JPS62136814A - エピタキシヤル膜の成長方法 - Google Patents
エピタキシヤル膜の成長方法Info
- Publication number
- JPS62136814A JPS62136814A JP27676085A JP27676085A JPS62136814A JP S62136814 A JPS62136814 A JP S62136814A JP 27676085 A JP27676085 A JP 27676085A JP 27676085 A JP27676085 A JP 27676085A JP S62136814 A JPS62136814 A JP S62136814A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- plasma
- epitaxial film
- single crystal
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体層のエビタギシへ１ル成長法に係リ、特
にプラズマによる反応の促進効果を利用して、１０００
℃以下の位温で単結晶半導体層を成長させるのに好適な
エピタキシャル膜の成長方法に関する。
にプラズマによる反応の促進効果を利用して、１０００
℃以下の位温で単結晶半導体層を成長させるのに好適な
エピタキシャル膜の成長方法に関する。
単結晶半導体基板上に、それと同じ結晶方位の単結晶半
導体層を成長させる技術であるエピタキシャル成長法は
、バイポーラＩ Ｃ（ＴｎｔｓｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕ
ｉｔ）ではコレクタ領域を作る方法として使われてきた
。また、ＣＭＯ３（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅ
ｔａｌＯｘｉｄｅ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ）
トランジスタにおいても、素子寸法の微細化に伴うラッ
チアップの発生を抑えるためにエピタキシャル基板を使
用することが検討されている。
導体層を成長させる技術であるエピタキシャル成長法は
、バイポーラＩ Ｃ（ＴｎｔｓｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕ
ｉｔ）ではコレクタ領域を作る方法として使われてきた
。また、ＣＭＯ３（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅ
ｔａｌＯｘｉｄｅ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ）
トランジスタにおいても、素子寸法の微細化に伴うラッ
チアップの発生を抑えるためにエピタキシャル基板を使
用することが検討されている。
これまで、エピタキシャル成長には、モノシラン（Ｓｉ
Ｈ４）等の熱分解反応や四塩化ケイ素（ＳｉＣＱ ４）
の水素による還元反応が利用されてきた。ＳｉＣＱ ａ
を用いたエビキシャル成長では、二酸化ケイ素（Ｓｉｆ
ｔ）等の酸化膜の上には半導体層が成長しないという選
択性があるため、特殊な形状を作ることが可能となる。
Ｈ４）等の熱分解反応や四塩化ケイ素（ＳｉＣＱ ４）
の水素による還元反応が利用されてきた。ＳｉＣＱ ａ
を用いたエビキシャル成長では、二酸化ケイ素（Ｓｉｆ
ｔ）等の酸化膜の上には半導体層が成長しないという選
択性があるため、特殊な形状を作ることが可能となる。
これらの反応は一般に１１００〜１３００℃という４閣
を必要とし、特に５ｊＣＱ４は他のガスに比べて反応し
にくいためより高い温度を必要とするここのため、エピ
タキシャル成長中に、不純物を高Ｓ度に含む層（バイポ
ーラＩＣの埋込層などがその例である。）から不純物が
気化し、それがエピタキシャル成長層に混入するオート
ドーピングと呼ばれる現象や、高濃度不純物層からエピ
タキシャル層に向かって不純物が拡散するアウトディフ
ュージョンと呼ばれる現象が起こる。これらはエピタキ
シャル層の抵抗値を変化させ、急峻な不純物分布の形成
を妨げるという点で好ましくない現象である。
を必要とし、特に５ｊＣＱ４は他のガスに比べて反応し
