、49、
50をそれぞれ設けてある。そして、バルブ51、52
、53、54、55、56をそれぞれ任意好適に開閉す
ることによって、所望のガスをガス供給部から反応炉1
1へ供給できる構成となっている。 <この発明のSi−Ge単結晶薄膜形成方法の実施例の
説明>次に、この発明のSi−Ge単結晶薄膜形成方法
につき説明する。
置では、ガス供給部を還元性ガス源41、反応性ガス源
42、43、44および不活性ガス源45をもって構成
する。尚、ここでは一例として、還元性ガスとして水素
(H2)ガスを用い、反応性ガス源42をシリコン含有
ガス源、ここでは、シラン系ガス例えば(SiH4)ガ
ス源とし、また、反応性ガス源43をゲルマニウム含有
ガス源、ここでは、ゲルマン系ガス例えば(GeH4)
ガス源とする。そして、ガス源44を予備ガス源とし、
所要に応じて設けておけば良い。ガス供給部を例えば図
示のように配設した供給管58、自動開閉バルブ51、
52、53、54、55、56を通常のバルブ57等の
必要なバルブを介して反応炉11と連通させて接続させ
てある。また、これらバルブと、ガス供給部との間には
、自動ガス流量コントローラ46、47、48、49、
50をそれぞれ設けてある。そして、バルブ51、52
、53、54、55、56をそれぞれ任意好適に開閉す
ることによって、所望のガスをガス供給部から反応炉1
1へ供給できる構成となっている。 <この発明のSi−Ge単結晶薄膜形成方法の実施例の
説明>次に、この発明のSi−Ge単結晶薄膜形成方法
につき説明する。
【0032】図1は、この発明の説明に供する加熱サイ
クルを説明するための図であり、横軸は時間および縦軸
は温度をプロットして示してある。
クルを説明するための図であり、横軸は時間および縦軸
は温度をプロットして示してある。
【0033】図3はこの実施例の成膜工程図で、各図は
主要工程段階で得られた構造体を断面図で概略的に示し
てある。
主要工程段階で得られた構造体を断面図で概略的に示し
てある。
【0034】この発明では、まず、Siの下地上にバッ
ファ層としてSi単結晶薄膜を形成するが、その前処理
として、通常、下地面の清浄化処理を行うので、この実
施例でも反応炉11内に下地としての基板15を配置し
た後の基板15の清浄化処理につき説明する。尚、この
清浄化処理はこの発明の要旨ではないことを理解された
い。 ■清浄化 このSi単結晶薄膜の成膜前の基板の清浄加熱方法につ
いては、以下に説明する清浄化方法を用いるのが好適で
ある。
ファ層としてSi単結晶薄膜を形成するが、その前処理
として、通常、下地面の清浄化処理を行うので、この実
施例でも反応炉11内に下地としての基板15を配置し
た後の基板15の清浄化処理につき説明する。尚、この
清浄化処理はこの発明の要旨ではないことを理解された
い。 ■清浄化 このSi単結晶薄膜の成膜前の基板の清浄加熱方法につ
いては、以下に説明する清浄化方法を用いるのが好適で
ある。
【0035】この発明における実施例では、予備処理と
して、基板15として例えばシリコン基板(ウエハ)自
体を用意し、従来行われている如く、化学薬品、純水等
を用いて基板15の前洗浄を行う。また、薄膜を成長さ
せるべき基板の上面(成膜面)を(100)、(110
)および(111)面のいずれかの結晶面方位を有する
面とする。
して、基板15として例えばシリコン基板(ウエハ)自
体を用意し、従来行われている如く、化学薬品、純水等
を用いて基板15の前洗浄を行う。また、薄膜を成長さ
せるべき基板の上面(成膜面)を(100)、(110
)および(111)面のいずれかの結晶面方位を有する
面とする。
【0036】次に、予備処理として、反応炉11内で基
板11に自然酸化膜が形成されるのを防止するため、反
応炉11内にパージ用の不活性ガス例えば窒素ガスを予
め導入しておく。反応性ガスはまだ導入しない。このと
きバルブ56および57を開き、バルブ51、52、5
3、54、55を閉じておく。
板11に自然酸化膜が形成されるのを防止するため、反
応炉11内にパージ用の不活性ガス例えば窒素ガスを予
め導入しておく。反応性ガスはまだ導入しない。このと
きバルブ56および57を開き、バルブ51、52、5
3、54、55を閉じておく。
【0037】次に、反応炉11内に基板15を設置する
