[发明专利]外延硅晶圆的制造方法

说明书

提供能够减少外延膜中的碳浓度的外延硅晶圆的制造方法。在以载置硅晶圆的基座为界划分上部空间和下部空间而前述上部空间和下部空间经由既定的间隙连通的反应炉内、在前述硅晶圆的表面形成外延膜的外延硅晶圆的制造方法中，在前述反应炉内的上部空间形成沿硅晶圆的上表面沿横向流动的工艺气体的气流，并且在前述下部空间形成从前述基座的下方向该基座流向上方的主吹扫气体的气流，将在前述上部空间流动的工艺气体的流量设为100的情况下，使在前述下部空间流动的主吹扫气体流量为1.0~1.5，至少将前述上部空间的气压控制成大气压±0.2kPa内。

技术领域

本发明涉及外延硅晶圆的制造方法，特别涉及能够将形成的外延膜中的碳浓度(强度)减少的外延硅晶圆的制造方法。

背景技术

例如，将电子和空穴的运载作为器件的驱动原理利用的IGBT(绝缘栅门极晶体管)系的器件对外延膜中的低碳浓度化的要求较高。即，制造外延硅晶圆时，抑制碳成分向外延膜中进入成为重要的要求事项。

作为外延膜中的碳浓度变高的原因，考虑在外延膜的形成途中，工艺气体与腔内的部件接触从而含有碳成分，其进入外延膜中。

进而，考虑到，由于在支承晶圆的基座的下方流动的吹扫气体接触炉内部件而含有碳成分，其卷起至基座上方，由此晶圆的成膜成分中引入碳。

即，可以说，炉内的气流的控制较大地影响外延膜中的碳浓度。

形成外延膜时，作为控制腔内的气流的尝试，例如有日本特开2007-326761号公报所公开的气相成长方法。日本特开2007-326761号公报所公开的气相成长方法中，如图6所示，在形成有工艺气体的气体导入口201及气体排出口202的反应炉200内，在载置于基座205的晶圆W上形成外延膜时，沿基座205正面侧导入工艺气体，且向基座205的背面侧以沿着支承基座205的旋转轴206的方式导入吹扫气体。

并且，基座正面侧的工艺气体从基座正面侧气体排出口202排出，基座背面侧的吹扫气体从基座背面侧所具备的吹扫气体排出口207排出。由此，呈不存在基座正面侧和背面侧处的压力差的状态。

在基座205的周缘部，形成有将以基座205为界的上下空间连通的间隙208，但基于压力差的气流被限制，几乎不会产生。因此，能够消除吹扫气体向上部空间流出而由吹扫气体产生的外延形成膜的污染。

若这样地设置成借助基座205将腔内的空间上下分割的结构，则腔内的气流的控制变得容易，容易控制在晶圆W上形成的外延膜中所含的碳浓度。

但是，在日本特开2007-326761号公报所公开的气相成长方法中，关于在基座上方流动的工艺气体和在基座下方流动的吹扫气体的气流的气体平衡未作考虑。

因此，在相对于工艺气体的流量的吹扫气体的流量比大于既定值的情况下，从前述间隙208向上部空间流入的吹扫气体变多，有产生含有碳成分的气氛的卷起的可能。结果，有形成于晶圆W的外延膜中的碳浓度变高的问题。

发明内容

本发明是基于如前所述的情况而作出的，其目的在于，在将外延膜形成于硅单晶体基板上的外延硅晶圆的制造方法中，提供一种能够减少前述外延膜中的碳浓度的外延硅晶圆的制造方法。

为了解决前述问题的本发明的外延硅晶圆的制造方法为，在以载置硅晶圆的基座为界划分上部空间和下部空间而前述上部空间和下部空间经由既定的间隙连通的反应炉内，在前述硅晶圆的表面形成外延膜，其特征在于，在前述反应炉内的上部空间，形成沿硅晶圆的上表面沿横向流动的工艺气体的气流，并且，在前述下部空间，形成从前述基座的下方向该基座流向上方的主吹扫气体的气流，将流向前述上部空间的工艺气体的流量设为100的情况下，使在前述下部空间流动的主吹扫气体流量为1.0~1.5，至少将前述上部空间的气压控制为大气压±0.2kPa内。