JPH1036191A - 気相成長装置を用いたシリコン成膜方法 - Google Patents
気相成長装置を用いたシリコン成膜方法Info
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- JPH1036191A JPH1036191A JP19791696A JP19791696A JPH1036191A JP H1036191 A JPH1036191 A JP H1036191A JP 19791696 A JP19791696 A JP 19791696A JP 19791696 A JP19791696 A JP 19791696A JP H1036191 A JPH1036191 A JP H1036191A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応室内の洗浄頻度を低減させて、装置稼働
率を向上させる。 【解決手段】 気相成長装置を用いたシリコンの成膜を
行う方法において、サセプタ上に載置した基板上にシリ
コンの成膜を行い、シリコンの成膜を行う際の温度を９
５０℃以上とし、成膜に際して使用するキャリアガスと
シリコン原料ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコ
ン原料ガス＝１：０．００１１〜０．００２０とし、基
板上に成膜されたシリコンの累積膜厚が、１００μｍ〜
２００μｍになるごとにサセプタの上に積層したシリコ
ンのエッチングを行い、さらにサセプタ５の表面にシリ
コンコーティングを行う。
率を向上させる。 【解決手段】 気相成長装置を用いたシリコンの成膜を
行う方法において、サセプタ上に載置した基板上にシリ
コンの成膜を行い、シリコンの成膜を行う際の温度を９
５０℃以上とし、成膜に際して使用するキャリアガスと
シリコン原料ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコ
ン原料ガス＝１：０．００１１〜０．００２０とし、基
板上に成膜されたシリコンの累積膜厚が、１００μｍ〜
２００μｍになるごとにサセプタの上に積層したシリコ
ンのエッチングを行い、さらにサセプタ５の表面にシリ
コンコーティングを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相成長装置を用
いたシリコン成膜方法に係わる。
いたシリコン成膜方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来において、基板上にシリコンのエピ
タキシャル成長を行うために使用するシリコンの気相成
長装置としては、例えば図１にその概要断面を示す装置
がある。これについて説明する。
タキシャル成長を行うために使用するシリコンの気相成
長装置としては、例えば図１にその概要断面を示す装置
がある。これについて説明する。
【０００３】この装置においては、基台１上に石英製の
インナーベルジャ８が設けられて、反応室２０を構成し
ている。インナーベルジャ８の外周には、アウターベル
ジャ９が設けられている。
インナーベルジャ８が設けられて、反応室２０を構成し
ている。インナーベルジャ８の外周には、アウターベル
ジャ９が設けられている。
【０００４】一方、基台１上には、サセプタ支持台６が
設けられており、このサセプタ支持台６は、その面内で
回転可能とされており、このサセプタ支持台６上には、
サセプタ５が支持されている。サセプタ５の下部には、
例えば高周波加熱用のコイル２が設けられており、サセ
プタ５を所定の温度に加熱、保持することができるよう
になされている。
設けられており、このサセプタ支持台６は、その面内で
回転可能とされており、このサセプタ支持台６上には、
サセプタ５が支持されている。サセプタ５の下部には、
例えば高周波加熱用のコイル２が設けられており、サセ
プタ５を所定の温度に加熱、保持することができるよう
になされている。
【０００５】サセプタ５上には、シリコン成膜がなされ
る被成膜基板３０が載置される。そして、原料ガス等を
供給する石英製のガスノズル１１が、反応室２０の中央
部に、サセプタ５の中心部を貫通して設けられている。
このガスノズル１１には、複数個のガス噴出口１１ｈが
穿設されており、このガスノズル１１は、上下調節機構
（図示せず）によりその高さを調節できるとともにガス
の流量を調節することができるようになされている。
る被成膜基板３０が載置される。そして、原料ガス等を
供給する石英製のガスノズル１１が、反応室２０の中央
部に、サセプタ５の中心部を貫通して設けられている。
このガスノズル１１には、複数個のガス噴出口１１ｈが
穿設されており、このガスノズル１１は、上下調節機構
（図示せず）によりその高さを調節できるとともにガス
の流量を調節することができるようになされている。
【０００６】上述したシリコンの気相成長装置を使用し
て、基板３０の表面にエピタキシャル膜を形成するに
は、先ず、ガスノズル１１によりガス噴出口１１ｈか
ら、反応室２０内にＮ2 ガスを噴出させるとともに、排
気口７から排気して、反応室２０内をＮ2 ガスで置換
し、その次に同様にガスノズル１１によりガス噴出口１
１ｈから、反応室２０内にＨ2 ガスを噴出させ、反応室
２０内の雰囲気をＨ2 ガスで置換する。
て、基板３０の表面にエピタキシャル膜を形成するに
は、先ず、ガスノズル１１によりガス噴出口１１ｈか
ら、反応室２０内にＮ2 ガスを噴出させるとともに、排
気口７から排気して、反応室２０内をＮ2 ガスで置換
し、その次に同様にガスノズル１１によりガス噴出口１
１ｈから、反応室２０内にＨ2 ガスを噴出させ、反応室
２０内の雰囲気をＨ2 ガスで置換する。
【０００７】次に、Ｈ2 ガス雰囲気下でコイル２により
基板３０を１０５０℃〜１１００℃に昇温させ、基板３
０の自然酸化膜を除去する。続いて、基板３０を９５０
℃〜１０３０℃に降温し、Ｈ2 ガスをキャリアガスとし
てシリコン原料ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2（ｎ≧１））、例え
ばＳｉＨ4 等のシリコン原料ガスおよびＰＨ3 等のドー
ピング原料ガスを供給する。この場合、キャリアガスと
シリコン原料ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコ
ン原料ガス＝１：０．００２４程度としている。このよ
うにして、反応室２０内において、基板３０の表面にシ
リコンのエピタキシャル膜が成長、形成される。
基板３０を１０５０℃〜１１００℃に昇温させ、基板３
０の自然酸化膜を除去する。続いて、基板３０を９５０
℃〜１０３０℃に降温し、Ｈ2 ガスをキャリアガスとし
てシリコン原料ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2（ｎ≧１））、例え
ばＳｉＨ4 等のシリコン原料ガスおよびＰＨ3 等のドー
ピング原料ガスを供給する。この場合、キャリアガスと
シリコン原料ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコ
ン原料ガス＝１：０．００２４程度としている。このよ
うにして、反応室２０内において、基板３０の表面にシ
リコンのエピタキシャル膜が成長、形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た基板３０上のシリコンのエピタキシャル成長を行う
と、基板３０上のみならず、基板３０を保持しているサ
セプタ５の表面、インナーベルジャ８の反応室内壁、反
応室２０の天井部分、およびガスノズル１１にまでシリ
コン膜が形成される。
た基板３０上のシリコンのエピタキシャル成長を行う
と、基板３０上のみならず、基板３０を保持しているサ
セプタ５の表面、インナーベルジャ８の反応室内壁、反
応室２０の天井部分、およびガスノズル１１にまでシリ
コン膜が形成される。
【０００９】これらの基板３０表面以外の部分に形成さ
れたシリコン膜、例えばインナーベルジャ８の反応室内
壁に形成されたシリコン膜は、インナーベルジャ８の温
度が１００℃〜５００℃と、基板３０表面に比べて低い
ため、シリコン膜の緻密性は悪く、また、接着力も弱
い。このため、これらのシリコン膜を除去しないで、連
続的にエピタキシャル成長を行うと、これらのシリコン
膜が剥がれ落ち、基板３０の表面に付着し、基板３０表
面におけるエピタキシャル膜の結晶欠陥を生じたり、突
起を発生させたりする。
れたシリコン膜、例えばインナーベルジャ８の反応室内
壁に形成されたシリコン膜は、インナーベルジャ８の温
度が１００℃〜５００℃と、基板３０表面に比べて低い
ため、シリコン膜の緻密性は悪く、また、接着力も弱
い。このため、これらのシリコン膜を除去しないで、連
続的にエピタキシャル成長を行うと、これらのシリコン
膜が剥がれ落ち、基板３０の表面に付着し、基板３０表
面におけるエピタキシャル膜の結晶欠陥を生じたり、突
起を発生させたりする。
【００１０】このため、インナーベルジャ８等の硫酸等
によるウェット洗浄、いわゆる反応室内洗浄をサセプタ
５の洗浄と同時に、一定バッチ数ごとに行う必要があ
る。この反応室内洗浄は、５インチの基板３０上のシリ
コン膜に目視で３５個以上のダストが存在する時点で必
要となると判断している。例えばキャリアガスとシリコ
ン原料ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコン原料
ガス＝１：０．００２４程度とした場合においては、累
積膜厚６０μｍ程度ごとに行う必要があることがわかっ
ている。しかし、これらの作業を行うと、気相成長装置
を、再びエピタキシャル成長を行うことができるように
するまでに非常に時間がかかり、生産効率の低減を来
す。
によるウェット洗浄、いわゆる反応室内洗浄をサセプタ
５の洗浄と同時に、一定バッチ数ごとに行う必要があ
る。この反応室内洗浄は、５インチの基板３０上のシリ
コン膜に目視で３５個以上のダストが存在する時点で必
要となると判断している。例えばキャリアガスとシリコ
ン原料ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコン原料
ガス＝１：０．００２４程度とした場合においては、累
積膜厚６０μｍ程度ごとに行う必要があることがわかっ
ている。しかし、これらの作業を行うと、気相成長装置
を、再びエピタキシャル成長を行うことができるように
するまでに非常に時間がかかり、生産効率の低減を来
す。
【００１１】なおここで、累積膜厚とは、良質な成膜が
可能な複数回の成膜を行った各成膜の膜厚を累積した値
をいうものとする。
可能な複数回の成膜を行った各成膜の膜厚を累積した値
をいうものとする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、気相成長装置
を用いたシリコンの成膜を行う方法において、サセプタ
上に載置した基板上にシリコンの成膜を行い、シリコン
の成膜を行う際の温度を９５０℃以上とし、成膜に際し
て使用するキャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比
を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１
１〜０．００２０とする。
を用いたシリコンの成膜を行う方法において、サセプタ
上に載置した基板上にシリコンの成膜を行い、シリコン
の成膜を行う際の温度を９５０℃以上とし、成膜に際し
て使用するキャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比
を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１
１〜０．００２０とする。
【００１３】本発明によれば、気相成長装置を用いたシ
リコンの成膜を行う方法において、シリコンの成膜温
度、成膜に際して使用するキャリアガスとシリコン原料
ガスとの流量比を所定の値に特定したことによって、反
応室内の洗浄サイクルを延ばすことができ、洗浄頻度を
低減させて装置稼働率を向上させることができた。
リコンの成膜を行う方法において、シリコンの成膜温
度、成膜に際して使用するキャリアガスとシリコン原料
ガスとの流量比を所定の値に特定したことによって、反
応室内の洗浄サイクルを延ばすことができ、洗浄頻度を
低減させて装置稼働率を向上させることができた。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。シリコンの気相成長装置としては、図１で
説明した装置を用いることができる。すなわち、本発明
方法に適用する気相成長装置は、図１で説明したよう
に、基台１上に石英製のインナーベルジャ８が設けられ
て、反応室２０を構成している。インナーベルジャ８の
外周には、アウターベルジャ９が設けられている。
て説明する。シリコンの気相成長装置としては、図１で
説明した装置を用いることができる。すなわち、本発明
方法に適用する気相成長装置は、図１で説明したよう
に、基台１上に石英製のインナーベルジャ８が設けられ
て、反応室２０を構成している。インナーベルジャ８の
外周には、アウターベルジャ９が設けられている。
【００１５】一方、基台１上には、サセプタ支持台６が
設けられており、このサセプタ支持台６は、面内方向で
回転可能とされており、このサセプタ支持台６上には、
サセプタ５が支持されている。サセプタ５の下部には、
例えば高周波加熱用のコイル２が設けられており、サセ
プタ５を所定の温度に加熱、保持することができるよう
になされている。
設けられており、このサセプタ支持台６は、面内方向で
回転可能とされており、このサセプタ支持台６上には、
サセプタ５が支持されている。サセプタ５の下部には、
例えば高周波加熱用のコイル２が設けられており、サセ
プタ５を所定の温度に加熱、保持することができるよう
になされている。
【００１６】サセプタ５上には、シリコン成膜がなされ
る被成膜基板３０が載置される。そして、原料ガス等を
供給する石英製のガスノズル１１が、反応室２０の中央
部に、サセプタ５の中心部を貫通して設けられている。
このガスノズル１１には、複数個のガス噴出口１１ｈが
配置されており、このガスノズル１１は、上下調節機構
（図示せず）によりその高さを調節できるとともにガス
の流量を調節することができるようになされている。
る被成膜基板３０が載置される。そして、原料ガス等を
供給する石英製のガスノズル１１が、反応室２０の中央
部に、サセプタ５の中心部を貫通して設けられている。
このガスノズル１１には、複数個のガス噴出口１１ｈが
配置されており、このガスノズル１１は、上下調節機構
（図示せず）によりその高さを調節できるとともにガス
の流量を調節することができるようになされている。
【００１７】上述したシリコンの気相成長装置を使用し
て、基板３０の表面にエピタキシャル膜を形成する。図
３Ａは、このシリコン成膜を行う際の温度のプログラミ
ングを示し、図３Ｂは、このとき供給する各気体の供給
時間帯を実線で示すものである。先ず、ガスノズル１１
によりガス噴出口１１ｈから、反応室２０内にＮ2 ガス
を噴出させるとともに、排気口７から排気して、反応室
２０内をＮ2 ガスで置換し、その次に同様にガスノズル
１１によりガス噴出口１１ｈから、反応室２０内にＨ2
ガスを噴出させ、反応室２０内の雰囲気をＨ2 ガスで置
換する。
て、基板３０の表面にエピタキシャル膜を形成する。図
３Ａは、このシリコン成膜を行う際の温度のプログラミ
ングを示し、図３Ｂは、このとき供給する各気体の供給
時間帯を実線で示すものである。先ず、ガスノズル１１
によりガス噴出口１１ｈから、反応室２０内にＮ2 ガス
を噴出させるとともに、排気口７から排気して、反応室
２０内をＮ2 ガスで置換し、その次に同様にガスノズル
１１によりガス噴出口１１ｈから、反応室２０内にＨ2
ガスを噴出させ、反応室２０内の雰囲気をＨ2 ガスで置
換する。
【００１８】次に、Ｈ2 ガス雰囲気下でコイル２により
基板３０を１０５０℃〜１１００℃に昇温させ、基板３
０上の自然酸化膜を除去する。続いて、基板３０を９５
０℃〜１０３０℃に降温し、Ｈ2 ガスをキャリアガスと
して、シリコン原料ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2（ｎ≧１））例
えばＳｉＨ4 およびＰＨ3 等のドーピング原料ガスを供
給する。そして、この場合、特に本発明においては、キ
ャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比を、キャリア
ガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１１〜０．００
２０の、例えば１：０．００１７程度とした。
基板３０を１０５０℃〜１１００℃に昇温させ、基板３
０上の自然酸化膜を除去する。続いて、基板３０を９５
０℃〜１０３０℃に降温し、Ｈ2 ガスをキャリアガスと
して、シリコン原料ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2（ｎ≧１））例
えばＳｉＨ4 およびＰＨ3 等のドーピング原料ガスを供
給する。そして、この場合、特に本発明においては、キ
ャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比を、キャリア
ガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１１〜０．００
２０の、例えば１：０．００１７程度とした。
【００１９】キャリアガスとシリコン原料ガスとの流量
比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００
１１〜０．００２０の、例えば１：０．００１７程度と
して、上述した装置を用いて基板３０上にシリコンを気
相成長させたとき、従来にくらべ、インナーベルジャ８
の反応室内壁に堆積形成されたシリコン膜（一般的には
多結晶膜）の量は、少ないことがわかった。反応室内洗
浄のサイクルは、上述した繰り返し良質成膜が可能な累
積膜厚は、１２０μｍ程度に延長された。これは、基板
３０表面以外の部分に形成されたシリコンの多結晶膜、
例えばインナーベルジャ８の反応室内壁に形成されたシ
リコンの多結晶膜が、従来に比して、緻密性も良好なも
のであり、剥離しにくいものとなっているためであると
思われる。
比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００
１１〜０．００２０の、例えば１：０．００１７程度と
して、上述した装置を用いて基板３０上にシリコンを気
相成長させたとき、従来にくらべ、インナーベルジャ８
の反応室内壁に堆積形成されたシリコン膜（一般的には
多結晶膜）の量は、少ないことがわかった。反応室内洗
浄のサイクルは、上述した繰り返し良質成膜が可能な累
積膜厚は、１２０μｍ程度に延長された。これは、基板
３０表面以外の部分に形成されたシリコンの多結晶膜、
例えばインナーベルジャ８の反応室内壁に形成されたシ
リコンの多結晶膜が、従来に比して、緻密性も良好なも
のであり、剥離しにくいものとなっているためであると
思われる。
【００２０】このように、キャリアガスとシリコン原料
ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝
１：０．００１１〜０．００２０とすると、反応室内洗
浄のサイクルの延長を図ることができることがわかった
が、一方、反応室内洗浄のサイクルを累積膜厚で１２０
μｍ程度となると、サセプタ５上に堆積するシリコン膜
（多結晶シリコン）が問題となってくる。
ガスとの流量比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝
１：０．００１１〜０．００２０とすると、反応室内洗
浄のサイクルの延長を図ることができることがわかった
が、一方、反応室内洗浄のサイクルを累積膜厚で１２０
μｍ程度となると、サセプタ５上に堆積するシリコン膜
（多結晶シリコン）が問題となってくる。
【００２１】すなわち、従来、反応室内洗浄のサイクル
が累積膜厚で６０μｍ程度だった場合においては、サセ
プタ５上に多結晶シリコンが堆積し、基板３０の設置お
よび取り出しの際にこれが剥離してダストとなる前に反
応室内洗浄を行うため、このサセプタ５上の多結晶シリ
コンの存在はさほど問題とはならなかった。ところが、
本発明方法による場合、反応室内洗浄のサイクルを累積
膜厚が１２０μｍ程度となると、反応室内洗浄のサイク
ルが延びたために、サセプタ５に対する不要なシリコン
堆積による問題が生じてくる。すなわち、反応室内洗浄
を行う前に、サセプタ５上に堆積した多結晶シリコン
が、サセプタ５上への基板３０の設置、および取り出
し、交換等に際して、基板３０がサセプタ５と擦り合う
ことによる等の種々の原因により、サセプタ５上の多結
晶シリコンが剥離してダストを発生させることになり、
このダストが、基板３０の表面に付着し、基板３０上の
エピタキシャル膜の質の低下を招来する。
が累積膜厚で６０μｍ程度だった場合においては、サセ
プタ５上に多結晶シリコンが堆積し、基板３０の設置お
よび取り出しの際にこれが剥離してダストとなる前に反
応室内洗浄を行うため、このサセプタ５上の多結晶シリ
コンの存在はさほど問題とはならなかった。ところが、
本発明方法による場合、反応室内洗浄のサイクルを累積
膜厚が１２０μｍ程度となると、反応室内洗浄のサイク
ルが延びたために、サセプタ５に対する不要なシリコン
堆積による問題が生じてくる。すなわち、反応室内洗浄
を行う前に、サセプタ５上に堆積した多結晶シリコン
が、サセプタ５上への基板３０の設置、および取り出
し、交換等に際して、基板３０がサセプタ５と擦り合う
ことによる等の種々の原因により、サセプタ５上の多結
晶シリコンが剥離してダストを発生させることになり、
このダストが、基板３０の表面に付着し、基板３０上の
エピタキシャル膜の質の低下を招来する。
【００２２】そこで、本発明においては、特に、エピタ
キシャル成長膜の累積膜厚が１００μｍ〜２００μｍ程
度ごと、例えば１００μｍ〜１２０μｍごとに、図１に
示したシリコンの気相成長装置において、基板３０を設
置しない状態で、サセプタ５の温度を１０５０℃〜１１
００℃として、ＨＣｌガスによりサセプタ５の表面に堆
積した多結晶シリコンをエッチング除去する。このよう
に、サセプタ５の表面に堆積した多結晶シリコンをエッ
チングにより除去した後、基板３０上にエピタキシャル
膜の成長を行うときと同様の条件で、サセプタ５上にシ
リコンコーティングを行う。
キシャル成長膜の累積膜厚が１００μｍ〜２００μｍ程
度ごと、例えば１００μｍ〜１２０μｍごとに、図１に
示したシリコンの気相成長装置において、基板３０を設
置しない状態で、サセプタ５の温度を１０５０℃〜１１
００℃として、ＨＣｌガスによりサセプタ５の表面に堆
積した多結晶シリコンをエッチング除去する。このよう
に、サセプタ５の表面に堆積した多結晶シリコンをエッ
チングにより除去した後、基板３０上にエピタキシャル
膜の成長を行うときと同様の条件で、サセプタ５上にシ
リコンコーティングを行う。
【００２３】このようにしてサセプタ５のエッチングを
エピタキシャル成長膜の累積膜厚が１００μｍ〜２００
μｍ程度ごと、例えば１２０μｍごとに行い、その後、
サセプタ５にシリコンコーティングを行うことにより、
反応室内洗浄のサイクルを従来よりも延長した場合にお
いても、基板の表面に、サセプタ５上に堆積した多結晶
シリコンのダストが付着することを回避することができ
た。なお、この場合反応室内洗浄サイクルは、累積膜厚
４００μｍ以上に延長された。
エピタキシャル成長膜の累積膜厚が１００μｍ〜２００
μｍ程度ごと、例えば１２０μｍごとに行い、その後、
サセプタ５にシリコンコーティングを行うことにより、
反応室内洗浄のサイクルを従来よりも延長した場合にお
いても、基板の表面に、サセプタ５上に堆積した多結晶
シリコンのダストが付着することを回避することができ
た。なお、この場合反応室内洗浄サイクルは、累積膜厚
４００μｍ以上に延長された。
【００２４】図２は、キャリアガスとシリコン原料ガス
との流量比と、反応室内洗浄までのシリコンの累積膜厚
の関係を表した図を示す。図２によれば、シリコンの気
相成長を行う際のキャリアガスとシリコン原料ガスとの
流量比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．
００２４とした従来方法（累積膜厚＝６０μｍ）と比べ
て、本発明方法によれば、累積膜厚＝４００μｍとなる
ことから、反応室内洗浄サイクルを７倍程度に延長する
ことができた。
との流量比と、反応室内洗浄までのシリコンの累積膜厚
の関係を表した図を示す。図２によれば、シリコンの気
相成長を行う際のキャリアガスとシリコン原料ガスとの
流量比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．
００２４とした従来方法（累積膜厚＝６０μｍ）と比べ
て、本発明方法によれば、累積膜厚＝４００μｍとなる
ことから、反応室内洗浄サイクルを７倍程度に延長する
ことができた。
【００２５】なお、この図２に示すように、シリコンの
気相成長を行う際のキャリアガスとシリコン原料ガスと
の流量比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：
０．００２０以下とするとき、従来に比し、累積膜厚を
格段に高めることができる。しかしながら、シリコン原
料ガスが余り少ないと、シリコン膜の成長速度が低くな
り、工業的に問題が生じる。すなわち、キャリアガスと
シリコン原料ガスとの流量比をキャリアガス：シリコン
原料ガス＝１：０．００１１とすると、シリコンの成膜
速度は０．１５μｍ／ｍｉｎ程度となり、キャリアガ
ス：シリコン原料ガス＝１：０．００２４とした従来の
場合は、０．３０μｍ／ｍｉｎ程度であるから、約半分
となり、極めて成膜時間が長く、キャリアガス：シリコ
ン原料ガス＝１：０．００１１未満とすると、工業的に
実用性がない。また、成膜時間が長くなると、成膜され
るシリコン膜の膜質等の特性に変化が生じるおそれがあ
る。
気相成長を行う際のキャリアガスとシリコン原料ガスと
の流量比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：
０．００２０以下とするとき、従来に比し、累積膜厚を
格段に高めることができる。しかしながら、シリコン原
料ガスが余り少ないと、シリコン膜の成長速度が低くな
り、工業的に問題が生じる。すなわち、キャリアガスと
シリコン原料ガスとの流量比をキャリアガス：シリコン
原料ガス＝１：０．００１１とすると、シリコンの成膜
速度は０．１５μｍ／ｍｉｎ程度となり、キャリアガ
ス：シリコン原料ガス＝１：０．００２４とした従来の
場合は、０．３０μｍ／ｍｉｎ程度であるから、約半分
となり、極めて成膜時間が長く、キャリアガス：シリコ
ン原料ガス＝１：０．００１１未満とすると、工業的に
実用性がない。また、成膜時間が長くなると、成膜され
るシリコン膜の膜質等の特性に変化が生じるおそれがあ
る。
【００２６】なお、本発明においては、キャリアガスと
シリコン原料ガスとの流量比について、シリコン原料ガ
スの比率を従来のそれよりも小さい値としたことによ
り、シリコンの成膜速度は低下する。しかしながら、シ
リコンのエピタキシーを行うための１バッチ中、シリコ
ン成膜時間の割合は約１０％と少ないものである。した
がって、本発明におけるキャリアガスとシリコン原料ガ
スとの流量比を調整し、１バッチ当たりのシリコン成膜
にかかる所要時間が延長されたとしても、反応室２０の
洗浄時間を短縮できたこととの兼ね合いから考えれば、
シリコンのエピタキシャル膜の生産性の対しては、殆ど
影響がないものといえる。
シリコン原料ガスとの流量比について、シリコン原料ガ
スの比率を従来のそれよりも小さい値としたことによ
り、シリコンの成膜速度は低下する。しかしながら、シ
リコンのエピタキシーを行うための１バッチ中、シリコ
ン成膜時間の割合は約１０％と少ないものである。した
がって、本発明におけるキャリアガスとシリコン原料ガ
スとの流量比を調整し、１バッチ当たりのシリコン成膜
にかかる所要時間が延長されたとしても、反応室２０の
洗浄時間を短縮できたこととの兼ね合いから考えれば、
シリコンのエピタキシャル膜の生産性の対しては、殆ど
影響がないものといえる。
【００２７】ここに本発明方法においては、キャリアガ
スとシリコン原料ガスとの流量比は、キャリアガス：シ
リコン原料ガス＝１：０．００１１〜０．００２０の範
囲に特定する所以がある。
スとシリコン原料ガスとの流量比は、キャリアガス：シ
リコン原料ガス＝１：０．００１１〜０．００２０の範
囲に特定する所以がある。
【００２８】上述したように、気相成長装置を用いたシ
リコンの成膜を行う方法において、サセプタ５上に載置
した基板３０上にシリコンの成膜を行い、シリコンの成
膜を行う際の温度を９５０℃以上とし、成膜に際して使
用するキャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比を、
キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１１〜
０．００２０とし、基板３０上に成膜されたシリコンの
累積膜厚が、１００〜２００μｍになるごとにサセプタ
の上に積層したシリコンのエッチングを行い、さらにシ
リコンコーティングを行う方法によりシリコンの成膜を
行ったことにより、反応室２０内の洗浄サイクルを大幅
に延ばすことができた。また、反応室２０の洗浄頻度を
低減させることにより、装置稼働率を向上させることが
できた。
リコンの成膜を行う方法において、サセプタ５上に載置
した基板３０上にシリコンの成膜を行い、シリコンの成
膜を行う際の温度を９５０℃以上とし、成膜に際して使
用するキャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比を、
キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１１〜
０．００２０とし、基板３０上に成膜されたシリコンの
累積膜厚が、１００〜２００μｍになるごとにサセプタ
の上に積層したシリコンのエッチングを行い、さらにシ
リコンコーティングを行う方法によりシリコンの成膜を
行ったことにより、反応室２０内の洗浄サイクルを大幅
に延ばすことができた。また、反応室２０の洗浄頻度を
低減させることにより、装置稼働率を向上させることが
できた。
【００２９】なお、上述した実施の形態においては、シ
リコン原料ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2（ｎ≧１））のうちＳｉ
Ｈ4 を使用した場合について説明したが、本発明は、こ
の例に限定されることなく、Ｓｉ2 Ｈ6 等を使用するこ
とができる。
リコン原料ガス（Ｓｉn Ｈ2n+2（ｎ≧１））のうちＳｉ
Ｈ4 を使用した場合について説明したが、本発明は、こ
の例に限定されることなく、Ｓｉ2 Ｈ6 等を使用するこ
とができる。
【００３０】また、反応室２０の形状は、上述したもの
に限定されるものではなく、ホットウォール型のものな
らば、種々の形状のものが使用可能である。また、基板
３０上に堆積させるシリコン膜は、単結晶に限られず、
多結晶、アモルファスのシリコン半導体膜を形成させる
場合にも使用することができる。
に限定されるものではなく、ホットウォール型のものな
らば、種々の形状のものが使用可能である。また、基板
３０上に堆積させるシリコン膜は、単結晶に限られず、
多結晶、アモルファスのシリコン半導体膜を形成させる
場合にも使用することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明においては、気相成長装置を用い
たシリコンの成膜を行う方法において、サセプタ５上に
載置した基板３０上にシリコンの成膜を行い、シリコン
の成膜を行う際の温度を９５０℃以上とし、成膜に際し
て使用するキャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比
を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１
１〜０．００２０とし、基板上に成膜されたシリコンの
累積膜厚が、１００〜２００μｍになるごとにサセプタ
の上に積層したシリコンのエッチングを行い、さらにシ
リコンコーティングを行う方法によりシリコンの成膜を
行ったことにより、反応室２０内の洗浄サイクルを大幅
に延ばすことができた。
たシリコンの成膜を行う方法において、サセプタ５上に
載置した基板３０上にシリコンの成膜を行い、シリコン
の成膜を行う際の温度を９５０℃以上とし、成膜に際し
て使用するキャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比
を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：０．００１
１〜０．００２０とし、基板上に成膜されたシリコンの
累積膜厚が、１００〜２００μｍになるごとにサセプタ
の上に積層したシリコンのエッチングを行い、さらにシ
リコンコーティングを行う方法によりシリコンの成膜を
行ったことにより、反応室２０内の洗浄サイクルを大幅
に延ばすことができた。
【００３２】また、反応室２０の洗浄頻度を低減させる
ことにより、反応室内洗浄サイクル当たりの生産処理枚
数を増加することができ、装置稼働率を向上させること
ができた。
ことにより、反応室内洗浄サイクル当たりの生産処理枚
数を増加することができ、装置稼働率を向上させること
ができた。
【００３３】また、反応室を洗浄するサイクルを延長す
ることができたため、反応室２０内の石英部品が洗浄に
より薬品処理させる回数が低減される。このため、石英
部品が透明からすりガラス状になる、いわゆる”失透”
までの時間が延びる。このため、石英部品を使用するこ
とができる期間を延長することができ、洗浄に使用する
薬品および石英部品のコストを大幅に削減することがで
きた。
ることができたため、反応室２０内の石英部品が洗浄に
より薬品処理させる回数が低減される。このため、石英
部品が透明からすりガラス状になる、いわゆる”失透”
までの時間が延びる。このため、石英部品を使用するこ
とができる期間を延長することができ、洗浄に使用する
薬品および石英部品のコストを大幅に削減することがで
きた。
【図１】気相成長装置の一例の概略断面図を示す。
【図２】キャリアガスとシリコン原料ガスとの流量比
と、反応室内洗浄までのシリコンの累積膜厚の関係を表
した図を示す。
と、反応室内洗浄までのシリコンの累積膜厚の関係を表
した図を示す。
【図３】Ａ 本発明方法における気相成長装置を用いた
シリコン成膜を行う際の、温度のプログラミングを示
す。 Ｂ 本発明方法における気相成長装置を用いたシリコン
成膜を行う際に、供給する各気体の供給時間帯を実線で
示す。
シリコン成膜を行う際の、温度のプログラミングを示
す。 Ｂ 本発明方法における気相成長装置を用いたシリコン
成膜を行う際に、供給する各気体の供給時間帯を実線で
示す。
１ 基台、２ コイル、５ サセプタ、６ サセプタ支
持台、７ 排気口、８インナーベルジャ、９ アウター
ベルジャ、１０ のぞき窓、１１ ガスノズル、１１ｈ
ガス噴出口、２０ 反応室、３０ 基板
持台、７ 排気口、８インナーベルジャ、９ アウター
ベルジャ、１０ のぞき窓、１１ ガスノズル、１１ｈ
ガス噴出口、２０ 反応室、３０ 基板
Claims (2)
- 【請求項１】 気相成長装置を用いたシリコンの成膜方
法において、 サセプタ上に保持された基板上に、シリコンの成膜を行
う際の温度を、９５０℃以上とし、 成膜に際して使用するキャリアガスとシリコン原料ガス
との流量比を、キャリアガス：シリコン原料ガス＝１：
０．００１１〜０．００２０として、上記基板上にシリ
コンの成膜を特徴とする気相成長装置を用いたシリコン
成膜方法。 - 【請求項２】 上記基板上に成膜されたシリコンの累積
膜厚が、１００μｍ〜２００μｍになるごとに、上記サ
セプタ上に基板を設置しない状態で、サセプタ上に積層
したシリコンのエッチングを行い、さらに、サセプタ表
面にシリコンコーティングを行うことを特徴とする請求
項１に記載された気相成長装置を用いたシリコン成膜方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791696A JP3804110B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 気相成長装置を用いたシリコン成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19791696A JP3804110B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 気相成長装置を用いたシリコン成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036191A true JPH1036191A (ja) | 1998-02-10 |
| JP3804110B2 JP3804110B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=16382410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19791696A Expired - Fee Related JP3804110B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 気相成長装置を用いたシリコン成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3804110B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004021421A1 (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
-
1996
- 1996-07-26 JP JP19791696A patent/JP3804110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004021421A1 (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
| US7479187B2 (en) | 2002-08-28 | 2009-01-20 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for manufacturing silicon epitaxial wafer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3804110B2 (ja) | 2006-08-02 |
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