JPH036222B2 - - Google Patents
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- JPH036222B2 JPH036222B2 JP57195621A JP19562182A JPH036222B2 JP H036222 B2 JPH036222 B2 JP H036222B2 JP 57195621 A JP57195621 A JP 57195621A JP 19562182 A JP19562182 A JP 19562182A JP H036222 B2 JPH036222 B2 JP H036222B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
- C23C16/20—Deposition of aluminium only
-
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- C23C16/12—Deposition of aluminium only
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアルミニユームを主成分とする被膜の
作製に関するものである。
作製に関するものである。
本発明は減圧化学蒸着法により、アルミニユー
ム中に価または価の添加物の添加をアルミニ
ユーム化合物気体の流量制御とは別に独立して精
密に制御することを可能にせしめて、アルミニユ
ームを主成分とする被膜を作るものである。
ム中に価または価の添加物の添加をアルミニ
ユーム化合物気体の流量制御とは別に独立して精
密に制御することを可能にせしめて、アルミニユ
ームを主成分とする被膜を作るものである。
またさらに本発明は、アルミニユームを主成分
とする被膜を減圧気相法により凹凸表面を有する
被形成面の側部にも凹部または凸部と同様の厚さ
に形成せしめることを可能にしたものである。
とする被膜を減圧気相法により凹凸表面を有する
被形成面の側部にも凹部または凸部と同様の厚さ
に形成せしめることを可能にしたものである。
従来、半導体基板等の被形成面内に設けられた
一導電型の領域と、前記被形成面上に形成された
アルミニユームの被膜とを接触させて接合を形成
した場合、例えば基板が珪素であり、一導電型の
領域がN+型である場合、N+領域内でアルミニユ
ーム−珪素との間で合金化の反応が進む。しかし
この合金化の反応の進行がN+領域内に止まらず
アルミニユーム−珪素の合金がN+領域外にまで
進行してしまい、このN+領域外にまで進行して
しまつた合金部分と基板との間でリーク電流が発
生してしまうという問題があつた。
一導電型の領域と、前記被形成面上に形成された
アルミニユームの被膜とを接触させて接合を形成
した場合、例えば基板が珪素であり、一導電型の
領域がN+型である場合、N+領域内でアルミニユ
ーム−珪素との間で合金化の反応が進む。しかし
この合金化の反応の進行がN+領域内に止まらず
アルミニユーム−珪素の合金がN+領域外にまで
進行してしまい、このN+領域外にまで進行して
しまつた合金部分と基板との間でリーク電流が発
生してしまうという問題があつた。
特に加熱減圧化学蒸着装置を用いて、アルミニ
ユーム被膜の材料に炭化水素アルミニユームを用
いた場合、形成された被膜内にHC(炭化水素)
またはハロゲン元素が一部残留してしまつてい
た。
ユーム被膜の材料に炭化水素アルミニユームを用
いた場合、形成された被膜内にHC(炭化水素)
またはハロゲン元素が一部残留してしまつてい
た。
このためかかる形成された被膜にさらに加熱処
理を行なつた。するとこの時シリコン基板との金
属化の反応が、前記したHCまたはハロゲン元素
により異常に進行してしまうため、本来希望する
オーム接触をさせるための合金化の深さよりも深
く進行してしまい(本明細書中では異常アロイと
もいう)、前記したような基板と合金化の進んだ
部分との間でリーク電流が発生してしまつてい
た。
理を行なつた。するとこの時シリコン基板との金
属化の反応が、前記したHCまたはハロゲン元素
により異常に進行してしまうため、本来希望する
オーム接触をさせるための合金化の深さよりも深
く進行してしまい(本明細書中では異常アロイと
もいう)、前記したような基板と合金化の進んだ
部分との間でリーク電流が発生してしまつてい
た。
本発明は上記のようなリーク電流の発生を防止
させることを可能にしたアルミニユームの被膜を
形成することを第1の目的とするものである。
させることを可能にしたアルミニユームの被膜を
形成することを第1の目的とするものである。
また従来、IC、LSIまたはVLSI蒸着において
は電子ビーム蒸着法による真空蒸着法がアルミニ
ユームの被膜作製に用いられていた。
は電子ビーム蒸着法による真空蒸着法がアルミニ
ユームの被膜作製に用いられていた。
しかしかかる真空蒸着法においては、半導体基
板表面の0.5〜2μmの高低の凹凸部において、第
1図の如き形成される被膜の不均一性があらわれ
る。即ち、基板1の凸部2、凹部3の側面6に
5,4の薄いまたは被膜のない領域が形成され
