JPS60165728A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPS60165728A JPS60165728A JP59020992A JP2099284A JPS60165728A JP S60165728 A JPS60165728 A JP S60165728A JP 59020992 A JP59020992 A JP 59020992A JP 2099284 A JP2099284 A JP 2099284A JP S60165728 A JPS60165728 A JP S60165728A
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- gas
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- light
- forming method
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-
- 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
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
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】
〔開明の技術分野〕
本発明は、光化学反応を利用した薄膜形成方法に関する
。
。
近年、半導体集積回路の＾集積化が進むに伴い、従来の
２次元的な回路では集積度の限界に近付いている。そこ
で、この限界を打ち破り更に集積度を高めるために、多
層配線や３次元集積回路等の立体的な回路の製造技術の
確立が望まれている。
２次元的な回路では集積度の限界に近付いている。そこ
で、この限界を打ち破り更に集積度を高めるために、多
層配線や３次元集積回路等の立体的な回路の製造技術の
確立が望まれている。
ここで、回路の立体化を図るには、層間絶縁膜、半導体
薄膜、更には金属配線膜等の薄膜を下地回路基板に損傷
を与えずに形成させることが必須の条件となる。
薄膜、更には金属配線膜等の薄膜を下地回路基板に損傷
を与えずに形成させることが必須の条件となる。
従来のｉｉＩ膜形成方法としては、蒸着法、ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法或いは光ＣＶＤ法等が用いられている
。しかし、蒸着法ｐｃｖｎ法の場合均質な薄膜を得るに
は基板をａｉＩｉ温に保つ必要があり、金属配線層と半
導体接合部で相ｎ拡散を生じたり、半導体中の不純物分
布を変化させてしまう等の悪影響を及ぼす。また、プラ
ズマＣＶＤ法ではプラズマ中の荷電粒子が、プラズマと
基板との間に生じた電位差により加速されて基板を衝撃
するために、基板上に欠陥を生じ電気的特性を悪化させ
る等の問題点がある。
プラズマＣＶＤ法或いは光ＣＶＤ法等が用いられている
。しかし、蒸着法ｐｃｖｎ法の場合均質な薄膜を得るに
は基板をａｉＩｉ温に保つ必要があり、金属配線層と半
導体接合部で相ｎ拡散を生じたり、半導体中の不純物分
布を変化させてしまう等の悪影響を及ぼす。また、プラ
ズマＣＶＤ法ではプラズマ中の荷電粒子が、プラズマと
基板との間に生じた電位差により加速されて基板を衝撃
するために、基板上に欠陥を生じ電気的特性を悪化させ
る等の問題点がある。
これに対し、光ＣＶＤ法は低温での薄膜形成が可能であ
り、高エネルギーの荷電粒子を発生しないという点で、
前記各方法の問題点を克服する技術として期待されてい
る。しかしながら、光ＣＶＤ法では薄膜の原料となるガ
スの大部分が可視や近紫外領域の光を吸収しないため、
原料ガスの活性化に短波長の真空紫外領域の光を用いる
必要がある。真空紫外光を用いる場合、光源や反応容器
内に児を導光Ｊるための窓材が特殊で高価なものとなり
、また空気中を通過すると人体に有害なオゾンを発生す
るので、その取り扱いに注意を要する。また、従来の光
ＣＶＤ法には、低温では薄膜堆積速度が小さい等の問題
があった。
り、高エネルギーの荷電粒子を発生しないという点で、
前記各方法の問題点を克服する技術として期待されてい
る。しかしながら、光ＣＶＤ法では薄膜の原料となるガ
スの大部分が可視や近紫外領域の光を吸収しないため、
原料ガスの活性化に短波長の真空紫外領域の光を用いる
必要がある。真空紫外光を用いる場合、光源や反応容器
内に児を導光Ｊるための窓材が特殊で高価なものとなり
、また空気中を通過すると人体に有害なオゾンを発生す
るので、その取り扱いに注意を要する。また、従来の光
ＣＶＤ法には、低温では薄膜堆積速度が小さい等の問題
があった。
なお、薄膜ｊｆｆ積速度を増大させるには増感材として
