气相生长方法及气相生长装置与流程

本发明涉及供给气体而形成膜的气相生长方法及气相生长装置。

背景技术：

1、作为形成高品质的半导体膜的方法，有在晶圆等基板上通过气相生长使单晶膜生长的外延生长技术。就使用外延生长技术的气相生长装置而言，在保持为常压或减压的反应室内的基板保持部中载置晶圆。

2、然后，一边将该晶圆加热，一边将成为半导体膜的原料的源气体等工艺气体例如从反应室上部供给至反应室内的晶圆表面。在晶圆表面产生源气体的热分解和化学反应，在晶圆表面形成外延单晶膜。

3、在基板上使用外延生长技术来形成碳化硅层时，会在碳化硅层中生成晶体缺陷。若在碳化硅层中存在晶体缺陷，则例如形成于碳化硅层上的半导体器件的可靠性降低，成为问题。因此，期望降低碳化硅层中的晶体缺陷密度。

技术实现思路

1、本发明的一方案提供能够降低碳化硅层中的晶体缺陷密度的气相生长方法及气相生长装置。

2、本发明的一方案的气相生长方法向反应室中以第1气体条件供给包含载气的第1工艺气体，在碳化硅基板上以第1生长速度形成具有第1掺杂浓度的第1碳化硅层，形成上述第1碳化硅层之后，向上述反应室中以第2气体条件供给包含载气的第2工艺气体，以大于上述第1生长速度的第2生长速度形成具有第2掺杂浓度的第2碳化硅层，形成上述第2碳化硅层之后，向上述反应室中以第3气体条件供给包含载气的第3工艺气体，以大于上述第2生长速度的第3生长速度形成具有比上述第1掺杂浓度及上述第2掺杂浓度低的第3掺杂浓度的第3碳化硅层。

3、本发明的一方案的气相生长装置具备：反应室；载气供给管，其向上述反应室中供给载气；第1源气体供给管，其向上述反应室中供给包含硅(si)的第1源气体；第2源气体供给管，其向上述反应室中供给包含碳(c)的第2源气体；第1质量流控制器，其设置于上述载气供给管上，控制向上述反应室供给的上述载气的流量；第2质量流控制器，其设置于上述第1源气体供给管上，控制向上述反应室供给的上述第1源气体的流量；第3质量流控制器，其设置于上述第2源气体供给管上，控制向上述反应室供给的上述第2源气体的流量；压力调整阀，其调整上述反应室中的压力；和控制部，其在以过渡时间切换向上述反应室供给的上述第1源气体及上述第2源气体中的至少任一种源气体的流量时，按照上述载气在上述反应室中的平均滞留时间变得比上述过渡时间短的方式，控制上述第1质量流控制器、上述第2质量流控制器、上述第3质量流控制器及上述压力调整阀。

技术特征：

1.一种气相生长方法，其向反应室中以第1气体条件供给包含载气的第1工艺气体，在碳化硅基板上以第1生长速度形成具有第1掺杂浓度的第1碳化硅层，

2.根据权利要求1所述的气相生长方法，其中，所述第2碳化硅层的厚度比第1碳化硅层的厚度厚，所述第3碳化硅层的厚度比所述第2碳化硅层的厚度厚。

3.根据权利要求1所述的气相生长方法，其中，在形成所述第1碳化硅层之后，在从所述第1气体条件切换至所述第2气体条件的第1过渡时间的期间，形成第1过渡层，

4.根据权利要求1所述的气相生长方法，其中，所述第2工艺气体中的碳/硅原子比小于所述第1工艺气体中的碳/硅原子比，

5.根据权利要求1所述的气相生长方法，其中，所述第2工艺气体中的硅/氢原子比(si/h)大于所述第1工艺气体中的硅/氢原子比(si/h)。

6.一种气相生长装置，其具备：

7.根据权利要求6所述的气相生长装置，其中，所述控制电路包含基于所述反应室的压力、所述反应室的容积、所述载气的流量来算出所述平均滞留时间的平均滞留时间演算电路。

8.根据权利要求7所述的气相生长装置，其中，所述平均滞留时间演算电路通过将所述反应室的压力与所述反应室的容积相乘而得的值除以所述载气的流量来算出所述平均滞留时间。

技术总结
本发明提供能够降低碳化硅层中的晶体缺陷密度的气相生长方法及气相生长装置。实施方式的气相生长方法向碳化硅基板上以第1气体条件供给第1工艺气体，以第1生长速度形成具有第1掺杂浓度的第1碳化硅层，在形成第1碳化硅层之后，以第2气体条件供给第2工艺气体，以大于第1生长速度的第2生长速度形成具有第2掺杂浓度的第2碳化硅层，形成第2碳化硅层之后，以第3气体条件供给第3工艺气体，以大于第2生长速度的第3生长速度形成具有比第1掺杂浓度及第2掺杂浓度低的第3掺杂浓度的第3碳化硅层。

技术研发人员：醍醐佳明,森山义和,渡部亨,岩崎真宝
受保护的技术使用者：纽富来科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12