DE69122069T2

DE69122069T2 - Verfahren zur Herstellung eines aufgedampften Films

Info

Publication number: DE69122069T2
Application number: DE69122069T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Sendai-Shi Miyagi-Ken Masu; Kazuo Sendai-Shi Miyagi-Ken Tsubouchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2011-12-20
Also published as: DE69122069D1; JPH04221822A; EP0493002B1; US5364664A; EP0493002A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aufgedampften Films, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines aufgedampften Films aus Aluminium, der geeigneterweise zum Verdrahten von integrierten Schaltkreisen in Halbleitergeräten und dergleichen verwendet werden kann.

Verwandter Stand der Technik

In herkömmlichen elektronischen Halbleitervorrichtungen und integrierten Schaltkreisen von Halbleitern werden als Elektroden und Verdrahtungsmaterialien Aluminium (Al) oder Aluminium/Silicium und dergleichen hauptsächlich verwendet. Aluminium ist in verschiedener Hinsicht vorteilhaft, da es kostengünstig ist und ebenso eine hohe Elektronenleitfähigkeit besitzt. Es ist im Innenbereich geschützt und durch einen feinen auf der Oberfläche ausgebildeten Oxidfilm stabilisiert; es besitzt außerdem eine ausreichende Haftung an Silicium etc.
Aufgrund der neuerlichen Tendenz, den Integrationsgrad von integrierten Schaltkreisen, wie LSI, zu erhöhen besteht ein Bedarf an dünnerer Verdrahtung und Mehrschichtverdrahtung, so daß vergleichsweise schwierigere Bedingungen bei der Aluminiumverdrahtung erforderlich sind. Wenn die Feinheit eines integrierten Schaltkreises durch den Anstieg des Integrationsgrades erhöht wird, wird die Oberfläche des LSI oder dergleichen durch Oxidation, Diffusion, Dünnfilmabscheidung bzw. Dünnfilmaufdampfung, Ätzen oder gleichartige Behandlungen in starkem Ausmaß aufgerauht. Ein Elektrodenmaterial oder ein Verdrahtungsmaterial muß daher auf eine stufenförmige Oberfläche ohne Unterbrechung oder in ein tiefes Durchgangsloch mit einem winzigen Durchmesser abgeschieden werden. In einem DRAM-Chip (dynamisches RAM-Chip) mit 4 Mbit oder 16 Mbit oder dergleichen, besitzt das Durchgangsloch, in welches ein Metall, wie Aluminium, abgeschieden werden soll, ein Längenverhältnis (Tiefe des Durchgangslochs geteilt durch den Durchmesser des Durchgangslochs) von nicht weniger als 1,0 und der Durchmesser des Durchgangslochs ist nicht größer als 1 um. Demzufolge ist eine Technik erforderlich, Aluminium in einem Durchgangsloch mit einem großen Längenverhältnis abzuscheiden. Das Aluminium, das zum Füllen eines Durchgangslochs verwendet wird, soll ebenfalls zum Zwecke der Verdrahtung in außerordentlich hoher Qualität auf einem isolierenden Film abgeschieden werden.
Erst kürzlich haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Dimethylaluminiumhydrid in einem CVD-Verfahren als Technik zur Herstellung eines Aluminiumfilms vorgeschlagen. Obwohl dieses Verfahren für eine ultrafeine Arbeitsweise bei der Herstellung von Halbleitern recht vielversprechend ist, ist eine weitere Verbesserung zur Steigerung der Produktion von Halbleitergeräten erwünscht, wobei die Herstellungskosten erniedrigt werden sollen, um einen gewissen kommerziellen Erfolg zu erreichen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, daß eine Veränderung bei der Filmherstellung, insbesondere in einem frühen Stadium der Aluminiumabscheidung, die Ausbeute des Endprodukts offenbar beeinflußt. Die Erfinder haben weiterhin festgestellt, daß eine Veränderung der Eigenschaften an der Grenzfläche zwischen einem selektiv abgeschiedenen bzw. aufgedampften Aluminiumfilm und einem nicht selektiv abgeschiedenen Aluminiumfilm auf der Grundlage einer Hypothese eines nachfolgend beschriebenen Abscheidungsmechanismus wahrscheinlich die Ausbeute des Endprodukts beeinflußt.
Eine Arbeit von K. Tsubouchi et al. "Selective and Non-Selective Deposition of Aluminium by LPCVD using DMAH and Microregion Observation of Single Crystal Aluminium with Scanning µ-rheed Microscopey", 1990, Symposium on VLSI Technology, Honolulu, USA, Seiten 5 bis 6, beschreibt ein Niedrigdruckverfahren zum Aufdampfen von Aluminiumfilmen auf einem Substrat mit Bereichen, die eine elektronenabgebende Oberfläche aufweisen und Regionen, die eine nicht- elektronenabgebende Oberfläche aufweisen. In der ersten Stufe bei der Filmbildung wird das Aluminium durch Zersetzung eines Alkylaluminiumhydrids selektiv auf der elektronenabgebenden Oberfläche aufgedampft. Das Substrat ist anschließend dann so modifiziert, daß das Aluminium auf der nicht-elektronenabgebenden Oberfläche aufgedampft werden kann, wobei diese Modifikation mittels Plasmaerzeugung erfolgt. Dann wird ein weiterer Film nicht selektiv auf der modifizierten Oberfläche ausgebildet. Diese Arbeit enthält allerdings keine ausführlichen Anweisungen im Hinblick darauf, wie die Plasmabehandlung durchgeführt werden soll.
Eine Arbeit von Ruzyllo "Selected Aspects of Very Thin Oxide Growth Processes", J. Electrochemical Society, Vol 134, Nr. 7, Juli 1957, Seiten 1569-1570, beschäftigt sich mit einer Reinigungsbehandlung für einen Siliciumwafer, wobei die Wachstumsgeschwindigkeit eines darauf auszubildenden Oxidfilms erhöht wird. Es gibt keine Beschreibung in dieser Arbeit dahingehend, daß diese Oberflächenbehandlung ebenfalls in einem Verfahren zur Herstellung eines aufgedampften Aluminiumfilms vorteilhaft ist.
Eine Arbeit von Masu et al. "Selective Deposition of Aluminium from Selectively Excited Metalorganic Source by the rf Plasma", Applied Physics Letters, Vol 56, Nr. 16, April 1990, Seiten 1543-1545, beschreibt die selektive Aufdampfung von Aluminium auf Silicium mit einem Alkylaluminium, wie Trimethylaluminium. Obwohl in dieser Arbeit Plasma für die Aufdampfung verwendet wird, ist der Zweck darin zu sehen, eine selektive Aufdampfung von Aluminium auf Silicium durchzuführen und nicht darin, eine nicht-selektive Aufdampfung auf Siliciumdioxid oder andere nicht-elektronenabgebende Oberflächen durchzuführen.
Die Patentanmeldung EP-A-0425084, die ein Zwischendokument ist, beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines aufgedampften Aluminiumfilms, das folgende Schritte umfaßt: Verwendung eines Substrats mit einer elektronenabgebenden Oberfläche, Einführen eines gasförmigen Alkylaluminiumhydrids und von Wasserstoffgas in den Raum zur Bildung des aufgedampften Films und Halten der Temperatur der elektronenabgebenden Oberfläche zwischen der Zersetzungstemperatur des Alkylaluminiumhydrids und 450ºC zur Bildung eines Aluminiumfilms auf der Oberfläche. Dieses Verfahren soll einen ausgezeichneten aufgedampften Film erzeugen und es ist ebenfalls für die selektive Aufdampfung von Aluminium geeignet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines elektronenleitfähigen aufgedampften Films anzugeben, der hochqualitative Verdrahtungen ergibt und ausgezeichnete Eigenschaften in den Stufenbereichen aufweist.
In einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines in Anspruch 1 definierten aufgedampften Films angegeben.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein VLSI- Chip zur Verfügung gestellt, der durch Verdrahten nach dem vorgenannten Verfahren hergestellt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das den Mechanismus des selektiven Wachsens von Aluminium erläutert.
Fig. 2A bis 2F sind schematische Querschnitte, die das selektive Wachstum von Aluminium zeigen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht für ein Beispiel einer in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Aufdampfungseinrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Zunächst werden Verfahren zur Aufdampfung von Filmen unter Verwendung einer organo-metallischen Verbindung beschrieben.
Die Zersetzungsreaktion einer organo-metallischen Verbindung und eine Reaktion zum Aufdampfen eines Dünnfilms hängen in großem Maße von der Art des Metalls, der Art der an das Metallatom gebundenen Alkylgruppe, der Vorrichtung zur Durchführung der Zersetzungsreaktion und von den Bedingungen der Gasatmosphäre ab.