にくいためより高い温度を必要とするここのため、エピ
タキシャル成長中に、不純物を高Ｓ度に含む層（バイポ
ーラＩＣの埋込層などがその例である。）から不純物が
気化し、それがエピタキシャル成長層に混入するオート
ドーピングと呼ばれる現象や、高濃度不純物層からエピ
タキシャル層に向かって不純物が拡散するアウトディフ
ュージョンと呼ばれる現象が起こる。これらはエピタキ
シャル層の抵抗値を変化させ、急峻な不純物分布の形成
を妨げるという点で好ましくない現象である。
エピタキシャル反応温度を低下させるためには、使用す
るガスを変えるのが最も簡単な方法である。
るガスを変えるのが最も簡単な方法である。
例各ば、ＳｉＣＱ ａのＣＱをＩ（で置換したＳｉＨｃ
Ｑｇ。
Ｑｇ。
Ｓｉｔ（ｚｃ Ｑ ｚ、 ５ｉ）Ｉａの順で反応温度が
下がり、ＳｉＨ４の熱分解ではＳｉＣＱ ａの還元法に
比べて約１００℃低い温度でエピタキシャル成長が起こ
る。しかし、５ｉＨａの熱分解だけでは選択エピタキシ
ャル成長は起らず、しかも、気相反応によるＳｉの形成
が起こりやすくなるという問題がある。
下がり、ＳｉＨ４の熱分解ではＳｉＣＱ ａの還元法に
比べて約１００℃低い温度でエピタキシャル成長が起こ
る。しかし、５ｉＨａの熱分解だけでは選択エピタキシ
ャル成長は起らず、しかも、気相反応によるＳｉの形成
が起こりやすくなるという問題がある。
ところで、最近、導電型の違う半導体層を数十ｎｍ膜序
で積層させろために、エピタキシャル温度を不純物拡散
を抑えられる８００℃以下にしたいという要求がでてき
た。これは、いわゆる超格子構造という新しい半導素子
を実現するためである。この要求に対して、Ｍ Ｂ Ｅ
（Ｍｏ１．ｅｃｕｌａｒ ＲｅａｍＲｐｉｔａｘｔ）
やＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｑｉｔｉｏｎ ）と呼ば
れる低温エピタキシャル法が提案されている。ここで、
ＭＢＥ法はＬ Ｏ−”ｔｏｒｒ以下の超高真空のもとで
、汚染物のない清浄な単結半導体基板表面に半導体元素
を蒸着しなからエピタキシャル成長させるものである。
で積層させろために、エピタキシャル温度を不純物拡散
を抑えられる８００℃以下にしたいという要求がでてき
た。これは、いわゆる超格子構造という新しい半導素子
を実現するためである。この要求に対して、Ｍ Ｂ Ｅ
（Ｍｏ１．ｅｃｕｌａｒ ＲｅａｍＲｐｉｔａｘｔ）
やＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｑｉｔｉｏｎ ）と呼ば
れる低温エピタキシャル法が提案されている。ここで、
ＭＢＥ法はＬ Ｏ−”ｔｏｒｒ以下の超高真空のもとで
、汚染物のない清浄な単結半導体基板表面に半導体元素
を蒸着しなからエピタキシャル成長させるものである。
また、ＭＯＣＶｌｌは有機金属の分解反応を利用したも
のである。これらの方法によってＳｉにおいても８００
℃以下゛３ｐエピタキシャル成長が可能となり、急峻な
ネジ 鈍物分布の半導体層を得ることができる。しかし、前述
したように、ＭＢＥ法では１０−”ｔｏｒｒ以下という
超高真空を必要とするため、非常に高価な超高真空装置
を必要とするという欠点がある。また。
のである。これらの方法によってＳｉにおいても８００
℃以下゛３ｐエピタキシャル成長が可能となり、急峻な
ネジ 鈍物分布の半導体層を得ることができる。しかし、前述
したように、ＭＢＥ法では１０−”ｔｏｒｒ以下という
超高真空を必要とするため、非常に高価な超高真空装置
を必要とするという欠点がある。また。
この方法は、本質的には蒸着という物理的反応を利用し
ているため、選択エピタキシャル成長は起こり得す、酸
化物等の非晶質材料の上には多結晶層が成長してしまう
。ＭＯＣＶＤ法では化学的反応を利用してはいるものの
、使用する物質が有機金属という有毒物質であるため、
取扱いに際しては細心の注意を要する。
ているため、選択エピタキシャル成長は起こり得す、酸
化物等の非晶質材料の上には多結晶層が成長してしまう
。ＭＯＣＶＤ法では化学的反応を利用してはいるものの
、使用する物質が有機金属という有毒物質であるため、
取扱いに際しては細心の注意を要する。
温度は下げなからも反応自体は促進させる方法として、
古くからガス等を放電させたプラズマを用いる方法があ
