JPS6345373A - ケイ素高含有ケイ化タングステンを付着させる方法 - Google Patents

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】 （Ｓｉ２Ｈ６）、トリシラン（Ｓｉ３Ｈｓ）等の高級シ
ランを用いたケイ崇高含有ケイ化タングステン形成のた
めの低温低圧化学蒸着技術に関するものである。

Ｂ、従来技術 超小型電子技術産業では、超硬金属ケイ化物皮膜がます
ます普及の度を増している。たとえば、ＭＯ５ＦＥＴ産
業では、これらのケイ化金属皮膜を下の多結晶シリコン
層上に付着させることにより、シリコン・ゲート技術に
おける多結晶シリコン・ゲート電極抵抗を減少させるた
めに使用される。これらのケイ化金属皮膜は、高い電導
性、高い加工温度に対する抵抗性、不動！ご化のための
酸化性、乾式エツチングによるパターン付けの容易さ、
加工化学薬品との適合性、ならびに適切な接着性および
表面形態を有する。特に、ケイ化タングステンは、抵抗
率が低く、加工性にすぐれるため、デバイス中の導電層
として用いるのに適した材料である。この材料は、接点
用材料や、回路上のデバイス間の相互接続材料として用
いられているが、将来は金属エミッタとしても使用され
るものと考えられる。

超硬金属のケイ化物は、長年にわたり、各種の方法を用
いて開発されて来た。たとえば、金属とシリコンとを適
当な蒸着速度で同時蒸着させた後、高温でアニーリング
してケイ化金属を形成することができる。しかし、この
方法には、上のケイ化金属層と、下のシリコン層との接
着が悪い等の問題がある。この接着の問題は、一部には
同時蒸着中の組成の制御が不十分であることに原因する
。

さらに、この方法は、製造工程で使用した場合、スルー
ブツトが十分でない。

ケイ化金属皮ｒＡを形成するもう１つの方法は、米国特
許第４２１８２９１号明細書に開示されたものである。

この方法は、遷移金属のターゲットをスパッタリングし
て、金属原子を形成させ、同時にシランまたはジシラン
等の水素化ケイ素を気体状態で使用する。この水素化ケ
イ素は、不活性ガス雰囲気でスパッタリング中に形成し
たプラズマにより分解される。スパッタリングした金属
原子は、気体状の反応性物質と反応して、気体状のケイ
化金属を生成する。このケイ化金属は基板上に付着する
。次に非酸化性雰囲気で熱処理を行ない、ケイ化金属の
抵抗率を減少させる。

プラズマを用いる方法は、プラズマ中にあるものは何で
も、付着皮膜中にとり込まれるため、皮膜が汚染するこ
とが多い、さらに、ケイ化物皮膜中には大量の水素が導
入されたり、これらの皮膜にピンホールを生じたりする
ことが多い。このため、シリコンまたはケイ化金属を付
着する場合、プラズマ法を避ける傾向がある。特に、ケ
イ化金属をシリコン表面に接触°させる場合シリコン上
にケイ化金属が形成される前に、プラズマによりシリコ
ンが損傷を受けるため、そういえる。

ケイ化金属を形成するもう１つの方法は、低圧化学蒸着
（ＬＰＧＶＤ　）で、下記の２つの参照文献に記載され
ている。

Ｄ、　Ｌ、　Ｂｒｏｒｓ等、”ソリッドステート技術（
５ｏｌｉｄＳｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）”、
ＢＰ、　　１８３−１８３．１９８３年４月。

Ｋ、　Ｃ，Ｓａｒａｓｗａｔ等、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ
ａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ　　Ｄｅｖｉｃ
ｅｓ、　　Ｖ　ｏ　　ｌ　　、　　Ｅ　Ｄ　−３０、Ｎ
Ｏ＋１１、ｐ、１４９７〜１５０５．１９８３年１１月
。

