JPS62202079A - 選択気相成長方法 - Google Patents
選択気相成長方法Info
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- JPS62202079A JPS62202079A JP4582686A JP4582686A JPS62202079A JP S62202079 A JPS62202079 A JP S62202079A JP 4582686 A JP4582686 A JP 4582686A JP 4582686 A JP4582686 A JP 4582686A JP S62202079 A JPS62202079 A JP S62202079A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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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】
〔概要〕
被成長基板をハロゲン化物をプラズマ等のエツチング処
理を行って、被成長領域、例えば、半導体上、または金
属上にのみ活性点(成長核)を形成し、その後に気相成
長(CVD)を行えば、成長に選択性を持たせることが
できる。従って、配線層の形成に適用すれば、配線層の
パターニングが不要となる。
理を行って、被成長領域、例えば、半導体上、または金
属上にのみ活性点(成長核)を形成し、その後に気相成
長(CVD)を行えば、成長に選択性を持たせることが
できる。従って、配線層の形成に適用すれば、配線層の
パターニングが不要となる。
さらに、を機金属に水素を混合することにより、金属の
成長速度を大きくして被覆性に冨んだ金属の気相成長法
を用い、複雑な段差被覆を可能とする。
成長速度を大きくして被覆性に冨んだ金属の気相成長法
を用い、複雑な段差被覆を可能とする。
本発明は金属の選択気相成長方法に関する。
従来の配線層形成は基板上全面に金属層を成長した後、
バターニングしており、とくにアルミニウムに対しては
通常選択成長は行われてぃなかった。
バターニングしており、とくにアルミニウムに対しては
通常選択成長は行われてぃなかった。
また、2層程度の配線においては、従来のスパッタ法に
よるアルミニウム配線で充分であったが、半導体装置の
高集積化、微細化にともない、配線層の被覆性に富んだ
成長方法や、コンタクトホールの埋め込み方法を開発し
て、複雑な段差被覆ができることが必要となり、これ対
して従来法では限界がある。
よるアルミニウム配線で充分であったが、半導体装置の
高集積化、微細化にともない、配線層の被覆性に富んだ
成長方法や、コンタクトホールの埋め込み方法を開発し
て、複雑な段差被覆ができることが必要となり、これ対
して従来法では限界がある。
従来は、配線層としてアルミニウム層を基板全面に被着
し、通常のりソグラフイにより配線パターンを形成して
いた。
し、通常のりソグラフイにより配線パターンを形成して
いた。
この場合、この配VANと基板、または基板上に形成さ
れた下地の配線層との接続は眉間絶縁層に開口されたコ
ンタクトホールにおいて行われる。
れた下地の配線層との接続は眉間絶縁層に開口されたコ
ンタクトホールにおいて行われる。
また、アルミニウム層の形成にスパッタ法を用いると、
成長に方向性を有するために段差被覆が困難である。
成長に方向性を有するために段差被覆が困難である。
そのためにアルミニウム層の形成にCVD法が用いられ
る場合がある。
る場合がある。
従来のアルミニウムのCVD法は、有機アルミニウムと
してしTIBA(トリイソブチルアルミニウム)、TM
A(トリメチルアルミニウム) 、TEA(トリエチル
アルミニウム)等のアルキルアルミニウムをヘリウム(
lie)、アルゴン(Ar)等でバブリングして被成長
基板上に導き、約300℃で熱分解して、この基板上に
成長している。
してしTIBA(トリイソブチルアルミニウム)、TM
A(トリメチルアルミニウム) 、TEA(トリエチル
アルミニウム)等のアルキルアルミニウムをヘリウム(
lie)、アルゴン(Ar)等でバブリングして被成長
基板上に導き、約300℃で熱分解して、この基板上に
成長している。
この場合、成長速度は約500人/分と遅く、原料ガス
の蒸気圧が低いため、これ以上に成長速度を上げること
は困難である。
の蒸気圧が低いため、これ以上に成長速度を上げること
は困難である。
そのために、複雑な段差被覆が困難であった。
従来例による配線層の形成は全面成長によるため、パタ
ーニングを必要とし、プロセスが複雑となる。
ーニングを必要とし、プロセスが複雑となる。
さらに従来のアルミニウムのCVD法は成長速度が小さ
く、複雑な段差被覆が困難であった。
く、複雑な段差被覆が困難であった。
上記問題点の解決は、被成長基板をハロゲン化物を用い
てエツチングし、被成長基板上の被成長領域にのみ選択
的に活性点を形成し、該被成長領域にのみ選択的に金属
の気相成長を行う本発明による選択気相成長方法により
達成される。
てエツチングし、被成長基板上の被成長領域にのみ選択
的に活性点を形成し、該被成長領域にのみ選択的に金属
の気相成長を行う本発明による選択気相成長方法により
達成される。
前記気相成長が、有機金属と水素を混合して被成長基板
上に導き、有機金属の熱分解により金属を被成長領域上
に析出する方法を用いると、金属の成長速度が大きく、
複雑な段差被覆に極めて有効となる。
上に導き、有機金属の熱分解により金属を被成長領域上
に析出する方法を用いると、金属の成長速度が大きく、
複雑な段差被覆に極めて有効となる。
本発明人は、基板上の■半導体層と■金属層と■絶縁層
とを同時にハロゲン化物(BCh、 PCl3゜)1c
I、CIt等)でエツチング処理、とくにプラズマエツ
