JP2014218691A - Method for producing layered structure - Google Patents

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Yasunori Otsuka
保則 大塚
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    • C23CCOATING 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
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a layered structure, which makes it possible to produce the layered structure having a characteristic equivalent to that obtained by a conventional ALD method and which is excellent in productivity as compared with the conventional ALD method.SOLUTION: The method comprises: a lamination step of successively supplying a first gas phase material containing a first coordination compound having a first ligand and a second gas phase material containing a second coordination compound having a second ligand to form, on a substrate, a laminate composed of layers based on the respective gas phase materials laminated thereon; and a chemical conversion step of forming a layered structure from the laminate, the chemical conversion step including application of a chemical reaction to the laminate. The laminate can maintain a form of a layered body on the substrate by means of at least one of a chemical bond and a chemical interaction between the first coordination compound and the second coordination compound within a temperature range which is equal to or lower than an upper limit temperature of an ALD window of the first coordination compound and which is equal to or lower than an upper limit temperature of an ALD window of the second coordination compound. The chemical reaction, which is performed in the chemical conversion step, is not performed in the lamination step.

Description

本発明は、薄膜などの層状構造体の製造方法に関し、詳しくは、原子層蒸着法(Atomic Layer Deposition、本明細書において「ALD法」ともいう。)を利用した多成分系薄膜を製造しうる層状構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a layered structure such as a thin film. Specifically, a multi-component thin film using an atomic layer deposition method (also referred to as “ALD method” in this specification) can be manufactured. The present invention relates to a method for manufacturing a layered structure.

ALD法は、反応ガスに基づく単層膜を基板上に形成し、その単層膜に基づく薄膜(酸化膜など)を形成する技術であり、形成された薄膜は、厚さの均一性およびステップカバレッジが高いことが特徴とされ、Sr−Ti−O系、Al−Ti−O系などの絶縁膜(誘電膜)の製造方法として使用されている。   The ALD method is a technique for forming a single-layer film based on a reaction gas on a substrate and forming a thin film (such as an oxide film) based on the single-layer film. It is characterized by high coverage, and is used as a method for manufacturing an insulating film (dielectric film) such as Sr—Ti—O or Al—Ti—O.

このチタン酸ストロンチウムからなる絶縁膜を具体例とすれば、その製造は、特許文献1などにも示されるように、8工程を必要とする。
第1工程:ストロンチウムを含む前駆体を供給して、当該前駆体を基板上に吸着させる。
第2工程:パージガスを供給して反応チャンバを1次パージすることにより、基板上に、ストロンチウムを含む前駆体の単層(Sr系単層)を基板上に形成する。
第3工程:酸素を含む反応ガスを供給して第1工程で形成されたSr系単層を酸化することにより、ストロンチウムの酸化物を含む層状体(Sr−O層)を形成する。
第4工程:パージガスを供給して前記反応チャンバを2次パージすることにより、酸素を含む反応ガスを除去する。
第5工程:チタンを含む前駆体を供給して、基板上に形成されたSr−O層上に当該前駆体を吸着させる。
第6工程:パージガスを供給して前記反応チャンバを3次パージすることにより、チタンを含む前駆体の単層(Ti系単層)をSr−O層上に形成する。
第7工程:酸素を含む反応ガスを供給して第5工程で形成されたTi系単層を酸化することにより、Sr−O層上にチタンの酸化物を含む層を形成する。
第8工程:パージガスを供給して前記反応チャンバを4次パージすることにより、酸素を含む反応ガスを除去する。
If this insulating film made of strontium titanate is taken as a specific example, its production requires eight steps as shown in Patent Document 1 and the like.
First step: A precursor containing strontium is supplied, and the precursor is adsorbed on the substrate.
Second step: A purge gas is supplied to perform a primary purge of the reaction chamber, thereby forming a precursor monolayer (Sr-based monolayer) containing strontium on the substrate.
Third step: A reactive gas containing oxygen is supplied to oxidize the Sr-based single layer formed in the first step, thereby forming a layered body (Sr-O layer) containing a strontium oxide.
Fourth step: Purging gas is supplied to perform secondary purging of the reaction chamber to remove oxygen-containing reaction gas.
5th process: The precursor containing titanium is supplied and the said precursor is made to adsorb | suck on the Sr-O layer formed on the board | substrate.
Sixth step: A purge gas is supplied to perform a third purge of the reaction chamber to form a precursor monolayer (Ti-based monolayer) containing titanium on the Sr—O layer.
Seventh step: A layer containing titanium oxide is formed on the Sr—O layer by oxidizing the Ti-based single layer formed in the fifth step by supplying a reaction gas containing oxygen.
Eighth step: A purge gas is supplied to perform a fourth purge of the reaction chamber to remove the reaction gas containing oxygen.

特許第4153236号公報Japanese Patent No. 4153236

上記のように、従来のALD法では、1層のSi−Ti−O系薄膜を形成するために8工程を要し、生産性に優れる方法とはいえない。このため、従来のALD法と同等の多成分系膜を製造可能でありながら、より生産性に優れる薄膜の製造方法が強く望まれている。   As described above, the conventional ALD method requires 8 steps to form a single Si—Ti—O-based thin film, and cannot be said to be a method with excellent productivity. For this reason, there is a strong demand for a method for producing a thin film that can produce a multi-component film equivalent to the conventional ALD method but is more excellent in productivity.

本発明は、膜厚の均一性およびステップカバレッジの高さの観点で従来のALD法と同等でありながら、より生産性に優れる方法で、多成分系薄膜をも製造しうる、層状構造体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention is a layered structure that can produce a multi-component thin film by a method that is more productive while being equivalent to the conventional ALD method in terms of film thickness uniformity and step coverage height. An object is to provide a manufacturing method.

上記課題を解決すべく提供される本発明は次の内容を含む。
(1)第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料および第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を逐次的に供給して各気相材料に基づく層が積層されてなる積層体を基板上に形成する積層工程と、前記積層体に化学反応を施すことを含んで前記積層体から層状構造体を形成する化成工程とを備え、第一の配位化合物のALDウィンドウの上限温度以下、かつ第二の配位化合物のALDウィンドウの上限温度以下の温度範囲内において、前記第一の配位化合物と前記第二の配位化合物との化学的な相互作用および化学結合の少なくとも一方により、前記積層体は層状体の形態を前記基板上に維持可能とされ、前記積層工程では、前記化成工程にて行われる化学反応を行わないことを特徴とする層状構造体の製造方法。
The present invention provided to solve the above problems includes the following contents.
(1) Sequentially a first gas phase material containing a first coordination compound having a first ligand and a second gas phase material containing a second coordination compound having a second ligand Forming a layered structure from the laminate including a laminating step of forming a laminate on the substrate by laminating layers based on respective vapor phase materials and supplying a chemical reaction to the laminate A chemical conversion step, wherein the first coordination compound and the first coordination compound in a temperature range below the upper limit temperature of the ALD window of the first coordination compound and below the upper limit temperature of the ALD window of the second coordination compound Due to at least one of a chemical interaction and a chemical bond with the second coordination compound, the layered body can be maintained in the form of a layered body on the substrate. In the layering step, the chemical conversion step is performed. Layered structure characterized by no chemical reaction The method of production.

