JP2605928B2 - Ａ▲ｌ▼薄膜の選択的形成方法 - Google Patents
Ａ▲ｌ▼薄膜の選択的形成方法Info
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- JP2605928B2 JP2605928B2 JP15104290A JP15104290A JP2605928B2 JP 2605928 B2 JP2605928 B2 JP 2605928B2 JP 15104290 A JP15104290 A JP 15104290A JP 15104290 A JP15104290 A JP 15104290A JP 2605928 B2 JP2605928 B2 JP 2605928B2
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- gas
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコン基板上へのAl薄膜の選択的形成方法
に関する。
に関する。
Al薄膜の選択的成長の応用としては、半導体の配線形
成において、従来プロセスであるスパッタでは不可能で
あった、微細なスルーホールの埋め込みによる配線の高
密度化や平坦化、さらには多結晶シリコンへのAlの張り
付けによる配線抵抗の低減がある。
成において、従来プロセスであるスパッタでは不可能で
あった、微細なスルーホールの埋め込みによる配線の高
密度化や平坦化、さらには多結晶シリコンへのAlの張り
付けによる配線抵抗の低減がある。
従来、Al薄膜の選択的成長には、第18回固体素子材料
コンファレンス予稿集（1986年）の755〜756頁、に記載
のように、トリイソブチルアルミ（（ｉ−C4H9）3Al）
を原料として用いた方法が報告されている。そこでは、
酸化シリコンのパターンを形成したシリコン基板上で、
化学気相堆積（CVD）法により、シリコンが露出したと
ころにのみAlを堆積させるという選択的成膜を実現して
いる。
コンファレンス予稿集（1986年）の755〜756頁、に記載
のように、トリイソブチルアルミ（（ｉ−C4H9）3Al）
を原料として用いた方法が報告されている。そこでは、
酸化シリコンのパターンを形成したシリコン基板上で、
化学気相堆積（CVD）法により、シリコンが露出したと
ころにのみAlを堆積させるという選択的成膜を実現して
いる。
しかしながら、従来のトリイソブチルアルミを用いた
Al薄膜の選択的形成方法には、原料であるトリイソブチ
ルアルミの蒸気圧が25℃で0.5Torrと低いため、原料供
給量を十分に取ることができず、成膜速度が、現在半導
体プロセスに使用されているスパッタ法より２桁程度小
さいという実用上の問題がある。又、原料ガスを事前に
気相分解しなければならないと言う問題もある。
Al薄膜の選択的形成方法には、原料であるトリイソブチ
ルアルミの蒸気圧が25℃で0.5Torrと低いため、原料供
給量を十分に取ることができず、成膜速度が、現在半導
体プロセスに使用されているスパッタ法より２桁程度小
さいという実用上の問題がある。又、原料ガスを事前に
気相分解しなければならないと言う問題もある。
トリメチルアルミニウムを用いた熱CVDによるAlの選
択的堆積は報告されていない。また、ジメチルアルミニ
ウムハイドライドを使用した熱CVDでは、選択的に堆積
できることを本発明者が実験的知見により確認したが、
選択比が必ずしも十分でなく、且つ成膜したAl膜の比抵
抗が従来のトリイソブチルアルミニウムのバルク並とい
う値に比べて劣る、と言う問題もある。
択的堆積は報告されていない。また、ジメチルアルミニ
ウムハイドライドを使用した熱CVDでは、選択的に堆積
できることを本発明者が実験的知見により確認したが、
選択比が必ずしも十分でなく、且つ成膜したAl膜の比抵
抗が従来のトリイソブチルアルミニウムのバルク並とい
う値に比べて劣る、と言う問題もある。
本発明は、開口部を有するマスク材料で被覆された基
板上の前記開口部に化学気相堆積方法を用いて選択成長
を行う方法において、トリメチルアルミニウムとジメチ
ルアルミニウムハイドライドの分子間化合物（化学式
（CH3）3Al（CH3）2AlH）を原料ガスとして用いるAl成
膜の選択的形成方法である。
板上の前記開口部に化学気相堆積方法を用いて選択成長
を行う方法において、トリメチルアルミニウムとジメチ
ルアルミニウムハイドライドの分子間化合物（化学式
（CH3）3Al（CH3）2AlH）を原料ガスとして用いるAl成
膜の選択的形成方法である。
本発明においては、原料ガスとして、トリメチルアル
ミニウムとジメチルアルミニウムハイドライドの分子間
化合物を用いる。このことにより、選択成長が可能であ
る。さらに前記原料ガスの蒸気圧はトリメチルアルミニ
ウムの蒸気圧（25℃で12Torr）とジメチルアルミニウム
ハイドライドの蒸気圧（25℃で2Torr）の中間の蒸気圧