特に、ケイ化タングステンはこの方法で製造されており
、原料ガスはシランおよび六フッ化タングステン（ＷＦ
、）である、この方法に通常用いられる装置はＧｅｎｕ
ｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＧｅｎｕｓ　Ｔｏｏｌ
である。この装置はコールド・ウォール／ホット・サセ
プタ反応装置で、これらの原料は圧力２００ミリトル、
温度４２５℃のＬＰＧＶＤ条件下で熱分解する。この装
置でのガスの流速はＷＦ６が約２０ｓｅｃｍ（既知の温
度および圧力における、標準立方センナメートル）、５
ｉ８４が１０１０００ｓｅである。付着させた状態のケ
イ化タングステンの化学ユは、ＷＳｉ２，２〜２．５の
範囲であることが必要で、これは付着させた状態の皮膜
をアニーリングした後に得られる必要なＷＳＩ２相と比
較してＳｉ含有二が高い。これは、ケイ化物をアニーリ
ングしたときに生じる空隙および亀裂の形成を避け、層
の剥＝を防止するために必要である。

シランを原料としてケイ素を導入することは、この方法
ではシランの流速をきわめて高くする必要があるため、
効率が非常に悪い。シランは爆発性が高く、危険である
ため、このように流速を高くすることは工程のために有
害である。さらに、ＷＦ、を中和する従来のスクラバは
シラン・ガスを解難するとは限らないので、大量のシラ
ンな処理することは安全性の問題を生じる。この排出ガ
スは、適切に希釈するか、製品と反応させない限り、空
気に接触すると燃焼または爆発する傾向がある。また、
原料の使用効率が悪いため、大量にシランが消費され、
コストが高くなる。

加工の立場から見ると、このＣＶＤ法には別の問題があ
る。理想的には、２成分ＣＶＤ法では、原料ガスの比率
を調整することにより、得られる皮膜の化学量を調整す
ることが望ましい。しかし、この方法は、シラン・ガス
がきわめて安定な状態の温度範囲で行なうため、それ自
体で分解して皮膜を形成することはない。シランの分解
を起こすためには、ＷＦ６の存在を必要とする。したが
って、皮膜成長速度はＷＦ６ガス供給量に比例して変化
するが、ＳｉＨ４には実質的に無関係である。

このため、ＷＦ６の供給量を変化させるとシリコンとタ
ングステンの両方の成長速度が変化するのに対し、シラ
ンの供給量を変化させても、はとんど、またはまったく
影響が無いため、皮膜の化学量を調整することが困難に
なる。

これらの問題に対処するため、ジシラン、トリシラン等
の高級シランが、有害な汚染や安全問題を生じることな
く、皮膜を形成するような方法で、低圧ＣＶＤ法に用い
ることができることが発見された。これらを用いれば、
装置に使用するポンプに対する必要条件が緩和され、付
着した皮膜の汚染が減少する。さらに、気相核形成の可
能性も減少する。

高級シランをケイ化金属の形成、特に熱により駆動され
るＣＶＤシステムにおいて、ケイ化タングステンの形成
に使用することは、従来技術では行なわれても、提案さ
れてもいない。しかし、他のプラズマまたはレーザを用
いる方法では、シランとジシランの両方が用いられてい
ることが認められている。この方法は、たとえば、米国
特許第４３６３８２８号および第４４９５２１８号明細
書に開示されている。これらの明細書は、ケイ化金属の
形成は行なわず、非晶質シリコンまたは絶縁皮膜の形成
を意図するものである。原料ガスの解離にプラズマまた
はレーザ光線を使用する場合は、大量の電力が利用でき
るため、各種の原料ガスを用いることができる。たとえ
ば、プラズマまたはレーザを用いたシステムに人力する
エネルギーは非常に高く、熱によるＣＶＤシステムより
何桁も大きい（約２００倍）ため、シランまたはジシラ
ンを使用することができる。したがって、プラズマまた
はレーザを用いるシステムでは、入力エネルギーは原料
ガスを分解するために調整される。

しかし、これに反して、熱によるＣＶＤシステムで利用
できるエネルギーは非常に小さいため、原料ガスの選択
の範囲が狭い。１例として、米国特許第４２８３４３９
号および第４３５９４９０号明細書には、シラン・ガス
のみを用いたＣＶＤ法によるケイ化金属皮膜の形成につ
いて記載されている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 この発明で用いられる温度および圧力の範囲では、ジシ
ランはそれ自体で分解してケイ化タングステン皮膜が成
長することはない。ケイ化金属皮膜生成のためには、あ
る種の共働現象があり、ＷＦ６が存在すると、ガスと基
板との境界面でＷＦ８とジシランとの間に相互作用が生
じる。したがって、この知識なしには高級シランを用い
る理由がない。

