CN109564873A - HfN膜的制造方法及HfN膜 - Google Patents
HfN膜的制造方法及HfN膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109564873A CN109564873A CN201780037112.6A CN201780037112A CN109564873A CN 109564873 A CN109564873 A CN 109564873A CN 201780037112 A CN201780037112 A CN 201780037112A CN 109564873 A CN109564873 A CN 109564873A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- gas
- hfn
- flow
- hfn film
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 31
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000002309 gasification Methods 0.000 abstract description 9
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 25
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N azanylidyneniobium Chemical compound [Nb]#N CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- -1 hafnium nitride Chemical class 0.000 description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GMMGOEVABABMBA-UHFFFAOYSA-N CC(C)C(C)(C)N[Hf] Chemical compound CC(C)C(C)(C)N[Hf] GMMGOEVABABMBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 125000002668 chloroacetyl group Chemical group ClCC(=O)* 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
提供一种能够对反应部稳定地供给原料且能够长期使用的HfN膜的制造方法及HfN膜。HfN膜的制造方法使用的成膜装置具备：经由配管供给被气化器气化了的原料气体的同时、将该原料气体喷射至与喷嘴表面对向配置的被成膜基板的喷气嘴，所述喷气嘴由以所述配管的导入口为中心扩展的外壁、从该外壁的扩展端部升起的周壁、以及覆盖该周壁的端部的喷嘴表面所构成，其中，按照将反应气体直接供给到反应腔室的方式设置气体供给口，在基座上搭载晶片，原料气体TEMAH的流量为0.2CCM，在反应腔室的压力为4Torr下，基座的温度为250℃以上且270℃以下的范围，反应气体NH3的流量为9.0CCM以上且15.0CCM以下的范围。
Description
技术领域
本发明涉及HfN膜的制造方法及HfN膜。
背景技术
近年来，在电子器件领域中，期望电路的高密度化和电子器件的更小型化以及高性能化，期望用于电子部件的介电材料等的薄膜化。作为这样的将材料薄膜化的一种方法，有CVD法。
该CVD法与PVD法、溶胶凝胶法、其他成膜法相比，具有成膜速度快、多层薄膜的制造容易等特征。另外，MOCVD法是将包含有机物的化合物用作原料的CVD法，具有安全性高、膜中不会混入卤化物等优点。
用于MOCVD法的原料通常为固体粉末或液体，将这些原料放入容器中，通常在减压中加热以使原料气化，通过载气送入成膜腔室内。
图12是这样的MOCVD法中使用的薄膜成膜装置的概略的说明图。
在图12中，31为气化器，32为燃烧室，33为反应容器，34为配管，35为大致圆锥状的喷气嘴。
气化器1例如将用He气加压了的多种(Ba、Sr、Ti)液体原料以所希望比率混合得到的混合原料以一定速度输送，并将此流量控制了的原料气化。该气化条件设为：设定温度为250℃，气化压力为2kPa。在气化器1中气化了的原料气体与载气Ar混合，经由加热至250～260℃的配管导入到燃烧室32中。