水銀蒸気を混入する方法があるが、水銀のような重原子
が膜に取り込まれると集積回路素子の電気的特性に悪影
響がある。さらに、水銀増感法でも、波長２００ ［ｎ
ｍ］以下の短波長の紫夕］光を用いる必要があり上記し
た問題を解決することはできなかった。
水銀蒸気を混入する方法があるが、水銀のような重原子
が膜に取り込まれると集積回路素子の電気的特性に悪影
響がある。さらに、水銀増感法でも、波長２００ ［ｎ
ｍ］以下の短波長の紫夕］光を用いる必要があり上記し
た問題を解決することはできなかった。
本発明の目的は、可視若しくは近紫外領域の光を用いて
良質な薄膜を効率良く形成することができ、半導体素子
の高集積化等に寄与し得るｍ膜形成方法を提供すること
にある。
良質な薄膜を効率良く形成することができ、半導体素子
の高集積化等に寄与し得るｍ膜形成方法を提供すること
にある。
本発明の骨子は、原料ガスを活性化する手段どして、こ
のガスを直接励起する光を用いる代りに、原料ガスと共
にハロゲン元素を含む反応性ガスを導入し、ハロゲンガ
スの吸収帯内波長の可視或いは近紫外光を照射してハロ
ゲンガスを励起し、この励起されたハロゲンガスと原料
ガスとの衝突により原料ガスを活性化することにある。
のガスを直接励起する光を用いる代りに、原料ガスと共
にハロゲン元素を含む反応性ガスを導入し、ハロゲンガ
スの吸収帯内波長の可視或いは近紫外光を照射してハロ
ゲンガスを励起し、この励起されたハロゲンガスと原料
ガスとの衝突により原料ガスを活性化することにある。
即ち本発明は、光化学反応により試料上に薄膜を堆積形
成するｍ膜形成方法において、前記試料を該試料上に堆
積すべき原料を含む＠利ガスと少なくともハロゲン元素
を含む反応性ガスとの混合５− ガス雰囲気中に晒し、上記混合ガス中に上記反応性ガス
を解離する光を照射するようにした方法である。
成するｍ膜形成方法において、前記試料を該試料上に堆
積すべき原料を含む＠利ガスと少なくともハロゲン元素
を含む反応性ガスとの混合５− ガス雰囲気中に晒し、上記混合ガス中に上記反応性ガス
を解離する光を照射するようにした方法である。
（発明の効果〕
本発明によれば、可視或いは近紫外光を吸収しない原料
ガスにこの種の光を吸収するハロゲンガスを混入するこ
とによって、上記光で原料ガスを間接的に励起すること
ができる。このため、真空紫外光を用いることなく、扱
い易い可視或いは近紫外光で光ＣｖＤを達成することが
できる。、さらに、）ｗ膜の堆積速度を十分速くするこ
とができる。
ガスにこの種の光を吸収するハロゲンガスを混入するこ
とによって、上記光で原料ガスを間接的に励起すること
ができる。このため、真空紫外光を用いることなく、扱
い易い可視或いは近紫外光で光ＣｖＤを達成することが
できる。、さらに、）ｗ膜の堆積速度を十分速くするこ
とができる。
即ち、原料ガスとハロゲンガスとが反応することにＪ：
って、原料ガス中の水素をハロゲンが置換しハ［１ゲン
化誘導体を作る。このようなハロゲン誘導体は原料ガス
に比較して分子量が大きいので、一般に蒸気圧が低く、
基板表面上に凝縮し薄い液状の膜を作る。この液層は更
に原料ガスを溶かし込むことによって、Ｍ板表面の原料
ガス濃度を高め反応を促進する効果を持つ。従って、通
常の光ＣＶＤ法に比較して大きな膜成長速度が得られる
。
って、原料ガス中の水素をハロゲンが置換しハ［１ゲン
化誘導体を作る。このようなハロゲン誘導体は原料ガス
に比較して分子量が大きいので、一般に蒸気圧が低く、
基板表面上に凝縮し薄い液状の膜を作る。この液層は更
に原料ガスを溶かし込むことによって、Ｍ板表面の原料
ガス濃度を高め反応を促進する効果を持つ。従って、通
常の光ＣＶＤ法に比較して大きな膜成長速度が得られる
。
６−
〔発明の実施例〕
第１図は本発明の一実施例方法に使用した薄膜形成装Ｕ
を示す概略構成図である。図中１１は反応室を構成する
真空容器（反応容器）で、この容器１１内には試料基板
１２を載置するサセプタ１３が配置されている。また、
容器１１には堆積すべき躾の原料ガスを導入するための
ガス導入口１４．１５、ハロゲン元素を含む反応性ガス
を導入するためのガス導入口１６及び容器１１内のガス
を排気するためのガス排気口１７が設けられている。一
方、容器１１の上方にはハロゲン等の反応性ガスを解離
するための光＄１１８が設けられている。この光源１８
は、例えば波長３０８［ｎｍ］のパルスエキシマレーナ
で、１秒間当り８ｏパルス、平均出力２［Ｗ／ｃｔｍｌ
で使用されるものとなっている。そして、光８１１８が
らの光１９は容器１１の上壁に設けられた光通過窓２ｏ
を介して容器１１内に導光され、試料１２の上面に対し
垂直に照射されるものとなっている。
を示す概略構成図である。図中１１は反応室を構成する
真空容器（反応容器）で、この容器１１内には試料基板
１２を載置するサセプタ１３が配置されている。また、
容器１１には堆積すべき躾の原料ガスを導入するための
ガス導入口１４．１５、ハロゲン元素を含む反応性ガス
を導入するためのガス導入口１６及び容器１１内のガス
を排気するためのガス排気口１７が設けられている。一
方、容器１１の上方にはハロゲン等の反応性ガスを解離
するための光＄１１８が設けられている。この光源１８
は、例えば波長３０８［ｎｍ］のパルスエキシマレーナ
で、１秒間当り８ｏパルス、平均出力２［Ｗ／ｃｔｍｌ
で使用されるものとなっている。そして、光８１１８が
らの光１９は容器１１の上壁に設けられた光通過窓２ｏ
を介して容器１１内に導光され、試料１２の上面に対し
垂直に照射されるものとなっている。
次に、上記装置を用いた薄膜形成方法について８）１明
する。原料が又としてはテトラメチルシラン（Ｓ Ｉ
Ｃ４Ｌ１１２ ）と酸素（０２）との混合ガス、反応性
ガスとしては１ｎ素（ＣＩ２）を用い、ざらに試＄ＩＩ
Ｗ板１２ど１ノでは３ｉ基板を用いた。ここで、試料基
板の材料はＣ１ラジカルによってエツチングされないも
のである。まず、上記反応性ガスを用いることなく、容
器１１内に上記原料ガスのみを導入し、全カス圧を５Ｑ
［ｔｏｒｒ］とした。
する。原料が又としてはテトラメチルシラン（Ｓ Ｉ
Ｃ４Ｌ１１２ ）と酸素（０２）との混合ガス、反応性
ガスとしては１ｎ素（ＣＩ２）を用い、ざらに試＄ＩＩ
Ｗ板１２ど１ノでは３ｉ基板を用いた。ここで、試料基
板の材料はＣ１ラジカルによってエツチングされないも
のである。まず、上記反応性ガスを用いることなく、容
器１１内に上記原料ガスのみを導入し、全カス圧を５Ｑ
［ｔｏｒｒ］とした。
この場合、上記原料ガスはいずれも３０８ ［ｎｍ］の
波長の光に対して透明であり、光を照射しても反応（，
１起らず、ＳｉＯ２膜はｊ［積しなかった。一方、原料
ガスに５［ｖｏ１％コの塩素ガスを加えた場合、１２図
に示す如（試ｌ！１１２上にＳｉＯ２膜２１が１１積し
た。このときのＳ＋０２膜２１の堆積速度のテ１〜ラメ
チルシラン濃度依存性を第３図に示１０テ！・ラメデル
シランの濃度が４［ＶＯＩ％］迄はＪｒｔ積速度はテト
ラメチルシランの濃度の増加に対して増加し、１分間当
り最大４００［人］の膜ハ１「積するが、４［ｖｏ１％
］を越えると表面に油状の液が条間に付着してｓ ＋
０２の堆積が生じ雌くなり、８［ＶＯＩ％］では全＜
ｊｆｔ積しない。第４図にテトラメチルシラン濃度が３
．２［ｖｏ１％］の場合の堆積速度の塩素濃度依存性を
示ず。ｊ「積速度は塩素濃度２．５ ［ｖｏ１％］で最
大どなり、１分間に３００［入コの５ｉ０２膜２１がＨ
Ｅ柚した。
波長の光に対して透明であり、光を照射しても反応（，
１起らず、ＳｉＯ２膜はｊ［積しなかった。一方、原料
ガスに５［ｖｏ１％コの塩素ガスを加えた場合、１２図
に示す如（試ｌ！１１２上にＳｉＯ２膜２１が１１積し
た。このときのＳ＋０２膜２１の堆積速度のテ１〜ラメ
チルシラン濃度依存性を第３図に示１０テ！・ラメデル
シランの濃度が４［ＶＯＩ％］迄はＪｒｔ積速度はテト
ラメチルシランの濃度の増加に対して増加し、１分間当
り最大４００［人］の膜ハ１「積するが、４［ｖｏ１％
］を越えると表面に油状の液が条間に付着してｓ ＋
０２の堆積が生じ雌くなり、８［ＶＯＩ％］では全＜
ｊｆｔ積しない。第４図にテトラメチルシラン濃度が３
．２［ｖｏ１％］の場合の堆積速度の塩素濃度依存性を
示ず。ｊ「積速度は塩素濃度２．５ ［ｖｏ１％］で最
大どなり、１分間に３００［入コの５ｉ０２膜２１がＨ
Ｅ柚した。
かくして得られた膜の赤外吸収分光を測定したところ、
８１−０結合の強い吸収が見られ８１０２Ｉ！が堆積し
ていることが確認された。また、顕微鏡観察するとガス
濃度により膜中に気泡が混じる場合があり、テトラメチ
ルシラン及び塩素濃度が高い程気泡が多くｍｖ４が悪化
するが塩素濃度の方がその影響が大きく、塩素ガス２．
５［ｖｏ１％コ、テトラメチルシラン３．２ｒｖｏ１％
］の場合極めて良質な膜が形成された。このＩ１積をＡ
−ジェ分光法を用いて分析すると表面黒上層に炭素と微
量の塩素が検出された。しかし、これらの信号は試料を
キセノンイオンスパッタを用いて処理すると直ちに消失
し、膜中には炭素や塩素は取り込まれていない。また、
膜中の酸素とシリコンと９− の信号強度比は１１準試利として用いた熱酸化膜（Ｓｉ
Ｏ２）と−致した。
８１−０結合の強い吸収が見られ８１０２Ｉ！が堆積し
ていることが確認された。また、顕微鏡観察するとガス
濃度により膜中に気泡が混じる場合があり、テトラメチ
ルシラン及び塩素濃度が高い程気泡が多くｍｖ４が悪化
するが塩素濃度の方がその影響が大きく、塩素ガス２．
５［ｖｏ１％コ、テトラメチルシラン３．２ｒｖｏ１％
］の場合極めて良質な膜が形成された。このＩ１積をＡ
