JPH0652716B2

JPH0652716B2 - 半導体結晶性膜製造装置

Info

Publication number: JPH0652716B2
Application number: JP59175125A
Authority: JP
Inventors: 康弘鳥居; 宏山田; 勝嶋田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS6153719A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、半導体結晶性膜製造装置に関し、特に半導体
結晶表面に低温で高品質の半導体結晶性膜を形成する装
置に関するものである。

〔従来技術〕

結晶薄膜が単結晶基板上に成長する場合、薄膜の結晶方
位が基板の方位と特定の関係をもつ現象はエピタキシー
とよばれ、工業的重要性から各種製造方法が研究されて
いる。半導体シリコンを使う集積回路技術では「気相成
長方（ＣＶＤ，Chemicol Vapor Deposition）」が、光
素子，高速素子用に使われるIII−Ｖ族化合物半導体で
は「液相成長法（ＬＰＥ，Liquid Phase Epitaxy）」が
発展し、実用化されている。しかし、近年さらに高精
度，高品質のエピタキシアル膜が要求されるようにな
り、結晶成長温度の低減化，制御性の向上（膜厚，不純
物，組成の制御），結晶の大口径化による経済化を目指
して、分子線成長法（ＭＢＥ，Molecular Beam Epitax
y），プラズマＣＶＤ，イオンビーム付着法等の新しい
結晶成長技術の試みがなされつつある。これは、ＣＶＤ
法では成長温度が1000℃以上と高いため、成長中高濃度
基板から成長層内に1000Å程度の固相拡散が生じたり、
オートドーピングによつて界面で1000〜2000Åの不純物
分布のだれを生じるためである。

一方、ＭＢＥ，プラズマＣＶＤ，イオンビーム付着法で
は、ＣＶＤ法に比べ低温下（Siのエピタキシアル成長法
では、ＭＢＥで７００〜８００℃，プラズマＣＶＤ，イ
オン付着法で７５０℃，ＧａＡｓでは、ＭＢＥで５５０
℃，プラズマＣＶＤで３５０〜５５０℃）でエピタキシ
アル成長が可能である。一般にこれらは基板温度が高
く、さらに低温化の方向が望まれている。これらのうち
で特にイオンエネルギを利用したイオン付着法は、低温
化の可能性があり注目されている。イオン付着で反応性
ガスを用いる方法では、膜形成に必要な元素のイオンの
みを質量分離器で選択するとともに、減速系で付着に適
した低イオンエネルギに減速していたため、装置が大
型，複雑，高価でイオン電流も小さいという欠点を有し
ていた。さらにイオンのエネルギと減速しているため、
膜品質の劣化要因になるコンタミネーシヨンの混入，高
速中性粒子の膜面への衝突などの問題があつた。

また、反応性ガスを用いるプラズマＣＶＤでは、プラス
マを使用することによつて低温下における活性度を高
め、かつ表面における元素の移動速度を高めて膜成長を
行なうもので、Si₃N₄，SiO₂などで低温で高品質の膜形
成が行なわれている。さらに、Si，GaAs，GaSb等の半導
体結晶のエピタキシアル成長が検討されているが、プラ
ズマの状態によつてエピタキシアル（エピともいう）成
長条件が決まつてくるため、基板温度の低減化には当然
限界があると予想される。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑み、これらの欠点を除去す
るためになされたもので、その目的は、反応ガスを高い
活性度のプラズマにし、質量分離で単元素に分離するこ
となく、資料表面に達する成長膜の構成元素を含むプラ
ズマ中のイオンのエネルギを制御して試料基板に照射
し、同時にこの試料基板に対して、異なる状態に制御し
た構成元素を含まないプラズマ中のイオンか、もしくは
光を照射することによつて、試料基板を従来よりも低温
下で高効率な半導体結晶性膜の形成を可能にした半導体
結晶性膜製造装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、マイクロ
波による電子サイクロトロン共鳴によりプラズマを発生
させるプラズマ生成室と、膜形成すべき試料基板を載置
する試料台を配設した試料室と、前記試料基板を、所定
の温度に保つ基板加熱機構と、前記プラズマ生成室で生
成されるプラズマ中のイオンのエネルギを制御するイオ
ンエネルギ制御部とを有し、前記プラズマ生成室は前記
試料室から分離して配設され、前記プラズマ生成室で生
成されたプラズマが前記試料基板方向に輸送されるよう
に配置されてなり、そのプラズマ中のイオンが前記試料
基板に達するときに該イオンのエネルギが所定のエネル
ギを有するように前記イオンエネルギ制御部によつて制
御され、そのうち少なくとも１つのプラズマ生成室は、
結晶性膜の構成元素を含まない不活性ガス，Ｈ_２ガスな
どを導入してプラズマ生成を行い、これを試料基板の洗
浄もしくは膜生成中のイオン衝撃のために用いかつ前記
試料基板が前記基板加熱機構によつて所定の温度に保た
れている状態で、半導体結晶性膜を成長させるようにし
たものである。

