JPS61170037A - 気相成長装置 - Google Patents
気相成長装置Info
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- JPS61170037A JPS61170037A JP1125685A JP1125685A JPS61170037A JP S61170037 A JPS61170037 A JP S61170037A JP 1125685 A JP1125685 A JP 1125685A JP 1125685 A JP1125685 A JP 1125685A JP S61170037 A JPS61170037 A JP S61170037A
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- plasma
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- chamber
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- Pending
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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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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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。
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）
本発明は光化学反応を用いた絶縁膜等の低温気相成長装
置に関する。
置に関する。
（従来技術とその問題点）
波長３ Ｑ Ｑ ｎｍ以下の遠紫外線を８ｉＨ，、ＮＨ
，等原料ガスに照射、原料ガスを分解し、あるいは、遠
紫外光によってＨｇ蒸気を励起し、励起状態のＨｇＫよ
って該原料ガスを分解し、低温でＳｉｎ、やＳｉＮ等絶
縁膜を成長させる技術は、光化学ＣＶＤといわれ、プラ
ズマＣＶＤのように半導体層に損傷を与えない低温プロ
セスとして近年注目されている。このよりなＣＶＤ装置
の構造は、例えば昭和５７年秋季応用物理学会講演予稿
集２８ｐ−ｐ−３にあるように第４図のようでめる。こ
こで１は石英製の反応管、２は原料ガス導入管、３は排
気管、４は紫外線ランプ、５は基板加熱ヒーター、６は
基板ホルダー、７は基板である。ざて、かかるＣＶＤ装
置における最大の問題点は、例えば８ｉＮを成長させる
場合、反応管１の管壁にも８ｉＮ膜が付着シ１、紫外線
の透過率を減少させ、ついには膜成長を停止させてしま
うことである。このため多数回成長を行９場合にはその
つど反応管壁を洗滌する必要がある。この点を改良する
ものとして、第５図のように反応管外にプラズマ発生用
電極８を設け、プラズマエツチングにより管壁をクリー
ニングすることが考えられている。ここで９はプラズマ
処理用ガスの導入管である。しかしながら、本構成では
プラズマ発生用電極８のために紫外線ラング４を反応管
に密接させることができず、また一部紫外光が該電極に
よってしゃ光され、反応管内に到達する光量が減少する
結果、反応効率が低下し、成長速度が低下する。また、
成長前にプラズマで基板処理を行う場合には、基板が直
接プラズマ放電域の高エネルギーのプラズマ中にさらさ
れるため基板に損傷を与える恐れがある。
，等原料ガスに照射、原料ガスを分解し、あるいは、遠
紫外光によってＨｇ蒸気を励起し、励起状態のＨｇＫよ
って該原料ガスを分解し、低温でＳｉｎ、やＳｉＮ等絶
縁膜を成長させる技術は、光化学ＣＶＤといわれ、プラ
ズマＣＶＤのように半導体層に損傷を与えない低温プロ
セスとして近年注目されている。このよりなＣＶＤ装置
の構造は、例えば昭和５７年秋季応用物理学会講演予稿
集２８ｐ−ｐ−３にあるように第４図のようでめる。こ
こで１は石英製の反応管、２は原料ガス導入管、３は排
気管、４は紫外線ランプ、５は基板加熱ヒーター、６は
基板ホルダー、７は基板である。ざて、かかるＣＶＤ装
置における最大の問題点は、例えば８ｉＮを成長させる
場合、反応管１の管壁にも８ｉＮ膜が付着シ１、紫外線
の透過率を減少させ、ついには膜成長を停止させてしま
うことである。このため多数回成長を行９場合にはその
つど反応管壁を洗滌する必要がある。この点を改良する
ものとして、第５図のように反応管外にプラズマ発生用
