JPS62139335A - 表面清浄化方法 - Google Patents

表面清浄化方法

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JPS62139335A
JPS62139335A JP28035285A JP28035285A JPS62139335A JP S62139335 A JPS62139335 A JP S62139335A JP 28035285 A JP28035285 A JP 28035285A JP 28035285 A JP28035285 A JP 28035285A JP S62139335 A JPS62139335 A JP S62139335A
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徹 辰巳
Hisaaki Aizaki
尚昭 相崎
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコン表面の清浄化方法に関する。
〔従来の技術〕
近年高速バイポーラ素子、マイクロ波用素子あるいは超
格子構造素子などへの応用を目的としてこれまでのシリ
コン薄膜成長技術に比べ、よシ低温で成長が行なわれ、
従って不純物分布を乱すことがほとんどないという特徴
を有する高真空つでのシリコン分子線成長(SiMBE
)技術が盛んに研究開発されている。
この様なシリコン分子線成長技術において、単結晶シリ
コン基板表面の清浄度によりてその上に成長するシリコ
ン膜の結晶性が大きく左右される。
従って基板表面の清浄化方法については、これまでにも
数々の方法が検討されてきた。たとえば、日本電子工業
進行協会による「シリコン新デバイスに関する調査研究
報告書1(1@和57年3月)」52ページから66ペ
ージにr Slの分子線成長技術」と題して発表された
報告においては表面清浄化のための第1の方法として高
真空中で高温加熱する方法、第2の方法としてイオンビ
ームで基板表面をスパッタする方法、第3の方法として
ガリウムビームを照射する方法、さらに第4の方法とし
てレーデ照射を行なう方法が示されている。
また、最近では見方、弁上、高須により、第30回応用
物理学関係連合講演会講演予稿集(昭和58年4月)5
02ページに「超高真空中ウェハー清浄化(2)」と題
して発表された講演において、基板洗浄時に表面に形成
された薄い酸化シリコン膜上にさらにシリコンを極薄く
堆積し、710℃という低温で極薄シリコン膜が薄い酸
化膜と反応し、両方が共に蒸発し清浄な表面が得られる
という方法が第5の方法として示された。また、柏崎、
辰已、津JHCより第45回応用物理学会学術講演会講
演予稿集(昭和59年10月)651ページに「SiM
BEの欠陥密度低減−オゾン処理と成長速度依存性」と
題して発表された講演において新たな第6の方法として
、洗浄の途中で洗浄溶液中にオゾンを含むガスを導入し
、表面の保護酸化膜とシリコン基板界面の汚染を減少さ
せるという方法が示された。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上述べた第1、第3、第4、第5、第6の方法では、
いずれもシリコン基板をあらかじめ洗浄溶液中で洗浄し
ているので、この洗浄段階での清浄化程度が最終的なウ
ェハー清浄化程度に影響を与える。第6の方法では、オ
ゾンの効果によりかなりの汚染が除去でき(100)面
ではシリコン分子線成長によるシリコンエピタキシャル
膜中の欠陥をなくすことができるが、(111)面では
、いまだに102crn−2程度の欠陥かのこる。また
、第2の方法では超高真空内で表面をエツチングでき汚
染除去には有効であるがスパッタによって表面に大きな
ダメージを与えこれを回復させるために高温熱処理を必
要とする、という欠点があった。
本発明の目的は、この様な従来の欠点を除去せしめて、
シリコン分子線により十分良好な結晶性を有するエピタ
キシャル成長膜を得ることができるような、おるいはこ
れに限らず一般の集積回路の製造工程等においても適用
できる表面清浄化方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、少なくとも表面にシリコンを有する基板の表
面清浄化処理方法において、真空内で該シリコン表面を
露出させ、酸素分子線及び紫外光を照射してシリコンの
表面を酸化シリコン層とし、その後加熱して該酸化シリ
コン層を蒸発させることを特徴とする表面清浄化方法で
ある。
〔実施例〕
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
通常のシリコンウェハーは第1図(&)に示す様にシリ
コン基板10の表面には厚さ10数芙の自然酸化シリコ
ン膜20が形成され、この酸化シリコン膜20の表面に
炭素等の汚染不純物30が存在し、また酸化シリコン膜
20とシリコン基板10との界面にも炭素等の汚染不純
物31が存在している。
次に28%アンモニア水と30%過酸化水素水と水とを
1 : 4 : 20の比率で混合し、沸騰した溶液中
でシリコンウェハーを5分ないし10分間洗浄するとア
ンモニア水のエツチング作用と過酸化水素水の酸化シリ
コン膜形成作用とが繰シ返し作用することにより、第1
図(b) K示す様に酸化シリコン膜20は除去され、
新たに表面に炭素等の汚染不純物がごくわずかじか存在
しない良質の酸化シリコン膜21が厚さIOX程度形成
される。このとき酸化シリコン膜20とシリコン基板1
0との界面に存在した炭素等の汚染不純物31は、大部
分除去されるが一部は残存しまた新たに付着することに
よって洗浄前に比べると少なくはなるがあいかわらず存
在する。さらに、空気中にさらされることにより表面に
は汚染物32として炭素が付着する。
次に、1O−10Torr程度の良好な真空度の真空容
器中にて、短時間、例えば1分ないし2分、600℃な
いし850℃に加熱すると、第1図(c)に示す様に前
記酸化シリコン膜21の表面から炭素(汚染物32)が
脱離する。さらに、850℃以上に加熱すると、第1図
(d)に示す様に酸化シリコン膜21が蒸発する。
しかし、界面に存在した炭素汚染物31は脱離せず表面
に残存する。この状態で、基板温度を成長温度である4
00℃ないし800℃に下げ、分子線成長を行なうと表
面に残存する炭素汚染物31を核として結晶欠陥が発生
する。この炭素汚染物31を除去するためには、基板温
度を1200℃以上に上げて表面でシリコンのサーマル
エツチングを起こし、表面を削らなければならない。し
かし、このような高温に上げると基板のドーピンググロ
ファイルを変えてしまい分子線成長の大きな長所である
低温成長という特徴が失われる。
そこで、表面の保護酸化シリコン膜21 t−除去した
後、基板温度を500℃以上に保ち表面に酸素分子線を
照射しながら低圧水銀ラングより2537Xと1849
Xの2波長の紫外光をあてると、第1図(6)に示す様
に表面層は酸化シリコン層40となる。このとき次に示
すような反応が進み表面が酸化される。
02+hν1→0+0 0+02→03 03 + hν2 →0本+ 02 SJ+20 →810□ (λ、= 18491  、 λ2= 25371)こ
の酸化シリコン層40は、基板温度を850℃以上にす
ると蒸発し、結果として基板表面層がエツチングされた
ことになる。このとき表面上に残存する炭素等の汚染物
も表面から脱離し、きわめて清浄な表面が得られる。
次に、この表面清浄化法を実際にシリコン分子線成長に
用いた例についてさらに具体的に説明する。面方位が(
111)で比抵抗が10〜20Ω・口であるP型シリコ
ン基板を、28チアンモニア水と30%過酸化水素水と
水とを1:4:20の比率で混合し、これを沸騰させた
溶液中で10分間洗浄し、欠いで1O−10Torrの
超高真空内で前記第5の方法であるシリコン予備堆積法
を用いて清浄化温度780℃で表面の酸化膜をとった後
、基板温度を成長温度である650℃に下げ、成長室に
装着されている石英製のノズルよシ酸素分子線を10分
間照射する。酸素分圧は1xlOTorr iC保つ。
このとき同時に、合成石英のビューイングポートを通し
て350Wの低圧水銀ランプよp 25371と184
9Xの2波長の紫外光を基板に照射する。このような操
作を行なうことKよって表面上に30Xの酸化シリコン
膜が形成される。ここで、再び前記第5の方法であるシ
リコン予備堆積法を用いて清浄化温度780℃で表面の
酸化シリコン膜を除去する。このときの効果を、その後
のシリコン分子線成長膜の結晶欠陥密度によシ評価した
結果を第1表に示す。すなわち、第1表は1.0μmJ
sのシリコン分子線成長後の試料を通常用いられている
ジルトルエツチングにより結晶欠陥密度を求めた結果で
ある。
第1表 結晶欠陥密度の比較 第1表の結晶欠陥密度の値より、本発明の方法と従来の
方法とを比較して本発明の方法がすぐれていることがわ
かる。
なお、本実施例ではシリコンウェハーを対象としたが、
本発明の方法は表面にのみシリコンが存在するSO8(
Slllcon on 5apphlre)基板や更に
一般にSOI (Silicon on In5ula
tor)基板等にも当然適用できる。
ま九、以上の説明では本発明をシリコン分子線成長技術
における清浄化法に適用した場合を例にとって説明した
が、これに限られるものではなく集積回路製造等のウェ
ハー処理工程に広く一般的に適用できる。
〔発明の効果〕
以上、詳細に述べ念通り、本発明はシリコン表面に酸素
分子線と紫外光を照射し、表面層を酸化シリコン層とし
、しかる後この酸化シリコン層を蒸発させることによっ
てシリコン表面をエツチングするものであり、シリコン
分子線成長法によりエピタキシャル膜を形成すると結晶
欠陥の極めて少ない良質の膜を得ることができ、さらに
分子線成長法に限らず一般の集積回路の製造工程にも適
用できる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b) 、 (cl 、 (d) 
、 (e)は本発明の一実施例を工程順に示すシリコン
ウェハーの模式断面図である。 図において、10・・・シリコン基板、2o・・・酸化
シリコン膜、21・・・洗浄後の酸化シリコン膜、30
゜32・・・酸化シリコン表面の炭素等の汚染不純物、
31・・・酸化シリコン膜とシリコン基板との界面に存
在する炭素等の汚染不純物、4o・・・酸素分子線と紫
外光を照射することによって形成された酸化シリコン膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも表面にシリコンを有する基板の表面清
    浄化方法において、真空内で該シリコン表面を露出させ
    、酸素分子線及び紫外光を照射してシリコンの表面を酸
    化シリコン層とし、その後加熱して該酸化シリコン層を
    蒸発させることを特徴とする表面清浄化方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS649621A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Fujitsu Ltd Surface treatment of semiconductor substrate
US5176756A (en) * 1990-08-29 1993-01-05 Fujitsu Limited Method for fabricating a semiconductor device including a step for cleaning a semiconductor substrate
JPH06224153A (ja) * 1992-11-09 1994-08-12 Internatl Business Mach Corp <Ibm> エッチング方法及び装置
EP0813232A2 (en) * 1996-05-15 1997-12-17 Nec Corporation Method of reducing the amount of carbon in an interface between an epitaxial film and a Si substrate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS649621A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Fujitsu Ltd Surface treatment of semiconductor substrate
US5176756A (en) * 1990-08-29 1993-01-05 Fujitsu Limited Method for fabricating a semiconductor device including a step for cleaning a semiconductor substrate
JPH06224153A (ja) * 1992-11-09 1994-08-12 Internatl Business Mach Corp <Ibm> エッチング方法及び装置
EP0813232A2 (en) * 1996-05-15 1997-12-17 Nec Corporation Method of reducing the amount of carbon in an interface between an epitaxial film and a Si substrate
EP0813232A3 (en) * 1996-05-15 1998-09-02 Nec Corporation Method of reducing the amount of carbon in an interface between an epitaxial film and a Si substrate
US5920795A (en) * 1996-05-15 1999-07-06 Nec Corporation Method for manufacturing semiconductor device

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