JP2006515955A - シリコン化合物によるシリコン含有層の堆積 - Google Patents
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- 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
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Abstract
本発明の実施形態は、一般的には、シリコン化合物の合成物及びシリコン含有膜を堆積させるためにシリコン化合物を用いる方法を提供する。本方法は、シリコン化合物を基板表面に導入するステップとシリコン化合物の一部、シリコンモチーフをシリコン含有膜として堆積させるステップとを用いる。リガンドはシリコン化合物の他の部分であり、インサイチュエッチング剤として遊離する。インサイチュエッチング剤は、選択的シリコンエピタキシーの成長を支持する。シリコン化合物は、ＳiＲＸ6、Ｓi2ＲＸ6、Ｓi2ＲＸ8（ここで、Ｘは独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムである。）を含んでいる。シリコン化合物は、また、３つのシリコン原子と、４つのカーボン、シリコン又はゲルマニウム原子と、水素又はハロゲンと少なくとも１つのハロゲン原子とを含む化合物、また、４つのシリコン原子と、５つのカーボンと、シリコン又はゲルマニウム原子と、水素又はハロゲンと少なくとも１つのハロゲン原子とを含む化合物を含んでいる。
Description
[0001]本出願は、２００２年１０月１８日出願の米国仮特許出願第６０/４１９,３７６号、２００２年１０月１８日出願の米国仮特許出願第６０/４１９,４２６号、及び２００２年１０月１８日出願の米国仮特許出願第６０/４１９,５０４号の恩典を主張し、これらの開示内容は本明細書に援用されている。
本発明の分野
[0002]本発明の実施形態は、一般的には、シリコン含有膜の堆積に関し、更に詳細には、シリコン化合物の合成物及びシリコン含有膜を堆積させる関連した方法に関する。
関連技術の説明
[0003]原子層エピタキシー（ＡＬＥ）は、単一原子層を結晶格子上に成長させることによって膜厚の正確な制御を与える。ＡＬＥは、多くのＩＶ族半導体材料、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン及びシリコンゲルマニウムカーボンを開発するために使われている。ＡＬＥによって製造されるシリコン系物質は、半導体材料として用いるのに興味深いものである。シリコン系物質は、選択可能な濃度でゲルマニウム及び/又はカーボンを含むことができ、ポリシリコン膜、アモルファス膜又は単結晶膜として成長する。シリコン含有膜がエピタキシャル成長する、シリコン-ＡＬＥは２つのステップからなる。
[0002]本発明の実施形態は、一般的には、シリコン含有膜の堆積に関し、更に詳細には、シリコン化合物の合成物及びシリコン含有膜を堆積させる関連した方法に関する。
関連技術の説明
[0003]原子層エピタキシー（ＡＬＥ）は、単一原子層を結晶格子上に成長させることによって膜厚の正確な制御を与える。ＡＬＥは、多くのＩＶ族半導体材料、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン及びシリコンゲルマニウムカーボンを開発するために使われている。ＡＬＥによって製造されるシリコン系物質は、半導体材料として用いるのに興味深いものである。シリコン系物質は、選択可能な濃度でゲルマニウム及び/又はカーボンを含むことができ、ポリシリコン膜、アモルファス膜又は単結晶膜として成長する。シリコン含有膜がエピタキシャル成長する、シリコン-ＡＬＥは２つのステップからなる。
[0004]部分的に分解した供給源ガス分子（例えば、ＳiＨ4又はＳiＨ2Ｃl2）の単層は、基板又は表面上で吸着される。吸着質は、シリコン原子及びシリコンと結合した少なくとも他の種類の原子、例えば、塩素、水素又はメチル（例えば、ＳiＣln、ＳiＨn又はＳiＭen、ｎ＝１-４）からなることができる。吸着質は分解して表面上にシリコン吸着原子を形成する。吸着原子は、シリコン結晶の空の格子部位に表面上で移動又は拡散する。吸着原子が結晶表面上で生成され格子に取込まれるにつれて結晶が形成され成長し続ける。副生成物除去が達成され、新しい表面が単層上に作られる。次のサイクルで単層成長が可能になる。
[0005]シリコン堆積の間に用いられる供給源ガスは、低級シラン（例えば、シラン、ジクロロシラン及びテトラクロロシラン）、高級シラン（例えば、ジシラン、ヘキサクロロジシラン及びトリシラン）を含んでいる。シランやジクロロシランは、米国特許公表第２００２００５２０７７号に記載されるように、Ｓi-ＡＬＥの間に用いられる最も一般的な供給源ガスである。これらの低級シランは、しばしば８００‐１,０００℃の範囲の高温で維持される基板を必要とする。高級シランは、Ｓi-ＡＬＥの間に必要とされる温度を低下させる供給源ガスとして用いられている。ジシランは、Ｓuda, et al., Ｊ. Ｖac. Ｓci. ８（１９９０）６１やＬubben,et al., Ｊ. Ｖac. Ｓci. ９（１９９１）３００３に示されているように、１８０-４００℃の温度範囲で紫外光励起ＡＬＥによってシリコンを成長させるために用いられる。更に、トリシランは、Ｉmai, et al., Ｊｐｎ. Ｊ. Ａppl. Ｐhys.,３０（１９９１）３６４６に報告されているように、約３８０℃でＳi-ＡＬＥの間に供給源ガスとして用いられる。
[0006]補助的エッチング剤によるＳi-ＡＬＥも実現した。米国特許公表第２００２０１２７８４１号には、選択性シリコン成長を達成するためにジクロロシランと塩化水素の組合わせが教示されている。補助的エッチング剤は、通常は、高反応性を必要とするハロゲン化及び/又はラジカル化合物（例えば、ＨＣl又は・Ｃl）である。それ故、エッチング剤使用には危険で有毒な状態をしばしば伴う。
[0007]それ故、シリコン堆積のための供給源化学剤とエッチング剤としての供給源化学剤双方を与えるシリコン含有化合物を供給することが求められている。シリコン含有化合物は、種々のシリコン堆積技術において適用するのに有用でなければならない。
[0008]一実施形態においては、本発明は、一般的には、シリコン含有膜を堆積させる方法であって、基板表面にシリコン化合物を分配するステップとシリコン化合物を反応させて基板表面上にシリコン含有膜を堆積させるステップとを含む、前記方法を提供する。シリコン化合物は下記構造を含んでいる。
（式中、Ｘ1-Ｘ6は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ6は少なくとも１つの水素と少なくとも１つのハロゲンを含む。）
[0009]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
[0009]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
（式中、Ｘ1-Ｘ6は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ6は少なくとも１つの水素と少なくとも１つのハロゲンを含むが、Ｘ4、Ｘ5、Ｘ6がフッ素である場合にはＲはカーボンではない。）
[0010]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
[0010]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
（式中、Ｘ1-Ｘ6は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはゲルマニウムである。）
[0011]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、シリコン含有膜を堆積させる方法であって、基板表面にシリコン化合物を分配するステップとシリコン化合物を反応させて基板表面上にシリコン含有膜を堆積させるステップを含む、前記方法を提供する。シリコン化合物は下記構造を含んでいる。
[0011]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、シリコン含有膜を堆積させる方法であって、基板表面にシリコン化合物を分配するステップとシリコン化合物を反応させて基板表面上にシリコン含有膜を堆積させるステップを含む、前記方法を提供する。シリコン化合物は下記構造を含んでいる。
（式中、Ｘ1-Ｘ8は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ8は少なくとも１つのハロゲンを含む。）
[0012]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
[0012]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
（式中、Ｘ1-Ｘ8は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ8は少なくとも１つのハロゲンを含む。）
[0013]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
[0013]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、下記構造を含む合成物を提供する。
（式中、Ｘ1-Ｘ8は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはゲルマニウムである。）
[0014]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、シリコン含有膜を堆積させる方法であって、基板表面にシリコン化合物を分配するステップとシリコン化合物を反応させて基板表面上にシリコン含有膜を堆積させるステップとにより提供する。いくつかの実施形態においては、シリコン化合物は３つのシリコン原子と、カーボン、シリコン又はゲルマニウムの４番目の原子と、水素又はハロゲンの原子と少なくとも１つのハロゲンとを含んでいる。他の実施形態においては、シリコン化合物は、４つのシリコン原子と、カーボン、シリコン又はゲルマニウムの５番目の原子と、水素又はハロゲン原子と少なくとも１つのハロゲンとを含んでいる。いくつかの実施形態においては、シリコン含有膜は、シリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン及びシリコンゲルマニウムカーボンからなる群より選ばれる。
[0014]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、シリコン含有膜を堆積させる方法であって、基板表面にシリコン化合物を分配するステップとシリコン化合物を反応させて基板表面上にシリコン含有膜を堆積させるステップとにより提供する。いくつかの実施形態においては、シリコン化合物は３つのシリコン原子と、カーボン、シリコン又はゲルマニウムの４番目の原子と、水素又はハロゲンの原子と少なくとも１つのハロゲンとを含んでいる。他の実施形態においては、シリコン化合物は、４つのシリコン原子と、カーボン、シリコン又はゲルマニウムの５番目の原子と、水素又はハロゲン原子と少なくとも１つのハロゲンとを含んでいる。いくつかの実施形態においては、シリコン含有膜は、シリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン及びシリコンゲルマニウムカーボンからなる群より選ばれる。
[0015]他の実施形態においては、本発明は、一般的には、３つのシリコン原子と、カーボン、シリコン又はゲルマニウムの４番目の原子と、水素又はハロゲン原子と少なくとも１つのハロゲンとを含む合成物を提供する。他の実施形態においては、本発明は、一般的には、４つのシリコン原子と、カーボン、シリコン又はゲルマニウムの５番目の原子と、水素及び/又はハロゲン原子を含む合成物を提供する。
[0016]本発明の実施形態は、基板上に所望の厚さのシリコン含有膜をエピタキシャル成長堆積させる方法に関する。本方法は、一般的には、同じ分子内に、シリコン源を含むシリコン化合物と、エッチング剤源を含んでいる。シリコン源は、少なくとも１つのシリコン原子から５つまでのシリコン原子を含む化合物である。エッチング剤源は、エッチング剤特性を備えた少なくとも１つの官能基を含む化合物である。いくつかの実施形態においては、シリコンゲルマニウム源又はシリコンカーボン源を含む分子が用いられる。
[0017]一態様においては、本発明の実施形態は、下記の構造を含むシリコン化合物に関する。
（式中、Ｘ1-Ｘ6は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ6は少なくとも１つの水素と少なくとも１つのハロゲンを含む。）
[0018]シリコン源は、Ｃl3ＳiＳiＣl2Ｈ、Ｃl3ＳiＳiＣlＨ2、Ｃl3ＳiＳiＨ3、ＨＣl2ＳiＳiＨ3、Ｈ2ＣlＳiＳiＨ3、ＨＣl2ＳiＳiＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＳiＳiＣlＨ2のような式を有する。他のシリコン源は、少なくとも１つのＨ原子及び/又は少なくとも１つのＣl原子をフッ素のような他のハロゲンで置換することによって得られる。従って、シリコン源は、Ｃl3ＳiＳiＦ2Ｈ、Ｆ3ＳiＳiＣlＨ2、Ｆ3ＳiＳiＨ3、Ｆ3ＳiＳiＣl3、ＨＦＣlＳiＳiＦ3、Ｈ2ＣlＳiＳiＨ3、ＦＣl2ＳiＳiＦ2Ｈ、Ｈ2ＣlＳiＳiＣlＦ2のような化学式を有してもよい。同様にハロゲン化した他のシリコン源も本方法を可能にする。