る。エピタキシャル成長に関しても、３４Ｈａのプラズ
マを用いる方法がＲ，Ｒｅ１ｆの１シリコン工ピタキシ
ヤル層のＰＥＣＶＤ（Ｐ］、ａｓ＋＋＋ａ −Ｆ、ｎｈ
ａｎｃｅｄ ＣｈＯｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
Ｓ、ｉ、ｔ、ｉｏｎ ｏｆ ５ｉＲｐｉａｘｉａｌ Ｌ
ａｙｅｒｓ） 、ジャーナル・オブ・エレクトロケミカ
ル・ソサイエテイ（Ｊ 、 Ｈ］ｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、
５ｏｃ）Ｖｏｌ。
古くからガス等を放電させたプラズマを用いる方法があ
る。エピタキシャル成長に関しても、３４Ｈａのプラズ
マを用いる方法がＲ，Ｒｅ１ｆの１シリコン工ピタキシ
ヤル層のＰＥＣＶＤ（Ｐ］、ａｓ＋＋＋ａ −Ｆ、ｎｈ
ａｎｃｅｄ ＣｈＯｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏ
Ｓ、ｉ、ｔ、ｉｏｎ ｏｆ ５ｉＲｐｉａｘｉａｌ Ｌ
ａｙｅｒｓ） 、ジャーナル・オブ・エレクトロケミカ
ル・ソサイエテイ（Ｊ 、 Ｈ］ｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、
５ｏｃ）Ｖｏｌ。
１３１、Ｎｏ、４ ＰＰ２４３０．−２４３５．（１９
４８）’に論じられている。しかし、従来のｄａ放屯や
ＲＦ放電を利用したプラズマ発生方法では、高電圧を印
加するための電極がプラズマと接触しているために、こ
れらがスパッタされて基板面を汚染してエピタキシャル
成長の妨げになったり膜中に不純物として取込まれたり
するなどの不都合が起る。また、プラズマ密度が低いた
めに、ＳｉＣＱ ４などのように分解しにくい材料は使
用できず、プラズマと基板との化学反応を利用している
にもかかわらず選択エピタキシャル成長などは行えなか
った。
４８）’に論じられている。しかし、従来のｄａ放屯や
ＲＦ放電を利用したプラズマ発生方法では、高電圧を印
加するための電極がプラズマと接触しているために、こ
れらがスパッタされて基板面を汚染してエピタキシャル
成長の妨げになったり膜中に不純物として取込まれたり
するなどの不都合が起る。また、プラズマ密度が低いた
めに、ＳｉＣＱ ４などのように分解しにくい材料は使
用できず、プラズマと基板との化学反応を利用している
にもかかわらず選択エピタキシャル成長などは行えなか
った。
本発明の目的はエピタキシャル層の成長において、マイ
クロ波と磁界の重畳によって電極のない状態で、しかも
、従来の放電方式に比べて密度の高いプラズマを作り、
このプラズマと基板との反応を利用して低温で高品質な
エピタキシャル膜を成長させる技術を提供することにあ
る。
クロ波と磁界の重畳によって電極のない状態で、しかも
、従来の放電方式に比べて密度の高いプラズマを作り、
このプラズマと基板との反応を利用して低温で高品質な
エピタキシャル膜を成長させる技術を提供することにあ
る。
従来のプラズマを用いたエピタキシャル成長法では、上
述したようにプラズマ発生源としてｄＣ放電や１３．５
６ＭＨｚのＲＦ放電が用いられてきた。
述したようにプラズマ発生源としてｄＣ放電や１３．５
６ＭＨｚのＲＦ放電が用いられてきた。
ｄｃ放電や容量結合型のＲＦ放電では、希薄な状態にあ
る反応性ガスに高電圧を印加するための電極がプラズマ
と接触している。このため、電極がスパッタされて基板
表面に汚染物層を形成し、エピタキシャル成長を妨げる
。また、それらの汚染物は成長しつつある半導体層にも
取り込まれる。
る反応性ガスに高電圧を印加するための電極がプラズマ
と接触している。このため、電極がスパッタされて基板
表面に汚染物層を形成し、エピタキシャル成長を妨げる
。また、それらの汚染物は成長しつつある半導体層にも
取り込まれる。
また、これらの放電方式で得られるプラズマ密度は１０
９／ｃ１１８であるため、Ｓ ｊ、 ＣＱ ａやＳｉＦ
＋などのように反応しにくい材料を効率よくプラズマ化
することは難かしい、また、５ｉＨａ等の放電しやすい
ガスを用いた場合でも、放電圧力が１Ｏ−１ｔｏｒｒと
比較的高いために気相反応による膜形成が起こり、良質
なエビキシャル膜の成長ができない。
９／ｃ１１８であるため、Ｓ ｊ、 ＣＱ ａやＳｉＦ
