JPH0793271B2 - 化学気相成長において使用する薄膜形成の原料、ならびにこの原料を使用して基板上に薄膜を形成する化学気相成長方法および装置 - Google Patents
化学気相成長において使用する薄膜形成の原料、ならびにこの原料を使用して基板上に薄膜を形成する化学気相成長方法および装置Info
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- JPH0793271B2 JPH0793271B2 JP11661291A JP11661291A JPH0793271B2 JP H0793271 B2 JPH0793271 B2 JP H0793271B2 JP 11661291 A JP11661291 A JP 11661291A JP 11661291 A JP11661291 A JP 11661291A JP H0793271 B2 JPH0793271 B2 JP H0793271B2
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学気相成長により基
板に薄膜を形成するときに使用する膜形成の原料、なら
びにこの原料を用いて薄膜を化学気相成長により形成す
る方法および装置に関する。
板に薄膜を形成するときに使用する膜形成の原料、なら
びにこの原料を用いて薄膜を化学気相成長により形成す
る方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】化学気相成長（ＣＶＤ）法は、原料ガスを
基板上に導き、熱分解還元等の化学反応を行わせ、基板
上に薄膜を形成する方法である。このＣＶＤ法は、例え
ば半導体ウェーハ等の表面に耐食材、耐摩耗材、硬化材
等、絶縁材の膜を形成するために用いられている。
基板上に導き、熱分解還元等の化学反応を行わせ、基板
上に薄膜を形成する方法である。このＣＶＤ法は、例え
ば半導体ウェーハ等の表面に耐食材、耐摩耗材、硬化材
等、絶縁材の膜を形成するために用いられている。
【０００３】ＣＶＤ法においてシリコンまたはシリコン
化合物の薄膜を形成するとき、モノシラン(ＳｉＨ4)、
ジシラン(ＳｉＨ4）などがその原料として使用されてい
る。図２は、これら原料を用いてＣＶＤ法によりシリコ
ンまたはシリコン化合物の薄膜を形成する従来のプラズ
マＣＶＤ装置の概略図を示す。
化合物の薄膜を形成するとき、モノシラン(ＳｉＨ4)、
ジシラン(ＳｉＨ4）などがその原料として使用されてい
る。図２は、これら原料を用いてＣＶＤ法によりシリコ
ンまたはシリコン化合物の薄膜を形成する従来のプラズ
マＣＶＤ装置の概略図を示す。
【０００４】図２において、反応容器１の中に、それぞ
れが互い違いにでかつ平行に並べられた２組の電極２
ａ、２ｂが配置され、その反応容器１の周囲を取り巻く
ようにコイルから成る加熱手段３が配置されている。電
極２ａ、２ｂの両側（ただし、両端の電極には内側）に
基板４が配置されている。それら電極に接続された高周
波電源２ｃにより、電極間にプラズマを発生させること
ができる。
れが互い違いにでかつ平行に並べられた２組の電極２
ａ、２ｂが配置され、その反応容器１の周囲を取り巻く
ようにコイルから成る加熱手段３が配置されている。電
極２ａ、２ｂの両側（ただし、両端の電極には内側）に
基板４が配置されている。それら電極に接続された高周
波電源２ｃにより、電極間にプラズマを発生させること
ができる。
【０００５】反応容器１の上流には、バルブ５および流
量コントローラ６を介して、膜形成の原料を貯蔵する貯
蔵容器７ａ、７ｂ、７ｃが連結されている。各貯蔵容器
には、たとえばＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Cl2などが
貯蔵される。同様に、反応容器１には、バルブ５′およ
び流量コントローラ６′を介して、薄膜形成の原料と反
応して所定の薄膜を形成するのに必要なキャリアガスを
貯蔵する貯蔵容器８ａ〜８ｅが連結されている。各貯蔵
容器には、たとえばＮＨ3、Ｎ2Ｏ、Ｎ2、Ｏ2、ＣＨ4な
どが貯蔵される。
量コントローラ６を介して、膜形成の原料を貯蔵する貯
蔵容器７ａ、７ｂ、７ｃが連結されている。各貯蔵容器