。基板15は基板支持体13上に固定する。
。基板15は基板支持体13上に固定する。
【0038】これらの予備処理後、基板表面の清浄化処
理を行う。この清浄化処理は、還元性ガス雰囲気中で加
熱処理を行って基板15を反応炉11内で清浄化する。
理を行う。この清浄化処理は、還元性ガス雰囲気中で加
熱処理を行って基板15を反応炉11内で清浄化する。
【0039】以下、この基板の清浄化処理工程につきさ
らに説明する。 自然酸化膜の除去 成膜前にSi基板15の表面に自然酸化膜200が
形成されてしまう(図3の(A))のを回避することは
できない。従って、まず、自然酸化膜の除去を行うのが
一般的である。基板の清浄化に当たり、まずバルブ56
を閉じて基板15を配置した反応炉11内への不活性ガ
スの供給を停止する。
らに説明する。 自然酸化膜の除去 成膜前にSi基板15の表面に自然酸化膜200が
形成されてしまう(図3の(A))のを回避することは
できない。従って、まず、自然酸化膜の除去を行うのが
一般的である。基板の清浄化に当たり、まずバルブ56
を閉じて基板15を配置した反応炉11内への不活性ガ
スの供給を停止する。
【0040】次に排気手段21および22によって反応
炉11内を例えば1×10−6(10のマイナス6乗)
Torrの高真空に真空排気し、反応炉11内を清浄化
する。この真空排気を行うためバルブ30、24を閉じ
ておいてバルブ27を開き、バルブ25を油回転ポンプ
21から遮断する。ロータリーポンプ52を作動させ、
反応炉11内の圧力を真空計34でモニター(監視)し
ながら真空排気を行う。そして反応炉11内が例えば1
×10−3Torrの圧力となった後、バルブ24を開
き、真空計34で反応炉11内の圧力をモニターしなが
ら、その圧力を例えば100〜1×10−2(10のマ
イナス2乗)Torrに維持する。
炉11内を例えば1×10−6(10のマイナス6乗)
Torrの高真空に真空排気し、反応炉11内を清浄化
する。この真空排気を行うためバルブ30、24を閉じ
ておいてバルブ27を開き、バルブ25を油回転ポンプ
21から遮断する。ロータリーポンプ52を作動させ、
反応炉11内の圧力を真空計34でモニター(監視)し
ながら真空排気を行う。そして反応炉11内が例えば1
×10−3Torrの圧力となった後、バルブ24を開
き、真空計34で反応炉11内の圧力をモニターしなが
ら、その圧力を例えば100〜1×10−2(10のマ
イナス2乗)Torrに維持する。
【0041】次に、加熱部12によって自然酸化膜の除
去のための加熱処理を行う(図1にIで示す)。この加
熱処理によって還元性ガス例えば水素(H2)ガス雰囲
気中で基板15を加熱して基板15の自然酸化膜200
を還元し、自然酸化膜200を基板15から除去し、図
3の(B)に示す構造体にする。基板15の加熱は例え
ば基板15への赤外線照射によって行う。反応炉11内
を減圧状態に維持しながら加熱処理を行うことによって
自然酸化膜200の還元による反応生成物が反応炉11
外へ排気され、その結果、反応生成物によって基板15
および反応炉11内が汚染される度合を低減できる。
去のための加熱処理を行う(図1にIで示す)。この加
熱処理によって還元性ガス例えば水素(H2)ガス雰囲
気中で基板15を加熱して基板15の自然酸化膜200
を還元し、自然酸化膜200を基板15から除去し、図
3の(B)に示す構造体にする。基板15の加熱は例え
ば基板15への赤外線照射によって行う。反応炉11内
を減圧状態に維持しながら加熱処理を行うことによって
自然酸化膜200の還元による反応生成物が反応炉11
外へ排気され、その結果、反応生成物によって基板15
および反応炉11内が汚染される度合を低減できる。
【0042】この加熱処理では、基板15の表面温度を
温度測定手段14で測定しながら、例えば基板15の表
面温度を50℃/秒〜200℃/秒の間の適当な割合で
、好ましくは、約100℃/秒で上昇させ約1000℃
(図1にT1で示す)となったら約10〜30秒間(図
1にh1で示す時間)、1000℃の状態を保持する。
温度測定手段14で測定しながら、例えば基板15の表
面温度を50℃/秒〜200℃/秒の間の適当な割合で
、好ましくは、約100℃/秒で上昇させ約1000℃
