JPH08181075A - 薄膜堆積方法 - Google Patents
薄膜堆積方法Info
- Publication number
- JPH08181075A JPH08181075A JP32265494A JP32265494A JPH08181075A JP H08181075 A JPH08181075 A JP H08181075A JP 32265494 A JP32265494 A JP 32265494A JP 32265494 A JP32265494 A JP 32265494A JP H08181075 A JPH08181075 A JP H08181075A
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- JP
- Japan
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- substrate
- vacuum
- molecular beam
- gas
- thin film
- Prior art date
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】有機金属化合物を用いた薄膜堆積において、不
純物として不要な炭素の取り込みを低減した薄膜堆積方
法を提供する。 【構成】高真空容器１内に置かれたＳｉ基板２に励起・
イオン化された分子線７を照射し、有機アミノチタン化
合物ガス８を同時に供給し、電源６により基板に負のバ
イアスを印加する。
純物として不要な炭素の取り込みを低減した薄膜堆積方
法を提供する。 【構成】高真空容器１内に置かれたＳｉ基板２に励起・
イオン化された分子線７を照射し、有機アミノチタン化
合物ガス８を同時に供給し、電源６により基板に負のバ
イアスを印加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、励起・イオン化された
気体と、それらが照射されている基板表面上でのみ反応
するように有機金属化合物とを同時に供給することによ
り、高真空中で金属薄膜を堆積する方法に関する。
気体と、それらが照射されている基板表面上でのみ反応
するように有機金属化合物とを同時に供給することによ
り、高真空中で金属薄膜を堆積する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】段差被覆性の良い金属薄膜を堆積する技
術として、加熱したシリコン基板等に原料気体を供給
し、表面でのみ反応を起こさせる条件下で堆積させる化
学的気相成長法がある。しかし、ＴｉＮなどの高融点の
化合物金属を成膜する場合には、腐食性の高い塩素を含
むＴｉＣｌ4 を原料として使用しなければならなかった
り、基板温度の高い条件で成膜しなければならず、ＬＳ
Ｉ製造プロセスとはなじみにくかった。そこで、塩素を
含まない、有機金属化合物を原料とする化学的気相成長
法が試みられ始めた。
術として、加熱したシリコン基板等に原料気体を供給
し、表面でのみ反応を起こさせる条件下で堆積させる化
学的気相成長法がある。しかし、ＴｉＮなどの高融点の
化合物金属を成膜する場合には、腐食性の高い塩素を含
むＴｉＣｌ4 を原料として使用しなければならなかった
り、基板温度の高い条件で成膜しなければならず、ＬＳ
Ｉ製造プロセスとはなじみにくかった。そこで、塩素を
含まない、有機金属化合物を原料とする化学的気相成長
法が試みられ始めた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機金
属化合物ガスを原料とする化学的気相成長法では、腐食
性の元素を含まないという利点があるものの、不純物と
して不要な炭素が取り込まれる為、抵抗が高くなるとい
う問題点があった。
属化合物ガスを原料とする化学的気相成長法では、腐食
性の元素を含まないという利点があるものの、不純物と
して不要な炭素が取り込まれる為、抵抗が高くなるとい
う問題点があった。
【０００４】本発明の目的は、不純物として不要な炭素
の取り込みを容易に低減できる薄膜堆積方法を提供する
ことにある。
の取り込みを容易に低減できる薄膜堆積方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：電子サ
イクロトロン共鳴）等の励起源で励起したＮ2 、Ｈ2 あ
るいはＮＨ3 等の気体（分子線）を高真空（１０-3Ｔｏ
ｒｒ未満）の容器内に置かれた基板に照射し、これらの
励起分子が照射された基板表面上でのみ反応して金属薄
膜を生成するような有機金属化合物のガスを同時に供給
する薄膜堆積方法において、励起・イオン化されて供給
される気体のうち、正イオンをさらに加速するために基
板に負のバイアスを印加するものである。
ｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：電子サ
イクロトロン共鳴）等の励起源で励起したＮ2 、Ｈ2 あ
るいはＮＨ3 等の気体（分子線）を高真空（１０-3Ｔｏ
ｒｒ未満）の容器内に置かれた基板に照射し、これらの
励起分子が照射された基板表面上でのみ反応して金属薄
膜を生成するような有機金属化合物のガスを同時に供給
する薄膜堆積方法において、励起・イオン化されて供給
される気体のうち、正イオンをさらに加速するために基
板に負のバイアスを印加するものである。
【０００６】
【作用】図１に示す真空反応容器１に、電気的にバイア
スを印加できるような下地のＳｉ基板２を配置し、分子
線として原料気体を供給する。原料気体はＥＣＲ等の励
起分子発生源３等を用いて励起する。一方、これらの励
起分子と反応して金属薄膜を生成するような有機金属化
合物原料を別のノズル４より供給する。その際、反応容
器の中は高々１０-3Ｔｏｒｒ未満の高真空に保たれ、下
地基板の温度も有機金属化合物が熱反応等を起こさない
ような１５０℃以下の低温に保つ。真空度がよいので、
気相反応はほとんど起こらず、励起分子と有機金属分子
との薄膜形成反応は励起分子が照射された表面上のみで
進行する。そのとき、バイアス印加用電源６により負の
基板バイアスを印加すると、加速された正イオンの効果
で、炭素含有分子の脱離が促進され、結果として炭素含
有量の少ない膜が堆積する。
スを印加できるような下地のＳｉ基板２を配置し、分子
線として原料気体を供給する。原料気体はＥＣＲ等の励
起分子発生源３等を用いて励起する。一方、これらの励
起分子と反応して金属薄膜を生成するような有機金属化
合物原料を別のノズル４より供給する。その際、反応容
器の中は高々１０-3Ｔｏｒｒ未満の高真空に保たれ、下
地基板の温度も有機金属化合物が熱反応等を起こさない
ような１５０℃以下の低温に保つ。真空度がよいので、
気相反応はほとんど起こらず、励起分子と有機金属分子
との薄膜形成反応は励起分子が照射された表面上のみで
進行する。そのとき、バイアス印加用電源６により負の
基板バイアスを印加すると、加速された正イオンの効果
で、炭素含有分子の脱離が促進され、結果として炭素含
有量の少ない膜が堆積する。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例を説明する為の成
膜装置の構成図である。以下半導体装置の製造工程にお
いてバリア膜等として用いられるＴｉＮ膜の堆積例につ
いて説明する。
て説明する。図１は本発明の一実施例を説明する為の成
膜装置の構成図である。以下半導体装置の製造工程にお
いてバリア膜等として用いられるＴｉＮ膜の堆積例につ
いて説明する。
【０００８】まず、図１に示す真空反応容器１内に素子
等が形成されたＳｉ基板２を置きヒーター５により約１
００℃に保つ。そして、有機金属化合物ガス８として、
例えばテトラキスジメチルアミノチタン：Ｔｉ〔Ｎ（Ｃ
Ｈ3 ）2 〕4 又はテトラキスジエチルアミノチタン：Ｔ
ｉ〔Ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 〕4 を５×１０14／ｃｍ2 ｓｅｃ
程度ノズル４から供給すると共に、ＥＣＲ等の励起分子
発生源３よりＮ2 又はＮＨ3 を０．２５ｓｃｃｍの流量
で供給し分子線７としてＳｉ基板２の表面を照射しＴｉ
Ｎ膜の堆積を行った。原料ガス供給前の真空度は１０
-10 Ｔｏｒｒ以下であったが、原料ガス供給中は２×１
０-4Ｔｏｒｒに保った。そして、ＴｉＮ膜の堆積中にバ
イアス印加用電源６によりＳｉ基板２に負のバイアスを
印加し、分子線７中の正イオンを更に加速させた。
等が形成されたＳｉ基板２を置きヒーター５により約１
００℃に保つ。そして、有機金属化合物ガス８として、
例えばテトラキスジメチルアミノチタン：Ｔｉ〔Ｎ（Ｃ
Ｈ3 ）2 〕4 又はテトラキスジエチルアミノチタン：Ｔ
ｉ〔Ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 〕4 を５×１０14／ｃｍ2 ｓｅｃ
程度ノズル４から供給すると共に、ＥＣＲ等の励起分子
発生源３よりＮ2 又はＮＨ3 を０．２５ｓｃｃｍの流量
で供給し分子線７としてＳｉ基板２の表面を照射しＴｉ
Ｎ膜の堆積を行った。原料ガス供給前の真空度は１０
-10 Ｔｏｒｒ以下であったが、原料ガス供給中は２×１
０-4Ｔｏｒｒに保った。そして、ＴｉＮ膜の堆積中にバ
イアス印加用電源６によりＳｉ基板２に負のバイアスを
印加し、分子線７中の正イオンを更に加速させた。
【０００９】印加するバイアスと炭素（Ｃ）含有率との
関係を図２に示す。図２から分るように、負バイアスを
Ｓｉ基板に印加することにより、Ｃ含有率を従来の１１
％から８％以下にまで減少させることができる。
関係を図２に示す。図２から分るように、負バイアスを
Ｓｉ基板に印加することにより、Ｃ含有率を従来の１１
％から８％以下にまで減少させることができる。
【００１０】尚、上記実施例においてはＴｉＮ膜を形成
する場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく他の有機金属化合物、例えばＴａ〔Ｎ（ＣＨ3 ）
2 〕5 を用いてＴａＮ膜等を形成する場合であってもよ
い。
する場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく他の有機金属化合物、例えばＴａ〔Ｎ（ＣＨ3 ）
2 〕5 を用いてＴａＮ膜等を形成する場合であってもよ
い。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、基板に負
バイアスを印加して励起・イオン化された気体中の正イ
オンを更に加速することにより、有機金属化合物中の炭
素含有分子の脱離が促進される為、基板上に堆積する金
属膜中の炭素の含有量を低減させることができるという
効果がある。
バイアスを印加して励起・イオン化された気体中の正イ
オンを更に加速することにより、有機金属化合物中の炭
素含有分子の脱離が促進される為、基板上に堆積する金
属膜中の炭素の含有量を低減させることができるという
効果がある。
【図１】本発明の実施例に用いる成膜装置の構成図。
【図２】基板バイアスと薄膜中の炭素含有率との関係を
示す図。
示す図。
