TW201704522A - 以ｍｏｃｖｄ裝置沈積氮化膜的沈積方法及沈積裝置以及噴氣頭 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的為提供一種MOCVD用沈積裝置以及沈積方法，以能夠沈積氮化物(Nb3N5等)的膜的方式，能夠對反應部穩定的供給原料，而且能夠長期使用。於第3(A)圖中，沈積裝置具有：11為氣化器、12為加熱器、13為反應容器、14為配管、15為略圓錐狀的噴氣嘴、16為用於將反應氣體直接供給反應容器(反應腔室)的氣體供給口、17為加熱器。
Description
本發明有關於以MOCVD裝置沈積氮化膜的沈積方法以及沈積裝置。
近年來，於電子元件的領域中，於電路的高密度化的同時，期望電子元件更加的小型化以及高性能化，而期望使用於電子部件的介電材料等的薄膜化。作為此種將材料薄膜化的一個方法，為CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)法。
相較於PVD(Physical Vapor Deposition，物理氣相沈積)法、溶膠凝膠法、其他的沈積法，此種的CVD法具有沈積速度大、多層薄膜的製造容易等特徵。而且，MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，有機金屬化學氣相沈積)法為使用包含有機物的化合物作為原料的CVD法，具有安全性高、膜中不會混入有鹵化物等的優點。
使用於MOCVD法的原料，一般而言為固體粉末或是液體，將此些的原料置入容器，一般而言在減壓中加熱以使原料氣化，藉由載氣送入沈積腔室內。
第5圖所示為使用於此種的MOCVD法的薄膜沈積裝置的概略的說明圖。
於第5圖中，31為氣化器，32為燃燒室，33為反應容器，34為配管，35為略圓錐狀的噴氣嘴。
氣化器1例如是將以He氣體加壓的複數種類(Ba、Sr、Ti)的液體原料以所希望比率混合的混合原料以一定速度輸送，並將此經流量控制的原料氣化。此氣化條件是使設定溫度為250℃，氣化壓力為2kPa。以氣化器1氣化的原料氣體與載氣的Ar混合，經由加熱至250~260℃的配管導入燃燒室32。
於燃燒室32構成為使氧與原料氣體混合，一邊通過設定為所希望溫度的細管一邊加熱的結構。排出燃燒室32的原料氣體通入至加熱至260~270℃的配管34以及噴氣嘴5，並導入至反應容器33內。燃燒室32內設定為使原料氣體中的有機溶媒的至少一部份燃燒的溫度。
噴氣嘴35因應需要而可以在其內部於原料氣體中混合氧。與噴氣嘴35保持規定間隔而對向配置之沈積介電膜的被沈積基板P，設置在氮化鋁製的基座36上，藉由加熱器37加熱。於基座36裝設有熱電偶，藉由熱電偶指示值所致的回饋控制以及對加熱器37的投入電力而能夠控制溫度。
於氣化器31所氣化的原料氣體，於燃燒室32內混合，經由噴氣嘴35導入反應容器33內，於被沈積基板P沈積介電膜。
以上述的MOCVD裝置形成氮化膜、例如是Nb3N5等的薄膜，具有從反應腔室(反應器)上游的氣化管添加作為原料氣體的氨(NH3)等的沈積方法。
但是，具有作為原料氣體的氨(NH3)與薄膜生成原料於作為反應腔室的反應器內未良好反應，無法沈積的問題。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利公開2000-216150號公報
【專利文獻2】WO2002/058141
【專利文獻3】日本專利公開2005-072196號公報
於此種狀況，現狀為沈積作為氮化膜的Nb3N5等的技術未確立，期望可將Nb3N5膜等作為製品而沈積的沈積方法以及沈積裝置的出現。
本發明的目的為提供一種MOCVD用沈積裝置以及沈積方法，以能夠沈積氮化物(Nb3N5等)的膜的方式，使原料氣體與薄膜生成原料於成為反應腔室的反應容器內反應，並能夠對反應部穩定的供給原料，而且能夠長期使用。
申請專利範圍第1項的發明為一種沈積方法，其特徵在於：藉由將反應氣體直接供給反應腔室，於基板上使其與原料反應，使薄膜沈積。
申請專利範圍第2項的發明為如申請專利範圍第1項所述的沈積方法，其特徵在於：前述反應氣體為O3、NH3、H2+N2、O2、H2S、CO、N2等。
申請專利範圍第3項的發明為如申請專利範圍第1或2項所述的沈積方法，其特徵在於：形成氮化鉿(HfN)、氮化鋁(AlN)、氧化鉿(HfO)或鈮氮化物(Nb3N5)的任意的薄膜。
申請專利範圍第4項的發明為如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的沈積方法，其特徵在於：前述反應是使氮化鉿(HfN)薄膜藉由氨覆蓋而沈積。
申請專利範圍第5項的發明為一種MOCVD用沈積方法，其中前述如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的沈積方法為MOCVD用。
申請專利範圍第6項的發明為一種沈積裝置，包括經由配管被供給氣化器所氣化的原料氣體的同時，將此原料氣體噴射至與噴嘴表面對向配置的被沈積基板之噴氣嘴，前述噴氣嘴由以前述配管的導入口為中心擴展的外壁、從該外壁的擴展端部升起的周壁、以及覆蓋該周壁的端部的噴嘴表面所構成，其特徵在於：以使反應氣體直接供給反應腔室的方式設置氣體供給口。
申請專利範圍第7項的發明為一種噴氣頭，其特徵在於：由以連接於氣化器的配管的導入口為中心擴展的外壁、從該外壁的擴展端部升起的周壁、以及覆蓋該周壁的端部的噴嘴表面所構成；被供給前述氣化器所氣化的原料氣體的同時，將此原料氣體以及反應氣體個別噴射至被沈積基板。
申請專利範圍第8項的發明為如申請專利範圍第7項所述的沈積裝置，其特徵在於：前述噴氣頭內具有用以冷卻原料氣體以及前述反應氣體的供給通路的手段。
申請專利範圍第9項的發明為一種MOCVD用沈積裝置，
其中如申請專利範圍第3項~第7項中任一項所述的沈積裝置或是項所述噴氣頭為MOCVD用。
如依本發明的方法以及裝置，藉由將原料氣體直接對基板注入，能夠於基板上與原料氣體反應，使薄膜沈積。其結果，能夠期待沈積速度提升的效果。
如第6(a)圖所示，能夠於基板形成成為連續膜而沈積狀態的薄膜。
藉由本發明的噴氣頭，能夠對基板個別供給原料氣體與反應氣體。
藉由對本發明的沈積裝置供給原料氣體，能夠防止在到達基板前，原料氣體與反應氣體兩者在噴氣頭的上游混合。
其結果，如依本發明，能夠提供一種MOCVD用用沈積方法以及沈積裝置，能夠於氣化器的氣化管不產生阻塞等而長期使用，而且能夠對反應部的穩定供給原料。
1‧‧‧分散部本體
2‧‧‧氣體通路
3‧‧‧載氣
4‧‧‧氣體導入口
5‧‧‧原料溶液
6‧‧‧原料供給孔
7‧‧‧氣體出口
8‧‧‧分散部
9a~9d‧‧‧螺絲(vis)
10‧‧‧桿
11、31‧‧‧氣化器
12、17、37‧‧‧加熱器
13、33‧‧‧反應容器
14、34‧‧‧配管
14a‧‧‧導入口
15、42‧‧‧噴氣嘴
15a‧‧‧外壁
15b‧‧‧噴嘴表面
15c‧‧‧周壁
16‧‧‧反應氣體供給口
18‧‧‧用於冷卻的手段(冷卻水)
19‧‧‧吸著孔
20‧‧‧氣化管
21‧‧‧加熱手段(加熱器)
22‧‧‧氣化部
23‧‧‧連接部
24‧‧‧連接器
25‧‧‧氧導入手段(氧供給口)
29‧‧‧原料供給入口
32‧‧‧燃燒室
35‧‧‧略圓錐狀的噴氣嘴
36‧‧‧基座
41‧‧‧噴氣頭
43‧‧‧噴氣板
61‧‧‧基板
62、63‧‧‧薄膜
H、h‧‧‧高度
P‧‧‧被沈積基板
第1圖所示為MOCVD用氣化器的主要部位的斷面圖。
第2圖所示為MOCVD用氣化器的整體斷面圖。
第3圖所示為MOCVD用氣化器的整體斷面圖。所示為使用於本發明的MOCVD法的薄膜沈積裝置，(A)為薄膜沈積裝置的概略的說明圖，(B)為薄膜沈積裝置的主要部位的說明圖。
第4圖所示為本發明的噴氣頭的(a)斷面圖、(a)平面圖。
第5圖所示為使用於習知的MOCVD法的薄膜沈積裝置的概略的說明圖。
第6圖所示為(a)沈積為薄膜的狀態，(b)未沈積為薄膜的狀態。
(沈積裝置)
第3圖表示使用於MOCVD法的薄膜沈積裝置。
於第3(A)圖中，11為氣化器、12為加熱器、13為反應容器、14為配管、15為略圓錐狀的噴氣嘴、16為用於將反應氣體直接供給反應容器(反應腔室)的氣體供給口、17為加熱器。
噴氣嘴15因應需要而能夠於其內部混合原料氣體與氧。噴氣嘴15與配置在反應容器13內的用於沈積介電膜的被沈積基板P保持規定間隔而相對向。而且，噴氣嘴15的由其中心擴展的外壁15a與噴嘴表面15b之間，一體設置有周壁15c。
此周壁15c適用於確保外壁15a與噴嘴表面15b的距離，能夠使噴嘴表面15b的中央附近與端部附近的原料氣體的流速差變小。尚且，周壁15c的高度h較佳為噴氣嘴15的最大高度、亦即是從配管14的導入口14a至噴嘴表面15b的中心為止的高度H的一半以上(h>H/2)。
依此，氣化器11所氣化的載氣經由噴氣嘴15導入反應容器13時，能夠緩和噴嘴表面15b的中央附近與端部附近的原料氣體的流速差，緩和從噴嘴表面15b導入反應容器13內時的壓力差(以圖中的箭頭的長度表示)，於被沈積基板P沈積略均勻的介電膜。
然而，於上述實施例中，揭示的配管14與噴氣嘴15為一體而連續，但是例如第3(B)圖所示，亦能夠以配管的前端更上方處來連接噴氣嘴15。
(原料氣體、反應氣體)
氮化鉿(HfN)的製備是以TEMAH(Hf[NCH3C2H5]4、肆甲基乙基胺基鉿)與ECH(表氯醇(C3H5ClO))作為原料溶液。
關於薄膜原料的TEMAH、ECH與ECH，是以Ar、N2等作為載氣。
反應氣體除了氨(NH3)之外，例如是O3、H2+N2、O2、H2S、CO、N2等。
反應氣體以載氣Ar或N2稀釋而供給。
以滿足膜的化學計量比的比例之方式調整反應性氣體(氨氣等)與原料溶液。
在氮化鉿之外，於製備氮化鋁(AlN)、氧化鉿(HfO)、氮化鈮(Nb3N5)的薄膜的情形，適當變更原料溶液。
(噴氣頭)
第4圖所示為本例的薄膜沈積裝置所使用的噴氣頭。
設置於反應容器13(反應腔室)的噴氣頭41，由噴氣嘴42與噴氣板43所構成。
將反應氣體直接供給反應容器13(反應腔室)的氣體供給口16，設置於噴氣頭41。
於噴氣板43個別形成原料氣體的流路與氨氣等的流路。
此構成為在到達基板前，使原料氣體與作為反應氣體的氨氣等在噴氣板的上游兩者不混合的手段。
而且，噴氣頭41內具有用於冷卻原料氣體與反應氣體之供給通路的手段。
(氣化器)
本例的氣化器如第1、2圖所示。
本例的氣化器具有分散部8與用於將從前述分散部8所送抵的分散有原料溶液的載氣加熱並氣化的氣化部22，分散部8具有：於構成分散部的分散部本體1的內部形成之氣體通路2、用於將經加壓的載氣3導入氣體通路2的氣體導入口4、用於在通過氣體通路2的載氣供給原料溶液5的手段(原料供給孔)6、用於將包含經分散的原料溶液5的載氣送至氣化部22的氣體出口7，用於冷卻於氣體通路2內流動的載氣的手段(冷卻水)18，氣化部22具有：一端與MOCVD裝置的反應管連接，另一端與分散部8的氣體出口7連接的氣化管20，用於加熱氣化管20的加熱手段(加熱器)21。
以下更詳細的說明本實施例。
於此氣體通路2的一端設置有氣體導入口4。於氣體導入口4連接有載氣(例如是N2、Ar)源(未圖示)。
於分散部本體1的略中央的側部設置有連通於氣體通路2的原料供給孔6，能夠將原料溶液5滴入至氣體通路2，並使原料溶液5於通過氣體通路2的載氣中分散。
於氣體通路2的一端，設置有連通於氣化部22的氣化管20的氣體出口7。
於分散部本體1形成有用於使冷卻水18流動的空間11，藉由使冷卻水8於此空間內流動，將氣體通路2內流動
的載氣冷卻。或者是，亦可以取代此空間而設置例如是珀爾帖元件並冷卻。分散部8的氣體通路2內由於受到氣化部22的加熱器21所致的熱影響，氣體通路2內的原料溶液的溶劑與有機金屬錯體不會同時氣化，而僅有溶劑的氣化。此處，藉由將氣體通路2內所流動的分散有原料溶液的載氣冷卻，以防止僅有溶劑氣化。特別是，原料供給孔6更下游側的冷卻是重要的，至少進行原料供給孔6的下游側的冷卻。冷卻溫度為溶劑的沸點以下的溫度。特別是，氣體出口7的溫度是重要的。
而且，藉由冷卻分散部，即使經由長時間的使用，亦不會產生氣體通路內(特別是氣體出口)的碳化物所致的阻塞。
於分散部本體1的下游側，分散部本體1與氣化管20連接。分散部本體1與氣化管20的連接藉由連接器24進行，此部分成為連接部23。
氣化部22由氣化管20與加熱手段(加熱器)21所構成。加熱器21是用以將氣化管20內流動的分散有原料溶液的載氣加熱並氣化之加熱器。作為加熱器21，例如是亦可以將珀爾帖元件貼附在氣化管20的外周以構成。
作為氣化管20，較佳是使用例如是SU316L等的不銹鋼。
氣化管20的下游側端連接MOCVD裝置的反應管，但於本例於氣化管20設置有作為氧供給手段的氧供給口25，而可將加熱為規定溫度的氧混入載氣。
對氣化器的原料溶液的供始，於原料供給口6個別的經由流量控制器以及閥而連接儲槽。
而且，個別的儲槽連接有載氣氣瓶。
於儲槽內填充有原料溶液，於各別的儲槽(例如是內容積300cc、SUS製送入3kgf/cm2的載氣。
由於儲槽內藉由載氣加壓，原料溶液壓送至壓上於與溶液接觸側的管內之液體用流量控制器(STEC製、全流量0.2cc/min)，此處控制流量，從氣化器的原料供給入口29輸送至原料供給孔6。
藉由以流量控制器(STEC製、全流量2L/min)控制為一定流量的載氣輸送至反應部。同時以流量控制器(STEC製、全流量2L/min控制為一定流量的氧(氧化劑)亦輸送至反應部。
開啟閥，將載氣壓送至儲槽內。原料溶液壓送至流量控制器(STEC製、全流量0.2cc/min)，此處控制流量，溶液原料輸送至氣化器的原料供給孔6。
另一方面，載氣從氣化器的氣體導入口導入。尚且，載氣側的壓力施加過多的話具有桿10突出的疑慮，較佳是供給口側的最大壓力為3kgf/cm2以下，此時可通過的最大流量大約1200cc/min，氣體通路2的通過流速到達百數十m/s。
於氣化器的氣體通路2流動的載氣中滴入來自於原料供給孔6的原料溶液，則原料溶液藉由載氣的高速流而被剪切、微粒子化。其結果原料溶液於載氣中以超微粒子狀態分散。原料溶液以超微粒子狀態分散的載氣(原料氣體)保持高速而放出至氣化部22。
