JP2765295B2 - アルミ薄膜の形成方法 - Google Patents
アルミ薄膜の形成方法Info
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- JP2765295B2 JP2765295B2 JP3253283A JP25328391A JP2765295B2 JP 2765295 B2 JP2765295 B2 JP 2765295B2 JP 3253283 A JP3253283 A JP 3253283A JP 25328391 A JP25328391 A JP 25328391A JP 2765295 B2 JP2765295 B2 JP 2765295B2
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- Japan
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- thin film
- aluminum thin
- titanium
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等を構成す
るアルミ薄膜の形成方法に関する。
るアルミ薄膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、気相化学成長を用いた半導体装置
を構成するアルミ薄膜の形成方法としては、前処理無し
で気相化学成長だけを行う方法（シン ソリッドフィル
ムス誌 Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，１１４
巻、３６７頁、１９８４）、基板をＴｉＣｌ4 に曝した
後、気相化学成長を行う方法（ソリッド ステート テ
クノロジー誌 Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ，１２月号、６２頁、１９８２）などがある。
を構成するアルミ薄膜の形成方法としては、前処理無し
で気相化学成長だけを行う方法（シン ソリッドフィル
ムス誌 Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ，１１４
巻、３６７頁、１９８４）、基板をＴｉＣｌ4 に曝した
後、気相化学成長を行う方法（ソリッド ステート テ
クノロジー誌 Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ，１２月号、６２頁、１９８２）などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の前処理
無しで気相化学成長だけを行う方法では、絶縁膜上で平
坦な表面形状のアルミ薄膜を形成することができず、後
に続くリソグラフィーの分解能を劣化させたり、このア
ルミ薄膜を配線に適用した場合には凹部での電流密度が
増しエレクトロマイグレーション耐性を低下させ、半導
体装置の歩留まりや信頼性を劣化されるという欠点があ
る。ＴｉＣｌ4 に曝し後、気相化学成長を行う方法で
は、残留塩素によって気相化学成長で形成したアルミ薄
膜が腐食し、半導体装置の歩留まり低下や信頼性の劣化
を起すという欠点がある。
無しで気相化学成長だけを行う方法では、絶縁膜上で平
坦な表面形状のアルミ薄膜を形成することができず、後
に続くリソグラフィーの分解能を劣化させたり、このア
ルミ薄膜を配線に適用した場合には凹部での電流密度が
増しエレクトロマイグレーション耐性を低下させ、半導
体装置の歩留まりや信頼性を劣化されるという欠点があ
る。ＴｉＣｌ4 に曝し後、気相化学成長を行う方法で
は、残留塩素によって気相化学成長で形成したアルミ薄
膜が腐食し、半導体装置の歩留まり低下や信頼性の劣化
を起すという欠点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミ薄膜の形
成方法は、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 ） 4 、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ
2 Ｈ 5 ） 2 ） 4 のうちいずれかまたはこれらの組合せの有機
チタンガス雰囲気に基板を曝した後、真空中で熱、プラ
ズマ、光あるいはこれらの組合せのエネルギーを前記基
板に与えることによって前記基板に吸着した有機チタン
ガス分子を分解させチタン原子を基板に析出させた後、
有機アルミ原料を用いた気相化学成長を行う方法であ
る。
成方法は、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 ） 4 、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ
2 Ｈ 5 ） 2 ） 4 のうちいずれかまたはこれらの組合せの有機
チタンガス雰囲気に基板を曝した後、真空中で熱、プラ
ズマ、光あるいはこれらの組合せのエネルギーを前記基
板に与えることによって前記基板に吸着した有機チタン
ガス分子を分解させチタン原子を基板に析出させた後、
有機アルミ原料を用いた気相化学成長を行う方法であ
る。
【０００５】
【作用】気相化学成長前にＴｉ（Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 ） 4 、Ｔ
ｉ（Ｎ（Ｃ 2 Ｈ 5 ） 2 ） 4 のうちいずれかまたはこれらの組
合せの有機チタンガス雰囲気に基板を曝すことによっ
て、基板上にほぼ均一な密度で有機チタン分子を吸着さ
せることができる。その後、吸着分子に熱、プラズマ、
光あるいはそれらの組合せによってエネルギーを与える
ことで、分解させチタン原子を析出させる。Ｔｉ（Ｎ
（ＣＨ3）2）4、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2） 4 は塩素などの