−ジェ分光法を用いて分析すると表面黒上層に炭素と微
量の塩素が検出された。しかし、これらの信号は試料を
キセノンイオンスパッタを用いて処理すると直ちに消失
し、膜中には炭素や塩素は取り込まれていない。また、
膜中の酸素とシリコンと９− の信号強度比は１１準試利として用いた熱酸化膜（Ｓｉ
Ｏ２）と−致した。
以上の実験は全てＵ板温度を常温として行ったが、基板
温度を１００［℃］とすると、５１０２膜は堆積されな
かった。従って、前記光通過窓２０を１００［°Ｃ］以
上に加熱しておけば、窓２０への８１０２膜の付着を未
然に防止することができ、これにより窓２０へのＳｉＯ
２の付着に起因する容器１１内への光照射量の減少を防
止することができる。
温度を１００［℃］とすると、５１０２膜は堆積されな
かった。従って、前記光通過窓２０を１００［°Ｃ］以
上に加熱しておけば、窓２０への８１０２膜の付着を未
然に防止することができ、これにより窓２０へのＳｉＯ
２の付着に起因する容器１１内への光照射量の減少を防
止することができる。
ところで、本実施例においては塩素ガスは次の２つの点
で、テトラメチルシランと酸素との反応を促進している
と考えられる。その第１は、光を吸収して励起状態にあ
る塩素ガスがテトラメチルシラン分子或いは酸素分子と
衝突してエネルギーを交換して、励起状態のテトラメチ
ルシラン或いは酸素分子を作る。これらの励起状態の原
料ガスはｎいに衝突して反応しＳｉＯ２膜を生成物とし
て１ｔ１積さ１！る。この一連の反応は、例えば以下の
反応式で表される。
で、テトラメチルシランと酸素との反応を促進している
と考えられる。その第１は、光を吸収して励起状態にあ
る塩素ガスがテトラメチルシラン分子或いは酸素分子と
衝突してエネルギーを交換して、励起状態のテトラメチ
ルシラン或いは酸素分子を作る。これらの励起状態の原
料ガスはｎいに衝突して反応しＳｉＯ２膜を生成物とし
て１ｔ１積さ１！る。この一連の反応は、例えば以下の
反応式で表される。
＝１０−
ＣＩ ２ ＋ｈν→Ｃ１２ｘ・・・・・・・・・・・・
・・・・旧・・・・・・・・■Ｓｉ Ｃ４Ｈｓ ２ ＋
Ｃｌ ２ Ｈ−＋Ｓｉ Ｃ４１−１ｔ ２ ＮｔＣＩ
２ Ｎ・・・・・・・・・■ ０２ ＋Ｃ１２Ｈ−＋Ｑ２ Ｈ＋ＣＩ ２・・・・・・
・旧・・・・・■′Ｓｉ Ｇ４Ｈ＋ ２ Ｈ＋８０２−
＋Ｓ Ｉ０２＋４ＧＯ２＋６１〜１２０・・・・・・■ Ｓｉ ０４１−１ｔ ２ ＋０２ ｘ＋７０２→８１０
２ ＋４ＧＯ２＋６１−１２０・・・・・・■′テトラ
メチルシランは■→■→■或いは■→■′→■′の反応
経路のいずれか或いはその双方を通じて８１０２を生成
し基板上に堆積させる。
・・・・旧・・・・・・・・■Ｓｉ Ｃ４Ｈｓ ２ ＋
Ｃｌ ２ Ｈ−＋Ｓｉ Ｃ４１−１ｔ ２ ＮｔＣＩ
２ Ｎ・・・・・・・・・■ ０２ ＋Ｃ１２Ｈ−＋Ｑ２ Ｈ＋ＣＩ ２・・・・・・
・旧・・・・・■′Ｓｉ Ｇ４Ｈ＋ ２ Ｈ＋８０２−
＋Ｓ Ｉ０２＋４ＧＯ２＋６１〜１２０・・・・・・■ Ｓｉ ０４１−１ｔ ２ ＋０２ ｘ＋７０２→８１０
２ ＋４ＧＯ２＋６１−１２０・・・・・・■′テトラ
メチルシランは■→■→■或いは■→■′→■′の反応
経路のいずれか或いはその双方を通じて８１０２を生成
し基板上に堆積させる。
一方、第２の点は以下のように８；１明される。即ち、
テＩ・ラメチルシラン中の水素原子或いはメチルＭｔｒ
Ｍｊｌｋし−ｒ、例工１．ｉ’ Ｓ ｉ ＣＨ２Ｃｌ
（ＣＨ３）３のような蒸気圧の小さな塩素化テＩ・ラメ
チルシラン類を形成するが、これらは蒸気圧が低いため
に基板上に凝縮し極薄い液状の膜となる。
テＩ・ラメチルシラン中の水素原子或いはメチルＭｔｒ
Ｍｊｌｋし−ｒ、例工１．ｉ’ Ｓ ｉ ＣＨ２Ｃｌ
（ＣＨ３）３のような蒸気圧の小さな塩素化テＩ・ラメ
チルシラン類を形成するが、これらは蒸気圧が低いため
に基板上に凝縮し極薄い液状の膜となる。
この膜は、光を照射することにより容易に分解除去され
るため、リソグラフィ用の１ｍ膜どしても使用すること
ができる。この基板上の塩素化テｉ・ラメチルシラン（
ＳｉＣ４Ｈ＋ ２−Ｎ ＧＩＮ ）はテ１〜ラメチルシ
ラン及び酸素を溶し込むことによって棋根上における反
応■→■或いは■′→■′を（イ進しＳ ｌ ０２膜の
堆積速度を高める。さらに、ＳｉＯ２が気相中でなく主
どして基板表面上で形成されるので、５ｉＯ２１！と基
板との間の密着性を良くし、！Ｉ９質を向上させる効果
を有する。また、窓２０を１００ ［℃］程度に加熱し
ておけば、窓２０へは塩素化テトラメチルシラン類が凝
縮しないので、窓２０に堆積するＳｉＯ２膜は気相反応
ににるｂののみどなる。このような気相反応によるＳｉ
Ｏ２膜は生成速度が小さいので、窓２０への８１０２の
付着は殆ど問題とならない。たとえ長時間かかって一定
量のＳ ｉ ０２が窓２０に付着したと仮定しても、気