電極８を設け、プラズマエツチングにより管壁をクリー
ニングすることが考えられている。ここで９はプラズマ
処理用ガスの導入管である。しかしながら、本構成では
プラズマ発生用電極８のために紫外線ラング４を反応管
に密接させることができず、また一部紫外光が該電極に
よってしゃ光され、反応管内に到達する光量が減少する
結果、反応効率が低下し、成長速度が低下する。また、
成長前にプラズマで基板処理を行う場合には、基板が直
接プラズマ放電域の高エネルギーのプラズマ中にさらさ
れるため基板に損傷を与える恐れがある。
（発明の目的）
本発明は光化学反応気相成長装置による以上のような問
題点を解消し、かつ新たな長所をも有する新規な気相成
長装置を提供するものである。
題点を解消し、かつ新たな長所をも有する新規な気相成
長装置を提供するものである。
（発明の構成）
本発明によれば、光化学反応による気相成長装置におい
て、光照射を受ける主反応室と、それに連結されるプラ
ズマ発生室とを設け、かつ主反応室側にプラズマ引出し
用電極を設は気相成長用原料ガスを主反応室に導入し、
グラズｉ処理用ガスをプラズマ発生室に導入することを
特徴とする気相成長装置が得られる。
て、光照射を受ける主反応室と、それに連結されるプラ
ズマ発生室とを設け、かつ主反応室側にプラズマ引出し
用電極を設は気相成長用原料ガスを主反応室に導入し、
グラズｉ処理用ガスをプラズマ発生室に導入することを
特徴とする気相成長装置が得られる。
（構成の詳細の説明）
第１図は、本発明による気相成長装置の例を断面構造で
示し九概略図である。本装置では、紫外線ランプ４によ
る光照射を受ける主反応室１１の上流側にプラズマ発生
室１２を別に設け、さらに主反応室側にプラズマ引出し
用電極１４を設け、かつ主反応室１１に気相成長用原料
ガスを導入管２で導入し、プラズマ室１２にプラズマ処
理用ガスを導入管９で導入することを特徴としている。
示し九概略図である。本装置では、紫外線ランプ４によ
る光照射を受ける主反応室１１の上流側にプラズマ発生
室１２を別に設け、さらに主反応室側にプラズマ引出し
用電極１４を設け、かつ主反応室１１に気相成長用原料
ガスを導入管２で導入し、プラズマ室１２にプラズマ処
理用ガスを導入管９で導入することを特徴としている。
ここで８はプラズマ発生用電極であシ、１３は基板加熱
用赤外１１１／Ｆンプ、１５はプラズマ引出し用電源で
ある。かかる装置において、主反応室１１におりては光
化学反応によって８ｉ０． 、 ＳｉＮ等の絶縁膜が低
温で成長するが、成長終了後プラズマ室１２ Ｋ ＣＦ
４等のエツチングガスを導入し、プラズマを発生させて
、該エツチングガスのプラズマあるいは励起種（ラディ
カル）を、プラズマ引出し用電１！１４にバイアス電圧
を印加することによシ主反応意１１に引出し、主反応室
管壁に付着した膜をドライエツチングし、繰返し成長を
可能とするものである。また絶縁膜成長に先立ち、几、
０゜等のプラズマを発生させ、プラズマ引出用電極１４
の位置あるいは電圧の調整により、プラズマ発生室に比
べ、高いエネルギー粒子を含まないラディカルを有効に
取出し基板の表面処理を行い、付着性の改善、界面準位
密度の減少等をはかることが可能である。本構成では、
光照射を受ける主反応室１１と、プラズマ発生室とをほ
ぼ独立に設けているので、光励起反応を効率良く行わせ
ることと共に、プラズマ発生条件も最適化できる効果は
大である。さらに、気相成長用原料ガスは、下流の主反
応室１１に導入するため、プラズマ発生室１２には該原
料ガスが入りにくいので、プラズマ室への膜付着、汚染
等を防止することができる。
用赤外１１１／Ｆンプ、１５はプラズマ引出し用電源で
ある。かかる装置において、主反応室１１におりては光
化学反応によって８ｉ０． 、 ＳｉＮ等の絶縁膜が低
温で成長するが、成長終了後プラズマ室１２ Ｋ ＣＦ
４等のエツチングガスを導入し、プラズマを発生させて
、該エツチングガスのプラズマあるいは励起種（ラディ
カル）を、プラズマ引出し用電１！１４にバイアス電圧
を印加することによシ主反応意１１に引出し、主反応室
管壁に付着した膜をドライエツチングし、繰返し成長を
可能とするものである。また絶縁膜成長に先立ち、几、
０゜等のプラズマを発生させ、プラズマ引出用電極１４
の位置あるいは電圧の調整により、プラズマ発生室に比
べ、高いエネルギー粒子を含まないラディカルを有効に
取出し基板の表面処理を行い、付着性の改善、界面準位
密度の減少等をはかることが可能である。本構成では、
光照射を受ける主反応室１１と、プラズマ発生室とをほ
ぼ独立に設けているので、光励起反応を効率良く行わせ
ることと共に、プラズマ発生条件も最適化できる効果は