Zum Beispiel, selbst eine organo-metallische Verbindung bestehend aus einer einfachen Alkylgruppe, wie eine Methyl-, Ethyl- und Isobutylgruppe, und Aluminium oder Gallium beeinflußt den Reaktionstyp je nach Art der Alkylgruppe, Art des Metalls und Typ der Anregungsvorrichtung. Um ein Metall aus einer organo-metallischen Verbindung auf ein gewünschtes Substrat auf zudampf en, muß die Zersetzungsreaktion daher außerordentlich strikt gesteuert werden. Wenn beispielsweise Aluminium aus Triisobutylaluminium
aufgedampft wird, erzeugt ein herkömmliches CDV-Niedrigdruckverfahren unter Anwendung einer im wesentlichen thermischen Reaktion einen aufgedampften Film mit einer Oberflächenrauhheit mit Dimensionen von einigen jim, so daß dieser im Hinblick auf die Oberflächenmorphologie schlechte Eigenschaften aufweist. Dieses Verfahren verursacht bei der Wärmebehandlung außerdem kleine Erhebungen, eine aufgerauhte Siliciumoberfläche durch die Diffusion von Silicium an der Grenzfläche von Aluminium und Silicium und eine geringe Wanderungswiderstand, so daß dieses Verfahren für die kommerzielle Herstellung von Super-LSI-Kreisen nicht geeignet ist.
Wie bereits oben beschrieben worden ist, hängen die chemischen Eigenschaften einer organo-metallischen Verbindung im großen Ausmaß von der Art und der Kombination der an dem Metallelement gebundenen organischen Substituenten ab. Das CVD-Verfahren, bei dem eine organo-metallische Verbindung verwendet wird, ist daher kompliziert im Hinblick darauf, die Bedingungen für die Aufdampfung des Films festzusetzen. Wenn dieses Verfahren bei hochintegrierten Schaltkreisen, wie DRAM-Chips mit 4 Mbit oder größer, angewendet wird, erzeugt eine geringe Veränderung bei der Filmbildung einen nicht brauchbaren aufgedampften Film (Verdrahtung).
Es besteht daher ein Bedarf hinsichtlich eines Aufdampfungs-/Filmbildungsverfahrens, bei dem die Bedingungen zur Filmbildung nicht strikt eingeschränkt sind und eine komplizierte Apparatur zur Bildung eines aufgedampften Films mit hoher Qualität, welcher in relativ großen Bereichen tolerierbar ist, nicht erforderlich ist.
In der Absicht, die Bedingungen für hochintegrierte Schaltkreise zu optimieren, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung viele Experimente durchgeführt, wobei verschiedene organo-metallische Verbindungen verwendet wurden und das Reaktionsgas, das Trägergas, die Substrattemperatur, der Reaktionszustand des Gases usw. geändert wurden.
Die Erfinder haben dann festgestellt, daß die Verwendung eines Alkylaluminiumhydrids als Rohmaterialgas im Ausgangspunkt der Parameter ist für viele Anwendungen bei der Filmbildung. Als Ergebnis von weiteren Untersuchungen haben die Erfinder folgende bevorzugte Bedingungen für die Filmbildung in hochintegrierten Schaltkreisen festgesetzt: Rohmaterialgas: Alkylaluminiumhydrid; Reaktionsgas: Wasserstoff; Substrat: solche mit einer elektronenabgebenden Oberfläche (A) und einer nicht-elektronenabgebenden Oberfläche (B); Substrattemperatur Temperatur der elektronenabgebenden Oberfläche (A) nicht niedriger als die Zersetzungstemperatur des Alkylaluminiumhydrids, allerdings nicht höher als 450ºC. Mit diesen Filmbildungsbedingungen kann Aluminium zunächst in ein Durchgangsloch mit ausgezeichneter Oberflächenglätte und Feinheit abgeschieden werden.
Dimethylaluminiumhydrid (DMAH), welches das Alkylaluminiumhydrid der vorliegenden Erfindung darstellt, ist eine bekannte Substanz. Es konnte allerdings nicht vorhergesehen werden, welcher Typ von Aluminium-Dünnfilm in welcher Art von Reaktion unter welchen Bedingungen aufgedampft wird. Beispielsweise ist ein Aluminium, das aus DMAH von einer optischen CVD-Apparatur aufgedampft wird, schlechter in der Filmqualität, wobei die Oberflächenmorphologie unzureichend ist und der Widerstand einige bis 10 µΩ cm beträgt, der höher als der Materialwiderstand (2,7 µΩ cm) ist.
Im Gegensatz dazu wird erfindungsgemäß ein CVD-Verfahren zur selektiven Aufdampfung eines Aluminium- oder Aluminium/Silicium-Films mit hoher Qualität als elektronenleitender aufgedampfter Film auf einem Substrat angewendet.
Erfindungsgemäß wird Dimethylaluminiumhydrid (DMAH)
Chemische Formel:
oder Monomethylaluminiumhydrid (MMAH&sub2;)
Chemische Formel:
als Ausgangsrohmaterialgas mit mindestens einem Atom als konstitutionelles Element für den aufgedampften Film und H&sub2; als Reaktionsgas verwendet. Es wird dabei ein Aluminiumfilm auf einem Substrat durch Wachstum in der Gasphase unter Verwendung einer Gasmischung gebildet.
Alternativ werden Dimethylaluminiumhydrid (DMAH) oder Monomethylaluminiumhydrid (MMAH&sub2;) und ein Si enthaltendes Gas als Ausgangsrohmaterialgas und H&sub2; als Reaktionsgas verwendet. Es wird ein Aluminium/Silicium-Film auf einem Substrat durch Wachstum in der Gasphase unter Verwendung der Gasmischung gebildet.
Das erfindungsgemäß zu verwendende Substrat ist ein solches mit einem ersten Substratoberflächenmaterial als Oberfläche für die Aluminiumaufdampfung und einem zweiten Substratobermaterial als Oberfläche, auf der das Aluminium nicht aufgedampft wird. Das erste Substratoberflächenmaterial ist ein Material mit einer elektronenabgebenden Eigenschaft. Die elektronenabgebende Eigenschaft wird nachfolgend im einzelnen erklärt.
Das elektronenabgebende Material ist ein Material mit inhärent vorliegenden freien Elektronen oder mit Elektronen, die absichtlich darin eingebracht sind, z.B. ein Material mit einer Oberfläche, die eine chemische Reaktion durch Elektronenaustausch mit einem Ausgangsrohmaterialgasmolekül, das an seiner Oberfläche haftet, beschleunigt. Zu diesen Materialien zählen im allgemeinen Metalle und Halbleiter. Es sind ebenfalls Metalle und Halbleiter mit einem dünnen Oxidfilm auf der Oberfläche eingeschlossen. Dieses Material erzeugt eine chemische Reaktion durch Elektronenaustausch mit den anhaftenden Rohmaterialmolekülen.
Zu elektronenabgebenden Materialien zählen insbesondere Halbleiter, wie monokristallines Silicium, polykristallines Silicium, amorphes Silicium etc.; binäre, ternäre oder quaternäre Halbleiterverbindungen der III-V-Gruppe aus einer Kombination von Elementen der III-Gruppe, wie Gallium, Indium und Aluminium, mit Elementen der V-Gruppe, wie Phosphor, Arsen und Stickstoff; Metalle, Legierungen, Silicide und dergleichen. Ganz besonders bevorzugt sind Wolfram, Molybdän, Tantal, Wolframsilicid, Titansilicid, Aluminium, Aluminium-Silicium, Titan-Aluminium, Titannitrid, Kupfer, Aluminium-Silicium-Kupfer, Aluminium-Palladium, Titan, Molybdänsilicid, Tantalsilicid und dergleichen.
Andererseits zählen zu den nicht-elektronenabgebenden Materialien, die eine Oberfläche bilden, auf die Aluminium oder Aluminium-Silicium nicht selektiv aufgedampft wird, Siliciumoxide, die durch thermische Oxidation, CVD, Sputtern und dergleichen gebildet werden; Glas, wie BSG, PSG, BPSG und dergleichen; oder Oxidfilme, thermische gebildete Nitridfilme, Siliciumnitridfilme, die durch Plasma-CVD, Niedrigdruck-CVD, ECR-CVD und dergleichen gebildet werden; und gleichartige Materialien.
Auf ein Substrat mit dieser Konstitution wird das Aluminium in einem Reaktionssystem aus einem Ausgangsrohmaterialgas und H&sub2; durch eine einfache thermische Reaktion aufgedampft. Die thermische Reaktion im Reaktionssystem aus DMAH und Wasserstoff bei einer Substrattemperatur im Bereich von 160ºC bis 450ºC ergibt eine Aluminiumaufdampfung oder Aluminium/Silicium-Aufdampfung bei der Zugabe eines Silicium enthaltenden Gases in selektiver Weise auf der Oberfläche mit einem elektronenabgebenden Material auf der Grundlage der Reaktion:
wobei DMAH und H&sub2; für die Aufdampfung von reinem Aluminium und DMAH, Si&sub2;H&sub6; und H&sub2; für die Aufdampfung von Aluminium/Silicium verwendet werden.
Die Fig. 2A bis 2E erläutern schematisch das selektive Wachsen während der Aufdampfung für den Fall, wenn DMAH und H&sub2; verwendet werden oder für den Fall, wenn DMAH, Si&sub2;H&sub6; und H&sub2; verwendet werden.
Fig. 2A ist ein schematischer Querschnitt eines Substrats vor der Bildung eines Aufdampfungsfilms aus Aluminium oder Aluminium/Silicium. Das Bezugszeichen 90 ist ein Substrat aus einem elektronenabgebenden Materials, wie ein Siliciumwafer. Das Bezugszeichen 91 zeigt einen Dünnfilm aus einem nicht-elektronenabgebenden Material, beispielsweise ein thermisch oxidierter Siliciumdioxidfilm und ein BSG-Film.
