JP2721013B2

JP2721013B2 - 堆積膜形成法

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Publication number: JP2721013B2
Application number: JP1250012A
Authority: JP
Inventors: 寿進藤; 武史市川; 敦池田; 和明近江; 繁幸松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH03110838A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、堆積膜形成法に関し、特に半導体集積回路
装置等の配線に好ましく適用できるAl−Ti形成法に関す
るものである。

［従来の技術］従来、半導体を用いた電子デバイスや集積回路におい
て、電極や配線には主にアルミニウム（Al）,Al−Siも
しくはAl−Ti等が用いられてきた。ここで、Alは廉価で
電気伝導度が高く、また表面に緻密な酸化膜が形成され
るので、内部が化学的に保護されて安定化することや、
Siとの密着性が良好であることなど、多くの利点を有し
ている。ところがAlはいわゆるエレクトロマイグレーシ
ョンに起因する断線の問題があり、これを解決するため
に従来よりAl−Tiが検討されて来た。

ところで、LSI等の集積回路の集積度が増大し、配線
の微細化や多層配線化などが近年特に必要とされるよう
になってきたため、従来のAl配線に対してこれまでにな
い厳しい要求が出されるようになってきている。集積度
の増加による寸法微細化に伴って、LSI等の表面は酸
化，拡散，薄膜堆積，エッチングなどにより凹凸が激し
くなっている。例えば電極や配線金属は段差をある面上
へ断線なく堆積されたり、径が微小でかつ深いビアホー
ル中へ堆積されなければならない。4Mbitや16MbitのDRA
M（ダイナミックRAM）などでは、Al−Ti等の金属を堆積
しなければならないビアホールのアスペクト比（ビアホ
ール深さ÷ビアホール直径）は1.0以上であり、ビアホ
ール直径自体も１μｍ以下となる。従って、アスペクト
比の大きいビアホールにもAl−Tiを堆積できる技術が必
要とされる。

特に、SiO₂等の絶縁膜の下にあるデバイスに対して確
実な接続を行うためには、成膜というよりむしろデバイ
スのビアホールのみを穴埋めするようにAl−Tiを堆積す
る必要がある。このためには、Siや金属表面にのみAl−
Tiを堆積させ、SiO₂などの絶縁膜上には堆積させない方
法を要する。

Al−Tiは従来スパッタ法で成膜されて来た。しかし上
記のような選択堆積ないし選択成長は従来用いられてき
たスパッタ法では実現できない。スパッタ法はターゲッ
トからスパッタされた粒子の真空中での飛来を基礎とす
る物理的堆積法であるので、段差部や絶縁膜側壁での膜
厚が極端に薄くなり、甚だしい場合には断線も生じる。
そして、膜厚の不均一や断線はLSIの信頼性を著しく低
下させることになる。

基板にバイアスを印加し、基板表面でのスパッタエッ
チング作用と堆積作用とを利用して、ビアホールにAlを
埋込むように堆積を行うバイアススパッタ法が開発され
ている。しかし基板に数100V以上のバイアス電圧が印加
されるために、荷電粒子損傷により例えばMOS−FETの閾
値が変化してしまう等の悪影響が生ずる。また、エッチ
ング作用と堆積作用とが混在するため、本質的に堆積速
度が向上しないという問題点もある。

上記のような問題点を解決するため、様々なタイプの
CVD（Chemical Vapor Deposition）法が提案されてい
る。これらの方法では成膜過程で何らかの形で原料ガス
の化学反応を利用する。プラズマCVDや光CVDでは原料ガ
スの分解が気相中で起き、そこでできた活性種が基板上
でさらに反応して膜形成が起きる。これらのCVD法では
気相中での反応があるので、基板表面の凹凸に対する表
面被覆性がよい。しかし、原料ガス分子中に含まれる炭
素原子が膜中に取り込まれる。また特にプラズマCVDで
はスパッタ法の場合のように荷電粒子による損傷（いわ
ゆるプラズマダメージ）があるなどの問題点があった。

熱CVD法は主に基体表面での表面反応により膜が成長
するために表面の段差部などの凹凸に対する表面被覆性
が良い。また、ビアホール内での堆積が起き易いと期待
できる。さらに段差部での断線なども避けられる。

このためAl膜の形成方法として熱CVD法が種々研究さ
れている。一般的な熱CVDによるAl膜の形成方法として
は有機アルミニウムをキャリアガスに分散して加熱基板
上へ輸送し、基板上でガス分子を熱分解して膜形成する
という方法が使われる。例えばJournal of Electrochem
ical Society第131巻2175ページ（1984年）に見られる
例では有機アルミニウムガスとしてトリイソブチルアル
ミニウム（ｉ−C₄H₉）₃Al（TIBA）を用い、成膜温度260
℃，反応管圧力0.5torrで成膜し、3.4μΩ・cmの膜を形
成している。この場合、均一成膜のため成膜前にTiCl₄
を流す方法が取られている。

特開昭63−33569号公報にはTiCl₄を用いず、その代り
に有機アルミニウムを基板近傍において加熱することに
より膜形成する方法が記載されている。この方法では表
面の自然酸化膜を除去した金属または半導体表面上にの
み選択的にAlを堆積することができる。

この場合にはTIBAの導入前に基板表面の自然酸化膜を
除去する工程が必要であると明記されている。また、TI
BAは単独で使用することが可能なのでTIBA以外のキャリ
ガスを使う必要はないがArガスをキャリアガスとして用
いてもよいと記載されている。しかしTIBAと他のガス
（例えばH₂）との反応は全く想定しておらず、H₂をキャ
リアガスとして使うという記載はない。またTIBA以外に
トリメチルアルミニウム（TMA）とトリエチルアルミニ
ウム（TEA）をあげているが、それ以外の有機金属の具
体的記載はない。これは一般に有機金属の化学的性質は
金属元素に付いている有機置換基が少し変化すると大き
く変るので、どのような有機金属を使用すべきかは個々
に検討する必要があるからである。この方法では自然酸
化膜を除去しなければならないという不都合があるだけ
でなく、表面平滑性が得られないという欠点がある。ま
たガスの加熱の必要があること、しかも加熱を基板近傍
で行わなければならないという制約があり、しかもどの
位基板に近い所で加熱しなければならないかも実験的に
決めて行かざるを得ず、ヒータを置く場所を自由に選べ
る訳ではないなどの問題点もある。

