JPS63179514A - 分子線結晶成長法 - Google Patents
分子線結晶成長法Info
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- JPS63179514A JPS63179514A JP1267187A JP1267187A JPS63179514A JP S63179514 A JPS63179514 A JP S63179514A JP 1267187 A JP1267187 A JP 1267187A JP 1267187 A JP1267187 A JP 1267187A JP S63179514 A JPS63179514 A JP S63179514A
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- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 28
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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〕
本発明は分子線結晶成長法に関し、特にイオン化蒸発源
と半導体単結晶基板との間にバイアスを加エル、ポテン
シアル酵起ドーピング法に関する。
と半導体単結晶基板との間にバイアスを加エル、ポテン
シアル酵起ドーピング法に関する。
従来、この株のポテンシャル肪起ドーピング法を用いる
分子線エピタキシャル成長法は、電子ビームにより加熱
されるシリコン蒸発源と、シリコン基板との間に一定の
直流電圧を加える方法がある（例えば、Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｃｎａｌ ａｙｍｐｏａｉｕｍ ｏｎ ａｉｌｉｃ
ｏｎｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ
、 ＴｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉ
ｅｔｙ発行、２３０ページ、１９８５年）。
分子線エピタキシャル成長法は、電子ビームにより加熱
されるシリコン蒸発源と、シリコン基板との間に一定の
直流電圧を加える方法がある（例えば、Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｃｎａｌ ａｙｍｐｏａｉｕｍ ｏｎ ａｉｌｉｃ
ｏｎｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ
、 ＴｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉ
ｅｔｙ発行、２３０ページ、１９８５年）。
上述した従来のポテンシアル誘起ドーピング法は、表面
偏析のためにドーピングしにくい不純物例えばアンチモ
ンをシリコンエピタキシアル層にドーピングする際にハ
、電子ビームによって部分的にイオン化されたシリコン
ビームをシリコン蒸発源とシリコン基板との間に加えら
れる一定の直流電圧によシ加速して基板に衡突させるこ
とにより、不純物であるアンチモンをドーピングしてい
るので、微量ではあるが、成長層に結晶欠陥が発生し、
残留するという欠点がある。一般に加速し生と成長とい
う過程１０る。この欠陥の防止のたリ、イオン注入の後
にアニールを施せは欠陥は消滅させられる。しかしなが
ら、分子線エピタキシアル法により単結晶成長を行う際
には低くとも６００℃程度の基板加熱が必要であシ、こ
の温度はむしろ、イオン注入起因の欠陥を成長させる事
になる。
偏析のためにドーピングしにくい不純物例えばアンチモ
ンをシリコンエピタキシアル層にドーピングする際にハ
、電子ビームによって部分的にイオン化されたシリコン
ビームをシリコン蒸発源とシリコン基板との間に加えら
れる一定の直流電圧によシ加速して基板に衡突させるこ
とにより、不純物であるアンチモンをドーピングしてい
るので、微量ではあるが、成長層に結晶欠陥が発生し、
残留するという欠点がある。一般に加速し生と成長とい
う過程１０る。この欠陥の防止のたリ、イオン注入の後
にアニールを施せは欠陥は消滅させられる。しかしなが
ら、分子線エピタキシアル法により単結晶成長を行う際
には低くとも６００℃程度の基板加熱が必要であシ、こ
の温度はむしろ、イオン注入起因の欠陥を成長させる事
になる。
本発明の分子線結晶成長法は、半導体単結晶基板とイオ
ン化蒸発源との間に加えるバイアスをノくルス電圧とし
た事を特徴とする。
ン化蒸発源との間に加えるバイアスをノくルス電圧とし
た事を特徴とする。
半導体単体結晶基板として最も代表的なものはシリコン
基板であり、イオン化蒸発源は、最も代表的なものは電
子ビーム加熱によるシリコン蒸発源であシ、電子ビーム
によって蒸発するシリコンは部分的に正イオン化してい
る。これ以外に、ドーパント、例えばアンチモンの蒸発
源が必要であり、こちらの方は必ずしもイオン化を必要
としないが、イオン化した方が付着係数は筒＜、好まし
い。ポテンシアルはシリコン基板が負になる方向に加え
、最大−６００Ｖ ＶＣ達する。イオン注入自起の欠陥
を低減させるためには、イオン注入によって発生する点
欠陥の蛍が極端に増加しない事が必要であシ、このため
には、加速するポテンシアルの持続時間を短くシ、かつ
、一様にドーピングするためには、高い周波数でくシ返
す必要がある。
基板であり、イオン化蒸発源は、最も代表的なものは電
子ビーム加熱によるシリコン蒸発源であシ、電子ビーム
によって蒸発するシリコンは部分的に正イオン化してい
る。これ以外に、ドーパント、例えばアンチモンの蒸発
源が必要であり、こちらの方は必ずしもイオン化を必要
としないが、イオン化した方が付着係数は筒＜、好まし
い。ポテンシアルはシリコン基板が負になる方向に加え
、最大−６００Ｖ ＶＣ達する。イオン注入自起の欠陥
を低減させるためには、イオン注入によって発生する点
欠陥の蛍が極端に増加しない事が必要であシ、このため
には、加速するポテンシアルの持続時間を短くシ、かつ
、一様にドーピングするためには、高い周波数でくシ返
す必要がある。
くり返しの周波数は、エピタキシアル成長速度と、目的
とするドーパント濃度のかね合いで決定される。
とするドーパント濃度のかね合いで決定される。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１囮は、本発明を適用する分子線結晶成長装置の一例
を示す断面図である。真空容器１内には電子ビーム加熱
のシリコン蒸発源２、アンチモン蒸発源３、加熱機構付
きのシリコン基板ホルダ４が設けられ、シリコン蒸発源
２、アンチモン蒸発源３、シリコン基板ホルダ４には、
電圧を印加するための端子６．８．５がそれぞれ設けら
れている。端子５と端子６との間には端子５の方が負に
なるように最大６００ｖの直流電圧を、またパルス７と
してもバイアスを同様に加えら九るようになっている。
を示す断面図である。真空容器１内には電子ビーム加熱
のシリコン蒸発源２、アンチモン蒸発源３、加熱機構付
きのシリコン基板ホルダ４が設けられ、シリコン蒸発源
２、アンチモン蒸発源３、シリコン基板ホルダ４には、
電圧を印加するための端子６．８．５がそれぞれ設けら
れている。端子５と端子６との間には端子５の方が負に
なるように最大６００ｖの直流電圧を、またパルス７と
してもバイアスを同様に加えら九るようになっている。
またアンチモン蒸発源３にイオン化機構を付与した場合
には端子８と端子６との間にも端子５と端子６との間の
場合と同様にパルスバイアスが加えられるようになって
いる。
には端子８と端子６との間にも端子５と端子６との間の
場合と同様にパルスバイアスが加えられるようになって
いる。
本発明のに４１の実施例として、端子８と端子６とのｒ
ＭＪ Ｋにバイアスを加えず、端子５と端子６との間に
バイアスを加え、基板ｔ８００℃に加熱しり状態でシリ
コンのエピタキシアル成長を行なった。バイアス／−１
００Ｖと一足にした場合にはアンチモンｔ−１０”ｃ＊
−”までドープできるが、欠陥密度は透過電子顧徴鋭及
び選択エツチングによって真べると１０ ’ａａ−”
以上存在した。−万、バイアスｔ−＋参溢パルス状に
し九場合には、若干バイアスは高くする必矢はるるが、
同根にのドーピングは可能であシこの場合欠陥蟹度は１
０”ニー２以下となっ１こ。
ＭＪ Ｋにバイアスを加えず、端子５と端子６との間に
バイアスを加え、基板ｔ８００℃に加熱しり状態でシリ
コンのエピタキシアル成長を行なった。バイアス／−１
００Ｖと一足にした場合にはアンチモンｔ−１０”ｃ＊
−”までドープできるが、欠陥密度は透過電子顧徴鋭及
び選択エツチングによって真べると１０ ’ａａ−”
以上存在した。−万、バイアスｔ−＋参溢パルス状に
し九場合には、若干バイアスは高くする必矢はるるが、
同根にのドーピングは可能であシこの場合欠陥蟹度は１
０”ニー２以下となっ１こ。
本発明の蕗２の実施カとじて、装置としては第１の実施
例において用いたものと全く同じものを使用するが、ア
ンチモン蒸発源３にイオン化機構を付け、アンチモン蒸
発源８とシリコン蒸発源６間にもバイアスを加えた場合
を述べる。アンチモン蒸発源８とシリコン蒸発源６との
間にはシリコン蒸発源６が負になるように、５０ｖのパ
ルスバイアスを加えた。シリコン蒸発源６と基板ホルダ
５間のバイアスはアンチモン蒸発源８とシリコン蒸発源
６間のパルスが終了した時点で加わるようＫＬ、５０Ｖ
のパルスが加えられる。第１の実施例と同じ条件で成長
を行うと、アンチモンが同じ（１０”ｃａ−” ）−７
’すｔＬ、欠陥密度も１０”（ｍ−”であシ、欠陥サイ
ズも極めて小さかった。
例において用いたものと全く同じものを使用するが、ア
ンチモン蒸発源３にイオン化機構を付け、アンチモン蒸
発源８とシリコン蒸発源６間にもバイアスを加えた場合
を述べる。アンチモン蒸発源８とシリコン蒸発源６との
間にはシリコン蒸発源６が負になるように、５０ｖのパ
ルスバイアスを加えた。シリコン蒸発源６と基板ホルダ
５間のバイアスはアンチモン蒸発源８とシリコン蒸発源
６間のパルスが終了した時点で加わるようＫＬ、５０Ｖ
のパルスが加えられる。第１の実施例と同じ条件で成長
を行うと、アンチモンが同じ（１０”ｃａ−” ）−７
’すｔＬ、欠陥密度も１０”（ｍ−”であシ、欠陥サイ
ズも極めて小さかった。
以上説明したように本発明は、ポテンシアル誘起ドーピ
ング法において、ボテンシアルをパルス化することによ
シ、欠陥密度を著しく低減できる効果がある。
ング法において、ボテンシアルをパルス化することによ
シ、欠陥密度を著しく低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用する分子線結晶成長装置の一例を
示す断面図でるる。 工・・・・・・真空容器、２・・・・・・電子ビーム加
熱のシリコン蒸発源、３゛−−−−・アンチモン蒸発源
、４・・・−・・加熱機構付きシリコン基板ホルダ、７
−・・・・・パルスバイアス、５，６．８・・・・・・
端子。 第１図
示す断面図でるる。 工・・・・・・真空容器、２・・・・・・電子ビーム加
熱のシリコン蒸発源、３゛−−−−・アンチモン蒸発源
、４・・・−・・加熱機構付きシリコン基板ホルダ、７
−・・・・・パルスバイアス、５，６．８・・・・・・
端子。 第１図
Claims (1)
- 半導体単結晶基板と、イオン蒸発源との間にパルス状の
バイアス電圧を印加した状態でエピタキシャル成長を行
なうことを特徴とする分子線結晶成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1267187A JPS63179514A (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 分子線結晶成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1267187A JPS63179514A (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 分子線結晶成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63179514A true JPS63179514A (ja) | 1988-07-23 |
Family
ID=11811837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1267187A Pending JPS63179514A (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 分子線結晶成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63179514A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0729173A1 (en) * | 1995-02-15 | 1996-08-28 | Nissin Electric Company, Limited | Metal ion implanting apparatus |
-
1987
- 1987-01-21 JP JP1267187A patent/JPS63179514A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0729173A1 (en) * | 1995-02-15 | 1996-08-28 | Nissin Electric Company, Limited | Metal ion implanting apparatus |
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