燃烧室32构成为使氧与原料气体混合，一边通过设定为所希望温度的细管一边加热的结构。排出燃烧室32的原料气体通过加热至260～270℃的配管34以及喷气嘴35，并导入至反应容器33内。燃烧室32内设定为使原料气体中的有机溶剂的至少一部分燃烧的温度。
喷气嘴35根据需要可在其内部在原料气体中混合氧。与喷气嘴35保持规定间隔而对向配置的用于成膜介电膜的被成膜基板P设置在氮化铝制的基座36上，通过加热器37加热。在基座36上安装有热电偶，能够通过热电偶指示值进行反馈控制以及通过对加热器37投入的电力进行温度控制。
在气化器31中气化了的原料气体在燃烧室32内混合，通过喷气嘴35导入到反应容器33内，在被成膜基板P上成膜介电膜。
以上述的MOCVD装置形成氮化膜、例如HfN膜等薄膜时，采用了从反应腔室(反应器)上游的气化管添加作为原料气体的氨(NH3)等的成膜方法。但是，作为原料气体的氨(NH3)与薄膜生成原料在成为反应腔室的反应容器内未充分反应，无法成膜而成为了问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-216150
专利文献2：日本特开2005-072196
发明内容
发明所要解决的问题
在这样的情况下，现状是将HfN膜等成膜的技术未确立，期望可将HfN膜等作为制品而成膜的制造方法及HfN膜的出现。
本发明的目的是，提供HfN膜的制造方法及HfN膜，其以能够成膜HfN膜的方式，使原料气体与薄膜生成原料在成为反应腔室的反应容器中反应，能够对反应部稳定地供给原料，而且能够长期使用。
用于解决问题的手段
本发明的形态1涉及的HfN膜的制造方法的特征在于，其使用的成膜装置具备：经由配管供给被气化器气化了的原料气体的同时、将该原料气体喷射至与喷嘴表面对向配置的被成膜基板的喷气嘴，所述喷气嘴由以所述配管的导入口为中心扩展的外壁、从该外壁的扩展端部升起的周壁、以及覆盖该周壁的端部的喷嘴表面所构成，其中，按照将反应气体直接供给到反应腔室的方式设置气体供给口，在基座上搭载晶片，基座的温度为250℃以上且270℃以下的范围，原料气体TEMAH的流量为0.2CCM，反应腔室的压力为4Torr，反应气体NH3的流量为9.0CCM以上且15.0CCM以下的范围。
基座的温度低于250℃时，由于成膜时不会进行热分解，产生膜质变差的不佳情形，基座的温度超过270℃时，产生成膜速率降低的不佳情形。而且，反应气体NH3的流量低于9.0CCM时，产生HfN膜中的氧浓度上升、以及HfN膜中的氧浓度随着经过天数而氧浓度上升的不佳情形，反应气体NH3流量超过15.0CCM时，产生HfN膜中的氧浓度随着经过天数而氧浓度上升的不佳情形。
本发明的形态2涉及的HfN膜的特征在于，N/Hf为0.734以上至0.757以下的范围，氧浓度为2.5atomic％以下。
本发明的形态3涉及的HfN膜是形态2所述的HfN膜，其特征在于，所述HfN膜的膜中氧浓度在经过天数10天之后，变动幅度为0.01atomic％以下。
发明效果
根据本发明形态1的HfN膜的制造方法，能够提供使HfN膜中的氧浓度减少、且抑制氧浓度因经过天数所致的增加的HfN膜的制造方法。
根据本发明形态2、3的HfN膜，能够提供使HfN膜中的氧浓度减少、且抑制氧浓度因经过天数所致的增加的HfN膜。
根据本发明，能够提供HfN膜的制造方法及HfN膜，其以能够成膜HfN膜的方式，使原料气体与薄膜生成原料在成为反应腔室的反应容器内反应，并能够对反应部稳定地供给原料，而且能够长期使用。
附图说明
图1是实施例的HfN膜的制造中的假想成膜速率与NH3流量的关系的图。
图2是实施例的HfN膜的制造中的HfN膜中的氧量与经过天数的关系的图。
图3是实施例的HfN膜的制造中的XRF分析强度与NH3流量的关系的图。
图4是实施例的HfN膜的制造中的假想成膜速率与NH3流量的关系的图。
图5是实施例的HfN膜的制造中的基座温度260℃下的XRF分析强度与NH3流量的关系的图。
图6是实施例的HfN膜的制造中的基座温度260℃下的HfN膜中的氧量与经过天数的关系的图。
图7是实施例的HfN膜的制造中的假想成膜速率与基座温度的关系的图。
图8是本发明的成膜装置的图。
图9是本发明的气化器的图。
图10是本发明的气化器的图。
图11是本发明的喷气头的图。
图12是以往的成膜装置的图。
符号说明
1 分散部主体、
2 气体通路、
3 载气、
4 气体导入口、
