JPH03122279A

JPH03122279A - 堆積膜形成法

Info

Publication number: JPH03122279A
Application number: JP1233925A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Mikoshiba; 御子柴　宣夫; Kazuo Tsubouchi; 和夫坪内; Kazuya Eki; 一哉益
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-09
Filing date: 1989-09-09
Publication date: 1991-05-24
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2781219B2

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。

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ＡＪＺ−５ｉ堆積膜の
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（Ａ、ｉ２）もしく
はＡｕ−５ｔ等が用いられてきた。ここで、Ａｌ１−５
ｉ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ｌや／１−５ｉ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１１へ堆積、エツチングなど
により凹凸が激しくなっている。例えば電極や配線金属
は段差のある面上へ断線なく堆積されたり、径が微小で
かつ深いピアホール中へ堆積されなければならない。４
Ｍｂｉｔや１６ＭｂｉｔのＤＲＡＭ　（ダイナミックＲ
ＡＭ）などでは、へトづｉ等の金属を堆積しなければな
らないピアホールのアスペクト比（ピアホール深さ÷ピ
アホール直径）は１．０以上であり、ピアホール直径自
体も１μｍ以下となる。従フて、アスペクト比の大きい
ピアホールにもへλ−５ｔ化合物を堆積できる技術が必
要とされる。

特に、５ｉ０２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
イスのピアホールのみを穴埋めするように八１−５ｔを
堆積する必要がある。このためには５Ｓｉや金属表面に
のみＩｎ合金を堆積させ、ＳｉＯ□なとの絶縁膜上には
堆積させない方法を要する。

こ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ツチ
ング作用と堆積作用とを利用して、ピアホールのみにｌ
またはＡｆＬ−５ｉ化合物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１
００Ｖ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、エツチング作用と堆積
作用とが混在するため、木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Ｃ
ＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）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ＣＶＯや光ＣＶＯ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、ピ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。また
、プラズマＣＶＤやスパッタ法のような荷電粒子損傷も
ない。この種の方法の一例としては、Ｊｏｕｒｎａｌ　
ｏｆ　ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ
第１３１　巻第２１７５頁（１９８４年）に記載されて
いるものがある。この方法では、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（ＴＩＢ八）　（（
１−Ｃ４１１９）　３八℃）を用い、成１摸温度２６０
℃９反応管内圧力（１，５ＴｏｒｒでＡＩｌ膜を成膜し
た後、基板温度を約４５０℃に保ち、ＳｉＨ４を導入し
てＳｉをＡＩ腹膜中拡散させてＡｎ　−５ｉ膜を得てい
る。

ＴＩＢＡを用いる場合は、成膜前にＴｉＣｌ２を流し、
基板表面を活性化し、核を形成するなどの前処理を施さ
ないと連続な膜が得られない。また、ＴｉＣｌ１４を用
いた場合も含め、一般にＴＩＢＡを用いた場合には表面
平坦性が劣るという問題点がある。そしてこの方法では
、ピアホール内のみへのへｎ−５ｔ堆積のような選択成
長を起こせない。

また、他の方法としてはＪａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ第２７巻第
１１号　Ｌ２１３４ページ（１９８８）に記載されてい
る方法がある。この方法ではＴＩＢＡと５ｉ２１１．と
をＡｒガスに分散して供給し、ＴＴＢＡが基板に達する
前にガスを加熱する。この方法により５ｉ（１００）　
　ウェハ上に低抵抗のＡＩｌ　−５ｉ膜をエピタキシャ
ル成長させることができる。この方法では得られる膜は
かなり良質であるが、ガスを加熱する必要があるため制
御が難しく、また装置が複雑になるなどの問題がある。

特開昭６３−３３５１ｉ９号公報にはＴｉＣｌ２４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ＡＩｌ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、
Ｔ　Ｉ　Ｂ　Ａ　Ｉｆ単独で使用することが可能なので
ＴＩＢＡ以外のキャリアガスを使う必要はないが后ガス
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ＴＩ［ｌ八と他のガス（例えば］１２）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（ＴＥ
Ａ）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
かざるを得す、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　５ｏｃｉｅｔｙ日本
支部第２回シンポジウム（１９８９年７月　７日）予り
高菜第７５ページにはダブルウオールＣＶＤ法によるｌ
の成膜に関する記載がある。この方法ではＴＩＢＡを使
用しガス温度を基板温度よりも高くなるように装置を設
計する。この方法は上記特開昭６３−３３５［１９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
＋ｌ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、１選択成長の選択性が余り長い時間
維持できないなどの問題点がある。しかも上記２つの例
ではへ１成膜の例はあるが八β−５ｉを成膜した例はな
い。

このように、従来の方法はＡｌ１−５ｉ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ｉ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欠点がある。

［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八ｎ　−５ｔ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
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）　　アルキルア
ルミニウムハイドライド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、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。

有機金属の分解反応、ひいては薄膜堆積反応は、金属原
子のＭｌ類、金属原子に結合しているアルキルの種類６
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、トＲｓ　（Ｍｉｌｌｉ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Ｃ２ＩＩ　、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＾４２−　（：、Ｈ，結合の切断される
ラジカル分解である。しかしｉｌｌ：４１１．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＾Ｌとからなるトリメチルアルミニウム（Ｔ
ＭＡ）は、室温で二量体構造機金属ですら、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０例えば、ト
リイソブチルアルミニウムを有しており、熱分解は＾ｊ！　−Ｃ１１３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＋１２と反応してＣＨ４を生じ、最終的に＾βを生成
する。しかし略々　３００℃以上の高温では、雰囲気に
１１２が存在してもＣ１１３基がＴＭ八へ子から１１を
引抜き、最終的にｌ−Ｃ化合物が生ずる。

また、ＴＭＡの場合、光もしくは■２霊囲気高周波（略
々１３．５６ＭＨ２）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ＡＡ間の橋掛Ｃ１１３の
カップリングによりＣ２ＩＩ　６が生ずる。

要は、最も単純なアルキル基であるＣ１１．基。

Ｃ、１１５基またはｉｃ４１１ｇ基と　八ｊ２またはＧ
ａから成る有から八℃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μＩ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、ｌとＳｉとの界面でのＳｔ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枚のクエへ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　５００
人／分であるので、量産化に必要なスルーブツトを実現
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
とによる八ぶ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、スルーブツトを十分向上させるにはまだ改善
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＾１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ＤＭＡＩを光ＣＶＤ
により　＾１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良質の＾Ａ−５
ｉＪｌｉ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（ＭＭ＾１１２）と、原料ガスとしてのＳｉ原子を含むガスとを使用し、
かつ反応ガスとして１１２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＾ｊ！−５ｉ膜
を形成する。

本発明の通用可能な基体は、ＡＪＺ−Ｓｉ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、Ａｎ−５＋
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、■族元素としてのＧａ、Ｉｎ、　
Ａｎ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９合金およびそれらのシリサイド等を含む。

これに対して、ＡＪＺ−５ｉ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ＶＣＶＤ、減圧ＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶｔ
ｌ法等によル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、　ＡＪＺ−５ｉ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■２との反応系における熱反応
は基本的にと考えられる。ＤＭＡ１１は室温で二量体構造をとって
いる。また、Ｓ＋２１１．等の添加により　Ａｆｌ−５
ｉ化合物が形成されるのは基体表面に到達した５ｉ２）
１６が表面化学反応により分解し、Ｓｉが膜中に取り込
まれることによる。ＭＭＡＩ−１２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へｎ　−５ｉが堆
積可能であった。

ＭＭＡ＋１２は蒸気圧が室温で０．０１〜Ｏ，１Ｔｏｒ
ｒと低いために多量の原料輸送が難しく、堆積速度は数
百人／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ＩＴｏｒｒ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Ａｆｌ−５ｉ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。モしてヒータ
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、第１の原料ガスと第２の原料
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は第１の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！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Ｄ　
Ｍ　八１１に対しキャリアガスとしての１１２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ＤＭＡ）Ｉを生成し、これを混合器５に輸送する
。反応ガスとしての１１２は別経路から混合器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。

第１の原料ガスとしては、ＭＭ八へ＋２でもよいが、蒸
気圧が室温でＩＴｏｒｒとなるのに十分なりＭＡＩ＋が
最も好ましい。また、ＤＭＡＨとＭＭＡ）＋２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Ｓｉを含むガスとしては
、Ｓｉ２Ｈ６，ＳｉＨ４，５ｉ３Ｈ６，Ｓｔ（［：８３
）４．　ＳｉＣβ４゜５ｉＨ２Ｃｕ　２．５ｉＨ３Ｃｊ
２を用いることができる。とりわけ、２００〜３００℃
の低温で分解し易い５ｉｚｔｌａが最も望ましい。１１
２またはＡｒで希釈された５ｉＪａ等のガスは、ＤＭＡ
Ｈと別系統から混合器５に輸送され、反応管２に供給さ
れる。

第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明によるＡ１−５ｉ膜の選
択成長の様子を示す。

第２図（ａ）は本発明によるＡｌｌ　−５ｉ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，Ｓｉ２■ａおよび反応ガス
としての１１２を含んだ混合気体がＤＭＡＩ＋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　八ｎ−５ｉが析出
し、第２図（ｂ）に示すように＾１２−５ｉの連続膜が
形成される。ここで、反応管２内の圧力は１Ｏ−３〜７
６０Ｔｏｒｒが望ましく、ＤＭＡ）１分圧は上記反応管
内圧力の１’、５　ｘ　１０−’〜１．３　Ｘ　１０−
３倍が好ましい。

５ｉ２１１６分圧は反応管２内の圧力のｌＸｌ０−’〜
１×１０−４倍とすることが望ましい。

上記条件で＾トづｉ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、＾１１−５
ｔ膜はＲＩ］ｉ　９　】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、　八ｘ−５ｉｌｌｆ（は横方向にはほとん
ど成長することなしに、５０００人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。

モしてオーシ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、ｆＪｐ厚
４００人テハ室温テ２．７〜３．Ｏｕ　Ｑ　・ｃｍとｌ
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１μｍであっても、その抵抗率はやはり室
温で略々２．７〜３．０μΩ・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、＾１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２００〜４５０℃が望ましく
、この条件で堆積を行った場合、ＤＭＡＩ（分圧が１０
−’〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒのとき堆積速度は１００人／分
〜８００人／分と非常に大きく、超ＬＳＩ用へＪＺ−５
ｉ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２７０℃〜３５０℃であり、
この条件で堆積した／１−５ｉ膜は配向性も強く、かつ
４５０℃、　１ｈｏｕｒの熱処理を行ってもｓｉ！結晶
もしくはＳｉ多結晶基体上のＡＱ　　５ｊｌＦＪにはヒ
ロック、スパイクの発生もない良質のへβ−５ｔ膜とな
る。また、このよりなＡｘ−ｓｔｇはエレクトロマイグ
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＋１−５ｉを堆積することができない。略々　８０
０人／分の堆積速度は得られるが、多数枚のｊ（Ｌ積を
短時間で行うためには不十分である。

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八ＪＺ　−５ｉを堆積することの
できる減圧ＣＶＤ装置がある。本発明によるへλ−５ｉ
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ＤＭＡ１１と１１２および５ｔ２
Ｈ，等のＳｔ原料ガスとを添加することにより、Ｓｔを
０．５〜２．０％を含む八ＪＩ！　−５％化合物を堆積
させることができる。

