JPH06204141A - 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 - Google Patents
熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法Info
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- JPH06204141A JPH06204141A JP34776492A JP34776492A JPH06204141A JP H06204141 A JPH06204141 A JP H06204141A JP 34776492 A JP34776492 A JP 34776492A JP 34776492 A JP34776492 A JP 34776492A JP H06204141 A JPH06204141 A JP H06204141A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高真空な製膜装置を適用せずに従来より低温
条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶＤによ
るシリコン結晶膜の製法を提供すること。 【構成】 １×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空に設定された
製膜室１１内にＳｉＨ4、ＳｉＨ2Ｆ2、アルゴンの混合
を供給し、７５０℃に加熱されたシリコン単結晶基板１
４上にエピタキシャルシリコン薄膜を連続的に製膜する
方法。そして、上記ＳｉＨ2Ｆ2は基板近傍の高温領域で
熱分解され易いと共にＳｉＨ4 のラジカル成分によりそ
の分解が促進されるため基板近傍領域に高濃度のフッ素
系ラジカルが偏在している。従って、基板上若しくは成
長中のシリコン膜に混入された不純物はこのフッ素系ラ
ジカルのエッチング作用を受けて除去されるため基板加
熱温度の低減が図れる。他方、基板から離れた温度分布
の低い領域ではＳｉＨ4 に較べてＳｉＨ2Ｆ2は熱分解さ
れ難いため、フッ素系ラジカルの腐食作用等に起因した
浮遊異物の発生も抑制することが可能となる。
条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶＤによ
るシリコン結晶膜の製法を提供すること。 【構成】 １×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空に設定された
製膜室１１内にＳｉＨ4、ＳｉＨ2Ｆ2、アルゴンの混合
を供給し、７５０℃に加熱されたシリコン単結晶基板１
４上にエピタキシャルシリコン薄膜を連続的に製膜する
方法。そして、上記ＳｉＨ2Ｆ2は基板近傍の高温領域で
熱分解され易いと共にＳｉＨ4 のラジカル成分によりそ
の分解が促進されるため基板近傍領域に高濃度のフッ素
系ラジカルが偏在している。従って、基板上若しくは成
長中のシリコン膜に混入された不純物はこのフッ素系ラ
ジカルのエッチング作用を受けて除去されるため基板加
熱温度の低減が図れる。他方、基板から離れた温度分布
の低い領域ではＳｉＨ4 に較べてＳｉＨ2Ｆ2は熱分解さ
れ難いため、フッ素系ラジカルの腐食作用等に起因した
浮遊異物の発生も抑制することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタや太
陽電池等に利用されるシリコン結晶膜の製造方法に係
り、特に、高真空な製膜装置を適用することなく従来よ
り低温条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法に関するものであ
る。
陽電池等に利用されるシリコン結晶膜の製造方法に係
り、特に、高真空な製膜装置を適用することなく従来よ
り低温条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】熱ＣＶＤ法によるシリコン結晶膜の製造
方法として、従来、特開昭５８−１７２２１７号公報に
記載された方法が知られている。
方法として、従来、特開昭５８−１７２２１７号公報に
記載された方法が知られている。
【０００３】すなわち、この製造方法は、基板を配置し
た製膜室内にシラン化合物より成る製膜ガスを供給し、
