JP2002093803A - Film-forming material, film-forming method, film and device - Google Patents
Film-forming material, film-forming method, film and deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特にゲート酸化膜
として好適なジルコニウム系膜に関する。The present invention relates to a zirconium-based film particularly suitable as a gate oxide film.
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】近年、ULSIの進展
に伴い、トランジスタのソース−ドレイン間距離は一層
短くなって来ている。同時に、ゲート酸化膜の厚さも薄
膜化の一途を辿っている。因みに、その膜厚は10nm
以下になることが予想されている。In recent years, with the development of ULSI, the distance between the source and the drain of a transistor has been further reduced. At the same time, the thickness of the gate oxide film has been steadily reduced. By the way, the film thickness is 10 nm
It is expected that:
【0003】ところで、現在、ゲート酸化膜はSiO2
で出来ているが、このSiO2製ゲート酸化膜の厚さが
3nm以下の厚さに至ると、ソースとドレイン間に溜め
られた電荷はゲート酸化膜を通り抜けてしまうようにな
る。At present, the gate oxide film is made of SiO 2
However, when the thickness of the SiO 2 gate oxide film reaches a thickness of 3 nm or less, charges accumulated between the source and the drain pass through the gate oxide film.
【0004】このような問題を解決する為に金属酸化膜
が提案され始めた。[0004] In order to solve such a problem, a metal oxide film has been proposed.
【0005】しかし、単に、金属酸化膜であれば良いと
言うものではない。[0005] However, it is not simply sufficient to use a metal oxide film.
【0006】例えば、下層のシリコンを酸化しないこと
が必要である。For example, it is necessary not to oxidize the underlying silicon.
【0007】そして、ジルコニウムは、シリコンとの界
面に珪酸ジルコニウム(ZrSiO 4)を形成すること
から、シリコンを酸化しないと言うことが報告されてい
る。[0007] Zirconium has an interface with silicon.
Zirconium silicate (ZrSiO 4Forming)
Reports that it does not oxidize silicon
You.
【0008】従って、ジルコニウム酸化膜はゲート酸化
膜として好都合なことが判る。Therefore, it can be seen that the zirconium oxide film is favorable as a gate oxide film.
【0009】ところで、ジルコニウム酸化膜の形成方法
はスパッタによっていた。Incidentally, the method of forming the zirconium oxide film has been by sputtering.
【0010】しかし、スパッタ法は、一般的に、成膜に
時間が掛かり過ぎる。However, the sputtering method generally takes too much time for film formation.
【0011】又、段差被膜性に劣る。例えば、表面が平
坦ではなく、凹凸があるような基板に膜を形成しようと
した場合、凹部の底の面には膜が形成されないようなこ
とがある。膜が形成されても、その膜は均一なものでな
く、斑状のものであったりする。Also, the step coverage is poor. For example, when an attempt is made to form a film on a substrate whose surface is not flat and has irregularities, the film may not be formed on the bottom surface of the concave portion. Even if a film is formed, the film is not uniform and may be patchy.
【0012】従って、本発明が解決しようとする第1の
課題は、ジルコニウム系のゲート酸化膜を形成できる技
術を提供することである。Accordingly, a first object of the present invention is to provide a technique capable of forming a zirconium-based gate oxide film.
【0013】又、本発明が解決しようとする第2の課題
は、綺麗なジルコニウム系膜を効率良く形成できる技術
を提供することである。A second object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently forming a beautiful zirconium-based film.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】前記の課題は、ゲート酸
化膜を形成する為の材料であって、前記ゲート酸化膜形
成材料は、(R1R2N)4Zr〔但し、R1,R2は
アルキル基、及びシリコン系化合物の基の群の中から選
ばれるものであり、R1とR2とは互いに異なっていて
も同じであってもよい。〕で表される化合物を有するこ
とを特徴とするジルコニウム系膜形成材料によって解決
される。An object of the present invention is to provide a material for forming a gate oxide film, wherein the material for forming the gate oxide film is (R 1 R 2 N) 4 Zr [where R 1 , R 2 is selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon-based compound, and R 1 and R 2 may be different or the same. And a zirconium-based film forming material characterized by having a compound represented by the following formula:
【0015】又、酸化膜を形成する為の材料であって、
前記酸化膜形成材料は、(R1R2N)4Zr〔但し、
R1,R2はアルキル基、及びシリコン系化合物の基の
群の中から選ばれるものであり、R1とR2とは互いに
異なっていても同じであってもよい。〕で表される化合
物を有することを特徴とするジルコニウム系膜形成材料
によって解決される。A material for forming an oxide film,
The oxide film forming material is (R 1 R 2 N) 4 Zr [provided that
R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon-based compound, and R 1 and R 2 may be different or the same. And a zirconium-based film forming material characterized by having a compound represented by the following formula:
【0016】特に、上記(R1R2N)4Zrにおける
R1,R2がメチル基及びエチル基の群の中から選ばれ
るいずれかであることを特徴とするジルコニウム系膜形
成材料によって解決される。中でも、(Me2N)4Z
r,(Et2N)4Zr及び/又は(Et(Me)N)
4Zrで表される化合物からなることを特徴とするジル
コニウム系膜形成材料によって解決される。In particular, the problem is solved by a zirconium-based film forming material, wherein R 1 and R 2 in the above (R 1 R 2 N) 4 Zr are selected from the group consisting of a methyl group and an ethyl group. Is done. Among them, (Me 2 N) 4 Z
r, (Et 2 N) 4 Zr and / or (Et (Me) N)
The problem is solved by a zirconium-based film forming material characterized by comprising a compound represented by 4Zr.
