JPH10189561A - 有機金属化学気相蒸着装置及び有機金属化学気相蒸着方法 - Google Patents
有機金属化学気相蒸着装置及び有機金属化学気相蒸着方法Info
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- JPH10189561A JPH10189561A JP9270039A JP27003997A JPH10189561A JP H10189561 A JPH10189561 A JP H10189561A JP 9270039 A JP9270039 A JP 9270039A JP 27003997 A JP27003997 A JP 27003997A JP H10189561 A JPH10189561 A JP H10189561A
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応原料やその分解物が反応原料の伝送ライ
ンを塞いでしまうことがほとんどない有機金属化学気相
蒸着装置とこの装置を用いた蒸着方法を提供する。 【解決手段】 溶媒に溶解している反応原料が入ってい
るソースアンプルと、前記の溶媒に溶解している反応原
料を気化器に伝達する液体マイクロポンプと、前記液体
マイクロポンプから伝達される前記反応原料を気化させ
る気化器と、前記気化器で気化した前記反応原料が運搬
ガスにより反応器に伝達され、前記反応原料から、前記
反応器内部にローディングされた半導体基板上に、高誘
電体薄膜が蒸着によって形成されるようにする有機金属
化学気相蒸着（MOCVD）装置において、前記気化器に別
途の溶媒を追加して供給することができる溶媒供給手段
を備えている。
ンを塞いでしまうことがほとんどない有機金属化学気相
蒸着装置とこの装置を用いた蒸着方法を提供する。 【解決手段】 溶媒に溶解している反応原料が入ってい
るソースアンプルと、前記の溶媒に溶解している反応原
料を気化器に伝達する液体マイクロポンプと、前記液体
マイクロポンプから伝達される前記反応原料を気化させ
る気化器と、前記気化器で気化した前記反応原料が運搬
ガスにより反応器に伝達され、前記反応原料から、前記
反応器内部にローディングされた半導体基板上に、高誘
電体薄膜が蒸着によって形成されるようにする有機金属
化学気相蒸着（MOCVD）装置において、前記気化器に別
途の溶媒を追加して供給することができる溶媒供給手段
を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化学気相蒸着装置及
び蒸着方法に関し、特に高誘電体薄膜を半導体基板に蒸
着することに利用される有機金属化学気相蒸着装置及び
有機金属化学気相蒸着方法に関する。
び蒸着方法に関し、特に高誘電体薄膜を半導体基板に蒸
着することに利用される有機金属化学気相蒸着装置及び
有機金属化学気相蒸着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】メモリ容量が１ギガビット（Gigabit）
級以上の次世代ダイナミックＲＡＭ（DRAM）では、既存
の薄膜（Thin Film）を利用しても十分な静電容量（Cap
acitance）を得ることができず、また、半導体素子が高
集積化（Scale−down）するほどセル面積が減少して既
存のフィン（Fin）やシリンダ構造のような３次元的な
キャパシタ（Capacitor）構造を形成することが困難で
ある。さらに、薄膜の厚さが減少することになれば半導
体基板の不純物領域のソース（Source）及びドレイン
（Drain）で接合漏洩電流（Leakage Current）が増加す
ることになり、α粒子（α−Particle）により、キャパ
シタに貯蔵された情報を変化、又は流失されるソフト
エラー（Soft Error）が生じるため、信頼性のあるキャ
パシタを具現することが難しく、キャパシタの複雑な立
体構造に伴う後続工程が困難となる。従って、最近には
高誘電率材料のBST（BaSrTiO3）、SrTiO3等をキャパシ
タの薄膜に応用するための高誘電体薄膜蒸着装置に対す
る研究が活発に展開されている。
級以上の次世代ダイナミックＲＡＭ（DRAM）では、既存
の薄膜（Thin Film）を利用しても十分な静電容量（Cap
acitance）を得ることができず、また、半導体素子が高
集積化（Scale−down）するほどセル面積が減少して既
存のフィン（Fin）やシリンダ構造のような３次元的な
キャパシタ（Capacitor）構造を形成することが困難で
ある。さらに、薄膜の厚さが減少することになれば半導
体基板の不純物領域のソース（Source）及びドレイン
（Drain）で接合漏洩電流（Leakage Current）が増加す
ることになり、α粒子（α−Particle）により、キャパ
シタに貯蔵された情報を変化、又は流失されるソフト
エラー（Soft Error）が生じるため、信頼性のあるキャ
パシタを具現することが難しく、キャパシタの複雑な立
体構造に伴う後続工程が困難となる。従って、最近には
高誘電率材料のBST（BaSrTiO3）、SrTiO3等をキャパシ
タの薄膜に応用するための高誘電体薄膜蒸着装置に対す
る研究が活発に展開されている。
【０００３】高誘電体物質の薄膜を製造する方法として
はスパッタリング（Sputtering）方法、ゾルゲル（Sol
−Gel）方法、レーザアブレーション（Laser Ablatio
n）方法、有機金属化学気相蒸着（MOCVD）方法等があ
る。このうち、前記MOCVD方法は均一な薄膜を得ること
ができるだけでなく、薄膜の組成を容易に調節可能なの
で最近MOCVD法を利用した高誘電体薄膜蒸着装置の開発
が活発に進められている。
はスパッタリング（Sputtering）方法、ゾルゲル（Sol
−Gel）方法、レーザアブレーション（Laser Ablatio
n）方法、有機金属化学気相蒸着（MOCVD）方法等があ
る。このうち、前記MOCVD方法は均一な薄膜を得ること
ができるだけでなく、薄膜の組成を容易に調節可能なの
で最近MOCVD法を利用した高誘電体薄膜蒸着装置の開発
が活発に進められている。
【０００４】一般にＭＯＣＶＤ装置は、図３のように反
応原料ソースアンプル１、反応原料を伝達する液体マイ
クロポンプ２、気化器３、反応器７、トラップ６及び真
空ポンプ等を含む。以下、図３を参照して前記の構成を
有するＭＯＣＶＤ装置の作動過程を説明する。まず、ソ
ースアンプル１に入っている反応原料を溶媒で溶解して
液体状態にした後、液体マイクロポンプ２のような反応
原料伝達手段を介し有機化合物が含まれた前記反応原料
を気化器３に移動させ加熱したり他のエネルギー源を用
いて気化させ、アルゴン、窒素等の運搬ガス（Carrier
Gas）を利用して、反応器７内にローディング（Loadin
g）されている半導体基板上部に薄膜を蒸着する。ここ
で、圧力上昇ガスとしてもやはりアルゴン、又は窒素を
利用する。
応原料ソースアンプル１、反応原料を伝達する液体マイ
クロポンプ２、気化器３、反応器７、トラップ６及び真
空ポンプ等を含む。以下、図３を参照して前記の構成を
有するＭＯＣＶＤ装置の作動過程を説明する。まず、ソ
ースアンプル１に入っている反応原料を溶媒で溶解して
液体状態にした後、液体マイクロポンプ２のような反応
原料伝達手段を介し有機化合物が含まれた前記反応原料
を気化器３に移動させ加熱したり他のエネルギー源を用
いて気化させ、アルゴン、窒素等の運搬ガス（Carrier
Gas）を利用して、反応器７内にローディング（Loadin
g）されている半導体基板上部に薄膜を蒸着する。ここ
で、圧力上昇ガスとしてもやはりアルゴン、又は窒素を
利用する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、溶媒に溶解さ
れた反応原料を前記反応器７に移動させる過程で、前記
気化器３に熱を加えなくても溶媒の気化温度が反応原料
の気化温度より非常に低いため、溶媒が反応原料より先
に分離される。これに伴い、反応原料が凝縮（Reconden
sation）する現象が発生する。前記のように凝縮した反
応原料が、前記気化器３と反応器７の間の反応原料伝送
ラインを塞ぎ反応原料が反応器に均一に伝達されないた
め、蒸着した薄膜の特性を低下させることになる。さら
に、薄膜蒸着に必要な反応原料の蒸気圧を一定に維持す
るため気化器３に熱を加える場合には反応原料より溶媒
が先に気化するに伴い、前記反応原料が分解（Decompos
ition）される現象が発生する。この際、分解した反応
原料は気化器３と反応器７との間の反応原料伝送ライン
を塞ぎ、前記反応器７に反応原料が均一に伝達されない
ため電気的特性が優れた信頼性を有する薄膜を形成する
ことが困難であるという問題点がある。
れた反応原料を前記反応器７に移動させる過程で、前記
気化器３に熱を加えなくても溶媒の気化温度が反応原料
の気化温度より非常に低いため、溶媒が反応原料より先
に分離される。これに伴い、反応原料が凝縮（Reconden
sation）する現象が発生する。前記のように凝縮した反
応原料が、前記気化器３と反応器７の間の反応原料伝送
ラインを塞ぎ反応原料が反応器に均一に伝達されないた
め、蒸着した薄膜の特性を低下させることになる。さら
に、薄膜蒸着に必要な反応原料の蒸気圧を一定に維持す
るため気化器３に熱を加える場合には反応原料より溶媒
が先に気化するに伴い、前記反応原料が分解（Decompos
ition）される現象が発生する。この際、分解した反応
原料は気化器３と反応器７との間の反応原料伝送ライン
を塞ぎ、前記反応器７に反応原料が均一に伝達されない
ため電気的特性が優れた信頼性を有する薄膜を形成する
ことが困難であるという問題点がある。
【０００６】従って、前記の問題点を解決するため、本
発明は薄膜蒸着前、反応原料が溶解した溶媒を反応原料
伝達手段を介して気化器に伝達させた後、前記気化器に
連結する溶媒供給手段を備え、溶媒供給手段から溶媒を
追加して気化器に供給し反応原料が気化器及び反応原料
伝送ライン内で凝縮、及び分解されることを防止する有
機金属化学気相蒸着装置を提供することにその目的があ
る。さらに、本発明は前記別途の溶媒供給手段が備えら
れた化学気相蒸着装置を利用して高誘電率薄膜を形成す
る有機金属化学気相蒸着方法を提供することにその目的
がある。
発明は薄膜蒸着前、反応原料が溶解した溶媒を反応原料
伝達手段を介して気化器に伝達させた後、前記気化器に
連結する溶媒供給手段を備え、溶媒供給手段から溶媒を
追加して気化器に供給し反応原料が気化器及び反応原料
伝送ライン内で凝縮、及び分解されることを防止する有
機金属化学気相蒸着装置を提供することにその目的があ
る。さらに、本発明は前記別途の溶媒供給手段が備えら
れた化学気相蒸着装置を利用して高誘電率薄膜を形成す
る有機金属化学気相蒸着方法を提供することにその目的
がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべ
く、本発明の請求項１に記載の発明は、溶媒に溶解して
いる反応原料が入っているソースアンプルと、前記の溶
媒に溶解している反応原料を気化器に伝達する液体マイ
クロポンプと、前記液体マイクロポンプから伝達される
前記反応原料を気化させる気化器と、前記気化器で気化
した前記反応原料が運搬ガスにより反応器に伝達され、
前記反応原料から、前記反応器内部にローディングされ
た半導体基板上に、高誘電体薄膜が蒸着によって形成さ
れるようにする有機金属化学気相蒸着（MOCVD）装置に
おいて、前記気化器に別途の溶媒を追加して供給するこ
とができる溶媒供給手段を備えていることを特徴とす
る。
く、本発明の請求項１に記載の発明は、溶媒に溶解して
いる反応原料が入っているソースアンプルと、前記の溶
媒に溶解している反応原料を気化器に伝達する液体マイ
クロポンプと、前記液体マイクロポンプから伝達される
前記反応原料を気化させる気化器と、前記気化器で気化
した前記反応原料が運搬ガスにより反応器に伝達され、
前記反応原料から、前記反応器内部にローディングされ
た半導体基板上に、高誘電体薄膜が蒸着によって形成さ
れるようにする有機金属化学気相蒸着（MOCVD）装置に
おいて、前記気化器に別途の溶媒を追加して供給するこ
とができる溶媒供給手段を備えていることを特徴とす
る。
【０００８】請求項１に記載の発明によれば、前記気化
器に別途の溶媒を追加して供給することができる溶媒供
給手段を備えていることから、気化器内における反応原
料の凝縮や反応原料の分解を防ぐことができ、結果とし
て、反応原料やその分解物が気化器と反応器の間の反応
原料伝送ラインを塞ぐのを防止することができる。
器に別途の溶媒を追加して供給することができる溶媒供
給手段を備えていることから、気化器内における反応原
料の凝縮や反応原料の分解を防ぐことができ、結果とし
て、反応原料やその分解物が気化器と反応器の間の反応
原料伝送ラインを塞ぐのを防止することができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の有機金属化学気相蒸着装置において、前記反応原料
は、Ｂａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ（ＯＣ3
Ｈ7）4であるか、またはＢａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰ
Ｍ）2とＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2である
か、またはＳｒ、Ｔｉを含むことを特徴とする。ここ
で、ＤＰＭはDi−Pivaloyl Methanateのことである。
の有機金属化学気相蒸着装置において、前記反応原料
は、Ｂａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ（ＯＣ3
Ｈ7）4であるか、またはＢａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰ
Ｍ）2とＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2である
か、またはＳｒ、Ｔｉを含むことを特徴とする。ここ
で、ＤＰＭはDi−Pivaloyl Methanateのことである。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の有機金属化学気相蒸着装置において、前記別
途追加する溶媒は、イソプロピルアミン（IPA）である
ことを特徴とする。
２に記載の有機金属化学気相蒸着装置において、前記別
途追加する溶媒は、イソプロピルアミン（IPA）である
ことを特徴とする。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載の有機金属化学気相蒸着装置において、
前記溶媒供給手段は、溶媒アンプルとポンプで構成され
ることを特徴とする。
いずれかに記載の有機金属化学気相蒸着装置において、
前記溶媒供給手段は、溶媒アンプルとポンプで構成され
ることを特徴とする。
【００１２】また、請求項５に記載の発明は、半導体基
板上に高誘電体薄膜を蒸着によって形成する有機金属化
学気相蒸着方法において、溶媒に溶解させた反応原料を
気化器に供給すると共に、前記気化器に別途の供給手段
を介しさらに溶媒を供給する段階と、前記気化器で前記
反応原料を気化させ、気化した前記反応原料を、運搬ガ
スを利用して反応器に注入し、薄膜を形成する段階とか
ら構成されることを特徴とする。
板上に高誘電体薄膜を蒸着によって形成する有機金属化
学気相蒸着方法において、溶媒に溶解させた反応原料を
気化器に供給すると共に、前記気化器に別途の供給手段
を介しさらに溶媒を供給する段階と、前記気化器で前記
反応原料を気化させ、気化した前記反応原料を、運搬ガ
スを利用して反応器に注入し、薄膜を形成する段階とか
ら構成されることを特徴とする。
【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の有機金属化学気相蒸着方法において、前記反応原料
は、Ｂａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ（ＯＣ3
Ｈ7）4であるか、またはＢａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰ
Ｍ）2とＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2である
か、またはＳｒ、Ｔｉを含むことを特徴とする。ここ
で、ＤＰＭはDi−Pivaloyl Methanateのことである。
の有機金属化学気相蒸着方法において、前記反応原料
は、Ｂａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ（ＯＣ3
Ｈ7）4であるか、またはＢａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰ
Ｍ）2とＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2である
か、またはＳｒ、Ｔｉを含むことを特徴とする。ここ
で、ＤＰＭはDi−Pivaloyl Methanateのことである。
【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項５または
６に記載の有機金属化学気相蒸着方法において、前記の
別途の供給手段によって供給される溶媒は、イソプロピ
ルアミンであることを特徴とする。
６に記載の有機金属化学気相蒸着方法において、前記の
別途の供給手段によって供給される溶媒は、イソプロピ
ルアミンであることを特徴とする。
【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項５〜７の
いずれかに記載の有機金属化学気相蒸着方法において、
前記反応器で薄膜を形成した後、前記別途の供給手段を
介し溶媒を前記気化器に供給して前記反応原料の残留物
を洗浄する段階を含むことを特徴とする。
いずれかに記載の有機金属化学気相蒸着方法において、
前記反応器で薄膜を形成した後、前記別途の供給手段を
介し溶媒を前記気化器に供給して前記反応原料の残留物
を洗浄する段階を含むことを特徴とする。
【００１６】請求項９に記載の発明は、請求項５〜８の
いずれかに記載の有機金属化学気相蒸着方法において、
前記反応器で形成される薄膜はＢａＳｒＴｉＯ3膜、又
はＳｒＴｉＯ3膜であることを特徴とする。
いずれかに記載の有機金属化学気相蒸着方法において、
前記反応器で形成される薄膜はＢａＳｒＴｉＯ3膜、又
はＳｒＴｉＯ3膜であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明に基づく有機金属化
学気相蒸着装置の概念を説明するための図である。有機
金属化学気相蒸着装置は、例えばＢａ（ＤＰＭ）2、Ｓ
ｒ（ＤＰＭ）2及び、Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7）4またはＴｉ［Ｏ
ＣＨ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2、（ＤＰＭはDi−Pivalo
yl Methanateである）、又はＳｒ、Ｔｉ反応原料を溶媒
に溶解させたソースアンプル１０と、溶解した反応原料
を気化器に伝達する液体マイクロポンプ２０と、液体状
態の反応原料を気化させる気化器３０と、半導体基板に
反応物質を蒸着するための反応器７０と、有害ガスを冷
却させ遮断するトラップ６０及び真空ポンプ等を含む。
これに加えて、本発明の有機金属化学気相蒸着装置は、
前記気化器３０に接続する、溶媒アンプル４０と第２ポ
ンプ５０で構成される溶媒供給手段１００を追加して構
成されるものである。
を詳細に説明する。図１は、本発明に基づく有機金属化
学気相蒸着装置の概念を説明するための図である。有機
金属化学気相蒸着装置は、例えばＢａ（ＤＰＭ）2、Ｓ
ｒ（ＤＰＭ）2及び、Ｔｉ（ＯＣ3Ｈ7）4またはＴｉ［Ｏ
ＣＨ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2、（ＤＰＭはDi−Pivalo
yl Methanateである）、又はＳｒ、Ｔｉ反応原料を溶媒
に溶解させたソースアンプル１０と、溶解した反応原料
を気化器に伝達する液体マイクロポンプ２０と、液体状
態の反応原料を気化させる気化器３０と、半導体基板に
反応物質を蒸着するための反応器７０と、有害ガスを冷
却させ遮断するトラップ６０及び真空ポンプ等を含む。
これに加えて、本発明の有機金属化学気相蒸着装置は、
前記気化器３０に接続する、溶媒アンプル４０と第２ポ
ンプ５０で構成される溶媒供給手段１００を追加して構
成されるものである。
【００１８】前記図１を参照して高誘電体薄膜を形成す
る過程を説明する。ソースアンプル（Source Ampule）
１０において反応原料、例えばＢａ（ＤＰＭ）2、Ｓｒ
（ＤＰＭ）2、及びＴｉ（ＯＣ3Ｈ7）4またはＴｉ［ＯＣ
Ｈ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2を溶媒に溶解させた後、前
記の溶媒に溶解した反応原料を伝達手段である液体マイ
クロポンプ２０を介し気化器３０に伝達させる。一方、
前記気化器３０、又は気化器３０と反応器７０との間の
伝送ラインに反応原料が凝縮することを防止するため、
前記溶媒供給手段１００である溶媒アンプル４０と第２
ポンプ５０から、例えば、イソプロピルアミン（Isopro
pyl Amine）を、前記気化器３０に追加して、十分に注
入して反応原料と共に気化させる。次いで、アルゴン、
窒素等の運搬ガスを利用して気体状態の反応原料をノズ
ルを介し反応器７０に注入させ、反応器７０内にローデ
ィングされている半導体基板上部に高誘電体薄膜を蒸着
によって形成する。
る過程を説明する。ソースアンプル（Source Ampule）
１０において反応原料、例えばＢａ（ＤＰＭ）2、Ｓｒ
（ＤＰＭ）2、及びＴｉ（ＯＣ3Ｈ7）4またはＴｉ［ＯＣ
Ｈ（ＣＨ3）2］2（ＤＰＭ）2を溶媒に溶解させた後、前
記の溶媒に溶解した反応原料を伝達手段である液体マイ
クロポンプ２０を介し気化器３０に伝達させる。一方、
前記気化器３０、又は気化器３０と反応器７０との間の
伝送ラインに反応原料が凝縮することを防止するため、
前記溶媒供給手段１００である溶媒アンプル４０と第２
ポンプ５０から、例えば、イソプロピルアミン（Isopro
pyl Amine）を、前記気化器３０に追加して、十分に注
入して反応原料と共に気化させる。次いで、アルゴン、
窒素等の運搬ガスを利用して気体状態の反応原料をノズ
ルを介し反応器７０に注入させ、反応器７０内にローデ
ィングされている半導体基板上部に高誘電体薄膜を蒸着
によって形成する。
【００１９】ここで形成される高誘電体薄膜としては、
反応原料として、Ｂａ（ＤＰＭ）2、Ｓｒ（ＤＰＭ）2、
及びＴｉ（ＯＣ3Ｈ7）4またはＴｉ［ＯＣＨ（Ｃ
Ｈ3）2］2（ＤＰＭ）2を用いた場合には、ＢａＳｒＴｉ
Ｏ3（ＢＳＴ）膜が形成される。また、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｏ3
反応原料からは、ＳｒＴｉＯ3膜が形成される。
反応原料として、Ｂａ（ＤＰＭ）2、Ｓｒ（ＤＰＭ）2、
及びＴｉ（ＯＣ3Ｈ7）4またはＴｉ［ＯＣＨ（Ｃ
Ｈ3）2］2（ＤＰＭ）2を用いた場合には、ＢａＳｒＴｉ
Ｏ3（ＢＳＴ）膜が形成される。また、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｏ3
反応原料からは、ＳｒＴｉＯ3膜が形成される。
【００２０】参考に、気化器３０内の反応原料が凝縮す
る現象は、反応原料に熱を加えなくとも前記溶媒の気化
温度が反応原料の気化温度より低いため、前記溶媒が先
に分離することにより発生する。
る現象は、反応原料に熱を加えなくとも前記溶媒の気化
温度が反応原料の気化温度より低いため、前記溶媒が先
に分離することにより発生する。
【００２１】ここで前記反応原料、例えばＢａ（ＤＰ
Ｍ）2、Ｓｒ（ＤＰＭ）2及びＴｉ（ＤＰＭ）2それぞれ
を異なるソースアンプルと液体マイクロポンプを介し気
化器に伝送する方法もある。
Ｍ）2、Ｓｒ（ＤＰＭ）2及びＴｉ（ＤＰＭ）2それぞれ
を異なるソースアンプルと液体マイクロポンプを介し気
化器に伝送する方法もある。
【００２２】さらに、本発明においては高誘電体薄膜を
蒸着した後、前記凝縮した反応原料の残留物が気化器３
０と反応器７０の間の伝送ラインを塞ぐのを防止するた
め、前記溶媒供給手段１００を介し十分な溶媒を再度気
化器３０に注入して気化器内の反応原料残り滓を除去す
る。この際、完全に除去されない反応原料残り滓をアル
ゴン、窒素等の洗浄ガスを注入して除去することができ
る。
蒸着した後、前記凝縮した反応原料の残留物が気化器３
０と反応器７０の間の伝送ラインを塞ぐのを防止するた
め、前記溶媒供給手段１００を介し十分な溶媒を再度気
化器３０に注入して気化器内の反応原料残り滓を除去す
る。この際、完全に除去されない反応原料残り滓をアル
ゴン、窒素等の洗浄ガスを注入して除去することができ
る。
【００２３】図２は、従来の有機金属化学気相蒸着装置
の気化器を利用して、反応原料と溶媒の比率による、気
化器中の反応原料の残留量の違いを示した参考資料とし
てのグラフである。即ち、反応原料であるＳｒ（ＤＰ
Ｍ）2と、溶媒であるイソプロピルアミン（IPA）とが、
１：２、１：４又は１：８の比率で気化器に供給される
時、気化器の温度が１００〜６００℃の場合、反応原料
の残留量（Wt%）がそれぞれ異なることを示す。即ち、
溶媒の比率が高くなるほど反応原料の残留量が少ないこ
とがこのグラフによって立証される。反応原料と溶媒の
比率を１：１０〜１：２０となる場合も、残留量が小さ
く現れる。
の気化器を利用して、反応原料と溶媒の比率による、気
化器中の反応原料の残留量の違いを示した参考資料とし
てのグラフである。即ち、反応原料であるＳｒ（ＤＰ
Ｍ）2と、溶媒であるイソプロピルアミン（IPA）とが、
１：２、１：４又は１：８の比率で気化器に供給される
時、気化器の温度が１００〜６００℃の場合、反応原料
の残留量（Wt%）がそれぞれ異なることを示す。即ち、
溶媒の比率が高くなるほど反応原料の残留量が少ないこ
とがこのグラフによって立証される。反応原料と溶媒の
比率を１：１０〜１：２０となる場合も、残留量が小さ
く現れる。
【００２４】参考に、ソースアンプルにおいて反応原料
に対し溶媒の比率を高くしてもソースアンプルから気化
器に移動する過程で溶媒が気化し、溶媒の割合が低下す
る現象が発生する。しかし、本発明のように気化器に別
途溶媒を注入する場合、十分な溶媒を気化器に供給する
ことができる。前記のように反応原料の残留量が少なく
現れるのは反応原料の凝縮量が少ないということであ
り、反応原料が伝送ラインを塞ぐ現象が起こりにくいこ
とを意味する。
に対し溶媒の比率を高くしてもソースアンプルから気化
器に移動する過程で溶媒が気化し、溶媒の割合が低下す
る現象が発生する。しかし、本発明のように気化器に別
途溶媒を注入する場合、十分な溶媒を気化器に供給する
ことができる。前記のように反応原料の残留量が少なく
現れるのは反応原料の凝縮量が少ないということであ
り、反応原料が伝送ラインを塞ぐ現象が起こりにくいこ
とを意味する。
【００２５】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明に基づく
有機金属化学気相蒸着装置で高誘電体薄膜を形成すれ
ば、気化器内に別途溶媒を十分に供給することができる
ため、気化器で反応原料が溶解している溶媒が気化され
ることにより反応原料が凝縮する現象を極力抑えること
ができ、伝送ラインが塞がれる問題を解決することがで
きる。さらに、気化器に別途溶媒伝達手段を備えること
により半導体基板に薄膜を蒸着した後、気化器内部に残
留する反応原料の残留物を溶媒に溶解させて完全に除去
することができる。よって、後続工程で気化器の汚染に
よる薄膜の物理的特性が低下するのを防止し、反応原料
が安定に反応器に供給されて、薄膜生成の再現性を確保
することができる。前記で本発明を具体的に説明した
が、本発明が前記の装置に限定されるものではなく、そ
の技術的思想を外れない範囲で変形した装置が可能なこ
とを留意しなければならない。さらに、本発明は特許請
求範囲によりその範囲を解釈するべきである。
有機金属化学気相蒸着装置で高誘電体薄膜を形成すれ
ば、気化器内に別途溶媒を十分に供給することができる
ため、気化器で反応原料が溶解している溶媒が気化され
ることにより反応原料が凝縮する現象を極力抑えること
ができ、伝送ラインが塞がれる問題を解決することがで
きる。さらに、気化器に別途溶媒伝達手段を備えること
により半導体基板に薄膜を蒸着した後、気化器内部に残
留する反応原料の残留物を溶媒に溶解させて完全に除去
することができる。よって、後続工程で気化器の汚染に
よる薄膜の物理的特性が低下するのを防止し、反応原料
が安定に反応器に供給されて、薄膜生成の再現性を確保
することができる。前記で本発明を具体的に説明した
が、本発明が前記の装置に限定されるものではなく、そ
の技術的思想を外れない範囲で変形した装置が可能なこ
とを留意しなければならない。さらに、本発明は特許請
求範囲によりその範囲を解釈するべきである。
【図１】本発明の化学気相蒸着装置の構成を示した概略
図である。
図である。
【図２】溶媒比率と残留量の関係を示したグラフであ
る。
る。
【図３】従来の技術に基づく化学気相蒸着装置の構成を
示した概略図である。
示した概略図である。
１０ ソースアンプル ２０ 液体マイクロポンプ ３０ 気化器 ４０ 溶媒アンプル ５０ ポンプ ６０ トラップ １００ 溶媒供給手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 泳震 大韓民国京畿道利川市夫鉢邑牙美里山136 −１ 現代電子産業株式会社内 (72)発明者 金 鍾哲 大韓民国京畿道利川市夫鉢邑牙美里山136 −１ 現代電子産業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 溶媒に溶解している反応原料が入ってい
るソースアンプルと、 前記の溶媒に溶解している反応原料を気化器に伝達する
液体マイクロポンプと、 前記液体マイクロポンプから伝達される前記反応原料を
気化させる気化器と、 前記気化器で気化した前記反応原料が運搬ガスにより反
応器に伝達され、前記反応原料から、前記反応器内部に
ローディングされた半導体基板上に、高誘電体薄膜が蒸
着によって形成されるようにする有機金属化学気相蒸着
（MOCVD）装置において、 前記気化器に別途の溶媒を追加して供給することができ
る溶媒供給手段を備えていることを特徴とする有機金属
化学気相蒸着装置。 - 【請求項２】 前記反応原料は、Ｂａ（ＤＰＭ）2とＳ
ｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ（ＯＣ3Ｈ7）4であるか、またはＢ
ａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ
3）2］2（ＤＰＭ）2であるか、またはＳｒ、Ｔｉを含む
ことを特徴とする請求項１記載の有機金属化学気相蒸着
装置。 - 【請求項３】 前記別途追加する溶媒は、イソプロピル
アミン（IPA）であることを特徴とする請求項１または
２に記載の有機金属化学気相蒸着装置。 - 【請求項４】 前記溶媒供給手段は、溶媒アンプルとポ
ンプで構成されることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の有機金属化学気相蒸着装置。 - 【請求項５】 半導体基板上に高誘電体薄膜を蒸着によ
って形成する有機金属化学気相蒸着方法において、 溶媒に溶解させた反応原料を気化器に供給すると共に、
前記気化器に別途の供給手段を介しさらに溶媒を供給す
る段階と、 前記気化器で前記反応原料を気化させ、気化した前記反
応原料を、運搬ガスを利用して反応器に注入し、薄膜を
形成する段階とから構成されることを特徴とする有機金
属化学気相蒸着方法。 - 【請求項６】 前記反応原料は、Ｂａ（ＤＰＭ）2とＳ
ｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ（ＯＣ3Ｈ7）4であるか、またはＢ
ａ（ＤＰＭ）2とＳｒ（ＤＰＭ）2とＴｉ［ＯＣＨ（ＣＨ
3）2］2（ＤＰＭ）2であるか、またはＳｒ、Ｔｉを含む
ことを特徴とする請求項５記載の有機金属化学気相蒸着
方法。 - 【請求項７】 前記の別途の供給手段によって供給され
る溶媒は、イソプロピルアミンであることを特徴とする
請求項５または６に記載の有機金属化学気相蒸着方法。 - 【請求項８】 前記反応器で薄膜を形成した後、前記別
途の供給手段を介し溶媒を前記気化器に供給して前記反
応原料の残留物を洗浄する段階を含むことを特徴とする
請求項５〜７のいずれかに記載の有機金属化学気相蒸着
方法。 - 【請求項９】 前記反応器で形成される薄膜はＢａＳｒ
ＴｉＯ3膜、又はＳｒＴｉＯ3膜であることを特徴とする
請求項５〜８のいずれかに記載の有機金属化学気相蒸着
方法。
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