JPH046199A - 光ｃｖｄ方法 - Google Patents
光ｃｖｄ方法Info
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- JPH046199A JPH046199A JP10835290A JP10835290A JPH046199A JP H046199 A JPH046199 A JP H046199A JP 10835290 A JP10835290 A JP 10835290A JP 10835290 A JP10835290 A JP 10835290A JP H046199 A JPH046199 A JP H046199A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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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 金属ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ
Ｄｅｐｏｓｉ−ｔｉｏｎ）、半導体のＣＶＤ、または
、ガスソースＭＢＥなど、有機金属化合物を材料として
用いる成膜形成方法において、カーボン含有量の少ない
膜を低温で成長させる方法に関するものである。
Ｄｅｐｏｓｉ−ｔｉｏｎ）、半導体のＣＶＤ、または
、ガスソースＭＢＥなど、有機金属化合物を材料として
用いる成膜形成方法において、カーボン含有量の少ない
膜を低温で成長させる方法に関するものである。
（従来の技術）
有機金属化合物を原料とした光化学的ＣＶＤの従来例と
しては、Ａｒ＋レーザの第２高調波の２５７ｎｍ光、ま
たは、ＫｒＦレーザの２４８ｎｍ光、または、ＡｒＦレ
ーザの１９３ｎｍ光などを用いた例が知られている。こ
れらの光源による、基板に吸着させた有機金属化合物の
光分解を用いた光化学的ＣＶＤの例は、ドイッチ、ｘ
（Ｔ、 Ｆ、 Ｄｅｕｔｓｃｈ）らが、アブライドフィ
ジクスレターズ誌（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）の第３５巻（１９７９）１７５ページ
から１７７ページに発表した論文、また、モト才力（Ｔ
、 Ｍｏｔｏｏｋａ）らが、ジャーナルオブバキューム
サイエンスアンドテクノロジー誌Ａ（Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｖａｃｕｕｍ ５ｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａ）の第４巻（１９８６） ３１４６ページから３１
５２ページに発表した論文などにみられる。
しては、Ａｒ＋レーザの第２高調波の２５７ｎｍ光、ま
たは、ＫｒＦレーザの２４８ｎｍ光、または、ＡｒＦレ
ーザの１９３ｎｍ光などを用いた例が知られている。こ
れらの光源による、基板に吸着させた有機金属化合物の
光分解を用いた光化学的ＣＶＤの例は、ドイッチ、ｘ
（Ｔ、 Ｆ、 Ｄｅｕｔｓｃｈ）らが、アブライドフィ
ジクスレターズ誌（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）の第３５巻（１９７９）１７５ページ
から１７７ページに発表した論文、また、モト才力（Ｔ
、 Ｍｏｔｏｏｋａ）らが、ジャーナルオブバキューム
サイエンスアンドテクノロジー誌Ａ（Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｖａｃｕｕｍ ５ｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａ）の第４巻（１９８６） ３１４６ページから３１
５２ページに発表した論文などにみられる。
（発明が解決しようとする課題）
従来光源の光のエネルギーは、有機金属化合物の金属原
子と炭化水素基内の炭素原子との化学結合を形成する電
子の励起に対応する、光吸収スペクトルの低エネルギー
側の裾を励起している。このような励起を用いる従来の
光ＣＶＤでは、堆積膜中にカーボンが多く含まれてしま
い、純度の高い金属を堆積できなくなる。一方、ＫｒＦ
レーザやＡｒＦレーザの高パワー光では純度の高い金属
を堆積できるが、基板に高パワーのレーザ光が照射され
るので、アブレーションや熱による基板への損傷が生じ
易くなる。
子と炭化水素基内の炭素原子との化学結合を形成する電
子の励起に対応する、光吸収スペクトルの低エネルギー
側の裾を励起している。このような励起を用いる従来の
光ＣＶＤでは、堆積膜中にカーボンが多く含まれてしま
