JPS6388826A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6388826A JPS6388826A JP23484786A JP23484786A JPS6388826A JP S6388826 A JPS6388826 A JP S6388826A JP 23484786 A JP23484786 A JP 23484786A JP 23484786 A JP23484786 A JP 23484786A JP S6388826 A JPS6388826 A JP S6388826A
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Landscapes
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (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〕
この発明は半導体装置の製造方法、特に半導体基板の薄
膜形成前の表面処理方法に関するものである。
膜形成前の表面処理方法に関するものである。
半導体装置の製造において、半導体基板上に種々の機能
を持った材料の薄膜形成が行なわれる。
を持った材料の薄膜形成が行なわれる。
ところが、通常の空気雰囲気にさらされた半導体膜が存
在し、これを除去することなしにこの基板上に薄膜を形
成すると、薄膜と基板との界面に自然酸化膜が残存し、
その界面の付着特性、電気特性、光学特性等に悪影響を
与える要因となる。
在し、これを除去することなしにこの基板上に薄膜を形
成すると、薄膜と基板との界面に自然酸化膜が残存し、
その界面の付着特性、電気特性、光学特性等に悪影響を
与える要因となる。
また、特に基板上に薄膜をエピタキシャル成長させるに
あたっては、この自然酸化膜の存在が薄膜の結晶性に著
しい悪影響を与えることが知られている。
あたっては、この自然酸化膜の存在が薄膜の結晶性に著
しい悪影響を与えることが知られている。
そこで、薄膜を基板上に堆積させる前に自然酸化膜を除
去することが高品質の薄膜を得る上で重要であるが従来
、低い基板温度で自然酸化膜を除く方法として電界加速
されたアルゴンイオンを照射して物理的なスパッタリン
グ現象によシ除去するという方法が行なわれていた。
去することが高品質の薄膜を得る上で重要であるが従来
、低い基板温度で自然酸化膜を除く方法として電界加速
されたアルゴンイオンを照射して物理的なスパッタリン
グ現象によシ除去するという方法が行なわれていた。
なお、このような半導体装置の製造方法は、例えば日本
応用物理学会誌（’Ｌ＋ＬＤｏｎａｈｕｅ ｅｔ。
応用物理学会誌（’Ｌ＋ＬＤｏｎａｈｕｅ ｅｔ。
ｍＡ ：Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、 ５７ （１９８５
） ２７５７）を山下義典他：月刊Ｓｅｍ１ｅｏｎｄｕ
ｅｔｏｒＷｏｒｌｄ １９８６．３Ｐ４２〜４９などに
記載されている。
） ２７５７）を山下義典他：月刊Ｓｅｍ１ｅｏｎｄｕ
ｅｔｏｒＷｏｒｌｄ １９８６．３Ｐ４２〜４９などに
記載されている。
第４図および第５図は従来の電界加速されたアルゴンイ
オンを照射する方法を説明するための図で、第４図はそ
の方法を実施するためのプラズマエンハンス）ＣＶＤ装
置の構成の一例を示し、第５図（ａ） ｔ （ｂ） ｔ
（ｅ）はこの装置による工程の断面図である。まず、
第４図において、１は真空容器、２は真空排気系と接続
された排気パイプ、３は空気雰囲気にさらされて表面を
自然酸化膜でおおわれた半導体基板、４は表面処理用ガ
スであるアルゴンガスが充填されたガス容器、５はこの
処理が実施された直後に半導体基板３上に薄膜を堆積さ
せるための薄膜形成用ガスが充填されたガス容器、６は
表面処理用ガスおよび薄膜形成用ガスを真空容器１内に
導くためのガス導入パイプ、γはプラズマを発生させる
ための高周波コイル、８は高周波電源、９は半導体基板
３に負のバイアス電圧を与えるための直流電源である。
オンを照射する方法を説明するための図で、第４図はそ
の方法を実施するためのプラズマエンハンス）ＣＶＤ装
置の構成の一例を示し、第５図（ａ） ｔ （ｂ） ｔ