チング処理を行うと、処理条件を選ぶと■、■、■の表
面に生成する活性点の数に著しい差がでることを発見し
た。
とを同時にハロゲン化物(BCh、 PCl3゜)1c
I、CIt等)でエツチング処理、とくにプラズマエツ
チング処理を行うと、処理条件を選ぶと■、■、■の表
面に生成する活性点の数に著しい差がでることを発見し
た。
この性質を利用して金属の選択成長を行い、配’hs層
のバターニングを省略することができた。
のバターニングを省略することができた。
さらに、有機アルミニウムに水素を混合したCVD法は
、つぎの理由により成長速度が増加し、深い段差被覆に
有効である。
、つぎの理由により成長速度が増加し、深い段差被覆に
有効である。
例えば、有機アルミニウムとして
TIBA (AI(i−CJJ* 、i−CJwはイソ
ブチル基)を用いた場合について説明する。
ブチル基)を用いた場合について説明する。
従来例による反応は、
AI (i−CJJ 3 =AI + (3/2) H
t + 3(:Hz = C(CH3) t。
t + 3(:Hz = C(CH3) t。
となるが、本発明による反応は、
AI(i−CJw)s”n)lx →A1+mHz+3
CHsCH(GHz)z +ここにn>糟 。
CHsCH(GHz)z +ここにn>糟 。
となる。
ここで有機アルミニウムに水素混合の効果は、つぎの通
り考えられる。
り考えられる。
(1) 濃度平衡の観点よりの考察
上2式の右辺の不飽和炭化水素〔イソブチレン3CHz
−C(CHs)z )より、飽和炭化水素〔イソブタン
3CH3CI (CH3)ア〕の方が蒸気圧が高く、従
って基板上の反応界面では蒸気圧の高い方が拡散しやす
いため濃度が下がる。そのために本発明の反応は右辺の
方向に進行する。
−C(CHs)z )より、飽和炭化水素〔イソブタン
3CH3CI (CH3)ア〕の方が蒸気圧が高く、従
って基板上の反応界面では蒸気圧の高い方が拡散しやす
いため濃度が下がる。そのために本発明の反応は右辺の
方向に進行する。
(2)温度平衡の観点よりの考察
上記の反応はいずれも発熱反応で、発熱により反応は左
辺の方向に進もうとするが、本発明の場合は熱伝導率の
大きい水素により反応によって生じた熱を除去すること
により、反応を右辺の方向に継続させることができる。
辺の方向に進もうとするが、本発明の場合は熱伝導率の
大きい水素により反応によって生じた熱を除去すること
により、反応を右辺の方向に継続させることができる。
以上の作用により、成長速度はつぎの第4図に示される
ように従来例の3〜4倍となる。
ように従来例の3〜4倍となる。
第4図は水素流量に対する成長速度を示す関係図である
。
。
第1図は本発明を実施するプラズマ処理装置の側断面図
である。
である。
図において、1は反応容器で、排気口2より通常の排気
系により排気される。
系により排気される。
3はハロゲンガス導入口、4は電極、5はステージ、6
は被成長基板、7は高周波(RP)電源である。
は被成長基板、7は高周波(RP)電源である。
成長する金属にアルミニウム(AI)、半導体層に珪素
(st)N、絶縁層に二酸化珪素(Sift)、または
窒化珪素(SiJ*)を用いたときのプラズマ処理の条
件の一例はつぎのようである。
(st)N、絶縁層に二酸化珪素(Sift)、または
窒化珪素(SiJ*)を用いたときのプラズマ処理の条
件の一例はつぎのようである。
BC1a流量: 30 SCCM
圧力 : 0.1〜0.2 TorrRF電力 :
10ow RF周波数: 13.56 MHz 処理時間:10〜30秒 第2図(1)、(2)は本発明の詳細な説明する断面図
である。
10ow RF周波数: 13.56 MHz 処理時間:10〜30秒 第2図(1)、(2)は本発明の詳細な説明する断面図
である。
第2図(11において、Si基板21上に被着された絶
縁層のSi0g層22に開口部23が形成されてSi基
板21が露出されている。
縁層のSi0g層22に開口部23が形成されてSi基
板21が露出されている。
この開口部23のSi基板21上にのみ、本発明の選択
成長方法によりAIパターン24を形成する。
成長方法によりAIパターン24を形成する。
まず、上記のプラズマエツチングを行い、開口部23の
Si基板21上にのみ活性点を形成する。
Si基板21上にのみ活性点を形成する。
つぎに、CVD法により、TIBAをHeでバブリング
してIOSCCM、H!を100 SCCM導入して、
圧力1〜5 Torr、 300〜340℃で、AI
パターン24を成長する。
してIOSCCM、H!を100 SCCM導入して、
圧力1〜5 Torr、 300〜340℃で、AI
パターン24を成長する。
第2図(2)は、Si基板21上に形成された^lパタ
ーン21′が開口部の下地になっている場合を示す。
ーン21′が開口部の下地になっている場合を示す。
以上の方法により、配線層は開口部23のパターン通り
に形成されるため、リソグラフィを用いたA1層のパタ
ーニングは不要となる。
に形成されるため、リソグラフィを用いたA1層のパタ
ーニングは不要となる。
第3図(1)、(2)は本発明の他の応用例を説明する
斜視図である。
斜視図である。
第3図(1)において、31は基板上に形成されたSi
J、層、32はAI配線パターン、33は眉間絶縁層で
5tJ4層、34はSt J、層の開口部で^1配線パ
ターンが露出している。
J、層、32はAI配線パターン、33は眉間絶縁層で
5tJ4層、34はSt J、層の開口部で^1配線パ
ターンが露出している。
開口部34を覆って、基板全面に厚さ100〜200人
の多結晶珪素(ポリSi)層を成長し、通常のりソグラ
フィを用いてパターンしてポリStパターン35を形成
する。
の多結晶珪素(ポリSi)層を成長し、通常のりソグラ
フィを用いてパターンしてポリStパターン35を形成
