JPH0472718A - 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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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
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- 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〕
本発明はシリコンウェハース上のシリコンエピタキシャ
ル成長方法に関するものであり、とくに高濃度リン又は
ヒ素の埋込拡散層を有するシリコンウェハース上に低濃
度シリコンエピタキシャル成長層を成長する方法に関す
るものである。
ル成長方法に関するものであり、とくに高濃度リン又は
ヒ素の埋込拡散層を有するシリコンウェハース上に低濃
度シリコンエピタキシャル成長層を成長する方法に関す
るものである。
従来、この種のエピタキシャル成長方法は第３図に示す
ように、１１５０℃の温度でＨＣＱガスを用い、高濃度
リン又はヒ素に埋込されたシリコンウェハース表面をエ
ツチングするガスエツチング工程８を行い、次に１０５
０℃の温度でＳｉＨ，ガスを用い所定のエピタキシャル
層の膜厚になるまでエピタキシャル成長させるエピタキ
シャル成長工程７を行っていた。
ように、１１５０℃の温度でＨＣＱガスを用い、高濃度
リン又はヒ素に埋込されたシリコンウェハース表面をエ
ツチングするガスエツチング工程８を行い、次に１０５
０℃の温度でＳｉＨ，ガスを用い所定のエピタキシャル
層の膜厚になるまでエピタキシャル成長させるエピタキ
シャル成長工程７を行っていた。
また、埋込拡散層に高濃度のＡｓ又はＰ拡散を行った場
合、通常酸化雰囲気中で熱処理を行い所望の深さと不純
物濃度に合せ込む方法を取っている。
合、通常酸化雰囲気中で熱処理を行い所望の深さと不純
物濃度に合せ込む方法を取っている。
この方法で埋込拡散層を形成すると、ＡｓやＰの不純物
がＳｉ／ＳｉＯ，界面のシリコン側に押し出されて第１
図（Ａ）の不純物濃度プロファイルに示すように、シリ
コンウェハースの表面に異常に濃度が高い拡散層ｌが形
成されることが一般に知られている。この不純物濃度プ
ロファイルを有する埋込済みシリコンウェハースを前記
従来のエピタキシャル成長方法で成長すると、第４図の
エピタキシャル成長後の不純物濃度プロファイル９に示
すように、エピタキシャル成長中のオートドーピングに
より実質的にエピタキシャル成長層の膜厚が減少してい
た。
がＳｉ／ＳｉＯ，界面のシリコン側に押し出されて第１
図（Ａ）の不純物濃度プロファイルに示すように、シリ
コンウェハースの表面に異常に濃度が高い拡散層ｌが形
成されることが一般に知られている。この不純物濃度プ
ロファイルを有する埋込済みシリコンウェハースを前記
従来のエピタキシャル成長方法で成長すると、第４図の
エピタキシャル成長後の不純物濃度プロファイル９に示
すように、エピタキシャル成長中のオートドーピングに
より実質的にエピタキシャル成長層の膜厚が減少してい
た。
［発明が解決しようとする課題］
上述した従来のエピタキシャル成長方法では、Ａｓ又は
Ｐ埋込表面の異常に濃度が高い拡散層を高温のＨｔｌガ
スによるガスエツチング工程８でエツチングするため、
エビ成長装置炉内全体がＡｓ又はＰで汚染され、エピタ
キシャル成長中にオートドーピングが発生していた。低
濃度のエピタキシャル成長を行うと、このオートドーピ
ングにより実質的なエピタキシャル成長層の膜厚が減少
し、特に高密度、高速度半導体素子のように薄いエピタ
キシャル成長層を用いる場合、半導体素子の特性が劣化
するなどの問題があった。
Ｐ埋込表面の異常に濃度が高い拡散層を高温のＨｔｌガ
スによるガスエツチング工程８でエツチングするため、
エビ成長装置炉内全体がＡｓ又はＰで汚染され、エピタ
キシャル成長中にオートドーピングが発生していた。低
濃度のエピタキシャル成長を行うと、このオートドーピ
ングにより実質的なエピタキシャル成長層の膜厚が減少
し、特に高密度、高速度半導体素子のように薄いエピタ
キシャル成長層を用いる場合、半導体素子の特性が劣化
するなどの問題があった。
本発明の目的はオートドーピングの極めて少ないエピタ
キシャル成長層を形成するエピタキシャル成長方法を提
供することにある。
キシャル成長層を形成するエピタキシャル成長方法を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段］
前記目的を達成するため、本発明に係るエピタキシャル
成長方法においては、エツチング工程と、水素ベーク工
程と、層形成工程とを有し、高濃度リン又はヒ素の埋込
層が形成されたシリコンウェハース上に、シリコンエピ
