JPS62159421A

JPS62159421A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPS62159421A
Application number: JP185786A
Authority: JP
Inventors: Fumitake Mieno; 文健三重野; Yuji Furumura; 雄二古村; Masahiko Toki; 雅彦土岐; Tsutomu Nakazawa; 中沢　努; Kikuo Ito; 伊藤　喜久雄
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-01-07
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1987-07-15
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH0758692B2

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】［概要コジシラン（Ｓｉ２　Ｈｓ　）を反応ガスとして、温度７
００℃気相の減圧中でエピタキシャル成長する。

また、同じ（Ｓｉ２　Ｈ６を反応ガスとして、温度９０
０℃以上の減圧中で選択エピタキシャル成長する。そし
て、低温エピタキシャル成長や選択エピタキシャル成長
の利点を活かす。

［産業上の利用分野］本発明は半導体装置の製造方法のうち、特に、シリコン
のエピタキシャル成長方法に関する。

周知のように、ＩＣなどの半導体装置は極めて微細化さ
れ、高度に集積化されてきた。従って、半導体装置を高
精度に形成することが重要で、それには、例えば、低温
エピタキシャル成長して、高温加熱による悪影響を除去
したり、また、選択エピタキシャル成長して、製造工程
を短縮する等は半導体装置の製造に極めて有効な方法で
ある。

［従来の技術］さて、従来のシリコンエピタキシャル成長法は、反応ガ
スとしてモノシラン（ＳｉＨ４）　、　ジクロールシラ
ン（ＳｉＨ２Ｃ１２）　、）ジクロールシラン（ＳｉＨ
Ｃｌ２　）　、四塩化珪素（ＳｉＣ１４）などを用いて
、半導体基板（ウェハー）を１０００’ｃ以上の高温度
に加熱し、その基板面上にシリコンを成長させる方法が
採られている。且つ、基板加熱の温度は、例えば、５ｉ
ＣＩ４を反応ガスとする場合には、１）５０℃に加熱し
、５ｉ）４２Ｃ１２の場合には約１０５０℃に加熱し、
ＳｉＨ４の場合には約９５０’Ｃに加熱して、常圧また
は減圧中で成長させている。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、例えば、バイポーラ型半導体装置のエピタキ
シャル層を成長する場合、高温度に半導体基板を加熱す
ると、第３図に示す断面図のように、半導体基板１に設
けた高濃度なｎ＋型型埋領領域２らｎ型エピタキシャル
成長Ｎ３に不純物がオートドープ（Ａｕｔｏ　　Ｄｏｐ
ｉｎｇ　：這い上がり）を起こす問題がある。図中の４
がオートドープ領域で、そうすると、ベース領域が狭く
なったり、あるいは、素子分離（アイソレーション）が
困難になる等の不都合がおこる。

また、第４図はバイポーラ型半導体装置を微細化するた
めのベース引出し電極を形成する工程途中の断面図を示
しており、本工程は半導体基板１に５ｉ０２膜５および
Ｓｉ３　Ｎ４膜６を積層した絶縁膜を設け、次に、窓開
けして、窓部分を含む絶縁膜上に半導体層８を成長する
工程であるが、その際、半導体層８は窓部分には単結晶
層がエピタキシャル成長され、絶縁膜上には多結晶層が
成長される。その場合、半導体基板１が高温度に加熱さ
れると、窓部の周縁に結晶欠陥が発生すると云う問題が
ある。また、絶縁膜に５ｔ３Ｎ４膜６を設けているのは
、半導体層８の表面を滑らかにするためである。

その他、半導体基板の高温加熱処理は種々の障害を引き
起こして、歩留や品質上から決して好ましいものではな
い。且つ、最近では、５ｉＨ２Ｃ１２や５ｉＣ１４のよ
うな塩素系の反応ガスを用いて、選択エピタキシャル成
長する方法が提案されているが、この選択成長法も比較
的高温度に基板が加熱処理される。

本発明は、これらの高温処理による問題点を軽減させる
ために、半導体装置の製造方法における低温エピタキシ
ャル成長法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］その目的は、Ｓｉ２　Ｈ６を反応ガスとして、温度７０
０℃以上の減圧気相中でシリコンをエピタキシャル成長
する工程、あるいは、Ｓｉ２　Ｈ６を反応ガスとし、温
度９００℃以上の減圧気相中でシリコンを半導体基板上
に選択的にエピタキシャル成長する工程が含まれる半導
体装置の製造方法によって達成される。