＋などのように反応しにくい材料を効率よくプラズマ化
することは難かしい、また、５ｉＨａ等の放電しやすい
ガスを用いた場合でも、放電圧力が１Ｏ−１ｔｏｒｒと
比較的高いために気相反応による膜形成が起こり、良質
なエビキシャル膜の成長ができない。
これらの問題を解決するために、本発明においては、マ
イクロ波と磁場を重畳させた放電方式を用いて無電極で
プラズマを発生させ、しかも、磁場の作用による電子サ
イクロトン共鳴によって高密度プラズマを得ている。こ
のため１０−’ｔｏｒｒ以下の圧力で、５ｉＣＱａ等の
材料でも安定したプラズマを得ることかで貴る。しかも
プラズマは磁場によって絞られているために、容器がス
パッタされることによる試料表面の汚染はない、また、
プラズマ中の荷電粒子はシースにかかる電界によって２
０ｅＶ程度に加速された状態で照射されるために、緻密
な膜の形成ができる。
イクロ波と磁場を重畳させた放電方式を用いて無電極で
プラズマを発生させ、しかも、磁場の作用による電子サ
イクロトン共鳴によって高密度プラズマを得ている。こ
のため１０−’ｔｏｒｒ以下の圧力で、５ｉＣＱａ等の
材料でも安定したプラズマを得ることかで貴る。しかも
プラズマは磁場によって絞られているために、容器がス
パッタされることによる試料表面の汚染はない、また、
プラズマ中の荷電粒子はシースにかかる電界によって２
０ｅＶ程度に加速された状態で照射されるために、緻密
な膜の形成ができる。
以下、本発明の一実施例を第１図より説明する。
［実施例１］
まず、５ｊＨａの分解によるＳｉのエピタキシャル成長
に本発明を実施した例について述る。
に本発明を実施した例について述る。
単結晶基板上にエピタキシャル成長させるためには、Ｃ
ＶＤ法、ＭＢＥ法、プラズマを使用する本方法などすべ
てにおいて、酸化物やカーボン等の不純物層がまったく
ない基板表面を実現しなければならない。プラズマを用
いる従来の方法では、アルゴンイオンによるスパッタク
リーニングが主に用いられてきた。しかし、このスパッ
タクリーニングでは逆に表面をカーボン等で汚染してし
まう可能性がある。
ＶＤ法、ＭＢＥ法、プラズマを使用する本方法などすべ
てにおいて、酸化物やカーボン等の不純物層がまったく
ない基板表面を実現しなければならない。プラズマを用
いる従来の方法では、アルゴンイオンによるスパッタク
リーニングが主に用いられてきた。しかし、このスパッ
タクリーニングでは逆に表面をカーボン等で汚染してし
まう可能性がある。
そこで、ＨＣＱ等のプラズマによる表面不純物層のエツ
チングが有効な方法として考えられるが、従来の放電方
式ではかえってプラズマによる基板へのダメージが大き
く、清浄表面を得るのには必ずしも適切な方法ではない
、一方、本発明に用いた放電方法においては、イオン等
の荷電粒子の運動エネルギーは２０ｅＶ以下というよう
に従来の放電方法において得られる値に比べて１衝程度
小さいため、基板に損傷を与えることなく反応を起こさ
せることができる。
チングが有効な方法として考えられるが、従来の放電方
式ではかえってプラズマによる基板へのダメージが大き
く、清浄表面を得るのには必ずしも適切な方法ではない
、一方、本発明に用いた放電方法においては、イオン等
の荷電粒子の運動エネルギーは２０ｅＶ以下というよう
に従来の放電方法において得られる値に比べて１衝程度
小さいため、基板に損傷を与えることなく反応を起こさ
せることができる。
第１図に示した装置を用いて、まず、ガスボンベ（１７
）より流量計（１６）、バルブ（１５）を通して真空容
器（１０）内にＩ Ｘ ］、 Ｏ−’Ｔｏｒｒ以下の圧
力でＨＣＱ等のＳｉに対して腐食性のあるガスを流す。
）より流量計（１６）、バルブ（１５）を通して真空容
器（１０）内にＩ Ｘ ］、 Ｏ−’Ｔｏｒｒ以下の圧
力でＨＣＱ等のＳｉに対して腐食性のあるガスを流す。
このガスは、マグネトロン（１）より発生し、アイソレ
ーター（２）、パワーモニター（３）を経て、導波管（
４）によって石英製の放電管（５）まで導かれた２、４
５ＧＨｚのマイクロ波と、電磁石（６）との作用によっ
て放電する。
ーター（２）、パワーモニター（３）を経て、導波管（
４）によって石英製の放電管（５）まで導かれた２、４
５ＧＨｚのマイクロ波と、電磁石（６）との作用によっ
て放電する。
