JPS6031230A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPS6031230A JPS6031230A JP58140836A JP14083683A JPS6031230A JP S6031230 A JPS6031230 A JP S6031230A JP 58140836 A JP58140836 A JP 58140836A JP 14083683 A JP14083683 A JP 14083683A JP S6031230 A JPS6031230 A JP S6031230A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は薄膜の形成方法、特に半導体基板表面に薄膜を
形成する際の表面処理方法に関するものである。
形成する際の表面処理方法に関するものである。
近年、半導体素子特性、例えば高周波特性等の向上のた
め、低温プロセスの導入が急速に進められている。なか
でも化合物半導体の基板表面に絶縁Mあるいは金属薄膜
を形成するに際しては、簿膜形成時の温度を300乃至
400℃以下にして使用している。
め、低温プロセスの導入が急速に進められている。なか
でも化合物半導体の基板表面に絶縁Mあるいは金属薄膜
を形成するに際しては、簿膜形成時の温度を300乃至
400℃以下にして使用している。
こうした薄膜形成の方法を、例えばガリウム−砒素半導
体基板表面にシリコン酸化膜を形成する場合について第
1図に示す。
体基板表面にシリコン酸化膜を形成する場合について第
1図に示す。
第11は薄膜形成装置を示すものでガリウム−砒素半導
体基板1を石英反応管7内のサセプタ4上においてドア
6を閉じ、赤外線ヒータ5で基板1の温度を300℃に
保ってシランガス及び酸素ガスをガス導入口8から流す
ことによシ、気相反応を利用して基板1表面にシリコン
酸化腰3を形成している。
体基板1を石英反応管7内のサセプタ4上においてドア
6を閉じ、赤外線ヒータ5で基板1の温度を300℃に
保ってシランガス及び酸素ガスをガス導入口8から流す
ことによシ、気相反応を利用して基板1表面にシリコン
酸化腰3を形成している。
ところで、FA1図に示した装置で絶縁膜3を形成する
際には、前もって半導体基板1表面の洗浄を行った後、
ただちに反応管7内に挿入して絶縁膜形成を行うが、こ
の場合、すでに半導体基板1表面が外気にさらされるた
め、rP化めるいは有機物等の不純物で汚染されてしま
う。この状態で絶縁膜3の形成を行うと、第2図に示し
たように、半導体基板1の表面と絶縁物層3との間に中
間層2が形成されてしまう。例えば、ガリウム−砒素基
板の場合には、Ga2O3等の酸化ガリウムが主体とな
ったガリウム−砒素の酸化物層が中間層2として生じ、
しかも、外気中の有機物等の不純物も付着している。こ
うしたGa2O+ 等の酸化層2は600℃前後の温度
にしなければ分解しない。また、有機物等の付着物も3
00℃程度の温度では容易に蒸発せず、中間層2として
残ってしまう。
際には、前もって半導体基板1表面の洗浄を行った後、
ただちに反応管7内に挿入して絶縁膜形成を行うが、こ
の場合、すでに半導体基板1表面が外気にさらされるた
め、rP化めるいは有機物等の不純物で汚染されてしま
う。この状態で絶縁膜3の形成を行うと、第2図に示し
たように、半導体基板1の表面と絶縁物層3との間に中
間層2が形成されてしまう。例えば、ガリウム−砒素基
板の場合には、Ga2O3等の酸化ガリウムが主体とな
ったガリウム−砒素の酸化物層が中間層2として生じ、
しかも、外気中の有機物等の不純物も付着している。こ
うしたGa2O+ 等の酸化層2は600℃前後の温度
にしなければ分解しない。また、有機物等の付着物も3
00℃程度の温度では容易に蒸発せず、中間層2として
残ってしまう。
こうした中間層2を含む素子では、この中間層2が半導
体基板1表面に第3図で示したように表面リーク層9ま
たは表面空乏層9を発生させる原因となシ、弊子特性を
劣化させてしまう。
体基板1表面に第3図で示したように表面リーク層9ま
たは表面空乏層9を発生させる原因となシ、弊子特性を
劣化させてしまう。
本発明はこうした中間層の形成を防いだ薄膜形成方法を
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
本発明は、薄膜形成前に基板と反応する反応カスを導入
してエネルギ密度の高い光線を短時間照射し、引き続い
て薄膜形成用ガスを導入することを特徴とする。
してエネルギ密度の高い光線を短時間照射し、引き続い
て薄膜形成用ガスを導入することを特徴とする。
以下、図面によシ本発明の詳細な説明する。
第4図は本発明で使われた形成装置を示すものである。
第1図のものと比べると、反応管7の外部にエネルギ密
度の高い光線を照射する光源10がさらに設けられてい
る。これは、第2図、第3図で示した中間層2を取シ除
くだめのものである。
度の高い光線を照射する光源10がさらに設けられてい
る。これは、第2図、第3図で示した中間層2を取シ除
くだめのものである。
すなわち、基板1を反応管7の中に挿入し、ガス導入口
8から基板1と反応とする反応性ガスを流して光源10
から光線を短時間照射することによシ、中間層2をエツ
チング除去し、そして連続して薄膜形成用のガスを導入
口8から導入するのである。
8から基板1と反応とする反応性ガスを流して光源10
から光線を短時間照射することによシ、中間層2をエツ
チング除去し、そして連続して薄膜形成用のガスを導入
口8から導入するのである。
ここで照射される光線は、半導体基板1と中間層2の材
質によシ異なるが、中間層2が導入された反応性ガス中
で分解される温度まで上昇するエネルギが必要であシ、
シかも中間層2のみの昇降温が可能である必要がある。
質によシ異なるが、中間層2が導入された反応性ガス中
で分解される温度まで上昇するエネルギが必要であシ、
シかも中間層2のみの昇降温が可能である必要がある。
例えば、ガリウム−砒素の場合には、ガリウム−砒素の
酸化物を除去するために、該ガリウム−砒素基板の表面
を600℃前後まで昇温し、しかも該ガリウム−砒素基
板表面のみの昇降温を行うために数秒から数ミリ秒以下
の照射が必要である。とれを行うだめの光源10として
はエネルギ密度の高いレーザ光線あるいはハロゲンラン
プが使用される。照射を行う前の基板1の温度は室温で
もよいしまた絶縁物を形成する温度に保っておいてもよ
い。また、ここで使用する反応性ガスは、低温状態では
基板1との反応速度が遅いガスである。例えば、ガリウ
ム−砒素基板1の場合には数−の濃度をもつ塩酸あるい
は三塩化砒素を使用して得る。この場合、光源10から
光が照射されると、Ga203iるいはGa。
酸化物を除去するために、該ガリウム−砒素基板の表面
を600℃前後まで昇温し、しかも該ガリウム−砒素基
板表面のみの昇降温を行うために数秒から数ミリ秒以下
の照射が必要である。とれを行うだめの光源10として
はエネルギ密度の高いレーザ光線あるいはハロゲンラン
プが使用される。照射を行う前の基板1の温度は室温で
もよいしまた絶縁物を形成する温度に保っておいてもよ
い。また、ここで使用する反応性ガスは、低温状態では
基板1との反応速度が遅いガスである。例えば、ガリウ
ム−砒素基板1の場合には数−の濃度をもつ塩酸あるい
は三塩化砒素を使用して得る。この場合、光源10から
光が照射されると、Ga203iるいはGa。
Asが分解し、次に示すようにGaC4As4を作って
表面がエツチングされる。
表面がエツチングされる。
↑ ↑
4 GaAs + 4HCt −+ 40aCt−4−
As 4 + 2H2次に、実施例としてガリウム−砒
素基板にシリコン酸化膜を形成する場合を示す。1ず、
第4図の装置の石英反応管7内のサセプタ4上にガリウ
ム−砒素基板1をおき、ガス導入口8から9素ガスを導
入して空気排除する。次に、ガス導入口8から3チの濃
度の塩酸ガスを導入する。そして、石英反応管7の外部
よシガリウムー砒素基板1の表面にハロゲンランプ10
を照射して、100乃至200℃/秒の割合いで昇温し
、5秒間程度保持する。これによりて、第2図で示した
中間層2が除去される。ハロゲンランプ10の照射を停
止した後に塩酸ガスを止め、再びガス導入口8からの窒
素ガスで置換する。しかる後、サセプタ4の温度を赤外
線ヒータ5で300℃に昇温保持し、ガス導入口8から
酸素ガス及びシランガスを流して基板1上にシリコン酸
化膜を成長する。以上のようにしてシリコン酸化膜が形
成された基板を調べたところ、中間層20発生は見られ
なかった。
As 4 + 2H2次に、実施例としてガリウム−砒
素基板にシリコン酸化膜を形成する場合を示す。1ず、
第4図の装置の石英反応管7内のサセプタ4上にガリウ
ム−砒素基板1をおき、ガス導入口8から9素ガスを導
入して空気排除する。次に、ガス導入口8から3チの濃
度の塩酸ガスを導入する。そして、石英反応管7の外部
よシガリウムー砒素基板1の表面にハロゲンランプ10
を照射して、100乃至200℃/秒の割合いで昇温し
、5秒間程度保持する。これによりて、第2図で示した
中間層2が除去される。ハロゲンランプ10の照射を停
止した後に塩酸ガスを止め、再びガス導入口8からの窒
素ガスで置換する。しかる後、サセプタ4の温度を赤外
線ヒータ5で300℃に昇温保持し、ガス導入口8から
酸素ガス及びシランガスを流して基板1上にシリコン酸
化膜を成長する。以上のようにしてシリコン酸化膜が形
成された基板を調べたところ、中間層20発生は見られ
なかった。
岡、本発明による方法はガリウム−砒素基板だけでなく
シリコン基板等にも光線のエネルギー密度、時間及び反
応ガスを変えることにより適用できる。また、金属薄膜
を蒸着あるいはスパッタ等によυ付着させる場合にも有
効である。
シリコン基板等にも光線のエネルギー密度、時間及び反
応ガスを変えることにより適用できる。また、金属薄膜
を蒸着あるいはスパッタ等によυ付着させる場合にも有
効である。
第1図は従来のシリコン酸化膜成長装置を示す図、第2
図、第3図はそれぞれ第1図の製造を使ってシリコン酸
化膜を形成した基板の断面図、第4図は本発明の方法で
用いられる反応装置を示す図である。 1・・・・・・半導体基板、2・旧・・中間層、3・・
・・・・絶縁膜、4・・・・・・サセプタ、5・・・・
・・赤外線ヒータ、6・・・・・・ドア、7・・・・・
・石英反応管、8・・・・・・ガス導入口、9・・・・
・・表面リーク層または表面空乏層、1o・・・・・・
ハロゲンランプ。 第1図 第7区 ? 第3図
図、第3図はそれぞれ第1図の製造を使ってシリコン酸
化膜を形成した基板の断面図、第4図は本発明の方法で
用いられる反応装置を示す図である。 1・・・・・・半導体基板、2・旧・・中間層、3・・
・・・・絶縁膜、4・・・・・・サセプタ、5・・・・
・・赤外線ヒータ、6・・・・・・ドア、7・・・・・
・石英反応管、8・・・・・・ガス導入口、9・・・・
・・表面リーク層または表面空乏層、1o・・・・・・
ハロゲンランプ。 第1図 第7区 ? 第3図
Claims (1)
- 反応室内に半導体基板を配置し、該半導体基板の分解温
度よりも低い温度で前記基板上に薄膜を形成するに際し
て、前記反応室内に前記基板と反応する反応性ガス導入
し、その状態でエネルギ密度の高い光線を短時間照射し
、しかる後、前記反応室内に前記薄膜を形成するための
ガスを導入することを特徴とする薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58140836A JPS6031230A (ja) | 1983-08-01 | 1983-08-01 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58140836A JPS6031230A (ja) | 1983-08-01 | 1983-08-01 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6031230A true JPS6031230A (ja) | 1985-02-18 |
Family
ID=15277839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58140836A Pending JPS6031230A (ja) | 1983-08-01 | 1983-08-01 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6031230A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61248525A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS6245129A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-27 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-08-01 JP JP58140836A patent/JPS6031230A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61248525A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS6245129A (ja) * | 1985-08-23 | 1987-02-27 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
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