となり、比較的高い蒸気圧が得られる。従って、原料の
供給量を従来のトリイソブチルアルミニウムよりも１桁
〜２桁増加させることが出来る。選択性を示す温度で
は、完全には供給律速ではないが、実験的知見にによ
り、供給量に従って成膜速度が増加する領域であること
が判っており、供給量の増加により、１桁程度の成膜速
度の増加を得ることが出来る。
ミニウムとジメチルアルミニウムハイドライドの分子間
化合物を用いる。このことにより、選択成長が可能であ
る。さらに前記原料ガスの蒸気圧はトリメチルアルミニ
ウムの蒸気圧（25℃で12Torr）とジメチルアルミニウム
ハイドライドの蒸気圧（25℃で2Torr）の中間の蒸気圧
となり、比較的高い蒸気圧が得られる。従って、原料の
供給量を従来のトリイソブチルアルミニウムよりも１桁
〜２桁増加させることが出来る。選択性を示す温度で
は、完全には供給律速ではないが、実験的知見にによ
り、供給量に従って成膜速度が増加する領域であること
が判っており、供給量の増加により、１桁程度の成膜速
度の増加を得ることが出来る。
また、本発明者が新たに実験的に見いだした知見によ
り、ジメチルアルミハイドライドを単独で使用したとき
に比べ、選択性が良く、選択的に堆積したAl膜の比抵抗
もバルク並であり、トリメチルアルミニウムとジメチル
アルミハイドライドの分子間化合物を用いた方が総合的
にみて優っている。
り、ジメチルアルミハイドライドを単独で使用したとき
に比べ、選択性が良く、選択的に堆積したAl膜の比抵抗
もバルク並であり、トリメチルアルミニウムとジメチル
アルミハイドライドの分子間化合物を用いた方が総合的
にみて優っている。
次に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す図で、Al薄膜の選択
的形成を実施するためのガスミキサおよび減圧CVD装置
の構成図である。１はキャリアガスボンベ、２はギャリ
アガスの流量を調整するマスフローコントローラ、３は
原料をキャリアガスと混合するためのバブラ容器、４は
バブラの蒸気圧を制御するための温度調整機、５は成長
室、６はウエハ、７はウエハの温度を制御するヒータ、
８は排気系である。
的形成を実施するためのガスミキサおよび減圧CVD装置
の構成図である。１はキャリアガスボンベ、２はギャリ
アガスの流量を調整するマスフローコントローラ、３は
原料をキャリアガスと混合するためのバブラ容器、４は
バブラの蒸気圧を制御するための温度調整機、５は成長
室、６はウエハ、７はウエハの温度を制御するヒータ、
８は排気系である。
バブラ容器３にトリメチルアルミニウムとジメチルア
ルミハイドライドの分子間化合物を封入し、水素ガスあ
るいは、希ガスのキャリアガスの流量をマスフローコン
トローラ２で制御しながらフローさせバブラ容器３で原
料の蒸気圧成分を分圧比で混合し、排気系８にて減圧
（数Torr）された成長室５へ導入する。
ルミハイドライドの分子間化合物を封入し、水素ガスあ
るいは、希ガスのキャリアガスの流量をマスフローコン
トローラ２で制御しながらフローさせバブラ容器３で原
料の蒸気圧成分を分圧比で混合し、排気系８にて減圧
（数Torr）された成長室５へ導入する。
このとき成長室５内の圧力は1Torr、キャリアガスは
水素で、前記マスフローコントローラ２で60SCCM（０
℃、１気圧換算でのcm3/min）に制御し、バブラ容器３
の温度は温度調整機４で25℃に保たれている。このとき
成長室内の原料ガスの分圧は0.1Torrと見積られた。成
長室５のなかに設置されたウエハ６は、ヒータ７により
選択性を示す温度に保たれている。ここで、220〜250℃
の温度範囲であれば、十分に選択性を示すことを確認し
た。導入された原料はウエハ６で加熱され熱分解により
Alを堆積させる。
水素で、前記マスフローコントローラ２で60SCCM（０
℃、１気圧換算でのcm3/min）に制御し、バブラ容器３
の温度は温度調整機４で25℃に保たれている。このとき
成長室内の原料ガスの分圧は0.1Torrと見積られた。成
長室５のなかに設置されたウエハ６は、ヒータ７により
選択性を示す温度に保たれている。ここで、220〜250℃
の温度範囲であれば、十分に選択性を示すことを確認し
た。導入された原料はウエハ６で加熱され熱分解により
Alを堆積させる。
ウエハにてAl薄膜が１μm/minの成膜速度が得られる
条件で、シリコン上に酸化シリコンのパターンが形成さ
れた基板を用いたところ、マスクパターンの開口部から
露出したシリコン上にのみ選択性良くAlが堆積した。こ
こではマスク材料として酸化シリコンを用いたが、SiNx
やPSGなどの他の材料を用いても本発明の効果は得られ
る。
条件で、シリコン上に酸化シリコンのパターンが形成さ
れた基板を用いたところ、マスクパターンの開口部から
露出したシリコン上にのみ選択性良くAlが堆積した。こ
こではマスク材料として酸化シリコンを用いたが、SiNx
やPSGなどの他の材料を用いても本発明の効果は得られ
る。
