JPS6390119A - 単結晶Ｇｅエピタキシヤル層の形成方法 - Google Patents
単結晶Ｇｅエピタキシヤル層の形成方法Info
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- JPS6390119A JPS6390119A JP23640186A JP23640186A JPS6390119A JP S6390119 A JPS6390119 A JP S6390119A JP 23640186 A JP23640186 A JP 23640186A JP 23640186 A JP23640186 A JP 23640186A JP S6390119 A JPS6390119 A JP S6390119A
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Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (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、単結晶Ｓｉ基板への単結晶Ｇｅエピタキシ
ャル層の形成方法に関するものである。
ャル層の形成方法に関するものである。
第３図は、例えばＡ ｐｐｌｉｅｄ Ｐ ｈｙｓｉｅｓ
Ｌ ｅｔｔｅｒ３８ （１０）、Ｐ７７９〜７８１．
１９８１およびＪ ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ５４ （９） 。
Ｌ ｅｔｔｅｒ３８ （１０）、Ｐ７７９〜７８１．
１９８１およびＪ ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ５４ （９） 。
Ｐ５４６６〜５４６９，１９８３に示された従来の方法
により単結晶Ｓｉ基板上に単結晶Ｇｅエピタキシャル層
を形成した試料の構造断面図である。
により単結晶Ｓｉ基板上に単結晶Ｇｅエピタキシャル層
を形成した試料の構造断面図である。
この図において、１は単結晶Ｓｉ基板、４は前記単結晶
Ｓｉ基板１上に設けられた単結晶Ｇｅエピタキシャル層
である。以下、その形成方法について説明する。
Ｓｉ基板１上に設けられた単結晶Ｇｅエピタキシャル層
である。以下、その形成方法について説明する。
まず、比較的真空度の高い装置内（１，３３Ｘ１０−’
Ｐａ）に単結晶Ｓｉ基板１を設置した後、これをヒータ
で加熱し第４図に示すように、基板温度が設定温度Ｔ１
になった時刻ｔ１より、抵抗加熱蒸着法または電子ビー
ム蒸着法などによりＧｅの堆積を開始し、一定時間の経
過した時刻ｔ２に堆積を終了して単結晶Ｓｉ基板１を冷
却する。この時、成長温度を約３５０℃以上とし、堆積
速度を約１０λ／ｓｅｃ以下と低く制御することにより
、−単結ＭＳｉ基板１上に単結晶Ｇｅエピタキシャル層
４を形成することができる。
Ｐａ）に単結晶Ｓｉ基板１を設置した後、これをヒータ
で加熱し第４図に示すように、基板温度が設定温度Ｔ１
になった時刻ｔ１より、抵抗加熱蒸着法または電子ビー
ム蒸着法などによりＧｅの堆積を開始し、一定時間の経
過した時刻ｔ２に堆積を終了して単結晶Ｓｉ基板１を冷
却する。この時、成長温度を約３５０℃以上とし、堆積
速度を約１０λ／ｓｅｃ以下と低く制御することにより
、−単結ＭＳｉ基板１上に単結晶Ｇｅエピタキシャル層
４を形成することができる。
第５図は単結晶ＧｅエピタキシャルＲ４内のキャリアの
モビリティの成長温度との関係を示す図である。
モビリティの成長温度との関係を示す図である。
第５図から明らかなように、成長温度が高いはどモビリ
ティは大きくなっている。すなわち、成長温度が高いほ
ど、結晶性のよい高品質な単結晶Ｇｅエピタキシャル層
４を形成することができる。
ティは大きくなっている。すなわち、成長温度が高いほ
ど、結晶性のよい高品質な単結晶Ｇｅエピタキシャル層
４を形成することができる。
上記のような従来の単結晶Ｓｉ基板１上に単結晶Ｇｅエ
ピタキシャル層４を形成する方法では、成長温度を高く
すると単結晶Ｇｅエピタキシャル層４の結晶性はよくな
るが、単結晶Ｓｉ基板１の表面の酸化や汚染の影響、あ
るいはエピタキシャル成長初期のアイランドが太き（な
るために表面状態が荒れ、高品質で、かつ表面状態の滑
らかな単結晶Ｇ ｅエピタキシャル層４を形成すること
ができないという問題点があった。
ピタキシャル層４を形成する方法では、成長温度を高く
すると単結晶Ｇｅエピタキシャル層４の結晶性はよくな
るが、単結晶Ｓｉ基板１の表面の酸化や汚染の影響、あ
るいはエピタキシャル成長初期のアイランドが太き（な
るために表面状態が荒れ、高品質で、かつ表面状態の滑
らかな単結晶Ｇ ｅエピタキシャル層４を形成すること
ができないという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を月７決するためになされた
もので、高品質で、かつ表面状態の滑らかな単結晶Ｇｅ
エピタキシャル層が得られろ単結晶Ｇｅエピタキシャル
層の形成方法を得ることを目的とする。
もので、高品質で、かつ表面状態の滑らかな単結晶Ｇｅ
エピタキシャル層が得られろ単結晶Ｇｅエピタキシャル
層の形成方法を得ることを目的とする。
この発明に係る単結晶Ｇｅエピタキシャル層の形成方法
は、単結晶Ｓｉ基板上に低い成長温度で第１の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層を形成した後、この第１の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層上に高い成長温度で第２の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層を形成するものである。
は、単結晶Ｓｉ基板上に低い成長温度で第１の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層を形成した後、この第１の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層上に高い成長温度で第２の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層を形成するものである。
この発明においては、低い成長温度で第１の単結晶Ｇｅ
エピタキシャル層を形成する際には単結晶Ｓｉ基板表面
の酸化や汚染の影響が小さくなるとともに、成長初期の
アイランドの拡大が防止され、高い成長温度で第２の単
結晶Ｇｅエピタキシャル層を形成する際には結晶性のよ
い層が成長する。
エピタキシャル層を形成する際には単結晶Ｓｉ基板表面
の酸化や汚染の影響が小さくなるとともに、成長初期の
アイランドの拡大が防止され、高い成長温度で第２の単
結晶Ｇｅエピタキシャル層を形成する際には結晶性のよ
い層が成長する。
第１図はこの発明の単結晶Ｇｅエピタキシャル層の形成
方法の一実施例を説明するための図である。この図にお
いて、１は単結晶Ｓｉ基板、２は前記単結晶Ｓｉ基板１
上に低い成長温度で形成した第１の単結晶Ｇｅエピタキ
シャル層、３は前記第１の単結晶Ｇｅエピタキシャル層
２上に高い成長温度で形成した第２の単結晶Ｇｅエピタ
キシャル層である。
方法の一実施例を説明するための図である。この図にお
いて、１は単結晶Ｓｉ基板、２は前記単結晶Ｓｉ基板１
上に低い成長温度で形成した第１の単結晶Ｇｅエピタキ
シャル層、３は前記第１の単結晶Ｇｅエピタキシャル層
２上に高い成長温度で形成した第２の単結晶Ｇｅエピタ
キシャル層である。
次に、その工程について説明する。
まず、比較的真空度の高い装置内（１，３３Ｘ１０−’
Ｐａ以下）に単結晶Ｓｉ基板１を設置した後、これをヒ
ータで加熱し第２図に示すように、基板温度が設定温度
Ｔ３になった時刻ｔ３より、抵抗加熱蒸着法または電子
ビーム蒸着法などによりＧｅの堆積を開始する。この時
、設定温度Ｔ３としては約３５０℃以上の比較的低い成
長温度とし、Ｇｅの堆積速度を約１０λ／ｓｅｃ以下と
低く制御して第１の単結晶Ｇｅエピタキシャル層２を形
成する。次に、一定時間の経過した時刻ｔ４で基板湿度
を設定温度Ｔ４まで上昇させて高い成長温度で引き続き
Ｇｅの堆積を行って第２の単結晶Ｇｅエピタキシャル層
３を形成し、一定時間の経過した時刻ｔ、で堆積を終了
して単結晶Ｓｉ基板１を冷却する。
Ｐａ以下）に単結晶Ｓｉ基板１を設置した後、これをヒ
ータで加熱し第２図に示すように、基板温度が設定温度
Ｔ３になった時刻ｔ３より、抵抗加熱蒸着法または電子
ビーム蒸着法などによりＧｅの堆積を開始する。この時
、設定温度Ｔ３としては約３５０℃以上の比較的低い成
長温度とし、Ｇｅの堆積速度を約１０λ／ｓｅｃ以下と
低く制御して第１の単結晶Ｇｅエピタキシャル層２を形
成する。次に、一定時間の経過した時刻ｔ４で基板湿度
を設定温度Ｔ４まで上昇させて高い成長温度で引き続き
Ｇｅの堆積を行って第２の単結晶Ｇｅエピタキシャル層
３を形成し、一定時間の経過した時刻ｔ、で堆積を終了
して単結晶Ｓｉ基板１を冷却する。
単結晶Ｓｉ基板１上に単結晶Ｇｅがエピタキシャル成長
する場合の過程においては、最初、単結晶Ｓｉ基板１上
に無数のＧｅの核が形成され、これからアイランド状に
単結晶Ｇｅが成長し始める。
する場合の過程においては、最初、単結晶Ｓｉ基板１上
に無数のＧｅの核が形成され、これからアイランド状に
単結晶Ｇｅが成長し始める。
成長が進むにつれて隣接したアイランド同士がつながっ
ていき、最終的には、ひとつながりの単結晶Ｇｅエピタ
キシャル層となる。エピタキシャル層の結晶性は、成長
温度の高いほどよい。ところが、成長温度が高くなると
単結晶Ｇｅの成長し始めのアイランドが大きくなり、隣
接したアイランド同士がうまくつながらないために、エ
ピタキシャル層の表面状態が荒れるわけであるが、この
発明では、エピタキシャル成長を比較的低い成長温度で
開始するので、アイランド状に成長し始めた単結晶Ｇｅ
がひとつながりの滑らかな表面状態を持ったエピタキシ
ャル層として成長し、この後、高い成長温度で成長を継
続することにより、高品質で、かつ表面状態の滑らかな
単結晶Ｇｅエピタキシャル層を、単結晶Ｓｉ基板１上に
形成することができろわけである。
ていき、最終的には、ひとつながりの単結晶Ｇｅエピタ
キシャル層となる。エピタキシャル層の結晶性は、成長
温度の高いほどよい。ところが、成長温度が高くなると
単結晶Ｇｅの成長し始めのアイランドが大きくなり、隣
接したアイランド同士がうまくつながらないために、エ
ピタキシャル層の表面状態が荒れるわけであるが、この
発明では、エピタキシャル成長を比較的低い成長温度で
開始するので、アイランド状に成長し始めた単結晶Ｇｅ
がひとつながりの滑らかな表面状態を持ったエピタキシ
ャル層として成長し、この後、高い成長温度で成長を継
続することにより、高品質で、かつ表面状態の滑らかな
単結晶Ｇｅエピタキシャル層を、単結晶Ｓｉ基板１上に
形成することができろわけである。
なお、上記実施例では、高真空蒸着法によって単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層を形成する場合について説明したが
、Ｃｈｅｍｉｅａｌ Ｖ ａｐｏｒ Ｄ ｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ（ＣＶＤ法）によって単結晶Ｇｅエピタキシャル
層を形成する場合についても同様の効果を秦する。
ｅエピタキシャル層を形成する場合について説明したが
、Ｃｈｅｍｉｅａｌ Ｖ ａｐｏｒ Ｄ ｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ（ＣＶＤ法）によって単結晶Ｇｅエピタキシャル
層を形成する場合についても同様の効果を秦する。
この発明は以上説明したとおり、低い成長温度で第１の
単結晶Ｇｅエピタキシャル層を形成した後、この第１の
単結晶Ｇｅエピタキシャル層上に高い成長温度で第２の
単結晶Ｇｅエピタキシャル層を形成するので、高品質で
、かつ表面状態の滑らかな単結晶Ｇｅエピタキシャル層
が得られるという効果がある。
単結晶Ｇｅエピタキシャル層を形成した後、この第１の
単結晶Ｇｅエピタキシャル層上に高い成長温度で第２の
単結晶Ｇｅエピタキシャル層を形成するので、高品質で
、かつ表面状態の滑らかな単結晶Ｇｅエピタキシャル層
が得られるという効果がある。
第１図はこの発明の単結晶Ｇｅエピタキシャル層の形成
方法の一実施例を説明するための図、第２図は形成時の
時間と基板温度との関係を示す図、第３図は従来の単結
晶Ｇｅエピタキシャル層の形成方法を説明するための図
、第４図は形成時の時間と基板温度との関係を示す図、
第５図はキャリアのモビリティの成長温度衣存性を示す
図である。 図において、１は単結晶Ｓｉ基板、２は第１の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層、３は第２の単結晶Ｇｅエピタキレ
ヤル層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 −＋１９ Ｍ 第３図 第４図 □ 時間 第５図 成長温度（°Ｃ）
方法の一実施例を説明するための図、第２図は形成時の
時間と基板温度との関係を示す図、第３図は従来の単結
晶Ｇｅエピタキシャル層の形成方法を説明するための図
、第４図は形成時の時間と基板温度との関係を示す図、
第５図はキャリアのモビリティの成長温度衣存性を示す
図である。 図において、１は単結晶Ｓｉ基板、２は第１の単結晶Ｇ
ｅエピタキシャル層、３は第２の単結晶Ｇｅエピタキレ
ヤル層である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 −＋１９ Ｍ 第３図 第４図 □ 時間 第５図 成長温度（°Ｃ）
Claims (1)
- 単結晶Ｓｉ基板上に低い成長温度で第１の単結晶Ｇｅエ
ピタキシャル層を形成した後、この第１の単結晶Ｇｅエ
ピタキシャル層上に高い成長温度で第２の単結晶Ｇｅエ
ピタキシャル層を形成することを特徴とする単結晶Ｇｅ
エピタキシャル層の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640186A JPS6390119A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 単結晶Ｇｅエピタキシヤル層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23640186A JPS6390119A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 単結晶Ｇｅエピタキシヤル層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6390119A true JPS6390119A (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=17000212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23640186A Pending JPS6390119A (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | 単結晶Ｇｅエピタキシヤル層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6390119A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5547891A (en) * | 1992-07-01 | 1996-08-20 | Texas Instruments Incorporated | Structural modification to enhance DRAM gate oxide quality |
-
1986
- 1986-10-02 JP JP23640186A patent/JPS6390119A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5547891A (en) * | 1992-07-01 | 1996-08-20 | Texas Instruments Incorporated | Structural modification to enhance DRAM gate oxide quality |
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