JPS6163020A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPS6163020A JPS6163020A JP18372884A JP18372884A JPS6163020A JP S6163020 A JPS6163020 A JP S6163020A JP 18372884 A JP18372884 A JP 18372884A JP 18372884 A JP18372884 A JP 18372884A JP S6163020 A JPS6163020 A JP S6163020A
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- gas
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- film forming
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- H01L21/02639—Preparation of substrate for selective deposition
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】
（発明の技術分野）
本発明は、化学気相成長法（ＣＶＤ）により基板表面上
に薄膜を成長させる薄膜形成方法に係わリ、特に吸着促
進剤を用いた薄膜形成方法に関する。
に薄膜を成長させる薄膜形成方法に係わリ、特に吸着促
進剤を用いた薄膜形成方法に関する。
近年、薄膜形成方法の一つとしてＣＶＤ法が注目されて
いる。このＣＶＤ法では、原料ガスを光照射或いは放電
加熱等の手段により励起し、分解。
いる。このＣＶＤ法では、原料ガスを光照射或いは放電
加熱等の手段により励起し、分解。
酸化、窒化等の化学反応により不揮発性の物質を生成す
る。この不揮発性物質が気相中で基板表面上に堆積する
ことにより薄膜が形成されることになる。そして、大同
の基板上に同時に薄膜を形成することが可能で、集積回
路や太陽電池等の半導体装置の製造には欠かすことので
きない技術となっている。
る。この不揮発性物質が気相中で基板表面上に堆積する
ことにより薄膜が形成されることになる。そして、大同
の基板上に同時に薄膜を形成することが可能で、集積回
路や太陽電池等の半導体装置の製造には欠かすことので
きない技術となっている。
ところで、ＣＶＤにおける化学反応は、気相中で進行す
る場合（以下気相反応と称する）と基板表面上で進行す
る場合（以下表面反応と称する）との２つに分けられる
。気相反応の場合、生成物の一部は基板上に堆積するが
、大部分は排気と共に系外に失われるので、堆積速度及
び堆積効率が小さい。さらに、既に反応が終了して活性
を失った生成物が堆積するために、基板との密着性や膜
の強度が低くなる。一方、表面反応の場合、生成物の大
部分が基板上に堆積することになり、堆積速度及び」「
積効率共に大きいものとなる。しかしながら、ＣＶＤに
おける表面反応は気相反応に比してその比率が極めて小
さい。このため、全体として見ると薄膜の堆積速度は遅
いものであった。
る場合（以下気相反応と称する）と基板表面上で進行す
る場合（以下表面反応と称する）との２つに分けられる
。気相反応の場合、生成物の一部は基板上に堆積するが
、大部分は排気と共に系外に失われるので、堆積速度及
び堆積効率が小さい。さらに、既に反応が終了して活性
を失った生成物が堆積するために、基板との密着性や膜
の強度が低くなる。一方、表面反応の場合、生成物の大
部分が基板上に堆積することになり、堆積速度及び」「
積効率共に大きいものとなる。しかしながら、ＣＶＤに
おける表面反応は気相反応に比してその比率が極めて小
さい。このため、全体として見ると薄膜の堆積速度は遅
いものであった。
本発明の目的は、表面反応の気相反応に対する比率を上
げることができ、薄膜の堆積速度及び堆積効率の向上を
はかり冑、且つ膜質の改善をもはかり得るＮ膜形成方法
を提供することにある。
げることができ、薄膜の堆積速度及び堆積効率の向上を
はかり冑、且つ膜質の改善をもはかり得るＮ膜形成方法
を提供することにある。
（発明の概要〕
本発明の骨子は、原料ガスと親和性を有する吸着促進剤
を用い、気相反応に対する表面反応の比率を上げること
にある。