さらに、ジシランは通常、気相における核形成がシラン
より速いと考えられている。低圧ＣＶＤの工程中に、気
相核形成が生じると有害であり、付着した皮膜にピンホ
ールや欠陥を形成する。しかし、本願発明者は、シラン
を用いた場合の気相核形成の可能性は、ジシランを用い
た場合より大きいことを発見した。これはおそらくジシ
ランの流速が著しく減少することは、ジシランの必要量
がシランに比較して著しく減少することｔＱ昧するため
と考えられる。したがって、この方法にジシランまたは
他の高級シランを使用することを避ける傾向があるが、
発明者は実際に、シランの代りにジシランまたはトリシ
ランを使用すると、気相核形成の可能性が減少すること
を発見した。

ジシランの流速はシランの流速に比較して著しく減少さ
せることができるので、ケイ素含有皿の高い付着したま
まの皮膜を形成するにもかかわらず、加工装置をきわめ
て簡単にすることができる。

さらに、大量のガスの流れにより汚染物質が運び込まれ
る可能性は少くなり、この技術により付着するケイ化タ
ングステン皮膜は、シランなケイ素供給源として使用し
て付着させたものよりすぐれている。この方法は、存在
するジシランの二が著しく少いため、シランを用いる方
法より安全である。ＷＦ６と高級シランの共働効果が増
強されるので、ジシランの流速を高める必要なく、ケイ
素含有量の高いケイ化タングステン皮膜が形成されると
考えられる。

したがって、この発明の主目的は、ケイ化タングステン
皮膜形成のための、改良されたＬＰＣＶＤ法を提供する
ことにある。

この発明の他の目的は、高級シラン類を使用して、低圧
、低温でケイ化タングステン皮膜を形成するためのＬＰ
ＣＶＤ法を提供することにある。

この発明の他の目的は、安全性を高めた、ケイ化タング
ステン形成のための改良された方法を提供することにあ
る。

この発明の他の目的は、皮膜の品質が、従来技術に用い
られるものよりすぐれたケイ化タングステン皮膜を形成
するための低圧ＣＶＤ法を提供することにある。

Ｄ３問題点を解決するための手段 この発明を実施するに当たり、原料ガスに高級シランお
よびＷＦ６を用いてケイ化タングステンを形成するのに
、低圧の熱および化学ＣＶＤ法を使へする。付着したｖ
、態のケイ化タングステンは、ケイ素含有量が高く、化
学量はＷＳ１２．２〜２．５の範囲である。

反応器は低圧、低温のコールド・ウォール式で、原料ガ
ス（ジシランまたはトリシランおよび六フッ化タングス
テン）を反応室内に導入する。反応室内でこれらのガス
が反応し、基板上に均一な厚みのケイ化タングステン皮
膜が付着する。ｙ７Ｃｎガスは室温でサセプタに向かっ
て注入する。全圧が低いため、加熱したサセプタ上の基
板に原料ガスが衝突する前に、ガスはほとんどまたはま
ったく加熱されない、この不均一反応（ガスとサセプタ
の境界面）により皮膜が形成する。

これらの目的、特長および利点を、下記の実施例を参照
して詳細に説明する。

Ｅ、実施例 この発明の方法では、付着させたままの試態では、ケイ
素含有量の多いケイ化タングステン皮膜を付着させるの
に低圧ＣＶＤを用いる。シリコンの原料ガスとしては、
ジシラン、トリシラン等の高級シランを使用する。

この発明では、コールド・ウォール／ホット・サセプタ
装置を使用し、Ｗの原料はＷＦ６とする。

ケイ素供給源は一般にジシラン（Ｓ　ｊ２Ｈｅ）または
トリシラン（Ｓｉ、３Ｈｓ）である。これより高級なシ
ランを用いることもできるが、ジシランまたはトリシラ
ンを上回る利点はごくわずかである。

