JPH0274587A - 薄膜の形成方法およびその装置 - Google Patents
薄膜の形成方法およびその装置Info
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- JPH0274587A JPH0274587A JP22711788A JP22711788A JPH0274587A JP H0274587 A JPH0274587 A JP H0274587A JP 22711788 A JP22711788 A JP 22711788A JP 22711788 A JP22711788 A JP 22711788A JP H0274587 A JPH0274587 A JP H0274587A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
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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】
〔概 要〕
原子層エピタキシー法とそれに適用する装置に関し、
不純物含有の少ない高品質な薄膜を形成することを目的
とし、 反応管に流入する原料ガスの種類を一原子層毎に切り換
え、且つ、流れ方向を被成長基板面に対して一原子層毎
に逆方向に切り換えて成長するようにしたことを特徴と
し、 薄膜形成装置は、反応管の両側にそれぞれオリフィス弁
を介してターボ分子ポンプを配置し、該反応管の中心位
置に被成長基板Ｗと該被成長基板に対向した不活性ガス
導入口Ｎｃを配置し、且つ、該中心位置と前記オリフィ
ス弁との間の両側にそれそれ原料ガス諜入口を配置した
構成にする。
とし、 反応管に流入する原料ガスの種類を一原子層毎に切り換
え、且つ、流れ方向を被成長基板面に対して一原子層毎
に逆方向に切り換えて成長するようにしたことを特徴と
し、 薄膜形成装置は、反応管の両側にそれぞれオリフィス弁
を介してターボ分子ポンプを配置し、該反応管の中心位
置に被成長基板Ｗと該被成長基板に対向した不活性ガス
導入口Ｎｃを配置し、且つ、該中心位置と前記オリフィ
ス弁との間の両側にそれそれ原料ガス諜入口を配置した
構成にする。
本発明は薄膜の形成方法とその装置に係り、特に原子層
エピタキシー法とそれに適用する装置に関する。
エピタキシー法とそれに適用する装置に関する。
近年、単原子層レヘルで成長を制御できる原子層エピタ
キシー（ＡＬＥ；八ｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｐｉｔ
ａｘｙ）法によって高品質な半導体薄膜を形成する方法
が研究されており、その将来性が期待されている。
キシー（ＡＬＥ；八ｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｐｉｔ
ａｘｙ）法によって高品質な半導体薄膜を形成する方法
が研究されており、その将来性が期待されている。
また、絶縁膜も高品位な膜質のものが望まれており、例
えば、ＥＬパネルの絶縁層は不純物・膜欠陥などのない
高耐圧・無欠陥・長寿命な絶縁膜が要望されている。
えば、ＥＬパネルの絶縁層は不純物・膜欠陥などのない
高耐圧・無欠陥・長寿命な絶縁膜が要望されている。
原子層エピタキシー法は複数の異種原料ガスを交互に切
り換えて被成長基板面に導入し１原子層づつ成長する方
法で、通常の化学気相成長（ＣＶＤ）法は原料ガスが被
成長基板の上部で反応して被着することが起こるが、原
子層エピタキシー法は一層づつ積層して確実に被成長基
板面で反応するためにＣＶＤ法に比べて高品質な薄膜が
形成できる方法として注目されている。例えば、トリエ
チルガリウム（Ｇａ ＣＣｘＨｇ） ３）ガスとアルシ
