JPH0730451B2 - アルミニウム層の化学気相成長方法 - Google Patents
アルミニウム層の化学気相成長方法Info
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- JPH0730451B2 JPH0730451B2 JP60159096A JP15909685A JPH0730451B2 JP H0730451 B2 JPH0730451 B2 JP H0730451B2 JP 60159096 A JP60159096 A JP 60159096A JP 15909685 A JP15909685 A JP 15909685A JP H0730451 B2 JPH0730451 B2 JP H0730451B2
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- aluminum
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- vapor deposition
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 水素の存在する減圧状態においてソースガスに含まれる
アルミニウム・ソースの熱分解を起こさしめることによ
って、低比抵抗を有し、且つ微細結晶の集合よりなる所
謂金属状の層の形成比率の高いアルミニウム層を、高速
度で成長させることを可能にする。
アルミニウム・ソースの熱分解を起こさしめることによ
って、低比抵抗を有し、且つ微細結晶の集合よりなる所
謂金属状の層の形成比率の高いアルミニウム層を、高速
度で成長させることを可能にする。
本発明は、アルミニウム層の化学気相成長方法の改良に
関する。
関する。
半導体IC等において配線材料として、絶縁膜に対して極
めて強い密着性を有し、且つシリコンに対して良好なオ
ーミック・コンタクトが得られるアルミニウムが主とし
て用いられている。
めて強い密着性を有し、且つシリコンに対して良好なオ
ーミック・コンタクトが得られるアルミニウムが主とし
て用いられている。
このアルミニウム層は従来から一般に蒸着或いはスパッ
タリング法によって形成されて来た。
タリング法によって形成されて来た。
しかし半導体ICの高集積化が極度に進んで配線が微細化
され、且つ多層化されて形成面の段差も激しくなって来
ている現状において、アルミニウム配線の品質及び信頼
性を低下せしめないために、蒸着法，スパッタリング法
に比べ遥かにステップカバレージの良い低圧化学気相成
長技術を用いたアルミニウム層の形成方法が注目されて
来ており、成長速度が実用上充分な過程に速く、且つ低
比抵抗の成長層が得られるアルミニウムの低圧化学気相
成長技術が要望されている。
され、且つ多層化されて形成面の段差も激しくなって来
ている現状において、アルミニウム配線の品質及び信頼
性を低下せしめないために、蒸着法，スパッタリング法
に比べ遥かにステップカバレージの良い低圧化学気相成
長技術を用いたアルミニウム層の形成方法が注目されて
来ており、成長速度が実用上充分な過程に速く、且つ低
比抵抗の成長層が得られるアルミニウムの低圧化学気相
成長技術が要望されている。
第６図は従来アルミニウム層の成長に用いられていた通
常の低圧化学気相成長装置の要部を示す模式側断面図で
ある。
常の低圧化学気相成長装置の要部を示す模式側断面図で
ある。
同図において、１は反応容器、２は加熱装置、３は絶縁
板、４はアルミニウム（Al）サセプタ、５は被成長基
板、６は真空排気管、７は成長ガス流入用シャワー、８
はバブラー、９は成長ガス供給管、10はキャリアガス導
入管、11は恒温器を示す。
板、４はアルミニウム（Al）サセプタ、５は被成長基
板、６は真空排気管、７は成長ガス流入用シャワー、８
はバブラー、９は成長ガス供給管、10はキャリアガス導
入管、11は恒温器を示す。
従来Al層の化学気相成長に際しては、Alのソースとして
上記バブラー８内に例えばトリ・イソブチル・アルミニ
ウム（TIBA）を収容し、該TIBAを恒温器11により約50℃
に保温した状態でキャリアガス導入管10からキャリアガ
スとして例えばヘリウム（He）ガスを流入し、該Heガス