Electrochemical Society日本支部第２回シンポジウ
ム（1989年７月７日）予稿集第75ページにはダブルウォ
ールCVD法によるAlの成膜に関する記載がある。この方
法ではTIBAを使用しTIBAのガス温度を基板温度よりも高
くすることができるように装置を設計する。この方法は
上記特開昭63−33569号の変形ともみなせる。この方法
でも金属や半導体上のみにAlを選択成長させることがで
きるが、ガス温度と基体表面温度との差を精度よく制御
するのが困難であるだけでなく、ボンベと配管を加熱し
なければならないという欠点がある。しかもこの方法で
は膜をある程度厚くしないと均一な連続膜にならない，
膜の平坦性が悪い,Al選択成長の選択性が余り長いと時
間維持できないなどの問題点がある。

以上のように、従来の方法はAlの選択成長を必ずしも
うまく起せず、仮にできたとしてもAl膜の平坦性，抵
抗，純度などに問題がある。また、その成膜方法も複雑
で制御が難しいという問題点があった。

［発明が解決しようとする課題］以上のように、近年より高集積化が望まれている半導
体の技術分野において、高集積化され、かつ高性能化さ
れた半導体装置を廉価に提供するためには、改善すべき
余地が多く存在していた。

本発明は、上述した技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、導電体として良質なAl−Ti膜を制御性良く所望
の位置に形成し得る堆積膜形成法を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］かかる目的を達成するために本発明堆積膜形成方法
は、（ａ）電子供与性の表面（Ａ）と非電子供与性の表面
（Ｂ）とを有する基体を堆積膜形成用の空間に配する工
程、（ｂ）アルキルアルミニウムハイドライドのガスとチタ
ン原子を含むガスと水素ガスとを前記堆積膜形成用の空
間に導入する工程、および（ｃ）アルキルアルミニウムハイドライドおよびチタン
原子を含むガスの分解温度以上でかつ450℃以下の範囲
内に前記電子供与性の表面（Ａ）の温度を維持し、チタ
ンを含むアルミニウム膜を該電子供与性の表面（Ａ）に
選択的に形成する工程を有することを特徴とする。

また、本発明堆積膜形成法は、（ａ）電子供与性の表面（Ａ）と非電子供与性の表面
（Ｂ）とを有する基体を堆積膜形成用の空間に配する工
程、（ｂ）アルキルアルミニウムハイドライドのガスとチタ
ン原子を含むガスとシリコン原子を含むガスと水素ガス
とを前記堆積膜形成用の空間に導入する工程、および（ｃ）前記アルキルアルミニウムハイドライド、前記チ
タン原子を含むガス、および前記シリコン原子を含むガ
スの分解温度以上でかつ450℃以下の範囲内に前記電子
供与性の表面（Ａ）の温度を維持し、チタンおよびシリ
コンを含むアルミニウム膜を該電子供与性の表面（Ａ）
に選択的に形成する工程を有することを特徴とする。

［作用］まず、有機金属を用いた堆積膜形成方法について概説
する。

有機金属の分割反応は、ひいては薄膜堆積反応は、金
属原子の種類，金属原子に結合しているアルキルの種
類，分解反応を生ぜしめる手段，雰囲気ガス等の条件に
より大きく変化する。

例えば、Ｍ−R₃（M:III族金属,R:アルキル基）の場合
において、トリメチルガリウムは、熱分解ではGa−CH₃結合の切断されるラジカル解裂
であるが、トリエチルガリウムは、熱分解ではβ離脱によりとC₂H₄とに分解する。また、同じエチル基のついたトリ
エチルアルミニウムは、熱分解ではAl−C₂H₅結合の切断されるラジカル分解
である。しかしiC₄H₉の結合したイソトリブチルアルミ
ニウムはβ離脱する。

CH₃基とAlとからなるトリメチルアルミニウム（TMA）
は、室温で二量体構造を有しており、熱分解はAl−CH₃基の切断されるラジカ
ル分解であり、150℃以下の低温では雰囲気H₂と反応し
てCH₄を生じ、最終的にAlを生成する。しかし略々300℃
以上の高温では、雰囲気にH₂が存在してもCH₃基がTMA分
子からＨを引抜き、最終的にAl−Ｃ化合物が生ずる。

また、TMAの場合、光もしくはH₂雰囲気高周波（略々1
3.56MHz）プラズマにおいて電力のある制限された領域
においては、２つのAl間の橋掛CH₃のカップリングによ
りC₂H₆が生ずる。

要は、最も単純なアルキル基であるCH₃基,C₂H₅基また
はiC₄H₉基とAlまたはGaから成る有機金属ですら、反応
形態はアルキル基の種類や金属原子の種類，励起分解手
段により異なるので、有機金属から金属原子を所望の基
体上に堆積させるためには、分解反応を非常に厳密に制
御しなければならない。例えば、トリイソブチルアルミ
ニウムからAlを堆積させる場合、従来の熱反応を主とする減圧
CVD法では、表面にμｍオーダの凹凸が生じ、表面モル
フォロジが劣っている。また、熱処理によるヒロック発
生、AlとSiとの界面でのSi拡散によるSi表面荒れが生
じ、かつマイグレーション耐性も劣っており、超LSIプ
ロセスに用いることが難しい。

そのため、ガス温度と基板温度とを精密に制御する方
法が試みられている。しかし装置が複雑であり、１回の
堆積プロセスで１枚のウェハにしか堆積を行うことので
きない枚葉処理型である。しかも堆積速度が高々500Å
／分であるので、量産化に必要なスループットを実現す
ることができない。

同様にTMAを用いた場合は、プラズマや光を用いるこ
とによるAl堆積が試みられているが、やはりプラズマや
光を用いるため装置が複雑となり、かつ枚葉型装置であ
るため、スリープットを十分向上させるにはまた改善す
べき余地がある。

本発明におけるジメチルアルミニウムハイドライドDM
AHは、アルキル金属として公知の物質であるが、どのよ
うな反応形態によりどのようなAl薄膜が堆積するかは、
あらゆる条件下で堆積膜を形成してみなくては予想だに
できないものであった。例えばDMAHを光CVDによりAlを
堆積させる例では、表面モルフォロジに劣り、抵抗値も
数μΩ〜10μΩ・cmとバルク値（2.7μΩ・cm）より大
きく、膜厚に劣るものであった。

［実施例］以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施態様に
ついて説明する。

本発明においては、導電性堆積膜として耐エレクトロ
マイグレーション性がある良質のAl−Ti膜を基体上に選
択的に堆積させるためにCVD法を用いるものである。

すなわち、堆積膜の構成要素となる原子を少なくとも
１つ含む原料ガスとして有機金属であるジメチルアルミ
ニウムハイドライド（DMAH）またはモノメチルアルミニウムハイドライド（MMAH₂）と、原料ガスとしてのTi原子を含むガスとを使用し、か
つ反応ガスとしてH₂を使用し、これらの混合ガスによる
気相成長により基体上に選択的にAl−Ti膜を形成する。
あるいは、原料ガスとしてさらにSi原子を含むガスを付
加し、Al−Si−Ti膜を形成する。