反応管圧力は０．０５〜７６０Ｔｏｒｒ　、望ましくは
［１，１〜０．８Ｔｏｒｒ　、基体温度は１６０℃〜４
５０℃、望ましくは２００℃〜４００℃、ＤＭＡ１１分
圧は反応管内圧力の１×１０４イＱ〜１．３　ｘｌＯ−
’倍であり、５ｉ２１１６分圧は反応管内圧力のｌＸｌ
０−’倍〜ｔ　ｘ　ｔｏ−’倍の範囲であり、　＾１−
５１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＾１−５ｔ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５
３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、第３のガス系および混合器を有し
くいずれも図示せず）、原料ガスは原料ガス導入口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、　Ａｊ！　−５
ｔ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Ａｌ２
−５ｔ膜を同時に形成することができる。

（以下余白）上述したように本発明にもとづく　ＡＩ−５ｉ成膜方法
によって得られた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バルク並であり且つ表面平滑
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＾ｌｌ−５ｉが部分的なマイグレーションをおこし
、　＾Ｉｔ−５ｔ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ンによっても同様の
現象が生ずる。木発明によって形成されたへｊ２−５ｉ
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℃Ｈｌｒの熱処理で従来の＾ＪＺ−
５ｉ膜において１０’〜１０６個／Ｃｌ１１２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／ｃｒｎ２と大幅に達成できた。このようにＡｌ
２−５ｉ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。この現象によ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Ａβ−５ｉ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。しかしながら合金化によりエツチ
ング工程の複雑化および微細化の困難さの問題が生じて
いる。

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℃、　Ｉ　ＸＩＯ’　Ａ
／ｃｍ２の通電試験条件下で、（配線断面積１μｍ２の
場合）ＩＸＩＯ２〜ｌθ３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＜　　ＡＪＺ−５ｉ
成膜法により得られたへＪＺ−５ｉ膜は、上記試験によ
り、断面積１μｍ２のの配線で１０３〜１０’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０．８μＩ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域に抑えることができ、且
つ通常の電流を流す上で高信顆性が得られた。また、非
常に単純なプロセスで可能である。

■コンタクト部のアロイ・ピットの減少配線工程中の熱
処理により、配線材中のＡＩと基体のＳｉが、共晶反応
し、アロイ・ピットと呼ばれる八１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以上の場合は純へ
℃以外の材料を用い、接合深さが０．２μｍ以下の場合
はＴｉ、Ｗ、Ｍｏ系のバリアメタル技術を用いることが
一般的である。

しかしエツ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。木発明によって形成し
たＡｌ１−５ｉ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ビットの発生が抑
えられ、且つコンタクト性の良好な配線を得ることがで
きる。つまり接合を０．１　μｍ程度に浅くした場合も
八に−Ｓｉ材料のみで接合を破壊することなく配線でき
る。

０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バターニング工程
においてマスクと基体用のアライメント工程およびエツ
チング工程において不都合を及ぼしていた。

つまり従来のへｎＣＶＤ１摸の表面には数μｍに及ぶ凹
凸があり表面モルフオロジーが悪く、そのためｌ）アライメント信号が表面で乱反射を生じ、そのため
雑音レヘ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
エツ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ＡｊＺ　−５ｉ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およびコン
タクト抵抗の向上。

コンタクトホールの大きさが１μｍＸ１μｍ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
との間の抵抗が箸しく犬ぎくなる。

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Ａｆｔ−５ｉは２．７〜３．３μΩｃｍ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
．６μｍＸＱ。６μｍの孔においてＳｉ部が１０２１０
２Ｏ’の不純物を有する場合Ｉ　Ｘ　ｔｏ−’Ω・ｃｍ
２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。従フて本発明は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、バターニング工程において露光機の解像性能限
界の線巾においてアライメント精度３σ＝　０．１５μ
ｍ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
線形成方法に適用することにより、従来のＡｎ−５ｉ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）まずへｊＺ−５ｉ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　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに排気する。ただし反応
管２内の真空度はＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒより悪くて
も八λ−５ｉ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−’
Ｔｏｒｒに排気し、その後ゲートバルブ１３を開はウェ
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１
３を閉じ、反応室２の真空度が略々１×１０−’Ｔｏｒ
ｒ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ＤＭＡＩ＋を供給す
る。ＤＭＡ）！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■２用、第３のガスラインは５ｔ２
１１．用とする。

