JPH04136171A - 気相成長用ガス、気相成長方法、及び半導体装置 - Google Patents
気相成長用ガス、気相成長方法、及び半導体装置Info
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- JPH04136171A JPH04136171A JP25666690A JP25666690A JPH04136171A JP H04136171 A JPH04136171 A JP H04136171A JP 25666690 A JP25666690 A JP 25666690A JP 25666690 A JP25666690 A JP 25666690A JP H04136171 A JPH04136171 A JP H04136171A
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Landscapes
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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】
〔産業上の利用分野〕
本出願に係る発明は、気相成長ガス、金属膜の化学的気
相成長方法、及び配線その他に用いることができる気相
成長金属膜に関するものである。
相成長方法、及び配線その他に用いることができる気相
成長金属膜に関するものである。
本出願に係る発明は、金属ジケトナート錯体を少なくと
も含有する気相成長用ガスとすることによって取扱い性
等を良好にしたものであり、また、金属ジケトナート錯
体を少なくとも用い名金属膜の化合物気相成長方法とす
ることによって取扱い性良（形成できかつ品質良好な金
属膜が得られるようにしたものであり、また、金属ジケ
トナート錯体を少なくとも用いて気相成長により形成し
た金属膜とすることによって、取扱い性良く得られる良
好な品質の金属膜を提供したものである。
も含有する気相成長用ガスとすることによって取扱い性
等を良好にしたものであり、また、金属ジケトナート錯
体を少なくとも用い名金属膜の化合物気相成長方法とす
ることによって取扱い性良（形成できかつ品質良好な金
属膜が得られるようにしたものであり、また、金属ジケ
トナート錯体を少なくとも用いて気相成長により形成し
た金属膜とすることによって、取扱い性良く得られる良
好な品質の金属膜を提供したものである。
気相成長技術は各種の分野で用いられており、例えば電
子材料（半導体装置等）の製造の際に各種の材料で各種
のパターン等を形成するのに用いられている。また、金
属膜の化学的気相成長方法は、とりわけ、金属配線を形
成するために多用されている。また、各種の手段により
形成される金属膜は、例えば上記電子材料等において、
配線その他の部分を構成するために利用されている。
子材料（半導体装置等）の製造の際に各種の材料で各種
のパターン等を形成するのに用いられている。また、金
属膜の化学的気相成長方法は、とりわけ、金属配線を形
成するために多用されている。また、各種の手段により
形成される金属膜は、例えば上記電子材料等において、
配線その他の部分を構成するために利用されている。
ところで、半導体装置等の電子材料の分野ではますます
微細化・集積化が進んでおり、例えば半導体集積回路装
置もこのような高密変化が進んでいる。半導体集積回路
装置では、その最小加工寸法は、研究開発レベルでは０
．３５μｍに達しようとしている。
微細化・集積化が進んでおり、例えば半導体集積回路装
置もこのような高密変化が進んでいる。半導体集積回路
装置では、その最小加工寸法は、研究開発レベルでは０
．３５μｍに達しようとしている。
かかる微細化の要請に伴い、用いられる／ｌ配線パター
ン等の金属配線パターンも微細化している。この結果、
／ｌ配線に代表的にみられるような、ストレスマイグレ
ーションやエレクトロマイグレーシぢンといった配線の