本発明の適用可能な基体は、Al−Tiの堆積する表面を
形成するための第１の基体表面材料と、Al−Tiの堆積し
ない表面を形成するための第２の基体表面材料とを有す
るものである。そして、第１の基体表面材料としては、
電子供与性を有する材料を用いる。

この電子供与性について以下詳細に説明する。

電子供与性材料とは、基体中に自由電子が存在してい
るか、もしくは自由電子を意図的に生成せしめたかした
もので、例えば基体表面上に付着した原料ガス分子との
電子授受により化学反応が促進される表面を有する材料
をいう。例えば、一般に金属や半導体がこれに相当す
る。金属もしくは半導体表面に薄い酸化膜が存在してい
るものも含まれる。それは基体と付着原料分子間で電子
授受により化学反応が生ずるからである。

具体的には、単結晶シリコン，多結晶シリコン，非晶
質シリコン等の半導体、III族元素としてのGa,In,Alと
Ｖ族元素としてのP,As,Nとを組合せて成る二元系もしく
は三元系もしくは四元系III−Ｖ族化合物半導体、タン
グステン，モリブデン，タンタル，タングステンシリサ
イド，チタンシリサイド，アルミニウム，アルミニウム
シリコン，チタンアルミニウム，チタンナイトライド，
銅，アルミニウムシリコン銅，アルミニウムパラジウ
ム，チタン，モリブデンシリサイド，タンタルシリサイ
ド等の金属，合金およびそれらのシリサイド等を含む。

これに対して、Al−Tiが選択的に堆積しない表面を形
成する材料、すなわち非電子供与性材料としては、熱酸
化,CVD等により酸化シリコン,BSG,PSG,BPSG等のガラス
または酸化膜、熱窒化膜，プラズマCVD,減圧CVD,ECR−C
VD法等によるシリコン窒化膜等である。

このような構成の基体に対して、Al−Tiは原料ガスと
H₂との反応系において単純な熱反応のみで堆積する。例
えばDMAHとH₂との反応系における熱反応は基本的にと考えられる。DMAHは室温で二量体構造をとっている。
また、TiCl₄等の添加によりAl−Ti合金が形成されるの
は基体表面に到達したTiCl₄が表面化学反応により分解
し、Tiが膜中に取り込まれることによる。MMAH₂によっ
ても下記実施例に示すように、熱反応により高品質Al−
Tiか堆積可能であった。

MMAH₂は蒸気圧が室温で0.01〜0.1Torrと低いために多
量の原料輸送が難しく、堆積速度は数百Å／分が本発明
における上限値であり、好ましくは室温で蒸気圧が1Tor
rであるDMAHを使用することが最も望ましい。

第１図は本発明を適用可能な堆積膜形成装置を示す模
式図である。

ここで、１はAl−Ti膜を形成するための基体である。
基体１は、同図に対して実質的に閉じられた堆積膜形成
用の空間を形成するための反応管２の内部に設けられた
基体ホルダ３上に載置される。反応管２を構成する材料
としては石英が好ましいが、金属製であってもよい。こ
の場合には反応管を冷却することが望ましい。また、基
体ホルダ３は金属製であり、載置される基体を加熱でき
るようにヒータ４が設けられている。そしてヒータ４の
発熱温度を制御して基体温度を制御することができるよ
う構成されている。

ガスの供給系は以下のように構成されている。

５はガスの混合器であり、原料ガスと反応ガスとを混
合させて反応管２内に供給する。６は原料ガスとして有
機金属を気化させるために設けられた原料ガス気化器で
ある。

本発明において用いる有機金属は室温で液体状である
ので、気化器６内でキャリアガスを有機金属の液体中を
通して飽和蒸気となし、混合器５へ導入する。

排気系は以下のように構成される。

７はゲートバルブであり、堆積膜形成前に反応管２内
部を排気する時など大容量の排気を行う際に開かれる。
８はスローリークバルブであり、堆積膜形成時の反応管
２内部の圧力を調整する時など小容量の排気を行う際に
用いられる。９は排気ユニットであり、ターボ分子ポン
プ等の排気用のポンプ等で構成される。

基体１の搬送系は以下のように構成される。

10は堆積膜形成前および堆積膜形成後の基体を収容可
能な基体搬送室であり、バルブ11を開いて排気される。
12は搬送室を排気する排気ユニットであり、ターボ分子
ポンプ等の排気用ポンプで構成される。

バルブ13は基体１を反応室と搬送空間で移送する時の
み開かれる。

第１図に示すように、原料ガスを生成するためのガス
生成室６においては、室温に保持されている液体状のDM
AHに対しキャリアガスとしてのH₂もしくはAr（もしくは
他の不活性ガス）でバブリングを行い、気体状DMAHを生
成し、これを混合器５に輸送する。TiCl₄及び反応ガス
としてのH₂は別々に、または、あらかじめ混合してほか
の経路から混合器５に輸送される。ガスはそれぞれその
分圧が所望の値となるように流量が調整されている。

原料ガスとしては、MMAH₂でもよいが、蒸気圧が室温
で1Torrとなるのに十分なDMAHが最も好ましい。また、D
MAHとMMAH₂を混合させて用いてもよい。

また第２の原料ガスとしてのTiを含むガスとしてはTi
Cl₃,TiCl₄,TiBr₄,Ti（CH₃）_４等を用いる事ができる
が、200−300℃の低温で分解するTiCl₄,Ti（CH₃）_４が
望ましい。

第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明によるAl−Ti膜の選択
成長の様子を示す。

第２図（ａ）は本発明によるAl堆積膜形成前の基体の
断面を模式的に示す図である。90は電子供与性材料から
なる基板、91は非電子供与性材料からなる薄膜である。

原料ガスとしてのDMAH,TiCl₄反応ガスとしてのH₂を含
んだ混合気体がDMAH及びTICl₄の分解温度以上かつ450℃
以下の温度範囲内に加熱された基体１上に供給される
と、基体90上にAl−Tiが析出し、第２図（ｂ）に示すよ
うにAl−Tiの連続膜が形成される。ここで、反応管２内
の圧力は10^-3〜760Torrが望ましく、DMAH分圧は上記反
応管内圧力の15×10^-5〜1.3×10^-3倍が好ましい。