この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分解させて
この基板上にシリコン結晶膜を製膜する方法であった。
た製膜室内にシラン化合物より成る製膜ガスを供給し、
この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分解させて
この基板上にシリコン結晶膜を製膜する方法であった。
【０００４】ところで、この方法において、上記製膜ガ
ス内に含まれる不純物や製膜ガスの熱分解に起因して発
生した不純物等のシリコン結晶膜内への混入を防止する
ためには、上記基板を９００℃以上の温度に加熱し基板
上若しくは成長中のシリコン膜に混入された上記不純物
を熱分解させて取除くことを要し、この基板加熱に多量
の熱エネルギーが必要となる欠点があった。
ス内に含まれる不純物や製膜ガスの熱分解に起因して発
生した不純物等のシリコン結晶膜内への混入を防止する
ためには、上記基板を９００℃以上の温度に加熱し基板
上若しくは成長中のシリコン膜に混入された上記不純物
を熱分解させて取除くことを要し、この基板加熱に多量
の熱エネルギーが必要となる欠点があった。
【０００５】一方、製膜開始前における製膜室内の真空
度を高めこれにより製膜室内の不純物を可及的に除去し
て投入する熱エネルギーの低減を図った方法も提案され
ているが、この方法の実施に当たっては製膜室内を高真
空に設定できる高価な製膜装置が必要になるため、その
分、シリコン結晶膜の製造コストが割高になってしまう
欠点があった。
度を高めこれにより製膜室内の不純物を可及的に除去し
て投入する熱エネルギーの低減を図った方法も提案され
ているが、この方法の実施に当たっては製膜室内を高真
空に設定できる高価な製膜装置が必要になるため、その
分、シリコン結晶膜の製造コストが割高になってしまう
欠点があった。
【０００６】このため、最近、低温条件でシリコン結晶
膜を製造できるプラズマＣＶＤ法が注目されている（例
えば、特開昭６３−１５７８７２号公報、特開昭６３−
１７５４１７号公報参照）。すなわち、これ等公報に開
示されている方法は、製膜室内にシリコン原子、ハロゲ
ン原子、及び、水素原子を含有する原料ガスを供給し、
かつ、この原料ガスをプラズマ化すると共に基板上で反
応させてシリコン結晶膜を製膜する方法で、プラズマ化
されたハロゲン原子のエッチング作用により基板上若し
くは成長中のシリコン膜に混入された不純物が除去され
るため熱ＣＶＤ法に較べて低温条件での製膜が可能とな
る方法であった。
膜を製造できるプラズマＣＶＤ法が注目されている（例
えば、特開昭６３−１５７８７２号公報、特開昭６３−
１７５４１７号公報参照）。すなわち、これ等公報に開
示されている方法は、製膜室内にシリコン原子、ハロゲ
ン原子、及び、水素原子を含有する原料ガスを供給し、
かつ、この原料ガスをプラズマ化すると共に基板上で反
応させてシリコン結晶膜を製膜する方法で、プラズマ化
されたハロゲン原子のエッチング作用により基板上若し
くは成長中のシリコン膜に混入された不純物が除去され
るため熱ＣＶＤ法に較べて低温条件での製膜が可能とな
る方法であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このプラズマ
ＣＶＤ法においては上述したように低温製膜が可能にな
る反面、製膜工程中において粉状の浮遊異物が製膜室内
に多量に発生し易く、この浮遊異物が製膜途上のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
問題点があった。
ＣＶＤ法においては上述したように低温製膜が可能にな
る反面、製膜工程中において粉状の浮遊異物が製膜室内
に多量に発生し易く、この浮遊異物が製膜途上のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
問題点があった。
【０００８】すなわち、このプラズマＣＶＤ法において
は製膜室内のプラズマ形成領域にプラズマ化された原料
ガスが一様に分布しかつこのプラズマ化された原料ガス
は励起状態にあるため、製膜室内の任意の空間において
原料ガスが互いに反応してシリコンの粉状体を生成した
り、基板以外の部位すなわち製膜室の内壁面においてプ
ラズマ化された原料ガスが反応してシリコンが析出しこ
れが粉状体となって剥離する等粉状の浮遊異物が多量に
発生し易い状態にあり、かつ、上記ハロゲン原子のエッ
チング作用により製膜室の内壁面や内部治具表面も腐食
され易くこの腐食面が剥離して上記浮遊異物に加わるこ
とになる。
は製膜室内のプラズマ形成領域にプラズマ化された原料
ガスが一様に分布しかつこのプラズマ化された原料ガス
は励起状態にあるため、製膜室内の任意の空間において
原料ガスが互いに反応してシリコンの粉状体を生成した
り、基板以外の部位すなわち製膜室の内壁面においてプ
ラズマ化された原料ガスが反応してシリコンが析出しこ
れが粉状体となって剥離する等粉状の浮遊異物が多量に
発生し易い状態にあり、かつ、上記ハロゲン原子のエッ
チング作用により製膜室の内壁面や内部治具表面も腐食
され易くこの腐食面が剥離して上記浮遊異物に加わるこ
とになる。
【０００９】このように、プラズマＣＶＤ法においては
低温製膜が可能になる反面、製膜工程中に粉状の浮遊異
物が製膜室内に多量に発生し易くこれが成長中のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
欠点があり、プラズマＣＶＤ法では良質なシリコン結晶
膜を製造し難い問題点があった。
低温製膜が可能になる反面、製膜工程中に粉状の浮遊異
物が製膜室内に多量に発生し易くこれが成長中のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
欠点があり、プラズマＣＶＤ法では良質なシリコン結晶
膜を製造し難い問題点があった。
【００１０】また、このプラズマＣＶＤ法においてはそ
の実施に当たりプラズマ形成手段を備えた高価な製膜装
置が必要になるため、高真空な製膜装置を適用した上記
熱ＣＶＤ法と同様にシリコン結晶膜の製造コストが割高
になる問題点があった。
の実施に当たりプラズマ形成手段を備えた高価な製膜装
置が必要になるため、高真空な製膜装置を適用した上記
熱ＣＶＤ法と同様にシリコン結晶膜の製造コストが割高
になる問題点があった。
【００１１】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、高真空な製膜装
置を適用することなく従来より低温条件で浮遊異物等の
混入のない良質なシリコン結晶膜を製造できる熱ＣＶＤ
によるシリコン結晶膜の製造方法を提供することにあ
る。
れたもので、その課題とするところは、高真空な製膜装
置を適用することなく従来より低温条件で浮遊異物等の
混入のない良質なシリコン結晶膜を製造できる熱ＣＶＤ
によるシリコン結晶膜の製造方法を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような技術的背景の
下、本発明者は上記プラズマＣＶＤ法におけるハロゲン
原子のエッチング作用に着目し、水素化硅素を主成分と
する製膜ガスに対しこれより熱分解温度が高いＳｉＨ2
Ｆ2等のフッ素化シランガスを配合させた熱ＣＶＤ法の
改良を試みたところ基板加熱温度の低減が図れることを
見出だし本発明を完成するに至ったものである。
下、本発明者は上記プラズマＣＶＤ法におけるハロゲン
原子のエッチング作用に着目し、水素化硅素を主成分と
する製膜ガスに対しこれより熱分解温度が高いＳｉＨ2
Ｆ2等のフッ素化シランガスを配合させた熱ＣＶＤ法の
改良を試みたところ基板加熱温度の低減が図れることを
見出だし本発明を完成するに至ったものである。
【００１３】すなわち請求項１に係る発明は、基板を配
置した製膜室内に水素化珪素を主成分とする製膜ガスを
供給し、この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分
解させてこの基板上にシリコン結晶膜を製膜する熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法を前提とし、上記製
膜ガスにＳｉＨmＦ4-m（但し、ｍは１〜３）で示される
フッ素化シランガスを配合させると共に、基板近傍にお
いて上記フッ素化シランガスの熱分解により生じたフッ
素系ラジカル、及び、熱分解された製膜ガスのラジカル
成分が上記フッ素化シランガスと反応して生じたフッ素
系ラジカルをエッチング成分として作用させながら上記
基板上にシリコン結晶膜を製膜することを特徴とするも
のである。
置した製膜室内に水素化珪素を主成分とする製膜ガスを
供給し、この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分
解させてこの基板上にシリコン結晶膜を製膜する熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法を前提とし、上記製
膜ガスにＳｉＨmＦ4-m（但し、ｍは１〜３）で示される
フッ素化シランガスを配合させると共に、基板近傍にお
いて上記フッ素化シランガスの熱分解により生じたフッ
素系ラジカル、及び、熱分解された製膜ガスのラジカル
成分が上記フッ素化シランガスと反応して生じたフッ素
系ラジカルをエッチング成分として作用させながら上記
基板上にシリコン結晶膜を製膜することを特徴とするも
のである。
【００１４】そして、この請求項１に係る発明において
はハロゲン原子を放出するガスとして上記製膜ガスより
その熱分解温度が高いフッ素化シランガスを適用してい
るため、製膜室内の基板から離れた温度分布の低い領域
においては上記製膜ガスに較べてこのフッ素化シランガ
スの熱分解が起り難く、その分、この領域のフッ素系ラ
ジカル濃度は低い状態になっている。
はハロゲン原子を放出するガスとして上記製膜ガスより
その熱分解温度が高いフッ素化シランガスを適用してい
るため、製膜室内の基板から離れた温度分布の低い領域
においては上記製膜ガスに較べてこのフッ素化シランガ
スの熱分解が起り難く、その分、この領域のフッ素系ラ
ジカル濃度は低い状態になっている。
【００１５】従って、上記プラズマＣＶＤ法に較べて製
膜室内の任意の空間において上記製膜ガスがフッ素系ラ
ジカルと反応してシリコン粉状体を生成したり、あるい
は、製膜室の内壁面や内部治具表面が上記フッ素系ラジ
カルの作用を受けて腐食される可能性が低いため、ハロ
ゲン原子を放出するフッ素化シランガスを適用している
にも拘らず製膜室内における浮遊異物の発生を防止する
ことが可能となる。
膜室内の任意の空間において上記製膜ガスがフッ素系ラ
ジカルと反応してシリコン粉状体を生成したり、あるい
は、製膜室の内壁面や内部治具表面が上記フッ素系ラジ
カルの作用を受けて腐食される可能性が低いため、ハロ
ゲン原子を放出するフッ素化シランガスを適用している
にも拘らず製膜室内における浮遊異物の発生を防止する
ことが可能となる。
【００１６】一方、上記ＳｉＨ2Ｆ2等のフッ素化シラン
ガスは基板近傍の高温領域において熱分解を受け易いと
共に、熱分解された製膜ガスのラジカル成分（ＳｉＨx
ラジカル、Ｈ系ラジカル等）との反応によりその分解が
促進されるため、基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジ
カルが偏在することになる。
ガスは基板近傍の高温領域において熱分解を受け易いと
共に、熱分解された製膜ガスのラジカル成分（ＳｉＨx
ラジカル、Ｈ系ラジカル等）との反応によりその分解が
促進されるため、基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジ
カルが偏在することになる。
【００１７】従って、基板上若しくは成長中のシリコン
膜に混入された不純物のみが選択的にエッチングされて
取除かれることになるため、その分、高真空な製膜装置
を適用することなく基板加熱温度の低減が図れる。
膜に混入された不純物のみが選択的にエッチングされて
取除かれることになるため、その分、高真空な製膜装置
を適用することなく基板加熱温度の低減が図れる。
【００１８】尚、熱ＣＶＤ法においては、製膜処理中こ
の製膜室内の真空度を略一定に維持するためその下流側
において継続して排気処理がなされており、エッチング
作用に供されたフッ素系ラジカルあるいは余剰のフッ素
系ラジカルはこの排気処理により製膜室から外部へ排除
されている。
の製膜室内の真空度を略一定に維持するためその下流側
において継続して排気処理がなされており、エッチング
作用に供されたフッ素系ラジカルあるいは余剰のフッ素
系ラジカルはこの排気処理により製膜室から外部へ排除
されている。
【００１９】このような技術的手段において上記製膜ガ
スの主要部を構成する水素化珪素としては、ＳｉＨ4 、
Ｓｉ2Ｈ6 、及び、Ｓｉ3Ｈ8 等が適用できる。尚、この
製膜ガス内に水素ガスを添加してもよい。この水素系ラ
ジカルも上記ＳｉＨ2Ｆ2等のフッ素化シランガスと反応
してその熱分解を促進させるからである。
スの主要部を構成する水素化珪素としては、ＳｉＨ4 、
Ｓｉ2Ｈ6 、及び、Ｓｉ3Ｈ8 等が適用できる。尚、この
製膜ガス内に水素ガスを添加してもよい。この水素系ラ
ジカルも上記ＳｉＨ2Ｆ2等のフッ素化シランガスと反応
してその熱分解を促進させるからである。
【００２０】また、上記製膜ガス中に希釈ガスとして、
ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスを加えるこ
とが望ましい。
ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスを加えるこ
とが望ましい。
【００２１】そして、水素化珪素、ＳｉＨmＦ4-mで示さ
れるフッ素化シランガス、及び、希釈ガスとしてのアル
ゴン等の配合割合を、例えば、その容積比で１：１：６
程度に設定して原料ガスとし、これを製膜室内に導入す
ると共に、加熱された基板近傍で熱分解させてこの基板
上にシリコン結晶膜を製膜する方法である。
れるフッ素化シランガス、及び、希釈ガスとしてのアル
ゴン等の配合割合を、例えば、その容積比で１：１：６
程度に設定して原料ガスとし、これを製膜室内に導入す
ると共に、加熱された基板近傍で熱分解させてこの基板
上にシリコン結晶膜を製膜する方法である。
【００２２】尚、基板としてシリコン単結晶基板を適用
した場合にはシリコン単結晶膜が求められ、また、ガラ
ス基板、セラミックス基板、金属基板、炭素系基板等シ
リコン単結晶基板以外の基板を適用した場合にはシリコ
ン多結晶膜が求められる。
した場合にはシリコン単結晶膜が求められ、また、ガラ
ス基板、セラミックス基板、金属基板、炭素系基板等シ
リコン単結晶基板以外の基板を適用した場合にはシリコ
ン多結晶膜が求められる。
【００２３】このように、この発明においては製膜開始
前における製膜室の真空度をこの製膜室内に不純物が若
干残留する程度（１０-5Ｔｏｒｒ程度）に設定し、か
つ、その基板加熱温度を７５０℃程度の低温条件に設定
しても、上記フッ素系ラジカルのエッチング作用により
不純物は選択的に除去され、また、浮遊異物の発生も少
なくシリコン膜内への混入が起こり難いため、シリコン
結晶膜の膜特性に悪影響を及ぼす可能性がほとんどな
い。
前における製膜室の真空度をこの製膜室内に不純物が若
干残留する程度（１０-5Ｔｏｒｒ程度）に設定し、か
つ、その基板加熱温度を７５０℃程度の低温条件に設定
しても、上記フッ素系ラジカルのエッチング作用により
不純物は選択的に除去され、また、浮遊異物の発生も少
なくシリコン膜内への混入が起こり難いため、シリコン
結晶膜の膜特性に悪影響を及ぼす可能性がほとんどな
い。
【００２４】従って、高真空に設定できる高価な製膜装
置を適用することなく従来より低温条件で良質なシリコ
ン結晶膜を製造できる利点を有している。
置を適用することなく従来より低温条件で良質なシリコ
ン結晶膜を製造できる利点を有している。
【００２５】
【作用】請求項１に係る発明によれば、水素化珪素を主
成分とする製膜ガスにＳｉＨmＦ4-m（但し、ｍは１〜
３）で示されるフッ素化シランガスを配合させると共
に、基板近傍において上記フッ素化シランガスの熱分解
により生じたフッ素系ラジカル、及び、熱分解された製
膜ガスのラジカル成分が上記フッ素化シランガスと反応
して生じたフッ素系ラジカルをエッチング成分として作
用させながら上記基板上にシリコン結晶膜を製膜するこ
とを特徴としている。
成分とする製膜ガスにＳｉＨmＦ4-m（但し、ｍは１〜
３）で示されるフッ素化シランガスを配合させると共
に、基板近傍において上記フッ素化シランガスの熱分解
により生じたフッ素系ラジカル、及び、熱分解された製
膜ガスのラジカル成分が上記フッ素化シランガスと反応
して生じたフッ素系ラジカルをエッチング成分として作
用させながら上記基板上にシリコン結晶膜を製膜するこ
とを特徴としている。
【００２６】そして、ハロゲン原子を放出するガスとし
て上記製膜ガスよりその熱分解温度が高いフッ素化シラ
ンガスを適用しており、製膜室内の基板から離れた温度
分布の低い領域においては上記製膜ガスに較べてこのフ
ッ素化シランガスの熱分解が起り難くフッ素系ラジカル
濃度は低い状態になっているため、上記プラズマＣＶＤ
法に較べて製膜室内の任意の空間において製膜ガスがフ
ッ素系ラジカルと反応してシリコン粉状体を生成した
り、あるいは、製膜室の内壁面や内部治具表面が上記フ
ッ素系ラジカルの作用を受けて腐食される可能性が低く
なり、ハロゲン原子を放出するフッ素化シランガスを適
用しているにも拘らず製膜室内における浮遊異物の発生
を防止することが可能となる。
て上記製膜ガスよりその熱分解温度が高いフッ素化シラ
ンガスを適用しており、製膜室内の基板から離れた温度
分布の低い領域においては上記製膜ガスに較べてこのフ
ッ素化シランガスの熱分解が起り難くフッ素系ラジカル
濃度は低い状態になっているため、上記プラズマＣＶＤ
法に較べて製膜室内の任意の空間において製膜ガスがフ
ッ素系ラジカルと反応してシリコン粉状体を生成した
り、あるいは、製膜室の内壁面や内部治具表面が上記フ
ッ素系ラジカルの作用を受けて腐食される可能性が低く
なり、ハロゲン原子を放出するフッ素化シランガスを適
用しているにも拘らず製膜室内における浮遊異物の発生
を防止することが可能となる。
【００２７】一方、上記フッ素化シランガスは基板近傍
の高温領域において熱分解を受け易いと共に熱分解され
た製膜ガスのラジカル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラ
ジカル等）との反応によりその分解が促進され、従っ
て、基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが偏在す
ることになるため、基板上若しくは成長中のシリコン膜
に混入された不純物のみを選択的にエッチングすること
ができ、その分、高真空な製膜装置を適用することなく
基板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
の高温領域において熱分解を受け易いと共に熱分解され
た製膜ガスのラジカル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラ
ジカル等）との反応によりその分解が促進され、従っ
て、基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが偏在す
ることになるため、基板上若しくは成長中のシリコン膜
に混入された不純物のみを選択的にエッチングすること
ができ、その分、高真空な製膜装置を適用することなく
基板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
るが本発明はこれ等実施例によって限定されるものでは
ない。
るが本発明はこれ等実施例によって限定されるものでは
ない。
【００２９】尚、図１は実施例で適用された熱ＣＶＤ装
置の概略構成を示した説明図で、図中１１は密閉された
製膜室、１３はヒータ１５が組込まれた基板ホルダー、
１４はこの基板ホルダー１３に取付けられた基板、１
６、１７は原料ガスの供給源、及び、１８は調圧弁１９
を介し製膜室１１に接続された減圧ポンプをそれぞれ示
している。
置の概略構成を示した説明図で、図中１１は密閉された
製膜室、１３はヒータ１５が組込まれた基板ホルダー、
１４はこの基板ホルダー１３に取付けられた基板、１
６、１７は原料ガスの供給源、及び、１８は調圧弁１９
を介し製膜室１１に接続された減圧ポンプをそれぞれ示
している。
【００３０】［実施例１］予め、１×１０-5Ｔｏｒｒの
真空にした製膜室１１内にＳｉＨ4 、ＳｉＨ2Ｆ2、及
び、アルゴンの混合ガス（ガス比率は容積比でＳｉ
Ｈ4：ＳｉＨ2Ｆ2：アルゴン＝１：１：６である）を原
料ガスとして８０ＳＣＣＭで供給し、かつ、原料ガスの
圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した状態で７５０℃に加熱
されたシリコン単結晶基板上にエピタキシャルシリコン
薄膜を連続的に製膜し、膜厚１μｍのエピタキシャルシ
リコン薄膜を製造した。
真空にした製膜室１１内にＳｉＨ4 、ＳｉＨ2Ｆ2、及
び、アルゴンの混合ガス（ガス比率は容積比でＳｉ
Ｈ4：ＳｉＨ2Ｆ2：アルゴン＝１：１：６である）を原
料ガスとして８０ＳＣＣＭで供給し、かつ、原料ガスの
圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した状態で７５０℃に加熱
されたシリコン単結晶基板上にエピタキシャルシリコン
薄膜を連続的に製膜し、膜厚１μｍのエピタキシャルシ
リコン薄膜を製造した。
【００３１】そして、得られた薄膜についてラマン分光
分析を行ったところ、５２０ｃｍ-1の位置に半値巾３．
５ｃｍ-1の結晶シリコンに基づく非常にシャープなスペ
クトルが観測された。
分析を行ったところ、５２０ｃｍ-1の位置に半値巾３．
５ｃｍ-1の結晶シリコンに基づく非常にシャープなスペ
クトルが観測された。
【００３２】また、求められたエピタキシャルシリコン
薄膜内の欠陥密度を測定したところ、結晶性が良好と評
価される１０5 〜１０6 （ ／ｃｍ2 ）程度の値を示す
と共に、不純物の混入も極めて少なかった。
薄膜内の欠陥密度を測定したところ、結晶性が良好と評
価される１０5 〜１０6 （ ／ｃｍ2 ）程度の値を示す
と共に、不純物の混入も極めて少なかった。
【００３３】更に、反射高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ）
によってシリコン結晶薄膜の評価を行ったところ、スト
リークパターンと菊池ラインが観測され良好な単結晶で
あることが確認された。
によってシリコン結晶薄膜の評価を行ったところ、スト
リークパターンと菊池ラインが観測され良好な単結晶で
あることが確認された。
【００３４】この薄膜の比抵抗は０．１〜１Ω・ｃｍで
あり、電子移動度をファンデアポー法を適用したホール
効果測定装置により求めたところ６００ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓ
であった。
あり、電子移動度をファンデアポー法を適用したホール
効果測定装置により求めたところ６００ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓ
であった。
【００３５】［実施例２］予め、１×１０-5Ｔｏｒｒの
真空にした製膜室１１内にＳｉＨ4 、ＳｉＨ2Ｆ2、
Ｈ2 、及び、アルゴンの混合ガス（ガス比率は容積比で
ＳｉＨ4：ＳｉＨ2Ｆ2：Ｈ2 ：アルゴン＝１：１：１：
５である）を原料ガスとして８０ＳＣＣＭで供給し、か
つ、原料ガスの圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した状態で
７５０℃に加熱されたガラス基板上にシリコン多結晶膜
を連続的に製膜し、膜厚１μｍのシリコン多結晶膜を製
造した。
真空にした製膜室１１内にＳｉＨ4 、ＳｉＨ2Ｆ2、
Ｈ2 、及び、アルゴンの混合ガス（ガス比率は容積比で
ＳｉＨ4：ＳｉＨ2Ｆ2：Ｈ2 ：アルゴン＝１：１：１：
５である）を原料ガスとして８０ＳＣＣＭで供給し、か
つ、原料ガスの圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した状態で
７５０℃に加熱されたガラス基板上にシリコン多結晶膜
を連続的に製膜し、膜厚１μｍのシリコン多結晶膜を製
造した。
【００３６】尚、比較例としてプラズマＣＶＤ法により
同様のシリコン多結晶膜を製造したところ実施例に係る
シリコン多結晶膜の膜特性が格段に優れていた。
同様のシリコン多結晶膜を製造したところ実施例に係る
シリコン多結晶膜の膜特性が格段に優れていた。
【００３７】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、製膜室内
の基板から離れた温度分布の低い領域においては製膜ガ
スに較べてフッ素化シランガスの熱分解が起り難く、フ
ッ素系ラジカル濃度は低い状態になっているため、プラ
ズマＣＶＤ法に較べて製膜室内の任意の空間において製
膜ガスがフッ素系ラジカルと反応してシリコン粉状体を
生成したり、あるいは、製膜室の内壁面や内部治具表面
が上記フッ素系ラジカルの作用を受けて腐食される可能
性が低くなり、ハロゲン原子を放出するフッ素化シラン
ガスを適用しているにも拘らず製膜室内における浮遊異
物の発生を防止することが可能となる。
の基板から離れた温度分布の低い領域においては製膜ガ
スに較べてフッ素化シランガスの熱分解が起り難く、フ
ッ素系ラジカル濃度は低い状態になっているため、プラ
ズマＣＶＤ法に較べて製膜室内の任意の空間において製
膜ガスがフッ素系ラジカルと反応してシリコン粉状体を
生成したり、あるいは、製膜室の内壁面や内部治具表面
が上記フッ素系ラジカルの作用を受けて腐食される可能
性が低くなり、ハロゲン原子を放出するフッ素化シラン
ガスを適用しているにも拘らず製膜室内における浮遊異
物の発生を防止することが可能となる。
【００３８】一方、上記フッ素化シランガスは基板近傍
の高温領域において熱分解を受け易いと共に熱分解され
た製膜ガスのラジカル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラ
ジカル等）との反応によりその分解が促進されることか
ら基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが偏在する
ことになるため、基板上若しくは成長中のシリコン膜に
混入された不純物のみを選択的にエッチングすることが
でき、その分、高真空な製膜装置を適用することなく基
板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
の高温領域において熱分解を受け易いと共に熱分解され
た製膜ガスのラジカル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラ
ジカル等）との反応によりその分解が促進されることか
ら基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが偏在する
ことになるため、基板上若しくは成長中のシリコン膜に
混入された不純物のみを選択的にエッチングすることが
でき、その分、高真空な製膜装置を適用することなく基
板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
【００３９】従って、高真空な熱ＣＶＤ装置を適用する
ことなく従来より低温条件で浮遊異物等の混入のない良
質なシリコン結晶膜を製造できる効果を有している。
ことなく従来より低温条件で浮遊異物等の混入のない良
質なシリコン結晶膜を製造できる効果を有している。
【図１】実施例において適用された熱ＣＶＤ装置の概略
構成説明図。
構成説明図。
１１ 製膜室 １３ 基板ホルダー １４ 基板 １５ ヒータ １６ 原料ガス供給源 １７ 原料ガス供給源 １８ 減圧ポンプ １９ 調圧弁
Claims (1)
- 【請求項１】基板を配置した製膜室内に水素化珪素を主
成分とする製膜ガスを供給し、この製膜ガスを加熱され
た上記基板近傍で熱分解させてこの基板上にシリコン結
晶膜を製膜する熱ＣＶＤによるシリコン結晶膜の製造方
法において、 上記製膜ガスにＳｉＨmＦ4-m（但し、ｍは１〜３）で示
されるフッ素化シランガスを配合させると共に、基板近
傍において上記フッ素化シランガスの熱分解により生じ
たフッ素系ラジカル、及び、熱分解された製膜ガスのラ
ジカル成分が上記フッ素化シランガスと反応して生じた
フッ素系ラジカルをエッチング成分として作用させなが
ら上記基板上にシリコン結晶膜を製膜することを特徴と
する熱ＣＶＤによるシリコン結晶膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34776492A JPH06204141A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34776492A JPH06204141A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204141A true JPH06204141A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18392424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34776492A Pending JPH06204141A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204141A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418519B1 (ko) * | 1997-07-03 | 2004-04-21 | 삼성전자주식회사 | 확산설비 구조 및 가스 제어 방법 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34776492A patent/JPH06204141A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418519B1 (ko) * | 1997-07-03 | 2004-04-21 | 삼성전자주식회사 | 확산설비 구조 및 가스 제어 방법 |
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