JPS6076127A - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
- Publication number
- JPS6076127A JPS6076127A JP58184823A JP18482383A JPS6076127A JP S6076127 A JPS6076127 A JP S6076127A JP 58184823 A JP58184823 A JP 58184823A JP 18482383 A JP18482383 A JP 18482383A JP S6076127 A JPS6076127 A JP S6076127A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw gas
- raw material
- heater
- thin film
- quartz tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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】
〔発明の属する技術分野の説明〕
本発明は半導体製造装置に係り、特に半導体集積回路に
おける基板上への薄膜形成装置に関するものである。
おける基板上への薄膜形成装置に関するものである。
半導体基板、特にシリコン半導体基板上に形成する集積
回路は高集積化大容量化の方向をたどり、メモリ素子の
ような集積回路ではメモリ容量が２５６にピットから１
Ｍビット又はそれ以上へと増大してきている。しかし、
このような装置の大容量化にちっては歩留りやコストの
点でチップサイズは極力小さくされねばならない。例え
ばダイナミックメモリの情報蓄積容量部の面積減少等が
必要となるが、それに伴う容量減少を防ぐだめの高誘電
率薄膜の形成、微細素子保護のだめの良質の保護膜形成
等積々の微細加工技術に係る薄膜形成技術の開発が重要
となってきている。特に高誘電率薄膜においては化学気
相成長法により良質の膜が得られるようになってきた。
回路は高集積化大容量化の方向をたどり、メモリ素子の
ような集積回路ではメモリ容量が２５６にピットから１
Ｍビット又はそれ以上へと増大してきている。しかし、
このような装置の大容量化にちっては歩留りやコストの
点でチップサイズは極力小さくされねばならない。例え
ばダイナミックメモリの情報蓄積容量部の面積減少等が
必要となるが、それに伴う容量減少を防ぐだめの高誘電
率薄膜の形成、微細素子保護のだめの良質の保護膜形成
等積々の微細加工技術に係る薄膜形成技術の開発が重要
となってきている。特に高誘電率薄膜においては化学気
相成長法により良質の膜が得られるようになってきた。
しかし、上述の用途に用いる薄膜の形成には膜の均一性
やリーク電流等の点で更に改善が必要とされ、蒸気圧の
低いある種の主原料ガスが高純度で得られ、この目的に
適合していることがわかってきた。しかしこれら、製膜
に要する主原料ガス源は常温で固体又は液体で蒸気圧が
低く、そのため成長速度が小さく成長速度を上げるため
には気化器が必要であり、前記石英管外に気化器を置い
た場合、配管中での気体の凝縮を防ぐために配管の加熱
が必要であった。
やリーク電流等の点で更に改善が必要とされ、蒸気圧の
低いある種の主原料ガスが高純度で得られ、この目的に
適合していることがわかってきた。しかしこれら、製膜
に要する主原料ガス源は常温で固体又は液体で蒸気圧が
低く、そのため成長速度が小さく成長速度を上げるため
には気化器が必要であり、前記石英管外に気化器を置い
た場合、配管中での気体の凝縮を防ぐために配管の加熱
が必要であった。
又、ガス流量の増大や均一な膜質を得るために減圧気相
成長等を行なう場合、配管系のガスリークが起こシ易く
なり、これを防止するために装置が大規模、複雑になら
維持に大変な手間が力・力・るという問題がある。しか
し、これらを解決する方法は未だ見つかっていないのが