上記条件でAl−Tiの堆積を続けると、第２図（ｃ）の
状態を経て、第２図（ｄ）に示すように、Al−Ti膜は薄
膜91の最上部のレベルにまで成長する。さらに同じ条件
で成長させると、第２図（ｅ）に示すように、Al−Tiは
横方向にはほとんど成長することなしに、2000Å以上に
まで成長可能である。これは、本発明による堆積膜の最
も特徴的な点であり、如何に良質の膜を良好な選択性の
下に形成可能であるかが理解できよう。

そしてオージュ電子分光法や光電子分光法による分析
の結果、この膜には炭素や酸素のような不純物の混入が
認められない。

このようにして形成された堆積膜の抵抗率は、膜厚40
0Åでは室温で3.0〜6.0μΩ・cmとAlバルクの抵抗率と
ほぼ等しく、連続かつ平坦な膜となる。また、膜厚１μ
ｍであっても、その抵抗率はやはりい室温で略々3.0〜
8.0μΩ・cmとなり、厚膜でも十分に緻密な膜が形成さ
れる。可視光波長領域における反射率も略々80％であ
り、表面平坦性にすぐれた薄膜を堆積させることができ
る。

基体温度としては、Alを含む原料ガス及び、Tiを含む
原料ガスの分解温度以上、かつ450℃以下が望ましいこ
とは前述した通りであるが、具体的には基体温度220〜4
50℃が望ましく、この条件で堆積を行った場合、DMAH分
圧が10^-4〜10^-3Torrのとき堆積速度は100Å／分〜700Å
／分と非常に大きく、超LSI用Al−Ti堆積技術として十
分大きい堆積速度が得られる。

さらに好ましくは基体温度250℃〜350℃であり、この
条件で堆積したAl−Ti膜は配向性も強く、かつ、450℃,
1hourの熱処理を行ってもSi単結晶もしくはSi多結晶基
体上のAl−Ti膜にはヒロック，スパイクの発生もない良
質のAl−Ti膜となる。また、このようなAl−Ti膜はAl膜
よりもエレクトロマイグレーション耐性に優れている。

第１図示の装置では、１回の堆積において１枚の基体
にしかAl−Tiを堆積することができない。略々700Å／
分の堆積速度は得られるが、多数枚の堆積を短時間で行
うためには十分である。

この点を改善する堆積膜形成装置としては、多数枚の
ウェハを同時に装填してAl−Tiを堆積することのできる
減圧CVD装置がある。本発明によるAl堆積は加熱された
電子供与性基体表面での表面反応を用いているため、基
体のみが加熱されるホットウォール型減圧CVD法であれ
ばDMAHとH₂ TiCl₄等のTi原料ガスとを添加することによ
りTiを0.5〜2.0％含むAl−Tiを堆積させることができ
る。

反応管圧力は0.05〜760Torr,望ましくは0.1〜0.8Tor
r、基体温度は160℃〜450℃，望ましくは220℃〜400
℃、DMAH分圧は反応管内圧力の１×10^-5倍〜1.3×10^-3
倍であり、TiCl₄の反応管内圧力は、１×10^-7〜１×10
^-4倍の範囲でありAl−Tiが電子供与性基体上にのみ堆積
する。

第３図はかかる本発明を適用可能な堆積膜形成装置を
示す模式図である。

57はAl膜を形成するための基体である。50は周囲に対
して実質的に閉じられた堆積膜形成用の空間を形成する
石英製の外側反応管、51は外側反応管50内のガスの流れ
を分離するために設置される石英製の内側反応管、54は
外側反応管50の開口部を開閉するための金属製のフラン
ジであり、基体57は内側反応管51内部に設けられた基体
保持具56内に設置される。なお、基体保持具56は石英製
とするのが望ましい。

また、本装置はヒータ部59により基体温度を制御する
ことができる。反応管50内部の圧力は、ガス排気口53を
介して結合された排気系によって制御できるように構成
されている。

また、原料ガスは第１図に示す装置と同様に、第１の
ガス系，第２のガス系および混合器を有し（いずれも図
示せず）、原料ガスは原料ガス導入ライン52より反応管
50内部に導入される。原料ガスは、第３図中矢印58で示
すように、内側反応管51内部を通過する際、基体57の表
面において反応し、Al−Tiを基体表面に堆積する。反応
後のガスは、内側反応管51と外側反応管50とによって形
成される間隙部を通り、ガス排気口53から排気される。

基体の出し入れに際しては、金属製フランジ54をエレ
ベータ（図示せず）により基体保持具56,基体57ととも
に降下させ、所定の位置へ移動させて基体の着脱を行
う。

かかる装置を用い、前述した条件で堆積膜を形成する
ことにより、装置内の総てのウェハにおいて良質なAl−
Ti膜を同時に形成することができる。

上述したように本発明に基づくAl−Ti成膜方法によっ
て得られら膜は緻密であり炭素等の不純物含有量がきわ
めて少なく抵抗率もAlバルク近く且つ表面平滑度の高い
特性を有するため以下に述べる顕著な効果が得られる。

ヒロックの減少ヒロックは成膜時の内部応力が熱処理工程で解放され
る際にAlが部分的なマイグレーションをおこし、Al表面
に凸部を生じるものである。また通電による極部的なマ
イグレーショによっても同様の現象が生ずる。本発明に
よって形成されたAl−Ti膜は内部応力がほとんどなく且
つ単結晶に近い状態である。そのため450℃1Hrの熱処理
で従来のAl膜において10⁴〜10⁶個/cm²のヒロックが生ず
るのに対して本発明によるとヒロック数は０〜10個/cm²
と大幅に達成できた。このようにAl−Ti表面凸部がほと
んどないためレジスト膜厚および層間絶縁膜を薄膜化す
ることができ、微細化，平坦化に有利である。

耐エレクトロマイグレーション性の向上エレクトロマイグレーションは高密度の電流が流れる
ことにより配線原子が移動する現象である。この現像に
よ１粒界に沿ってボイドが発生・成長しそのための断面
積減少に伴ない配線が発熱・断線してしまう。従来スパ
ッタ法においてもAl−SiにCu,Ti等を加え合金化するこ
とにより耐マイグレーション性を向上させてきた。

耐マイグレーション性は平均配線寿命で評価すること
が一般的である。

上記従来法による配線は250℃,1×10⁶ A/cm²の通電試
験条件下で、（配線断面積１μm²の場合）１×10²〜10³
時間の平均配線寿命が得られている。これに対して本発
明に基づくAl−Ti成膜法により得られたAl−Ti膜は、上
記試験により、断面積１μm²のの配線で10³〜５×10⁴時
間の平均配線寿命が得られた。

