JPH01189135A - 気相成長法 - Google Patents
気相成長法Info
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
金属酸化物を基板表面に形成する気相成長法の改良に関
し、 容易に実施し得る方法によって均一な膜厚の誘電層を形
成することが可能な気相成長法の提供を目的とし、 有機金属或いは無機金属を用い、オゾンを含む酸素雰囲
気中で、金属酸化物を基板表面に形成するよう構成する
。
し、 容易に実施し得る方法によって均一な膜厚の誘電層を形
成することが可能な気相成長法の提供を目的とし、 有機金属或いは無機金属を用い、オゾンを含む酸素雰囲
気中で、金属酸化物を基板表面に形成するよう構成する
。
本発明は、気相成長法に係り、特に金属酸化物を基板表
面に形成する方法の改良に関するものである。
面に形成する方法の改良に関するものである。
超大集積回路装置(以下VLS Iと略称する)におい
ては、集積度が高くなるのに伴い、各素子に許容される
面積が益々小さくなっている。
ては、集積度が高くなるのに伴い、各素子に許容される
面積が益々小さくなっている。
このため、例えばキャパシタを形成するのに許容される
面積も小さくなり、4M bitのダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリ(以下、DRAMと略称する)
程度まではスタックドセル或いはトレンチ等の構造を利
用することにより、問題を解決してきた。
面積も小さくなり、4M bitのダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリ(以下、DRAMと略称する)
程度まではスタックドセル或いはトレンチ等の構造を利
用することにより、問題を解決してきた。
しかしながら、更に集積度が高くなり、16M bit
DRAM級の集積度の高いVLS Iにおいては、誘電
層の面積の縮小や膜厚の圧縮では問題の解決が困難にな
り、誘電層の材質を選択し、誘電率の高い材料を用いな
ければならなくなった。
DRAM級の集積度の高いVLS Iにおいては、誘電
層の面積の縮小や膜厚の圧縮では問題の解決が困難にな
り、誘電層の材質を選択し、誘電率の高い材料を用いな
ければならなくなった。
以上のような状況から誘電率の高い材料の膜を基板上に
均一に形成することが可能な気相成長法が要望されてい
る。
均一に形成することが可能な気相成長法が要望されてい
る。
従来の気相成長法は第4図に示すような気相成長装置を
用いて薄膜を基板の表面に成長している。
用いて薄膜を基板の表面に成長している。
図に示すように、下部に排気装置18に接続した排気口
11aを設けた反応室11の上部にはシャワー14、下
部にはヒータ13を内蔵して加熱された載物台12が設
けられており、載物台12には基板19が搭載されてい
る。
11aを設けた反応室11の上部にはシャワー14、下
部にはヒータ13を内蔵して加熱された載物台12が設
けられており、載物台12には基板19が搭載されてい
る。
このシャワー14には反応ガスが反応ガス導入口16か
ら導入され、これとは別に酸素が導入されている。
ら導入され、これとは別に酸素が導入されている。
このシャワーI4から反応ガス及び酸素を吹き出させて
、加熱された基板19の表面に薄膜を成長させている。
、加熱された基板19の表面に薄膜を成長させている。
以上説明の従来の気相成長法で問題となるのは、従来の
CVD法で誘電率の高い酸化アルミニウム或いは酸化タ
ンタルを形成すると、形状の異なるダレインの発止に伴
い、均一な膜厚の誘電層を形成することが困難なことで
ある。
CVD法で誘電率の高い酸化アルミニウム或いは酸化タ
ンタルを形成すると、形状の異なるダレインの発止に伴
い、均一な膜厚の誘電層を形成することが困難なことで
ある。
本発明は以上のような状況から容易に実施し得る方法に
よって均一な膜厚の誘電層を形成することが可能な気相
成長法の提供を目的としたものである。
よって均一な膜厚の誘電層を形成することが可能な気相
成長法の提供を目的としたものである。
上記問題点は、有機金属或いは無機金属を用い、オゾン
を含む酸素雰囲気中で、金属酸化物を基板表面に形成す
る本発明による気相成長法によって解決される。
を含む酸素雰囲気中で、金属酸化物を基板表面に形成す
る本発明による気相成長法によって解決される。
即ち本発明においては、有機金属或いは無機金属を用い
、オゾンを含む酸素雰囲気中で、金属酸化物を基板表面
に形成すると、オゾンの作用により下記の反応式に示す
ように、低温でカバレッジが優れており、緻密で絶縁耐
圧の高い、誘電率の高い膜を形成することが可能となる
。
、オゾンを含む酸素雰囲気中で、金属酸化物を基板表面
に形成すると、オゾンの作用により下記の反応式に示す
ように、低温でカバレッジが優れており、緻密で絶縁耐
圧の高い、誘電率の高い膜を形成することが可能となる
。
MRI、+01→MO+t+Rn
M(0−R)、+Off−MO+t+R,−MX、1+
03→MOfi+X、I M:金属、例えば、チタン(Ti)、タンタル(Ta)
。
03→MOfi+X、I M:金属、例えば、チタン(Ti)、タンタル(Ta)