を用い、気相反応に対する表面反応の比率を上げること
にある。
即ち本発明は、気相中の原料ガスを活性化し、化学気相
成長により基板上に薄膜を堆積させる薄膜形成方法にお
いて、前記原料ガスに対して親和性を有し、且つ該原料
ガスより平衡蒸気圧が低い吸着促進剤を予め基板上に配
置するか、或いは上記吸着促進剤を原料ガスに混入して
用いるようにした方法である。
成長により基板上に薄膜を堆積させる薄膜形成方法にお
いて、前記原料ガスに対して親和性を有し、且つ該原料
ガスより平衡蒸気圧が低い吸着促進剤を予め基板上に配
置するか、或いは上記吸着促進剤を原料ガスに混入して
用いるようにした方法である。
本発明によれば、吸着促進剤の作用により、ＣｖＤにお
ける表面反応の気相反応に対する比率を上げることがで
きる。このため、従来と同じ条件下（原料ガスの種類や
流口等）であっても薄膜の堆積速度及び堆積効率を上げ
ることができる。
ける表面反応の気相反応に対する比率を上げることがで
きる。このため、従来と同じ条件下（原料ガスの種類や
流口等）であっても薄膜の堆積速度及び堆積効率を上げ
ることができる。
さらに、気相反応による堆積が相対的に少なくなること
から、膜質の向上をはかり得る等の効果がある。
から、膜質の向上をはかり得る等の効果がある。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例方法に使用した光ＣＶＤ装置
を示す概略椙成図である。図中１１は反応容器であり、
この容器１１内には試料基板１２をＶＣ＠するサセプタ
１３が収容されている。
を示す概略椙成図である。図中１１は反応容器であり、
この容器１１内には試料基板１２をＶＣ＠するサセプタ
１３が収容されている。
また、容器１１にはガス導入口１４．１５．１６が設け
られており、それぞれのガス導入口１４゜１５．１６か
ら芯素、塩素、テトラエトキシシラン（ＴＥ０１）が容
器１１内に導入されるものとなっている。ざらに、容器
１１にはガス排気口１７が設けられており、このガス排
気口１７から上記容器１１内に導入されたガスが排気さ
れるものとなっている。
られており、それぞれのガス導入口１４゜１５．１６か
ら芯素、塩素、テトラエトキシシラン（ＴＥ０１）が容
器１１内に導入されるものとなっている。ざらに、容器
１１にはガス排気口１７が設けられており、このガス排
気口１７から上記容器１１内に導入されたガスが排気さ
れるものとなっている。
一方、容器１１の上方には塩素ガスを＃ｖ離するための
光Ｎ１８が配置されており、この光源１８から発した光
１９は窓２０を介して容器１１内に導光される。光照射
により解離生成したＣＩ”はＴＥ０１の配化反応の触媒
として作用し、これを進行させる。なお、上記光源１つ
としては、例えばＸｅ−Ｃｌエキシマレーザを用い、１
秒間当り８０パルス、平均出力２ Ｗ ／ ｃｒｔで使
用した。
光Ｎ１８が配置されており、この光源１８から発した光
１９は窓２０を介して容器１１内に導光される。光照射
により解離生成したＣＩ”はＴＥ０１の配化反応の触媒
として作用し、これを進行させる。なお、上記光源１つ
としては、例えばＸｅ−Ｃｌエキシマレーザを用い、１
秒間当り８０パルス、平均出力２ Ｗ ／ ｃｒｔで使
用した。
次に、上記装δを用いた薄膜形成方法について説明する
。
。
まず、従来と同様に容器１１内にＴＥ０１゜０２、ＣＩ
２を同時に導入し、容器１１内の全圧力を１００ ［ｔ
ｏｒｒｌとして、レーザ光を照射した場合、第２図に示
す如く基板１２ （ｉ′ＡえばＳ ＋ Ｎ板）上には１
０〜１００［人／ｍｉｎ］と比較的小さな速度で５ｉ０
２膜２１が堆積した。これをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡
）で現寮したところ、第３図の写真に示す如く基板１２
上にＳｉＯ２の粒子が付着した状態であるのが判る。こ
のような小さな堆積速度、劣悪な形状しかｊｑられない
のは、ＴＥ０１の酸化反応が、基板表面上ではなしに、
主として気相中で進行するためである。
２を同時に導入し、容器１１内の全圧力を１００ ［ｔ
ｏｒｒｌとして、レーザ光を照射した場合、第２図に示
す如く基板１２ （ｉ′ＡえばＳ ＋ Ｎ板）上には１
０〜１００［人／ｍｉｎ］と比較的小さな速度で５ｉ０
２膜２１が堆積した。これをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡
）で現寮したところ、第３図の写真に示す如く基板１２
上にＳｉＯ２の粒子が付着した状態であるのが判る。こ
のような小さな堆積速度、劣悪な形状しかｊｑられない
のは、ＴＥ０１の酸化反応が、基板表面上ではなしに、
主として気相中で進行するためである。
そこで、本発明者等は基板表面上に一旦吸着促進剤を配
置する方法を考えた。吸着促進剤としては、ＴＥ０１と
親和性が良く、ＴＥ０１より蒸気圧の低いクロ０エトキ
シトリエトキシシラン類（ＴＥ０１−ＣＩ ）を用いる
ことにした。このＴＥ０１−ＣＩは、ＴＥ０１とＣＩ２
との混合ガス中に光照射を行うことにより基板上に容易
に堆積することができる。
置する方法を考えた。吸着促進剤としては、ＴＥ０１と
親和性が良く、ＴＥ０１より蒸気圧の低いクロ０エトキ
シトリエトキシシラン類（ＴＥ０１−ＣＩ ）を用いる
ことにした。このＴＥ０１−ＣＩは、ＴＥ０１とＣＩ２
との混合ガス中に光照射を行うことにより基板上に容易
に堆積することができる。
このようにして、基板１２上に約１００［人コのＴＥ０
１−Ｃ１層を配置した後、先と同様に容ｅ １１ 内ニ
”ｒ＋＝ｏ、ｓ、 ＣＩ ２ 、０２ ヲＥＪ人し、レ
ーザ光を照射したところ、第４図に示す如く５ｉＯｚ膜
２１の堆積速度はｆｌ大６００［人］となり、ＴＥ０１
−ＣＩ 膚がない場合と比較して約１０倍の堆積速度が
得られた。これは、ＴＥ０１−０１層の存在により、表
面反応の比率が増大したに他ならないと考えられる。
１−Ｃ１層を配置した後、先と同様に容ｅ １１ 内ニ
”ｒ＋＝ｏ、ｓ、 ＣＩ ２ 、０２ ヲＥＪ人し、レ
ーザ光を照射したところ、第４図に示す如く５ｉＯｚ膜
２１の堆積速度はｆｌ大６００［人］となり、ＴＥ０１
−ＣＩ 膚がない場合と比較して約１０倍の堆積速度が
得られた。これは、ＴＥ０１−０１層の存在により、表
面反応の比率が増大したに他ならないと考えられる。
かくして本実施例方法によれば、ＴＥ０１−Ｃ１層を予
め基板１２上に堆積しておくことで、気相反応に対する
表面反応の比率を上げ、５ｉ０２１１！２１の堆積速度
及び堆積効率の大幅な向上をはかり得る。ざらに、気相
反応により生成され容器１１外に排気される反応生成物
が少なくなるので、原料ガスの消費量を少なくすること
ができる。また、気相反応による堆積が相対的に少なく
なることから、膜質の向上をはかり博る等のｑり点があ
る。
め基板１２上に堆積しておくことで、気相反応に対する
表面反応の比率を上げ、５ｉ０２１１！２１の堆積速度
及び堆積効率の大幅な向上をはかり得る。ざらに、気相
反応により生成され容器１１外に排気される反応生成物
が少なくなるので、原料ガスの消費量を少なくすること
ができる。また、気相反応による堆積が相対的に少なく
なることから、膜質の向上をはかり博る等のｑり点があ
る。
第５図は上記方法によって堆積したＳｉＯ２膜をＳＥＭ
により観察したときの断面組織を示す写真である。膜自
体のストレスが大であるためクラックを生じているが、
膜は第３図と比較して非常に改善されていることが明ら
かである。なお、上記の例では吸着促進剤としてＴＥ０
１−ＣＩを用いたが、この代りにクロロメチルトリメチ
ルシランを前記基板１２上に塗布しても同様の効果が得
られることが確認された。
により観察したときの断面組織を示す写真である。膜自
体のストレスが大であるためクラックを生じているが、
膜は第３図と比較して非常に改善されていることが明ら
かである。なお、上記の例では吸着促進剤としてＴＥ０
１−ＣＩを用いたが、この代りにクロロメチルトリメチ
ルシランを前記基板１２上に塗布しても同様の効果が得
られることが確認された。
第６図は他の実施例方法を説明するための工程ターンニ
ングした。次いで、先の実施例と同様にして薄膜堆積を
行ったところ、第６図（ｂ）に示す如＜ＴＥ０１−ＣＩ
層２２の存在するところにのみ５ｉＯｚ膜２１を厚り
Ｉ１１積させることができた。
ングした。次いで、先の実施例と同様にして薄膜堆積を
行ったところ、第６図（ｂ）に示す如＜ＴＥ０１−ＣＩ
層２２の存在するところにのみ５ｉＯｚ膜２１を厚り
Ｉ１１積させることができた。
このように、本実施例方法では５１０２Ｍ％２１の堆積
速度向上の効果に加え、５ｉＯ２１１５！２１の選択形
成が可能となる。
速度向上の効果に加え、５ｉＯ２１１５！２１の選択形
成が可能となる。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記吸着促進剤はクロロエトキシトリエ
トキシシラン類やクロロメチルトリメチルシラン類等の
有機クロロシランに限るものではなく、原料ガスと親和
性を有し、且つ原料ガスよりも蒸気圧の低いものであれ
ばよい。また、吸着促進剤の形成方法としては、堆積、
塗布、その他を適宜選択すればよい。さらに、基板上に
吸ばよい。例えば、ＴＥＯ３Ｊ、４外の有機シラン類。
ない。例えば、前記吸着促進剤はクロロエトキシトリエ
トキシシラン類やクロロメチルトリメチルシラン類等の
有機クロロシランに限るものではなく、原料ガスと親和
性を有し、且つ原料ガスよりも蒸気圧の低いものであれ
ばよい。また、吸着促進剤の形成方法としては、堆積、
塗布、その他を適宜選択すればよい。さらに、基板上に
吸ばよい。例えば、ＴＥＯ３Ｊ、４外の有機シラン類。
シラン、水素化ゲルマニウム、右図ゲルマニウム類、ホ
スフィン、有機ホスフィン、ボラン、有はボラン類、ア
ルキルアルミニウム、アルキルカドミウム類等の金層化
合物ガス、或いはこれらの混合ガスを用いること途でき
る。また、原料ガスを活性化する手段としては、光照射
の代りに放電プラズマを用いることも可能である。その
他、本発明の要旨ｉ逸脱しない、範囲で、（Ｊ々変形し
て実施することが工きゃ。゛ 、
スフィン、有機ホスフィン、ボラン、有はボラン類、ア
ルキルアルミニウム、アルキルカドミウム類等の金層化
合物ガス、或いはこれらの混合ガスを用いること途でき
る。また、原料ガスを活性化する手段としては、光照射
の代りに放電プラズマを用いることも可能である。その
他、本発明の要旨ｉ逸脱しない、範囲で、（Ｊ々変形し
て実施することが工きゃ。゛ 、
第１図は本発明の一実施例に使用した光ＣＶＤ装置を示
す直路（な成因、第２図は３ｉ０２膜が１「偵された基
板を示す断面図、第３図は従来方法によりＳｉＯ２膜を
堆積したときのＳ ｉ ０２膜の表面組織を示す顕１敢
鏡写真、第４図は本実旋例方法によりＳｉＯ２膜を堆積
したときの堆（＾速度を示す特性図、９４５図は上記実
施例方法により堆積された５１０２膜の断面組織を示す
顕微鏡写真、第６図は曲の実施例方法を説明するための
工程断面図である。 １１・・・反応容器、１２・・・基板、１３・・・サセ
プタ、１４．１５．１６・・・ガス導入口、１７・・・
ガス排気口、１８・・・光源、１つ・・・光、２０・・
・光導入窓、２ｌ−８ｉＯｚｖ！、２２−ＴＥ０１−Ｃ
Ｉ １ ＜吸希淀進剤）。 第１図 、 ３ １）／、！ ←ｉ／Ｊｍ 第５図 第４図
す直路（な成因、第２図は３ｉ０２膜が１「偵された基
板を示す断面図、第３図は従来方法によりＳｉＯ２膜を
堆積したときのＳ ｉ ０２膜の表面組織を示す顕１敢
鏡写真、第４図は本実旋例方法によりＳｉＯ２膜を堆積
したときの堆（＾速度を示す特性図、９４５図は上記実
施例方法により堆積された５１０２膜の断面組織を示す
顕微鏡写真、第６図は曲の実施例方法を説明するための
工程断面図である。 １１・・・反応容器、１２・・・基板、１３・・・サセ
プタ、１４．１５．１６・・・ガス導入口、１７・・・
ガス排気口、１８・・・光源、１つ・・・光、２０・・
・光導入窓、２ｌ−８ｉＯｚｖ！、２２−ＴＥ０１−Ｃ
Ｉ １ ＜吸希淀進剤）。 第１図 、 ３ １）／、！ ←ｉ／Ｊｍ 第５図 第４図
Claims (8)
- （１）気相中の原料ガスを活性化し、化学気相成長によ
り基板上に薄膜を堆積させる薄膜形成方法において、前
記原料ガスに対して親和性を有し、且つ該原料ガスより
平衡蒸気圧が低い吸着促進剤を用いることを特徴とする
薄膜形成方法。 - （２）前記吸着促進剤は、予め前記基板表面上に布或い
は堆積されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の薄膜形成方法。 - （３）前記吸着促進剤は、前記基板表面上においてパタ
ーンニングされることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の薄膜形成方法。 - （４）前記吸着促進剤は、前記原料ガスに混入して用い
られることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
膜形成方法。 - （５）前記原料ガスを活性化するために、光照射或いは