ハロゲンを含まないので、残留ハロゲンによる腐食の心
配がない。さらにこれらは、チタン原子のみを基板上に
析出させると共に、チタン以外の分解生成物をガス化し
て気相へ脱離させることが容易である。チタン原子の基
板表面での核密度はほぼ均一である。チタン原子を基板
に析出させた後、有機Ａｌ原料を用いた気相化学成長を
行うと、チタン原子を核として平坦な表面形状のアルミ
薄膜が堆積することを新たに見いだした。チタンはシリ
コン酸化膜などとの密着性に優れている上に、アルミと
の反応し関して活性である。
ｉ（Ｎ（Ｃ 2 Ｈ 5 ） 2 ） 4 のうちいずれかまたはこれらの組
合せの有機チタンガス雰囲気に基板を曝すことによっ
て、基板上にほぼ均一な密度で有機チタン分子を吸着さ
せることができる。その後、吸着分子に熱、プラズマ、
光あるいはそれらの組合せによってエネルギーを与える
ことで、分解させチタン原子を析出させる。Ｔｉ（Ｎ
（ＣＨ3）2）4、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2） 4 は塩素などの
ハロゲンを含まないので、残留ハロゲンによる腐食の心
配がない。さらにこれらは、チタン原子のみを基板上に
析出させると共に、チタン以外の分解生成物をガス化し
て気相へ脱離させることが容易である。チタン原子の基
板表面での核密度はほぼ均一である。チタン原子を基板
に析出させた後、有機Ａｌ原料を用いた気相化学成長を
行うと、チタン原子を核として平坦な表面形状のアルミ
薄膜が堆積することを新たに見いだした。チタンはシリ
コン酸化膜などとの密着性に優れている上に、アルミと
の反応し関して活性である。
【０００６】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００７】図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例に
おける主要工程を示す断面図である。本実施例はシリコ
ン集積回路における配線用のアルミ薄膜形成に適用した
場合を例示する。
おける主要工程を示す断面図である。本実施例はシリコ
ン集積回路における配線用のアルミ薄膜形成に適用した
場合を例示する。
【０００８】標準的な集積回路製作方法を用いて形成し
た、アルミ薄膜堆積前の構造を有する基板を、有機チタ
ンの気体に曝した状態を図１（ａ）に示す。図におい
て、１はシリコン基板、２は酸化シリコン膜、３はＴｉ
（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）4 分子である。Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3 ）
2 ）4 分子のうち一部は基板表面に吸着している。次に
図１（ｂ）に示すように、真空中でレーザー光４を照射
すると吸着していたＴｉ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）4 分子３が
分解してチタン原子５が酸化シリコン膜２、シリコン基
板１上に均一な表面密度で析出する。具体的には基板温
度５００℃で、出力光強度１００ｍＪ／ｃｍ2 、パルス
幅１０ｎｓのＡｒＦエキシマレーザーを１パルス照射す
ると、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）4 が分解しチタン原子が
析出する。続いて、気相化学成長を行うと、図１（ｃ）
に示すように、前記チタン原子５を概としてアルミ薄膜
６が堆積する。原料にジメチルアルミニムハイドライド
を用い、キャリア水素６０ｓｃｃｍ、基板温度２５０℃
でアルミニウム膜が堆積する。アルミニウム膜はチタン
原子を該として滑らかな表面形状で堆積する。
た、アルミ薄膜堆積前の構造を有する基板を、有機チタ
ンの気体に曝した状態を図１（ａ）に示す。図におい
て、１はシリコン基板、２は酸化シリコン膜、３はＴｉ
（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）4 分子である。Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3 ）
2 ）4 分子のうち一部は基板表面に吸着している。次に
図１（ｂ）に示すように、真空中でレーザー光４を照射
すると吸着していたＴｉ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）4 分子３が
分解してチタン原子５が酸化シリコン膜２、シリコン基
板１上に均一な表面密度で析出する。具体的には基板温
度５００℃で、出力光強度１００ｍＪ／ｃｍ2 、パルス
幅１０ｎｓのＡｒＦエキシマレーザーを１パルス照射す
ると、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）4 が分解しチタン原子が
析出する。続いて、気相化学成長を行うと、図１（ｃ）
に示すように、前記チタン原子５を概としてアルミ薄膜
６が堆積する。原料にジメチルアルミニムハイドライド
を用い、キャリア水素６０ｓｃｃｍ、基板温度２５０℃
でアルミニウム膜が堆積する。アルミニウム膜はチタン
原子を該として滑らかな表面形状で堆積する。
【０００９】本実施例では、有機チタン原料として、Ｔ
ｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4を用いた場合を例示したが、Ｔｉ
（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2） 4 、または、これらの組合せでも同様
の効果があることは言うまでもない。
ｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4を用いた場合を例示したが、Ｔｉ
（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2） 4 、または、これらの組合せでも同様
