JPH0652717B2 - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPH0652717B2 JPH0652717B2 JP27291384A JP27291384A JPH0652717B2 JP H0652717 B2 JPH0652717 B2 JP H0652717B2 JP 27291384 A JP27291384 A JP 27291384A JP 27291384 A JP27291384 A JP 27291384A JP H0652717 B2 JPH0652717 B2 JP H0652717B2
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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
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄膜の形成方法に係り、特に単原子・分子層な
いしは数原子・分子層レベルの超薄膜形成方法に関する
ものである。
いしは数原子・分子層レベルの超薄膜形成方法に関する
ものである。
半導体の微細化，高集積化の進展に伴ないプロセスの低
温化の要求が高まつている。これを可能ならしめる手法
として、薄膜形成に関しては、光ＣＶＤ法やプラズマＣ
ＶＤ法が有望視されている。後者の方式に於ては、基板
をプラズマ中に設置する為、基板および基板上に生成す
る膜が荷電粒子やプラズマからの熱輻射の影響を受けや
すく、これらを除去する工夫がなされている。たとえ
ば、特開昭54−123599号公報では、マイクロ波放電で生
成した窒素プラズマのうち比較的長寿命を有する活性種
を放電部から離れた位置に移動させ、別に導入したモノ
シランと反応させることにより、シリコン窒化膜を形成
している。前記公開公報では明記されてはいないが、上
記公知例の窒化膜形成に関与する長寿命活性種は、６．
１７ｅＶの励起エネルギー、２．１秒の励起寿命を有す
る準安定励起窒素分子Ｎ2 ＊（Ａ3Σu +）であると推測さ
れる。
温化の要求が高まつている。これを可能ならしめる手法
として、薄膜形成に関しては、光ＣＶＤ法やプラズマＣ
ＶＤ法が有望視されている。後者の方式に於ては、基板
をプラズマ中に設置する為、基板および基板上に生成す
る膜が荷電粒子やプラズマからの熱輻射の影響を受けや
すく、これらを除去する工夫がなされている。たとえ
ば、特開昭54−123599号公報では、マイクロ波放電で生
成した窒素プラズマのうち比較的長寿命を有する活性種
を放電部から離れた位置に移動させ、別に導入したモノ
シランと反応させることにより、シリコン窒化膜を形成
している。前記公開公報では明記されてはいないが、上
記公知例の窒化膜形成に関与する長寿命活性種は、６．
１７ｅＶの励起エネルギー、２．１秒の励起寿命を有す
る準安定励起窒素分子Ｎ2 ＊（Ａ3Σu +）であると推測さ
れる。
一方、前記発明の利用分野の項目でのべた単原子・分子
層ないしは数原子・分子層レベルの超薄膜形成方法とし
て注目されているものに原子層エピタキシヤル法又は分
子層エピタキシヤル法がある。詳細な内容は、応用物
理、第５３巻、第６号、５１６ページ（1984）や日経エ
レクトロニクス、1984年９月１０日号、１２０ページに
記載されている。この方法では、薄膜形成の為の原料ガ
ス（たとえばＧａＡｓ薄膜を成長させる場合は、トリメ
チルガリウムなどのガリウムを含む有機金属化合物のガ
スとアルシンなどのヒ素を含むガス）を交互に反応室に
導き、一層ずつ表面に付着させる。この状態で基板を加
熱すると共に光照射を行なうことにより１分子層ずつ結
晶成長できる。そのため、結晶成長の速度は遅いという
短所はあるものの結晶欠陥が極めて少ない膜成長ができ
るとされている。
層ないしは数原子・分子層レベルの超薄膜形成方法とし
て注目されているものに原子層エピタキシヤル法又は分
子層エピタキシヤル法がある。詳細な内容は、応用物
理、第５３巻、第６号、５１６ページ（1984）や日経エ
レクトロニクス、1984年９月１０日号、１２０ページに
記載されている。この方法では、薄膜形成の為の原料ガ
ス（たとえばＧａＡｓ薄膜を成長させる場合は、トリメ
チルガリウムなどのガリウムを含む有機金属化合物のガ
