JPH03279294A - エピタキシャル層の成長方法 - Google Patents
エピタキシャル層の成長方法Info
- Publication number
- JPH03279294A JPH03279294A JP8190790A JP8190790A JPH03279294A JP H03279294 A JPH03279294 A JP H03279294A JP 8190790 A JP8190790 A JP 8190790A JP 8190790 A JP8190790 A JP 8190790A JP H03279294 A JPH03279294 A JP H03279294A
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- JP
- Japan
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- gas
- target
- substrate
- sputtering
- silicon
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- Pending
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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〉
本発明はスパッタリング法によるシリコン、モリブデン
等のエピタキシャル層の成長方法に関する。
等のエピタキシャル層の成長方法に関する。
〈従来の技術〉
従来からバイポーラトランジスタ、ＢｉＣＭＯ８等のＬ
ＳＩの作製にはシリコンウェハが使用されている。この
シリコンウェハにおいてシリコンのエピタキシャル層の
成長方法としては、例えば高温ＣＶＤ法によるものがあ
る。
ＳＩの作製にはシリコンウェハが使用されている。この
シリコンウェハにおいてシリコンのエピタキシャル層の
成長方法としては、例えば高温ＣＶＤ法によるものがあ
る。
ところが、シリコンウェハの大口径化、エピタキシャル
温度の低温化に対応することができるように、例えば以
下に示すスパッタリング方法によりシリコンのエピタキ
シャル層を形成する技術が知られていた。
温度の低温化に対応することができるように、例えば以
下に示すスパッタリング方法によりシリコンのエピタキ
シャル層を形成する技術が知られていた。
これは、スパッタ室にターゲット物質であるシリコンに
対向してシリコン基板を配設し、ターゲット物質にバイ
アス電圧を印加している。また、シリコン基板にもバイ
アス電圧を印加している。
対向してシリコン基板を配設し、ターゲット物質にバイ
アス電圧を印加している。また、シリコン基板にもバイ
アス電圧を印加している。
そして、スパッタリング用ガスとしてアルゴンを用いて
いた。
いた。
そして、高周波スパッタリングを行うことにより、アル
ゴンイオンをターゲット物質であるシリコンに衝突させ
て、シリコン原子をシリコン基板上に堆積させ薄膜を得
るものであった。
ゴンイオンをターゲット物質であるシリコンに衝突させ
て、シリコン原子をシリコン基板上に堆積させ薄膜を得
るものであった。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、このような従来のスパッタリング方法に
あっては、エピタキシャル薄膜中にはアルゴン原子が高
濃度（１０１９ｃ ｍ−３）で含まれていた。この結果
、そのシリコン薄膜の特性が低下していたという課題が
生じていた。例えばシリコン薄膜中の電子移動度がバル
ク結晶のそれに比べて大幅に低下するものである。
あっては、エピタキシャル薄膜中にはアルゴン原子が高
濃度（１０１９ｃ ｍ−３）で含まれていた。この結果
、そのシリコン薄膜の特性が低下していたという課題が
生じていた。例えばシリコン薄膜中の電子移動度がバル
ク結晶のそれに比べて大幅に低下するものである。
〈課題解決のための着眼点〉
これは、シリコン薄膜中に取り込まれるアルゴン原子の
数は、スパッタリングガスの圧力が低いほど多いことか
ら、負バイアスされたターゲットに入射したアルゴンイ
オンが中性化され、高エネルギ状態のまま反跳してシリ
コン薄膜中に取り込まれたものと考えられる。また、こ
のアルゴン原子の反跳によってシリコン薄膜にダメージ
を与えるからである。
数は、スパッタリングガスの圧力が低いほど多いことか
ら、負バイアスされたターゲットに入射したアルゴンイ
オンが中性化され、高エネルギ状態のまま反跳してシリ
コン薄膜中に取り込まれたものと考えられる。また、こ
のアルゴン原子の反跳によってシリコン薄膜にダメージ
を与えるからである。
そこで、本願発明者は、スパッタリング用ガス元素の質
量がターゲット物質のそれに比較して大きい場合には、
該元素がターゲット物質に衝突したとしても、反跳する
スパッタリングガス原子が減少することに着目したもの
である。
量がターゲット物質のそれに比較して大きい場合には、
該元素がターゲット物質に衝突したとしても、反跳する
スパッタリングガス原子が減少することに着目したもの
である。
本発明の目的は、ガスコンタミネーションが少なく、ス
パッタリングガス（アルゴン）イオンによるダメージの
少ないエピタキシャル層の成長方法を提供するものであ
る。
パッタリングガス（アルゴン）イオンによるダメージの
少ないエピタキシャル層の成長方法を提供するものであ
る。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は、スパッタ室内において、所定のターゲット物
質と基板とを対向して配設する工程と、このターゲット
物質に第１のバイアス電圧を印加し、基板に第２のバイ
アス電圧を印加するとともに、上記スパッタ室内にイオ
ン発生用元素を含むガスを導入してターゲット物質に衝
突させることにより、基板上に薄膜をエピタキシャル成
長させる工程と、を含むエピタキシャル層の成長方法に
おいて、上記イオン発生用元素をアルゴンより原子番号
の大きい希ガス元素から選択したエピタキシャル層の成
長方法である。
質と基板とを対向して配設する工程と、このターゲット
物質に第１のバイアス電圧を印加し、基板に第２のバイ
アス電圧を印加するとともに、上記スパッタ室内にイオ
ン発生用元素を含むガスを導入してターゲット物質に衝
突させることにより、基板上に薄膜をエピタキシャル成
長させる工程と、を含むエピタキシャル層の成長方法に
おいて、上記イオン発生用元素をアルゴンより原子番号
の大きい希ガス元素から選択したエピタキシャル層の成
長方法である。
〈作用〉
本発明に係るエピタキシャル層の成長方法にあっては、
所定のターゲット物質と基板とを、スパッタ室内におい
て、対向して配設する。
所定のターゲット物質と基板とを、スパッタ室内におい
て、対向して配設する。
そして、このターゲット物質に第１のバイアス電圧を印
加する一方、基板には第２のバイアス電圧を印加する。
加する一方、基板には第２のバイアス電圧を印加する。
とともに、上記スパッタ室内にイオン発生用元素を含む
ガスを導入し、イオンを発生させてターゲット物質に衝
突させる。
ガスを導入し、イオンを発生させてターゲット物質に衝
突させる。
このようにして、基板上にターゲット物質の薄膜をエピ
タキシャル成長させる。
タキシャル成長させる。
そして、この場合において、上記イオン発生用元素をア
ルゴンより原子番号の大きい希ガス元素から選択してい
る。例えばクリプトン、キセノンをスパッタリングガス
として使用するものである。
ルゴンより原子番号の大きい希ガス元素から選択してい
る。例えばクリプトン、キセノンをスパッタリングガス
として使用するものである。
このようにスパッタリング用ガス元素の質量がターゲッ
ト物質のそれに比較して大きい場合には、該元素がター
ゲット物質に衝突したとしても、該元素自体は再び運動
エネルギを有してスパッタ室内で浮遊することはなく、
該元素が基板上のエピタキシャル層に含有されるという
ことはない。また、基板上のエピタキシャル層にダメー
ジを与えることもない。
ト物質のそれに比較して大きい場合には、該元素がター
ゲット物質に衝突したとしても、該元素自体は再び運動
エネルギを有してスパッタ室内で浮遊することはなく、
該元素が基板上のエピタキシャル層に含有されるという
ことはない。また、基板上のエピタキシャル層にダメー
ジを与えることもない。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
スパッタリング装置としては、第１図に示すように、周
知の構成のマグネトロンスパッタリング装置を使用する
。この図において、スパッタ室１内には、例えばターゲ
ットとしてのシリコン２と、シリコン基板３とが対向し
て配設されている。シリコンターゲット２の裏側にはマ
グネット４が配設されている。また、シリコンターゲッ
ト２にはマツチング回路５を介して例えば１００ＭＨｚ
のＲＦ電源６が接続されている。更に、シリコンターゲ
ット２はロウパスフィルタ７を介して直流電源８に接続
されている。
知の構成のマグネトロンスパッタリング装置を使用する
。この図において、スパッタ室１内には、例えばターゲ
ットとしてのシリコン２と、シリコン基板３とが対向し
て配設されている。シリコンターゲット２の裏側にはマ
グネット４が配設されている。また、シリコンターゲッ
ト２にはマツチング回路５を介して例えば１００ＭＨｚ
のＲＦ電源６が接続されている。更に、シリコンターゲ
ット２はロウパスフィルタ７を介して直流電源８に接続
されている。
スパッタ室１にはガス供給口９からクリプトンガス、キ
セノンガス等のアルゴンガスよりも質量の大きい元素ガ
スが供給可能に構成されている。
セノンガス等のアルゴンガスよりも質量の大きい元素ガ
スが供給可能に構成されている。
また、排気口１０からターボポンプ等によってこのスパ
ッタ室ｌ内は超高真空（１０−１ｅＴｏ ｒ ｒ程度）
に保持される。
ッタ室ｌ内は超高真空（１０−１ｅＴｏ ｒ ｒ程度）
に保持される。
また、上記シリコン基板３にもバイアス電圧が印加され
る構成である。すなわち、図中１２は直流電源を、１３
はロウパスフィルタをそれぞれ示している。１４はコン
デンサである。
る構成である。すなわち、図中１２は直流電源を、１３
はロウパスフィルタをそれぞれ示している。１４はコン
デンサである。
以上の構成に係るスパッタリング装置にあって・スパッ
タ室１内にシリコンターゲット２を載置し、これに所定
のバイアス電圧を印加する。とともに、ターゲット２に
対向して配設したシリコン基板３にも例えば正のバイア
スをかける。
タ室１内にシリコンターゲット２を載置し、これに所定
のバイアス電圧を印加する。とともに、ターゲット２に
対向して配設したシリコン基板３にも例えば正のバイア
スをかける。
この状態から、スパッタ室１内に例えばクリプトンガス
を供給する。そして、ターゲット２に高周波をかけるこ
とによりプラズマを発生させるとともに、クリプトンガ
スイオンを加速してターゲット２に衝突させる。
を供給する。そして、ターゲット２に高周波をかけるこ
とによりプラズマを発生させるとともに、クリプトンガ
スイオンを加速してターゲット２に衝突させる。
このようにして、基板３上にターゲットであるシリコン
の薄膜をエピタキシャル成長させるものである。
の薄膜をエピタキシャル成長させるものである。
なお、スパッタリングガスとしては、キセノン等の他に
も、クリプトンなどくターゲットと未反応のガスであれ
ばよい）との混合ガスも使用することができる。
も、クリプトンなどくターゲットと未反応のガスであれ
ばよい）との混合ガスも使用することができる。
第２図はターゲットをモリブデンとした場合の放電ガス
によるエピタキシャル層中への希ガス元素の混入率を示
すものである。この図に示すように、クリプトンガスは
アルゴンガスまたはネオンガスに比較して大幅に混入率
が減少している。したがって、クリプトンガスよりも質
量の大きいキセノンガスでは更にその混入率は低下する
ものと考えられる。
によるエピタキシャル層中への希ガス元素の混入率を示
すものである。この図に示すように、クリプトンガスは
アルゴンガスまたはネオンガスに比較して大幅に混入率
が減少している。したがって、クリプトンガスよりも質
量の大きいキセノンガスでは更にその混入率は低下する
ものと考えられる。
〈効果〉
以上説明してきたように、本発明のエピタキシャル層の
成長方法によれば、ガスコンタミネーションが少なく、
スパッタリングガスイオンによるダメージの少ないエピ
タキシャル層を基板上に形成することができる。
成長方法によれば、ガスコンタミネーションが少なく、
スパッタリングガスイオンによるダメージの少ないエピ
タキシャル層を基板上に形成することができる。
第１図は本発明の一実施例に係るスパッタリング装置の
概略構成を示す概念図、第２図は一実施例に係るスパッ
タリングガスのターゲットへの混入率を示すグラフであ
る。 １・・・・・・・・スパッタ室、 ２・・・・・・・・シリコンターゲット、３・・・・・
・・・シリコン基板。
概略構成を示す概念図、第２図は一実施例に係るスパッ
タリングガスのターゲットへの混入率を示すグラフであ
る。 １・・・・・・・・スパッタ室、 ２・・・・・・・・シリコンターゲット、３・・・・・
・・・シリコン基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 スパッタ室内において、所定のターゲット物質と基板
とを対向して配設する工程と、 このターゲット物質に第１のバイアス電圧を印加し、基
板に第２のバイアス電圧を印加するとともに、上記スパ
ッタ室内にイオン発生用元素を含むガスを導入してター
ゲット物質に衝突させることにより、基板上に薄膜をエ
ピタキシャル成長させる工程と、を含むエピタキシャル
層の成長方法において、 上記イオン発生用元素をアルゴンより原子番号の大きい
希ガス元素から選択したことを特徴とするエピタキシャ
ル層の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190790A JPH03279294A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | エピタキシャル層の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8190790A JPH03279294A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | エピタキシャル層の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279294A true JPH03279294A (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=13759518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8190790A Pending JPH03279294A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | エピタキシャル層の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03279294A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0734240A (ja) * | 1993-07-15 | 1995-02-03 | Nec Corp | スパッタ方法 |
| US5607560A (en) * | 1993-03-25 | 1997-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Diamond crystal forming method |
| US6592664B1 (en) * | 1999-09-09 | 2003-07-15 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for epitaxial deposition of atoms or molecules from a reactive gas on a deposition surface of a substrate |
| WO2006049328A1 (ja) * | 2004-11-05 | 2006-05-11 | Ulvac, Inc. | プラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置 |
| DE102016208198A1 (de) | 2015-05-20 | 2016-11-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6380538A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜形成法 |
| JPH01124919A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Fujikura Ltd | 酸化物系超電導体の製造方法 |
| JPH01172559A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘電体薄膜の製造方法 |
| JPH01172563A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 高純度膜の形成方法 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP8190790A patent/JPH03279294A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6380538A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜形成法 |
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| JPH01172559A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘電体薄膜の製造方法 |
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| DE102016208198A1 (de) | 2015-05-20 | 2016-11-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung |
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