JP2014205921A - Ge−Sb−Te膜の成膜方法 - Google Patents
Ge−Sb−Te膜の成膜方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014205921A JP2014205921A JP2014145580A JP2014145580A JP2014205921A JP 2014205921 A JP2014205921 A JP 2014205921A JP 2014145580 A JP2014145580 A JP 2014145580A JP 2014145580 A JP2014145580 A JP 2014145580A JP 2014205921 A JP2014205921 A JP 2014205921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- film
- raw material
- processing container
- pretreatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 114
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 76
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 138
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 47
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 25
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 12
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 11
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 9
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 8
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- AUCLTMBZNXIUKP-UHFFFAOYSA-N butylgermanium Chemical group CCCC[Ge] AUCLTMBZNXIUKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- -1 diisopropyl tellurium Chemical compound 0.000 description 3
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 3
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- RBEXEKTWBGMBDZ-UHFFFAOYSA-N tri(propan-2-yl)stibane Chemical compound CC(C)[Sb](C(C)C)C(C)C RBEXEKTWBGMBDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 229910004356 Ti Raw Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- ILXWFJOFKUNZJA-UHFFFAOYSA-N ethyltellanylethane Chemical compound CC[Te]CC ILXWFJOFKUNZJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCTMIXFKOJXTHA-UHFFFAOYSA-N methylgermanium Chemical compound [Ge]C LCTMIXFKOJXTHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZUSRFDBQZSPBDV-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)stibanyl]-n-methylmethanamine Chemical compound CN(C)[Sb](N(C)C)N(C)C ZUSRFDBQZSPBDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- QQXSEZVCKAEYQJ-UHFFFAOYSA-N tetraethylgermanium Chemical compound CC[Ge](CC)(CC)CC QQXSEZVCKAEYQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRLCXMPFXYVHGS-UHFFFAOYSA-N tetramethylgermane Chemical compound C[Ge](C)(C)C ZRLCXMPFXYVHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PORFVJURJXKREL-UHFFFAOYSA-N trimethylstibine Chemical compound C[Sb](C)C PORFVJURJXKREL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
ここでは、Ge−Sb−Te膜を、半導体ウエハ上にPRAMの相変化層として成膜する場合について説明する。
図1は、本発明に係るGe−Sb−Te膜の成膜方法の実施に用いることができる成膜装置の概略構成を示す断面図である。図1に示す成膜装置100は、例えばアルミニウムなどにより円筒状あるいは箱状に成形された処理容器1を有しており、処理容器1内には、被処理基板である半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す)Wが載置される載置台3が設けられている。載置台3は厚さ1mm程度の例えばグラファイト板あるいはSiCで覆われたグラファイト板などのカーボン素材、窒化アルミニウムなどの熱伝導性の良いセラッミクス等により構成される。