控制為一定流量的2種的原料溶液，經由個別的
原料供給入口29從原料供給孔6流入氣體通路2，並與成為高速氣流的載氣共同於氣體通路移動後，放出至氣化部22。於分散部8，由於原料溶液亦藉由來自氣化部22的熱而促進經加熱的THF(四氫呋喃)的蒸發，從原料供給入口29至原料供給孔6的區間以及氣體通路2的區間藉由自來水冷卻。
從分散部8放出的於載氣中分散為微粒子狀的原料溶液，在藉由加熱器21加熱至規定溫度的氣化管20的輸送中促進氣化，並藉由從設置在即將到達MOCVD的反應管處的氧供給口25混入加熱至規定溫度的氧而做成混合氣體，並流入反應管。
(實施例1)
本例是於第3圖所示的裝置中進行實驗。
本例的使用MOCVD法的薄膜沈積裝置，由氣化器與沈積室所構成，並構成為於連接氣化管與沈積室的配管途中不設置反應氣體的供給口，而直接供給至作為沈積室的反應容器(反應腔室)。
於本例的薄膜沈積裝置使用第4圖的噴氣頭。
本例的氣化器基本為第1、2圖所示的氣化器。
(原料氣體、反應氣體的供給方法)
本例為製備氮化鋡(HfN)薄膜。
首先，從第1圖的氣化器的氣化器的氣體通路，將作為薄膜原料的TEMAH、ECH與ECH，與載氣(Ar、N2)共同的從個別的供給口導入。
其後，從氣化部的途中以載氣Ar或N2稀釋反應氣體NH3
並供給。
然後，於第3(A)圖所示的薄膜沈積裝置的氣化器11，將以載氣(Ar+O2或是N2+O2)加壓的複數種類(TEMAH(Hf[NCH3C2H5]4、肆甲基乙基胺基鉿)與ECH(表氯醇(C3H5ClO))等)的液體原料以所希望比例混合的混合原料以一定速度輸送，並將此些經流量控制的原料氣化。
以滿足膜的化學計量比的比例之方式調整反應性氣體(氨氣等)與原料溶液。
其後，以氣化器11氣化的載氣經由配管14導入噴氣頭15。
如第3(A)圖所示，其後，來自氨(NH3)氣的氣瓶之作為反應氣體的氨(NH3)氣，以作為載氣的N2、Ar稀釋而從氣體供給口16直接供給成為沈積室的反應容器(反應腔室)。從氣體供給口16供給的反應氣體以及載氣以加熱器加熱。
如第3(B)圖所示，藉由將氨(NH3)氣直接注入基板，來自反應容器13的噴氣頭15的氨(NH3)氣與原料氣體供給至基板P。
然後，於基板上使作為反應氣體的氨(NH3)氣與原料氣體反應，以沈積氮化膜。
本例如第3圖所示從氣體供給口16直接將反應氣體供給至前述反應腔室13，並供給至第4圖所示的噴氣頭41。氣化器所氣化的原料氣體亦經由配管供給至噴氣頭41。
然後，對噴氣頭41的噴氣板43供給此原料氣體以及反應氣體，個別通過噴氣板43的供給通路，從噴氣嘴42向與噴嘴表面對向配置的被沈積基板個別噴射原料氣體以及反應氣體。
亦即是，如第3(B)圖所示，從反應容器13的噴氣嘴15個別將氨(NH3)氣與原料氣體供給至基板P。
(沈積)
因此，本例藉由將氨(NH3)氣直接注入基板，而能夠於基板上與原料氣體反應，沈積氮化膜。
本例是假設將氮化膜沈積於基板上，保持此狀態而於某溫度回火數小時，而於表面覆蓋氨(NH3)。
其結果，可推測能夠作成即使暴露在大氣亦不會於表面連結OH等的狀態，促進結晶的完全化。
藉由本例的裝置與方法，可製備氮化鉿(HfN)、氮化鋁(AlN)、氧化鉿(HfO)薄膜。
氮化鉿(HfN)的製備，係藉由氨(NH3)進行覆蓋。
反應氣體除了氨(NH3)之外，例如是亦可以將O3、H2+N2、O2、H2S、CO、N2等直接供給反應腔室。