Das Substrat wird chemisch behandelt, um die Oberfläche vor der Durchführung der Aufdampfung mit Wasserstoffatomen abzuschließen.
Wenn eine Gasmischung aus DMAH und Si&sub2;H&sub6; (Disilan) als Ausgangsrohmaterialgas und Wasserstoff als Reaktionsgas auf das Substrat 90, das bei einer Temperatur im Bereich von nicht niedriger als die Zersetzungstemperatur von DMAH bis nicht höher als 450ºC gehalten wird, gegeben wird, wird Aluminium-Silicium auf das Substrat 90 unter Bildung eines kontinuierlichen Films, wie in Fig. 28 gezeigt, aufgedampft.
Während des Fortschreitens des Aufdampfens von Aluminium-Silicium, wächst der Aluminium/Silicium-Film über den in Fig. 2C gezeigten Bereich bis zu der höchsten Stufe des in Fig. 2D gezeigten Dünnfilms 91. Der Aluminium/Silicium- Film kann weiterhin, wie in Fig. 2E gezeigt ist, bis zu einer Höhe von 500 nm (5000 Å) mit geringem Wachstum in lateraler Richtung wachsen. Dieses pHänomen ist sehr charakteristisch für einen Aufdampfungsfilm aus DMAH und H&sub2; oder DMAH, H&sub2; und Si&sub2;H&sub6;. Dieses zeigt die Möglichkeit zur Herstellung eines Films von hoher Qualität und hoher Selektivität.
Wie die Analyse durch Auger-Elektronenspektroskopie und Photoelektronenspektroskopie zeigte, ist dieser Film nicht mit Verunreinigungen, wie Kohlenstoff und Sauerstoff, kontaminiert.
Der in dieser Weise gebildete aufgedampfte Film ist kontinuierlich und eben und besitzt einen Widerstand von 2,7 bis 3,0 µΩ cm bei einer Filmdicke von 40 nm (400 Å) bei Raumtemperatur, was ungefähr dem Materialwiderstand von Aluminium entspricht. So hat auch ein Film mit einer Dicke von 1 um einen Widerstand von etwa 2,7 bis 3,0 µΩ cm. Somit können auch zufriedenstellend dünne Filme mit einer großen Dicke gebildet werden. Der Dünnfilm hat eine Reflektivität von etwa 80% im sichtbaren Wellenlängenbereich und weist eine ausgezeichnete Oberflächenebenheit auf.
Bei der Herstellung von Super-LSI erfordert die Verdrahtungsstufe bei der Bildung von Mehrschichten unweigerlich das selektive Füllen eines Durchgangslochs mit hochqualitativem Aluminium oder Aluminium-Silicium, wie dies in Fig. 2D gezeigt ist. Nach der in Fig. 2D gezeigten selektiven Aufdampfung kann, wenn zusätzliches Aluminium oder Aluminium-Silicium in der gleichen Reaktionskammer auf das Aluminium oder Aluminium-Silicium als elektronenabgebendes Material und auf das nicht-elektronenabgebende Material, wie ein thermisch oxidierter Siliciumdioxidfilm und ein CVD-BSG-Film, wie in Fig. 2F gezeigt, aufgedampft wird, eine hochverläßliche Mehrschichtenverdrahtung ohne Unterbrechung der Verdrahtung im Stufenbereich oder ohne andere Nachteile hergestellt werden.
Die Bildung des Aluminiumfilms auf dem Dünnfilm 91 erfordert einiges technisches Geschick, da das Wachstum des Aluminiumfilms außerordentlich selektiv im Hinblick auf das Wachsen auf einer elektronenabgebenden Oberfläche durch Verwendung von Alkylaluminiumhydrid und Wasserstoff bei einer Temperatur von nicht niedriger als die Zersetzungstemperatur des Alkylaluminiumhydrids bis nicht höher als 450ºC ist. Die Bildung des Aluminiumfilms auf der nicht-elektronenabgebenden Oberfläche kann durch Modifikation der nichtelektronenabgebenden Oberfläche durchführbar gemacht werden, da dieses nicht möglich ohne Modifikation der Oberfläche wegen der vorstehend genannten Selektivität ist.
Die hier angesprochene Oberflächenmodifikation erfordert die Zugabe von Elektronen auf die Oberfläche des nicht-elektronenabgebenden Substrats.
Dieses Verfahren birgt natürlicherweise Nachteile dahingehend, daß ein Wafer während seines Transports nach der CVD-Behandlung zu einer anderen Sputterapparatur unvermeidlich der Luft ausgesetzt wird, wobei sich eine hochbeständige Schicht, die Sauerstoff oder dergleichen enthält, an der Grenzfläche zwischen dem selektiv gewachsenen Aluminiumfilm und dem nicht selektiv gewachsenen Aluminiumfilm bildet und der Kontaktwiderstand erhöht sowie ein Verdrahten mit niedrigem Widerstand verhindert wird.
Wie in Fig. 2F gezeigt ist, kann mit einer CVD-Apparatur erfindungsgemäß ebenfalls Aluminium oder Aluminium-Silicium aufgedampft werden.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird in der nachfolgend gezeigten Weise durchgeführt. Als erstes wird, wie in den Fig. 2A bis 2E gezeigt ist, unter Verwendung von DMAH und H&sub2; oder DMAH, Si&sub2;H&sub9; und H&sub2; die Aufdampfung unter Füllung der Durchgangslöcher durchgeführt. Die nicht-elektronenabgebende Oberfläche wird dann in effektiver Weise zu einer elektronenabgebenden Oberfläche modifiziert, wonach dann Aluminium oder Aluminium-Silicium gleichmäßig auf die Oberfläche aus Aluminium oder Aluminium-Silicium als elektronenabgebendes Material und auch auf die Oberfläche des nicht-elektronenabgebenden Materials, welches durch Oberflächenmodifikation zu einer im wesentlichen elektronenabgebenden Oberfläche geworden ist, aufgedampft wird. Mit der "Oberflächenmodifikation" ist hier ein Vorgang gemeint, bei dem die nicht-elektronenabgebende Oberfläche so verändert wird, daß sie, als hätte sie freie Elektronen, zu der Oberflächenreaktion beitragen kann. Zu den Modifikationsverfahren zählen Verfahren, bei denen freie Elektronen auf die Oberfläche gegeben werden, wie eine Plasmabehandlung, die lonenbestrahlung und Bestrahlung mit Elektronenstrahlen. Bei einer Oberfläche aus Siliciumdioxid zählt zu den Modifikationsverfahren ebenso die Bestrahlung mit Licht mit einer Energie, die größer ist als die verbotene Bandbreite des Siliciumdioxids zur Bildung freier Elektronen auf der nicht-elektronenabgebenden Oberfläche. In der vorliegenden Erfindung wird für die Oberflächenmodifikation ein Plasma verwendet.
Wenn beispielsweise RF-Plasma erzeugt wird, werden, während DMAH und H&sub2; zugefügt werden, Elektronen aus dem Plasma auf die nicht-elektronenabgebende Oberfläche gegeben. Die Zugabe von Elektronen auf die Oberfläche veranlaßt in bekannter Weise die Dissoziation eines Wasserstoffmoleküls in Wasserstoffatome. Die Wasserstoffatome reagieren, während sie sich auf der nicht-elektronenabgebenden Oberfläche aufhalten, mit dem kontinuierlich fließenden DMAH unter Aufdampfen eines Aluminiumfilms. Gemäß einer anderen Möglichkeit werden Wasserstoffatome und Elektronen direkt vom Wasserstoffplasma auf die Oberfläche des nicht-elektronenabgebenden Substrats gegeben, um mit dem DMAH unter Bil- dung eines Aluminiumfilms zu reagieren. Nach einer nachfolgend beschriebenen Hypothese ist die Nichtsymmetrie des DMAH-Moleküls wichtig. Die DMAH-Moleküle besitzen eine reagierende CH&sub3;-Gruppe, die die Oberflächenreaktion auf der modifizierten Oberfläche des Substrats verursacht, und eine genetische (genetic) H-Gruppe, die eine Oberfläche ausbildet, die zu der modifizierten Oberfläche äquivalent ist und für die Fortführung der Reaktion unerläßlich ist. Daher kann die Aufdampfung durch Reaktion an der Substratoberfläche, wobei die Reaktion weiterschreitet, durchgeführt werden.
Bei der Oberflächenmodifikation durch das oben genannte Plasma liegt die Elektronendichte im Plasma neben der Substratoberfläche im Bereich von 1 x 10&sup8; bis 8 x 10¹&sup0; cm&supmin;³, vorzugsweise von 5 x 10&sup8; bis 2 x 10&sup9; cm&supmin;³. Die Plasmakraftdichte liegt vorzugsweise im Bereich von 0,04 bis 0,4 W/cm³. Mit dem Ausdruck "neben dem Substrat" ist der Raum innerhalb des Abstands von 1 cm von der Substratoberfläche gemeint. In einem spezifischen Beispiel beträgt die Elektronendichte 1 x 10¹&sup0; cm&supmin;³ im Zentrum des Plasmas und 1 x 10&sup8; cm&supmin;³ neben dem Substrat. Die Elektronendichte kann in der vorliegenden Erfindung nach bekannten Verfahren, wie das TDS-Verfahren und das HEELS-Verfahren, gemessen werden.