【0017】上記化合物を用いることによってジルコニ
ウム系酸化膜(例えば、ゲート酸化膜)を効率良く形成
できる。By using the above compound, a zirconium-based oxide film (for example, a gate oxide film) can be efficiently formed.
【0018】しかし、(R1R2N)4Zrのみではな
く、(R1R2N)4ZrとSi化合物とを併用しても
膜が形成できる。すなわち、(R1R2N)4ZrとS
i化合物とを併用することによって、シリコンとジルコ
ニウムとを主成分として含む酸化膜を形成でき、このよ
うなジルコニウム系の膜も良好なゲート酸化膜となる。However, a film can be formed by using not only (R 1 R 2 N) 4 Zr but also (R 1 R 2 N) 4 Zr and a Si compound. That is, (R 1 R 2 N) 4 Zr and S
By using the i-compound in combination, an oxide film containing silicon and zirconium as main components can be formed, and such a zirconium-based film also becomes a favorable gate oxide film.
【0019】従って、前記の課題は、ゲート酸化膜を形
成する為の材料であって、前記ゲート酸化膜形成材料
は、(R1R2N)4Zr〔但し、R1,R2はアルキ
ル基、及びシリコン系化合物の基の群の中から選ばれる
ものであり、R1とR2とは互いに異なっていても同じ
であってもよい。〕で表される化合物と、Si化合物と
を有することを特徴とするジルコニウム系膜形成材料に
よって解決される。Accordingly, an object of the present invention is to provide a material for forming a gate oxide film, wherein the material for forming the gate oxide film is (R 1 R 2 N) 4 Zr [where R 1 and R 2 are alkyl. And R 1 and R 2 may be different from each other or the same as each other. And a Si compound, and a zirconium-based film forming material.
【0020】又、酸化膜を形成する為の材料であって、
前記酸化膜形成材料は、(R1R2N)4Zr〔但し、
R1,R2はアルキル基、及びシリコン系化合物の基の
群の中から選ばれるものであり、R1とR2とは互いに
異なっていても同じであってもよい。〕で表される化合
物と、Si化合物とを有することを特徴とするジルコニ
ウム系膜形成材料によって解決される。A material for forming an oxide film,
The oxide film forming material is (R 1 R 2 N) 4 Zr [provided that
R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon-based compound, and R 1 and R 2 may be different or the same. And a Si compound, and a zirconium-based film forming material.
【0021】特に、上記(R1R2N)4Zrにおける
R1,R2がメチル基及びエチル基の群の中から選ばれ
るいずれかであることを特徴とするジルコニウム系膜形
成材料によって解決される。中でも、(Me2N)4Z
r,(Et2N)4Zr及び/又は(Et(Me)N)
4Zrで表される化合物からなることを特徴とするジル
コニウム系膜形成材料によって解決される。In particular, the problem is solved by a zirconium-based film forming material, wherein R 1 and R 2 in the above (R 1 R 2 N) 4 Zr are selected from the group consisting of a methyl group and an ethyl group. Is done. Among them, (Me 2 N) 4 Z
r, (Et 2 N) 4 Zr and / or (Et (Me) N)
The problem is solved by a zirconium-based film forming material characterized by comprising a compound represented by 4Zr.
【0022】上記Si化合物としては、好ましくは(R
1R2N)nSiH4−n〔但し、R1,R2はアルキ
ル基、及びシリコン系化合物の基の群の中から選ばれる
ものであり、R1とR2とは互いに異なっていても同じ
であってもよい。nは1〜4の整数。〕で表される化合
物である。中でも、(Et2N)4Si,(Et2N)
3SiH,(Et2N)2SiH2,(Me2N)4S
i,(Me2N)3SiH,(Me2N)2SiH
2〔但し、Meはメチル基、Etはエチル基。〕の群の
中から選ばれるいずれかである。The Si compound is preferably (R
1 R 2 N) n SiH 4-n [where R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon compound, and R 1 and R 2 are different from each other. May be the same. n is an integer of 1 to 4. ] It is a compound represented by these. Among them, (Et 2 N) 4 Si, (Et 2 N)
3 SiH, (Et 2 N) 2 SiH 2 , (Me 2 N) 4 S
i, (Me 2 N) 3 SiH, (Me 2 N) 2 SiH
2 [where Me is a methyl group and Et is an ethyl group. ] Is selected from the group consisting of
【0023】本発明において、(R1R2N)4Zrで
表される化合物とSi化合物とが共に用いられる場合、
Si化合物と(R1R2N)4Zrとの割合(重量比)
は、好ましくは、前者:後者=1:100〜1000:
1である。更に好ましくは、1:50〜100:1であ
る。In the present invention, when a compound represented by (R 1 R 2 N) 4 Zr and a Si compound are used together,
Ratio (weight ratio) of Si compound and (R 1 R 2 N) 4 Zr
Is preferably the former: the latter = 1: 100-1000:
It is one. More preferably, the ratio is 1:50 to 100: 1.
【0024】上記のジルコニウム系膜形成材料は、溶媒
を更に含む形態のものが好ましい。すなわち、上記のジ
ルコニウム系膜形成材料は溶媒中に溶解してなる形態の
ものが好ましい。The zirconium-based film forming material preferably has a form further containing a solvent. That is, the above zirconium-based film forming material is preferably in a form dissolved in a solvent.
【0025】このような溶媒は、上記ジルコニウム系膜
形成材料が溶解されるものであれば良い。中でも好まし
いものとしては、溶媒が炭素数5〜40の炭化水素系化
合物及び炭素数2〜40のアミン系化合物の群の中から
選ばれる化合物である。Such a solvent may be any as long as the zirconium-based film forming material is dissolved. Among them, a compound whose solvent is selected from the group consisting of a hydrocarbon compound having 5 to 40 carbon atoms and an amine compound having 2 to 40 carbon atoms is preferable.
【0026】又、前記の課題は、化学気相成長方法によ
り基板にジルコニウム系酸化膜を形成する方法であっ
て、上記のジルコニウム系膜形成材料を用いることを特
徴とする膜形成方法によって解決される。The above object is also achieved by a method for forming a zirconium-based oxide film on a substrate by a chemical vapor deposition method, characterized by using the above-mentioned zirconium-based film-forming material. You.
【0027】又、上記のジルコニウム系膜形成材料を基
板上に供給し、分解させることにより基板上にジルコニ
ウム系酸化膜を形成することを特徴とする膜形成方法に
よって解決される。Further, the above problem is solved by a film forming method characterized in that a zirconium-based oxide film is formed on a substrate by supplying the above-mentioned zirconium-based film-forming material onto a substrate and decomposing it.
【0028】そして、本発明の実施によって、例えば
0.5〜10nm(特に、5nm以下)の厚さのゲート
酸化膜が形成されたLSI等の素子が得られる。By implementing the present invention, an element such as an LSI having a gate oxide film having a thickness of, for example, 0.5 to 10 nm (particularly, 5 nm or less) can be obtained.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】本発明になるジルコニウム系膜形
成材料は、ゲート酸化膜を形成する為の材料であって、
前記ゲート酸化膜形成材料は、(R1R2N)4Zr
〔但し、R1,R2はアルキル基(特に、炭素数1〜1
2のアルキル基)、及びシリコン系化合物の基(特に、
Me3Si−,Me2SiH−,MeSiH2−)の群
の中から選ばれるものであり、R1とR2とは互いに異
なっていても同じであってもよい。〕で表される化合物
を有する。又、ゲート酸化膜を形成する為の材料であっ
て、前記ゲート酸化膜形成材料は、(R1R2N)4Z
r〔但し、前記に同じ。〕で表される化合物と、Si化
合物とを有する。又、酸化膜を形成する為の材料であっ
て、前記酸化膜形成材料は、(R1R2N)4Zr〔但
し、前記に同じ。〕で表される化合物を有する。又、酸
化膜を形成する為の材料であって、前記酸化膜形成材料
は、(R1R2N)4Zr〔但し、前記に同じ。〕で表
される化合物と、Si化合物とを有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The zirconium-based film forming material according to the present invention is a material for forming a gate oxide film,
The gate oxide film forming material is (R 1 R 2 N) 4 Zr
[However, R 1 and R 2 are alkyl groups (particularly, C 1 to C 1
2) and a group of a silicon-based compound (particularly,
Me 3 Si-, Me 2 SiH-, MeSiH 2 -) are those chosen from the group of, may be the same or different from each other R 1 and R 2. ] It has the compound represented by these. Further, the material for forming the gate oxide film, wherein the material for forming the gate oxide film is (R 1 R 2 N) 4 Z
r [same as above. And a Si compound. In addition, a material for forming an oxide film, wherein the oxide film forming material is (R 1 R 2 N) 4 Zr [however, the same as above. ] It has the compound represented by these. In addition, a material for forming an oxide film, wherein the oxide film forming material is (R 1 R 2 N) 4 Zr [however, the same as above. And a Si compound.
【0030】特に、上記(R1R2N)4Zrにおける
R1,R2はメチル基及びエチル基の群の中から選ばれ
るいずれかである。中でも、(Me2N)4Zr,(E
t2N)4Zr及び/又は(Et(Me)N)4Zrで
表される化合物である。[0030] In particular, R 1, R 2 in the above (R 1 R 2 N) 4 Zr is any one selected from the group of methyl and ethyl. Among them, (Me 2 N) 4 Zr, (E
It is a compound represented by t 2 N) 4 Zr and / or (Et (Me) N) 4 Zr.
