JPH04360521A - 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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- JPH04360521A JPH04360521A JP13637291A JP13637291A JPH04360521A JP H04360521 A JPH04360521 A JP H04360521A JP 13637291 A JP13637291 A JP 13637291A JP 13637291 A JP13637291 A JP 13637291A JP H04360521 A JPH04360521 A JP H04360521A
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- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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】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。
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。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体基板上への多結晶シリコン
の成長は以下のような方法で行なわれている。図３は従
来の成長手法において使用される、減圧ＣＶＤタイプの
多結晶シリコン成長装置の構成図である。
の成長は以下のような方法で行なわれている。図３は従
来の成長手法において使用される、減圧ＣＶＤタイプの
多結晶シリコン成長装置の構成図である。
【０００３】図３において、炉芯管２の周囲はヒータ３
が具備されており、炉芯管内の温度を任意に制御、保持
することが可能である。炉芯管の一端（図示右端）には
、炉芯管内にＮ２ ガスを供給するためのガス導入配管
５と、炉芯管内の圧力を減圧、制御するための真空ポン
プ１２を接続している。また炉芯管の他端（図示左端）
には多結晶シリコン成長ガスとしてのＳｉＨ４ ガスと
Ｎ２ ガスのガス導入配管６，７が接続されている。又
ドア１は炉芯管一端（左端）開口部を任意に密閉，開放
するものである。
が具備されており、炉芯管内の温度を任意に制御、保持
することが可能である。炉芯管の一端（図示右端）には
、炉芯管内にＮ２ ガスを供給するためのガス導入配管
５と、炉芯管内の圧力を減圧、制御するための真空ポン
プ１２を接続している。また炉芯管の他端（図示左端）
には多結晶シリコン成長ガスとしてのＳｉＨ４ ガスと
Ｎ２ ガスのガス導入配管６，７が接続されている。又
ドア１は炉芯管一端（左端）開口部を任意に密閉，開放
するものである。
【０００４】この構成の装置において、従来は以下に記
すように多結晶シリコンを成長していた。
すように多結晶シリコンを成長していた。
【０００５】即ち、先ずドア１を開放した状態でガス導
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６００℃から７００℃に制御する。その上
で、半導体基板４を保持したボート１１を炉芯管の左端
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。入炉終了後 、ドア１を閉め、Ｎ２ ガスの
供給を止め、炉芯管内の圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下
になるように、真空ポンプ１２により炉芯管内を真空排
気する。次いで、ガス導入配管７より炉芯管内に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０．１から０．５Ｔｏｒｒに制御する。炉芯管内の圧
力が安定した後、炉芯管内の圧力を０．１から０．５Ｔ
ｏｒｒ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とＳｉＨ４ ガスは分解し、多
結晶シリコンが半導体基板上に成長される。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０．００１Ｔｏｒｒ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。 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。大気圧
に戻った時点でドアを開き半導体基板を保持したボート
を引き出し、多結晶シリコン成長工程が終了する。
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６００℃から７００℃に制御する。その上
で、半導体基板４を保持したボート１１を炉芯管の左端
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。入炉終了後 、ドア１を閉め、Ｎ２ ガスの
供給を止め、炉芯管内の圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下
になるように、真空ポンプ１２により炉芯管内を真空排
気する。次いで、ガス導入配管７より炉芯管内に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０．１から０．５Ｔｏｒｒに制御する。炉芯管内の圧
力が安定した後、炉芯管内の圧力を０．１から０．５Ｔ
ｏｒｒ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とＳｉＨ４ ガスは分解し、多
結晶シリコンが半導体基板上に成長される。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０．００１Ｔｏｒｒ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。 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。大気圧
に戻った時点でドアを開き半導体基板を保持したボート
を引き出し、多結晶シリコン成長工程が終了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】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。
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。