い、純度の高い金属を堆積できなくなる。一方、ＫｒＦ
レーザやＡｒＦレーザの高パワー光では純度の高い金属
を堆積できるが、基板に高パワーのレーザ光が照射され
るので、アブレーションや熱による基板への損傷が生じ
易くなる。
本発明の目的は炭素の混入を防ぎ高純度の膜を形成する
とともに基板への損傷を低減できる光ＣＶＤ方法を提供
することにある。
とともに基板への損傷を低減できる光ＣＶＤ方法を提供
することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明の光ＣＶＤ方法は、成長用材料の１つとして有機
金属化合物を使用し、前記有機金属化合物の分解に光を
用いる成膜形成方法において、前記有機金属化合物の金
属原子の内殻正孔形成可能なエネルギーより大きく、か
つ、前記金属原子と結合している炭化水素基の炭素原子
の内殻正孔形成可能なエネルギーより小さい範囲に、光
子エネルギーの高エネルギー側限界を持つ光を用いるこ
とを特徴とする。
金属化合物を使用し、前記有機金属化合物の分解に光を
用いる成膜形成方法において、前記有機金属化合物の金
属原子の内殻正孔形成可能なエネルギーより大きく、か
つ、前記金属原子と結合している炭化水素基の炭素原子
の内殻正孔形成可能なエネルギーより小さい範囲に、光
子エネルギーの高エネルギー側限界を持つ光を用いるこ
とを特徴とする。
（作用）
本発明の作用上の特徴は、吸着状態にある有様金属化合
物の炭化水素基中の炭素原子の内殻電子励起によるイオ
ン化をさせずに、金属原子の内殻電子励起によるイオン
化のみを行わせ、金属原子と結合してる炭化水素基のほ
とんど全てを脱離させることにある。
物の炭化水素基中の炭素原子の内殻電子励起によるイオ
ン化をさせずに、金属原子の内殻電子励起によるイオン
化のみを行わせ、金属原子と結合してる炭化水素基のほ
とんど全てを脱離させることにある。
気相中での有機金属化合物の内殻電子励起による解離反
応については、長岡らがケミカルフイジクスレターズ誌
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
）第１５４巻（１９８９） ３６３ページから３６８ペ
ージに発表した論文に記載されているように、以下のこ
とが知られている。有機金属化合物の金属原子の内殻電
子励起によって内殻正孔を形成すると、この正孔は、オ
ージェ過程などの電子緩和により、内殻から外側の軌道
へと移りつつ、その数を増やす結果、有機金属化合物は
最終的には外殻の結合性価電子を失った不安定な多価イ
オンとなって解離し、外殻電子励起による解離に比べて
、解離度の高いフラグメントイオンになる。一方、金属
原子と結合している炭化水素基中の炭素原子の内殻電子
励起によって生成された内殻正孔は、ＫＶＶオージェ過
程しか起こらないので、金属原子の内殻電子励起による
解離に比べて、解離度の低いフラグメントイオンしかで
きない。
応については、長岡らがケミカルフイジクスレターズ誌
（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
）第１５４巻（１９８９） ３６３ページから３６８ペ
ージに発表した論文に記載されているように、以下のこ
とが知られている。有機金属化合物の金属原子の内殻電
子励起によって内殻正孔を形成すると、この正孔は、オ
ージェ過程などの電子緩和により、内殻から外側の軌道
へと移りつつ、その数を増やす結果、有機金属化合物は
最終的には外殻の結合性価電子を失った不安定な多価イ
オンとなって解離し、外殻電子励起による解離に比べて
、解離度の高いフラグメントイオンになる。一方、金属
原子と結合している炭化水素基中の炭素原子の内殻電子
励起によって生成された内殻正孔は、ＫＶＶオージェ過
程しか起こらないので、金属原子の内殻電子励起による
解離に比べて、解離度の低いフラグメントイオンしかで
きない。
この反応形態の変化は、先にも述べたように、気相中で
の分解反応であるが、本発明者の実験から、基板に吸着
している有機金属化合物の内殻電子励起によるイオン化
によって起きる解離反応についても、同様の傾向がある
ことがわかり、吸着している有機金属化合物の金属原子
の内殻電子励起による解離では、吸着種の大半は金属原
子であるが、炭化水素基中の炭素原子の内殻電子励起に
よる解離では、金属原子以外に炭化水素がかなり含まれ
ていることが分かった。従って、炭化水素基中の炭素原
子の内殻電子励起によるイオン化をさせずに、金属原子
の内殻電子励起によるイオン化のみを行わせることが出
来るエネルギーの光を照射すれば、金属膜中への炭素の
混入を減らすことが出来る。
の分解反応であるが、本発明者の実験から、基板に吸着
している有機金属化合物の内殻電子励起によるイオン化
によって起きる解離反応についても、同様の傾向がある
ことがわかり、吸着している有機金属化合物の金属原子
の内殻電子励起による解離では、吸着種の大半は金属原
子であるが、炭化水素基中の炭素原子の内殻電子励起に
よる解離では、金属原子以外に炭化水素がかなり含まれ
ていることが分かった。従って、炭化水素基中の炭素原
子の内殻電子励起によるイオン化をさせずに、金属原子
の内殻電子励起によるイオン化のみを行わせることが出
来るエネルギーの光を照射すれば、金属膜中への炭素の
混入を減らすことが出来る。
（実施例）
以下、本発明について図を参照しなから説明する。本実
施例では、Ａｌ（ＣＨ３）２Ｈの光分解によるＳｉ上へ
のＡＩ堆積について述べる。
施例では、Ａｌ（ＣＨ３）２Ｈの光分解によるＳｉ上へ
のＡＩ堆積について述べる。
第１図（ａＸｂＸｃ）に、本発明の方法で得られる膜と
従来法による光ＣＶＤ膜のオージェ電子分光法によるス
ペクトルを示す。第１図（ａ）は２８０ｅＶ以下のシン
クロトロン放射光を照射して形成した膜のスペクトル、
第１図（ｂ）は２８０ｅＶより太きく ３４０ｅＶ以下
のシンクロトロン放射光を照射して形成した膜のスペク
トル、第１図（ｅ）はＡｒ＋レーザの第２高調波の４．
８ｅＶ（２５７ｎｍ）の光を照射して得た膜のスペクト
ルである。
従来法による光ＣＶＤ膜のオージェ電子分光法によるス
ペクトルを示す。第１図（ａ）は２８０ｅＶ以下のシン
クロトロン放射光を照射して形成した膜のスペクトル、
第１図（ｂ）は２８０ｅＶより太きく ３４０ｅＶ以下
のシンクロトロン放射光を照射して形成した膜のスペク
トル、第１図（ｅ）はＡｒ＋レーザの第２高調波の４．
８ｅＶ（２５７ｎｍ）の光を照射して得た膜のスペクト
ルである。
いづれの場合も、Ａｌ（ＣＨ３）２Ｈを、１Ｏ−１０Ｔ
ｏｒｒ台にまで真空排気されたＭＢＥ型成長部に設置し
たＳｉ基板に供給して吸着させ、異なる光子エネルギー
の光を照射してＡＩのＣＶＤを行った。
ｏｒｒ台にまで真空排気されたＭＢＥ型成長部に設置し
たＳｉ基板に供給して吸着させ、異なる光子エネルギー
の光を照射してＡＩのＣＶＤを行った。
２８０ｅＶ以下にエネルギーを限定したシンクロトロン
放射光を照射した場合、この光子エネルギの光は、ＡＩ
のＬ殻の２８．２ｐ電子を励起できるが、炭化水素基の
炭素の１８電子の励起は出来ない。したがって、ＡＩの
し殻に形成された正孔がオージェ過程による電子緩和で
価電子軌道に移動して、多価の不安定な正イオンになり
、ＡＩと結合している２個のメチル基、および、水素原
子がイオン状態で気相中へと脱離する。その結果、Ａ１
原子が基板上に残、されることになるので、第１図（ａ
）のように炭素混入を２−３％に抑えたＡＩ膜を堆積で
きた。
放射光を照射した場合、この光子エネルギの光は、ＡＩ
のＬ殻の２８．２ｐ電子を励起できるが、炭化水素基の
炭素の１８電子の励起は出来ない。したがって、ＡＩの
し殻に形成された正孔がオージェ過程による電子緩和で
価電子軌道に移動して、多価の不安定な正イオンになり
、ＡＩと結合している２個のメチル基、および、水素原
子がイオン状態で気相中へと脱離する。その結果、Ａ１
原子が基板上に残、されることになるので、第１図（ａ
）のように炭素混入を２−３％に抑えたＡＩ膜を堆積で
きた。
３４０ｅＶ以下のシンクロトロン放射光を照射した場合
、ＡＩのし殻の２８．２ｐ電子だけでなく、メチル基の
炭素原子の１５電子の励起が生じる。この炭素原子の１
８電子励起によって生成された内殻正孔は、ＫＶＶオー
ジェ過程しか起こらないので、１つのメチル基だけが脱
離することになる。その結果、ＡＩのＬ殻電子だけを励
起できる２８０ｅＶ以下の光による分解に比べて、解離
度が下がり、炭素の混入が増す。
、ＡＩのし殻の２８．２ｐ電子だけでなく、メチル基の
炭素原子の１５電子の励起が生じる。この炭素原子の１
８電子励起によって生成された内殻正孔は、ＫＶＶオー
ジェ過程しか起こらないので、１つのメチル基だけが脱
離することになる。その結果、ＡＩのＬ殻電子だけを励
起できる２８０ｅＶ以下の光による分解に比べて、解離
度が下がり、炭素の混入が増す。
第１図（ｂ）のように、炭素の混入は約３０％であった
。
。
使用する光のエネルギーに、価電子だけを励起できるエ
ネルギーとして、Ａｒ＋レーザの第２高調波の４．８ｅ
Ｖ（２５７ｎｍ）の光を照射すると、１光子の励起゛に
よる解離反応が主に起きていると考えられるので、Ａ１
原子に結合しているメチル基を１つ解Ａｌｌ Ｆぜるだ
けで、これ以上の解離反応を進めることはできない。そ
のため、第１図（ｅ）の用に、炭素混入は６０％にもな
ってしまった。