5 原料溶液、
6 原料供给孔、
7 气体出口、
8 分散部、
9a,9b,9c,9d 螺丝(vis)、
10 杆、
11 气化器、
12 加热器、
13 反应容器、
14 配管、
15 喷气嘴、
15a 外壁、
15b 喷嘴表面、
15c 周壁、
16 反应气体供给口、
17 加热器、
18 用于冷却的机构(冷却水)、
20 气化管、
21 加热机构(加热器)、
22 气化部、
23 连接部、
24 接头、
25 氧导入机构(氧供给口)、
29 原料供给入口、
31 气化器、
32 燃烧室、
33 反应容器、
34 配管、
35 大致圆锥状的喷气嘴、
36 基座、
37 加热器、
41 喷气头、
42 喷气嘴、
43 喷气板、
61 基板、
62 薄膜、
63 薄膜。
具体实施方式
本发明的实施方式的HfN膜的制造方法的特征在于，其使用的成膜装置具备：经由配管供给被气化器气化了的原料气体的同时、将该原料气体喷射至与喷嘴表面对向配置的被成膜基板的喷气嘴，所述喷气嘴由以所述配管的导入口为中心扩展的外壁、从该外壁的扩展端部升起的周壁、以及覆盖该周壁的端部的喷嘴表面所构成，其中，按照将反应气体直接供给到反应腔室的方式设置气体供给口，在基座上搭载晶片，原料气体TEMAH的流量为0.2CCM，在反应腔室的压力为4Torr下，基座的温度为250℃以上且270℃以下的范围，反应气体NH3的流量为9.0CCM以上且15.0CCM以下的范围。
本发明的实施方式的HfN膜的特征在于，N/Hf为0.734以上至0.757以下的范围，氧浓度为2.5atomic％以下。所述HfN膜的膜中氧浓度在经过天数10天之后，变动幅度为0.01atomic％以下。
实施例
(实施例1)
(成膜装置)
图8中示出本实施例的MOCVD法中使用的薄膜成膜装置。
在图8(A)中，11为气化器、12为加热器、13为反应容器、14为配管、15为大致圆锥状的喷气嘴、16为用于将反应气体直接供给到反应容器(反应腔室)的气体供给口、17为加热器。
喷气嘴15根据需要能够在其内部将氧混合于原料气体中。喷气嘴15与配置在反应容器13内的用于将介电膜成膜的被成膜基板P保持规定间隔而对置。而且，在喷气嘴15中，在由其中心扩展的外壁15a与喷嘴表面15b之间一体设置有周壁15c。
该周壁15c是用于确保外壁15a与喷嘴表面15b的距离，能够使喷嘴表面15b的中央附近与端部附近的原料气体的流速差减小。此外，周壁15c的高度h优选设为喷气嘴15的最大高度、即从配管14的导入口14a至喷嘴表面15b的中心为止的高度H的一半以上(h>H/2)。
由此，被气化器11气化了的载气通过喷气嘴15导入到反应容器13内时，能够缓和喷嘴表面15b的中央附近与端部附近的原料气体的流速差，缓和从喷嘴表面15b导入到反应容器13内时的压力差(以图中的箭头的长度表示)，在被成膜基板P上成膜大致均匀的介电膜。
另外，在上述实施例中，公开了在配管14上一体地连续喷气嘴15，但是例如图3(B)所示，也可以在比配管14的前端更上方处连接喷气嘴15。
(原料气体、反应气体)
在制作氮化铪(HfN)薄膜时，以TEMAH(Hf[NCH3C2H5]4、四甲基乙基氨基铪)与ECH(表氯醇(C3H5ClO))作为原料溶液。
关于薄膜原料TEMAH和ECH，载气规定为Ar、N2等。
反应气体除了氨(NH3)之外，例如是O3、H2+N2、O2、H2S、CO、N2等。
反应气体以载气Ar或N2稀释而供给。
以满足膜的化学计量比的比例的方式调整反应性气体(氨气等)与原料溶液。
除了氮化铪(HfN)之外，在制作氮化铝(AlN)、氧化铪(HfO)、氮化铌(Nb3N5)的薄膜时，适当变更原料溶液。
(喷气头)
图11中示出本例涉及的薄膜成膜装置种所使用的喷气头。
设置于反应容器13(反应腔室)中的喷气头41由喷气嘴42与喷气板43所构成。
将反应气体直接供给反应容器13(反应腔室)的气体供给口16设置于喷气头41。
在喷气板43上分别形成原料气体的流路与氨气等的流路。
该构成是在到达基板前，使原料气体与作为反应气体的氨气等在喷气板的上游两者不混合的机构。
而且，喷气头41内具有用于冷却原料气体及反应气体的供给通路的机构。
(气化器)
图8、图9中示出本例涉及的气化器。