スとアルシンなどのヒ素を含むガス）を交互に反応室に
導き、一層ずつ表面に付着させる。この状態で基板を加
熱すると共に光照射を行なうことにより１分子層ずつ結
晶成長できる。そのため、結晶成長の速度は遅いという
短所はあるものの結晶欠陥が極めて少ない膜成長ができ
るとされている。
したがつて本発明の目的は、前述のような原子層・分子
層レベルで膜厚が制御され、かつ低温形成可能な薄膜形
成方法を提供することにある。
層レベルで膜厚が制御され、かつ低温形成可能な薄膜形
成方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明では、比較的長寿
命を有する準安定励起分子を膜形成の過程で利用するこ
とを特徴としている。
命を有する準安定励起分子を膜形成の過程で利用するこ
とを特徴としている。
つまり本発明では、基板を有する反応室を排気する工
程、上記反応室に原料ガスを導入し基板に吸着させる工
程、上記反応室に導入したガスを排気する工程、上記反
応室から離れた部位で発生した準安定励起分子を前記反
応室に導入し基板上に薄膜を形成する工程を含んでな
り、上記基板上に超薄膜を低温で形成するようにしたこ
とを特徴としている。
程、上記反応室に原料ガスを導入し基板に吸着させる工
程、上記反応室に導入したガスを排気する工程、上記反
応室から離れた部位で発生した準安定励起分子を前記反
応室に導入し基板上に薄膜を形成する工程を含んでな
り、上記基板上に超薄膜を低温で形成するようにしたこ
とを特徴としている。
以下、本発明の一実施例を第１図に示す。本実施例は、
準安定励起分子発生の為のガス源１の他に１種類の原料
ガス源８を具備してなり、薄膜形成を行う際用いる装置
である。たとえば、準安定励起分子発生用ガスとして窒
素をガス源１に、モノシランガスをガス源８に保持して
基板６上にシリコン窒化膜を形成する際に適用すること
ができる。まず最初に、排気装置１２により反応室７内
及び系全体を真空排気する。つぎに、モノシランガスを
同ガス源８からリークさせ、弁９，管１０を通して反応
室７に導く。反応室７に導かれたモノシランガスの一部
は、基板６の表面に付着する。つぎに反応室７内に残留
するモノシランガスを弁１３、管１１を通して排気装置
１２により排気する。一方、ガス源１からリークした窒
素ガスは弁２、管３を経たのち、準安定励起分子発生部
４で準安定励起分子Ｎ2 ＊（Ａ3Σu +）に変換される。準
安定励起窒素分子の発生手段としては、マイクロ波放電
や二電極間放電が有効である。前記のモノシランガスを
反応室７に導入及び反応室７から排気する工程が進行中
は弁１４は閉じられ、発生部４で発生したＮ2 ＊（Ａ3Σ
u +）分子は、バイパス管１５及び弁１６、管１１を経て
排気装置１２により排気されている。反応室７内の残留
モノシランガスの排気が完了した後、弁１３，１４を開
に、弁１６を閉にして発生部４で発生したＮ2 ＊（Ａ3Σ
u +）分子を管５を介して反応室７に導入する。前記の準
安定励起窒素分子は、２．１秒の励起寿命を有している
ことから、反応室７に導入された時点に於ても励起状態
に留まつている。その結果、反応室７内に導かれた準安
定励起窒素分子のうち一部は基板６と衝突し、その際、
前記の工程で基板６表面に付着したモノシランガスと反
応し、基板６表面に窒化膜が形成される。前記のごと
く、反応室７の排気工程、モノシランガスの反応室７の
導入による同ガスの基板６表面への付着の工程、反応室
７に残留するモノシランガスの排気の工程、準安定励起
窒素分子の反応室７への導入の工程からなる１サイクル
のプロセスを経ることにより、単分子・単原子層程度に
制御された超薄膜の低温形成が可能である。所望の膜厚
を得る為には、前記のサイクルプロセスを繰り返せば良
い。
準安定励起分子発生の為のガス源１の他に１種類の原料
ガス源８を具備してなり、薄膜形成を行う際用いる装置
である。たとえば、準安定励起分子発生用ガスとして窒
素をガス源１に、モノシランガスをガス源８に保持して
基板６上にシリコン窒化膜を形成する際に適用すること
ができる。まず最初に、排気装置１２により反応室７内
及び系全体を真空排気する。つぎに、モノシランガスを
同ガス源８からリークさせ、弁９，管１０を通して反応
室７に導く。反応室７に導かれたモノシランガスの一部
は、基板６の表面に付着する。つぎに反応室７内に残留
するモノシランガスを弁１３、管１１を通して排気装置
１２により排気する。一方、ガス源１からリークした窒
素ガスは弁２、管３を経たのち、準安定励起分子発生部
４で準安定励起分子Ｎ2 ＊（Ａ3Σu +）に変換される。準
安定励起窒素分子の発生手段としては、マイクロ波放電
や二電極間放電が有効である。前記のモノシランガスを
反応室７に導入及び反応室７から排気する工程が進行中
は弁１４は閉じられ、発生部４で発生したＮ2 ＊（Ａ3Σ
u +）分子は、バイパス管１５及び弁１６、管１１を経て
排気装置１２により排気されている。反応室７内の残留
モノシランガスの排気が完了した後、弁１３，１４を開
に、弁１６を閉にして発生部４で発生したＮ2 ＊（Ａ3Σ
u +）分子を管５を介して反応室７に導入する。前記の準
安定励起窒素分子は、２．１秒の励起寿命を有している
ことから、反応室７に導入された時点に於ても励起状態
に留まつている。その結果、反応室７内に導かれた準安
定励起窒素分子のうち一部は基板６と衝突し、その際、
前記の工程で基板６表面に付着したモノシランガスと反
応し、基板６表面に窒化膜が形成される。前記のごと
く、反応室７の排気工程、モノシランガスの反応室７の
導入による同ガスの基板６表面への付着の工程、反応室
７に残留するモノシランガスの排気の工程、準安定励起
窒素分子の反応室７への導入の工程からなる１サイクル
のプロセスを経ることにより、単分子・単原子層程度に
制御された超薄膜の低温形成が可能である。所望の膜厚
を得る為には、前記のサイクルプロセスを繰り返せば良
い。
第２図は、本発明の第２の実施例であり、薄膜を形成す
る為の原料ガスが複数種ある場合に適用する装置を示し
ている（図には２種類ある状況を示している）。たとえ
ば、本実施例はＧａＡｓのような２元系薄膜を成長させ
るのに有効である。たとえば、ＧａＡｓ結晶成長を行う
場合、原料ガス源８にはアルシン（ＡｓＨ3）、同１７
にはトリメチルガリウム〔Ｇａ（ＣＨ3）3〕を貯蔵して
おくとよい。前記のプロセスと同様、反応室７を含む系
全体を真空排気したのち、ガス源１７よりトリメチルガ
リウムを反応室７内にリークさせ、基板６の表面に該蒸
気を付着させる。つづいて残留するトリメチルガリウム
蒸気を排気装置１２により排気する。次にガス源８より
アルシンをリークさせ、同様に基板６の表面に付着させ
る。つづいて、反応室７に残留するアルシンを排気す
る。次に、第１図の実施例でのべたと同様に発生部４で
発生した窒素もしくは希ガスの準安定励起分子を弁１
４、管５を通して反応室７に導く。反応室７に入つた準
安定励起分子の一部は、基板６に衝突し、その際、前記
の工程で基板６表面に付着したトリメチルガリウムやア
ルシンと反応し、基板６表面に単分子・原子層程度に制
御されたＧａＡｓの超薄膜ができる。所望の膜厚の結晶
を得るには、上にのべたプロセスを繰り返せばよい。第
２図の実施例では２元系結晶の成長についてのべたが、
本発明を三元系結晶の成長に適用する場合には、更に別
の原料ガス源を導入すればよい。たとえば、GaAlAs結晶
成長に本発明を適用する場合、原料ガス源１７にはトリ
メチルガリウム〔Ｇａ(ＣＨ3)3を、ガス源８にはアルシ
ン（ＡｓＨ3）を、更に新規に設ける別のガス源（図に
は示されていない。）にはトリメチルアルミニウム〔Ａ
ｌ（ＣＨ3）3〕を貯蔵すればよい。結晶成長を進めるプ
ロセスは、前述したごとく、真空排気した反応室７に各
原料ガス源からのガスを導入し、該反応室７に配置され
た基板６表面に付着させる工程と、該導入ガスのうち反
応室７に残留する原料ガスを排気する工程とを逐一繰り
返したのち、準安定励起分子を反応室７に導き、基板６
表面に付着した前記原料ガスと反応させる工程とからな
つている。結晶成長の過程で不純物をドーピングする場
合には、更に別の原料ガス源を設け、上にのべたごと
く、一連のプロセスの工程の中に、ドーピングガスを反
応室７に導き基板６表面に付着させる工程と該ドーピン
グガスの残留分を排気する工程とを組み込めばよい。
る為の原料ガスが複数種ある場合に適用する装置を示し
ている（図には２種類ある状況を示している）。たとえ
ば、本実施例はＧａＡｓのような２元系薄膜を成長させ
るのに有効である。たとえば、ＧａＡｓ結晶成長を行う
場合、原料ガス源８にはアルシン（ＡｓＨ3）、同１７
にはトリメチルガリウム〔Ｇａ（ＣＨ3）3〕を貯蔵して
おくとよい。前記のプロセスと同様、反応室７を含む系
全体を真空排気したのち、ガス源１７よりトリメチルガ
リウムを反応室７内にリークさせ、基板６の表面に該蒸
気を付着させる。つづいて残留するトリメチルガリウム
蒸気を排気装置１２により排気する。次にガス源８より
アルシンをリークさせ、同様に基板６の表面に付着させ
る。つづいて、反応室７に残留するアルシンを排気す
る。次に、第１図の実施例でのべたと同様に発生部４で
発生した窒素もしくは希ガスの準安定励起分子を弁１
４、管５を通して反応室７に導く。反応室７に入つた準
安定励起分子の一部は、基板６に衝突し、その際、前記
の工程で基板６表面に付着したトリメチルガリウムやア
ルシンと反応し、基板６表面に単分子・原子層程度に制
御されたＧａＡｓの超薄膜ができる。所望の膜厚の結晶
を得るには、上にのべたプロセスを繰り返せばよい。第
２図の実施例では２元系結晶の成長についてのべたが、
本発明を三元系結晶の成長に適用する場合には、更に別
の原料ガス源を導入すればよい。たとえば、GaAlAs結晶
成長に本発明を適用する場合、原料ガス源１７にはトリ
メチルガリウム〔Ｇａ(ＣＨ3)3を、ガス源８にはアルシ
ン（ＡｓＨ3）を、更に新規に設ける別のガス源（図に
は示されていない。）にはトリメチルアルミニウム〔Ａ
ｌ（ＣＨ3）3〕を貯蔵すればよい。結晶成長を進めるプ
ロセスは、前述したごとく、真空排気した反応室７に各
原料ガス源からのガスを導入し、該反応室７に配置され
た基板６表面に付着させる工程と、該導入ガスのうち反
応室７に残留する原料ガスを排気する工程とを逐一繰り
返したのち、準安定励起分子を反応室７に導き、基板６
表面に付着した前記原料ガスと反応させる工程とからな
つている。結晶成長の過程で不純物をドーピングする場
合には、更に別の原料ガス源を設け、上にのべたごと
く、一連のプロセスの工程の中に、ドーピングガスを反
応室７に導き基板６表面に付着させる工程と該ドーピン
グガスの残留分を排気する工程とを組み込めばよい。
第３図は、本発明の第３の実施例であり、反応室７内に
設置した基板６表面に付着した原料ガスと準安定励起分
子との反応を進行せしめるのと同時に、基板６表面で光
誘起反応を進行せしめる為の光照射機構をもたせたもの
であり、相乗効果により膜形成反応の速度を早めるのに
敵している。１８は光源（図には示されていない）から
放射される光束、１９は反応室７内に光を導く為の窓で
ある。本実施例で用いる光源としては、原料ガスの電子
励起や振動励起更には基板励起に関与する光を放射する
ものが有効である。基板６に光束１８を照射するタイミ
ングは、原料ガスを基板６表面に付着させたのち該ガス
の残留分を排気し発生部４で発生した準安定励起分子を
反応室７に導くときとマツチングさせるのが良いが、合
わせなくてもよい。つまり、光照射については、反応室
７の排気の工程、反応室７への原料ガスの導入の工程、
反応室７に残留する該原料ガスの排気の工程、準安定励
起分子の反応室７への導入の工程を通じて継続してもよ
い。第３図の実施例に於ても、所望の膜厚を得たい場合
は、前記のサイクルプロセスを所望の回数だけ繰り返せ
ばよい。
設置した基板６表面に付着した原料ガスと準安定励起分
子との反応を進行せしめるのと同時に、基板６表面で光
誘起反応を進行せしめる為の光照射機構をもたせたもの
であり、相乗効果により膜形成反応の速度を早めるのに
敵している。１８は光源（図には示されていない）から
放射される光束、１９は反応室７内に光を導く為の窓で
ある。本実施例で用いる光源としては、原料ガスの電子
励起や振動励起更には基板励起に関与する光を放射する
ものが有効である。基板６に光束１８を照射するタイミ
ングは、原料ガスを基板６表面に付着させたのち該ガス
の残留分を排気し発生部４で発生した準安定励起分子を
反応室７に導くときとマツチングさせるのが良いが、合
わせなくてもよい。つまり、光照射については、反応室
７の排気の工程、反応室７への原料ガスの導入の工程、
反応室７に残留する該原料ガスの排気の工程、準安定励
起分子の反応室７への導入の工程を通じて継続してもよ
い。第３図の実施例に於ても、所望の膜厚を得たい場合
は、前記のサイクルプロセスを所望の回数だけ繰り返せ
ばよい。
第４図（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４の実施例であり、
準安定励起分子を反応室７に導入する際、該準安定励起
分子が基板６表面に一様に衝突する様にした装置の部分
構成図である。同図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）はガス
導入系の上面図である。第１図に示した準安定励起分子
発生部４で生じた準安定励起分子は管５を経て第４図の
管２０、分岐管２１，２２を経たのち環状管２３に設け
られた４箇所の穴２４，２５，２６，２７から反応室７
に導入される。準安定励起分子を反応室７に導入する穴
２４及び２５は分岐管２１と環状管２３との接続部２
８、又穴２６及び２７は分岐管２２と環状管２３との接
続部２９からそれぞれ等距離にあり、かつ、それぞれの
穴２４〜２７は環状管２３を四等分する対称位置に設け
られている。その為、反応室７内に導入された準安定励
起分子は、基板６表面上にほぼ一様に拡散していく。な
お第３図に示したように、基板６表面に光を照射する工
程をもたせる系に本実施例を適用する場合は第４図
（Ａ）に示すように、基板６に対して真上のＡ方向から
光を照射することができる。基板６表面に光照射を行わ
ない場合は、環状管２３の径を基板６の径より小さくし
てもよい。その場合、環状管２３に設けられた穴２４〜
２７については、基板６表面とさらに対向する位置に変
更することが望ましい。
準安定励起分子を反応室７に導入する際、該準安定励起
分子が基板６表面に一様に衝突する様にした装置の部分
構成図である。同図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）はガス
導入系の上面図である。第１図に示した準安定励起分子
発生部４で生じた準安定励起分子は管５を経て第４図の
管２０、分岐管２１，２２を経たのち環状管２３に設け
られた４箇所の穴２４，２５，２６，２７から反応室７
に導入される。準安定励起分子を反応室７に導入する穴
２４及び２５は分岐管２１と環状管２３との接続部２
８、又穴２６及び２７は分岐管２２と環状管２３との接
続部２９からそれぞれ等距離にあり、かつ、それぞれの
穴２４〜２７は環状管２３を四等分する対称位置に設け
られている。その為、反応室７内に導入された準安定励
起分子は、基板６表面上にほぼ一様に拡散していく。な
お第３図に示したように、基板６表面に光を照射する工
程をもたせる系に本実施例を適用する場合は第４図
（Ａ）に示すように、基板６に対して真上のＡ方向から
光を照射することができる。基板６表面に光照射を行わ
ない場合は、環状管２３の径を基板６の径より小さくし
てもよい。その場合、環状管２３に設けられた穴２４〜
２７については、基板６表面とさらに対向する位置に変
更することが望ましい。
第５図は本発明の第５の実施例であり、複数の基板３０
〜３３上に並列に超薄膜を形成する際用いる装置の部分
構成図である。本実施例に於ては、準安定励起分子は管
３４から４方向分岐３５，３６，３７，３８に分岐し、
つづいて分岐３５は分岐３９及び４０に、分岐３６は分
岐４１及び４２に、分岐３７は分岐４３及び４４に、分
岐３８は分岐４５及び４６に分岐したのち環状管４７，
４８，４９，５０に各々４箇所設けられた穴５１〜５
４，５５〜５８，５９〜６２及び６３〜６６から反応室
７に流入し、前記の手順で基板３０〜３３表面に付着し
た原料ガスと反応して各基板３０〜３３上に薄膜を形成
させる。
〜３３上に並列に超薄膜を形成する際用いる装置の部分
構成図である。本実施例に於ては、準安定励起分子は管
３４から４方向分岐３５，３６，３７，３８に分岐し、
つづいて分岐３５は分岐３９及び４０に、分岐３６は分
岐４１及び４２に、分岐３７は分岐４３及び４４に、分
岐３８は分岐４５及び４６に分岐したのち環状管４７，
４８，４９，５０に各々４箇所設けられた穴５１〜５
４，５５〜５８，５９〜６２及び６３〜６６から反応室
７に流入し、前記の手順で基板３０〜３３表面に付着し
た原料ガスと反応して各基板３０〜３３上に薄膜を形成
させる。
なお、第１図から第５図の実施例では、基板は固定され
た状態が示されているが、基板台に回転機構を設けるこ
とも可能である。そうすることにより、準安定励起分子
は、基板面に付着した原料ガスと一様に反応を起こすと
いう長所が得られる。
た状態が示されているが、基板台に回転機構を設けるこ
とも可能である。そうすることにより、準安定励起分子
は、基板面に付着した原料ガスと一様に反応を起こすと
いう長所が得られる。
また、半導体の膜形成で常用されている基板加熱の機構
を取り入れることは有効であることはいうまでもなく、
第１図〜第５図のすべての実施例において適用できる。
この場合、原料ガスの熱分解反応も並行して進むことに
なる。しかしながら、本発明に於ては、原料ガスを熱分
解することが主目的ではないため、公知の技術であるMO
CVD 法（有機金属を熱分解して化合物半導体結晶を生長
させる方法）のように高温加熱する必要はない。たとえ
ば、アルシン（ＡｓＨ3）とトリメチルガリウム〔Ｇａ
（ＣＨ3）3〕を原料ガスとしてGaAsの結晶成を行う場
合、MOCVD 法では通常６００゜〜７００℃に加熱する
が、本発明方法によれば４００〜５００℃の加熱で良好
な薄膜結晶が得られる。
を取り入れることは有効であることはいうまでもなく、
第１図〜第５図のすべての実施例において適用できる。
この場合、原料ガスの熱分解反応も並行して進むことに
なる。しかしながら、本発明に於ては、原料ガスを熱分
解することが主目的ではないため、公知の技術であるMO
CVD 法（有機金属を熱分解して化合物半導体結晶を生長
させる方法）のように高温加熱する必要はない。たとえ
ば、アルシン（ＡｓＨ3）とトリメチルガリウム〔Ｇａ
（ＣＨ3）3〕を原料ガスとしてGaAsの結晶成を行う場
合、MOCVD 法では通常６００゜〜７００℃に加熱する
が、本発明方法によれば４００〜５００℃の加熱で良好
な薄膜結晶が得られる。
第２図に示した複数の原料ガス出発物質とし多元系の薄
膜成長を行うプロセスに於ては、各原料ガスを反応室に
導入する工程と該原料ガスの残留成分を排気する工程と
を、原料ガス成分毎独立に実施したのち準安定励起分子
を反応室に導く手順をのべたが、各原料ガスを所望の割
合で混合したものを反応室に導き、すべての原料ガス成
分を１回の操作で基板面に付着させたのち準安定励起分
子を反応室に導く手順であつてもよい。
膜成長を行うプロセスに於ては、各原料ガスを反応室に
導入する工程と該原料ガスの残留成分を排気する工程と
を、原料ガス成分毎独立に実施したのち準安定励起分子
を反応室に導く手順をのべたが、各原料ガスを所望の割
合で混合したものを反応室に導き、すべての原料ガス成
分を１回の操作で基板面に付着させたのち準安定励起分
子を反応室に導く手順であつてもよい。
また、前記の実施例では半導体の薄膜結晶成長について
のべたが、本発明は、たとえば各種モノマーを原材料と
する有機超薄膜の重合プロセスにも応用できる。
のべたが、本発明は、たとえば各種モノマーを原材料と
する有機超薄膜の重合プロセスにも応用できる。
以上述べた如く本発明によれば、基板面に付着した原料
ガスと準安定励起分子とが、該励起分子発生場所から離
れた地点で反応させることができるので、低温での超薄
膜の形成が可能である。
ガスと準安定励起分子とが、該励起分子発生場所から離
れた地点で反応させることができるので、低温での超薄
膜の形成が可能である。
第１図，第２図，第３図は本発明方法を実施するための
装置構成図、第４図（Ａ），（Ｂ）、第５図は本発明に
よる反応室の部分構成図である。 １……準安定励起分子用ガス源、４……準安定励起分子
発生部、６，３０，３１，３２，３３……基板、７……
反応室、８，１７……原料ガス源、１２……排気装置、
１８……光束。
装置構成図、第４図（Ａ），（Ｂ）、第５図は本発明に
よる反応室の部分構成図である。 １……準安定励起分子用ガス源、４……準安定励起分子
発生部、６，３０，３１，３２，３３……基板、７……
反応室、８，１７……原料ガス源、１２……排気装置、
１８……光束。
Claims (7)
- 【請求項１】基板を収容させた反応室内を排気する第１
の排気工程と、上記反応室内に原料ガスを導入して上記
基板の表面上に上記原料ガスを吸着させる原料ガス導入
工程と、上記反応室内に残留している上記原料ガスを排
気する第２の排気工程と、上記反応室から離れた部位に
おいて発生させた準安定励起分子を上記反応室内に導入
して上記基板表面上にそこに吸着されている上記原料ガ