<実験1>
上記図1の成膜装置において、カートリッジヒータにより処理容器壁の温度を160℃に設定し、ランプパワーを調節して、載置台の温度を360℃に設定し、搬送装置の支持アームを用いて処理容器内に直径200mmの円板状をなすウエハを搬入し、以下の条件でGe−Sb−Te膜を成膜した。なお、Ge原料、Sb原料、Te原料として、それぞれターシャリブチルゲルマニウム、トリイソプロピルアンチモン、ジイソプロピルテルルを用いた。ターシャリブチルゲルマニウムは、常温の原料容器の後段に設置したマスフローコントローラにて蒸気流量を直接制御して処理容器に供給し、トリイソプロピルアンチモンは、50℃に温度コントロールした原料容器にキャリアガスとして流量制御されたArガスを容器内に通じたバブリング法にて処理容器に供給し、ジイソプロピルテルルは、35℃に温度コントロールした原料容器にキャリアガスとして流量制御されたArガスを容器内に通じたバブリング法にて処理容器に供給した。マスフローコントローラおよび原料容器から処理容器までの配管は、マントルータにより160℃に保持した。
載置台温度:360℃
処理容器内圧力:665Pa
Ge原料ガス流量:550mL/min(sccm):ただしN2換算にて
Te原料キャリアArガス流量:50mL/min(sccm)
Sb原料キャリアArガス流量:20mL/min(sccm)
希釈Arガス流量:100mL/min(sccm)
バックサイドArガス流量:200mL/min(sccm)
成膜時間:90sec
次に、実験1と同様の装置を用い、処理容器内にウエハWとしてSiウエハを搬入するに先立って、以下の条件で処理容器内を前処理ガスに曝露させて前処理を行った後、実験1と全く同様にGe−Sb−Te膜を成膜した。
前処理条件は、以下の通りである。
載置台温度:300℃
処理容器内圧力:612Pa
前処理ガス流量
ClF3ガス流量:400mL/min(sccm)
Arガス(希釈ガス)流量:400mL/min(sccm)
処理時間:1800sec
次に、処理容器内にウエハWとしてSiO2ウエハを搬入するに先立って、以下の条件で処理容器内を前処理ガスに曝露させて前処理を行った後、実験1と全く同様にGe−Sb−Te膜を成膜した。
前処理条件は、以下の通りである。
載置台温度:360℃
処理容器内圧力:665Pa
前処理ガス流量
ClF3ガス流量:400mL/min(sccm)
Arガス(希釈ガス)流量:600mL/min(sccm)
処理時間:600sec
次に、実験3と同様、処理容器内にSiO2ウエハを搬入するに先立って、処理時間が60secである点を除いて同じ条件で処理容器内を前処理ガスに曝露させて前処理を行った後、実験1と全く同様にGe−Sb−Te膜を成膜した。
蛍光X線分析法(XRF)にて得られた膜の組成を測定した結果、Ge/Sb/Te=26/23/52(at%)となり、XRF換算膜厚は111nmであった。その表面性状は図7の走査型電子顕微鏡(SEM)写真で示すように、平滑性という観点からは実験3に劣るものとなった。これより前処理時間が長いほど、連続化が進むために平滑性が良くなり、また成膜量も増加することがわかる。
<実験5>
処理容器内にSiウエハを搬入するに先立って、ClF3ガス流量が200sccmである点を除いては実験3と同じ条件で処理容器内を前処理ガスに曝露させて前処理を行った後、実験1と全く同様の成膜条件でGe−Sb−Te膜を成膜した。
蛍光X線分析法(XRF)にて得られた膜の組成を測定した結果、Ge/Sb/Te=22/25/53(at%)となり、XRF換算膜厚は181nmであった。その表面性状は図8の走査型電子顕微鏡(SEM)写真で示すようになった。
処理容器内に搬入する被処理基板がSiO2ウエハである点のみが異なり、他は実験5と同じ条件(前処理条件、成膜条件)でGe−Sb−Te膜を成膜した。
蛍光X線分析法(XRF)にて得られた膜の組成を測定した結果、Ge/Sb/Te=20/26/54(at%)となり、XRF換算膜厚は163nmであった。その表面性状は図9の走査型電子顕微鏡(SEM)写真で示すようになった。
実験5、6の結果より、同じ前処理条件で基板を処理してもSiウエハの方がSiO2ウエハよりも膜の連続化が進み、成膜量も増加するのがわかる。
3;載置台
32;加熱ランプ
40;シャワーヘッド
50;処理ガス供給機構
52;Te原料貯留部
53;Sb原料貯留部
54;Ge原料貯留部
90;プロセスコントローラ
92;記憶部
100;成膜装置
W;半導体ウエハ
Claims (5)
- 処理容器内に基板を搬入する前に前記処理容器内をClおよびFの少なくとも一方を含む前処理ガスに曝露させる工程と、
その後、前記処理容器内に基板を搬入する工程と、
基板が搬入された前記処理容器内に、ClおよびFの少なくとも一方を含むガスが存在している状態で、気体状のGe原料と、気体状のSb原料と、気体状のTe原料とを導入してCVDにより基板上にGe2Sb2Te5となるGe−Sb−Te膜を成膜する工程と
を有することを特徴とするGe−Sb−Te膜の成膜方法。 - 前記処理容器内を前記前処理ガスに曝露させる工程は、前記前処理ガスとして、ClF3ガス、F2ガス、およびCl2ガスから選択されたものを用いることを特徴とする請求項1に記載のGe−Sb−Te膜の成膜方法。
- 前記Ge−Sb−Te膜を成膜する工程は、200〜500℃の範囲の温度で行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のGe−Sb−Te膜の成膜方法。
- 前記処理容器内を前記前処理ガスに曝露させる工程は、前記Ge−Sb−Te膜を成膜する工程の温度の±50℃の範囲の温度で行うことを特徴とする請求項3に記載のGe−Sb−Te膜の成膜方法。