【0031】上記Si化合物は、好ましくは、(R1R
2N)nSiH4−n〔但し、R1,R2はアルキル
基、及びシリコン系化合物の基の群の中から選ばれるも
のであり、R1とR2とは互いに異なっていても同じで
あってもよい。nは1〜4の整数。〕で表される化合物
である。中でも、(Et2N)4Si,(Et2N)3
SiH,(Et2N)2SiH2,(Me2N)4S
i,(Me2N)3SiH,(Me2N)2SiH
2〔但し、Meはメチル基、Etはエチル基。〕の群の
中から選ばれるいずれかである。The above-mentioned Si compound is preferably (R 1 R
2 N) n SiH 4-n [where R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon compound, and R 1 and R 2 are the same even if they are different from each other It may be. n is an integer of 1 to 4. ] It is a compound represented by these. Among them, (Et 2 N) 4 Si, (Et 2 N) 3
SiH, (Et 2 N) 2 SiH 2 , (Me 2 N) 4 S
i, (Me 2 N) 3 SiH, (Me 2 N) 2 SiH
2 [where Me is a methyl group and Et is an ethyl group. ] Is selected from the group consisting of
【0032】(R1R2N)4Zrで表される化合物と
Si化合物とが共に用いられる場合、Si化合物と(R
1R2N)4Zrとの割合(重量比)は、好ましくは、
前者:後者=1:100〜1000:1である。更に好
ましくは、1:50〜100:1である。When the compound represented by (R 1 R 2 N) 4 Zr and the Si compound are used together, the Si compound and (R
The ratio (weight ratio) to 1 R 2 N) 4 Zr is preferably
The former: the latter = 1: 100 to 1000: 1. More preferably, the ratio is 1:50 to 100: 1.
【0033】本発明のジルコニウム系膜形成材料は、必
要に応じて、溶媒を更に含む。すなわち、上記のジルコ
ニウム系膜形成材料は溶媒中に溶解してなる形態のもの
が好ましい。このような溶媒は、上記ジルコニウム系膜
形成材料が溶解されるものであれば良い。中でも好まし
いものとしては、溶媒が炭素数5〜40の炭化水素系化
合物及び炭素数2〜40のアミン系化合物の群の中から
選ばれる化合物である。具体的に挙げると、炭化水素系
の溶媒としては、例えばノルマルデカン、ノルマルヘプ
タン、テトラデカン、キシレン、トルエンが挙げられ
る。アミン系の溶媒としては、例えばトリエチルアミ
ン、ビス(トリメチルシリル)アミン、ジエチルアミ
ン、ピリジンが挙げられる。溶媒の量は、上記ジルコニ
ウム系膜形成材料100重量部に対して溶媒が1〜10
000重量部、特に100〜2000重量部であるのが
好ましい。The zirconium-based film forming material of the present invention further contains a solvent, if necessary. That is, the above zirconium-based film forming material is preferably in a form dissolved in a solvent. Such a solvent may be any as long as the zirconium-based film forming material is dissolved. Among them, a compound whose solvent is selected from the group consisting of a hydrocarbon compound having 5 to 40 carbon atoms and an amine compound having 2 to 40 carbon atoms is preferable. Specifically, examples of the hydrocarbon-based solvent include normal decane, normal heptane, tetradecane, xylene, and toluene. Examples of the amine-based solvent include triethylamine, bis (trimethylsilyl) amine, diethylamine, and pyridine. The amount of the solvent is 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the zirconium-based film forming material.
It is preferred that the amount be 000 parts by weight, especially 100 to 2000 parts by weight.
【0034】本発明のジルコニウム系膜形成材料は、化
学気相成長方法によりジルコニウム系膜を形成する為の
ものである。The zirconium-based film forming material of the present invention is for forming a zirconium-based film by a chemical vapor deposition method.
【0035】本発明になる膜形成方法は、化学気相成長
方法により基板にジルコニウム系酸化膜を形成する方法
であって、上記のジルコニウム系膜形成材料を用いる。
又、上記のジルコニウム系膜形成材料を基板上に供給
し、分解させることにより基板上にジルコニウム系酸化
膜を形成する。The film forming method according to the present invention is a method for forming a zirconium-based oxide film on a substrate by a chemical vapor deposition method, and uses the above-mentioned zirconium-based film forming material.
Further, the above-mentioned zirconium-based film forming material is supplied onto a substrate and decomposed to form a zirconium-based oxide film on the substrate.
【0036】そして、本発明の実施によって、例えば
0.5〜10nm(特に、5nm以下)の厚さのゲート
酸化膜が形成されたLSI等の素子が得られる。By implementing the present invention, an element such as an LSI having a gate oxide film having a thickness of, for example, 0.5 to 10 nm (particularly, 5 nm or less) can be obtained.
【0037】以下、具体的な実施例を挙げて説明する。Hereinafter, a specific embodiment will be described.
【0038】[0038]
【実施例1】図1は、本発明になる化学気相成長方法が
実施される装置の概略図である。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for carrying out a chemical vapor deposition method according to the present invention.
【0039】尚、図1中、1a,1bは容器、3は加熱
器、4は分解反応炉、5はSi基板、6はガス流量制御
器である。In FIG. 1, 1a and 1b are containers, 3 is a heater, 4 is a decomposition reactor, 5 is a Si substrate, and 6 is a gas flow controller.
【0040】そして、図1の装置を用いてSi基板5上
にZr酸化膜を作製した。Then, a Zr oxide film was formed on the Si substrate 5 using the apparatus shown in FIG.
