JPH0641399B2 - 気相エピタキシャル成長方法 - Google Patents
気相エピタキシャル成長方法Info
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- JPH0641399B2 JPH0641399B2 JP24969189A JP24969189A JPH0641399B2 JP H0641399 B2 JPH0641399 B2 JP H0641399B2 JP 24969189 A JP24969189 A JP 24969189A JP 24969189 A JP24969189 A JP 24969189A JP H0641399 B2 JPH0641399 B2 JP H0641399B2
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 イ）発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｓｉ単結晶基板上に、Ｓｉ単結晶膜を成長す
る気相エピタキシャル成長法に関する。
る気相エピタキシャル成長法に関する。
半導体集積回路（ＩＣ）の製造において、Ｓｉ気相エピ
タキシャル成長法は重要なプロセスの１つである。この
方法は、通常１０００℃以上の高温で行われるため、Ｓ
ｉ単結晶基板中の不純物（ドーパント）が、オートドー
ピング、固相拡散により、エピタキシャル成長した単結
晶膜中に入り込む等の問題点があった。この問題を解決
するために、種々の低温化方法が開発されている。
タキシャル成長法は重要なプロセスの１つである。この
方法は、通常１０００℃以上の高温で行われるため、Ｓ
ｉ単結晶基板中の不純物（ドーパント）が、オートドー
ピング、固相拡散により、エピタキシャル成長した単結
晶膜中に入り込む等の問題点があった。この問題を解決
するために、種々の低温化方法が開発されている。
代表的なものの１つが、分解し易いガスを原料として、
用いるというもので、ジシラン（Si2H6）を原料とした
場合、常圧では７００℃までエピタキシャル成長するこ
とが明らかになっている。
用いるというもので、ジシラン（Si2H6）を原料とした
場合、常圧では７００℃までエピタキシャル成長するこ
とが明らかになっている。
従来の方法では、低温下例えば７００℃で得られた膜
は、単結晶ではあっても、欠陥が１０４ケ／cm2以上あ
り、工業的に使用できる膜ではなかつた。又、膜の堆積
速度（成長速度）も0.01μｍ／minと遅かった。
は、単結晶ではあっても、欠陥が１０４ケ／cm2以上あ
り、工業的に使用できる膜ではなかつた。又、膜の堆積
速度（成長速度）も0.01μｍ／minと遅かった。
一方、エピタキシャル成長温度を高くすれば、欠陥が減
少することが判っているが、９００℃以上では低温化の
効果が薄くなり、９００℃における堆積速度は0.8μｍ
／min位であり、十分とは言えない。
少することが判っているが、９００℃以上では低温化の
効果が薄くなり、９００℃における堆積速度は0.8μｍ
／min位であり、十分とは言えない。
ロ）発明の構成 〔問題点を解決する手段〕 本発明は、希釈したジシランを用いてＳｉ単結晶基板上
に、Ｓｉ単結晶膜をエピタキシャル成長させる際に、基
板温度を５００℃〜１，２００℃とし、かつジシラン濃
度が０．００１〜１ｖｏｌ％である希釈ガス（以下、原
料ガスともいう）を用い、その線速を５〜１００cm/min
とすることを特徴とする気相エピタキシャル成長方法で
ある。
に、Ｓｉ単結晶膜をエピタキシャル成長させる際に、基
板温度を５００℃〜１，２００℃とし、かつジシラン濃
度が０．００１〜１ｖｏｌ％である希釈ガス（以下、原
料ガスともいう）を用い、その線速を５〜１００cm/min
とすることを特徴とする気相エピタキシャル成長方法で
ある。
本発明においてジシランは高純度のものが好ましい。原
料ガスにおけるジシランの濃度は、０．００１〜１ｖｏ
ｌ％である。該ジシランの濃度は上記範囲内で必要とす
る堆積速度に応じて適宜変えることが出来るが、０．０
０２〜０．５ｖｏｌ％が好ましい。
料ガスにおけるジシランの濃度は、０．００１〜１ｖｏ
ｌ％である。該ジシランの濃度は上記範囲内で必要とす
る堆積速度に応じて適宜変えることが出来るが、０．０
０２〜０．５ｖｏｌ％が好ましい。
原料ガスにおける希釈ガスとしては、Ｈ２およびＨｅ、
Ａｒ等の不活性ガスを用いることが出来るが、安価なＨ
２が好ましい。
Ａｒ等の不活性ガスを用いることが出来るが、安価なＨ
２が好ましい。
原料ガスの線速は、５〜１００cm／min、好ましくは１
０〜５０cm／minである。５cm／min未満では結晶成長に
充分な量を供給する事が出来ず、１００cm／minを超え
ると得られる結晶膜に堆積欠陥が生じる。
０〜５０cm／minである。５cm／min未満では結晶成長に
充分な量を供給する事が出来ず、１００cm／minを超え
ると得られる結晶膜に堆積欠陥が生じる。
エピタキシャル成長させる際の基板温度は、５００℃か
ら１２００℃、好ましくは６００℃から１０００℃であ
る。
ら１２００℃、好ましくは６００℃から１０００℃であ
る。
反応器の形状は、本発明の線速を実現できるものであれ
ばよいが、通常、横型、縦型、バレル型、パンケーキ型
（竪型）を用いることが出来る。
ばよいが、通常、横型、縦型、バレル型、パンケーキ型
（竪型）を用いることが出来る。
好ましくは、パンケーキ型である。
Ｓｉ単結晶基板は、ガス流に対して、平行、垂直あるい
はその中間（傾斜）等、種々の置き方、並べ方をとるこ
とが可能である。平行以外の置き方が好ましい。
はその中間（傾斜）等、種々の置き方、並べ方をとるこ
とが可能である。平行以外の置き方が好ましい。
実施例１ ２″両方位（１００）、Ｎ型（Ｓｂドープ）のＳｉ単結
晶基板を、ＳｉＣコートしたカーボン製サセプター（支
持台）上に載せ、竪型円筒状石英製反応管中に設置し
た。常圧下で、Ｈ２を１５００cc/minで流し、高周波加
熱によりＳｉ基板を１０５０℃まで昇温し、この状態で
１０分間加熱を続けた。
晶基板を、ＳｉＣコートしたカーボン製サセプター（支
持台）上に載せ、竪型円筒状石英製反応管中に設置し
た。常圧下で、Ｈ２を１５００cc/minで流し、高周波加
熱によりＳｉ基板を１０５０℃まで昇温し、この状態で
１０分間加熱を続けた。
この後、基板温度を７００℃まで下げた後、Ｈ２1,500c
c/minとジシラン２cc/minの原料ガスを６０分間流し
た。この時の原料ガスの線速は３０cm／minであった。
c/minとジシラン２cc/minの原料ガスを６０分間流し
た。この時の原料ガスの線速は３０cm／minであった。
得られた膜は、完全な鏡面であり、反射電子線回折の結
果、菊地線が見られ、完全な単結晶であることが判っ
た。Seccoエッチしたところ、積層欠陥等の欠陥は見ら
れなかった。堆積速度は０．０４μｍ／minと十分大き
な値であった。なお、この膜の光学顕微鏡写真及び反射
電子回折は第１図及び第２図の通りであった。
果、菊地線が見られ、完全な単結晶であることが判っ
た。Seccoエッチしたところ、積層欠陥等の欠陥は見ら
れなかった。堆積速度は０．０４μｍ／minと十分大き
な値であった。なお、この膜の光学顕微鏡写真及び反射
電子回折は第１図及び第２図の通りであった。
実施例２ エピタキシャル成長させる際の基板温度を９００℃、ジ
シランの流量を６cc/min（原料ガス線速３０cm／min）
とした以外は、実施例１と同様の実験を行った。
シランの流量を６cc/min（原料ガス線速３０cm／min）
とした以外は、実施例１と同様の実験を行った。
得られた膜は、欠陥のない完全な単結晶であった。堆積
速度は、1.3μｍ／minと非常に大きな値となった。
速度は、1.3μｍ／minと非常に大きな値となった。
比較例１〜６ エピタキシャル成長させる際の基板温度、原料ガスのジ
シラン濃度および原料ガスの線速を表１の通りとした以
外は、実施例１と同様の実験を行った。
シラン濃度および原料ガスの線速を表１の通りとした以
外は、実施例１と同様の実験を行った。
その結果は表１に示す通り、いずれも満足の出来ないも
のであった。
のであった。
ハ）発明の効果 本発明は、基板温度を５００℃〜１，２００℃とし、か
つジシランの濃度が０．００１〜１ｖｏｌ％である希釈
ガスの線速を５〜１００cm／minとすることにより、欠
陥のない完全性の高いＳｉ単結晶膜をＳｉ単結晶基板上
に低温下かつ大きな堆積速度で堆積させることが出来、
工業的に非常に有用なエピタキシャル成長方法である。
つジシランの濃度が０．００１〜１ｖｏｌ％である希釈
ガスの線速を５〜１００cm／minとすることにより、欠
陥のない完全性の高いＳｉ単結晶膜をＳｉ単結晶基板上
に低温下かつ大きな堆積速度で堆積させることが出来、
工業的に非常に有用なエピタキシャル成長方法である。
第１図は実施例１で得られたＳｉ単結晶膜の光学顕微鏡
写真であり、第２図は同結晶膜の反射電子線回折であ
る。
写真であり、第２図は同結晶膜の反射電子線回折であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】希釈したジシランを用いてＳｉ単結晶基板
上に、Ｓｉ単結晶膜をエピタキシャル成長させる際に、
基板温度を５００℃〜１，２００℃とし、かつジシラン
の濃度が０．００１〜１ｖｏｌ％である希釈ガスを用
い、その線速を５〜１００cm/minとすることを特徴とす
る気相エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24969189A JPH0641399B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 気相エピタキシャル成長方法 |
| US07/588,220 US5221412A (en) | 1989-09-26 | 1990-09-26 | Vapor-phase epitaxial growth process by a hydrogen pretreatment step followed by decomposition of disilane to form monocrystalline Si film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24969189A JPH0641399B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 気相エピタキシャル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112890A JPH03112890A (ja) | 1991-05-14 |
| JPH0641399B2 true JPH0641399B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=17196770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24969189A Expired - Fee Related JPH0641399B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 気相エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641399B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114975074A (zh) * | 2021-02-19 | 2022-08-30 | 中国科学院微电子研究所 | 一种多晶硅薄膜的制造方法及半导体器件的制造方法 |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP24969189A patent/JPH0641399B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03112890A (ja) | 1991-05-14 |
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