現状である。
成長等を行なう場合、配管系のガスリークが起こシ易く
なり、これを防止するために装置が大規模、複雑になら
維持に大変な手間が力・力・るという問題がある。しか
し、これらを解決する方法は未だ見つかっていないのが
現状である。
本発明の目的は蒸気圧の低い成膜主原料を用いて良質の
膜が得られ、かつ製造及び維持コストを大幅に下げるこ
とができる化学気相成長装置を提供するにちる。
膜が得られ、かつ製造及び維持コストを大幅に下げるこ
とができる化学気相成長装置を提供するにちる。
本発明は薄膜形成装置の円筒型中空石英管内に、気相成
長用原料ガス源を収容する容器と、該容８診を加熱して
原料ガス源より原料ガスを気化させる加熱器とを設置し
たことを特徴とする薄膜形成装置である。
長用原料ガス源を収容する容器と、該容８診を加熱して
原料ガス源より原料ガスを気化させる加熱器とを設置し
たことを特徴とする薄膜形成装置である。
次に本発明を実施例により説明する。
第１図は本発明による化学気相成長装置の概略図である
。図において、外部にシリコン基板及びガス加熱用ヒー
ター１０１を備えた円筒型中空石英管１０２の蓋１１１
の内壁にスペーサー１０５を取付けて該スペーサー１０
５で石英管１０２の反応ガス導入口１１２側の管内径を
絞り、その管内径が絞られた箇所に第１の加熱器１０６
、第２の加熱器１０７を設置し、気相成長用原料ガスの
入った第１のアンプル１０８、第２のアンプル１０９を
それぞれ一加熱器１０６．１０７の上に載せる；アンプ
ル１０８．１０９はいずれも石英製で第２図のような上
面を持ち、アンプル上面の蒸発口１１０には後述する原
料ガス源の外気からの汚染を防止し、また気相成長を行
なう際蒸発口１１０を開口するために、１００°Ｃ〜２
００°Ｃで完全に分解する有機物、例えば１８０℃程度
で完全に分解するポリカーボネイトの膜が張っである・
アンプル１０８には固体又は液体の蒸気圧の低い原料ガ
ス源、アンプル１０９には固体又は液体の蒸気圧の高い
原料ガス源を設置する。これはシリコン基板加熱用ヒー
ター１０１０輻射伝熱の影響による蒸気圧の変化を少な
くするためである。
。図において、外部にシリコン基板及びガス加熱用ヒー
ター１０１を備えた円筒型中空石英管１０２の蓋１１１
の内壁にスペーサー１０５を取付けて該スペーサー１０
５で石英管１０２の反応ガス導入口１１２側の管内径を
絞り、その管内径が絞られた箇所に第１の加熱器１０６
、第２の加熱器１０７を設置し、気相成長用原料ガスの
入った第１のアンプル１０８、第２のアンプル１０９を
それぞれ一加熱器１０６．１０７の上に載せる；アンプ
ル１０８．１０９はいずれも石英製で第２図のような上
面を持ち、アンプル上面の蒸発口１１０には後述する原
料ガス源の外気からの汚染を防止し、また気相成長を行
なう際蒸発口１１０を開口するために、１００°Ｃ〜２
００°Ｃで完全に分解する有機物、例えば１８０℃程度
で完全に分解するポリカーボネイトの膜が張っである・
アンプル１０８には固体又は液体の蒸気圧の低い原料ガ
ス源、アンプル１０９には固体又は液体の蒸気圧の高い
原料ガス源を設置する。これはシリコン基板加熱用ヒー
ター１０１０輻射伝熱の影響による蒸気圧の変化を少な
くするためである。
実施例において、半導体基板に薄膜を形成するにあたっ
ては、シリコンウェーッ・−１０４をホルダー１０３に
セットして石英管１０２内に設置し、石英管の蓋１１１
を閉めて密封し、反応ガス導入口１１２から石英管１０
２内に反応ガス、例えば０２． Ｎ２．Ｎ２０等を流す
。十分パージした後、２台の加熱器１０６゜１０７の温
度を、アンプル１０８．１０９の蒸発口１１０を塞いで
いる有機薄膜が分解する温度まで上昇させ、アンプル１
０８ 、１０９の蒸発口１１０を開口させ、原料ガス源
から原料ガスを気化させる。Ｔａ２０ｓ −８Ｚ０２系
固溶体を形成する除には、アンプル１０８に蒸気圧の低
い原料、例えばＴａ （ＯＣ２Ｈｓ ）ｓ等、アンプル
１０９にはより蒸気圧の高い原料、例えばＳ ｉ （Ｏ