【０００７】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Ｎ２ ガスを導入しても、炉芯管内への大気
の浸入を抑えることは難しい。このため、炉芯管内に浸
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。
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Ｎ２ ガスを導入しても、炉芯管内への大気
の浸入を抑えることは難しい。このため、炉芯管内に浸
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。
【０００８】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。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。
、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。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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】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後、多結
晶シリコン成長前に、炉芯管内へ、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ及
びＨＦの混合ガスを導入し、半導体基板上の二酸化シリ
コン膜をエッチングしている。
の成長方法は、半導体基板の炉芯管内への入炉後、多結
晶シリコン成長前に、炉芯管内へ、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ及
びＨＦの混合ガスを導入し、半導体基板上の二酸化シリ
コン膜をエッチングしている。
【００１０】
【実施例】次に、本発明を図面を参照して説明する。
【００１１】図１は、本発明の多結晶シリコンの成長方
法に使用される、多結晶シリコン成長装置の構成図であ
る。本装置は従来装置に、Ｈ２ Ｏ及びＨＦのガスを導
入する、ガス導入配管８，９を付加した構成となってい
る。
法に使用される、多結晶シリコン成長装置の構成図であ
る。本装置は従来装置に、Ｈ２ Ｏ及びＨＦのガスを導
入する、ガス導入配管８，９を付加した構成となってい
る。
【００１２】上記構成の多結晶シリコン成長装置におい
て、本発明の多結晶シリコン成長は以下のように行なわ
れる。
て、本発明の多結晶シリコン成長は以下のように行なわ
れる。
【００１３】まず、ドア１を開放した状態でガス導入配
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６００℃から７００℃に制御する。次いで半導
体基板４を保持したボート１１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。半導体基板
の入炉終了後、ドア１を閉め、Ｎ２ ガスの供給を止め
、炉芯管内の圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下になるよう
に真空ポンプ１２により、炉芯管内を真空排気する。次
いで、ガス導入配管７，９よりＮ２ ガスを１ｌ／ｍｉ
ｎ，Ｈ２ Ｏガスを２００ｃｃ／ｍｉｎ炉芯管内に供給
し、かつ、真空ポンプ１２により炉芯管内の圧力を１か
ら２Ｔｏｒｒに制御する。次いでガス導入配管８よりＨ
Ｆガスを１０ｃｃ／ｍｉｎ炉芯管内に１分から５分間供
給する。この時、半導体基板上の二酸化シリコン膜（Ｓ
ｉＯ２ ）はＨＦとＨ２ Ｏとの反応により、ＳｉＦ４
となり除去される。なお、本条件による二酸化シリコ
ン膜の除去量は、ｎｍからｎｍで十分であり、この処理
によって、半導体基板の入炉時に半導体基板上に形成さ
れた酸化膜は除去される。次いで炉芯管内に供給してい
た、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ２ 及びＨＦガスを止め、炉芯管
内の圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下になるように炉芯管
内を真空排気する。次いで、ガス導入配管７より炉芯管
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０．１から０．５Ｔｏｒｒに制御する。次い
で、炉芯管内の圧力を０．１から０．５Ｔｏｒｒに制御
しつつ、ガス導入配管６より２０％ＳｉＨ４ ガス（Ｎ
２ ベース）を１ｌ／ｍｉｎ導入し多結晶シリコン膜を
半導体基板上に成長させる。これ以後の工程は、従来方
法と同様に行うことにより、多結晶シリコンの成長工程
が終了する。
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６００℃から７００℃に制御する。次いで半導
体基板４を保持したボート１１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。半導体基板
の入炉終了後、ドア１を閉め、Ｎ２ ガスの供給を止め
、炉芯管内の圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下になるよう
に真空ポンプ１２により、炉芯管内を真空排気する。次
いで、ガス導入配管７，９よりＮ２ ガスを１ｌ／ｍｉ
ｎ，Ｈ２ Ｏガスを２００ｃｃ／ｍｉｎ炉芯管内に供給
し、かつ、真空ポンプ１２により炉芯管内の圧力を１か
ら２Ｔｏｒｒに制御する。次いでガス導入配管８よりＨ
Ｆガスを１０ｃｃ／ｍｉｎ炉芯管内に１分から５分間供
給する。この時、半導体基板上の二酸化シリコン膜（Ｓ
ｉＯ２ ）はＨＦとＨ２ Ｏとの反応により、ＳｉＦ４
となり除去される。なお、本条件による二酸化シリコ
ン膜の除去量は、ｎｍからｎｍで十分であり、この処理
によって、半導体基板の入炉時に半導体基板上に形成さ
れた酸化膜は除去される。次いで炉芯管内に供給してい
た、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ２ 及びＨＦガスを止め、炉芯管
内の圧力が０．００１Ｔｏｒｒ以下になるように炉芯管
内を真空排気する。次いで、ガス導入配管７より炉芯管
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０．１から０．５Ｔｏｒｒに制御する。次い
