JPS5982720A - 光気相成長法 - Google Patents
光気相成長法Info
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- JPS5982720A JPS5982720A JP57193206A JP19320682A JPS5982720A JP S5982720 A JPS5982720 A JP S5982720A JP 57193206 A JP57193206 A JP 57193206A JP 19320682 A JP19320682 A JP 19320682A JP S5982720 A JPS5982720 A JP S5982720A
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- Japan
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- excited
- gas
- substrate
- film
- sensitizer
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C16/48—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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
- C23C16/482—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 by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/24—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using chemical vapour deposition [CVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3404—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being Group IVA materials
- H10P14/3411—Silicon, silicon germanium or germanium
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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】
本発明は反応ガスを混合させて基板上に膜を形成する所
謂化学気相成長法に関し、特に、光のエネルギーによっ
て化学反応を促進させる光気相成長法に関する。
謂化学気相成長法に関し、特に、光のエネルギーによっ
て化学反応を促進させる光気相成長法に関する。
従来、気相成長法（ケミカルベーバーデポジッション、
以下ＣＶＤと称す）は反応ガスの混合気体を数百度以上
の高温、例えば半導体素子製作工程に於いては通常４０
０〜９００℃の温度にまでに熱せられた基板上に導き化
学反応を生ぜしめるものであった。この様な高温度に於
ける膜成長では膜の成長時間中基板が高温度に熱せられ
ている為に、該基板の特性が熱の為に変化してしまうと
いう問題があった。特に基板が集積回路装置ｔ−製作す
る為のシリコンウェハーでおりかつウェハー中に不純物
が拡散されていた場合には不純物の再拡散が膜成長中に
生じてしまうという欠点があった。更に又シリコンウェ
ハーにアルミ配線が形成されている場合にはアルミの融
点が６５０℃前後と低い為に高温の膜成長は行いえない
という問題もおった。
以下ＣＶＤと称す）は反応ガスの混合気体を数百度以上
の高温、例えば半導体素子製作工程に於いては通常４０
０〜９００℃の温度にまでに熱せられた基板上に導き化
学反応を生ぜしめるものであった。この様な高温度に於
ける膜成長では膜の成長時間中基板が高温度に熱せられ
ている為に、該基板の特性が熱の為に変化してしまうと
いう問題があった。特に基板が集積回路装置ｔ−製作す
る為のシリコンウェハーでおりかつウェハー中に不純物
が拡散されていた場合には不純物の再拡散が膜成長中に
生じてしまうという欠点があった。更に又シリコンウェ
ハーにアルミ配線が形成されている場合にはアルミの融
点が６５０℃前後と低い為に高温の膜成長は行いえない
という問題もおった。
近年これらの問題を解決し之膜成長法として光エネルギ
ーを利用したＣＶＤ法が行なわれる様になった。この光
エネルギーを利用してＣＶＤ （以下光ＣＶＤと略す）
法は基板上に反応ガスを導くと共に紫外光を基板に照射
し、光エネルギーにより反応ガスの少くも一部を励起状
態にし化学反応を起させるものでおる。この光ＣＶＤ法
に依れば、化学反応は基本的に光エネルギーによって進
行させられるから、基板の温度は高い必要がなく、室温
からの膜成長が可能でおるという利点がある。しかしな