【0041】すなわち、容器1a内に(Et2N)4Z
rを入れて100℃に加熱すると共に、窒素ガス(キャ
リアーガス)を30ml/分の割合で供給した。そし
て、気化された(Et2N)4Zrはキャリアーガスと
共に配管を経て分解反応炉4に導かれた。又、同時に、
反応ガスとして酸素が導入された。尚、この時、系内は
真空に排気されている。又、Si基板5は500℃に加
熱されている。That is, (Et 2 N) 4 Z is contained in the container 1a.
r and heated to 100 ° C., and nitrogen gas (carrier gas) was supplied at a rate of 30 ml / min. Then, the vaporized (Et 2 N) 4 Zr was led to the decomposition reaction furnace 4 via a pipe together with the carrier gas. Also, at the same time,
Oxygen was introduced as a reaction gas. At this time, the system is evacuated to a vacuum. The Si substrate 5 is heated to 500 ° C.
【0042】その結果、Si基板5上に膜が設けられ
た。As a result, a film was provided on the Si substrate 5.
【0043】この膜を元素分析により調べた処、Zrを
主成分とするものであることが判った。又、X線回折に
よればZrの酸化膜であることが判った。When this film was examined by elemental analysis, it was found that the film was mainly composed of Zr. X-ray diffraction revealed that the film was an oxide film of Zr.
【0044】尚、形成された膜厚は分解堆積時間に比例
していた。そして、数nmの厚さのものも簡単に作成で
きた。Incidentally, the formed film thickness was proportional to the decomposition deposition time. And a thing with a thickness of several nm was easily created.
【0045】[0045]
【実施例2】実施例1において、(Et2N)4Zrの
代わりに(Me2N)4Zrを用いた以外は同様に行
い、Si基板5上にZrの酸化膜を形成した。Example 2 An oxide film of Zr was formed on a Si substrate 5 in the same manner as in Example 1, except that (Me 2 N) 4 Zr was used instead of (Et 2 N) 4 Zr.
【0046】[0046]
【実施例3】実施例1において、(Et2N)4Zrの
代わりに(Et(Me)N)4Zrを用いた以外は同様
に行い、Si基板5上にZrの酸化膜を形成した。Example 3 An oxide film of Zr was formed on a Si substrate 5 in the same manner as in Example 1, except that (Et (Me) N) 4 Zr was used instead of (Et 2 N) 4 Zr. .
【0047】[0047]
【実施例4】図1の装置を用いてSi基板5上にZr系
酸化膜を作製した。Embodiment 4 A Zr-based oxide film was formed on a Si substrate 5 using the apparatus shown in FIG.
【0048】すなわち、容器1a内に(Et2N)4Z
rを入れて100℃に加熱すると共に、窒素ガス(キャ
リアーガス)を30ml/分の割合で供給した。That is, (Et 2 N) 4 Z is contained in the container 1a.
r and heated to 100 ° C., and nitrogen gas (carrier gas) was supplied at a rate of 30 ml / min.
【0049】又、容器1b内に(Et2N)3SiHを
入れて80℃に加熱すると共に、窒素ガス(キャリアー
ガス)を30ml/分の割合で供給した。Further, (Et 2 N) 3 SiH was placed in the vessel 1b, heated to 80 ° C., and nitrogen gas (carrier gas) was supplied at a rate of 30 ml / min.
【0050】気化された(Et2N)4Zrと(Et2
N)3SiHとはキャリアーガスと共に配管を経て分解
反応炉4に導かれた。又、同時に、反応ガスとして酸素
が導入された。尚、この時、系内は真空に排気されてい
る。又、Si基板5は500℃に加熱されている。The vaporized (Et 2 N) 4 Zr and (Et 2
N) 3 SiH was introduced into the decomposition reaction furnace 4 via a pipe together with a carrier gas. At the same time, oxygen was introduced as a reaction gas. At this time, the system is evacuated to a vacuum. The Si substrate 5 is heated to 500 ° C.
【0051】その結果、Si基板5上に膜が設けられ
た。As a result, a film was provided on the Si substrate 5.
【0052】この膜を元素分析により調べた結果、Zr
とSiとを主成分とするものであることが判った。又、
X線回折によれば酸化膜であることが判った。The film was analyzed by elemental analysis to find that Zr
And Si as a main component. or,
X-ray diffraction revealed that the film was an oxide film.
【0053】上記ZrとSiとを主成分とする酸化膜を
有する基板に対して、(Et2N) 4Zrを用いて実施
例1と同様に行い、膜を形成した。An oxide film containing Zr and Si as main components is
(Et)2N) 4Implemented using Zr
A film was formed in the same manner as in Example 1.
【0054】この膜を元素分析により調べた結果、Zr
を主成分とするものであることが判った。又、X線回折
によれば酸化膜であることが判った。The film was analyzed by elemental analysis to find that Zr
Was found to be a main component. X-ray diffraction revealed that the film was an oxide film.
【0055】すなわち、二段階のCVDにより、Si基
板上に珪酸ジルコニウム膜が、その上に酸化ジルコニウ
ム膜が形成されていることが判った。That is, it was found that the zirconium silicate film was formed on the Si substrate and the zirconium oxide film was formed thereon by the two-step CVD.