本例由於原料氣體與反應氣體於噴氣頭的下游合流，於氣化器的氣化管的TEMAH與NH3的合流點更下游，由於不會因氨(NH3)導致TEMAH消失，而不會使膜不易附著於基板上，沈積變得容易。
這是因為本例的裝置並非構成為於連接氣化管與成膜室的配管途中設置氨(NH3)的供給口，而是構成為直接供給至作為成膜室的反應容器(反應腔室)。
因此，藉由本例的反應氣體的供給口以及供給方法與噴氣板，能夠實現原料氣體與氨氣在到達基板前未合流。
而且，為了使基板上的反應活性化，能夠將溫度上昇至
TEMAH分解溫度的220~320℃左右。本例亦可以到達220~320℃左右而活性化。
進而，藉由來自基板的熱加熱作為反應氣體的氨(NH3)，能夠提高噴氣頭部的加熱效果。
於本例中，將氨(NH3)直接添加於基板上，並使用經加熱的金屬觸媒，藉此產生氫自由基，推測能夠促進乾燥後的氫封端化。
(實施例2)
本例於第1、2、5圖所示的裝置進行實驗。
本例的用於MOCVD法的薄膜沈積裝置，由氣化器與沈積室所構成，且於連接氣化管與沈積室的配管途中設置反應氣體的供給口。
本例的第1、2圖所示為MOCVD用氣化器，第5圖所示為使用於MOCVD法的薄膜沈積裝置。
本例的反應氣體的供給口以及供給方法與實施例1不同。
本例的薄膜沈積裝置，不使用第4圖的噴氣頭。
(原料、氣體的供給方法)
本例為製備氮化鋡(HfN)薄膜。
以TEMAH(Hf[NCH3C2H5]4、肆甲基乙基胺基鉿)與ECH(表氯醇(C3H5ClO))作為原料溶液。
首先，從氣體通路將作為薄膜原料的TEMAH、ECH與ECH，與載氣Ar共同的從個別的供給口導入。
其後，從氣化部的途中以載氣Ar或N2稀釋反應氣體NH3並供給。
以滿足膜的化學計量比的比例之方式調整反應性氣體(氨氣等)與原料溶液。
於本例中，檢測的生成物與基於反應理論檢討的反應式中的生成物不充分。
使用本例的MOCVD法所使用的薄膜沈積裝置的情形，於此種狀態的原料溶液的情形，難以形成膜。
經本發明者對於成膜過程綿密的調查的結果，得知於本例中，於氣化器的氣化管的TEMAH與NH3的合流點更下游，因為氨(NH3)而導致TEMAH消失。
此處推測是因為本例的裝置構成為於連接氣化管與沈積室的配管途中設置氨(NH3)的供給口，在噴氣板的上游兩者混合。
為了使基板上的反應活性化，有必要將溫度上昇至TEMAH分解溫度的220~320℃左右。但是，由於吹附至基板的氣體溫度為150℃左右，自由基的效果所致的氫封端化而得的氫封端被破壞，，進行氣相反應，而難以形成膜。
(實施例3)
本例於第1、2、5圖所示的裝置製備氮化鉿(HfN)薄膜。
本例於實施例2相同，第1、2圖為MOCVD用氣化器，第5圖為使用於MOCVD法的薄膜沈積裝置。
於本例的薄膜沈積裝置，不使用第4圖的噴氣頭。
原料溶液、氣體等的條件與實施例2相同。
於實施例2的MOCVD用氣化器中，將氣化管的整體以加熱器加熱至120℃左右。
基板的溫度設定為400℃至500℃。
即使將氣化管的溫度降低，亦無法於基板上沈積氮化鉿(HfN)薄膜。
另一方面，於MOCVD用氣化器中，氣化管的全體以加熱器使溫度上昇的情形，無法額外的沈積。這是因為預測基板上的TEMAH的活性少。
因此，於本例中，檢測的生成物與基於反應理論檢討的反應式中的生成物不充分。
(實施例4)
本例於第1、2、5圖所示的裝置製備氮化鈮(Nb3N5)薄膜。
本例於實施例2相同，第1、2圖為MOCVD用氣化器，第5圖為使用於MOCVD法的薄膜沈積裝置。
於本例的薄膜沈積裝置，不使用第4圖的噴氣頭。