Fig. 3 erläutert schematisch ein Beispiel für eine in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Apparatur zur Aufdampfung/Filmbildung. Ein Substrat 1, auf welches ein Aluminium/Silicium-Film gebildet wird, wird in einen Substrathalter 3 gesetzt, der sich im Innenraum einer Reaktionsröhre 2 befindet, die einen im wesentlichen geschlossenen Raum für die Aufdampfung des Films bildet. Die Reaktionsröhre 2 besteht vorzugsweise aus Quarz, sie kann jedoch auch aus Metall bestehen. Im vorliegenden Fall wird sie vorzugsweise gekühlt. Der Substrathalter 3 besteht aus einem Metall und ist mit einer Heizvorrichtung 4 zum Aufheizen des darauf plazierten Substrats ausgestattet. Die Heizvorrichtung 4 ist derart gestaltet, daß die Heiztemperatur zur Kontrolle der Temperatur des Substrats gesteuert werden kann.
Das Gaszuführungssystem ist folgendermaßen ausgestaltet. Ein Gasmischer 5 mischt ein erstes Ausgangsrohmaterialgas, ein zweites Ausgangsrohmaterialgas und ein Reaktionsgas und führt die Mischung in die Reaktionsröhre 2. Ein Verdampfer 6 verdampft eine organo-metallische Verbindung als Ausgangsrohmaterialgas. Die in der vorliegenden Erfindung verwendete organo-metallische Verbindung, die bei Raumtemperatur flüssig ist, wird durch Einleiten eines Trägergases durch die flüssige organo-metallische Verbindung verdampft und als gesättigter Dampf in den Mischer 5 eingeführt.
Das Evakuierungssystem ist folgendermaßen ausgestaltet. Ein Schieber 7 wird geöffnet, wenn ein großes Volumengas evakuiert wird, z.B. bei der Evakuierung von Gas innerhalb der Reaktionsröhre 2 vor dem Beginn der Filmaufdampfung. Ein langsames Leckventil 8 wird für kleine Evakuierungsvolumina verwendet, wie bei der Steuerung des Innendrucks der Reaktionsröhre 2 während der Aufdampfung des Films. Eine Evakuierungseinheit 9 umfaßt eine Evakuierungspumpe, wie eine turbomolekulare Pumpe, sowie weitere Teile.
Das Freisetzungssystem für das Substrat 1 ist folgendermaßen ausgestaltet. Eine Substratfreisetzungskammer 10 kann das Substrat vor und nach der Aufdampfung des Films beherbergen und wird durch Öffnung eines Ventils 11 evakuiert. Eine Evakuierungseinheit 12 besteht aus einer Evakuierungspumpe, wie eine turbomolekulare Pumpe, und evakuiert die Freisetzungskammer. Ein Ventil 13 wird nur geöffnet, wenn das Substrat 1 zwischen der Reaktionskammer und dem Freisetzungsraum freigesetzt wird.
Eine Elektrode 16 als plasmaerzeugende Einrichtung, die an der Peripherie der Reaktionsröhre 2 installiert ist, ist mit einer AC-Stromquelle verbunden und kann das Plasma 15 erzeugen.
Gasformiges DMAH wird gebildet, indem bei Raumtemperatur gehaltenes flüssiges DMAH durch Einleiten von Wasserstoff oder Argon (oder ein anderes Inertgas) als Trägergas im Verdampfer (Gasbildungskarnmer) 6, wie in Fig. 3 gezeigt, durchgeperit wird, wonach das gasförmige DMAH zum Mischer 5 geleitet wird. Wasserstoff als Reaktionsgas wird durch einen getrennten Weg zum Mischer 5 geleitet. Die Fließgeschwindigkeiten der Gase werden gesteuert, um die jeweiligen erwünschten Partialdrücke zu erreichen.
Das erste Ausgangsrohmaterialgas kann MMAH&sub2; sein&sub1; es ist allerdings vorzugsweise DMAH in einer Menge, die nötig ist, um einen Dampfdruck von 133 Pa (1 Torr) bei Raumtemperatur zu erhalten. Dafür kann eine Mischung aus DMAH mit MMAH&sub2; verwendet werden.
Zu dem zweiten Ausgangsrohmaterialgas, das Silicium enthält, zählen Si&sub2;H&sub6;, SiH&sub4;, Si&sub3;H&sub8;, Si(CH&sub3;)&sub4;, SiCl&sub4;, SiH&sub2;Cl&sub2; und SiH&sub3;Cl. Darunter ist insbesonder Si&sub2;H&sub6; bevorzugt, welches sich leicht bei einer niedrigen Temperatur von 200 bis 300ºC zersetzt. Ein Gas, wie Si&sub2;H&sub6;, das mit Wasserstoff oder Argon verdünnt ist, wird durch ein vom DMAH-Zuführungssystem abgetrenntes Systems zum Mischer 5 geleitet und dann in die Reaktionsröhre 2 eingegeben.
Bei der Oberflächenmodifikation unter Verwendung eines Gases besteht ein Verfahren darin, ein Silicium enthaltendes Gas oder ein Titan enthaltendes Gas, wie Titantetrachlorid (TiCl&sub4;), zum Mischer 5 durch ein anderes Röhrensystem, das von den Leitungen für das DMAH enthaltene Gas und das Silicium enthaltene Gas getrennt ist, zu dem Mischer 5 zu leiten.
Wenn eine Gasmischung aus DMAH und Wasserstof für die Aufdampfung von Aluminium oder eine Gasmischung aus DMAH, Si&sub2;H&sub6; und Wasserstoff für die Aufdampfung von Aluminium- Silicium auf das Substrat 1, das auf eine Temperatur von nicht niedriger als die Zersetzungstemperatur von DMAH bis nicht höher als 450ºC aufgeheizt ist, gegeben wird, wird Aluminium oder Aluminium-Silicium auf das Substrat 1 unter Bildung eines kontinuierlichen Films, wie in Fig. 2B gezeigt, aufgedampft.
Beim Fortschreiten der Aufdampfung von Aluminium oder Aluminium-Silicium unter den oben genannten Bedingungen wächst der Aluminium- oder Aluminium/Silicium-Film über den in Fig. 2C gezeigten Zustand bis zu der äußersten Höhe des in Fig. 2D gezeigten Dünnfilms 91. Der selektiv aufgedampfte Film is monokristallin.
In diesem Stadium, wenn das DMAH und das Si&sub2;H&sub6; kontinuierlich zugeführt werden, wird die "Oberflächenmodifikation" durchgeführt, um eine Oberflächenreaktion auf der vorstehend genannten nicht-elektronenabgebenden Oberfläche zu verursachen, wonach dann das DMAH und das Si&sub2;H&sub6; kontinuierlich zur Aufdampfung von Aluminium oder Aluminium-Silicium in der in Fig. 2F gezeigten Ausgestaltung zugeführt werden.
Die Temperatur des Substrats liegt, wie bereits erwähnt wurde, vorzugsweise im Bereich von nicht niedriger als die Zersetzungstemperatur des Aluminium enthaltenden Ausgangsrohmaterialgases bis 450ºC. Die Temperatur des Substrats liegt vorzugsweise im Bereich von 200 bis 450ºC. Unter diesen Aufdampfungsbedingungen beträgt die Aufdampfungsgeschwindigkeit 10 bis 80 nm/Min (100 Å/min bis 800 Å/Min) bei einem Innendruck des Reaktionsgefäßes von 1,13 bis 10&sup5; Pa (10&supmin;³ bis 760 Torr) und der DMAH-Partialdruck beträgt das 1,5 x 10&supmin;&sup5;- bis 1,3 x 10&supmin;³-fache des Innendrucks des Reaktionsgefäßes Diese Aufdampfungsgeschwindigkeit ist ausreichend hoch für die Aluminium/Silicium-Aufdampfungstechnik für ein Super-LSI.
Die Temperatur des Substrats liegt insbesondere im Bereich von 270 bis 350ºC. In diesem Temperaturbereich ist der aufgedampfte Aluminium/Silicium-Film stark orientiert und wird zu einem hochgualitativen Aluminium/Silicium-Film ohne das Auftreten von kleinen Erhebungen oder Spitzen im Aluminium/Silicium-Film auf einem Substrat aus monokristallinem Silicium oder polykristallinem Silicium, auch nach der Wärmebehandlung bei 450ºC während einer Stunde.
Dieser Aluminium/Silicium-Film besitzt weiterhin einen hohen Elektronenwanderungswiderstand.
Die in Fig. 2F gezeigte Aufdampfung wird durchgeführt, indem die nicht-elektronenabgebende Oberfläche zu einer effektiven elektronenabgebenden Oberfläche modifiziert wird durch Erzeugen von Wasserstoffplasma durch RF in einer Wasserstoffatmosphäre in der Reaktionsröhre, wobei Wasserstoffatome und Elektronen aus dem Plasma auf die nicht- elektronenabgebende Oberfläche gegeben werden.
Die plasmaerzeugenden Elektronen umfassen eine Anregungselektrode 16 und Erdungselektroden 16' und 16". Bei der Oberflächenmodifizierungsstufe wird Plasma durch Anlegen eines Hochfrequenzstromes von etwa 13,56 MHz zur Elektrode 16 erzeugt. Da die Anregungselektrode 16 zwischen den Erdungselektroden 16' und 16" liegt, enden die Linien der elektrischen Kraft fast vollständig an den Erdungselektroden. Daher ist eine Beschädigung des Substrats 1 durch das Plasma außerordentlich gering. Nach Beendigung der selektiven Aufdampfung von Aluminium oder Aluminium-Silicium auf der elektronenabgebenden Oberfläche des Substrats mit einer elektronenabgebenden Oberfläche und einer nicht-elektronenabgebenden Oberfläche wird Plasma erzeugt, wobei die Zuführung von DMAH und Wasserstoff oder DMAH, Wasserstoff und Si&sub2;H&sub6; fort geführt wird. Elektronen und Wasserstoffatome aus Plasma modifizieren die nicht-elektronenabgebende Oberfläche. Nach Beendigung der Oberflächenmodifikation wird die Plasmaerzeugung beendet und die Aufdampfung wird weiter fortgesetzt.
Der Partialdruck des DMAH während der Aluminiumaufdampfung ist nicht größer als 5 x 10&supmin;³ des Partialdrucks von Wasserstoff als Reaktionsgas. Daher ähneln die Eigenschaften des Plasmas sehr dem des Wasserstoffplasmas. Eine außerordentlich große elektrische Kraft und Elektronendichte des Plasmas regt das DMAH an und zersetzt dieses unter Bildung von größeren Nuklei aus hauptsächlich Aluminium bei der Oberflächenmodifikation, wobei die Oberflächenmorphologie beträchtlich verschlechtert wird. Auf der anderen Seite führen eine außerordentlich niedrige elektrische Kraft und Elektronendichte des Plasmas zu einer unzureichenden Zuführung von Elektronen und Wasserstoffatomen, so daß der Effekt der Oberflächenmodifikation beträchtlich herabgesetzt wird. Bei der Oberflächenmodifikation liegt der Innendruck der Reaktionsröhre bei 13 bis 665 Pa (0,1 bis 5 Torr), die angelegte elektrische Kraft des Plasmas beträgt in der Apparatur von Fig. 3 0,04 bis 014 W/cm³, die Dauer für die Oberflächenmodifikation beträgt 10 Sekunden oder länger und die Elektronendichte des Plasmas neben dem Substrat liegt bei 5 x 10&sup8; bis 2 x 10&sup9; cm&supmin;³.
Nach der Modifikation der nicht-elektronenabgebenden Oberfläche wird das Aluminium nicht selektiv auf der elektronenabgebenden Oberfläche und auf der nicht- elektronenabgebenden Oberfläche aufgedampft. Zu diesem Zeitpunkt wurde kein Kohlenstoff an der Grenzfläche zwischen dem selektiv aufgedampften Aluminium oder Aluminium- Silicium und dem nicht selektiv aufgedampften Aluminium oder Aluminium-Silicium nachgewiesen. Nach der Oberflächenmodifikation kann die Aufdampfung ohne Beendigung der Plasmaerzeugung durchgeführt werden. Die Qualität des Films aus Aluminium oder Aluminium-Silicium, der bei kontinuierlicher Plasmaanwendung aufgedampft wurde, war etwa die gleiche als die des Films, der ohne Plasmaanwendung aufgedampft wurde. Die Leistungsdichte des Plasmas an der Oberflächenmodifikation ist geringer als diejenige in üblichen Plasma-CVD-Verfahren, reaktiven Ionenätzverfahren und dergleichen und es erfolgt fast keine Aufdampfung auf der Oberfläche der Reak- tionsröhre.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Apparatur wird eine Hochfrequenz-Stromquelle von 13,56 MHz zur Erzeugung des Plasmas verwendet. Es können auch elektrische Entladungen, erzeugt durch direkten elektrischen Strom, Wechselstrom mit kommerzieller Frequenz oder Mikrowellen (z.B. 2,45 GHz) verwendet werden.
Mit einem anderen Verfahren können auf der nicht-elektronenabgebenden Oberfläche ultradünne Metallfilme mit elektronenabgebenden Eigenschaften gebildet werden.
Das selektive Wachstum ist davon abhängig, ob die Reaktion zur Bildung des gewünschten Films auf der Substratoberfläche fortschreitet oder nicht. Bis jetzt wurde das Auftreten oder Nichtauftreten von selektivem Wachstum in der Weise betrachtet, daß es vom Unterschied der Natur der Adsorptionspunkte auf der Substratoberfläche abhängig ist. Wenn die Selektivität bei der Aufdampfung vom Unterschied der Natur der Adsorptionspunkte herrührt, ist die Selektivität beeinträchtigt, z.B. durch längere Wachstumszeiten oder höhere Aufdampfungstemperaturen.
Anhand eines Beispiels für ein bekanntes selektives Wachstum wird berichtet, daß Silicium oder Wolfram auf einer Substratoberfläche wächst, wobei allerdings keine Aufdampfung auf Siliciumdioxid erfolgt. Aus diesem Beispiel ist bekannt, daß eine längere Wachstumszeit oder eine höhere Aufdampfungstemperatur die Bildung von Nuklei aus Silicium oder Wolfram aus der Siliciumdioxidoberfläche verursacht, was die Selektivität der Aufdampfung beeinträchtigt.
Zur Ausnutzung des selektiven Wachstums in einem Super-LSI-Verfahren sind eine hohe Selektivität und auch eine hohe Qualität des aufgedampften Films erforderlich. Mit anderen Worten, Nuklei und dergleichen sollten nicht auf der Oberfläche, wo eine Aufdampfung nicht erwünscht ist, gebildet werden.
Bei der Aluminiumaufdampfung gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Aluminium auf einer elektronenabgebenden Oberfläche aufgedampft, wobei sich allerdings kein Aluminium-Nukleus auf einer nicht-elektronenabgebenden Oberfläche ausbildet, was im höchten Maße selektiv ist.
Die Reaktion der Aluminiumaufdampfung wird insgesamt durch die Formel (I) dargestellt. Aus der Formel (I) kann aber das Auftreten von selektivem Wachstum nicht einfach vorausgesehen werden. Die außerordentlich hohe Selektivität gemäß der vorliegenden Erfindung wird dadurch verstanden, indem die Reaktion der Formel (I) mikroskopisch betrachtet wird. Auf diese Weise läßt sich anhand des nachfolgend beschriebenen Beispiels die Aufdampfung von monokristallinem Aluminium auf einem monokristallinen Siliciumsubstrat erklären.
Die Reaktion der Formel (I) wird für den Fall der Aufdampfung von Aluminium auf einem monokristallinem Silicium erklärt. In Super-LSI-Verfahren wird vor der Bildung des aufgedampften Films herkömmlicherweise eine chemische Behandlung des monokristallinen Siliciums durchgeführt. Im allgemeinen wird das monokristalline Silicium mit einer Chemikalie vom Ammoniaktyp gereinigt oder mit einer Chemikalie vom Schwefelsäuretyp behandelt, wonach dieses dann in eine verdünnte Fluorwasserstoffsäurelösung eingetaucht wird und dann mit reinem Wasser gewaschen wird. Nach diesem Reinigungsschritt wird die Oberfläche des Siliciums, wie in Teil (A) von Fig. 1 gezeigt, mit Wasserstoffatomen abgeschlossen.
Demgegenüber sind auf der Oberfläche von Siliciumdioxid die Bindungen von Silicium und Sauerstoff verschlossen, und die Oberfläche ist nicht mit Wasserstoffatomen oder dergleichen abgeschlossen. Bei Si-H wird eine elektrische Doppeischicht durch, wie nachfolgend beschrieben, Elektronentransport gebildet, da die Elektronennegativität von Silicium kleiner ist:
Si+δ - H-δ
Wenn das Substrat aufgeheizt wird und DMAH und Wasserstoff auf das Substrat in einen Raum zur Aufdampfung gegeben wird, dissoziiert der Wasserstoff in atomaren Wasserstoff auf der Oberfläche des Siliciums und das H-Atom bildet das Ende eines ungebundenen Si auf der Siliciumoberfläche. Es ist wichtig, daß die Siliciumoberfläche mit einem H-Atom und nicht mit einem H&sub2;-Molekül abgeschlossen ist.
DMAH, das bei Raumtemperatur eine Dimerstruktur haben soll, wird als Monomer auf dem erhitzten Substrat mit der Methylgruppe in Richtung der Substratoberfläche, wie in Teil (A) von Fig. 1 gezeigt, adsorbiert.
Auf der Oberfläche mit den freien Elektronen soll die Aluminium/Methyl-Bindung durch die freien Elektronen geschwächt werden. Es ist weiterhin in der Chemie bekannt, daß Methylgruppen mit einem Wasserstoffatom mit einer Aktivierungsenergie von Null unter Bildung von Methan über die in Teil (B) von Fig. 1 gezeigte Reaktion (nachfolgend als "Methanbildungsreaktion" bezeichnet) reagiert. Das die Oberfläche des Siliciums abschließende Wasserstoffatom ist in einem Zustand, der durch
H-δ,
dargestellt wird, so daß dieses leicht mit einer Methylgruppe, die eine geringere Elektronenaffinität besitzt, reagiert. Darüber hinaus katalysieren die freien Elektronen auf der Oberfläche die Methanbildungsreaktion.
Die Methylgruppe kann ebenfalls mit einem Wasserstoffmolekül unter Bildung von Methan reagieren. Die Geschwindigkeit der Reaktion von CH&sub3; + H (Atom) T CH&sub4; ist allerdings eine oder mehrere Größenordnungen größer als die von CH&sub3; + (1/2)H&sub2; (Molekül) T CH&sub4;. Daher schreitet die Methanbildungsreaktion über die Reaktion mit atomarem Wasserstoff fort. Das Aluminium wird auf dem Silicium aufgedampft, welches ein elektronenabgebendes Substrat ist, durch die Reak- tion in den in Fig. 1 gezeigten Teilen (A) und (B). Bei dieser Aufdampfung besteht der wichtige Punkt darin, daß das DMAH, das Ausgangsrohmaterialgas, eine Methylgruppe besitzt, die schnell und selektiv mit dem abschließenden Atom auf der Substratoberfläche reagiert. Wenn das Aluminium durch die in den Teilen (A) und (B) von Fig. 1 gezeigte Reaktion aufgedampft wird, ist die Oberfläche des Aluminiums in einem Zustand, in dem sie durch Wasserstoffatome, wie dies in Teil (C) von Fig. 1 gezeigt ist, abgeschlossen ist. Dieser Zustand ist der gleiche wie der Anfangszustand von Teil (A) von Fig. 1. Da das Aluminium ebenfalls freie Elektronen enthält, dissoziiert das Wasserstoffmolekül in Wasserstoffatome und schließt somit die Oberfläche des Aluminiums ab. In dieser Weise wird die Aufdampfung des Aluminiums durch Adsorption von DMAH und fortschreitend in der Methanbildungsreaktion weitergeführt.