よって本発明によるとたとえば配線幅0.8μｍのとき
0.3μｍの配線層厚さで充分実用に耐え得る。つまり配
線層厚さを薄くすることができるので配線を設置した後
の半導体表面の凹凸を最小減に押えることができ、且つ
通常の電流を流す上で高信頼性が得られた。また、非常
に単純なプロセスである。

コンタクト部のアロイ・ビットの減少配線工程中の熱処理により、配線材中のAlと基体のSi
が、共晶反応し、アロイ・ピットと呼ばれるAlとSiの共
晶がスパイク状に基体中に浸入し、その結果浅い接合が
破壊されることがある。

その対策として接合深さが0.3μｍ以上の場合はAl−S
i系の合金を用い、接合深さが0.2μｍ以下の場合はTi,
W,Moのバリアメタル技術を用いることが一般的である。

しかしエッチングの複雑さおよびコンタクト抵抗の上
昇等改善すべき点は存在している。本発明によって形成
したAl−Tiは、配線工程時の熱処理によっても基体結晶
とのコンタクト部におけるアロイピットの発生が抑えら
れ、且つコントクト性の良好な配線を得ることができ
る。つまり接合を0.1μｍ程度に浅くした場合もAl−Ti
材料のみで接合を破壊することなく配線できる。

表面平滑性の向上（配線のパターニング性向上）従来、金属薄膜の表面の粗さは配線のパターニング工
程においてマスクと基体用のアライメント工程およびエ
ッチング工程において不都合を及ばしていた。

つまり従来のAl CVD膜の表面には数μｍに及ぶ凹凸が
あり表面モルフォロジーが悪く、そのため１）アライメント信号が表面で乱反射を生じ、そのため
雑音レベルが高くなり本来のアライメント信号を識別で
きない。

２）大きな表面凹凸をカバーするため、レジスト膜厚を
大きくとらねばならず微細化に反する。

３）表面モルフォロジーが悪いとレジスト内部反射によ
るハレーションが極部的に生じ、レジスト残りが生ず
る。

４）表面モルフォロジーが悪いとその凹凸に準じて配線
エッチング工程で側壁がギザギザになってしまう等の欠
点をもっていた。

本発明によると形成されたAl−Ti膜の表面モルフォロ
ジーが画期的に改善され、上述の欠点は全て改善され
る。

コンタクトホール，スルーホール内の抵抗の向上。

コントクトホールの大きさが１μｍ×１μｍ以下と微
細になると、配線工程の熱処理中に配線中のSiがコンタ
クトホールの基体上に析出してこれを覆い、配線と素子
との間の抵抗が著しく大きくなる。

本発明によると表面反応によってち密な膜が形成され
るのでコンタクトホール，スルーホール内部に完全に充
填されたAl−Tiは3.0〜6.0μΩcmの抵抗率を有すること
が確認された。また、コンタクト抵抗は0.6μｍ×0.6μ
ｍの孔においてSi部が10²⁰cm^-3の不純物を有する場合１
×10^-6Ω・cm²程度が達成できる。

つまり本発明によると微細な孔中に完全に配線材をう
め込むことができ、且つ基体と良好なコンタクトが得ら
れる。従って本発明は１μｍ以下の微細プロセスにおい
て最大の問題であったホール内抵抗およびコンタクト抵
抗の向上に大いに貢献できる。

つまり、パターニング工程において露光機の解像性限
界の線巾においてアライメント精度３σ＝0.15μｍが達
成できハレーションを起こさず、なめらかな側面を有す
る配線が可能となる。

配線工程中の熱処理の低温化あるいは廃止が可能であ
る。

以上詳細に説明したように本発明を半導体集積回路の
配線形成方法により適用することにより、従来のAl−Ti
配線に比べて格段に、歩止まりを向上させ、低コスト化
を促進することが可能となる。

（実施例１）まず、Al−Ti成膜の手順は次の通りである。第１図に
示した装置を用い、排気設備９により、反応管２内を略
々１×10^-8Torrに排気する。ただし反応管２内の真空度
は１×10^-8Torrより悪くてもAl−Tiは成膜する。

Siウェハを洗浄後、搬送室10を大気圧に解放しSiウェ
ハを搬送室に装填する。搬送室を略々１×10^-6Torrに排
気し、その後ゲートバルブ13を開けウェハをウェハホル
ダー３に装着する。

ウェハをウェハホルダー３に装着した後、ゲートバル
ブ13を閉じ、反応室２の真空度が略々１×10^-8Torrにな
るまで排気する。

本実施例では第１のガスラインからDMAHを供給する。
DHAMラインのキャリアガスはH₂を用いた。第２のガスラ
インはH₂用、第３のガスラインはH₂希釈したTiCl₄とす
る。

第２ガスラインからH₂を流し、スローリークバルブ８
の開度を調整して反応管２内の圧力を所定の値にする。
本実施例における典型的圧力は略々1.5Torrとする。そ
の後ヒータ４に通電しウェハを加熱する。ウェハ温度が
所定の温度に到達した後、DMAHラインTiCl₄ラインよりD
MAH H₂希釈したTiCl₄を反応管内へ導入する。全圧は略
々1.5Torrであり、DMAH分圧を略々1.5×10^-4Torrとす
る。DMAHを反応管２に導入するとAl−Tiが堆積する。Ti
Cl₄分圧は1.5×10^-6Torrとする。所定の堆積時間が経過
した後、DMAHとTiCl₄の供給を停止する。次にヒータ４
の加熱を停止し、ウェハを冷却する。H₂ガスの供給を止
め反応管内を排気した後、ウェハを搬送室に移送し、搬
送室のみを大気圧にした後ウェハを取り出す。以上がAl
−Ti成膜手順の概略である。

次に本実施例における試料作製を説明する。

Si基体（Ｎ型１〜２Ωcm）を水素燃焼方式（H₂:4/
M,O₂,2/M）により1000℃の温度で熱酸化を行なった。

膜厚は7000Å±500Åであり、屈折率は1.46であっ
た。このSi基体全面にホトレジストを塗布し、露光機に
より所望のパターンを焼きつける。パターンは0.25μｍ
×0.25μｍ〜100μｍ×100μｍの各種の孔が開孔する様
なものである。ホトレジストを現像後反応性イオンエッ
チング（RIE）等でホトレジストをマスクとして下地のS
iO₂をエッチングし、部分的に基体Siを露出させた。こ
のようにして0.25μｍ×0.25μｍ〜100μｍ×100μｍの
各種の大きさのSiO₂の孔を有する試料を130枚用意し、
基板温度を13とおり設定し、各基板温度で前述した手順
に従って全圧 1.5Torr DHMA分圧 1.5×10^-4Torr TiCl₄分圧 1.5×10^-6Torr なる条件でAl−Ti膜を堆積した。