使用TBTEMN((tert-butylimido)bis(ethylmethylamino)-Niobium，(四丁基醯亞胺基)雙(乙基甲基醯亞胺基)鈮)、TBCBDEN、ECH作為原料溶液。
從氣體通路將作為薄膜原料的TBTEMN與ECH、TBCBDEN與ECH，與載氣共同的從個別的供給口導入。
而且，於氣化部的氣化管，將作為反應氣體的氨(NH3)、N2、O2從個別的供給口導入。
其後，從氣化部的途中以作為載氣的Ar或N2稀釋反應氣體NH3並供給。
此時，NH3的溫度設定為350℃並導入。作為Nb3N5的薄膜形成必要的溫度之基板溫度設定為300~380℃。
其他點與實施例2相同。
於本例中，無法充分的沈積Nb3N5的薄膜。
(比較例)
沈積結果表示於作為概念圖的第6圖。
第6圖表示沈積狀態的效果的基板，基板上所沈積的膜，以連續膜與不連續膜作為評價基準。
第6(a)圖為沈積於基板61上的薄膜62，沈積為連續膜的狀態。
實施例1為沈積為如同第6(a)圖的狀態。
另一方面，第6(b)圖於基板上具有黑色附著物，成為不連續膜63，而為未沈積的狀態。
實施例1、3、4未能構成連續的膜，僅能構成如第6(b)圖的如同不連續的泥堆狀的島狀膜。
【產業上的可利用性】
如依本發明，能夠於氣化器的氣化管不產生阻塞的長期使用，而且，能夠提供可對反應部穩定的原料供給之MOCVD用用成膜方法以及成膜裝置。
11‧‧‧氣化器
12、17‧‧‧加熱器
13‧‧‧反應容器
14‧‧‧配管
14a‧‧‧導入口
15‧‧‧噴氣嘴
15a‧‧‧外壁
15b‧‧‧噴嘴表面
15c‧‧‧周壁
16‧‧‧反應氣體供給口
H、h‧‧‧高度
P‧‧‧被沈積基板
Claims (9)
- 一種沈積方法，其特徵在於：藉由將反應氣體直接供給反應腔室，於基板上使其與原料反應，使薄膜沈積。
- 如申請專利範圍第1項所述的沈積方法，其中前述反應氣體為O3、NH3、H2+N2、O2、H2S、CO、N2等。
- 如申請專利範圍第1或2項所述的沈積方法，其中形成氮化鉿(HfN)、氮化鋁(AlN)、氧化鉿(HfO)或鈮氮化物(Nb3N5)的任意的薄膜。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的沈積方法，其中前述反應是使氮化鉿(HfN)薄膜藉由氨(NH3)覆蓋而沈積。
- 一種MOCVD用沈積方法，其中前述如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的沈積方法為MOCVD用。
- 一種沈積裝置，包括經由配管被供給氣化器所氣化的原料氣體的同時，將此原料氣體噴射至與噴嘴表面對向配置的被沈積基板之噴氣嘴，前述噴氣嘴由以前述配管的導入口為中心擴展的外壁、從該外壁的擴展端部升起的周壁、以及覆蓋該周壁的端部之噴嘴表面所構成，其特徵在於：以使反應氣體直接供給反應腔室的方式設置氣體供給口。
- 一種噴氣頭，其特徵在於：由以連接於氣化器的配管的導入口為中心擴展的外壁、從該外壁的擴展端部升起的周壁、以及覆蓋該周壁的端部之噴嘴表面所構成，被供給前述氣化器所氣化的原料氣體的同時，將此原料氣 體以及反應氣體個別噴射至被沈積基板。
- 如申請專利範圍第7項所述的沈積裝置，其中前述噴氣頭內具有用於冷卻原料氣體以及前述反應氣體的供給通路的手段。
- 一種MOCVD用沈積裝置，其中如申請專利範圍第3至7項中任一項所述的沈積裝置或是項所述噴氣頭為MOCVD用。
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