信軌性も問題になっている。これを解決する手法として
は、Ａｌ配線について言えば、従来のＡｆや、ＡＩ！、
−３ｉ合金に、Ｃｕを含有させる手段や、／ｌ結晶核の
大きさを大きくする手段が知られている。よってＡｌ配
線に関しては、その配線材料としてはＡｌから、これよ
りもエレクトロマイグレーションに強いＡｌ−３ｉ合金
、更にはＡＮ−３ｉ−Ｃｕ合金が用いられるようになっ
ている。
ン等の金属配線パターンも微細化している。この結果、
／ｌ配線に代表的にみられるような、ストレスマイグレ
ーションやエレクトロマイグレーシぢンといった配線の
信軌性も問題になっている。これを解決する手法として
は、Ａｌ配線について言えば、従来のＡｆや、ＡＩ！、
−３ｉ合金に、Ｃｕを含有させる手段や、／ｌ結晶核の
大きさを大きくする手段が知られている。よってＡｌ配
線に関しては、その配線材料としてはＡｌから、これよ
りもエレクトロマイグレーションに強いＡｌ−３ｉ合金
、更にはＡＮ−３ｉ−Ｃｕ合金が用いられるようになっ
ている。
これらの金属膜は通常、スパッタリング法で形成される
。それはスパッタリング法がスループットが高いからで
ある。
。それはスパッタリング法がスループットが高いからで
ある。
しかしながら、スパッタリング法は化学的気相成長方法
（ＣＶＤ法）などの気相成長技術に比べると、段差等の
カバレッジが悪（、ストレスマイグレーションなどでの
断線が起こりやすかった。
（ＣＶＤ法）などの気相成長技術に比べると、段差等の
カバレッジが悪（、ストレスマイグレーションなどでの
断線が起こりやすかった。
Ａｆｆｉの気相成長技術は、上述したエレクトロマイグ
レーション耐性やストレスマイグレーション耐性を高め
るには単結晶のＡｌを用いるのが一つの有望な技術であ
るところから、これを実現するため手段の一つとして研
究されている。例えば、応用物理学会１９９０年（春）
予稿集の５６０頁の２８ＰＺＡ−９，１０に示されたよ
うに、ＣＶＤによりＡｌを単結晶成長させる方法が試み
られている。
レーション耐性やストレスマイグレーション耐性を高め
るには単結晶のＡｌを用いるのが一つの有望な技術であ
るところから、これを実現するため手段の一つとして研
究されている。例えば、応用物理学会１９９０年（春）
予稿集の５６０頁の２８ＰＺＡ−９，１０に示されたよ
うに、ＣＶＤによりＡｌを単結晶成長させる方法が試み
られている。
しかしながら、上記従来提案においてＡｌ配線等を形成
するために用いられているガスソースは、アルキルアル
ミニウム類のように炭素をとりこみやすくかつ、非常に
発火しやすいものであったり、塩化アルミニウムのよう
にそれ自体反応性に冨みきわめて不安定でありかつ、反
応後Ａ７！中に塩素が残りやすいものでアフタコロ−ジ
ョン等が問題になりやすいものであったりし、必ずしも
良好な配線が得られるものではなかった（塩化アルミニ
ウムを用いたＣＶＤ法については特開昭６４−５１６２
０号に、アルミニウムアルコキシドを用いたＣＶＤ法に
ついては特開平１−１７９４１６号に記載がある）。
するために用いられているガスソースは、アルキルアル
ミニウム類のように炭素をとりこみやすくかつ、非常に
発火しやすいものであったり、塩化アルミニウムのよう
にそれ自体反応性に冨みきわめて不安定でありかつ、反
応後Ａ７！中に塩素が残りやすいものでアフタコロ−ジ
ョン等が問題になりやすいものであったりし、必ずしも
良好な配線が得られるものではなかった（塩化アルミニ
ウムを用いたＣＶＤ法については特開昭６４−５１６２
０号に、アルミニウムアルコキシドを用いたＣＶＤ法に
ついては特開平１−１７９４１６号に記載がある）。
かつこのような気相成長技術による配線の形成は、純／
ｌについては上記のように成る程度研究開発が進んでい
るものの、／１合金等のＡｆｆｉ系材料や、更にはＡｆ
基以外金属材料については、研究が遅れているのが実情
である。
ｌについては上記のように成る程度研究開発が進んでい