Der Zustand der anfangs mit H-Atomen abgeschlossenen Siliciumoberfläche wird genetisch nach der Aufdampfung von Aluminium aufrechterhalten. Die Wasserstoffatome zum Abschließen der Aluminiumoberfläche nach der Aluminiumaufdampfung werden durch H-Atome des DMAH geliefert. Das Wasserstoffatom von DMAH kann daher als genetische Gruppe zur Aufrechterhaltung des Terminierungszustandes bzw. Abschließungszustandes bezeichnet werden und die Methylgruppe von DMAH kann als selektive Reaktionsgruppe für die selektive Reaktion mit dem oberflächenabschließenden Atom bezeichnet werden.
Kurz gesagt, die Reaktion zur Aluminiumaufdampfung wird durch die selektive Reaktion des abschließenden Wasserstoffatoms an der Oberfläche mit der Methylgruppe im DMAH verursacht. Das Wasserstoffatom für die Terminierung wird durch Dissoziation des Wasserstoffmoleküls an der elektronenabgebenden Oberfläche des Substrats geliefert und die Methanbildungsreaktion wird durch freie Elektronen an der elektronenabgebenden Oberfläche des Substrats katalysiert.
Andererseits wird die nicht-elektronenabgebende Oberfläche eines Substrats, wie Siliciumdioxid, im allgemeinen nicht mit Wasserstoffatomen terminiert bzw. abgeschlossen. Auf einer nicht-elektronenabgebenden Oberfläche ohne freie Elektronen kann ein Wasserstoffmolekül zur Terminierung der Oberfläche nicht dissozueren, selbst wenn Wasserstoffmoleküle in großer Menge geliefert werden. Die Al-CH&sub3;-Bindung ist nicht geschwächt, da keine freien Elektronen vorhanden sind, so daß die Reaktion CH&sub3; + H T CH&sub4; nicht auftritt. Daher schreitet die Aluminiumaufdampfung nicht auf einem nicht-elektronenabgebenden Substrat in Abwesenheit von terminierenden bzw. abschließenden Wasserstoffatomen zur Aufdampfung von Aluminium und in Abwesenheit von freien Elektronen zur Verursachung der Reaktion fort.
Anders als bei bekannten Reaktionen auf der Grundlage des Unterschieds der Adsorptionspunkte, liegt bei der Aluminiumaufdampfungsreaktion gemäß dem System DMAH + H&sub2; die Teilnahme eines terminierenden Wasserstoffatoms und eines freien Elektrons zugrunde, wobei es zu einer ausgezeichneten Selektivität bei der Aufdampfung kommt. Nach der Aufdampfung von Aluminium verbleiben die Wasserstoffe als Terminator auf der Aluminiumoberfläche. Daher kann das selektive Wachstum von Aluminium in eine Richtung gesteuert werden. Das Aluminiumwachstum in vertikaler Richtung wird, wie in Fig. 2E gezeigt, durchgeführt, ohne Aufdampfung in lateraler Richtung.
Es ist somit deutlich geworden, daß die obige Reaktion durch den Terminierungszustand der Oberfläche und die freien Elektronen verursacht wird. Das DMAH-Molekül ist charakteristisch dahingehend, daß das Aluminiumatom an verschiedene Gruppen, nämlich Methylgruppen und Wasserstoffatome, gebunden ist. Das DMAH kann als asymmetrisches Molekül bezeichnet werden, da das Aluminium, das Wachstumsatom für den Aufdampfungsfilm, an verschiedene Methyl- und Wasserstoffgruppen gebunden ist.
Das Aluminiumwachstum auf monokristallinem Silicium weiterhin beobachtet. Die chemisch behandelte Oberfläche von Silicium wird, wie bereits ausgeführt, durch Wasserstoffatome terminiert bzw. abgeschlossen. Es ist festzustellen, daß die terminierenden Wasserstoffe regulär in einer Ebene auf dem monokristallinen Silizium angeordnet sind. Demzufolge ist das aufgedampfte Aluminium auf monokristallinem Silicium ebenfalls monokristallin.
Wenn ein elektronenabgebendes Substrat mit freien Elektronen ein Metall, wie Aluminium, ist, dann wird die Oberfläche des Substrats mit Wasserstoff durch die Bildung von Wasserstoffatomen aus einem Wasserstoffmolekül in Gegenwart von freien Elektronen terminiert. Wenn sie aus einem Metall, wie Wolfram, mit einem d-Elektron besteht, dann wird die Oberfläche mit Wasserstoff durch Dissoziation und Adsorption der Wasserstoffatome terminiert. Nach den gleichen Reaktionen, wie in den Teilen (A), (B) und (C) von Fig. 1 gezeigt, wird nur Al, W oder dergleichen auf dem elektronenabgebenden Substrat aufgedampft.
Die selektive Aufdampfung von Metall aus einer organometallischen Verbindung auf ein gewünschtes Substrat ist noch nicht beschrieben worden, obwohl viele Untersuchungen über die Zersetzung von organo-metallischen Verbindungen und Reaktionen, die durch eine organo-metallische Verbindung katalysiert werden, auf dem Gebiet der Chemie durchgeführt worden sind. Die in der vorliegenden Erfindung durchgeführte Reaktion basiert auf der genetischen Aufrechterhaltung des Terminierungszustandes der Substratoberfläche in Gegenwart von freien Elektronen, was sich vollständig von herkömmlichen Zersetzungen und Reaktionen von organometallischen Verbindungen unterscheidet.
Die Filme, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aluminium- oder Aluminium/Silicium-Fumbildung hergestellt werden, sind dünn bzw. fein, enthalten Verunreinigungen, wie Kohlenstoff, in einer außerordentlich geringen Menge, weisen einen Widerstand auf, der nahe an das Schüttgut herankommt, besitzen eine ausgezeichnete Oberflächenebenheit und zeigen weiterhin folgende bemerkenswerte Effekte auf:
(1) Herabsetzung der Bildung von kleinen Erhebungen bei der Wärmebehandlung,
(2) Verbesserung der Anti-Elektronenwanderung,
(3) Herabsetzung von Legierungsvertiefungen an Kontaktbereichen,
(4) Verbesserung des Verdrahtungsmusters durch bessere Oberflächenglätte,
(5) Verbesserung des Widerstands in einem Durchgangsloch und des Kontaktwiderstands und
(6) Erniedrigung der Temperatur bei der Wärmebehandlung in der Verdrahtungsstufe.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die gleichmäßige Bildung von Aluminiumfilmen auch auf einem Substrat aus vermischt vorhandenem elektronenabgebenden Material und nicht-elektronenabgebenden Material, mit einer Rauhheit in einer Größenordnung von µm oder Sub-Mikron, wobei ein Aufdampfungsfilm zunächst selektiv in einem konkaven Bereich ausgebildet wird und ein Film auf der gesamten Oberfläche des Substrats in der gleichen Filmbildungsapparatur ausgebildet wird.
Bei der konventionellen Mehrschicht-Verdrahtung von Super-LSI beeinträchtigen die Verminderung der Dicke eines Metallfilms in der Ebene und Vertiefungen auf einem Substrat die Zuverlässigkeit, die für die Verdrahtung notwendig ist. Erfindungsgemäß wird daher Aluminium oder Aluminium-Silicium unter Bildung eines zuverlässigen Aluminium- oder Aluminium/Silicium-Films ohne Herabsetzung der Filmdicke in der Ebene und Vertiefungen aufgedampft.
Mit der herkömmlichen Sputtertechnik ist es schwierig, einen gleichmäßigen Film auf einer ungleichmäßigen Oberfläche auszubilden. Daher werden Teilbereiche von Öffnungen des isolierenden Films beispielsweise schräg gehalten gemäß einer Rückflußtechnik bei hohen Temperaturen. Der schräge Bereich an der Öffnung erfordert unnötigerweise zusätzliche Fläche, was gegen die Miniaturisierung spricht.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Einfüllen von Aluminium oder Aluminium/Silicium in ein Durchgangsloch mit einem senkrechten Teilbereich und die anschließende Bildung eines Aluminiumfilms mit ausgezeichneter Ebenheit, was ideal ist zum Verdrahten über Metallaufdampfung für dünne Super-LSI-Kreise.
Das Substrat wird in der Regel vor der Aufdampfung wie folgt chemisch behandelt:
(a) + [Waschen mit Wasser] + [HF/H&sub2;O = 1/40] + [Waschen mit Wasser], oder
(b) [H&sub2;SO&sub4;/H&sub2;O&sub2; = 3/1] + [Waschen mit Wasser] + [HF/H&sub2;O = 1/40] + [Waschen mit Wasser]
Bei dieser Vorbehandlung wird die Oberfläche des Substrats mit Wasserstoffatomen und Fluoratomen terminiert, wobei die meisten Fluoratome durch das letzte Waschen mit Wasser entfernt werden unter Bildung eines stabilen Zustandes, bei dem die Oberfläche des Substrats mit Wasserstoffatomen terminiert ist. Das Substrat, das, wie oben beschrieben, vorbehandelt wurde, wird für die Aufdampfung in den unten beschriebenen Beispielen verwendet.

Beispiel 1

Der Aluminiumfilm wurde nach dem unten beschriebenen Verfahren gebildet.
Es wurde die Apparatur von Fig. 3 verwendet. Die Reaktionsröhre 2 wurde auf einen Druck von etwa 1 x 10&supmin;&sup8; Torr (1,33 x 10&supmin;&sup6; Pa) mit der Evakuierungseinheit 9 evakuiert. Auch wenn das Vakuum weniger als 10 x 10&supmin;&sup8; Torr beträgt, kann ein Aluminiumfilm gebildet werden.
Ein Siliciumwafer, der, wie oben beschrieben, gewaschen wurde, wurde bei atmosphärischem Druck in die Substratfreisetzungskammer 10 eingesetzt. Dann wird die Substratfreisetzungskammer auf einen Druck von etwa 1,33 x 10&supmin;&sup4; Pa (1 x 10&supmin;&sup6; Torr) evakuiert, der Schieber 13 geöffnet und der Wafer auf den Waferhalter 3 gesetzt.
Nachdem der Wafer auf den Waferhalter 3 gesetzt wurde, wurde der Schieber 13 geschlossen und die Reaktionskammer 2 auf ein Vakuum von etwa 1 x 10&supmin;&sup8; Torr evakuiert.
In diesem Beispiel wurde DMAH durch eine erste Gasleitung zugeführt und Wasserstoff als Trägergas für die DMAH- Leitung verwendet. Wasserstoff wurde durch eine zweite Gasleitung zugeführt.
Während Wasserstoff durch die zweite Gasleitung geführt wurde, wurde der Öffnungsgrad des langsamen Leckventus 8 eingestellt, um den Innendruck der Reaktionsröhre 2 auf den gewünschten Wert einzustellen. Typischerweise betrug in diesem Beispiel der Druck etwa 200 Pa (1,5 Torr). Dann wurde der Heizer 4 zur Erhitzung des Wafers mit Energie beladen. Nachdem der Wafer eine vorbestimmte Temperatur erreicht hatte, wurde DMAH in die Reaktionsröhre durch die DMAH-Leitung eingeleitet. Der Gesamtdruck wurde auf etwa 1,5 Torr eingestellt und der Partialdruck von DMAH auf etwa 0,02 Pa (1,5 x 10&supmin;&sup4; Torr). Beim Einleiten von DMAH in die Reaktionsröhre 2 begann die Aufdampfung des Aluminiums. Dieser Aluminiumfilm wurde als der erste Aluminiumfilm bezeichnet.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Aufdampfungsdauer wurde eine elektrische Spannung, ohne die Zuführung von DMAH zu beenden, an die Anregungselektrode 16 von einer Hochfrequenzleistungsquelle (13,56 MHz) zur Erzeugung von Wasserstoffplasma angelegt. Auf jeder Seite der ringförmigen Elektrode für die RF-Anwendung wurde eine ähnliche ringförmige Elektrode, die am Erdungspotential gehalten wurde, vorgesehen, die die Gestalt des Plasmas steuern kann. In diesem Beispiel wurde Plasma erzeugt mit einer RF-Leistung von 20 W, bei einer Elektronendichte von 1 x 10&sup9; cm&supmin;³ neben der Substratoberfläche und einer Elektronentemperatur von 6,5 eV. Diese Stufe für die Zuführung von Wasserstoffatomen und Elektronen an das Substrat durch das Plasma stellt die Oberflächenmodifizierungsstufe dar. Nach einer Minute Plasmastrahlung wurde die Lieferung von RF beendet und weiterhin DMAH und Wasserstoff zugeführt, wobei Aluminium auf dem bereits aufgedampften Aluminiumfilm und auf dem Siliciumdioxidfilm aufgedampft wurde. Nach Ablauf der vorbestimmten Aufdampfungsdauer wurde die Zuführung von DMAH beendet. Der in dieser Stufe aufgedampfte Aluminiumfilm wurde als zweiter Aluminiumfilm bezeichnet.
Bei der obigen Probe wurde in einem Temperaturbereich von 160ºC bis 450ºC kein Aluminium während der Aufdampfungsstufe des ersten Aluminiumfilms auf den Siliciumdioxidbereich aufgedampft, allerdings erfolgte ein Aufdampfung nur auf dem reinen Siliciumbereich bis zu einer Dicke, die gleich der des Siliciumdioxidfilms war. Während der Aufdampfung des zweiten Aluminiumfilms wurde Aluminium auf den ersten Aluminiumfilm und auf das Siliciumdioxid mit der gleichen Aufdampfungsrate aufgedampft.
Das Erhitzen mit dem Heizer 4 wurde dann beendet und der Wafer abgekühlt. Dann wurde die Zuführung von Wasserstoff beendet und die Reaktiongskammer evakuiert. Der Wafer wurde in die Substratfreisetzungskammer überführt. Nachdem die Substratfreisetzungskammer auf atmosphärischen Druck gebracht wurde, wurde der Wafer herausgenommen.
Der Aluminiumfilm wurde nach dem oben beschriebenen Verfahren gebildet.
Die Proben in diesem Beispiel wurden folgendermaßen hergestellt.
Ein Siliciumsubstrat (N-Typ, 1 - 2 Ω cm) wurde nach dem Wasserstoffverbrennungsverfahren (Wasserstoff: 4 l/Min, Sauerstoff: 2 l/Min) bei einer Temperatur von 1000ºC thermisch oxidiert. Die Filmdicke betrug 700 nm ± 50 nm (7000 Å ± 500 Å). Der Brechungsindex betrug 1,46. Ein Photoresist wurde über die gesamte Fläche dieses Siliciumsubstrats aufgelegt und ein gewünschtes Muster wurde mit einer Belichtungsapparatur projiziert, wobei das Muster verschiedenen Größen von Öffnungen im Bereich von 0,25 µm x 0,25 µm bis 100 µm x 100 µm entsprach. Nach Entwickeln des Photoresistfilms wurde das darunterliegende Siliciumdioxid durch reaktives Ionenätzen (RIE) oder dergleichen unter Verwendung des Photoresistfilms als Maske geätzt, wobei das Siliciumsubstrat zum Teil freigelegt wurde. Auf diese Weise wurden 130 Substratlagen von einer Probe mit Öffnungen aus Siliciumdioxidschichten mit Öffnungsgrößen im Bereich von 0,25 µm x 0,25 µm bis 100 µm x 100 µm hergestellt. Auf diese Substrate wurde Aluminium auf die Proben bei jeweils 13 verschiedenen Temperatur aufgedampft, wobei 10 Probenlagen jeweils für jeden Temperaturwert verwendet wurden.
Die Bedingungen für die erste Aluminiumfilmaufdampfung, die Oberflächenmodifikation und die zweite Aluminiumaufdampfung waren wie folgt:

Erste Aluminiumaufdampfung

Gesamtdruck 200 Pa (1,5 Torr)
DMAH Partialdruck 0,02 Pa (1,5 x 10&supmin;&sup4; Torr)
Oberflächenmodifikation:
Gesamtdruck 200 Pa (1,5 Torr)
DMAH Partialdruck 0,02 Pa (1,5 x 10&supmin;&sup4; Torr)
RF-Leistung 20 W
Elektronendichte auf der
Oberfläche 1 x 10&sup9; cm&supmin;³
Dauer der Plasmastrahlung 1 Minute
Zweite Aluminiumaufdampfung:
Gesamtdruck 200 Pa (1,5 Torr)
DMAH Partialdruck 0,02 Pa (1,5 x 10&supmin;&sup4; Torr)
Die Aluminiumfilme, die durch Aufdampfung bei 13 verschiedenen Substrattemperaturen gebildet worden sind, wurden bewertet, und die Ergebnisse sind der Tabelle 1 zu entnehmen. Tabelle 1
Mit den obigen Proben wurde Aluminium bei der ersten Aluminiumfilmbindung bei einer Temperatur von 160ºC bis 450ºC selektiv auf den freiliegenden Siliciumbereich auf die gleiche Dicke wie diejenige des Siliciumdioxids aufgedampft. Der gebildet Aluminiumfilm war monokristallin. Bei der zweiten Aluminiumfilmaufdampfung wurde Aluminium in der gleichen Geschwindigkeit auf den Aluminiumfilm, der bereits bei der ersten Aluminiumfilmaufdampfung gebildet wurde, und auf die Siliciumdioxidoberfläche aufgedampft.
Der Aluminiumfilm der selektiv auf Silicium aufgedampft wurde und der Aluminiumfilm, der auf das Siliciumdioxid nach der Oberflächenmodifikation aufgedampft wurde, sind voneinander nicht unterschiedlich im Hinblick auf den Widerstand, das Reflektionsvermögen und die Erzeugung von kleinen Erhebungen nach der Wämbehandlung.
Ein Anstieg des Widerstandes an der Grenzfläche zwischen dem ersten Aluminiumfilm und dem zweiten Aluminiumfilm wurde nicht festgestellt.