また、この発明は、マイクロ波による電子サイクロトロ
ン共鳴によりプラズマを発生させるプラズマ生成室と、
膜形成すべき試料基板を載置する試料台を配設した試料
室と、試料基板を所定の温度に保つ基板加熱機構と、プ
ラズマ生成室で生成させるプラズマ中のイオンのエネル
ギを制御するイオンエネルギ制御部と、試料基板に光を
照射する光照射手段とを有し、プラズマ生成室は試料室
から分離して配設され、そのプラズマ生成室で生成され
たプラズマが試料基板方向に輸送されるように配置され
てなり、結晶性膜の構成元素のうち少なくとも１つの元
素を含むイオンが試料基板に達するときにそのイオンの
エネルギが所定のエネルギを有するようにイオンエネル
ギ制御部によって制御され、試料基板が加熱機構によっ
て所定の温度に保たれている状態で半導体結晶性膜を成
長させ、この膜形成中に光照射手段により試料基板に光
を照射するようにしたものである。以下、本発明の実施
例を図面を参照して詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る半導体結晶性膜製造装置の一実施
例を示す概略構成図であり、プラズマ生成室を２つ用い
た構成例を示す。同図において、１，1aはプラズマ生成
室、２は真空試料室、３は排気系、４，4aはマイクロ波
導入窓、５，5aはマイクロ波導波管、６，6aは第１ガス
導入口、７，7aは第２ガス導入口、８，8aは磁気コイ
ル、９，9aはプラズマ流、１０，10aはプラズマ引出し
口、１１は試料台、１２は基板加熱機構、１３は試料基
板、１４，14aはイオンエネルギ制御用電源、１５，15a
はプラズマ輸送管、１６，16aはプラズマ輸送管用電
源、１７はイオン引出し用電極、１８はイオンビーム、
１９は石英窓、２０は試料照射光である。

プラズマ生成室１，1aは試料室２と空間的に分離され、
電気的に絶縁されている。試料室２は排気系３に接続さ
れており、高品質膜形成を阻害する残留不純物ガス，お
よび膜形成時に導入されるガスを排気している。プラズ
マ生成用のマイクロ波発源としては例えば周波数２．４
５ＧＨｚのマグネトロンを用いることができ、これをマ
イクロ波導入窓４，4aから外部方向に矩形導波管５，5
a、更に図示していない整合器、マイクロ波電力計，ア
イソレータを経た位置に接続されている。プラズマ生成
室１，1aはステンレス鋼（必要に応じてプラズマ室内部
を絶縁物で覆つて不純物の混入を最小限におさえること
ができる。）でできており、プラズマ生成による温度上
昇を防止するため外部は水冷されている。プラズマ生成
室１，1aは第１図の真空試料室２の任意の角度，位置に
設置することができる。このプラズマ生成室１，1aに第
１ガス導入口６，6aよりガスを導入し、矩形導波管５，
5aを介してマイクロ波（２．４５ＧＨｇ）を導入し、磁
気コイル８，8aによつて直流磁場がマイクロ波電界に対
して直角方向でＥＣＲ（電子サイクロトロンと共鳴とも
にう）条件（８７５ガウス）の磁界を生じさせると、こ
れらの相互作用（電子サイクロトロン共鳴）によつて、
導入されたガスはプラズマ化される。プラズマ生成室
１，1aのマイクロ波導入窓４，4aに対向する他端にはプ
ラズマ引出し口１０，10aが設けられており、磁気コイ
ル８，8aがプラズマ引出し口１０，10aで発散磁界とな
つているため、プラズマ引出し口１０，10aからプラズ
マ流９，9aが引き出される。プラズマ生成室１，1aの形
状としては、マイクロ波空胴共振器の構成とし、１例と
して円形空胴共振モードTE₁₁₁を採用し、内のり寸法で
直径９０mm，高さ１００mmの円筒形状を用いて、マイク
ロ波放電効率を高めるようにした。なお、プラズマ引出
し口１０，10aは１〜４０^mm ^φとして、マイクロ波に対
する反射面を構成した。なお、プラズマ引出し口１０，
10aはメツシユ，格子状金属板でマイクロ波をより効率
的に反射させても良い。また、引出し口１０，10aの径
を小さくすることにより、プラズマ生成室１，1aと真空
試料室２との差圧を大きくすることができる。

プラズマ生成室１，1aのプラズマ引出し口１０，10aか
ら引出されたプラズマ流９，9aは試料台１１に達するよ
うに配置されている。この時、第２ガス導入口７，7aよ
り分解され易い反応ガスを導入すれば、このガスもイオ
ン化されて試料台１１の方向に輸送される。試料台１１
はヒータなどの加熱機構１２を内蔵しており、試料基板
１３を1000℃程度まで昇温できるようになつている。こ
の時、試料基板１３の方向に達するプラズマ流９，9aに
含まれるイオンのエネルギを制御するために、例えばプ
ラズマ生成室１と試料基板１３との間にイオンエネルギ
制御用の電源１４より電圧Veを印加したり、もしくはプ
ラズマ流9aの試料基板１３に近いところにイオン引出し
用の電極１７（１枚メツシユ電極，絶縁物をコートした
マルチホール１枚電極など）を置き、プラズ生成室1aと
引出し電極１７との間にイオンエネルギ制御用の電源14
aよりVeをかけることよつて、基板試料１３のイオンエ
ネルギを制御できる。例えばプラズマ生成室１，1aと基
板試料１３との距離を２０cmにしても、２０^eV〜２^KeV
（マイクロ波パワー２００Ｗ以下、プラズマ引出し口１
０^mm ^φ）の低いエネルギ範囲で０．１mA／cm²以下のイ
オン電流密度が得られる。なお、イオンエネルギの制御
法としては、矩形パルス，交流（高周波含む）を印加す
れば、電子も照射されることになり、イオン電荷の蓄積
が問題になる場合には補償できる。

また、試料基板１３に高周波電力を印加して、高周波ス
パツタ装置と同様の原理によつて、試料基板にセルフバ
イアスを発生させてイオンエネルギを制御しても良いこ
とは云うまでもない。なお、プラズマ輸送管１５，15a
はプラズマ流９，9aの拡がりを制御するもので、浮動電
位にするか正電位をかけることによつてプラズマ流９，
9aの拡がりを小さくすることができる。このように、第
１ガス導入口６，6a（もしくは第２ガス導入口７，7a）
より導入されたガスがプラズマ化され、プラズマ流９，
9aとなるとともに、プラズマ中のイオンのエネルギはイ
オンエネルギ制御用電源１４，14aで低イオンエネルギ
として制御できるため、試料基板１３の温度に適したイ
オンエネルギで結晶性薄膜を形成することができる。

また、第１図において、石英窓１９より試料表面の励起
用（もしくは基板加熱用）の光２０を試料基板１３に照
射できるようになつている。

例えば高圧水銀ランプ光，エキシマレーザ光を照射する
ことによつて、ガス分子の表面への吸着及び表面での分
解，拡散を促進することができ、より一層結晶成長速度
の向上，低温での結晶性を高めることができる。また、
ＣＯ_２レーザArレーザで基板表面を加熱することによ
り、基板からの不純物の混入，冷却時の応力の発生が抑
制できる。この基板照射は必要に応じて組込み可能であ
る。

通常のプラズマＣＶＤでは高周波放電を利用しているた
め、使用ガス圧は１０^-2〜１Torrであり、１０^-3Torr以
下のガス圧で放電を維持するのは困難である。

それに対して、本発明では、マイクロ波に対する電子サ
イクロトロン共鳴励起によるプラズマ生成を用いている
ため、イオン化率が高く、１０^-5〜１０^-3Torrの低ガス
圧で安定な放電が可能である。そのため、プラズマを輸
送しても衝突によるプラズマ密度（イオンの個数）の低
下は小さい。また、熱フイラメントのような熱電子を発
生させる機構を要しないため、反応性ガスに対しても安
定に放電を維持し、原理的には寿命を規定する要素はな
い。また、プラズマ流９，9aは磁気コイル８，8aの発散
磁界のため、プラズマ流中の電子やイオンが磁力線に垂
直方向に散逸するのを防止されており、試料基板１３の
方向にプラズマが拡散されることなく輸送される。さら
に、この輸送中の拡がりは、磁界によつて制御されるば
かりでなく、プラズマ輸送管１５，15aの電圧制御でも
抑制することができる。このように、プラズマ流９，9a
は、側壁への衝突なしに試料基板１３に達するので、側
壁への衝突による水分，不純物の発生を少なくできる。
よつて、膜形成以前に充分残留不純物ガスを除去し（例
えば真空試料室２のガス圧を１０^-8Torr以下にす
る。）、その後高純度ガスの導入を図れば、不純物に阻
害されることなく高品質の結晶性薄膜の形成ができる。
また、プラズマ密度の低下なしでプラズマの輸送ができ
るので、イオン引出し電極部分を基板近くにするのが有
利であり、第１図のような構成が望ましい。一般に低エ
ネルギイオンはクーロンカのため、イオンビームは距離
とともに拡がつていく。このため、通常は熱フイラメン
トによる中和化が行なわれるが、反応性ガスに対して
は、この方法は最適な方法といえない（不純物の混入，
熱フイラメントの寿命が問題になる。）。

このように、反応ガスをイオン化してそのエネルギを２
０〜５００eVの低エネルギで制御できるため、結晶性薄
膜を低温度成長させることができる。

すなわち、表面でのイオンの移動，構成元素の活性化，
核形成の促進電荷の効果，不安定結合・未結合元素の除
去などによつて、低温下においても結晶を構成する元素
がそのあるべき位置に移動しやすく（格子間に入りにく
い）単結晶ができ、しかも膜応力もイオンエネルギの変
化によつて制御できるので、ヘテロエピタキシアル膜な
どの成長が容易になる。また、低エネルギイオンの制御
ばかりでなく、プラズマ生成室１，1aに高電圧引出し用
の電極を付加し、１０KV以上のイオンを照射して、イオ
ン注入に近い形で物質合成を行なえるように装置を変更
することは容易である。

ガス導入系としては、先に述べたようにプラズマ生成室
１，1aにガスを導入する第１ガス導入口６，6aと外部か
らガスを導入する第２ガス導入系７，7aを有し、形成す
べき膜の種類，供給するガスの種類に応じてガスの導
入，プラズマ生成室を選択できる。ガスとしては、不活
性ガス，水酸化物，ハロゲン化物，有機金属化合物ガス
など多種のガスが選択できる。例えばSiの単結晶膜を形
成する場合は、第１ガス導入口６にSiH₄あるいは第１ガ
ス導入口６にAr，Kr，H₂ガスを第２ガス導入口6aにSiH₄
を導入すれば良い。さらにドーピングSi膜を得るために
はPH₃，AsH₃，B₂H₆などのガスをSiH₄ガスの導入口と同
一の位置からガス導入口の数を増やして混合するかもし
くは、別のプラズマ生成室を用いて第１ガス導入口６に
不活性ガスと混合したドーピングガスを用いれば、膜形
成用のイオンエネルギとドーピング用のイオンエネルギ
を独立に制御できるため、より制御性の良い膜形成（不
純物濃度の制御など）が可能になる。このような選択に
よつて、Siを始め、GaAs，InSb，GaAsP，GaAlAs InP，Z
nSe，SiC，GaN，AlN，Al₂O₃など種々の化合物半導体の
結晶性薄膜の形成が可能である。

また、本方式の別の利点としては、基板の洗浄，および
膜形成中へのイオンの照射が可能になることである。す
なわち、単結晶薄膜を成長するためには、試料基板１３
となる結晶基板に付着物あるいは自然酸化膜が形成され
るため、結晶膜形成前に基板表面をクリーニングする必
要がある。例えばSiでは、自然酸化膜を除去するため
に、自然酸化膜を除去するとともに人為的に薄い酸化膜
を化学処理で形成した後、８００℃程度の加熱で膜形成
直前に除去して、クリーンな面出しを行なつている。本
装置の場合にも既存の方法を用いることができるが、加
熱だけでなくKr，Ar，H₂ガスなどのガスをプラズマ化し
て、このイオンスパツタリングを併用することにより、
低温で基板表面のクリーニングを効率的に行なうことが
できる。また、膜形成中にAr，Krなどの不活性ガスなど
のイオンを照射することによつて、成長膜の内部応力の
制御，膜質の向上に有効である。これらの目的には、膜
形成用のプラズマ室と別のプラズマ室とを配置するのが
簡便で効率的な場合が多い。さらに別の利点として、膜
形成時にイオンエネルギは容易にかえられるため、界面
（初期の膜形成の時）でのイオンエネルギと膜形成が進
んだ時のイオンエネルギをかえことによつて、界面での
Si，GaAsなどの各種半導体薄膜の整合が取り易くなり、
薄膜の密着性が良くなると考えられる。

次に、本発明装置を用いた半導体結晶性薄膜形成の例と
して、Siのエピタキシアル成長について述べる。プラズ
マ生成室１を用いて、Siのエピタキシアル成長を行なつ
た。真空試料室２のガス圧を１０^-8〜１０^-9Torr以下に
して、O₂，Ｃなどの残留不純物を少なくしたうえ、第１
ガス導入口６よりSiH₄ガスを導入した後、SiH₄ガスをＥ
ＣＲ放電させてプラズマ化し、プラズマ生成室を正電
圧，試料基板１３を接地電位とした。イオンエネルギ制
御用の電源１４により２０eV以上のイオンのエネルギを
制御した。Si（１１１）基板を用いて、H₂SO₄−H₂O₂液
によるSiO₂のパシベーシヨン膜を形成した後、真空試料
室２の内部で基板温度４００〜８００℃、イオンエネル
ギー６００〜１２００eVの条件でスパツタリングする方
法で基板洗浄を行なつた。第２図にSi（１１１）基板に
対してエピタキシアル成長に必要な基板温度とイオンエ
ネルギの関係を示した。エピタキシアル成長の確認はRH
EED（反射型高速電子線回折）パターンの観察による。
試料台１１の裏面温度を熱電対で測定したものを基板温
度としており、実際の試料基板１３の温度はこの温度よ
りも低いと考えられる（特に高温になるにつれて差が大
きくなつている。）この図から明らかなように、イオン
エネルギの制御によつて低温下でのエピタキシアル成長
が可能である。基板温度４００℃でも本発明でエピタキ
シアル成長が可能であつた。

第３図は本発明の別の実施例を示すもので、固体元素の
蒸発源とプラズマ生成室とを組合わせた概略構成例であ
る。第３図において第１図と同一または相当部分は同一
符号を示し、２１はクヌードセンセル、２２，２４は液
体窒素シユラウド、２３は電子銃を用いた固体蒸発源で
ある。ここで、クヌードセンセル２１，電子銃による固
体蒸発源２３はＭＢＥ装置で良く使われており、不純物
の混入が少なく、制御性の良い蒸発源として知られてい
る。

本装置は、反応性ガスを用いるかわりに、固体元素を供
給できるようにしたものであり、例えばAl，Ga，Zn，Si
等の種々の元素を蒸発することができる。例えば、Alを
固体蒸発源２１もしくは２３で蒸発させ、Ｏ_２かあるい
はＮ_２ガスをプラズマ生成室１から供給することによ
り、Al₂O₃，AlN等の単結晶膜の形成が可能である。さら
に、第１図に述べたと同様に膜形成中にKr，Arなどのイ
オン照射をすることによつて（必要に応じてプラズマ生
成室を増設することは容易である。）、膜応力を制御で
き、より高品質の膜形成を行なうことができる。この方
法の別の利点は、１０^-5〜１０^-6Torr台で装置を動作で
きるため、ＭＢＥ装置との両立性が良く低温下の成長が
可能になるとともに、ＭＢＥ法で成長しにくい（例えば
II−VI化合物など）材料に対して特に有効であると考え
られる。また、非晶質基板上への他結晶膜形成にも有効
である。

なお、上述の実施例ではプラズマ生成室１，1aとして、
マイクロ波による電子サイクロトロン共鳴によつてプラ
ズマを生成させたが、本発明の主旨をいかすものであれ
ば、他のプラズマ生成を用いても同様の効果が得られる
ことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、反応ガスをプラ
ズマ化し、プラズマ化したイオンのエネルギを制御する
ことにより、これまでよりも低温でエピタキシアル成長
が可能である。また、低エネルギでもイオン電流密度を
低下することなく付着できるので、従来のイオン付着よ
りも高速でプラズマＣＶＤなみの付着速度が可能であ
る。また、イオン化して膜形成を行なつているため、Ｍ
ＢＥなどの熱平衡状態の付着と異なり、偏析，付着確率
の問題が改善される。さらに、プラズマ生成室，ガス導
入口の種々の組合わせの構成が可能であり、本発明は種
々の材料に対して有効な装置である。

また、本発明によれば、光照射手段として高圧水銀ラン
プやエキシマレーザなどを用いた場合、成膜中にこれら
の光を試料基板に照射することで、ガス分子の表面への
吸収および表面での分解，拡散を促進することができ、
より一層の結晶成長速度の向上ができ、低温での結晶性
を高めることができる。加えて、ＣＯ2 レーザやＡｒレ
ーザを用いて試料基板表面を加熱することで、基板から
の不純物の混入や、冷却時の応力の発生を抑制すること
ができる。

そして、一方では、Ｋｒ，ａｒ，Ｈ_２ガスなどのガスを
プラズマ化して、このイオンを試料基板に照射すること
によって、成長膜の内部応力の制御や膜質を向上させる
ことができる通常、結晶基板はエピタキシアル成長すべき膜と同じ組
成の材料が用いられるが、本発明によればエピタキシア
ル成長の温度が低いため、結晶基板と格子定数が若干異
なる材料を成長しても、基板とエピタキシアル成長層と
の熱膨張差に基づく応力が小さくて済むため、種々のヘ
テロエピタキシアル成長が可能である。また、非晶質基
板（低融点ガラス基板を含めて）への多結晶膜の形成に
も有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体結晶性膜製造装置の一実施
例を示す概略構成図、第２図は本発明装置によるエピタ
キシアル膜成長条件に対する実験データを示す図、第３
図は本発明の半導体結晶性膜製造装置の別の実施例の概
略構成図である。１，１ａ……プラズマ生成室、２……真空試料室、３…
…排気系、４，４ａ……マイクロ波導入窓、５，５ａ…
…マイクロ波導波管、６，６ａ……第１ガス導入口、
７，７ａ……第２ガス導入口、８，８ａ……磁気コイ
ル、９，９ａ……プラズマ流，10，10a……プラズマ引
出し口、１１……試料台、１２……基板加熱機構、１３
……試料基板、１４，14a……イオンエネルギ制御用電
源、１５，15a……プラズマ輸送管、１６，16a……プラ
ズマ輸送管用電源、１７……イオン引出し用電極、１８
……イオンビーム、１９……石英窓、２０……試料照射
光、２１……クヌードセンセル、２２，２４……液体窒
素シユラウド、２３……電子銃を用いた固体蒸発源。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロ波による電子サイクロトロン共鳴
によりプラズマを発生させる２つ以上のプラズマ生成室
と、膜形成すべき試料基板を載置する試料台を配設した
試料室と、前記試料基板を、所定の温度に保つ基板加熱
機構と、前記プラズマ生成室で生成されるプラズマ中の
イオンのエネルギを制御するイオンエネルギ制御部とを
有し、前記プラズマ生成室は前記試料室から分離して配
設され、前記プラズマ生成室で生成されたプラズマが前
記試料基板方向に輸送されるように配置されてなり、前
記プラズマ中のイオンが前記試料基板に達するときに該
イオンのエネルギが所定のエネルギを有するように前記
イオンエネルギ制御部によって制御され、そのうち少な
くとも１つのプラズマ生成室は、結晶性膜の構成元素を
含まない不活性ガス，Ｈ_２ガスなどを導入してプラズマ
生成を行い、これを前記試料基板の洗浄もしくは膜生成
中のイオン衝撃のために用い、かつ前記試料基板が前記
加熱機構によって所定の温度に保たれている状態で半導
体結晶性膜を成長させることを特徴とする半導体結晶性
膜製造装置。
【請求項２】マイクロ波による電子サイクロトロン共鳴
によりプラズマを発生させるプラズマ生成室と、膜形成
すべき試料基板を載置する試料台を配設した試料室と、
前記試料基板を、所定の温度に保つ基板加熱機構と、前
記プラズマ生成室で生成されるプラズマ中のイオンのエ
ネルギを制御するイオンエネルギ制御部と、前記試料基
板に光を照射する光照射手段とを有し、前記プラズマ生
成室は前記試料室から分離して配設され、前記プラズマ
生成室で生成されたプラズマが前記試料基板方向に輸送
されるように配置されてなり、結晶性膜の構成元素のう
ち少なくとも１つの元素を含むイオンが前記試料基板に
達するときに該イオンのエネルギが所定のエネルギを有
するように前記イオンエネルギ制御部によって制御さ
れ、かつ、前記試料基板が前記加熱機構によって所定の
温度に保たれている状態で半導体結晶性膜を成長させ、
この膜形成中に前記光照射手段により試料基板に光を照
射することを特徴とする半導体結晶性膜製造装置。