放電加熱等の手段を用いることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の薄膜形成方法。 - （６）前記原料ガスとして、シラン、有機シラン類、水
素化ゲルマニウム、有機ゲルマニウム類、ホスフィン、
有機ホスフィン、ボラン、有機ボラン類、アルキルアル
ミニウム、アルキルカドミウム類等の金属化合物ガス、
或いはこれらの混合ガスを用いることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の薄膜形成方法。 - （７）前記原料ガスとして、前記金属化合物ガス或いは
混合ガスに少なくとも酸素或いは窒素を含む混合ガスを
用いることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の薄
膜形成方法。 - （８）前記吸着促進剤として、前記金属化合物ガス或い
は混合ガスのハロゲン誘導体を用いることを特徴とする
特許請求の範囲第６項記載の薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18372884A JPS6163020A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18372884A JPS6163020A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6163020A true JPS6163020A (ja) | 1986-04-01 |
| JPH036653B2 JPH036653B2 (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=16140923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18372884A Granted JPS6163020A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6163020A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181533A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-19 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| JPH0697158A (ja) * | 1991-09-12 | 1994-04-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光気相反応方法 |
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| US6013338A (en) * | 1986-09-09 | 2000-01-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | CVD apparatus |
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| US7465679B1 (en) | 1993-02-19 | 2008-12-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Insulating film and method of producing semiconductor device |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18372884A patent/JPS6163020A/ja active Granted
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Also Published As
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| JPH036653B2 (ja) | 1991-01-30 |
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