[0018]シリコン源は、Ｃl3ＳiＳiＣl2Ｈ、Ｃl3ＳiＳiＣlＨ2、Ｃl3ＳiＳiＨ3、ＨＣl2ＳiＳiＨ3、Ｈ2ＣlＳiＳiＨ3、ＨＣl2ＳiＳiＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＳiＳiＣlＨ2のような式を有する。他のシリコン源は、少なくとも１つのＨ原子及び/又は少なくとも１つのＣl原子をフッ素のような他のハロゲンで置換することによって得られる。従って、シリコン源は、Ｃl3ＳiＳiＦ2Ｈ、Ｆ3ＳiＳiＣlＨ2、Ｆ3ＳiＳiＨ3、Ｆ3ＳiＳiＣl3、ＨＦＣlＳiＳiＦ3、Ｈ2ＣlＳiＳiＨ3、ＦＣl2ＳiＳiＦ2Ｈ、Ｈ2ＣlＳiＳiＣlＦ2のような化学式を有してもよい。同様にハロゲン化した他のシリコン源も本方法を可能にする。
[0019]シリコンゲルマニウム源は、Ｃl3ＳiＧeＣl3、Ｈ3ＳiＧeＨ3、Ｃl3ＳiＧeＣl2Ｈ、Ｃl3ＳiＧeＣlＨ2、Ｃl3ＳiＧeＨ3、ＨＣl2ＳiＧeＨ3、Ｈ2ＣlＳiＧeＨ3、ＨＣl2ＳiＧeＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＳiＧeＣlＨ2、Ｃl3ＧeＳiＣl2Ｈ、Ｃl3ＧeＳiＣlＨ2、Ｃl3ＧeＳiＨ3、ＨＣl2ＧeＳiＨ3、Ｈ2ＣlＧeＳiＨ3、ＨＣl2ＧeＳiＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＧeＳiＣlＨ2のような式を有してもよい。他のシリコンゲルマニウム源は、少なくとも１つのＨ原子及び/又は少なくとも１つのＣl原子をフッ素のような他のハロゲンで置換することによって得られる。それ故、シリコンゲルマニウム源は、Ｆ3ＳiＧeＣl3、Ｆ3ＳiＧeＨ3、Ｆ3ＧeＳi3、Ｆ3ＧeＳiＨ3、Ｈ3ＳiＧeＣl3、Ｈ3ＳiＧeＨＣl2、Ｆ3ＳiＧeＣl2Ｈ、Ｆ3ＳiＧeＣlＨ2、ＨＣl2ＳiＧeＨ3、Ｈ2ＣlＳiＧeＦ3、ＦＣl2ＳiＧeＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＳiＧeＣlＨ2、Ｆ3ＧeＳiＣl2Ｈ、Ｆ3ＧeＳiＣlＨ2、Ｈ2ＦＧeＳiＣlＨ2のような化学式を有してもよい。同様にハロゲン化した他のシリコンゲルマニウム源も本方法を可能にする。
[0020]シリコンカーボン源は、Ｈ3ＳiＣＨ3、Ｃl3ＳiＣＣl3、Ｃl3ＳiＣＣl2Ｈ、Ｃl3ＳiＣＣlＨ2、Ｃl3ＳiＣＨ3、ＨＣl2ＳiＣＨ3、Ｈ2ＣlＳiＣＨ3、ＨＣl2ＳiＣＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＳiＣＣlＨ2、Ｃl3ＣＳiＣl2Ｈ、Ｃl3ＣＳiＣlＨ2、Ｃl3ＣＳiＨ3、ＨＣl2ＣＳiＨ3、Ｈ2ＣlＣＳiＨ3、ＨＣl2ＣＳiＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＣＳiＣlＨ2のような式を有してもよい。他のシリコンカーボン源は、少なくとも１つのＨ原子及び/又は少なくとも１つのＣl原子をフッ素のような他のハロゲンで置換することによって得られる。それ故、シリコンカーボン源は、Ｃl3ＳiＣＦ2Ｈ、Ｃl3ＳiＣＦＨ2、Ｆ3ＳiＣＨ3、ＦＣl2ＳiＣＨ3、Ｈ2ＦＳiＣＨ3、ＦＣl2ＳiＣＣl2Ｈ、ＦＨ2ＣlＳiＣＣlＨ2、ＦＣl3ＣＳiＣl2Ｈ、Ｃl3ＣＳiＣlＨＦ、Ｆ3ＣＳiＨ3、Ｆ3ＣＳiＣl3、Ｈ3ＣＳiＦ3、Ｃl3ＣＳiＦ3、ＦＣl2ＣＳiＨ3、Ｈ2ＦＣＳiＨ3、ＦＣl2ＣＳiＣl2Ｈ、Ｈ2ＣlＣＳiＦＨ2のような化学式を有してもよい。他の同様にハロゲン化されたシリコンカーボン源も本方法を可能にする。
[0021]シリコン化合物は、分子内に含まれるシリコンモチーフ（例えば、Ｒがシリコン、ゲルマニウム又はカーボンの場合にはＳi-Ｒ）を堆積させるために用いることができる。水素及び/又はハロゲンは、シリコンモチーフが還元及び堆積されるにつれて分子から除去されるリガンドである。その堆積によって、操作の間にシリコン含有膜が形成される。そのリガンドは、遊離した水素及び/又はハロゲンからインサイチュエッチング剤を形成することができる。インサイチュエッチング剤は、Ｈ、Ｈ2、ＨＸ、Ｘ、Ｘ2、ＸＸ’（ここで、ＸとＸ’は異なるが、共にハロゲンである。）、ラジカル又はイオン化学種（例えば、・Ｈ又は・Ｘ）を含む水素分子とハロゲン分子の他の組合わせを含んでいる。ここで、ハロゲンという語は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、そのラジカル、そのイオン、その組合わせを含んでいる。
[0022]他の態様においては、本発明の実施形態は、下記の構造を含むシリコン化合物に関する。
（式中、Ｘ1-Ｘ8は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ8は少なくとも一つのハロゲンを含む。）いくつかの実施形態においては、シリコン含有膜は、シリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン及びシリコンゲルマニウムカーボンからなる群より選ばれる。
[0023]他のシリコン化合物は、分子内に含まれるシリコンモチーフ（例えば、Ｒがシリコン、ゲルマニウム又はカーボンである場合にはＳi-Ｓi-Ｒ又はＳi-Ｒ-Ｓi）を堆積させるために用いられる。シリコン源は、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＣl3、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＳiＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＳiＣl3、Ｈ3ＳiＳiＣl2ＳiＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＣl2ＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＣl2ＳiＣl3、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2Ｃl、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨＣl2、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＣl3、ＨＣl2ＳiＳiＣl2ＳiＨ2Ｃl、Ｈ2ＣlＳiＳiＨＣlＳiＨＣl2、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＣl3、Ｃl3ＳiＳiＨＣlＳiＣl3、ＨＣl2ＳiＳiＣl2ＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＣl2ＳiＨ3のような式を有してもよい。他のシリコン源は、少なくとも１つのＨ原子及び/又は少なくとも１つのＣl原子をフッ素のようなほかのハロゲンで置換することによって得られる。それ故、シリコン源は、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ3、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＳiＣl3、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2Ｆ、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＨＦ2、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＦ3、Ｈ3ＳiＳiＨＦＳiＨ2Ｃl、Ｆ3ＳiＳiＨＣlＳiＨＦ2、Ｈ3ＳiＳiＦＨＳiＣl3、Ｈ3ＳiＳiＦ2ＳiＨ2Ｆ、Ｈ3ＳiＳiＣl2ＳiＦＣl2、Ｈ3ＳiＳiＦ2ＳiＣl3のような式を有してもよい。他の同様にハロゲン化されたシリコン源も本方法を可能にする。更に、環状トリシランや環状ハロトリシランも本発明の範囲内で用いられる。
[0024]シリコンゲルマニウム源は、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＧeＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＧeＨ3、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＧeＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＧeＣl3、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＧeＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＧeＨＣl2、Ｈ3ＳiＧeＨＣlＳiＣl3、Ｈ3ＳiＧeＣl2ＳiＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＧeＣl2ＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＧeＣl2ＳiＣl3、ＨＣl2ＳiＧeＨ2ＳiＨ2Ｃl、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨＣl2、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＧeＣl3、ＨＣl2ＳiＧeＣl2ＳiＨ2Ｃl、Ｈ2ＣlＳiＧeＨＣlＳiＨＣl2、Ｃl3ＳiＧeＨ2ＳiＣl3、Ｃl3ＳiＳiＨＣlＧeＣl3、ＨＣl2ＳiＧeＣl2ＳiＨ3、Ｈ3ＧeＳiＣl2ＳiＨ3のような式を有してもよい。他のシリコンゲルマニウム源は、少なくとも１つのＨ原子及び/又は少なくとも１つのＣl原子をフッ素のようなほかのハロゲンで置換することによって得られる。それ故、シリコンゲルマニウム源は、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＧeＨ3、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＧeＣl3、Ｆ3ＧeＳiＨ2ＳiＨ3、Ｆ3ＧeＳiＨ2ＳiＣl3、Ｆ3ＳiＧeＨ2ＳiＨ3、Ｆ3ＳiＧeＨ2ＳiＣl3、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＧeＣl2Ｈ、Ｈ3ＳiＳiＦ2ＧeＨ2Ｃl、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＧeＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＦ2ＧeＣl3、Ｈ3ＳiＳiＣl2ＧeＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＧeＨＦ2、Ｈ3ＳiＧeＨ2ＳiＣl3、Ｈ3ＳiＧeＣl2ＳiＨ2Ｃl、Ｆ3ＳiＧeＣl2ＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＧeＦ2ＳiＣl3のような式を有する。他の同様にハロゲン化されたシリコンゲルマニウム源も本方法を可能にする。更に、環状ゲルマニウムシランや環状ハロゲルマニウムシランも本発明の範囲内で用いられる。
[0025]シリコンカーボン源は、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＣＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＣＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＣＣl3、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＣＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＣＨＣl2、Ｈ3ＳiＣＨＣlＳiＣl3、Ｈ3ＳiＣＣl2ＳiＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＣＣl2ＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＣＣl2ＳiＣl3、ＨＣl2ＳiＣＨ2ＳiＨ2Ｃl、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＣＨＣl2、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＣＣl3、ＨＣl2ＳiＣＣl2ＳiＨ2Ｃl、Ｈ2ＣlＳiＣＨＣlＳiＨＣl2、Ｃl3ＳiＣＨ2ＳiＣl3、Ｃl3ＳiＳiＨＣlＣＣl3、ＨＣl2ＳiＣＣl2ＳiＨ3、Ｈ3ＣＳiＣl2ＳiＨ3のような式を有してもよい。他のシリコンカーボン源は、少なくとも一つのＨ原子及び/又は少なくとも１つのＣl原子をフッ素のような他のハロゲンで置換することによって得られる。それ故、シリコンカーボン源は、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＣＨ3、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＣＣl3、Ｆ3ＣＳiＨ2ＳiＨ3、Ｆ3ＣＳiＨ2ＳiＣl3、Ｆ3ＳiＣＨ2ＳiＨ3、Ｆ3ＳiＣＨ2ＳiＣl3、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＣＣl2Ｈ、Ｈ3ＳiＳiＦ2ＣＨ2Ｃl、Ｆ3ＳiＳiＨ2ＣＨＣl2、Ｈ3ＳiＳiＦ2ＣＣl3、Ｈ3ＳiＳiＨＦＣＨ2Ｃl、Ｈ3ＳiＳiＨＣlＣＨＦ2、Ｈ3ＳiＣＨＦＳiＣl3、Ｈ3ＳiＣＣl2ＳiＨ2Ｆ、Ｆ3ＳiＣＣl2ＳiＨＣl2、Ｈ3ＳiＣＦ2ＳiＣl3のような式を有する。他の同様にハロゲン化されたシリコンカーボンも本方法を可能にする。更に、環状カーボンシラン及び環状ハロカーボンシランも本発明の範囲内で用いられる。
[0026]他の態様においては、本発明の実施形態は、下記の代表的な構造を有するシリコン化合物、化合物１-８に関する。
（式中、Ｘ1-Ｘ10は独立して水素又はフッ素、塩素、臭素又はヨウ素のようなハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムである。）
