JPS59177919A - 薄膜の選択成長法 - Google Patents

薄膜の選択成長法

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JPS59177919A
JPS59177919A JP5046883A JP5046883A JPS59177919A JP S59177919 A JPS59177919 A JP S59177919A JP 5046883 A JP5046883 A JP 5046883A JP 5046883 A JP5046883 A JP 5046883A JP S59177919 A JPS59177919 A JP S59177919A
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JP
Japan
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film
sample
semiconductor substrate
plasma
heating
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JP5046883A
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English (en)
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Nobuyoshi Awaya
信義 粟屋
Mutsunobu Arita
有田 睦信
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/0262Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
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    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は集積回路製造工程において基板表面上の薄膜材
質の違いによシ薄膜を所定の部分に選択的に成長させる
方法に関するものである。
(従来技術) 薄膜を試料基板表面上の特定の部分のみに成長させる方
法として従来までに以下に述べる方法が報告されている
(1)、S1単結晶基板表面上の二酸化シリコン又は窒
化シリコン薄膜を開孔し、熱分解によるOVD法、又は
分子線によるPVD法によシ単結晶シリコンの露出した
部分のみに単結晶シリコンを成長させる選択エピタキシ
ャル法。
(2)、加熱されたテフロン上には金属が蒸着されにく
いことを利用した選択蒸着。
(3)、シリコン単結晶表面上に金、シリコン等の合金
液滴を作シ、シリコンの気相から液滴の下部にのみS1
単結晶を成長させるVLS (Vapor −Liqu
id −5olid )法。
(4)、電気化学的方法で導体上のみに金属を選択的に
メッキする方法。
等が提案されている。これらはすべて単結晶又は多結晶
の金属又は半導体の薄膜の選択成長である。
又今日までの非晶質または多結晶の無機絶縁薄膜の堆積
は基板表面上の材質にかかわらず全面に堆積させるもの
で、基板表面材質の差によって特定の材料の上にのみ選
択的に絶縁薄膜を成長させた例は提案されていない。
(発明の目的) 本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、試料基板上の材質の異なる場所で、それぞれ異なる表
面反応を同時におこさせ、特定の材質上では薄膜の堆積
、他の材質上では薄膜の堆積が起きないか、又はエツチ
ングを起こすことを特徴とする薄膜の選択成長方法であ
シ、半導体集積回路製造プロセスの大幅な簡略化と新デ
バイスの開発に利用することを目的とする。
(発明の構成) 上記の目的を達成するため、本発明は半導体基板の表面
の一部に前記半導体基板と材質の異なる第1の膜が形成
されている試料をプラズマ励起装置の反応室内で加熱し
、前記半導体基板ないしは前記第1の膜のいずれか一方
を選択的にエツチングするプラズマ成分と、第2の膜の
構成元素のプラズマ成分とを励起して、前記半導体基板
ないしは前記第1の膜のいずれか一方の表面に第2の膜
を選択的に成長させることを特徴とする薄膜の選択成長
方法を発明の要旨とするものである。
さらに本発明は半導体基板上に少くとも2種類の膜が形
成されている試料をプラズマ励起装置の(5) 反応室内で加熱し、前記の2種類の膜のいずれか一方を
選択的にエツチングするプラズマ成分と、前記の2種類
の膜の中の他方の構成元素のプラズマ成分とを励起して
、前記の膜のいずれか一方の表面に、前記の半導体基板
上に形成されている一方の膜と同じ材質の薄膜又は異な
る材質の薄膜を選択的に成長させることを特徴とする薄
膜の選択成長法を発明の要旨とするものである。
さらに本発明は半導体基板の表面の一部に前記半導体基
板と材質の異なる第1の膜が形成されている試料を反応
室内に置き、前記半導体基板ないしは前記第1の膜のい
ずれか一方を選択的にエツチングする第1のガスと、第
2の膜を成長させるのに必要となる元素を含んだ第2の
ガスとを前記反応室に導入し、前記第1及び第2のガス
の分解反応及び電子的励起を生じさせる光照射ないしは
光照射と加熱をおこなって前記半導体基板ないしは前記
第1の膜のいずれか一方の表面に第2の膜を選択的に成
長させることを特徴とする薄膜の選択成長方法を発明の
要旨とするものである。
(6) 次に本発明の実施例を添附図面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうろことは云
うまでもない。
本発明の実施例として酸化膜の選択堆積を容量結合型プ
ラズマ励起と試料基板加熱によシ行う装置を第1図(a
l l (bl I (Q)に示す。第1図(1)は基
板加熱を抵抗加熱によって行う装置、(b)はランプ加
熱、(Q)は反応管の周囲に巻いたコイルによる高周波
誘導加熱、又はカンタルヒータによる加熱である。
図において1はRF電源、2はカソード、3は、5in
2ターゲツト、4はガス導入管、5はエツチング及び堆
積用ガス、6は試料加熱用の基板、7は試料、8はアノ
ード、9は加熱用ランプ、10は高周波誘導加熱コイル
又はカンタルヒータを示す。
しかして、容量結合型プラズマ励起装置のカソード側に
8102ターゲツトを置きアノード側に試料を置く。使
用する試料としては例えば第2図(a)に示したように
81単結晶を熱酸化又はOVD 5in2膜を形成し、
その後酸化膜の一部をエツチングによシとシさったもの
を用いる(第2図(b)参照)。図において、11は酸
化膜、12はS1単結晶、13は選択堆積された薄膜を
示す。
薄膜の形成及び基板のエツチングを行うガスとして例え
ば51ci4及びArを導入し、圧力をそれぞれIPa
、9Paにした後高周波を印加すると、カソード側51
02は公知の反応性スパッタエツチングによシ分解され
、酸素及び5111子が反応室中に供給される。基板温
度が50°Cでは下地材料にかかわらず酸化膜が堆積さ
れる。基板をZoo力〜300゜C程度に加熱すると、
5102上では酸化膜の堆積が見られるのに対し、Si
上では酸化膜の堆積は見られずエツチングが起きる。第
2図(b)に選択堆積後の試料断面図を示し、第3図に
選択堆積の基板温度依存性の一例を示す。試料温度が2
50℃の時、試料表面の5102上では約toX/、、
で酸化膜の堆積が起こり、一方Si上では約1 OA/
 mでエツチングが起きていることがわかる。又150
°C以下では全面堆積が起きる。上記の方法は酸化膜形
成に必要な酸素供給はカソード側5102のスパッタに
よシ得られたが、外部から酸素を導入する方法もある。
外部から酸素ガスを導入した場合の堆積速度及びエツチ
ング速度の一例を第4図に示す。外部から酸素を導入す
ることによシ選択堆積速度の剤犬及び選択エツチング速
度の減少を図ることができる。
以上述べた選択堆積の実験結果を整理すると次のように
なる。試料表面の特定の材料をエツチングするガス及び
他の特定の材料の表面上では膜の堆積が起こるガスを反
応装置へ導入し、減圧下でこれらのガスを励起すること
によシ薄膜の選択成長を行うことが出来る。従って本原
理を使うことによp sto□膜以外の薄膜の選択成長
を行うことが可能となる。これよシ反応ガスとして例え
ばSiH4とct、と02を導入した場合も酸化股上で
は酸化膜の堆積、Si上においてはエツチングの反応を
起こし、選択堆積を行うことができる。
次に高周波誘導型でプラズマを発生させる方法により同
様の反応が起きる誘導型の励起を用いた装置を第5図(
a) + (b) + (c)に示す。基板の加熱法に
関して(a) r (b) + fClはそれぞれ抵抗
加熱、ランプ加(9) 熱、および高周波加熱による装置を示す。図において2
1はガス吹き出し管、22はRFコイル、23は試料、
24は試料加熱用基板、25はエツチング及び薄膜堆積
用ガス、26は加熱用ランプ、27は試料基板を示す。
上で述べたように高周波プラズマによるガスの分解、励
起及び試料表面上の材質の違いによる励起ガスとの反応
の速度差を基板加熱によって顕著にすることによシ選択
堆積を行うことができる。以下に各種薄膜の選択堆積の
一例を示す。Si3N4膜の選択堆積を行う時には第1
図(a)のEliO□ターゲットのかわ)にSi3N4
ターゲットを使用し、外部から5tcz、 、 OJ−
□ガスを導入し、試料基板として、薄膜の堆積される表
面は5102又は”’3N4 *エツチングされる表面
としてSlを用いる。AJ、O,、Al−Hの選択堆積
を行う場合には第1図のSiO□ターゲットをそれぞれ
AJ203. AJNに変えると共に試料基板上エツチ
ングされる表面としてA1薄膜の堆積される表面として
SiO□+ ””20、 、 AJNのいずれかを用い
る。更に導入ガスとして)J、CJ、を用いる。EIi
Oの場合には5ICJ−4ガスを(10) 反応室に導入するとともにカーボンターゲット又はSi
Cターゲットを用い試料基板上エツチングされる表面と
して81又SiO薄膜の堆積される表面としてsicま
たはSi3N4を用いる。
次に高周波誘導型でプラズマを発生させる方法によシ同
様の反応が起きる誘導型の励起を用いた装置を第5図(
a) I (b) l (0)に示す。基板の加熱法に
関して第5図k) t (b) r (c)はそれぞれ
抵抗加熱、ランプ加熱、および高周波加熱による方法で
ある。
第6図に本発明の他の実施例を示す。
図において31はシリコン基板で、32は該シリコン基
板に設けられた溝で、この溝の内側にはSi、N433
が形成されておシ、この溝の部分を除いてシリコン基板
の表面にはSiO□34.ポリシリコン35が形成され
ている。さてこの試料をターゲットとして5102を用
い、さらに5iOJ4及びO3を含むガスを用いてプラ
ズマ励起装置内で、前述と同様に処理することによりポ
リシリコンは僅かにエツチングされ、溝32の内部にの
みSin、36を堆積することができる。なお場合によ
ってはターゲットを使用しないでもよい。又5i3N4
33の代シに5102を用いることもできる。
第7図に本発明の他の実施例を示す。
いままで説明してきた実施例では、選択成長させる薄膜
として絶縁性薄膜を成長させる場合について説明したが
、薄膜としては金属性薄膜例えばAJ 、 W 、 M
Oなどを選択成長せしめることも可能である。図におい
て41はシリコン基板であシ、該シリコン基板上にEI
i0243 、ポリシリコン42を形成せしめた試料を
用い、ターゲットとしてWを用い、さらにWF6又はw
a46のガスを用いて前述と同じように操作することに
より、SiO□43上にタングステンの薄膜44を堆積
せしめることができる。
なお高周波プラズマによるガスの分解反応のかわりに光
照射によるガスの分解反応を用いること、及び試料加熱
のかわシに上記の光照射または別種の光源による光照射
によシ試料表面の電子的励起を行ない、試料表面の材質
の違いKよる励起ガスとの反応速度の差を顕著にするこ
とができる。従つて光とプラズマ、光と熱、光とプラズ
マと熱、光のみ、または二種以上の光を励起源とした選
択堆積もできる。具体的にはガスの分解反応の一例とし
てジシラン及び塩素ガスを水銀ランプによって分解する
ことがあげられる。また試料表面の電子的励起の一例と
して日1表面へのHe放電光の照射があげられる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば薄膜を所定の材質上
のみに選択的に成長させることができるため、集積回路
製造技術において従来基板全面に薄膜を堆積した後に加
工を行っていた工程を大幅に簡略化することが可能であ
υ、素子分離、層間絶縁用薄膜形成法として広く応用で
きる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は容量結合型の選択堆積装置、第2図は本発明に
用いられる試料、第3図は選択堆積の場合の温度依存性
、第4図は選択堆積の外部から導入された02量に対す
る依存性、第5図は誘導型の(13) 選択堆積装置、第6図及び第7図は本発明の他の実施例
を示す。 1・・・RF[源、2・・・カソード、3・・・5in
2ターゲツト、4・・・ガス導入管、5・・・エツチン
グ及び堆積用ガス、6・・・試料加熱基板、7・・・試
料、8・・・アノード、9・・・加熱用ランプ、10・
・・高周波誘導用加熱コイル又はカンタルヒーター、工
1・・・酸化膜、12・・・S1単結晶、13・・・選
択堆積された薄膜、21・・・ガス吹出し管、22・・
・RFコイル、23・・・試料、24・・・試料加熱用
基板、25・・・エツチング及び薄膜堆積用ガス、26
・・・加熱用ランプ、27・・・試料基板、31・・・
シリコン基板、32・・・溝、33・・・Si、N、、
34・・・Sio□、41・・・シリコン基板、42・
・・ポリシリコン、43・・・SiO□、44・・・タ
ングステンの薄膜、35・・・ポリシリコン 特許出願人 (14) 遥、i(’C) ”@ ”sr−n11W/rm’ 顔1ハ合割8  (cc/min) 第6図 第7図 t

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の表面の一部に前記半導体基板と材質
    の異なる第1の膜が形成されている試料をプラズマ励起
    装置の反応室内で加熱し、前記半導体基板ないしは前記
    第1の膜のいずれか一方を選択的にエツチングするプラ
    ズマ成分と、第2の膜の構成元素のプラズマ成分とを励
    起して、前記半導体基板ないしは前記第1の膜のいずれ
    か一方の表面に第2の膜を選択的に成長させることを特
    徴とする薄膜の選択成長す法。
  2. (2) 前記エツチングするプラズマ成分と前記第2の
    膜の構成元素のプラズマ成分とは前記プラズマ励起装置
    の外部から導入するガスをプラズマ化して生成すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の薄膜の選択成
    長轡法。
  3. (3)前記プラズマ励起装置としては、容量結合型プラ
    ズマ励起装置を用い、前記第2の膜の構成元素の少なく
    とも一部の元素を含む材質でなるスパッタ用ターゲット
    をカソード側に置いて、前記第2の膜の構成元素の少な
    くとも一部の元素のプラズマ成分を前記スパッタ用ター
    ゲットをスパッタすることで生成することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の薄膜の選択成長秀法。
  4. (4)前記プラズマ励起装置の反応室に光を照射しなが
    ら第2の膜を成長させることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の薄膜の選択成長方法。
  5. (5)半導体基板上に少なくとも2種類の膜が形成され
    ている試料をプラズマ励起装置樅の反応室内で加熱し、
    前記の2種類の膜のいずれか一方を選択的にエツチング
    するプラズマ成分と、前記の2種類の膜の中の他方の構
    成元素のプラズマ成分とを励起して、前記の膜のいずれ
    か一方の表面に、前記の半導体基板上に形成されている
    一方の膜と同じ材質の薄膜又は異なる材質の薄膜を選択
    的に成長させることを特徴とする薄膜の選択成長法。
  6. (6)半導体基板の表面の一部に前記半導体基板と材質
    の異なる第1の膜が形成されている試料を反応室内に置
    き、前記半導体基板ないしは前記第1の膜のいずれか一
    方を選択的にエツチングする第1のガスと、第2の膜を
    成長させるのに必要となる元素を富んだ第2のガスとを
    前記反応室に導入し、前記第1及び第2のガスの分解反
    応及び電子的励起を生じさせる光照射ないしは光照射と
    加熱をおこなって前記半導体基板ないしは前記第1の膜
    のいずれか一方の表面に第2の膜を選択的に成長させる
    ことを特徴とする渦膜の選択成長方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6190421A (ja) * 1984-10-11 1986-05-08 Canon Inc 堆積膜形成方法
JPS61248525A (ja) * 1985-04-26 1986-11-05 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS61265819A (ja) * 1985-05-17 1986-11-25 日本真空技術株式会社 基板乾処理の方法および装置
US6872289B2 (en) * 1999-03-12 2005-03-29 Anelva Corporation Thin film fabrication method and thin film fabrication apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5381095A (en) * 1976-12-27 1978-07-18 Toshiba Corp Thin film formation method of semiconductor integrated circuit
JPS56124229A (en) * 1980-03-05 1981-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of thin film
JPS5823434A (ja) * 1981-08-04 1983-02-12 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd アモルフアスシリコン系半導体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5381095A (en) * 1976-12-27 1978-07-18 Toshiba Corp Thin film formation method of semiconductor integrated circuit
JPS56124229A (en) * 1980-03-05 1981-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of thin film
JPS5823434A (ja) * 1981-08-04 1983-02-12 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd アモルフアスシリコン系半導体

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6190421A (ja) * 1984-10-11 1986-05-08 Canon Inc 堆積膜形成方法
JPS61248525A (ja) * 1985-04-26 1986-11-05 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPS61265819A (ja) * 1985-05-17 1986-11-25 日本真空技術株式会社 基板乾処理の方法および装置
US6872289B2 (en) * 1999-03-12 2005-03-29 Anelva Corporation Thin film fabrication method and thin film fabrication apparatus

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