装置内の全圧力は約０．０５〜１トルの範囲であり、サ
セプタの温度はほぼ室温から４００℃未満の範囲とする
。好ましいサセプタ温度は２００ないし３００℃、好ま
しい圧力は５０ないし５００ミリトルである。ＷＦ６の
流速は約２５ｓｅｃｍ未満、高級シランの流速は一般に
５ＱＱｓｃｃｍ未満である。〜■Ｆ６の流速は約５ない
し１５ｓｅｃｍが好ましく、Ｓｉ２Ｈ６の流速は１００
ないし２００ｓｅｃｍが好ましい。５ｉ３）ＩＢの場合
は５０ないし１５０ｓｃｃｍの流速が好ましい。

この発明を実施する装置を第１図に示す。これは、Ｇｅ
ｎｕｓ社からＧｅｎｕｓ８３０１システムの商品名で発
売されている装置の略図である。

この装置は低圧、低温コールド・ウォール式化学蒸着装
置で、特にシリコンまたはドーピングしたシリコン・ウ
ェーハ等の基板上に、ケイ化タングステンを付着させる
ように設計されたものである。

この装置は第１図に略図で示したプロセス・キャビネッ
トと、エレクトロニクス・キャビネット（図示されてい
ない）の２つのキャビネット、高周波発生装置、および
にれだ位置にあるベイン・ポンプ／油濾過アセンブリで
構成される。

第１図に詳細を示すように、プロセス・キャビネット１
０は、プロセス・チェンバ１２、ポンプ装置、ガス分配
装置、基板／ターレット加熱装置、自動ウェーハ操作装
置、差動シール・ポンプ、ブロア、および電子制御装置
で構成される。ウェーハ１４は自動操作アームにより、
プロセス・チェンバ１２に装入される。ターレット１６
は石英ランプで加熱され、温度は赤外線センサ・アセン
ブリ１８で検出される。ガス、すなわちジシラン、トリ
シラン等と、六フッ化タングステンｗＦ６は、プロセス
・チェンバ１２中で反応し、ウェーハ１４上に均一なケ
イ化タングステン皮膜を付着させる。この装置は、ブロ
ア２０およびベーン・ボンプ２２の助けにより１０ミリ
トル未満の基本圧力で作動する。ブロア２０およびポン
プ２２は、排気ボート２４とプロセス・チェンバ１２の
間に接続され、プロセス・チェンバ１２はファンネル・
バルブ２６と、高真空バルブ２８に接続される。

差動シール・ポンプにより、大気と、チェンバ内の圧力
間の真空の完全性が保たれる。チェンバの壁は水冷によ
り低温に維持される。壁の温度が低いことにより、気相
核形成および壁面への付着が防止され、熱による付着は
、ウェーハ１４の表面のみに行なわれる。プロセス・チ
ェンバ１２のＮＦ３プラズマによる洗浄のため、高周波
発生装置（図示されていない）を使用する。

この装置は、上記のキャビネットの制御により、自動ま
たは手動で操作される。キャビネットの制御モジュール
は、タッチ・パネルＣＲＴおよびフロッピー・ディスク
・ドライブからなり、メニュ形式の表示によりユーザと
連絡をとる。温度、圧力およびガス流量等の工程情報を
含むソフトウェア・プログラムは、メーカにより提供さ
れる。これらの情報はディスクに記憶されている。自動
モードでは、装置によりウェーハが装入され、操作を中
断せずに加工し、排出するが、手動モードでは、装入、
加工、および排出はそれぞれ個別に行なわれる。

下記の説明では、気体のケイ素供給源はジシラン（Ｓｉ
ｚＨｅ）、金Ｉｆ４源は六フッ化タングステン（’ｖＶ
　Ｆ　ａ　）である。これらのガスは常温では安定な混
合物を形成し、自然反応は起らない。ケイ化タングステ
ン皮膜の形成を導く可能性のある不均一系（ガス／サセ
プタ境界面）反応は下記のとおりである。