[0027]他の態様においては、本発明の実施形態は、下記の代表的な構造を有するシリコン化合物、化合物９-３２に関する。
[0027]他の態様においては、本発明の実施形態は、下記の代表的な構造を有するシリコン化合物、化合物９-３２に関する。
（式中、Ｘ1-Ｘ12は独立して水素又はフッ素、塩素、臭素又はヨウ素のようなハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムである。）化合物１-３２の構造が代表的であり、具体的な異性体を示していない。ここで、あらゆる元素名又は化学記号には、それぞれの元素同位体の使用が考えられている。例えば、水素（1Ｈ又はＨ）の使用には重水素（2Ｈ又はＤ）とトリチウム（3Ｈ又はＴ）が含まれている。
[0028]それ故、シリコン化合物は分子内に含まれるシリコンモチーフ（例えば、Ｒがシリコン、ゲルマニウム又はカーボンの場合にはＳi3Ｒ又はＳi4Ｒ）を堆積させるために用いることができる。化合物１-８のシリコンモチーフはＳi3Ｒで示され、化合物９-３２のシリコンモチーフはＳi4Ｒで示される。水素及び/又はハロゲンは、シリコンモチーフが還元され堆積されるにつれて分子から除去されるリガンドである。その堆積を堆積プロセスの間にシリコン含有膜を形成する。
[0029]シリコン源は、Ｘが独立して水素又はハロゲンといる場合には、式Ｓi4Ｘ8、Ｓi4Ｘ10、Ｓi5Ｘ10及びＳi5Ｘ12を有する化合物を含むことができる。水素及び/又は塩素を含有するシリコン源は、式Ｓi4Ｈ8-nＣln、Ｓi4Ｈ10-mＣlm，Ｓi5Ｈ10-pＣlp及びＳi5Ｈ12-qＣlq（式中、ｎ＝１-８、ｍ＝１-１０、ｐ＝１-１０、ｑ＝１-１２）を有する化合物を含むことができる。シリコン源は、Ｓi4Ｈ9Ｃl、Ｓi4Ｈ8Ｃl2、Ｓi4Ｈ7Ｃl3、Ｓi4Ｈ6Ｃl4、Ｓi4Ｈ5Ｃl5、Ｓi4Ｈ4Ｃl6、Ｓi4Ｈ3Ｃl7、Ｓi4Ｈ2Ｃl8、Ｓi4ＨＣl9、Ｓi4Ｃl10、Ｓi5Ｈ11Cl、Ｓi5Ｈ10Ｃl2、Ｓi5Ｈ9Ｃl3、Ｓi5Ｈ8Ｃl4、Ｓi5Ｈ7Ｃl5、Ｓi5Ｈ6Ｃl6、Ｓi5Ｈ5Ｃl7、Ｓi5Ｈ4Ｃl8、Ｓi5Ｈ3Ｃl9、Ｓi5Ｈ2Ｃl10、Ｓi5ＨＣl11、Ｓi5Ｃl12を含むことができる。他のシリコン源は、少なくとも１つのＣl原子をフッ素、臭素又はヨウ素のような他のハロゲンで置換することによって得られ、本方法を可能にする。一例としては、イソテトラシラン (ＳiＨ3)3ＳiＨはシリコン供給源化合物である。他の例としては、ネオペンタシラン (ＳiＨ3)4Ｓiはシリコン供給源化合物である。更に、環状テトラシラン、環状ハロテトラシラン、環状ペンタシラン、環状ハロペンタシランは、本発明の範囲内で使用される。
[0030]シリコンゲルマニウム源は、Ｓi3ＧeＸ8、Ｓi3ＧeＸ10、Ｓi4ＧeＸ10、Ｓi4ＧeＸ12（式中、Ｘは独立して水素又はハロゲンである。）を有する化合物を含むことができる。水素及び/又は塩素を含有するシリコンゲルマニウム源は、式Ｓi3ＧeＨ8-nＣln、Ｓi3ＧeＨ10-mＣlm、Ｓi4ＧeＨ10-pＣlp、Ｓi4ＧeＨ12-qＣlq（式中、ｎ＝１-８、ｍ＝１-１０、ｐ＝１-１０、ｑ＝１-１２）を有する化合物を含むことができる。シリコンゲルマニウム源は、Ｓi3ＧeＨ9Ｃl、Ｓi3ＧeＨ8Ｃl2、Ｓi3ＧeＨ7Ｃl3、Ｓi3ＧeＨ6Ｃl4、Ｓi3ＧeＨ5Ｃl5、Ｓi3ＧeＨ4Ｃl6、Ｓi3ＧeＨ3Ｃl7、Ｓi3ＧeＨ2Ｃl8、Ｓi3ＧeＨＣl9、Ｓi3ＧeＣl10、Ｓi4ＧeＨ11Ｃl、Ｓi4ＧeＨ10Ｃl2、Ｓi4ＧeＨ9Ｃl3、Ｓi4ＧeＨ8Ｃl4、Ｓi4ＧeＨ7Ｃl5、ＳiＧeＨ6Ｃl6, ＳiＧeＨ5Ｃl7,Ｓi4ＧeＨ4Ｃl8、Ｓi4ＧeＨ3Ｃl9、Ｓi4ＧeＨ2Ｃl10、Ｓi4ＧeＨ4Ｃl11、Ｓi4ＧeＨ4Ｃl12を含むことができる。他のシリコンゲルマニウム源は、フッ素、臭素又はヨウ素のような他のハロゲンを備えた少なくとも一つのＣl原子の置換によって得られ、そのプロセスを可能にさせる。更に、環式ゲルマニウムシラン及び環式ハロゲルマニウムシランは、本発明の範囲内で用いられる。
[0031]シリコンカーボン源は、式Ｓi3ＣＸ8、Ｓi3ＣＸ10、Ｓi4ＣＸ10、Ｓi4ＣＸ12（式中、Ｘは独立して水素又はハロゲンである。）を有する化合物を含むことができる。水素及び/又は塩素を含有するシリコンカーボン源は、式Ｓi3ＣＨ8-nＣ1n、Ｓi3ＣＨ10-mＣlm、Ｓi4ＣＨ10-pＣlp、Ｓi4ＣＨ12-qＣlq（式中、ｎ＝１-８、ｍ＝１-１０、ｐ＝１-１０、ｑ＝１-１２）を有する化合物を含むことができる。シリコンカーボン源は、Ｓi3ＣＨ9Ｃl、Ｓi3ＣＨ8Ｃl2、Ｓi3Ｈ7Ｃl3、Ｓi3ＣＨ6Ｃl4、Ｓi3Ｈ5Ｃl5、Ｓi3ＣＨ4Ｃl6、Ｓi3ＣＨ3Ｃl7、Ｓi3ＣＨ2Ｃl8、Ｓi3ＣＨＣl9、Ｓi3ＣＣl10、Ｓi4ＣＨ11Ｃl、Ｓi4ＣＨ10Ｃl2、Ｓi4ＣＨ9Ｃl3、Ｓi4ＣＨ8Ｃl4、Ｓi4ＣＨ7Ｃl5、Ｓi4ＣＨ6Ｃl6、Ｓi4ＣＨ5Ｃl7、Ｓi4ＣＨ4Ｃl8、Ｓi4ＣＨ3Ｃl9、Ｓi4ＣＨ2Ｃl10、Ｓi4ＣＨＣl11、Ｓi4ＣＣl12を含むことができる。他のシリコンカーボン源は、少なくとも１つのＣl原子をフッ素、臭素又はヨウ素のような他のハロゲンで置換することによって得られ、本方法を可能にする。更に、環状カーボンシランや環状ハロカーボンシランも本発明の範囲内で用いられる。
[0032]シリコン化合物の多くは、周囲圧、周囲温度でガス又は液体の状態にある。しかしながら、堆積プロセスの間、シリコン化合物は固体、液体、ガス又はプラズマ状態の物質、ラジカル又はイオンであることができる。一般的には、シリコン化合物は、キャリアガスによって基板表面に分配することができる。キャリア又はパージガスは、Ｎ2、Ｈ2、Ａr、Ｈe、形成ガス、その組合わせを含むことができる。
[0033]シリコン化合物は、様々な合成物でシリコン含有膜を堆積させるために、単独又は他のシリコン化合物を含む化合物と組み合わせて用いることができる。一例としては、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3のようなシリコン化合物を、基板表面をエッチングするために、また、基板上に結晶シリコン膜をエピタキシャル成長させるために用いられる。他の例としては、基板表面は前例と異なるエッチング剤を必要としてもよい。それ故、Ｈ2ＣlＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3は堆積プロセスで用いられるが、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＣl2ＳiＨ2Ｆはエッチングプロセスで用いられる。他の例としては、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨＣl2のようなシリコンゲルマニウム源は、堆積プロセスを継続させシリコン膜上にシリコンゲルマニウム膜を成長させるために用いられる。
[0034]他の実施形態においては、ＲＦ3断片（式中、Ｒ＝Ｓi、Ｇe又はＣである。）は分子へ取込まれ得る。ＲＦ3は、Ｒ-Ｆ結合が強力なために熱力学的安定である。Ｆ3ＣＳiＨ2ＳiＨ3ＳiＨ3のような分子はシリコン含有膜を堆積させるために分解するが、ＣＦ3断片は揮発性生成物の一部として生成される。ＲＦ3断片を有するシリコン化合物は、揮発性（蒸気圧や沸点）のような好都合な特性を有し得る。
[0035]シリコン化合物は、バイポーラ（ベース、エミッタ、コレクタ、エミッタ端子）、ＢｉＣＭＯＳ（ベース、エミッタ、コレクタ、エミッタ端子）及びＣＭＯＳ（チャンネル、ソース/ドレイン、ソース/ドレイン拡張、高ソース/ドレイン、基板、歪みシリコン、絶縁物上のシリコン、絶縁、端子プラグ）に用いられるシリコン含有膜を堆積させる方法の実施形態の範囲内で用いられる。他の実施形態の方法は、ゲート、ベース端子、コレクタ端子、エミッタ端子、高ソース/ドレイン及び他の使用として用い得るシリコン含有膜の成長を教示するものである。
[0036]本発明の実施形態は、選択的なシリコン膜又は包括的なシリコン膜を成長させる方法を教示するものである。基板又は表面が酸化物又は窒化物特徴部を有する結晶シリコン表面のような１以上の物質を含む場合、選択的なシリコン膜成長が一般に行なわれる。通常、これらの特徴部は誘電物質である。結晶シリコン表面に選択的なエピタキシャル成長が達成されるが、特徴部が、一般的には、エッチング剤（例えば、HＣl）の使用において露出したままになる。エッチング剤は、基板から結晶シリコン成長を取り除くよりも速く特徴部からアモルファスシリコン又はポリシリコン成長を取り除くので、選択的なエピタキシャル成長が達成される。いくつかの実施形態においては、シリコン含有膜の選択的エピタキシャル成長は、エッチング剤を使用せずに達成される。包括的なシリコンエピタキシャル成長の間、膜は具体的な表面特徴部や合成物と関係なく基板全体に成長する。
[0037]本発明の実施形態は、エッチング剤源とシリコン源がシリコン化合物へ取込まれた方法を用いることができる。堆積プロセスは、シリコン含有膜を形成し、シリコン化合物からリガンドを遊離させる。リガンド、水素及び/又はハロゲンはインサイチュエッチング剤である。インサイチュエッチング剤は、Ｈ、Ｈ2、ＨＸ、Ｘ、Ｘ2及びＸＸ’（式中、Ｘはハロゲンであり、Ｘ’はＸと異なるハロゲンである。）、ラジカル化学種又はイオン化学種を含む水素とハロゲン分子のあらゆる他の組合わせを含んでいる。しかしながら、補助的エッチング剤は、シリコン化合物と共に用いることができ、本発明の様々な実施形態で示されている。補助的エッチング剤は、ＣＨＦ3、ＣＦ4、Ｃ4Ｆ8、ＣＨ2Ｆ2、ＣlＦ3、Ｃl2、Ｆ2、Ｂr2、ＮＦ3、ＨＣl、ＨＦ、ＨＢr、ＸeＦ2、ＮＨ4Ｆ、 (ＮＨ4)(ＨＦ2）及びＳＦ6を含むことができる。例えば、Ｈ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＣl2Ｈ及びＨＣlは、シリコン含有膜の成長の間に用いられる。
[0038]いくつかのプロセスにおいては、シリコン化合物は加熱された（例えば、５００℃）基板の表面に導入され、シリコンモチーフがシリコン含有膜として堆積される。シリコン化合物の遊離したリガンドは、インサイチュエッチング剤に変換される。インサイチュエッチング剤は、結晶シリコンを基板から取り除くより速い速度で基板形状（例えば、酸化物又は窒化物）からアモルファスシリコン又はポリシリコンを取り除くことによって選択的シリコンエピタキシャル成長を支持する。それ故、結晶シリコンは基板特徴部の周りに成長する。
[0039]還元剤は、化合物間に電子を移動するために本発明の種々の実施形態で用いることができる。一般的に、シリコン化合物は堆積の間に元素膜に還元され、リガンド（例えば、水素又はハロゲン）はシリコンモチーフから離れる。還元剤は、特に単原子や二原子の水素、ボラン、ジボラン、アルキルボラン（例えば、Ｍe3Ｂ又はＥt3Ｂ）、金属、有機金属化合物を含むことができる。一例としては、シリコン含有膜は原子の水素によるＦ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＣＨ3の交互パルスによって堆積される。
[0040]プロセスの実施形態は、多くの基板と表面上にシリコン含有物質を堆積させる。本発明の実施形態が用い得る基板を、半導体ウエハ、例えば、結晶シリコン（例えば、Ｓi＜１００＞及びＳi＜１１１＞）、基板上のシリコン、酸化シリコン、シリコンゲルマニウム、ドープ又は未ドープウエハ、パターン形成又はパターン形成されていないウエハを含むがこれらに限定されない。表面は、ウエハ、膜、層及び誘電性、導電性及び障壁性を備えた材料を含み、ポリシリコン、絶縁物上のシリコン（ＳＯＩ）、歪み及び歪んでいない格子を含んでいる。いくつかの基板表面は、活性化（例えば、Ｐｄ）ガラス基板のような、ガラスを含むことができる。表面の前処理は、研磨、エッチング、活性化、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニール及びベーキングを含んでいる。一実施形態においては、ウエハを１％ＨＦ溶液内に浸漬し、乾燥し、８００℃の水素雰囲気中でベークする。
[0041]プロセスの実施形態は、結晶シリコン膜、アモルファスシリコン膜又はポリシリコン膜を含む、多くの合成物と特性を有するシリコン含有膜を成長するために用いることができる。シリコン含有膜は、本発明の実施形態によって形成された種々の生成物の合成物を記載するために本明細書で用いられる用語である。いくつかのシリコン含有膜は、結晶シリコン又は純粋なシリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン、シリコンゲルマニウムカーボンを含んでいる。他のシリコン含有膜は、epi-ＳiＧe、epi-ＳiＧeＣ、epi-ＳiＣ、poly-ＳiＧe、poly-ＳiＧeＣ、poly-ＳiＣ、α-Ｓi、窒化シリコン、オキシ窒化シリコン、酸化シリコン、ケイ酸金属塩（例えば、金属がチタン、ジルコニウム、ハフニウムを含む場合）を含んでいる。シリコン含有膜は、歪んだ又は歪んでいない層を含んでいる。
[0042]シリコン含有膜は、約０原子パーセントから約９５原子パーセントまでの範囲内のゲルマニウム濃度を含むことができる。他の態様においては、ゲルマニウム濃度は、約１原子パーセントから約３０原子パーセントまでの範囲内にある。シリコン含有膜は、約０原子パーセントから約５原子パーセントまでのカーボン濃度を含むことができる。他の態様においては、カーボン濃度は、約２００ｐｐｍから約２原子パーセントまでの範囲内にある。