るものの、／１合金等のＡｆｆｉ系材料や、更にはＡｆ
基以外金属材料については、研究が遅れているのが実情
である。
本出願の各発明は上記事情に鑑みてなされたもので、こ
れら発明の目的は、安全で取扱いやすく、かつ良好な金
属膜を得ることができる気相成長用ガスを提供すること
であり、また、取扱い上の難点無く製造できかつ良好な
品質が得られる金属膜の気相成長方法を提供することで
あり、また、取扱い上の難点無く製造できかつ良好な品
質である金属膜を提供することである。
れら発明の目的は、安全で取扱いやすく、かつ良好な金
属膜を得ることができる気相成長用ガスを提供すること
であり、また、取扱い上の難点無く製造できかつ良好な
品質が得られる金属膜の気相成長方法を提供することで
あり、また、取扱い上の難点無く製造できかつ良好な品
質である金属膜を提供することである。
本出願の請求項１の発明は金属ジケトナート錯体を少な
くとも含有することを特徴とする気相成長用ガスであり
、これにより上記目的を達成したものである。
くとも含有することを特徴とする気相成長用ガスであり
、これにより上記目的を達成したものである。
本出願の請求項２の発明は金属ジケトナート錯体を少な
くとも用いることを特徴とする金属膜の化学的気相成長
方法であり、これにより上記目的を達成したものである
。
くとも用いることを特徴とする金属膜の化学的気相成長
方法であり、これにより上記目的を達成したものである
。
本出願の請求項３の発明は金属ジケトナート錯体を少な
くとも用いて気相成長により形成したことを特徴とする
金属膜であり、これにより上記目的を達成したものであ
る。
くとも用いて気相成長により形成したことを特徴とする
金属膜であり、これにより上記目的を達成したものであ
る。
本出願の各発明において、金属ジケトナート錯体とは、
金属に配位子としてジケトナートが配位して錯体を形成
して成るものである。ジケトナート配位子をして表せば
、例えばＡ１錯体の場合、アルミニウムジケトナート錯
体はＡ／！ （Ｌ）ｆｆで一般に表される。
金属に配位子としてジケトナートが配位して錯体を形成
して成るものである。ジケトナート配位子をして表せば
、例えばＡ１錯体の場合、アルミニウムジケトナート錯
体はＡ／！ （Ｌ）ｆｆで一般に表される。
ジケトナート錯体の配位子としては、代表的には、以下
に掲げるものを挙げることができる。
に掲げるものを挙げることができる。
メチル基、エチル基。
ジケトナート錯体を用いた気相成長方法、特にＣＶＤ法
においては、励起手段として、レーザー励起、熱励起、
液相励起、プラズマ励起、光励起などの各手段を採用す
ることができる。
においては、励起手段として、レーザー励起、熱励起、
液相励起、プラズマ励起、光励起などの各手段を採用す
ることができる。
フケトナー１１体を用いて、例えば／ｌ単結晶の如く金
属単体から成る金属膜を形成するときは、上記ジケトナ
ート配位子を有する単一の金属錯体を用いればよく、こ
れにより、例えばＡｎ単結晶膜が良好な品質で得られる
。
属単体から成る金属膜を形成するときは、上記ジケトナ
ート配位子を有する単一の金属錯体を用いればよく、こ
れにより、例えばＡｎ単結晶膜が良好な品質で得られる
。
ジケトナート錯体を用いて、例えばＡｊ２合金の如く２
以上の金属（本明細書中、Ｓｉ等半金属も金属に含む）
を含む金属膜を形成する場合、金属ジケトナート錯体と
、その他のガスソースを任意に組み合わせてよい。
以上の金属（本明細書中、Ｓｉ等半金属も金属に含む）
を含む金属膜を形成する場合、金属ジケトナート錯体と
、その他のガスソースを任意に組み合わせてよい。
例えば、Ａ１−Ｓｉ合金をジケトナート錯体を用いてＣ
ＶＤ法で形成する場合、上記（ａ）〜（ｄ）のいずれか
（または２種以上）の配位子を有するＡＮ錯体と、Ｓｌ
源としテＳ ｔ Ｈ４や５ｉｔＨｈを用いてこれを混合
して用いることができる。また、Ａ１−３ｉ−Ｃｕ合金
を形成する場合には、更に、Ｃｕ錯体即ちＣｕ（Ｌ）ｔ
であって、配位子りが上記（ａ）〜（ｄ）のいずれか（