相反応による５１０２膜は密着性が（釘弱いために布等
で簡単に拭い取ることができる。
るため、リソグラフィ用の１ｍ膜どしても使用すること
ができる。この基板上の塩素化テｉ・ラメチルシラン（
ＳｉＣ４Ｈ＋ ２−Ｎ ＧＩＮ ）はテ１〜ラメチルシ
ラン及び酸素を溶し込むことによって棋根上における反
応■→■或いは■′→■′を（イ進しＳ ｌ ０２膜の
堆積速度を高める。さらに、ＳｉＯ２が気相中でなく主
どして基板表面上で形成されるので、５ｉＯ２１！と基
板との間の密着性を良くし、！Ｉ９質を向上させる効果
を有する。また、窓２０を１００ ［℃］程度に加熱し
ておけば、窓２０へは塩素化テトラメチルシラン類が凝
縮しないので、窓２０に堆積するＳｉＯ２膜は気相反応
ににるｂののみどなる。このような気相反応によるＳｉ
Ｏ２膜は生成速度が小さいので、窓２０への８１０２の
付着は殆ど問題とならない。たとえ長時間かかって一定
量のＳ ｉ ０２が窓２０に付着したと仮定しても、気
相反応による５１０２膜は密着性が（釘弱いために布等
で簡単に拭い取ることができる。
また、塩素ガス及びテ］・ラメチルシランガス濃度を増
加するとｊ「積５ｉＯｚ膜中に気泡上のものができ膜が
荒れるのは以下の理由によるものと考えられる。即ち、
テトラメチルシラン１１麿を増加することは反応■の生
成物である塩素化テ１ヘラメチルシランの分圧を高める
効果を持つ。一方、塩素濃度を高めることは塩素化テト
ラメチルシランの塩素分圧比を高め分子−を大きくする
が、これに伴い塩素化テトラメチルシランの蒸気圧が低
下する効果を有する。以上の２つの効果はいずれも基板
上への塩素化テＩ−ラメチルシランの凝縮膳を増大させ
るが、不必要に多量の塩素化テトラメチルシランは８１
０２膜に取り込まれる等して５１０２Ｊ［の膜質を悪化
させる。
加するとｊ「積５ｉＯｚ膜中に気泡上のものができ膜が
荒れるのは以下の理由によるものと考えられる。即ち、
テトラメチルシラン１１麿を増加することは反応■の生
成物である塩素化テ１ヘラメチルシランの分圧を高める
効果を持つ。一方、塩素濃度を高めることは塩素化テト
ラメチルシランの塩素分圧比を高め分子−を大きくする
が、これに伴い塩素化テトラメチルシランの蒸気圧が低
下する効果を有する。以上の２つの効果はいずれも基板
上への塩素化テＩ−ラメチルシランの凝縮膳を増大させ
るが、不必要に多量の塩素化テトラメチルシランは８１
０２膜に取り込まれる等して５１０２Ｊ［の膜質を悪化
させる。
このように本実施例によれば、Ｓ Ｉ Ｇ４ｔｌ＋ ２
＋０２からなる原料ガスにＣＩ２からなる反応性ガスを
混入することにより、ＣＩ２の吸収波長帯内の波長の可
視光或いは近紫外光で試料１２上に８１０２１１１１２
１を堆積させることができる。このため、真空紫外光を
用いる従来の光ＣＶＤと比較して、光源の取り扱いが容
易で、且つ装置のコストを低減させることができる。ま
た、ＣＩ２の混入により前述した通り堆積速度を従来り
より大幅１３− に速めることができ、立体的な回路の製造等に極めて有
効である。
＋０２からなる原料ガスにＣＩ２からなる反応性ガスを
混入することにより、ＣＩ２の吸収波長帯内の波長の可
視光或いは近紫外光で試料１２上に８１０２１１１１２
１を堆積させることができる。このため、真空紫外光を
用いる従来の光ＣＶＤと比較して、光源の取り扱いが容
易で、且つ装置のコストを低減させることができる。ま
た、ＣＩ２の混入により前述した通り堆積速度を従来り
より大幅１３− に速めることができ、立体的な回路の製造等に極めて有
効である。
第５図は他の実施例方法に使用した薄膜形成装置を示す
概略構成図である。この装置が前記第１図に示した装置
と異なる点は、光の照射方向にある。即ち、前記光源１
８を容器１１の左方に配置し、光１９を試料基板１２に
対して平行に照射するようにした。このように基板１２
を直接照射しない状態でも光を直接照射した場合と略等
しい堆積速度でＳｉＯ２膜２１を堆積することができた
。
概略構成図である。この装置が前記第１図に示した装置
と異なる点は、光の照射方向にある。即ち、前記光源１
８を容器１１の左方に配置し、光１９を試料基板１２に
対して平行に照射するようにした。このように基板１２
を直接照射しない状態でも光を直接照射した場合と略等
しい堆積速度でＳｉＯ２膜２１を堆積することができた
。
しかし、Ｉ！質は光を試料基板上に直接照射した場合の
方が清らかであった。
方が清らかであった。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記光を試料上に照射する手段として試
料を一括照射する代りに、第６図に示寸如＜１ｔＦｌ−
の長径より長い長方形上のビームを用い、このビームを
試料全域に亙り該試料に対し相対的に走査するようにし