- Ge原料、Sb原料およびTe原料は、アルキル基を含む化合物よりなることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のGe−Sb−Te膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014145580A JP5913463B2 (ja) | 2014-07-16 | 2014-07-16 | Ge−Sb−Te膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014145580A JP5913463B2 (ja) | 2014-07-16 | 2014-07-16 | Ge−Sb−Te膜の成膜方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009138274A Division JP2010287615A (ja) | 2009-06-09 | 2009-06-09 | Ge−Sb−Te膜の成膜方法および記憶媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014205921A true JP2014205921A (ja) | 2014-10-30 |
JP5913463B2 JP5913463B2 (ja) | 2016-04-27 |
Family
ID=52119707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014145580A Active JP5913463B2 (ja) | 2014-07-16 | 2014-07-16 | Ge−Sb−Te膜の成膜方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5913463B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225390A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-31 | Samsung Electronics Co Ltd | テルル前駆体、これを用いて製造されたTe含有カルコゲナイド薄膜およびその製造方法、ならびにテルル前駆体を含む相変化メモリ素子 |
JP2007258440A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理方法 |
JP2008103731A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Samsung Electronics Co Ltd | 相変化メモリ素子の製造方法及びこれに適用された相変化層の形成方法 |
-
2014
- 2014-07-16 JP JP2014145580A patent/JP5913463B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225390A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-31 | Samsung Electronics Co Ltd | テルル前駆体、これを用いて製造されたTe含有カルコゲナイド薄膜およびその製造方法、ならびにテルル前駆体を含む相変化メモリ素子 |
JP2007258440A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理方法 |
JP2008103731A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Samsung Electronics Co Ltd | 相変化メモリ素子の製造方法及びこれに適用された相変化層の形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5913463B2 (ja) | 2016-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6289908B2 (ja) | Ge−Sb−Te膜の成膜方法、Sb−Te膜の成膜方法及びプログラム | |
JP5238688B2 (ja) | Cvd成膜装置 | |
US9735007B2 (en) | Method of processing substrate, substrate processing apparatus, and recording medium | |
WO2010143570A1 (ja) | Ge-Sb-Te膜の成膜方法および記憶媒体 | |
JP5649894B2 (ja) | Ge−Sb−Te膜の成膜方法 | |
JP7246184B2 (ja) | RuSi膜の形成方法 | |
JP5346699B2 (ja) | Ge−Sb−Te膜の成膜方法および記憶媒体、ならびにPRAMの製造方法 | |
JP5411512B2 (ja) | Ge−Sb−Te系膜の成膜方法および記憶媒体 | |
JP6306386B2 (ja) | 基板処理方法、基板処理装置およびプログラム | |
JP5913463B2 (ja) | Ge−Sb−Te膜の成膜方法 | |
JP7195190B2 (ja) | 成膜方法および成膜装置 | |
US20230374656A1 (en) | Filling method and film forming apparatus | |
TWI834936B (zh) | 成膜方法 | |
JP2015183260A (ja) | クリーニング方法、基板処理装置およびプログラム | |
WO2013150903A1 (ja) | 成膜方法及び記憶媒体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150408 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150825 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151023 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160401 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5913463 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |