JPH0491428A - 化学気相成長装置および該装置による半導体成長方法 - Google Patents
化学気相成長装置および該装置による半導体成長方法Info
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- JPH0491428A JPH0491428A JP20565690A JP20565690A JPH0491428A JP H0491428 A JPH0491428 A JP H0491428A JP 20565690 A JP20565690 A JP 20565690A JP 20565690 A JP20565690 A JP 20565690A JP H0491428 A JPH0491428 A JP H0491428A
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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】
〔概 要］
半導体層を化学気相成長させるための装置および成長方
法に関し。
法に関し。
紫外線照射による成長温度低減効果を利用する化学気相
成長における光透過窓の透過率の低下を防止することを
目的とし。
成長における光透過窓の透過率の低下を防止することを
目的とし。
半導体の化合物を含有する原料ガスを熱分解して基板上
に半導体層を成長させる化学気相成長装置が、該基板を
収容し且つ該原料ガスが導入される反応容器と、該半導
体化合物を分解可能な範囲の波長成分が除去され且つ該
基板の一表面に対向して設置された光源と、該基板表面
において該半導体化合物が分解可能な温度に該基板を加
熱するための手段とを備えるように構成するか、該化学
気相成長装置を用いる半導体成長方法が、結晶基板の一
表面に選択的に絶縁層を形成する工程と。
に半導体層を成長させる化学気相成長装置が、該基板を
収容し且つ該原料ガスが導入される反応容器と、該半導
体化合物を分解可能な範囲の波長成分が除去され且つ該
基板の一表面に対向して設置された光源と、該基板表面
において該半導体化合物が分解可能な温度に該基板を加
熱するための手段とを備えるように構成するか、該化学
気相成長装置を用いる半導体成長方法が、結晶基板の一
表面に選択的に絶縁層を形成する工程と。
該結晶基板を前記反応容器内に設置するとともに前記加
熱手段によって所定温度に保持する工程と。
熱手段によって所定温度に保持する工程と。
前記所定温度に加熱された該結晶基板の前記表面を前記
光源によって照射するとともに前記反応容器内に所定流
量の前記原料ガスを導入し且つ該反応容器内を所定圧力
に制御する工程を含むように構成する。
光源によって照射するとともに前記反応容器内に所定流
量の前記原料ガスを導入し且つ該反応容器内を所定圧力
に制御する工程を含むように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体層を化学気相成長させるための装置お
よび成長方法に関する。
よび成長方法に関する。
例えば、シラン（Ｓｉｌ１４）等の原料ガスを熱分解し
て、基板上にＳｉ層を成長させる化学気相成長方法（Ｃ
ＶＤ）において、 Ｓｉ層が成長する基板表面に紫外線
（ＬＩＶ）を照射する方法がある。このＵＶ照射は。
て、基板上にＳｉ層を成長させる化学気相成長方法（Ｃ
ＶＤ）において、 Ｓｉ層が成長する基板表面に紫外線
（ＬＩＶ）を照射する方法がある。このＵＶ照射は。
■ＳｉＨ４等の原料ガスの分解を促進するため、低温成
長を可能とする。
長を可能とする。
■基板表面における吸着Ｓｉ原子の移動（マイグレショ
ン）を促進するため、成長速度を増大させる。
ン）を促進するため、成長速度を増大させる。
■ＳｉＯ□膜上に堆積したＳｉの離脱を促進するため低
温結晶表面におりる選択成長を容易にする。
温結晶表面におりる選択成長を容易にする。
等の効果がある。
上記のように、ｕｖはＳｉＨ４等の原料ガスの分解を促
進する。したがって１反応容器に設けられたＬＩＶ照射
窓の近傍においても上記原料ガスの分解が進み、これに
より生成したＳｉがＵＶ照射窓の表面に堆積する。その
結果、 ＵＶ照射窓の透過率が低下し。
進する。したがって１反応容器に設けられたＬＩＶ照射
窓の近傍においても上記原料ガスの分解が進み、これに
より生成したＳｉがＵＶ照射窓の表面に堆積する。その
結果、 ＵＶ照射窓の透過率が低下し。
上記のような照射効果が失われる。すなわち、 Ｓｉ層
の成長速度が低下し、また、成長可能な基板温度が上昇
する。さらに、上記選択成長を生じさせるための基板温
度を高くしなければならなくなる。
の成長速度が低下し、また、成長可能な基板温度が上昇
する。さらに、上記選択成長を生じさせるための基板温
度を高くしなければならなくなる。
さらにまた、 ＵＶ照射窓６表面やその近傍に付着した
Ｓｔを除去するために装置の保守工数が増大する。
Ｓｔを除去するために装置の保守工数が増大する。
本発明は、上記のようなＵＶ照射窓表面におけるＳｉの
堆積が防止され、かつ、成長速度の向上および選択成長
温度の低下に対するＵＶ照射の効果を利用可能とするＣ
ＶＤ装置またはＣＶＯ法を提供することを目的とする。
堆積が防止され、かつ、成長速度の向上および選択成長
温度の低下に対するＵＶ照射の効果を利用可能とするＣ
ＶＤ装置またはＣＶＯ法を提供することを目的とする。
上記目的は、半導体の化合物を含有する原料ガスを熱分
解して基板上に半導体層を成長させる装置であって、該
基板を収容し且つ該原料ガスが導入される反応容器と、
該半導体化合物を分解可能な範囲の波長成分が除去され
且つ該基板の一表面に対向して設置された光源と、該基
板表面において該半導体化合物が分解可能な温度に該基
板を加熱するだめの手段とを備えたことを特徴とする本
発明に係る化学気相成長装置、または、該光源が紫外線
ランプと、前記波長成分より長波長の光のみを透過し且
つ該紫外線ランプと該反応容器との間に設置された光フ
ィルタとから成ることを特徴とする本発明に係る化学気
相成長装置、あるいは結晶基板の一表面に選択的に絶縁
層を形成する工程と、該結晶基板を前記反応容器内に設
置するとともに前記加熱手段によって所定温度に保持す
る工程と、前記所定温度に加熱された該結晶基板の該表
面を前記光源によって照射するとともに前記反応容器内
に所定流量の前記原料ガスを導入し且つ該反応容器内を
所定圧力に制御する工程とにより、該絶縁層から表出す
る該結晶基板表面に選択的に該半導体を成長させること
を特徴とする本発明に係る化合物気相成長装置による半
導体成長方法によって達成される。
解して基板上に半導体層を成長させる装置であって、該
基板を収容し且つ該原料ガスが導入される反応容器と、
該半導体化合物を分解可能な範囲の波長成分が除去され
且つ該基板の一表面に対向して設置された光源と、該基
板表面において該半導体化合物が分解可能な温度に該基
板を加熱するだめの手段とを備えたことを特徴とする本
発明に係る化学気相成長装置、または、該光源が紫外線
ランプと、前記波長成分より長波長の光のみを透過し且
つ該紫外線ランプと該反応容器との間に設置された光フ
ィルタとから成ることを特徴とする本発明に係る化学気
相成長装置、あるいは結晶基板の一表面に選択的に絶縁
層を形成する工程と、該結晶基板を前記反応容器内に設
置するとともに前記加熱手段によって所定温度に保持す
る工程と、前記所定温度に加熱された該結晶基板の該表
面を前記光源によって照射するとともに前記反応容器内
に所定流量の前記原料ガスを導入し且つ該反応容器内を
所定圧力に制御する工程とにより、該絶縁層から表出す
る該結晶基板表面に選択的に該半導体を成長させること
を特徴とする本発明に係る化合物気相成長装置による半
導体成長方法によって達成される。
例えば、ジシラン（Ｓｉ、Ｈ６）の分解を促進可能なＵ
Ｖの波長は２００ｎｍ以下である。一方、 Ｓｉ基板表
面におけるＳｉ原子のマイグレーションやＳ＋０２表面
からのＳｉ原子の離脱は、 ２００ｎｍ以上のＵｖによ
っても促進される。そこで本発明においては、 ２００
ｎｍ以上の波長範囲のＵｖのみを照射することとする。
Ｖの波長は２００ｎｍ以下である。一方、 Ｓｉ基板表
面におけるＳｉ原子のマイグレーションやＳ＋０２表面
からのＳｉ原子の離脱は、 ２００ｎｍ以上のＵｖによ
っても促進される。そこで本発明においては、 ２００
ｎｍ以上の波長範囲のＵｖのみを照射することとする。
その結果、５ｉＪ６等の原料ガスの分解は、基板表面に
おける熱分解反応によってのみ行われ、ＵＶ照射は。
おける熱分解反応によってのみ行われ、ＵＶ照射は。
Ｓｉ原子のマイグレーションおよびＳｉｎｇ表面からの
離脱促進を目的として用いられる。
離脱促進を目的として用いられる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係るＣＶＤ装置の構造例を示す模式的
断面図であって、従来のＣＶＤ装置と同様に。
断面図であって、従来のＣＶＤ装置と同様に。
反応容器１と、基板３を載置するとともに加熱するため
のサセプタ２と、基板３表面を照射するためのＵＶ光源
４とから成る。反応容器ｌには、カット波長（λ、）が
約１７０ｎｍのＵＶ照射窓６が、基板３とＵＶ光源４と
の間に設けられている。また１反応容器１内部は１図示
しない排気装置により、到達真空度がＩ Ｘｌ０−９Ｔ
ｏｒｒ程度まで排気可能とされている。サセプタ２は、
内蔵するヒータ２１．または、サセプタ２の背面に設置
された赤外線ランプ（図示省略）によって加熱され、基
板３を所定温度に保持する。ＵＶ光源４は９例えば高圧
水銀ランプから成り、波長が１８５ｎｍ以上のＵＶを放
射する。
のサセプタ２と、基板３表面を照射するためのＵＶ光源
４とから成る。反応容器ｌには、カット波長（λ、）が
約１７０ｎｍのＵＶ照射窓６が、基板３とＵＶ光源４と
の間に設けられている。また１反応容器１内部は１図示
しない排気装置により、到達真空度がＩ Ｘｌ０−９Ｔ
ｏｒｒ程度まで排気可能とされている。サセプタ２は、
内蔵するヒータ２１．または、サセプタ２の背面に設置
された赤外線ランプ（図示省略）によって加熱され、基
板３を所定温度に保持する。ＵＶ光源４は９例えば高圧
水銀ランプから成り、波長が１８５ｎｍ以上のＵＶを放
射する。
符号４１はＵＶ光源４に関係する反射鏡である。
本発明においては１反応容器１内に導入される原料ガス
が例えば５ｉｚＨ６の場合には、 ＵＶ光源４とＵＶ照
射窓６との間に、 ２００ｎｍ以下のＵＶを遮断する光
フィルタ７が設けられる。これにより１反応容器ｌ内に
入射するＵＶは、波長が２００ｎｍ以上の成分のみとな
る。その結果１反応容器１内に導入された５ｉｚＨ６の
分解はＵＶ照射によっては生じず、基板３表面における
熱分解反応によって生じるのみとなる。したがって、
ｔｌＶ照射窓６表面にＳｉが堆積せず。
が例えば５ｉｚＨ６の場合には、 ＵＶ光源４とＵＶ照
射窓６との間に、 ２００ｎｍ以下のＵＶを遮断する光
フィルタ７が設けられる。これにより１反応容器ｌ内に
入射するＵＶは、波長が２００ｎｍ以上の成分のみとな
る。その結果１反応容器１内に導入された５ｉｚＨ６の
分解はＵＶ照射によっては生じず、基板３表面における
熱分解反応によって生じるのみとなる。したがって、
ｔｌＶ照射窓６表面にＳｉが堆積せず。
前記従来の問題が防止可能となる。
しかし、基板３表面は、波長が２００ｎｍ以上のＵＶに
よって照射されるため、該表面におけるＳｉ原子のマイ
グレーションやシリコン表面に対する選択成長が促進さ
れる。なお、上記のような透過波長特性を有する光フィ
ルタ７として、溶融石英板を用いるればよい。
よって照射されるため、該表面におけるＳｉ原子のマイ
グレーションやシリコン表面に対する選択成長が促進さ
れる。なお、上記のような透過波長特性を有する光フィ
ルタ７として、溶融石英板を用いるればよい。
Ｓｉｎｇから成る絶縁膜が形成されているシリコン基板
において、 ＳｉＯ□絶縁膜から表出するシリコン表面
に、 Ｓｉ層を選択成長させる実施例を説明する。
において、 ＳｉＯ□絶縁膜から表出するシリコン表面
に、 Ｓｉ層を選択成長させる実施例を説明する。
反応容器１内をＩ Ｘｌ０−９Ｔｏｒｒ程度に排気し、
シリコンから成る基板３を８００’Ｃに加熱して１表面
の自然酸化膜を除去する。
シリコンから成る基板３を８００’Ｃに加熱して１表面
の自然酸化膜を除去する。
次いで、サセプタ２の温度を６５０°Ｃに下げてから１
例えばＨ２から成るキャリヤガスによって希釈されたＳ
ｉ２Ｈ６を反応容器１内に導入する。５ｉｚＬ。
例えばＨ２から成るキャリヤガスによって希釈されたＳ
ｉ２Ｈ６を反応容器１内に導入する。５ｉｚＬ。
と１１□の流量を、それぞれ、０．５ＳＣＣＭおよび５
０ＳＣＣＭに制御して９反応容器１内の圧力を０．０２
Ｔｏｒｒに維持する。そして、カット波長（λＣ）が２
００ｎｍの光フィルタ７を通して、 ＵＶ光源４から２
００ｎｍ以上の波長のＵＶを照射する。これにより、基
板３における前記ＳｉＯ□絶縁膜から表出するシリコン
表面に。
０ＳＣＣＭに制御して９反応容器１内の圧力を０．０２
Ｔｏｒｒに維持する。そして、カット波長（λＣ）が２
００ｎｍの光フィルタ７を通して、 ＵＶ光源４から２
００ｎｍ以上の波長のＵＶを照射する。これにより、基
板３における前記ＳｉＯ□絶縁膜から表出するシリコン
表面に。
５０人／ｗｉｎの速度でＳｉ層が選択的にエピタキシャ
ル成長する。
ル成長する。
なお、上記において、ＵＶ照射を行わない場合には、シ
リコン表面にＳｉ層がエピタキシャル成長すると同時に
、 Ｓｉｎｇ絶縁膜上にも多結晶シリコン層が成長した
。また、ＵＶ照射を行わずにシリコン表面にのみ５４層
を選択エピタキシャル成長させるためには、サセプタ２
を８３０°Ｃに以上に保持する必要があった。これらの
結果から、上記２０Ｏｒ＋ｍ以上の波長のＵＶ照射が選
択エピタキシャル成長温度の低減に有効であることが確
認された。
リコン表面にＳｉ層がエピタキシャル成長すると同時に
、 Ｓｉｎｇ絶縁膜上にも多結晶シリコン層が成長した
。また、ＵＶ照射を行わずにシリコン表面にのみ５４層
を選択エピタキシャル成長させるためには、サセプタ２
を８３０°Ｃに以上に保持する必要があった。これらの
結果から、上記２０Ｏｒ＋ｍ以上の波長のＵＶ照射が選
択エピタキシャル成長温度の低減に有効であることが確
認された。
なお１反応容器１内に導入する原料ガスによって、光フ
ィルタ７の透過波長特性を適宜選択することは言うまで
もない。このために、 ＵＶ照射窓６は、できるだけ透
過波長域の広い材料を用いて構成しておくことが有利で
ある。例えば前記のようなカント波長（λＣ）〜Ｉ ７
０ｎｍのＵＶ照射窓６としては１合成石英板を用いれば
よい。また、上記実施例におけるＵＶ光源４として、原
料ガスを分解しない波長領域の光源を用いれば、光フィ
ルタ７を省略可能であることは言うまでもない。
ィルタ７の透過波長特性を適宜選択することは言うまで
もない。このために、 ＵＶ照射窓６は、できるだけ透
過波長域の広い材料を用いて構成しておくことが有利で
ある。例えば前記のようなカント波長（λＣ）〜Ｉ ７
０ｎｍのＵＶ照射窓６としては１合成石英板を用いれば
よい。また、上記実施例におけるＵＶ光源４として、原
料ガスを分解しない波長領域の光源を用いれば、光フィ
ルタ７を省略可能であることは言うまでもない。
本発明は、シリコン基板上にＳｔ層をエピタキシャル成
長させる場合ばかりでなく、多結晶シリコン層を成長さ
せる場合にも有効である。さらに。
長させる場合ばかりでなく、多結晶シリコン層を成長さ
せる場合にも有効である。さらに。
シリコン以外の半導体化合物を原料ガスとして用いる半
導体層の成長に対しても適用可能である。
導体層の成長に対しても適用可能である。
本発明によれば、ＵＶ照射を併用するＣＶＤ装置または
ＣＶＤ法による半導体層の成長において、Ｕｖによる原
料ガスの分解によってＵＶ照射窓の透過率が低下するた
めに生じる成長速度の低下、成長温度の上昇１選択エピ
タキシャル成長温度の上昇等の問題を防止可能とする効
果がある。
ＣＶＤ法による半導体層の成長において、Ｕｖによる原
