JPH06204139A - 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 - Google Patents
熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法Info
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- JPH06204139A JPH06204139A JP34776292A JP34776292A JPH06204139A JP H06204139 A JPH06204139 A JP H06204139A JP 34776292 A JP34776292 A JP 34776292A JP 34776292 A JP34776292 A JP 34776292A JP H06204139 A JPH06204139 A JP H06204139A
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- gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高真空な製膜装置を適用せずに従来より低温
条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶＤによ
るシリコン結晶膜の製法を提供すること。 【構成】 １×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空に設定された
製膜室１１内にＳｉＨ4から成る製膜ガスと熱分解され
難いＳｉＦ4 ガスを供給し、７００℃に加熱されたシリ
コン単結晶基板１４上にエピタキシャルシリコン薄膜を
連続的に製膜する方法。そして、上記ＳｉＦ4 ガスは熱
分解されたＳｉＨ4 のラジカル成分との反応によりその
熱分解が促進されるためＳｉＨ4 のラジカル成分が多い
基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが偏在してい
る。従って、基板上若しくは成長中のシリコン膜に混入
された不純物はこのフッ素系ラジカルのエッチング作用
を受けて除去されるため基板加熱温度の低減が図れる。
他方、ＳｉＦ4 は熱分解され難いため製膜室内における
フッ素系ラジカル濃度は薄く、従って、フッ素系ラジカ
ルの腐食作用等に起因した浮遊異物の発生も抑制するこ
とが可能となる。
条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶＤによ
るシリコン結晶膜の製法を提供すること。 【構成】 １×１０-5Ｔｏｒｒ程度の真空に設定された
製膜室１１内にＳｉＨ4から成る製膜ガスと熱分解され
難いＳｉＦ4 ガスを供給し、７００℃に加熱されたシリ
コン単結晶基板１４上にエピタキシャルシリコン薄膜を
連続的に製膜する方法。そして、上記ＳｉＦ4 ガスは熱
分解されたＳｉＨ4 のラジカル成分との反応によりその
熱分解が促進されるためＳｉＨ4 のラジカル成分が多い
基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが偏在してい
る。従って、基板上若しくは成長中のシリコン膜に混入
された不純物はこのフッ素系ラジカルのエッチング作用
を受けて除去されるため基板加熱温度の低減が図れる。
他方、ＳｉＦ4 は熱分解され難いため製膜室内における
フッ素系ラジカル濃度は薄く、従って、フッ素系ラジカ
ルの腐食作用等に起因した浮遊異物の発生も抑制するこ
とが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタや太
陽電池等に利用されるシリコン結晶膜の製造方法に係
り、特に、高真空な製膜装置を適用することなく従来よ
り低温条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法に関するものであ
る。
陽電池等に利用されるシリコン結晶膜の製造方法に係
り、特に、高真空な製膜装置を適用することなく従来よ
り低温条件で良質なシリコン結晶膜を製膜できる熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】熱ＣＶＤ法によるシリコン結晶膜の製造
方法として、従来、特開昭５８−１７２２１７号公報に
記載された方法が知られている。
方法として、従来、特開昭５８−１７２２１７号公報に
記載された方法が知られている。
【０００３】すなわち、この製造方法は、基板を配置し
た製膜室内にシラン化合物より成る製膜ガスを供給し、
この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分解させて
この基板上にシリコン結晶膜を製膜する方法であった。
た製膜室内にシラン化合物より成る製膜ガスを供給し、
この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分解させて
この基板上にシリコン結晶膜を製膜する方法であった。
【０００４】ところで、この方法において、上記製膜ガ
ス内に含まれる不純物や製膜ガスの熱分解に起因して発
生した不純物等のシリコン結晶膜内への混入を防止する
ためには、上記基板を９００℃以上の温度に加熱し基板
上若しくは成長中のシリコン膜に混入された上記不純物
を熱分解させて取除くことを要し、この基板加熱に多量
の熱エネルギーが必要となる欠点があった。
ス内に含まれる不純物や製膜ガスの熱分解に起因して発
生した不純物等のシリコン結晶膜内への混入を防止する
ためには、上記基板を９００℃以上の温度に加熱し基板
上若しくは成長中のシリコン膜に混入された上記不純物
を熱分解させて取除くことを要し、この基板加熱に多量
の熱エネルギーが必要となる欠点があった。
【０００５】一方、製膜開始前における製膜室内の真空
度を高めこれにより製膜室内の不純物を可及的に除去し
て投入する熱エネルギーの低減を図った方法も提案され
ているが、この方法の実施に当たっては製膜室内を高真
空に設定できる高価な製膜装置が必要になるため、その
分、シリコン結晶膜の製造コストが割高になってしまう
欠点があった。
度を高めこれにより製膜室内の不純物を可及的に除去し
て投入する熱エネルギーの低減を図った方法も提案され
ているが、この方法の実施に当たっては製膜室内を高真
空に設定できる高価な製膜装置が必要になるため、その
分、シリコン結晶膜の製造コストが割高になってしまう
欠点があった。
【０００６】このため、最近、低温条件でシリコン結晶
膜を製造できるプラズマＣＶＤ法が注目されている（例
えば、特開昭６３−１５７８７２号公報、特開昭６３−
１７５４１７号公報参照）。すなわち、これ等公報に開
示されている方法は、製膜室内にシリコン原子、ハロゲ
ン原子、及び、水素原子を含有する原料ガスを供給し、
かつ、この原料ガスをプラズマ化すると共に基板上で反
応させてシリコン結晶膜を製膜する方法で、プラズマ化
されたハロゲン原子のエッチング作用により基板上若し
くは成長中のシリコン膜に混入された不純物が除去され
るため熱ＣＶＤ法に較べて低温条件での製膜が可能とな
る方法であった。
膜を製造できるプラズマＣＶＤ法が注目されている（例
えば、特開昭６３−１５７８７２号公報、特開昭６３−
１７５４１７号公報参照）。すなわち、これ等公報に開
示されている方法は、製膜室内にシリコン原子、ハロゲ
ン原子、及び、水素原子を含有する原料ガスを供給し、
かつ、この原料ガスをプラズマ化すると共に基板上で反
応させてシリコン結晶膜を製膜する方法で、プラズマ化
されたハロゲン原子のエッチング作用により基板上若し
くは成長中のシリコン膜に混入された不純物が除去され
るため熱ＣＶＤ法に較べて低温条件での製膜が可能とな
る方法であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このプラズマ
ＣＶＤ法においては上述したように低温製膜が可能にな
る反面、製膜工程中において粉状の浮遊異物が製膜室内
に多量に発生し易く、この浮遊異物が製膜途上のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
欠点があった。
ＣＶＤ法においては上述したように低温製膜が可能にな
る反面、製膜工程中において粉状の浮遊異物が製膜室内
に多量に発生し易く、この浮遊異物が製膜途上のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
欠点があった。
【０００８】すなわち、このプラズマＣＶＤ法において
は製膜室内のプラズマ形成領域にプラズマ化された原料
ガスが一様に分布しかつこのプラズマ化された原料ガス
は励起状態にあるため、製膜室内の任意の空間において
原料ガスが互いに反応してシリコンの粉状体を生成した
り、基板以外の部位すなわち製膜室の内壁面においてプ
ラズマ化された原料ガスが反応してシリコンが析出しこ
れが粉状体となって剥離する等粉状の浮遊異物が多量に
発生し易い状態にあり、かつ、上記ハロゲン原子のエッ
チング作用により製膜室の内壁面や内部治具表面も腐食
され易くこの腐食面が剥離して上記浮遊異物に加わるこ
とになる。
は製膜室内のプラズマ形成領域にプラズマ化された原料
ガスが一様に分布しかつこのプラズマ化された原料ガス
は励起状態にあるため、製膜室内の任意の空間において
原料ガスが互いに反応してシリコンの粉状体を生成した
り、基板以外の部位すなわち製膜室の内壁面においてプ
ラズマ化された原料ガスが反応してシリコンが析出しこ
れが粉状体となって剥離する等粉状の浮遊異物が多量に
発生し易い状態にあり、かつ、上記ハロゲン原子のエッ
チング作用により製膜室の内壁面や内部治具表面も腐食
され易くこの腐食面が剥離して上記浮遊異物に加わるこ
とになる。
【０００９】このように、プラズマＣＶＤ法においては
低温製膜が可能になる反面、製膜工程中に粉状の浮遊異
物が製膜室内に多量に発生し易くこれが成長中のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
欠点があり、プラズマＣＶＤ法では良質なシリコン結晶
膜を製造し難い問題点があった。
低温製膜が可能になる反面、製膜工程中に粉状の浮遊異
物が製膜室内に多量に発生し易くこれが成長中のシリコ
ン結晶膜内に混入されてその膜特性を劣化させてしまう
欠点があり、プラズマＣＶＤ法では良質なシリコン結晶
膜を製造し難い問題点があった。
【００１０】また、このプラズマＣＶＤ法においてはそ
の実施に当たりプラズマ形成手段を備えた高価な製膜装
置が必要になるため、高真空な製膜装置を適用した上記
熱ＣＶＤ法と同様にシリコン結晶膜の製造コストが割高
になる問題点があった。
の実施に当たりプラズマ形成手段を備えた高価な製膜装
置が必要になるため、高真空な製膜装置を適用した上記
熱ＣＶＤ法と同様にシリコン結晶膜の製造コストが割高
になる問題点があった。
【００１１】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、高真空な製膜装
置を適用することなく従来より低温条件で浮遊異物等の
混入のない良質なシリコン結晶膜を製造できる熱ＣＶＤ
によるシリコン結晶膜の製造方法を提供することにあ
る。
れたもので、その課題とするところは、高真空な製膜装
置を適用することなく従来より低温条件で浮遊異物等の
混入のない良質なシリコン結晶膜を製造できる熱ＣＶＤ
によるシリコン結晶膜の製造方法を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このような技術的背景の
下、本発明者はプラズマＣＶＤ法におけるハロゲン原子
のエッチング作用に着目し、シラン化合物等の製膜ガス
に対し熱分解され難いＳｉＦ4 ガスを配合させた熱ＣＶ
Ｄ法の改良を試みたところ、このＳｉＦ4 ガスは意外に
も熱分解された製膜ガスのラジカル成分との反応により
その熱分解が促進されると共に、この分解により生じた
フッ素系ラジカルのエッチング作用により基板加熱温度
の低減が図れることを見出だし本発明を完成するに至っ
たものである。
下、本発明者はプラズマＣＶＤ法におけるハロゲン原子
のエッチング作用に着目し、シラン化合物等の製膜ガス
に対し熱分解され難いＳｉＦ4 ガスを配合させた熱ＣＶ
Ｄ法の改良を試みたところ、このＳｉＦ4 ガスは意外に
も熱分解された製膜ガスのラジカル成分との反応により
その熱分解が促進されると共に、この分解により生じた
フッ素系ラジカルのエッチング作用により基板加熱温度
の低減が図れることを見出だし本発明を完成するに至っ
たものである。
【００１３】すなわち、請求項１に係る発明は、基板を
配置した製膜室内にシリコン原子が含まれる製膜ガスを
供給し、この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分
解させてこの基板上にシリコン結晶膜を製膜する熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法を前提とし、上記製
膜ガスにＳｉＦ4 ガスを配合させると共に、熱分解され
た製膜ガスのラジカル成分と上記ＳｉＦ4 ガスとの反応
により生じたフッ素系ラジカルをエッチング成分として
作用させながら上記基板上にシリコン結晶膜を製膜する
ことを特徴とするものである。
配置した製膜室内にシリコン原子が含まれる製膜ガスを
供給し、この製膜ガスを加熱された上記基板近傍で熱分
解させてこの基板上にシリコン結晶膜を製膜する熱ＣＶ
Ｄによるシリコン結晶膜の製造方法を前提とし、上記製
膜ガスにＳｉＦ4 ガスを配合させると共に、熱分解され
た製膜ガスのラジカル成分と上記ＳｉＦ4 ガスとの反応
により生じたフッ素系ラジカルをエッチング成分として
作用させながら上記基板上にシリコン結晶膜を製膜する
ことを特徴とするものである。
【００１４】そして、この請求項１に係る発明において
はハロゲン原子を放出するガスとして熱分解を受け難い
ＳｉＦ4 ガスが適用されているため、このガスが熱分解
され難い分、製膜室内におけるフッ素系ラジカル濃度は
低い状態になっている。
はハロゲン原子を放出するガスとして熱分解を受け難い
ＳｉＦ4 ガスが適用されているため、このガスが熱分解
され難い分、製膜室内におけるフッ素系ラジカル濃度は
低い状態になっている。
【００１５】従って、上記プラズマＣＶＤ法に較べて製
膜室内の任意の空間において上記製膜ガスがフッ素系ラ
ジカルと反応してシリコン粉状体を生成したり、あるい
は、製膜室の内壁面や内部治具表面が上記フッ素系ラジ
カルの作用を受けて腐食される可能性が低いため、ハロ
ゲン原子を放出するＳｉＦ4 ガスを適用しているにも拘
らず製膜室内における浮遊異物の発生を防止することが
可能となる。
膜室内の任意の空間において上記製膜ガスがフッ素系ラ
ジカルと反応してシリコン粉状体を生成したり、あるい
は、製膜室の内壁面や内部治具表面が上記フッ素系ラジ
カルの作用を受けて腐食される可能性が低いため、ハロ
ゲン原子を放出するＳｉＦ4 ガスを適用しているにも拘
らず製膜室内における浮遊異物の発生を防止することが
可能となる。
【００１６】一方、上記ＳｉＦ4 ガスは熱分解を受けに
くい反面、熱分解されたシラン化合物等製膜ガスのラジ
カル成分との反応によりその熱分解が促進されるため、
上記ラジカル成分の多い領域、すなわち、基板近傍領域
において分解を受け易くこの領域に高濃度のフッ素系ラ
ジカルが偏在することになる。
くい反面、熱分解されたシラン化合物等製膜ガスのラジ
カル成分との反応によりその熱分解が促進されるため、
上記ラジカル成分の多い領域、すなわち、基板近傍領域
において分解を受け易くこの領域に高濃度のフッ素系ラ
ジカルが偏在することになる。
【００１７】従って、基板上若しくは成長中のシリコン
膜に混入された不純物のみが選択的にエッチングを受け
て取除かれることになるため、その分、高真空な製膜装
置を適用することなく基板加熱温度の低減が図れる。
膜に混入された不純物のみが選択的にエッチングを受け
て取除かれることになるため、その分、高真空な製膜装
置を適用することなく基板加熱温度の低減が図れる。
【００１８】尚、熱ＣＶＤ法においては、製膜処理中に
この製膜室内の真空度を略一定に維持するためその下流
側において継続して排気処理を行っており、エッチング
作用に供されたフッ素系ラジカルあるいは余剰のフッ素
系ラジカルは上記排気処理により製膜室から外部へ排除
されている。
この製膜室内の真空度を略一定に維持するためその下流
側において継続して排気処理を行っており、エッチング
作用に供されたフッ素系ラジカルあるいは余剰のフッ素
系ラジカルは上記排気処理により製膜室から外部へ排除
されている。
【００１９】このような技術的手段においてシリコン原
子が含まれる上記製膜ガスとしては、熱分解され易いＳ
ｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8 等の水素化珪素やＳｉＨm
Ｘ4-m（但し、ｍは１〜３、好ましくは２〜３、ＸはＣ
ｌ又はＦ原子、好ましくはＦ原子である）で示されるハ
ロゲン化シラン等が適用できる。尚、この製膜ガス内に
水素ガスを添加してもよい。この水素系ラジカルも上記
ＳｉＦ4 ガスに作用してその分解を促進させるからであ
る。
子が含まれる上記製膜ガスとしては、熱分解され易いＳ
ｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8 等の水素化珪素やＳｉＨm
Ｘ4-m（但し、ｍは１〜３、好ましくは２〜３、ＸはＣ
ｌ又はＦ原子、好ましくはＦ原子である）で示されるハ
ロゲン化シラン等が適用できる。尚、この製膜ガス内に
水素ガスを添加してもよい。この水素系ラジカルも上記
ＳｉＦ4 ガスに作用してその分解を促進させるからであ
る。
【００２０】ここで、製膜ガスとして後者のハロゲン化
シランガスを適用した場合、このハロゲン化シランガス
の配合割合が高過ぎると製膜室内に上述した浮遊異物が
生ずることがある。従って、ＳｉＨmＸ4-mで示されるハ
ロゲン化シランガスを適用する場合にはその配合割合を
ＳｉＦ4 より少なく設定することが望ましい。
シランガスを適用した場合、このハロゲン化シランガス
の配合割合が高過ぎると製膜室内に上述した浮遊異物が
生ずることがある。従って、ＳｉＨmＸ4-mで示されるハ
ロゲン化シランガスを適用する場合にはその配合割合を
ＳｉＦ4 より少なく設定することが望ましい。
【００２１】また、上記製膜ガス中に希釈ガスとして、
ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスを加えても
よい。
ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガスを加えても
よい。
【００２２】そして、上述した水素化珪素等の製膜ガス
とＳｉＦ4 ガスの配合割合をその容積比で１：５〜１０
程度に設定し、必要に応じ上記水素ガスや不活性ガス等
を配合して原料ガスとし、これを製膜室内に導入すると
共に、加熱された基板近傍で熱分解させてこの基板上に
シリコン結晶膜を製膜する方法である。
とＳｉＦ4 ガスの配合割合をその容積比で１：５〜１０
程度に設定し、必要に応じ上記水素ガスや不活性ガス等
を配合して原料ガスとし、これを製膜室内に導入すると
共に、加熱された基板近傍で熱分解させてこの基板上に
シリコン結晶膜を製膜する方法である。
【００２３】尚、上記基板としては任意の耐熱性材料が
適用でき、例えば、シリコン単結晶基板を適用した場合
にはシリコン単結晶膜が求められ、また、ガラス基板、
セラミックス基板、金属基板、炭素系基板等シリコン単
結晶基板以外の基板を適用した場合にはシリコン多結晶
膜が求められる。
適用でき、例えば、シリコン単結晶基板を適用した場合
にはシリコン単結晶膜が求められ、また、ガラス基板、
セラミックス基板、金属基板、炭素系基板等シリコン単
結晶基板以外の基板を適用した場合にはシリコン多結晶
膜が求められる。
【００２４】このように、この発明においては製膜開始
前における製膜室の真空度をこの製膜室内に不純物が若
干残留する程度（１０-5Ｔｏｒｒ程度）に設定し、か
つ、その基板加熱温度を７００℃程度の低温条件に設定
しても、上記フッ素系ラジカルのエッチング作用により
不純物は選択的に除去され、また、浮遊異物の発生も殆
ど起らずシリコン膜内への混入が起こり難いためシリコ
ン結晶膜の膜特性に悪影響を及ぼす可能性がほとんどな
い。
前における製膜室の真空度をこの製膜室内に不純物が若
干残留する程度（１０-5Ｔｏｒｒ程度）に設定し、か
つ、その基板加熱温度を７００℃程度の低温条件に設定
しても、上記フッ素系ラジカルのエッチング作用により
不純物は選択的に除去され、また、浮遊異物の発生も殆
ど起らずシリコン膜内への混入が起こり難いためシリコ
ン結晶膜の膜特性に悪影響を及ぼす可能性がほとんどな
い。
【００２５】従って、高真空に設定できる高価な製膜装
置を適用することなく従来より低温条件で良質なシリコ
ン結晶膜を製造できる利点を有している。
置を適用することなく従来より低温条件で良質なシリコ
ン結晶膜を製造できる利点を有している。
【００２６】
【作用】請求項１に係る発明によれば、シリコン原子が
含まれる製膜ガスにＳｉＦ4 ガスを配合させると共に、
熱分解された製膜ガスのラジカル成分と上記ＳｉＦ4 ガ
スとの反応により生じたフッ素系ラジカルをエッチング
成分として作用させながら基板上にシリコン結晶膜を製
膜することを特徴としている。
含まれる製膜ガスにＳｉＦ4 ガスを配合させると共に、
熱分解された製膜ガスのラジカル成分と上記ＳｉＦ4 ガ
スとの反応により生じたフッ素系ラジカルをエッチング
成分として作用させながら基板上にシリコン結晶膜を製
膜することを特徴としている。
【００２７】そして、ハロゲン原子を放出するガスとし
て熱分解を受け難いＳｉＦ4 ガスが適用されており、こ
のガスが熱分解され難い分、製膜室内におけるフッ素系
ラジカル濃度は低い状態になっているため、上記プラズ
マＣＶＤ法に較べて製膜室内の任意の空間において製膜
ガスがフッ素系ラジカルと反応してシリコン粉状体を生
成したり、あるいは、製膜室の内壁面や内部治具表面が
上記フッ素系ラジカルの作用を受けて腐食される可能性
が極端に低くなり、ハロゲン原子を放出するＳｉＦ4 ガ
スを適用しているにも拘らず製膜室内における浮遊異物
の発生を確実に防止することが可能となる。
て熱分解を受け難いＳｉＦ4 ガスが適用されており、こ
のガスが熱分解され難い分、製膜室内におけるフッ素系
ラジカル濃度は低い状態になっているため、上記プラズ
マＣＶＤ法に較べて製膜室内の任意の空間において製膜
ガスがフッ素系ラジカルと反応してシリコン粉状体を生
成したり、あるいは、製膜室の内壁面や内部治具表面が
上記フッ素系ラジカルの作用を受けて腐食される可能性
が極端に低くなり、ハロゲン原子を放出するＳｉＦ4 ガ
スを適用しているにも拘らず製膜室内における浮遊異物
の発生を確実に防止することが可能となる。
【００２８】また、上記ＳｉＦ4 ガスは製膜ガスのラジ
カル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラジカル等）との反
応によりその熱分解が促進され、従って、このラジカル
成分の多い基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが
偏在し易くなるため、基板上若しくは成長中のシリコン
膜に混入された不純物のみを選択的にエッチングするこ
とができ、その分、高真空な製膜装置を適用することな
く基板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
カル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラジカル等）との反
応によりその熱分解が促進され、従って、このラジカル
成分の多い基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが
偏在し易くなるため、基板上若しくは成長中のシリコン
膜に混入された不純物のみを選択的にエッチングするこ
とができ、その分、高真空な製膜装置を適用することな
く基板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
るが本発明はこれ等実施例によって限定されるものでは
ない。
るが本発明はこれ等実施例によって限定されるものでは
ない。
【００３０】尚、図１は実施例で適用された熱ＣＶＤ装
置の概略構成を示した説明図で、図中１１は密閉された
製膜室、１３はヒータ１５が組込まれた基板ホルダー、
１４はこの基板ホルダー１３に取付けられた基板、１
６、１７は原料ガスの供給源、及び、１８は調圧弁１９
を介し製膜室１１に接続された減圧ポンプをそれぞれ示
している。
置の概略構成を示した説明図で、図中１１は密閉された
製膜室、１３はヒータ１５が組込まれた基板ホルダー、
１４はこの基板ホルダー１３に取付けられた基板、１
６、１７は原料ガスの供給源、及び、１８は調圧弁１９
を介し製膜室１１に接続された減圧ポンプをそれぞれ示
している。
【００３１】［実施例１］予め、１×１０-5Ｔｏｒｒの
真空にした製膜室１１内に、ＳｉＨ4とＳｉＦ4との混合
ガス（ガス比率は容積比でＳｉＨ4：ＳｉＦ4＝１：１０
である）を原料ガスとして８０ＳＣＣＭで供給し、か
つ、原料ガスの圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した状態で
７００℃に加熱されたシリコン単結晶基板上にエピタキ
シャルシリコン薄膜を連続的に製膜し、膜厚１μｍのエ
ピタキシャルシリコン薄膜を製造した。
真空にした製膜室１１内に、ＳｉＨ4とＳｉＦ4との混合
ガス（ガス比率は容積比でＳｉＨ4：ＳｉＦ4＝１：１０
である）を原料ガスとして８０ＳＣＣＭで供給し、か
つ、原料ガスの圧力を０．１Ｔｏｒｒに調整した状態で
７００℃に加熱されたシリコン単結晶基板上にエピタキ
シャルシリコン薄膜を連続的に製膜し、膜厚１μｍのエ
ピタキシャルシリコン薄膜を製造した。
【００３２】そして、得られた薄膜についてラマン分光
分析を行ったところ、５２０ｃｍ-1の位置に半値巾３．
５ｃｍ-1の結晶シリコンに基づく非常にシャープなスペ
クトルが観測された。
分析を行ったところ、５２０ｃｍ-1の位置に半値巾３．
５ｃｍ-1の結晶シリコンに基づく非常にシャープなスペ
クトルが観測された。
【００３３】また、求められたエピタキシャルシリコン
薄膜内の欠陥密度を測定したところ、結晶性が良好と評
価される１０5 〜１０6 （ ／ｃｍ2 ）程度の値を示す
と共に、不純物の混入も極めて少なかった。
薄膜内の欠陥密度を測定したところ、結晶性が良好と評
価される１０5 〜１０6 （ ／ｃｍ2 ）程度の値を示す
と共に、不純物の混入も極めて少なかった。
【００３４】更に、反射高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ）
によってシリコン結晶薄膜の評価を行ったところ、スト
リークパターンと菊池ラインが観測され良好な単結晶で
あることが確認された。
によってシリコン結晶薄膜の評価を行ったところ、スト
リークパターンと菊池ラインが観測され良好な単結晶で
あることが確認された。
【００３５】この薄膜の比抵抗は０．１〜１Ω・ｃｍで
あり、電子移動度をファンデアポー法を適用したホール
効果測定装置により求めたところ６００ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓ
であった。
あり、電子移動度をファンデアポー法を適用したホール
効果測定装置により求めたところ６００ｃｍ2 ／Ｖ・Ｓ
であった。
【００３６】［実施例２］予め、１×１０-5Ｔｏｒｒの
真空にした製膜室１１内に、ＳｉＨ4、ＳｉＦ4、及び、
Ｈ2 の混合ガス（ガス比率は容積比でＳｉＨ4：Ｓｉ
Ｆ4：Ｈ2 ＝１：１０：１である）を原料ガスとして８
０ＳＣＣＭで供給し、かつ、原料ガスの圧力を０．１Ｔ
ｏｒｒに調整した状態で７００℃に加熱されたガラス基
板上にシリコン多結晶膜を連続的に製膜し、膜厚１μｍ
のシリコン多結晶膜を製造した。
真空にした製膜室１１内に、ＳｉＨ4、ＳｉＦ4、及び、
Ｈ2 の混合ガス（ガス比率は容積比でＳｉＨ4：Ｓｉ
Ｆ4：Ｈ2 ＝１：１０：１である）を原料ガスとして８
０ＳＣＣＭで供給し、かつ、原料ガスの圧力を０．１Ｔ
ｏｒｒに調整した状態で７００℃に加熱されたガラス基
板上にシリコン多結晶膜を連続的に製膜し、膜厚１μｍ
のシリコン多結晶膜を製造した。
【００３７】尚、比較例としてプラズマＣＶＤ法により
同様のシリコン多結晶膜を製造したところ実施例に係る
シリコン多結晶膜の膜特性が格段に優れていた。
同様のシリコン多結晶膜を製造したところ実施例に係る
シリコン多結晶膜の膜特性が格段に優れていた。
【００３８】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、ハロゲン
原子を放出するガスとして熱分解を受け難いＳｉＦ4 ガ
スが適用されており、このガスが熱分解され難い分、製
膜室内におけるフッ素系ラジカル濃度は低い状態になっ
ているため、上記プラズマＣＶＤ法に較べて製膜室内の
任意の空間において製膜ガスがフッ素系ラジカルと反応
してシリコン粉状体を生成したり、あるいは、製膜室の
内壁面や内部治具表面が上記フッ素系ラジカルの作用を
受けて腐食される可能性が極端に低くなり、ハロゲン原
子を放出するＳｉＦ4 ガスを適用しているにも拘らず製
膜室内における浮遊異物の発生を確実に防止することが
可能となる。
原子を放出するガスとして熱分解を受け難いＳｉＦ4 ガ
スが適用されており、このガスが熱分解され難い分、製
膜室内におけるフッ素系ラジカル濃度は低い状態になっ
ているため、上記プラズマＣＶＤ法に較べて製膜室内の
任意の空間において製膜ガスがフッ素系ラジカルと反応
してシリコン粉状体を生成したり、あるいは、製膜室の
内壁面や内部治具表面が上記フッ素系ラジカルの作用を
受けて腐食される可能性が極端に低くなり、ハロゲン原
子を放出するＳｉＦ4 ガスを適用しているにも拘らず製
膜室内における浮遊異物の発生を確実に防止することが
可能となる。
【００３９】また、上記ＳｉＦ4 ガスは製膜ガスのラジ
カル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラジカル等）との反
応によりその熱分解が促進されることからこのラジカル
成分の多い基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが
偏在し易くなるため、基板上若しくは成長中のシリコン
膜に混入された不純物のみを選択的にエッチングするこ
とができ、その分、高真空な製膜装置を適用することな
く基板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
カル成分（ＳｉＨx ラジカル、Ｈ系ラジカル等）との反
応によりその熱分解が促進されることからこのラジカル
成分の多い基板近傍領域に高濃度のフッ素系ラジカルが
偏在し易くなるため、基板上若しくは成長中のシリコン
膜に混入された不純物のみを選択的にエッチングするこ
とができ、その分、高真空な製膜装置を適用することな
く基板加熱温度の低減を図ることが可能となる。
【００４０】従って、高真空な熱ＣＶＤ装置を適用する
ことなく従来より低温条件で浮遊異物等の混入のない良
質なシリコン結晶膜を製造できる効果を有している。
ことなく従来より低温条件で浮遊異物等の混入のない良
質なシリコン結晶膜を製造できる効果を有している。
【図１】実施例において適用された熱ＣＶＤ装置の概略
構成説明図。
構成説明図。
１１ 製膜室 １３ 基板ホルダー １４ 基板 １５ ヒータ １６ 原料ガス供給源 １７ 原料ガス供給源 １８ 減圧ポンプ １９ 調圧弁
Claims (1)
- 【請求項１】基板を配置した製膜室内にシリコン原子が
含まれる製膜ガスを供給し、この製膜ガスを加熱された
上記基板近傍で熱分解させてこの基板上にシリコン結晶
膜を製膜する熱ＣＶＤによるシリコン結晶膜の製造方法
において、 上記製膜ガスにＳｉＦ4 ガスを配合させると共に、熱分
解された製膜ガスのラジカル成分と上記ＳｉＦ4 ガスと
の反応により生じたフッ素系ラジカルをエッチング成分
として作用させながら上記基板上にシリコン結晶膜を製
膜することを特徴とする熱ＣＶＤによるシリコン結晶膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34776292A JPH06204139A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34776292A JPH06204139A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204139A true JPH06204139A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18392411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34776292A Pending JPH06204139A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 熱ｃｖｄによるシリコン結晶膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204139A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100692262B1 (ko) * | 2002-12-05 | 2007-03-09 | 샤프 가부시키가이샤 | 비휘발성 반도체 메모리장치 |
| KR100705352B1 (ko) * | 2002-06-25 | 2007-04-10 | 샤프 가부시키가이샤 | 메모리 셀 및 메모리 장치 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34776292A patent/JPH06204139A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100705352B1 (ko) * | 2002-06-25 | 2007-04-10 | 샤프 가부시키가이샤 | 메모리 셀 및 메모리 장치 |
| KR100692262B1 (ko) * | 2002-12-05 | 2007-03-09 | 샤프 가부시키가이샤 | 비휘발성 반도체 메모리장치 |
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