KR20020051456A - Chemical Vapor deposition method in low temperature condition - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A CVD(Chemical Vapour Deposition) method is provided to stably form a thin film at a low temperature and to improve a reliability of semiconductor devices by reacting a pyrolyzed CVD source material with a selected reactive material. CONSTITUTION: A CVD method comprises a first step(S1) supplying a source material made of a Si as a center atom, a plurality of hydrogen atoms and a plurality of alkoxy ligand from the source material storage apparatus to an evaporator, a second step(S2) evaporating the source material to form a gas state, a third step(S4) supplying a reactive material, such as O2, N2O, CO2, PH4, PH3, or NH3, to a reaction and deposition apparatus from a reactive material storage apparatus, a last step(S3) depositing a thin film, such as SiO2, PSG, or Si3N4, through a chemical reaction of metal atoms pyrolyzed from the source material with the reactive material.

Description

저온환경의 화학기상증착 방법 {Chemical Vapor deposition method in low temperature condition}Chemical Vapor Deposition Method in Low Temperature Condition

본 발명은 화학기상증착방법(Chemical Vapour deposition)에 관한 발명으로서, 보다 자세하게는 저온환경에서 실리콘(Si)을 포함하는 박막을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition method, and more particularly to a method for forming a thin film containing silicon (Si) in a low temperature environment.

근래에 들어 과학이 발달함에 따라서, 어떤 하나의 물리량을 가진 물질을 다른 물리량을 가진 물질로 변환하는 신소재 개발 분야가 급성장하고 있으며 이러한 신소재 분야의 급성장은, 특히 반도체 분야를 통하여 고밀도 집적회로 등을 가능케 하는 원동력이 되고 있다.Recently, with the development of science, the field of new material development that converts a material having one physical quantity into a material having another physical quantity is growing rapidly, and the rapid growth of this new material field enables high density integrated circuits, especially through the semiconductor field. It is becoming a driving force.

특히 현재에 들어 각종 전기적 소자의 경량화, 소형화, 박막화의 추세에 따라 이를 구성하는 절연층과 반도체층 등이 박막의 형태로 적층되어 구성된 ULSI(Ultra Large Scale Integration)등의 반도체를 이용한 고밀도 집적회로가 개발되게 되었다.In particular, according to the trend of light weight, miniaturization and thinning of various electric devices, high density integrated circuits using semiconductors such as ULSI (Ultra Large Scale Integration), in which insulating layers and semiconductor layers constituting them are stacked in the form of thin films, Developed.

이러한 반도체 집적회로의 박막형태의 구성소자들은 고 신뢰도를 가진 물성이 요구되므로, 균일한 증착 특성을 가지고 우수한 스텝 커버리지(step coverage)특성과 미립자의 완전제거를 달성할 수 있는 박막의 구현 방법이 필요하게 되었고, 이에 따라 박막형태의 소자들을 형성할 수 있는 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition : 이하 CVD라 한다.)방법 또는 물리기상증착(Physical Vapour Deposition)방법 등 다양한 방법들이 개발되었다.Since the thin film type components of the semiconductor integrated circuit require high reliability physical properties, there is a need for a method of implementing a thin film capable of achieving excellent step coverage and perfect removal of fine particles with uniform deposition characteristics. Accordingly, various methods such as chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD) method or physical vapor deposition method capable of forming thin film elements have been developed.

이 중, 특히 화학기상증착방법에 의한 박막 형성은 다른 방법에 비하여 여러 가지 잇점을 가지고 있어 가장 널리 사용되고 있는데, 이러한 화학기상증착방법에 대하여 자세히 설명한다.Among them, in particular, the thin film formation by the chemical vapor deposition method has a number of advantages over other methods, and is most widely used. The chemical vapor deposition method will be described in detail.

화학기상증착(CVD)방법이란, 반도체 물질을 이용한 IC(integrated circuit) 등의 반도체 제품의 구성소자를 박막으로 형성하는 방법으로써, 만들고자 하는 소자의 성분을 지닌 가스나 화학물질을, 이들이 가지고 있는 화학적인 성질에 따른 화학반응을 통하여 박막으로 형성하는 기술이다.Chemical Vapor Deposition (CVD) is a method of forming a thin film of components of a semiconductor product such as an integrated circuit (IC) using a semiconductor material. It is a technology of forming a thin film through a chemical reaction according to the phosphorous properties.

즉, 기체상태의 화합물을 가열된 공중 또는 웨이퍼의 표면에서 반응시켜 생성된 생성물을 웨이퍼의 표면에 증착시키는 방법으로, 가스상의 원료물질과 반응물질을 웨이퍼 위로 주입(injection)시키고, 이들 물질이 가지는 화학적 성질에 따라 분해, 산화 등의 화학반응을 일으켜 생성물을 생성하여 이를 웨이퍼의 표면에 증착하는 박막 형성 기술이다.That is, a method of depositing a product formed by reacting a gaseous compound on a heated air or surface of a wafer on the surface of a wafer, injecting gaseous raw materials and reactants onto the wafer, It is a thin film formation technology that generates chemical products such as decomposition, oxidation, etc. according to chemical properties to produce a product and deposit it on the surface of a wafer.

이때, 이러한 화학반응을 일으키기 알맞은 환경을 만들기 위해서는 에너지가 필요하게 되고, 이러한 에너지에 따라 CVD 방법은 여러 가지로 구분될 수 있다.In this case, energy is required to create an environment suitable for causing such a chemical reaction, and the CVD method may be divided into various types according to the energy.

즉, 상기 에너지원으로 열을 사용하는 경우, 박막의 형성 온도에 따라서 저온CVD, 중온CVD, 고온 CVD방법으로 구분되는 열 CVD 방법과, 압력을 에너지원으로 사용하는 경우, 반응실의 압력에 따라 저압CVD, 상압CVD, 고압 CVD 방법으로 구분되는 압력 CVD 방법과, 높은 에너지를 가진 전자를 반응실 내의 중성상태의 가스분자와 충돌 시켜 가스분자가 분해되어 기판에 박막이 증착되게 하는 PECVD(Plasma Enhanced CVD)방법 및 광 CVD 방법 등, CVD 방법은 화학 반응을 유도하기 위한 환경을 구현하는 에너지원의 특성에 따라 다양하게 구분된다.That is, when heat is used as the energy source, a thermal CVD method divided into low temperature CVD, medium temperature CVD, and high temperature CVD methods according to the formation temperature of the thin film, and when the pressure is used as the energy source, depending on the pressure of the reaction chamber Pressure CVD, which is classified into low pressure CVD, atmospheric pressure CVD, and high pressure CVD, and PECVD (Plasma Enhanced), which decomposes gas molecules and deposits thin films on the substrate by colliding high-energy electrons with neutral gas molecules in the reaction chamber. CVD methods, such as the CVD method and the optical CVD method, are variously classified according to the characteristics of an energy source for realizing an environment for inducing a chemical reaction.

