JPH1032168A - シリコン基板表面の保護膜形成方法 - Google Patents
シリコン基板表面の保護膜形成方法Info
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- JPH1032168A JPH1032168A JP18443396A JP18443396A JPH1032168A JP H1032168 A JPH1032168 A JP H1032168A JP 18443396 A JP18443396 A JP 18443396A JP 18443396 A JP18443396 A JP 18443396A JP H1032168 A JPH1032168 A JP H1032168A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大気搬出後のシリコン基板の清浄化を容易な
ものとし、清浄化に係る基板への悪影響を低減させるこ
とを目的とする。 【解決手段】 シリコン基板２表面にゲルマニウム膜１
を堆積させ被覆することを特徴とし、大気中に搬出され
た後に、真空雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中で比較的
低温加熱してゲルマニウム膜１と共に酸化物、不純物等
を除去することが可能である。
ものとし、清浄化に係る基板への悪影響を低減させるこ
とを目的とする。 【解決手段】 シリコン基板２表面にゲルマニウム膜１
を堆積させ被覆することを特徴とし、大気中に搬出され
た後に、真空雰囲気中又は不活性ガス雰囲気中で比較的
低温加熱してゲルマニウム膜１と共に酸化物、不純物等
を除去することが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板表面
の保護膜形成方法に関する。詳しくは、半導体電子デバ
イスの形成に用いられるシリコン基板の大気中での保存
或いは搬送に際し、基板の酸化や不純物吸着による汚染
を防ぐ技術に関する。
の保護膜形成方法に関する。詳しくは、半導体電子デバ
イスの形成に用いられるシリコン基板の大気中での保存
或いは搬送に際し、基板の酸化や不純物吸着による汚染
を防ぐ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタや集積回路等の半導体電子
部品は、通常シリコン基板上に様々な種類の膜を積層さ
せたり、リソグラフィでエッチングする等して表面加工
を行うことで形成される。
部品は、通常シリコン基板上に様々な種類の膜を積層さ
せたり、リソグラフィでエッチングする等して表面加工
を行うことで形成される。
【０００３】シリコン基板は、これらの加工を行う前に
必ず表面の不純物、例えば、シリコン酸化物（Ｓi
Ｏ2）、炭化水素（Ｃ2Ｈ6、ＣＨ4）等を除去する清浄化
処理を行い、表面がシリコン原子のみの清浄な状態を作
り出さなければならない。
必ず表面の不純物、例えば、シリコン酸化物（Ｓi
Ｏ2）、炭化水素（Ｃ2Ｈ6、ＣＨ4）等を除去する清浄化
処理を行い、表面がシリコン原子のみの清浄な状態を作
り出さなければならない。
【０００４】斯かる不純物が存在すると、その後、半導
体電子部品を形成した場合、部品の特性が劣化し歩留り
が悪化してしまうのである。また、シリコン基板は、一
旦、清浄な表面を作り出しても、一度大気にさらすと瞬
時に酸化や不純物の吸着が発生し、斯かる不純物で汚染
されてしまう。
体電子部品を形成した場合、部品の特性が劣化し歩留り
が悪化してしまうのである。また、シリコン基板は、一
旦、清浄な表面を作り出しても、一度大気にさらすと瞬
時に酸化や不純物の吸着が発生し、斯かる不純物で汚染
されてしまう。
【０００５】従って、電子部品形成の際、装置間移動或
いは一時貯蔵等を目的に装置から大気に搬出した場合に
は、その後加工する前に必ず清浄化の処理を行ってい
た。
いは一時貯蔵等を目的に装置から大気に搬出した場合に
は、その後加工する前に必ず清浄化の処理を行ってい
た。
【０００６】清浄化をするには、１０００℃以上での高
温加熱か、プラズマ照射などの処理が必要であるが、斯
かる処理は基板の品質を劣化させるため可能な限り少な
い回数で抑えることが望まれている。
温加熱か、プラズマ照射などの処理が必要であるが、斯
かる処理は基板の品質を劣化させるため可能な限り少な
い回数で抑えることが望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大気搬出後
のシリコン基板の清浄化を容易なものとし、清浄化に係
る基板への悪影響を低減させることを目的とする。
のシリコン基板の清浄化を容易なものとし、清浄化に係
る基板への悪影響を低減させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の請求項１に係るシリコン基板表面の保護膜形成方
法は、シリコン基板表面にゲルマニウム膜を堆積させ被
覆することを特徴とする。上記目的を達成する本発明の
請求項２に係るシリコン基板表面の保護膜形成方法は、
請求項１において、前記ゲルマニウム膜の厚さは、１０
０Å以下であることを特徴とする。
発明の請求項１に係るシリコン基板表面の保護膜形成方
法は、シリコン基板表面にゲルマニウム膜を堆積させ被
覆することを特徴とする。上記目的を達成する本発明の
請求項２に係るシリコン基板表面の保護膜形成方法は、
請求項１において、前記ゲルマニウム膜の厚さは、１０
０Å以下であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】先ず、図２（１）に示すように、
清浄化されたシリコン基板２に気相成長若しくは蒸着等
によってゲルマニウム膜１を薄く、具体的には、１００
Å以下、好ましくは、２０〜５０Å程度堆積させ、表面
を被覆する。ゲルマニウム膜の膜厚は、厚過ぎると昇華
除去に時間がかかりシリコン基板２の劣化を招く虞があ
り、逆に薄すぎると基板表面の保護効果が薄れるためで
ある。ゲルマニウム膜厚１００Å以下とすると、実用上
保護膜としての効果があって短い時間で処理が済むこと
が経験上から判った。
清浄化されたシリコン基板２に気相成長若しくは蒸着等
によってゲルマニウム膜１を薄く、具体的には、１００
Å以下、好ましくは、２０〜５０Å程度堆積させ、表面
を被覆する。ゲルマニウム膜の膜厚は、厚過ぎると昇華
除去に時間がかかりシリコン基板２の劣化を招く虞があ
り、逆に薄すぎると基板表面の保護効果が薄れるためで
ある。ゲルマニウム膜厚１００Å以下とすると、実用上
保護膜としての効果があって短い時間で処理が済むこと
が経験上から判った。
【００１０】次に、図２（２）に示すように、ゲルマニ
ウム膜１で被覆されたシリコン基板２を大気中に出した
場合、ゲルマニウム膜１の表層のみが薄く酸化されてゲ
ルマニウム酸化層（ＧeＯ2、ＧeＯ）ができる。また、
その不純物もその表層のみに吸着する。
ウム膜１で被覆されたシリコン基板２を大気中に出した
場合、ゲルマニウム膜１の表層のみが薄く酸化されてゲ
ルマニウム酸化層（ＧeＯ2、ＧeＯ）ができる。また、
その不純物もその表層のみに吸着する。
【００１１】その後、図２（３）に示すように、ゲルマ
ニウム膜１で被覆されたシリコン基板２を、真空中若し
くは不活性ガス雰囲気中で８００℃程度に加熱すること
で、被覆していたゲルマニウム膜１は容易に揮発してし
まう。同時に、ゲルマニウム酸化物及び吸着不純物も残
らず揮発する。
ニウム膜１で被覆されたシリコン基板２を、真空中若し
くは不活性ガス雰囲気中で８００℃程度に加熱すること
で、被覆していたゲルマニウム膜１は容易に揮発してし
まう。同時に、ゲルマニウム酸化物及び吸着不純物も残
らず揮発する。
【００１２】従って、最終的には、図２（４）に示すよ
うに清浄なシリコン表面が露出することとなる。
うに清浄なシリコン表面が露出することとなる。
【００１３】このように、ゲルマニウム膜１をシリコン
基板２の表面に被覆しておくことで、吸着不純物や酸化
物の発生がゲルマニウム膜１の表層だけで起こり、シリ
コン基板２は汚染されない。
基板２の表面に被覆しておくことで、吸着不純物や酸化
物の発生がゲルマニウム膜１の表層だけで起こり、シリ
コン基板２は汚染されない。
【００１４】ゲルマニウム膜１はそれ自体比較的低温の
８００℃で昇華除去でき、同時に酸化物、不純物も除去
できる。つまり、被覆されたゲルマニウム膜１は、除去
容易なシリコン基板２の保護膜として働くことになるの
である。
８００℃で昇華除去でき、同時に酸化物、不純物も除去
できる。つまり、被覆されたゲルマニウム膜１は、除去
容易なシリコン基板２の保護膜として働くことになるの
である。
【００１５】〔作用〕これまで大気に搬出したシリコン
基板は、不純物の付着や酸化層の発生で清浄化処理を要
していたが、本発明を適用すれば、ゲルマニウム膜が保
護膜として機能することにより、シリコン基板そのもの
は汚染されることがなくなる。
基板は、不純物の付着や酸化層の発生で清浄化処理を要
していたが、本発明を適用すれば、ゲルマニウム膜が保
護膜として機能することにより、シリコン基板そのもの
は汚染されることがなくなる。
【００１６】従って、清浄化処理に代わり、ゲルマニウ
ム膜の除去を行えば良いことになる。ゲルマニウムの除
去は、比較的低温の８００℃程度の加熱処理で良く、シ
リコン基板への悪影響が少なくて済む。
ム膜の除去を行えば良いことになる。ゲルマニウムの除
去は、比較的低温の８００℃程度の加熱処理で良く、シ
リコン基板への悪影響が少なくて済む。
【００１７】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。本発明の一実施例を適用して
作製したゲルマニウム膜で被覆したシリコン基板を図１
に示す。同図に示すように、シリコン基板２の表面に
は、ゲルマニウム膜１が被覆されている。
参照して詳細に説明する。本発明の一実施例を適用して
作製したゲルマニウム膜で被覆したシリコン基板を図１
に示す。同図に示すように、シリコン基板２の表面に
は、ゲルマニウム膜１が被覆されている。
【００１８】ゲルマニウム膜１の被覆は、次のようにし
て行う。先ず、シリコン基板２を１×１０-8Ｔｏｒｒ以
下の超高真空容器中で１１００℃で１分間加熱して表面
の清浄化を行う。
て行う。先ず、シリコン基板２を１×１０-8Ｔｏｒｒ以
下の超高真空容器中で１１００℃で１分間加熱して表面
の清浄化を行う。
【００１９】次に、そのシリコン基板２にゲルマニウム
を５０Å程度堆積させる。堆積は、固体ゲルマニウムを
加熱るつぼから蒸着させる方法で行った。尚、蒸着時の
基板温度は室温であり、基板表面にアモルファスのゲル
マニウムが積層した。
を５０Å程度堆積させる。堆積は、固体ゲルマニウムを
加熱るつぼから蒸着させる方法で行った。尚、蒸着時の
基板温度は室温であり、基板表面にアモルファスのゲル
マニウムが積層した。
【００２０】このシリコン基板２を大気に搬出し、５時
間程度大気に暴露し、再度超高真空容器内に戻した。そ
の表面をオージェ電子分光法を用いて観察したところ、
表面には１０14ａｔｍ／ｃｃ以上の酸素と炭素が存在し
ており、ゲルマニウム膜１が酸化し、また、炭素系不純
物が吸着していることが判った。
間程度大気に暴露し、再度超高真空容器内に戻した。そ
の表面をオージェ電子分光法を用いて観察したところ、
表面には１０14ａｔｍ／ｃｃ以上の酸素と炭素が存在し
ており、ゲルマニウム膜１が酸化し、また、炭素系不純
物が吸着していることが判った。
【００２１】この基板を１×１０-8Ｔｏｒｒ以下の超高
真空容器中で８００℃で３０分程度加熱して表面のゲル
マニウム被覆を昇華させた後に再度オージェ電子分光法
で表面を観察したところ、表面の酸素及び炭素濃度が１
０13ａｔｍ／ｃｃ以下になっていることが判った。
真空容器中で８００℃で３０分程度加熱して表面のゲル
マニウム被覆を昇華させた後に再度オージェ電子分光法
で表面を観察したところ、表面の酸素及び炭素濃度が１
０13ａｔｍ／ｃｃ以下になっていることが判った。
【００２２】このことは、表面の不純物が実用上問題な
い程度まで除去されていることを示している。表面のゲ
ルマニウムの濃度は、測定限界以下であり、ほぼ完全に
除去されていることが判った。このように、本実施例で
は、シリコン基板２にゲルマニウム膜１を被覆しておく
と、大気に暴露しても比較的低温である８００℃程度の
加熱処理で容易に清浄表面を再現することができる。
い程度まで除去されていることを示している。表面のゲ
ルマニウムの濃度は、測定限界以下であり、ほぼ完全に
除去されていることが判った。このように、本実施例で
は、シリコン基板２にゲルマニウム膜１を被覆しておく
と、大気に暴露しても比較的低温である８００℃程度の
加熱処理で容易に清浄表面を再現することができる。
【００２３】ここで、上述した実施例においては、表面
の再清浄化の為に８００℃程度の加熱処理を行ってい
る。これは、従来の１０００℃に比較して、僅か２００
℃程度との低減効果しかないとも思われるが、半導体プ
ロセスの世界では以下のような問題を回避するた
め、多くの研究が費されている。
の再清浄化の為に８００℃程度の加熱処理を行ってい
る。これは、従来の１０００℃に比較して、僅か２００
℃程度との低減効果しかないとも思われるが、半導体プ
ロセスの世界では以下のような問題を回避するた
め、多くの研究が費されている。
【００２４】固溶拡散の低減 Ｓiの半導体デバイスの多くは、ｐ型化された半導体膜
とｎ型化された半導体膜とを接合させて作られるが、ｐ
型膜はドーピング材としてホウ素ＢをＳi中に入れるこ
とによって形成される。このＳi中のホウ素は１０００
℃以上に加熱されると拡散してしまう。例えば、１００
０℃で１時間程度の加熱で１ミクロン程度拡散する。半
導体デバイスでは、１ミクロン以下の厚みの膜を層状に
重ねて作ることから、１０００℃の加熱でホウ素ドーピ
ング膜からホウ素が他の膜へ拡散してしまい、他のｎ型
膜がホウ素混入でｐ型化してしまい、デバイス動作不良
の原因となる。これが、８００℃程度の加熱では、数百
Å程度に拡散が抑えられるのでかかる不良を解消するこ
とができる。
とｎ型化された半導体膜とを接合させて作られるが、ｐ
型膜はドーピング材としてホウ素ＢをＳi中に入れるこ
とによって形成される。このＳi中のホウ素は１０００
℃以上に加熱されると拡散してしまう。例えば、１００
０℃で１時間程度の加熱で１ミクロン程度拡散する。半
導体デバイスでは、１ミクロン以下の厚みの膜を層状に
重ねて作ることから、１０００℃の加熱でホウ素ドーピ
ング膜からホウ素が他の膜へ拡散してしまい、他のｎ型
膜がホウ素混入でｐ型化してしまい、デバイス動作不良
の原因となる。これが、８００℃程度の加熱では、数百
Å程度に拡散が抑えられるのでかかる不良を解消するこ
とができる。
【００２５】欠陥の低減 Ｓiの基板は、通常１０００℃程度の加熱で溶存酸素が
基板内を拡散し、内部で積層欠陥を形成する。この積層
欠陥は、デバイスの動作不良の原因となる。この積層欠
陥は加熱温度が８００℃程度になると大幅に抑制するこ
とができる。
基板内を拡散し、内部で積層欠陥を形成する。この積層
欠陥は、デバイスの動作不良の原因となる。この積層欠
陥は加熱温度が８００℃程度になると大幅に抑制するこ
とができる。
【００２６】尚、上記実施例では、最初に基板表面を１
１００℃程度の１分間加熱により清浄化を行うが、この
ような熱処理は不可避である。その理由は、通常Ｓi基
板に電子デバイスを形成する場合には、先ず、購入した
基板を１１００℃の加熱で表面の清浄化を行ってから、
その後に表面に膜をつけたりエッチング加工をしたりし
て電子デバイスを形成しているからである。
１００℃程度の１分間加熱により清浄化を行うが、この
ような熱処理は不可避である。その理由は、通常Ｓi基
板に電子デバイスを形成する場合には、先ず、購入した
基板を１１００℃の加熱で表面の清浄化を行ってから、
その後に表面に膜をつけたりエッチング加工をしたりし
て電子デバイスを形成しているからである。
【００２７】本発明は、このような最初の清浄化処理で
はなく、一度電子デバイスを形成した後の基板表面を再
度清浄化する際に適用されるものである。即ち、従来技
術にも記載したように、これまでは一度電子デバイスを
形成した基板を装置から外に出して大気に触れると、表
面が汚れてしまい、加熱による再清浄化が必要であっ
た。
はなく、一度電子デバイスを形成した後の基板表面を再
度清浄化する際に適用されるものである。即ち、従来技
術にも記載したように、これまでは一度電子デバイスを
形成した基板を装置から外に出して大気に触れると、表
面が汚れてしまい、加熱による再清浄化が必要であっ
た。
【００２８】本発明では、このような問題に対して、ゲ
ルマニウム膜を保護膜としてシリコン基板表面に付ける
ことにより、再清浄化に係る温度を低減することができ
るという効果を奏するものである。従って、実施例での
１１００℃での最初の熱処理はやむをえず必要なもので
あり、その後大気に暴露しても低温で表面を再清浄化す
ることができるという効果を奏する。
ルマニウム膜を保護膜としてシリコン基板表面に付ける
ことにより、再清浄化に係る温度を低減することができ
るという効果を奏するものである。従って、実施例での
１１００℃での最初の熱処理はやむをえず必要なもので
あり、その後大気に暴露しても低温で表面を再清浄化す
ることができるという効果を奏する。
【００２９】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、ゲルマニウム膜を被覆したた
め、シリコン基板の大気搬出後の清浄化処理が容易とな
り、しかも低い温度処理で行えるようになるため、これ
に係わるシリコン基板の劣化を抑えることができる。こ
れによって、作製された電子部品の性能が安定し、ま
た、歩留を向上させることができる。
たように、本発明では、ゲルマニウム膜を被覆したた
め、シリコン基板の大気搬出後の清浄化処理が容易とな
り、しかも低い温度処理で行えるようになるため、これ
に係わるシリコン基板の劣化を抑えることができる。こ
れによって、作製された電子部品の性能が安定し、ま
た、歩留を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例により作製したゲルマニウム
膜の被覆されたシリコン基板の断面図である。
膜の被覆されたシリコン基板の断面図である。
【図２】シリコン基板へのゲルマニウム膜の被覆、大気
暴露、加熱昇華及び昇華終了後の様子を示す説明図であ
る。
暴露、加熱昇華及び昇華終了後の様子を示す説明図であ
る。
１ ゲルマニウム膜 ２ シリコン基板
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン基板表面にゲルマニウム膜を堆
積させ被覆することを特徴とするシリコン基板表面の保
護膜形成方法。 - 【請求項２】 前記ゲルマニウム膜の厚さは、１００Å
以下であることを特徴とする請求項１記載のシリコン基
板表面の保護膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18443396A JPH1032168A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | シリコン基板表面の保護膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18443396A JPH1032168A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | シリコン基板表面の保護膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032168A true JPH1032168A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16153075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18443396A Pending JPH1032168A (ja) | 1996-07-15 | 1996-07-15 | シリコン基板表面の保護膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032168A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006090645A1 (ja) * | 2005-02-24 | 2008-07-24 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
| WO2011033970A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 昭和電工株式会社 | 再生基板の製造方法、再生基板、窒化物半導体素子及びランプ |
-
1996
- 1996-07-15 JP JP18443396A patent/JPH1032168A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006090645A1 (ja) * | 2005-02-24 | 2008-07-24 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 |
| WO2011033970A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 昭和電工株式会社 | 再生基板の製造方法、再生基板、窒化物半導体素子及びランプ |
| JP2011066355A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Showa Denko Kk | 再生基板の製造方法、再生基板、窒化物半導体素子及びランプ |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A02 | Decision of refusal |
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