JPS61161708A - 薄膜の形成方法 - Google Patents
薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JPS61161708A JPS61161708A JP276485A JP276485A JPS61161708A JP S61161708 A JPS61161708 A JP S61161708A JP 276485 A JP276485 A JP 276485A JP 276485 A JP276485 A JP 276485A JP S61161708 A JPS61161708 A JP S61161708A
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- Japan
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- substrate
- growth
- growth time
- thin film
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- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02546—Arsenides
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体薄膜の成長方法、特にその基板面内での
均一性改善する方法に関する。
均一性改善する方法に関する。
近年、半導体の極めて薄い膜は、ヘテロ構造と組合せる
ことによって、新しいデバイスの応用が期待されること
から大きな注目を集めている。具体的なデバイスの例と
しては、ＧａＡｇおよびＧａＡｔＡｓの組み合せ、Ｉｎ
ＰとＩｎＧａＡｓＰの組み合せなどのＩ−Ｖ族化合物半
導体の超格子による、量子井戸構造レーデ、変調ドープ
構造による超高速デバイスなどが作られている０ これらの極めて薄い層からなシ、かつヘテロ界面の急峻
な構造を作る方法としては、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ）や分子ビームエピタキシャル法（ＭＢＥ）が適
している。さらに実際のデバイス作成にあたっては大面
積基板内での高均一性が要求されるために通常ＭＯＣＶ
Ｄ、ＭＢＥいずれの場合にも基板を回転させることが行
なわれ、基板を回転しない時の基板面内での成長速度の
不均一性を互に打ち消すようにしている。この結果、例
えばＧａＡｓの成長においてＭＯＣ”ｖＤ、ＭＢＩいず
れにおいても３インチ基板内での膜厚のばらつきを３％
以内におさえることが可能となっている。この場合の基
板回転速度は通常１０ ｒｐｍ（回転７分）程度以下で
行なわれている。
ことによって、新しいデバイスの応用が期待されること
から大きな注目を集めている。具体的なデバイスの例と
しては、ＧａＡｇおよびＧａＡｔＡｓの組み合せ、Ｉｎ
ＰとＩｎＧａＡｓＰの組み合せなどのＩ−Ｖ族化合物半
導体の超格子による、量子井戸構造レーデ、変調ドープ
構造による超高速デバイスなどが作られている０ これらの極めて薄い層からなシ、かつヘテロ界面の急峻
な構造を作る方法としては、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ）や分子ビームエピタキシャル法（ＭＢＥ）が適
している。さらに実際のデバイス作成にあたっては大面
積基板内での高均一性が要求されるために通常ＭＯＣＶ
Ｄ、ＭＢＥいずれの場合にも基板を回転させることが行
なわれ、基板を回転しない時の基板面内での成長速度の
不均一性を互に打ち消すようにしている。この結果、例
えばＧａＡｓの成長においてＭＯＣ”ｖＤ、ＭＢＩいず
れにおいても３インチ基板内での膜厚のばらつきを３％
以内におさえることが可能となっている。この場合の基
板回転速度は通常１０ ｒｐｍ（回転７分）程度以下で
行なわれている。
この基板回転による均一化は成長膜厚がある程度以上厚
い場合には非常に有効であり、上記のような高均一化が
可能となってきたが、先に述べた超格子構造に要求され
るような極めて薄い膜の成長においては、次に述べるよ
うな問題が生じた。
い場合には非常に有効であり、上記のような高均一化が
可能となってきたが、先に述べた超格子構造に要求され
るような極めて薄い膜の成長においては、次に述べるよ
うな問題が生じた。
ＭＯＣＶＤやＭＢＥで超格子構造を成長させる時の典型
的な成長速度は３〜５ Ｘ ／ ｓｅａであシ、必要な
膜厚は数十Ｘ以下１モルイヤー（２〜３＾）にまで及ぶ
。したがって成長時間はせいぜい１０秒で時には１秒以
下となる。このような短時間の成長の場合には通常の基
板回転速度では成長中の基板回転数はどんなに多くとも
数回程度となるが、このようにある層の成長時の総回転
数が少なくなると、均一化が不十分となる。通常、所要
の膜厚を得るための成長時間は膜厚を成長速度で除して
決められる。一方基板の回転速度はこれと無関係に決め
られているから、ひとつの層の成長時間中での総回転数
には当然端数が出て、丁度整数回とはならない。この端
数の分だけ回転する時には、回転をしない場合に成長速
度が大きい領域中を移動していた部分と、成長速度が小
さい領域中を移動していた部分との間には当然膜厚に差
が生じ不均一を完全に打消すことはできない。全成長膜
厚が厚い場合には、成長時間中の基板総回転数に端数が
あっても、全体の回転数そのものが多いから、端数によ
る寄与はきわめて微量とな）問題はなかった。しかし、
極めて薄い層の場合はすでに述べたように総回転数が少
なくなるから、この端数によシ残りた不均一性が無視で
きない。これを解決するひとつの方法は薄い層の場合で
も総回転数が数十回以上となるように回転速度を非常に
速くすることであるが、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＢいずれの場
合も反応管内へ基板回転機構を組込むためにその使用材
料、成長雰囲気による制限、基板の固定方法の問題など
から現実的でない。
的な成長速度は３〜５ Ｘ ／ ｓｅａであシ、必要な
膜厚は数十Ｘ以下１モルイヤー（２〜３＾）にまで及ぶ
。したがって成長時間はせいぜい１０秒で時には１秒以
下となる。このような短時間の成長の場合には通常の基
板回転速度では成長中の基板回転数はどんなに多くとも
数回程度となるが、このようにある層の成長時の総回転
数が少なくなると、均一化が不十分となる。通常、所要
の膜厚を得るための成長時間は膜厚を成長速度で除して
決められる。一方基板の回転速度はこれと無関係に決め
られているから、ひとつの層の成長時間中での総回転数
には当然端数が出て、丁度整数回とはならない。この端
数の分だけ回転する時には、回転をしない場合に成長速
度が大きい領域中を移動していた部分と、成長速度が小
さい領域中を移動していた部分との間には当然膜厚に差
が生じ不均一を完全に打消すことはできない。全成長膜
厚が厚い場合には、成長時間中の基板総回転数に端数が
あっても、全体の回転数そのものが多いから、端数によ
る寄与はきわめて微量とな）問題はなかった。しかし、
極めて薄い層の場合はすでに述べたように総回転数が少
なくなるから、この端数によシ残りた不均一性が無視で
きない。これを解決するひとつの方法は薄い層の場合で
も総回転数が数十回以上となるように回転速度を非常に
速くすることであるが、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＢいずれの場
合も反応管内へ基板回転機構を組込むためにその使用材
料、成長雰囲気による制限、基板の固定方法の問題など
から現実的でない。
本発明は上述の従来の方法における欠点を除去し、極め
て薄い層の場合でも通常用いられる基板回転速度で均一
性の良い成長を可能とする方法を提供することを目的と
する。
て薄い層の場合でも通常用いられる基板回転速度で均一
性の良い成長を可能とする方法を提供することを目的と
する。
本発明は半導体薄膜を基板上に気相から成長させる方法
において、基板を回転させ、所要の厚さをもつ層を成長
させる際に、該層の成長時間中に基板を少なくとも１回
転以上の整数回だけ回転させるような条件を満たす成長
時間、基板回転速度、および成長速度の下で薄膜を形成
することを特徴とする半導体薄膜の形成方法である。
において、基板を回転させ、所要の厚さをもつ層を成長
させる際に、該層の成長時間中に基板を少なくとも１回
転以上の整数回だけ回転させるような条件を満たす成長
時間、基板回転速度、および成長速度の下で薄膜を形成
することを特徴とする半導体薄膜の形成方法である。
以下、本発明の一実施例について説明する０実験に用い
たのは横型のＧａＡｓおよびＧａＡｔＡｓのＭＯＣＶＤ
装置である。基板は水平に、ガス流に平行に置かれてお
シ、反応管内に設けられた歯車機構を介して、反応管外
から回転可能とした。第２図は基板の回転を停止した場
合の基板内のガス流方向（同図曲線Ａ）と直角方向（同
図曲線Ｂ）の膜厚分布と、基板を回転した場合（同図曲
線Ｃ）の膜厚分布である。厚さは約１．４μｍ、成長時
間１時間、成長速度３．９Ｌへｅｃ１基板回転速度は１
２ｒｐｍとした。
たのは横型のＧａＡｓおよびＧａＡｔＡｓのＭＯＣＶＤ
装置である。基板は水平に、ガス流に平行に置かれてお
シ、反応管内に設けられた歯車機構を介して、反応管外
から回転可能とした。第２図は基板の回転を停止した場
合の基板内のガス流方向（同図曲線Ａ）と直角方向（同
図曲線Ｂ）の膜厚分布と、基板を回転した場合（同図曲
線Ｃ）の膜厚分布である。厚さは約１．４μｍ、成長時
間１時間、成長速度３．９Ｌへｅｃ１基板回転速度は１
２ｒｐｍとした。
同図Ｃに示すように基板を回転したことによって３イン
チ基板内での膜厚均一性は±２チ以下ときわめて良好で
おる。この時の基板総回転数は３００回であるから、こ
の回転数に端数があってもその不均一への寄与は無視で
き、実際、成長時間あるいは回転速度に多少の変動があ
っても均一性についての結果に変化はない。なお、ここ
での均一性とは、ウェーハ内で最も厚い所の膜厚をｔＡ
、最も薄い所の膜厚をｔ８として均一性＝土ｏＡ−ｔ、
）／（ｔＡ＋ｔｎ）と定義した。
チ基板内での膜厚均一性は±２チ以下ときわめて良好で
おる。この時の基板総回転数は３００回であるから、こ
の回転数に端数があってもその不均一への寄与は無視で
き、実際、成長時間あるいは回転速度に多少の変動があ
っても均一性についての結果に変化はない。なお、ここ
での均一性とは、ウェーハ内で最も厚い所の膜厚をｔＡ
、最も薄い所の膜厚をｔ８として均一性＝土ｏＡ−ｔ、
）／（ｔＡ＋ｔｎ）と定義した。
次に１成長膜度を３，９ルヘｅｅ、成長時間を２中と固
定し、基板回転速度な０ ％ １５ｒｐｍまで変化させ
た時の基板内の膜厚均一性を第１図に示す。図から明ら
かなように、基板総回転数が少ない場合には端数による
不均一が犬きくな）、例えば、１．５回の場合±６Ｌ、
２．５回の場合±３．５チの不均一が生じた。これに対
して、基板総回転数を、基板回転数を調整して整数回と
した場合は±１−以下の均一性が得られている。なお、
使用した基板は２インチ直径であシ、成長膜厚は約８０
Ｘと極めて薄いため、量子井戸構造でのフォトルミネセ
ンスからその均一性を評価した。
定し、基板回転速度な０ ％ １５ｒｐｍまで変化させ
た時の基板内の膜厚均一性を第１図に示す。図から明ら
かなように、基板総回転数が少ない場合には端数による
不均一が犬きくな）、例えば、１．５回の場合±６Ｌ、
２．５回の場合±３．５チの不均一が生じた。これに対
して、基板総回転数を、基板回転数を調整して整数回と
した場合は±１−以下の均一性が得られている。なお、
使用した基板は２インチ直径であシ、成長膜厚は約８０
Ｘと極めて薄いため、量子井戸構造でのフォトルミネセ
ンスからその均一性を評価した。
本発明の方法はこのような半導体超格子に限られず、ど
のような物質であれ成長時間を短かくせざるを得なｈ薄
膜成長の高均一化に対して一般的に有効なことは言うま
でもない。
のような物質であれ成長時間を短かくせざるを得なｈ薄
膜成長の高均一化に対して一般的に有効なことは言うま
でもない。
以上述べたように本発明は、成長時間と基板回転速度と
の同期をとることによって各層の成長時間中の総回転数
を常に整数回とすれば、実用的に可能な通常の回転速度
でも総回転数での端数の影響を完全忙除去でき、極めて
薄い成長層に対しても、特別な高速の基板回転を要さず
に、厚膜成長時と同等の高い均一性が得られる。したが
ってこのような薄膜を用いた変調Ｐ−グ構造による超高
速デバイス、超格子デバイス、量子井戸構造デバイスな
どを作る上でその歩留シが大きく向上し、その有用性は
大きい。
の同期をとることによって各層の成長時間中の総回転数
を常に整数回とすれば、実用的に可能な通常の回転速度
でも総回転数での端数の影響を完全忙除去でき、極めて
薄い成長層に対しても、特別な高速の基板回転を要さず
に、厚膜成長時と同等の高い均一性が得られる。したが
ってこのような薄膜を用いた変調Ｐ−グ構造による超高
速デバイス、超格子デバイス、量子井戸構造デバイスな
どを作る上でその歩留シが大きく向上し、その有用性は
大きい。
第１図は薄膜成長中の基板総回転数と、基板面内の均一
性との関係を示す特性図、第２図は厚膜を成長した時の
基板面内の膜厚分布図である。 亮１図 成長中の基板綴目転数、
性との関係を示す特性図、第２図は厚膜を成長した時の
基板面内の膜厚分布図である。 亮１図 成長中の基板綴目転数、
Claims (1)
- （１）半導体薄膜を基板上に気相から成長させる方法に
おいて、基板を回転させて、所要の厚さをもつ層を成長
させる際に、該層の成長時間中に基板を少なくとも１回
転以上の整数回だけ回転させるような条件を満たす成長
時間、基板回転速度、および成長速度の下で薄膜を形成
することを特徴とする半導体薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP276485A JPS61161708A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP276485A JPS61161708A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61161708A true JPS61161708A (ja) | 1986-07-22 |
Family
ID=11538401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP276485A Pending JPS61161708A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61161708A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001240965A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Showa Shinku:Kk | 薄膜製造装置に於ける膜厚分布制御方法及びその装置 |
| WO2009157341A1 (ja) * | 2008-06-25 | 2009-12-30 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置及びその制御用プログラムを記録した記録媒体 |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP276485A patent/JPS61161708A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001240965A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Showa Shinku:Kk | 薄膜製造装置に於ける膜厚分布制御方法及びその装置 |
| JP4521606B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2010-08-11 | 株式会社昭和真空 | 薄膜製造装置に於ける膜厚分布制御方法及びその装置 |
| WO2009157341A1 (ja) * | 2008-06-25 | 2009-12-30 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置及びその制御用プログラムを記録した記録媒体 |
| JP5209717B2 (ja) * | 2008-06-25 | 2013-06-12 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置及びその制御用プログラムを記録した記録媒体 |
| US20150101927A1 (en) * | 2008-06-25 | 2015-04-16 | Canon Anelva Corporation | Sputtering apparatus and recording medium for recording control program thereof |
| US10378100B2 (en) | 2008-06-25 | 2019-08-13 | Canon Anelva Corporation | Sputtering apparatus and recording medium for recording control program thereof |
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