に前記TIBAを含ませ、該TIBAを含んだキャリアガス即ち
成長ガスDGを、成長ガス供給管９及び成長ガス流入用シ
ャワー７を介して被成長基板５が配置されている成長容
器１内に流入し、真空排気管６を介して該成長容器１内
のガス圧を5Torr程度に減圧した状態で被成長基板５の
温度を300℃程度に上昇させ該基板５面に接するTIBAを
熱分解させて被成長基板５上にAl層を成長せしめる方法
が用いられていた。
上記バブラー８内に例えばトリ・イソブチル・アルミニ
ウム（TIBA）を収容し、該TIBAを恒温器11により約50℃
に保温した状態でキャリアガス導入管10からキャリアガ
スとして例えばヘリウム（He）ガスを流入し、該Heガス
に前記TIBAを含ませ、該TIBAを含んだキャリアガス即ち
成長ガスDGを、成長ガス供給管９及び成長ガス流入用シ
ャワー７を介して被成長基板５が配置されている成長容
器１内に流入し、真空排気管６を介して該成長容器１内
のガス圧を5Torr程度に減圧した状態で被成長基板５の
温度を300℃程度に上昇させ該基板５面に接するTIBAを
熱分解させて被成長基板５上にAl層を成長せしめる方法
が用いられていた。
しかし上記従来の方法には、 i.成長速度が400〜600Å／分程度に非常に遅い、 ii.成長層の比抵抗が10μΩcm程度と高い、 iii.結晶粒が粗大化して生ずる白濁層の厚み比率が非常
に高く、実用される金属状のAl層の実質厚さが非常に薄
くなる、 等の欠点があり、実用には不充分であるという問題があ
った。
に高く、実用される金属状のAl層の実質厚さが非常に薄
くなる、 等の欠点があり、実用には不充分であるという問題があ
った。
第１図は本発明の方法の原理を示す模式側断面図であ
る。
る。
上記問題点は同図に示すように、不活性ガスからなるキ
ャリアガスに有機アルミニウム化合物からなるアルミニ
ウム・ソースを含ませてなるアルミニウム・ソースガス
（GAL）と水素ガス（H2）とを反応容器（CH）内に流入
し、且つ該反応容器（CH）内のガス圧を低圧（LP）にし
た状態において、該アルミニウム・ソースの熱分解を、
該反応容器（CH）内に配置され選択的に加熱（Ｈ）され
た被成長基板（Sub）の表面近傍で行わせ、該被成長基
板（Sub）の表面に金属アルミニウム（MAL）を析出堆積
せしめる本発明によるアルミニウム層の化学気相成長方
法により解決される。
ャリアガスに有機アルミニウム化合物からなるアルミニ
ウム・ソースを含ませてなるアルミニウム・ソースガス
（GAL）と水素ガス（H2）とを反応容器（CH）内に流入
し、且つ該反応容器（CH）内のガス圧を低圧（LP）にし
た状態において、該アルミニウム・ソースの熱分解を、
該反応容器（CH）内に配置され選択的に加熱（Ｈ）され
た被成長基板（Sub）の表面近傍で行わせ、該被成長基
板（Sub）の表面に金属アルミニウム（MAL）を析出堆積
せしめる本発明によるアルミニウム層の化学気相成長方
法により解決される。
即ち本発明に係るAl層の低圧化学気相成長方法によれ
ば、選択的に加熱された被成長基板Subの熱によってAl
ソースガスGALに含まれるAlソースを熱分解させて被成
長基板Sub上にAl層を析出せしめる際、AlソースガスGAL
と水素ガスH2とが混在せしめられ、これによって、ソー
スガスGALに含まれるAlソースの熱分解が促進されて成
長速度が大幅に増大し、Al層内へ混入される炭素化合物
や酸素等よりなる不純物が減少して比抵抗が低下し、且
つAlの結晶粒が縮小されて白濁層が大幅に減少する。
ば、選択的に加熱された被成長基板Subの熱によってAl
ソースガスGALに含まれるAlソースを熱分解させて被成
長基板Sub上にAl層を析出せしめる際、AlソースガスGAL
と水素ガスH2とが混在せしめられ、これによって、ソー
スガスGALに含まれるAlソースの熱分解が促進されて成
長速度が大幅に増大し、Al層内へ混入される炭素化合物
や酸素等よりなる不純物が減少して比抵抗が低下し、且
つAlの結晶粒が縮小されて白濁層が大幅に減少する。
以下本発明を図示実施例により、具体的に説明する。
第２図は本発明に係る方法に使用する装置の一実施例に
おける要部を示す模式側断面図、第３図は成長速度を水
素流量の関係を示す図、第４図はオージェ電子のエネル
ギー・プロファイル図、第５図は白濁の状態を示す模式
側断面図である。
おける要部を示す模式側断面図、第３図は成長速度を水
素流量の関係を示す図、第４図はオージェ電子のエネル
ギー・プロファイル図、第５図は白濁の状態を示す模式
側断面図である。
本発明に係るAlの化学気相成長を行うに際しては、例え
ば第２図に第６図と同一符号を用いて示すように、従来
と殆ど類似の成長装置が用いられる。
ば第２図に第６図と同一符号を用いて示すように、従来
と殆ど類似の成長装置が用いられる。
そして本発明に用いる装置が第６図に示された従来の装
置と異なる点は、ガス流入用シャワー７に、成長ガス供
給管６と共に水素導入管12が直に接続されてなる点であ
る。
置と異なる点は、ガス流入用シャワー７に、成長ガス供
給管６と共に水素導入管12が直に接続されてなる点であ
る。
成長に際しては、バブラー８にAlのソースである例えば
トリ・イソブチル・アルミニウム（TIBA）を収容し、恒
温器11によりTIBAを50℃程度に加熱し、該TIBA中をバブ
リングさせて該TIBAを含有せしめたキャリア・ガス例え
ばHeガスを200cc/分程度の流量で成長ガス流入用シャワ
ー７内に供給する。
トリ・イソブチル・アルミニウム（TIBA）を収容し、恒
温器11によりTIBAを50℃程度に加熱し、該TIBA中をバブ
リングさせて該TIBAを含有せしめたキャリア・ガス例え
ばHeガスを200cc/分程度の流量で成長ガス流入用シャワ
ー７内に供給する。
またこれと同時に、水素導入管12から成長ガス流入用シ
ャワー７内に水素（H2）ガスを50〜100cc/分の割合で成
長ガス流入用シャワー７内に供給する。
ャワー７内に水素（H2）ガスを50〜100cc/分の割合で成
長ガス流入用シャワー７内に供給する。
かくすることによりTIBAを含んだHeガス（Alソースガ
ス）とH2ガスとが同時に上記成長ガス流入用シャワー７
を介して反応容器内１内に噴出される。
ス）とH2ガスとが同時に上記成長ガス流入用シャワー７
を介して反応容器内１内に噴出される。
ここで所定速度の真空排気を行って該反応容器１内のガ
ス圧を5Torr程度に調節し、被成長基板５を300℃程度に
昇温し、この温度で被成長基板５面に接するTIBAを熱分
解せしめて、生成する金属Alを該被成長基板５上に析出
堆積せしめる。
ス圧を5Torr程度に調節し、被成長基板５を300℃程度に
昇温し、この温度で被成長基板５面に接するTIBAを熱分
解せしめて、生成する金属Alを該被成長基板５上に析出
堆積せしめる。
上記実施例に示す本発明の方法におけるH2の流量と成長
速度の関係を示すのが第３図である。
速度の関係を示すのが第３図である。
なお成長条件は被成長基板温度Temp＝300℃，反応容器
内ガス圧Press＝5Torrである。また丸プロットは本発明
の方法即ちH2を混入したカーブ、角ポロットは比較のた
めに行った窒素（N2）混入のカーブである。
内ガス圧Press＝5Torrである。また丸プロットは本発明
の方法即ちH2を混入したカーブ、角ポロットは比較のた
めに行った窒素（N2）混入のカーブである。
この図から明らかなように、H2ガスをキャリア・ガス即
ちH2ガスの25〜50％加えることにより成長速度を２〜３
倍に上昇させることが出来、別の一例としてHe:200cc/
分，H2:100cc/分，ガス圧:5Torr,基板温度:340℃におい
て2500Å／分という極めて大きい成長速度が得られてい
る。
ちH2ガスの25〜50％加えることにより成長速度を２〜３
倍に上昇させることが出来、別の一例としてHe:200cc/
分，H2:100cc/分，ガス圧:5Torr,基板温度:340℃におい
て2500Å／分という極めて大きい成長速度が得られてい
る。
また第４図は、成長層の比抵抗に関係する不純物量をオ
ージェ分析によってチエックしたオージェ電子のエネル
ギープロフィル図である。
ージェ分析によってチエックしたオージェ電子のエネル
ギープロフィル図である。
この時はTIBAを含んだHe:100cc/分においてH2:0cc/分と
H2:50cc/分とを比較している。ガス圧:5Torr,基板温度:
290℃とした。
H2:50cc/分とを比較している。ガス圧:5Torr,基板温度:
290℃とした。
この図から炭素Ｃ及び酸素O2の量が、H2を加えることに
よって大幅に減少するのが分かる。
よって大幅に減少するのが分かる。
このことから実際に成長Al層の比抵抗はH2:0cc/分の場
合の約10μΩcmあるのに対して、H2:50cc/分の場合４〜
６μΩcm程度の低い比抵抗が得られている。
合の約10μΩcmあるのに対して、H2:50cc/分の場合４〜
６μΩcm程度の低い比抵抗が得られている。
第５図は上記実施例の条件でH2を混入したものとしない
ものの粉状のAlよりなる白濁層Alpの形成状態を示す図
である。
ものの粉状のAlよりなる白濁層Alpの形成状態を示す図
である。
図中、（ａ）はHe:200cc/分に対しH2を100cc/分程度混
入した本発明の方法によるもので（ｂ）はH2を混入しな
い従来方法のものである。
入した本発明の方法によるもので（ｂ）はH2を混入しな
い従来方法のものである。
同図に示すように、従来全Al層厚の20〜40％しか得られ
なかった金属質のAl層Almが、本発明によれば80％〜90
％程度が金属質のAl層Almよりなる良質のAl成長層が得
られる。（Subは被成長基板） なお上記白濁層Alpは非常に脆いので該Al層を配線に使
用する際には、これをアルゴン・スパッタ法あるいはド
ライ・エッチング法により除去することが望ましい。従
って従来方法の場合は金属質のAl層Almの厚さが非常に
薄くなり、予め成長厚さを２〜４倍程度にして置く必要
があり実用上問題があっが、本発明の方法によればかか
る問題は解消される。
なかった金属質のAl層Almが、本発明によれば80％〜90
％程度が金属質のAl層Almよりなる良質のAl成長層が得
られる。（Subは被成長基板） なお上記白濁層Alpは非常に脆いので該Al層を配線に使
用する際には、これをアルゴン・スパッタ法あるいはド
ライ・エッチング法により除去することが望ましい。従
って従来方法の場合は金属質のAl層Almの厚さが非常に
薄くなり、予め成長厚さを２〜４倍程度にして置く必要
があり実用上問題があっが、本発明の方法によればかか
る問題は解消される。
なお本発明の方法におけるAlソースは上記トリ・イソブ
チル・アルミニウムに限られるものではなく、トリ・メ
チル・アルミニウム等他の有機Al化合物も使用される。
チル・アルミニウムに限られるものではなく、トリ・メ
チル・アルミニウム等他の有機Al化合物も使用される。
以上説明のように本発明に係るアルミニムの低圧化学気
相成長方法によれば、ステップ・カバレージが良く、比
抵抗が低く、且つ金属質比率の高い良質のアルミニウム
層が、速い成長速度で形成できる。
相成長方法によれば、ステップ・カバレージが良く、比
抵抗が低く、且つ金属質比率の高い良質のアルミニウム
層が、速い成長速度で形成できる。
従って本発明はLSI等の高集積化される半導体ICの信頼
度を向上するうえに有効である。
度を向上するうえに有効である。
第１図は本発明の原理を示す模式側断面図、 第２図は本発明の方法に係る低圧化学気相成長装置の一
実施例の模式側断面図、 第３図はH2の流量と成長速度との関係図、 第４図はオージェ電子のエネルギープロファイル図、 第５図は成長層の形成状態の模式側断面図、 第６図は従来方法における低圧化学気相成長装置の模式
側断面図である。 図において、 GALはアルミニウム・ソースガス、MALは金属アルミニウ
ム、CHは反応容器、LPは低圧状態、Subは被成長基板、T
IBAはトリ・イソブチル・アルミニウム、１は反応容
器、２は加熱装置、３は絶縁板、４はアルミニウム・サ
セプタ、５は被成長基板、６は真空排気管、７は成長ガ
ス流入用シャワー、８はバブラー、９は成長ガス供給
管、10はキャリアガス導入管、11は恒温器、12は水素導
入管 を示す。
実施例の模式側断面図、 第３図はH2の流量と成長速度との関係図、 第４図はオージェ電子のエネルギープロファイル図、 第５図は成長層の形成状態の模式側断面図、 第６図は従来方法における低圧化学気相成長装置の模式
側断面図である。 図において、 GALはアルミニウム・ソースガス、MALは金属アルミニウ
ム、CHは反応容器、LPは低圧状態、Subは被成長基板、T
IBAはトリ・イソブチル・アルミニウム、１は反応容
