JPH0491427A - 化学気相成長装置 - Google Patents
化学気相成長装置Info
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- JPH0491427A JPH0491427A JP20565590A JP20565590A JPH0491427A JP H0491427 A JPH0491427 A JP H0491427A JP 20565590 A JP20565590 A JP 20565590A JP 20565590 A JP20565590 A JP 20565590A JP H0491427 A JPH0491427 A JP H0491427A
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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】
〔概 要〕
半導体基板表面にエピタキシャル層を形成するための化
学気相成長装置に関し。
学気相成長装置に関し。
該エピタキシャル層に対する汚染源となる不純物を発生
するサセプタを用いずに該半導体基板を加熱可能とする
ことを目的とし。
するサセプタを用いずに該半導体基板を加熱可能とする
ことを目的とし。
半導体基板の背面に対向して設けられ且つ該半導体基板
の吸収波長端以下の波長の光を主成分として含む加熱光
源と、該背面が該加熱光源によって照射可能なように該
半導体基板を支持する基板支持機構とを備えることから
構成される。
の吸収波長端以下の波長の光を主成分として含む加熱光
源と、該背面が該加熱光源によって照射可能なように該
半導体基板を支持する基板支持機構とを備えることから
構成される。
本発明は、半導体基板表面にエピタキシャル層を形成す
るための化学気相成長装置に関する。
るための化学気相成長装置に関する。
半導体装置の高性能化や高機能化にともなって。
低温エピタキシャル成長技術の必要性が強まりつつある
。シリコン半導体を例にとると ■浅い接合を形成するためにエピタキシャル成長温度を
８００″Ｃ以下にする必要がある。
。シリコン半導体を例にとると ■浅い接合を形成するためにエピタキシャル成長温度を
８００″Ｃ以下にする必要がある。
０６００°Ｃ以下でシリコンのエピタキシャル成長が可
能になれば、金属層が形成された半導体基板上にシリコ
ンをエピタキシャル成長させたような従来不可能であっ
た構造が可能となり、半導体装置の高集積化や高機能化
を実現可能となる。
能になれば、金属層が形成された半導体基板上にシリコ
ンをエピタキシャル成長させたような従来不可能であっ
た構造が可能となり、半導体装置の高集積化や高機能化
を実現可能となる。
■同一の基板上のシリコン表面にはエピタキシャルシリ
コン層を、絶縁層上には多結晶シリコン層をそれぞれ形
成する。いわゆるエビ−ポリ成長において、低温はど多
結晶シリコン層の結晶粒が小さく、シたがって、その表
面が平滑になり、かつ。
コン層を、絶縁層上には多結晶シリコン層をそれぞれ形
成する。いわゆるエビ−ポリ成長において、低温はど多
結晶シリコン層の結晶粒が小さく、シたがって、その表
面が平滑になり、かつ。
より低抵抗化できる。
ＣＶＤ法によって上記のような低温エピタキシャル成長
を可能とするためには、基板表面が反応系の残留不純物
、主としてＨ，０や０□によって汚染されないように清
浄に維持できることが必要である。
を可能とするためには、基板表面が反応系の残留不純物
、主としてＨ，０や０□によって汚染されないように清
浄に維持できることが必要である。
具体的には１反応容器の到達真空度を１Ｏ−ａＴｏｒｒ
台以下にすることが要求される。
台以下にすることが要求される。
しかしながら１通常のＣＶＤ装置においては、従来、基
板の支持および均一加熱源として焼結炭素から成るサセ
プタが用いられてきた。このような炭素サセプタは１次
のような理由によって種々の汚染物質を発生しやすい。
板の支持および均一加熱源として焼結炭素から成るサセ
プタが用いられてきた。このような炭素サセプタは１次
のような理由によって種々の汚染物質を発生しやすい。
（ａ）多孔質であるためにＨ２Ｏや０□等のガスを吸蔵
しやすく、これらが温度上昇時に放出される。
しやすく、これらが温度上昇時に放出される。
（ｂ）硬度が低いために、基板との摩捺等によって削ら
れ、炭素の微粉末が発生する。
れ、炭素の微粉末が発生する。
（Ｃ）残留Ｈ２Ｏとの反応によりＣ１，（メタン）やＣ
，Ｈ。
，Ｈ。
（プロパン）等の炭化水素を生成する。
したがって本発明は、従来のような炭素サセプタを用い
ることなく半導体基板を加熱し、これによって１反応系
を、低温エピタキシャル成長可能な清浄雰囲気に維持し
得るＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
ることなく半導体基板を加熱し、これによって１反応系
を、低温エピタキシャル成長可能な清浄雰囲気に維持し
得るＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
上記目的は、半導体基板の背面に対向して設けられ且つ
該半導体基板の吸収波長端以下の波長の光を主成分とし
て含む加熱光源と、該背面が該加熱光源によって照射可
能なように該半導体基板を支持する基板支持機構とを備
えたことを特徴とするか、または、該半導体基板の表面
に対向して紫外線源が設けられていることを特徴とする
本発明に係る化学気相成長装置、あるいは、該半導体基
板の背面に対向して設けられた光照射窓を有する真空に
排気可能な反応容器を備え、該加熱光源は該光照射窓に
対向して該反応容器の外部に設置されていることを特徴
とするか、または、該反応容器は該半導体基板の表面に
対向して設けられた紫外線照射窓を有し、該紫外線源は
該紫外線照射窓に対向して該反応容器の外部に設置され
ていることを特徴とする本発明に係る化学気相成長装置
によって達成される。
該半導体基板の吸収波長端以下の波長の光を主成分とし
て含む加熱光源と、該背面が該加熱光源によって照射可
能なように該半導体基板を支持する基板支持機構とを備
えたことを特徴とするか、または、該半導体基板の表面
に対向して紫外線源が設けられていることを特徴とする
本発明に係る化学気相成長装置、あるいは、該半導体基
板の背面に対向して設けられた光照射窓を有する真空に
排気可能な反応容器を備え、該加熱光源は該光照射窓に
対向して該反応容器の外部に設置されていることを特徴
とするか、または、該反応容器は該半導体基板の表面に
対向して設けられた紫外線照射窓を有し、該紫外線源は
該紫外線照射窓に対向して該反応容器の外部に設置され
ていることを特徴とする本発明に係る化学気相成長装置
によって達成される。
例えばシリコン基板を、その背面からＸｅ（クセノン）
ランプのような波長１μｍ以下の波長を主成分として含
む光源によって照射して所定温度に加熱する。その結果
、下記のように、炭素サセプタに起因する従来の汚染が
回避される。すなわち。
ランプのような波長１μｍ以下の波長を主成分として含
む光源によって照射して所定温度に加熱する。その結果
、下記のように、炭素サセプタに起因する従来の汚染が
回避される。すなわち。
■１１□０や０２等の残留ガスが大幅に低減する。
■炭素微粉末が生じない。
■炭素サセプタと残留Ｈ２０との反応による炭化水素の
発生がない。
発生がない。
また、従来、加熱源の一つとして用いられていた赤外線
ランプのような加熱温度に下限がなく。
ランプのような加熱温度に下限がなく。
例えば、シリコン基板を、７００°Ｃ以下の所望の温度
に加熱できる。
に加熱できる。
さらに、上記Ｘｅランプによる加熱方法と、紫外線（Ｕ
Ｖ）照射による光励起ＣＶＤ法とを組合せると。
Ｖ）照射による光励起ＣＶＤ法とを組合せると。
ＵＶ照射により吸着シリコン原子の移動が促進されるた
めに５例えば６００°Ｃの基板温度で高品質のエピタキ
シャル層を成長させることができる。またシリコンのエ
ピタキシャル成長速度を、Ｕｖを照射しない場合に比べ
て１０倍以上に高めることができる。
めに５例えば６００°Ｃの基板温度で高品質のエピタキ
シャル層を成長させることができる。またシリコンのエ
ピタキシャル成長速度を、Ｕｖを照射しない場合に比べ
て１０倍以上に高めることができる。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明に係るＣＶＤ装置の構造例を示す模式的
断面図であって、従来のエピタキシャル成長用のＣＶＤ
装置と同様に１反応容器１と１反応容器１内を真空に排
気するためのポンプ２と１反応容器１内に対する半導体
基板３の送入・取出しを行うためのロードロック４を備
えている。
断面図であって、従来のエピタキシャル成長用のＣＶＤ
装置と同様に１反応容器１と１反応容器１内を真空に排
気するためのポンプ２と１反応容器１内に対する半導体
基板３の送入・取出しを行うためのロードロック４を備
えている。
反応容器１は９例えば透明石英から成り１両側には円筒
状の補強部１１および１２を有し、中央には。
状の補強部１１および１２を有し、中央には。
上下両側面が平坦にされた反応部１３とを有する。
補強部１１および１２は１反応容器１内部が真空排気さ
れたときの外圧に対する強度を保持するために設けられ
ている。補強部１１および１２のそれぞれの端部は９例
えば０リング１０と、ステンレスから成る側板１１八お
よび１２Ａによって気密封じされている。ポンプ２は１
例えばターボポンプであって。
れたときの外圧に対する強度を保持するために設けられ
ている。補強部１１および１２のそれぞれの端部は９例
えば０リング１０と、ステンレスから成る側板１１八お
よび１２Ａによって気密封じされている。ポンプ２は１
例えばターボポンプであって。
反応容器１内をＩ Ｘｌ０−９Ｔｏｒｒまで排気可能と
する。
する。
ロードロック４内部は９図示しないターボポンプによっ
てｌ Ｘ １０−９Ｔｏｒｒまで排気される。反応部１
３には９図示しないガス導入手段から送入される原料ガ
スを、半導体基板３表面に送るためのガス送出機構６が
設けられている。
てｌ Ｘ １０−９Ｔｏｒｒまで排気される。反応部１
３には９図示しないガス導入手段から送入される原料ガ
スを、半導体基板３表面に送るためのガス送出機構６が
設けられている。
次に１本発明の特徴とする構成について説明する。まず
１反応部１３の下側面（光照射窓１４）に対向して、
Ｘｅランプのような近赤外領域から紫外領域にわたる光
を主成分として含む加熱光源８が設けられている。符号
８１は加熱光源８に付属する反射鏡を示す。一方１反応
部１３に設置されている半導体基板３は５例えば９石英
棒から成る基板支持機構７に設けられている突起状のフ
ック７１によって、その周辺部を支持されている。これ
により。
１反応部１３の下側面（光照射窓１４）に対向して、
Ｘｅランプのような近赤外領域から紫外領域にわたる光
を主成分として含む加熱光源８が設けられている。符号
８１は加熱光源８に付属する反射鏡を示す。一方１反応
部１３に設置されている半導体基板３は５例えば９石英
棒から成る基板支持機構７に設けられている突起状のフ
ック７１によって、その周辺部を支持されている。これ
により。
その背面が、加熱光源８により照射可能とされている。
Ｘｅランプのような加熱光源８からの光の大部分は、半
導体基板３により吸収されるので１通常の赤外線ランプ
光源のような、半導体基板３内に電子−正孔対による吸
収による温度上昇が支配的になる７００ ”Ｃ以下の制
御が事実上不可能な加熱方法とは異なって、加熱光源８
の入力電力によって、半導体基板３温度を任意の所望の
値に制御できる。
導体基板３により吸収されるので１通常の赤外線ランプ
光源のような、半導体基板３内に電子−正孔対による吸
収による温度上昇が支配的になる７００ ”Ｃ以下の制
御が事実上不可能な加熱方法とは異なって、加熱光源８
の入力電力によって、半導体基板３温度を任意の所望の
値に制御できる。
第１図のＣＶＤ装置を用いて、シリコン基板上にシリコ
ンを低温エピタキシャル成長させる実施例を説明する。
ンを低温エピタキシャル成長させる実施例を説明する。
ロードロック４を通じて反応容器１内に９例えば直径４
インチのシリコンウェハから成る半導体基板３を設置し
たのち、ポンプ２により反応容器１内をＩ Ｘ １０−
９Ｔｏｒｒに排気し、加熱光源８により半導体基板３を
８００°Ｃに加熱して表面の自然酸化膜を除去する。
インチのシリコンウェハから成る半導体基板３を設置し
たのち、ポンプ２により反応容器１内をＩ Ｘ １０−
９Ｔｏｒｒに排気し、加熱光源８により半導体基板３を
８００°Ｃに加熱して表面の自然酸化膜を除去する。
次いで、半導体基板３の温度を５２０°Ｃに下げガス送
出機構６から１例えばＨ２キャリヤガスによって希釈さ
れたジシラン（Ｓｉ２Ｈｂ）を反応部Ｉ３に導入する。
出機構６から１例えばＨ２キャリヤガスによって希釈さ
れたジシラン（Ｓｉ２Ｈｂ）を反応部Ｉ３に導入する。
Ｓｉ２Ｈ６およびＨ２の流量を、それぞれ、０．５ＳＣ
ＣＭおよび５０ＳＣＣＭに制御して１反応容器１内の圧
力を０．０２Ｔｏｒｒに維持する。これにより、７０人
／ｍｉｎの速度で０．３μｍのシリコン層がエピタキシ
ャル成長した。このシリコン層の品質を１周知の３１Ｍ
Ｓ法および接合の電流−電圧特性で評価した結果。
ＣＭおよび５０ＳＣＣＭに制御して１反応容器１内の圧
力を０．０２Ｔｏｒｒに維持する。これにより、７０人
／ｍｉｎの速度で０．３μｍのシリコン層がエピタキシ
ャル成長した。このシリコン層の品質を１周知の３１Ｍ
Ｓ法および接合の電流−電圧特性で評価した結果。
従来の炭素サセプタを使用して６５０°Ｃでエピタキシ
ャル成長したシリコン層に比べて、その膜質は良好であ
った。
ャル成長したシリコン層に比べて、その膜質は良好であ
った。
再び第１図を参照して１本発明の装置において光ＣＶＯ
を実施するために１反応部１３の上側面（紫外線照射窓
１５）に対向して、高圧水銀ランプ等の紫外線源９を設
ける。符号９１は、紫外線源９に付属する反射鏡９１を
示す。前記実施例と同様にして。
を実施するために１反応部１３の上側面（紫外線照射窓
１５）に対向して、高圧水銀ランプ等の紫外線源９を設
ける。符号９１は、紫外線源９に付属する反射鏡９１を
示す。前記実施例と同様にして。
反応容器１内において半導体基板３を真空加熱して表面
の清浄化を行ったのち、半導体基板３の温度を５００°
Ｃに保持し、ガス送出機構６から反応部１３にＨ２によ
って希釈されたＳｉ２Ｈ６を導入する。この場合の５ｉ
ｚＨ６および１１゜の流量および反応容器１内の圧力は
前記実施例と同様とする。これにより。
の清浄化を行ったのち、半導体基板３の温度を５００°
Ｃに保持し、ガス送出機構６から反応部１３にＨ２によ
って希釈されたＳｉ２Ｈ６を導入する。この場合の５ｉ
ｚＨ６および１１゜の流量および反応容器１内の圧力は
前記実施例と同様とする。これにより。
１５０人／ｍｉｎの速度で０．３μｍのシリコン層がエ
ピタキシャル成長した。このシリコン層の品質を。
ピタキシャル成長した。このシリコン層の品質を。
上記と同様にＳＩＭＳ法および接合の電流−電圧特性で
評価した結果、従来の炭素サセプタを使用して・・°Ｃ
でエピタキシャル成長したシリコン層に比べて、その膜
質は良好であった。
評価した結果、従来の炭素サセプタを使用して・・°Ｃ
でエピタキシャル成長したシリコン層に比べて、その膜
質は良好であった。
本実施例のように［ＩＶ照射を加えることにより５ｉｚ
Ｈ６０分解が促進されるため、より低温でエピタキシャ
ル成長が可能となる。また１Ｕｖ照射により半導体基板
３表面における吸着Ｓｉ原子の移動が促進されるため、
成長速度が高くなり、かつ、欠陥も減少し、高品質のシ
リコン層が得られることが示された。
Ｈ６０分解が促進されるため、より低温でエピタキシャ
ル成長が可能となる。また１Ｕｖ照射により半導体基板
３表面における吸着Ｓｉ原子の移動が促進されるため、
成長速度が高くなり、かつ、欠陥も減少し、高品質のシ
リコン層が得られることが示された。
なお１本発明は、シリコン以外の半導体のエピタキシャ
ル成長にも適用可能であり、また、シリコンまたはその
他の半導体の多結晶層の低温成長に対しても有効である
ことは言うまでもない。
ル成長にも適用可能であり、また、シリコンまたはその
他の半導体の多結晶層の低温成長に対しても有効である
ことは言うまでもない。
本発明によれば、高純度の雰囲気中でＣＶＤ法による半
導体のエピタキシャル成長が可能となり成長温度の低温
化が実現され、かつ、光ＣＶＤ法との併用により、成長
温度のより低温化および高成長速度と結晶品質の向上が
可能となり、高性能・高集積度・ＭＪＭＪｆ＝の半導体
装置の開発を促進する効果がある。
導体のエピタキシャル成長が可能となり成長温度の低温
化が実現され、かつ、光ＣＶＤ法との併用により、成長
温度のより低温化および高成長速度と結晶品質の向上が
可能となり、高性能・高集積度・ＭＪＭＪｆ＝の半導体
装置の開発を促進する効果がある。
第１図は本発明に係る化学気相成長装置の構造例を示す
模式的断面図である。 図において。 １は反応容器、 ２はポンプ。 ８は加熱光源、 ９は紫外線源。 １０はＯリング、１１と１２は補強部。 １１Ａと１２＾は側板、 １３は反応部。 １４は光照射窓、１５は紫外線照射窓。 ８１と９１は反射鏡 である。
模式的断面図である。 図において。 １は反応容器、 ２はポンプ。 ８は加熱光源、 ９は紫外線源。 １０はＯリング、１１と１２は補強部。 １１Ａと１２＾は側板、 １３は反応部。 １４は光照射窓、１５は紫外線照射窓。 ８１と９１は反射鏡 である。
Claims (4)
- （１）半導体基板の背面に対向して設けられ且つ該半導
体基板の吸収波長端以下の波長の光を主成分として含む
加熱光源と、 該背面が該加熱光源によって照射可能なように該半導体
基板を支持する基板支持機構 とを備えたことを特徴とする化学気相成長装置。 - （２）該半導体基板の背面に対向して設けられた光照射
窓を有する真空に排気可能な反応容器を備え、該加熱光
源は該光照射窓に対向して該反応容器の外部に設置され
ていることを特徴とする請求項１記載の化学気相成長装
置。 - （３）該半導体基板の表面に対向して紫外線源が設けら
れていることを特徴とする請求項１または２記載の化学
気相成長装置。 - （４）該反応容器は該半導体基板の表面に対向して設け
られた紫外線照射窓を有し、該紫外線源は該紫外線照射
窓に対向して該反応容器の外部に設置されていることを
特徴とする請求項３記載の化学気相成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20565590A JPH0491427A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 化学気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20565590A JPH0491427A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 化学気相成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491427A true JPH0491427A (ja) | 1992-03-24 |
Family
ID=16510492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20565590A Pending JPH0491427A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 化学気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491427A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001006043A1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Seh America, Inc. | Susceptorless semiconductor wafer epitaxial layer growth method |
| US6375749B1 (en) | 1999-07-14 | 2002-04-23 | Seh America, Inc. | Susceptorless semiconductor wafer support and reactor system for epitaxial layer growth |
| US6395085B2 (en) | 1999-07-14 | 2002-05-28 | Seh America, Inc. | Purity silicon wafer for use in advanced semiconductor devices |
| US6454852B2 (en) | 1999-07-14 | 2002-09-24 | Seh America, Inc. | High efficiency silicon wafer optimized for advanced semiconductor devices |
| US6632277B2 (en) | 1999-07-14 | 2003-10-14 | Seh America, Inc. | Optimized silicon wafer gettering for advanced semiconductor devices |
-
1990
- 1990-08-02 JP JP20565590A patent/JPH0491427A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001006043A1 (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-25 | Seh America, Inc. | Susceptorless semiconductor wafer epitaxial layer growth method |
| US6375749B1 (en) | 1999-07-14 | 2002-04-23 | Seh America, Inc. | Susceptorless semiconductor wafer support and reactor system for epitaxial layer growth |
| US6395085B2 (en) | 1999-07-14 | 2002-05-28 | Seh America, Inc. | Purity silicon wafer for use in advanced semiconductor devices |
| US6454852B2 (en) | 1999-07-14 | 2002-09-24 | Seh America, Inc. | High efficiency silicon wafer optimized for advanced semiconductor devices |
| US6632277B2 (en) | 1999-07-14 | 2003-10-14 | Seh America, Inc. | Optimized silicon wafer gettering for advanced semiconductor devices |
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