で、炉芯管内の圧力を０．１から０．５Ｔｏｒｒに制御
しつつ、ガス導入配管６より２０％ＳｉＨ４ ガス（Ｎ
２ ベース）を１ｌ／ｍｉｎ導入し多結晶シリコン膜を
半導体基板上に成長させる。これ以後の工程は、従来方
法と同様に行うことにより、多結晶シリコンの成長工程
が終了する。
【００１４】以上説明したように、多結晶シリコンの成
長方法において、半導体基板の炉芯管内への入炉後、炉
芯管内へ、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ及びＨＦの混合ガスを導入
することにより半導体基板の炉内への入炉時に半導体基
板表面に形成された酸化膜の除去がなされ、多結晶シリ
コンと多結晶シリコン下層との間でのコンタクトを必要
とする部分の界面に従来存在していた二酸化シリコン膜
をなくすることが可能となり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。
長方法において、半導体基板の炉芯管内への入炉後、炉
芯管内へ、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ及びＨＦの混合ガスを導入
することにより半導体基板の炉内への入炉時に半導体基
板表面に形成された酸化膜の除去がなされ、多結晶シリ
コンと多結晶シリコン下層との間でのコンタクトを必要
とする部分の界面に従来存在していた二酸化シリコン膜
をなくすることが可能となり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。
【００１５】図２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。ここで曲線ａは従来の方法で多結晶シリコン
を成長した場合のコンタクト抵抗であり、また曲線ｂは
本発明の方法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。
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。ここで曲線ａは従来の方法で多結晶シリコン
を成長した場合のコンタクト抵抗であり、また曲線ｂは
本発明の方法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。
【００１６】この図から判るように、本発明の方法で多
結晶シリコンを成長した場合のコンタクト抵抗は、従来
の方法の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。
結晶シリコンを成長した場合のコンタクト抵抗は、従来
の方法の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。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体基
板の炉芯管内への入炉後、多結晶シリコン成長前に炉芯
管内へ、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ及びＨＦの混合ガスを導入し
、半導体基板上の二酸化シリコン膜をエッチングするこ
とにより、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。
板の炉芯管内への入炉後、多結晶シリコン成長前に炉芯
管内へ、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ及びＨＦの混合ガスを導入し
、半導体基板上の二酸化シリコン膜をエッチングするこ
とにより、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。
【図１】本発明の多結晶シリコンの成長方法に使用する
多結晶シリコン成長装置の構成図。
多結晶シリコン成長装置の構成図。
【図２】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。
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。
【図３】従来の多結晶シリコンの成長に使用する、多結
晶シリコン成長装置の構成図。
晶シリコン成長装置の構成図。
１ ドア
２ 炉芯管
３ ヒータ
４ 半導体基板
５，７ Ｎ２ ガス導入配管
６ ＳｉＨ４ ガス導入配管
８ ＨＦガス導入配管
９ Ｈ２ Ｏガス導入配管
１１ ボード
１２ 真空ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 減圧ＣＶＤ法による、半導体基板上へ
の多結晶シリコンの成長方法において、前記半導体基板
の炉芯管への入炉後、多結晶シリコン成長開始前に、炉
芯管内へ、Ｎ２ ，Ｈ２ Ｏ及びＨＦの混合ガスを導入
し、半導体基板上の二酸化シリコン膜をエッチングする
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 |
|---|---|---|---|
| JP13637291A JPH04360521A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 多結晶シリコンの成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13637291A JPH04360521A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 多結晶シリコンの成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04360521A true JPH04360521A (ja) | 1992-12-14 |
Family
ID=15173626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13637291A Pending JPH04360521A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 多結晶シリコンの成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04360521A (ja) |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP13637291A patent/JPH04360521A/ja active Pending
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