(57)【要約】基板上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を形成する技術がここに開示される。前洗浄チャンバ内にて、基板を水素プラズマ（又はプラズマ分解生成物）で処理することにより在来酸素層をパッシベーション層に置換できる。堆積チャンバ内にて、基板の温度を７００℃未満の温度に上げることができる。基板の温度を上げる間、Ｖ族プリカーサを堆積チャンバ内に流入させてパッシベーション層の水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面をヒ素終端（Ｓｉ−Ａｓ）表面に変換することができる。基板が冷却された後、ＩＩＩ族プリカーサ及びＶ族プリカーサを流入させて核生成層を形成することができる。最後に、高温にて、ＩＩＩ族プリカーサ及びＶ族プリカーサを流入させてバルクＩＩＩ−Ｖ層を形成することができる。【選択図】図１
2019517732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させる方法であって、
前洗浄チャンバ内で、前記基板が第１の温度Ｔ１にある間に、前記基板をプラズマ、プラズマ分解生成物又は、プラズマ及びプラズマ分解生成物の双方に曝露することにより前記基板から在来酸素を除去しかつ前記基板上にパッシベーション層を形成し、その場合Ｔ１は室温より高く、
無酸素環境にて、（ａ）前記基板を前記前洗浄チャンバから堆積チャンバへと移送し、かつ（ｂ）前記基板をＴ１から第２の温度Ｔ２に冷却し、そして、
前記堆積チャンバ内で、（ａ）前記基板上の前記パッシベーション層を除去するために前記基板をＴ２から第３の温度Ｔ３に加熱し、かつ（ｂ）前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させることを含み、その場合５０℃＜Ｔ３＜７００℃である、方法。
【請求項２】
前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させることが、前記堆積チャンバ内で、以下のステップを順に行うことを含む請求項１に記載の方法。
（i）前記基板をＴ３から第４の温度Ｔ４に冷却するステップ
（ii）前記基板がＴ４であるとき、ＩＩＩ族プリカーサの流れを開始することにより前記基板上にＩＩＩ−Ｖ核生成層を堆積させるステップ
（iii）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（iv）前記基板を第５の温度Ｔ５に加熱するステップ
（v）前記基板がＴ５であるとき、前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを再開することにより前記ＩＩＩ−Ｖ核生成層の上にバルクＩＩＩ−Ｖ層を堆積させるステップ
（vi）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（vii）前記基板をＴ５から第６の温度Ｔ６に冷却するステップ
【請求項３】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ２からＴ３に加熱する前に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ２からＴ３に加熱する間に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ３からＴ４に冷却する前に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ３からＴ４に冷却する間に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記バルクＩＩＩ−Ｖ層の上に別の層を堆積させることをさらに含む、請求項１又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記無酸素環境が移送モジュール内に配置されている、請求項１又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記基板がシリコンウエハである、請求項１又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
４００℃＜Ｔ１＜６５０℃である、請求項１又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記プラズマが水素ガス（Ｈ２）である、請求項１又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
Ｈ２プラズマが形成される領域の面積が、前記基板の上面の面積に実質的に等しい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パッシベーション層が水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面を有する、請求項１又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記パッシベーション層を除去することが、前記水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面をヒ素終端（Ｓｉ−Ａｓ）表面に変換することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＩＩＩ族プリカーサの流れが、前記基板の温度がＴ４未満である間にステップ（iii）において停止される、請求項２又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記基板の温度が、前記堆積チャンバ内において常に７００℃未満に維持される、請求項１又は前出請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
基板上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるための装置であって、
前洗浄チャンバと、
移送モジュールと、
堆積チャンバと、
プロセッサと、命令を含むメモリとを有し、前記命令が前記プロセッサにより実行されるとき、前記プロセッサに、
前記前洗浄チャンバに対し、前記基板が室温よりも高い第１の温度Ｔ１である間に、前記基板を、プラズマ、プラズマ分解生成物、又はプラズマ及びプラズマ分解生成物の双方に曝露することにより前記基板から在来酸素を除去しかつ前記基板上にパッシベーション層を形成するように命令させ、
前記移送モジュールに対し、（ａ）無酸素環境にて前記基板を前記前洗浄チャンバから前記堆積チャンバへと移送し、かつ無酸素環境にある間に（ｂ）前記基板をＴ１から第２の温度Ｔ２に冷却するように命令させ、そして、
前記堆積チャンバに対し、（ａ）前記基板上の前記パッシベーション層を除去するために前記基板をＴ２から第３の温度Ｔ３に加熱し、かつ（ｂ）前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させ、その場合５０℃＜Ｔ３＜７００℃であるように命令させる、装置。
【請求項１８】
前記堆積チャンバに対し前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるように命令する前記プロセッサが、さらに前記プロセッサが前記堆積チャンバに対し、以下のステップを順に実行するように命令することを含む、請求項１７に記載の装置。
（i）前記基板をＴ３から第４の温度Ｔ４に冷却するステップ
（ii）前記基板がＴ４であるとき、ＩＩＩ族プリカーサの流れを開始することにより前記基板上にＩＩＩ−Ｖ核生成層を堆積させるステップ
（iii）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（iv）前記基板を第５の温度Ｔ５に加熱するステップ
（v）前記基板がＴ５であるとき、前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを再開することにより前記ＩＩＩ−Ｖ核生成層の上にバルクＩＩＩ−Ｖ層を堆積させるステップ
（vi）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（vii）前記基板をＴ５から第６の温度Ｔ６に冷却するステップ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に層を形成する、特に基板上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を形成する方法及びシステムに関し、そしてさらに、基板を７００℃を超えて加熱することなくエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
任意の処理に先立って、基板（例えば半導体ウエハ）は、通常、周囲の空気中の酸素に曝されることにより在来酸素層を有することになる。基板上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層（すなわち周期表のＩＩＩ族及びＶ族の元素を含む層）を堆積するとき、在来酸素層の上にＩＩＩ−Ｖ層を堆積することは望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以下、在来酸素層が基板の表面に最初に存在する場合における、基板上にＩＩＩ−Ｖ層を形成するための技術について述べる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態によれば、在来酸素層を、前洗浄チャンバにおいて例えばプラズマ（例えば水素プラズマ）を用いて基板から除去することができる。プラズマ処理は、在来酸素層をパッシベーション層（例えば水素終端表面）と置換することができ、かつ室温より高い第１の温度Ｔ１で行うことができる。その後、基板は、前洗浄チャンバから堆積チャンバへと、例えば基板の表面に在来酸素層が再形成されることを阻止するために無酸素環境の移送モジュールにより搬送することができる。移送モジュール中において、基板はＴ１から第２の温度Ｔ２に冷却することができる。
【０００５】
堆積チャンバ内において、基板をＴ２から第３の温度Ｔ３に加熱し、その後、Ｔ３から第４の温度Ｔ４に冷却することができる。基板が高温（すなわちＴ２又はＴ４より上）にある間、Ｖ族プリカーサを堆積チャンバに流入させて水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面をヒ素終端（Ｓｉ−Ａｓ）表面に変換することができ、それによりパッシベーション層を除去する。Ｔ４において、Ｖ族プリカーサの流れが維持される一方でＩＩＩ族プリカーサの流れを開始することができる。ＩＩＩ族プリカーサとＶ族プリカーサの流れが、基板の表面上にＩＩＩ−Ｖ核生成層を形成することができる。ＩＩＩ−Ｖ核生成層の形成後、ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止することができ、そして基板を第５の温度Ｔ５に加熱することができる。Ｔ５において、Ｖ族プリカーサの流れが維持される一方でＩＩＩ族プリカーサの流れを再開することができる。ＩＩＩ族プリカーサとＶ族プリカーサの流れは、バルクＩＩＩ−Ｖ層（例えば、厚さ５００ｎｍのオーダー）を形成することができる。バルクＩＩＩ−Ｖ層の形成後、ＩＩＩ族プリカーサを停止することができ、その後、基板温度をＴ５から第６の温度Ｔ６に冷却することができる。基板温度がＴ６に達したとき、Ｖ族プリカーサの流れを停止できる。
【０００６】
本発明のこれらの及び他の実施形態は、以下に示す添付の図面を参照してさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による、基板の表面を前処理しかつ前処理された表面上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるためのプロセスを記載したフロー図を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による、前処理された基板の表面上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるためのプロセスを記載したフロー図を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による、基板が堆積チャンバ内に配置された間の基板温度と時間のプロットを示し、その上に、ＩＩＩ族プリカーサ及びＶ族プリカーサを堆積チャンバに流入する期間を示すバーを重ねている。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による、前洗浄チャンバ、移送モジュール、堆積チャンバ及びコントローラを有する処理装置を示す。
【図５】図５は、本発明の方法を開始するコンピュータ読み取り可能な命令を記憶しかつ実行できるコンピュータシステムの構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の好適な実施形態の説明において、その一部を形成する添付の図面を参照するが、それらには本発明を実施可能である特定の実施形態が図示されている。本発明の主旨から逸脱することなく他の実施形態を用いかつ構成変更を行うことができることを理解すべきである。いずれの図面についての説明も、同一又は類似の構成／ステップを含む別の図にも適用できる。シーケンス図は、各々、所定の順序で一連のステップを提示するが、幾つかのステップの順序を変更することができる。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態による、基板（例えばシリコンウエハ）の表面を前処理しかつ前処理された表面上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるためのプロセスを記載したフロー図を示している。ステップ１０２において、基板を移送モジュールから前洗浄チャンバへと移すことができる。基板は、前洗浄チャンバに移されるとき、先ず室温とされる。前洗浄チャンバにある間、基板は、プラズマ、プラズマ分解生成物、又はプラズマとプラズマ分解生成物の双方に曝されることにより、基板の表面から在来酸素を除去し、基板の表面にパッシベーション層を形成する。一実施形態では、プラズマが水素ガス（Ｈ２）プラズマ（例えば、純粋な水素ガスプラズマ）であり、そしてＨ２プラズマが形成される領域の面積は、実質的に基板の上面の面積の大きさに等しくすることができる。一実施形態においては、プラズマ分解生成物が、プラズマに水素ガス（又はＨ２とＨｅガス等の不活性ガスとの混合物）を通すことにより形成される。シリコンウエハが水素ガスプラズマに曝された場合、パッシベーション層が、不動態化された、すなわち水素終端表面を有することができる。
【００１０】
プラズマ処理中、基板の温度は、温度Ｔ１に制御され、それは室温より高くかつ６５０℃未満とすることができる。好適には、Ｔ１は４００℃〜６００℃の間である。基板は、サセプタ又は他の温度制御手段により加熱することができる。
【００１１】
ステップ１０６において、基板を、前洗浄チャンバから移送モジュールに戻すことができる。移送モジュールにおいて基板は、温度Ｔ１から、温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２に冷却される（ステップ１０８）。ステップ１１０において、基板を、移送モジュールから堆積チャンバに移すことができる。重要な点は、移送モジュールが移送のための無酸素環境を提供することにより、基板の表面における酸素の再形成を阻止することである。
【００１２】
堆積チャンバ（所与の実施形態ではエピモジュール）において、基板を、Ｔ２から温度Ｔ３に加熱することができ、Ｔ３は５０℃より高く７００℃未満である（ステップ１１２）。好適には、Ｔ３は、４５０℃〜７００℃の間である。Ｔ３が７００℃未満であることには幾つかの利点があり、それはサーマルバジェットの低減、スループットの向上、及び所有コストの削減等を含む。
【００１３】
ステップ１１２における基板の加熱は、パッシベーション層を除去するために行われる。一実施形態においては、ステップ１１２における基板の加熱が、Ｖ族プリカーサ（例えば、アルシン、ＴＢＡ（第三ブチルアルシン）等）を堆積チャンバに流入しつつ行われる。Ｖ族プリカーサがアルシンである場合、パッシベーション層の除去は、水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面のヒ素終端（Ｓｉ−Ａｓ）表面への変換を含む。ステップ１１４において、前処理された基板の表面（例えばヒ素終端表面）上にＩＩＩ−Ｖ層を成長させることができる（さらに図２において説明する）。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態による、前処理された基板の表面上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるプロセスを記載したフロー図を示している。ステップ２０２において、基板を、（Ｖ族プリカーサの流れは維持しつつ）Ｔ３から温度Ｔ４に冷却することができ、温度Ｔ４は４５０℃より低くすることができる。ステップ２０４において、基板がＴ４であるとき、（Ｖ族プリカーサの流れを維持しつつ）ＩＩＩ族プリカーサ（例えばＴＭＧａ、ＴＥＧａ（トリエチルガリウム）等）の流れを開始することができる。ＩＩＩ族プリカーサ及びＶ族プリカーサの流れは、基板の前洗浄された表面上にＩＩＩ−Ｖ核生成層を堆積させることができる。ステップ２０６において、基板温度がＴ４未満である間にＩＩＩ族プリカーサの流れを停止することができる。ステップ２０８において、基板を温度Ｔ５（例えば、バルク成長温度）に加熱することができ、温度Ｔ５は約６００℃とすることができる。基板がＴ５であるとき、（Ｖ族プリカーサの流れを維持しつつ）ＩＩＩ族プリカーサの流れを再開することができ、それによりバルクＩＩＩ−Ｖ層をＩＩＩ−Ｖ核生成層の上に堆積させることができる（ステップ２１０）。ステップ２１２において、（Ｖ族プリカーサの流れを維持しつつ）ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止できる。ステップ２１４において、（Ｖ族プリカーサの流れを維持しつつ）基板をＴ５から温度Ｔ６に冷却することができ、温度Ｔ６は移送温度よりも高くすることができる。Ｔ６において、Ｖ族プリカーサの流れを停止することができる。
【００１５】
図２には示さないが、堆積チャンバから取り出す前に基板温度をさらに温度Ｔ７（例えば移送温度）に冷却することができる。移送温度は、室温より高いか又は同じとすることができる。さらに、図２には示さないが、ステップ２１４の後で、更なる層（例えば、更なるＩＩＩ−Ｖ層、半導体層、絶縁体層、金属層等）をバルクＩＩＩ−Ｖ層の上に堆積させることができる。
【００１６】
図３は、本発明の一実施形態による、基板が堆積チャンバに配置されている間の基板温度（要素３０２）対時間のプロット３００を示す。プロット３００に重ねたバーは、ＩＩＩ族プリカーサ及びＶ族プリカーサを堆積チャンバに流入させる期間を示している。プロット３００に示すように、基板からパッシベーション層を除去するために、基板をＴ２からＴ３に加熱することができる。その後、基板は、Ｔ３からＴ４に冷却することができる。期間３０４（基板がＴ４であるときに開始）の間、ＩＩＩ−Ｖ核生成層を形成するために（Ｖ族プリカーサを流しつつ）ＩＩＩ族プリカーサを堆積チャンバに流入させることができる。プロット３００に示すように、ＩＩＩ−Ｖ核生成層の形成中は、基板温度はＴ４未満に冷却し続けることができる。期間３０４の最後に、基板をＴ５に加熱することができる。
【００１７】
期間３０６（基板がＴ５であるときに開始）の間、バルクＩＩＩ−Ｖ層を形成するために（Ｖ族プリカーサを流しつつ）ＩＩＩ族プリカーサを堆積チャンバ内に流入させることができる。期間３０６の最後に、基板をＴ５からＴ６に冷却させることができる。基板がＴ６に冷却されたとき、Ｖ族プリカーサの流れを停止することができる。
【００１８】
期間３０８（Ｖ族プリカーサが流れている間）の開始時は、ある程度フレキシブルとすることができることに留意されたい。プロット３００に示す実施形態では、基板がＴ２であるときに期間３０８が開始される。他の実施形態（図示せず）では、基板がＴ２からＴ３に加熱されている間、基板がＴ３であるとき、又は基板がＴ３からＴ４に冷却されている間に期間３０８を開始することができる。
【００１９】
図４は、一実施形態による、前洗浄チャンバ４０２、移送モジュール４０６、堆積チャンバ４１０及びコントローラ４１２を有する処理装置４００を示している。移送モジュール４０６内に設置された移送機構４０８（例えば基板ホルダ等）は、基板４０４を前洗浄チャンバ４０２から堆積チャンバ４１０へと移送するために用いることができる。上述した通り、移送モジュールは、移送のために無酸素環境を提供でき、それにより基板４０４の表面上の酸素の再形成を阻止する。図４には、単一の基板、単一の洗浄チャンバ及び単一の堆積チャンバが示されているが、これは図示及び説明を簡易とするためである。他の実施形態では、複数の基板をより効率的に処理するために、複数の前洗浄チャンバ及び複数の堆積チャンバを移送モジュール４０６と連係させることができる（そのような場合、処理装置が"クラスタツール"と称される）。さらに、複数の基板を、前洗浄チャンバ及び堆積チャンバの各々で処理可能であることに留意されたい。
【００２０】
本発明の一実施形態では、コントローラ４１２を、図１及び図２に記載した自動プロセス１００及び１１４の各々に用いることができる。より具体的には、コントローラ４１２が、前洗浄チャンバ４０２に対し、基板４０４をプラズマ、プラズマ分解生成物、又はプラズマとプラズマ分解生成物の双方に曝すことにより基板から在来酸素を除去し、基板上にパッシベーション層を形成するように命令することができる。プラズマ処理は、基板が、室温より高い第１の温度Ｔ１である間に行うことができる。さらに、コントローラ４１２は、移送モジュール４０６に対し、無酸素環境下で基板４０４を前洗浄チャンバ４０２から堆積チャンバ４０４へと移送し、そして無酸素環境下にある間に基板をＴ１から、Ｔ１より低い第２の温度Ｔ２に冷却するように命令することができる。最後に、コントローラ４１２は、堆積チャンバ４１０に対し、基板を（例えば加熱されたサセプタを用いて）Ｔ２から第３の温度Ｔ３に加熱し（それにより基板上のパッシベーション層を除去し）、そして基板の前洗浄された表面上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるように命令することができる。コントローラ４１２は、Ｔ３を５０℃〜７００℃の間とすることができる。
【００２１】
上述したことから明かなように、本発明の態様は、多様なコンピュータシステムと、コンピュータ読み取り可能な命令を記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とを使用することを含む。図５は、ここで説明したいずれかのコンピュータシステムの代表的なシステム５００の一例を示している。多様なコンピュータシステムの全てが、システム５００の特徴の全てを有するとは限らない。例えば、上述したコンピュータシステムのうちのあるものはディスプレイを含まず、ディスプレイ機能はこのコンピュータシステムに通信接続されたクライアントコンピュータにより提供されるか、又は、ディスプレイ機能を不要とすることができる。このような細部は本発明において重要ではない。
【００２２】
システム５００は、情報を通信するためのバス５０２又は他の通信機構と、情報を処理するためにバス５０２に結合されたプロセッサ５０４とを含む。コンピュータシステム５００はさらに、プロセッサ５０４によって実行される情報及び命令を格納するためにバス５０２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶装置などのメインメモリ５０６を含む。メインメモリ５０６はさらに、プロセッサ５０４によって実行される命令の実行中に一時的変数又は他の中間的情報を記憶するために使用することもできる。コンピュータシステム５００はさらに、プロセッサ５０４のために静的情報又は命令を記憶するためにバス５０２に結合されたリードオンリメモリ（ＲＯＭ）５０８又は他の静的記憶装置を含むことができる。記憶装置５１０は、１又は複数のフロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、フラッシュメモリベースの記憶媒体、磁気テープ若しくは他の磁気記憶媒体、コンパクトディスク（ＣＤ）−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）−ＲＯＭ、又は他の光記憶媒体、又は他の任意の記憶媒体とすることができ、プロセッサ５０４はそれらから読み取ることができ、それらは情報及び命令（例えば、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム等）を記憶するために設けられかつバス５０２に結合されている。
【００２３】
コンピュータシステム５００は、コンピュータのユーザに情報を表示するために、バス５０２を介してフラットパネルディスプレイ等のディスプレイ５１２に接続されることもできる。プロセッサ５０４に情報及び命令選択を通信するために、英数字及び他のキーを含むキーボード等の入力装置５１４をバス５０２に接続することができる。指示情報及び命令選択を５０４に通信しかつディスプレイ５１２上のカーソル動作を制御するための別のタイプのユーザ入力装置は、マウス、トラックボール又はカーソル指示キー等のカーソル制御装置５１６である。マイクロフォン、スピーカー等の他のユーザインタフェース装置は、詳細には示さないが、ユーザ入力の受信及び／又は出力の提示に関与することができる。
【００２４】
ここで述べたプロセスは、メインメモリ５０６に含まれる適切な一連のコンピュータ読み取り可能な命令を実行するプロセッサ５０４により実現することができる。このような命令は、記憶装置５１０等の別のコンピュータ読み取り可能な媒体からメインメモリ５０６に読み込むことができ、そしてメインメモリ５０６に含まれる一連の命令の実行により、プロセッサ５０４が、関係するアクションを行うことができる。代替的な実施形態では、ハードワイヤード回路又はファームフェア制御処理ユニット（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ）を、本発明を実現するために、プロセッサ５０４及びその関係するコンピュータソフトウェア命令に置き換えて又はそれと組み合わせて用いることができる。コンピュータ読み取り可能な命令は、任意のコンピュータ言語でレンダリングすることができる。一般的に、上述した用語の全ては、コンピュータにより実行可能な任意のアプリケーションの特徴である所定の目的を実行するために順に行われる任意の一連の論理ステップを包含することを意味する。特に断らない限り、本発明の説明全体において「構成する」、「処理する」、「演算する」、「計算する」、「決定する」、「表示する」、「受信する」、「送信する」等の用語の使用は、 コンピュータシステム５００又は同様の電子的演算装置のような適切にプログラムされたコンピュータシステムの動作及びプロセスを指すと理解すべきであり、それは、レジスタ又はメモリ内の物理的（電子的）量として表されるデータを、そのメモリ又はレジスタ又は他のそのような情報記憶、伝送若しくは表示装置内の物理的量として同様に表される他のデータに処理しかつ変換する。
【００２５】
コンピュータシステム５００はまた、バス５０２に結合された通信インタフェース５１８を含む。通信インタフェース５１８は、上述の様々なコンピュータシステムへの接続を提供するコンピュータネットワークとの双方向データ通信チャネルを提供することができる。例えば、通信インタフェース５１８は、互換性のあるＬＡＮに対するデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードとすることができ、その互換性のあるＬＡＮは、それ自体が１つ以上のインターネットサービスプロバイダネットワークを介してインターネットに通信可能に結合されている。そのような通信経路の正確な詳細は、本発明にとって重要ではない。重要なことは、コンピュータシステム５００が通信インタフェース５１８を介してメッセージ及びデータを送受信し、そしてそのようにしてインターネットを介してアクセス可能なホストと通信できることである。
【００２６】
このように、基板の表面を前処理しかつ前処理された表面上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるための方法及びシステムが開示された。上記したことは、説明のためであって限定する意図ではないことを理解すべきである。上記を参照すれば当業者にとって他の多くの実施形態が自明であろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を付与される均等物の全範囲とともに決定されるべきである。
【図１】
2019517732.tif 000003
【図２】
2019517732.tif 000004
【図３】
2019517732.tif 000005
【図４】
2019517732.tif 000006
【図５】
2019517732.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月5日(2018.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させる方法であって、
前洗浄チャンバ内で、前記基板が第１の温度Ｔ１にある間に、前記基板をプラズマ、プラズマ分解生成物又は、プラズマ及びプラズマ分解生成物の双方に曝露することにより前記基板から在来酸素を除去しかつ前記基板上に水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面を有するパッシベーション層を形成し、その場合Ｔ１は室温より高く、
無酸素環境にて、（ａ）前記基板を前記前洗浄チャンバから堆積チャンバへと移送し、かつ（ｂ）前記基板をＴ１から第２の温度Ｔ２に冷却し、そして、
前記堆積チャンバ内で、（ａ）前記基板上の前記パッシベーション層を除去するために前記基板をＴ２から第３の温度Ｔ３に加熱し、Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることにより前記基板の終端の変換が起こり、かつ（ｂ）前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させることを含み、その場合５０℃＜Ｔ３＜７００℃である、方法。
【請求項２】
前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させることが、前記堆積チャンバ内で、以下のステップを順に行うことを含む請求項１に記載の方法。
（i）前記基板をＴ３から第４の温度Ｔ４に冷却するステップ
（ii）前記基板がＴ４であるとき、ＩＩＩ族プリカーサの流れを開始することにより前記基板上にＩＩＩ−Ｖ核生成層を堆積させるステップ
（iii）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（iv）前記基板を第５の温度Ｔ５に加熱するステップ
（v）前記基板がＴ５であるとき、前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを再開することにより前記ＩＩＩ−Ｖ核生成層の上にバルクＩＩＩ−Ｖ層を堆積させるステップ
（vi）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（vii）前記基板をＴ５から第６の温度Ｔ６に冷却するステップ
【請求項３】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ２からＴ３に加熱する前に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ２からＴ３に加熱する間に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ３からＴ４に冷却する前に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることをさらに含み、その場合、前記Ｖ族プリカーサの流れを、前記基板をＴ３からＴ４に冷却する間に開始しかつ前記基板をＴ６に冷却した後に停止する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記バルクＩＩＩ−Ｖ層の上に別の層を堆積させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記無酸素環境が移送モジュール内に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記基板がシリコンウエハである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
４００℃＜Ｔ１＜６５０℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記プラズマが水素ガス（Ｈ２）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
Ｈ２プラズマが形成される領域の面積が、前記基板の上面の面積に実質的に等しい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パッシベーション層を除去することが、前記水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面をヒ素終端（Ｓｉ−Ａｓ）表面に変換することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＩＩＩ族プリカーサの流れが、前記基板の温度がＴ４未満である間にステップ（iii）において停止される、請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板の温度が、前記堆積チャンバ内において常に７００℃未満に維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
基板上にエピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるための装置であって、
前洗浄チャンバと、
移送モジュールと、
堆積チャンバと、
プロセッサと、命令を含むメモリとを有し、前記命令が前記プロセッサにより実行されるとき、前記プロセッサに、
前記前洗浄チャンバに対し、前記基板が室温よりも高い第１の温度Ｔ１である間に、前記基板を、プラズマ、プラズマ分解生成物、又はプラズマ及びプラズマ分解生成物の双方に曝露することにより前記基板から在来酸素を除去しかつ前記基板上に水素終端（Ｓｉ−Ｈ）表面を有するパッシベーション層を形成するように命令させ、
前記移送モジュールに対し、（ａ）無酸素環境にて前記基板を前記前洗浄チャンバから前記堆積チャンバへと移送し、かつ無酸素環境にある間に（ｂ）前記基板をＴ１から第２の温度Ｔ２に冷却するように命令させ、そして、
前記堆積チャンバに対し、（ａ）前記基板上の前記パッシベーション層を除去するために前記基板をＴ２から第３の温度Ｔ３に加熱し、Ｖ族プリカーサを前記堆積チャンバに流入させることにより前記基板の終端の変換が起こり、かつ（ｂ）前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させ、その場合５０℃＜Ｔ３＜７００℃であるように命令させる、装置。
【請求項１７】
前記堆積チャンバに対し前記基板上に前記エピタキシャルＩＩＩ−Ｖ層を成長させるように命令する前記プロセッサが、さらに前記プロセッサが前記堆積チャンバに対し、以下のステップを順に実行するように命令することを含む、請求項１６に記載の装置。
（i）前記基板をＴ３から第４の温度Ｔ４に冷却するステップ
（ii）前記基板がＴ４であるとき、ＩＩＩ族プリカーサの流れを開始することにより前記基板上にＩＩＩ−Ｖ核生成層を堆積させるステップ
（iii）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（iv）前記基板を第５の温度Ｔ５に加熱するステップ
（v）前記基板がＴ５であるとき、前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを再開することにより前記ＩＩＩ−Ｖ核生成層の上にバルクＩＩＩ−Ｖ層を堆積させるステップ
（vi）前記ＩＩＩ族プリカーサの流れを停止するステップ
（vii）前記基板をＴ５から第６の温度Ｔ６に冷却するステップ
【国際調査報告】
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