する。
ここで、BC1+に、よるプラズマエツチングを行い、
ポリSiパターン35上にのみ活性点を形成する。
ポリSiパターン35上にのみ活性点を形成する。
第3図(2)において、前記第2図(2)のCVD法に
よりポリSiパターン35上にのみA1パターン36を
成長する。
よりポリSiパターン35上にのみA1パターン36を
成長する。
このようにして、ポリSi層の段階でのバターニングに
より、^l配線が可能であるため、A1層のバターニン
グが不要となり、プロセスを簡略化できる。
より、^l配線が可能であるため、A1層のバターニン
グが不要となり、プロセスを簡略化できる。
以上詳細に説明したように本発明によれば、配線層の選
択成長が可能となり、配線層のパターニングが不要とな
り、プロセスが簡略化される。
択成長が可能となり、配線層のパターニングが不要とな
り、プロセスが簡略化される。
さらに原料ガスに水素を混合したCVD法により、アル
ミニウムの成長速度が大きくなり、複雑な段差被覆が容
易となった。
ミニウムの成長速度が大きくなり、複雑な段差被覆が容
易となった。
第1図は本発明を実施するプラズマ処理装置の側断面図
、 第2図(1)、(2)は本発明の詳細な説明する断面図
・ 第3図(1)、(2)は本発明の他の応用例を説明する
斜視図、 第4図は水素流量に対する成長速度を示す関係図である
。 図において、 1は反応容器、 2は排気口、 3はハロゲンガス導入口、 4は電極、 5はステージ、 6は被成長基板、 7はRF電源
、 第2図(1)、(2)は本発明の詳細な説明する断面図
・ 第3図(1)、(2)は本発明の他の応用例を説明する
斜視図、 第4図は水素流量に対する成長速度を示す関係図である
。 図において、 1は反応容器、 2は排気口、 3はハロゲンガス導入口、 4は電極、 5はステージ、 6は被成長基板、 7はRF電源
Claims (2)
- (1)被成長基板をハロゲン化物を用いてエッチングし
、被成長基板上の被成長領域にのみ選択的に活性点を形
成し、該被成長領域にのみ選択的に金属の気相成長を行
うことを特徴とする選択気相成長方法。 - (2)前記気相成長が、有機金属と水素を混合して前記
被成長基板上に導き、該有機金属の熱分解により金属を
前記被成長領域上に析出することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の選択気相成長方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4582686A JPH07110992B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 選択気相成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4582686A JPH07110992B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 選択気相成長方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62202079A true JPS62202079A (ja) | 1987-09-05 |
JPH07110992B2 JPH07110992B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=12730044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4582686A Expired - Lifetime JPH07110992B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 選択気相成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07110992B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02170419A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-02 | Nec Corp | Al―Cu合金薄膜形成方法 |
JPH03122279A (ja) * | 1989-09-09 | 1991-05-24 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
JPH03122278A (ja) * | 1989-09-09 | 1991-05-24 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
-
1986
- 1986-03-03 JP JP4582686A patent/JPH07110992B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02170419A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-02 | Nec Corp | Al―Cu合金薄膜形成方法 |
JPH03122279A (ja) * | 1989-09-09 | 1991-05-24 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
JPH03122278A (ja) * | 1989-09-09 | 1991-05-24 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07110992B2 (ja) | 1995-11-29 |
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