Ｗ　Ｆ　ｅ　（ｇ　）　＋　＊→〜Ｖ（ａ）＋６Ｆ（ａ
）（１）Ｓ　　１２１（ａ（ｇ　　）　　＋　　ン：Ｃ
→　Ｓ　　ｉ　　２＋１６（ａ　　）−５ｉ　ｘ　Ｉｌ
　ｙ　（ａ　）　＋　Ｓ　ｌ　７−Ｘ　（ａ　）　＋（
６ｙ）Ｈ（ａ）　　　　　　　　　　　　　（２）Ｓｉ
（ａ）＋４Ｆ（ａ）→ＳｉＦ４（ｇ）　　（３）Ｈ（ａ
　）　＋　Ｆ　（ａ　）　→ＨＦ　（ｇ　）　　　　　
　（４）これらの式で用いたアステリクス（＊）は、ガ
スがウェーハ１４の表面に付着することができる活性吸
着領域を示す。（ａ）は吸着した物質を、（ｇ）は気体
物質を示す０反応１はオージェ分光分析（ＡＥＳ）およ
び光電分光分析（ＰＥＳ）により観察され、Ｕ　ＨＶで
ＷＦ６が露出した５ｉ（１００）ウェーハに吸着され、
この初期段階の後、フッ素をシリコンの表面に移動させ
ることがわかった。ＷおよびＦにより表面が完全に覆わ
れると、ＷＦ６吸着工程は自己不動態化性であるため、
活性の（露出した）吸着領域の存在が必要なことが記憶
されている。成長工程の初期段階以後の機構については
、運動速度データも、シランの表面における分解の経過
も知られていないため、幾分推論的である。したがって
、この方法において、ジシランからのシリコンの取込み
が増大することを説明するのに、いくつかの異なる説が
ある。

反応（１）〜（４）から、ケイ素を含有する物質の吸着
／解離反応（２）がシランに比較してジシランの場合の
ほうが増強されると、Ｓｉの取込みが増大すると予想さ
れる。一方、・加熱した基板上のジシランの解に吸着に
より生成した不特定の断片により、表面からフッ素およ
び水素がより効率的に除去され、さらに皮膜形成が行な
われるための自由な吸着領域の存在が増大する。Ｓｉの
取込みが増大するａｈｉに関する唯一のモデルに到達す
るには、この複雑な系の表面反応運動部に基づく詳細な
研究が必要である。不均一系反応を考慮しなければ、反
応表面から放出される物質の性質によって、この工程に
は均一（気相）化学反応が加わることができる。ジシラ
ンの使用により、ケイ素の取込みの速度を支配するどの
工程が直接増強されるかについての正確な予測は完全に
行なわれていない。

第２図ないし第５図によりわかるように、維持可能な最
低のジシランの流速であっても、得られるケイ化タング
ステン皮膜はやはりケイ素の含有量が高かった。ジシラ
ンの流量を２００ｓｅｃｍ未満に低下させると、皮膜の
付着速度が著しく減少する。ジシランの流量をさらに減
少させ、しかも適当な成長速度を維持するためには、水
素の注入を利用することができる。これにより、ＷＦ６
原料の水素による還元によって、タングステンの付着が
直接増大するため、皮膜成分のタングステン含有量が増
大する。この成長反応は共働現象であり、どちらの反応
物質が無い場合も、付着は見られないので、水素の添加
により、ＷＦ６の熱分解を促進すると、実際にジシラン
の熱分解も同様に促進される。

ジシランを使用するもう１つの利点は、シランよりも蒸
気圧が低く、常温で約３０ｐｓｉｇであることである。

このことは、ジシランの質量と貯蔵タンクの圧力は関係
がないことを意味する。また、ジシランの吐出圧が低い
ために、標準的な流量制御装置が十分使用可能であると
ともに、大量の装置でも、特別な高圧用バルブを必要と
しない。

シランでなく、ジシランを用いるこの発明の方法では、
必要全が減少するため、ジシランに伴う危険が大幅に緩
和される。さらに、ジシランの流量が最少であっても、
ケイ素含有量の高い皮膜が成長する。

第２図ないし第７図は、ケイ化タングステンの付着を示
すもので、特に、ジシランの流速、ＷＦ６の流速、基板
温度、付着温度、シランの流速、Ｓｌ／Ｗ比などのパラ
メータを変化させる彩ｇを示す。これらのパラメータは
、成長速度、付着したままの皮膜の抵抗率、Ｓｔ／Ｗ比
、ケイ化タングステン皮膜をアニーリングした後の抵抗
率について研究するため変化させたものである。このデ
ータから、付着温度とＷＦ６の流量は皮膜の特性を決定
するのに、きわめて重要なパラメータであり、他の要因
は重要度が低いことがわかる。

ジシランを用いて付着させた試料の呈質を評価するため
、これらの図の一部のデータに基づいて、標準的な成長
条件を選定した。これをそれぞれの図について説明する
。

第２図は、ケイ化タングステンの付着した状態の試料の
成長速度と抵抗率をジシランの流速に対してプロットし
た図である。標準的な条件は、Ｐ＝２００ミリトル、Ｗ
Ｆ６の流速＝１０ｓｅｃｍ、Ｔ＝３６０℃である。成長
速度とアニーリングしない試料の抵抗率も幾分変化する
が、ジシランの流速の影響はあまり顕著ではない。

第３図は、ケイ化タングステン皮膜の成長速度と、アニ
ーリング前の抵抗率を、ＷＦ６の流速に対してプロット
した図である。図から明らかなように、この流速は成長
率および付着させたままの皮膜の抵抗率に著しい影吉を
与える。ＷＦ６の流速を増大させると、成長速度は増大
し、抵抗率は減少する。このデータで、ジシランの流速
は２１０ｓｅｃｍであり、圧力は２００ミリトル、基板
温度は３００℃であった。

第４図は、ケイ化タングステン皮膜の成長速度とアニー
リング前の抵抗率を基板温度に対してプロットした図で
ある。他の条件は、Ｉ’＝２００ミリトル、ジシランの
流速＝２１０ｓｅｃｍ。

ＷＦ６の流速＝］Ｑｓｃｃｍである。図に示すように、
基板温度が上昇すると、成長速度、付着させたままの抵
抗率はともに増大する。前述のように、基板湿度は皮膜
の成長速度および特性に対し、他のパラメータより重大
な影響を与えるパラメータである。

第５図は、シランおよびジシランについて、付着温度の
開数として、ラザフォード後方散乱（ＲＢＳ）により測
定したＳｉ／〜Ｖ比をプロットした図である。データセ
ットＡは、シランについて、その流速を１０００　ｓ　
ｃ　ａｍとして形成させた皮膜、データセットＢは、ジ
シランについてその流速を２１０ｓｅｃｍとして形成さ
せた皮膜のものである。この実験では、シランの流量は
ジシランの流量と約５倍であったが、ジシランを用いて
形成した試料は、シランを用いて形成したものと比較し
て、常にケイ素含有量が高かった。基板温度を共通の３
６０℃にすると、第６図のＷ　／　Ｓ　ｉ比とシランの
流量を示すデータから、ジシランの流速をわずかに０．
２１Ω／分とした場合に得られる付着させたままのケイ
素含有ｆｆｉ　（Ｓ　ｉ　／　Ｗ　＝　２　。

９５）を得るには、２．Ｃ）Ｑ／分を超えるシラン流量
を用いる必要があることがわかる。

第６図は、ＲＢＳにより測定したＳ　ｉ　／　Ｗ比と、
ジシランの流速との関係をＰ＝２００ミリトル、ＷＦ６
流速＝１０ｓｅｃｍ、基板温度＝　３６０　”Ｃの条件
について示した図である０図かられかるように、ｓｉ、
／ｗ比が著しく増大を開始するには、シランの流速を非
常に高くする必要がある。

第７図は、アニーリングした試料のケイ化タングステン
の抵抗率を、ＲＢＳで測定した皮膜の化学ｍ（Ｓｉ／Ｗ
比）の関数として示す図である。

試料はシラン（データセットＡ）およびジシラン（デー
タセットＢ）を用いて作成した。同一軸上にプロットす
ると、同禄の化学量の皮膜は、シランから作成したもの
もジシランから作成したものも、実質的に同じ抵抗率を
有する。したがって、ケイ素成分の原料を変えることが
可能で、最終の皮膜の化学量のみが皮膜の特性を決定す
る。断面透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で検査すると、い
ずれの皮膜も共形で、高さ３０００人の酸化物ステップ
上に付着させた場合、垂直壁の被覆率は、ペースの被覆
率の８０％であることがわかった。ジシランを用いて形
成した皮膜をアニーリングしたもののＸ線データによれ
ば、アニーリングにより予期したＷＳｉ２相の存在が示
されたが、アニーリング前にはＸ線構造は観察されなか
った。試料の抵抗率の分布を測定すると、試料内で±２
％より良好な、典型的な試料の均一性（３σ）を示した
。