[0043]シリコン膜への塩素及び水素の取り込みによって、低級シラン、低級ハロシラン又はヘキサクロロジシランの使用が先行技術を悩ませてきた。本発明のいくつかのプロセスは、水素、ハロゲン及び他の元素のような不純物含むことができるシリコン含有膜を堆積させる。しかしながら、ハロゲン不純物（例えば、Ｆ）は堆積したシリコン含有膜内に生じ、約３×１０16原子/ｃｍ3未満で許容できる。一般的には、本発明の実施形態は、単一原子層程度の厚さ、約２.５オングストロームと、約１２０μｍ程度の厚さ、好ましくは厚さが約２.５オングストロームから約１０μｍまでの範囲にあるシリコン含有膜を成長させることができる。種々の本発明の実施形態は、約１０オングストロームから約１００オングストロームまで、約１００オングストロームから約１,０００オングストロームまで、約１,０００オングストロームから約１μｍまで、約１μｍから約４μｍまで、約４μｍから約５０μｍまで、約５０μｍから約１２０μｍまでの範囲の厚さで膜の成長を教示している。他の実施形態においては、膜厚は、約２.５オングストロームから約１２０μｍまで、約２.５オングストロームから約４μｍまで、約２.５オングストロームから約１００オングストロームまでの範囲にある。
[0044]本発明のプロセスによって作られたシリコン含有膜はドープすることができる。一実施形態においては、選択的エピタキシャルシリコン層が、例えば、約１０15原子/ｃｍ3から約１０20原子/ｃｍ3までの範囲の濃度でホウ素を加えるためにジボランを用いることにより、Ｐ型にドープされる。他の実施形態においては、ポリシリコン層は、例えば、約１０19原子/ｃｍ3から約１０21原子/ｃｍ3の範囲の濃度にリンをイオン注入することにより、Ｎ+型にドープされる。他の実施形態においては、選択的なエピタキシャルシリコン層は、例えば、約１０15原子/ｃｍ3から約１０19原子/ｃｍ3の範囲の濃度にヒ素又はリンを拡散することにより、Ｎ-型にドープされる。
[0045]ゲルマニウム及び/又はカーボンのシリコン含有膜は、本発明の種々のプロセスによって製造され、一貫した、散発的な、又は段階的な元素濃度を有し得る。段階的シリコンゲルマニウム膜は、アプライドマテリアルズ社に譲渡された米国特許公表第２００２０１７４８２６号と同第２００２０１７４８２７号に開示され、段階的シリコン含有膜を堆積させる方法を説明するために本明細書に全体で援用されている。一実施形態においては、シリコンゲルマニウム源（例えば、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＣl2ＧeＨ3）はシリコンゲルマニウム含有膜を堆積させるために用いられる。他の実施形態においては、シリコン源（例えば、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3）及び代替的なゲルマニウム源（例えば、ＧeＨ4又はＧe2Ｈ6）は、シリコンゲルマニウム含有膜を堆積させるために用いられる。この実施形態においては、シリコン源とゲルマニウム源の比率は、段階的膜を成長させつつ、元素濃度を制御させるために変化させることができる。
[0046]他の実施形態においては、シリコンカーボン源（例えば、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＣＨ3）がシリコンカーボン含有膜を堆積させるために用いられる。他の実施形態においては、シリコン源（例えば、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3）と代替的なカーボン源（例えば、Ｃ2Ｈ4）がシリコンカーボン含有膜を堆積させるために用いられる。シリコン源とカーボン源の比率は、均一な又は段階的な膜を成長させつつ、元素濃度を制御させるために変化させることができる。
[0047]更に、他の実施形態においては、シリコンカーボン源（例えば、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3）と代替的なゲルマニウム源（例えば、ＧeＨ4又はＧe2Ｈ6）は、シリコンゲルマニウムカーボン含有膜を堆積させるために用いられる。シリコンカーボン源及びゲルマニウム源の量は、段階的膜を成長させつつ、元素濃度を制御させるために変化させることができる。他の実施形態においては、シリコンゲルマニウム源（例えば、Ｃl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3）と代替的なカーボン源（例えば、Ｃ2Ｈ4）は、シリコンゲルマニウムカーボン含有膜を堆積させるために用いられる。シリコンゲルマニウム源とカーボン源の比率は、段階的膜を成長させつつ、元素濃度を制御させるために変化させることができる。他の実施形態においては、シリコンゲルマニウムカーボン含有膜は、シリコン源とシリコンゲルマニウム源及び/又は代替的なゲルマニウム源及び/又はシリコンカーボン源及び/又は代替的なカーボン源の混合物を組み合わせることによって堆積される。それ故、あらゆるシリコン化合物、シリコン源、シリコンゲルマニウム源、シリコンカーボン源、代替的なシリコン源、代替的なゲルマニウム源及び代替的なカーボン源は、シリコン含有膜を堆積させるために単独で又は組み合わせて用いることができる。
[0048]代替的なシリコン源は、シラン（例えば、ＳiＨ4）、ハロゲン化シラン（例えば、Ｈ4-nＳiＸn、ここで、Ｘは独立してＦ、Ｃl、Ｂr又はＩであり、ｎ＝1-４である。）、例えば、ＣlＳiＨ3、Ｃl2ＳiＨ2、Ｃl3ＳiＨ及びＣl4Ｓiを含むことができる。代替的なゲルマニウム源はゲルマン（例えば、ＧeＨ4、Ｇe2Ｈ6、Ｇe3Ｈ8又はＧe4Ｈ10）、ハロゲン化したゲルマン（例えば、Ｈ4-nＧeＸn、ここで、Ｘは独立してＦ、Ｃl、Ｂｒ又はＩであり、ｎ＝1-４である。）を含むことができる。代替的なカーボン源は、アルカン（例えば、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10）、ハロゲン化アルカン（例えば、Ｈ4-nＣＸn、ここで、Ｘは独立してＦ、Ｃl、Ｂｒ又はＩであり、ｎ＝1-４である。）、アルケン（例えば、Ｃ2Ｈ4）、アルキン（例えば、Ｃ2Ｈ2）を含むことができる。
[0049]シリコン化合物は、ほぼ周囲温度（例えば、２３℃）から約１,２００℃の範囲の温度で本発明の様々な堆積プロセスに用いることができる。プロセスチャンバや前駆体源とプロセスチャンバと液体で連通している分配ラインのような堆積プロセス全体に複数の温度範囲を制御することができる。例えば、分配ラインの温度がほぼ周囲温度から約２５０℃までの範囲にある間、約１００℃から約１,０００℃までの範囲にある温度でプロセスチャンバで堆積プロセスが行われる。他の実施形態においては、プロセス温度を約７００℃未満であり、しばしば約５００℃未満である。いくつかの実施形態においては、補助的還元剤は、シリコン含有膜を堆積しつつ用いることができる。他の実施形態においては、シリコン含有膜はシリコン化合物の熱分解によって堆積される。
[0050]本発明のプロセスにおいては、シリコン含有膜は、化学気相堆積（ＣＶＤ）によって成長され、ＡＬＥや原子層堆積（ＡＬＤ）を含んでいる。化学気相堆積をプラズマ援助ＣＶＤ（ＰＡ-ＣＶＤ）、熱誘起ＣＶＤ、原子層ＣＶＤ（ＡＬＣＶＤ）、有機金属又は金属有機ＣＶＤ（ＯＭＣＶＤ又はＭＯＣＶＤ）、レーザ援助ＣＶＤ（ＬＡ-ＣＶＤ）、紫外光ＣＶＤ（ＵＶ-ＣＶＤ）、熱線ＣＶＤ（ＨＷＣＶＤ）、減圧ＣＶＤ（ＲＰ-ＣＶＤ）、超高真空ＣＶＤ（ＵＨＶ-ＣＶＤ）等の多くの技術の使用を含んでいる。
[0051]本発明のいくつかの実施形態においては、シリコン含有膜は、ＡＬＤによって堆積させることができる。例えば、ＡＬＤプロセスは、シリコン化合物のパルス、基板又は表面上のシリコン化合物の吸着、反応チャンバのパージ、吸着したシリコン化合物の還元、反応チャンバのパージを含む連続サイクルによって行われる。或いは、還元ステップが原子の水素のような還元剤パルスを含む場合、そのサイクルは、還元剤化合物のパルス、基板又は表面上の還元剤化合物の吸着、反応チャンバのパージ、シリコン化合物のパルス、シリコン化合物の還元、反応チャンバのパージを含んでいる。
[0052]各シリコン化合物のパルス持続時間、各還元剤パルスの持続時間及び還元剤パルス間のパージガスの継続時間は変化させることができ、用いられる堆積チャンバの容積能力やそれに結合される真空システムに依存する。例えば、（１）チャンバ内の低いガス圧は長いパルス時間を必要とする；（２）少ないガス流量は、チャンバ圧の上昇と安定化に長い時間を必要とし、長いパルス時間を必要とする；（３）大容積チャンバは充填に長くかかり、チャンバ圧の安定化に長くかかるので、長いパルス時間を必要とする。同様に、各パルス間の時間も変化させることができ、そこに繋げられる真空システムだけでなく、プロセスチャンバの容積能力に依存する。一般的に、シリコン化合物パルス又は還元剤パルスの持続時間は、化合物を吸着するのに十分長くなければならない。一例においては、還元剤パルスが入るとき、シリコン化合物パルスがまだチャンバ内にあってもよい。一般的に、パージガスの持続は、シリコン化合物と還元剤化合物のパルスが混合ゾーン内で混合することを防止するのに十分長くなければならない。
[0053]一般的に、シリコン化合物に対する約１.０秒以内のパルス時間と還元剤に対する約１.０秒以内のパルス時間は、典型的には、基板又は表面上の還元剤の量を交互に吸着させるのに十分である。シリコン化合物と還元剤のパルス間の約１.０秒以内の時間は、典型的には、反応ゾーンにおいて混合することをシリコン化合物と還元剤のパルスをパージガスが防止するのに十分である。勿論、還元剤の長いパルス時間はシリコン化合物と還元剤の吸着を確実にするために用いることができ、還元剤のパルス間の長い時間は反応副生成物の除去を確実にするために用いることができる。
[0054]本発明のプロセスは、ＡＬＥ、ＣＶＤ及びＡＬＤの技術において既知の装置で行うことができる。その装置は、供給源をシリコン含有膜が成長する基板と接触させる。そのプロセスは、個々の堆積プロセスやハードウェアに依存して、約１ｍＴｏｒｒから約２,３００Ｔｏｒｒまでの圧力の範囲で作動させることができる。例えば、シリコン含有膜は、約０.１Ｔｏｒｒから約７６０Ｔｏｒｒまでの範囲にある圧力でＣＶＤプロセスによって堆積させることができる。他の例としては、シリコン含有膜は約７６０Ｔｏｒｒから約１,５００Ｔｏｒｒまでの範囲にある圧力でＡＬＤプロセスによって堆積させることができる。シリコン含有膜を堆積させるために用いることができるハードウェアは、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から入手することができるＥpi Ｃentura(登録商標)システム、Ｐoly Ｇen(登録商標)システムを含んでいる。シリコン含有膜を堆積させるために用いることができるＡＬＤ装置は、共同譲渡された米国特許出願第２００３００７９６８６号に開示され、装置を説明するために本明細書に全体で援用されている。他の装置は、当該技術において既知のバッチ、高温炉を含んでいる。
[0055]本発明の他の実施形態は、ＳiＲＸ6、Ｓi2ＲＸ6、Ｓi2ＲＸ8を含むシリコン化合物、化合物１-８と化合物９-３２（ここで、Ｘは独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムである。）を合成する方法を教示する。ハロゲン化されていない高級シランの不均化反応は、米国特許第６,０２７,７０５号のように当該技術において既知であり、シリコン化合物の合成を説明するために本明細書に全体で援用されている。シラン、ハロシラン、ゲルマン、ハロゲルマン、アルキル及びハロアルキルは、シリコン化合物を形成する出発物質として用いることができる。いくつかの実施形態においては、シリコン化合物は、他のシリコン化合物出発物質として用いることができる。出発物質は、種々の方法によってラジカル化合物に作ることができ、熱分解又はプラズマ励起を含んでいる。出発物質のラジカルは、組合わせてシリコン化合物を形成する。一例としては、・ＳiＨ2ＳiＨ3と・ＳiＣl2ＳiＣl3は、それぞれジシランとヘキサクロロジシランから作られ、組合わせてＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＣl2ＳiＣl3を形成する。他の例としては、・ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3と・ＧeＣl3は、それぞれトリシラン及びテトラクロロゲルマンから作られ、併せてＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＣl3を形成する。他の例としては、・ＧeＨ3と・ＳiＣl2ＳiＣl2ＳiＣl3は、それぞれゲルマンとオクタクロロトリシランから作られ、併せてＨ3ＧeＳiＣl2ＳiＣl2ＳiＣl3を形成する。他の例としては、・ＣＦ3と・ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3は、それぞれテトラフルオロメタン及びトリシランから作られ、合わせてＦ3ＣＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を形成する。他の例としては、・ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3と・ＳiＣl2ＳiＣl3は、それぞれトリシランとヘキサクロロジシランから作られ、合わせてＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＣl2ＳiＣl3を形成する。他の例としては、・ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3と・ＧeＣl3は、それぞれテトラシランとテトラクロロゲルマンから作られ、合わせてＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＣl3を形成する。他の例としては、・ＧeＨ3と・ＳiＣl2ＳiＣl2ＳiＣl2ＳiＣl3は、それぞれゲルマンとデカクロロテトラシランから作られ、合わせてＨ3ＧeＳiＣl2ＳiＣl2ＳiＣl2ＳiＣl3を形成する。他の例としては、・ＣＦ3と・ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3は、それぞれテトラフルオロメタンとテトラシランから作られ、合わせてＦ3ＣＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を形成する。
シリコン化合物ＳiＲＸ 6 をむ理論実験１-１７
[0056]実施例１：選択的ＣＶＤによる単結晶シリコン：基板、Ｓi＜１００＞を用いてＣＶＤによる選択的単結晶膜成長を調べた。酸化シリコン特徴部は、ウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることによって調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリアガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、３０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、７５０℃でチャンバに分配した。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行いシリコン表面上に４００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
シリコン化合物ＳiＲＸ 6 をむ理論実験１-１７
[0056]実施例１：選択的ＣＶＤによる単結晶シリコン：基板、Ｓi＜１００＞を用いてＣＶＤによる選択的単結晶膜成長を調べた。酸化シリコン特徴部は、ウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることによって調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリアガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、３０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、７５０℃でチャンバに分配した。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行いシリコン表面上に４００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
[0057]実施例２：包括的ＣＶＤによる単結晶シリコン：基板、Ｓi＜１００＞を用いて、ＣＶＤによる包括的単結晶膜成長を調べた。酸化シリコン特徴部は、ウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることによって調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpｉ Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリアガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、５０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ3を、１００Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに加えた。基板を６５０℃に維持した。堆積を４分間行って１,６００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0058]実施例３：ＣＶＤによるポリシリコン：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｐoly Ｇen(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリアガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＨＦ2ＳiＳiＣlＨ2を、８０Ｔｏｒｒ、５５０℃でチャンバに加えた。基板を５５０℃に維持した。堆積を３分間行って１,２００オングストローム層を形成した。
[0059]実施例４：ＣＶＤによるアモルファスシリコン：二酸化シリコン層のウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、１分間水素パージに供した。キャリアガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、２００ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ3を２００Ｔｏｒｒ、４０℃でチャンバに加えた。基板を４０℃に維持した。堆積を３分間行い２００オングストロームの層を形成した。
[0060]実施例５：ＣＶＤによるシリコンゲルマニウム：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、１分間水素パージに供した。キャリアガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＧeＨ3を、１００Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに加えた。基板を６５０℃に維持した。堆積を５分間行って６００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0061]実施例６：ＣＶＤによるシリコンカーボン：実施例２ように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Centura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリアガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＣＳiＨ3を、１００Ｔｏｒｒ、５００℃でチャンバに加えた。基板を５００℃に維持した。堆積を１５分間行って、１,４００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0062]実施例７：ＣＶＤによるシリコンゲルマニウムカーボン：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＧｅＨ3を１００Ｔｏｒｒ、５５０℃のチャンバに加えた。シリコン化合物、Ｈ3ＣＳiＨ3も２ｓｃｃｍでチャンバに加えた。基板を５５０℃に維持した。堆積を１０分間行って、２,１００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0063]実施例８：ドープされたシリコンＣＶＤ：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ3を、１００Ｔｏｒｒ、７５０℃でチャンバに加えた。ドーパント化合物、１ｓｃｃｍの１０００ｐｐｍＢ2Ｈ6/Ｈ2もチャンバに加えた。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行って６００オングストロームのドープされたエピタキシャル層を形成した。
[0064]実施例９：ＣＶＤによる段階的シリコンゲルマニウム：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアガスに加えた。シリコン化合物、５０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６５０℃のチャンバに加えた。シリコン化合物、ＨＣl2ＳiＧeＨ3の２２５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍに下げたフローを更に堆積ステップの間にチャンバに加えた。流量を時間に対して非直線的に変化させて堆積される膜において直線段階的最終ゲルマニウム含量を得た。基板を５５０℃に維持した。堆積を５分間行って１,２００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0065]実施例１０：ＣＶＤによる段階的シリコンゲルマニウムカーボン：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＣＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６５０℃のチャンバに加えた。更に、１０ｓｃｃｍの５％Ｈ3ＣＳiＨ3をチャンバに加えた。シリコン化合物、ＨＣl2ＳiＧeＨ3の３５０ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍに下げたフローを更に堆積ステップの間にチャンバに加えた。流量を非直線的に変化させて堆積される膜において直線段階的最終ゲルマニウム含量を得た。基板を５５０℃に維持した。堆積を５分間行って１,３００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0066]実施例１１：ＨＣlの使用を伴うＣＶＤによるの選択的単結晶シリコン：実施例１のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６００℃のチャンバに加えた。５ｓｃｃｍフローの塩化水素をチャンバに分配した。基板を６００℃に維持した。堆積を８分間行ってシリコン表面上に５００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
[0067]実施例１２：ＡＬＤによる段階的シリコンゲルマニウム：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバに装填し、１０分間水素パージに供した。キャリアガス、アルゴンフローを基板方向に向け、供給源化合物をこのフローへパルスした。Ｈ原子はタングステンの熱線を経て生成される。ＡＬＤサイクルＡは、ＨＣl2ＳiＳiＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、Ｈ原子（１.２ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。ＡＬＤサイクルＢは、ＨＣl2ＳiＧeＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、Ｈ原子（１.２ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。段階的膜は、１０Ａ、１Ｂ、５Ａ、１Ｂ、１Ａ、１Ｂ、１Ａ、５Ｂ、１Ａ、１０Ｂのような、一連のサイクルを繰り返すことによって成長する。基板を３００℃に維持した。堆積を４０分間行って２,２００オングストロームの層を形成した。
[0068]実施例１３：ＡＬＤによる段階的シリコンゲルマニウムカーボン：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバに装填し、１０分間水素パージに供した。キャリアガス、アルゴンフローを基板方向に向け、供給源化合物をこのフローへパルスした。ＡＬＤサイクルＡは、ＨＣl2ＳiＣＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、ＨＣl2ＳiＧeＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。膜は、所望の膜厚にサイクルを繰り返すことによって成長する。基板を５００℃に維持した。堆積を４０分間行って２,０００オングストロームの層を形成した。
[0069]実施例１４：Ｈ 3 ＳiＳiＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。シランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＨ3ＳiＳiＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[0070]実施例１５：Ｈ 3 ＳiＧeＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。シランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＨ3ＳiＧeＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[0071]実施例１６：Ｈ 3 ＧeＳiＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。ゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＨ3ＧeＳiＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[0072]実施例１７：Ｆ 3 ＣＳiＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。テトラフルオロメタンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＦ3ＣＳiＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
シリコン化合物Ｓi 2 ＲＸ 8 を含む理論実験１８-３４
[0073]実施例１８：選択的ＣＶＤによる単結晶シリコン：基板、Ｓi＜１００＞をＣＶＤによる選択的な単結晶膜成長を調べるために用いた。酸化シリコン特徴部はウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることにより調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、３０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、７５０℃のチャンバに分配した。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行ってシリコン表面上に４００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
シリコン化合物Ｓi 2 ＲＸ 8 を含む理論実験１８-３４
[0073]実施例１８：選択的ＣＶＤによる単結晶シリコン：基板、Ｓi＜１００＞をＣＶＤによる選択的な単結晶膜成長を調べるために用いた。酸化シリコン特徴部はウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることにより調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、３０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、７５０℃のチャンバに分配した。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行ってシリコン表面上に４００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
[0074]実施例１９：包括的なＣＶＤによる単結晶シリコン：基板、Ｓi＜１００＞をＣＶＤによる包括的な単結晶膜成長を調べるために用いた。酸化シリコン特徴部はウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることにより調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、５０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ3を１００Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに分配した。基板を６５０℃に維持した。堆積を４分間行ってシリコン表面上に１,６００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0075]実施例２０：ＣＶＤによるポリシリコン：実施例１９のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｐoly Ｇen(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。１００ｓｃｃｍのＨＦ2ＳiＳiＨ2ＳiＣlＨ2であるシリコン化合物を、８０Ｔｏｒｒ、５５０℃のチャンバに加えた。基板を５５０℃に維持した。堆積を３分間行って１,２００オングストロームの層を形成した。
[0076]実施例２１：ＣＶＤによるアモルファスシリコン：二酸化シリコンを加層したウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、１分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、２００ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ3を２００Ｔｏｒｒ、４０℃のチャンバに加えた。基板を４０℃に維持した。堆積を３分間行って２００オングストロームの層を形成した。
[0077]実施例２２：ＣＶＤによるシリコンゲルマニウム：実施例１９のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、１分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨ3を１００Ｔｏｒｒ、６５０℃のチャンバに加えた。基板を６５０℃に維持した。堆積を５分間行って６００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0078]実施例２３：ＣＶＤによるシリコンカーボン：実施例１９のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＣＳiＨ2ＳiＨ3を１００Ｔｏｒｒ、５００℃でチャンバに加えた。基板を５００℃に維持した。堆積を１５分間行って１,４００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0079]実施例２４：ＣＶＤによるシリコンゲルマニウムカーボン：基板を実施例１９のように調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨ3を１００Ｔｏｒｒ、５５０℃でチャンバに加えた。シリコン化合物、Ｈ3ＣＳiＨ2ＳiＨ3も２ｓｃｃｍでチャンバに加えた。基板を５５０℃に維持した。堆積を１０分間行って２,１００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0080]実施例２５：ドープされたシリコンＣＶＤ：実施例１９のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ3を１００Ｔｏｒｒ、７５０℃でチャンバに加えた。ドーパント化合物、１ｓｃｃｍの１０００ｐｐｍＢ2Ｈ6/Ｈ2もチャンバに加えた。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行って６００オングストロームのドープされたエピタキシャル層を形成した。
[0081]実施例２６：ＣＶＤによる段階的シリコンゲルマニウム：実施例１９のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアガスに加えた。シリコン化合物、５０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに加えた。シリコン化合物、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨ3の２２５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍに下げたフローを堆積ステップの間にチャンバに加えた。流量を時間について非直線的に変化させて、堆積される膜における直線段階的最終ゲルマニウム濃度を得た。基板を５５０℃に維持した。堆積を１,２００オングストロームのエピタキシャル層を形成するために５分間実行した。
[0082]実施例２７：ＣＶＤによる段階的シリコンゲルマニウムカーボン：基板を実施例１９のように調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＣＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに加えた。更に、１０ｓｃｃｍの５％Ｈ3ＣＳiＨ2ＳiＨ3をチャンバに加えた。シリコン化合物、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨ3の３５０ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍに下げたフローを更に堆積ステップの間チャンバに加えた。流量を、時間について非直線的に変化させて堆積される膜における直線段階的最終ゲルマニウム含量を得た。基板を５５０℃に維持した。堆積を５分間行って１,３００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0083]実施例２８：ＨＣlの使用を伴うＣＶＤによる選択的単結晶シリコン：実施例１８のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６００℃でチャンバに加えた。５ｓｃｃｍフローの塩化水素をチャンバに分配した。基板を６００℃に維持した。堆積を８分間行ってシリコン表面上に５００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
[0084]実施例２９：ＡＬＤによる段階的シリコンゲルマニウム：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバに装填し、１０分間水素パージに供した。キャリアガスであるアルゴンフローを基板方向に向け、供給源化合物をこのフローへパルスした。Ｈ原子はタングステン熱線によって生成される。ＡＬＤサイクルＡは、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、Ｈ原子（１.２ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。ＡＬＤサイクルＢは、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、Ｈ原子（１.２ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。段階的膜は、１０Ａ、１Ｂ、５Ａ、１Ｂ、１Ａ、１Ｂ、１Ａ、５Ｂ、１Ａ、１０Ｂのような一連のサイクルを繰り返すことによって成長する。基板を３００℃に維持した。堆積を４０分間行って２,２００オングストロームの層を形成した。
[0085]実施例３０：ＡＬＤによる段階的シリコンゲルマニウムカーボン：実施例１９のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバに装填し、１０分間水素パージに供した。キャリアガス、アルゴンフローを基板方向に向け、供給源化合物をこのフローへパルスした。Ｈ原子はタングステンの熱線によって生成される。ＡＬＤサイクルＡは、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＣＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。膜は、所望の膜厚にサイクルを繰り返すことによって成長する。基板を５００℃に維持した。堆積を４０分間行って２,０００オングストロームの層を形成した。
[0086]実施例３１：Ｈ 3 ＳiＳiＨ 2 ＳiＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。ジシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[0087]実施例３２：Ｈ 3 ＳiＳiＨ 2 ＧeＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。ジシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＨ3ＳiＳiＨ2ＧeＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[0088]実施例３３：Ｈ 3 ＧeＳiＣl 2 ＳiＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。ゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。ヘキサクロロジシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＨ3ＧeＳiＣl2ＳiＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[0089]実施例３４：Ｆ 3 ＣＳiＨ 2 ＳiＨ 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。テトラフルオロメタンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。ジシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＦ3ＣＳiＨ2ＳiＨ3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
化合物１-３２からのシリコン化合物を含む理論実験３５-５６
[0090]実施例３５：選択的ＣＶＤによる単結晶シリコン：基板であるＳi＜１００＞をＣＶＤによる選択的単結晶膜成長を調べるために用いた。酸化シリコン特徴部はウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることにより調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、３０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、７５０℃でチャンバに分配した。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行ってシリコン表面上に４００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
化合物１-３２からのシリコン化合物を含む理論実験３５-５６
[0090]実施例３５：選択的ＣＶＤによる単結晶シリコン：基板であるＳi＜１００＞をＣＶＤによる選択的単結晶膜成長を調べるために用いた。酸化シリコン特徴部はウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることにより調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、３０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、７５０℃でチャンバに分配した。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行ってシリコン表面上に４００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
[0091]実施例３６：包括的なＣＶＤによる単結晶シリコン：基板、Ｓi＜１００＞をＣＶＤによる包括的な単結晶膜成長を調べるために用いた。酸化シリコン特徴部はウエハの表面上に存在した。ウエハを、３０秒間０.５％ＨＦに浸し、続いて６０秒間７５０℃でベークすることにより調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、５０ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を１００Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに分配した。基板を６５０℃に維持した。堆積を４分間行ってシリコン表面上に１,６００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0092]実施例３７：ＣＶＤによるポリシリコン：基板を実施例３６の条件で準備された。ウエハを、堆積チャンバ（Ｐol Ｇen(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＨＦ2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＣlＨ2を８０Ｔｏｒｒ、５５０℃でチャンバに加えた。基板を５５０℃に維持した。堆積を３分間行って１,２００オングストロームの層を形成した。
[0093]実施例３８：ＣＶＤによるアモルファスシリコン：二酸化シリコンを加層したウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、１分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、２００ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を２００Ｔｏｒｒ、４０℃でチャンバに加えた。基板を４０℃に維持した。堆積を３分間行って２００オングストロームの層を形成した。
[0094]実施例３９：ＣＶＤによるシリコンゲルマニウム：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、１分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3を１００Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに加えた。基板を６５０℃に維持した。堆積を５分間行って６００オングストロームの層を形成した。
[0095]実施例４０：ＣＶＤによるシリコンカーボン：実施例２のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＣＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を１００Ｔｏｒｒ、５００℃でチャンバに加えた。基板を５００℃に維持した。堆積を１５分間行って１,４００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0096]実施例４１：ＣＶＤによるシリコンゲルマニウムカーボン：実施例３６のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3を１００Ｔｏｒｒ、５５０℃でチャンバに加えた。シリコン化合物、Ｈ3ＣＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3も２ｓｃｃｍでチャンバに加えた。基板を５５０℃に維持した。堆積を１０分間行って２,１００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0097]実施例４２：ドープされたシリコンＣＶＤ：実施例３６のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＣl3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を１００Ｔｏｒｒ、７５０℃でチャンバに加えた。ドーパント化合物である１ｓｃｃｍの１０００ｐｐｍＢ2Ｈ6/Ｈもチャンバに加えた。基板を７５０℃に維持した。堆積を３分間行って６００オングストロームのドープされたエピタキシャル層を形成した。
[0098]実施例４３：ＣＶＤによる段階的シリコンゲルマニウム：実施例３６のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアガスに加えた。シリコン化合物、５０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに加えた。シリコン化合物、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＧeＨ3の２２５ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍに下げたフローを更に堆積ステップの間チャンバに加えた。流量を時間について非直線的に変化させて、堆積される膜において直線段階的最終ゲルマニウム含量を得た。基板を５５０℃に維持した。堆積を５分間行って１,２００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[0099]実施例４４：ＣＶＤによる段階的シリコンゲルマニウムカーボン：実施例３６のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１００ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６５０℃でチャンバに加えた。更に、１０ｓｃｃｍの５％Ｈ3ＣＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3をチャンバに加えた。シリコン化合物、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3の３５０ｓｃｃｍから５ｓｃｃｍに下げたフローを堆積ステップの間にチャンバに加えた。流量を非直線的に変化させて、堆積される膜において直線段階的最終ゲルマニウム含量を得た。基板を５５０℃に維持した。堆積を５分間行って１,３００オングストロームのエピタキシャル層を形成した。
[00100]実施例４５：ＨＣlの使用を伴うＣＶＤによる選択的単結晶シリコン：実施例３５のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバ（Ｅpi Ｃentura(登録商標)チャンバ）に装填し、２分間水素パージに供した。キャリヤガスフロー、水素を基板方向に向け、供給源化合物をキャリアフローに加えた。シリコン化合物、１０ｓｃｃｍのＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を１０Ｔｏｒｒ、６００℃でチャンバに加えた。５ｓｃｃｍフローの塩化水素をチャンバに分配した。基板を６００℃に維持した。堆積を８分間行ってシリコン表面上に５００オングストロームのエピタキシャル層を形成したが、二酸化シリコン表面上にエピタキシャル成長は起こらなかった。
[00101]実施例４６：ＡＬＤによる段階的シリコンゲルマニウム：実施例３６のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバに装填し、１０分間水素パージに供した。キャリアガス、アルゴンフローを基板方向に向け、供給源化合物をこのフローへパルスした。Ｈ原子はタングステンの熱線をによって生成される。ＡＬＤサイクルＡは、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、Ｈ原子（１.２ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。ＡＬＤサイクルＢは、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、Ｈ原子（１.２ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。段階的膜は、１０Ａ、１Ｂ、５Ａ、１Ｂ、１Ａ、１Ｂ、１Ａ、５Ｂ、１Ａ、１０Ｂのような一連のサイクルを繰り返すことによって成長する。基板を３００℃に維持した。堆積を４０分間行って２,２００オングストロームの層を形成した。
[00102]実施例４７：ＡＬＤによる段階的シリコンゲルマニウムカーボン：実施例３６のように基板を調製した。ウエハを、堆積チャンバに装填し、１０分間水素パージに供した。キャリアガス、アルゴンフローを基板方向に向け、供給源化合物をこのフローへパルスした。ＡＬＤサイクルＡは、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）、ＨＣl2ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＣＨ3（０.８ｓ）、パージ（１.０ｓ）が含まれたものである。膜は、所望の膜厚にサイクルを繰り返すことによって成長する。基板を５００℃に維持した。堆積を４０分間行って２,０００オングストロームの層を形成した。
[00103]実施例４８：Ｈ 3 ＳiＳiＨ 2 ＳiＣl 2 ＳiＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。ジシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。ヘキサクロロジシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＣl2ＳiＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00104]実施例４９：Ｈ 3 ＳiＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＧeＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。トリシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00105]実施例５０：Ｃl 3 ＳiＳiＣl 2 ＳiＣl 2 ＧeＨ 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。ゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。オクタクロロトリシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＣl3ＳiＳiＣl2ＳiＣl2ＧeＨ3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00106]実施例５１：Ｆ 3 ＣＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＳiＨ 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。テトラフルオロメタンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。トリシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析して、シラン化合物とＦ3ＣＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00107]実施例５２：Ｈ 3 ＳiＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＳiＣl 2 ＳiＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。トリシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。ヘキサクロロジシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＣl2ＳiＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00108]実施例５３：Ｈ 3 ＳiＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＧeＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。テトラシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00108]実施例５３：Ｈ 3 ＳiＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＧeＣl 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。テトラシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラクロロゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＨ3ＳiＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＧeＣl3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00109]実施例５４：Ｃl 3 ＳiＳiＣl 2 ＳiＣl 2 ＳiＣl 2 ＧeＨ 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。デカクロロテトラシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。ゲルマンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＣl3ＳiＳiＣl2ＳiＣl2ＳiＣl2ＧeＨ3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00110]実施例５５：Ｆ 3 ＣＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＳiＨ 2 ＳiＨ 3 の合成：２.５リットルのＳＵＳ（リアクタ１）と５リットルのＳＵＳ（リアクタ２）を直列に接続し、リアクタ１の内部温度を４５０℃に設定し、リアクタ２の内部温度を３５０℃に設定した。圧力を０.１３ＭＰaに設定した。テトラフルオロメタンを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。テトラシランを、リアクタ１に１５リットル/分の流量で供給した。リアクタ２の流出ガスを分析してシラン化合物とＦ3ＣＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ2ＳiＨ3を含むシリコン化合物の収量を求めた。