１ 真空反応容器 ２ Ｓｉ基板 ３ 励起分子発生源 ４ ノズル ５ ヒーター ６ バイアス印加用電源 ７ 分子線 ８ 有機アミノチタン化合物ガス
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器内に置かれた基板上に有機金属
化合物のガスを供給すると共に、該基板表面に励起・イ
オン化された気体を照射し、照射された部分のみに金属
膜を形成する薄膜堆積方法において、前記励起・イオン
化された気体中の正イオンを加速する為のバイアスを前
記基板に印加することを特徴とする薄膜堆積方法。 - 【請求項２】 真空容器内の真空度は１０-3Ｔｏｒｒ未
満である請求項１記載の薄膜堆積方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32265494A JPH08181075A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 薄膜堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32265494A JPH08181075A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 薄膜堆積方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181075A true JPH08181075A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18146116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32265494A Pending JPH08181075A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 薄膜堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08181075A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100226763B1 (ko) * | 1996-07-31 | 1999-10-15 | 김영환 | 화학기상증착 장치를 이용한 박막 형성방법 |
| KR100226764B1 (ko) * | 1996-08-21 | 1999-10-15 | 김영환 | 화학기상증착 장치를 이용한 박막 형성방법 |
| KR100709919B1 (ko) * | 2000-08-11 | 2007-04-24 | 주성엔지니어링(주) | ＴｉＮ 박막 형성장치 및 이를 이용한 ＭＯＣＶＤ-ＴｉＮ 박막 형성방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6184379A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | Kyocera Corp | 高硬度窒化ホウ素膜の製法 |
| JPH0293072A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-04-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 膜形成方法 |
| JPH04246168A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-02 | Japan Steel Works Ltd:The | 化合物薄膜の形成方法及び装置 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP32265494A patent/JPH08181075A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6184379A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | Kyocera Corp | 高硬度窒化ホウ素膜の製法 |
| JPH0293072A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-04-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 膜形成方法 |
| JPH04246168A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-02 | Japan Steel Works Ltd:The | 化合物薄膜の形成方法及び装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100226763B1 (ko) * | 1996-07-31 | 1999-10-15 | 김영환 | 화학기상증착 장치를 이용한 박막 형성방법 |
| KR100226764B1 (ko) * | 1996-08-21 | 1999-10-15 | 김영환 | 화학기상증착 장치를 이용한 박막 형성방법 |
| KR100709919B1 (ko) * | 2000-08-11 | 2007-04-24 | 주성엔지니어링(주) | ＴｉＮ 박막 형성장치 및 이를 이용한 ＭＯＣＶＤ-ＴｉＮ 박막 형성방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980519 |