本例的气化器具有分散部8和用于将从所述分散部8送来的分散有原料溶液的载气加热并气化的气化部22，分散部8具有：在构成分散部的分散部主体1的内部形成的气体通路2、用于将经加压的载气3导入到气体通路2的气体导入口4、用于在通过气体通路2的载气中供给原料溶液5的机构(原料供给孔)6、用于将包含经分散的原料溶液5的载气送至气化部22的气体出口7、和用于冷却在气体通路2内流动的载气的机构(冷却水)18，所述气化部22具有：一端与MOCVD装置的反应管连接、另一端与分散部8的气体出口7连接的气化管20，和用于加热气化管20的加热机构(加热器)21。
(实施例2)
图1是实施例的HfN膜的制造中的假想成膜速率与NH3流量的关系的图。其为将基座温度设为400℃、300℃、260℃、200℃、100℃的条件下的假想成膜速率与NH3流量的关系的图。
根据图1，判明了以下事项。
在260℃以下几乎没有热分解。因为在NH3流量为1CCM以下时，假想成膜速率极端地降低。
但是，即使是260℃以下的条件，根据NH3流量，HfN膜的成膜也成为可能。
在基座温度为400℃、300℃、260℃、200℃、100℃的任一条件中，NH3流量的影响大。
图2是实施例的HfN膜的制造中HfN膜的氧量与经过天数的关系的图。
根据图2，判明了以下事项。
判明：以热分解成膜了的HfN膜(在400℃、300℃，将NH3流量设为0的条件)的氧量为0.06～0.21，数值高，经过天数后氧量有增加倾向，膜质差。
在NH3流量为1CCM的条件下，氧量为0.05～0.14，数值高，膜质还差。
NH3流量为5CCM的条件的HfN膜的氧量为0.04以下，即使在大气中经过天数，氧量也没有变化。
图3是实施例的HfN膜的制造中的XRF分析强度与NH3流量的关系的图。基座温度为300℃。
在NH3流量为3CCM以下的条件下，XRF分析强度(O/Hf、N/Hf、C/Hf)的数值变化，膜质差。
另一方面，在NH3流量为5CCM以下的条件下，XRF分析强度(O/Hf、N/Hf、C/Hf)的数值稳定，膜质良好。
图4是实施例的HfN膜的制造中基座温度为260℃的条件下的假想成膜速率与NH3流量的关系的图。
判明：NH3流量为9CCM，假想成膜速率为0.33，达到最大。NH3流量在9CCM～15CCM之间，成膜速率成为稳定的条件。
图5是实施例的HfN膜的制造中基座温度260℃下的XRF分析强度的O/Hf、N/Hf、C/Hf与NH3流量的关系的图。
根据O/Hf、N/Hf、C/Hf的特性图，在NH3流量为5CCM时，XRF分析强度O/Hf不稳定，另一方面，在NH3流量为9CCM时，处于稳定的倾向。
图6是实施例的HfN膜的制造中基座温度260℃下的HfN膜中的氧量(atomic％)与经过天数的关系的图。
判明：在NH3流量为9CCM～15CCM的条件下，HfN膜中的氧量(atomic％)相对于经过天数而稳定化。
在NH3流量低于9CCM或超过15CCM的情况下，HfN膜中的氧量(atomic％)相对于经过天数处于增加的倾向，不优选。
图7是实施例的HfN膜的制造中假想成膜速率与基座温度的关系的图。基座温度从260℃至400℃，基座温度越高则成膜速率越降低。而且，NH3流量和9CCM、20CCM比较的话，判明NH3流量增加则成膜速率降低。
根据上述的一连串数据，判明：关于HfN膜的制造，成膜温度为260℃，NH3流量为9CCM以上、15CCM以下的成膜条件为最适当。
表1中示出发明品1、2、3、4、5、6的XPS分析(atomic％)、N/Hf的测定结果。
另外，表2中示出比较品1、2、3、4、5、6、7、8的XPS分析(atomic％)、N/Hf的测定结果。
[表1]
(实施例)(原料气体：TEMAH)
[表2]
(比较例)(原料气体：TDEAH)
产业上的可利用性
根据本发明的HfN膜的制造方法及HfN膜，能够提供HfN膜的制造方法及HfN膜，其以能够将HfN膜成膜的方式，使原料气体与薄膜生成原料在成为反应腔室的反应容器中反应，并能够对反应部稳定地供给原料，而且能够长期使用，从而有助于半导体产业的发展。
Claims (3)
1.一种HfN膜的制造方法，其特征在于，其使用的成膜装置具备：经由配管供给被气化器气化了的原料气体的同时、将该原料气体喷射至与喷嘴表面对向配置的被成膜基板的喷气嘴，
所述喷气嘴由以所述配管的导入口为中心扩展的外壁、从该外壁的扩展端部升起的周壁、以及覆盖该周壁的端部的喷嘴表面所构成，
其中，按照将反应气体直接供给到反应腔室的方式设置气体供给口，
在基座上搭载晶片，
原料气体TEMAH的流量为0.2CCM，
在反应腔室的压力为4Torr下，
基座的温度为250℃以上且270℃以下的范围，
反应气体NH3的流量为9.0CCM以上且15.0CCM以下的范围。