第２ガスラインから１１２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、０ＭＡ１１ライン、
　Ｓｉ、）Ｉ６ラインよりＤＭＡＩＩ、　５ｉ２Ｈ。

を反応管内へ導入する。全圧は略々１．５　Ｔｏｒｒで
あり、０ＭＡ１１分圧を略々１．５　Ｘ　１０””Ｔｏ
ｒｒとする。

５ｉ２ＩＩ６分圧は２　ｘ　１０””Ｔｏｒｒとする＊
　５１２１１６　とＤＭＡＨを反応管２に導入すると＾
Ｉｔ−５ｉが堆積する。所定の堆積時間が経過した後、
ＤＭＡＩおよび５ｉ２Ｈ，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１！　−５ｉｒ＆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（ｔ１２
：４℃／Ｍ、Ｏ，二２Ｊ２／Ｍ）により１０００℃の温
度で熱酸化を行なった。

ｌ膜厚は７０００人±５００人であり、屈折率は１．４
６であった。このＳｔ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　ｘｏ、２５μｉ　Ｎ１００　
μｍ　ｘｌＯＯμｍ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ツチング（Ｒ
ＩＥ）等でホトレジストをマスクとして下地のＳｉＯ□
をエツチングし、部分的に基体Ｓｉを露出させた。この
ようにして０．２５μｍ　Ｘｏ、２５μｍ　−１００μ
ｍ　Ｘ１００μｍの各種の大きさの５ｊ０２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
、各基体温度でそれぞれ１０枚の試料に対して前述した
手順に従って全圧　　　　１．５　ＴｏｒｒＤＭＡ８分圧　　１．５　ｘ　１０−’ＴｏｒｒＳｉ２
ｅｓ分圧　２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒなる条件で３℃−
５ｉ膜を堆積した。

基体温度を１３水準に変化してｊＩＬ積したＡρ−５ｉ
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。

（以下余白）上記試料で１６０℃〜４５０℃の温度範囲においてＳｉ
Ｏ□上にはＪｌ−５ｉは堆積せず、５ｉｎ２が開孔しＳ
ｉが露出している部分にのみＡｉＬ−５ｉ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。

（実施例２）実施例１と同様の手順で全圧　　　　　　　１．５　ＴｏｒｒＤＭＡ１１分圧　　　　　　５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
基体温度（Ｔｓｕｂ）　　　３０（１℃と設定し、５ｉ
Ｊａ分圧を１．５　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒか６１×１Ｏ
−４Ｔｏｒｒまで変化させて堆積を行った。形成された
八（１−５ｉ膜中のＳｉ含有量（ｗｔ％）は０．００５
％から５％まで”１２１１６分圧にほぼ比例して変化し
た。

抵抗率、炭素含有、平均配線寿命、堆積速度、ヒロック
密度、スパイクの発生に関しては実施例１と同様の結果
が得られた。しかし４％以上のＳｉ含有砥を有する試料
は膜中にＳｉと思われる析出物が生し表面モルフォロジ
ーが悪化し、反射率が６５％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
１と同様であった。また実施例１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３）まずＡｌ１−５ｉｆ＆（ｊｔｆ４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Ｉ　Ｘ　１Ｏ
−８Ｔｏｒｒに排気する。反応管２内の真空度がＩ　Ｘ
　１０””Ｔｏｒｒより悪くてもＡトづｉは成膜する。

Ｓｉウェハを洗浄後、搬送室ｌＯを大気圧に解放してＳ
ｉウェハを搬送室に装填する。搬送室を略々１　ｘ　１
０−’Ｔｏｒｒに排気してその後ゲートバルブ１３を開
は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１
３を閉じ反応室２の真空度が略々ｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒ
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。Ｄ
ＭＡＩ＋ラインのキャリアガスは＾ｒを用いた。第２ガ
スラインは１１２用である。第３のガスラインは５ｉ２
１１．用とする。