【0056】[0056]
【実施例5】図2の装置を用いてSi基板5上にZr系
酸化膜を作製した。Embodiment 5 A Zr-based oxide film was formed on a Si substrate 5 using the apparatus shown in FIG.
【0057】すなわち、(Et2N)4Zrと(Et2
N)3SiHとの等量混合物を容器1a内に入れ、液体
流量制御器7を通して気化器2に送った。尚、この気化
器2では150℃にして気化させている。That is, (Et 2 N) 4 Zr and (Et 2
An equivalent mixture with N) 3 SiH was placed in the container 1 a and sent to the vaporizer 2 through the liquid flow controller 7. The vaporizer 2 vaporizes at 150 ° C.
【0058】気化された(Et2N)4Zrと(Et2
N)3SiHとはキャリアーガスと共に配管を経て分解
反応炉4に導かれた。又、同時に、反応ガスとして酸素
が導入された。尚、この時、系内は真空に排気されてい
る。又、Si基板5は500℃に加熱されている。Evaporated (Et 2 N) 4 Zr and (Et 2
N) 3 SiH was introduced into the decomposition reaction furnace 4 via a pipe together with a carrier gas. At the same time, oxygen was introduced as a reaction gas. At this time, the system is evacuated to a vacuum. The Si substrate 5 is heated to 500 ° C.
【0059】その結果、Si基板5上に膜が設けられ
た。As a result, a film was provided on the Si substrate 5.
【0060】この膜を元素分析により調べた処、Zrと
Siとを主成分とするものであることが判った。又、X
線回折によれば酸化膜であることが判った。When this film was examined by elemental analysis, it was found that Zr and Si were the main components. Also X
Line diffraction revealed that the film was an oxide film.
【0061】上記ZrとSiとを主成分とする酸化膜を
有する基板に対して、(Et2N) 4Zrを用いて実施
例1と同様に行い、膜を形成した。An oxide film containing Zr and Si as main components is
(Et)2N) 4Implemented using Zr
A film was formed in the same manner as in Example 1.
【0062】この膜を元素分析により調べた結果、Zr
を主成分とするものであることが判った。又、X線回折
によれば酸化膜であることが判った。The film was analyzed by elemental analysis to find that Zr
Was found to be a main component. X-ray diffraction revealed that the film was an oxide film.
【0063】すなわち、二段階のCVDにより、Si基
板上に珪酸ジルコニウム膜が、その上に酸化ジルコニウ
ム膜が形成されていることが判った。That is, it was found that the zirconium silicate film was formed on the Si substrate and the zirconium oxide film was formed thereon by the two-step CVD.
【0064】[0064]
【実施例6〜10】実施例5において、(Et2N)3
SiHの代わりに、(Et2N)4Si,(Et2N)
2SiH2,(Me2N)4Si,(Me2N)3Si
H,(Me 2N)2SiH2を用いた以外は同様に行
い、Si基板5上にZrとSiとの酸化膜を形成した。Embodiments 6 to 10 In Embodiment 5, (Et2N)3
Instead of SiH, (Et2N)4Si, (Et2N)
2SiH2, (Me2N)4Si, (Me2N)3Si
H, (Me 2N)2SiH2Except that
First, an oxide film of Zr and Si was formed on the Si substrate 5.
【0065】[0065]
【実施例11】図2の装置を用いてSi基板5上にZr
酸化膜を作製した。Embodiment 11 Using the apparatus shown in FIG.
An oxide film was formed.
【0066】すなわち、(Me2N)4Zrとノルマル
デカンとの混合物(前者:後者=1:5)を容器1a内
に入れ、液体流量制御器7を通して気化器2に送った。
尚、この気化器2では150℃にして気化させている。That is, a mixture of (Me 2 N) 4 Zr and normal decane (the former: the latter = 1: 5) was placed in the container 1 a and sent to the vaporizer 2 through the liquid flow controller 7.
The vaporizer 2 vaporizes at 150 ° C.
【0067】気化された(Me2N)4Zrとノルマル
デカンとはキャリアーガスと共に配管を経て分解反応炉
4に導かれた。又、同時に、反応ガスとして酸素が導入
された。尚、Si基板5は500℃に加熱されている。The vaporized (Me 2 N) 4 Zr and normal decane were introduced into the decomposition reaction furnace 4 via a pipe together with the carrier gas. At the same time, oxygen was introduced as a reaction gas. Note that the Si substrate 5 is heated to 500 ° C.
【0068】その結果、Si基板5上に膜が設けられ
た。As a result, a film was provided on the Si substrate 5.
【0069】この膜を元素分析により調べた処、Zrを
主成分とするものであることが判った。又、X線回折に
よれば酸化膜であることが判った。When this film was examined by elemental analysis, it was found that the film was mainly composed of Zr. X-ray diffraction revealed that the film was an oxide film.
【0070】[0070]
【実施例12】図2の装置を用いてSi基板5上にZr
系酸化膜を作製した。Embodiment 12 Using the apparatus shown in FIG.
A system oxide film was formed.
【0071】すなわち、(Me2N)4Zrとノルマル
デカンとの混合物(前者:後者=1:5)を容器1a内
に入れ、液体流量制御器7を通して気化器2に送った。
尚、この気化器2では150℃にして気化させている。That is, a mixture of (Me 2 N) 4 Zr and normal decane (the former: the latter = 1: 5) was placed in the container 1 a and sent to the vaporizer 2 through the liquid flow controller 7.
The vaporizer 2 vaporizes at 150 ° C.
【0072】又、(Me2N)3SiHとノルマルヘプ
タンとの混合物(前者:後者=1:5)を容器1b内に
入れ、液体流量制御器7を通して気化器2に送った。
尚、この気化器2では130℃にして気化させている。A mixture of (Me 2 N) 3 SiH and normal heptane (the former: the latter = 1: 5) was placed in the vessel 1 b and sent to the vaporizer 2 through the liquid flow controller 7.
The vaporizer 2 vaporizes at 130 ° C.
【0073】気化された(Me2N)4Zr及びノルマ
ルデカン、(Me2N)3SiH及びノルマルヘプタン
は、キャリアーガスと共に配管を経て分解反応炉4に導
かれた。又、同時に、反応ガスとして酸素が導入され
た。尚、Si基板5は500℃に加熱されている。The vaporized (Me 2 N) 4 Zr and normal decane, (Me 2 N) 3 SiH and normal heptane were introduced into the decomposition reactor 4 via a pipe together with a carrier gas. At the same time, oxygen was introduced as a reaction gas. Note that the Si substrate 5 is heated to 500 ° C.
【0074】その結果、Si基板5上に膜が設けられ
た。As a result, a film was provided on the Si substrate 5.
【0075】この膜を元素分析により調べた処、Zrと
Siを主成分とするものであることが判った。又、X線
回折によれば酸化膜であることが判った。When this film was examined by elemental analysis, it was found that the film was mainly composed of Zr and Si. X-ray diffraction revealed that the film was an oxide film.
【0076】[0076]
【実施例13】図2の装置を用いてSi基板5上にZr
酸化膜を作製した。Embodiment 13 Using the apparatus shown in FIG.
An oxide film was formed.
【0077】すなわち、(Me2N)4Zrと5%のジ
エチルアミンを含むノルマルデカンとの混合物(前者:
後者=1:6)を容器1a内に入れ、液体流量制御器7
を通して気化器2に送った。尚、この気化器2では15
0℃にして気化させている。That is, a mixture of (Me 2 N) 4 Zr and normal decane containing 5% of diethylamine (the former:
The latter = 1: 6) is placed in the container 1a and the liquid flow controller 7
And sent to vaporizer 2. In this vaporizer 2, 15
It is vaporized at 0 ° C.
【0078】気化された(Me2N)4Zr等はキャリ
アーガスと共に配管を経て分解反応炉4に導かれた。
又、同時に、反応ガスとして酸素が導入された。尚、S
i基板5は500℃に加熱されている。The vaporized (Me 2 N) 4 Zr and the like were led to the decomposition reaction furnace 4 via a pipe together with the carrier gas.
At the same time, oxygen was introduced as a reaction gas. Note that S
The i-substrate 5 is heated to 500 ° C.
【0079】その結果、Si基板5上に膜が設けられ
た。As a result, a film was provided on the Si substrate 5.
【0080】この膜を元素分析により調べた処、Zrを
主成分とするものであることが判った。又、X線回折に
よれば酸化膜であることが判った。When this film was examined by elemental analysis, it was found that the film was mainly composed of Zr. X-ray diffraction revealed that the film was an oxide film.
【0081】[0081]
【発明の効果】ゲート酸化膜として好適なジルコニウム
系酸化膜が効率良く、かつ、綺麗に出来る。As described above, a zirconium-based oxide film suitable as a gate oxide film can be efficiently and beautifully formed.
【図1】CVD装置の概略図FIG. 1 is a schematic view of a CVD apparatus.
【図2】CVD装置の概略図FIG. 2 is a schematic view of a CVD apparatus.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野津 定央 山梨県北都留郡上野原町上野原8154−217 株式会社トリケミカル研究所内 (72)発明者 森田 良子 山梨県北都留郡上野原町上野原8154−217 株式会社トリケミカル研究所内 (72)発明者 野田 直人 山梨県北都留郡上野原町上野原8154−217 株式会社トリケミカル研究所内 (72)発明者 安原 重雄 山梨県北都留郡上野原町上野原8154−217 株式会社トリケミカル研究所内 Fターム(参考) 4K030 AA06 AA09 AA11 AA14 AA18 BA22 BA29 BA42 CA04 CA12 FA10 5F058 BC03 BF02 BF27 BJ01 BJ10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Sadao Nozu 8154-217 Uenohara, Uenohara-cho, Kitatsuru-gun, Yamanashi Prefecture Inside Trichemical Research Laboratories Co., Ltd. Inside the Trichemical Laboratory (72) Inventor Naoto Noda 8154-217 Uenohara Uenohara-cho, Kitatsuru-gun, Yamanashi Prefecture Inside Trichemical Laboratory Co., Ltd. F term (reference) 4K030 AA06 AA09 AA11 AA14 AA18 BA22 BA29 BA42 CA04 CA12 FA10 5F058 BC03 BF02 BF27 BJ01 BJ10
Claims (13)
て、 前記ゲート酸化膜形成材料は、(R1R2N)4Zr
〔但し、R1,R2はアルキル基、及びシリコン系化合
物の基の群の中から選ばれるものであり、R1とR2と
は互いに異なっていても同じであってもよい。〕で表さ
れる化合物を有することを特徴とするジルコニウム系膜
形成材料。1. A material for forming a gate oxide film, wherein the material for forming a gate oxide film is (R 1 R 2 N) 4 Zr.