がら従来の光ＣＶＤ法の大きな欠点は成長速度が遅い点
にある。即ち水銀ガスを増感剤として反応ガスに混合さ
せて膜成長を行う水銀増感法に於いても、シリコン酸化
膜’ｔＳｉＨ４とＮ２０の混合ガスから成長させる場合
には１５０Ａ／ｍ、又Ｓｔａ、とＮＨ３からシリコン窒
化膜を成長させる場合には５０λ／１位の成長速度しか
得られない。この様な成長速度の小ささは紫外光によっ
て励起させる反応ガス分子の活性種が少ない事に依るも
のと考えられる。従ってこの活性種を増加させる為には
光源の大出力化を図り基板を照射する光子数を増大させ
る必要があるが、この光源の大出力化には技術的に困難
な問題があり光子数を増大させるのは難しかった。又、
水銀ガスを増感剤として用いず直接反応ガス分子を光子
によって励起する直接励起法による光ＣＶＤ法に於いて
は更に膜の成長速度が小さく、より大出力の光源が必要
とされていた。
ーを利用したＣＶＤ法が行なわれる様になった。この光
エネルギーを利用してＣＶＤ （以下光ＣＶＤと略す）
法は基板上に反応ガスを導くと共に紫外光を基板に照射
し、光エネルギーにより反応ガスの少くも一部を励起状
態にし化学反応を起させるものでおる。この光ＣＶＤ法
に依れば、化学反応は基本的に光エネルギーによって進
行させられるから、基板の温度は高い必要がなく、室温
からの膜成長が可能でおるという利点がある。しかしな
がら従来の光ＣＶＤ法の大きな欠点は成長速度が遅い点
にある。即ち水銀ガスを増感剤として反応ガスに混合さ
せて膜成長を行う水銀増感法に於いても、シリコン酸化
膜’ｔＳｉＨ４とＮ２０の混合ガスから成長させる場合
には１５０Ａ／ｍ、又Ｓｔａ、とＮＨ３からシリコン窒
化膜を成長させる場合には５０λ／１位の成長速度しか
得られない。この様な成長速度の小ささは紫外光によっ
て励起させる反応ガス分子の活性種が少ない事に依るも
のと考えられる。従ってこの活性種を増加させる為には
光源の大出力化を図り基板を照射する光子数を増大させ
る必要があるが、この光源の大出力化には技術的に困難
な問題があり光子数を増大させるのは難しかった。又、
水銀ガスを増感剤として用いず直接反応ガス分子を光子
によって励起する直接励起法による光ＣＶＤ法に於いて
は更に膜の成長速度が小さく、より大出力の光源が必要
とされていた。
従って本発明の目的は、上記の問題点金除去した膜の成
長速度の大きい光ＣＶＤ法を提供する事である。
長速度の大きい光ＣＶＤ法を提供する事である。
本発明の光ＣＶＤ法には、反応ガスの一部もしくは反応
ガスの一部と水銀を含む増感剤を、反応炉に導く前に予
め紫外光により励起しておき、更に反応炉内で他のガス
と混合後反応金生ぜしめる段階で再び紫外光を照射する
事ｔＷ徴とする。
ガスの一部と水銀を含む増感剤を、反応炉に導く前に予
め紫外光により励起しておき、更に反応炉内で他のガス
と混合後反応金生ぜしめる段階で再び紫外光を照射する
事ｔＷ徴とする。
本発明の光ＣＶＤ法に於いては、反応ガスの一部もしく
は反応ガスの一部と増感剤が反応炉に入る前に充分励起
状態におかれているから、反応炉に導かれた段階で励起
された分子の密度が大きくその上更に反応炉内で再び紫
外光によシ照射されるから、より密度が高くなる。従っ
て反応音生じさせる為ガスを混合した段階で反応が速や
かに起夛膜成長速度が非常に大きくなるという利点をも
つ様になる。
は反応ガスの一部と増感剤が反応炉に入る前に充分励起
状態におかれているから、反応炉に導かれた段階で励起
された分子の密度が大きくその上更に反応炉内で再び紫
外光によシ照射されるから、より密度が高くなる。従っ
て反応音生じさせる為ガスを混合した段階で反応が速や
かに起夛膜成長速度が非常に大きくなるという利点をも
つ様になる。
次に本発明をよりよく説明する為に図面を用いて説明す
る。
る。
第１図は本発明の光ＣＶＤ法を説明する為の装置の概略
図である。本発明の光ＣＶＤ法に於いては反応ガスＡは
先づ増感剤としてのガスＣと混合された後石英で作られ
た予備励起室１０１に入る。該予備励起室１０１に於い
ては２０００λ前後の波長の光を出す光源１０２によっ
て反応ガスＡ及び増感剤Ｃは励起状態となる。この励起
されたガスＡ及び増感剤Ｃは石英でつくられた反応炉１
０３に導入された後、反応ガスＢと混合され、赤外線ラ
ンプ１０４によりて温度が変えられる様になっているサ
セプター１０５の上に置かれた基板１０６に於いて２０
００人前後の波長の光を出す光源１０７によりて照射さ
れ再び励起される。この光源１０７によって照射された
段階では反応ガスＡ、増感剤Ｃは励起された活性［ｅ多
量に含み、かつ、反応ガスＢも励起されるから、基板１
０６への膜の成長速度は非常に大きいという利点を有す
る。
図である。本発明の光ＣＶＤ法に於いては反応ガスＡは
先づ増感剤としてのガスＣと混合された後石英で作られ
た予備励起室１０１に入る。該予備励起室１０１に於い
ては２０００λ前後の波長の光を出す光源１０２によっ
て反応ガスＡ及び増感剤Ｃは励起状態となる。この励起
されたガスＡ及び増感剤Ｃは石英でつくられた反応炉１
０３に導入された後、反応ガスＢと混合され、赤外線ラ
ンプ１０４によりて温度が変えられる様になっているサ
セプター１０５の上に置かれた基板１０６に於いて２０
００人前後の波長の光を出す光源１０７によりて照射さ
れ再び励起される。この光源１０７によって照射された
段階では反応ガスＡ、増感剤Ｃは励起された活性［ｅ多
量に含み、かつ、反応ガスＢも励起されるから、基板１
０６への膜の成長速度は非常に大きいという利点を有す
る。
次に本発明の方法によってシリコン酸化膜を成５−
長させる場合について述べる。先づＮ２０ガスが水銀の
蒸気と混合されて予備励起室１０１に入る。
蒸気と混合されて予備励起室１０１に入る。
この予備励起室１０１では低圧水銀ランプを用いて２５
３７Ａの波長によって水銀原子が励起されこの励起され
た水銀原子によってＮ２０が分離し励起された酸素原子
が生じる。これら励起された水銀原子及び酸素原子は反
応炉１０３中でＳｉＨ，ガスと混合され基板１０６上で
再び低圧水銀ランプ１０７によって励起される。反応炉
１０３内の圧力１．０Ｔｏｒｒ 、 Ｈ２０流量１００
ｃ ｃ／ｓｋ Ｉ Ｓ ’ Ｉｔ（４流量１０ｃｃ／
−の条件で、第２のランプ１０７として４５０Ｗの低圧
水銀ランプを使用した場合、基板１０６の温度が２５０
℃に設定してシリコン酸化膜成長を行うと１２０λ／≧
の成長速度を得た。次にガス圧。
３７Ａの波長によって水銀原子が励起されこの励起され
た水銀原子によってＮ２０が分離し励起された酸素原子
が生じる。これら励起された水銀原子及び酸素原子は反
応炉１０３中でＳｉＨ，ガスと混合され基板１０６上で
再び低圧水銀ランプ１０７によって励起される。反応炉
１０３内の圧力１．０Ｔｏｒｒ 、 Ｈ２０流量１００
ｃ ｃ／ｓｋ Ｉ Ｓ ’ Ｉｔ（４流量１０ｃｃ／
−の条件で、第２のランプ１０７として４５０Ｗの低圧
水銀ランプを使用した場合、基板１０６の温度が２５０
℃に設定してシリコン酸化膜成長を行うと１２０λ／≧
の成長速度を得た。次にガス圧。
流量、基板温度、第２のランプ等の条件を全く同一にし
、予備励起の為の第１のランプ１０１にも４５０Ｗの低
圧水銀ランプ全周いて予備励起を行ってシリコン酸化膜
成長を行った場合膜の成長速度は２５０ Ａ／−と約２
倍の大きさを得た。この様に反応ガスの一部もしくは増
感剤と反応ガスの一部 ６− を予め励起する事で成長速度が大きくなり従って光ＣＶ
Ｄ法を実際素子の製作に応用する際の量産性が向上する
という大きな利点をもつようになる。
、予備励起の為の第１のランプ１０１にも４５０Ｗの低
圧水銀ランプ全周いて予備励起を行ってシリコン酸化膜
成長を行った場合膜の成長速度は２５０ Ａ／−と約２
倍の大きさを得た。この様に反応ガスの一部もしくは増
感剤と反応ガスの一部 ６− を予め励起する事で成長速度が大きくなり従って光ＣＶ
Ｄ法を実際素子の製作に応用する際の量産性が向上する
という大きな利点をもつようになる。
本発明の詳細な説明に於いてはＮ２０ガスを予備励起し
たがこれはＳｔＵ、＠予備励起すると非晶質のシリコン
膜が予備励起室１０１の管壁に被着してしまう為である
。従って予備励起するガスは励起されても膜の被着が生
じないものが望しく例へばシリコン酸化膜を成長させる
為の他の反応ガスとして５ｉｔ（４と０□ガスを使用す
る場合には０２ガスを予備励起室１０１を通す必要があ
る。又、５ｔＵ４とＮＨ３によってシリコン窒化膜を成
長させる場合にはＮＨ３ガスを予備励起する事になる。
たがこれはＳｔＵ、＠予備励起すると非晶質のシリコン
膜が予備励起室１０１の管壁に被着してしまう為である
。従って予備励起するガスは励起されても膜の被着が生
じないものが望しく例へばシリコン酸化膜を成長させる
為の他の反応ガスとして５ｉｔ（４と０□ガスを使用す
る場合には０２ガスを予備励起室１０１を通す必要があ
る。又、５ｔＵ４とＮＨ３によってシリコン窒化膜を成
長させる場合にはＮＨ３ガスを予備励起する事になる。
上記の説明中、予備励起室１０１１反応炉１０３゜第１
の光源１０１．としての低圧水銀ランプ、第２の光源１
０７としての低圧水銀ランプをサブラジル等の２０００
Ａ以下の波長も通す合成石英で構成した場合低圧水銀ラ
ンプが出す光のうち２５３７Ａの波長の光に加え、１８
４９Ａの波長の光も透過する様になる。この１８４９Ａ
の波長の光は水銀を励起して、この励起水銀原子によっ
て反応ガス分子を励起する以外にＮ２０ ＋ ＮＨ３＋
０２等の反応ガスを直接励起する為、よシ成長速度が
増大するという利点を有する様になる。
の光源１０１．としての低圧水銀ランプ、第２の光源１
０７としての低圧水銀ランプをサブラジル等の２０００
Ａ以下の波長も通す合成石英で構成した場合低圧水銀ラ
ンプが出す光のうち２５３７Ａの波長の光に加え、１８
４９Ａの波長の光も透過する様になる。この１８４９Ａ
の波長の光は水銀を励起して、この励起水銀原子によっ
て反応ガス分子を励起する以外にＮ２０ ＋ ＮＨ３＋
０２等の反応ガスを直接励起する為、よシ成長速度が
増大するという利点を有する様になる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略図である。
尚、図において、１０１・・・・・・予備励起室、１ｏ
２・・・・・・光源、１０３・・・・・・反応炉、１０
４・・・・・・赤外線、１ｏ５・・・・・・サセプター
、１０６・・・・・・基板、１ｏ７・・・・・・基板で
ある。
２・・・・・・光源、１０３・・・・・・反応炉、１０
４・・・・・・赤外線、１ｏ５・・・・・・サセプター
、１０６・・・・・・基板、１ｏ７・・・・・・基板で
ある。
Claims (1)
- 紫外線エネルギーによって反応ガス系を基板表面上に於
いて励起して膜の成長を生じさせる光気相成長法に於い
て、反応ガスの一部もしくは反応ガスの一部と増感剤が
第１の紫外光源により予め励起され、反応ガスの全て、
もしくは反応ガスの全てと増感剤が混合せられ、基板上
に導かれた後筒２の紫外光源によシ照射される事を特徴
とする光気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193206A JPS5982720A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 光気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57193206A JPS5982720A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 光気相成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5982720A true JPS5982720A (ja) | 1984-05-12 |
| JPH0136694B2 JPH0136694B2 (ja) | 1989-08-02 |
Family
ID=16304061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57193206A Granted JPS5982720A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 光気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5982720A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6086679A (en) * | 1997-10-24 | 2000-07-11 | Quester Technology, Inc. | Deposition systems and processes for transport polymerization and chemical vapor deposition |
| JP2012015259A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板処理装置及び基板処理方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57136932A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-24 | Seiko Epson Corp | Photochemical reaction device |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP57193206A patent/JPS5982720A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57136932A (en) * | 1981-02-17 | 1982-08-24 | Seiko Epson Corp | Photochemical reaction device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6086679A (en) * | 1997-10-24 | 2000-07-11 | Quester Technology, Inc. | Deposition systems and processes for transport polymerization and chemical vapor deposition |
| JP2012015259A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板処理装置及び基板処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0136694B2 (ja) | 1989-08-02 |
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