。
アルミニウム(AI)
R:有機化合物、例えば、炭化水素、
X:ハロゲン化物、例えば、塩素(C4’2)。
臭素(Br)、弗素(F)
を示す。
以下第1図〜第3図により本発明の第1、第2、第3の
実施例について説明する。
実施例について説明する。
第1図は、第1の実施例の酸化タンタルの膜を成長させ
る気相成長法の場合を示す。
る気相成長法の場合を示す。
下部に排気装置8に接続した排気口1aを設けた反応室
Iの上部にはシャワー4、下部にはヒータ3を内蔵して
400℃に加熱された載物台2が設けられている。載物
台2には基板9が搭載されており、シャワー4から基板
1表面にガスを吹きだしている。
Iの上部にはシャワー4、下部にはヒータ3を内蔵して
400℃に加熱された載物台2が設けられている。載物
台2には基板9が搭載されており、シャワー4から基板
1表面にガスを吹きだしている。
このシャワー4には反応ガス導入口6から液体のペンタ
・エトキシ・タンタル(Ta(OCzHs)s)の入っ
たバブリング装置7を通ってきた100cc /min
の流量の酸素或いは水素と、これとは別にオゾン発生器
5を通った4〜5%のオゾンを含む流量1.000cc
/minの酸素とが導入されている。
・エトキシ・タンタル(Ta(OCzHs)s)の入っ
たバブリング装置7を通ってきた100cc /min
の流量の酸素或いは水素と、これとは別にオゾン発生器
5を通った4〜5%のオゾンを含む流量1.000cc
/minの酸素とが導入されている。
この気相成長装置においては、下記の反応式の反応が起
こり酸化タンタルの均一な膜厚の薄膜が基板9の表面に
成長する。
こり酸化タンタルの均一な膜厚の薄膜が基板9の表面に
成長する。
Ta(OCzHs)s + 03−”Tang + C
IIHIIOII第2図は、第2の実施例の塩化アルミ
ニウムを用いて酸化アルミニウムの膜を成長させる気相
成長法の場合を示す。
IIHIIOII第2図は、第2の実施例の塩化アルミ
ニウムを用いて酸化アルミニウムの膜を成長させる気相
成長法の場合を示す。
この場合には、第1の実施例の液体のペンタ・エトキシ
・タンタル(Ta(OCzHs)s)の入ったバブリン
グ装置7を通ってきた100cc/minの流量の酸素
或いは水素の代わりに、気体の塩化アルミニウム(AI
!(J x )を10〜20cc/minの流量で導入
しているのと、基板1の加熱温度が300℃であること
以外は、第1の実施例の場合と同じである。
・タンタル(Ta(OCzHs)s)の入ったバブリン
グ装置7を通ってきた100cc/minの流量の酸素
或いは水素の代わりに、気体の塩化アルミニウム(AI
!(J x )を10〜20cc/minの流量で導入
しているのと、基板1の加熱温度が300℃であること
以外は、第1の実施例の場合と同じである。
この場合は、下記の反応式の反応が起こり酸化アルミニ
ウムの均一な膜厚の薄膜が基板9の表面に成長する。
ウムの均一な膜厚の薄膜が基板9の表面に成長する。
2 Alci、 + O、−p、lzO、、+ 3 c
!!2第3図は、第3の実施例の3イソブチル・アルミ
ニウムを用いて酸化アルミニウムの膜を成長させる気相
成長法の場合を示す。
!!2第3図は、第3の実施例の3イソブチル・アルミ
ニウムを用いて酸化アルミニウムの膜を成長させる気相
成長法の場合を示す。
この場合には、第1の実施例の液体のペンタ・エトキシ
・タンタル(Ta(OC2H3)S)の入ったバブリン
グ装置7を通ってきた100cc/minの流量の酸素
或いは水素の代わりに、気体の3イソブチル・アルミニ
ウム(AI(iso−Cs H9) 3を10〜20c
c/minの流量で導入しているのと、基板1の加熱温
度が250℃であること以外は、第1の実施例の場合と
同じである。
・タンタル(Ta(OC2H3)S)の入ったバブリン
グ装置7を通ってきた100cc/minの流量の酸素
或いは水素の代わりに、気体の3イソブチル・アルミニ
ウム(AI(iso−Cs H9) 3を10〜20c
c/minの流量で導入しているのと、基板1の加熱温
度が250℃であること以外は、第1の実施例の場合と
同じである。
この場合は、下記の反応式の反応が起こり酸化アルミニ
ウムの均一な膜厚の薄膜が基板9の表面に成長する。
ウムの均一な膜厚の薄膜が基板9の表面に成長する。
2 Al(iso−C4H9)I+ 0z−Altoa
+ X C11Haこのように雰囲気ガスである酸素に
オゾンを含有させることにより、基板9表面に均一な膜
厚の金属酸化物の薄膜を成長させることが可能であり、
これらの金属酸化物はシリコン、ポリシリコン或いは金
属の表面にのみ選択的に形成されるのでキャパシタの誘
電層を形成する場合には好都合である。緻密な膜が形成
できる機構としては、次式に示すようなペルオキサイド
構造を経て、反応が継続するためである。
+ X C11Haこのように雰囲気ガスである酸素に
オゾンを含有させることにより、基板9表面に均一な膜
厚の金属酸化物の薄膜を成長させることが可能であり、
これらの金属酸化物はシリコン、ポリシリコン或いは金
属の表面にのみ選択的に形成されるのでキャパシタの誘
電層を形成する場合には好都合である。緻密な膜が形成
できる機構としては、次式に示すようなペルオキサイド
構造を経て、反応が継続するためである。
以上の説明から明らかなように本発明によれば極めて簡
単な構成の、オゾン発生器を含む酸素供給回路に設ける
ことにより、低温でカバレッジが優れ緻密で絶縁耐圧の
高い、誘電率の高い膜を形成することが可能となり、ま
たリソグラフィー技術によるバターニング工程を行わな
いで、表面反応に伴い、シリコンや金属表面等の酸化物
表面より活性である面上に膜を選択成長させることがで
きるので、工程を短縮することが可能となる等の利点が
あり、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待でき
工業的には極めて有用なものである。
単な構成の、オゾン発生器を含む酸素供給回路に設ける
ことにより、低温でカバレッジが優れ緻密で絶縁耐圧の
高い、誘電率の高い膜を形成することが可能となり、ま
たリソグラフィー技術によるバターニング工程を行わな
いで、表面反応に伴い、シリコンや金属表面等の酸化物
表面より活性である面上に膜を選択成長させることがで
きるので、工程を短縮することが可能となる等の利点が
あり、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待でき
工業的には極めて有用なものである。
第1図は本発明による第1の実施例の構成を示す図、
第2図は本発明による第2の実施例の構成を示す図、
第3図は本発明による第3の実施例の構成を示す図、
第4図は従来の気相成長装置の構成を示す図、である。
図において、
1は反応室、
laは排気口、
2は載物台、
3はヒータ、
4はシャワー、
5はオゾン発生器、
6は反応ガス導入口、
7はバブリング装置、
8は排気装置、
9は基板、
本発明による第1の実施例の構成を示す図第1図
本発明による第2の実施例の構成を示す図第2図
本発明による第3の実施例の構成を示す図第3図
従来の気相成長装置の構成を示す図
第4図
Claims (1)
- 有機金属或いは無機金属を用い、オゾンを含む酸素雰
囲気中で、金属酸化物を基板表面に形成することを特徴
とする気相成長法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1508088A JPH01189135A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1508088A JPH01189135A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 気相成長法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01189135A true JPH01189135A (ja) | 1989-07-28 |
Family
ID=11878869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1508088A Pending JPH01189135A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 気相成長法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01189135A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02196427A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-03 | Nec Corp | 金属酸化膜の気相成長方法 |
JPH04145623A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-19 | Handotai Process Kenkyusho:Kk | 半導体装置の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5773178A (en) * | 1980-10-23 | 1982-05-07 | Hitachi Ltd | Production of oxide |
JPS6274081A (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 薄膜製造方法とその装置 |
JPS62149876A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-03 | Canon Inc | 酸化膜の形成方法 |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP1508088A patent/JPH01189135A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5773178A (en) * | 1980-10-23 | 1982-05-07 | Hitachi Ltd | Production of oxide |
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