［作用］即ち、本発明は、Ｓｉ２　Ｈ６を反応ガスとして、減圧
中でエピタキシャル成長、または、選択エピタキシャル
成長する方法である。かくして、基板加熱の温度を低く
して、低温エピタキシャル成長すれば、上記の問題点が
軽減される。

［実施例］以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図は本発明にかかるエピタキシャル成長法を適用す
るエピタキシャル成長装置の断面図を示しており、１は
半導体基板、１）は反応チャンバ。

１２は加熱ヒータ、１３は加熱電源、１４は排気口、１
５は反応ガス流入口、１６は水素（Ｈ２）ガス供給口。

１７は５ｉ２ＦＩ６ガス供給口で、１６’、１７”は流
量計である。

このようなエピタキシャル成長装置を用いて、半導体基
板１の加熱温度を７５０℃にし、Ｓｉ２　Ｈ６ガスの流
量を１０ｃｃ／分、Ｈ２ガスの流量を１０２／分にして
、反応チャンバ１）内の減圧度を３　Ｔｏｒｒ程度にす
ると、単結晶層をエピタキシャル成長することができる
。この基板加熱温度は７００℃以上が適当で、それより
低いと多結晶化される。

また、同様の成長装置を用いて、同様の流量。

同様の減圧度で、基板加熱温度を９００”Ｃ以上にする
と、単結晶層が絶縁膜上には被着せず、半導体基板１上
にのみ被着する、所謂、選択エビタキシャル成長が得ら
れる。第２図は選択成長工程の断面図を示しており、１
は半導体基板、５は５ｉ０２膜（絶縁膜）、１０はエピ
タキシャル成長した単結晶層である。

このように、本発明によれば、塩素系反応ガスを用いる
ことなく、従来は１０００〜１）５０℃であった基板加
熱温度を、１０００℃以下の低温度にして選択的にエピ
タキシャル成長できる。

さて、上記のように、全面エピタキシャル成長および選
択エピタキシャル成長のいずれにしても、このような低
温エピタキシャル成長法を採れば半導体基板は一層高精
度化できる。例えば、第３図に示したエピタキシャル成
長工程では、埋込領域２からのオートドープが減少して
、オートドープ領域４が小さくなり、エピタキシャル成
長層の有効幅が高精度に形成されて、半導体素子が更に
高精度化される。

また、第４図に示した工程例では、窓部周縁の結晶欠陥
が減少して、且つ、成長した半導体層８の表面が平滑化
される。この第３図の工程例における、半導体層の表面
平滑化は必要であり、そのため、従来、Ｓｉ３Ｎ４膜６
を被覆した絶縁膜を設けていたが、本発明による成長法
を適用すれば、Ｓｉ３Ｎ４膜６を被覆しなくても、平滑
な表面が得られ、工程を簡略化することができる。

その他、基板加熱の低温化に伴う種々の利点が得られる
ことは云うまでもない。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明によればエピタ
キシャル成長層が低温度で形成できるため、ＬＳＩなど
、微細ＩＣの品質並びに歩留の改善に大きく貢献するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関わりあるエピタキシャル成長装置の
概要図、第２図は選択エピタキシャル成長工程の断面図、第３図
は従来の問題点である埋没領域からのオートドープを示
す断面図、第４図は従来の問題点であるベース引出し電極工程の断
面図である。図において、ｌは半導体基板、　　　２はｎ＋型型埋領領域３はエピ
タキシャル成長層、４はオートドープ領域、５は５ｉ０２膜、６はＳｉ３Ｎ
４膜、　　　　８，１０は半導体層、１）は反応チャン
バ、　　１２は加熱ヒータ、１３は加熱電源、　　　　
１４は排気口、１５は反応ガス流入口、　１６はＨ２ガ
ス供給口、１７はＳｉ２Ｈ６ガス供給口、１６’、１７’は流量計オしセ１月１；闇ｈすｈシｒピタ杉ヤルβｈ受）契１を
第１図１才に１：ご１７Ａｋル八°長ｒネＬの心寵酌コ＠２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ジシラン（Ｓｉ＿２Ｈ＿６）を反応ガスとして、
温度７００℃以上の減圧気相中でシリコンをエピタキシ
ャル成長する工程が含まれてなることを特徴とする半導
体装置の製造方法。
（２）ジシラン（Ｓｉ＿２Ｈ＿６）を反応ガスとして、
温度９００℃以上の減圧気相中でシリコンを半導体基板
上に選択的にエピタキシャル成長する工程が含まれてな
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。