てもよい。さらに、第７図に示す如く小径の矩形状ビー
ムを用いることにより、試料」二に選択的に薄膜を形成
すること１４− も可能である。また、光源としては、干渉性のレーザに
限るものではなく、水銀ランプ等の非干渉性の光源を用
いることも可能である。さらに、光源は必ずしも容器外
に配置する必要はなく、容器内に配置するようにしても
よい。
ない。例えば、前記光を試料上に照射する手段として試
料を一括照射する代りに、第６図に示寸如＜１ｔＦｌ−
の長径より長い長方形上のビームを用い、このビームを
試料全域に亙り該試料に対し相対的に走査するようにし
てもよい。さらに、第７図に示す如く小径の矩形状ビー
ムを用いることにより、試料」二に選択的に薄膜を形成
すること１４− も可能である。また、光源としては、干渉性のレーザに
限るものではなく、水銀ランプ等の非干渉性の光源を用
いることも可能である。さらに、光源は必ずしも容器外
に配置する必要はなく、容器内に配置するようにしても
よい。
また、前記原料ガスとして′はテｌ〜ラメチルシランの
代りにシラン或いはテトラメチルシラン以外の有機シラ
ン類やハロゲン化有機シラン類を、酸素の代りにＮ２０
等の酸化剤を用いて５Ｉ０２１９１を堆積さゼることも
できる。さらに、前記反応性ガスとしては、塩素以外に
弗素、臭素、ヨウ素等を用いることも可能である。また
、原料ガスの組み合わせを代えることによって、Ｓ ｌ
０２以外の薄膜を堆積させることができる。例えば、
シラン或いは有機シラン類及びそのハロゲン誘導体のみ
を原料ガスとしてシリコン薄膜を、これらに窒素。
代りにシラン或いはテトラメチルシラン以外の有機シラ
ン類やハロゲン化有機シラン類を、酸素の代りにＮ２０
等の酸化剤を用いて５Ｉ０２１９１を堆積さゼることも
できる。さらに、前記反応性ガスとしては、塩素以外に
弗素、臭素、ヨウ素等を用いることも可能である。また
、原料ガスの組み合わせを代えることによって、Ｓ ｌ
０２以外の薄膜を堆積させることができる。例えば、
シラン或いは有機シラン類及びそのハロゲン誘導体のみ
を原料ガスとしてシリコン薄膜を、これらに窒素。
アンモニア、ヒドラジン等窒素を含むガスを組合わせて
窒化シリコン薄膜を堆積させることも可能である。さら
に、シラン或いは有機シラン類及びそのハロゲン誘導体
を、シリコン以外のゲルマニウム、リン、ホウ素、ヒ素
、アルミニウム、ガリウム等の元素の水素化化合物或い
は有機化合物及びそのハロゲン誘導体に置き代えること
により、これらの元素の単体、酸化物、窒化物の薄膜を
堆積させる場合にも本発明は有効である。また、ガリウ
ムを含むカスとヒ素を含むガスとを組み合わ１！ること
にＪ：リカリウムヒ素等の化合物半導体を堆積させるこ
ともできる。さらに、リン、ホウ素等を含むガスを微量
添加することによって、これらの元素がドープされた薄
膜を堆積させることも可能である。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。
窒化シリコン薄膜を堆積させることも可能である。さら
に、シラン或いは有機シラン類及びそのハロゲン誘導体
を、シリコン以外のゲルマニウム、リン、ホウ素、ヒ素
、アルミニウム、ガリウム等の元素の水素化化合物或い
は有機化合物及びそのハロゲン誘導体に置き代えること
により、これらの元素の単体、酸化物、窒化物の薄膜を
堆積させる場合にも本発明は有効である。また、ガリウ
ムを含むカスとヒ素を含むガスとを組み合わ１！ること
にＪ：リカリウムヒ素等の化合物半導体を堆積させるこ
ともできる。さらに、リン、ホウ素等を含むガスを微量
添加することによって、これらの元素がドープされた薄
膜を堆積させることも可能である。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。
第１図は本発明の一実施例方法に使用した薄膜形成装置
を示１＊略（ａ成図、第２図は上記装置を用いた薄膜形
成方法を説明するための断面図、第３図は薄膜Ｊ［積速
度のテｌ−ラメチルシラン濃度依存１４を示す特性図、
第４図は薄膜Ｉｆｆ積速度の塩素ガス濃度依存性を示す
特性図、第５図は他の実施例に使用した薄膜形成装置を
示す概略構成図、第６図及び第７図はそれぞれ変形例を
説明するための斜視図である。 １１・・・真空容器、１２・・・試料基板、１３・・・
４ｆ ｔ？ブタ、１４．１５．１６・・・ガス導入口、
１７・・・ガス排気口、１日・・・光源、１９・・・光
、２０・・・光通過窓、２１・・・Ｓ ｌ ０２ ＩＩ
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １７− 第１ 図 第２図 １ 第３ 図 子ト）メ手ルシラン濃友［ｖｏＬ％Ｊ □第４図
を示１＊略（ａ成図、第２図は上記装置を用いた薄膜形
成方法を説明するための断面図、第３図は薄膜Ｊ［積速