ネルギーとして、Ａｒ＋レーザの第２高調波の４．８ｅ
Ｖ（２５７ｎｍ）の光を照射すると、１光子の励起゛に
よる解離反応が主に起きていると考えられるので、Ａ１
原子に結合しているメチル基を１つ解Ａｌｌ Ｆぜるだ
けで、これ以上の解離反応を進めることはできない。そ
のため、第１図（ｅ）の用に、炭素混入は６０％にもな
ってしまった。
このように、ＡＩの内殻電子のみを励起できるエネルギ
ーの光を用いるごとによって、炭素混入の極めて少ない
ＡＩ膜を堆積できることが分かった。
ーの光を用いるごとによって、炭素混入の極めて少ない
ＡＩ膜を堆積できることが分かった。
本実施例で、Ａｌ（ＣＨ３）２ＨからのＡＩのＣＶＤに
ついて述べたか、材料はこれに限ることはなく、ＡＩ（
ＣＨ３）ａやＡＩ（Ｃ４Ｈ９）３など有機金属化合物で
あってもよい。また、ＡＩ以外にも、ＣｕやＡｕなどの
有機金属化合物にも適用できる。光のエネルギーは材料
によって変えればよい。金属単体のＣＶＤだけでなく、
３ｉ（ＣＨ３）４などノＳｉ有機化合物から（７）Ｓｉ
ＣＶＤ方法や、ＧａやＩｎの有機金属化合物を用いた化
合物半導体のＭＯＣＶＤやＭＯＭＢＥによる成長法にも
適用できる。
ついて述べたか、材料はこれに限ることはなく、ＡＩ（
ＣＨ３）ａやＡＩ（Ｃ４Ｈ９）３など有機金属化合物で
あってもよい。また、ＡＩ以外にも、ＣｕやＡｕなどの
有機金属化合物にも適用できる。光のエネルギーは材料
によって変えればよい。金属単体のＣＶＤだけでなく、
３ｉ（ＣＨ３）４などノＳｉ有機化合物から（７）Ｓｉ
ＣＶＤ方法や、ＧａやＩｎの有機金属化合物を用いた化
合物半導体のＭＯＣＶＤやＭＯＭＢＥによる成長法にも
適用できる。
（発明の効果）
本発明によって、金属ＣＶＤ、半導体のＣＶＤ、または
、ガスソースＭＢＥなど、有機金属化合物を材料として
用いる成膜方法において、カーボン含有量の少ない高品
質の膜を低温で成長させることができる。
、ガスソースＭＢＥなど、有機金属化合物を材料として
用いる成膜方法において、カーボン含有量の少ない高品
質の膜を低温で成長させることができる。
第１図（ａＸｂ）（ｃ）は本発明の方法の効果を示すオ
ージェ電子分光スペクトル図である。
ージェ電子分光スペクトル図である。
Claims (1)
- 成長用材料の少なくとも１つに有機金属化合物を使用
し、前記有機金属化合物の分解に光を用いる成膜形成方
法において、前記有機金属化合物の金属原子の内殻正孔
形成可能なエネルギーより大きく、かつ、前記金属原子
と結合している炭化水素基の炭素原子の内殻正孔形成可
能なエネルギーより小さい範囲に、光子エネルギーの高
エネルギー側限界を持つ光を用いてＣＶＤを行うことを
特徴とする光ＣＶＤ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10835290A JP2841694B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 光ｃｖｄ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10835290A JP2841694B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 光ｃｖｄ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046199A true JPH046199A (ja) | 1992-01-10 |
| JP2841694B2 JP2841694B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=14482537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10835290A Expired - Lifetime JP2841694B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 光ｃｖｄ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841694B2 (ja) |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP10835290A patent/JP2841694B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2841694B2 (ja) | 1998-12-24 |
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