JPS60194531A - ＭｇＯ・Ａｌ↓２Ｏ↓３膜結晶成長方法 - Google Patents
ＭｇＯ・Ａｌ↓２Ｏ↓３膜結晶成長方法Info
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- JPS60194531A JPS60194531A JP59051669A JP5166984A JPS60194531A JP S60194531 A JPS60194531 A JP S60194531A JP 59051669 A JP59051669 A JP 59051669A JP 5166984 A JP5166984 A JP 5166984A JP S60194531 A JPS60194531 A JP S60194531A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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。
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Ｓｉ単結晶基板上に半導体素子の分離。
絶縁膜として形成されるＭｇ０−Ａｎ２０３股結晶の成
長方法に関するものである。
長方法に関するものである。
一般に半導体素子はｓｉ単結晶基板上に絶縁膜を介在さ
せて形成されるが、この絶縁膜としては従来ｅｘ ＡＡ
２０３ （サフ゛アイヤ）、γ−Ａ７！２ｏ３、或いは
ＭｇＯ・ Ａｌ１２０３ （マグネシア・スピネル）等
が用いられている。このうち特にＭｇＯ・ 八１２ｏ３
はサファイヤと比較しても、エピタキシャル映の形成が
可能である外、オートドーピング等による不純物汚染が
少なく、またＳｒとの結晶構造、格子定数の整合性にも
優れており、絶縁膜として注目されつつある。
せて形成されるが、この絶縁膜としては従来ｅｘ ＡＡ
２０３ （サフ゛アイヤ）、γ−Ａ７！２ｏ３、或いは
ＭｇＯ・ Ａｌ１２０３ （マグネシア・スピネル）等
が用いられている。このうち特にＭｇＯ・ 八１２ｏ３
はサファイヤと比較しても、エピタキシャル映の形成が
可能である外、オートドーピング等による不純物汚染が
少なく、またＳｒとの結晶構造、格子定数の整合性にも
優れており、絶縁膜として注目されつつある。
ところでエピタキシャル成長によるＭｇＯ・ へβ２０
３膜の形成は従来Ｈ２ガスをキャリヤガスとしたＡＡ
刊ＩＣ４−ＭｇＣｌ１２ ＣＯｚ Ｈ２のガス系を用い
て第１図に示す如くに行われていた。
３膜の形成は従来Ｈ２ガスをキャリヤガスとしたＡＡ
刊ＩＣ４−ＭｇＣｌ１２ ＣＯｚ Ｈ２のガス系を用い
て第１図に示す如くに行われていた。
第１図は従来のＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ２のエビタキシャル成
長装置の模式図であり、図中１は反応炉、２ａ、 ２ｂ
、２ｃはヒータを示している。反応炉１内にはその軸長
方向の一端部寄りの位置に管１ａ、ｌｂが横置に配設さ
れ、管１ａの内部には前記ヒータ２ａと対応する位置に
金属アルミニウム３を入れたトレー３ａが、また管１ｂ
の内部には前記ヒータ２ｂと対応する位置にＭｇＣ，６
２’４を入れたトレー４ａが夫々配設され、更に反応炉
１内の軸長方向他端部寄りであって前記ヒータ２ｃと対
応する位置にはシリコンウェハー５が前記管１ａ、 ｌ
ｂの開口部と対向させ所定角度傾斜させて配設され、夫
々ヒータ２ａ、２ｂ、２ｃによって第２図に示す如く、
金属アルミニウム３及びその周囲は約６００℃程度に、
またＭｇＣｌ！２４及びその周囲は約８００℃程度に、
更にシリコンウェハー５は約１０００℃程度に加熱維持
される。
長装置の模式図であり、図中１は反応炉、２ａ、 ２ｂ
、２ｃはヒータを示している。反応炉１内にはその軸長
方向の一端部寄りの位置に管１ａ、ｌｂが横置に配設さ
れ、管１ａの内部には前記ヒータ２ａと対応する位置に
金属アルミニウム３を入れたトレー３ａが、また管１ｂ
の内部には前記ヒータ２ｂと対応する位置にＭｇＣ，６
２’４を入れたトレー４ａが夫々配設され、更に反応炉
１内の軸長方向他端部寄りであって前記ヒータ２ｃと対
応する位置にはシリコンウェハー５が前記管１ａ、 ｌ
ｂの開口部と対向させ所定角度傾斜させて配設され、夫
々ヒータ２ａ、２ｂ、２ｃによって第２図に示す如く、
金属アルミニウム３及びその周囲は約６００℃程度に、
またＭｇＣｌ！２４及びその周囲は約８００℃程度に、
