JP2881929B2 - アルミナ膜の製造方法 - Google Patents
アルミナ膜の製造方法Info
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- JP2881929B2 JP2881929B2 JP7784790A JP7784790A JP2881929B2 JP 2881929 B2 JP2881929 B2 JP 2881929B2 JP 7784790 A JP7784790 A JP 7784790A JP 7784790 A JP7784790 A JP 7784790A JP 2881929 B2 JP2881929 B2 JP 2881929B2
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- alumina film
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、導体デバイスにおけるLSIゲート酸化
膜、パシベイション膜、トンネル陰極用絶縁体膜等に用
いられるアルミナ膜の製造製法に関するものである。
膜、パシベイション膜、トンネル陰極用絶縁体膜等に用
いられるアルミナ膜の製造製法に関するものである。
従来の技術 アルミナ膜は、化学的安定性、高耐電圧性、高耐温度
性から、半導体デバイスにおけるゲート酸化物、パシベ
イション膜、トンネル陰極用絶縁体膜として非常に優れ
た材料と考えられている。このために、これまでSi基板
上へのアルミナ膜の形成が行なわれてきたが、上記用途
に利用できる高品質のアルミナ膜は得られていない。
性から、半導体デバイスにおけるゲート酸化物、パシベ
イション膜、トンネル陰極用絶縁体膜として非常に優れ
た材料と考えられている。このために、これまでSi基板
上へのアルミナ膜の形成が行なわれてきたが、上記用途
に利用できる高品質のアルミナ膜は得られていない。
従来、アルミナ薄膜の製造方法としては、スパッタ
ー法、電子ビーム蒸着法、有機金属ガスを用いたCV
D法等がある。
ー法、電子ビーム蒸着法、有機金属ガスを用いたCV
D法等がある。
発明が解決しようとする課題 しかし、従来のアルミナ薄膜製作法、ではアモル
ファスのアルミナ薄膜でかつ、酸素量の少ないAl2O
X（Ｘ３）となり、またの方法では有機金属ガス分
解反応時に余分の炭素の混入が避けられず高品質のアル
ミナ膜形成には至っていない。
ファスのアルミナ薄膜でかつ、酸素量の少ないAl2O
X（Ｘ３）となり、またの方法では有機金属ガス分
解反応時に余分の炭素の混入が避けられず高品質のアル
ミナ膜形成には至っていない。
本発明は以上の点に鑑み、分解反応時に非揮発性の炭
素化合物を含まない化合物材料を用いて減圧CVD法によ
り高品質のアルミナ薄膜を形成する方法を提供すること
を目的とするものである。
素化合物を含まない化合物材料を用いて減圧CVD法によ
り高品質のアルミナ薄膜を形成する方法を提供すること
を目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明は非揮発性の炭素化合物の生じない化合物、一
例としてアルミニウムアルコキシド化合物を用いて減圧
CVD法により単結晶またはアモルファスアルミナ膜を製
作するようにしたものである。
例としてアルミニウムアルコキシド化合物を用いて減圧
CVD法により単結晶またはアモルファスアルミナ膜を製
作するようにしたものである。
作用 近年の半導体デバイスは超LSIに見られるように、そ
こで用いられる絶縁膜厚はますます薄くなっている。こ
のため、絶縁膜の耐電圧、化学的、熱的安定性への要求
から高品質のアルミナ膜形成の期待はますます大きくな
っている。本発明は、分解反応時に非揮発性の炭素化合
物を生じない化合物材料を用いているため、アルミナ膜
中への炭素の混入がなく、更にSi等の半導体基板上への
単結晶アルミナの選択形成を可能とするもので、次世代
LSIの開発、トンネル陰極の開発等新しい半導体デバイ
スの実現等、半導体産業に与える影響は極めて大きい。
こで用いられる絶縁膜厚はますます薄くなっている。こ
のため、絶縁膜の耐電圧、化学的、熱的安定性への要求
から高品質のアルミナ膜形成の期待はますます大きくな
っている。本発明は、分解反応時に非揮発性の炭素化合
物を生じない化合物材料を用いているため、アルミナ膜
中への炭素の混入がなく、更にSi等の半導体基板上への
単結晶アルミナの選択形成を可能とするもので、次世代
LSIの開発、トンネル陰極の開発等新しい半導体デバイ
スの実現等、半導体産業に与える影響は極めて大きい。
実施例 以下、この発明にかかるアルミナ膜の製法を、その一
実施例をあらわす図面等を参照しながら説明する。
実施例をあらわす図面等を参照しながら説明する。
本発明はアルミナ膜中に炭素の混入をなくするため
に、使用するガスの分解時に非揮発性の炭素化合物が生
じないアルミニウムアルコキシド化合物を用い、減圧CV
D法によりアルミナ膜を形成することにある。一例とし
て、アルミニウム・トリ・セコンダリ・ブトオキシド
［Al（sec-OC4H9)3］の分解反応は、 となり、この反応ではアルミナ膜中への炭素の混入が
避けられる。
に、使用するガスの分解時に非揮発性の炭素化合物が生
じないアルミニウムアルコキシド化合物を用い、減圧CV
D法によりアルミナ膜を形成することにある。一例とし
て、アルミニウム・トリ・セコンダリ・ブトオキシド
［Al（sec-OC4H9)3］の分解反応は、 となり、この反応ではアルミナ膜中への炭素の混入が
避けられる。
この材料を用いたSi等の基板上へのアルミナ膜形成装
置を第１図に示す。１はアルミニウムアルコキシド化合
物の入ったボンベ、２はオーブン、３は導入ライン５を
加熱するヒータ、４はバルブ、６は真空チャンバー、７
は基板、８は試料基板ホルダー、９はシャッター、10は
真空排気装置、11はバルブ、12はマニピュレーター、13
は液体チッソトラップをそれぞれ示す。
置を第１図に示す。１はアルミニウムアルコキシド化合
物の入ったボンベ、２はオーブン、３は導入ライン５を
加熱するヒータ、４はバルブ、６は真空チャンバー、７
は基板、８は試料基板ホルダー、９はシャッター、10は
真空排気装置、11はバルブ、12はマニピュレーター、13
は液体チッソトラップをそれぞれ示す。
今、Si単結晶表面上にアルミナの単結晶膜を形成する
場合、Si基板７を基板ホルダー８にセットし、真空チャ
ンバー６の中を、油拡散ポンプあるいはイオンポンプ等
の真空排気装置10にて約10-10Torrの高真空にする。次
にSi基板７の表面には自然酸化によってSiO2の酸化膜が
できているので、基板ホルダー８を通じてSi基板７を直
接通電加熱して（詳図は省略）SiO2膜を高温除去する。
次にガス導入ライン５のバルブ４を開け、アルミニウム
アルコキシド化合物を真空チャンバー内に所定量導入す
る。アルミニウムアルコキシド化合物は、蒸気圧が低い
ので、ボンベ１および導入ライン５をヒーター３にて加
熱してガス化される。導入ライン５の出口とSi基板７の
間にはシャッター９が設けてあり、ガス流量が所定の一
定値になるとこれを開け、Si基板７の表面上でガスが分
解反応してアルミナ膜がSi基板７表面に形成される。こ
のようにして形成したアルミナ膜の成長温度に対する膜
厚の測定データの一例を第２図に示す。高温になれば成
長速度が遅くなると同時に、原料ガスは多くのフラグメ
ンテイションに分解し、900℃以上ではアルミナ膜中へ
の炭素の混入が増大し、膜質が悪化した。よって900℃
以下の成長温度におさえる必要がある。
場合、Si基板７を基板ホルダー８にセットし、真空チャ
ンバー６の中を、油拡散ポンプあるいはイオンポンプ等
の真空排気装置10にて約10-10Torrの高真空にする。次
にSi基板７の表面には自然酸化によってSiO2の酸化膜が
できているので、基板ホルダー８を通じてSi基板７を直
接通電加熱して（詳図は省略）SiO2膜を高温除去する。
次にガス導入ライン５のバルブ４を開け、アルミニウム
アルコキシド化合物を真空チャンバー内に所定量導入す
る。アルミニウムアルコキシド化合物は、蒸気圧が低い
ので、ボンベ１および導入ライン５をヒーター３にて加
熱してガス化される。導入ライン５の出口とSi基板７の
間にはシャッター９が設けてあり、ガス流量が所定の一
定値になるとこれを開け、Si基板７の表面上でガスが分
解反応してアルミナ膜がSi基板７表面に形成される。こ
のようにして形成したアルミナ膜の成長温度に対する膜
厚の測定データの一例を第２図に示す。高温になれば成
長速度が遅くなると同時に、原料ガスは多くのフラグメ
ンテイションに分解し、900℃以上ではアルミナ膜中へ
の炭素の混入が増大し、膜質が悪化した。よって900℃
以下の成長温度におさえる必要がある。
また700℃以下での成長温度で形成したアルミナ膜は
アモルファスであった。以上のことから、成長温度を制
御することにより、Si結晶表面上に単結晶、アモルファ
スアルミナの選択形成ができる。
アモルファスであった。以上のことから、成長温度を制
御することにより、Si結晶表面上に単結晶、アモルファ
スアルミナの選択形成ができる。
以上説明した本発明の減圧CVD法によるアルミナ膜製
法によれば、基板の選択により単結晶、アモルファスア
ルミナの選択形成を同時にすることができる。すなわ
ち、アルミナ単結晶の格子定数はSiの格子定数に近いこ
とから、Si結晶上にはアルミナ単結晶が形成される。一
方、SiO2等のアモルファス上にはアモルファスアルミナ
が形成される。
法によれば、基板の選択により単結晶、アモルファスア
ルミナの選択形成を同時にすることができる。すなわ
ち、アルミナ単結晶の格子定数はSiの格子定数に近いこ
とから、Si結晶上にはアルミナ単結晶が形成される。一
方、SiO2等のアモルファス上にはアモルファスアルミナ
が形成される。
さらに本発明のアルミニウムアルコキシド化合物は蒸
気圧が低いため、導入量をバルブ４の開量を制御すると
は別にボンベ１の温度を制御しても良い。
気圧が低いため、導入量をバルブ４の開量を制御すると
は別にボンベ１の温度を制御しても良い。
発明の効果 本発明の減圧CVD法に用いるアルミニウムアルコキシ
ド化合物は、分解反応で余剰の炭素が無いので炭素の
混入が非常に少ない。室温で液体なので制御性に優れ
る。塩化物と異なり腐食性がない等から使用しやすい
材料であり、炭素の混入のない高品質の膜を容易に得る
ことができ同時に基板の選択により単結晶、アモルファ
スアルミナの選択形成を同時に可能とし、また成長温度
を制御することでsi結晶表面上には単結晶、アモルファ
スアルミナのいずれかの膜質を選択形成することができ
る。
ド化合物は、分解反応で余剰の炭素が無いので炭素の
混入が非常に少ない。室温で液体なので制御性に優れ
る。塩化物と異なり腐食性がない等から使用しやすい
材料であり、炭素の混入のない高品質の膜を容易に得る
ことができ同時に基板の選択により単結晶、アモルファ
スアルミナの選択形成を同時に可能とし、また成長温度
を制御することでsi結晶表面上には単結晶、アモルファ
スアルミナのいずれかの膜質を選択形成することができ
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明のアルミナ膜の製法に供する装置の一
実施例をあらわす概略図、第２図は、本発明の製法での
成長温度とアルミナ膜の膜厚の関係を示す図である。 １……アルミニウムアルコキシド化合物入りボンベ、２
……オーブン、３……ヒータ、４……バルブ、５……導
入ライン、６……真空チャンバー、７……基板、８……
基板ホルダー、９……シャッター、10……真空排気装
置、11……主バルブ、12……マニピュレータ、13……液
体チッソトラップ。
実施例をあらわす概略図、第２図は、本発明の製法での
成長温度とアルミナ膜の膜厚の関係を示す図である。 １……アルミニウムアルコキシド化合物入りボンベ、２
……オーブン、３……ヒータ、４……バルブ、５……導
入ライン、６……真空チャンバー、７……基板、８……
基板ホルダー、９……シャッター、10……真空排気装
置、11……主バルブ、12……マニピュレータ、13……液
体チッソトラップ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−236695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 H01L 21/00 - 21/98 C23C 14/08
Claims (3)
- 【請求項１】非揮発性の炭素化合物の生じない化合物材
料を用いて、減圧CVD法により単結晶、またはアモルフ
ァスアルミナ薄膜を製作するアルミナ膜の製造方法。 - 【請求項２】非揮発性の炭素化合物の生じない化合物材
料をとして、アルミニウムアルコキシド化合物を用いる
ことを特徴とする請求項１記載のアルミナ膜の製造方
法。 - 【請求項３】単結晶基板またはアモルファス基板上に選
択的に堆積する請求項１記載のアルミナ膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7784790A JP2881929B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | アルミナ膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7784790A JP2881929B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | アルミナ膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279297A JPH03279297A (ja) | 1991-12-10 |
| JP2881929B2 true JP2881929B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=13645448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7784790A Expired - Fee Related JP2881929B2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | アルミナ膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881929B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1289025A1 (fr) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Universite De Neuchatel | Procédé de dépot d'une couche d'oxyde sur un substrat et cellule photovoltaique utilisant ce substrat |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP7784790A patent/JP2881929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03279297A (ja) | 1991-12-10 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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