JPS6196725A - 光気相成長方法 - Google Patents
光気相成長方法Info
- Publication number
- JPS6196725A JPS6196725A JP59217725A JP21772584A JPS6196725A JP S6196725 A JPS6196725 A JP S6196725A JP 59217725 A JP59217725 A JP 59217725A JP 21772584 A JP21772584 A JP 21772584A JP S6196725 A JPS6196725 A JP S6196725A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactive gas
- focused
- laser
- reaction chamber
- vapor
- Prior art date
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- 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
- H10P14/20—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
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】
（産業上の利用分野）
本発明にレーザ光を用い次光気相成長方法に関する０
（従来の技術）
今日における半導体集積回路装置の著しい発達は、薄膜
形成技術の多様化と膜質の向上に負うところがきわめて
大さい。この半導体技術分野で用いられる薄膜は、ゲー
ト絶縁膜、容量絶に膜、素子分離絶縁膜、層間絶縁膜お
工びパッジページ１ン膜などの絶縁性薄膜と、ゲート電
極用、オーミック電極用、配線用およびシロットキｉ・
バリヤ用などの導電性薄膜とに大別することができる。
形成技術の多様化と膜質の向上に負うところがきわめて
大さい。この半導体技術分野で用いられる薄膜は、ゲー
ト絶縁膜、容量絶に膜、素子分離絶縁膜、層間絶縁膜お
工びパッジページ１ン膜などの絶縁性薄膜と、ゲート電
極用、オーミック電極用、配線用およびシロットキｉ・
バリヤ用などの導電性薄膜とに大別することができる。
ＣＶＤ法（ケミカル・ペーパー・テポジション・メンー
ド）は近年めざましく発達し友薄膜形成技術で、全ての
状科源は反応室内に気体で導入され、目的とする薄膜は
化学反応にエフ所謂気相成長で堆積される。ＣＶＤ法は
高純度の薄膜が低温で生成でき、伐科源の選択に１って
絶縁性と導電性の如何を問わず任意の組成の薄膜？精度
良く均一に形成し得るのが大きな利点である。
ド）は近年めざましく発達し友薄膜形成技術で、全ての
状科源は反応室内に気体で導入され、目的とする薄膜は
化学反応にエフ所謂気相成長で堆積される。ＣＶＤ法は
高純度の薄膜が低温で生成でき、伐科源の選択に１って
絶縁性と導電性の如何を問わず任意の組成の薄膜？精度
良く均一に形成し得るのが大きな利点である。
従来、ＣＶＤ法にはプラズマＣＶＤ法が主流を占め、反
応性気体の分解には放電プラズマによるエネルギが利用
されて米た。し力１し、プラズマ中には電子、イオンお
よび輻射線等が混在し、その衝突にニジ生成膜または下
地基板上損傷する恐れがあるので、これに代わるものと
して光ＣＶＤ法が注目されている。光ＣＶＤ法は、反応
気体に例えば水銀蒸気全増感剤として添加し波長２５４
ｎ ｍ以下の紫外線エネルギによジ反応気体分子全化
学的に解離活性化するＣＶＤ技術の一つである。この薄
膜形成技術に、例えば、特開昭５６−９６７０４号「酸
化物層の光学気相被着方法」ま友は特開昭５４−１６３
７９２号 「窒化シリコン膜の製造方法」の各特許公報
明細書に詳述されている。
応性気体の分解には放電プラズマによるエネルギが利用
されて米た。し力１し、プラズマ中には電子、イオンお
よび輻射線等が混在し、その衝突にニジ生成膜または下
地基板上損傷する恐れがあるので、これに代わるものと
して光ＣＶＤ法が注目されている。光ＣＶＤ法は、反応
気体に例えば水銀蒸気全増感剤として添加し波長２５４
ｎ ｍ以下の紫外線エネルギによジ反応気体分子全化
学的に解離活性化するＣＶＤ技術の一つである。この薄
膜形成技術に、例えば、特開昭５６−９６７０４号「酸
化物層の光学気相被着方法」ま友は特開昭５４−１６３
７９２号 「窒化シリコン膜の製造方法」の各特許公報
明細書に詳述されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、この光ＣＶ’Ｄ＠に関する他の特許公報
間１ｌＢｌ書、例えば特開昭５６−３５４２５号「光化
学的気相被着装置および方法」または特開昭５７−１５
４８３９号 「光化学的気相被着装置および方法−がそ
れぞれ開示しているように、この光ＣＶＤ法には、気相
反応の進行と共に光照射窓の部桟内面お工び反応室の内
壁面にまで気相反応膜が堆積し汚染する所謂堆積効果現
象？おこ丁。特に光照射窓における堆積効果は、堆積膜
厚の増加と共に反抄 応室内への紫外線照射
量全減少させ、最後には気相反応全停止せしめるに至る
ので、スルー・グツト性能全署しく悪化させる。また、
一般に反応性気体に真空紫外線領域に吸収波長會有して
いるので、気相反応全進行させ得る光源は制約され、そ
の選択の範囲はきわめて限定される。
間１ｌＢｌ書、例えば特開昭５６−３５４２５号「光化
学的気相被着装置および方法」または特開昭５７−１５
４８３９号 「光化学的気相被着装置および方法−がそ
れぞれ開示しているように、この光ＣＶＤ法には、気相
反応の進行と共に光照射窓の部桟内面お工び反応室の内
壁面にまで気相反応膜が堆積し汚染する所謂堆積効果現
象？おこ丁。特に光照射窓における堆積効果は、堆積膜
厚の増加と共に反抄 応室内への紫外線照射
量全減少させ、最後には気相反応全停止せしめるに至る
ので、スルー・グツト性能全署しく悪化させる。また、
一般に反応性気体に真空紫外線領域に吸収波長會有して
いるので、気相反応全進行させ得る光源は制約され、そ
の選択の範囲はきわめて限定される。
（発明の目的）
本発明の目的に、上記の情況に鑑み、光照射窓？含む反
応室の内壁面に対し気相反応膜の堆積効果音生ずること
なく、且つ用い得る光源の選択範囲全きわめて自由にな
し得た光気相成長方法？提供することである。
応室の内壁面に対し気相反応膜の堆積効果音生ずること
なく、且つ用い得る光源の選択範囲全きわめて自由にな
し得た光気相成長方法？提供することである。
（発明の構成）
本発明の光気相成長方法は、反応性気体に異なる２つ以
上の方向からレーザ光を集光照射して、前記反応性気体
？局所的に分解せしめる多光子解離工程？含む。
上の方向からレーザ光を集光照射して、前記反応性気体
？局所的に分解せしめる多光子解離工程？含む。
（問題Ａｔ解決するための手段）
すなわち、本発明に工れば、気相反応？進行せしめる光
源には紫外光に代わってレーザ光が使用される。この場
合、反応性気体の化学的分解手段には多光子による解離
活性化現象が利用される。
源には紫外光に代わってレーザ光が使用される。この場
合、反応性気体の化学的分解手段には多光子による解離
活性化現象が利用される。
更に具体的に述べれば、気相成長膜？堆槓丁べさ基板面
は、異なる２つ以上の方向から投射されるレーザ光によ
り局所的に且つ選択的に集光照射され、局所的に反応性
気体を多光子解離させる。
は、異なる２つ以上の方向から投射されるレーザ光によ
り局所的に且つ選択的に集光照射され、局所的に反応性
気体を多光子解離させる。
（作用ン
ここで、２つ以上のレーザ光の集光照射ｉｋ気相反応条
件に適合せしめることによって、基板近傍の反応性気体
のみが解離活性化される。
件に適合せしめることによって、基板近傍の反応性気体
のみが解離活性化される。
比較的短波長のレーザ光は、酸化シリコン膜の形成に使
用されるシラン（Ｓ １Ｈ４）と亜酸化窒素（Ｎ２０
）の混合気体、窒化シリコン膜形成の際のアンモニア（
ＮＨ３）、シラン（８ｉＨＱおよびヒドラジン（Ｎ ２
Ｈりの混合気体、或いにアルミ導体膜の形成におけるト
