JPH0249419A - エピタキシャル成長方法 - Google Patents
エピタキシャル成長方法Info
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- JPH0249419A JPH0249419A JP20035588A JP20035588A JPH0249419A JP H0249419 A JPH0249419 A JP H0249419A JP 20035588 A JP20035588 A JP 20035588A JP 20035588 A JP20035588 A JP 20035588A JP H0249419 A JPH0249419 A JP H0249419A
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- epitaxial growth
- wafer
- epitaxial
- laser beam
- pulsed laser
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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。
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、エピタキシャル成長方法に関し、特に、エピ
タキシャル層を用いる半導体集積回路装置の製造に適用
して好適なものである。
タキシャル層を用いる半導体集積回路装置の製造に適用
して好適なものである。
本発明は、半導体基板上に半導体層をエピタキシャル成
長させるようにしたエピタキシャル成長方法において、
エピタキシャル成長前および/またはエピタキシャル成
長中に上記半導体基板にパルスレーザ−ビームを照射す
ることによって、エピタキシャル成長前における低温で
の半導体基板の表面の清浄化および/またはエピタキシ
ャル成長される半導体層の結晶性の向上を図ることがで
きるようにしたものである。
長させるようにしたエピタキシャル成長方法において、
エピタキシャル成長前および/またはエピタキシャル成
長中に上記半導体基板にパルスレーザ−ビームを照射す
ることによって、エピタキシャル成長前における低温で
の半導体基板の表面の清浄化および/またはエピタキシ
ャル成長される半導体層の結晶性の向上を図ることがで
きるようにしたものである。
バイポーラLSIやバイポーラ−CMO3LSIを製造
する場合には、シリコン(Si)のエピタキシャル成長
技術が用いられる。このSiのエピタキシャル成長は通
常1000℃以上の高温で行われるため、このエピタキ
シャル成長工程はLSIの製造工程においてプロセス温
度が最も高い工程の一つである。近年、Siウェーへの
大口径化に伴い、プロセス温度の低温化の要求が強(な
ってきており、この要求に答えるべく減圧エピタキシャ
ル成長等によるエピタキシャル成長温度の低温化の検討
が進められている。
する場合には、シリコン(Si)のエピタキシャル成長
技術が用いられる。このSiのエピタキシャル成長は通
常1000℃以上の高温で行われるため、このエピタキ
シャル成長工程はLSIの製造工程においてプロセス温
度が最も高い工程の一つである。近年、Siウェーへの
大口径化に伴い、プロセス温度の低温化の要求が強(な
ってきており、この要求に答えるべく減圧エピタキシャ
ル成長等によるエピタキシャル成長温度の低温化の検討
が進められている。
ところで、結晶性の良好なエピタキシャル層を成長させ
るためには、清浄なStウェーハ表面にエピタキシャル
成長を行う必要がある。しかし、良(知られているよう
に、Siウェーハの表面には自然酸化膜、すなわちSi
n、膜が薄く形成されている。このため、実際にはこの
自然酸化膜を除去するための水素(Hりファイアリング
(firing)処理をエピタキシャル成長前に行う必
要がある。
るためには、清浄なStウェーハ表面にエピタキシャル
成長を行う必要がある。しかし、良(知られているよう
に、Siウェーハの表面には自然酸化膜、すなわちSi
n、膜が薄く形成されている。このため、実際にはこの
自然酸化膜を除去するための水素(Hりファイアリング
(firing)処理をエピタキシャル成長前に行う必
要がある。
しかし、上述のH2ファイアリング処理は1050°C
程度の高温で行う必要がある。このため、たとえ減圧エ
ピタキシャル成長等によりエピタキシャル成長温度その
ものを低温化することができても、エピタキシャル成長
工程全体で見た場合のプロセス温度は低温化することが
できなかった。
程度の高温で行う必要がある。このため、たとえ減圧エ
ピタキシャル成長等によりエピタキシャル成長温度その
ものを低温化することができても、エピタキシャル成長
工程全体で見た場合のプロセス温度は低温化することが
できなかった。
従って本発明の目的は、エピタキシャル成長前に低温で
半導体基板の表面を清浄化することができるエピタキシ
ャル成長方法を提供することにある。
半導体基板の表面を清浄化することができるエピタキシ
ャル成長方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、エピタキシャル成長される半導体
層の結晶性の向上を図ることができるエピタキシャル成
長方法を提供することにある。
層の結晶性の向上を図ることができるエピタキシャル成
長方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、半導体基板(4)
上に半導体層(9)をエピタキシャル成長させるように
したエピタキシャル成長方法において、エピタキシャル
成長前および/またはエピタキシャル成長中に半導体基
板(4)にパルスレーザ−ビーム(B)を照射するよう
にしている。
上に半導体層(9)をエピタキシャル成長させるように
したエピタキシャル成長方法において、エピタキシャル
成長前および/またはエピタキシャル成長中に半導体基
板(4)にパルスレーザ−ビーム(B)を照射するよう
にしている。
上記した手段によれば、エピタキシャル成長前に半導体
基板(4)にパルスレーザ−ビーム(B)が照射される
ことによりこの半導体基板(4)の表面近傍が局所的に
高温に加熱され、これによってこの半導体基vi(4)
の表面に形成されている自然酸化膜(8)が分解除去さ
れる。従って、エピタキシャル成長前に低温でこの半導
体基板(4)の表面を清浄化することができる。また、
エピタキシャル成長中に半導体基板(4)にパルスレー
ザ−ビーム(B)が照射されることにより半導体層(9
)が高温に加熱され、この加熱によるアニールの効果に
よりこの半導体層(9)の結晶性が改善される。これに
よって、エピタキシャル成長される半導体層(9)の結
晶性の向上を図ることができる。
基板(4)にパルスレーザ−ビーム(B)が照射される
ことによりこの半導体基板(4)の表面近傍が局所的に
高温に加熱され、これによってこの半導体基vi(4)
の表面に形成されている自然酸化膜(8)が分解除去さ
れる。従って、エピタキシャル成長前に低温でこの半導
体基板(4)の表面を清浄化することができる。また、
エピタキシャル成長中に半導体基板(4)にパルスレー
ザ−ビーム(B)が照射されることにより半導体層(9
)が高温に加熱され、この加熱によるアニールの効果に
よりこの半導体層(9)の結晶性が改善される。これに
よって、エピタキシャル成長される半導体層(9)の結
晶性の向上を図ることができる。
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
まず、本実施例で用いるエピタキシャル成長装置の構成
を第1図に基づいて説明する。
を第1図に基づいて説明する。
第1図において、符号1は装置本体、符号2はサセプタ
ー、符号3はガス供給管を示す、このサセプター2の上
に、エピタキシャル成長を行うべき半導体ウェーハ4が
載せられる。また、このサセプター2は例えば高周波誘
導加熱により加熱することができるようになっており、
これによって半導体ウェーハ4を所望の温度に加熱する
ことができる。一方、ガス供給管3の上部には例えば十
字状の管3aが設けられており、この十字状の管3aに
設けられた多数のノズル3bから成長ガス等がペルジャ
ー5内に供給されるようになっている。
ー、符号3はガス供給管を示す、このサセプター2の上
に、エピタキシャル成長を行うべき半導体ウェーハ4が
載せられる。また、このサセプター2は例えば高周波誘
導加熱により加熱することができるようになっており、
これによって半導体ウェーハ4を所望の温度に加熱する
ことができる。一方、ガス供給管3の上部には例えば十
字状の管3aが設けられており、この十字状の管3aに
設けられた多数のノズル3bから成長ガス等がペルジャ
ー5内に供給されるようになっている。
このペルジャー5の上部には開口部が設けられており、
この開口部に例えば石英ガラスのような後述のパルスレ
ーザ−ビームBに対して透明な材料から成る窓6が設け
られている。そして、この窓6から、レーザーLにより
発振されるパルスレーザ−ビームBを半導体ウェーハ4
に照射することができるようになっている。なお、この
パルスレーザ−ビームBは、上述の十字状の管3aに当
たらないようになっている。
この開口部に例えば石英ガラスのような後述のパルスレ
ーザ−ビームBに対して透明な材料から成る窓6が設け
られている。そして、この窓6から、レーザーLにより
発振されるパルスレーザ−ビームBを半導体ウェーハ4
に照射することができるようになっている。なお、この
パルスレーザ−ビームBは、上述の十字状の管3aに当
たらないようになっている。
次に、上述のように構成されたエピタキシャル成長装置
を用いてエピタキシャル成長を行う方法について説明す
る。
を用いてエピタキシャル成長を行う方法について説明す
る。
第2図A〜第2図りは本発明の一実施例によるエピタキ
シャル成長方法を工程順に示す。
シャル成長方法を工程順に示す。
本実施例においては、第2図Aに示すように、例えばp
型シリコン(Si)ウェーハのような半導体ウェーハ4
中に例えばn′−型の埋め込み層7を形成した後、この
半導体ウェーハ4を第1図に示すエピタキシャル成長装
置のサセプター2の上に載せ、その後ペルジャー5内を
排気して所定の圧力にする。この状態における半導体ウ
ェーハ4の表面には、自然酸化膜(Si Oz膜)8が
形成されているとする。次に、ペルジャー5内にH−ガ
スや塩化水素(HCI)ガスを導入して還元性雰囲気と
し、この還元性雰囲気中でレーザーLにより窓6からパ
ルスレーザ−ビームBを半導体ウェーハ4の表面に照射
する。このパルスレーザ−ビームBの照射は、半導体ウ
ェーハ4を後述のエピタキシャル成長温度またはそれ以
下の温度に加熱した状態で行ってもよいし、常温で行っ
てもよい。また、このパルスレーザ−ビームBのパルス
幅は例えば数十nsである。レーザーLとしては、例え
ば、XeC1エキシマ−レーザー(発振波長308nr
l)、ArFエキシマ−レーザー(発振波長193nm
)等の希ガスハライド系のエキシマ−レーザーを用いる
ことができる。このパルスレーザ−ビームBの照射によ
り半導体ウェーハ4の表面近傍が局所的に高温に加熱さ
れ、その結果、自然酸化膜8が分解除去される。このよ
うにして半導体ウェーハ4の表面が清浄化される。
型シリコン(Si)ウェーハのような半導体ウェーハ4
中に例えばn′−型の埋め込み層7を形成した後、この
半導体ウェーハ4を第1図に示すエピタキシャル成長装
置のサセプター2の上に載せ、その後ペルジャー5内を
排気して所定の圧力にする。この状態における半導体ウ
ェーハ4の表面には、自然酸化膜(Si Oz膜)8が
形成されているとする。次に、ペルジャー5内にH−ガ
スや塩化水素(HCI)ガスを導入して還元性雰囲気と
し、この還元性雰囲気中でレーザーLにより窓6からパ
ルスレーザ−ビームBを半導体ウェーハ4の表面に照射
する。このパルスレーザ−ビームBの照射は、半導体ウ
ェーハ4を後述のエピタキシャル成長温度またはそれ以
下の温度に加熱した状態で行ってもよいし、常温で行っ
てもよい。また、このパルスレーザ−ビームBのパルス
幅は例えば数十nsである。レーザーLとしては、例え
ば、XeC1エキシマ−レーザー(発振波長308nr
l)、ArFエキシマ−レーザー(発振波長193nm
)等の希ガスハライド系のエキシマ−レーザーを用いる
ことができる。このパルスレーザ−ビームBの照射によ
り半導体ウェーハ4の表面近傍が局所的に高温に加熱さ
れ、その結果、自然酸化膜8が分解除去される。このよ
うにして半導体ウェーハ4の表面が清浄化される。
次に第2図Bに示すように、この半導体ウェーハ4上に
例えばSiのエピタキシャル層9を例えば20人/S程
度の成長速度で成長させる。成長温度は1000℃以下
の低温、例えば900℃程度とすることができる。また
、この成長はサセプター2を回転させながら行う、この
エピタキシャル成長用の成長ガスとしては、モノシラン
(SiHa)、ジクロルシラン(SiHz C1g )
等を用いることができる0本実施例においては、このエ
ピタキシャル成長中にパルスレーザ−ビームBを半導体
ウェーハ4に例えば数〜数十上で間欠的に照射する。具
体的には、例えば1七でパルスレーザ−ビームBを照射
する。成長速度が20人/Sであるとすると、この場合
にはエピタキシャル層9の厚さが20人増えるたびにパ
ルスレーザ−ビームBが照射されることになる。このパ
ルスレーザ−ビームBの照射によって、エピタキシャル
層9の表面から例えば約100〜1000人程度の深さ
まで局所的に高温に加熱される。この結果、エピタキシ
ャル層9の全体および半導体ウェーハ4の表面層が高温
に加熱され、これによるアニールの効果によりエピタキ
シャル層9中の未結合原子が消滅したりすること等によ
り結晶欠陥が減少して結晶性が改善される。
例えばSiのエピタキシャル層9を例えば20人/S程
度の成長速度で成長させる。成長温度は1000℃以下
の低温、例えば900℃程度とすることができる。また
、この成長はサセプター2を回転させながら行う、この
エピタキシャル成長用の成長ガスとしては、モノシラン
(SiHa)、ジクロルシラン(SiHz C1g )
等を用いることができる0本実施例においては、このエ
ピタキシャル成長中にパルスレーザ−ビームBを半導体
ウェーハ4に例えば数〜数十上で間欠的に照射する。具
体的には、例えば1七でパルスレーザ−ビームBを照射
する。成長速度が20人/Sであるとすると、この場合
にはエピタキシャル層9の厚さが20人増えるたびにパ
ルスレーザ−ビームBが照射されることになる。このパ
ルスレーザ−ビームBの照射によって、エピタキシャル
層9の表面から例えば約100〜1000人程度の深さ
まで局所的に高温に加熱される。この結果、エピタキシ
ャル層9の全体および半導体ウェーハ4の表面層が高温
に加熱され、これによるアニールの効果によりエピタキ
シャル層9中の未結合原子が消滅したりすること等によ
り結晶欠陥が減少して結晶性が改善される。
次に第2図Cに示すように、エピタキシャル層9の厚さ
が再び例えば20人増えた段階で再びこのエピタキシャ
ル層9にパルスレーザ−ビームBが照射される。なお、
第2図Cにおいて、最初に成長された約20人の厚さの
エピタキシャル層9の表面を一点鎖線で示した。このパ
ルスレーザ−ビームBの照射によってエピタキシャル層
9の全体が高温に加熱され、その結果、既に述べたと同
様にエピタキシャル層9の結晶性が改善される。
が再び例えば20人増えた段階で再びこのエピタキシャ
ル層9にパルスレーザ−ビームBが照射される。なお、
第2図Cにおいて、最初に成長された約20人の厚さの
エピタキシャル層9の表面を一点鎖線で示した。このパ
ルスレーザ−ビームBの照射によってエピタキシャル層
9の全体が高温に加熱され、その結果、既に述べたと同
様にエピタキシャル層9の結晶性が改善される。
二のよ・うにしてエピタキシャル成長を続け、第2図り
に示すようにエピタキシャル層9が目標とする厚さにな
った段階でエピタキシャル成長を終了する。
に示すようにエピタキシャル層9が目標とする厚さにな
った段階でエピタキシャル成長を終了する。
以上のように、この実施例によれば、エピタキシャル成
長前に半導体ウェーハ4の表面にパルスレーザ−ビーム
Bを照射しているので、自然酸化膜8をエピタキシャル
成長前にあらかじめ除去することができ、従って清浄な
表面上にエピタキシャル成長を行うことができる。しか
も、自然酸化膜8の除去はパルスレーザ−ビームBの照
射により低温で行うことができるので、従来のH!ソフ
ァアリング処理のように1050℃程度の高温の熱処理
を行う必要がない、このため、エピタキシャル成長温度
の低温化を妨げていた要因がなくなり、エピタキシャル
成長温度を上述のように例えば900℃程度に低温化す
ることができる。また、従来のエピタキシャル成長方法
では、このようにエピタキシャル成長温度を低温化する
とエピタキシャル層の結晶性が悪くなるのが一般的であ
ったが、本実施例によれば、エピタキシャル成長中にエ
ピタキシャル層9にパルスレーザ−ビームBを照射する
ことによりこのエピタキシャル層9の結晶性を改善する
ことができるので、結晶性の良好なエピタキシャル層9
を成長させることができる。
長前に半導体ウェーハ4の表面にパルスレーザ−ビーム
Bを照射しているので、自然酸化膜8をエピタキシャル
成長前にあらかじめ除去することができ、従って清浄な
表面上にエピタキシャル成長を行うことができる。しか
も、自然酸化膜8の除去はパルスレーザ−ビームBの照
射により低温で行うことができるので、従来のH!ソフ
ァアリング処理のように1050℃程度の高温の熱処理
を行う必要がない、このため、エピタキシャル成長温度
の低温化を妨げていた要因がなくなり、エピタキシャル
成長温度を上述のように例えば900℃程度に低温化す
ることができる。また、従来のエピタキシャル成長方法
では、このようにエピタキシャル成長温度を低温化する
とエピタキシャル層の結晶性が悪くなるのが一般的であ
ったが、本実施例によれば、エピタキシャル成長中にエ
ピタキシャル層9にパルスレーザ−ビームBを照射する
ことによりこのエピタキシャル層9の結晶性を改善する
ことができるので、結晶性の良好なエピタキシャル層9
を成長させることができる。
さらにまた、このようにエピタキシャル成長温度を低温
化することができることから、半導体ウェーハ4が大口
径化してもこの半導体ウェーハ4の反りを小さく抑える
ことができ、従って半導体ウェーハlの大口径化に対応
することができる。さらに、このエピタキシャル成長温
度の低温化により、エピタキシャル成長の際の埋め込み
層7中の不純物の再拡散を防止することもできる。
化することができることから、半導体ウェーハ4が大口
径化してもこの半導体ウェーハ4の反りを小さく抑える
ことができ、従って半導体ウェーハlの大口径化に対応
することができる。さらに、このエピタキシャル成長温
度の低温化により、エピタキシャル成長の際の埋め込み
層7中の不純物の再拡散を防止することもできる。
本実施例によるエピタキシャル成長方法は、バイポーラ
LSIやバイポーラ−CMO5LSIの製造への適用が
可能である。
LSIやバイポーラ−CMO5LSIの製造への適用が
可能である。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではな(、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
明は、上述の実施例に限定されるものではな(、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、エピタキシャル成長中におけるパルスレーザ−
ビームBの照射の周期は、エピタキシャル層9の成長速
度等を考慮して適宜選択することができる。また、上述
の実施例においては、エピタキシャル成長前およびエピ
タキシャル成長中にパルスレーザ−ビームBを照射して
いるが、このパルスレーザ−ビームBの照射はエピタキ
シャル成長前およびエピタキシャル成長中のいずれか一
方でのみ行ってもよい。
ビームBの照射の周期は、エピタキシャル層9の成長速
度等を考慮して適宜選択することができる。また、上述
の実施例においては、エピタキシャル成長前およびエピ
タキシャル成長中にパルスレーザ−ビームBを照射して
いるが、このパルスレーザ−ビームBの照射はエピタキ
シャル成長前およびエピタキシャル成長中のいずれか一
方でのみ行ってもよい。
また、本発明は、バイポーラLSIやバイポーラ−CM
O3LSIばかりでな(、エピタキシャル層を用いる各
種の半導体集積回路装置の製造に適用することが可能で
ある。
O3LSIばかりでな(、エピタキシャル層を用いる各
種の半導体集積回路装置の製造に適用することが可能で
ある。
以上述べたように、本発明によれば、エピタキシャル成
長前および/またはエピタキシャル成長中に半導体基板
にパルスレーザ−ビームを照射するようにしているので
、エピタキシャル成長前における低温での半導体基板の
表面の清浄化および/またはエピタキシャル成長される
半導体層の結晶性の向上を図ることができる。
長前および/またはエピタキシャル成長中に半導体基板
にパルスレーザ−ビームを照射するようにしているので
、エピタキシャル成長前における低温での半導体基板の
表面の清浄化および/またはエピタキシャル成長される
半導体層の結晶性の向上を図ることができる。
第1図は本発明の一実施例で用いるエピタキシャル成長
装置の概略構成を示す図、第2図A〜第2図りは本発明
の一実施例によるエピタキシャル成長方法を工程順に示
す断面図である。 図面における主要な符号の説明 2:サセプタ−4=半導体ウェーハ(半導体基板)、
5:ベルジャ−、8:自然酸化膜、9:エピタキシャル
層、 L:レーザー B:パルスレーザ−ビーム。 代理人 弁理士 杉 浦 正 知 −大R1便1 第2図B 一實路例
装置の概略構成を示す図、第2図A〜第2図りは本発明
の一実施例によるエピタキシャル成長方法を工程順に示
す断面図である。 図面における主要な符号の説明 2:サセプタ−4=半導体ウェーハ(半導体基板)、
5:ベルジャ−、8:自然酸化膜、9:エピタキシャル
層、 L:レーザー B:パルスレーザ−ビーム。 代理人 弁理士 杉 浦 正 知 −大R1便1 第2図B 一實路例
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上に半導体層をエピタキシャル成長させるよ
うにしたエピタキシャル成長方法において、 エピタキシャル成長前および/またはエピタキシャル成
長中に上記半導体基板にパルスレーザービームを照射す
るようにしたことを特徴とするエピタキシャル成長方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20035588A JPH0249419A (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20035588A JPH0249419A (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249419A true JPH0249419A (ja) | 1990-02-19 |
Family
ID=16422918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20035588A Pending JPH0249419A (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0249419A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04233219A (ja) * | 1990-06-28 | 1992-08-21 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体デバイスからなる製品の製造方法 |
| JP2016514364A (ja) * | 2013-02-26 | 2016-05-19 | ソイテックSoitec | 構造を処理するためのプロセス |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP20035588A patent/JPH0249419A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04233219A (ja) * | 1990-06-28 | 1992-08-21 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体デバイスからなる製品の製造方法 |
| JP2016514364A (ja) * | 2013-02-26 | 2016-05-19 | ソイテックSoitec | 構造を処理するためのプロセス |
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