には、たとえばＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Cl2などが
貯蔵される。同様に、反応容器１には、バルブ５′およ
び流量コントローラ６′を介して、薄膜形成の原料と反
応して所定の薄膜を形成するのに必要なキャリアガスを
貯蔵する貯蔵容器８ａ〜８ｅが連結されている。各貯蔵
容器には、たとえばＮＨ3、Ｎ2Ｏ、Ｎ2、Ｏ2、ＣＨ4な
どが貯蔵される。
【０００６】反応容器１の下流には、反応容器を真空に
するための真空装置９が連結され、反応容器内の圧力を
制御するための圧力制御装置１０が反応容器１と真空装
置９との間に設置されている。
するための真空装置９が連結され、反応容器内の圧力を
制御するための圧力制御装置１０が反応容器１と真空装
置９との間に設置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような装置におい
て使用する原料となるシリコン化合物は可燃性が高く、
非常に危険で、その取り扱いが難しく、リークなどで空
気中に放出されただけでも爆発的に燃焼をおこし、爆発
事故、火災事故につながることが一般的に知られてい
る。そこで、このような事故を防止するために、リーク
防止装置、安全装置等を設けているが、このことは、装
置全体を複雑化し、製造コストを引き上げ、さらにラン
ニングコストを上昇させていた。さらにまた、薄膜形成
のための操作の外に、安全管理のための定期検査を必要
とするため、装置の可動率が低下せざるを得なかった。
て使用する原料となるシリコン化合物は可燃性が高く、
非常に危険で、その取り扱いが難しく、リークなどで空
気中に放出されただけでも爆発的に燃焼をおこし、爆発
事故、火災事故につながることが一般的に知られてい
る。そこで、このような事故を防止するために、リーク
防止装置、安全装置等を設けているが、このことは、装
置全体を複雑化し、製造コストを引き上げ、さらにラン
ニングコストを上昇させていた。さらにまた、薄膜形成
のための操作の外に、安全管理のための定期検査を必要
とするため、装置の可動率が低下せざるを得なかった。
【０００８】ところで、従来の薄膜の原料とキャリアガ
スとの反応は分解、結合、成膜反応という反応行程をた
どる。たとえば、原料をＳｉＨ4とし、キャリアガスを
ＮＨ3としたとき、まずケイ素と水素の分解、窒素と水
素の分解という分解反応がおこり、それからケイ素と窒
素の結合反応がおこり、最終的に、Ｓｉ3Ｎ4という窒化
膜が基板上に形成される。このような複雑な反応の制御
をすることは非常に難しく、そのため膜厚の制御、膜質
の制御が非常に困難となっていた。さらに、下地に対す
る段差被膜性（ステップカバレージ）も悪かった。
スとの反応は分解、結合、成膜反応という反応行程をた
どる。たとえば、原料をＳｉＨ4とし、キャリアガスを
ＮＨ3としたとき、まずケイ素と水素の分解、窒素と水
素の分解という分解反応がおこり、それからケイ素と窒
素の結合反応がおこり、最終的に、Ｓｉ3Ｎ4という窒化
膜が基板上に形成される。このような複雑な反応の制御
をすることは非常に難しく、そのため膜厚の制御、膜質
の制御が非常に困難となっていた。さらに、下地に対す
る段差被膜性（ステップカバレージ）も悪かった。
【０００９】そこで、本願発明の目的は、ＣＶＤ法によ
りさまざまなシリコン膜等を基板上に形成する際に安全
かつ膜形成反応の制御が容易な膜形成の原料を提供する
ことである。
りさまざまなシリコン膜等を基板上に形成する際に安全
かつ膜形成反応の制御が容易な膜形成の原料を提供する
ことである。
【００１０】本発明の他の目的は、シリコン膜等を基板
上に形成する際に安全かつ膜形成反応制御が容易な膜形
成の原料を利用してＣＶＤ法により良好な膜厚、膜質を
もつ薄膜を形成する方法を提供することである。
上に形成する際に安全かつ膜形成反応制御が容易な膜形
成の原料を利用してＣＶＤ法により良好な膜厚、膜質を
もつ薄膜を形成する方法を提供することである。
【００１１】さらに、本発明の目的は、シリコン膜を基
板上に形成する際に安全かつ薄膜形成反応制御の容易な
膜形成の原料を利用してＣＶＤ法により良好な膜厚、膜
質をもつ薄膜を形成する装置を提供することである。
板上に形成する際に安全かつ薄膜形成反応制御の容易な
膜形成の原料を利用してＣＶＤ法により良好な膜厚、膜
質をもつ薄膜を形成する装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の化学気相成長に
おいて使用する膜形成の原料は、化学式ＨxＳｉ（Ｎ
Ｒ2）4-xで示される。ここで、Ｒがアルキル基で、ｘ＝
０、１、２、３である。
おいて使用する膜形成の原料は、化学式ＨxＳｉ（Ｎ
Ｒ2）4-xで示される。ここで、Ｒがアルキル基で、ｘ＝
０、１、２、３である。
【００１３】本発明の基板に化学気相成長により膜を形
成する方法は、a)化学式ＨxＳｉ（ＮＲ2）4-xで示され
る膜形成の原料を用意する工程と、b)原料をガス化する
工程と、c)ガス化した原料の流量を制御して基板が配置
された反応容器内に供給する工程と、d)供給されたガス
を基板上で分解反応させる工程と、e)所望の膜厚が形成
されるまでガスの分解反応を維持する工程とから成るも
のである。
成する方法は、a)化学式ＨxＳｉ（ＮＲ2）4-xで示され
る膜形成の原料を用意する工程と、b)原料をガス化する
工程と、c)ガス化した原料の流量を制御して基板が配置
された反応容器内に供給する工程と、d)供給されたガス
を基板上で分解反応させる工程と、e)所望の膜厚が形成
されるまでガスの分解反応を維持する工程とから成るも
のである。
【００１４】ここで、供給された原料ガスの圧力は常圧
であっても、０．５〜５０Ｔｏｒｒの低圧でもよい。
であっても、０．５〜５０Ｔｏｒｒの低圧でもよい。
【００１５】本発明の基板に化学気相成長により膜を形
成する方法は、さらに分離ガスをその流量を制御して、
供給された原料ガスと反応容器内で混合する工程を含ん
でもよい。
成する方法は、さらに分離ガスをその流量を制御して、
供給された原料ガスと反応容器内で混合する工程を含ん
でもよい。
【００１６】基板に形成すべき膜がシリコン窒化膜であ
るときは、分離ガスが水素、窒素またはアンモニアガス
であり、基板に形成すべき膜がシリコン酸化膜であると
きは、分離ガスが酸素ガス、オゾンまたは一酸化二窒素
であり、基板に形成すべき膜がシリコン窒化酸化膜であ
るときは、分離ガスが酸素ガスおよびアンモニアガスま
たは一酸化二窒素であり、基板に形成すべき膜がシリコ
ン炭化膜であるときは、分離ガスが四塩化炭素ガスであ
る。
るときは、分離ガスが水素、窒素またはアンモニアガス
であり、基板に形成すべき膜がシリコン酸化膜であると
きは、分離ガスが酸素ガス、オゾンまたは一酸化二窒素
であり、基板に形成すべき膜がシリコン窒化酸化膜であ
るときは、分離ガスが酸素ガスおよびアンモニアガスま
たは一酸化二窒素であり、基板に形成すべき膜がシリコ
ン炭化膜であるときは、分離ガスが四塩化炭素ガスであ
る。
【００１７】本発明の基板に化学気相成長により膜を堆
積させる装置は、a)真空装置により真空排気され、基板
が中に配置される反応容器と、b)該容器に流量コントロ
ーラを介して連結され、化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xで示
されるところの膜形成の原料を貯蔵する貯蔵容器と、c)
反応容器内に流入される原料を基板上で分解反応させる
手段と、d)反応容器内の廃ガスを排出する排出手段と、
から成るものである。
積させる装置は、a)真空装置により真空排気され、基板
が中に配置される反応容器と、b)該容器に流量コントロ
ーラを介して連結され、化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xで示
されるところの膜形成の原料を貯蔵する貯蔵容器と、c)
反応容器内に流入される原料を基板上で分解反応させる
手段と、d)反応容器内の廃ガスを排出する排出手段と、
から成るものである。
【００１８】本発明の基板に化学気相成長により膜を形
成する装置は反応容器に流量コントローラを介して連結
される分離ガスを貯蔵する貯蔵容器をさらに含んでもよ
い。
成する装置は反応容器に流量コントローラを介して連結
される分離ガスを貯蔵する貯蔵容器をさらに含んでもよ
い。
【００１９】
【作用】本発明の化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xで示される
膜形成の原料は空気とは全く反応しないため安全であ
る。
膜形成の原料は空気とは全く反応しないため安全であ
る。
【００２０】本発明の上記膜形成の原料には、その中に
Ｓｉ−Ｎ結合を有しているため、適切な分離ガスを用い
ることにより、不要な要素が原料ガスから分離され、基
板上に所望の薄膜が形成される。たとえば、シリコン窒
化膜（Ｓi3Ｎ4）を形成する場合、分離ガスとして水素
またはアンモニアを用いると、原料ガスからメチル基が
分離されるとともに成膜反応して基板上にシリコン窒化
膜が形成される。
Ｓｉ−Ｎ結合を有しているため、適切な分離ガスを用い
ることにより、不要な要素が原料ガスから分離され、基
板上に所望の薄膜が形成される。たとえば、シリコン窒
化膜（Ｓi3Ｎ4）を形成する場合、分離ガスとして水素
またはアンモニアを用いると、原料ガスからメチル基が
分離されるとともに成膜反応して基板上にシリコン窒化
膜が形成される。
【００２１】
【実施例】図１は本発明の化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xで
示される膜形成の原料を用いて、プラズマＣＶＤ法によ
り基板上に薄膜を形成する装置を示す。図１において図
２に示す装置の要素と同じ要素については同一の符号が
付されている。
示される膜形成の原料を用いて、プラズマＣＶＤ法によ
り基板上に薄膜を形成する装置を示す。図１において図
２に示す装置の要素と同じ要素については同一の符号が
付されている。
【００２２】図１に示す装置において、反応容器１の中
に、それぞれが互い違いにでかつ平行に並べられた２組
の電極２ａ、２ｂが配置され、その反応容器１の周囲を
取り巻くようにコイルから成る加熱手段３が配置されて
いる。電極２ａ、２ｂの両側（ただし、両端の電極には
内側）に基板４が配置されている。それら電極に接続さ
れた高周波電源２ｃにより、電極間にプラズマを発生さ
せることができる。
に、それぞれが互い違いにでかつ平行に並べられた２組
の電極２ａ、２ｂが配置され、その反応容器１の周囲を
取り巻くようにコイルから成る加熱手段３が配置されて
いる。電極２ａ、２ｂの両側（ただし、両端の電極には
内側）に基板４が配置されている。それら電極に接続さ
れた高周波電源２ｃにより、電極間にプラズマを発生さ
せることができる。
【００２３】反応容器１の上流には、バルブ５および流
量コントローラ６を介して、膜形成の原料を貯蔵する貯
蔵容器７が連結されている。本発明の膜形成の原料は室
温で液状でるため、原料をガス化するためにヒータ７ａ
が設けられている。
量コントローラ６を介して、膜形成の原料を貯蔵する貯
蔵容器７が連結されている。本発明の膜形成の原料は室
温で液状でるため、原料をガス化するためにヒータ７ａ
が設けられている。
【００２４】反応容器１には、バルブ５′および流量コ
ントローラ６′を介して、膜形成の原料と分離反応して
所定の薄膜を形成する分離ガスを貯蔵する貯蔵容器８が
連結されている。
ントローラ６′を介して、膜形成の原料と分離反応して
所定の薄膜を形成する分離ガスを貯蔵する貯蔵容器８が
連結されている。
【００２５】反応容器１の下流には、反応容器を真空に
するための真空装置９が連結され、反応容器内の圧力を
制御するための圧力制御装置１０が反応容器１と真空装
置９との間に設置されている。
するための真空装置９が連結され、反応容器内の圧力を
制御するための圧力制御装置１０が反応容器１と真空装
置９との間に設置されている。
【００２６】上記装置は、好適な装置であるが、この外
に常圧下で反応を行うプラズマＣＶＤ装置、熱ＣＶＤ装
置、すなわち基板を高温に加熱してその表面でに化学反
応により膜を生成する装置（減圧ＣＶＤ法、常圧力ＣＶ
Ｄ法の場合も含む）を用いても良い。
に常圧下で反応を行うプラズマＣＶＤ装置、熱ＣＶＤ装
置、すなわち基板を高温に加熱してその表面でに化学反
応により膜を生成する装置（減圧ＣＶＤ法、常圧力ＣＶ
Ｄ法の場合も含む）を用いても良い。
【００２７】化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xの１つであるト
リジメチルアミンシリコン（以下ＴＤＭＡＳという）を
原料として、かつアンモニアを分離ガスとして上記装置
を用いて基板上にシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）を形成す
る操作について以下に説明する。
リジメチルアミンシリコン（以下ＴＤＭＡＳという）を
原料として、かつアンモニアを分離ガスとして上記装置
を用いて基板上にシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）を形成す
る操作について以下に説明する。
【００２８】複数の基板４を反応容器１内に平行に設置
された電極２ａ、ｂの上に、互いに向かい合うように配
置し、反応容器１を真空装置により真空排気する。そし
て、加熱手段３により基板４の温度を１００〜４００℃
となるように、加熱維持する。
された電極２ａ、ｂの上に、互いに向かい合うように配
置し、反応容器１を真空装置により真空排気する。そし
て、加熱手段３により基板４の温度を１００〜４００℃
となるように、加熱維持する。
【００２９】一方、ＴＤＭＡＳを貯蔵する貯蔵容器７を
ヒータ７ａにより５０℃〜１００℃に加熱する。これ
は、原料となるＴＤＭＡＳは室温では液体であるからで
ある。これにより、ＴＤＭＡＳはガス化する。生成した
原料ガスを流量コントローラ６により１００〜５００ｃ
ｃ/minに流量を制御しながらバルブ５を経由して反応容
器１へと導入する。ここで、好適例として、原料をＴＤ
ＭＡＳを用いたが、化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xの他の例
のモノジメチルアミンシリコン、ジジメチルアミンシリ
コン等もまた、ＴＤＭＡＳ同様に良好な膜厚、膜質を得
られる。
ヒータ７ａにより５０℃〜１００℃に加熱する。これ
は、原料となるＴＤＭＡＳは室温では液体であるからで
ある。これにより、ＴＤＭＡＳはガス化する。生成した
原料ガスを流量コントローラ６により１００〜５００ｃ
ｃ/minに流量を制御しながらバルブ５を経由して反応容
器１へと導入する。ここで、好適例として、原料をＴＤ
ＭＡＳを用いたが、化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xの他の例
のモノジメチルアミンシリコン、ジジメチルアミンシリ
コン等もまた、ＴＤＭＡＳ同様に良好な膜厚、膜質を得
られる。
【００３０】一方、分離ガスの貯蔵容器８に貯蔵され、
自然気化したアンモニアガスを流量コントローラ６′に
より１〜１０リットル/minに流量を制御しながらバルブ
５′を経由して反応容器１へと導入する。
自然気化したアンモニアガスを流量コントローラ６′に
より１〜１０リットル/minに流量を制御しながらバルブ
５′を経由して反応容器１へと導入する。
【００３１】導入された各々のガスは、既に真空装置９
により真空排気された反応容器１内で混合される。反応
容器１内の圧力が０．５〜５０Ｔｏｒｒとなるように圧
力制御装置により圧力を調整する。
により真空排気された反応容器１内で混合される。反応
容器１内の圧力が０．５〜５０Ｔｏｒｒとなるように圧
力制御装置により圧力を調整する。
【００３２】反応条件が安定したところで高周波電源２
ｃにより電極２ａ、ｂに電圧を印加する。これにより、
電極間にあるガスはプラズマ化し、分離ガスによる原料
ガスの分離反応、すなわちメチル基が分離され、シリコ
ン窒化膜が基板上に形成される。このように、ＴＤＭＡ
Ｓを使用することにより、分解反応が生じる同時に成膜
反応が生じ、そのため反応工程が単純化する。このこと
は、在来の原料を使用したとき、膜の形成には分解反
応、結合反応、成膜反応を経なけばならなかったことと
対照的である。
ｃにより電極２ａ、ｂに電圧を印加する。これにより、
電極間にあるガスはプラズマ化し、分離ガスによる原料
ガスの分離反応、すなわちメチル基が分離され、シリコ
ン窒化膜が基板上に形成される。このように、ＴＤＭＡ
Ｓを使用することにより、分解反応が生じる同時に成膜
反応が生じ、そのため反応工程が単純化する。このこと
は、在来の原料を使用したとき、膜の形成には分解反
応、結合反応、成膜反応を経なけばならなかったことと
対照的である。
【００３３】成膜中に生じた副生成物、未反応ガスは真
空排気装置９により排ガス処理システム（図示せず）へ
と排気される。
空排気装置９により排ガス処理システム（図示せず）へ
と排気される。
【００３４】ここで、分離ガスとしてアンモニアガスを
用いたが、基板に形成すべき膜がシリコン窒化膜である
ときは水素またはアンモニアガスを、基板に形成すべき
膜がシリコン酸化膜であるときは酸素ガスを、基板に形
成すべき膜がシリコン窒化酸化膜であるときは酸素ガス
またはアンモニアガスを、基板に形成すべき膜がシリコ
ン炭化膜であるときは四塩化炭素ガスを用いる。
用いたが、基板に形成すべき膜がシリコン窒化膜である
ときは水素またはアンモニアガスを、基板に形成すべき
膜がシリコン酸化膜であるときは酸素ガスを、基板に形
成すべき膜がシリコン窒化酸化膜であるときは酸素ガス
またはアンモニアガスを、基板に形成すべき膜がシリコ
ン炭化膜であるときは四塩化炭素ガスを用いる。
【００３５】図３は、上記工程により形成された膜のフ
ーリエ変換赤外線吸収分光分析のグラフである。図３に
示すように、Ｓｉ−Ｎに鋭いピークをもち、したがっ
て、成膜が窒化膜であることが確認された。
ーリエ変換赤外線吸収分光分析のグラフである。図３に
示すように、Ｓｉ−Ｎに鋭いピークをもち、したがっ
て、成膜が窒化膜であることが確認された。
【００３６】本発明にしたがった薄膜生成工程におけ
る、薄膜の堆積速度と高周波電源出力との関係を図４に
示す。この図から分かるように堆積速度と高周波電源出
力との関係が単純であり、したがって、堆積速度と成膜
（堆積）時間を制御することにより、任意の膜厚を形成
できる。
る、薄膜の堆積速度と高周波電源出力との関係を図４に
示す。この図から分かるように堆積速度と高周波電源出
力との関係が単純であり、したがって、堆積速度と成膜
（堆積）時間を制御することにより、任意の膜厚を形成
できる。
【００３７】本発明のＴＤＭＡＳを用いて生成した窒化
膜と在来の原料を用いて生成した窒化膜の圧縮応力と屈
折率を以下の表に示す。 表 原料 圧縮応力（×109（dyn/cm2） 屈折率 ＴＤＭＡＳ＋ＮＨ3 ０．８〜１．２ １．９５ ＳｉＨ4＋ＮＨ3 ３〜５ ２．０５ この表より明らかなように、本発明に従って成膜をする
と従来と比べて圧縮応力が小さい。したがって、たとえ
ば基板上にアルミニウムが配線されているとき、この上
に本発明に従ってシリコン窒化膜を形成すると、アルミ
ニウムへの負荷が従来よりも非常に減少し、良好な被膜
を形成できる。
膜と在来の原料を用いて生成した窒化膜の圧縮応力と屈
折率を以下の表に示す。 表 原料 圧縮応力（×109（dyn/cm2） 屈折率 ＴＤＭＡＳ＋ＮＨ3 ０．８〜１．２ １．９５ ＳｉＨ4＋ＮＨ3 ３〜５ ２．０５ この表より明らかなように、本発明に従って成膜をする
と従来と比べて圧縮応力が小さい。したがって、たとえ
ば基板上にアルミニウムが配線されているとき、この上
に本発明に従ってシリコン窒化膜を形成すると、アルミ
ニウムへの負荷が従来よりも非常に減少し、良好な被膜
を形成できる。
【００３８】図５は、ＴＤＭＡの膜形成の原料を用い
て、段差のある基板上に形成された薄膜と在来の原料を
用いて基板上に形成された薄膜の断面を示す。この図か
ら明らかなように、本発明に従って形成された薄膜の下
地段差被覆性は従来のものに比べて優れている。
て、段差のある基板上に形成された薄膜と在来の原料を
用いて基板上に形成された薄膜の断面を示す。この図か
ら明らかなように、本発明に従って形成された薄膜の下
地段差被覆性は従来のものに比べて優れている。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の膜形成の
原料を用いることにより、爆発、火災等の危険性がなく
なり、また装置が簡素化し、また装置の操作が単純化
し、さらに装置の製造コストが低下する。さらにまた、
本発明にしたがうことにより良好な膜質を形成でき、さ
らに膜厚を容易に制御できる。
原料を用いることにより、爆発、火災等の危険性がなく
なり、また装置が簡素化し、また装置の操作が単純化
し、さらに装置の製造コストが低下する。さらにまた、
本発明にしたがうことにより良好な膜質を形成でき、さ
らに膜厚を容易に制御できる。
【図１】本発明の膜形成の原料を用いて、プラズマＣＶ
Ｄ法により基板上に薄膜を形成する装置を示す。
Ｄ法により基板上に薄膜を形成する装置を示す。
【図２】在来の膜形成の原料を用いて、プラズマＣＶＤ
法により基板上に薄膜を形成する装置を示す。
法により基板上に薄膜を形成する装置を示す。
【図３】ＴＤＭＡの膜形成の原料を用いて基板上に形成
された薄膜が窒化膜であることを示すスペクトルグラフ
である。
された薄膜が窒化膜であることを示すスペクトルグラフ
である。
【図４】本発明にしたがった薄膜生成工程における薄膜
の堆積速度と高周波電源出力との関係を示す。
の堆積速度と高周波電源出力との関係を示す。
【図５】ＴＤＭＡの膜形成の原料を用いて基板上に形成
された薄膜と在来の原料を用いて基板上に形成された薄
膜の断面を示す。
された薄膜と在来の原料を用いて基板上に形成された薄
膜の断面を示す。
【符号の説明】 １ 反応容器 ２ａ，ｂ 電極 ２ｃ 高周波電源 ３ 加熱手段 ４ 基板 ５、５′ バルブ ６、６′ 流量コントローラ ７ 原料貯蔵容器 ７ａ ヒータ ８ 分離ガス貯蔵容器 ９ 真空装置 １０ 圧力制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 英明 神奈川県座間市小松原２−5275−１ 105 号
Claims (17)
- 【請求項１】基板に化学気相成長により膜を形成する方
法であって、 a) 化学式ＨxＳｉ（ＮＲ2）4-xで示され、ここでＲが
アルキル基で、ｘ＝０、１、２、３である膜形成の原料
を用意する工程と、 b) 前記原料をガス化する工程と、 c) ガス化した原料の流量を制御して、基板が配置され
た反応容器内に供給する工程と、 d) 前記供給されたガスを前記基板上で分解反応させる
工程と、 e) 所望の膜厚が形成されるまでガスの分解反応を維持
する工程と、 から成る方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の方法であって、 前記供給されたガスの圧力が常圧である、ところの方
法。 - 【請求項３】請求項１に記載の方法であって、 前記供給されたガスの圧力が０．５〜５０Ｔｏｒｒであ
る、ところの方法。 - 【請求項４】請求項２または３に記載の方法であって、 前記分解反応工程が、プラズマを発生させて分解反応さ
せる工程である、ところの方法。 - 【請求項５】請求項２または３に記載の方法であって、 前記分解反応工程が、前記基板を加熱することにより分
解反応させる工程である、ところの方法 - 【請求項６】請求項１に記載の方法であって、 さらに、前記分離ガスをその流量を制御して前記供給さ
れたガスと前記反応容器内で混合する工程を含む方法。 - 【請求項７】請求項６に記載に方法であって、 前記分解反応工程が、前記基板を加熱してから前記反応
容器内に原料および分離ガスを供給し、プラズマを発生
させ分離反応させる工程である、ところの方法。 - 【請求項８】請求項７に記載の方法であって、 基板に形成すべき膜がシリコン窒化膜であるときは、前
記分離ガスが水素、窒素またはアンモニアガスである、
ところの方法。 - 【請求項９】請求項７に記載の方法であって、 基板に形成すべき膜がシリコン酸化膜であるときは、前
記分離ガスが酸素ガス、オゾンまたは一酸化二窒素であ
る、ところの方法。 - 【請求項１０】請求項７に記載の方法であって、 基板に形成すべき膜がシリコン窒化酸化膜であるとき
は、前記分離ガスが酸素ガスおよびアンモニアガス、ま
たは一酸化二窒素である、ところの方法。 - 【請求項１１】請求項７に記載の方法であって、 基板に形成すべき膜がシリコン炭化膜であるときは、前
記分離四塩化炭素ガスである、ところの方法。 - 【請求項１２】基板に化学気相成長により膜を形成する
装置であって、 a) 真空装置により真空排気され、基板が中に配置され
る反応容器と、 b) 該容器に流量コントローラを介して連結され、 化学式ＨxＳｉ(ＮＲ2)4-xで示され、Ｒがアルキル基
で、ｘ＝０、１、２、３であるところの膜形成の原料を
貯蔵する貯蔵容器と、 c) 前記反応容器内に流入される前記原料を前記基板上
で分離反応させる手段と、 d) 前記反応容器内の廃ガスを排出する排出手段と、 から成る装置。 - 【請求項１３】請求項１２に記載の装置であって、 前記反応容器に流量コントローラを介して連結される分
離ガスを貯蔵する貯蔵容器をさらに含む、ところの装
置。 - 【請求項１４】請求項１２に記載の装置であって、 前記原料をガス化するための手段をさらに含む、ところ
の装置。 - 【請求項１５】請求項１２に記載の装置であって、 前記分離反応手段が、基板が上に配置される電極、およ
び該電極に接続された高周波電源から成る、ところの装
置。 - 【請求項１６】膜を形成する基板の近傍にガス状態で供
給し、化学反応により基板上に膜を形成する化学気相成
長において使用する、化学式ＨxＳi（ＮＲ2)4-xで示さ
れ、Ｒがアルキル基で、ｘ＝０、１、２、３であるとこ
ろの膜形成の原料。 - 【請求項１７】化学式ＨxＳｉ（ＮＲ2）4-xで示され、
Ｒがアルキル基で、ｘ＝０、１、２、３であるところの
膜形成の原料をガス化して分離ガスと混合し、そのガス
を加熱された基板の近傍に流し、基板上で前記原料ガス
を分解反応することにより基板上に形成された窒化膜を
有して成る基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11661291A JPH0793271B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 化学気相成長において使用する薄膜形成の原料、ならびにこの原料を使用して基板上に薄膜を形成する化学気相成長方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11661291A JPH0793271B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 化学気相成長において使用する薄膜形成の原料、ならびにこの原料を使用して基板上に薄膜を形成する化学気相成長方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251354A JPH05251354A (ja) | 1993-09-28 |
| JPH0793271B2 true JPH0793271B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=14691488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11661291A Expired - Lifetime JPH0793271B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 化学気相成長において使用する薄膜形成の原料、ならびにこの原料を使用して基板上に薄膜を形成する化学気相成長方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793271B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6365231B2 (en) | 1998-06-26 | 2002-04-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ammonium halide eliminator, chemical vapor deposition system and chemical vapor deposition process |
| JP4496401B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2010-07-07 | 三菱電機株式会社 | プラズマｃｖｄ装置および太陽電池の製造方法 |
| JP2003124460A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-25 | Atsushi Ogura | ゲート酸化膜、素子、ゲート酸化膜形成方法、ゲート酸化膜形成材料 |
-
1991
- 1991-04-22 JP JP11661291A patent/JPH0793271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05251354A (ja) | 1993-09-28 |
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