リメチル・アルミニューム気体など通常用いられる反応
性気体には、その光量が弱ければ殆んど吸収されない。
用されるシラン（Ｓ １Ｈ４）と亜酸化窒素（Ｎ２０
）の混合気体、窒化シリコン膜形成の際のアンモニア（
ＮＨ３）、シラン（８ｉＨＱおよびヒドラジン（Ｎ ２
Ｈりの混合気体、或いにアルミ導体膜の形成におけるト
リメチル・アルミニューム気体など通常用いられる反応
性気体には、その光量が弱ければ殆んど吸収されない。
従って、異なる２つ以上の方向から投射されるレーザ光
のそれぞれの光路近傍でに何等の反応も生ぜず、それら
が気相反応条件で満たて光量に達するように集光された
基板の局部近傍の反応性気体のみが解離し分解される。
のそれぞれの光路近傍でに何等の反応も生ぜず、それら
が気相反応条件で満たて光量に達するように集光された
基板の局部近傍の反応性気体のみが解離し分解される。
以下図面全参照し本発明の詳細な説明する。
（実施例）
第１図は本発明全アルミ導体膜の形成Ｖこ実施しに場合
の一実施例？示す気相成長装置の断面構造図である。本
実施例は、反応室１と、その上面全構成する光照射窓２
と、反応性気体の導入口３お工び排出口４と奮含み、気
相成長膜全堆積すべきシリコン基板５は反応室内に載置
され、基板上の点Ｐには２つのレーザ光Ｌｌお↓びＬ２
が異なる方向から集光され照射される。１ｋ、６は基板
加熱用電熱線、ａ訃工びｂはその電源端子である。反応
性気体にはトリメチル・アルミニー−ム（Ａ４（ＣＨ３
）３）が用いられ、導入口３お工び排出口４全介し反応
室１内に送られる。この反応性気体は常温では扁い蒸気
圧をもつ液体でおるが、水素（Ｈり気体全バブリングす
ることで反応室１内に送り込むことかでさる。ここで、
シリコン基板５は、必要があれば電熱線６で加熱され、
３００〜４００℃の温度に保持される。以上の準備が整
った段階でレーザ光ＬｌおよびＬ２が、基板上の点Ｐに
集光される。これらのレーザ光には反応性気体トリメチ
ル・アルミニューム［Ａｌ（ＣＨす３］が殆んど吸収し
’ｚい波長（例えば、ＫｒＦ・・−２４８ｎｍ 、 Ｘ
ｅＦ・・−３Ｑ８ｎｍ）全もつものが用いられる。この
段階でレーザ光ＬｓＬ２が集光された基板上の点Ｐ近傍
の反応性気体には、所謂多光子にＬる解離活性化現象が
生じ、化学的分解による気相反応が進行しアルミ導電膜
が局部的に堆積される。この際、レーザ光の光路１近傍
の反応性気体に殆んど励起されないので、反応室１の内
壁面および光照射窓２の部杖内面に堆積効果に生ぜず一
汚染１ｃよるスルー・グツト性能の劣化は防止される。
の一実施例？示す気相成長装置の断面構造図である。本
実施例は、反応室１と、その上面全構成する光照射窓２
と、反応性気体の導入口３お工び排出口４と奮含み、気
相成長膜全堆積すべきシリコン基板５は反応室内に載置
され、基板上の点Ｐには２つのレーザ光Ｌｌお↓びＬ２
が異なる方向から集光され照射される。１ｋ、６は基板
加熱用電熱線、ａ訃工びｂはその電源端子である。反応
性気体にはトリメチル・アルミニー−ム（Ａ４（ＣＨ３
）３）が用いられ、導入口３お工び排出口４全介し反応
室１内に送られる。この反応性気体は常温では扁い蒸気
圧をもつ液体でおるが、水素（Ｈり気体全バブリングす
ることで反応室１内に送り込むことかでさる。ここで、
シリコン基板５は、必要があれば電熱線６で加熱され、
３００〜４００℃の温度に保持される。以上の準備が整
った段階でレーザ光ＬｌおよびＬ２が、基板上の点Ｐに
集光される。これらのレーザ光には反応性気体トリメチ
ル・アルミニューム［Ａｌ（ＣＨす３］が殆んど吸収し
’ｚい波長（例えば、ＫｒＦ・・−２４８ｎｍ 、 Ｘ
ｅＦ・・−３Ｑ８ｎｍ）全もつものが用いられる。この
段階でレーザ光ＬｓＬ２が集光された基板上の点Ｐ近傍
の反応性気体には、所謂多光子にＬる解離活性化現象が
生じ、化学的分解による気相反応が進行しアルミ導電膜
が局部的に堆積される。この際、レーザ光の光路１近傍
の反応性気体に殆んど励起されないので、反応室１の内
壁面および光照射窓２の部杖内面に堆積効果に生ぜず一
汚染１ｃよるスルー・グツト性能の劣化は防止される。
また、レーザ光が重ならない部分では吸収が起こらない
ので、反応性気体は常圧とすることも可能で勿論増感剤
の添加も不必要でるる。本実施例によれば、レーザ光の
重ね合われ領域全制御することによって数μ〜サブμｍ
の気相成長膜の堆積が可能であり、レーザ光の走査手段
欠設ければ、幅１μｍ程度のアルミ配線パターン七容易
に形成することも可能となる。その他ゲート用電極など
の微細化導電性薄膜の形成に好適であり、きわめて容易
に行なりことができる。
ので、反応性気体は常圧とすることも可能で勿論増感剤
の添加も不必要でるる。本実施例によれば、レーザ光の
重ね合われ領域全制御することによって数μ〜サブμｍ
の気相成長膜の堆積が可能であり、レーザ光の走査手段
欠設ければ、幅１μｍ程度のアルミ配線パターン七容易
に形成することも可能となる。その他ゲート用電極など
の微細化導電性薄膜の形成に好適であり、きわめて容易
に行なりことができる。
（発明の効果）
以上にアルミ導体膜の気相成長について説明したが、比
較的短波長のレーザ光を用いれば、殆んど全ての反応性
気体に実施することができるので、導電性と絶縁性の如
何ケ問わず任意の組成の微細薄膜全精度良く均一に形成
し得る。
較的短波長のレーザ光を用いれば、殆んど全ての反応性
気体に実施することができるので、導電性と絶縁性の如
何ケ問わず任意の組成の微細薄膜全精度良く均一に形成
し得る。
まｔ、気相成長装置の内部全殆んど汚染することもない
ので、スルー・グツト性能全悪化することもない。更に
、従来に比し光源の選択自由度ハ大きく、光照射窓部状
に真空紫外光Ｌ！ｌｌ長波長のレーザ光全透過すれば足
り、ま几、反応性気体に常圧？用い得るなどの利点があ
るので、気相成長装置もま几簡易に構成し得る。
ので、スルー・グツト性能全悪化することもない。更に
、従来に比し光源の選択自由度ハ大きく、光照射窓部状
に真空紫外光Ｌ！ｌｌ長波長のレーザ光全透過すれば足
り、ま几、反応性気体に常圧？用い得るなどの利点があ
るので、気相成長装置もま几簡易に構成し得る。
第１図は本発明ｔアルミ導体膜の形成１ｃ実施し九場合
の一笑施例孕示す気相成長装置の断面構造図である。
の一笑施例孕示す気相成長装置の断面構造図である。
Claims (1)
- 反応性気体に異なる２つ以上の方向からレーザ光を集
光照射して、前記反応性気体を局所的に分解せしめる多
光子解離工程を含むことを特徴とする光気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217725A JPS6196725A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 光気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59217725A JPS6196725A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 光気相成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196725A true JPS6196725A (ja) | 1986-05-15 |
Family
ID=16708759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59217725A Pending JPS6196725A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 光気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6196725A (ja) |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59217725A patent/JPS6196725A/ja active Pending
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