(図1にT1で示す)となったら約10〜30秒間(図
1にh1で示す時間)、1000℃の状態を保持する。
【0043】次に、加熱部12による基板15の加熱を
停止すると共に、バルブ51を閉じて還元性ガスの供給
を停止し、そして基板15の表面温度が室温、例えば約
25℃となるまで基板15が冷却するのを待つ。この冷
却は基板15が自然に冷却するようにしても良いし、強
制的に冷却するようにしても良い。強制冷却は例えばバ
ルブ56、57を開けて不活性ガスを大量に反応炉11
内に導入することによって行える。
停止すると共に、バルブ51を閉じて還元性ガスの供給
を停止し、そして基板15の表面温度が室温、例えば約
25℃となるまで基板15が冷却するのを待つ。この冷
却は基板15が自然に冷却するようにしても良いし、強
制的に冷却するようにしても良い。強制冷却は例えばバ
ルブ56、57を開けて不活性ガスを大量に反応炉11
内に導入することによって行える。
【0044】次に、バルブ55、51、28を閉じてバ
ルブ27を開けて反応炉11内を例えば1×10−6T
orrの高真空に排気し、反応炉11内を清浄化する。 ■Si単結晶薄膜であるバッファ層の成膜次に、この発
明では、図3の(B)に示す構造体を大気に暴露させる
ことなく、反応炉11内で続けて、シリコン(Si)を
含むIV族系水素ガス(第1Si含有反応性ガス)の雰
囲気中でこの構造体に対し加熱処理工程を行ってSi単
結晶薄膜を成膜する。そのため、この実施例では、先ず
、バルブ27を閉じ、バルブ28、53、55を開く。 この実施例では、Siを含むIV族系水素ガスとして、
シラン系ガス、例えば水素希釈10重量%シラン(Si
H4)ガスを反応炉内に供給する(図1のIIで示すS
iH4フロー)。この場合、反応炉11内を例えば10
0〜10−2Torrの低真空の減圧状態に維持する。 この状態で加熱部12による加熱処理を行う(図1にh
2で示す時間)。
ルブ27を開けて反応炉11内を例えば1×10−6T
orrの高真空に排気し、反応炉11内を清浄化する。 ■Si単結晶薄膜であるバッファ層の成膜次に、この発
明では、図3の(B)に示す構造体を大気に暴露させる
ことなく、反応炉11内で続けて、シリコン(Si)を
含むIV族系水素ガス(第1Si含有反応性ガス)の雰
囲気中でこの構造体に対し加熱処理工程を行ってSi単
結晶薄膜を成膜する。そのため、この実施例では、先ず
、バルブ27を閉じ、バルブ28、53、55を開く。 この実施例では、Siを含むIV族系水素ガスとして、
シラン系ガス、例えば水素希釈10重量%シラン(Si
H4)ガスを反応炉内に供給する(図1のIIで示すS
iH4フロー)。この場合、反応炉11内を例えば10
0〜10−2Torrの低真空の減圧状態に維持する。 この状態で加熱部12による加熱処理を行う(図1にh
2で示す時間)。
【0045】この基板11の加熱は例えば、赤外線照射
手段12である赤外線ランプによって行う。そして基板
15の表面温度を温度測定手段14で測定しながら、例
えば50℃/秒〜200℃/秒の間の適当な割合で、好
ましくは、昇温速度約100℃/秒で上昇させてT1の
温度例えば約1000℃となったら、約10〜30秒間
(h2時間)、約1000℃に保持するように制御して
行う。この加熱処理により、基板15上に基板面方位と
同一のSi単結晶薄膜202が膜厚400〜600A°
の範囲内の値で成長する(図3の(C))。赤外線照射
で加熱を行うと、所定の温度まで短時間で昇温させるこ
とが出来、従って昇温速度が早いので、温度制御を容易
に行い得る。
手段12である赤外線ランプによって行う。そして基板
15の表面温度を温度測定手段14で測定しながら、例
えば50℃/秒〜200℃/秒の間の適当な割合で、好
ましくは、昇温速度約100℃/秒で上昇させてT1の
温度例えば約1000℃となったら、約10〜30秒間
(h2時間)、約1000℃に保持するように制御して
行う。この加熱処理により、基板15上に基板面方位と
同一のSi単結晶薄膜202が膜厚400〜600A°
の範囲内の値で成長する(図3の(C))。赤外線照射
で加熱を行うと、所定の温度まで短時間で昇温させるこ
とが出来、従って昇温速度が早いので、温度制御を容易
に行い得る。
【0046】次に、加熱部12による基板15の加熱を