スの成分からなる薄膜を形成させる薄膜形成工程とを含
んでなることを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】上記の原料ガス導入工程で導入されるべき
原料ガスが複数種類のガスの混合ガスであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の薄膜形成方法。 - 【請求項３】上記の第１の排気工程から上記の薄膜形成
工程までを１サイクルとするプロセスが複数サイクル繰
り返されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の薄膜形成方法。 - 【請求項４】上記の第１の排気工程から上記の薄膜形成
工程までを１サイクルとするプロセスが、各サイクル毎
に上記の原料ガス導入工程で導入されるべき原料ガスの
種類を変えて、複数サイクル繰り返されることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の薄膜形成方法。 - 【請求項５】上記の準安定励起分子が、窒素ガス分子あ
るいは希ガス分子の準安定励起分子であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の薄膜形成方法。 - 【請求項６】上記の薄膜形成工程における反応室内への
準安定励起分子の導入と同時に、上記基板表面に光エネ
ルギが照射されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の薄膜形成方法。 - 【請求項７】上記の薄膜形成工程における反応室内への
準安定励起分子の導入と同時に、上記基板が加熱される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の薄膜形
成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27291384A JPH0652717B2 (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 薄膜形成方法 |
| US06/809,202 US4643799A (en) | 1984-12-26 | 1985-12-16 | Method of dry etching |
| EP85309195A EP0186419A3 (en) | 1984-12-26 | 1985-12-17 | Method of dry etching or film formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27291384A JPH0652717B2 (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61152009A JPS61152009A (ja) | 1986-07-10 |
| JPH0652717B2 true JPH0652717B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=17520496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27291384A Expired - Lifetime JPH0652717B2 (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652717B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3468866B2 (ja) * | 1994-09-16 | 2003-11-17 | 富士通株式会社 | ３次元量子閉じ込めを利用した半導体装置 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27291384A patent/JPH0652717B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61152009A (ja) | 1986-07-10 |
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