ン（ＡｓＨａ）ガスとを反応させてＧａＡｓ層を成長す
る場合、エタン（Ｃ２Ｈ６）などを含有せず高品質な膜
が得られる方法である。
り換えて被成長基板面に導入し１原子層づつ成長する方
法で、通常の化学気相成長（ＣＶＤ）法は原料ガスが被
成長基板の上部で反応して被着することが起こるが、原
子層エピタキシー法は一層づつ積層して確実に被成長基
板面で反応するためにＣＶＤ法に比べて高品質な薄膜が
形成できる方法として注目されている。例えば、トリエ
チルガリウム（Ｇａ ＣＣｘＨｇ） ３）ガスとアルシ
ン（ＡｓＨａ）ガスとを反応させてＧａＡｓ層を成長す
る場合、エタン（Ｃ２Ｈ６）などを含有せず高品質な膜
が得られる方法である。
第５図はその原子層エピタキシー法を通用する従来の薄
膜形成装置の断面図を示しており、１は反応管、２は被
成長基板、３はオリフィス弁、４は真空ポンプ、５は原
料ガスＡの導入口、６は原料ガスＢの導入０．７はバリ
アガスの導入口、５ｖ２６Ｖ、 ７Ｖはそれらの開閉バ
ルブである。このような薄膜形成装置は気体の流れ方向
が一定しており、バリアガスおよび原料ガスＡ、Ｂの切
り換えによって被成長基板面を流れるガスの種類を切り
換えて１原子層ずつ成長する方法である。
膜形成装置の断面図を示しており、１は反応管、２は被
成長基板、３はオリフィス弁、４は真空ポンプ、５は原
料ガスＡの導入口、６は原料ガスＢの導入０．７はバリ
アガスの導入口、５ｖ２６Ｖ、 ７Ｖはそれらの開閉バ
ルブである。このような薄膜形成装置は気体の流れ方向
が一定しており、バリアガスおよび原料ガスＡ、Ｂの切
り換えによって被成長基板面を流れるガスの種類を切り
換えて１原子層ずつ成長する方法である。
ところが、上記のような薄膜形成装置を用いた原子層エ
ピタキシー法ではガスの導入口が一方側にあり、原料ガ
スＡと原料ガスＢとの間に流す遮蔽用のバリアガスの量
と時間が不十分であったり、また、ガスの淀みやすい部
分（反応チャンバの壁面やガス導入口近傍など）があっ
て、原料ガスが被成長基板面以外の部分で反応して薄膜
が異常成長し、そのように異常成長した薄膜は剥離され
易いためにガスの流れに乗って被成長基板面に達し、被
成長基板面に形成される薄膜中に不純物粒子として混入
し異常結晶成長の核となる問題がある。
ピタキシー法ではガスの導入口が一方側にあり、原料ガ
スＡと原料ガスＢとの間に流す遮蔽用のバリアガスの量
と時間が不十分であったり、また、ガスの淀みやすい部
分（反応チャンバの壁面やガス導入口近傍など）があっ
て、原料ガスが被成長基板面以外の部分で反応して薄膜
が異常成長し、そのように異常成長した薄膜は剥離され
易いためにガスの流れに乗って被成長基板面に達し、被
成長基板面に形成される薄膜中に不純物粒子として混入
し異常結晶成長の核となる問題がある。
本発明はそのような問題点を解消させて、不純物含有の
少ない高品質な薄膜を形成することを目的とした薄膜の
形成方法とその装置を提案するものである。
少ない高品質な薄膜を形成することを目的とした薄膜の
形成方法とその装置を提案するものである。
その課題は、反応管に流入する原料ガスの種類を一原子
層毎に切り換え、且つ、原料ガスの種類を切り換える際
に不活性ガスを流入して残留原料ガスを該不活性ガスと
共に除去し、且つ、一原子層毎に流れ方向を被成長基板
面に対して逆方向に切り換えて成長するようにした薄膜
の形成方法によって解決される。
層毎に切り換え、且つ、原料ガスの種類を切り換える際
に不活性ガスを流入して残留原料ガスを該不活性ガスと
共に除去し、且つ、一原子層毎に流れ方向を被成長基板
面に対して逆方向に切り換えて成長するようにした薄膜
の形成方法によって解決される。
また、それを実施する薄膜形成装置として、第１図に示
す実施例図のように、筒状反応管１１の両側にそれぞれ
オリフィス弁Ｏａ、 Ｏｂを介してターボ分子ポンプＶ
ａ、 Ｖｂを配置し、該反応管の中心位置に被成長基板
Ｗ（！：該被成長基板Ｗに対向した不活性ガス導入口Ｎ
ｃを配置し、且つ、該中心位置と前記オリフィス弁との
間の両側にそれぞれ原料ガス導入口Ｎａ、 Ｎｂを配置
した構造にする。
す実施例図のように、筒状反応管１１の両側にそれぞれ
オリフィス弁Ｏａ、 Ｏｂを介してターボ分子ポンプＶ
ａ、 Ｖｂを配置し、該反応管の中心位置に被成長基板
Ｗ（！：該被成長基板Ｗに対向した不活性ガス導入口Ｎ
ｃを配置し、且つ、該中心位置と前記オリフィス弁との
間の両側にそれぞれ原料ガス導入口Ｎａ、 Ｎｂを配置
した構造にする。
即ち、本発明は、一原子層毎に流れ方向を被成長基板面
に対して逆方向に切り換え、且つ、切り換え毎に不活性
ガスを流入して残留原料ガスを同時に追放する。
に対して逆方向に切り換え、且つ、切り換え毎に不活性
ガスを流入して残留原料ガスを同時に追放する。
それを実施するために、筒状反応管１１の両側に原料ガ
ス導入口Ｎａ、 Ｎｂを設け、中心位置の被成長基板Ｗ
に対向した位置に不活性ガス導入口Ｎｃを設けた薄膜形
成装置を用い、まず、不活性ガスを導入し、オリフィス
弁Ｏａ、 Ｏｂを開いて一定減圧度に保持し、次に、一
方のオリフィス弁ｏｂとを開いて一方向にＡ原料ガスを
流して原料Ａからなる層を形成する。次いで、再び不活
性ガスを導入し、オリフィス弁Ｑａ、 Ｏｂを開いて一
定減圧度に保持し、次に、一方のオリフィス弁Ｏａとを
開いて逆方向にＢ原料ガスを流して原料Ｂからなる原子
層を形成する。
ス導入口Ｎａ、 Ｎｂを設け、中心位置の被成長基板Ｗ
に対向した位置に不活性ガス導入口Ｎｃを設けた薄膜形
成装置を用い、まず、不活性ガスを導入し、オリフィス
弁Ｏａ、 Ｏｂを開いて一定減圧度に保持し、次に、一
方のオリフィス弁ｏｂとを開いて一方向にＡ原料ガスを
流して原料Ａからなる層を形成する。次いで、再び不活
性ガスを導入し、オリフィス弁Ｑａ、 Ｏｂを開いて一
定減圧度に保持し、次に、一方のオリフィス弁Ｏａとを
開いて逆方向にＢ原料ガスを流して原料Ｂからなる原子
層を形成する。
かくすれば１、ガスの流れ方向が逆方向に変化するため
、反応管壁やガス導入口近くに滞留しているガスが除去
され易く、上記した薄膜の不純物粒子異常成長がなくな
り、高品質な薄膜が形成できる。
、反応管壁やガス導入口近くに滞留しているガスが除去
され易く、上記した薄膜の不純物粒子異常成長がなくな
り、高品質な薄膜が形成できる。
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第１図は本発明の第１実施例にかかる薄膜形成装置の概
念図を示しており、１１は筒状の反応管。
念図を示しており、１１は筒状の反応管。
Ｖａ、 Ｖｂはターボ分子ポンプ、 Ｏａ、 Ｏｂはオ
リフィス弁、Ｗは被成長基板、 Ｐａは圧力差計、Ｐは
圧力計。
リフィス弁、Ｗは被成長基板、 Ｐａは圧力差計、Ｐは
圧力計。
Ｎｃは不活性ガス導入口、 ＮａはＡ原料ガス導入口。
ＮｂはＢ原料ガス導入口で、Ｖど、 Ｖａ’、 ｖｂ’
はそれらの導入口に付属した開閉バルブである。本装置
は流れ方向を被成長基板Ｗ面に対してＡ原料ガスとＢ原
料ガスとを左右反対方向に配置しており、不活性ガスは
中心位置から両側に流れて排気されるような構成である
。
はそれらの導入口に付属した開閉バルブである。本装置
は流れ方向を被成長基板Ｗ面に対してＡ原料ガスとＢ原
料ガスとを左右反対方向に配置しており、不活性ガスは
中心位置から両側に流れて排気されるような構成である
。
例えば、第１図に示すＦｉ ｌＩ＊形成装置によってＧ
ａＡｓ結晶薄膜を形成する場合を説明すると、第２図（
ａｌ〜ｔｅｌに第１図の薄膜形成装置の動作説明図を示