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に通電しクエへを加熱する。ウェハ
温度が所望の温度に到達した後、ＤＭＡＩ＋ライン、　
５１２＋１６ラインよりＤＭＡ）！、　５ｉ２Ｈａを反
応管内へ導入する。全圧は略々１．５Ｔｏｒｒであり、
ＤＭＡ１１分圧を略々１．５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒと
する。

５ｉ２Ｉｆ、分圧は２　ｘ　１Ｏ−５Ｔｏｒｒとする。

５ｉ２Ｈ，とＤ　Ｍ　Ａ　Ｈを反応管２に導入すると八
ｎ−５ｉが堆積する。所望の堆積時間が経過した後ＤＭ
ＡＨおよび５ｉ２ｔ１．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。１１．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
八４２−５ｉ成膜の概略である。

このようにして形成された堆積１１りは抵抗率、炭素含
有率、平均配線寿命、　ＤＣ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４）実施例３と同様の手順で全圧　　　　　　　１．５　ＴｏｒｒＤＭＡ１１分圧　　　　　　５　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
基体温度（Ｔｓｕｂ）　　　３００℃ と設定し、５１２１１ｇ分圧を１．５　Ｘ　１０−’Ｔ
ｏｒｒから１×１０−’Ｔｏｒｒまで変化させて堆積を
行った。形成されたＡｎ−５ｉ膜中のＳｉ含有量（ｗｔ
％）は０．００５％から５％まで５ｉＪ６分圧にほぼ比
例して変化した。

抵抗率、炭素含有、平均配線寿命、堆積速度、ヒロック
密度、スパイクの発生に関しては実施例！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と思われる析出物が生じ表面モルフォロジ
ーが悪化することで、反射率が６５％以下となった。Ｓ
ｉ含有量４％未満の試料の反射率は８０〜９５％であり
実施例１と同様であった。また実施例１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５）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５−１〜５−１７９）に八１
１−５ｉｌ摸を形成した。

サンプル５−１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５ｉＯ２ＷＪ、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５ｉｎ２膜の膜厚は７０００人、単結晶
シリコンの露出部即ち開口の大きさは３μｍＸ３μｍで
あった。このようにしてサンプル５−１を準備した（以
下このようなサンプルを“熱酸化５ｆＯ２（以下Ｔ−５
ｉ０２と略す）／単結晶シリコン”と表記することとす
る）。

サンプル５−２〜５−１７９の準備サンプル５−２は常圧ＣＶＤになよって成膜した酸化膜
（以下５ｉｎ２と略す）／単結晶シリコンサンプル５−
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５−４は常圧ＣＶＤによって成膜したリンドー
プの酸化１１！（以下ＰＳＧと略す）／！＃結晶シリコ
ン、サンプル５−５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ＢＳＰＧと略す）／単結
晶シリコン、サンプル５−３はプラズマＣｖＤによって成膜した窒化
膜（以下Ｐ−５：Ｎと略す）／単結晶シリコン、サンプル５−７は熱窒化膜（以下Ｔ−５：Ｎと略す）／
単結晶シリコン、サンプル５−８は減圧ＣＶＤによって成膜した窒化膜（
以下ＬＰ−５ＩＮと略す）／単結晶シリコン、サンプル
５−９はＥＣＲ装置によって成膜した窒化膜（以下ＥＣ
Ｒ−５ＥＮ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５−１１〜５−１７９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（Ｔａ）　、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（ＡＪＺ）、アルミニウムシリコン（Ａβ
Ｓｉ）、チタンアルミニウム（ＡＩＩ　−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（ＡＩｔ　−５ｉ−Ｃｕ）　、アルミ
ニウムパラジウム（＾１−Ｉ’ｄ）　、チタン（Ｔｉ）
、モリブデンシリサイド（ＭＯ−５ｉ）タンタルシリサ
イド（Ｔａ−５７）を使用した。これらのサンプルおよ
びＡｌ２Ｏ，基板、　５ｉ０２ガラス基板を第３図に示
した減圧ＣＶＤ装にに入れ、同一バッヂ内でＡ４−５ｉ
膜を成膜した。成膜条件は反応管圧力０．３Ｔｏｒｒ、
ＤＭＡＩＩ分圧３．ＯＸ　１０−’Ｔｏｒｒ。