この時、放電管内のある領域に８７５ガウスの磁場強度
が存在すると、電子サイクロトロン共鳴現象が起こり、
高密度のプラズマ（８）が得られる。
が存在すると、電子サイクロトロン共鳴現象が起こり、
高密度のプラズマ（８）が得られる。
このプラズマは磁界によって絞られたまま、放電管に対
向する単結晶基板（７）まで輸送される。
向する単結晶基板（７）まで輸送される。
基板を保持する治具には加熱機閘が備わっているが、表
面洗浄時には特に加熱する必要はない。表面洗浄時の処
理条件は、マイクロ波パワー：１５０Ｗ、ＨＣＱガス圧
カニ ｌＸｌ０一番Ｔｏｒｒである。
面洗浄時には特に加熱する必要はない。表面洗浄時の処
理条件は、マイクロ波パワー：１５０Ｗ、ＨＣＱガス圧
カニ ｌＸｌ０一番Ｔｏｒｒである。
なお、真空容器の内壁は、腐食性ガスと直接接触しない
ように石英カバー（９）で被っである。
ように石英カバー（９）で被っである。
単結晶基板（７）表面の表面構造を、電子線回折等を用
いてその場ｍ察した結果、プラズマ洗浄の前には自然酸
化膜の存在が［０されたが、洗浄後にはその酸化膜が消
滅していることが確認された。
いてその場ｍ察した結果、プラズマ洗浄の前には自然酸
化膜の存在が［０されたが、洗浄後にはその酸化膜が消
滅していることが確認された。
放電を止めＨ（１１ガスの供給を停止して、容器内を再
び１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空にしたのち、Ｓｉを含有
するガス（１４）を流してエピタキシャル成長を行う。
び１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空にしたのち、Ｓｉを含有
するガス（１４）を流してエピタキシャル成長を行う。
本実施例で使用したガスは水素で希釈した５ｉＨａであ
る。ガス圧力は２×１０一番Ｔｏｒｒ、マイクロ波のパ
ワーは２００Ｗである。基板加熱にはハロゲランプを使
用し、エピタキシャル成長時には８００″Ｃ程度に加熱
した。
る。ガス圧力は２×１０一番Ｔｏｒｒ、マイクロ波のパ
ワーは２００Ｗである。基板加熱にはハロゲランプを使
用し、エピタキシャル成長時には８００″Ｃ程度に加熱
した。
また、エピタキシャル膜内に不純物を導入したい場合に
は、ホスフィン（ＰＨ３）やジボラン（ＢｚＨｅ）等を
ボンベ（１８）から供給してやればよい。
は、ホスフィン（ＰＨ３）やジボラン（ＢｚＨｅ）等を
ボンベ（１８）から供給してやればよい。
成長した膜の結晶構造を電子線回折等でその場ｗ１察し
た結果、基板と同じ方位の単結晶膜であることを確認し
た。また、膜厚の測定から、成長速度は約５０ｎｍであ
ることがわかった。
た結果、基板と同じ方位の単結晶膜であることを確認し
た。また、膜厚の測定から、成長速度は約５０ｎｍであ
ることがわかった。
［実施例２］
次に、Ｓｉ０ｇ上でのＳｉの核形成を遅らせる効果のあ
る元素を含有するガス等を使用して、Ｓｉを選択的にエ
ピタキシャル成長させた例について述べる。基板として
、単結晶Ｓｉ基板（２１）上にＳ ｉ Ｏｘ膜（２２）
を形成し、その一部を開口し下地のＳｉ基板を露出させ
た第２図（ａ）のような形状のものを使用した。単結晶
Ｓｉ基板の結晶方位は（１００）、ＳｉＯｘの膜厚は５
００ｎｍである。このＳｉＯｘ膜は熱酸化法で形成し、
開口にはＨＦ溶液を用いた。
る元素を含有するガス等を使用して、Ｓｉを選択的にエ
ピタキシャル成長させた例について述べる。基板として
、単結晶Ｓｉ基板（２１）上にＳ ｉ Ｏｘ膜（２２）
を形成し、その一部を開口し下地のＳｉ基板を露出させ
た第２図（ａ）のような形状のものを使用した。単結晶
Ｓｉ基板の結晶方位は（１００）、ＳｉＯｘの膜厚は５
００ｎｍである。このＳｉＯｘ膜は熱酸化法で形成し、
開口にはＨＦ溶液を用いた。
この基板を第１図の装置に装着し、エピタキシャル成長
を行うが、基板の前処理等は実施例１で述べた方法を用
いた。
を行うが、基板の前処理等は実施例１で述べた方法を用
いた。
ソース材料として５ｉＣＱ＋を用いたがこれは室温では
液体であるため、第１図に示したように、水素ガス（１
３）をＳ ｉ ＣＱ ａの飽和器（１２）を通す必要が
ある。しかし、ジクロルシラン（ＳｉｌｈＣＱ ｚやト
リクロルシラン（ＳｉｔｌＣＱ ｓ）を用いれば、この
ような飽和器を用いる必要はない。
液体であるため、第１図に示したように、水素ガス（１
３）をＳ ｉ ＣＱ ａの飽和器（１２）を通す必要が
ある。しかし、ジクロルシラン（ＳｉｌｈＣＱ ｚやト
リクロルシラン（ＳｉｔｌＣＱ ｓ）を用いれば、この
ような飽和器を用いる必要はない。
ＳｉＣＱ ４はＨｚの混合比によってＳｉの堆積ばかり
でなくエツチングも起こる。本実施例では、５ＬＣＯ，
ｉとＨｚのモル比で０．０５程度のものを用いた。放電
時の圧力は２ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、マイクロ波のパ
ワーは１５０Ｗである。
でなくエツチングも起こる。本実施例では、５ＬＣＯ，
ｉとＨｚのモル比で０．０５程度のものを用いた。放電
時の圧力は２ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ、マイクロ波のパ
ワーは１５０Ｗである。
その結果、第２図（ｂ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板
が露出している部分にのみ約４０ｎｍ単結晶Ｓｉ膜（２
３）を成長させることができた６基板部度は８００℃で
ある。
が露出している部分にのみ約４０ｎｍ単結晶Ｓｉ膜（２
３）を成長させることができた６基板部度は８００℃で
ある。
ヒ述したように、本発明を用いれば、８００℃という従
来の方法に比べて、はるかに低い温度でのエピタキシャ
ル成長が可能となる。また、ＭＩＩＥ法などの低温エピ
タキシャル成長法と比較しても、超高真空を必要としな
い化学反応を利用しているために選択的なエピタキシャ
ル成長ができるなどの優れて特徴を有している。このた
め。
来の方法に比べて、はるかに低い温度でのエピタキシャ
ル成長が可能となる。また、ＭＩＩＥ法などの低温エピ
タキシャル成長法と比較しても、超高真空を必要としな
い化学反応を利用しているために選択的なエピタキシャ
ル成長ができるなどの優れて特徴を有している。このた
め。
高濃度不純物層の上にエピタキシャル成長させても、オ
ートドーピングやアウトデイフユージゴンのまったくな
い、急峻な不純物分布が実現できる。
ートドーピングやアウトデイフユージゴンのまったくな
い、急峻な不純物分布が実現できる。
また、この方法はＳｉ以外の元素を用いたエピタキシャ
ル成長にも同じように応用できる。
ル成長にも同じように応用できる。
第１図は本発明で実施したエピタキシャル成長装置の概
略図、第２図（ａ）は選択エピタキシャル成長を行う前
の基板断面図、第２図（ｂ）は選択エピタキシャル成長
後の基板断面図６」・・・マグネトロン、２・・・アイ
ソレーター、３・・・パワーモニター、４・・・半波管
、５・・・放Ｗｉ管、６・・・電磁石、７・・・単結晶
基板、８・・・プラズマ、９・・・石英カバー、１０・
・・真空容器、１１・・・ガス導入管、１２・・・飽和
器、１３・・・水素ガス、１４・・・水素希釈ＳｉＨ４
，１５・・・バルブ、１６・・・流量計、１７・・・Ｈ
ｃＱ、】８・・・ドーピングガス、２１・・・単結晶Ｓ
ｉ基板、２２・・・５ｉＯｚ、２３・・・エピタキシャ
ル成長膜。
略図、第２図（ａ）は選択エピタキシャル成長を行う前
の基板断面図、第２図（ｂ）は選択エピタキシャル成長
後の基板断面図６」・・・マグネトロン、２・・・アイ
ソレーター、３・・・パワーモニター、４・・・半波管
、５・・・放Ｗｉ管、６・・・電磁石、７・・・単結晶
基板、８・・・プラズマ、９・・・石英カバー、１０・
・・真空容器、１１・・・ガス導入管、１２・・・飽和
器、１３・・・水素ガス、１４・・・水素希釈ＳｉＨ４
，１５・・・バルブ、１６・・・流量計、１７・・・Ｈ
ｃＱ、】８・・・ドーピングガス、２１・・・単結晶Ｓ
ｉ基板、２２・・・５ｉＯｚ、２３・・・エピタキシャ
ル成長膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体構成元素を少なくとも一種類以上含有するガ
スを放電して得たプラズマを、該プラズマと同一の容器
内に存在する単結晶基板に接触させ該ガスの分解によつ
て発生した半導体元素を、該単結晶速板の結晶方位と等
しくなるように成長させることを特徴とするエピタキシ
ヤル膜の成長方法。 ２、上記のエピタキシャル膜の成長方法において、該単
結晶基板として表面の一部を二酸化ケイ素等の絶縁膜で
覆つたものを用い、該放電ガスとしては半導体構成元素
および該絶縁膜に対して半導体層の核成長を抑える効果
のある元素を少なくとも一種類の以上含有するものを用
いて、単結晶表面が露出した部分にのみ単結晶層を成長
させることを特徴とする特許請求範囲第１項記載のエピ
タキシャル膜の成長方法。 ３、上記のエピタキシャル膜の成長方法において、２．
４５ＧＨｚもしくはそれに近い周波数のマイクロ波と、
８５０〜１０００ガウス程度の磁場を重畳させ、電子サ
イクロトロン共鳴を利用して該ガスを放電させることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエピタキシャル
膜の成長方法。 ４、上記のエピタキシャル膜の成長方法において、該ガ
スの圧力を磁場によつて絞り、該プラズマを閉じ込める
容器の器壁から離し、器壁のスパッタによる該単結晶基
板表面の汚染を防ぐことを特徴とする特許請求範囲第１
項記載のエピタキシャル膜の成長方法。 ５、上記のエピタキシャル膜の成長方法において、該ガ
スの圧力を一パスカル以下として、気相中での半導体の
成長を抑え、該プラズマと接触する該単結晶基板表面上
でのみ半導体を成長させることを特徴とする特許請求範
囲第１項記載のエピタキシャル膜の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27676085A JPS62136814A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | エピタキシヤル膜の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27676085A JPS62136814A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | エピタキシヤル膜の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136814A true JPS62136814A (ja) | 1987-06-19 |
Family
ID=17573966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27676085A Pending JPS62136814A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | エピタキシヤル膜の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62136814A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09190979A (ja) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Nec Corp | 選択シリコンエピタキシャル成長方法及び成長装置 |
| JP2012039114A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Imec | 半導体材料の選択堆積方法 |
-
1985
- 1985-12-11 JP JP27676085A patent/JPS62136814A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09190979A (ja) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Nec Corp | 選択シリコンエピタキシャル成長方法及び成長装置 |
| US6107197A (en) * | 1996-01-10 | 2000-08-22 | Nec Corporation | Method of removing a carbon-contaminated layer from a silicon substrate surface for subsequent selective silicon epitaxial growth thereon and apparatus for selective silicon epitaxial growth |