(2)前記化成工程にて行われる化学反応は酸化反応を含む、上記(1)に記載の製造方法。 (2) The manufacturing method according to (1), wherein the chemical reaction performed in the chemical conversion step includes an oxidation reaction.

(3)前記化成工程の化学反応は、前記第一の配位子および前記第二の配位子の少なくとも一方が前記積層体から脱離する反応を素過程として含み、前記化成工程により、前記第一の配位化合物の中心物質に基づく元素および前記第二の配位化合物の中心物質に基づく元素の酸化物を含有する層状構造体が前記基板上に形成される、上記(2)に記載の製造方法。 (3) The chemical reaction in the chemical conversion step includes, as an elementary process, a reaction in which at least one of the first ligand and the second ligand is desorbed from the laminate. The layered structure containing an element based on a central substance of the first coordination compound and an oxide of an element based on the central substance of the second coordination compound is formed on the substrate as described in (2) above. Manufacturing method.

(4)前記第一の気相材料のALDウィンドウと前記第二の気相材料のALDウィンドウとは重複する温度領域を有し、当該重複する温度領域の範囲内で、前記積層工程および前記化成工程は行われる、上記(1)から(3)のいずれか一項に記載の製造方法。 (4) The ALD window of the first vapor phase material and the ALD window of the second vapor phase material have overlapping temperature regions, and the stacking step and the chemical conversion are performed within the overlapping temperature region. The method according to any one of (1) to (3), wherein the step is performed.

(5)前記第一の気相材料および前記第二の気相材料の少なくとも一方は、前記第一の配位化合物および前記第二の配位化合物以外の物質である付加物質を含有する、上記(1)から(4)のいずれか一項に記載の製造方法。 (5) At least one of the first gas phase material and the second gas phase material contains an additional substance that is a substance other than the first coordination compound and the second coordination compound, (1) The manufacturing method as described in any one of (4).

本発明によれば、従来のALD法に比べて生産性高く層状構造体を製造する方法が提供される。   The present invention provides a method for producing a layered structure with higher productivity than the conventional ALD method.

以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。
1.製造工程
本発明の一実施形態に係る製造方法は、第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料および第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を逐次的に供給して各気相材料に基づく層が積層されてなる積層体を基板上に形成する積層工程と、積層体に化学反応を施す化成工程とを備える。積層工程により形成される積層体は、第二の気相材料のALDウィンドウの少なくとも一部の温度範囲内において、第一の配位化合物と第二の配位化合物との化学的な相互作用および化学結合の少なくとも一方により、積層体は層状体の形態を基板上に維持可能とされる。また、積層工程では、化成工程にて行われる化学反応を行わない。お、本明細書において、化学結合とは、共有結合およびイオン性結合の総称を意味し、化学的な相互作用とは、化学結合以外の相互作用、具体的には、ファンデルワールス相互作用、クーロン相互作用、水素結合、π−π相互作用などの総称を意味する。本明細書において、これらの化学結合および化学的な相互作用を総称して、「化学的相互作用等」という場合もある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
1. Manufacturing Process A manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a first gas phase material including a first coordination compound having a first ligand and a second coordination having a second ligand. A laminating step for sequentially supplying a second gas phase material containing a compound to form a laminate on which a layer based on each gas phase material is laminated, and a chemical forming step for subjecting the laminate to a chemical reaction; Is provided. The laminate formed by the laminating step has a chemical interaction between the first coordination compound and the second coordination compound within the temperature range of at least a part of the ALD window of the second vapor phase material, and Due to at least one of the chemical bonds, the laminate can maintain the form of the layered body on the substrate. In the lamination process, the chemical reaction performed in the chemical conversion process is not performed. In the present specification, the chemical bond means a generic name of a covalent bond and an ionic bond, and the chemical interaction is an interaction other than a chemical bond, specifically, a van der Waals interaction, It means generic terms such as Coulomb interaction, hydrogen bond, and π-π interaction. In the present specification, these chemical bonds and chemical interactions may be collectively referred to as “chemical interactions and the like”.

(1)積層工程
本実施形態に係る積層工程では、次の4つのサブ工程を含む。
(1−1)第一の積層工程
第一の積層工程では、第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料を、基板が配置された反応チャンバ内に供給し、基板上に第一の配位化合物を飽和吸着させる。この第一の積層工程の段階では、基板上に吸着した第一の配位化合物上にさらに第一の配位化合物が吸着していてもよい。なお、基板の種類は特に限定されない。シリコン基板、ガラス基板などが例示される。シリコン基板などの場合には、その表面に酸化膜が形成されていてもよい。
(1) Lamination process The lamination process according to the present embodiment includes the following four sub-processes.
(1-1) First laminating step In the first laminating step, a first gas phase material containing a first coordination compound having a first ligand is placed in a reaction chamber in which a substrate is arranged. The first coordination compound is saturatedly adsorbed on the substrate. In the stage of the first lamination step, the first coordination compound may be further adsorbed on the first coordination compound adsorbed on the substrate. In addition, the kind of board | substrate is not specifically limited. Examples include a silicon substrate and a glass substrate. In the case of a silicon substrate or the like, an oxide film may be formed on the surface thereof.

第一の積層工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度(本明細書において「第一の積層温度」ともいう。)は、基板に第一の配位化合物が飽和吸着しうる温度であれば、特に限定されない。   The temperature in the vicinity of the substrate in the first stacking step and the substrate in the reaction chamber (also referred to as “first stacking temperature” in this specification) is a temperature at which the first coordination compound can be saturated and adsorbed on the substrate. There is no particular limitation.

第一の気相材料は、第一の配位化合物からなるものであってもよいし、第一の配位化合物以外の物質として、キャリアガスなどを含有していてもよい。この場合におけるキャリアガスの種類は特に限定されず、アルゴンなどの希ガスの他、水素ガスなどが例示される。また、第一の気相材料は、第一の配位化合物以外の物質として、第二の配位化合物と化学的相互作用等を行わない物質であって、第一の配位化合物と同様に基板に吸着しうる物質を含んでいてもよい。かかる物質を第一の付加物質ともいう。第一の付加物質の詳細については、第一の配位化合物の詳細とともに、後述する。   The first gas phase material may be composed of the first coordination compound, or may contain a carrier gas or the like as a substance other than the first coordination compound. The type of carrier gas in this case is not particularly limited, and examples include hydrogen gas and the like in addition to rare gases such as argon. The first gas phase material is a substance that does not chemically interact with the second coordination compound as a substance other than the first coordination compound, and is similar to the first coordination compound. The substance which can adsorb | suck to a board | substrate may be included. Such a substance is also referred to as a first additional substance. Details of the first addition substance will be described later together with details of the first coordination compound.

なお、基板に吸着する第一の配位化合物は、基板など被着対象と相互作用した結果、第一の配位化合物とは異なる状態(例えば、1つ以上の配位子が第一の配位化合物から脱離した状態にあることや、配位子の配位形態が変化した状態にあることが挙げられる。)となっていてもよい。本明細書では、そのような状態にある材料も、便宜上、第一の配位化合物と称することとする。   Note that the first coordination compound adsorbed on the substrate is different from the first coordination compound as a result of the interaction with the deposition target such as the substrate (for example, one or more ligands are in the first coordination. Or a state in which the coordination form of the ligand is changed.). In this specification, the material in such a state is also referred to as a first coordination compound for convenience.

また、第一の積層工程は、以下に説明する一次パージ工程から化成工程まで(さらに三次パージ工程が含まれる場合もある。)を経たことによって形成される層状構造体上に第一の配位化合物を吸着させる場合も含む。そのように本実施形態に係る層状構造体の製造工程を繰り返すことによって、層状構造体の全体の厚さを調整してもよい。   In addition, the first lamination step includes the first coordination on the layered structure formed by passing through the primary purge step to the chemical conversion step (which may further include a tertiary purge step) described below. This includes the case where a compound is adsorbed. Thus, you may adjust the whole thickness of a layered structure by repeating the manufacturing process of the layered structure which concerns on this embodiment.

(1−2)一次パージ工程
一次パージ工程では、第一の気相材料を供給することに代えて、反応チャンバにパージガスを供給して、反応チャンバをパージする。この工程により、基本的には、基板上に吸着した第一の配位化合物以外の第一の気相材料は反応チャンバ外へと排出される。その結果、基板上に、第一の配位化合物の単層(本明細書において、「第一の単層」ともいう。)が形成される。一次パージ工程において、パージガスを供給する前後の少なくとも一方に反応チャンバの排気作業が含まれてもよいし、パージガスの供給に代えて反応チャンバの排気作業により第一の気相材料の反応チャンバ外への排出が行われてもよい。本明細書において、こうしたパージ工程に含まれる反応チャンバの排気作業を「真空パージ」ともいう。
(1-2) Primary Purge Step In the primary purge step, instead of supplying the first vapor phase material, a purge gas is supplied to the reaction chamber to purge the reaction chamber. By this step, basically, the first gas phase material other than the first coordination compound adsorbed on the substrate is discharged out of the reaction chamber. As a result, a single layer of the first coordination compound (also referred to as “first single layer” in this specification) is formed on the substrate. In the primary purge step, at least one of before and after supplying the purge gas may include an evacuation operation of the reaction chamber, or instead of supplying the purge gas, the reaction chamber is evacuated to the outside of the reaction chamber of the first gas phase material. May be discharged. In this specification, the exhausting operation of the reaction chamber included in such a purging step is also referred to as “vacuum purging”.

一次パージ工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度(本明細書において「第一のパージ温度」ともいう。)は、第一の単層が形成されるように、第一の配位化合物のALDウィンドウ内の温度とされる。パージガスの種類は特に限定されず、アルゴン、窒素分子など、パージガスとして公知の材料を適宜使用することができる。   The temperature in the primary purge step and in the vicinity of the substrate in the reaction chamber (also referred to herein as “first purge temperature”) is such that the first coordination compound is formed so that a first monolayer is formed. The temperature is within the ALD window. The kind of purge gas is not particularly limited, and a known material such as argon or nitrogen molecule can be used as appropriate.

なお、本明細書において「ALDウィンドウ」とは、ある物質が、被着対象上に吸着(物理吸着であってもよいし、化学吸着であってもよい。)して、当該物質に基づく材料の単層膜を形成した状態を維持しうる温度領域を意味する。ALDウィンドウよりも低い温度の場合には、当該物質が被着対象の表面上で凝縮し、上記の単層膜を安定的に形成することが困難となる。一方、ALDウィンドウよりも高い温度の場合には、被着対象上に当該物質が安定に吸着できなかったり、当該物質が被着対象の表面上で分解してしまったりして、やはり上記の単層膜を安定的に形成することが困難となる。ALDウィンドウは、吸着する物質および被着対象によって決定され、吸着する物質に対する依存性が相対的に高い。   Note that in this specification, an “ALD window” refers to a material based on a substance that is adsorbed (physical adsorption or chemical adsorption) on a deposition target. This means a temperature region in which the single layer film can be maintained. When the temperature is lower than the ALD window, the substance is condensed on the surface of the deposition target, and it is difficult to stably form the single layer film. On the other hand, when the temperature is higher than the ALD window, the substance cannot be stably adsorbed on the deposition target, or the substance is decomposed on the surface of the deposition target. It becomes difficult to form a layer film stably. The ALD window is determined by the substance to be adsorbed and the deposition target, and is relatively highly dependent on the substance to be adsorbed.

第一の気相材料が第一の付加物質を含む場合には、基板上に、第一の付加物質の層が形成される場合もある。第一のパージ温度が、第一の付加物質のALDウィンドウ内の温度であれば、第一の付加物質の層は第一の単層と基板上で共存することができる。   When the first vapor phase material includes the first additive substance, a layer of the first additive substance may be formed on the substrate. If the first purge temperature is within the ALD window of the first additive material, the first additive material layer can coexist on the substrate with the first monolayer.

(1−3)第二の積層工程
第二の積層工程では、第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を、反応チャンバ内に供給し、第一の単層上に第二の配位化合物を化学的相互作用等により飽和吸着させる。この第二の積層工程の段階では、第一の単層上に吸着した第二の配位化合物上にさらに第二の配位化合物が吸着していてもよい。
(1-3) Second laminating step In the second laminating step, a second gas phase material containing a second coordination compound having a second ligand is supplied into the reaction chamber. The second coordination compound is saturatedly adsorbed on the monolayer by chemical interaction or the like. In the second lamination step, the second coordination compound may be further adsorbed on the second coordination compound adsorbed on the first monolayer.

第二の積層工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度(本明細書において「第二の積層温度」ともいう。)は、第一の単層が維持された状態で第二の配位化合物の吸着が実現されるように、第一の配位化合物のALDウィンドウの上限以下の温度であって、かつ、第一の単層上に第二の配位化合物が化学的相互作用等により飽和吸着しうる温度とされる。   The temperature in the vicinity of the substrate in the second lamination step and the substrate in the reaction chamber (also referred to as “second lamination temperature” in this specification) is the second coordination compound in a state where the first monolayer is maintained. So that the second coordination compound is saturated on the first monolayer by chemical interaction or the like, at a temperature below the upper limit of the ALD window of the first coordination compound. The temperature can be absorbed.

なお、第一の気相材料が第一の付加物質を含む場合には、第二の積層温度が、第一の付加物質のALDウィンドウの上限温度以下の温度であれば、第一の付加物質の層が第一の単層と基板上で共存したまま、第一の付加物質の層上に第二の配位化合物が吸着しうる。   In the case where the first gas phase material contains the first additive substance, the first additive substance is used if the second lamination temperature is not higher than the upper limit temperature of the ALD window of the first additive substance. The second coordination compound can be adsorbed onto the first additional material layer while the first layer coexists with the first monolayer on the substrate.

第二の気相材料は、第二の配位化合物からなるものであってもよいし、第二の配位化合物以外の物質として、キャリアガスなどを含有していてもよい。キャリアガスの種類は特に限定されず、アルゴンなどの希ガスの他、水素などが例示される。また、第二の気相材料は、第二の配位化合物以外の物質として、第一の付加物質の層に吸着しうる物質を含んでいてもよい。かかる物質を第二の付加物質ともいう。第二の付加物質が第一の配位化合物と化学的相互作用等を生じない場合には、第一の単層上に第二の配位化合物を優先的に形成させることが可能となる。一方、第二の付加物質が第一の配位化合物と化学的相互作用等を生じうる場合には、第一の単層への第二の付加物質の吸着は、第二の配位化合物の吸着と競争関係となる。第二の付加物質の詳細については、第二の配位化合物の詳細とともに、後述する。   The second gas phase material may be composed of the second coordination compound, or may contain a carrier gas or the like as a substance other than the second coordination compound. The kind of carrier gas is not particularly limited, and examples include hydrogen and the like in addition to a rare gas such as argon. The second gas phase material may contain a substance that can be adsorbed on the first additional substance layer as a substance other than the second coordination compound. Such a substance is also referred to as a second additional substance. When the second addition substance does not cause chemical interaction or the like with the first coordination compound, the second coordination compound can be preferentially formed on the first monolayer. On the other hand, when the second addition substance can cause chemical interaction with the first coordination compound, the adsorption of the second addition substance to the first monolayer is Adsorption and competition. Details of the second addition substance will be described later together with details of the second coordination compound.

なお、第一の単層に吸着する第二の配位化合物は、第一の単層を構成する材料(第一の配位化合物)との化学的相互作用等の結果、第二の配位化合物とは異なる状態(例えば、1つ以上の配位子が第二の配位化合物から脱離した状態にあることや、配位子の配位形態が変化した状態にあることが挙げられる。)となっていてもよい。本明細書では、そのような状態にある材料も、便宜上、第二の配位化合物と称することとする。   In addition, the second coordination compound adsorbed on the first monolayer is the second coordination compound as a result of chemical interaction with the material (first coordination compound) constituting the first monolayer. The state is different from that of the compound (for example, one or more ligands are in a state of being detached from the second coordination compound, or the ligand is in a changed state of coordination. It may be. In this specification, the material in such a state is also referred to as a second coordination compound for convenience.

(1−4)二次パージ工程
二次パージ工程では、第二の気相材料を供給することに代えて、反応チャンバにパージガスを供給して、反応チャンバをパージする。この工程により、基本的には、第一の単層上に吸着した第二の配位化合物以外の第二の気相材料は反応チャンバ外へと排出される。その結果、第一の単層上に、第二の配位化合物の単層(本明細書において、「第二の単層」ともいう。)が形成される。二次パージ工程は真空パージ工程を含んでいてもよい。
(1-4) Secondary Purge Step In the secondary purge step, instead of supplying the second gas phase material, a purge gas is supplied to the reaction chamber to purge the reaction chamber. By this step, basically, the second gas phase material other than the second coordination compound adsorbed on the first monolayer is discharged out of the reaction chamber. As a result, a single layer of a second coordination compound (also referred to as “second single layer” in this specification) is formed on the first single layer. The secondary purge process may include a vacuum purge process.

二次パージ工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度(本明細書において「第二のパージ温度」ともいう。)は、第一の単層上に第二の単層が形成されるように、第一の配位化合物のALDウィンドウの上限温度以下の温度であって、かつ第二の配位化合物のALDウィンドウ内の温度とされる。   In the secondary purge step, the temperature in the vicinity of the substrate and the substrate in the reaction chamber (also referred to as “second purge temperature” in this specification) is set so that the second monolayer is formed on the first monolayer. The temperature is equal to or lower than the upper limit temperature of the ALD window of the first coordination compound and the temperature within the ALD window of the second coordination compound.

第一の気相材料のALDウィンドウと前記第二の気相材料のALDウィンドウとが重複する温度領域を有する場合には、上記の第一の積層工程から二次パージ工程までその重複する温度領域の範囲内で行えば、これらの工程の設定温度を統一することができ、温度制御が容易となって、好ましい。   In the case where the ALD window of the first vapor phase material and the ALD window of the second vapor phase material have an overlapping temperature region, the overlapping temperature region from the first lamination step to the secondary purge step If it is performed within the range, it is preferable that the set temperatures of these steps can be unified and the temperature control becomes easy.

第二の気相材料が第二の付加物質を含む場合には、第二のパージ温度が第二の付加物質のALDウィンドウの上限温度以下の温度であるとき、第二の付加物質の層も形成される。   When the second gas phase material includes the second additive material, the second additive material layer is also present when the second purge temperature is below the upper temperature limit of the second additive material ALD window. It is formed.