５ｉ２ｔｌＢ分圧１．ＯＸ　１０−’Ｔｏｒｒ、基体温
度３基体温度３眼０このような条件で成膜した結果、サンプル５−１から５
−１７９までのバ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Ａｕ−
５ｔ膜の堆積が起こり、７０００人の深さの開口部を完
全に埋めつくした。１−Ｓｉ１％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
には八Ｊ２−５ｉ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Ａｌ１２０３基板およびＳｉ
６．ガラス基板にもＩｎ−５ｔ膜は全く堆積しなかった
。

（実施例６）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＾Ｉｔ−５ｉ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
ラフィ工程によりバターニングを行い、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２０００人、熱酸化ｌ
ＩＱ露出部すなわち開口部の大きさは３μｍｘ３μｍで
あった。このようなサンプルを６−１　とする。非電子
供与性である第２の基体表面材料（Ｔ−５ｉ（ｈ　、Ｃ
ＶＤ−５ｉ（ｈ　、　ＢＳＧ、　ＰＳＧ、　ＢＰＳＧ　
、Ｐ−５ｉＮ　、Ｔ−５ｉＮ　、Ｎ　。

ＬＰ−５ｉＮ、ＥＣＲ−５ｉＮ）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、ＡＪ２　
、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ。

ＷＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴａＳｉ、　Ａｌ１−５ｉ、＾Ｉｔ
　−Ｔｉ　、ＴｉＮ、Ｃｕ、　　八℃−５ｉ−Ｃｕ、Ａ
ｌ１−Ｐｄ、Ｔｉ、Ｍｏ−５ｉ）の組み合わせにより、
表３に示す６−１〜６−１６９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Ａｌ１−５ｉｌｌｉＪを成膜した。

成膜条件は反応管圧力０．３Ｔｏｒｒ、ＤＭＡＩＩ分圧
３．０×１０−’Ｔｏｒｒ、　Ｓｉ２Ｈ６分圧１．Ｏｘ
　１Ｏ−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、６−１から
６−１６９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＜　
　八ｊ２−５４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７０００人のＡｎ−５ｉが堆積し
、完全な選択性が得られた。なお、堆積した＾β−５ｉ
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７）原料ガスにＭＭＡ１１２を用いて、全圧力　　　　　１．５　ＴｏｒｒＭＭＡＩ＋２分圧　　　５　ｘ　１０−’ＴｏｒｒＳｉ
２Ｉｆ、分圧　　　１　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ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１８０℃から４００　ｔｌ：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へｊ！−５ｔ
薄膜が堆積した。

（実施例９）Ｓｒを含む原料として５ｉＪａに替えて５ｉｌ１４を用
いて実施例１と同様に手順で全圧力　　　　１．５　ＴｏｒｒＤＭ八へ分圧　　　５　ｘ　１０−’ＴｏｒｒＳｉｌ１
４１　ｘ　１Ｇ−’Ｔｏｒｒと設定し、堆積を行ったところ、基体温度１６０ｔ：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へ℃−５ｔ薄膜が堆積した。

［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、
かつ平坦な八ＪＺ　−５ｉ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。・・・基体、・・・反応管、・・・基体ホルダ、・・・ヒータ、・・・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、ｌＯ・・・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。第１手続補正書平成１年１１月

Claims

【特許請求の範囲】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、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。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。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。