る。このため、VLSIにおける配線の導電性の低
下が大きな問題となつていた。このため斜蒸着を
も合わせて用いる電子ビーム蒸着法が知られてい
るが、まだ不十分であり、その結果2μm以下の
線巾のパターンを切ることは不可能であつた。
板表面の0.5〜2μmの高低の凹凸部において、第
1図の如き形成される被膜の不均一性があらわれ
る。即ち、基板1の凸部2、凹部3の側面6に
5,4の薄いまたは被膜のない領域が形成され
る。このため、VLSIにおける配線の導電性の低
下が大きな問題となつていた。このため斜蒸着を
も合わせて用いる電子ビーム蒸着法が知られてい
るが、まだ不十分であり、その結果2μm以下の
線巾のパターンを切ることは不可能であつた。
本発明は凹凸面を有する被形成面の凹部、凸部
の側面に対しても膜厚の十分な皮膜を形成するこ
とを第2の目的とするものである。
の側面に対しても膜厚の十分な皮膜を形成するこ
とを第2の目的とするものである。
上記2つの目的のため本発明は加熱減圧化学蒸
着装置により、反応炉内に配置された高低を有す
る基板の被形成面上にアルミニユームを主成分と
する金属膜を形成する方法において炭化水素アル
ミニユームに価または価の元素を含む反応性
気体を基板の被形成面の導電型と同一となるよう
に添加して、0.1〜60torrの圧力に保持された前
記反応装置に導入して、150〜600℃の温度に加熱
することにより、0.5〜2μmの凹凸表面を有する
被形成面上に価または価の不純物が添加され
たアルミニユームを主成分とする被膜を作製する
こととしたものである。
着装置により、反応炉内に配置された高低を有す
る基板の被形成面上にアルミニユームを主成分と
する金属膜を形成する方法において炭化水素アル
ミニユームに価または価の元素を含む反応性
気体を基板の被形成面の導電型と同一となるよう
に添加して、0.1〜60torrの圧力に保持された前
記反応装置に導入して、150〜600℃の温度に加熱
することにより、0.5〜2μmの凹凸表面を有する
被形成面上に価または価の不純物が添加され
たアルミニユームを主成分とする被膜を作製する
こととしたものである。
本発明は価または価の不純物をアルミニユ
ームを主成分とする被膜に添加することにより、
基板内にまで合金化が進行した部分の外側にP型
またはN型の領域を薄く形成させ、それによつ
て、基板と合金化が進行した部分との間のリーク
電流を実質的になくすことができる。
ームを主成分とする被膜に添加することにより、
基板内にまで合金化が進行した部分の外側にP型
またはN型の領域を薄く形成させ、それによつ
て、基板と合金化が進行した部分との間のリーク
電流を実質的になくすことができる。
また本発明は、60torr以下の圧力に保持された
反応炉に150〜600℃の温度に被形成面を有する基
板を加熱することにより、炭化水素アルミニユー
ム(以下HCAlという)例えば(CH3)3Alを熱分
解し、凹凸面を有する側面に対しても十分な膜厚
で作製することができるのである。
反応炉に150〜600℃の温度に被形成面を有する基
板を加熱することにより、炭化水素アルミニユー
ム(以下HCAlという)例えば(CH3)3Alを熱分
解し、凹凸面を有する側面に対しても十分な膜厚
で作製することができるのである。
またさらに、ICまたはLSIにおいて微細加工技
術を可能とするため、0.5〜2μmの高低を有する
基板の表面にその側部をも上部と同様の膜圧に形
成させることができるものである。
術を可能とするため、0.5〜2μmの高低を有する
基板の表面にその側部をも上部と同様の膜圧に形
成させることができるものである。
本発明において、価または価の元素を含む
反応性気体を基板の被形成面の導電型と同一とな
るように添加するとは、コンタクト部の不純物領
域の導電型と同一導電型であり、オーム接触性を
決める不純物である、P型ではジボラン、N型で
はフオスヒンまたはアルシン等の価または価
の不純物を炭化水素アルミニユームに添加するこ
とをいうのである。
反応性気体を基板の被形成面の導電型と同一とな
るように添加するとは、コンタクト部の不純物領
域の導電型と同一導電型であり、オーム接触性を
決める不純物である、P型ではジボラン、N型で
はフオスヒンまたはアルシン等の価または価
の不純物を炭化水素アルミニユームに添加するこ
とをいうのである。
以下に図面に従つてその詳細を記す。
実施例
第2図は本発明の加熱減圧化学蒸着装置(単に
LPCVD装置という)の概略を示す。
LPCVD装置という)の概略を示す。
図面において反応炉11内には回転ホルダー1
3に被形成面を有する基板1が保持され、ヒータ
ー12により150〜600℃の加熱がなされる。
3に被形成面を有する基板1が保持され、ヒータ
ー12により150〜600℃の加熱がなされる。
HCAl(炭化水素アルミニユームを以下HCAlと
いう。ここでは(CH3)3Alをその代表として用い
た)はノズル14より反応炉内に導入される。排
気系15はバルブをへてロータリーポンプ16に
至る。ドーピング系はHCAlの充填されたバブラ
ー18、電子恒温槽19により一定温度に保持さ