2.一种HfN膜，其特征在于，N/Hf为0.734以上至0.757以下的范围，氧浓度为2.5atomic％以下。
3.根据权利要求2所述的HfN膜，其特征在于，所述HfN膜的膜中氧浓度在经过天数10天之后，变动幅度为0.01atomic％以下。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016-081254 | 2016-04-14 | ||
| JP2016081254A JP6758574B2 (ja) | 2016-04-14 | 2016-04-14 | ＨｆＮ膜の製造方法およびＨｆＮ膜 |
| PCT/JP2017/015210 WO2017179680A1 (ja) | 2016-04-14 | 2017-04-14 | ＨｆＮ膜の製造方法およびＨｆＮ膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109564873A true CN109564873A (zh) | 2019-04-02 |
Family
ID=60042573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201780037112.6A Pending CN109564873A (zh) | 2016-04-14 | 2017-04-14 | HfN膜的制造方法及HfN膜 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6758574B2 (zh) |
| CN (1) | CN109564873A (zh) |
| TW (1) | TWI744313B (zh) |
| WO (1) | WO2017179680A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111589616A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-28 | 杨保长 | 一种半导体表面绝缘薄膜加工装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3698680B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2005-09-21 | 株式会社アルバック | 成膜方法 |
| US20050153571A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-07-14 | Yoshihide Senzaki | Nitridation of high-k dielectric films |
| KR100706803B1 (ko) * | 2006-01-19 | 2007-04-12 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 및 그의 형성 방법 |
| CN103668108A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-26 | 中国科学院微电子研究所 | 一种氧化物介质的原子层沉积方法 |
| JP2016195214A (ja) * | 2015-04-01 | 2016-11-17 | 株式会社 ワコム研究所 | Ｍｏｃｖｄ装置による窒化膜を成膜する成膜方法及び成膜装置、並びにシャワーヘッド |
-
2016
- 2016-04-14 JP JP2016081254A patent/JP6758574B2/ja active Active
-
2017
- 2017-04-14 CN CN201780037112.6A patent/CN109564873A/zh active Pending
- 2017-04-14 WO PCT/JP2017/015210 patent/WO2017179680A1/ja active Application Filing
- 2017-04-14 TW TW106112534A patent/TWI744313B/zh active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111589616A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-08-28 | 杨保长 | 一种半导体表面绝缘薄膜加工装置 |