している。まず、ターボ分子ポンプＶａ、 ｖｂによっ
て５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒまで排気し、被成長基板Ｗ
を３００℃に加熱した後、最初に、開閉バルブνｇを開
けてＡｒ （アルゴン）ガスを不活性ガス導入口Ｎｃか
ら流入し、反応管１１内の圧力が１０Ｔｏｒｒになるよ
うにオリフィス弁Ｏａ、 Ｏｂで調整する。そのとき、
圧力差計Ｐｏによって反応管両側で圧力差が生じないよ
うに、オリフィス弁Ｏａ、 Ｏｂで微調整をもおこなう
。
ａＡｓ結晶薄膜を形成する場合を説明すると、第２図（
ａｌ〜ｔｅｌに第１図の薄膜形成装置の動作説明図を示
している。まず、ターボ分子ポンプＶａ、 ｖｂによっ
て５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒまで排気し、被成長基板Ｗ
を３００℃に加熱した後、最初に、開閉バルブνｇを開
けてＡｒ （アルゴン）ガスを不活性ガス導入口Ｎｃか
ら流入し、反応管１１内の圧力が１０Ｔｏｒｒになるよ
うにオリフィス弁Ｏａ、 Ｏｂで調整する。そのとき、
圧力差計Ｐｏによって反応管両側で圧力差が生じないよ
うに、オリフィス弁Ｏａ、 Ｏｂで微調整をもおこなう
。
第２図＋ａｌはその計ガスの流れ状態（矢印）を示して
いる。
いる。
次いで、開閉バルブＶｃ’とオリフィス弁Ｏａとを閉し
、オリフィス弁ｏｂを開けた状態で開閉バルブＶａ’を
開けて水素（Ｈ２）をキャリアガスとしたトリエチルガ
リウム（Ｇａ （Ｃ２１ｔ、） ３ ）ガスをＡ反応ガ
ス導入口Ｎａから流入する。そうすると、被成長基板Ｗ
にＧａ（ＣＨ）３が吸着・分解してＧａ原子層が形成さ
れる。第２図（ｂｌにそのＨ２をキャリアガスとしたＧ
ａ（Ｃｔｌ ）ａガスの流れ状態（矢印）を示している
。
、オリフィス弁ｏｂを開けた状態で開閉バルブＶａ’を
開けて水素（Ｈ２）をキャリアガスとしたトリエチルガ
リウム（Ｇａ （Ｃ２１ｔ、） ３ ）ガスをＡ反応ガ
ス導入口Ｎａから流入する。そうすると、被成長基板Ｗ
にＧａ（ＣＨ）３が吸着・分解してＧａ原子層が形成さ
れる。第２図（ｂｌにそのＨ２をキャリアガスとしたＧ
ａ（Ｃｔｌ ）ａガスの流れ状態（矢印）を示している
。
次いで、開閉バルブＶａを閉じ、オリフィス弁Ｏａ。
Ｏｂの両方を開け、開閉バルブＶｃを開けて静ガスを不
活性ガス導入口Ｎｃから流入して、＾ｒガスと共に残留
）（、、＋Ｇａ（ＣＨ）３ガスを排気して除去する。
活性ガス導入口Ｎｃから流入して、＾ｒガスと共に残留
）（、、＋Ｇａ（ＣＨ）３ガスを排気して除去する。
第２図（Ｃ１はそのＡｒガスの流れ状態（矢印）である
。
。
このように不活性ガスを導入する理由は、残留原料ガス
に不活性ガスを混入して原料ガスを除去する効率が良く
なるからである。
に不活性ガスを混入して原料ガスを除去する効率が良く
なるからである。
次いで、開閉バルブＶごとオリフィス弁Ｏｂを閉じてオ
リフィス弁Ｏａを開けた状態で、開閉バルブνｂ′を開
けて水素をキャリアガスとしたアルシン（ＡｓＨ，）ガ
スをＢ反応ガス導入口Ｎｂから流入する。
リフィス弁Ｏａを開けた状態で、開閉バルブνｂ′を開
けて水素をキャリアガスとしたアルシン（ＡｓＨ，）ガ
スをＢ反応ガス導入口Ｎｂから流入する。
そうすると、被成長基板ＷにＡｓＨ，が吸着・分解して
Ａｓ原子層が形成される。第２図（ｄｌはそのＨ２をキ
ャリアガスとしたＡｓＨ３ガスの流れ状態（矢印）を示
している。
Ａｓ原子層が形成される。第２図（ｄｌはそのＨ２をキ
ャリアガスとしたＡｓＨ３ガスの流れ状態（矢印）を示
している。
次いで、開閉バルブｖｂ′を閉じ、オリフィス弁Ｏａ。
Ｏｂの両方を開け、開閉バルブＶｃ’を開けてＡｒガス
を不活性ガス導入口Ｎｃから流入して、計ガスと共に残
留Ｈ２＋ＡｓＨ３ガスを排気して除去する。第２図（ｅ
）はその計ガスの流れ状態（矢印）図である。
を不活性ガス導入口Ｎｃから流入して、計ガスと共に残
留Ｈ２＋ＡｓＨ３ガスを排気して除去する。第２図（ｅ
）はその計ガスの流れ状態（矢印）図である。
以上の操作を５００回繰り返して５００分子層からなる
ＧａＡｓ結晶薄膜を成長する。このように形成したＧａ
Ａｓ結晶薄膜は薄膜中に不純物粒子・異常成長が観察さ
れなかった。
ＧａＡｓ結晶薄膜を成長する。このように形成したＧａ
Ａｓ結晶薄膜は薄膜中に不純物粒子・異常成長が観察さ
れなかった。
次に、第３図は本発明の第２実施例にかかる薄膜形成装
置の概念図を示しており、第１図と同一部位には同一記
号が付けであるが、その他のＴａ。
置の概念図を示しており、第１図と同一部位には同一記
号が付けであるが、その他のＴａ。
Ｔｂは吸着トラップ、 ＳａはＡ原料ガス源容器、Ｓｂ
はＢ原料ガス源容器、 Ｈａ、 Ｉｌｂはキャリアガス
流入口である。即ち、本装置は第１図で説明した構成の
特徴に加えて、Ａ原料ガス導入口Ｎａ、 Ｂ原料ガス導
入口Ｎｂに開閉バルブを設けず、Ａ原料ガス源容器Ｓａ
、 Ｂ原料ガス源容器ｓｂへのキャリアガスの流入・
停止によって反応ガスの反応管への流入・停止をおこな
う装置の例である。このような装置は腐食性の強い反応
ガスを用いて薄膜を形成する場合に有効で、例えば、＾
１２０３ （アルミナ）は従来のＣＶＤ法では十分な絶
縁耐圧が得られず、そのために原子層エピタキシー法が
用いられているが、そのようなＡｈ ０３ ｇｊ膜の形
成に使用するものである。なお、吸着トラップＴａ、
Ｔｂは反応管内の浮遊不純物をトラップさせる部分で、
特に激しく反応して薄膜を形成する場合に付設する。
はＢ原料ガス源容器、 Ｈａ、 Ｉｌｂはキャリアガス
流入口である。即ち、本装置は第１図で説明した構成の
特徴に加えて、Ａ原料ガス導入口Ｎａ、 Ｂ原料ガス導
入口Ｎｂに開閉バルブを設けず、Ａ原料ガス源容器Ｓａ
、 Ｂ原料ガス源容器ｓｂへのキャリアガスの流入・
停止によって反応ガスの反応管への流入・停止をおこな
う装置の例である。このような装置は腐食性の強い反応
ガスを用いて薄膜を形成する場合に有効で、例えば、＾
１２０３ （アルミナ）は従来のＣＶＤ法では十分な絶
縁耐圧が得られず、そのために原子層エピタキシー法が
用いられているが、そのようなＡｈ ０３ ｇｊ膜の形
成に使用するものである。なお、吸着トラップＴａ、
Ｔｂは反応管内の浮遊不純物をトラップさせる部分で、
特に激しく反応して薄膜を形成する場合に付設する。
第３図に示す薄膜形成装置によってＡｌ２０３薄膜を形
成する場合について説明すると、第４図ｆａｔ〜ｔｅｌ
に第３図の薄膜形成装置の動作説明図を示している。初
めに、Ａ原料ガス源容器ＳａにはＡｌＣｌ。
成する場合について説明すると、第４図ｆａｔ〜ｔｅｌ
に第３図の薄膜形成装置の動作説明図を示している。初
めに、Ａ原料ガス源容器ＳａにはＡｌＣｌ。
（塩化アルミニウム）を収容して７０〜８０℃に加熱し
、Ｂ原料ガス源容器ｓｂには水を収容して１０〜２０℃
に保持しておき、ターボ分子ポンプＶａ、νｂによって
５ Ｘ １０”’Ｔｏｒｒまで排気し、被成長基板Ｗは
３００°Ｃに加熱する。まず、開閉バルブＶｃ’を開け
てＡｒガスを不活性ガス導入口Ｎｃから流入し、反応管
ｌｌ内の圧力が１０Ｔｏｒｒになるようにオリフィス弁
Ｏａ。
、Ｂ原料ガス源容器ｓｂには水を収容して１０〜２０℃
に保持しておき、ターボ分子ポンプＶａ、νｂによって
５ Ｘ １０”’Ｔｏｒｒまで排気し、被成長基板Ｗは
３００°Ｃに加熱する。まず、開閉バルブＶｃ’を開け
てＡｒガスを不活性ガス導入口Ｎｃから流入し、反応管
ｌｌ内の圧力が１０Ｔｏｒｒになるようにオリフィス弁
Ｏａ。
Ｏｂで調整し、そのとき、圧力差計Ｐｏによって反応管
両側で圧力差が生じないように、オリフィス弁Ｏａ、
Ｏｂを微調整する。第４図（ａｌはその＾ｒガスの流れ
状態（矢印）を示している。
両側で圧力差が生じないように、オリフィス弁Ｏａ、
Ｏｂを微調整する。第４図（ａｌはその＾ｒガスの流れ
状態（矢印）を示している。
次いで、開閉バルブＶｃ’とオリフィス弁Ｏａとを閉じ
、オリフィス弁Ｏｂを開けた状態でΔｒガスをキャリア
ガス流人口ＨａからＡ原料ガス源容器Ｓａに流入して、
Ａｒガスをキャリアガスとした昇華ＡｌＣｌ３ガスをＡ
反応ガス導入口Ｎａから反応管に流入する。
、オリフィス弁Ｏｂを開けた状態でΔｒガスをキャリア
ガス流人口ＨａからＡ原料ガス源容器Ｓａに流入して、
Ａｒガスをキャリアガスとした昇華ＡｌＣｌ３ガスをＡ
反応ガス導入口Ｎａから反応管に流入する。
同時に、Ａｒガスをキャリアガス流人口ＨｂからＡ原料
ガス源容器ｓｂに流入して、Ａｒガスをキャリアガスと
した水蒸気をＢ反応ガス導入口Ｎｂから反応管に流入す
る。しかし、水蒸気は被成長基板Ｗ上を通過せずに排気
されるから、被成長基板Ｗ上にＡｌＣ１，分子のみが吸
着する。且つ、１分子層のみ吸着し、その他は基板上を
通過して除去される。第４図（ｂｌにそのガスの流れ状
態（矢印）を示している。
ガス源容器ｓｂに流入して、Ａｒガスをキャリアガスと
した水蒸気をＢ反応ガス導入口Ｎｂから反応管に流入す
る。しかし、水蒸気は被成長基板Ｗ上を通過せずに排気
されるから、被成長基板Ｗ上にＡｌＣ１，分子のみが吸
着する。且つ、１分子層のみ吸着し、その他は基板上を
通過して除去される。第４図（ｂｌにそのガスの流れ状
態（矢印）を示している。
次いで、計ガスのキャリアガス流入１コＩｌａ、 Ｉ（
ｂへの流入を中止（図にない元栓を閉める）し、オリフ
ィス弁Ｏａ、 Ｏｂの両方を開け、開閉バルブＶどを開
けて計ガスを不活性ガス導入口Ｎｃから流入して、Ａｒ
ガスと共に残留ＡｌＣｌ３と水蒸気を排気して除去する
。第４図（Ｃ）はその計ガスの流れ状態（矢印）である
。
ｂへの流入を中止（図にない元栓を閉める）し、オリフ
ィス弁Ｏａ、 Ｏｂの両方を開け、開閉バルブＶどを開
けて計ガスを不活性ガス導入口Ｎｃから流入して、Ａｒ
ガスと共に残留ＡｌＣｌ３と水蒸気を排気して除去する
。第４図（Ｃ）はその計ガスの流れ状態（矢印）である
。
次いで、開閉バルブＶｃ’とオリフィス弁Ｏｂとを閉じ
、オリフィス弁Ｏａを開けた状態でＡｒガスをキャリア
ガス流人口ＨｂからＡ原料ガス源容器ｓｂに流入して、
Ａｒガスをキャリアガスとした水蒸気をＢ反応ガス導入
口Ｎｂから反応管に流入し、同時に、Ａｒガスをキャリ
アガス流人口ＨａからＡ原料ガス源容器Ｓａに流入して
、ＡｒガスをキャリアガスとしたＡｌＣ１ａガスをＡ反
応ガス導入口Ｎａから反応管に流入する。そうすると、
被成長基板Ｗ上に水分子のみが吸着し、既に吸着したＡ
ｌＣ１，と反応してへ１２０ａ分子層を形成する。第４
図（ｄｌにそのガスの流れ状態（矢印）を示している。
、オリフィス弁Ｏａを開けた状態でＡｒガスをキャリア
ガス流人口ＨｂからＡ原料ガス源容器ｓｂに流入して、
Ａｒガスをキャリアガスとした水蒸気をＢ反応ガス導入
口Ｎｂから反応管に流入し、同時に、Ａｒガスをキャリ
アガス流人口ＨａからＡ原料ガス源容器Ｓａに流入して
、ＡｒガスをキャリアガスとしたＡｌＣ１ａガスをＡ反
応ガス導入口Ｎａから反応管に流入する。そうすると、
被成長基板Ｗ上に水分子のみが吸着し、既に吸着したＡ
ｌＣ１，と反応してへ１２０ａ分子層を形成する。第４
図（ｄｌにそのガスの流れ状態（矢印）を示している。
この時、ＡｌＣ１，は被成長基板Ｗ上を通過しないため
に吸着されない。
に吸着されない。
次いで、開閉バルブｖｂ′を閉じ、オリフィス弁Ｏａ。
Ｏｂの両方を開け、開閉バルブＶｃ’を開けてＡｒガス
を不活性ガス導入口Ｎｃから流入して、Ａｒガスと共に
残留している水蒸気、＾ＩＣ１，ガスを排気して除去す
る。第４図（ｅｌはそのＡｒガスの流れ状態（矢印）図
である。
を不活性ガス導入口Ｎｃから流入して、Ａｒガスと共に
残留している水蒸気、＾ＩＣ１，ガスを排気して除去す
る。第４図（ｅｌはそのＡｒガスの流れ状態（矢印）図
である。
以上の操作において反応管内の圧力は１０Ｔｏｒｒから
変動しないようにオリフィス弁を調整するが、上記の操
作を３０００回繰り返して２０００人のアルミナ多結晶
薄膜を成長する。このように形成したアルミナ薄膜は反
応ガスの淀みがないために被成長基板面近傍での異常成
長がなく、従って、薄膜中に不純物粒子・異常成長が見
られず、無欠陥で絶縁耐圧の高いアルミナ薄膜が得られ
る。
変動しないようにオリフィス弁を調整するが、上記の操
作を３０００回繰り返して２０００人のアルミナ多結晶
薄膜を成長する。このように形成したアルミナ薄膜は反
応ガスの淀みがないために被成長基板面近傍での異常成
長がなく、従って、薄膜中に不純物粒子・異常成長が見
られず、無欠陥で絶縁耐圧の高いアルミナ薄膜が得られ
る。
このようなアルミナ薄膜はＥＬパネルの絶縁層として利
用して、ＥＬパネルの長寿命化など、その品質を向上さ
せることができる。
用して、ＥＬパネルの長寿命化など、その品質を向上さ
せることができる。
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明にかか
る薄膜の形成方法および形成装置によれば、異常成長膜
が薄膜中に含まれず、高品質な結晶薄ｎも多結晶薄膜が
得られ、半導体装置その他の電子デバイスの高性能化に
太き（役立つものである。
る薄膜の形成方法および形成装置によれば、異常成長膜
が薄膜中に含まれず、高品質な結晶薄ｎも多結晶薄膜が
得られ、半導体装置その他の電子デバイスの高性能化に
太き（役立つものである。
第１図は本発明の第１実施例にかかる薄膜形成装置の概
念図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は第１図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第３図は本発明の第２実施例にかかる薄膜形成装置の概
念図、 第４図（ａｌ〜＋ｅ）は第３図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第５図は従来の薄膜形成装置の概念図である。 図において、 １１は反応管、 Ｖａ、 Ｖｂはターボ分子ポンプ、 Ｏａ、 Ｏｂはオリフィス弁、 Ｗは被成長基板、 Ｐｏは圧力差計、 Ｐは圧力計、 Ｎｃは不活性ガス導入口、 ＮａはＡ原料ガス導入口、 ＮｂはＢ原料ガス導入口、 Ｖ ｃ’、 Ｖ ａ ’、 Ｖ ｂ’は開閉バルブ、Ｔ
ａ、 Ｔｂは吸着トラップ、 ＳａはＡ原料ガス源容器、 ｓｂはＢ原料ガス源容器、 Ｈａ、 Ｈｂはキャリアガス流入口 を示している。 シｔｉｔｔ ≧トイ６萌ｔｙ２２吏プ舟例にｙａｓ渾ｎ臭Ｐ／八゛へ
ズＥ作不琵省１又第３よ
念図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は第１図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第３図は本発明の第２実施例にかかる薄膜形成装置の概
念図、 第４図（ａｌ〜＋ｅ）は第３図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第５図は従来の薄膜形成装置の概念図である。 図において、 １１は反応管、 Ｖａ、 Ｖｂはターボ分子ポンプ、 Ｏａ、 Ｏｂはオリフィス弁、 Ｗは被成長基板、 Ｐｏは圧力差計、 Ｐは圧力計、 Ｎｃは不活性ガス導入口、 ＮａはＡ原料ガス導入口、 ＮｂはＢ原料ガス導入口、 Ｖ ｃ’、 Ｖ ａ ’、 Ｖ ｂ’は開閉バルブ、Ｔ
ａ、 Ｔｂは吸着トラップ、 ＳａはＡ原料ガス源容器、 ｓｂはＢ原料ガス源容器、 Ｈａ、 Ｈｂはキャリアガス流入口 を示している。 シｔｉｔｔ ≧トイ６萌ｔｙ２２吏プ舟例にｙａｓ渾ｎ臭Ｐ／八゛へ
ズＥ作不琵省１又第３よ
Claims (3)
- （１）反応管（１１）に流入する原料ガスの種類を一原
子層毎に切り換え、且つ、原料ガスの種類を切り換える
際に不活性ガスを流入して残留原料ガスを該不活性ガス
と共に除去し、且つ、一原子層毎に流れ方向を被成長基
板（Ｗ）の表面に対して逆方向に切り換えて成長するよ
うにしたことを特徴とする薄膜の形成方法。 - （２）前記原料ガスの反応管（１１）への流入・停止を
原料ガス源へのキャリアガスの流入・停止によっておこ
なうようにしたことを特徴とする請求項１記載の薄膜の
形成方法。 - （３）反応管（１１）の両側にそれぞれオリフィス弁（
Ｏａ、Ｏｂ）を介してターボ分子ポンプ（Ｖａ、Ｖｂ）
を配置し、該反応管の中心位置に被成長基板（Ｗ）と該
被成長基板（Ｗ）に対向した不活性ガス導入口（Ｎｃ）
を配置し、且つ、該中心位置と前記オリフィス弁との間
の両側にそれぞれ原料ガス導入口（Ｎａ、Ｎｂ）を配置
してなることを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227117A JP2712367B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227117A JP2712367B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274587A true JPH0274587A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2712367B2 JP2712367B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16855745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227117A Expired - Fee Related JP2712367B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712367B2 (ja) |
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| US10280509B2 (en) | 2001-07-16 | 2019-05-07 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63227117A patent/JP2712367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8282735B2 (en) | 2007-11-27 | 2012-10-09 | Asm Genitech Korea Ltd. | Atomic layer deposition apparatus |
| US8545940B2 (en) | 2007-11-27 | 2013-10-01 | Asm Genitech Korea Ltd. | Atomic layer deposition apparatus |
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|---|---|
| JP2712367B2 (ja) | 1998-02-10 |
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