Beispiel 2

Vor der Aluminiumaufdampfung wurde in ähnlicher Weise wie oben beschrieben, eine Substratbehandlung wie folgt vorgenommen: [H&sub2;SO&sub4;/H&sub2;O&sub2; 3/1] + [Waschen mit Wasser] + [HF/H&sub2;O = 1/40] + [Waschen mit Wasser] Bei dieser Vorbehandlung wurde die Dauer (T) für das letzte Waschen mit Wasser, wie nachfolgend gezeigt, verändert und das Aluminium wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 aufgedampft.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Der Ausdruck APP bedeutet Angström Peak zu Peak und bedeutet den mittleren Abstand in Angströmeinheiten vom oberen zum unteren Teil der Oberfläche, d.h. die mittlere Amplitude der Oberflächenunebenheit, 1 Å = 0,1 nm.
Während des Waschens mit Fluorwasserstoffsäure in der vorstehend beschriebenen Vorbehandlung wird die Oberfläche des Substrats mit Wasserstoff- und Fluoratomen terminiert. Wenn das letzte Waschen mit Wasser unzureichend ist (T=0) dann weist die Oberfläche eine größere Menge an Fluoratomen auf und es bildet sich spontan ein dickerer Oxidationsfilm, der das Wachstum von Monokristallen behindert. Wenn das Waschen mit Wasser etwa während 3 bis 15 Minuten durchgeführt wird, wird nur die Bindung des Fluoratoms gelöst und die Terminierung mit Wasserstoffatomen zur Fortführung der Reaktion herrscht dann vor, was das selektive Wachstum der Aluminiummonokristalle veranlaßt.
Wenn das Waschen mit Wasser zu lange durchgeführt wird, werden die terminierenden Wasserstoffatome entfernt oder der Oxidationsfilm wächst spontan stärker an durch die Aktion von gelöstem Sauerstoff oder Kohlendioxid in dem reinen Wasser während längeren Stehens der Proben in reinem Wasser, was das Wachstum der Aluminiummonokristalle bei der Aluminiumaufdampfung behindert. Die Situation war die gleiche, wenn ein RCA-Waschen durchgeführt wurde.
Nach der obigen selektiven Aufdampfung wurde die Oberflächenmodifikation mit Plasma in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei das Aluminium über die gesamte Fläche des Substrats unter Bildung einer Verdrahtung aufgedampft wurde.

Beispiel 3

Auf einem monokristallinen Wafer mit einer n&spplus;-Oberfläche wurden Kontaktiöcher von 1 µm² mit einem Längenverhältnis der Löcher von nicht weniger als 1 gebildet. Es wurden 12 Wafer hergestellt. Jeder Wafer hatte darauf ausgebildete 500.000 Kontaktlöcher. Auf jeden Wafer wurden Aluminiumfilme durch selektives Aufdampfen und nicht-selektives Aufdampfen gebildet, wobei die Bedingungen bei den Wafern (1) bis (12) die gleichen wie in Beispiel 1 waren, mit der Ausnahme, daß die Plasmaelektronendichte (DP) verändert wurde.
Auf jeder Probe wurden dann 50 Verdrahtungsverbindungen durch Photolithographie zur Verbindung von 10.000 Kontakülöchern gebildet. Die Verdrahtung wurde einem Offen- /Kurztest unterworfen. Die Anzahl der Verdrahtungsverbindungen ohne Fehler ist unter dem Symbol (M) angegeben.

Beispiel 4

Es wurden zwei Probensets wie in Beispiel 3 hergestellt. Sie wurden auf 600ºC in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt, um den adsorbierten Wasserstoff zu entfernen.
Dann wurde ein Probenset mit Fluorwasserstoffsäure behandelt. Danach wurden Aluminiumfilme gebildet, welche in der gleichen Weise wie im Beispiel 3 einem Offen-/Kurztext unterworfen wurden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Aufdampfung von Aluminium oder Aluminium-Silicium in kleine Durchgangslöcher mit großem Längenverhältnis und ermöglicht ebenso die Bildung von feinen bzw. dünnen Verdrahtungen aus Aluminium oder Aluminium-Silicium. Daher kann die vorliegende Erfindung effektiv in der ultradünnen Verfahrestechnologie für hochintegrierte Schaltkreise eingesetzt werden, wobei außerdem die Stückzahl in der Produktion erhöht wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Aluminium enthaltenden aufgedampften Films, das folgende Schritte umfaßt:

(a) Verwendung einer CVD-Apparatur zur Erzeugung von Plasma, die einen Raum zur Bildung eines Films durch Aufdampfen aufweist;

(b) Einbringen eines Substrats mit einer elektronenabgebenden und einer nichtelektronenabgebenden Oberfläche in den Raum zur Filmbildung;

(c) Einführen eines Gases, das ein Alkylaluminiumhydrid und Wasserstoff enthält, in den Raum zur Filmbildung;

(d) Halten der elektronenabgebenden Oberfläche bei einer Temperatur, die nicht niedriger als die Zersetzungstemperatur des Alkylaluminiumhydrids, jedoch nicht oberhalb von 450ºC ist, damit sich ein Aluminium enthaltender Film selektiv auf der elektronenabgebenden Oberfläche ausbilden kann; und

(e) Erzeugen von Plasma in Gegenwart des Alkylaluminiumhydrids und des Wasserstoffgases und weitere Bildung eines Aluminium enthaltenden Films auf den in Stufe (d) selektiv gebildeten Film und die nichtelektronenabgebende Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß

(f) die Elektronendichte des erzeugten Plasmas 1 x 10&sup8; bis 8 x 10¹&sup0; cm&supmin;³ innerhalb eines Abstandes von 1 cm von der Substratoberfläche beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die elektronenabgebende Oberfläche des Substrats aus Silizium besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die elektronenabgebende Oberfläche des Substrats ein monokristallines Silizium ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, worin die elektronenabgebende Oberfläche Silizium und die nichtelektronenabgebende Oberfläche Siliziumoxid sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin die nichtelektronenabgebende Oberfläche zur Bildung definierter Kontaktlöcher gestaltet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Substrat chemisch in der Weise behandelt wird, daß seine elektronenabgebende Oberfläche mit Wasserstoffatomen abgeschlossen wird und dann in den Raum zur Filmbildung eingebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die chemische Behandlung der Oberfläche das Waschen mit Ammoniaklösung und Wasserstoffperoxidlösung umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, worin die chemische Behandlung der Oberfläche das Waschen mit Schwefelsäurelösung und Wasserstoffperoxidlösung umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, worin die chemische Behandlung der Oberfläche das Waschen mit Fluorwasserstoffsäure umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin die chemische Behandlung der Oberfläche außerdem das Waschen mit Wasser umfaßt.

11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das Alkylaluminiumhydrid Dimethylaluminiumhydrid ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin in den Raum zur Filmbildung ebenfalls ein Silizium enthaltendes Gas eingeführt wird, so daß ein Aluminium/Silizium-Film auf dem Substrat aufgedampft wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin das Silizium enthaltende Gas Si&sub2;H&sub6; ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, worin der Partialdruck des Dimethylaluminiumhydrids während der Aluminiumaufdampfung nicht mehr als 5 x 10&supmin;³ des Wasserstoffpartialdrucks beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, worin der Innendruck der Apparatur 0,13 bis 10&sup5; Pa (10&supmin;³ bis 760 Torr) beträgt und das Dimethylaluminiumhydrid bei einem Partialdruck von 1,5 x 10&supmin;&sup5; bis 1,3 x 10&supmin;³ des Innendrucks des Reaktionsbehälters zugegen ist.

16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Substrattemperatur 270 bis 350ºC beträgt.

17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Oberflächenmodifikation, die durch das während Stufe (e) des Verfahrens von Anspruch 1 erzeugte Plasma verursacht wird, bei einem Druck von 13 bis 665 Pa (0,1 bis 5 Torr) und bei einer eingesetzten elektrischen Kraft des Plasmas von 0,04 bis 0,4 W/cm³ durchgeführt wird.

18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die weitere Filmbildung durchgeführt wird, nachdem die Plasmabehandlung unterbrochen worden ist.

19. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die weitere Filmbildung ohne Unterbrechung der Plasmaerzeugung durchgeführt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 19, worin selektiv aufgedampftes Aluminium gebildet wird, welches monokristallin ist.

21. Ein VLSI, das durch Verdrahten mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 hergestellt worden ist.