| CN111589616B (zh) * | 2020-06-03 | 2021-08-10 | 江苏中大包装材料有限公司 | 一种半导体表面绝缘薄膜加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI744313B (zh) | 2021-11-01 |
| WO2017179680A1 (ja) | 2017-10-19 |
| JP6758574B2 (ja) | 2020-09-23 |
| JP2017191882A (ja) | 2017-10-19 |
| TW201807241A (zh) | 2018-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9945031B2 (en) | Gas shower device, chemical vapor deposition device and method | |
| EP1988188B1 (en) | Apparatus and method for producing films | |
| WO2011070945A1 (ja) | 薄膜製造装置、薄膜の製造方法、及び半導体装置の製造方法 | |
| KR20060035612A (ko) | 자외선 및 플라즈마 보조식 유기 금속 화학적 기상 증착시스템 | |
| CN101981226A (zh) | 含有钌和碱土金属的三元氧化物膜的沉积 | |
| CN102165099A (zh) | 由反应气体混合物在工件上淀积层膜的化学气相淀积反应器 | |
| JPWO2004007797A1 (ja) | 成膜装置 | |
| JP5408819B2 (ja) | 堆積装置および堆積方法 | |
| JPH03122281A (ja) | Ｃｖｄ装置 | |
| CN109402608B (zh) | 一种原子层沉积设备的气路系统及其控制方法 | |
| CN109564873A (zh) | HfN膜的制造方法及HfN膜 | |
| TWI427182B (zh) | 用於蒸發及傳遞原子層沈積用之溶液前驅物之方法及裝置 | |
| WO2002080260A1 (fr) | Procede et dispositif de depot, couche isolante et circuit integre a semi-conducteur | |
| CN105463577B (zh) | Iii族氮化物晶体的制造方法及制造装置 | |
| WO2005020304A1 (ja) | 薄膜成膜装置 | |
| KR101581263B1 (ko) | 피셔-트롭슈 촉매 및 플라즈마 소스를 사용하는 연료 재료를 생성하는 시스템 | |
| JP2023052350A (ja) | ＨｆＮ膜 | |
| JP7349341B2 (ja) | 気相成長装置及び気相成長方法 | |
| WO2016159355A1 (ja) | Ｍｏｃｖｄ装置による窒化膜を成膜する成膜方法及び成膜装置、並びにシャワーヘッド | |
| KR101543272B1 (ko) | 기화기를 가지는 증착장치 | |
| US20120071001A1 (en) | Vaporizing and feed apparatus and vaporizing and feed method | |
| JP4773469B2 (ja) | 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 | |
| JP2019183284A (ja) | Ｍｏｃｖｄ装置による窒化膜を成膜する成膜方法及び成膜装置、並びにシャワーヘッド | |
| KR20130033301A (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치 및 기판 처리 장치 | |
| JPS63307275A (ja) | 高温超伝導体薄膜作製用のｍｏｃｖｄ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190402 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |