JPH0977593A - 化学的気相成長法及び化学的気相成長装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細な陥没部において被覆性よく所望の薄膜
が形成できる化学的気相成長法を提供すること。 【構成】 化学的原料蒸気Ａ，Ｂを反応器に輸送し、反
応器内の基板もしくはその近傍で化学反応させ、該基板
に薄膜を合成する化学的気相成長方法であって、常時昇
圧させながら反応器に原料蒸気Ａ，Ｂを導入する原料供
給期間と、原料蒸気Ａ，Ｂを導入停止し反応器内の残留
ガスを排出する真空排気期間との対を一対含む１サイク
ルを繰り返し行うことによって、所望の膜を合成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微細な陥没構造におい
て、被覆性の良好な薄膜を形成することができる新規な
化学的気相成長（ＣＶＤ）法、および、これを実現する
ための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＶＤ法は、原料系で発生させた１つま
たは複数の原料（化学）蒸気を、一定圧力に維持した反
応器に輸送し、混合し、高温に保持された基板で化学反
応させることによって薄膜を堆積する方法である。成膜
メカニズムが化学的プロセスに由来しているので、熱酸
化法のような高温を必要とせず、またスパッタリングや
抵抗線加熱蒸着などの物理的蒸気成膜法（ＰＶＤ）のよ
うな高真空状態も必要としない。したがって、大規模な
成膜装置でも比較的安価に実現できる。すでに、金属
膜、誘電体膜、半導体薄膜の形成手段として、産業の広
い分野でこの成膜法が用いられている。

【０００３】ＰＶＤは付着確率の高い物理的蒸気を高真
空状態で供給して凝集させ、成膜する物理過程に基づい
ているので、蒸気の入射方法に対して影となるような部
位には膜が付きにくい。一方、ＣＶＤは比較的付着確率
の小さい化学的蒸気を低真空状態（あるいは常圧）で基
板に供給しているため、蒸気の影部位への回り込みが良
い。このため、ＣＶＤは一般的な傾向として、ＰＶＤに
比べて、幾何学的な段差において格段に優れた被覆性を
示す。

【０００４】段差被覆性の良し悪しが問題となるのは、
陥没部のある基板に膜を形成させるような場合である。
典型的で、重要な応用例は、半導体集積回路の製造技術
に見られる。周知のように半導体集積回路（基板）は、
コンタクトホール、ビアホール、キャパシタ溝などの陥
没部や、フィールド段差、配線段差、ゲート段差などの
段差部などからなる微細な凹凸が小面積に密集してい
る。半導体集積回路の製造工程において、これら微細な
凹凸部に絶縁膜（SiO₂やSi₃N₄ ）、半導体膜（ポリS
i）、電極膜（不純物添加ポリSi）などの各種Si系薄膜
を被覆性良く成膜する技術は、なくてはならない基盤技
術となっている。したがって、半導体集積回路の製造工
程において、ＰＶＤより回り込みの良好なＣＶＤが多様
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年の半導体集積回路
の超集積化（＝大規模化と高密度化）の進展は目覚まし
く、今日でも留まるところを知らない。例えば代表的な
半導体集積回路ＤＲＡＭ（随時書き込み読み出しメモ
リ）の記憶容量は３年毎に４倍の割合で増大し、かつパ
ターン寸法はおよそ７０％ずつ縮小されている。超集積
化の進行はデバイスの性能向上や低価格化を促す反面、
デバイス構造の縮小化と複雑化を招くので、全ての加工
技術は常に変革を厳しく求められている。

【０００６】ＣＶＤも例外ではない。今日、ＣＶＤが集
積回路の製造技術において達成することを強く求められ
ているのは、Si系外の材料膜を集積回路基板に形成する
ことである。一例を挙げるならば、ＤＲＡＭでは複雑に
なり過ぎたメモリセルのキャパシタ構造を単純化するた
めの方法として、従来のSiO₂やSi₃N₄ に比べて誘電率ε
の高い誘導体膜Ta₂O₅ （５酸化タンタル）やＢＳＴ（チ
タン酸バリウム・ストロンチウム）の採用が検討されて
いる。あるいは、電気的書き込み消去可能な不揮発性メ
モリにおいては、書換え回数を飛躍的に向上させるため
に、強誘電体ＰＺＴ（ジルコンチタン酸鉛）薄膜を用い
た全く新しい概念のセルが提案されている。しかしなが
ら、これら非Si系の新材料を従来のＣＶＤ法で形成しよ
うとすると、Si系膜で得られているような良好な段差被
覆性が得られないという問題がある。

【０００７】この問題を具体的な例を挙げてもう少し詳
しく説明すると、Si基板に開孔した図９のような直径1.
8 μｍ、アスペクト比（ここでは開孔部の直径と深さの
比と定義）１：５のホールに減圧ＣＶＤで100nm の薄膜
を成膜する時、SiH₄（シラン）と NH₃（アンモニア）を
原料としてSi系の誘電体膜Si₃N₄ 膜を形成する場合に
は、η＝0.9 以上の段差被覆率が得られる。ここで段差
被覆率ηはホール内部の最小膜厚を基板表面の膜厚で除
した値である。ところが、同じホールにTaCl₅ とO₂を用
いて非Si系の誘電体膜Ta₂O₅ を成膜すると、段差被覆率
はη＝0.20と相当低い値となってしまう。このような段
差被覆率の低い値はTa₂O₅ 膜に限らず、非Si系の材料に
広く認められるもので、新材料膜を半導体集積回路に導
入する際の、ひいては、半導体集積回路の超集積化を一
層進める上での大きな障害となっている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来のＣＶＤ法の抱える問題を解決することを目的として
なされたもので、この目的は、「反応器への原料の供給
法を、少なくとも１つ原料を間欠的に供給するととも
に、該原料の供給期間の前または後には全原料の供給を
停止し、かつ、反応器の残留ガスを排気する真空排気期
間を置く方式とする」とともに、該供給法を達成するた
めに、「ＣＶＤの装置構造を、従来のＣＶＤ装置に間欠
的原料供給手段と間欠的真空排気手段を付加する装置構
造とする」ことにより達成できる。

【０００９】すなわち、本発明の化学的気相成長法で
は、１つまたは複数の化学的原料蒸気を、反応器に輸送
し、反応器内の基板もしくはその近傍で化学反応させ、
該基板に薄膜を合成する化学的気相成長法において、常
時昇圧させながら反応器に原料蒸気を導入する原料供給
期間と、前記原料蒸気を導入停止し前記反応器内の残留
ガスを排出する真空排気期間との対を、一対または数対
含む１サイクルを、繰り返し行うことによって、所望の
膜を合成することとした。なお、この化学的気相成長法
は、前記１サイクル内で使用される蒸気原料が得ようと
する所望の薄膜の構成元素を、少なくとも、全元素含有
してもよいし、また、前記原料供給期間における反応器
内圧の昇圧速度を、0.1Toor/sec 以上、20Toor/sec以下
としてもよいし、前記真空排気期間における反応器内圧
の減圧速度を20Toor/sec以下としてもよい。

【００１０】また、本発明の化学的気相成長装置では、
原料蒸気を導入する１つあるいは複数の蒸気導入口と、
基板を支持するサセプタと、生成ガス及び原料蒸気を排
出するための排気口と、該基板あるいはサセプタの加熱
手段を備えた密閉型の反応器と、前記蒸気導入口に接続
され、原料蒸気を発生し、間欠的に所定の昇圧速度で前
記反応器に導入する原料導入系と、生成ガス及び未反応
の原料蒸気を前記反応器から間欠的に、かつ、所定の昇
圧速度以下の昇圧速度で、器外に排出させる排気系と、
から成る構成とした。

【００１１】

【作用】本発明の作用を分かりやすく説明するために、
まず、従来のＣＶＤが、陥没部などでなぜ段差被覆性が
悪化するかについて、図９のホールの場合を例にして説
明する。

【００１２】従来のＣＶＤは常圧ＣＶＤであれ、減圧Ｃ
ＶＤであれ、原料を反応器に供給すると同時に他方で反
応器から排ガスや未反応原料を排気しながら、圧力を常
に一定に保って成膜を行う。このような状況下では基板
表面に飛来する原料のフラックス（＝単位時間に所定の
面積を通過する原料総量）は近似的に位置に関係なく一
定と考えられるので、ホールの開孔部Ｓ_A に入射するフ
ラックスと、Ｓ_A と同じ面積を有する基板平坦部Ｓ_B に
入射するフラックスは同じである。Ｓ_B に到達したフラ
ックスは全てＳ_B 表面のみの成膜に寄与し得る。しか
し、開孔部Ｓ_A に入射したフラックスはホールの全内面
（側面と底面）に分配されるので、ホール内部の単位表
面積に到達する正味のフラックスは大幅に減少し、原料
濃度が減少するのでホール内部の膜厚は、平坦部に比べ
て減少する。これが陥没部などで段差被覆性が悪化する
第１の原因である。

【００１３】第２の原因は原料の付着確率に関係する。
ここで付着確率とは、ある面積において、実際に膜にな
ったフラックス部分を総フラックスで割った値である。
Si系薄膜材料の主原料であるSiH₄やSiH₂Cl₂ （ジクロル
シラン）原料は付着確率が低く、非Si系材料の原料の付
着確率は高い。付着確率が高くなるにつれて、原料が開
口付近で消費する（＝膜になる）率が増大し、ホールの
深部に到達する原料フラックスが低下する傾向が急速に
強くなる。原料フラックスの低下は膜厚の減少となって
ただちに現れて来る。

【００１４】段差被覆性を悪化させる第３の原因は、副
産物として生成される排ガスの局所的な排気速度に関係
する。一般に生成物としてのガス発生が伴う化学反応に
おいて、生成ガスの滞留が生成効率を低下させることは
良く知られている。入口が１つしかなく、かつ開口が狭
く奥行が深い図９のようなホール内部は、成膜反応で生
成した排ガスが局所的に滞留し易く、基板表面Ｂなどに
比べるとその生成効率が低下する。これは、圧力一定下
では、特に顕著である。

【００１５】非Si系の薄膜の段差被覆性がSi系の薄膜の
段差被覆性よりも劣るのは、おそらく、上記要因が相互
に絡み合っての結果であると考えられる。

【００１６】本発明は段差被覆性悪化要因を鋭意洗い出
し、以上のように整理し、試行を何度も重ねた結果もた
らされたものである。以下に、本発明の作用を説明す
る。

【００１７】基本的に、本発明は上記３つの要因を同時
に解除しようとする明解な技術思想に立脚している。厳
密な原理は未だ解明の途上であるが、次のような原理に
基づいていると考えられる。

【００１８】上記第１の要因は一定圧力下で飛来するフ
ラックスは、面積が同じなら、何処でも一定であるとい
う物理原則に縛られた結果、生まれた要因であった。こ
の要因を解くために、本発明では成膜時に圧力を一定に
せず、可変とした。すなわち、真空状態にある反応器に
所定の圧力に達するまで原料蒸気を緩やかに導入するサ
イクルを繰り返し行うプロセスとした。真空中に原料蒸
気を導入する時、反応器内部の全ての圧力差がゼロにな
るようにガスの流れが起こる。これは、図９に示すホー
ルのような陥没部も例外ではなく、ホール内部の圧力が
外部の圧力と同じになるように、ホールの容積に等しい
過剰フラックスが間口から内部に流れ込む。すなわち、
本発明においては、ホール内部には、平坦部Ａに比べて
遥かに大量の原料フラックスが流入できるから、従来の
ＣＶＤとは異なって、ホール内部の膜厚の減少は大きく
緩和される。さらに好ましいことには、ホールの深さが
さらに深くなっても、ホールの容積も比例して増えるの
で、過剰フラックスも同時に増えて、本効果は自動的に
保証される。

【００１９】第２の要因もまた本発明によって緩和され
る。付着確率は、原料蒸気の吸着速度と、吸着した原料
間の化学反応速度に強く支配されている。一般に吸着
は、凝集と異なって、１分子層のみ可能であるから、吸
着した原料分子（蒸気）が反応して固体に転じない限
り、新しい吸着は起こらない。本発明においては、平坦
部および陥没部において、原料を導入した直後、瞬時的
に高濃度の原料フラックスが流入してくるので、固体化
反応が追いつかない状態（いわゆる表面反応律速の状
態）となる。この結果、吸着速度が減じ、従来のＣＶＤ
法で成膜するより付着確率が相対的に下がる。このよう
に、本発明においては、従来のＣＶＤで付着確率の高か
った材料でも扱えるのである。

【００２０】また、本発明の成膜法は、原料蒸気の間欠
供給前または後に反応器内の雰囲気を真空排気をする工
程を含んでいるから、この周期的真空排気の際に、図９
のホールなどの微細な陥没部内部の雰囲気もまた同時に
周期的に排気される。本発明の方法は、陥没部に排ガス
が滞留して、局所的に成膜反応を阻害するという問題が
起こらない。こうして、本発明の方法は、上記第３の要
因も省くことができる。

【００２１】本発明は、上記３要因をすべて緩和するこ
とによって、従来のＣＶＤ法の抱えていた問題点、すな
わち微細な陥没部で良好な段差被覆性の非Si系の薄膜が
実現できないという問題点を解決することができるので
ある。

【００２２】

【実施例】以下、本発明のＣＶＤ方法及びこれを実現す
る装置について、実施例によって説明する。本発明は様
々なＣＶＤ原料や膜の種類に関して適用可能であるか
ら、ここでは一般性を持たせて説明を行うことにする。
以下、各実施例の説明の前提として、所望の薄膜の成膜
には複数の原料Ａ，Ｂ，Ｃ・・・・が用いられるものと
する。実施例の効果と実施例に基づいた具体的な成膜例
は後の「具体例」の項で説明することにする。

【００２３】（実施例１）図１は本発明ＣＶＤ方法の第
１の実施例（「成膜法の第１実施例」と称する。以下同
様）を説明するための図である。この図は装置反応器内
の圧力の変化をプロセス時間の関数として示している。
Ａ，Ｂは所望の薄膜を得るのに必要なある原料蒸気であ
る。本方法第１実施例は、１つの原料導入期間と１つの
真空排気期間とからなる１サイクルが、繰り返されるこ
とによって進行する。

【００２４】時間を追って説明すると、まず、原料導入
期間では、十分に高真空になった反応器に成膜に使用す
る蒸気原料ＡとＢが導入される。このとき、真空排気
は、停止するか、あるいは、少なくとも蒸気原料の総流
量よりも充分低い排気流量で行われている。時間ととも
に反応器内の圧力が上昇していく。原料蒸気の流量と排
気流量が一定の場合（これは技術的に最も容易に達成で
きる）には、圧力上昇は図１のように直線的になる。圧
力上昇を直線的にする必要は必ずしもないが、どのよう
な場合であっても、反応器の瞬間圧力上昇速度ＰＲが20
Torr/cycを越えないように、原料蒸気の流量と排気流量
を制御するよう留意する必要がある。ＰＲがこの値を越
えると、反応器内で激しい乱流が起こり、反応器内の塵
埃を巻き上げ、基板の成膜面を塵埃で汚染する危険があ
る。また圧力上昇速度があまりにも小さいと、１サイク
ルの時間が長くなり、次第に通常のＣＶＤ（ＰＲ＝０To
rr/cyc）に近づいてきて、作用の項でも述べた効果が次
第に失われて来る。このため、実際上、ＰＲ＝ 0.1Torr
/cyc以上であることが必要であり、可能な限り高い値が
望ましい。このＰＲに関する２つの留意点は、本実施例
に限らず、後に説明するすべての実施例に共通して適用
される。

【００２５】反応器内の圧力が所定の圧力に達したとこ
ろで（あるいは、原料導入期間が所定の時間に達したと
ころで）、１つの原料導入期間が終わる。図１より明ら
かな通り、原料導入期間の最後に反応器の圧力は最大に
なる。

【００２６】つづいて、真空排気期間に移ると、直ちに
すべての原料の導入が停止され、生成ガスや残留する原
料蒸気が反応器内から排出される。このとき、半導体基
板のホールなどの微細な陥没部内も同様に排気される。
排気速度ＥＲは期間中、常に20Torr/sec以下であること
が望ましい。なぜなら、ＥＲがこの値を越えると、反応
器内で激しい乱流が起こり、反応器内に蓄積した塵埃を
巻き上げ、基板の成膜面を塵埃で汚染する危険があるか
らである。反応器の圧力が原料導入期間の最大圧力の少
なくとも1/100 以下、望ましくは圧力が10mTorr 以下に
下がったら真空排気期間が終わる。

【００２７】上のごとき１つの原料導入期間と１つの真
空排気期間とからなる１サイクルが終わると、基板上に
は数分子層未満の薄い膜が形成される。以下、同様なサ
イクルを繰り返すと、任意の厚みの薄膜が生成される。

【００２８】（実施例２）図２は本発明ＣＶＤ方法の第
２の実施例（「成膜法の第２実施例」と称する。以下同
様）を説明するための図である。この図は装置反応器内
の圧力とプロセス時間の関係を示している。Ａ，Ｂは所
望の薄膜を得るのに必要なある原料蒸気である。本方法
第２実施例では、２つの原料導入期間と２つの真空排気
期間とからなる１サイクルが、繰り返されることによっ
て、成膜がデジタルに進行する。原料ＡとＢは交互に導
入されるところが本方法第２実施例の特徴である。

【００２９】まず、第１の原料導入期間がある。この期
間では、充分に高真空になった反応器に成膜に使用する
蒸気原料Ａが導入される。このとき、真空排気は停止す
るか、あるいは、少なくとも蒸気原料の総流量よりも充
分低い排気流量で行われている。時間とともに反応器内
の圧力が上昇し、原料蒸気流量、排気流量とも一定の場
合には、圧力上昇は直線的になる。圧力上昇を直線的に
する必要は必ずしもないが、どのような場合であって
も、反応器内の塵埃が巻き上がらないように、反応器の
瞬間圧力上昇速度ＰＲが20Torr/secを超えないようにす
る。反応器内の圧力が所定の圧力に達したところで（あ
るいは、原料導入時間が所定の時間に達したところ
で）、第１原料導入期間が終わる。

【００３０】つづいて、第１真空排気期間に移ると、直
ちに原料蒸気Ａの導入が停止され、生成ガスや残留する
原料蒸気が反応器内から排出される。このとき、ホール
などの微細な陥没部内も同様に排気される。反応器内の
塵埃巻き上げを防ぐために、ここでも排気速度ＥＲは期
間中、常に20Torr/sec以下であることが望ましい。反応
器の圧力が原料導入期間の最大圧力の少なくとも1/100
以下、望ましくは圧力が10mTorr 以下に下がったら第１
真空排気期間が終わる。

【００３１】ここまでプロセスが進行したとき、基板の
平坦面および陥没部表面では２つの状態が起こり得る。
１つは原料蒸気が未反応のまま（あるいは中間種となっ
て）で１原子層未満吸着している状態である。もう１つ
は原料蒸気が分解し、薄い膜となって析出している状態
である。実際にどちらの状態になるかは、反応系によっ
て異なるが、後者が起こる系では、析出層の厚みが１原
子層以上にならないように、第１原料供給期間におい
て、Ａ原料供給量を抑制する必要がある。

【００３２】第１真空排気期間が終わり、第２の原料供
給期間にはいると、今度は蒸気原料Ｂが導入される。こ
のとき、真空排気は、停止するか、あるいは、少なくと
も蒸気原料の総流量よりも充分低い排気流量で行われて
いる。時間とともに反応器内の圧力が上昇する。このと
き反応器内の塵埃が巻き上がらないように、反応器の瞬
間圧力上昇速度ＰＲが20Torr/secを超えないようにす
る。反応器内の圧力が所定の圧力に達したところで（あ
るいは、原料導入時間が所定の時間に達したところ
で）、第２原料導入期間が終わる。

【００３３】つづいて、第２真空排気期間に移ると、原
料蒸気Ｂの導入が停止され、生成ガスや残留する原料蒸
気が反応器内から排出される。このとき、ホールなどの
微細な陥没部内も同様に排気される。反応器内の塵埃巻
き上げを防ぐために、ここでも排気速度ＥＲは期間中、
常に20Torr/sec以下であることが望ましい。反応器の圧
力が原料導入期間の最大圧力の少なくとも1/100 以下、
望ましくは圧力が10mTorr 以下に下がったら第２真空排
気期間が終わる。

【００３４】上のごとき２つの原料導入期間と２つの真
空排気期間とからなる１サイクルが終わると、基板上に
は１分子層未満の薄い膜が形成される。以下、同様なサ
イクルを繰り返すと、任意の厚みの薄膜が生成される。

【００３５】なお、Ｂ原料が、熱分解によって単独でＢ
原料固有の析出物を形成する原料系を用いる場合には、
第２原料供給期間および第２真空排気期間において、１
原子層以上のＢ原料が基板表面に析出しないよう、Ｂ原
料供給量を抑制する必要がある。抑制する方法には、原
料の供給濃度を下げる、最大到達圧力を下げる、あるい
は、原料供給時間を短くする、などの方法がある。

【００３６】以下、その他の方法の実施例を説明する
が、説明を簡潔に行うために、ここで記号による表記を
定義することにする。原料蒸気供給期間を蒸気の種類を
括弧で挟んで「（Ａ＋Ｂ）」のように表記することにす
る。すなわち（Ａ＋Ｂ）は原料蒸気ＡとＢを反応器に同
時に導入させて、20Torr/sec以下の速度で圧力を上昇さ
せ、所定の圧力あるいは所定の時間で原料供給を停止さ
せ、終了する一連の工程からなる原料供給期間を表す。
また、真空排気期間を簡単に「→」で表記することにす
る。この→は反応器内の残留ガスを20Torr/sec以下の速
度で排気し、所定圧力あるいは所定の時間になったら排
気を停止する一連の工程を意味する。

【００３７】このような表記法を用いると、成膜方法の
第１実施例（図１）は、簡明に、「（Ａ＋Ｂ）→・・
・」のように表すことができる。ここで「・・・」は繰
り返しを意味する。同様に、成膜方法の第２実施例（図
２）も簡単に、「（Ａ）→（Ｂ）→・・・」と表すこと
ができる。

【００３８】以下に原料蒸気を３種類以上使用する場合
の本発明成膜法の実施例を、この新しい表記法を用いて
説明することにする。

【００３９】（実施例３）本発明ＣＶＤ方法の第３の実
施例は３種類の原料から薄膜が生成される場合に適用さ
れる。上記表記法で表すと、 （Ａ）→（Ｂ＋Ｃ）→・・・ である。成膜の１サイクルはＡ原料を単独で供給し排気
する工程と、Ｂ原料とＣ原料を同時に供給し排気する工
程とからなる。

【００４０】（実施例４）本発明ＣＶＤ方法の第４の実
施例も３種類の原料から薄膜が生成される場合に適用さ
れる。上記表記法で表すと、 （Ａ＋Ｂ）→（Ｂ＋Ｃ）→・・・ である。成膜の１サイクルはＡ原料とＣ原料を供給し排
気する工程と、Ｂ原料とＣ原料を同時に供給し排気する
工程とからなる。

【００４１】（実施例５）本発明ＣＶＤ方法の第５の実
施例も３種類の原料から薄膜が生成される場合に適用さ
れる。上記表記法で表すと、 （Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→・・・ である。成膜の１サイクルはＡ原料を単独で供給し排気
する工程と、Ｂ原料を単独で供給し排気する工程と、Ｃ
原料を単独で供給し排気する工程とからなる。

【００４２】（実施例６）本発明ＣＶＤ方法の第６の実
施例も３種類の原料から薄膜が生成される場合に適用さ
れる。上記表記法で表すと、 （Ａ）→（Ｃ）→（Ｂ）→（Ｃ）→・・・ である。成膜の１サイクルはＡ原料を単独で供給し排気
する工程と、Ｃ原料を単独で供給し排気する工程と、Ｂ
原料を単独で供給し排気する工程と、再びＣ原料を単独
で供給し排気する工程とからなる。

【００４３】（実施例７）本発明ＣＶＤ方法の第７の実
施例も３種類の原料から薄膜が生成される場合に適用さ
れる。上記表記法で表すと、 （Ａ＋Ｂ＋Ｃ）→・・・ である。成膜の１サイクルは単純で、Ａ原料とＢ原料と
Ｃ原料を同時に供給し排気する工程からなる。

【００４４】（実施例８）以上、説明した２種または３
種の原料蒸気を用いる各実施例から解るように、本発明
成膜法は何れも、原料供給期間と続く真空排気期間の対
を複数組み合わせた１サイクル（周期）を有する周期的
な成膜法であり、かつ、原料供給期間に圧力を一定とせ
ず、常に穏やかに昇圧させながら供給するところに特徴
がある。原料供給法には１種類の原料を単独に供給する
場合と２種類以上の原料を同時に供給する場合とがある
が、どちらにするかは成膜反応系に応じて勘案され、適
宜選択される。重要なことは、１サイクルを終了した時
点で、所望の薄膜を形成するのに必要な全原料種が漏れ
なく供給されているかである。これら原則が守られてい
る限り、本発明のＣＶＤ方法は４種類以上の成膜反応系
でも可能である。たとえば、成膜法第８実施例として、 （Ａ＋Ｂ＋Ｃ）→（Ｃ＋Ｄ）→・・・ などがある。しかし、これはあくまで一例であって、こ
の他の考える全ての組合せパターンが原理的に可能であ
る。

【００４５】（実施例９）つぎに、本発明ＣＶＤ装置の
実施例を説明する。図３は本発明装置の第１実施例であ
り、その構成を模式図的に示している。１０はコールド
ウォール型の反応器である。この反応器１０の内部に
は、基板１１を支持し所定の温度Tgに保持するサセプタ
１２がある。このほかに、反応器１０は成膜に使用する
１つあるいは複数の原料蒸気（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）を導
く蒸気導入口１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・・と、生成ガ
スや未反応の反応蒸気を器外に排出するための排気口１
４、器内の圧力を計測する圧力計１５を備えている。

【００４６】１６ａ，１６ｂ，１６ｃ・・・は前記複数
の原料蒸気を所定の濃度、流量で発生させることができ
る原料蒸気発生器であり、ステンレス製のパイプで、反
応器入口バルブ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ・・・を介して
先の原料蒸気導入口の１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・・
と、反応器バイパスバルブ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ・・
・を介して第１の真空排気装置１９とに接続されてい
る。

【００４７】一方、反応器１０の排気口１４は、並列に
配設された一対の排気主バルブ２０と排気副バルブ２１
を介し、ステンレス製のパイプで第２の真空排気装置２
２に結ばれている。排気副バルブ２１は排気主バルブ２
０より開孔径が十分小さく設計されており、その排気速
度ＥＲは常に20Torr/sec以下になるように工夫されてい
る。一対の排気主バルブ２０と副バルブ２１を用いる替
わりに、１つの排気速度調節機能付バルブを用いてもよ
い。この場合、排気速度は20Torr/sec以下の値になるよ
う設計されているものとする。第１の真空排気装置１９
及び第２の真空排気装置２２から排出されたガス等は除
害装置（図示せず）で純化された後、大気に散出され
る。

【００４８】２３は前記反応器入口バルブ１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ・・・と反応器バイパスバルブ１８ａ，１８
ｂ，１８ｃ・・・、排気主バルブ２０、排気副バルブ２
１の開閉時期をプログラムによって精密に制御するバル
ブ制御装置である。このバルブ制御装置２３は、圧力計
１５の計測した圧力値Ｐを読み取り、判断し、バルブ制
御に反映させる機能を有している場合もある。

【００４９】ＣＶＤ装置の全体構成を述べたところで、
ここで、前述の原料蒸気発生器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ
・・・をもう少し詳しく説明する。成膜に使用する原料
は元々ガスの場合と、液体や固体を気化させ蒸気にする
場合とがある。図４はガス状原料（プロパンのように常
温でボンベ内で容易に気化できる液体材料もこの範疇に
入れる）の場合の原料蒸気発生器１６ａ，１６ｂ，１６
ｃ・・・の一例を示している。２４はガス原料を充填し
た原料ボンベ、２５は原料ボンベ２４の出口圧力を一定
にする圧力調整器、２６は質量流量調節器である。原料
ボンベ２４の原料ガスは圧力調整器２５で圧力を調整さ
れた後、質量流量調節器２６で所定の流量に調節されて
反応器１０または第１の真空排気装置１９に輸送され
る。図４のガス状原料蒸気発生器における重要な成膜パ
ラメータは原料ボンベ２４に充填された原料ガスの、
希釈率（＝純ガス／（純ガス＋希釈ガス））と、質量
流量Ｆ、である。

【００５０】図５は原料が液体及び固体の場合の原料蒸
気発生器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ・・・の一例を示して
いる。２７はＡｒやＨｅ、Ｎ₂ などの不活性なキャリア
ガスを充填したボンベ、２８はボンベ２７の出口圧力を
一定にする圧力調整器、２９は質量流量調節器、３０は
温度調節機能を有する原料容器である。原料容器３０に
は予め充填口３１から使用する原料が充填されている。
ボンベ２７のキャリアガスは圧力調整器２８で圧力調整
された後、質量流量調節器２９で所定の流量に調節され
てキャリアガス導入口３２から原料容器３０に入り、原
料容器３０内に滞留する原料蒸気を取り込み、原料蒸気
導出口３３から出る。この後、原料蒸気及びキャリアガ
スは反応器１０または第１の真空排気装置１９に輸送さ
れる。図５の原料蒸気発生器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ・
・・における重要な成膜パラメータは、キャリアガス
の質量流量Ｓと原料容器温度Ｔｓである。

【００５１】図中に示していないが、液体及び固体の場
合の原料蒸気発生器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ・・・と反
応器１０を結ぶパイプには温度調節機能が付設されてお
り、成膜中は少なくとも前記原料容器３０の設定温度よ
り高い温度に維持されているものとする。これは気化さ
れた原料蒸気がパイプ内で凝集するのを防ぐためであ
る。また、反応器３０には、基板１１を器外に取り出す
ことを目的として、内圧を大気圧にするための不活性ガ
ス導入機構が設けられているものとする（これも図中に
示さず）。

【００５２】（実施例１０）次に、本発明ＣＶＤ装置の
その他の実施例を説明する。図６は本発明装置の第２実
施例である。４０はホットウォール型の反応器で、密封
式の石英管４１と、石英管４１を取り囲み所定の温度Ｔ
ｇで加熱する円筒形の電気炉４２からなっている。成膜
中、石英管内部４１には、基板１１を支持するサセプタ
（あるいはボート）４２が置かれる。４１の一端には成
膜に使用する１つあるいは複数の原料蒸気（Ａ，Ｂ，Ｃ
・・・）を導く蒸気導入口１３ａ，１３ｂ，１３ｃ・・
・が、もう一方の端には生成ガスや未反応の反応蒸気を
器外に排出するための排気口１４と管内の圧力を計測す
る圧力計１５が備えられている。本発明装置の第２実施
例のその他の部分は、構成，機能とも前記装置の第１実
施例と全く同じ（同じ符号を付している）であり、説明
を省く。

【００５３】以上、本発明装置の第１及び第２実施例の
構成を終えたところで、つぎに両装置の実施例の動作を
一緒に説明する。図４と図６の構成を見て明白なとお
り、両装置の実施例は反応器の基板加熱方法に僅かな差
異があるのみで、構造は本質的に同じであるから、装置
の第１実施例を用いて動作を説明すれば十分である。

【００５４】本発明装置の両実施例は前述の本発明成膜
法の実施例１〜実施例７を全て実現することができる。
しかし、ここで全成膜法の実施例の動作が可能であるこ
とを説明することをしない。なんとならば、前にも述べ
たように、本発明成膜法は何れも、穏やかに昇圧させな
がら供給する原料供給期間とこれに続く真空排気期間の
対を複数組合せた周期的成膜法であり、原料供給法は基
本的に、１種類の原料を単独で供給する場合と２種類以
上の原料を同時に供給する場合としか存在しないからで
ある。Ａ蒸気を単独で供給する原料供給期間とＢ蒸気と
Ｃ蒸気を同時に供給する原料供給期間を両有する本発明
成膜法の第３の実施例を、本発明装置の両実施例が実現
できることを説明すれば、十分であろう。

【００５５】すでに説明したように、成膜法の第３実施
例の１サイクルは４工程からなっていて、簡略表記法で
次のように表される。（Ａ）→（Ｂ＋Ｃ）→。以下、こ
の４工程が本発明成膜装置の第１実施例で如何に実現さ
れるかを、順次説明することにするが、その前提とし
て、基板１１は、すでに所定の温度Ｔｇに維持された高
真空状態の反応器１１内に置かれている（スタンバイ状
態にある）ものとする。また、成膜開始直前には、排気
主バルブ２０と排気副バルブ２１は閉、原料の反応器入
口バルブ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ・・・はすべて閉、バ
イパスバルブ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ・・・はすべて開
であり、原料蒸気発生器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ・・・
で発生した原料蒸気はすべて対応するバイパスバルブ１
８ａ，１８ｂ，１８ｃ・・・を経由してそれぞれ所定の
質量流量Ｆ、で第１の真空排気装置１９から排出されて
いるものとする。

【００５６】（Ａ）、すなわち、反応器１０内の圧力を
穏やかに昇圧させながらＡ原料蒸気を導入する工程（＝
原料第１供給期間）は、バイパスバルブ１８ａを閉じ、
反応器入口バルブ１７ａを開けることにより達成でき
る。この時、Ａ原料蒸気は蒸気導入口１３ａから密封状
態にある反応器１０に導入され、反応器１０の圧力は反
応器１０の容積とＡ原料蒸気（またはキャリアガス）の
質量流量で定まる所定の昇圧速度（一定）で上昇し続け
る。所定の時間ｔs₁を経過したところで、反応器入口バ
ルブ１７ａを閉じ、バイパスバルブ１８ａを開け、
（Ａ）が終わる。と同時に、間を置かず第１真空排気期
間に移る。

【００５７】まず、排気副バルブ２１を開け、反応器１
０内に滞留する生成ガスや未反応のＡ原料蒸気を緩やか
な排気速度で器外に排出し、器内の圧力が十分下がった
ところで、今度は、排気主バルブ２０を開け、残留する
ガス等を強く排気する。２１を開け、間を置いて排気主
バルブ２０を開けるこの２段階排気操作は、反応器１０
内の塵埃が巻立つのを防ぐための工夫である。所定の時
間ｔv₁を経過したところで、排気主バルブ２０と排気副
バルブ２１を閉じ、第１真空排気期間‘→’が終わる。

【００５８】次の原料第２供給期間（Ｂ＋Ｃ）は、バイ
パスバルブ１８ｂ，１８ｃを閉じ、反応器入口バルブ１
７ｂ，１７ｃを開けることにより達成できる。この時、
Ｂ原料蒸気とＣ原料蒸気はそれぞれ蒸気導入口１３ｂ，
１３ｃから密封状態にある反応器１０に同時に導入さ
れ、反応器１０の圧力は反応器１０の容積と、Ｂ原料蒸
気（またはキャリアガス）とＣ原料蒸気（またはキャリ
アガス）の質量流量の和で定まる所定の昇圧速度（一
定）で上昇し続ける。所定の時間ｔs₂を経過したところ
で、反応器入口バルブ１７ｂ，１７ｃを閉じ、バイパス
バルブ１８ｂ，１８ｃを開け、（Ｂ＋Ｃ）が終わる。こ
こでも、間を置かず第２真空排気期間‘→’に移る。

【００５９】第２真空排気期間‘→’の操作は第１真空
排気期間同様である。すなわち、排気副バルブ２１を開
け、器内の圧力が十分下がったところで、排気主バルブ
２０を開け、残留するガス等を強く排気する。所定の時
間ｔv₂を経過したところで、排気主バルブ２０と排気副
バルブ２１を閉じ、第１真空排気期間‘→’が終わる。
こうして本発明成膜法の第３実施例の１サイクルが終了
する。

【００６０】基板１１上に希望の厚みの薄膜を得るに
は、上述のサイクルを適宜繰り返せばよい。膜が所望の
膜厚になったら、サセプタ（または電気炉）の温度を下
げ、反応器１０に不活性ガスを導入して大気圧にして、
基板１１を反応器１０から取り出す。

【００６１】以上、本発明成膜方法ならびに成膜装置の
実施例を説明し終えたところで、本実施例の効果を示
す。できるだけ具体的に示すために、図９に示した構造
のホールに、本発明ＣＶＤ法と従来のＣＶＤ法とで様々
な膜を約100nm 成膜し、できた膜の段差被覆率η（前に
定義済み）を評価し、比較する。従来法による成膜は、
段差被覆性がよいとされている減圧ＣＶＤ法とし、本発
明による方法と同じ原料、反応器を用いて、代表的な条
件で成膜している。

【００６２】１）成膜の具体例１ 本例は本発明成膜装置の第１実施例（図３）と成膜方法
の第１実施例（図１、（Ａ＋Ｂ）→・・・）を用いてTi
O₂膜を成膜する例である。原料はTiCl₄ （＝Ａ原料蒸
気、常温液体）とＯ₂ （＝Ｂ原料蒸気、希釈率０％）で
ある。TiCl₄ は、温度Ｔs ＝−10℃に保持されたステン
レス製原料容器に納められている。キャリアガスは純度
99.999％のＡr ガス、その質量流量はＦ_A ＝200cc/min
、Ｆ_B ＝100cc/min である。原料供給期間の長さはｔs
₁＝10sec 、真空排気期間の長さｔv₁＝５sec である。
成膜温度（サセプタ温度）Ｔg ＝450 ℃、反応器の容積
は約５リットルであった。この条件で成膜を行うと１サ
イクルで平均ＧＲ＝0.2nm/cycの厚みのTiO₂膜が析出す
る。

【００６３】一方、比較のため実施した従来ＣＶＤ法に
よる条件は、TiCl₄ のキャリアガス質量流量Ｆ_A ＝200c
c/min 、容器温度Ｔso＝−10℃、Ｏ₂ の質量流量Ｆ_B ＝
100cc/min 、成膜温度Ｔg ＝450 ℃、成膜圧力Ｐ＝２To
rrであった。

【００６４】以上の本発明ならびに従来のＣＶＤ条件は
図７にまとめられている。

【００６５】従来法と本発明方法とでTiO₂の成膜を行っ
たところ、従来法ではホールの開口から底に向かって激
しく、膜厚が減少する傾向が認められた。基板の平坦部
Ｓ_Bが100nm の膜厚の時、ホール底の膜厚はおよそ15nm
であり、冒頭の定義によれば、この場合の段差被覆率は
η＝0.15である。これに対して、本発明の方法で成膜し
たTiO₂膜は、やはり、開口から底に向かって膜厚が減少
する傾向はあるものの、勾配ははるかに穏やかであり、
η＝0.85であった。

【００６６】以上の実験結果から、本発明ＣＶＤ法が従
来ＣＶＤ法に比べて、微細なホールなどの陥没構造にお
いて、優れた段差被覆性を大幅に改善できることが示さ
れた。

【００６７】２）成膜の具体例２ 本例は、Si集積回路において、Al配線とSi基板（あるい
はポリシリコン膜）とのコンタクト界面のバリヤ膜とし
て用いられているTiN 膜を合成する例である。これら界
面は、通常、ＰＳＧ（リンシリケートガラス）膜に設け
られたコンタクトホールやビアホールなどの微細な陥没
部の底部に位置するので、段差被覆性を確保するのが重
要な課題である。

【００６８】原料はＡ原料蒸気がTiCl₄ （Ａr キャリ
ア）とＢ原料蒸気が NH₃ガスである。成膜には成膜装置
の第１実施例（図３）と成膜法の第２実施例（（Ａ）→
（Ｂ）→・・・）が適用された。試験に用いた本発明Ｃ
ＶＤ及び従来ＣＶＤの成膜条件は図７のとおりである。
なお、前記成膜の具体例で定義済みとなった成膜の各パ
ラメータは、本具体例を含む以下の具体例では説明を略
する。

【００６９】本発明具体例では、およそＧＲ＝0.3nm/cy
c の推進速度が得られる。段差被覆率η＝0.89と良好な
値を出している。TiCl₄ ＋NH₃ 原料系を用いて従来のＣ
ＶＤ法で成膜を行うと、段差被覆率η＝0.15と悪いばか
りでなく、気相において両原料が強く反応し、微粉末状
の中間生成物が発生するため、平滑な膜を得ることが困
難であった。しかし、本成膜法の実施例では、TiCl₄ と
NH₃ が交互に導入されるので気相で混じり合うことがな
いので、このような問題は起こらず、良質な膜が形成で
きる。

【００７０】３）成膜の具体例３ 本例は、成膜装置の第１実施例（図３）と成膜法の第１
実施例（図１）を組合せてPbO 膜を形成する例である。
Ａ原料蒸気はＡr ガス輸送された４エチル鉛Pb(C₂H₅)₄
（常温液体）とＢ原料蒸気はＯ₂ である。成膜条件は図
７のとおりである。本発明ＣＶＤ法では、この条件でＧ
Ｒ＝約0.41nm/cycの成長速度が得られる。段差被覆率
は、本発明ＣＶＤ法でη＝0.85、従来ＣＶＤ法でη＝0.
45であった。本発明の優越性は本具体例の場合も明らか
である。

【００７１】４）成膜の具体例４ 本例はＬＳＩのキャパシタ材料として近年開発が進んで
いるTa₂O₅ 膜を形成する例である。原料はＡ原料蒸気が
Ta(OC₂H₅)₅（常温で液体、Ａr キャリア輸送）とＢ原料
蒸気がＯ₂ である。本発明ＣＶＤ法において、成膜には
ホットウォール型成膜装置の第２実施例（図６）と成膜
法の第１実施例（（Ａ＋Ｂ）→・・・）を適用した。反
応器の石英管の直径は100mm 、全長は1500mmであった。
試験に用いた本発明ＣＶＤ及び従来ＣＶＤ条件は図８の
とおりである。本発明具体例では、およそＧＲ＝0.8nm/
cyc の推進速度が得られる。

【００７２】段差被覆率は、本発明ＣＶＤ法でη＝0.9
2、従来ＣＶＤ法でη＝0.82であった。本発明の優越性
は本具体例の場合も明らかである。なお、段差被覆性の
高いTa₂O₅ 膜（ηは若干異なるが）は、本発明装置の第
１実施例を用いても、また、本発明成膜法の第２実施例
を用いても得られることを確認している。

【００７３】５）成膜の具体例５ 本例は強誘電体PbTiO₃（チタン酸鉛）膜を成膜装置の第
１実施例（図２）と成膜法の第４実施例（（Ａ＋Ｃ）→
（Ｂ＋Ｃ）→・・・）を用いて合成する例である。Ａ原
料蒸気＝Ti(i-OC₃H₇)₄（チタンテトライソプロポキシ
ド、常温液体、Ａr キャリア輸送）、Ｂ原料蒸気＝Pb(C
₂H₅)₄ （Ａr キャリア輸送）、Ｃ原料蒸気＝Ｏ₂ であ
る。本発明ＣＶＤ法と従来ＣＶＤ法の成膜条件は図８の
とおりである。平均の成長速度ＧＲ＝0.42/cycが得られ
た。

【００７４】段差被覆率は、本発明ＣＶＤ法でη＝0.8
5、従来ＣＶＤ法でη＝0.42であった。従来ＣＶＤ法に
比べて、段差被覆性における本発明の優位性は高い。な
お、本発明成膜法の第６実施例あるいは第７実施例を用
いても、従来に比べ格段に段差被覆性の高い膜が得られ
ることを確認している。

【００７５】６）成膜の具体例６ 本例は強誘電体Pb(Zr_0.5Ti_0.5)O₃（チタンジルコン酸
鉛：通称ＰＺＴ）膜を成膜装置の第１実施例（図３）と
成膜法の第７実施例（（Ａ＋Ｄ）→（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）→・
・・）を用いて合成する例である。Ａ原料蒸気＝Ti(i-O
C₃H₇)₄、Ｂ原料蒸気＝Zr(t-OC₄H₉)₄（ジルコンテトラタ
ーシャリプロポキシド、常温液体、Ａr キャリア輸
送）、Ｃ原料蒸気＝Pb(C₂H₅)₄ （Ａr キャリア輸送）、
Ｄ原料蒸気＝Ｏ₂ である。本発明ＣＶＤ法と従来ＣＶＤ
法の成膜条件は図８のとおりである。なお、図７中、添
字Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有するパラメータは、Ａ原料、Ｂ原
料、Ｃ原料、Ｄ原料に関するもの、添字１，２は第１，
第２の原料供給期間（あるいは真空排気期間）のパラメ
ータであることを位置する。平均の成長速度ＧＲ＝0.42
/cycが得られた。

【００７６】段差被覆率は、本発明ＣＶＤ法でη＝0.8
4、従来ＣＶＤ法でη＝0.42であった。従来ＣＶＤ法に
比べて、段差被覆性における本発明の優位性は明白であ
る。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の化学的気
相成長法によれば、化学的気相成長法の成膜方式を、常
時昇圧させながら反応器に原料蒸気を導入する原料供給
期間と、該原料蒸気を導入停止し反応器内の残留ガスを
排出する真空排気期間との対を、一対あるいは数対含む
１サイクルを、繰り返し行う方式とすることによって、
付着確率の高い原料蒸気を用いなければならないような
場合であっても、微細な陥没部において被覆性よく所望
の薄膜が形成できるという効果が得られる。

【００７８】さらに、複数の原料蒸気を使用する合成反
応系において、本発明成膜方法は、単なる特定の原料種
を時間的に分離して供給したり、意図的に混合して供給
する柔軟性を有していることから、特定原料種間の気
相反応を禁止した成膜、特定原料種間の気相反応を許
容した成膜という従来のＣＶＤ法では実現できなかった
条件での成膜が可能となる。の利点を活かした典型的
な例は、上述の具体例２に見られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる成膜法の第１実施例を示す図で
ある。

【図２】本発明にかかる成膜法の第２実施例を示す図で
ある。

【図３】本発明にかかる成膜装置の第１実施例を示す全
体図である。

【図４】成膜装置の第１実施例の原料蒸気発生器の一例
を示す構成図である。

【図５】成膜装置の第１実施例の原料蒸気発生器の他の
例を示す構成図である。

【図６】本発明にかかる成膜装置の第２実施例を示す全
体図である。

【図７】具体例１〜３の説明で用いられた本発明実施例
と従来例の成膜条件を示す図である。

【図８】具体例４〜６の説明で用いられた本発明実施例
と従来例の成膜条件を示す図である。

【図９】微細な陥没部を有する基板の一例を示す要部断
面図である。

【符号の説明】

１０，４０ 反応器 １１ 基板 １２，４２ サセプタ １３ａ〜１３ｃ・・・ 蒸気導入口 １４ 排気口 １５ 圧力計 １６ａ〜１６ｃ・・・ 原料蒸気発生器 １７ａ〜１７ｃ・・・ 反応器入口バルブ １８ａ〜１８ｃ・・・バイパスバルブ １９ 第１真空排気装置 ２０ 排気主バルブ ２１ 排気副バルブ ２２ 第２真空排気装置 ２３ バルブ制御装置 ２４ 原料ボンベ ２５，２８ 圧力調節器 ２３，２９ 質量流量調節器 ２７ キャリアガスボンベ ３０ 原料容器 ３１ 充填口 ３２ キャアリアガス導入口 ３３ 原料ガス導出口 ４１ 石英管 Ｔ_s 原料容器温度 Ｆ 原料ガスまたはキャリアガスの質量流量 Ｔ_g 成膜温度 ｔ_s 原料供給期間長さ ｔ_v 真空排気期間長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/316 Ｈ０１Ｌ 21/316 Ｘ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つまたは複数の化学的原料蒸気を、反
   応器に輸送し、反応器内の基板もしくはその近傍で化学
   反応させ、該基板に薄膜を合成する化学的気相成長法に
   おいて、 常時昇圧させながら該反応器に該原料蒸気を導入する原
   料供給期間と、該原料蒸気を導入停止し反応器内の残留
   ガスを排出する真空排気期間との対を、一対または数対
   含む１サイクルを、繰り返し行うことによって、所望の
   膜を合成することを特徴とする化学的気相成長法。
2. 【請求項２】 前記１サイクル内で使用される蒸気原料
   が得ようとする所望の薄膜の構成元素を、少なくとも、
   全元素含有していることを特徴とする請求項１記載の化
   学的気相成長法。
3. 【請求項３】 前記原料供給期間における反応器内圧の
   昇圧速度が0.1Toor/sec 以上、20Toor/sec以下であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の化学的気相成長
   法。
4. 【請求項４】 前記真空排気期間における反応器内圧の
   減圧速度が20Toor/sec以下であることを特徴とする請求
   項１ないし３記載の化学的気相成長法。
5. 【請求項５】 原料蒸気を導入する１つ或は複数の蒸気
   導入口と、基板を支持するサセプタと、生成ガス及び原
   料蒸気を排出するための排気口と、該基板あるいはサセ
   プタの加熱手段を備えた密閉型の反応器と、 前記蒸気導入口に接続され、原料蒸気を発生し、間欠的
   に所定の昇圧速度で該反応器に導入する原料導入系と、 生成ガス及び未反応の原料蒸気を該反応器から間欠的
   に、かつ、所定の昇圧速度以下の昇圧速度で、器外に排
   出させる排気系と、から成ることを特徴とする化学的気
   相成長装置。