なお、トリメチルアルミニウムとジメチルアルミハイ
ドライドの分子間化合物を供給する手段は本実施例に示
したものにとどまらない。他の手段としては、例えば、
トリメチルアルミニウムの溶液を封入したバブラとジメ
チルアルミハイドライドの溶液を封入したバブラからそ
れぞれ水素をキャリアガスとして気相成分を運搬し、成
長室５の直前でこれらのガスを混合する方法等が有効で
ある。
ドライドの分子間化合物を供給する手段は本実施例に示
したものにとどまらない。他の手段としては、例えば、
トリメチルアルミニウムの溶液を封入したバブラとジメ
チルアルミハイドライドの溶液を封入したバブラからそ
れぞれ水素をキャリアガスとして気相成分を運搬し、成
長室５の直前でこれらのガスを混合する方法等が有効で
ある。
本発明によれば、原料供給量が十分なため従来よりも
大きな成膜速度で選択的にAl薄膜を形成することができ
る。又、原料を事前に分解する必要もなくなる。
大きな成膜速度で選択的にAl薄膜を形成することができ
る。又、原料を事前に分解する必要もなくなる。
第１図は本発明の一実施例を説明するための減圧CVD装
置の構成図である。 １……キャリアガスボンベ、２……マスフローコントロ
ーラ、３……バブラ容器、４……温度調整機、５……成
長室、６……ウエハ、７……ヒータ、８……排気系。
置の構成図である。 １……キャリアガスボンベ、２……マスフローコントロ
ーラ、３……バブラ容器、４……温度調整機、５……成
長室、６……ウエハ、７……ヒータ、８……排気系。
Claims (1)
- 【請求項１】開口部を有するマスク材料で被覆された基
板上の前記開口部に化学気相堆積方法を用いて選択成長
を行う方法において、トリメチルアルミニウムとジメチ
ルアルミニウムハイドライドの分子間化合物を原料ガス
として用いることを特徴とするAl薄膜の選択的形成方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15104290A JP2605928B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Ａ▲ｌ▼薄膜の選択的形成方法 |
| US07/712,772 US5130459A (en) | 1990-06-08 | 1991-06-10 | Selective chemical vapor deposition of aluminum, aluminum CVD materials and process for preparing the same |
| US07/875,657 US5217756A (en) | 1990-06-08 | 1992-04-29 | Selective chemical vapor deposition of aluminum, aluminum CVD materials and process for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15104290A JP2605928B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Ａ▲ｌ▼薄膜の選択的形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445273A JPH0445273A (ja) | 1992-02-14 |
| JP2605928B2 true JP2605928B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=15510031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15104290A Expired - Lifetime JP2605928B2 (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Ａ▲ｌ▼薄膜の選択的形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2605928B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100434307B1 (ko) * | 1997-06-27 | 2004-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의알루미늄박막형성방법 |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP15104290A patent/JP2605928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0445273A (ja) | 1992-02-14 |
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