パージガスの種類は特に限定されず、アルゴン、窒素分子など、パージガスとして公知の材料を適宜使用することができる。   The kind of purge gas is not particularly limited, and a known material such as argon or nitrogen molecule can be used as appropriate.

こうして、積層工程を実施することにより、第一の単層上に第二の単層が積層されてなる積層体(本明細書において「前駆積層体」ともいう。)が形成される。本実施形態に係る前駆積層体は、第一の配位化合物と第二の配位化合物との化学的相互作用等により、層状体の形態を基板上に維持可能とされる。この点については後述する。   Thus, by performing the stacking step, a stacked body in which the second single layer is stacked on the first single layer (also referred to as “precursor stacked body” in this specification) is formed. The precursor laminate according to the present embodiment can maintain the form of the layered body on the substrate by chemical interaction between the first coordination compound and the second coordination compound. This point will be described later.

(2)化成工程
化成工程では、上記の積層工程により形成した前駆積層体に化学反応を施して、第一の配位化合物に含有される元素(具体的には第一の配位化合物の中心物質に基づく元素が例示される。)および第二の配位化合物に含有される元素(具体的には第二の配位化合物の中心物質に基づく元素が例示される。)を含む層状構造体を形成する。
(2) Chemical conversion step In the chemical conversion step, a chemical reaction is performed on the precursor laminate formed by the above-described lamination step, and the element contained in the first coordination compound (specifically, the center of the first coordination compound) And a layered structure including an element contained in the second coordination compound (specifically, an element based on the central substance of the second coordination compound). Form.

この化学反応の具体的な内容は、その化学反応が積層工程において行われていない限り、特に限定されない。この化学反応を進行させるために、通常、反応ガスが供給される。   The specific content of this chemical reaction is not particularly limited as long as the chemical reaction is not performed in the lamination step. In order to advance this chemical reaction, a reaction gas is usually supplied.

反応ガスを供給する場合には、反応ガスを供給して化学反応を進行させる工程(本明細書において「反応ガス化成工程」ともいう。)、および当該反応ガスの供給に代えてパージガスを供給して化成工程を終了させる工程が行われる(本明細書において「三次パージ工程」ともいう。)。すなわち、反応ガスを供給する場合には、第一の積層工程、一次パージ工程、第二の積層工程、二次パージ工程、反応ガス化成工程および三次パージ工程の都合6工程により、多成分系薄膜となりうる層状構造体を形成することが実現される。このように、本実施形態に係る層状構造体の製造方法は、従来技術に係るALD法プロセスに比べると、25%も工程数を低減させることができる。なお、三次パージ工程の詳細は一次パージ工程や二次パージ工程と同様であるから、説明を省略する。   In the case of supplying the reaction gas, a process of supplying a reaction gas to advance a chemical reaction (also referred to as a “reaction gas formation process” in this specification) and a purge gas are supplied instead of the supply of the reaction gas. The chemical conversion step is completed (also referred to as “tertiary purge step” in this specification). That is, in the case of supplying the reaction gas, the multi-component thin film is obtained by the convenient six steps of the first lamination step, the primary purge step, the second lamination step, the secondary purge step, the reaction gas chemical conversion step, and the tertiary purge step. Forming a layered structure that can be realized is realized. Thus, the manufacturing method of the layered structure according to the present embodiment can reduce the number of steps by 25% as compared with the ALD process according to the prior art. The details of the tertiary purge process are the same as those of the primary purge process and the secondary purge process, and thus the description thereof is omitted.

化成工程の化学反応が基板および基板の近傍を加熱することを含む場合には、その加熱温度は、第一の配位化合物のALDウィンドウの上限の温度以下、かつ第二の配位化合物のALDウィンドウの上限の温度以下の温度である。この場合において、加熱温度が、第一の配位化合物のALDウィンドウと第二の配位化合物のALDウィンドウとが重複する温度領域内である場合には、第一の積層工程から化成工程に至るまで、基板および基板の近傍の温度設定を統一することができ、温度制御が容易となる。   When the chemical reaction of the chemical conversion step includes heating the substrate and the vicinity of the substrate, the heating temperature is equal to or lower than the upper limit temperature of the ALD window of the first coordination compound and the ALD of the second coordination compound. The temperature is equal to or lower than the upper limit temperature of the window. In this case, when the heating temperature is within a temperature region where the ALD window of the first coordination compound and the ALD window of the second coordination compound overlap, the process proceeds from the first lamination process to the chemical conversion process. Until then, the temperature setting of the substrate and the vicinity of the substrate can be unified, and the temperature control becomes easy.

2.配位化合物
ここで、第一の配位化合物および第二の配位化合物について説明する。前述のように、積層工程、特に二次パージ工程では、第一の配位化合物と第二の配位化合物との化学的相互作用等により、前駆積層体は層状体の形態を基板上に維持可能とされる。
2. Coordination Compound Here, the first coordination compound and the second coordination compound will be described. As described above, in the stacking process, particularly in the secondary purge process, the precursor stack is maintained in the form of a layered body on the substrate due to the chemical interaction between the first coordination compound and the second coordination compound. It is possible.

この化学的相互作用等の種類は、第一の配位化合物のALDウィンドウの上限の温度以下、かつ第二の配位化合物のALDウィンドウの上限の温度以下の温度においてその化学的相互作用等が適切に生じている限り、特に限定されない。かかる化学的相互作用等の例として、第一の配位子を構成する少なくとも1種の配位子と、第二の配位子を構成する少なくとも1種類の配位子との化学的相互作用等が挙げられる。   The type of this chemical interaction is such that the chemical interaction is not more than the upper limit temperature of the ALD window of the first coordination compound and lower than the upper limit temperature of the ALD window of the second coordination compound. As long as it occurs appropriately, there is no particular limitation. Examples of such chemical interaction include chemical interaction between at least one ligand constituting the first ligand and at least one kind of ligand constituting the second ligand. Etc.

第一の配位化合物および第二の配位化合物との間に生じる化学的相互作用等は1種であってもよいし、複数種類であってもよい。また、かかる化学的相互作用等を生じる量的関係も限定されない。例えば、第一の配位化合物1モルに対して第二の配位化合物1モルが化学的相互作用等を生じる関係であってもよいし、第一の配位化合物2モルに対して第二の配位化合物1モルが化学的相互作用等を生じる関係であってもよい。さらに、1つの第一の配位化合物が1つの第二の配位化合物と化学的相互作用等を生じてもよいし、1つの第一の配位化合物が複数の第二の配位化合物と化学的相互作用等を生じてもよいし、複数の第一の配位化合物が1つの第二の配位化合物と化学的相互作用等を生じてもよい。   The chemical interaction or the like generated between the first coordination compound and the second coordination compound may be one kind or plural kinds. Further, the quantitative relationship that causes such chemical interaction is not limited. For example, 1 mol of the second coordination compound may have a chemical interaction or the like with respect to 1 mol of the first coordination compound, or the second coordination compound may have a relationship of 2 mol with respect to 2 mol of the first coordination compound. A relationship in which 1 mol of the coordination compound of the above causes a chemical interaction or the like may be employed. Further, one first coordination compound may cause a chemical interaction or the like with one second coordination compound, and one first coordination compound may include a plurality of second coordination compounds. A chemical interaction or the like may occur, or a plurality of first coordination compounds may cause a chemical interaction or the like with one second coordination compound.

第一の配位化合物および第二の配位化合物は、こうした化学的相互作用等を生じうるとともに、化成工程において化学反応によって層状構造体を形成できるものであれば、特に限定されない。上記のような化学的相互作用等を生じうる配位子を有する配位化合物であってもよい。第一の配位化合物と第二の配位化合物とは、互いに異なる種類の物質であってもよいし、同一種類の物質であってもよい。互いに異なる種類である例として、一方の配位化合物が電子供与性物質で他方の配位化合物が電子求引性物質である場合が挙げられる。   The first coordination compound and the second coordination compound are not particularly limited as long as they can cause such chemical interaction and the like and can form a layered structure by a chemical reaction in the chemical conversion step. A coordination compound having a ligand capable of causing the chemical interaction as described above may be used. The first coordination compound and the second coordination compound may be different types of substances or the same type of substances. As an example of different types, there is a case where one coordination compound is an electron donating substance and the other coordination compound is an electron withdrawing substance.

第一の配位化合物が含む第一の配位子および第二の配位化合物が含む第二の配位子は、それぞれ、1種類の配位子から構成されていてもよいし複数種類の配位子から構成されていてもよい。第一の配位子と第二の配位子とは異なる種類であってもよいし、同一種類であってもよい。第一の配位子を構成する配位子の少なくとも1つと第二の配位子を構成する配位子の少なくとも1つとが同一種であり、その種類の配位子同士が化学的相互作用等を生じる場を提供することもありうる(例:π−π相互作用)。   The first ligand contained in the first coordination compound and the second ligand contained in the second coordination compound may each be composed of one type of ligand or a plurality of types of ligands. You may be comprised from the ligand. Different types may be sufficient as a 1st ligand and a 2nd ligand, and the same type may be sufficient as them. At least one of the ligands constituting the first ligand and at least one of the ligands constituting the second ligand are the same species, and the ligands of that kind are chemically interacting with each other. It is also possible to provide a field that produces the like (eg, π-π interaction).

あるいは、第一の配位子が第二の配位化合物の中心物質に対して直接的に化学的相互作用等を生じてもよいし、第二の配位子が第一の配位化合物の中心物質に対して直接的に化学的相互作用等を生じてもよい。その結果として、前者の場合には第二の配位子を構成する配位子の少なくとも1つが第二の配位化合物から脱離し、後者の場合には第一の配位子を構成する配位子の少なくとも1つが第一の配位化合物から脱離してもよい。   Alternatively, the first ligand may cause a chemical interaction or the like directly with respect to the central substance of the second coordination compound, or the second ligand may be Chemical interaction or the like may occur directly on the central substance. As a result, in the former case, at least one of the ligands constituting the second ligand is eliminated from the second coordination compound, and in the latter case, the coordination constituting the first ligand is eliminated. At least one of the ligands may be detached from the first coordination compound.

第一の配位子および第二の配位子の具体例として、次の配位子の組み合わせが例示される。以下の例示における「活性水素」とは、水素結合に基づく相互作用を他の物質と生じうる水素を意味する。
1級から3級のいずれかのアミノ化合物またはこれに基づく官能基と、少なくとも1つの活性水素を有する有機化合物またはこれに基づく官能基との組み合わせ;および
酸素または硫黄を含有する化合物またはこれに基づく官能基と、少なくとも1つの活性水素を有する有機化合物またはこれに基づく官能基との組み合わせ。
Specific examples of the first ligand and the second ligand include the following combinations of ligands. “Active hydrogen” in the following examples means hydrogen capable of causing an interaction based on hydrogen bonding with another substance.
A combination of any primary to tertiary amino compounds or functional groups based thereon with organic compounds having at least one active hydrogen or functional groups based thereon; and compounds containing or based on oxygen or sulfur A combination of a functional group and an organic compound having at least one active hydrogen or a functional group based thereon.

3.化成工程の化学反応
化成工程の化学反応の種類は前述のとおり限定されない。層状構造体がチタン酸ストロンチウム薄膜やチタン酸アルミニウム薄膜のように酸化物系薄膜である場合には、この化学反応は酸化反応を含む。
3. Chemical reaction in the chemical conversion process The type of chemical reaction in the chemical conversion process is not limited as described above. When the layered structure is an oxide-based thin film such as a strontium titanate thin film or an aluminum titanate thin film, this chemical reaction includes an oxidation reaction.

化成工程の化学反応は、第一の配位子および第二の配位子の少なくとも一方が前駆積層体から脱離する反応を素過程として含み、この化成工程により、第一の配位化合物の中心物質に基づく元素および第二の配位化合物の中心物質に基づく元素の含有する層状体が形成されてもよい。   The chemical reaction in the chemical conversion step includes, as an elementary process, a reaction in which at least one of the first ligand and the second ligand is released from the precursor laminate, and by this chemical conversion step, the chemical reaction of the first coordination compound is performed. A layered body containing an element based on the central substance and an element based on the central substance of the second coordination compound may be formed.

具体例として、第一の配位化合物の中心物質に基づく元素がチタンであって、第二の配位化合物の中心物質に基づく元素がアルミニウムであり、化成工程の化学反応が酸化反応である場合が挙げられる。この場合には、それぞれの配位化合物の配位子が前駆積層体から脱離する反応、ならびにチタンの酸化反応およびアルミニウムの酸化反応を含み、結果的に、Ai−Ti−O系薄膜が層状構造体として得られる。従来技術に係るALD法によりチタン酸アルミニウム薄膜を形成する場合に比べて、前述のとおり、製造プロセスが簡素化されることに加えて、チタンおよびアルミニウムを含む前駆積層体においてチタンの酸化反応およびアルミニウムの酸化反応が進行するため、チタンおよびアルミニウムの複合酸化物が得られやすく、結果的に、化学量論的に優れたチタン酸アルミニウム薄膜が得られやすくなることが期待される。すなわち、本発明の一実施形態に係る製造方法によれば、化学量論的に優れた層状構造体の製造方法が提供される。   As a specific example, the element based on the central substance of the first coordination compound is titanium, the element based on the central substance of the second coordination compound is aluminum, and the chemical reaction in the chemical conversion step is an oxidation reaction Is mentioned. In this case, it includes a reaction in which the ligand of each coordination compound is desorbed from the precursor laminate, and an oxidation reaction of titanium and an oxidation reaction of aluminum. As a result, the Ai-Ti-O-based thin film is layered. Obtained as a structure. Compared with the case where an aluminum titanate thin film is formed by the ALD method according to the prior art, as described above, in addition to the simplification of the manufacturing process, the oxidation reaction of titanium and aluminum in the precursor laminate including titanium and aluminum Since the oxidation reaction proceeds, a composite oxide of titanium and aluminum is easily obtained, and as a result, it is expected that an aluminum titanate thin film excellent in stoichiometry is easily obtained. That is, according to the manufacturing method which concerns on one Embodiment of this invention, the manufacturing method of the layered structure excellent in stoichiometry is provided.

化成工程の化学反応を進行させるにあたり反応ガスが供給される場合には、その反応ガスの種類は、進行させるべき化学反応に応じて適宜設定される。例えば、化学反応が酸化反応である場合には、反応ガスの具体的な種類は、酸素を含む物質を含むことが好ましい。そのようなガス種として、オゾン(O)が典型的である。酸化反応のためのガスが酸素分子であって、外的エネルギーの付与(加熱、電圧印加など)によって酸素を含むプラズマを発生させて、そのプラズマに含まれる化学種によって酸化反応が進行してもよい。化学反応が窒化反応である場合には、アンモニアを含む反応ガスが例示される。なお、化学反応を進行させるため行われる外的エネルギーの付与方法の具体的な種類は限定されず、上記の加熱などの方法以外に、紫外線やX線などの電磁波の照射(レーザ照射を含む。)、電子線やイオンの照射、磁場の印加などが例示される。 When a reaction gas is supplied to advance the chemical reaction in the chemical conversion step, the type of the reaction gas is appropriately set according to the chemical reaction to be advanced. For example, when the chemical reaction is an oxidation reaction, the specific type of reaction gas preferably includes a substance containing oxygen. As such a gas species, ozone (O 3 ) is typical. Even if the gas for the oxidation reaction is oxygen molecules, a plasma containing oxygen is generated by applying external energy (heating, voltage application, etc.), and the oxidation reaction proceeds by the chemical species contained in the plasma. Good. When the chemical reaction is a nitriding reaction, a reaction gas containing ammonia is exemplified. In addition, the specific kind of external energy application | coating method performed in order to advance a chemical reaction is not limited, Irradiation of electromagnetic waves, such as an ultraviolet-ray and an X-ray (laser irradiation is included) other than said methods, such as a heating. ), Electron beam or ion irradiation, magnetic field application, and the like.

4.付加物質
第一の付加物質および第二の付加物質の具体的な種類は、第一の配位化合物および第二の配位化合物ならびに製造目的物である層状構造体の組成等を考慮して適宜設定される。
4). Additive Substances The specific types of the first addition substance and the second addition substance are appropriately determined in consideration of the composition of the first coordination compound, the second coordination compound, and the layered structure that is the production target. Is set.

第一の付加物質および第二の付加物質の少なくとも一方を用いることによって、層状構造体にドーピングを行ったり、層状構造体の組成を調整したりすることが可能となる。本明細書において、第一の付加物質および第二の付加物質のように、第一の気相材料および第二の気相材料の少なくとも一方に含有される物質であって、第一の配位化合物および第二の配位化合物ならびにキャリアガス以外の物質を「付加物質」と総称する場合もある。   By using at least one of the first additional substance and the second additional substance, the layered structure can be doped and the composition of the layered structure can be adjusted. In the present specification, a substance contained in at least one of the first gas phase material and the second gas phase material, such as the first addition substance and the second addition substance, Substances other than the compound, the second coordination compound, and the carrier gas may be collectively referred to as “additional substances”.

前駆積層体に付加物質が含まれ、化成工程の化学反応によって形成される層状構造体中に付加物質に由来する成分が含有される場合には、その成分を層状構造体のドーパントとすることができる。   When an additive substance is included in the precursor laminate and a component derived from the additive substance is contained in a layered structure formed by a chemical reaction in the chemical conversion step, the component may be used as a dopant for the layered structure. it can.

具体的には、第一の付加物質が前駆積層体に含有される場合には、層状構造体において、第一の配位化合物に基づく元素の一部を第一の付加物質に基づく元素により置き換えることが可能となる。第二の付加物質が前駆積層体に含有される場合には、層状構造体において、第二の配位化合物に基づく元素の一部を第二の付加物質に基づく元素により置き換えることが可能となる。   Specifically, when the first additive substance is contained in the precursor laminate, a part of the element based on the first coordination compound is replaced with an element based on the first additive substance in the layered structure. It becomes possible. When the second additive substance is contained in the precursor laminate, in the layered structure, a part of the element based on the second coordination compound can be replaced with the element based on the second additive substance. .

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれらの具体例にのみ限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited only to these specific examples.

