JPH0713950B2 - 半導体製造方法 - Google Patents
半導体製造方法Info
- Publication number
- JPH0713950B2 JPH0713950B2 JP20896388A JP20896388A JPH0713950B2 JP H0713950 B2 JPH0713950 B2 JP H0713950B2 JP 20896388 A JP20896388 A JP 20896388A JP 20896388 A JP20896388 A JP 20896388A JP H0713950 B2 JPH0713950 B2 JP H0713950B2
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- JP
- Japan
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- substrate
- gas
- silicon
- excitation light
- reaction
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体製造方法に係り、特に反応気体の光
化学反応により基板上にシリコン薄膜を堆積させる光CV
D方法に関するものである。
化学反応により基板上にシリコン薄膜を堆積させる光CV
D方法に関するものである。
第３図および第４図は従来の光CVD装置の最も基本的な
構成を示す図である。第３図は紫外線ランプのようなイ
ンコヒーレントな光源を用いた装置の例である。
構成を示す図である。第３図は紫外線ランプのようなイ
ンコヒーレントな光源を用いた装置の例である。
すなわち、第３図において、１はシリコン薄膜が形成さ
れる基板、２は紫外線ランプ等の光源、３は反応容器
で、光源２からの励起光を入射する励起光入射窓4aが設
けられ、内部に基板１が基板支持台５上に載置されて収
容され、基板支持台５には、基板１を加熱する基板加熱
ヒータ６が備えられている。７は前記光源２からの励起
光を反射する反射鏡、10は反応気体導入口、11は反応後
の気体を排気する排気口である。
れる基板、２は紫外線ランプ等の光源、３は反応容器
で、光源２からの励起光を入射する励起光入射窓4aが設
けられ、内部に基板１が基板支持台５上に載置されて収
容され、基板支持台５には、基板１を加熱する基板加熱
ヒータ６が備えられている。７は前記光源２からの励起
光を反射する反射鏡、10は反応気体導入口、11は反応後
の気体を排気する排気口である。
光源２の出力光は、発散性であるため放射された出力光
の利用効率を上げるためには、適当な形状の反射鏡７を
用い、かつある程度の広い面積をもった励起光入射窓4a
が必要とされる。
の利用効率を上げるためには、適当な形状の反射鏡７を
用い、かつある程度の広い面積をもった励起光入射窓4a
が必要とされる。
第４図はレーザのようなコヒーレントな光源８を用いた
装置の例で、光源８の出力光９は指向性が強く、ビーム
状であるため励起光入射窓4aはビーム断面積分の面積で
良く小さくできる。なお、4bはレーザビーム出射窓で、
その他の符号は第３図と同一構成部分を示す。
装置の例で、光源８の出力光９は指向性が強く、ビーム
状であるため励起光入射窓4aはビーム断面積分の面積で
良く小さくできる。なお、4bはレーザビーム出射窓で、
その他の符号は第３図と同一構成部分を示す。
上記のような光CVD法の装置的な問題点は、励起光入射
窓4aへの膜堆積である。光CVD装置によって基板１上へ
堆積させようとする膜が励起光に対して透明であれば問
題はないが、不透明、すなわち励起光を吸収する膜種で
あれば、生産装置としては致命的な問題となる。
窓4aへの膜堆積である。光CVD装置によって基板１上へ
堆積させようとする膜が励起光に対して透明であれば問
題はないが、不透明、すなわち励起光を吸収する膜種で
あれば、生産装置としては致命的な問題となる。
例えば、低圧水銀ランプから放射される紫外線（主とし
て1849Åと2537Åの波長）を励起光として基板１上にシ
リコン酸化膜を堆積させる場合、同時に励起光入射窓4a
へも堆積されるシリコン酸化膜は、基板１上への膜堆積
を阻害しない。ところが、基板１の堆積膜種がシリコン
膜の場合には、励起光入射窓4aへの膜堆積は極く薄くて
も、励起光の反応容器３内への入射を阻害して基板１上
へのシリコン膜堆積を堆積の初期のうちに停止させてし
まい実用的な厚さのシリコン膜は得られなくなる。従来
の光CVD装置では、この問題を解決するために、例えば
励起光入射窓4a付近をHe,Ar,N2等の不活性ガスでパージ
して、反応気体分子が励起光入射窓4a表面へ接触するの
を抑制したりしているが、効果が不十分であることが多
い。
て1849Åと2537Åの波長）を励起光として基板１上にシ
リコン酸化膜を堆積させる場合、同時に励起光入射窓4a
へも堆積されるシリコン酸化膜は、基板１上への膜堆積
を阻害しない。ところが、基板１の堆積膜種がシリコン
膜の場合には、励起光入射窓4aへの膜堆積は極く薄くて
も、励起光の反応容器３内への入射を阻害して基板１上
へのシリコン膜堆積を堆積の初期のうちに停止させてし
まい実用的な厚さのシリコン膜は得られなくなる。従来
の光CVD装置では、この問題を解決するために、例えば
励起光入射窓4a付近をHe,Ar,N2等の不活性ガスでパージ
して、反応気体分子が励起光入射窓4a表面へ接触するの
を抑制したりしているが、効果が不十分であることが多
い。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、特に光CVD法によりシリコン膜を堆積させ
る際に、励起光入射窓に不要で、かつ有害物が堆積しな
いようにした半導体製造方法を得ることを目的とする。
れたもので、特に光CVD法によりシリコン膜を堆積させ
る際に、励起光入射窓に不要で、かつ有害物が堆積しな
いようにした半導体製造方法を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体製造方法は、励起光入射窓を基板
加熱温度より高温に独立して加熱するとともに、この加
熱された状態でのみ光化学励起されてシリコンのエッチ
ングガスとして作用する気体と、反応気体として加熱な
しでも光化学励起されるシリコン供給気体との混合気体
を用いて基板上に薄膜を形成するものである。
加熱温度より高温に独立して加熱するとともに、この加
熱された状態でのみ光化学励起されてシリコンのエッチ
ングガスとして作用する気体と、反応気体として加熱な
しでも光化学励起されるシリコン供給気体との混合気体
を用いて基板上に薄膜を形成するものである。
この発明においては、基板を加熱するとともに、加熱さ
れた状態でのみ光化学励起されてシリコンのエッチング
ガスとして作用する気体と反応気体として加熱なしでも
光化学励起されるシリコン供給気体との混合気体を用い
ることから、所定温度以上の高温下で紫外線照射される
と、混合気体中の一方の気体がシリコンのエッチングガ
スとして作用し、適当な条件下では、励起光入射窓へ堆
積しようとするシリコンの堆積速度よりエッチング速度
が優勢となって励起光入射窓は常時透明に保たれ、一
方、室温付近の低温では紫外線照射されてもエッチング
ガスとして作用せず、単なる不活性ガスとして機能する
ため、低温加熱された基板上ではシリコン供給気体の光
化学分解のみが起こってシリコンが堆積する。
れた状態でのみ光化学励起されてシリコンのエッチング
ガスとして作用する気体と反応気体として加熱なしでも
光化学励起されるシリコン供給気体との混合気体を用い
ることから、所定温度以上の高温下で紫外線照射される
と、混合気体中の一方の気体がシリコンのエッチングガ
スとして作用し、適当な条件下では、励起光入射窓へ堆
積しようとするシリコンの堆積速度よりエッチング速度
が優勢となって励起光入射窓は常時透明に保たれ、一
方、室温付近の低温では紫外線照射されてもエッチング
ガスとして作用せず、単なる不活性ガスとして機能する
ため、低温加熱された基板上ではシリコン供給気体の光
化学分解のみが起こってシリコンが堆積する。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
第１図において、第３図，第４図と同一符号は同じもの
を示し、12は前記励起光入射窓4aを基板加熱とは独立し
て高温加熱する入射窓加熱ヒータである。
を示し、12は前記励起光入射窓4aを基板加熱とは独立し
て高温加熱する入射窓加熱ヒータである。
この実施例では、光源２として低圧水銀ランプを用い
る。第２図は、第３図のような装置によって、すなわち
加熱された状態でのみ光化学励起されてもシリコンのエ
ッチングガスとして作用する気体、例えば100％HCl中に
置かれたシリコン基板（ｐ型（100）基板）を加熱しな
がら紫外線照射した際のシリコン基板のエッチング速度
と基板温度の関係を示す図である。また、第２図には、
同時に紫外線照射せず、基板加熱だけ行った場合のエッ
チング速度もプロットしてある。第２図において重要な
ことは、HClがシリコンの実用的なエッチングガスとし
て作用するのは、シリコン基板が約200℃以上に加熱さ
れ、かつ紫外線照射されている時に限られることで、熱
アシストされた光化学エッチングと呼ぶことができる。
る。第２図は、第３図のような装置によって、すなわち
加熱された状態でのみ光化学励起されてもシリコンのエ
ッチングガスとして作用する気体、例えば100％HCl中に
置かれたシリコン基板（ｐ型（100）基板）を加熱しな
がら紫外線照射した際のシリコン基板のエッチング速度
と基板温度の関係を示す図である。また、第２図には、
同時に紫外線照射せず、基板加熱だけ行った場合のエッ
チング速度もプロットしてある。第２図において重要な
ことは、HClがシリコンの実用的なエッチングガスとし
て作用するのは、シリコン基板が約200℃以上に加熱さ
れ、かつ紫外線照射されている時に限られることで、熱
アシストされた光化学エッチングと呼ぶことができる。
この発明は、この特徴を利用して励起光入射窓4aへのシ
リコンの堆積を阻止するもので、次の２点が要点とな
る。
リコンの堆積を阻止するもので、次の２点が要点とな
る。
励起光入射窓4aを基板加熱とは独立して高温加熱す
る。
る。
反応気体をSi2H6またはSiH4のようなシリコン供給
気体とHClとの混合気体とする。
気体とHClとの混合気体とする。
低圧水銀ランプからの紫外線（波長は主として1849Åと
2537Å）を用いて光CVD法でシリコンを堆積させる場合
は、シリコン供給気体として通常、上記の波長を吸収し
て室温でも光化学分解するSi2H6が用いられるが、この
時、基板加熱はSi2H6の光化学分解自体に影響を与える
ものではなく、単に堆積したシリコン膜の膜質（電気特
性，光学特性等）を制御するだけのものである。したが
って、例えば第１図のような装置で、励起光入射窓4aを
入射窓加熱ヒータ12で高温に加熱し、これとは独立に
（通常は励起光入射窓4aの加熱温度より低く）基板１を
基板加熱ヒータ６で加熱してやれば、基板１上では、反
応容器３に導入された混合気体の一方の気体であるHCl
は（低温すぎて）実質的に不活性な気体として作用し、
Si2H6のみが、光化学分解するので基板１上にシリコン
堆積が起こるのに対して、励起光入射窓4a上では、Si2H
6のみならず、HClも光化学分解され、シリコンのエッチ
ング作用を持つので混合比等を適当に設定してやれば、
励起光入射窓4a上で、シリコンの堆積速度よりエッチン
グ速度の方が優勢となって常に励起光入射窓4aは透明に
保つことができるようになるのである。
2537Å）を用いて光CVD法でシリコンを堆積させる場合
は、シリコン供給気体として通常、上記の波長を吸収し
て室温でも光化学分解するSi2H6が用いられるが、この
時、基板加熱はSi2H6の光化学分解自体に影響を与える
ものではなく、単に堆積したシリコン膜の膜質（電気特
性，光学特性等）を制御するだけのものである。したが
って、例えば第１図のような装置で、励起光入射窓4aを
入射窓加熱ヒータ12で高温に加熱し、これとは独立に
（通常は励起光入射窓4aの加熱温度より低く）基板１を
基板加熱ヒータ６で加熱してやれば、基板１上では、反
応容器３に導入された混合気体の一方の気体であるHCl
は（低温すぎて）実質的に不活性な気体として作用し、
Si2H6のみが、光化学分解するので基板１上にシリコン
堆積が起こるのに対して、励起光入射窓4a上では、Si2H
6のみならず、HClも光化学分解され、シリコンのエッチ
ング作用を持つので混合比等を適当に設定してやれば、
励起光入射窓4a上で、シリコンの堆積速度よりエッチン
グ速度の方が優勢となって常に励起光入射窓4aは透明に
保つことができるようになるのである。
この発明における一つの重要なポイントは、室温付近の
低温では、光化学励起を受けないが、高温で熱的にアシ
ストをしてやれば、光化学励起を起こす反応気体と励起
光の組み合わせが存在することで、HClと低温水銀ラン
プからの紫外線の組み合わせはこの一例にあたる。さら
に、このような温度に敏感な光化学エッチバック気体
と、温度に鈍感な、すなわち、室温で既に励起光を吸収
して光化学分解するシリコン供給気体を混合して、反応
気体とすることも重要なポイントである。すなわち、温
度により反応気体を堆積性にするかエッチング性にする
か制御するのである。
低温では、光化学励起を受けないが、高温で熱的にアシ
ストをしてやれば、光化学励起を起こす反応気体と励起
光の組み合わせが存在することで、HClと低温水銀ラン
プからの紫外線の組み合わせはこの一例にあたる。さら
に、このような温度に敏感な光化学エッチバック気体
と、温度に鈍感な、すなわち、室温で既に励起光を吸収
して光化学分解するシリコン供給気体を混合して、反応
気体とすることも重要なポイントである。すなわち、温
度により反応気体を堆積性にするかエッチング性にする
か制御するのである。
以上説明したようにこの発明は、シリコン堆積が望まし
くない励起光入射窓上では温度を上げて反応気体をエッ
チング性のものとし、逆に、シリコン堆積が望まれる基
板上では温度を下げて、反応気体を堆積性のものとして
あるので、光CVD装置の励起光入射窓を常時透明に保
ち、かつ基板上への堆積速度をほとんど低下させずにシ
リコン膜を連続、かつ安定に堆積させることができる効
果がある。
くない励起光入射窓上では温度を上げて反応気体をエッ
チング性のものとし、逆に、シリコン堆積が望まれる基
板上では温度を下げて、反応気体を堆積性のものとして
あるので、光CVD装置の励起光入射窓を常時透明に保
ち、かつ基板上への堆積速度をほとんど低下させずにシ
リコン膜を連続、かつ安定に堆積させることができる効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す光CVD装置の概略構
成を示す断面図、第２図は基板温度とエッチング速度と
の関係を示す図、第３図，第４図は従来の光CVD装置の
概略構成を示す断面図である。 図において、１は基板、２は光源、３は反応容器、4aは
励起光入射窓、4bはレーザビーム出射窓、５は基板支持
台、６は基板加熱ヒータ、７は反射鏡、12は入射窓加熱
ヒータである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
成を示す断面図、第２図は基板温度とエッチング速度と
の関係を示す図、第３図，第４図は従来の光CVD装置の
概略構成を示す断面図である。 図において、１は基板、２は光源、３は反応容器、4aは
励起光入射窓、4bはレーザビーム出射窓、５は基板支持
台、６は基板加熱ヒータ、７は反射鏡、12は入射窓加熱
ヒータである。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】光化学反応により反応容器内で基板上にシ
リコン薄膜を堆積させる光CVD方法において、前記反応
容器の励起光入射窓を基板加熱温度より高温に独立して
加熱するとともに、この加熱された状態でのみ光化学励
起されてシリコンのエッチングガスとして作用する気体
と反応気体として加熱なしでも光化学励起されるシリコ
ン供給気体との混合気体を前記反応容器内に導入して前
記基板上にシリコン薄膜を堆積させることを特徴とする
半導体製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20896388A JPH0713950B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 半導体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20896388A JPH0713950B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 半導体製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0258214A JPH0258214A (ja) | 1990-02-27 |
| JPH0713950B2 true JPH0713950B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16565055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20896388A Expired - Lifetime JPH0713950B2 (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 半導体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713950B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787787B1 (en) | 1998-01-23 | 2004-09-07 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Ultraviolet radiation producing apparatus |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP20896388A patent/JPH0713950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0258214A (ja) | 1990-02-27 |
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