| JP2012039114A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Imec | 半導体材料の選択堆積方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0536664B1 (en) | A method for forming a thin film | |
| US4123316A (en) | Plasma processor | |
| JP3086719B2 (ja) | 表面処理方法 | |
| JP3027968B2 (ja) | 成膜装置 | |
| KR101321424B1 (ko) | 반도체 소자의 표면 처리 및 박막 성장 방법, 그리고 이를 구현하는 표면 처리 및 박막 성장 장치 | |
| Liu et al. | Periodical ripening for MOCVD growth of large 2D transition metal dichalcogenide domains | |
| Xia et al. | Wafer‐scale single‐crystalline MoSe2 and WSe2 monolayers grown by molecular‐beam epitaxy at low‐temperature—the role of island‐substrate interaction and surface steps | |
| Mori et al. | High-rate growth of epitaxial silicon at low temperatures (530–690° C) by atmospheric pressure plasma chemical vapor deposition | |
| US5478400A (en) | Apparatus for fabricating semiconductor devices | |
| JPH1154441A (ja) | 触媒化学蒸着装置 | |
| JP2002539327A (ja) | 基板表面への金属酸化物の化学的気相成長法による成膜方法および装置 | |
| JP2974376B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| Racanelli et al. | Alternate Surface Cleaning Approaches for Ultra High Vacuum Chemical Vapor Deposition Epitaxy of Si and Ge x Si1− x | |
| JPH07106266A (ja) | ダイアモンド半導体の製造方法 | |
| US6661075B2 (en) | Abrupt pn junction diode formed using chemical vapor deposition processing | |
| JPS62136814A (ja) | エピタキシヤル膜の成長方法 | |
| JP2004519108A (ja) | 部材製造方法と真空処理システム | |
| JPH01321625A (ja) | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 | |
| JP3480448B2 (ja) | エピタキシャルＳｉの高速成膜方法 | |
| JPS63282274A (ja) | 化学的気相成長装置およびその使用方法 | |
| JPH0252422A (ja) | 薄膜製造方法及び装置 | |
| JPS6348817A (ja) | エピタキシヤル成長方法 | |
| JP3240305B2 (ja) | 固体の選択成長方法 | |
| JPH07307332A (ja) | 表面清浄化法および薄膜形成法 | |
| Raynaud et al. | Hydrogen plasma treatment of silicon surfaces studied by in-situ spectroscopic ellipsometry |