JPS62239526A - 金属被膜のエピタキシヤル成長方法 - Google Patents
金属被膜のエピタキシヤル成長方法Info
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
半導体基板に配線膜としてＡｔ膜等の金属被膜を成長す
る場合、従来のＣＶＤ法による成長では段差被覆は良好
であるが、ダレインの大きさが不規則で、密度が小さく
、表面が粗であるため、微細パターンの形成は困難であ
った。そのための改善方法として、最初にスパッタ膜を
薄く被着して成長核を形成することにより、ＣＶＤ法で
エピタキシャル成長が可能となった。
る場合、従来のＣＶＤ法による成長では段差被覆は良好
であるが、ダレインの大きさが不規則で、密度が小さく
、表面が粗であるため、微細パターンの形成は困難であ
った。そのための改善方法として、最初にスパッタ膜を
薄く被着して成長核を形成することにより、ＣＶＤ法で
エピタキシャル成長が可能となった。
本発明はＡｔ膜等の金属被膜を半導体基板等の被成長基
板上にエピタキシャル成長する方法に関する。
板上にエピタキシャル成長する方法に関する。
半導体デバイスの製造には、Ａｔ膜等の金属被膜を配線
層として多用しているが、近年デバイスの微細化の要請
より、緻密で滑らかな表面をもつ金属被膜の成長方法が
望まれる。そのためには金属被膜をエピタキシャル成長
で形成できれば理想的である。
層として多用しているが、近年デバイスの微細化の要請
より、緻密で滑らかな表面をもつ金属被膜の成長方法が
望まれる。そのためには金属被膜をエピタキシャル成長
で形成できれば理想的である。
本発明においては、金属被膜として最も広く使用されて
いるＡｔ膜を例にとって説明する。
いるＡｔ膜を例にとって説明する。
従来より、Ａｔ膜の成長には大別して蒸着法と、スパッ
タ法と、ＣＶＤ法とがある。
タ法と、ＣＶＤ法とがある。
蒸着法は成膜粒子の飛来が直線的であるため、段差被覆
が困難であるため、微細化パターン形成に対しては主と
して後２者が用いられる場合が多くなった。
が困難であるため、微細化パターン形成に対しては主と
して後２者が用いられる場合が多くなった。
スパッタ法による被膜は緻密であるが、成長速度が遅く
、蒸着の場合と同様の理由により段差被覆が困難である
。
、蒸着の場合と同様の理由により段差被覆が困難である
。
一方、ＣＶＤ法による被膜は前記のようにグレインの大
きさが不規則で、密度が小さく、表面が粗であるため、
この点からは微細パターンの形成には不利であるが、Ｃ
ｖＤの性質より等方的に被膜形成が行われるため段差被
覆がよく、この点では微細パターンの形成に有利である
。
きさが不規則で、密度が小さく、表面が粗であるため、
この点からは微細パターンの形成には不利であるが、Ｃ
ｖＤの性質より等方的に被膜形成が行われるため段差被
覆がよく、この点では微細パターンの形成に有利である
。
（発明が解決しようとする問題点〕
従来のＣＶＤ−Ａ ｌ膜はグレインの大きさが不規則で
、密度が小さく、表面が粗である。
、密度が小さく、表面が粗である。
上記問題点の解決は、被成長基板上にスパッタ法により
金属被膜を成長する工程と、該金属被膜の上にＣＶＤ法
により金属被膜をエピタキシャル成長する工程とを含む
金属被膜のエピタキシャル成長方法により達成される。
金属被膜を成長する工程と、該金属被膜の上にＣＶＤ法
により金属被膜をエピタキシャル成長する工程とを含む
金属被膜のエピタキシャル成長方法により達成される。
この場合、成長核となるスパッタ膜の表面をスパッタエ
ツチングしてから、エピタキシャル成長してもよい。
ツチングしてから、エピタキシャル成長してもよい。
さらに、前記金属被膜がＡｔ膜である場合は、前記エピ
タキシャル成長は原料ガスとして有機アルミニウムを用
い、被成長基板を４００℃以上に加熱して行うとエピタ
キシャル成長が可能となる。
タキシャル成長は原料ガスとして有機アルミニウムを用
い、被成長基板を４００℃以上に加熱して行うとエピタ
キシャル成長が可能となる。
本発明は成長核となる最初の５０〜１００人の厚さの金
属被膜を緻密な成膜を得るスパッタ法により形成し、こ
の上に有機金属を用いたＣＶＤ ｒ＆により金属被膜を
エピタキシャル成長することにより、グレインが揃った
、密度が大きい、表面が滑らかな成膜を得ることができ
ることを利用したものである。
属被膜を緻密な成膜を得るスパッタ法により形成し、こ
の上に有機金属を用いたＣＶＤ ｒ＆により金属被膜を
エピタキシャル成長することにより、グレインが揃った
、密度が大きい、表面が滑らかな成膜を得ることができ
ることを利用したものである。
Ａｔ膜の場合、通常のＣＶＤの温度２６０〜３４０℃に
比べて、４００〜５００℃程度と高温にするとエピタキ
シャル成長が可能となり、成膜の密度、表面状態が改善
される。
比べて、４００〜５００℃程度と高温にするとエピタキ
シャル成長が可能となり、成膜の密度、表面状態が改善
される。
図は本発明を実施するエピタキシャル成長装置の側断面
図である。
図である。
図において、１は成長室で、排気口２より通常の排気系
により排気される。
により排気される。
３はガス混合容器兼シャワーで、４より原料ガスが、５
より水素が導入される。
より水素が導入される。
成長室１内のサセプタＧ上には被成長基板７が載せられ
、ヒータ８で加熱される。
、ヒータ８で加熱される。
９はスパック用のＡＩツタ−ットで、スパッタ時には被
成長基板７上にあり、エピタキシャル成長時には被成長
基板７上より退避できる構造となっている。
成長基板７上にあり、エピタキシャル成長時には被成長
基板７上より退避できる構造となっている。
被成長基板７はサセプタ６を経由してＲＦ電源１０、バ
イアス電ＳＯと電気的に接続され、ターゲット９は接地
されている。
イアス電ＳＯと電気的に接続され、ターゲット９は接地
されている。
石英カバー１２は、スパッタ時には被成長基板７より下
側に退避し、エピタキシャル成長時には被成長基板７の
周囲を覆い、成長元素が成長室１の壁や、退避したター
ゲット９や、電源と成長室間の絶縁物等に被着するのを
防止する。
側に退避し、エピタキシャル成長時には被成長基板７の
周囲を覆い、成長元素が成長室１の壁や、退避したター
ゲット９や、電源と成長室間の絶縁物等に被着するのを
防止する。
つぎに、この装置を用いてＡｔ膜をエピタキシャル成長
する本発明の詳細な説明する。
する本発明の詳細な説明する。
■ 被成長基板７として珪素（Ｓｉ）基板を用い、この
上に通常のスパッタ法により成長核として厚さ５０〜１
００人のスパッタＡｌ膜を成長する。
上に通常のスパッタ法により成長核として厚さ５０〜１
００人のスパッタＡｌ膜を成長する。
スパッタ条件は、スパッタガスとしてアルゴン（八ｒ）
を用い、これを１０− ’Ｔｏｒｒに減圧して、基１反
７とＡｔターゲット９間にＲＦ電源１ｏにより周波数１
３．５６ＭＨｚ（７）電力を基板光たり３００〜５ｏｏ
Ｉｌｌ加える。
を用い、これを１０− ’Ｔｏｒｒに減圧して、基１反
７とＡｔターゲット９間にＲＦ電源１ｏにより周波数１
３．５６ＭＨｚ（７）電力を基板光たり３００〜５ｏｏ
Ｉｌｌ加える。
さらに基板バイアスとしてバイアス電源１）により・基
板７に−２００〜−５００ｖを加える。
板７に−２００〜−５００ｖを加える。
■ 次工程のエピタキシャル成長を行う前にバ・イアス
スバッタによりスパッタ月収の表面をエツチングする。
スバッタによりスパッタ月収の表面をエツチングする。
バイアススパッタによるエツチング条件は、エツチング
ガスとしてＡｒを用い、これを１０− ”Ｔｏｒｒに減
圧して、基板７とターゲット９間にＲＦ電源ｌＯにより
周波数１３．５６ＭＨｚの電力を基板光たり３００〜５
００Ｗ加え、さらに基板バイアスとしてバイアス電源１
）により基手反７に−２００〜−５００ｖを力■える。
ガスとしてＡｒを用い、これを１０− ”Ｔｏｒｒに減
圧して、基板７とターゲット９間にＲＦ電源ｌＯにより
周波数１３．５６ＭＨｚの電力を基板光たり３００〜５
００Ｗ加え、さらに基板バイアスとしてバイアス電源１
）により基手反７に−２００〜−５００ｖを力■える。
このスパッタによるエツチングは、この装置のようにス
パッタ後真空を破らないでつぎのエピタキシャル成長が
行える場合は省略してもよい。
パッタ後真空を破らないでつぎのエピタキシャル成長が
行える場合は省略してもよい。
■ 有機金属を用いたＣＶＤ法により厚さ５０００人の
Ａｌ膜をスパッタＡｌ膜の上にエピタキシャル成長する
。
Ａｌ膜をスパッタＡｌ膜の上にエピタキシャル成長する
。
有機金属として、ＴＩＢＡ （Ａｌ（ｉ−ＣｔＨｑ）ｚ
、１−ＣＪｑはイソブチル基〕を用い、これをヘリウ
ムでバブＩＪ ７グしテＩＯＳＣＣＭ、水素を０〜１）
００５ＣＣ成長室に導入して圧力１〜５ Ｔｏｒｒに減
圧し、４００〜５ｏｏ′ｃで成長した。
、１−ＣＪｑはイソブチル基〕を用い、これをヘリウ
ムでバブＩＪ ７グしテＩＯＳＣＣＭ、水素を０〜１）
００５ＣＣ成長室に導入して圧力１〜５ Ｔｏｒｒに減
圧し、４００〜５ｏｏ′ｃで成長した。
実施例においては、金属被膜としてＡｔについて説明し
たが、これの代わりにその他の金属、例えばタングステ
ン、あるいはモリブデン等についても本発明の要旨は変
わらない。これらの場合の成長はそれぞれの金属のハロ
ゲン化物、あるいはΔｌの場合と同様に金属の有機化合
物を用いて行うことができる。
たが、これの代わりにその他の金属、例えばタングステ
ン、あるいはモリブデン等についても本発明の要旨は変
わらない。これらの場合の成長はそれぞれの金属のハロ
ゲン化物、あるいはΔｌの場合と同様に金属の有機化合
物を用いて行うことができる。
以上詳細に説明したように本発明によるエピタキシャル
成長ＡＩ膜は密度が大きく、表面が滑らかであり、かつ
ＣＶＤ本来の特徴である段差被覆がよく、従って微細加
工に適した膜質が得られる。
成長ＡＩ膜は密度が大きく、表面が滑らかであり、かつ
ＣＶＤ本来の特徴である段差被覆がよく、従って微細加
工に適した膜質が得られる。
図は本発明を実施するエピタキシャル成長装置の側断面
図である。 図において、 工は成長室、 ２は排気口、 ３はガス混合容器兼シャワー ４は原料ガス導入口、 ５は水素導入口、 ６はサセプタ、７は被成長基板
、 ８はヒータ、
図である。 図において、 工は成長室、 ２は排気口、 ３はガス混合容器兼シャワー ４は原料ガス導入口、 ５は水素導入口、 ６はサセプタ、７は被成長基板
、 ８はヒータ、
Claims (3)
- （１）被成長基板上にスパッタ法により金属被膜を成長
する工程と、 該金属被膜の上に化学気相成長（ＣＶＤ）法により金属
被膜をエピタキシャル成長する工程 とを含むことを特徴とする金属被膜のエピタキシャル成
長方法。 - （２）前記金属被膜がアルミニウム（Ａｌ）膜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属被膜の
エピタキシャル成長方法。 - （３）前記エピタキシャル成長は、原料ガスとして有機
アルミニウムを用い、被成長基板を４００℃以上に加熱
して行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
金属被膜のエピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61083375A JP2559703B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 配線膜のエピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61083375A JP2559703B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 配線膜のエピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62239526A true JPS62239526A (ja) | 1987-10-20 |
| JP2559703B2 JP2559703B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=13800670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61083375A Expired - Lifetime JP2559703B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 配線膜のエピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559703B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02152227A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-12 | Nec Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH05109655A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-30 | Applied Materials Japan Kk | Ｃｖｄ−スパツタ装置 |
| US7670469B2 (en) * | 2000-01-18 | 2010-03-02 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for making integrated-circuit wiring from copper, silver, gold, and other metals |
| CN113684537A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-11-23 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 金属有机化学气相沉积设备及使用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54154291A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-05 | Itt | Method of forming aliminum conductor path |
| JPS5683026A (en) * | 1979-11-08 | 1981-07-07 | Itt | Metallizing treatment for semiconductor device |
| JPS61230320A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-14 | Fujitsu Ltd | アルミニウム膜の成長方法 |
| JPS61264175A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Ｃｖｄ装置 |
-
1986
- 1986-04-11 JP JP61083375A patent/JP2559703B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54154291A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-05 | Itt | Method of forming aliminum conductor path |
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| CN113684537A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-11-23 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 金属有机化学气相沉积设备及使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2559703B2 (ja) | 1996-12-04 |
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