停止するとともに、バルブ52を閉じてSiH4ガスの
供給を停止し、そして基板15の表面温度が室温、例え
ば25℃となるまで基板15が冷却するのを待つ。この
冷却は基板15が自然に冷却するようにしてもよい。強
制冷却は例えばバルブ56、57を開けて不活性ガスを
大量に反応炉11内に導入することによって行える。
停止するとともに、バルブ52を閉じてSiH4ガスの
供給を停止し、そして基板15の表面温度が室温、例え
ば25℃となるまで基板15が冷却するのを待つ。この
冷却は基板15が自然に冷却するようにしてもよい。強
制冷却は例えばバルブ56、57を開けて不活性ガスを
大量に反応炉11内に導入することによって行える。
【0047】次に、バルブ55、52、28を閉じてバ
ルブ27を開けて反応炉11内を例えば1×10−6T
orrの高真空に排気し、反応炉11内を清浄化する。 ■Si−Ge単結晶薄膜の成膜 次に、この発明では、反応炉11の内部を大気に暴露す
ることなく、従って、図3の(C)で示す構造体を大気
に暴露させることなく、連続して、反応炉11中で、S
iを含むIV族系水素ガス(第2Si含有反応性ガス)
としてシラン系ガス、例えばシラン(SiH4)ガスと
、ゲルマニウム(Ge)を含むIV族系水素ガス(Ge
含有反応性ガス)としてゲルマン系ガス、例えばゲルマ
ン(GeH4)ガスとの混合ガス雰囲気中で、この構造
体に対し加熱処理を行い、この発明で成膜すべき半導体
薄膜であるSi−Ge単結晶薄膜を、バッファ層として
のSi単結晶薄膜202上に成膜する。
ルブ27を開けて反応炉11内を例えば1×10−6T
orrの高真空に排気し、反応炉11内を清浄化する。 ■Si−Ge単結晶薄膜の成膜 次に、この発明では、反応炉11の内部を大気に暴露す
ることなく、従って、図3の(C)で示す構造体を大気
に暴露させることなく、連続して、反応炉11中で、S
iを含むIV族系水素ガス(第2Si含有反応性ガス)
としてシラン系ガス、例えばシラン(SiH4)ガスと
、ゲルマニウム(Ge)を含むIV族系水素ガス(Ge
含有反応性ガス)としてゲルマン系ガス、例えばゲルマ
ン(GeH4)ガスとの混合ガス雰囲気中で、この構造
体に対し加熱処理を行い、この発明で成膜すべき半導体
薄膜であるSi−Ge単結晶薄膜を、バッファ層として
のSi単結晶薄膜202上に成膜する。
【0048】尚、第1および第2Si含有反応性ガスは
同一種のガスであると作業上好都合であるが、互いに他
種のガスであってもよい。
同一種のガスであると作業上好都合であるが、互いに他
種のガスであってもよい。
【0049】この成膜工程においても、■のSi単結晶
薄膜の成膜工程と同様、反応性ガス雰囲気中で図3の(
C)に示す構造体に対する加熱処理を赤外線ランプによ
って行う。
薄膜の成膜工程と同様、反応性ガス雰囲気中で図3の(
C)に示す構造体に対する加熱処理を赤外線ランプによ
って行う。
【0050】このため、バルブ27、56、57を閉じ
、バルブ28および55を開けた状態でバルブ52を開
けて水素(H2)希釈10重量%SiH4ガスを反応炉
11に導入すると同時に、また、これに続いてバルブ5
3を開けて水素(H2)希釈の10重量%GeH4ガス
を反応炉11に導入することにより反応炉11内に(S
iH4+GeH4)ガスを流入させる(図1のIIIで
示す)。そして、基板15の表面温度を、50℃/秒〜
200℃/秒の間の適当な割合で、好ましくは約100
℃/秒で温度上昇させてT1例えば約1000℃となっ
たらh3時間例えば約60〜120秒間、1000℃の
状態を保持するように基板15の加熱を制御する(図1
にIIIおよびh3で示す)。
、バルブ28および55を開けた状態でバルブ52を開
けて水素(H2)希釈10重量%SiH4ガスを反応炉
11に導入すると同時に、また、これに続いてバルブ5
3を開けて水素(H2)希釈の10重量%GeH4ガス
を反応炉11に導入することにより反応炉11内に(S
iH4+GeH4)ガスを流入させる(図1のIIIで
示す)。そして、基板15の表面温度を、50℃/秒〜
200℃/秒の間の適当な割合で、好ましくは約100
℃/秒で温度上昇させてT1例えば約1000℃となっ
たらh3時間例えば約60〜120秒間、1000℃の