[However, R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon-based compound, and R 1 and R 2 may be different or the same. ] A zirconium-based film-forming material comprising a compound represented by the formula:
R1,R2はアルキル基、及びシリコン系化合物の基の
群の中から選ばれるものであり、R1とR2とは互いに
異なっていても同じであってもよい。〕で表される化合
物を有することを特徴とするジルコニウム系膜形成材
料。2. A material for forming an oxide film, wherein the oxide film forming material is (R 1 R 2 N) 4 Zr [provided that
R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon-based compound, and R 1 and R 2 may be different or the same. ] A zirconium-based film-forming material comprising a compound represented by the formula:
の中から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求
項1又は請求項2のジルコニウム系膜形成材料。3. The zirconium-based film forming material according to claim 1 , wherein R 1 and R 2 are any one selected from the group consisting of a methyl group and an ethyl group.
る請求項1〜請求項3いずれかのジルコニウム系膜形成
材料。4. The zirconium-based film forming material according to claim 1, further comprising a Si compound.
割合(重量比)が、前者:後者=1:100〜100
0:1であることを特徴とする請求項4のジルコニウム
系膜形成材料。5. The ratio (weight ratio) of a Si compound to (R 1 R 2 N) 4 Zr is the former: the latter = 1: 100 to 100
The zirconium-based film forming material according to claim 4, wherein the ratio is 0: 1.
4−n〔但し、R1,R2はアルキル基、及びシリコン
系化合物の基の群の中から選ばれるものであり、R1と
R2とは互いに異なっていても同じであってもよい。n
は1〜4の整数。〕で表される化合物からなることを特
徴とする請求項4又は請求項5のジルコニウム系膜形成
材料。6. The method according to claim 1, wherein the Si compound is (R 1 R 2 N) n SiH
4-n [where R 1 and R 2 are selected from the group consisting of an alkyl group and a group of a silicon-based compound, and R 1 and R 2 may be different from each other or may be the same. . n
Is an integer of 1 to 4. 6. The zirconium-based film forming material according to claim 4, wherein the material is a compound represented by the following formula:
t2N)3SiH,(Et2N)2SiH2,(Me2
N)4Si,(Me2N)3SiH,(Me 2N)2S
iH2〔但し、Meはメチル基、Etはエチル基。〕の
群の中から選ばれるいずれかであることを特徴とする請
求項4〜請求項6いずれかのジルコニウム系膜形成材
料。7. The method according to claim 1, wherein the Si compound is (Et)2N)4Si, (E
t2N)3SiH, (Et2N)2SiH2, (Me2
N)4Si, (Me2N)3SiH, (Me 2N)2S
iH2[However, Me is a methyl group and Et is an ethyl group. 〕of
A signature selected from the group consisting of:
The zirconium-based film forming material according to any one of claims 4 to 6.
Fees.
請求項1〜請求項7いずれかのジルコニウム系膜形成材
料。8. The zirconium-based film forming material according to claim 1, wherein the material is dissolved in a solvent.
物及び炭素数2〜40のアミン系化合物の群の中から選
ばれる一つ又は二つ以上の化合物であることを特徴とす
る請求項8のジルコニウム系膜形成材料。9. The method according to claim 1, wherein the solvent is one or more compounds selected from the group consisting of hydrocarbon compounds having 5 to 40 carbon atoms and amine compounds having 2 to 40 carbon atoms. Item 8. The zirconium-based film forming material according to Item 8.
ニウム系酸化膜を形成する方法であって、 請求項1〜請求項9いずれかのジルコニウム系膜形成材
料を用いることを特徴とする膜形成方法。10. A method for forming a zirconium-based oxide film on a substrate by a chemical vapor deposition method, wherein the zirconium-based film-forming material according to any one of claims 1 to 9 is used. .
ニウム系膜形成材料を基板上に供給し、分解させること
により基板上にジルコニウム系酸化膜を形成することを
特徴とする膜形成方法。11. A film forming method, comprising supplying a zirconium-based film forming material according to any one of claims 1 to 9 onto a substrate and decomposing the material to form a zirconium-based oxide film on the substrate.
法により形成された膜であって、 前記膜はゲート酸化膜であることを特徴とする膜。12. A film formed by the film forming method according to claim 10 or 11, wherein the film is a gate oxide film.
法により形成された酸化膜を有する素子であって、 前記酸化膜はゲート酸化膜であることを特徴とする素
子。13. An element having an oxide film formed by the film forming method according to claim 10 or 11, wherein the oxide film is a gate oxide film.
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