の効果があることは言うまでもない。
【００１０】また、有機アルミ原料としてはトリイソブ
チルアルミニウムやトリチメルアミンアラン等でも同様
の効果がある。
チルアルミニウムやトリチメルアミンアラン等でも同様
の効果がある。
【００１１】基板に吸着した有機チタン分子を分解させ
るエネルギー源として、ＡｒＦエキシマレーザーを用い
た場合を例示したが、この他にも基板加熱による熱のエ
ネルギーやプラズマ照射によるプラズマのエネルギーな
どをエネルギー源とし用いても同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
るエネルギー源として、ＡｒＦエキシマレーザーを用い
た場合を例示したが、この他にも基板加熱による熱のエ
ネルギーやプラズマ照射によるプラズマのエネルギーな
どをエネルギー源とし用いても同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
【００１２】さらに、有機チタン分子の吸着とチタン原
子の析出を工程を繰り返し、基板上で核密度を増加させ
た後、アルミ膜を形成しても同様の効果が得られること
は言うまでもない。
子の析出を工程を繰り返し、基板上で核密度を増加させ
た後、アルミ膜を形成しても同様の効果が得られること
は言うまでもない。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、残留ハロ
ゲンによる腐食がなく、しかも、表面形状の平坦なアル
ミ薄膜を形成することによって、半導体装置の品質及び
歩留まりを向上できる効果がある。
ゲンによる腐食がなく、しかも、表面形状の平坦なアル
ミ薄膜を形成することによって、半導体装置の品質及び
歩留まりを向上できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例の主要工程を示す断面図であ
る。
る。
１ シリコン基板 ２ 酸化シリコン膜 ３ Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）4 分子 ４ レーザー光 ５ チタン原子 ６ アルミ薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｒ
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 ） 4 、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ 2
Ｈ 5 ） 2 ） 4 のうちいずれかまたはこれらの組合せの有機
チタンガス雰囲気に基板を曝した後、真空中で熱、プラ
ズマ、光あるいはこれらの組合せのエネルギーを前記基
板に与えることによって前記基板に吸着した有機チタン
ガスを分解させチタン原子を基板に析出させた後、有機
アルミ原料を用いた気相化学成長を行うことを特徴とす
るアルミ薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253283A JP2765295B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | アルミ薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253283A JP2765295B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | アルミ薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593273A JPH0593273A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2765295B2 true JP2765295B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17249131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3253283A Expired - Lifetime JP2765295B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | アルミ薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765295B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2704120B2 (ja) * | 1994-09-21 | 1998-01-26 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007073637A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法および半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61264175A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Ｃｖｄ装置 |
| JP2545113B2 (ja) * | 1988-05-16 | 1996-10-16 | 日本電信電話株式会社 | 薄膜成長方法 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP3253283A patent/JP2765295B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0593273A (ja) | 1993-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980303 |