状態を保持するように基板15の加熱を制御する(図1
にIIIおよびh3で示す)。
【0051】この加熱処理により、Si単結晶薄膜20
2上には、Si単結晶薄膜202と同一面方位のSi−
Ge単結晶薄膜203が膜厚1000〜1500A°の
範囲内の値で成長する(図3の(D))。
2上には、Si単結晶薄膜202と同一面方位のSi−
Ge単結晶薄膜203が膜厚1000〜1500A°の
範囲内の値で成長する(図3の(D))。
【0052】Si−Ge単結晶薄膜のSiに対するGe
の組成比の制御は、この実施例では、(10重量%Si
H4)/(H2)および(1重量%GeH4)/(H2
)のそれぞれの流量比を変えることにより行い、好まし
くは、成膜されたSi−Ge膜中でSiが原子数比で8
0%Geが原子数比20%となるよう調整するのが良い
。
の組成比の制御は、この実施例では、(10重量%Si
H4)/(H2)および(1重量%GeH4)/(H2
)のそれぞれの流量比を変えることにより行い、好まし
くは、成膜されたSi−Ge膜中でSiが原子数比で8
0%Geが原子数比20%となるよう調整するのが良い
。
【0053】所望の膜厚のSi−Ge単結晶薄膜204
が得られたら、加熱部12による基板15の加熱を停止
するとともに、バルブ52および53を閉じてSiH4
およびGeH4ガスの供給を停止し、そして基板15の
表面温度が室温、例えば25℃となるまで基板15が冷
却するのを待つ。
が得られたら、加熱部12による基板15の加熱を停止
するとともに、バルブ52および53を閉じてSiH4
およびGeH4ガスの供給を停止し、そして基板15の
表面温度が室温、例えば25℃となるまで基板15が冷
却するのを待つ。
【0054】その後、バルブ56および57を開けて、
不活性ガスを反応炉11内に導入し、炉内を1気圧にし
、基板15を反応炉11から取り出す。
不活性ガスを反応炉11内に導入し、炉内を1気圧にし
、基板15を反応炉11から取り出す。
【0055】次に、このように、この発明による方法に
従って、バッファ層としてのSi単結晶薄膜上にSi−
Ge単結晶薄膜を成膜して得られた半導体薄膜と、従来
の、Si基板上に直接Si−Ge単結晶薄膜を形成して
得られた半導体薄膜との膜質の相違につき図4の(A)
および(B)を参照して説明する。
従って、バッファ層としてのSi単結晶薄膜上にSi−
Ge単結晶薄膜を成膜して得られた半導体薄膜と、従来
の、Si基板上に直接Si−Ge単結晶薄膜を形成して
得られた半導体薄膜との膜質の相違につき図4の(A)
および(B)を参照して説明する。
【0056】図4の(A)は従来方法により成膜したS
i−Ge半導体薄膜の断面概略図であり、図4の(B)
はこの発明に従って成膜したSi−Ge半導体薄膜の断
面概略図である。
i−Ge半導体薄膜の断面概略図であり、図4の(B)
はこの発明に従って成膜したSi−Ge半導体薄膜の断
面概略図である。
【0057】従来例ではSi−Ge単結晶膜を成膜する
前にH2による還元処理およびHCl雰囲気中での加熱
処理により、自然酸化膜の除去、Si基板表面の汚染除
去した後、Si−Ge膜を形成するのが一般的である。
前にH2による還元処理およびHCl雰囲気中での加熱
処理により、自然酸化膜の除去、Si基板表面の汚染除
去した後、Si−Ge膜を形成するのが一般的である。
【0058】しかし、このような前処理を呈しても、S
i基板100の表面の凹凸が残存すること、また表面に
はわずかであるが炭素、酸素が残存する。そのためこの
ような状態でSi−Ge膜110を形成するとSi−G
e膜110は均一に成長せず、またSi−Ge膜110
中ないしはSi−Ge/Si界面にミスフィット転位1
12や欠陥114が発生してしまう(図4の(A))。
i基板100の表面の凹凸が残存すること、また表面に
はわずかであるが炭素、酸素が残存する。そのためこの
ような状態でSi−Ge膜110を形成するとSi−G
e膜110は均一に成長せず、またSi−Ge膜110
中ないしはSi−Ge/Si界面にミスフィット転位1
12や欠陥114が発生してしまう(図4の(A))。
【0059】これに対し、この発明では、Si−Ge膜
204を成長させる前に単結晶Siからなるバッファ層
202を成膜し、このバッファ層202上に連続してS
i−Ge単結晶薄膜204を成膜している。
204を成長させる前に単結晶Siからなるバッファ層
202を成膜し、このバッファ層202上に連続してS
i−Ge単結晶薄膜204を成膜している。
【0060】この単結晶Siのバッファ層202を形成
することで、もともとSi基板15の表面の凹凸が減少
し、平坦化できること、さらに、Si−Ge成膜過程で
発生する格子歪みによる応力が極めて薄い、単結晶Si
のバッファ層204で緩和されることで、欠陥の発生を
低減化できる(図4の(B))。従って、このバッファ
層上に成膜した半導体薄膜としてのSi−Ge薄膜20
4は、欠陥はもとより転位発生を伴わない膜質の良いS
i−Ge膜204となっており、また、基板15の基板
面の結晶面方位と同一の結晶面方位を有するSi−Ge
膜204となっている。さらに、この発明でバッファ層
202およびSi−Ge膜204ともに、大口径のウエ
ハ面上でも均一の膜厚で成膜できる。
することで、もともとSi基板15の表面の凹凸が減少
し、平坦化できること、さらに、Si−Ge成膜過程で
発生する格子歪みによる応力が極めて薄い、単結晶Si
のバッファ層204で緩和されることで、欠陥の発生を
低減化できる(図4の(B))。従って、このバッファ
層上に成膜した半導体薄膜としてのSi−Ge薄膜20
4は、欠陥はもとより転位発生を伴わない膜質の良いS
i−Ge膜204となっており、また、基板15の基板
面の結晶面方位と同一の結晶面方位を有するSi−Ge
膜204となっている。さらに、この発明でバッファ層
202およびSi−Ge膜204ともに、大口径のウエ
ハ面上でも均一の膜厚で成膜できる。
【0061】さらに、膜質および膜厚が均一なSi−G
e半導体薄膜を形成できるので、このSi−Ge膜の臨
界膜厚(単結晶状態が保持できる膜厚)を増加すること
が可能となる。
e半導体薄膜を形成できるので、このSi−Ge膜の臨
界膜厚(単結晶状態が保持できる膜厚)を増加すること
が可能となる。
【0062】この発明は上述した実施例に限定されるも
のではなく、多くの変形または変更を行い得ること明ら
かである。
のではなく、多くの変形または変更を行い得ること明ら
かである。
【0063】例えば、上述した実施例において、シラン
系ガスとしてSiH4およびゲルマン系ガスとしてGe
H4を用いた例につき説明した。しかし、この発明では
、これらの代わりにシラン系ガスとしては、好ましくは
、Si2H6、Si(CH3)H3、Si3H8、Si
(CH3)2H2、Si(CH3)3H、Si(CH3
)4、Si2(CH3)6、Si(CH3)3Fおよび
Si(CH3)2F2のガス群から選ばれた1種または
2種以上のガスとか、またSiH4とこれらのガスとの
混合ガスを用いてもIV族半導体薄膜の成膜を達成でき
ると期待できる。 また、ゲルマン系ガスとしては、好ましくは、GeF4
、GeF2、GeFおよびGeH3Fのガス群から選ば
れた1種または2種以上のガスとか、また、GeH4と
これらのガスとの混合ガスを用いてもIV族半導体薄膜
の成膜を達成できると期待できる。
系ガスとしてSiH4およびゲルマン系ガスとしてGe
H4を用いた例につき説明した。しかし、この発明では
、これらの代わりにシラン系ガスとしては、好ましくは
、Si2H6、Si(CH3)H3、Si3H8、Si
(CH3)2H2、Si(CH3)3H、Si(CH3
)4、Si2(CH3)6、Si(CH3)3Fおよび
Si(CH3)2F2のガス群から選ばれた1種または
2種以上のガスとか、またSiH4とこれらのガスとの
混合ガスを用いてもIV族半導体薄膜の成膜を達成でき
ると期待できる。 また、ゲルマン系ガスとしては、好ましくは、GeF4
、GeF2、GeFおよびGeH3Fのガス群から選ば
れた1種または2種以上のガスとか、また、GeH4と
これらのガスとの混合ガスを用いてもIV族半導体薄膜
の成膜を達成できると期待できる。
【0064】また、上述した実施例では、赤外線照射を
タングステン−ハロゲンランプを用いて行なっているが
、これを用いる代わりに、キセノンアークランプ、レー
ザビームさらにはヒータ等を用いても、アモルファス状
膜を単結晶膜に変えることが期待できる。
タングステン−ハロゲンランプを用いて行なっているが
、これを用いる代わりに、キセノンアークランプ、レー
ザビームさらにはヒータ等を用いても、アモルファス状
膜を単結晶膜に変えることが期待できる。
【0065】また、上述した実施例では、加熱処理温度
T1を約1000℃としたが、これに何ら限定されるも
のではなく、1000℃以上であってもよく、また、S
i単結晶薄膜とSi−Ge単結晶薄膜とで加熱温度を変
えてもよい。これらの加熱温度および時間は設計に応じ
て適当に設定すれば良く、好ましくは、使用するガスに
適合しかつ成膜する膜厚に応じて、それぞれ定めれば良
い。
T1を約1000℃としたが、これに何ら限定されるも
のではなく、1000℃以上であってもよく、また、S
i単結晶薄膜とSi−Ge単結晶薄膜とで加熱温度を変
えてもよい。これらの加熱温度および時間は設計に応じ
て適当に設定すれば良く、好ましくは、使用するガスに
適合しかつ成膜する膜厚に応じて、それぞれ定めれば良
い。
【0066】また、赤外線加熱ランプとしては、好まし
くは、タングステン−ハロゲンランプまたはキセノンア
ークランプを用いるのが良い。また、赤外線照射を急速
に行わなくてすむ場合には、ヒータ等を用いた通常の加
熱手段を用いてもよい。また、上述した加熱部は反応炉
内に設けてもよい。
くは、タングステン−ハロゲンランプまたはキセノンア
ークランプを用いるのが良い。また、赤外線照射を急速
に行わなくてすむ場合には、ヒータ等を用いた通常の加
熱手段を用いてもよい。また、上述した加熱部は反応炉
内に設けてもよい。
【0067】また、上述した実施例では、バッファ層と
Si−Ge単結晶薄膜を一層ずつ設けたが、上述したI
IおよびIIIのサイクルを繰り返して行って多層膜構
造としても良い。
Si−Ge単結晶薄膜を一層ずつ設けたが、上述したI
IおよびIIIのサイクルを繰り返して行って多層膜構
造としても良い。
【0068】
【発明の効果】上述したこの発明によれば、自然酸化膜
を還元作用により除去した、清浄済みの基板上に、シリ
コンを含むIV族系水素ガス雰囲気中で加熱処理を行っ
てバッファ層となるSi単結晶薄膜を成膜し、これに連
続してこのバッファ層上にシリコンを含むIV族系水素
ガスおよびゲルマニウムを含むIV族系水素ガスの混合
ガス雰囲気中で加熱処理を行って、バッファ層上にSi
−Ge単結晶膜を成膜するので、大口径Siウエハであ
っても、このウエハ全面上に、所望の均一な膜厚のかつ
高品質のIV族半導体薄膜を成膜できるという従来より
も優れた効果を奏し得る。
を還元作用により除去した、清浄済みの基板上に、シリ
コンを含むIV族系水素ガス雰囲気中で加熱処理を行っ
てバッファ層となるSi単結晶薄膜を成膜し、これに連
続してこのバッファ層上にシリコンを含むIV族系水素
ガスおよびゲルマニウムを含むIV族系水素ガスの混合
ガス雰囲気中で加熱処理を行って、バッファ層上にSi
−Ge単結晶膜を成膜するので、大口径Siウエハであ
っても、このウエハ全面上に、所望の均一な膜厚のかつ
高品質のIV族半導体薄膜を成膜できるという従来より
も優れた効果を奏し得る。
【図1】この発明の半導体薄膜の形成方法の一実施例で
あるSi−Ge単結晶薄膜の形成方法の説明に供する加
熱サイクルの説明図である。
あるSi−Ge単結晶薄膜の形成方法の説明に供する加
熱サイクルの説明図である。
【図2】この発明の方法を実施するための成膜装置の全
体構成の概略図である。
体構成の概略図である。
【図3】この発明の一実施例であるSi−Ge単結晶薄
膜の成膜工程図である。
膜の成膜工程図である。
【図4】(A)および(B)は、従来方法およびこの発
明の方法で成膜したSi−Ge単結晶薄膜の膜質の説明
図である。
明の方法で成膜したSi−Ge単結晶薄膜の膜質の説明
図である。
11:反応炉
12:加熱部
13:基板支持体
14:温度測定手段
15:(下地である)Si基板
21,22:排気手段
23:排気管
24〜31,51〜57:バルブ
46〜49,50:ガス流量コントローラ32,33,
34:真空計 41:還元性ガス源 42,43,44:反応性ガス源 45:不活性ガス源 202:バッファ層(Si単結晶薄膜)204:Si−
Ge単結晶薄膜
34:真空計 41:還元性ガス源 42,43,44:反応性ガス源 45:不活性ガス源 202:バッファ層(Si単結晶薄膜)204:Si−