이러한 여러 가지로 분류되는 CVD 방법을 사용하여 형성할 수 있는 물질도 매우 다양한데, 이 중 반도체 제품을 구성하는 소자인 절연막과 반도체막을 구성하는 CVD 방법과, 이에 사용되는 원료가스 및 반응 가스의 종류를 표 1에 정리하였다.A variety of materials that can be formed using these various kinds of CVD methods, among which the CVD method of the insulating film and the semiconductor film constituting the semiconductor products, and the kind of the source gas and the reaction gas used therein It summarized in Table 1.

<표1><Table 1>

막의 종류Type of membrane 생성막Creation 형성방법Formation method 원료물질, 반응가스Raw material, reaction gas 절연막Insulating film SiO2 SiO 2 열/압력 CVDHeat / pressure CVD SiH4, O2 SiH 4 , O 2 SiH4,N2OSiH 4 , N 2 O SiH4, CO2 SiH 4 , CO 2 SiH2Cl2, N2OSiH 2 Cl 2 , N 2 O Si(OC2H5)4, O2 Si (OC 2 H 5 ) 4 , O 2 PECVDPECVD SiH4, N2OSiH 4 , N 2 O 광 CVDOptical CVD SiH4, N2OSiH 4 , N 2 O SiH4, O2 SiH 4 , O 2 PSGPSG 열 CVDThermal CVD SiH4, O2, PH4 SiH 4 , O 2 , PH 4 PECVDPECVD SiH4, N2O, PH3 SiH 4 , N 2 O, PH 3 광 CVDOptical CVD SiH4, N2O, PH3 SiH 4 , N 2 O, PH 3 Si3N4 Si 3 N 4 열 CVDThermal CVD SiH4, NH3 SiH 4 , NH 3 SiH2Cl2, NH3 SiH 2 Cl 2 , NH 3 PECVDPECVD SiH4, NH3(or N2)SiH 4 , NH 3 (or N 2 ) 광 CVDOptical CVD SiH4, NH3 SiH 4 , NH 3 반도체막Semiconductor film 단결정 SiSingle crystal Si 열 CVDThermal CVD SiH4, H2 SiH 4 , H 2 SiH2Cl2, H2 SiH 2 Cl 2 , H 2 SiHCl3, H2 SiHCl 3 , H 2 SiCl4, H2 SiCl 4 , H 2 다결정 SiPolycrystalline Si 열 CVDThermal CVD SiH4, H2 SiH 4 , H 2 비정질 SiAmorphous Si PECVDPECVD SiH4 SiH 4 SiH4, CH4 SiH 4 , CH 4

일반적인 반도체 제품을 구성하는 구성소자인 절연막은 표 1에서 나타난 바와 같이 산화실리콘(SiOx)박막 이나 질화실리콘(SiNx)박막 또는 PSG(Phospho-Silicated Glass)박막 등으로 구성되고, 반도체막은 결정 실리콘(Poly or Monosilicon)박막 또는 비정질 실리콘(amorphous-silicon)박막 등으로 이루어진다.As shown in Table 1, an insulating film, which is a component of a general semiconductor product, is composed of a silicon oxide (SiO x ) thin film, a silicon nitride (SiN x ) thin film, or a PSG (Phospho-Silicated Glass) thin film, and the semiconductor film is crystalline silicon. (Poly or Monosilicon) thin film or amorphous silicon (amorphous-silicon) thin film and the like.

이러한 일반적인 반도체 제품의 구성소자 중 전술한 절연막과 반도체막을 구성하는 원료물질 및 반응 물질은 대부분 기체상태의 무기물질(inorganic gas)을 사용하는데, 이는 박막의 미세구조와 관련을 가지고 있다.Among the components of such a general semiconductor product, the above-described raw materials and reactants constituting the insulating film and the semiconductor film mostly use an inorganic gas in a gaseous state, which is related to the microstructure of the thin film.

상기 CVD 방법을 사용하여 박막을 형성하는데 있어서 박막이 가지는 미세구조와 성장결과는 성장계면(웨이퍼)위에서 씨드(seed)의 생성과정과 표면확산에 의해서 결정되고 이는 기판온도, 반응기 압력, 가스조성 등에 의해서 영향을 받게 되는데, 먼저 웨이퍼의 표면 위에서 원자가 흡착되어 씨드를 구성하고, 이들이 결정핵의 역할을 하여 성장하면서 박막을 형성한다.The microstructure of the thin film and the growth result in forming the thin film using the CVD method are determined by the generation process and the surface diffusion of the seed on the growth interface (wafer), which is the substrate temperature, reactor pressure, gas composition, etc. It is affected by the first, atoms are adsorbed on the surface of the wafer to form a seed, and they act as crystal nuclei to form a thin film.

이때, 이러한 박막의 성장에 있어서 불순물(특히 탄소)의 존재는 예측할 수 없는 불규칙한 삼차원 섬(island) 성장을 일으켜 박막의 신뢰성을 떨어뜨리게 되므로, 일반적인 CVD 방법에서 사용되는 대부분의 원료 및 반응가스는 무기물질을 사용한다.At this time, the presence of impurities (particularly carbon) in the growth of such a thin film causes unpredictable irregular three-dimensional island growth, which lowers the reliability of the thin film. Thus, most raw materials and reaction gases used in general CVD methods are inorganic. Use substance.

그러나, 특히 상기 산화실리콘(SiO2)박막을 구성하기 위하여 사용되는 Si(OC2H5)4는 전술한 예 중에서 유일한 유기(organic)물질인데, 상기 Si(OC2H5)4는 TEOS(Tetraethyl Orthosilicate)라 불리는 물질로 실온에서 액체상태이며, 다음의 식과 같이 반응하여 산화 실리콘 절연막을 구성한다.However, in particular, Si (OC 2 H 5 ) 4 used to form the silicon oxide (SiO 2 ) thin film is the only organic material in the foregoing examples, and Si (OC 2 H 5 ) 4 is TEOS ( Tetraethyl Orthosilicate) is a liquid at room temperature and reacts as follows to form a silicon oxide insulating film.

Si(OC2H5)4→ SiO2+4C2H4+2H2OSi (OC 2 H 5 ) 4 → SiO 2 + 4C 2 H 4 + 2H 2 O

이때, 상기 TEOS(Si(OC2H5)4)는 취급이 용이한 장점을 가지고 있고 이러한 물질이 반응하여 발생하는 유기가스는 박막의 형성에 있어서 불순물로 작용하지 않도록 제어 할 수 있는 잇점이 있어 널리 사용된다.At this time, the TEOS (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) has the advantage of easy handling and the organic gas generated by the reaction of these materials has the advantage that can be controlled so as not to act as impurities in the formation of a thin film Widely used.

전술한 과정을 정리하면, 표 1에 정리된 바와 같이 반도체 제품을 구성하는 소자 중 절연막과 반도체막을 형성하는 원료가스 및 반응가스는 TEOS를 제외하면 모두 무기(inorganic)물질 가스로 이루어져 있다.In summary, as described in Table 1, among the elements constituting the semiconductor product, the raw material gas and the reactant gas forming the insulating film and the semiconductor film are all made of an inorganic material gas except for TEOS.

이러한 무기가스인 원료가스와 반응가스가 반응하여 박막을 형성하는 방법을 설명하면, 상기 원료가스와 반응가스를 화학 반응시켜 산화 실리콘 또는 질화 실리콘 및 결정 실리콘 등을 형성하기 위해서는, 에너지를 가하여 원료가스인 실란계 가스 즉, 모노실란(SiH4) 또는 테트라 클로로실란(SiCl4) 및 디클로로실란(Si2Cl2) 등의 중심원자 Si에 결합된 수소원자 및 염소원자를 모두 끊은 후 이러한 중심원자 Si를 반응 가스와 결합할 수 있도록 하는 에너지가 필요하게 된다.In the following description, a method of forming a thin film by reacting a source gas, which is an inorganic gas, with a reaction gas, is performed by applying energy to form silicon oxide, silicon nitride, crystalline silicon, or the like by chemically reacting the source gas with a reaction gas. Phosphorous silane gas, that is, monosilane (SiH 4 ) or tetrachlorosilane (SiCl 4 ) and dichlorosilane (Si 2 Cl 2 ) such as hydrogen atoms and chlorine atoms bonded to the central atoms Si, such as the central atom Si Energy is required to combine the reaction gas with the reaction gas.

따라서 이러한 반응이 일어나게 하기 위해서는 700∼800℃ 정도의 고온 환경이 필요하게 되는데, 이러한 고온환경에 노출되는 다른 구성소자나 웨이퍼가 불필요하게 열화 되어 소자의 신뢰성을 저하하는 문제점과 더불어 공정 환경을 구축하는데 어려운 문제점을 가지고 있다.Therefore, in order for this reaction to occur, a high temperature environment of about 700 to 800 ° C. is required, and other components or wafers exposed to such a high temperature environment are deteriorated unnecessarily, thereby degrading the reliability of the device. It has a difficult problem.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 보다 저온의 환경에서 박막을 형성하는 방법이 연구되었고 이에 따라 개발된 것이 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: 이하 MOCVD 방법이라 한다.)방법이다.Therefore, in order to solve such a problem, a method of forming a thin film in a lower temperature environment has been studied and thus developed is a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method.

MOCVD방법은 화학적금속기상성장법 또는 OMCVD(orgametallic CVD)라고도 불리는데, 이는 유기금속을 기화시켜 발생되는 금속 유기 가스를 그 원료물질로 하여, 상기 유기금속 가스를 열분해 하여 금속원자와 유기가스로 분해하여 금속원자를 웨이퍼 상에 증착, 부착시키는 화학 기상 성장법이다.The MOCVD method is also called chemical metal vapor growth method or OMCVD (orgametallic CVD), which uses metal organic gas generated by vaporizing organic metal as its raw material, and thermally decomposes the organic metal gas into metal atoms and organic gases. Chemical vapor deposition is a method of depositing and depositing metal atoms on a wafer.

이러한 MOCVD 방법은 주기율표상의 거의 모든 Ⅲ-Ⅴ, Ⅱ-Ⅳ족 화합물 반도체나 발광 다이오드 및 레이저에 사용되는 혼정 박막의 성장에 이용되는데, 다른 CVD 방법으로는 불가능한 넓은 범용성을 가지는 것을 특징으로 하며, 이러한 금속유기가스는 저온에서도 쉽게 금속 원자와 유기가스로 분해되기 때문에 다른 CVD 방법에 비하여 저온에서 박막을 형성하는 것이 가능한 잇점을 가지고 있다.The MOCVD method is used for the growth of almost all III-V and II-IV compound semiconductors or mixed crystal thin films used in light emitting diodes and lasers on the periodic table, and is characterized by wide versatility that cannot be achieved by other CVD methods. Since metal organic gases are easily decomposed into metal atoms and organic gases even at low temperatures, they have the advantage of forming thin films at low temperatures compared to other CVD methods.

즉, 전술한 MOCVD 방법은 다른 CVD 방법에 비하여 보다 낮은 온도에서 박막을 증착할 수 있는 방법이므로 기판에 가해지는 열화를 줄일 수 있고 높은 순도의 안정된 화학조성을 갖는 박막을 얻어 낼 수 있는 특징을 가지고 있으며, 이러한 MOCVD방법은 주로 반도체 제품의 구성소자인 반도체막을 증착하기 위하여 주로 사용되는데 이러한 MOCVD 방법을 통하여 구성되는 반도체막의 일부를 표 2에 정리하였다.That is, the above-described MOCVD method is capable of depositing a thin film at a lower temperature than other CVD methods, thereby reducing the deterioration of the substrate and obtaining a thin film having a high purity and stable chemical composition. The MOCVD method is mainly used for depositing a semiconductor film which is a component of a semiconductor product, and a part of the semiconductor film formed through the MOCVD method is summarized in Table 2.

<표2><Table 2>

막의 종류Type of membrane 생성막Creation 형성방법Formation method 원료물질, 반응 가스Raw materials, reactive gases 반도체막Semiconductor film 화합물 반도체(GaAs, GaAlAs, InP)Compound Semiconductors (GaAs, GaAlAs, InP) MOCVDMOCVD (CH3)3Al, AsH3 (CH 3 ) 3 Al, AsH 3 (CH3)3Ga, AsH3 (CH 3 ) 3 Ga, AsH 3 (C2H5)3In, PH3 (C 2 H 5 ) 3 In, PH 3

그러나, 전술한 일반적인 MOCVD 방법은 여러 가지 전제조건으로 인하여 그 활용범위가 제한되는데, 즉 원료물질인 유기금속가스는 저온에서 쉽게 금속원자와유기가스로 열분해 되어야 하고, 이러한 금속원자가 이루는 박막에 불순물이 남지 말아야 하는 등의 이유로 인하여 사용될 수 있는 원료물질의 종류가 제한되고, 또한 절연성이 요구되는 절연막을 형성하기 어려운 문제점과, 특히 주기율표상의 4족 원소인 Si를 포함하는 물질을 원료물질로 사용할 수 없어 그 활용범위가 더욱 제한되게 된다.However, the above-mentioned general MOCVD method is limited in its application range due to various preconditions, that is, organic metal gas, which is a raw material, should be easily pyrolyzed into metal atoms and organic gases at low temperatures, and impurities in the thin film formed by such metal atoms The kind of raw material that can be used is limited due to reasons such as not remaining, and it is difficult to form an insulating film requiring insulation, and in particular, a material containing Si, a Group 4 element of the periodic table, cannot be used as a raw material. Its scope of use becomes more limited.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 주기율표상의 4족 원소인 Si을 포함하는 유기물질을 원료로 하여 저온에서 절연막 및 반도체막을 형성할 수 있는 CVD 방법을 제공한다.The present invention is to solve the above problems and provides a CVD method that can form an insulating film and a semiconductor film at a low temperature using an organic material containing Si, which is a Group 4 element on the periodic table.

도 1은 본 발명에 따른 CVD 장치를 블록도로 도시한 도면1 is a block diagram illustrating a CVD apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 CVD 방법을 순서대로 도시한 순서도 .2 is a flow chart showing the CVD method according to the present invention in order.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 원료 물질 저장장치20 : 기화 장치10: raw material storage device 20: vaporization device

30 : 반응 물질 저장장치40 : 반응 및 증착 장치30: reactant storage device 40: reaction and deposition apparatus

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 중심원자로 규소(Si)를 가지고 있고, 다수개의 알콕시 리간드(Alkoxy Ligand: OR)와 수소원자를 가지고 있는 원료물질을 저장하는 원료물질 저장장치와, 상기 원료물질을 기화시키는 기화 장치와, 상기 기화된 원료물질이 박막으로 증착되는 웨이퍼를 가지고 있는 반응 및 증착장치를 포함하는 CVD 장치로 반도체 박막을 증착하는 방법으로서,상기 원료물질 저장 장치로부터 원료물질이 상기 기화 장치로 인입되는 단계와; 상기 기화 장치에서 기화된 기체 상의 원료물질이 반응 및 증착장치로 인입되어 웨이퍼에 증착되는 단계를 포함하는 박막 형성 방법을 제공한다.The present invention has a raw material storage device for storing a raw material having a silicon (Si) as a central atom, and a plurality of alkoxy ligand (OR) and hydrogen atoms to solve the above problems, and the raw material A method of depositing a semiconductor thin film by a CVD apparatus comprising a vaporization apparatus for vaporizing a material and a reaction and deposition apparatus having a wafer on which the vaporized raw material is deposited as a thin film, the raw material being deposited from the raw material storage device. Drawing into the vaporization apparatus; Provided is a thin film forming method comprising the step of introducing the raw material of the vaporized gas phase in the vaporization apparatus into the reaction and deposition apparatus and deposited on the wafer.

특히 상기 기화된 원료물질과 반응하여 박막성분을 구성하는 반응가스를 가지고 있는 반응장치를 더욱 포함하여 구성되는 CVD 장치로 박막을 증착하는 방법으로서, 상기 기화 장치에서 기화된 기체 상의 원료물질이 반응 및 증착장치로 인입되는 단계에서 상기 반응가스 저장장치에 저장된 저장가스가 상기 반응 장치 및 증착장치로 인입되어 상기 반응 및 증착 장치에서 상기 기체상의 원료물질과 상기 반응 가스가 반응하여 증착되는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, a method of depositing a thin film by a CVD apparatus comprising a reaction device having a reaction gas constituting a thin film component by reacting with the vaporized raw material, wherein the gaseous raw material vaporized in the vaporization device reacts and The storage gas stored in the reaction gas storage in the step of introducing into the deposition apparatus is introduced into the reaction apparatus and the deposition apparatus further comprises the step of depositing by reacting the gaseous raw material and the reaction gas in the reaction and deposition apparatus Characterized in that.

또한 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 메톡시 (Methoxy : OCH3)인 것을 특징으로 한다.In addition, the alkoxy ligand included in the raw material is characterized in that the methoxy (Methoxy: OCH 3 ).

또한 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 에톡시 (Ethoxy : OCH2CH3)인 것을 특징으로 한다.In addition, the alkoxy ligand included in the raw material is characterized in that ethoxy (Ethoxy: OCH 2 CH 3 ).

또한 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 엔 프로폭시 (n-Propoxy : O(CH2)2CH3), 이소 프로폭시(iso-Propoxy : H3C(·O)CHCH3) 중 선택된 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the alkoxy ligand included in the raw material is one selected from n-propoxy (O-CH 2 ) 2 CH 3 ), iso-propoxy (H 3 C (· O) CHCH 3 ) It is characterized by.

또한 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 엔 브톡시(n-Butoxy : O(CH2)3CH3), 섹 브톡시(sec-Butoxy : H3C(·O)CHCH2CH3), 이소 브톡시(iso-Butoxy : OCH2CH(CH3)2), 테트 브톡시(tert-Butoxy :OC(CH3)3) 중 선택된 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the alkoxy ligands included in the raw material are en-methoxy (n-Butoxy: O (CH 2 ) 3 CH 3 ), sec-Butoxy (H 3 C (· O) CHCH 2 CH 3 ), iso Butoxy (iso-Butoxy: OCH 2 CH (CH 3 ) 2 ), Tet Butoxy (tert-Butoxy: OC (CH 3 ) 3 ) It is characterized in that one selected from.

또한 상기 증착되는 박막이 다결정 실리콘 박막일 경우, 상기 반응 및 저장장치의 환경은 450℃ 정도인 것을 특징으로 한다.In addition, when the deposited thin film is a polycrystalline silicon thin film, the environment of the reaction and storage device is characterized in that about 450 ℃.

또한 상기 증착되는 박막이 단결정 실리콘 박막일 경우, 상기 반응 및 저장장치의 환경은 600℃ 정도인 것을 특징으로 한다.In addition, when the deposited thin film is a single crystal silicon thin film, the environment of the reaction and storage device is characterized in that about 600 ℃.

또한 상기 증착되는 박막인 비정질 실리콘 박막일 경우에는 반응 및 저장장치의 환경은 350℃ 정도인 것을 특징으로 한다.In addition, in the case of the amorphous silicon thin film which is the deposited thin film, the environment of the reaction and storage device is characterized in that about 350 ℃.

또한 상기 반응물질은 O2, N2O, CO2, PH4, PH3, NH3, H2, CH4중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the reactant is characterized in that at least one selected from O 2 , N 2 O, CO 2 , PH 4 , PH 3 , NH 3 , H 2 , CH 4 .

또한 상기 반응 및 저장장치의 환경은 650℃ 정도인 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction and storage environment is characterized in that about 650 ℃.

이하 본 발명에 대한 올바른 실시예를 도면을 통하여 상세히 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에 따른 CVD 장치는 이를 블록도로 도시한 도면인 도 1과 같은 구성을 가지고 있는 바, 이는 원료물질을 저장되는 원료물질 저장장치(10)와, 상기 원료물질 저장장치(10)에 저장된 원료물질이 기화되는 기화 장치(20)와, 상기 기화된 물질과 화학 반응을 하는 반응 물질을 가지고 있는 반응물질 저장장치(30)와, 웨이퍼를 가지고 있고 상기 반응물질과 기화된 원료물질이 반응하여 웨이퍼 상에 증착되는 반응 및 증착장치(40)를 포함하여 이루어져 있다.The CVD apparatus according to the present invention has a configuration as shown in FIG. 1, which shows a block diagram, which is a raw material storage device 10 storing raw materials and raw materials stored in the raw material storage device 10. A vaporization apparatus 20 in which a substance is vaporized, a reactant storage device 30 having a reactant which chemically reacts with the vaporized substance, and a wafer having a wafer and reacting the reactant with the vaporized raw material It comprises a reaction and the deposition apparatus 40 is deposited on.

전술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 CVD 장치의 원료물질 저장장치에 저장되는 원료물질은 실리콘(Si)을 포함하는 실란계 유기물질로, 특히 중심 원자인 규소(Si)에 다수개의 알콕시 리간드(Alkoxy Ligand: OR)와 수소원자를 가지고 있는 것을 특징으로 하며, 이러한 원료물질 즉, 실란계 유기물질을 기화하여 실리콘을포함하는 박막을 증착하는 것을 특징으로 하는데, 이러한 본 발명에서 사용되는 실란계 유기물질이 가지는 알콕시 리간드의 종류와 반응가스의 종류 및 이러한 원료가스와 반응가스가 반응하여 생성되는 생성막의 종류를 표 3에 정리하였다.The raw material stored in the raw material storage device of the CVD apparatus according to the present invention having the above-described configuration is a silane-based organic material including silicon (Si), in particular, a plurality of alkoxy ligands (Alkoxy) on silicon (Si), which is a central atom. Ligand: OR) and a hydrogen atom, characterized in that to deposit a thin film containing silicon by evaporating the raw material, that is, the silane-based organic material, the silane-based organic material used in the present invention Table 3 summarizes the kinds of alkoxy ligands, the types of reaction gases, and the types of membranes formed by the reaction of the source gases with the reaction gases.

<표3><Table 3>

막의 종류Type of membrane 생성막Creation 반응물질Reactant 원료물질Raw material 절연막Insulating film SiO2 SiO 2 O2 O 2 Methoxy ·OCH3Ethoxy ·OCH2CH3n-Propoxy ·O(CH2)2CH3iso-Propoxy ·H3C(·O)CHCH3n-Butoxy ·O(CH2)3CH3sec-Butoxy ·H3C(·O)CHCH2CH3iso-Butoxy ·OCH2CH(CH3)2tert-Butoxy ·OC(CH3)3 MethoxyOCH 3 EthoxyOCH 2 CH 3 n-PropoxyO (CH 2 ) 2 CH 3 iso-PropoxyH 3 C (O) CHCH 3 n-ButoxyO (CH 2 ) 3 CH 3 sec-Butoxy H 3 C (O) CHCH 2 CH 3 iso-ButoxyOCH 2 CH (CH 3 ) 2 tert-ButoxyOC (CH 3 ) 3 N2ON 2 O CO2 CO 2 PSGPSG O2, PH4 O 2 , PH 4 N2O, PH3 N 2 O, PH 3 Si3N4 Si 3 N 4 N2ON 2 O NO2 NO 2 NH3 NH 3 반도체막Semiconductor film 단결정 SiSingle crystal Si 없음none 다결정 SiPolycrystalline Si 비정질 SiAmorphous Si

이러한 본 발명에 따른 CVD 방법에 사용되는 원료물질인 알콕시 리간드와 수소원자를 가지고 있는 실란계 유기물질을 사용하여 반도체의 구성소자인 절연막과 반도체막을 박막으로 증착하는 방법을 각각의 실시예에 따라 구분하여 설명한다.The method of depositing a thin film of an insulating film and a semiconductor film as constituent elements of a semiconductor by using alkoxy ligand as a raw material used in the CVD method according to the present invention and a silane-based organic material having a hydrogen atom according to each embodiment Will be explained.

실시예 1Example 1

먼저 본 발명에 따른 제 1실시예로써 본 발명에 따른 실란계 유기물질을 사용하여 절연막을 구성하는 방법을 자세히 설명한다.First, the first embodiment of the present invention will be described in detail a method of forming an insulating film using the silane-based organic material according to the present invention.

먼저 이러한 반도체의 절연막을 형성하기 위하여 사용되는 유기가스는 표 3에서 정리한 바와 같이 중심원자에 Si가 위치하고, 이러한 Si에 하나 이상의 수소원자와 다수의 알콕시 리간드가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는데, 이하 위에 제시된 실란계 유기 가스를 사용하여 절연막을 증착하는 방법을, 상기 실란계 유기가스의 한 예인 메톡시 리간드를 가지는 SiH(OCH3)3를 통하여 설명한다.First, the organic gas used to form the insulating film of the semiconductor is characterized in that Si is located at the central atom, and at least one hydrogen atom and a plurality of alkoxy ligands are bonded to the Si, as summarized in Table 3 below. A method of depositing an insulating film using the silane-based organic gas described above will be described through SiH (OCH 3 ) 3 having a methoxy ligand, which is an example of the silane-based organic gas.

전술한 원료물질인 실란계 유기물질의 한 예인 SiH(OCH3)3는 중심원자인 Si와, 상기 중심의 Si에 서로 109.3。를 이루며 매달려 있는 네 개의 결합팔에 하나의 수소 원자와 세 개의 메톡시기(OCH3)가 연결되어 있는 구조를 가지고 있는데SiH (OCH 3 ) 3 , an example of the silane-based organic material, a raw material described above, has one hydrogen atom and three methoxides in four bond arms hanging at 109.3 ° from each other. OCH 3 has a structure that is connected

이와 같은 구성을 가지고 있는 SiH(OCH3)3유기가스는 R-O-R'(R, R'은 작용기)의 결합 형태를 가지고 있는 에테르 결합이라 할 수 있는데, 이러한 에테르 결합은 열에 의하여 쉽게 그 연결이 끊어지는 매우 약한 결합구조를 가지고 있기 때문에, 중심원자인 Si와 메톡시 리간드인 OCH3의 결합은 650℃이하의 온도에서도 쉽게 그 결합이 끊어지게 된다.SiH (OCH 3 ) 3 organic gas having such a structure can be referred to as an ether bond having a bonding form of RO-R '(R, R' is a functional group). Due to the very weak bonding structure, the bond between the central atom Si and the methoxy ligand OCH 3 is easily broken even at temperatures below 650 ° C.

이와 같이 에테르 결합의 R(또는 R')기가 끊어진 Si 와 H의 결합 원자단은 전기적으로 불안정한 상태가 되기 때문에, 일반적인 Si와 H와의 결합 에너지인 72.6Kcal/mol (304KJ/mol)보다 적은 에너지를 가해도 쉽게 그 결합이 끊어지게 되고 따라서, 상기 에테르 결합을 끊기 위한 650℃ 이하의 온도에서 연쇄적으로 그 결합이 끊어지는 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성은 표 3에 정리된 중심원자로 Si가 위치하고 이러한 Si의 결합팔에 하나 이상의 수소원자와 다수개의 서로 다른 종류의 알콕시 리간드가 결합된 실란계 유기 가스의 경우에도 동일하게 적용된다.Since the bonding atom group of Si and H in which the R (or R ') group of the ether bond is broken is electrically unstable, an energy of less than 72.6 Kcal / mol (304 KJ / mol), which is a general bonding energy between Si and H, is applied. The bond is easily broken, and thus, the bond is broken in series at a temperature of 650 ° C. or lower to break the ether bond. The same applies to the silane-based organic gas in which one or more hydrogen atoms and a plurality of different kinds of alkoxy ligands are bonded to the bonding arm of.

따라서 일반적인 CVD 방법에서 원료가스로 사용되는 전기적으로 안정한, 중심원자 Si와 네 개의 수소원자와의 결합을 끊는 것보다 용이하므로 이보다 낮은 온도인 650℃이하의 온도에서 Si 와 수소원자 및 알콕시 리간드와의 결합을 모두 끊는 것이 가능하게 되고 따라서, 이러한 열 분해된 Si 원자는 반응물질인 O2, N2O, CO2, PH4, PH3, NH3중 선택된 하나 이상의 반응 물질과 반응하여 절연막을 형성하여 웨이퍼 상에 증착된다.Therefore, it is easier to break the bonding of four hydrogen atoms with the centrally stable Si atom, which is used as the source gas in the general CVD method, so that Si and hydrogen atoms and alkoxy ligands are lower than 650 ° C. It is possible to break all bonds, and thus, these thermally decomposed Si atoms react with at least one reactant selected from reactants O 2 , N 2 O, CO 2 , PH 4 , PH 3 , NH 3 to form an insulating film. Is deposited on the wafer.

이러한 본 발명에 따른 실란계 유기물질을 사용하여 절연체 박막을 증착하는 방법을 도 2의 순서도를 통하여 상세히 설명하면 먼저 본 발명에 따른 CVD 장치를 통하여 상기 원료물질 저장장치(10)로부터 원료물질이 상기 기화장치(20)로 인입된다.(S1)The method of depositing an insulator thin film using the silane-based organic material according to the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 2. First, the raw material is stored in the raw material storage device 10 through the CVD apparatus according to the present invention. It enters into the vaporization apparatus 20. (S1)

이때, 이러한 본 발명에 따른 원료물질 저장장치(10)에 저장되는 원료물질은 상술한 바와 같이, 중심원자 Si에 다수개의 수소 원자와 다수개의 알콕시 리간드가결합된 유기 물질로, 이러한 원료물질이 상기 기화 장치로 인입되면 원료물질은 기화되어 기체 상태가 되게 되는데(S2), 이때 원하는 부산물을 얻기 위하여 또는 상기 기화 반응을 더욱 안정하게 하기 위하여 적당한 촉매가 사용될 수 있음은 당업자에게는 당연한 사실이다.At this time, the raw material stored in the raw material storage device 10 according to the present invention is an organic material in which a plurality of hydrogen atoms and a plurality of alkoxy ligands are bonded to the central atom Si as described above. When the raw material is introduced into the vaporization apparatus, the raw material is vaporized into a gaseous state (S2), and it is natural for a person skilled in the art that a suitable catalyst can be used to obtain a desired by-product or to make the vaporization reaction more stable.

이후 이러한 기화된 유기가스는 반응 및 저장 장치로 인입되는데 상기 반응 및 저장 장치의 환경은 사용되는 촉매에 따라 다양하게 변화 할 수 있으나, 바람직하게는 650℃이하의 온도와 대기압 보다 낮은 저압 분위기이며, 이러한 환경에서 기화된 원료물질은 금속원자와 유기가스로 열분해 되고, 상기 금속원자는 반응물질 저장장치(30)를 통하여 반응 및 저장장치(40)로 인입된 O2, N2O, CO2, PH4, PH3, NH3선택된 하나 이상의 반응 물질과 화학반응을 하여 SiO2나 PSG 또는 Si3N4등의 박막을 증착하게 된다.(S3)Thereafter, the vaporized organic gas is introduced into the reaction and storage device, but the environment of the reaction and storage device may vary depending on the catalyst used. Preferably, the vaporized organic gas has a temperature of 650 ° C. or lower and a low pressure atmosphere lower than atmospheric pressure. In such an environment, the vaporized raw material is thermally decomposed into metal atoms and organic gases, and the metal atoms are introduced into the reaction and storage device 40 through the reactant storage device 30, and the O 2 , N 2 O, CO 2 , PH 4 , PH 3 , and NH 3 chemically react with one or more selected reactants to deposit a thin film of SiO 2 , PSG, or Si 3 N 4 .

이때 상기 반응 및 증착장치(40)는 바람직하게는 일반적인 MOCVD 방식에 사용되는 반응 챔버가 될 수 있는데, 이러한 반응 및 증착장치에서 상기 반응물질과 상기 열 분해된 원료물질이 박막을 형성하며 웨이퍼 상에 증착된다.In this case, the reaction and deposition apparatus 40 may be preferably a reaction chamber used in a general MOCVD method. In this reaction and deposition apparatus, the reactant and the thermally decomposed raw material form a thin film on the wafer. Is deposited.

실시예 2Example 2

본 발명에 따른 제 2실시예는 본 발명에 따른 실란계 유기 가스를 사용하여 단결정 이나 다결정 또는 비정질 실리콘으로 구성되는 반도체 막을 구성하는 방법이다.A second embodiment according to the present invention is a method of constructing a semiconductor film composed of single crystal, polycrystalline or amorphous silicon using the silane-based organic gas according to the present invention.

먼저 이러한 반도체의 반도체막을 형성하기 위하여 사용되는 실란계 유기물질은 전술한 본 발명에 따른 중심원자에 Si가 위치하고, 이러한 Si에 하나 이상의 수소원자와 다수의 알콕시 리간드가 결합되어 있는 물질을 사용하며, 이하 이러한 실란계 유기 가스를 사용하여 반도체 막을 증착하는 방법을, 상기 실란계 유기물질의 한 예인 메톡시 리간드를 가지는 SiH(OCH3)3를 통하여 설명한다.First, the silane-based organic material used to form the semiconductor film of the semiconductor is a material in which Si is located at the central atom according to the present invention described above, at least one hydrogen atom and a plurality of alkoxy ligands are bonded to the Si, Hereinafter, a method of depositing a semiconductor film using such a silane-based organic gas will be described with SiH (OCH 3 ) 3 having a methoxy ligand as an example of the silane-based organic material.

전술한 원료물질인 실란계 유기물질의 한 예인 SiH(OCH3)3는 위의 설명한 구조와 특성을 가지고 있으므로, 이를 기화하면 일반적인 CVD 방법에서 원료가스로 사용되는 전기적으로 안정한 중심원자 Si와 네 개의 수소원자와의 결합을 끊는 것보다 용이하여 이보다 낮은 온도인 650℃이하의 온도에서 Si 와 수소원자 및 알콕시 리간드 와의 결합을 모두 끊는 것이 가능하게 되고 따라서, 이러한 열 분해된 Si 원자는 박막을 증착되어 웨이퍼 상에 반도체 박막을 형성한다.SiH (OCH 3 ) 3 , an example of the silane-based organic material described above, has the structure and characteristics described above. It is easier to break the bond with the hydrogen atom, and it is possible to break the bond between Si and the hydrogen atom and the alkoxy ligand at a temperature below 650 ° C., thus the thermally decomposed Si atoms are deposited. A semiconductor thin film is formed on the wafer.

즉 이러한 본 발명에 따른 실란계 유기물질을 사용하여 반도체 박막을 증착하는 방법을 도 2의 순서도를 통하여 상세히 설명하면 먼저 본 발명에 따른 CVD 장치를 통하여, 상기 원료물질 저장장치(10)로부터 중심원자 Si에 다수개의 수소 원자와 다수개의 알콕시 리간드가 결합된 유기 원료물질이 상기 기화장치(20)로 인입되어 기화 되어 기채상태로 변화하게 되고(S1) 이러한 기체 상태의 원료물질은 반응 및 저장장치로 인입된다.That is, a method of depositing a semiconductor thin film using the silane-based organic material according to the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 2. First, through the CVD apparatus according to the present invention, a central atom from the raw material storage device 10 will be described. Organic raw materials, in which a plurality of hydrogen atoms and alkoxy ligands are bonded to Si, are introduced into the vaporization apparatus 20 and vaporized to change to a vapor phase state (S1). It is pulled in.

이때 바람직하게는 알맞은 촉매가 사용될 수 있다.In this case, a suitable catalyst may be preferably used.

또한 상기 반응 및 저장장치내의 환경은 형성하고자 하는 반도체 박막에 따라 조금씩 차이가 나는데 바람직하게는 다결정 Si 박막을 증착하고자 할 경우 450℃정도의 온도분위기를 가지게 되고, 단결정 Si박막은 600℃ 정도, 비정질 실리콘 박막은 350℃ 정도의 온도분위기와 상압보다 낮은 저압분위기를 가지게 되어 상기 기화된 원료물질은 열분해 되어 Si 유기가스로 분리되고, Si 원자는 웨이퍼 상에 박막의 형태로 증착된다.In addition, the environment in the reaction and storage device is slightly different depending on the semiconductor thin film to be formed. Preferably, when the polycrystalline Si thin film is to be deposited, it has a temperature atmosphere of about 450 ° C., and the monocrystalline Si thin film is about 600 ° C., amorphous. Since the silicon thin film has a temperature atmosphere of about 350 ° C. and a low pressure atmosphere lower than normal pressure, the vaporized raw material is thermally decomposed and separated into Si organic gas, and Si atoms are deposited in the form of a thin film on the wafer.

이때 상기 단결정 또는 다결정 및 비정질 실리콘을 증착할 경우 반응물질은 필요하지 않으며 상기 반응 및 증착장치(40)는 바람직하게는 일반적인 MOCVD 방식에 사용되는 반응 챔버가 될 수 있다.In this case, when depositing the single crystal or polycrystalline and amorphous silicon, no reactant is required, and the reaction and deposition apparatus 40 may be a reaction chamber used in a general MOCVD method.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 Si 중심원자와 다수개의 수소원자 및 다수개의 알콕시 리간드를 가지고 있는 CVD 원료물질을 열 분해하여 필요에 따라 선택된 반응물질과 반응하여 박막을 증착하는 CVD 방법을 사용하면 저온에서 안정한 박막의 형성이 가능하게 되고 이는 기판에 가해지는 불필요한 열화를 줄일 수 있기 때문에 보다 신뢰성 있는 반도체 및 IC의 제작이 가능하다.As described above, when the CVD method of thermally decomposing a CVD raw material having a Si center atom, a plurality of hydrogen atoms, and a plurality of alkoxy ligands and reacting with a reactant selected as necessary, a thin film is deposited. It is possible to form a stable thin film in this it is possible to reduce the unnecessary degradation applied to the substrate it is possible to manufacture a more reliable semiconductor and IC.

Claims (11)

중심원자로 규소(Si)를 가지고 있고, 다수개의 알콕시 리간드(Alkoxy Ligand: OR)와 수소원자를 가지고 있는 원료물질을 저장하는 원료물질 저장장치와, 상기 원료물질을 기화시키는 기화 장치와, 상기 기화된 원료물질이 박막으로 증착되는 웨이퍼를 가지고 있는 반응 및 증착장치를 포함하는 CVD 장치로 반도체 박막을 증착하는 방법으로서,A raw material storage device for storing raw materials containing silicon (Si) as a central atom and having a plurality of alkoxy ligands (OR) and hydrogen atoms, a vaporization device for vaporizing the raw materials, and the vaporization A method of depositing a semiconductor thin film by a CVD apparatus including a reaction and deposition apparatus having a wafer on which a raw material is deposited as a thin film, 상기 원료물질 저장 장치로부터 원료물질이 상기 기화 장치로 인입되는 단계와;Introducing a raw material from the raw material storage device into the vaporization device; 상기 기화 장치에서 기화된 기체 상의 원료물질이 반응 및 증착장치로 인입되어 웨이퍼에 증착되는 단계;A raw material of vaporized gaseous material is introduced into the reaction and deposition apparatus and deposited on the wafer in the vaporization apparatus; 를 포함하는 박막 형성 방법Thin film formation method comprising a 청구항 1에 있어서The method according to claim 1 상기 기화된 원료물질과 반응하여 박막성분을 구성하는 반응가스를 가지고 있는 반응장치를 더욱 포함하여 구성되는 CVD 장치로 박막을 증착하는 방법으로서,A method of depositing a thin film with a CVD apparatus further comprising a reaction device having a reaction gas that reacts with the vaporized raw material to form a thin film component, 상기 기화 장치에서 기화된 기체 상의 원료물질이 반응 및 증착장치로 인입되는 단계에서 상기 반응가스 저장장치에 저장된 저장가스가 상기 반응 장치 및 증착장치로 인입되어 상기 반응 및 증착 장치에서 상기 기체상의 원료물질과 상기 반응 가스가 반응하여 증착되는 단계In the step in which the gaseous raw material vaporized in the vaporization apparatus is introduced into the reaction and deposition apparatus, the storage gas stored in the reaction gas storage system is introduced into the reaction apparatus and the vapor deposition apparatus, and the gaseous raw material substance in the reaction and deposition apparatus is introduced. And the reaction gas is deposited by reaction 를 더욱 포함하는 박막 형성 방법Thin film formation method further comprising 청구항 1 또는 청구항 2의 어느 하나의 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 메톡시 (Methoxy : OCH3)인 CVD 반도체 박막 형성 방법The alkoxy ligand included in the raw material is methoxy semiconductor thin film formation method of methoxy (OCH 3 ) 청구항 1 또는 청구항 2의 어느 하나의 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 에톡시 (Ethoxy : OCH2CH3)인 CVD 반도체 박막 형성 방법The alkoxy ligand included in the raw material is ethoxy (Ethoxy: OCH 2 CH 3 ) CVD semiconductor thin film formation method 청구항 1 또는 청구항 2의 어느 하나의 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 엔 프로폭시 (n-Propoxy : O(CH2)2CH3), 이소 프로폭시(iso-Propoxy : H3C(·O)CHCH3) 중 선택된 하나인 CVD 반도체 박막 형성 방법The alkoxy ligand included in the raw material is CVD which is one selected from n-propoxy (O (CH 2 ) 2 CH 3 ) and isopropoxy (H 3 C (· O) CHCH 3 ). Semiconductor thin film formation method 청구항 1 또는 청구항 2의 어느 하나의 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 원료물질에 포함되는 알콕시 리간드는 엔 브톡시(n-Butoxy : O(CH2)3CH3), 섹 브톡시(sec-Butoxy : H3C(·O)CHCH2CH3), 이소 브톡시(iso-Butoxy : OCH2CH(CH3)2), 테트 브톡시(tert-Butoxy :OC(CH3)3) 중 선택된 하나인 CVD 반도체 박막 형성 방법The alkoxy ligands included in the raw material include en-methoxy (n-Butoxy: O (CH 2 ) 3 CH 3 ), sec-Butoxy (H 3 C (· O) CHCH 2 CH 3 ), isosorb Method for forming CVD semiconductor thin film selected from iso-Butoxy: OCH 2 CH (CH 3 ) 2 ) and Tet-Butoxy: OC (CH 3 ) 3 ) 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 증착되는 박막이 다결정 실리콘 박막일 경우, 상기 반응 및 저장장치의 환경은 450℃ 정도인 반도체 박막 형성 방법In the case where the deposited thin film is a polycrystalline silicon thin film, the environment of the reaction and storage device is about 450 ° C. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 증착되는 박막이 단결정 실리콘 박막일 경우, 상기 반응 및 저장장치의 환경은 600℃ 정도인 박막 형성 방법When the deposited thin film is a single crystal silicon thin film, the environment of the reaction and storage device is about 600 ℃ thin film formation method 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 증착되는 박막인 비정질 실리콘 박막일 경우에는 반응 및 저장장치의 환경은 350℃ 정도인 박막 형성 방법In the case of the amorphous silicon thin film which is the deposited thin film, the environment of the reaction and storage device is about 350 ° C. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 반응물질은 O2, N2O, CO2, PH4, PH3, NH3, H2, CH4중 선택된 하나 이상인 박막 형성 방법The reactant is a thin film formation method of at least one selected from O 2 , N 2 O, CO 2 , PH 4 , PH 3 , NH 3 , H 2 , CH 4 청구항 10 에 있어서,The method according to claim 10, 상기 반응 및 저장장치의 환경은 650℃ 정도인 박막 형성 방법The environment of the reaction and storage device is about 650 ℃ thin film formation method
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100965408B1 (en) * 2004-12-02 2010-06-24 엘아이지에이디피 주식회사 Apparatus for depositing organic and inorganic material of oled

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5487920A (en) * 1994-04-19 1996-01-30 The Boc Group, Inc. Process for plasma-enhanced chemical vapor deposition of anti-fog and anti-scratch coatings onto various substrates
JPH098032A (en) * 1995-06-20 1997-01-10 Sony Corp Formation of insulation film
JPH0964029A (en) * 1995-08-18 1997-03-07 Canon Sales Co Inc Film forming method
KR19990072427A (en) * 1998-02-05 1999-09-27 에이에스엠 저펜 가부시기가이샤 Silicon polymer insulation film on semiconductor substrate and method for forming the film
US6042994A (en) * 1998-01-20 2000-03-28 Alliedsignal Inc. Nanoporous silica dielectric films modified by electron beam exposure and having low dielectric constant and low water content
KR20000028938A (en) * 1998-10-08 2000-05-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Method for forming film and method for fabricating semiconductor device
US6072227A (en) * 1998-02-11 2000-06-06 Applied Materials, Inc. Low power method of depositing a low k dielectric with organo silane

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5487920A (en) * 1994-04-19 1996-01-30 The Boc Group, Inc. Process for plasma-enhanced chemical vapor deposition of anti-fog and anti-scratch coatings onto various substrates
JPH098032A (en) * 1995-06-20 1997-01-10 Sony Corp Formation of insulation film
JPH0964029A (en) * 1995-08-18 1997-03-07 Canon Sales Co Inc Film forming method
US6042994A (en) * 1998-01-20 2000-03-28 Alliedsignal Inc. Nanoporous silica dielectric films modified by electron beam exposure and having low dielectric constant and low water content
KR19990072427A (en) * 1998-02-05 1999-09-27 에이에스엠 저펜 가부시기가이샤 Silicon polymer insulation film on semiconductor substrate and method for forming the film
US6072227A (en) * 1998-02-11 2000-06-06 Applied Materials, Inc. Low power method of depositing a low k dielectric with organo silane
KR20000028938A (en) * 1998-10-08 2000-05-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Method for forming film and method for fabricating semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100965408B1 (en) * 2004-12-02 2010-06-24 엘아이지에이디피 주식회사 Apparatus for depositing organic and inorganic material of oled

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