器、２は加熱装置、３は絶縁板、４はアルミニウム・サ
セプタ、５は被成長基板、６は真空排気管、７は成長ガ
ス流入用シャワー、８はバブラー、９は成長ガス供給
管、10はキャリアガス導入管、11は恒温器、12は水素導
入管 を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】不活性ガスからなるキャリアガスに有機ア
ルミニウム化合物からなるアルミニウム・ソースを含ま
せてなるアルミニウム・ソースガス（GAL）と水素ガス
（H2）とを反応容器（CH）内に流入し、且つ該反応容器
（CH）内のガス圧を低圧（LP）にした状態において、該
アルミニウム・ソースの熱分解を、該反応容器（CH）内
に配置され選択的に加熱（Ｈ）された被成長基板（Su
b）の表面近傍で行わせ、該被成長基板（Sub）の表面に
金属アルミニウム（MAL）を析出堆積せしめることを特
徴とするアルミニウム層の化学気相成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159096A JPH0730451B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | アルミニウム層の化学気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60159096A JPH0730451B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | アルミニウム層の化学気相成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220870A JPS6220870A (ja) | 1987-01-29 |
| JPH0730451B2 true JPH0730451B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=15686147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60159096A Expired - Lifetime JPH0730451B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | アルミニウム層の化学気相成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730451B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185878A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Fujitsu Ltd | 金属の気相成長方法 |
| JP2781220B2 (ja) * | 1989-09-09 | 1998-07-30 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成法 |
| JP2781219B2 (ja) * | 1989-09-09 | 1998-07-30 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成法 |
| JP2007241935A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Kyowa Exeo Corp | 書類管理システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61136681A (ja) * | 1984-12-04 | 1986-06-24 | Nec Corp | 熱ｃｖｄ方法 |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP60159096A patent/JPH0730451B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6220870A (ja) | 1987-01-29 |
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