れる。
いう。ここでは(CH3)3Alをその代表として用い
た)はノズル14より反応炉内に導入される。排
気系15はバルブをへてロータリーポンプ16に
至る。ドーピング系はHCAlの充填されたバブラ
ー18、電子恒温槽19により一定温度に保持さ
れる。
価または価の不純物、例えばフオスフイン
等のドーピングガスは21より供給される。
等のドーピングガスは21より供給される。
またシランは22より供給される。水素、ヘリ
ユームまたはアルゴンの不活性ガスは20より導
入される。
ユームまたはアルゴンの不活性ガスは20より導
入される。
基板は半導体素子回路(IC、LSI等)等がその
一部に設けられたもの例えば単結晶シリコン基板
を用いた。
一部に設けられたもの例えば単結晶シリコン基板
を用いた。
この基板をヒーター12により200〜550℃好ま
しくは300〜450℃の温度に加熱した。さらにドー
ピング系のHCAlとしてTMA((CH3)3)Alトリ
メチルアルミニユーム(BP=127.1℃MP=15.3
℃)を用いた。このTMAを10c.c./分の気体とし
て導入し、さらにキヤリアガスとして水素を100
c.c./分導入した。圧力は760torrより0.1torrまで
変化させた。すると760〜60torrの圧力範囲にお
いては、アルミニユームを300〜60Å/分の速度
にて作ることができるが、凹凸部の側面において
は膜厚は平担面の膜厚の1/5〜1/2でしかなかつ
た。
しくは300〜450℃の温度に加熱した。さらにドー
ピング系のHCAlとしてTMA((CH3)3)Alトリ
メチルアルミニユーム(BP=127.1℃MP=15.3
℃)を用いた。このTMAを10c.c./分の気体とし
て導入し、さらにキヤリアガスとして水素を100
c.c./分導入した。圧力は760torrより0.1torrまで
変化させた。すると760〜60torrの圧力範囲にお
いては、アルミニユームを300〜60Å/分の速度
にて作ることができるが、凹凸部の側面において
は膜厚は平担面の膜厚の1/5〜1/2でしかなかつ
た。
圧力を60torr以下0.1torrとすると、被膜の成長
速度が下がつてしまうため、キヤリアガスの導入
を0〜10c.c.とし、TMAを十分多くさせた。する
と被膜成長速度を300Å/分(60torr)〜60Å/
分(0.1torr)と大きくすることができ、 加えて側部での膜厚は平坦面の1/2(60torr)
〜概略1(即ち0.9〜1)(10torr以下)にするこ
とができる。
速度が下がつてしまうため、キヤリアガスの導入
を0〜10c.c.とし、TMAを十分多くさせた。する
と被膜成長速度を300Å/分(60torr)〜60Å/
分(0.1torr)と大きくすることができ、 加えて側部での膜厚は平坦面の1/2(60torr)
〜概略1(即ち0.9〜1)(10torr以下)にするこ
とができる。
さらにフオスヒンをPH3/TMA=0.1〜3%ま
たはPH3/SiH4=1〜10%(但しSiH4/TMA5
%)添加した。するとこの場合導電性がTMAの
みの時に比べて約30%向上した。加えてコンタク
ト部がN型においては、異常アロイを特に650℃
以上10分間窒素中で加熱してオーム接触を起こさ
せた時、接合部で本来希望する以上の深さ、つま
り接合部であるN型の領域を突き抜けて基板内に
まで合金化が進行してしまうが、の価または
価の不純物、ここではリンの添加により、前記基
板内にまで合金化が進行した部分の外側にP型ま
たはN型の領域が薄くできる。そのためその接合
部に逆方向バイアスを加えても、逆方向のリーク
電流は実質的になく、即ち10-9A以下でしかな
く、きわめてすぐれたものであつた。
たはPH3/SiH4=1〜10%(但しSiH4/TMA5
%)添加した。するとこの場合導電性がTMAの
みの時に比べて約30%向上した。加えてコンタク
ト部がN型においては、異常アロイを特に650℃
以上10分間窒素中で加熱してオーム接触を起こさ
せた時、接合部で本来希望する以上の深さ、つま
り接合部であるN型の領域を突き抜けて基板内に
まで合金化が進行してしまうが、の価または
価の不純物、ここではリンの添加により、前記基
板内にまで合金化が進行した部分の外側にP型ま
たはN型の領域が薄くできる。そのためその接合
部に逆方向バイアスを加えても、逆方向のリーク
電流は実質的になく、即ち10-9A以下でしかな
く、きわめてすぐれたものであつた。
実験では高低差を2μmとし、巾10μmとした。
すると第3図にみられるたて断面図における如く
側部6上には平坦面と同様の膜厚のアルミニユー
ムを作ることができた。
すると第3図にみられるたて断面図における如く
側部6上には平坦面と同様の膜厚のアルミニユー
ムを作ることができた。
基板の温度が100℃以下では被膜を作ることが
できなかつた。
できなかつた。
さらに400〜500℃にて15〜30分加熱した。する
とP型基板に設けられたN型の領域にコンタクト
をしやすく、さらにこの接合が0.1μmであるとコ
ンタクトが0.2〜0.5μmにでき、通常ならば接合
が破壊してしまうのであるが、リンを添加してい
るため、接合を保証することができた。