1.Al−Ti−O系の薄膜からなる層状構造体の製造
(実施例1)
反応チャンバ内にシリコン基板を配置し、基板温度を150℃、チャンバ内圧力を200Paとした。この状態で、反応チャンバ内に、第一の配位化合物としてのテトラキス(ジメチルアミノ)チタン(IV)からなる第一の気相材料を供給した。次に、第一の気相材料の供給を停止し、一次パージガスとしてのアルゴンを反応チャンバ内に供給して、シリコン基板上に、第一の単層を形成した。続いて、第二の配位化合物としてのトリメチルアルミニウムからなる第二の気相材料を供給した。その後、第二の気相材料の供給を停止し、二次パージガスとしてのアルゴンを反応チャンバ内に供給して、シリコン基板上に、テトラキス(ジメチルアミノ)チタン(IV)およびトリメチルアルミニウムからなる前駆積層体を形成した。二次パージガスの供給を停止し、反応チャンバ内にオゾンを供給して、基板温度を150℃とすることにより、前駆積層体から、Al−Ti−O系の薄膜からなる層状構造体を得た。
以上のプロセスを1サイクルとして、150サイクル実施することにより、Al−Ti−O系の薄膜からなる層状構造体をシリコン基板上に得た。
1. Production of layered structure comprising Al-Ti-O-based thin film (Example 1)
A silicon substrate was placed in the reaction chamber, the substrate temperature was 150 ° C., and the pressure in the chamber was 200 Pa. In this state, a first gas phase material made of tetrakis (dimethylamino) titanium (IV) as a first coordination compound was supplied into the reaction chamber. Next, supply of the first vapor phase material was stopped, and argon as a primary purge gas was supplied into the reaction chamber to form a first single layer on the silicon substrate. Subsequently, a second gas phase material composed of trimethylaluminum as the second coordination compound was supplied. Thereafter, the supply of the second gas phase material is stopped, and argon as a secondary purge gas is supplied into the reaction chamber, and a precursor stack made of tetrakis (dimethylamino) titanium (IV) and trimethylaluminum is formed on the silicon substrate. Formed body. The supply of secondary purge gas was stopped, ozone was supplied into the reaction chamber, and the substrate temperature was set to 150 ° C., thereby obtaining a layered structure made of an Al—Ti—O-based thin film from the precursor laminate. .
A layered structure composed of an Al—Ti—O-based thin film was obtained on a silicon substrate by carrying out the above process as one cycle for 150 cycles.

(比較例)
テトラキス(ジメチルアミノ)チタン(IV)およびトリメチルアルミニウムを用いて、従来技術に係るALD法、すなわち、一層のSr−Ti−O系膜を形成するために8工程を行う方法で、実施例と同様に150サイクル積層プロセスを実施して、Al−Ti−O系の薄膜からなる層状構造体をシリコン基板上に得た。
(Comparative example)
ALD method according to the prior art using tetrakis (dimethylamino) titanium (IV) and trimethylaluminum, that is, a method of performing 8 steps to form a single Sr—Ti—O-based film, as in the examples A layered structure made of an Al—Ti—O-based thin film was obtained on a silicon substrate by performing a 150 cycle lamination process.

2.評価方法および評価結果
得られた層状体を、X線光電子分光測定器(XPS)を用いて測定し、酸素1sのスペクトルを得た。
その結果、実施例および比較例いずれの場合も、化学量論的に適切なTiAlを示す530eV程度にピークを有するスペクトルが得られた。
530eVにおけるピーク強度に対する、Alに由来する531から531.5eVにおけるピーク強度の平均値の比率Rを算出した結果、実施例では、0.45であるのに対し、比較例では0.58となり、実施例に係る層状構造体の方が、化学量論的に優れた組成を有している可能性が示唆された。
2. Evaluation Method and Evaluation Results The obtained layered body was measured using an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) to obtain a spectrum of oxygen 1s.
As a result, in both the examples and the comparative examples, a spectrum having a peak at about 530 eV indicating stoichiometrically appropriate TiAl 2 O 5 was obtained.
As a result of calculating the ratio R of the average value of the peak intensity at 531 to 531.5 eV derived from Al 2 O 3 with respect to the peak intensity at 530 eV, the ratio was 0.45 in the example, whereas it was 0. 5 in the comparative example. Thus, it was suggested that the layered structure according to the example may have a stoichiometrically superior composition.

本発明は、Sr−Ti−O系薄膜、Al−Ti−O系薄膜などの層状構造体の製造に好適に使用できる。   The present invention can be suitably used for the production of layered structures such as Sr—Ti—O-based thin films and Al—Ti—O-based thin films.

Claims (5)

第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料および第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を逐次的に供給して各気相材料に基づく層が積層されてなる積層体を基板上に形成する積層工程と、
前記積層体に化学反応を施すことを含んで前記積層体から層状構造体を形成する化成工程とを備え、
第一の配位化合物のALDウィンドウの上限温度以下、かつ第二の配位化合物のALDウィンドウの上限温度以下の温度範囲内において、前記第一の配位化合物と前記第二の配位化合物との化学的な相互作用および化学結合の少なくとも一方により、前記積層体は層状体の形態を前記基板上に維持可能とされ、
前記積層工程では、前記化成工程にて行われる化学反応を行わないこと
を特徴とする層状構造体の製造方法。
Sequentially supplying a first gas phase material comprising a first coordination compound having a first ligand and a second gas phase material comprising a second coordination compound having a second ligand And a laminating process for forming a laminate on the substrate, in which layers based on each vapor phase material are laminated,
A chemical conversion step of forming a layered structure from the laminate including performing a chemical reaction on the laminate,
Within the temperature range below the upper limit temperature of the ALD window of the first coordination compound and below the upper limit temperature of the ALD window of the second coordination compound, the first coordination compound and the second coordination compound are The laminated body can maintain the form of a layered body on the substrate by at least one of chemical interaction and chemical bonding of:
In the laminating step, the chemical reaction performed in the chemical conversion step is not performed.
前記化成工程にて行われる化学反応は酸化反応を含む、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the chemical reaction performed in the chemical conversion step includes an oxidation reaction. 前記化成工程の化学反応は、前記第一の配位子および前記第二の配位子の少なくとも一方が前記積層体から脱離する反応を素過程として含み、前記化成工程により、前記第一の配位化合物の中心物質に基づく元素および前記第二の配位化合物の中心物質に基づく元素の酸化物を含有する層状構造体が前記基板上に形成される、請求項2に記載の製造方法。   The chemical reaction of the chemical conversion step includes, as an elementary process, a reaction in which at least one of the first ligand and the second ligand is detached from the laminate, The manufacturing method according to claim 2, wherein a layered structure containing an element based on a central substance of a coordination compound and an oxide of an element based on the central substance of the second coordination compound is formed on the substrate. 前記第一の気相材料のALDウィンドウと前記第二の気相材料のALDウィンドウとは重複する温度領域を有し、当該重複する温度領域の範囲内で、前記積層工程および前記化成工程は行われる、請求項1から3のいずれか一項に記載の製造方法。   The ALD window of the first vapor phase material and the ALD window of the second vapor phase material have overlapping temperature regions, and the stacking step and the chemical conversion step are performed within the overlapping temperature region. The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記第一の気相材料および前記第二の気相材料の少なくとも一方は、前記第一の配位化合物および前記第二の配位化合物以外の物質である付加物質を含有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の製造方法。   The at least one of the first gas phase material and the second gas phase material contains an additional substance that is a substance other than the first coordination compound and the second coordination compound. 5. The production method according to any one of 4 above.
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Citations (4)

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