度のテｌ−ラメチルシラン濃度依存１４を示す特性図、
第４図は薄膜Ｉｆｆ積速度の塩素ガス濃度依存性を示す
特性図、第５図は他の実施例に使用した薄膜形成装置を
示す概略構成図、第６図及び第７図はそれぞれ変形例を
説明するための斜視図である。 １１・・・真空容器、１２・・・試料基板、１３・・・
４ｆ ｔ？ブタ、１４．１５．１６・・・ガス導入口、
１７・・・ガス排気口、１日・・・光源、１９・・・光
、２０・・・光通過窓、２１・・・Ｓ ｌ ０２ ＩＩ
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １７− 第１ 図 第２図 １ 第３ 図 子ト）メ手ルシラン濃友［ｖｏＬ％Ｊ □第４図
Claims (8)
- （１）光化学反応により試料上に薄膜をＪ「積形酸する
薄膜形成方法において、前記試料を該試料上に堆積すべ
き原料を含む原料ガスと少なくともハロゲン元素を含む
反応性ガスとの混合ガス雰囲気中に晒し、上記混合ガス
中に上記反応性ガスを解離する光を照射することを特徴
とするＩＩＩ形成方法。 - （２）前記試料は、前記反応性ガスのラジカルによって
エツチングされないものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の薄膜形成方法。 - （３）前記原石ガスは、シラン及び有機シラン類。 水素化ゲルマニム及び有機ゲルマニム類、ホスフィン及
び有機ホスフィン類、ボラン及び有機ボラン類、アルシ
ン及び有機アルシン類、有機アルミニウム類、有機ガリ
ウム類等の有機金属化合物並びにこれらのハロゲン誘導
体であることを特徴とする特ＹＴ請求の範囲第１項記載
の薄膜形成方法。 - （４）前記原石カスは、酸素或いは窒素との混合ガスで
あることを特徴とする特許請求の範囲第３頂記軟の薄膜
形成方法。 - （５）前記光は、干渉性或いは非干渉性のものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のｉ＃膜形成
方法。 - （６）前記光は、前記試料に対し垂直或いは平行に照制
さ１するものであることを特徴とする特許請求の鞘ＩＩ
Ｍ第１項記載の薄膜形成方法。 - （７）前記光は、前記試料上で集光され、この集光領域
が試料全面に亙って該試料に対し相対的に走査されるも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
薄膜形成方法。 - （８）前記原料ガスと反応性ガスとの混合ガスの全圧力
を、１ ｏ ［ｔｏｒｒ１以上に設定したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020992A JPS60165728A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020992A JPS60165728A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60165728A true JPS60165728A (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=12042620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020992A Pending JPS60165728A (ja) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60165728A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62145882A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Canon Inc | 光起電力素子の連続製造装置 |
| JPS62152122A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-07 | Canon Inc | 光起電力素子の連続製造装置 |
| JPS62156812A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Canon Inc | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
| JPS62156813A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Canon Inc | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