基板温度を13水準に変化して堆積したAl−Ti膜を各種
の評価方法を用いて評価した。その結果を表１に示す。

上記試料で160℃〜450℃の温度範囲においてSiO₂上に
はAlは堆積せず、SiO₂が開孔しSiが露出している部分に
のみAl−Ti（0.5％）が堆積した。なお上述した温度範
囲において２時間連続して堆積を行なった場合にも同様
の選択堆積性が維持された。

また反応管直前でTiCl₄＋H₂を300−400℃で加熱する
とClの含有量はさらに減少した。

（実施例２）まずAl−Ti成膜の手順は次の通りである。排気設備９
により、反応管２内を略々１×10^-8Torrに排気する。反
応管２内の真空度が１×10^-8Torrより悪くてもAl−Tiは
成膜する。

Siウェハを洗浄後、搬送室10を大気圧に解放してSiウ
ェハを搬送室に装填する。搬送室を略々１×10^-6Torrに
排気してその後ゲートバルブ13を開けウェハをウェハホ
ルダ３に装着する。

ウェハをウェハホルダ３に装着した後、ゲートバルブ
13を閉じ反応室２の真空度が略々１×10^-8Torrになるま
で排気する。

本実施例では第１のガスラインをDMAH用とする。DMAH
ラインのキャリアガスはArを用いた。第２ガスラインは
H₂用、第３のガスラインは水素希釈したTiCl₄用であ
る。

第２ガスラインからH₂を流し、スローリークバルブ８
の開度を調整して反応管２内の圧力を所望の値にする。
本実施例における典型的圧力は略々1.5Torrとする。そ
の後ヒータ４に通電しウェハを加熱する。ウェハ温度が
所望の温度に到達した後、DMAHライン,TiCl₄ラインより
DMAH,H₂希釈したTiCl₄を反応管内へ導入する。全圧は略
々1.5Torrであり、DMAH分圧を略々1.5×10^-4Torrとす
る。TiCl₄の分圧は1.5×10^-6Torrとする。DMAHを反応管
２に導入するとAl−Tiが堆積する。所望の堆積時間が経
過した後DMAHの供給を停止する。次にヒータ４の加熱を
停止し、ウェハを冷却する。H₂ガスの供給を止め反応管
内を排気した後ウェハを搬送室に移送し搬送室のみを大
気圧にした後ウェハを取り出す。以上がAl−Ti成膜の概
略である。

このようにして形成された堆積膜は抵抗率，炭素含有
率，平均配線寿命，堆積速度，ヒロック密度，スパイク
の発生および反射率に関しては実施例１と同様の結果を
得た。

また基体による選択堆積性も実施例１と同様であっ
た。

（実施例３）第３図に示した減圧CVD装置を用いて以下に述べるよ
うな構成の基体（サンプル２−１〜２−179）にAl膜を
形成した。

サンプル２−１の準備電子供与性である第１の基体表面材料としての単結晶
シリコンの上に、非電子供与性である第２の基体表面材
料としての熱酸化SiO₂膜を形成し、実施例１に示したよ
うなフォトリソグラフィー工程によりパターニングを行
い、単結晶シリコン表面を部分的に露出させた。

この時の熱酸化SiO₂膜の膜厚は7000Å、単結晶シリコ
ンの露出部即ち開口の大きさは３μｍ×３μｍであっ
た。このようにしてサンプル２−１を準備した。（以下
このようなサンプルを“熱酸化SiO₂（以下Ｔ−SiO₂と略
す）／単結晶シリコン”と表記することとする）。

サンプル２−２〜２−179の準備サンプル２−２は常圧CVDによって成膜した酸化膜
（以下SiO₂と略す）／単結晶シリコンサンプル２−３は常圧CVDによって成膜したボロンド
ープの酸化膜（以下BSGと略す）／単結晶シリコン、サンプル２−４は常圧CVDによって成膜したリンドー
プの酸化膜（以下PSGと略す）／単結晶シリコン、サンプル２−５は常圧CVDによって成膜したリンおよ
びボロンドープの酸化膜（以下BPSGと略す）／単結晶シ
リコン、サンプル２−６はプラズマCVDによって成膜した窒化
膜（以下Ｐ−SINと略す）／単結晶シリコン、サンプル２−７は熱窒化膜（以下Ｔ−SiNと略す）／
単結晶シリコン、サンプル２−８は減圧DCVDによって成膜した窒化膜
（以下LP−SiNと略す）／単結晶シリコン、サンプル２−９はECR装置によって成膜した窒化膜
（以下ECR−SiNと略す）／単結晶シリコンである。さら
に電子供与性である第１の基体表面材料と非電子供与性
である第２の基体表面材料の組み合わせにより表２に示
したサンプル２−11〜２−179を作成した。第１の基体
表面材料として単結晶シリコン（単結晶Si），多結晶シ
リコン（多結晶Si），非晶質シリコン（非晶質Si），タ
ングステン（Ｗ），モリブデン（Mo），タンタル（T
a），タングステンシリサイド（WSi），チタンシリサイ
ド（TiSi），アルミニウム（Al），アルミニウムシリコ
ン（Al−Si），チタンアルミニウム（Al−Ti），チタン
ナイトライド（Ti−Ｎ），銅（Cu），アルミニウムシリ
コン銅（Al−Si−Cu），アルミニウムパラジウム（Al−
Pd），チタン（Ti），モリブデンシリサイド（MoSi）タ
ンタルシリサイド（TaSi）を使用した。これらのサンプ
ルおよびAl₂O₃基板,SiO₂ガラス基板を第３図に示した減
圧CVD装置に入れ、同一バッヂ内でAl−Ti膜を成膜した。成膜条件は反応管圧力0.3Tor
r,DMAH分圧3.0×10^-5Torr,TiCl₄分圧１×10^-6Torr,基体
温度300℃，成膜時間15分である。

このような条件で成膜した結果、サンプル２−１から
２−179までのパターニングを施したサンプルに関して
は全て、電子供与性である第１の基体表面にのみAl−Ti
（1.5％）膜の堆積が起こり、7000Åの深さの開口部を
完全に埋めつくした。

Al−Ti膜の膜質は実施例１で示した基体温度300℃の
ものと同一の性質を示し非常に良好であった。一方非電
子供与性である第２の基体表面にはAl−Ti膜は全く堆積
せず完全な選択性が得られた。非電子供与性であるAl₂O
₃基板およびSiO₂ガラス基板にもAl−Ti膜は全く堆積し
なかった。