更にシリコンウェハー５は約１０００℃程度に加熱維持
される。
金属アルミニウム３を入れた管１ａの一端からはＨ２を
キャリヤガスとしてＩＩＣｊ２ガスが供給されており、
加熱された金属アルミニウム３との反応によってＡｆｆ
Ｃβ３を生成し、生成されたＢ （＋７！３ガスはシリ
コンウェハー５上に輸送される。
キャリヤガスとしてＩＩＣｊ２ガスが供給されており、
加熱された金属アルミニウム３との反応によってＡｆｆ
Ｃβ３を生成し、生成されたＢ （＋７！３ガスはシリ
コンウェハー５上に輸送される。
一方１１ｇｃＡｚ４を入れた管１ｂの一端からはキャリ
ヤガスとしてのＨ２ガスが供給され、発生したＭｇＣ４
２ガスは所定の蒸気圧（通常２１１Ｉｌ１ｇ程度）にて
シリコンウェハー５上に輸送される。
ヤガスとしてのＨ２ガスが供給され、発生したＭｇＣ４
２ガスは所定の蒸気圧（通常２１１Ｉｌ１ｇ程度）にて
シリコンウェハー５上に輸送される。
ＡＩｌ Ｃ１１３ガス、ＭｇＣｊ２２ガスは別途反応炉
１内に給送されるｃｏ２．Ｈ２ガスと共にシリコンウェ
ハー５上に所定の速度比で輸送され、シリコンウェハー
５上にＭｇ０−Ａβ２０３結晶を成長せしめるようにな
っている。
１内に給送されるｃｏ２．Ｈ２ガスと共にシリコンウェ
ハー５上に所定の速度比で輸送され、シリコンウェハー
５上にＭｇ０−Ａβ２０３結晶を成長せしめるようにな
っている。
ところで上述した如き従来の方法にあっては反応炉１内
に夫々約６００°Ｃ１約８００℃、約１０００℃の少な
くとも３つの温度領域を設定する必要があり、装置全体
の構成並びに温度制御が複雑になること、またＭｇ０−
ｆｔｊ２２０３の結晶成長はＡβ原子の速度が反応律速
であるため、当然Ｍ、Ｏ・ Δ１２０３股の高品質化を
図るうえでｉ原子速度の精密な制御が必要とされるが、
塩酸ガス中にはｍ’ｉ、ｆａの８２０等が含まれており
、このＨ２Ｃ等が６００°Ｃに保持された金属アルミニ
ウム上に達すると金属アルミニウムを酸化し金属アルミ
ニウム表面がＡＩｌ２０３ で被覆されることとなり、
それ以降の塩酸ガスに対して不働態となってへｌ原子の
精密な制御を困難にするなどの問題があった。更にＭｇ
成分の濃度制御はＭｇ Ｃβ２の保持温度を変化させ、
その蒸気圧を調節することにより行っているが、このＭ
ｇＣρ２の蒸発量はＭｇ［１２の蒸発面にも依存するた
め温度と蒸発面双方に対する制御を必要とし制御が極め
て難しいという問題もあった。
に夫々約６００°Ｃ１約８００℃、約１０００℃の少な
くとも３つの温度領域を設定する必要があり、装置全体
の構成並びに温度制御が複雑になること、またＭｇ０−
ｆｔｊ２２０３の結晶成長はＡβ原子の速度が反応律速
であるため、当然Ｍ、Ｏ・ Δ１２０３股の高品質化を
図るうえでｉ原子速度の精密な制御が必要とされるが、
塩酸ガス中にはｍ’ｉ、ｆａの８２０等が含まれており
、このＨ２Ｃ等が６００°Ｃに保持された金属アルミニ
ウム上に達すると金属アルミニウムを酸化し金属アルミ
ニウム表面がＡＩｌ２０３ で被覆されることとなり、
それ以降の塩酸ガスに対して不働態となってへｌ原子の
精密な制御を困難にするなどの問題があった。更にＭｇ
成分の濃度制御はＭｇ Ｃβ２の保持温度を変化させ、
その蒸気圧を調節することにより行っているが、このＭ
ｇＣρ２の蒸発量はＭｇ［１２の蒸発面にも依存するた
め温度と蒸発面双方に対する制御を必要とし制御が極め
て難しいという問題もあった。
〔目的］
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところばｉ原子の供給源としてアルミニウム
有機化合物を、またＭｇ原子の供給源としてマグネシウ
ム有機化合物を用いることによりＡｎ、Ｍｇ原子夫々の
速度制御を独立して行うことができ、絶縁膜としての絶
縁耐圧、比誘電率を最適の条件に設定出来、使用装置も
簡略化が図れ、しかもＭｇＯ・ Ａｊｌ！２０３膜自体
の品質の大幅な向上を図れるようにしたＭｇＯ・ へβ
２０３膜結晶成長方法を提供するにある。
目的とするところばｉ原子の供給源としてアルミニウム
有機化合物を、またＭｇ原子の供給源としてマグネシウ
ム有機化合物を用いることによりＡｎ、Ｍｇ原子夫々の
速度制御を独立して行うことができ、絶縁膜としての絶
縁耐圧、比誘電率を最適の条件に設定出来、使用装置も
簡略化が図れ、しかもＭｇＯ・ Ａｊｌ！２０３膜自体
の品質の大幅な向上を図れるようにしたＭｇＯ・ へβ
２０３膜結晶成長方法を提供するにある。