| JPS62156811A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Canon Inc | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
| JPS62163312A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Canon Inc | 薄膜多層構造およびその形成方法 |
| JPS62163313A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Canon Inc | 薄膜多層構造およびその形成方法 |
| JPS63147315A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-20 | Fujitsu Ltd | シリコン層の気相成長方法 |
| US5413967A (en) * | 1991-05-16 | 1995-05-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor devices |
| JPH08213389A (ja) * | 1995-10-09 | 1996-08-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 絶縁膜 |
| US5556968A (en) * | 1990-11-07 | 1996-09-17 | Nycomed Salutar, Inc. | Polyazamacrocycle chelating agents with amide linkages |
-
1984
- 1984-02-08 JP JP59020992A patent/JPS60165728A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62145882A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Canon Inc | 光起電力素子の連続製造装置 |
| JPS62152122A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-07 | Canon Inc | 光起電力素子の連続製造装置 |
| JPS62156812A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Canon Inc | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
| JPS62156813A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Canon Inc | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
| JPS62156811A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-11 | Canon Inc | 薄膜半導体素子及びその形成法 |
| JPS62163312A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Canon Inc | 薄膜多層構造およびその形成方法 |
| JPS62163313A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-20 | Canon Inc | 薄膜多層構造およびその形成方法 |
| JPS63147315A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-20 | Fujitsu Ltd | シリコン層の気相成長方法 |
| US5556968A (en) * | 1990-11-07 | 1996-09-17 | Nycomed Salutar, Inc. | Polyazamacrocycle chelating agents with amide linkages |
| US5413967A (en) * | 1991-05-16 | 1995-05-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor devices |
| JPH08213389A (ja) * | 1995-10-09 | 1996-08-20 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 絶縁膜 |
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