JPS5961919A - 薄膜の製造方法 - Google Patents

薄膜の製造方法

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JPS5961919A
JPS5961919A JP17085982A JP17085982A JPS5961919A JP S5961919 A JPS5961919 A JP S5961919A JP 17085982 A JP17085982 A JP 17085982A JP 17085982 A JP17085982 A JP 17085982A JP S5961919 A JPS5961919 A JP S5961919A
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heating
gas
laser
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JP17085982A
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Masao Tamura
田村　誠男
Teruaki Motooka
本岡　輝昭
Nobuyoshi Kashu
夏秋　信義
Naoji Yoshihiro
吉広　尚次
Shizunori Ooyu
大湯　静憲
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation by radiant heating of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
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    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は主に半導体薄ＩＩ＠　（半導体でなくとも良い
）を半導体または他の物質から成るウェハ上に堆積略せ
る方法に関するものである。
〔１ル来技術〕 従来、薄１戻のＪｉｌ−槓は、ガス相を所定感度に加熱
した基板上′＼輸送し、基板上でのガス相の反応により
物質を析出式せる事により行なってきたつこの方法では
、基板全面を高温に加熱する事、反Ｌｓ管や基板附近の
ガス相も加熱させられる隼９、堆Ａｆｔ膜は基板表面全
面へ堆積し所望領域のみへの堆ｎｔは不可能な事、１イ
ト積膜への不純物の混入が起り得る事、などの欠点があ
った。
これらの欠点を除くため、近年、レーザー光を用いた（
吻質堆積法が広く行なわれるようになってきた。この方
法のと８１の方法は、基板の所定の領域にレーザー光を
１１員射し、照射した部分のみを加熱する事によって加
熱狽域上に物′直音堆積させる場合（例えば、Ｖ、　Ｂ
ａｒａｎａｎｓｋａｓ　ｅｉ　ａｌ　、　Ａｐｐｌ。
ｐｈｙｓ、　Ｊ、ｅｔｔ　、　３６　（１９８０）９３
０．　）　　と、第２の方法としてガス相にある特定の
波長のレーリ′−光を照射し、レーザー光によりガス相
の撮動励起または重子励起を起こ烙せ所望の物質を析出
・堆積略せる方法（例えば、ｉｖｌ、　Ｈａｎａｂｕｓ
２　ｅ−ｔ　２１　：Ａｏｐｌ　、　ｐｈｙｓ、　Ｌｅ
ｔｔ、　３５　（１９７９）　６２６．　）とがある。
後者の第２の方法では、ｕ４板を別の方法により加熱さ
せる串が必臂であるが、絶椋物質・金属などを堆積させ
る１局合は、３００Ｃ以下の低瀞加熱でも嘆生成が可能
な事が示烙れている。
〔発明の目的〕
本発明では上記第２の方法を、一つのレーザー光源を用
いて可能ならしめるレーザーの照射方法を提供するもの
である。即ち、一つのレーザー光源を用いて、ある波長
では基板加熱を生じてせ、また別の波長ではガス相に励
起を生じ烙せるように波長を分別してレーザーｙｔを反
応系に導入する事を基本とするう 〔発明の！（資）要〕 上記した内容を可能にする装置１苛成を第１図に示す。
同図では、例えばＣＯ２レーザー（波長１０．６μｍ）
を光源１として、Ｓｉウェハ２上にＳＩ模のエピタキシ
ャル成長を生じきせる場合を例として、−４える。
この場合（は、導入ガス３を５ｌＨ４とすれば、このガ
スは１０．５５　／ｌ＋ｎの波長に対して鋭い吸収を起
こし、振動励起によりＳｉが析出する事が知られている
。−ｔこで、ＣＯ２レーリー−１のｌ　ｌ）、５５７１
ｍの光のみを分光器４により選別し、反１６系５へ導入
する。一方、同図のハーフミラ−６により曲げられた１
　０．６　ｆｔ　＋ｎの波長を持つレーザー光は基板２
−にヘパ １０６μｍのレーザー光によるＳｉ基ＩＮの吸収係数は
価めで小さく、洛子系への吸収効果では加熱が生じない
が、自由，Ｉ￥１子による吸収効果が大きく、数秒の加
熱により充分献度上昇を与えろ事が可能である。
このようにして加熱されたＳｉ基板上へ堆稍したＳＩは
エピタキシャル成長を行なう。
なお、同図に粋いて、６′，６“はそれぞれノ・−フミ
ラー、７および７′はそｎぞれレンズ系、８、８’　、
８“はそれぞれウィンド、９はパワーメーター、１０は
内空排気系、そして１１は試料支持台を示す。
〔発明の処／１１！ｉ例〕 弔１図に示した装置を用いて実際にＳｉのエピタキシャ
ル成長を行なった例を説明する。
基板２にはＳｉ（１００）ウェハを用い、反応′府５内
へガス樗入管３からＳｉＪ（４ガスを適当な圧力のもと
で導入した。この名へ、１宥大５０Ｗの出力を持つＣＯ
，ｌ／−ザー１の１０，６μｍ月の波長のみを導入し、
基板の上部から照射する事によってウェハを加熱した。
レーリ゛−元源のビーム径は、はぼ６　ｍｍΦであるが
基板・＼導入する前に設置したレンズ系７′を通ず事に
よってビーム径を３７Φ程度にまで広げる）］１はｉｉ
Ｊ能であった。レーザー光の出力と基板温度との関連は
、パン−メータ９によるレーザー光出力の計測と輻射温
度計による基板表面の温度計測とにより求めた。
例えば、出カニ１５Ｗでは１０７０ｃ，１９Ｗでは１３
６０ｔｌ：’迄上昇した。この関係をもとにして１４Ｗ
の出力により基板を１０００ｃに加熱した。
この加熱のみによりＳｉＩ−（４カスは分解しｓＩのエ
ピタキシャル成長が基板上で生じた。この際のエヒクキ
／ヤル昌度は９　５　０　Ｃ　（　１　３．５Ｗ）であ
り、これ以下の織度ではｐｏｌｙ　Ｓ　ｉが成長した。
次に、上記方法により基板加熱を行なうと同時に、ガス
系へ分光器４全通して１０．５５μｍの波長ルーサー光
を導入した。この場罎　レンズ系７によりレーリ′−光
全矩形状の平行ビームとした。
このレーザー光の導入により　Ｓ　＋の析出は促進され
、エビタキノヤル温度が低下した。
即ち、６０（ＪＣ（８．５Ｗ）の基板加熱でもＳｉ上に
堆積した膜は単結晶に成長する事が分った。
これは、レーザーによるＳ　ｉの析出効果がエピタキシ
ャル盆度を低下させたと考えられる。
次に、Ｓ　ｉ　Ｈ４　＋　Ｎ　Ｉ−１　３　カスを反応
系へ導入し、このガス相へ上記実施例と同様に１　（１
．　５　５μｍｎの波長を持つレーザー光を照射した所
、ｓｊ３１Ｎ４膜がＳ１上に形成きれた。この場合、基
板が２００〜３００Ｃに力日熱芒れるように、３〜４．
５ｗの１０、６μｍのレーザー光を基佑に照射する必吸
があった。
まったく同様に、Ｓ　Ｉ　Ｈ４　＋　０２　１４２ガス
を反応系へ導入して上記プロセスを英行した場合　Ｓ　
＋　Ｃが形成される事が分った。
また、このようなプロセスは、す・（板全面にｌｊＱ形
成を行なわせる場合と任，直の所望領域にビームを照射
し一Ｃ１その部分のみに膜形成を行なわせる場合が可能
である。特に後者の場外は、レンズ系を用いてサブミク
ロン領域にビームを照射すればザブミクロンの膜形成が
可能である事が分った。
４た、」ｌね当な有機系のカス、１列えば、Ｊ〜１（Ｃ
１４３）ｎ（１Ｖ１ｉ、ｔ　Ｃｄ、　Ｚｎ、　Ｂ　、　
Ｊ３ｉ、　ＡＡ　ｙ：ｒ、ど）を用いて一ヒ自己グｒコ
ヒスを行なわせる事も可能であり、この場合はＣ０２レ
ージ“−のかわりに、高調波のＡ「イオンレー９′−（
波長＝　２５７．２　ｎ　ｒｎ　）　ｔたは、Ａ　ｒ　
Ｆレーザー（波長＝１９３０ｍ）を用いる必要のある１
μが分った。
上記方法により、Ｓｉ膜中に不純物をドーピングする事
も可能であり、その場合はドーパントとし１３ｃ／ａ　
、　Ｉ３　（Ｃ目３）３１　ＡｓＨｚ　＋　ＰＪ−Ｔ２
　ｆｘどのガスとＡｒレーザーとの組合せが良好な結果
を与える事が分った。
〔発明の効果〕
上記実施例に記載したように、本発明によれば、一つの
レーザー光源で基板の加熱と、ガス反応全個別に、ある
いは同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
パイ５１図は本発明による薄膜形成装置の模式図金示す
。 ■・１．レーザー光源、２・・・試料（基板）、３・・
・ガス導入官、４・・・分光器、５・・・反応糸（、・
７．心肖”）、６゜６　／　　、　６　／／・・・ハー
フミラ−１７，７′・・・レンズ糸、８．８’、８″・
・・ウィンド、９・・・バソーメーター、１０・・・排
気系、１１・・・試料支持右。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■、同一のレーザー光源を用いて基板加熱とガス反応を
    同時に生じ尽せ基板ウェハ表面上に物質を堆積させるこ
    とを特徴とする薄膜の製造方法。
JP17085982A 1982-10-01 1982-10-01 薄膜の製造方法 Pending JPS5961919A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH07230957A (ja) * 1994-02-15 1995-08-29 Nippon Steel Corp ボロン含有ポリシリコン膜の形成方法

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