（実施例４）第３図の減圧CVD装置を用いて以下に述べるような構
成の基体にAl−Ti膜を形成した。

非電子供与性である第２の基体表面材料としての熱酸
化膜上に電子供与性である第１の基体表面材料としての
多結晶Siを形成し、実施例１に示すようなフォトリソグ
ラフィ工程によりパターニングを行い、熱酸化膜表面を
部分的に露出させた。この時の多結晶シリコンの膜厚は
2000Å、熱酸化膜露出部すなわち開口部の大きさは３μ
ｍ×３μｍであった。このようなサンプルを１−１とす
る。非電子供与性である第２の基体表面材料（Ｔ−Si
O₂,CVD−SiO₂,BSG,PSG,BPSG,P−SiN,T−SiN,LP−SiN,EC
R−S:N）と電子供与性である第１の基体表面材料（多結
晶Si,非晶質Si,Al,W,Mo,Ta,WSi,TiSi,TaSi,Al−Si,Al−
Ti,TiN,Cu,Al−Si−Cu,Al−Pd−,Ti,Mo−Si）の組み合
わせにより、表３に示す１−１〜１−169のサンプルを
用意した。これらのサンプルを第３図に示した減圧CVD
装置に入れ、同一バッヂ内でAl−Ti膜を成膜した。成膜
条件は反応管圧力0.3Torr,DMAH分圧3.0×10^-5Torr,TiCl
₄分圧１×10^-6Torr,基体温度300℃成膜時間15分であ
る。このような条件で成膜した結果、１−１から１−16
9までのサンプル全てにおいて、非電子供与性である第２の基体表面が露出
している開口部には全くAl−Ti膜は堆積されず、電子供
与性である第１の基体表面上にのみ約7000ÅのAl−Tiが
堆積し、完全な選択性が得られた。なお、堆積したAl−
Ti膜の膜質は実施例１で示した基体温度300℃のものと
同一の性質を示し、非常に良好であった。

（実施例５）原料ガスにMMAH₂を用いて、全圧力 1.5Torr MMAH₂分圧５×10^-4Torr TiCl₄分圧 1.5×10^-6Torr と設定し、実施例１と同様の手順で堆積を行なったと
ころ、基体温度160℃から400℃の温度範囲において、実
施例１と同様に炭素不純物を含まない平坦性，緻密性お
よび基体表面材料による選択性に優れたAl−Ti薄膜が堆
積した。

（実施例６）まずAl−Si−Ti成膜の手順は次の通りである。第１図
に示した装置を用い、排気設備９により、反応管２内を
略々１×10^-8Torrに排気する。ただし反応管２内の真空
度は１×10^-8Torrより悪くでもAl−Si−Tiは成膜する。

Siウェハを洗浄後、搬送室10を大気圧に解放しSiウェ
ハを搬送室に装填する。搬送室を略々１×10^-6Torrに排
気し、その後ゲートバルブ13を開けウェハをウェハホル
ダ３に装着する。

ウェハをウェハホルダ３に装着した後、ゲートバルブ
13を閉じ、反応室２の真空度が略々１×10^-8Torrになる
まで排気する。

本実施例では第１のガスラインからDMAHを供給する。
DMAHラインのキャリアガスはH₂を用いた。第２のガスラ
インはH₂用、第３のガスラインはH₂希釈したTiCl₄用、
第４のガスラインはSi₂H₆用とする。また、第３のガス
ライン、混合器および反応器を予備加熱して180℃±10
℃に設定しておく。

第２ガスラインからH₂を流し、スローリークバルブ８
の開度を調整して反応管２内の圧力を所定の値にする。
本実施例における典型的圧力は略々1.5Torrとする。そ
の後ヒータ４に通電しウェハを加熱する。ウェハ温度が
所定の温度に到達した後、DMAHライン,TiCl₄ライン,Si₂
H₆ラインよりDHAM,TiCl₄,Si₂H₆を反応管内へ導入する。
全圧は略々1.5Torrであり、DMAH分圧を略々1.5×10^-4To
rrとする。TiCl₄分圧は１×10^-6Torr,Si₂H₆分圧は１×1
0^-5Torrとする。Si₂H₆とDMAHを反応管２に導入するとAl
−Si−Tiが堆積する。所定の堆積時間が経過した後、DM
AH,TiCl₄およびSi₂H₆の供給を停止する。次にヒータ４
の加熱を停止し、ウェハを冷却する。H₂ガスの供給を止
め反応管内を排気した後、ウェハを搬送室に移送し、搬
送室のみを大気圧にした後ウェハを取り出す。以上がAl
−Si−Ti成膜手順の概略である。

次に本実施例における試料作製を説明する。Si基体
（Ｎ型１〜２Ωcm）を水素燃焼方式（H₂:3/M,O₂:2/
M）により1000℃の温度で熱酸化を行なった。

上記酸化膜付ウェハを用意し、前述した手順に従って全圧 1.5Torr DMAH分圧 1.5×10^-4Torr TiCl₄分圧１×10^-6Torr Si₂H₆分圧１×10^-5Torr なる条件でAl−Si−Ti膜を5000Å堆積し、通常のフォト
リソグラフィ技術を用いて、試験用にAl−Si−Tiを2,4,
6μｍの幅に残すように、パターニングを行なった。

堆積基板温度（Ts）を変化させて堆積した膜の評価を
行った結果ほぼ第１表に相当するような好ましい結果が
得られた。

（実施例７）第３図に示した減圧CVD装置を用いて以下に述べるよ
うな構成の基体Al−Si−Ti膜を形成した。

電子供与性である第１の基体表面材料としての単結晶
シリコンの上に、非電子供与性である第２の基体表面材
料としての熱酸化SiO₂膜を形成し、フォトリソグラフィ
ー工程によりパターニングを行い、単結晶シリコン表面
を部分的に露出させた。

この時の熱酸化SiO₂膜の膜厚は7000Å、単結晶シリコ
ンの露出部即ち開口の大きさは３μｍ×３μｍであっ
た。このようにしてサンプルを準備した（以下このよう
なサンプルを“熱酸化SiO₂（以下Ｔ−SiO₂と略す）／単
結晶シリコン”と表記することとする）。

同様に、以下に示すサンプルを作製した。

常圧CVDによって成膜した酸化膜（以下SiO₂と略す）
／単結晶シリコン、常圧CVDによって成膜したリンドープの酸化膜（以下P
SGと略す）／単結晶シリコン、常圧CVDによって成膜したリンおよびボロンドープの
酸化膜（以下BSPGと略す）／単結晶シリコンである。

これらのサンプルおよびAl₂O₃基板,SiOガラス基板を
第３図に示した減圧CVD装置に入れ、同一バッヂ内でAl
−Si−Ti膜を成膜した。成膜条件は反応管圧力0.3Torr,
DMAH分圧３×10^-5Torr,TiCl₄分圧１×10^-7Torr,Si₂H₆分
圧１×10^-6Torr,基体温度300℃，成膜時間10分である。

このような条件で成膜した結果、パターニングを施し
たサンプルに関しては全て、電子供与性であるSi基体表
面にのみAl−Si−Ti膜の堆積が起こり、7000Åの深さの
開口部を完全に埋めつくした。Al−Si−Ti膜の膜質は実
施例１で示した基体温度300℃のものと同一の性質を示
し非常に良好であった。一方非電子供与性である第２の
基体表面にはAl−Si−Ti膜は全く堆積せず完全な選択性
が得られた。非電子供与性であるAl₂O₃基板およびSiO₂
ガラス基板にもAl−Si−Ti膜は全く堆積しなかった。

（実施例８）実施例６と同様の手順で全圧 1.5Torr DMAH弁圧５×10^-4Torr Si₂H₆分圧１×10^-5Torr 基板温度（Tsub） 300℃ と設定し、TiCl₄分圧を５×10^-7Torrから１×10^-4Torr
の範囲内で変化させて堆積を行いTi含有量（Wt ％）は
0.3％から４％までのAl−Si−Ti膜を形成した。抵抗
率，炭素含有量，平均配線寿命，堆積速度，ヒロック密
度に関してはほぼ実施例１と同様の結果が得られた。ま
た実施例２と同様に基体表面材料による選択堆積性も全
領域で確認された。

（実施例９）実施例６と同様の手順で全圧 1.5Torr DMAH分圧５×10^-4Torr TiCl₄分圧１×10^-6Torr 基板温度（Tusb） 300℃ と設定し、Si₂H₆分圧を1.5×10^-7Torrから１×10^-4Torr
まで変化させて堆積を行った。形成されたAl−Si−Ti膜
中のSi含有量（Wt ％）は0.005％から５％までSi₂H₆分
圧にほぼ比例して変化した。抵抗率，平均配線寿命、堆
積速度，ヒロック密度に関しては実施例１と同様の結果
が得られた。しかし４％以上のSi含有量を有する試料は
膜中にSiと行われる析出物が生じ表面モルフォロジーが
悪化し、反射率が60％以下となった。Si含有量４％未満
の試料の反射率は80〜95％であり、実施例６と同様であ
った。また基体表面材料による選択堆積性も全領域で確
認された。

（実施例10）実施例６と同様の手順で全圧 1.5Torr DMAH分圧５×10^-4Torr Si₂H₆ １×10^-5Torr TiCl₄分圧１×10^-6Torr と設定しAl−Si−Tiの堆積を行なった。

基板温度160℃〜400℃の温度範囲において、実施例６
と同様に、耐マイグレーション性に優れた平坦，緻密お
よび基体表面材料による選択性に優れたAl−Si−Ti膜が
得られた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、低抵抗，緻
密，かつ平坦なAl−TiまたはAl−SiTi膜を基体上に選択
的に堆積させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用可能な堆積膜形成装置の一例を示
す模式図、第２図は本発明による堆積膜形成法を説明する模式的断
面図、第３図は本発明を適用可能な堆積膜形成装置の他の例を
示す模式図である。１……基体、２……反応管、３……基体ホルダ、４……ヒーター、５……混合器、６……気化器、７……ゲートバルブ、８……スローリークバルブ、９……排気ユニット、 10……搬送室、 11……バルブ、 12……排気ユニット、 50……石英製外側反応管、 51……石英製内側反応管、 52……原料ガス導入口、 53……ガス排気口、 54……金属製フランジ、 56……基体保持具、 57……基体、 58……ガスの流れ、 59……ヒータ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｂ (72)発明者近江和明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者松本繁幸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭60−251663（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−140082（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−33569（ＪＰ，Ａ) ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ 77 （1986）Ｐ. ７〜10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）電子供与性の表面（Ａ）と非電子供
与性の表面（Ｂ）とを有する基体を堆積膜形成用の空間
に配する工程、（ｂ）アルキルアルミニウムハイドライドのガスとチタ
ン原子を含むガスと水素ガスとを前記堆積膜形成用の空
間に導入する工程、および（ｃ）前記アルキルアルミニウムハイドライド及びチタ
ン原子を含むガスの分解温度以上でかつ450℃以下の範
囲内に前記電子供与性の表面（Ａ）の温度を維持し、チ
タンを含むアルミニウム膜を該電子供与性の表面（Ａ）
に選択的に形成する工程を有することを特徴とする堆積
膜形成法。
【請求項２】前記アルキルアルミニウムハイドライドが
ジメチルアルミニウムハイドライドであることを特徴と
する請求項１に記載の堆積膜形成法。
【請求項３】前記アルキルアルミニウムハイドライドが
モノメチルアルミニウムハイドライドであることを特徴
とする請求項１に記載の堆積膜形成法。
【請求項４】前記チタン原子を含むガスがTiCl₄である
ことを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成法。
【請求項５】（ａ）電子供与性の表面（Ａ）と非電子供
与性の表面（Ｂ）とを有する基体を堆積膜形成用の空間
に配する工程、（ｂ）アルキルアルミニウムハイドライドのガスとチタ
ン原子を含むガスとシリコン原子を含むガスと水素ガス
とを前記堆積膜形成用の空間に導入する工程、および（ｃ）前記アルキルアルミニウムハイドライド、前記チ
タン原子を含むガス、および前記シリコン原子を含むガ
スの分解温度以上でかつ450℃以下の範囲内に前記電子
供与性の表面（Ａ）の温度を維持し、チタンおよびシリ
コンを含むアルミニウム膜を該電子供与性の表面（Ａ）
に選択的に形成する工程を有することを特徴とする堆積
膜形成法。
【請求項６】前記アルキルアルミニウムハイドライドが
ジメチルアルミニウムハイドライドであることを特徴と
する請求項５に記載の堆積膜形成法。
【請求項７】前記アルキルアルミニウムハイドライドが
モノメチルアルミニウムハイドライドであることを特徴
とする請求項５に記載の堆積膜形成法。
【請求項８】前記チタン原子を含むガスがTiCl₄である
ことを特徴とする請求項５に記載の堆積膜形成法。