大である。さらに、気相成長用原料ガスは、下流の主反
応室１１に導入するため、プラズマ発生室１２には該原
料ガスが入りにくいので、プラズマ室への膜付着、汚染
等を防止することができる。
（実施例１）
第１図に示す本発明による気相成長装置として、主反応
室１１を合成石英管で、プラズマ室１２を天然石英管で
作成し、紫外線ランプ４として、波長１８５ｎｍの遠紫
外線ランプを、基板ホルダー６としてカーボン板を用い
た。またプラズマは１３５６ＭＨｚの高周波を放電させ
て発表させた。基板７として、 ＩｎＧａＡｓを用い
、まず原料ガスとしてＳｉＨ。
室１１を合成石英管で、プラズマ室１２を天然石英管で
作成し、紫外線ランプ４として、波長１８５ｎｍの遠紫
外線ランプを、基板ホルダー６としてカーボン板を用い
た。またプラズマは１３５６ＭＨｚの高周波を放電させ
て発表させた。基板７として、 ＩｎＧａＡｓを用い
、まず原料ガスとしてＳｉＨ。
と０．とを主反応ｍＫ導入し、紫外光下、基板温度２５
０℃、ガス圧α３Ｔｏｒｒ）ζてＳ ｉＯ，膜を成長さ
せた。成長速度は最大１００Ｘ／分が得られた。
０℃、ガス圧α３Ｔｏｒｒ）ζてＳ ｉＯ，膜を成長さ
せた。成長速度は最大１００Ｘ／分が得られた。
次いでプラズマエツチング用としてＣＦ、ガスをプラズ
マ室に導入し、ガス圧α２Ｔｏｒｒにてプラズマを発生
させ、プラズマ引出し用電極１４に電圧を加えて主反応
室にプラズマを引出し、主反応室の管１１に付着したＳ
ｉＯ＊膜をエツチング除去した。
マ室に導入し、ガス圧α２Ｔｏｒｒにてプラズマを発生
させ、プラズマ引出し用電極１４に電圧を加えて主反応
室にプラズマを引出し、主反応室の管１１に付着したＳ
ｉＯ＊膜をエツチング除去した。
プラズマを引出すととＫより ８ｉ０．のエツチングレ
ートは著しく向上した。再び光照射下でＳｉｎ。
ートは著しく向上した。再び光照射下でＳｉｎ。
を成長したところ前回と同様な成長速度が得らｎ１本発
明の効果が確認された。さらにプラズマ室にはＳｊＯ，
の粉あるいは膜Ｆｉｌｌとんど付着せず、清浄性は良好
に保たれた。またＳ ｉＯ，／ ＩｎＧａＡｓ界面特性
は、低温で良質な膜が成長した結果、基本温度３５００
以上と高い従来の熱分解ＣＶＤ ＳｔＯ，ｖ＆の場合よ
、・９大きく改善された。
明の効果が確認された。さらにプラズマ室にはＳｊＯ，
の粉あるいは膜Ｆｉｌｌとんど付着せず、清浄性は良好
に保たれた。またＳ ｉＯ，／ ＩｎＧａＡｓ界面特性
は、低温で良質な膜が成長した結果、基本温度３５００
以上と高い従来の熱分解ＣＶＤ ＳｔＯ，ｖ＆の場合よ
、・９大きく改善された。
（実施例２）
第２図は本発明において、プラズマ引出し用電極として
基板ホルダー６を用いた場合の気相成長装置の断面概略
図である。基板７としてやはりＩｎＧａＡｓを用い、ま
ずＨ５をプラズマ室に導入し、ガス圧ＩＴｏｒｒにてプ
ラズマを発生させ、基板ホルダーに電圧を加えて主反応
室に引出したＨプラズマによってＩ ｎＧａＡｓ表面を
処理した。次いで８ｉＨ，とＮＨ，を主反応室に導入し
、紫外光を照射して基板温度２５０℃、ガス圧α３Ｔｏ
ｒｒにてＳｉＮ膜を成長させた。８ｉＮ／ＩｎＧａＡｓ
界面の電気的特性は水素処理によって実施例１よシ
さらに改善された。
基板ホルダー６を用いた場合の気相成長装置の断面概略
図である。基板７としてやはりＩｎＧａＡｓを用い、ま
ずＨ５をプラズマ室に導入し、ガス圧ＩＴｏｒｒにてプ
ラズマを発生させ、基板ホルダーに電圧を加えて主反応
室に引出したＨプラズマによってＩ ｎＧａＡｓ表面を
処理した。次いで８ｉＨ，とＮＨ，を主反応室に導入し
、紫外光を照射して基板温度２５０℃、ガス圧α３Ｔｏ
ｒｒにてＳｉＮ膜を成長させた。８ｉＮ／ＩｎＧａＡｓ
界面の電気的特性は水素処理によって実施例１よシ
さらに改善された。
（実施例４）
第３図は、プラズマ引き出し用電極１４がプラズマ発生
室と主反応室の基板ホルダーの間に位置している気相成
長装置の断面概略図である。この装置を用いればＩｎＧ
ａＡｓ基板上には高いエネルギー粒子を含まない、励起
種のみが取り出せる。この装置を用いて、励起水素によ
シＩ ｎＧａＡｓ基板を処理した１８ｊＮを実施例２と
同じ条件で成長させた。 ８ｉＮと１ｎＰの界面特性は
高エネルギー粒子によるダメージがない九め実施例２よ
りさらに改善されたう なお以上では紫外光として波長１８５ｎｍの光で直接励
起する場合について述べたが、水銀蒸気による増感法を
用いる場合、あるいはレーザー光で励起する場合でも良
い、またＳｊＮ、ＳｉＯ，等絶縁膜だけでな（、ＧａＡ
ｓ等半導体あるいはＷ等金属膜の成長にも適用できる。
室と主反応室の基板ホルダーの間に位置している気相成
長装置の断面概略図である。この装置を用いればＩｎＧ
ａＡｓ基板上には高いエネルギー粒子を含まない、励起
種のみが取り出せる。この装置を用いて、励起水素によ
シＩ ｎＧａＡｓ基板を処理した１８ｊＮを実施例２と
同じ条件で成長させた。 ８ｉＮと１ｎＰの界面特性は
高エネルギー粒子によるダメージがない九め実施例２よ
りさらに改善されたう なお以上では紫外光として波長１８５ｎｍの光で直接励
起する場合について述べたが、水銀蒸気による増感法を
用いる場合、あるいはレーザー光で励起する場合でも良
い、またＳｊＮ、ＳｉＯ，等絶縁膜だけでな（、ＧａＡ
ｓ等半導体あるいはＷ等金属膜の成長にも適用できる。
（発明の効果）
以上本発明によれば、良質な絶縁膜等が低温で量産性良
く成長できる。
く成長できる。
第４図および第５図は従来の光化学反応を用いた絶縁膜
等の気相成長装置を説明するための概略断面図、第１図
ないし第３図は本発明による気相成長装置の例を示す械
略断面図である。ここで１：反応管、２：原料ガス導入
管、３：排気管、４：紫外線ランプ、５：基板加熱ヒー
ター、６：基板ホルダー、７：基板、８：プラズマ発生
用電・ 極、９：プラズマ処理用ガス導入管、１０：
ＲＦ電源、１１：主反応室、１２：プラズマ室、１３：
基板加熱用ランプ、１４：プラズマ引出り用電極、１５
：プラズマ引出用電源 である。 ｔＦ源 半 ３ 口
等の気相成長装置を説明するための概略断面図、第１図
ないし第３図は本発明による気相成長装置の例を示す械
略断面図である。ここで１：反応管、２：原料ガス導入
管、３：排気管、４：紫外線ランプ、５：基板加熱ヒー
ター、６：基板ホルダー、７：基板、８：プラズマ発生
用電・ 極、９：プラズマ処理用ガス導入管、１０：
ＲＦ電源、１１：主反応室、１２：プラズマ室、１３：
基板加熱用ランプ、１４：プラズマ引出り用電極、１５
：プラズマ引出用電源 である。 ｔＦ源 半 ３ 口
Claims (1)
- 光化学反応による気相成長装置において、光照射を受け
る主反応室と、それに連結されるプラズマ発生室とを設
け、かつ主反応室側にプラズマ引出し用電極を設け、気
相成長用原料ガスを主反応室に、プラズマ処理用ガスを
プラズマ発生室に導入するようにしたことを特徴とする
気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1125685A JPS61170037A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1125685A JPS61170037A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170037A true JPS61170037A (ja) | 1986-07-31 |
Family
ID=11772856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1125685A Pending JPS61170037A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170037A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910043A (en) * | 1987-07-16 | 1990-03-20 | Texas Instruments Incorporated | Processing apparatus and method |
| US4919077A (en) * | 1986-12-27 | 1990-04-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor producing apparatus |
-
1985
- 1985-01-24 JP JP1125685A patent/JPS61170037A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4919077A (en) * | 1986-12-27 | 1990-04-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor producing apparatus |
| US4910043A (en) * | 1987-07-16 | 1990-03-20 | Texas Instruments Incorporated | Processing apparatus and method |
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