とP型基板に設けられたN型の領域にコンタクト
をしやすく、さらにこの接合が0.1μmであるとコ
ンタクトが0.2〜0.5μmにでき、通常ならば接合
が破壊してしまうのであるが、リンを添加してい
るため、接合を保証することができた。
この場合、PH3のかわりにAsH3をいれても同
様であつた。
様であつた。
出発物質としてTMAではなく(C2H5)3Al、即
ちTEA(トリエチルアルミニユームBP=186.6℃
MP=45.5℃)を用いた場合被膜の成長速度が約
30%少なかつたが段差部のステツプカバレイジに
関しては同様に60torr以下では十分な特性を有し
ていた。
ちTEA(トリエチルアルミニユームBP=186.6℃
MP=45.5℃)を用いた場合被膜の成長速度が約
30%少なかつたが段差部のステツプカバレイジに
関しては同様に60torr以下では十分な特性を有し
ていた。
さらに出発材料としてAlCl3を用いた場合に
は、ドーピング系における反応管に液状に付着し
やすいため、ドーピング系の温度を100〜200℃に
加熱して気化を促進させた。
は、ドーピング系における反応管に液状に付着し
やすいため、ドーピング系の温度を100〜200℃に
加熱して気化を促進させた。
作られた被膜の特性は導電性において電子ビー
ム蒸着のアルミニユームの1/2の導電性を有する
すぐれたものであつた。
ム蒸着のアルミニユームの1/2の導電性を有する
すぐれたものであつた。
このように不純物として半導体のコンタクト部
の不純物領域の導電型と同一導電型であり、オー
ム接触性を決める不純物である、P型ではジボラ
ン、N型ではフオスヒンまたはアルシン等を混入
させて成膜すると、これらの不純物がアロイの外
側領域をP型化またはN型化させるため、コンタ
クトでの異常アロイの存在によるリーク電流の増
加を防ぐことができた。
の不純物領域の導電型と同一導電型であり、オー
ム接触性を決める不純物である、P型ではジボラ
ン、N型ではフオスヒンまたはアルシン等を混入
させて成膜すると、これらの不純物がアロイの外
側領域をP型化またはN型化させるため、コンタ
クトでの異常アロイの存在によるリーク電流の増
加を防ぐことができた。
以上より明らかな如く、本発明はアルミニユー
ムを主成分とする被膜をLPCVD法で作つたこ
と、さらにLPCVD法であるためこのアルミニユ
ームを主成分とする被膜中にシランまたは価ま
たは価の不純物を同時に容易に混入させること
ができるということを特徴としている。
ムを主成分とする被膜をLPCVD法で作つたこ
と、さらにLPCVD法であるためこのアルミニユ
ームを主成分とする被膜中にシランまたは価ま
たは価の不純物を同時に容易に混入させること
ができるということを特徴としている。
特に60torr以下の圧力においては、VLSIで問
題とするステツプカバレイジに対しても十分な膜
厚のアルミニユームを主成分とする被膜が得られ
た。
題とするステツプカバレイジに対しても十分な膜
厚のアルミニユームを主成分とする被膜が得られ
た。
また浅い接合部にコンタクトがある場合、この
接合を作る不純物の導電型と同じ導電型の不純物
例えばリン、ヒ素を0.2〜2%添加することによ
り、Alが接合面をつきぬけて合金化させてしま
つた時でも十分のオーム接触コンタクトを構成
し、かつ接合リークを10-9A以下におさえること
ができる。
接合を作る不純物の導電型と同じ導電型の不純物
例えばリン、ヒ素を0.2〜2%添加することによ
り、Alが接合面をつきぬけて合金化させてしま
つた時でも十分のオーム接触コンタクトを構成
し、かつ接合リークを10-9A以下におさえること
ができる。
本発明はLPCVD法を用いたが、この不純物の
添加に関してはプラズマを用いた。PCVD法に対
しても有効であると判断する。
添加に関してはプラズマを用いた。PCVD法に対
しても有効であると判断する。
第1図は従来の方法によつたアルミニユーム膜
のたて断面図を示す。第2図は本発明に用いる加
熱減圧化学蒸着装置の概要を示す。第3図は本発
明方法により得られたアルミニユーム膜のたて断
面図を示す。
のたて断面図を示す。第2図は本発明に用いる加
熱減圧化学蒸着装置の概要を示す。第3図は本発
明方法により得られたアルミニユーム膜のたて断
面図を示す。
Claims (1)
- 1 加熱減圧化学蒸着装置により、反応炉内に配
置された高低を有する基板の被形成面上にアルミ
ニユームを主成分とする金属膜を形成する方法に
おいて炭化水素アルミニユームに価または価
の元素を含む反応性気体を基板の被形成面の導電
型と同一となるように添加して、0.1〜60torrの
圧力に保持された前記反応装置に導入して、150
〜600℃の温度に加熱することにより、0.5〜2μm
の凹凸表面を有する被形成面上に価または価
の不純物が添加されたアルミニユームを主成分と
する被膜を作製することを特徴とするアルミニユ
ーム被膜の作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19562182A JPS5985857A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | アルミニユ−ム被膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19562182A JPS5985857A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | アルミニユ−ム被膜の作製方法 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10153487A Division JPS6324070A (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | アルミニユ−ム被膜の作製方法 |
JP24123090A Division JPH03114266A (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | アルミニューム被膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5985857A JPS5985857A (ja) | 1984-05-17 |
JPH036222B2 true JPH036222B2 (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=16344210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19562182A Granted JPS5985857A (ja) | 1982-11-08 | 1982-11-08 | アルミニユ−ム被膜の作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5985857A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0826460B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1996-03-13 | 日電アネルバ株式会社 | 成膜装置および方法 |
JPS6439721A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-10 | Fuji Electric Co Ltd | Introduce method for impurity to semiconductor |
JPH0682666B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1994-10-19 | 日電アネルバ株式会社 | 電子デバイス |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54154291A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-05 | Itt | Method of forming aliminum conductor path |
JPS54163793A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-26 | Itt | Aluminum thermal decomposition depositing method and apparatus |
JPS5589467A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-07 | Nec Corp | Growth of aluminum in gaseous phase |
-
1982
- 1982-11-08 JP JP19562182A patent/JPS5985857A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54154291A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-05 | Itt | Method of forming aliminum conductor path |
JPS54163793A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-26 | Itt | Aluminum thermal decomposition depositing method and apparatus |
JPS5589467A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-07 | Nec Corp | Growth of aluminum in gaseous phase |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5985857A (ja) | 1984-05-17 |
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