このように、ケイ化タングステンを付着させる低圧、低
温ＣＶＤ法におけるケイ素供給源として、ジシランを使
用することができる。この方法で作製した皮膜は、シラ
ンな用いて作成したものと同等の特性を有するが、同等
のケイ素含有量を有する皮膜を得るのに必要なケイ素供
給源の流量を１桁少なくすることができる。さらに、こ
の方法によれば、わずか２５０℃の温度で、適当な化学
量、抵抗率、均一性および粒子構造を有する皮膜が形成
される。この温度は従来のシランを用いた方法に必要な
３７０℃を超える成長温度よりはるかに低い温度である
。前述のように水素注入を使用すれば、ケイ素供給源の
流量をさらに減少することが可能になる。

Ｅ３発明の効果 上記は付着させたままの収態で、ケイ素含有量の高いケ
イ化タングステンを製造するための新しい方法である。

この方法はケイ素供給源としてジシラン、トリシランま
たはこれよりも高級なシランな使用する低温、低圧ＣＶ
Ｄ法である。これらの高級シランの流速は、往来技術に
よるＣＶＤ法におけるシランの流速より著しく低い、金
属源のガスと、高級シランとの間に、この温度および圧
力で生じる共働現象があり、両方のガスが存在しないと
、この低温の壁と高温の基板を使用する装置で、基板上
に付着は起こらない、他の特長として、この発明の方法
により、わずか約２５０℃の温度で、適当な化学２、抵
抗率、均一性、および粒子構造を有する皮膜が形成され
る。この温度は従来のシランな用いた方法に必要な約３
７０℃を超える成長温度よりはるかに低い温度である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実線するのに適した装置の略図で
ある。 第２図は、この発明によりケイ化タングステン皮膜をト
ス着させる際の、成長速度およびアニーリングしない皮
、′！草の抵抗率とジシランの流速との関係を示す図で
ある。 第３図は、ケイ化タングステン皮膜を付着させる際の、
成長速度およびアニーリングしない皮膜の抵抗率と、Ｗ
Ｆ８の流速との関係を示す図であり。 第４図は、ケイ化タングステン皮膜を付着させる際の、
成長速度およびアニーリングしない皮膜の抵抗率と、基
板温度との関係を示す図である。 第５図は、シランから（データセットＡ）およびジシラ
ンから（データセットＢ）形成したケイ化タングステン
皮膜の化学量データ（Ｓ　ｉ　／　Ｗ比）の比較を示す
図である。 第６図は、ＣＶＤ法により付着させたケイ化タングステ
ン皮膜について、皮膜の化学Ｅｌ　（Ｓ　ｉ　／Ｗ比）
を、シランの流速の関数として示す図である。 第７図は、シラン（データセットＡ）およびジシラン（
データセットＢ）を用いて付着させたケイ化タングステ
ン皮ｎＱについて、アニーリングした皮膜の抵抗率と、
皮膜の化学量（Ｓｉ／Ｗ比）との関係を示す図である。 １０・・・・キャビネット、１２・・・・チェンバ、１
４・・・・ウェーハ、１６・・・・ターレット、１８・
・・・赤外線センサ、２０・・・・ブロア、２２・・・
・ポンプ、２４・・・・排気、２６・・・・ファンネル
・バルブ、２８・・・・高真空バルブ。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 復代理人　弁理士　　篠　　１）　文　　雄ＦＩＧ、１ Ｆ；！８’、Ｉ＝ｆろ　ｓｒ／ｌｉ比 尺１３５１づる　ｓＩ／ｗ比 に　　　７　　　富　　　富

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板を収容したコールド・ウォール／ホット・サセプタ
   ＣＶＤ反応器中に、ＷＦ＿６ガス及び式Ｓｉ＿ｎＨ＿２
   ＿ｎ＿＋＿２（但しｎ＝２、３．．．．）で与えられる
   高級シラン・ガスを導入するステップと、基板の温度を
   ３７０℃未満に、トータル・システム圧力を１トル未満
   に、上記ＷＦ＿６ガスの流量を２５ｓｃｃｍ未満に、且
   つ上記高級シラン・ガスの流量を５００ｓｃｃｍ未満に
   保つステップと、上記高級シラン・ガス及び上記ＷＦ＿
   ６ガスを上記基板上で反応させるステップとを含み、 上記基板上にケイ素高含有ケイ化タングステンを付着さ
   せる方法。