Ge単結晶薄膜
Claims (7)
- 【請求項1】 反応炉内で、清浄化済みのシリコン(
Si)の下地上にIV族半導体薄膜を形成する方法にお
いて、第1シリコン含有反応性ガスの雰囲気中での加熱
処理によって前記下地上にシリコン単結晶薄膜を成膜す
る第1工程と、第1工程に続けて、前記反応炉内を大気
に晒すことなく、ゲルマニウム(Ge)含有反応性ガス
および第2シリコン含有反応性ガスの混合ガス雰囲気で
の加熱処理によって、前記シリコン単結晶薄膜上にSi
−Ge単結晶薄膜を成膜する第2工程とを含むことを特
徴とする半導体薄膜の形成方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の第1および第2シリ
コン含有反応性ガスをシラン系ガスとすることを特徴と
する形成方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載のゲルマニウム含有反
応性ガスをゲルマン系ガスとすることを特徴とする形成
方法。 - 【請求項4】 請求項2のシラン系ガスをSiH4、
Si2H6、Si(CH3)H3、Si3H8、Si(
CH3)2H2、Si(CH3)3H、Si(CH3)
4、Si2(CH3)6、Si(CH3)3FおよびS
i(CH3)2F2のガス群から選ばれた1種または2
種以上のガスとしたことを特徴とする形成方法。 - 【請求項5】 請求項3のゲルマン系ガスをGeH4
、GeF4、GeF2、GeFおよびGeH3Fのガス
群から選ばれた1種または2種以上のガスとしたことを
特徴とする形成方法。 - 【請求項6】 請求項1に記載の下地の成膜面は(1
00)、(110)および(111)面のいずれか1つ
の結晶面方位を有していることを特徴とする形成方法。 - 【請求項7】 請求項1の第1および第2工程の加熱
処理を赤外線照射加熱によりそれぞれ行うことを特徴と
する形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9409691A JPH04324619A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 半導体薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9409691A JPH04324619A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 半導体薄膜の形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04324619A true JPH04324619A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14100923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9409691A Withdrawn JPH04324619A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 半導体薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04324619A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040008271A (ko) * | 2002-07-18 | 2004-01-31 | 주식회사 환웅 오티에스 | 단옥렌즈 연마기의 연마유받이 |
JP2009218407A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP9409691A patent/JPH04324619A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040008271A (ko) * | 2002-07-18 | 2004-01-31 | 주식회사 환웅 오티에스 | 단옥렌즈 연마기의 연마유받이 |
JP2009218407A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |