[发明专利]气相生长装置及气相生长方法

说明书

技术领域

本申请要求基于2011年2月28日申请的日本专利申请第2011-042290号的优先权。在本说明书中以参考的方式引用该申请的全部的内容。本申请涉及一种使硅膜在基板的表面上进行生长的气相生长装置及气相生长方法。

背景技术

已知一种使硅膜在基板的表面上进行生长的气相生长装置。在日本特开2009-105328号公报中，公开了一种利用气相生长装置而使硅膜在基板的表面上进行结晶生长的技术。在日本特开2009-105328号公报的技术中，通过将作为原料气体的氯化硅烷气体向气相生长室进行供给，从而使硅膜在基板的表面上进行结晶生长。在特开2009-105328号公报中，作为氯化硅烷气体的一个示例，而列举了三氯硅烷（SiHCl₃）。

发明内容

发明所要解决的课题

三氯硅烷气体（SiHCl₃）通过分解而生成二氯化硅气体（SiCl₂）和氯化氢气体（HCl）。SiHCl₃气体的温度越高，则该分解变得越活跃。当SiCl₂气体的Si原子结合在基板的表面上时，硅膜将在基板的表面上进行结晶生长。

当硅膜在基板的表面上进行结晶生长时，SiHCl₃气体被消耗从而使HCl气体的浓度相对地上升。因此，当进行硅膜的结晶生长时，将产生与上述的分解反应方向相逆的反应，从而降低硅膜的生长速度。

SiHCl₃气体与其他的氯化硅烷气体相比，能够以低廉的价格得到。但是，当使用SiHCl₃气体以作为原料气体时，因为上述理由而无法加快硅膜的生长速度。本说明书中公开的技术的目的在于，提供一种在使用SiHCl₃气体以作为原料气体的同时，加快硅膜的结晶生长的速度的技术。

用于解决课题的方法

在本说明书中公开的气相生长装置的特征在于，在使SiHCl₃气体分解而生成SiCl₂气体和HCl气体之后，向这些气体中添加与HCl气体发生反应的硅烷类气体。由此，通过使HCl气体的浓度维持在较稀的程度，从而抑制硅膜的生长速度的降低。

在本说明书中公开的气相生长装置为，使硅膜在基板的表面上进行生长的装置，所述气相生长装置具备：气相生长室、加热室、混合室、对SiHCl₃气体进行贮藏的第一贮藏库、对与HCl气体发生反应的硅烷类气体进行贮藏的第二贮藏库。加热室连通于第一贮藏库和混合室，并且在将从第一贮藏库供给的SiHCl₃气体加热之后，向混合室进行供给。混合室连通于第二贮藏库和气相生长室，并使从加热室供给的气体与硅烷类气体混合，且将该混合气体向气相生长室进行供给。加热室的室内温度高于混合室的室内温度。

在上述气相生长装置中，通过在加热室中对SiHCl₃气体进行加热，从而分解成SiCl₂气体和HCl气体。在混合室中，硅烷类气体与HCl气体发生反应，从而使在加热室中所生成的HCl气体的浓度变稀。此时，SiCl₂气体的浓度不会变稀。从而能够向气相生长室供给SiCl₂气体的浓度较浓而HCl气体的浓度较稀的气体。其结果为，由于能够将HCl气体的浓度维持在较稀的程度，因此能够抑制硅膜的生长速度的降低。

上述的硅烷类气体优选为二氯甲硅烷气体（SiH₂Cl₂）。SiH₂Cl₂气体不仅与HCl气体发生反应，而且还通过分解而产生SiCl₂气体和氢气（H₂）。因此，能够使向气相生成室供给的SiCl₂气体的浓度更浓，由此能够进一步加快硅膜的生长速度。