タキシャル成長層を形成するエピタキシャル成長方法で
あって、エツチング工程は、成長温度より低い温度で塩
酸ガスによるシリコンウェハース表面をエツチングする
ものであり、 水素ベーク工程は、成長温度より高い温度で水素ガスを
用いシリコンウェハースを水素ベークするものであり、 層形成工程は、シリコンウェハース表面に所望の低濃度
でエピタキシャル成長層を形成するものである。
成長方法においては、エツチング工程と、水素ベーク工
程と、層形成工程とを有し、高濃度リン又はヒ素の埋込
層が形成されたシリコンウェハース上に、シリコンエピ
タキシャル成長層を形成するエピタキシャル成長方法で
あって、エツチング工程は、成長温度より低い温度で塩
酸ガスによるシリコンウェハース表面をエツチングする
ものであり、 水素ベーク工程は、成長温度より高い温度で水素ガスを
用いシリコンウェハースを水素ベークするものであり、 層形成工程は、シリコンウェハース表面に所望の低濃度
でエピタキシャル成長層を形成するものである。
〔作用１
高濃度Ｐ又はＡｓの埋込層が形成されたシリコンウェハ
ース上に、シリコンエピタキシャル成長層を形成するに
あたり、まず成長温度より低い温度でＨＣＱガスによる
シリコンウェハース表面をエツチングし、次に成長温度
より高い温度で水素べ一りを行い、さらに所望の低濃度
でエピタキシャル成長層を形成させる。
ース上に、シリコンエピタキシャル成長層を形成するに
あたり、まず成長温度より低い温度でＨＣＱガスによる
シリコンウェハース表面をエツチングし、次に成長温度
より高い温度で水素べ一りを行い、さらに所望の低濃度
でエピタキシャル成長層を形成させる。
［実施例］
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施例における不純
物濃度プロファイルを工程毎に示した図であり、第２図
は本発明の一実施例のエピタキシャル成長方法を模式的
に示した図である。
物濃度プロファイルを工程毎に示した図であり、第２図
は本発明の一実施例のエピタキシャル成長方法を模式的
に示した図である。
まず、従来方法でシリコンウェハース表面に埋込拡散層
を選択的に形成し、不純物濃度プロファイルをＳＲ法で
測定した結果を第１図（Ａ）に示す。
を選択的に形成し、不純物濃度プロファイルをＳＲ法で
測定した結果を第１図（Ａ）に示す。
同図から明らかなように、埋込層表面に異常に濃度が高
い拡散層１があることが確認された。このとき用いたシ
リコンウェハースは、導電型がＮ型で２ＸＩＯ”’（ｃ
ｍ−”）の不純物濃度を有するものを使用し、埋込拡散
は、不純物源としてＰを用い１×１０’”（Ｃｍ−″）
の濃度で深さ４．５μｍになるようにした。
い拡散層１があることが確認された。このとき用いたシ
リコンウェハースは、導電型がＮ型で２ＸＩＯ”’（ｃ
ｍ−”）の不純物濃度を有するものを使用し、埋込拡散
は、不純物源としてＰを用い１×１０’”（Ｃｍ−″）
の濃度で深さ４．５μｍになるようにした。
次に、エピタキシャル成長装置内に前記Ｐ埋込済みシリ
コンウェハースをローディングし、９５０℃の温度でＨ
ＣＱガスを用い１０分間シリコンウェハース表面を０．
３μｍガスエツチングするガスエツチング工程５を実施
し、この工程終了後シリコンウェハースを取出し、不純
物濃度プロファイルを確認した結果を第１図（Ｂ）に示
す。同図から明らかなように、エツチングにより埋込拡
散時に発生した異常に濃度が高い拡散層１がエツチング
により除去され、所望の表面濃度であるＬＸＩＯ“”（
Ｃｍ−”）の表面濃度２になっていることがこの実験に
より確認された。
コンウェハースをローディングし、９５０℃の温度でＨ
ＣＱガスを用い１０分間シリコンウェハース表面を０．
３μｍガスエツチングするガスエツチング工程５を実施
し、この工程終了後シリコンウェハースを取出し、不純
物濃度プロファイルを確認した結果を第１図（Ｂ）に示
す。同図から明らかなように、エツチングにより埋込拡
散時に発生した異常に濃度が高い拡散層１がエツチング
により除去され、所望の表面濃度であるＬＸＩＯ“”（
Ｃｍ−”）の表面濃度２になっていることがこの実験に
より確認された。
次に、前記ガスエツチング工程５の後に連続して１１５
０℃の温度でＨ，ガスを用い１０分間水素ベークを行う
水素ベーク工程６を実施し、この工程終了後シリコンウ
ェハースを取り出し不純物濃度プロファイルを確認した
結果を第１図（、Ｃ）に示す。同図から明らかなように
、高温の水素ベーク工程６により、表面付近のＰが蒸発
し、表面濃度３が１×１０“（ａｍ”）まで低下してい
ることがこの実験により確認された。
０℃の温度でＨ，ガスを用い１０分間水素ベークを行う
水素ベーク工程６を実施し、この工程終了後シリコンウ
ェハースを取り出し不純物濃度プロファイルを確認した
結果を第１図（、Ｃ）に示す。同図から明らかなように
、高温の水素ベーク工程６により、表面付近のＰが蒸発
し、表面濃度３が１×１０“（ａｍ”）まで低下してい
ることがこの実験により確認された。
次に、第２図に示すように、ガスエツチング工程５と水
素ベーク工程６とを連続して行い、さらに連続して１０
５０℃の温度でＳｉＨ４ガスを用いエピタキシャル成長
を１０分間実施し、エピタキシャル成長工程７の終了後
の不純物濃度プロファイルを測定した。測定した結果は
第１図（Ｄ）に示すように、エピタキシャル成長層と基
板との界面４が急峻になっており、エピタキシャル成長
層へのオートドーピングがきわめて少ないことがわかる
。このとき用いたガスエツチングと水素ベークとの条件
は、前記実験と同一条件で実施し、エピタキシャル成長
時の濃度は２Ｘ１０”（ｃｍ−”）と低濃度で３μｍの
成長を実施した。
素ベーク工程６とを連続して行い、さらに連続して１０
５０℃の温度でＳｉＨ４ガスを用いエピタキシャル成長
を１０分間実施し、エピタキシャル成長工程７の終了後
の不純物濃度プロファイルを測定した。測定した結果は
第１図（Ｄ）に示すように、エピタキシャル成長層と基
板との界面４が急峻になっており、エピタキシャル成長
層へのオートドーピングがきわめて少ないことがわかる
。このとき用いたガスエツチングと水素ベークとの条件
は、前記実験と同一条件で実施し、エピタキシャル成長
時の濃度は２Ｘ１０”（ｃｍ−”）と低濃度で３μｍの
成長を実施した。
［発明の効果］
以上説明したように本発明は、高濃度Ｐ又はＡｓ埋込層
が形成されたシリコンウェハース上に、シリコンエピタ
キシャル成長層を形成するにあたり、成長温度より低い
温度でＨｌガスによるシリコンウェハースをエツチング
し、次に成長温度より高い温度で水素ベークし、さらに
所望の低濃度でエピタキシャル成長することにより、オ
ートドーピングのきわめて少ないエピタキシャル成長層
を形成することができ、特に高密度、高速度半導体素子
の特性が劣化するのを防止できるという効果がある。
が形成されたシリコンウェハース上に、シリコンエピタ
キシャル成長層を形成するにあたり、成長温度より低い
温度でＨｌガスによるシリコンウェハースをエツチング
し、次に成長温度より高い温度で水素ベークし、さらに
所望の低濃度でエピタキシャル成長することにより、オ
ートドーピングのきわめて少ないエピタキシャル成長層
を形成することができ、特に高密度、高速度半導体素子
の特性が劣化するのを防止できるという効果がある。
第１図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施例における不純
物濃度プロファイルを工程毎に示した図であり、（Ａ）
は埋込拡散済みの不純物濃度プロファイルを示す図、（
Ｂ）はガスエツチング後の不純物濃度プロファイルを示
す図、（Ｃ）は水素ベーク後の不純物濃度プロファイル
を示す図、（Ｄ）はエピタキシャル成長後の不純物濃度
プロファイルを示す図、第２図は本発明のエピタキシャ
ル成長方法を模式的に示した図、第３図は従来のエピタ
キシャル成長方法を模式的に示した図、第４図は従来の
エピタキシャル成長方法で行ったときの不純物濃度プロ
ファイルを示す図である。 ５・・・ガスエツチング工程 ６・・・水素ベーク工
程７・・・エピタキシャル成長工程
物濃度プロファイルを工程毎に示した図であり、（Ａ）
は埋込拡散済みの不純物濃度プロファイルを示す図、（
Ｂ）はガスエツチング後の不純物濃度プロファイルを示
す図、（Ｃ）は水素ベーク後の不純物濃度プロファイル
を示す図、（Ｄ）はエピタキシャル成長後の不純物濃度
プロファイルを示す図、第２図は本発明のエピタキシャ
ル成長方法を模式的に示した図、第３図は従来のエピタ
キシャル成長方法を模式的に示した図、第４図は従来の
エピタキシャル成長方法で行ったときの不純物濃度プロ
ファイルを示す図である。 ５・・・ガスエツチング工程 ６・・・水素ベーク工
程７・・・エピタキシャル成長工程
Claims (1)
- （１）エッチング工程と、水素ベーク工程と、層形成工
程とを有し、高濃度リン又はヒ素の埋込層が形成された
シリコンウェハース上に、シリコンエピタキシャル成長
層を形成するエピタキシャル成長方法であって、 エッチング工程は、成長温度より低い温度で塩酸ガスに
よるシリコンウェハース表面をエッチングするものであ
り、 水素ベーク工程は、成長温度より高い温度で水素ガスを
用いシリコンウェハースを水素ベークするものであり、 層形成工程は、シリコンウェハース表面に所望の低濃度
でエピタキシャル成長層を形成するものであることを特
徴とするエピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02185974A JP3097107B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02185974A JP3097107B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472718A true JPH0472718A (ja) | 1992-03-06 |
| JP3097107B2 JP3097107B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=16180137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02185974A Expired - Fee Related JP3097107B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3097107B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020028488A (ko) * | 2000-10-10 | 2002-04-17 | 박종섭 | 에피층 성장 방법 및 이를 이용한 트랜지스터 제조 방법 |
| JP2013516085A (ja) * | 2009-12-29 | 2013-05-09 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | シリコンオンインシュレータウェハを処理する方法 |
| WO2016174997A1 (ja) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
| WO2017169290A1 (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-05 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| CN108447772A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-24 | 南京国盛电子有限公司 | 一种coolmos用硅外延片的制造方法 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP02185974A patent/JP3097107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020028488A (ko) * | 2000-10-10 | 2002-04-17 | 박종섭 | 에피층 성장 방법 및 이를 이용한 트랜지스터 제조 방법 |
| JP2013516085A (ja) * | 2009-12-29 | 2013-05-09 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | シリコンオンインシュレータウェハを処理する方法 |
| WO2016174997A1 (ja) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
| JP2016213232A (ja) * | 2015-04-30 | 2016-12-15 | 株式会社Sumco | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法 |
| US10253429B2 (en) | 2015-04-30 | 2019-04-09 | Sumco Corporation | Method for manufacturing epitaxial silicon wafer |
| WO2017169290A1 (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-05 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| JP2017188507A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| CN108447772A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-24 | 南京国盛电子有限公司 | 一种coolmos用硅外延片的制造方法 |
| CN108447772B (zh) * | 2018-03-23 | 2020-08-04 | 南京国盛电子有限公司 | 一种coolmos用硅外延片的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3097107B2 (ja) | 2000-10-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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