JPH11186169A - シリコン原子堆積方法 - Google Patents
シリコン原子堆積方法Info
- Publication number
- JPH11186169A JPH11186169A JP35255997A JP35255997A JPH11186169A JP H11186169 A JPH11186169 A JP H11186169A JP 35255997 A JP35255997 A JP 35255997A JP 35255997 A JP35255997 A JP 35255997A JP H11186169 A JPH11186169 A JP H11186169A
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- Japan
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- substrate
- silicon
- electron beam
- temperature
- silicon substrate
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- Pending
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン原子の基板上への堆積を再現性よく
発生させる。 【解決手段】 シリコン基板３を配置した真空容器５内
を、真空ポンプ６により超高真空とする。そして、真空
容器５内にジシランガスを充満させた状態にして、シリ
コン基板３に電子線４を照射する。このとき、シリコン
基板３の温度を３３０°Ｃ以下に保つ。これにより、シ
リコン基板３の電子線照射部に、シリコン原子の堆積が
起こる。
発生させる。 【解決手段】 シリコン基板３を配置した真空容器５内
を、真空ポンプ６により超高真空とする。そして、真空
容器５内にジシランガスを充満させた状態にして、シリ
コン基板３に電子線４を照射する。このとき、シリコン
基板３の温度を３３０°Ｃ以下に保つ。これにより、シ
リコン基板３の電子線照射部に、シリコン原子の堆積が
起こる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコン原子堆積方
法に関し、シリコンを利用した半導体デバイスや電子部
品を作製する際の加工技術として用いるものである。
法に関し、シリコンを利用した半導体デバイスや電子部
品を作製する際の加工技術として用いるものである。
【０００２】
【従来の技術】電子線を利用したシリコン原子堆積法
は、低温でしかも電子線の照射された部分のみに選択的
にシリコン原子を堆積できることから、サブミクロンレ
ベルのシリコンの微細構造作製技術として注目されてい
る。
は、低温でしかも電子線の照射された部分のみに選択的
にシリコン原子を堆積できることから、サブミクロンレ
ベルのシリコンの微細構造作製技術として注目されてい
る。
【０００３】具体的な事例として松井らが行った方法
（従来方法）が知られている（J.Vac.Science & Techno
logy 1989 年 B7 巻 1182 ページ）。この従来方法で
は、真空容器中に反応性ガスであるジクロロシランを一
定圧力で充満させ、同容器内に配置されたシリコン基板
に電子線を照射することで、電子線の照射された基板表
面上にシリコン原子が堆積されているのを確認してい
る。
（従来方法）が知られている（J.Vac.Science & Techno
logy 1989 年 B7 巻 1182 ページ）。この従来方法で
は、真空容器中に反応性ガスであるジクロロシランを一
定圧力で充満させ、同容器内に配置されたシリコン基板
に電子線を照射することで、電子線の照射された基板表
面上にシリコン原子が堆積されているのを確認してい
る。
【０００４】この方法は、電子線の照射されている基板
表面付近で電子線励起反応により材料である反応性ガス
が分解し、シリコン原子が基板表面へ堆積することを原
理としている。
表面付近で電子線励起反応により材料である反応性ガス
が分解し、シリコン原子が基板表面へ堆積することを原
理としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来方法
では、シリコン原子の堆積量が基板表面の状態、とりわ
け基板の温度に依存する。したがって基板温度によって
堆積量が大きく減少したり、全く堆積がなかったりと、
大きく変動し、所望の堆積量を得るのが困難であった。
では、シリコン原子の堆積量が基板表面の状態、とりわ
け基板の温度に依存する。したがって基板温度によって
堆積量が大きく減少したり、全く堆積がなかったりと、
大きく変動し、所望の堆積量を得るのが困難であった。
【０００６】本発明は、上記の電子線を利用したシリコ
ン原子堆積方法において、Si原子の堆積を再現性よく発
生させることを目的としている。
ン原子堆積方法において、Si原子の堆積を再現性よく発
生させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、真空容器中にシリコン水素化物ガスを充満
させ、前記真空容器内にシリコン基板を配置し、このシ
リコン基板を３３０°Ｃ以下の温度に保ちながら、前記
シリコン基板に電子線を照射することで、前記シリコン
基板上の電子線照射部にシリコン原子を堆積させること
を特徴とする。
明の構成は、真空容器中にシリコン水素化物ガスを充満
させ、前記真空容器内にシリコン基板を配置し、このシ
リコン基板を３３０°Ｃ以下の温度に保ちながら、前記