または２種）であるもの（好ましくは配位子として（ａ
）または（ｄ）を有するもの）を用いて、かかる合金膜
を形成できる。この場合の励起手段も任意であり、上記
の各手段、即ち光励起、熱励起、レーザー（エキシマレ
ーザ−など）励起などを用いることができる。
ＶＤ法で形成する場合、上記（ａ）〜（ｄ）のいずれか
（または２種以上）の配位子を有するＡＮ錯体と、Ｓｌ
源としテＳ ｔ Ｈ４や５ｉｔＨｈを用いてこれを混合
して用いることができる。また、Ａ１−３ｉ−Ｃｕ合金
を形成する場合には、更に、Ｃｕ錯体即ちＣｕ（Ｌ）ｔ
であって、配位子りが上記（ａ）〜（ｄ）のいずれか（
または２種）であるもの（好ましくは配位子として（ａ
）または（ｄ）を有するもの）を用いて、かかる合金膜
を形成できる。この場合の励起手段も任意であり、上記
の各手段、即ち光励起、熱励起、レーザー（エキシマレ
ーザ−など）励起などを用いることができる。
上記ＣｕジケトナーＮｆ体は、Ｃｕ単体の膜のガスソー
スとしても用いることができる。
スとしても用いることができる。
更に、ＡｌやＣｕ以外に、各種金属を用いることができ
る。
る。
〔作 用］
本発明の気相成長用ガスは、発火などのおそれはなく、
取扱いが容易である。また、得られる金属に、塩素や炭
素などの残留物が残ることが抑えられる。
取扱いが容易である。また、得られる金属に、塩素や炭
素などの残留物が残ることが抑えられる。
本発明の化学的気相成長方法は、上記のように取扱い上
の難点などがな〈実施でき、良好な品質の金属膜が得ら
れる。
の難点などがな〈実施でき、良好な品質の金属膜が得ら
れる。
本発明の金属膜は、取扱い難点がなく得られ、かつ品質
が良好なものである。
が良好なものである。
以下本出願の各発明の実施例について説明する。
但し当然のことではあるが、本発明は以下の実施例によ
り限定されるものではない。
り限定されるものではない。
実施例−１
この実施例は、本発明を、半導体装置例えば微細化・集
積化したＳＲＡＭの如き半導体装置の製造に際して１，
１Ｍ単結晶配線を形成する場合に適用したものである。
積化したＳＲＡＭの如き半導体装置の製造に際して１，
１Ｍ単結晶配線を形成する場合に適用したものである。
本実施例では、Ａｌのガスソースとして、アセチルアセ
トナート錯体を用い、ＣＶＤ法によりＡｌ単結晶膜を得
て、配線構造を得た。アセチルアセトナート錯体は沸点
が１９５°Ｃ（常圧）であり、減圧下ではもっと低温で
気化しやすく、単結晶成長用ガスソースとして好適であ
る。
トナート錯体を用い、ＣＶＤ法によりＡｌ単結晶膜を得
て、配線構造を得た。アセチルアセトナート錯体は沸点
が１９５°Ｃ（常圧）であり、減圧下ではもっと低温で
気化しやすく、単結晶成長用ガスソースとして好適であ
る。
本実施例では、半導体基板であるシリコン基板上に、ア
セチルアセトナートアルミニウムを、アルゴンで希釈さ
せて、１３．５６ ＭＨｚのＲｆプラズマ中で２００℃
に基板加熱しながら、／ｌを成長させた。
セチルアセトナートアルミニウムを、アルゴンで希釈さ
せて、１３．５６ ＭＨｚのＲｆプラズマ中で２００℃
に基板加熱しながら、／ｌを成長させた。
本実施例によれば、低い活性化エネルギーで、ＡＰのみ
を堆積して成膜することができた。
を堆積して成膜することができた。
得られた単結晶Ａｌ膜を分析したところ、トリメチルア
ルミニウムを用いて得たものと比較して、炭素の含有率
は１／１００であった。よって本実施例により、取扱い
性に問題のないアセチルアセトナート錯体を用いて、良
好な品質の単結晶Ａｌ膜が得られることがわかる。
ルミニウムを用いて得たものと比較して、炭素の含有率
は１／１００であった。よって本実施例により、取扱い
性に問題のないアセチルアセトナート錯体を用いて、良
好な品質の単結晶Ａｌ膜が得られることがわかる。
実施例−２
本実施例ではＡｌ−３ｉ−Ｃｕ合金から成る金属膜をＣ
ＶＤ法により形成した。
ＶＤ法により形成した。
ガスソースとしては、Ａ２ジケトナート錯体として実施
例−１と同様のアセチルアセトナートアルミニウム、Ｓ
ｔ源としてモノシラン（ＳＨ，）やその誘導体あるいは
ジシラン（ＳｌＨ＆）やその誘導体を用い、Ｃｕジケト
ナート錯体として前記（ａ）または（ｄ）を配位子とす
るＣｕ錯体を用いて、ストイキオメトリを制御しなから
ＣＶＤ （実施例−１と同様の励起でもよく、その他任
意である）を行い、成膜して合金膜を得、パターニング
して配線構造とした。
例−１と同様のアセチルアセトナートアルミニウム、Ｓ
ｔ源としてモノシラン（ＳＨ，）やその誘導体あるいは
ジシラン（ＳｌＨ＆）やその誘導体を用い、Ｃｕジケト
ナート錯体として前記（ａ）または（ｄ）を配位子とす
るＣｕ錯体を用いて、ストイキオメトリを制御しなから
ＣＶＤ （実施例−１と同様の励起でもよく、その他任
意である）を行い、成膜して合金膜を得、パターニング
して配線構造とした。
本実施例では、良好な品質の合金膜配線が得られた。
上述の如く、本出願の各発明によれば、安全で取扱いや
すく、かつ良好な金属膜を得ることができる気相成長用
ガスを提供することができ、また、取扱い上の難点無く
製造できかつ良好な品質が得られる金属膜の気相成長方
法を提供することができ、また、取扱い上の難点無く製
造できかつ良好な品質である金属膜を提供することがで
きる。
すく、かつ良好な金属膜を得ることができる気相成長用
ガスを提供することができ、また、取扱い上の難点無く
製造できかつ良好な品質が得られる金属膜の気相成長方
法を提供することができ、また、取扱い上の難点無く製
造できかつ良好な品質である金属膜を提供することがで
きる。
Claims (3)
- １．金属ジケトナート錯体を少なくとも含有することを
特徴とする気相成長用ガス。 - ２．金属ジケトナート錯体を少なくとも用いることを特
徴とする金属膜の化学的気相成長方法。 - ３．金属ジケトナート錯体を少なくとも用いて気相成長
により形成したことを特徴とする気相成長金属膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256666A JP3000646B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 気相成長用ガス、気相成長方法、及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2256666A JP3000646B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 気相成長用ガス、気相成長方法、及び半導体装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-09-26 JP JP2256666A patent/JP3000646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06170216A (ja) * | 1992-12-08 | 1994-06-21 | Toyo Eng Corp | カートリッジ化配管接続装置及び回分生産システム |
| JPWO2018150452A1 (ja) * | 2017-02-14 | 2019-11-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 窒化膜成膜方法 |
| US10927454B2 (en) | 2017-02-14 | 2021-02-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Method of forming nitride film |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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