[00111]上記は本発明の好適実施形態に関するが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく更に多くの本発明の実施形態を講じることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。
Claims (66)
- シリコン含有膜を堆積させる方法であって、
シリコン化合物を基板表面に分配するステップと、
該シリコン化合物を反応させて該シリコン含有膜を該基板表面上に堆積させるステップと、
を含み、該シリコン化合物が下記構造を含んでいる、前記方法。
（式中、Ｘ1-Ｘ6は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ6は少なくとも１つの水素と少なくとも１つのハロゲンを含む。） - Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ6が独立して水素又は塩素である、請求項１記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、シリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン又はシリコンゲルマニウムカーボンからなる群より選ばれた物質を含んでいる、請求項１記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、ホウ素、リン又はヒ素からなる群より選ばれた元素でドープされている、請求項３記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、原子層エピタキシー、原子層堆積又は化学気相堆積によって堆積される、請求項３記載の方法。
- 該シリコン含有膜を堆積させつつ補助的エッチング剤が用いられ、該補助的エッチング剤がＨＣl、Ｃl2、ＨＦ、ＨＢr、ＸeＦ2、ＮＨ4Ｆ、 (ＮＨ4)(ＨＦ2）、ＮＦ3及びその組合わせからなる群より選ばれる、請求項５記載の方法。
- 該シリコン含有膜の厚さが約２.５オングストロームから約１０μｍまでの範囲にある、請求項５記載の方法。
- 該少なくとも１つのハロゲンがインサイチュエッチング剤に変換される、請求項７記載の方法。
- 下記構造を含む合成物。
（式中、Ｘ1-Ｘ6は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ6は少なくとも１つの水素と少なくとも１つのハロゲンとを含むが、Ｘ4、Ｘ5、Ｘ6がフッ素である場合にはＲはカーボンではない。） - Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ6が独立して水素又は塩素である、請求項９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ6が少なくとも３つの水素を含んでいる、請求項９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ6が少なくとも３つのハロゲンを含んでいる、請求項９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ6が少なくとも１つの塩素と、フッ素及び臭素からなる群より選ばれた少なくとも１つの原子とを含んでいる、請求項９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ6が少なくとも３つのハロゲンを含んでいる、請求項１３記載の合成物。
- 下記構造を含む合成物。
（式中、Ｘ1-Ｘ6は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはゲルマニウムである。） - Ｘ1-Ｘ6が各々水素である、請求項１５記載の合成物。
- シリコン含有膜を堆積させる方法であって、
シリコン化合物を基板表面に分配するステップと、
該シリコン化合物を反応させて該基板表面上に該シリコン含有膜を堆積させるステップと、
を含み、該シリコン化合物が下記構造を含んでいる、前記方法。
（式中、Ｘ1-Ｘ8は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ8は少なくとも１つのハロゲンを含む。） - Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ8が独立して水素又は塩素である、請求項１７記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、シリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン又はシリコンゲルマニウムカーボンからなる群より選ばれた物質を含んでいる、請求項１７記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、ホウ素、リン又はヒ素からなる群より選ばれた元素でドープされている、請求項１９記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、原子層エピタキシー、原子層堆積又は化学気相堆積によって堆積する、請求項１９記載の方法。
- Ｘ1-Ｘ8が少なくとも３つの水素原子を含んでいる、請求項１７記載の方法。
- Ｘ1-Ｘ8が少なくとも３つのハロゲン原子を含んでいる、請求項１７記載の方法。
- 該シリコン含有膜を堆積させつつ補助的エッチング剤が用いられ、該補助的エッチング剤がＨＣl、Ｃl2、ＨＦ、ＨＢr、ＸeＦ2、ＮＨ4Ｆ、 (ＮＨ4)(ＨＦ2）、ＮＦ3及びその組合わせからなる群より選ばれる、請求項２１記載の方法。
- 該シリコン含有膜の厚さが約２.５オングストロームから約１０μｍまでの範囲にある、請求項２１記載の方法。
- 該少なくとも１つのハロゲンがインサイチュエッチング剤に変換される、請求項２５記載の方法。
- 下記構造を含む合成物。
（式中、Ｘ1-Ｘ8は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ8は少なくとも１つのハロゲンを含む。） - Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ8が独立して水素又は塩素である、請求項２７記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ8が少なくとも３つの水素を含んでいる、請求項２７記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ8が少なくとも３つのハロゲンを含んでいる、請求項２７記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ8が少なくとも１つの塩素と、フッ素及び臭素からなる群より選ばれた少なくとも１つの原子とを含んでいる、請求項２７記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ8が少なくとも３つのハロゲンを含んでいる、請求項３１記載の合成物。
- 下記構造を含む合成物。
（式中、Ｘ1-Ｘ8は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはゲルマニウムである。） - Ｘ1-Ｘ8が各々水素である、請求項３３記載の合成物。
- シリコン含有膜を堆積させる方法であって、
シリコン化合物を基板表面に分配するステップと、
該シリコン化合物を反応させて該シリコン含有膜を該基板表面上に堆積させるステップと、
を含み、該シリコン化合物が化合物１-８（ここで、Ｘ1-Ｘ10は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ10は少なくとも１つのハロゲンを含む。）の構造を含んでいる、前記方法。 - Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ10が独立して水素、塩素又はフッ素である、請求項３５記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、シリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン又はシリコンゲルマニウムカーボンからなる群より選ばれた物質を含んでいる、請求項３５記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、ホウ素、リン又はヒ素からなる群より選ばれた元素でドープされている、請求項３７記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、原子層エピタキシー、原子層堆積又は化学気相堆積によって堆積する、請求項３７記載の方法。
- 該シリコン含有膜を堆積させつつ補助的エッチング剤が用いられ、該補助的エッチング剤がＨＣl、Ｃl2、ＨＦ、ＨＢr、ＸeＦ2、ＮＨ4Ｆ、 (ＮＨ4)(ＨＦ2）、ＮＦ3及びその組合わせからなる群より選ばれる、請求項３９記載の方法。
- 該シリコン含有膜の厚さが約２.５オングストロームから約１０μｍまでの範囲にある、請求項３９記載の方法。
- 該少なくとも１つのハロゲンがインサイチュエッチング剤に変換される、請求項４１記載の方法。
- 化合物１-８の構造を含む合成物であって、Ｘ1-Ｘ10が独立して水素又はハロゲンであり、Ｒがカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ10が少なくとも１つのハロゲンを含んでいる、前記合成物。
- Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ10が独立して水素又は塩素である、請求項４３記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ10が少なくとも１つの塩素と、フッ素及び臭素からなる群より選ばれた少なくとも１つの原子とを含んでいる、請求項４３記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ10が少なくとも３つのハロゲンを含んでいる、請求項４５記載の合成物。
- 化合物１-８の構造を含む合成物であって、Ｘ1-Ｘ10が独立して水素又はハロゲンであり、Ｒがゲルマニウムである、前記合成物。
- Ｘ1-Ｘ10が各々水素である、請求項４７記載の合成物。
- シリコン含有膜を堆積させる方法であって、
シリコン化合物を基板表面に分配するステップと、
該シリコン化合物を反応させて該シリコン含有膜を該基板表面上に堆積させるステップと、
を含み、該シリコン化合物が化合物９-３２（ここで、Ｘ1-Ｘ12は独立して水素又はハロゲンであり、Ｒはカーボン、シリコン又はゲルマニウムである。）の構造を含んでいる、前記方法。 - Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ12が独立して水素または塩素である、請求項４９記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、シリコン、シリコンゲルマニウム、シリコンカーボン又はシリコンゲルマニウムカーボンからなる群より選ばれた物質を含んでいる、請求項４９記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、ホウ素、リン又はヒ素からなる群より選ばれた元素でドープされている、請求項５１記載の方法。
- 該シリコン含有膜が、原子層エピタキシー、原子層堆積又は化学気相堆積によって堆積する、請求項５１記載の方法。
- Ｘ1-Ｘ12が少なくとも３つの水素原子を含んでいる、請求項４９記載の方法。
- Ｘ1-Ｘ12が少なくとも３つのハロゲン原子を含んでいる、請求項４９記載の方法。
- 該シリコン含有膜を堆積させつつ補助的エッチング剤が用いられ、該補助的エッチング剤がＨＣl、Ｃl2、ＨＦ、ＨＢr、ＸeＦ2、ＮＨ4Ｆ、 (ＮＨ4)(ＨＦ2）、ＮＦ3及びその組合わせからなる群より選ばれる、請求項５３記載の方法。
- 該シリコン含有膜の厚さが約２.５オングストロームから約１０μｍまでの範囲にある、請求項５３記載の方法。
- 該少なくとも１つのハロゲンがインサイチュエッチング剤に変換される、請求項５７記載の方法。
- 化合物９-３２の構造を含む合成物であって、Ｘ1-Ｘ12が独立して水素又はハロゲンであり、Ｒがカーボン、シリコン又はゲルマニウムであり、Ｘ1-Ｘ12が少なくとも１つのハロゲンを含んでいる、前記合成物。
- Ｒがシリコンであり、Ｘ1-Ｘ12が独立して水素又は塩素である、請求項５９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ12が少なくとも３つの水素を含んでいる、請求項５９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ12が少なくとも３つのハロゲンを含んでいる、請求項５９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ12が少なくとも１つの塩素と、フッ素及び臭素からなる群より選ばれた少なくとも１つの原子とを含んでいる、請求項５９記載の合成物。
- Ｘ1-Ｘ12が少なくとも３つのハロゲンを含んでいる、請求項６３記載の合成物。
- 化合物９-３２の構造を含む合成物であって、Ｘ1-Ｘ12が独立して水素又はハロゲンであり、Ｒがゲルマニウムである、前記合成物。
- Ｘ1-Ｘ12が各々水素である、請求項６５記載の合成物。
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