（ｅ）はこの装置による工程の断面図である。まず、
第４図において、１は真空容器、２は真空排気系と接続
された排気パイプ、３は空気雰囲気にさらされて表面を
自然酸化膜でおおわれた半導体基板、４は表面処理用ガ
スであるアルゴンガスが充填されたガス容器、５はこの
処理が実施された直後に半導体基板３上に薄膜を堆積さ
せるための薄膜形成用ガスが充填されたガス容器、６は
表面処理用ガスおよび薄膜形成用ガスを真空容器１内に
導くためのガス導入パイプ、γはプラズマを発生させる
ための高周波コイル、８は高周波電源、９は半導体基板
３に負のバイアス電圧を与えるための直流電源である。
次に第４図を用いて自然酸化膜の除去方法について説明
する。ここでは半導体基板としてＳｉ基板を用いた場合
について説明する。まず、第４図に示すように真空容器
１内に第５図（、）に示すようなバルク部３ａの表面に
自然酸化膜３ｂで覆われたＳｉ基板３を挿入し、排気パ
イプ２′！ｆ−通して真空排気した後ガス容器４に充填
された表面処理用ガスであるアルゴンをガス導入バイブ
ロを通して真空容器１内の圧力が１０−”〜１ ’Ｉ’
ｏｒｒ程度になるように導入し、高周波電源８を動作さ
せると、真空容器１内にプラズマが発生する。この時Ｓ
ｉ基板３に直流電源９を用いて負のバイアス電圧を印加
すると、第５図価）に示すようにプラズマ中に存在する
アルゴンイオン２０がその電圧により加速されてＳｉ基
板３の表面を衝撃するいわゆるスパッタエツチング現象
が生じてＳｉ基板３の表面をおおう自然酸化膜３ｂを除
去することができる（第５図（ｃ） ） ｏこの処理の
直後にアルゴンガスにかわって薄膜形成用ガスをガス容
器５から真空容器１に導入してＳｉ基板上に薄膜を形成
させる。
する。ここでは半導体基板としてＳｉ基板を用いた場合
について説明する。まず、第４図に示すように真空容器
１内に第５図（、）に示すようなバルク部３ａの表面に
自然酸化膜３ｂで覆われたＳｉ基板３を挿入し、排気パ
イプ２′！ｆ−通して真空排気した後ガス容器４に充填
された表面処理用ガスであるアルゴンをガス導入バイブ
ロを通して真空容器１内の圧力が１０−”〜１ ’Ｉ’
ｏｒｒ程度になるように導入し、高周波電源８を動作さ
せると、真空容器１内にプラズマが発生する。この時Ｓ
ｉ基板３に直流電源９を用いて負のバイアス電圧を印加
すると、第５図価）に示すようにプラズマ中に存在する
アルゴンイオン２０がその電圧により加速されてＳｉ基
板３の表面を衝撃するいわゆるスパッタエツチング現象
が生じてＳｉ基板３の表面をおおう自然酸化膜３ｂを除
去することができる（第５図（ｃ） ） ｏこの処理の
直後にアルゴンガスにかわって薄膜形成用ガスをガス容
器５から真空容器１に導入してＳｉ基板上に薄膜を形成
させる。
従来の電界加速されたアルゴンイオンを照射する方法は
、第５図（ｃ）に示すように半導体基板３の表面の結晶
性が損なわれ非晶質化された層３Ｃによシ表面がおおわ
れてしまい、その上に堆積された薄膜との界面の電気特
性や光学特性および堆積された薄膜の品質に悪影響を与
えるという問題があった。
、第５図（ｃ）に示すように半導体基板３の表面の結晶
性が損なわれ非晶質化された層３Ｃによシ表面がおおわ
れてしまい、その上に堆積された薄膜との界面の電気特
性や光学特性および堆積された薄膜の品質に悪影響を与
えるという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、薄膜形成装置の真空容器の中に置かれた半導
体基板の表面の自然酸化膜を、基板表面の結晶性を損な
うことなしに約５００℃以下の低温で除去することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする
０ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る半導体装置の製造方法は、薄膜形成装置
の真空容器の中に置かれた半導体基板の表面に、電界加
速されたアルゴンイオンを照射し、引き続き活性化され
た水素ガスないしは塩素ガスを照射するものである。
たもので、薄膜形成装置の真空容器の中に置かれた半導
体基板の表面の自然酸化膜を、基板表面の結晶性を損な
うことなしに約５００℃以下の低温で除去することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする
０ 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る半導体装置の製造方法は、薄膜形成装置
の真空容器の中に置かれた半導体基板の表面に、電界加
速されたアルゴンイオンを照射し、引き続き活性化され
た水素ガスないしは塩素ガスを照射するものである。
この発明における半導体装置の製造方法は、電界加速さ
れたアルゴンイオンを照射する工程において、半導体基
板の表面の自然酸化膜を物理的なスパッタエツチング作
用によシ除去し、次に活性化された水素ガスないしは塩
素ガスを照射する工程において、先の工程で基板表面に
生じた結晶性を損ない非晶質化した層が化学的なエツチ
ング作用によシ除去される。
れたアルゴンイオンを照射する工程において、半導体基
板の表面の自然酸化膜を物理的なスパッタエツチング作
用によシ除去し、次に活性化された水素ガスないしは塩
素ガスを照射する工程において、先の工程で基板表面に
生じた結晶性を損ない非晶質化した層が化学的なエツチ
ング作用によシ除去される。
以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する０
第１図および第２図はこの発明による半導体装置の製造
方法の一実施例を説明するための図で、第１図はその方
法を実施するだめのプラズマエンハンス）ＣＶＤ装置の
構成図、第２図（、）〜（ｄ）はその工程の断面図であ
シ、前述の図と同一または相当する部分には同一符号を
付しである。
方法の一実施例を説明するための図で、第１図はその方
法を実施するだめのプラズマエンハンス）ＣＶＤ装置の
構成図、第２図（、）〜（ｄ）はその工程の断面図であ
シ、前述の図と同一または相当する部分には同一符号を
付しである。
まず、第１図において、ガス導入パイプ６には、表面処
理用ガスである水素ガスないしは塩素ガスが充填された
ガス容器１０が結合されている。
理用ガスである水素ガスないしは塩素ガスが充填された
ガス容器１０が結合されている。
次に第１図に示すＣＶＤ装置を用いてその方法を説明す
る。
る。
第１図に示すＣＶＤ装置において、真空容器１内に第２
図（、）に示すようにバルク部３ｍの表面に自然酸化膜
３ｂが形成された半導体基板３を挿入し、内部を排気パ
イプ２を通して真空排気した後、まず、第１の工程とし
て、ガス容器４に充填された表面処理用ガスであるアル
ゴンをガス導入バイブロよシ真空容器１内の圧力がｌＯ
″″２〜ＩＴｏｒｒ程度になるように導入する。次に高
周波電源８を動作させて真空容器１内にアルゴンプラズ
マを作、り、Ｓｔ基板３に直流電源９を用いて負のバイ
アス電圧を印加することによシ、第２図（ｂ）に示すよ
うにそのプラズマ中のアルゴンイオン２０を加速してＳ
ｉ基板３上の自然酸化膜３ｂ上に照射させる。この第１
の工程によシＳ１基板３の表面をおおう自然酸化膜３ｂ
はスパッタエツチングされて除去される。しかし、第２
図（ｃ）に示すように第１の工程後のＳｉ基板３０表面
は結晶性が損なわれ非晶質化されたＳｌの層３ｃでおお
われている。
図（、）に示すようにバルク部３ｍの表面に自然酸化膜
３ｂが形成された半導体基板３を挿入し、内部を排気パ
イプ２を通して真空排気した後、まず、第１の工程とし
て、ガス容器４に充填された表面処理用ガスであるアル
ゴンをガス導入バイブロよシ真空容器１内の圧力がｌＯ
″″２〜ＩＴｏｒｒ程度になるように導入する。次に高
周波電源８を動作させて真空容器１内にアルゴンプラズ
マを作、り、Ｓｔ基板３に直流電源９を用いて負のバイ
アス電圧を印加することによシ、第２図（ｂ）に示すよ
うにそのプラズマ中のアルゴンイオン２０を加速してＳ
ｉ基板３上の自然酸化膜３ｂ上に照射させる。この第１
の工程によシＳ１基板３の表面をおおう自然酸化膜３ｂ
はスパッタエツチングされて除去される。しかし、第２
図（ｃ）に示すように第１の工程後のＳｉ基板３０表面
は結晶性が損なわれ非晶質化されたＳｌの層３ｃでおお
われている。
次に第２の工程として第１図に示すガス容器１０内に充
填された表面処理用ガスである水素ないしは塩素を第１
の工程で用いたアルゴンにかわってガス導入バイブロよ
シ真空容器１内に導入し、高周波電源９を動作させてプ
ラズマを発生させる。
填された表面処理用ガスである水素ないしは塩素を第１
の工程で用いたアルゴンにかわってガス導入バイブロよ
シ真空容器１内に導入し、高周波電源９を動作させてプ
ラズマを発生させる。
この時水垢ガスを用いる場合は必要に応じて負のバイア
ス電圧を加えても良いが、塩素ガスの場合は加えないこ
とが望ましい。この第２の工程において、第２図（ｃ）
に示すように活性化された水素ガスないしは塩素ガス２
１がＳｔ基板３の表面に形成された非晶質化された層３
ｃを照射することによシ、表面の非晶質化された層３ｃ
は水素化物ないしは塩化物となって順次基板３の表面が
ら脱離する。これによって非晶質化したＮ３ｃは基板３
の表面から除去される（第２図（ｄ））。この第１の工
程および第２の工程の終了直後に表面処理用ガスにかわ
って薄膜形成用ガスをガス容器５から真空容器１内に導
入し、所定の方法によシＳｌ基板３上に薄膜を形成させ
る。
ス電圧を加えても良いが、塩素ガスの場合は加えないこ
とが望ましい。この第２の工程において、第２図（ｃ）
に示すように活性化された水素ガスないしは塩素ガス２
１がＳｔ基板３の表面に形成された非晶質化された層３
ｃを照射することによシ、表面の非晶質化された層３ｃ
は水素化物ないしは塩化物となって順次基板３の表面が
ら脱離する。これによって非晶質化したＮ３ｃは基板３
の表面から除去される（第２図（ｄ））。この第１の工
程および第２の工程の終了直後に表面処理用ガスにかわ
って薄膜形成用ガスをガス容器５から真空容器１内に導
入し、所定の方法によシＳｌ基板３上に薄膜を形成させ
る。
なお上記実施例では、第１図に示すプラズマエンハンス
） ＣＶＤ装置を用いて実施した場合について説明した
が、第３図に示すＣＶＤ装置を用いても同様に有効であ
る。ただし第３図において、真空容器１．排気パイプ２
．半導体基板３．アルゴンガス容器４．ガス導入バイブ
ロ、水素ガスないしｉｉ塩素ガスが充填されたガス容器
１０は第１囚の構成と同じないしは相当部分であシ、１
１は励起ガス生成源で電界加速されたガスイオンないし
は活性化されたガスを生成するもので、１２はこの発明
の処理工程の後に薄膜を堆積させるための蒸着源である
。この装置構成では、励起ガス生成源１１を用いて第１
の工程の電界加速されたアルゴンイオン２０の照射およ
び第２の工程の活性化された水素ガスないしは塩素ガス
２１の照射が行なわれる。
） ＣＶＤ装置を用いて実施した場合について説明した
が、第３図に示すＣＶＤ装置を用いても同様に有効であ
る。ただし第３図において、真空容器１．排気パイプ２
．半導体基板３．アルゴンガス容器４．ガス導入バイブ
ロ、水素ガスないしｉｉ塩素ガスが充填されたガス容器
１０は第１囚の構成と同じないしは相当部分であシ、１
１は励起ガス生成源で電界加速されたガスイオンないし
は活性化されたガスを生成するもので、１２はこの発明
の処理工程の後に薄膜を堆積させるための蒸着源である
。この装置構成では、励起ガス生成源１１を用いて第１
の工程の電界加速されたアルゴンイオン２０の照射およ
び第２の工程の活性化された水素ガスないしは塩素ガス
２１の照射が行なわれる。
また、上記実施例では、半導体基板としてＳｔ基板を用
いた場合について説明したが、Ｇｅや化合物半導体であ
るＧａＡｓ 、ＩｎＰ等に対しても同様に有効である。
いた場合について説明したが、Ｇｅや化合物半導体であ
るＧａＡｓ 、ＩｎＰ等に対しても同様に有効である。
以上説明したようにこの発明によれば、薄膜形成装置の
真空容器の中に置かれた半導体基板の薄膜形成前の表面
処理を、その基板表面に電界加速されたアルゴンイオン
を照射する第１の工程と活性化された水素ガスないしは
塩素ガスを照射する第２の工程とを用いて引き続き行な
ったので、基板表面の自然酸化膜を表面の結晶性を損な
うことなしに約５００℃以下の低温で除去できるという
極めて優れた効果が得られる。
真空容器の中に置かれた半導体基板の薄膜形成前の表面
処理を、その基板表面に電界加速されたアルゴンイオン
を照射する第１の工程と活性化された水素ガスないしは
塩素ガスを照射する第２の工程とを用いて引き続き行な
ったので、基板表面の自然酸化膜を表面の結晶性を損な
うことなしに約５００℃以下の低温で除去できるという
極めて優れた効果が得られる。
第１図は本発明による半導体装置の製造方法を説明する
ためのＣＶＤ装置の構成図、第２図（、）〜（ｄ）は本
発明による半導体装置の製造方法の一実施例を説明する
工程の断面図、第３図は本発明の他の実施例を説明する
ためのＣＶＤ装置の構成図、第４図は従来の半導体装置
の製造方法を説明するためのＣＶＤ装置の構成図、第５
図（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置の製造方法を説明
する工程の断面図である。 １・・・・真空容器、２・・・・排気パイプ、３・・・
・半導体基板、３纂 ・・・・バ・ルク部、３ｂ・・・
・自然酸化膜、３ｃ・会・・非晶質化された層、４・・
・・アルゴンガスが充填されたガス容器、７・・・・高
周波コイル、８・・・・高周波電源、９・・・・直流電
源、１０・・・・水素ガスないしは塩素ガスが充填され
たガス容器、１１−・・会励起ガス生成源。。
ためのＣＶＤ装置の構成図、第２図（、）〜（ｄ）は本
発明による半導体装置の製造方法の一実施例を説明する
工程の断面図、第３図は本発明の他の実施例を説明する
ためのＣＶＤ装置の構成図、第４図は従来の半導体装置
の製造方法を説明するためのＣＶＤ装置の構成図、第５
図（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置の製造方法を説明
する工程の断面図である。 １・・・・真空容器、２・・・・排気パイプ、３・・・
・半導体基板、３纂 ・・・・バ・ルク部、３ｂ・・・
・自然酸化膜、３ｃ・会・・非晶質化された層、４・・
・・アルゴンガスが充填されたガス容器、７・・・・高
周波コイル、８・・・・高周波電源、９・・・・直流電
源、１０・・・・水素ガスないしは塩素ガスが充填され
たガス容器、１１−・・会励起ガス生成源。。
Claims (1)
- 表面に酸化膜が形成された半導体基板の表面に電界加速
されたアルゴンイオンを照射した後、引き続き活性化さ
れた水素ガスまたは塩素ガスを照射して前記半導体基板
の薄膜形成前の表面処理を行なうことを特徴とした半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23484786A JPS6388826A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23484786A JPS6388826A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6388826A true JPS6388826A (ja) | 1988-04-19 |
Family
ID=16977292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23484786A Pending JPS6388826A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6388826A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6566754B2 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Fujitsu Limited | Polycrystalline semiconductor device and its manufacture method |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP23484786A patent/JPS6388826A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6566754B2 (en) | 1998-11-19 | 2003-05-20 | Fujitsu Limited | Polycrystalline semiconductor device and its manufacture method |
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