本発明に係るｑｇｏ・ Ａｎ２０３膜結晶成長方法はＡ
Ａ’原子１Ｍｇ原子の供給源として夫々アルミニウム有
機化合物、マグネシウム有機化合物を用い、これらを熱
分解させてエピタキシャル成長を行うことを特徴とする
。
Ａ’原子１Ｍｇ原子の供給源として夫々アルミニウム有
機化合物、マグネシウム有機化合物を用い、これらを熱
分解させてエピタキシャル成長を行うことを特徴とする
。
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。
第３図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第４図は
反応炉の温度分布図、第５図はマグネシウム有機化合物
を収容したバブラの拡大模式図であり、図中１１は反応
炉、１２ａ、１２ｂはヒータを示している。反応炉１１
は断面積の小さい領域Ａと、大きい領域Ｂとを備えてお
り、前記領域Ａをヒータ１２ａと、また領域Ｂをヒータ
１２ｂと対応させた状態で配設され、反応炉１１内には
前記領域Ａ内に位置して例えばジメチルマグネシウム等
のマグネシウム有機化合物１３を収容した石英バブラ１
４が、また領域Ｂ内にはここに配した保護管１１ａ内に
位置してシリコンウェハー１５がガス通流方向の」１流
側、即ち領域Ａ側に向けて所要角度傾斜させて配設され
、夫々ヒータ１２ａ、１２ｂによって第４図に示す如く
バブラ１４内のマグネシウム有機化合物１３は約２５０
℃程度に４．またシリコンウェハー１５は約１０００℃
程度に加熱維持される。バブラ１４は第５図に示す如く
反応炉１１外からキャリヤガスであるＨ２ガスを導入す
るパイプ１４ａが底部近くに延設され、また頂部にはマ
グネシウム有機化合物の蒸気を給送する別のパイプ１４
ｂを設けて構成されており、パイプ１４ａを通じてマス
フローメータ１６で制御されたＨ２ガスが供給され、発
生したマグネシウム有機化合物１３の蒸気をパイプ１４
ｂを通し反応炉１１の領域Ｂ内に輸送するようになって
いる。
反応炉の温度分布図、第５図はマグネシウム有機化合物
を収容したバブラの拡大模式図であり、図中１１は反応
炉、１２ａ、１２ｂはヒータを示している。反応炉１１
は断面積の小さい領域Ａと、大きい領域Ｂとを備えてお
り、前記領域Ａをヒータ１２ａと、また領域Ｂをヒータ
１２ｂと対応させた状態で配設され、反応炉１１内には
前記領域Ａ内に位置して例えばジメチルマグネシウム等
のマグネシウム有機化合物１３を収容した石英バブラ１
４が、また領域Ｂ内にはここに配した保護管１１ａ内に
位置してシリコンウェハー１５がガス通流方向の」１流
側、即ち領域Ａ側に向けて所要角度傾斜させて配設され
、夫々ヒータ１２ａ、１２ｂによって第４図に示す如く
バブラ１４内のマグネシウム有機化合物１３は約２５０
℃程度に４．またシリコンウェハー１５は約１０００℃
程度に加熱維持される。バブラ１４は第５図に示す如く
反応炉１１外からキャリヤガスであるＨ２ガスを導入す
るパイプ１４ａが底部近くに延設され、また頂部にはマ
グネシウム有機化合物の蒸気を給送する別のパイプ１４
ｂを設けて構成されており、パイプ１４ａを通じてマス
フローメータ１６で制御されたＨ２ガスが供給され、発
生したマグネシウム有機化合物１３の蒸気をパイプ１４
ｂを通し反応炉１１の領域Ｂ内に輸送するようになって
いる。
１７はアルミニウム有機化合物１８を収容したバブラで
あって、反応炉１１の外部に設置されており、これには
キャリヤガスであるＨ２ガスを導入するパイプ１７ａが
底部近くに延設され、また頂部にはマグネシウム有機化
合物の蒸気を給送する別のパイプ１７ｂを設けて構成さ
れており、パイプ１７ａを通してマスフローメーク１９
で制御されたＦ■２ガスが供給され、発生したアルミニ
ウム有機化合物１８の蒸気を反応炉１１の領域Ｂ内に輸
送するようになっている。
あって、反応炉１１の外部に設置されており、これには
キャリヤガスであるＨ２ガスを導入するパイプ１７ａが
底部近くに延設され、また頂部にはマグネシウム有機化
合物の蒸気を給送する別のパイプ１７ｂを設けて構成さ
れており、パイプ１７ａを通してマスフローメーク１９
で制御されたＦ■２ガスが供給され、発生したアルミニ
ウム有機化合物１８の蒸気を反応炉１１の領域Ｂ内に輸
送するようになっている。
各アルミニウム有機化合物の蒸気量、マグネシウム有機
化合物の蒸気量及び速度は夫々キャリヤガスであるＨ２
ガスの流量を微細に調節することにより夫々独立して厳
密に制御される。
化合物の蒸気量及び速度は夫々キャリヤガスであるＨ２
ガスの流量を微細に調節することにより夫々独立して厳
密に制御される。
領域Ｂ内に供給されたアルミニウム有機化合物の分子及
びマグネシウム有機化合物の分子はシリコンウェハー１
５の近くで熱分解され、夫々金属アルミニウム、金属マ
グネシウムとなり、次いで反応炉ｌｌ内に別途Ｈ２ガス
をキャリヤガスとして通流せしめられている０２ガスと
反応してＭｇＯ，ｆｉ７！２０３となり、シリコンウェ
ハー１５表面にモル比を制御されたＭｇＯ・ Ａｊｌ！
２０３結晶をエピタキシャル成長せしめることとなる。
びマグネシウム有機化合物の分子はシリコンウェハー１
５の近くで熱分解され、夫々金属アルミニウム、金属マ
グネシウムとなり、次いで反応炉ｌｌ内に別途Ｈ２ガス
をキャリヤガスとして通流せしめられている０２ガスと
反応してＭｇＯ，ｆｉ７！２０３となり、シリコンウェ
ハー１５表面にモル比を制御されたＭｇＯ・ Ａｊｌ！
２０３結晶をエピタキシャル成長せしめることとなる。
なおＡＡ原子、Ｍｇ原子の供給源として用いるアルミニ
ウム有機化合物、マグネシウム有機化合物としては、例
えばアルミニウム有機化合物としてはトリメチルアルミ
ニウム アルミニウム等が、またマグネシウム有機化合物としで
はジメチルマグネシウム（ＤＭＭ ） 、ジエチルマグ
ネシウム等のマグネシウム−アルキル化合物、ジシクロ
ペンタジェニルマグネシウム（ＤＤＭ ）或いはジフェ
ニルマグネシウムーエチレートーアダク１−等が夫々用
いられる。
ウム有機化合物、マグネシウム有機化合物としては、例
えばアルミニウム有機化合物としてはトリメチルアルミ
ニウム アルミニウム等が、またマグネシウム有機化合物としで
はジメチルマグネシウム（ＤＭＭ ） 、ジエチルマグ
ネシウム等のマグネシウム−アルキル化合物、ジシクロ
ペンタジェニルマグネシウム（ＤＤＭ ）或いはジフェ
ニルマグネシウムーエチレートーアダク１−等が夫々用
いられる。
而して上述した如き本発明方法にあっては反応炉１１に
は約２５０℃、１０００℃の２つの温度領域を設定すれ
ばよく、従来の３領域に夫々に温度設定する場合に比較
して装置自体は勿論、その制御も簡略化され、しかもア
ルミニウム有機化合物及びマグネシウム有機化合物の各
蒸気量は各個独立して制御することが可能となり、各モ
ル量を精密に制御し得、更にＡＡ，Ｍｇ各環原子濃度制
御も従来は調整域が狭く、成長速度は３００人／分程度
であったが、本発明方法に依った場合にあっては１００
人／分から５０００人／分までの広範囲に成長速度を変
化させ得ることが確認された。
は約２５０℃、１０００℃の２つの温度領域を設定すれ
ばよく、従来の３領域に夫々に温度設定する場合に比較
して装置自体は勿論、その制御も簡略化され、しかもア
ルミニウム有機化合物及びマグネシウム有機化合物の各
蒸気量は各個独立して制御することが可能となり、各モ
ル量を精密に制御し得、更にＡＡ，Ｍｇ各環原子濃度制
御も従来は調整域が狭く、成長速度は３００人／分程度
であったが、本発明方法に依った場合にあっては１００
人／分から５０００人／分までの広範囲に成長速度を変
化させ得ることが確認された。
以上の如く本発明方法にあってばＡ６原子、Ｍｇ原子の
各供給源として夫々アルミニウム有機化合物、マグネシ
ウム有機化合物を用いることとしているから、各Ａｌｌ
原子とＭｇ原子を独立して調節することが可能となり、
モル比の正確な設定ができ、絶縁耐圧、比誘電率を最適
値としたＭｇＯ・ ＡｌＩ３ ０］膜が形成出来、更に
Ｉｆ，’Ｍｇ原子の濃度を任意に変化させ得ることから
成長速度も広範囲に設定出来るなど、本発明は優れた効
果を奏するものである。
各供給源として夫々アルミニウム有機化合物、マグネシ
ウム有機化合物を用いることとしているから、各Ａｌｌ
原子とＭｇ原子を独立して調節することが可能となり、
モル比の正確な設定ができ、絶縁耐圧、比誘電率を最適
値としたＭｇＯ・ ＡｌＩ３ ０］膜が形成出来、更に
Ｉｆ，’Ｍｇ原子の濃度を任意に変化させ得ることから
成長速度も広範囲に設定出来るなど、本発明は優れた効
果を奏するものである。
第１図は従来の成長装置を示す模式図、第２図は反応炉
の温度分布を示すグラフ、第３図は本発明方法に用いる
成長装置を示す模式図、第４図は反応炉の温度分布を示
すグラフ、第５図はマグネシウム有機化合物を収容した
バブラの模式図である。 １１・・・反応炉 １２ａ，１２ｂ・・・ヒータ １３
・・・マグネシウム有機化合物 １４・・・バブラ １
５・・・シリコンウェハー １６・・・マスフローメー
タ１７・・・バフラ１８“。 アルミニウム有機化合物 １９・・・マスフローメータ
代理人 弁理士 河 野 登 夫 反応づ？内の化買 第 ４ 図 ／プ 菰 ５図
の温度分布を示すグラフ、第３図は本発明方法に用いる
成長装置を示す模式図、第４図は反応炉の温度分布を示
すグラフ、第５図はマグネシウム有機化合物を収容した
バブラの模式図である。 １１・・・反応炉 １２ａ，１２ｂ・・・ヒータ １３
・・・マグネシウム有機化合物 １４・・・バブラ １
５・・・シリコンウェハー １６・・・マスフローメー
タ１７・・・バフラ１８“。 アルミニウム有機化合物 １９・・・マスフローメータ
代理人 弁理士 河 野 登 夫 反応づ？内の化買 第 ４ 図 ／プ 菰 ５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ａｌｌ原子、 １１ｇ原子の供給源として夫々アル
ミニウム有機化合物、−７グネシウム有機化合物を用い
、これらを熱分解させてエピタキシャル成長を行うこと
を特徴とするＭｇＯ・へ７！２０３膜結晶成長方法。 ２、 前記アルミニウムを機化合物としてトリメチルア
ルミニウム又はトリエチルアルミニウムを用いる特許請
求の範囲第１項記載のＭｇＯ・Δβ２０３映結晶成長方
法。 ３、前記マグネシウム有機化合物としてジメチルマグネ
シウム、マグネシウム−アルキル化合物、ビスシクロペ
ンタジヱニルマグネシウム、又はジフェニルマグネシウ
ム−エチレートーアダクトを用いる特許請求の範囲第１
項記載のＭ（Ｈｏ・ ７１７！２０３膜結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051669A JPS60194531A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ＭｇＯ・Ａｌ↓２Ｏ↓３膜結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051669A JPS60194531A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ＭｇＯ・Ａｌ↓２Ｏ↓３膜結晶成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194531A true JPS60194531A (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=12893284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051669A Pending JPS60194531A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | ＭｇＯ・Ａｌ↓２Ｏ↓３膜結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60194531A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081069A (en) * | 1989-12-26 | 1992-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Method for depositing a Tio2 layer using a periodic and simultaneous tilting and rotating platform motion |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP59051669A patent/JPS60194531A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5081069A (en) * | 1989-12-26 | 1992-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Method for depositing a Tio2 layer using a periodic and simultaneous tilting and rotating platform motion |
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