Ｃ３Ｈ７）ａ等を用いることができ、有機薄膜が分解さ
れる温度で沸騰しない化合物をアンプル１０８，１０９
に入れておけば良い。減圧化学気相成長を行なわせる際
には圧力は０．１〜５ Ｔｏｒｒとし、所望の組成の薄
膜を得るだめに原料ガスの蒸気圧はアンプル１０８ 、
１０９の温度の調整によって行なう。
ては、シリコンウェーッ・−１０４をホルダー１０３に
セットして石英管１０２内に設置し、石英管の蓋１１１
を閉めて密封し、反応ガス導入口１１２から石英管１０
２内に反応ガス、例えば０２． Ｎ２．Ｎ２０等を流す
。十分パージした後、２台の加熱器１０６゜１０７の温
度を、アンプル１０８．１０９の蒸発口１１０を塞いで
いる有機薄膜が分解する温度まで上昇させ、アンプル１
０８ 、１０９の蒸発口１１０を開口させ、原料ガス源
から原料ガスを気化させる。Ｔａ２０ｓ −８Ｚ０２系
固溶体を形成する除には、アンプル１０８に蒸気圧の低
い原料、例えばＴａ （ＯＣ２Ｈｓ ）ｓ等、アンプル
１０９にはより蒸気圧の高い原料、例えばＳ ｉ （Ｏ
Ｃ３Ｈ７）ａ等を用いることができ、有機薄膜が分解さ
れる温度で沸騰しない化合物をアンプル１０８，１０９
に入れておけば良い。減圧化学気相成長を行なわせる際
には圧力は０．１〜５ Ｔｏｒｒとし、所望の組成の薄
膜を得るだめに原料ガスの蒸気圧はアンプル１０８ 、
１０９の温度の調整によって行なう。
有機物分解後完全にパージが終わるまでシリコンウェー
ハーの温度は反応開始温度より低い温度にしておく。次
に真空排気系１１３を作動させ管内を減圧し、シリコン
基板及びガス加熱用ヒーター１０１の温度を上昇させ気
相成長を開始させる。これによシリコンウェーハー脱０
４ 上Ｋ Ｔａ２０．−８ｊＯ□系酸化膜が均一に形成
される。又、加熱器１０６゜１０７の温度を変えること
により蒸気圧を様々に変え、酸化膜の化学組成を変える
ことも可能となる。
ハーの温度は反応開始温度より低い温度にしておく。次
に真空排気系１１３を作動させ管内を減圧し、シリコン
基板及びガス加熱用ヒーター１０１の温度を上昇させ気
相成長を開始させる。これによシリコンウェーハー脱０
４ 上Ｋ Ｔａ２０．−８ｊＯ□系酸化膜が均一に形成
される。又、加熱器１０６゜１０７の温度を変えること
により蒸気圧を様々に変え、酸化膜の化学組成を変える
ことも可能となる。
原料ガス源は上記のように２種とせず、１種でも同様に
薄膜が形成でき、又３種、４種と多数設置して複合固溶
体を形成することも可能であり、形成される薄膜は酸化
膜のみならず、窒化膜や、半導体エピタキシャル成長さ
せることも可能である。
薄膜が形成でき、又３種、４種と多数設置して複合固溶
体を形成することも可能であり、形成される薄膜は酸化
膜のみならず、窒化膜や、半導体エピタキシャル成長さ
せることも可能である。
また、この装置によυ高誘電率薄膜のみならず、ＬＳＩ
用素子保護膜等も形成することができる。
用素子保護膜等も形成することができる。
以上説明したように、本発明は気相成長川原ネー１ガス
源を収容する容器と、該容器を加熱して原料ガスを気化
させる加熱器とを中空石英管内に設置しだので、装置を
簡素化することができ、製造及び維持費を大幅に減少で
き、さらには途中配管での原料ガス凝縮等の影響をなく
して原料ガスを安定供給することができる。又完全に有
機薄膜が分解して発生したＣＯ２は完全に排気され、装
置の構′造上原料担体ガスを用いる必要がなくなるので
、気相成長時のガスの純度を上げることができ、従来の
気相成長装置より純度の高い膜を半導体基板上に形成で
きる。容器中の原料は固体でも液体でも使用でき、配管
が不要となることから腐食を考慮に入れる必要がない。
源を収容する容器と、該容器を加熱して原料ガスを気化
させる加熱器とを中空石英管内に設置しだので、装置を
簡素化することができ、製造及び維持費を大幅に減少で
き、さらには途中配管での原料ガス凝縮等の影響をなく
して原料ガスを安定供給することができる。又完全に有
機薄膜が分解して発生したＣＯ２は完全に排気され、装
置の構′造上原料担体ガスを用いる必要がなくなるので
、気相成長時のガスの純度を上げることができ、従来の
気相成長装置より純度の高い膜を半導体基板上に形成で
きる。容器中の原料は固体でも液体でも使用でき、配管
が不要となることから腐食を考慮に入れる必要がない。
しかも異なる原料ソースを複数個石英管内に同時に設置
できるため、基板上に所望の種々の固溶体を形成するこ
とができ、気相成長は熱、プラズマ、光等いずれの方法
でも用いることができるという効果を有するものである
。
できるため、基板上に所望の種々の固溶体を形成するこ
とができ、気相成長は熱、プラズマ、光等いずれの方法
でも用いることができるという効果を有するものである
。
第１図は本発明の実施例に係る薄膜気相成長装置の概略
図、第２図は原料ガス源アンプルの平面図である。 １０１・・・シリコン基板及びガス加熱用ヒーター、１
ｏ２・・・石英管、１０３・・・基板ホルダー、１０４
・・・シリコンウェーハー、 １０５・・・スペーサー
、ｌｏ６・・・加Ｍ ５．１０７・・・加熱器、１０８
・・・アンプル、１０９・・・アンプル、１１０・・・
蒸発口、１１１・・・石英管の蓋、１１２・・・反応ガ
ス導入口、１１３・・・真空排気系 特許出願人 日本電気株式会社 、 に １１”ｊ巨ｊ−：・Ｉ 代理人 弁理士 菅 野 中 、・７，１゜−第１＾
図、第２図は原料ガス源アンプルの平面図である。 １０１・・・シリコン基板及びガス加熱用ヒーター、１
ｏ２・・・石英管、１０３・・・基板ホルダー、１０４
・・・シリコンウェーハー、 １０５・・・スペーサー
、ｌｏ６・・・加Ｍ ５．１０７・・・加熱器、１０８
・・・アンプル、１０９・・・アンプル、１１０・・・
蒸発口、１１１・・・石英管の蓋、１１２・・・反応ガ
ス導入口、１１３・・・真空排気系 特許出願人 日本電気株式会社 、 に １１”ｊ巨ｊ−：・Ｉ 代理人 弁理士 菅 野 中 、・７，１゜−第１＾
Claims (1)
- （１）薄膜形成装置の円筒型中空石英管内に、気相成長
用原料ガス源を収容する容器と、該容器を加熱して原料
ガス源より原料ガスを気化させる加熱器とを設置したこ
とを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184823A JPS6076127A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184823A JPS6076127A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076127A true JPS6076127A (ja) | 1985-04-30 |
Family
ID=16159913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58184823A Pending JPS6076127A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076127A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62174912A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Hitachi Ltd | 薄膜製造装置 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58184823A patent/JPS6076127A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62174912A (ja) * | 1986-01-29 | 1987-07-31 | Hitachi Ltd | 薄膜製造装置 |
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