料ガスの分解によってＵＶ照射窓の透過率が低下するた
めに生じる成長速度の低下、成長温度の上昇１選択エピ
タキシャル成長温度の上昇等の問題を防止可能とする効
果がある。
本発明においては、ＵＶ照射による原料ガスの分解反応
を利用しない分だけ成長速度が小さくなるが、上記従来
の場合においても、高成長速度が実現されるのはＵＶ照
射窓における半導体の堆積が少ない間のことであって、
ＵＶ照射窓の透過率が低下するとＵＶ照射による原料ガ
スの分解反応も遅くなり、その結果、平均的な成長速度
は低くなる。これに対して５本発明においては、全期間
において成長速度が一定に保たれるために、平均成長速
度は従来に比べ実質的に低下しない。また、半導体原子
の基板表面におけるマイグレーションの促進や５ｉＯ７
表面からの離脱促進等の効果は有効に維持されるので、
上記従来の問題が生じる場合に比べて、低温での選択な
いしは非選択的エピタキシャル成長が可能となり、かつ
、高品質のエピタキシャル層が得られる。
を利用しない分だけ成長速度が小さくなるが、上記従来
の場合においても、高成長速度が実現されるのはＵＶ照
射窓における半導体の堆積が少ない間のことであって、
ＵＶ照射窓の透過率が低下するとＵＶ照射による原料ガ
スの分解反応も遅くなり、その結果、平均的な成長速度
は低くなる。これに対して５本発明においては、全期間
において成長速度が一定に保たれるために、平均成長速
度は従来に比べ実質的に低下しない。また、半導体原子
の基板表面におけるマイグレーションの促進や５ｉＯ７
表面からの離脱促進等の効果は有効に維持されるので、
上記従来の問題が生じる場合に比べて、低温での選択な
いしは非選択的エピタキシャル成長が可能となり、かつ
、高品質のエピタキシャル層が得られる。
第１図は本発明に係る化学気相成長装置の構造例を示す
模式的断面図である。 図において。 １は反応容器。 ４はＵＶ光源。 ７は光フィルタ。 である。 ■ ２はサセプタ。 ６はＵＶ照射窓。 ２１はヒータ。 ３は基板。 ４１は反射鏡
模式的断面図である。 図において。 １は反応容器。 ４はＵＶ光源。 ７は光フィルタ。 である。 ■ ２はサセプタ。 ６はＵＶ照射窓。 ２１はヒータ。 ３は基板。 ４１は反射鏡
Claims (3)
- （１）半導体の化合物を含有する原料ガスを熱分解して
基板上に半導体層を成長させる装置であって、該基板を
収容し且つ該原料ガスが導入される反応容器と、 該半導体化合物を分解可能な範囲の波長成分が除去され
且つ該基板の一表面に対向して設置された光源と、 該基板表面において該半導体化合物が分解可能な温度に
該基板を加熱するための手段 とを備えたことを特徴とする化学気相成長装置。 - （２）該光源は、 紫外線ランプと、 前記波長成分より長波長の光のみを透過し且つ該紫外線
ランプと該反応容器との間に設置された光フィルタ とから成ることを特徴とする請求項１記載の化学気相成
長装置。 - （３）結晶基板の一表面に選択的に絶縁層を形成する工
程と、 該結晶基板を前記反応容器内に設置するとともに前記加
熱手段によって所定温度に保持する工程と、 前記所定温度に加熱された該結晶基板の該表面を前記光
源によって照射するとともに前記反応容器内に所定流量
の前記原料ガスを導入し且つ該反応容器内を所定圧力に
制御する工程 とにより、該絶縁層から表出する該結晶基板表面に選択
的に該半導体を成長させることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の化合物気相成長装置による半導体成長方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20565690A JPH0491428A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 化学気相成長装置および該装置による半導体成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20565690A JPH0491428A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 化学気相成長装置および該装置による半導体成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491428A true JPH0491428A (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=16510510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20565690A Pending JPH0491428A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 化学気相成長装置および該装置による半導体成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491428A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100316442B1 (ko) * | 1995-03-17 | 2002-02-28 | 시메트릭스 코포레이션 | 낮은 누설 전류와 낮은 분극피로를 가지는 전자 소자 제조를 위한 uv 방사 방법 및 금속 산화물 결정 재료 |
| US6537830B1 (en) | 1992-10-23 | 2003-03-25 | Symetrix Corporation | Method of making ferroelectric FET with polycrystalline crystallographically oriented ferroelectric material |
| KR100441363B1 (ko) * | 1999-10-18 | 2004-07-23 | 고꾸사이 세미콘덕터 이큅먼트 코포레이션 | 반도체 기판을 지지하기 위한 플랫폼 및 신속한 고온 처리중에 기판을 지지하는 방법 |
| JP2008547217A (ja) * | 2005-06-22 | 2008-12-25 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | 誘電体材料を処理する装置及び方法 |
-
1990
- 1990-08-02 JP JP20565690A patent/JPH0491428A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6537830B1 (en) | 1992-10-23 | 2003-03-25 | Symetrix Corporation | Method of making ferroelectric FET with polycrystalline crystallographically oriented ferroelectric material |
| KR100316442B1 (ko) * | 1995-03-17 | 2002-02-28 | 시메트릭스 코포레이션 | 낮은 누설 전류와 낮은 분극피로를 가지는 전자 소자 제조를 위한 uv 방사 방법 및 금속 산화물 결정 재료 |
| KR100441363B1 (ko) * | 1999-10-18 | 2004-07-23 | 고꾸사이 세미콘덕터 이큅먼트 코포레이션 | 반도체 기판을 지지하기 위한 플랫폼 및 신속한 고온 처리중에 기판을 지지하는 방법 |
| JP2008547217A (ja) * | 2005-06-22 | 2008-12-25 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | 誘電体材料を処理する装置及び方法 |
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