シリコン基板に電子線を照射することで、前記シリコン
基板上の電子線照射部にシリコン原子を堆積させること
を特徴とする。
【０００８】つまり、上記目的を達成するためには電子
線を照射する際にシリコン基板の温度を一定値に制御す
ればよい。具体的にはシリコン基板の温度を３３０°Ｃ
以下とする。
線を照射する際にシリコン基板の温度を一定値に制御す
ればよい。具体的にはシリコン基板の温度を３３０°Ｃ
以下とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の原理は次の
通りである。ジシランなどのシリコン水素化物ガスにシ
リコン基板がさらされた場合、シリコン基板上にジシラ
ン分子及び高次シリコン水素化物（SiH2やSiH3）の有効
吸着分子が高密度で吸着し、これら分子が電子線照射に
よって分解し、シリコン原子が基板表面へ析出する。し
たがって、これら有効吸着分子を基板表面に高密度に保
つことが、シリコン原子の堆積を発生させるために必要
となる。
通りである。ジシランなどのシリコン水素化物ガスにシ
リコン基板がさらされた場合、シリコン基板上にジシラ
ン分子及び高次シリコン水素化物（SiH2やSiH3）の有効
吸着分子が高密度で吸着し、これら分子が電子線照射に
よって分解し、シリコン原子が基板表面へ析出する。し
たがって、これら有効吸着分子を基板表面に高密度に保
つことが、シリコン原子の堆積を発生させるために必要
となる。
【００１０】このために基板温度を３３０°Ｃ以下に保
つことが有効である。これ以上の温度にすると上記有効
吸着分子はSiH などの低次水素化合物に変化してしま
い、結果的に有効吸着分子の密度が低下し、シリコン原
子の堆積が起こらなくなる。したがってこれ以下の温度
にすることで、有効吸着分子を高密度で表面に保つこと
ができ、再現性よくシリコン原子の堆積を発生させるこ
とができるのである。
つことが有効である。これ以上の温度にすると上記有効
吸着分子はSiH などの低次水素化合物に変化してしま
い、結果的に有効吸着分子の密度が低下し、シリコン原
子の堆積が起こらなくなる。したがってこれ以下の温度
にすることで、有効吸着分子を高密度で表面に保つこと
ができ、再現性よくシリコン原子の堆積を発生させるこ
とができるのである。
【００１１】〔実施例〕実施例として、基板温度を室温
から４００°Ｃの範囲で変化させて、電子線によるシリ
コン原子の堆積実験を行った結果を以下に記述する。こ
のときに用いた装置の模式図は図１に示してある。
から４００°Ｃの範囲で変化させて、電子線によるシリ
コン原子の堆積実験を行った結果を以下に記述する。こ
のときに用いた装置の模式図は図１に示してある。
【００１２】図１に示すように、実施例の装置では、真
空容器５の内部に配置した支持棒１は基板加熱台２を支
持しており、この基板加熱台２にシリコン基板３が配置
されている。つまり、シリコン基板３は、真空容器５内
に配置されている。真空ポンプ６は連通状態で真空容器
５に備えられている。電子銃７は、発生する電子線４が
シリコン基板３に照射される状態で、真空容器５に備え
られている。
空容器５の内部に配置した支持棒１は基板加熱台２を支
持しており、この基板加熱台２にシリコン基板３が配置
されている。つまり、シリコン基板３は、真空容器５内
に配置されている。真空ポンプ６は連通状態で真空容器
５に備えられている。電子銃７は、発生する電子線４が
シリコン基板３に照射される状態で、真空容器５に備え
られている。
【００１３】上記装置を用いて、本実施例では、シリコ
ン原子の堆積を次の手順で行った。シリコン基板３とし
てSi(100) でSbドープでｎ型のものを用いた。実験前に
シリコン基板３は硫酸と過酸化水素水の混合溶液で洗浄
し、その後真空容器５内の基板加熱台２の上に設置し
た。その直後に、真空容器５内の空気を真空ポンプ６を
通して排気し、真空容器５内を１０-9Torr台の超高真空
状態にする。
ン原子の堆積を次の手順で行った。シリコン基板３とし
てSi(100) でSbドープでｎ型のものを用いた。実験前に
シリコン基板３は硫酸と過酸化水素水の混合溶液で洗浄
し、その後真空容器５内の基板加熱台２の上に設置し
た。その直後に、真空容器５内の空気を真空ポンプ６を
通して排気し、真空容器５内を１０-9Torr台の超高真空
状態にする。
【００１４】超高真空達成後、シリコン基板３を１１０
０°Ｃで１分の加熱を行い、表面の清浄化を行う。シリ
コン原子の堆積は、真空容器５内にジシランガスを２．
２×１０-4Torrで充満させ、同時に電子銃７より電子線
４をシリコン基板３に照射することで行う。このときの
電子線４はビーム径が１．５ｍｍで、エネルギーとして
５ｋＶ、ビーム電流として７００μＡであった。電子線
４のシリコン基板３の表面に対する入射角度は１０°と
した。本実施例での堆積時間ば２４０分間とした。
０°Ｃで１分の加熱を行い、表面の清浄化を行う。シリ
コン原子の堆積は、真空容器５内にジシランガスを２．
２×１０-4Torrで充満させ、同時に電子銃７より電子線
４をシリコン基板３に照射することで行う。このときの
電子線４はビーム径が１．５ｍｍで、エネルギーとして
５ｋＶ、ビーム電流として７００μＡであった。電子線
４のシリコン基板３の表面に対する入射角度は１０°と
した。本実施例での堆積時間ば２４０分間とした。
【００１５】電子線を用いたシリコン原子の堆積法で
は、電子線の照射部分のみにシリコン原子の堆積による
段が発生する。本実施例ではその段の高さで、シリコン
原子の堆積の有無を判断した。その段の高さの基板温度
依存性を図２に示す。結果を見ると、基板温度が３３０
°Ｃ以下のときに限って、シリコンの原子堆積が起こっ
ていることがわかる。このことから、この温度領域に基
板温度を保つことでシリコン原子の堆積が発生させられ
ることがわかる。一方、基板の温度が３３０°Ｃより大
きくなると、電子線によるシリコンの原子堆積は起こら
なくなり、この場合、原子堆積失敗という結果につなが
る。
は、電子線の照射部分のみにシリコン原子の堆積による
段が発生する。本実施例ではその段の高さで、シリコン
原子の堆積の有無を判断した。その段の高さの基板温度
依存性を図２に示す。結果を見ると、基板温度が３３０
°Ｃ以下のときに限って、シリコンの原子堆積が起こっ
ていることがわかる。このことから、この温度領域に基
板温度を保つことでシリコン原子の堆積が発生させられ
ることがわかる。一方、基板の温度が３３０°Ｃより大
きくなると、電子線によるシリコンの原子堆積は起こら
なくなり、この場合、原子堆積失敗という結果につなが
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明では、真空容器中にシリコン水素
化物ガスを充満させ、前記真空容器内にシリコン基板を
配置し、このシリコン基板を３３０°Ｃ以下の温度に保
ちながら、前記シリコン基板に電子線を照射すること
で、前記シリコン基板上の電子線照射部にシリコン原子
を堆積させるようにした。
化物ガスを充満させ、前記真空容器内にシリコン基板を
配置し、このシリコン基板を３３０°Ｃ以下の温度に保
ちながら、前記シリコン基板に電子線を照射すること
で、前記シリコン基板上の電子線照射部にシリコン原子
を堆積させるようにした。
【００１７】このようにシリコン基板の温度を３３０°
Ｃ以下として、シリコン基板の温度を一定値に制御した
ため、本発明では、電子線によるシリコンの原子堆積を
再現性よく発生させることができる。これによりシリコ
ンの半導体デバイスや電子部品の同手法を用いた作製に
おいて、成功率を向上させることができる。
Ｃ以下として、シリコン基板の温度を一定値に制御した
ため、本発明では、電子線によるシリコンの原子堆積を
再現性よく発生させることができる。これによりシリコ
ンの半導体デバイスや電子部品の同手法を用いた作製に
おいて、成功率を向上させることができる。
【図１】本発明の実施例で用いた装置を示す模式図。
【図２】本実施例で行ったシリコン原子堆積によりでき
た段の高さと基板温度の関係を示す特性図。
た段の高さと基板温度の関係を示す特性図。
１ 支持棒 ２ 基板加熱台 ３ シリコン基板 ４ 電子線 ５ 真空容器 ６ 真空ポンプ ７ 電子銃
Claims (1)
- 【請求項１】 真空容器中にシリコン水素化物ガスを充
満させ、前記真空容器内にシリコン基板を配置し、この
シリコン基板を３３０°Ｃ以下の温度に保ちながら、前
記シリコン基板に電子線を照射することで、前記シリコ
ン基板上の電子線照射部にシリコン原子を堆積させるこ
とを特徴とするシリコン原子堆積方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35255997A JPH11186169A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | シリコン原子堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35255997A JPH11186169A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | シリコン原子堆積方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186169A true JPH11186169A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18424896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35255997A Pending JPH11186169A (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | シリコン原子堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11186169A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017085165A (ja) * | 2013-07-31 | 2017-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン膜の成膜方法 |
-
1997
- 1997-12-22 JP JP35255997A patent/JPH11186169A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017085165A (ja) * | 2013-07-31 | 2017-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | シリコン膜の成膜方法 |
| JP2017085164A (ja) * | 2013-07-31 | 2017-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜の成膜方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031224 |