JPS6290921A - エピタキシヤル成長方法 - Google Patents

エピタキシヤル成長方法

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Publication number
JPS6290921A
JPS6290921A JP10806486A JP10806486A JPS6290921A JP S6290921 A JPS6290921 A JP S6290921A JP 10806486 A JP10806486 A JP 10806486A JP 10806486 A JP10806486 A JP 10806486A JP S6290921 A JPS6290921 A JP S6290921A
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JP
Japan
Prior art keywords
wafer
silicon
epitaxial growth
high frequency
supplied
Prior art date
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Pending
Application number
JP10806486A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Yamashita
義典 山下
Hiroyuki Aoe
青江 弘行
Takao Hashimoto
孝男 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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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】 イ)腫業上の利用分野 本発明はエピタキシャル成長方法に関する。
口)従来の技術 近年、気相成長法を用いたシリコンのエピタキシャル成
長の研究が広範囲に行なわれている。
ところで、シリコンウェハ上に不純物領域を形成した後
、その上に単結晶のシリコンを成長させる場合やサファ
イア基板上に単結晶シリコンを成長させる場合は、不純
物の拡散を防ぐために低温でエピタキシャル成長を行っ
た方が好ましい。このため従来ではSiH4(シラン]
ガスを用いて例えばAppl、 Phys、 Lett
、 44(3,1,(1984,p346)に示されて
いるように低温でエピタキシャル成長を行りていた。
ハ)発明が解決しようとする問題点 ところで、このようなエピタキシャル成長をする前にウ
ェハ上に付着した自然酸化膜やカーボン等の汚れを除去
しなければならない。こうしたウェハ表面上の洗浄は従
来、ウエノ5i1050〜1200°Cの高温に保ちな
がらH2ガス、HC/ガス下にさらすことにより行われ
ていた。しかし、ウェハを高温にすることにより不純物
の再拡散が生じたり、HCeガスによってシリコン表面
があれるという問題点があった。また、ウェア1表面の
洗耐後、ウェハ温度をエピタキシャル成長温度(例えば
減圧OVD法によるアモルファスシリコンを堆積しての
固相エピタキシャル成長では550〜500”Q)まで
下げる間に再びウェハ表面が汚れ、良好なエピタキシャ
ル成長がされない虞もあった。
二)問題点を解決するための手段 本発明では、不活性ガスに高周波電界を印加してイオン
化するとともに、シリコンウェハ等の基台に一定電圧を
印加して上記イオン化された不活性ガスにより基台表面
をスパッタリング洗浄した後、基台表面にシリコンのエ
ピタキシャル成長をさせている。
ホ)作 用 不活性ガスを高周波電界印加によりイオン化し、このイ
オンをシリコンウェハ1等の基台表面に衝突させること
により、基台表面の洗浄が低温で行える。
へ)実施例 第1図は本発明方法を実施するためのCVD装置を示し
、(11は石英等から成る反応管、を示し、一端にガス
導入管(2)、他端に排気管(3)が設けられている。
(4)はカーホンにSiCをコーティングしたサセプタ
であって、反応管(11外の赤外線ランプ(5)により
加熱されるようになっている。また、このサセプタ(4
)の温度は熱電対(71により計測されるとともに、直
流電源(8)から電圧印加されるようになっている。(
9)は反応管(11のサセプタ(4)位置より上流側に
この反応管(11周囲を巻回するように設けられたコイ
ル、α0)はこのコイル(9)に結ばれた高周波電源を
示し、13.56MHz、 50Wの高周波を発生する
このような装置を用いて、単結晶シリコンのエピタキシ
ャル成長を行う場合について説明する。
まず、基台であるシリコンウェハ)をサセプタ(4)に
配置する。このとき反応管(11内への外気の混入等に
よってクエ・・表面に数十X程度の自然酸化膜が形成は
れる。次にこの排気管(3)から反応管(1)内を例え
ば0.05Torrの真空に引きながら、ガス導入管(
2)から不活性ガスであるアルゴンガスを所定の流は、
例えば500 cc/minで供給するとともに赤外線
ランプ(5)によりウェハを加熱する。ウェハが一定温
度、例えば800°Cに上がった事が熱電対(71で測
定されると、高周波電源(101からコイル(9)に1
3.56MHzの高周波を50Wの出力で供給し、アル
ゴンをイオン化させる。その後、直流電源(8)により
サセプタ(4)を介してウエノ)に−300■の電圧を
印加する。これにより、アルゴンイオンがウェハ表面に
衝突して自然酸化膜はスパッタリング除去される。この
ときの条件におけるエツチング速度は5102映の場合
42A/minである。
自然酸化膜が完全に除去されると、直流電源(8)から
ウェハへの電圧印加を止めるとともにガス導入管(2)
からアルゴンガスの供給を停止する。
その後、ガス導入管(2)からジシラン(Si2H6)
を供給する。このとき上記コイル(91での高周波電界
の発生は継続させて3くとともに上記ウエノ為の温度は
800°Cに保った状態を維持する。こうして供給され
たジシラン(Si2H61はコイル(9)からの高周波
電界により分解されウェハ上へ供給さn1ウエハ上にシ
リコン単結晶層がエピタキシャル成長する。このような
シリコン単結晶層の反応ガスの流量に対応した成長速度
をジシラン(Siza6)、シラン(SiH4)につい
て第2図に示す。これかられかるように′ジシランを用
いた場合、成長速度が速くなり、所定の膜厚のシリコン
層を得るのにウェハの処理時間(加熱時間)も短くなる
。またジシランを9分解する高周波電界発生部よシ下流
側の高周波′電界を受けない箇所でシリコンウェハ上へ
のエピタキシャル成長をせしめるようにしているので欠
陥の少ない成長が行える。面、上述の実施例では自然酸
化膜の除去にアルゴンガスをイオン化させていたが、こ
れは不活性ガスであれば良く、例えばヘリウムガスであ
っても艮い。また、本実施例ではシリコンウェハ上へエ
ピタキシャル成長をする例を示したがこれはサファイア
(AJ203)基板であっても艮い。
第5図は本発明に用いられるさらに異なるaVD装置を
示し、第1図と同一部分には同一符号を付しである。同
図においては、反応管(11をコイル(9)から高周波
電界が与えられる高周波電界発生部(illと赤外線ラ
ンプ(5)により加熱される加熱部α2間に石英の仕切
板(131が設けられるとともにサセプタ(4)及びホ
ルダIを移動する移動治具151を設けている。
従って、このような装置においては、最初高周波電界発
生部Uで上述と1bJ様にガス導入管(2)からアルゴ
ンガスを供給しながら、コイル(9)で高周波電界を発
生するとともにサセプタ(4)上のウェハに−300V
を印加してウェハ上の酸化膜の除去を行う。その後移動
治具(1つでサセプタ(4)を加熱部az側に(第5図
点線のように)移動させた状態にし、ガス導入管(2)
からジシラン(Si2Ht)又はシラン(SiH4)を
供給して高周波電界発生部αυで高周波により分解し、
加熱部(12へ送り、ウェハ上にシリコン単結晶を成長
させる。
このようなCVD装置を用いると加熱部d3と高周波電
界発生部(111は完全に分離されるので、ウェハ上へ
のシリコン層の形成特高周波電界発生部(111の反応
管(1)壁面にシリコンJ―を成長することがない。こ
のためウェハ表面の洗浄時に反応管ill壁に付着した
81粒子がスパッタリングされてウェハ上に付着してし
まうと云う心配はない。
また、上記仕切板0としては石英で形成されたものにつ
いて述べたが電磁シールド効果のある導電材料例えばス
テンレスやステンレスをガラスコートシたもので形成す
ると、ウェハ上へのシリコン層形成時、高周波電界が加
熱部0z側へ供給されず、さらに欠陥の少ないシリコン
層が形成される。
さて、以上シリコンクエバ上に直接単結晶シリコンをエ
ピタキシャル成長させる場合について述べた。次に更に
低いウェハ温度でシリコンのエピタキシャル成長させる
固相エピタキシャル成長について、第1図のCVD装置
に基いて説明する。
シリコンウェハをサセプタ(4)に配置して、反応管(
11内を排気管(3)から排気して10Torr程度の
真空に引く。そしてガス導入管(21から不活性ガスで
あるアルゴンガスを例えば150 cc/min流し、
反応管(11内を0.15Torrの真空度に保ちなが
ら、赤外線ランプ(5)によりウェハを加熱する。
ウェハの温度はアモルファスシリコンを堆積させる温度
500°C(〜550°C)とする。ウェハ温度が安定
したら、高周波電源α0からコイル(9)に周波数13
.56MHzで50W の出力を供給してアルゴンをイ
オン化させる。サセプタ(41を介してウェハに直流電
源(81から一300vの電圧を印加すると、前述と同
様にアルゴンイオンがウェハ表面に衝突して、ウェハ表
面の自然酸化膜やカーボン等の汚れがスパッタリング除
去される。このときのエツチング速度は5i0211Q
の場合10A7minである。
このスパッタリングを10分間行った後、直流電源(8
1からクエへへの電圧印加と、ガス導入管(2)からの
アルゴンガス供給を停止する。コイル(9)での高周波
電界の発生とウェハ温度は保持した状態で、ガス導入管
(2)からはアルゴンガスの供給停止と同時にSiH4
ガスを5cc/min  で反応管[11内に供給する
。供給された5iHaガスは分解され、ウェハ上にアモ
ルファスシリコンとして堆積する。
所定膜厚(例えば1000X)堆積させたら、SiH4
ガスの供給と高層at界の発生を停止させる。そしてガ
ス導入管(2)からH2ガスを反応管(1)内に供給し
て、ランプ(5)によりウェハ温度を600°C(〜9
00°C)に加熱して、所定時間アニールを行う。この
時、反応管(1)内は減圧状態としておく。アニールに
よシ、アモルファスシリコンは固相エピタキシャル成長
して単結晶となる。アモルファスシリコンを堆積させる
のはプラズマOVD法でなく、単なる減圧CVD法でも
よい。
スパッタリングを行うときのウェハ温度は、堆積時のウ
ェハ温度に設定しておくことで、ウェハの洗浄から(、
VDへの切換えがスムーズに行える。
ト)発明の効果 以上述べた如く、本発明エピタキシャル成長方法は、不
活性ガスに高周波電界を印加してイオン化するとともに
、基台(ウェハ)に一定電圧を印加して上記イオン化さ
れた不活性ガスにより基台表面をスパッタリング洗浄し
た後、基台表面にシリコンのエピタキシャル成長をさせ
ているので、基台の洗浄を低温処理で完全に行え、洗浄
から工ピタキシャル成長へ即座に移行される。従フて洗
浄による不純物の再拡散や基台表面のあわを起すことは
なくなる。また、洗浄からエピタキシャル成長へ移行す
る際に、基台表面を汚す虞もなくなり、欠陥の少ない、
良好な単結晶を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明エピタキシャル成長方法を実施するため
のCvD装置の断面模式図、第2図は反応ガスの供給瞳
とシリコン層の成長速度の関係を示す特性図、第3図は
本発明を実施するための他の実施例CtVD装置の断面
模式図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)シリコンウェハ、サファイア基板等から成る基台上
    にシリコンのエピタキシャル成長をせしめるエピタキシ
    ャル成長方法において、不活性ガスに高周波電界を印加
    してイオン化するとともに、上記基台に一定電圧を印加
    して上記イオン化された不活性ガスにより基台表面をス
    パッタリング洗浄した後、基台表面にシリコンのエピタ
    キシャル成長をせしめることを特徴としたエピタキシャ
    ル成長方法。 2)上述のエピタキシャル成長はシリコンの固相エピタ
    キシャル成長であ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成長方法である。
JP10806486A 1985-06-10 1986-05-12 エピタキシヤル成長方法 Pending JPS6290921A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60-125368 1985-06-10
JP12536885 1985-06-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6290921A true JPS6290921A (ja) 1987-04-25

Family

ID=14908399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10806486A Pending JPS6290921A (ja) 1985-06-10 1986-05-12 エピタキシヤル成長方法

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JP (1) JPS6290921A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63288012A (ja) * 1987-05-20 1988-11-25 Sanyo Electric Co Ltd シリコン膜の成長方法
JP2010010513A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理方法及び基板処理装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63288012A (ja) * 1987-05-20 1988-11-25 Sanyo Electric Co Ltd シリコン膜の成長方法
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