JP2003160872A - 化学気相成長による金属薄膜形成方法 - Google Patents
化学気相成長による金属薄膜形成方法Info
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- JP2003160872A JP2003160872A JP2002313147A JP2002313147A JP2003160872A JP 2003160872 A JP2003160872 A JP 2003160872A JP 2002313147 A JP2002313147 A JP 2002313147A JP 2002313147 A JP2002313147 A JP 2002313147A JP 2003160872 A JP2003160872 A JP 2003160872A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の侵食を防止して漏洩電流を押さえ、膜
表面の平坦性を向上した化学気相成長法による薄膜形成
方法を提供する。 【解決手段】 化学気相成長法により薄膜を基体上に形
成する方法において、原料ガスと、励起手段により励起
されたガスを交互に前記基体上に導入して化学気相成長
を行い、この化学気相成長を繰り返し行うことにより所
要の膜厚の薄膜を前記基体上に形成することを特徴とす
る化学気相成長による薄膜形成方法。
表面の平坦性を向上した化学気相成長法による薄膜形成
方法を提供する。 【解決手段】 化学気相成長法により薄膜を基体上に形
成する方法において、原料ガスと、励起手段により励起
されたガスを交互に前記基体上に導入して化学気相成長
を行い、この化学気相成長を繰り返し行うことにより所
要の膜厚の薄膜を前記基体上に形成することを特徴とす
る化学気相成長による薄膜形成方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスの製造の
際に、基体上に金属薄膜を形成するための化学気相成長
による金属薄膜形成方法に関し、詳しくは、励起したガ
スを使用する化学気相成長による金属薄膜形成方法に関
する。
際に、基体上に金属薄膜を形成するための化学気相成長
による金属薄膜形成方法に関し、詳しくは、励起したガ
スを使用する化学気相成長による金属薄膜形成方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化が進むに伴な
って、絶縁膜に形成されるコンタクトホールやスルホー
ルの径は極度に微細化されてきている。このような微細
パターンの段差部の穴埋め、たとえば基板上の絶縁膜中
のコンタクトホールやスルホールへの高融点金属などの
穴埋めの技術としては、化学気相成長法（以下、ＣＶＤ
と称する）が有効であることが知られている。
って、絶縁膜に形成されるコンタクトホールやスルホー
ルの径は極度に微細化されてきている。このような微細
パターンの段差部の穴埋め、たとえば基板上の絶縁膜中
のコンタクトホールやスルホールへの高融点金属などの
穴埋めの技術としては、化学気相成長法（以下、ＣＶＤ
と称する）が有効であることが知られている。
【０００３】金属薄膜を基板上に堆積して段差部の穴埋
めをする従来のＣＶＤでは、原料ガスとして、たとえば
タングステンやモリブデン等のフッ化物を用い、この金
属フッ化物を、反応性ガスである水素やシラン系ガスと
の混合ガスとしてＣＶＤ装置に導入し、プラズマや紫外
線等によりこの反応性ガスを励起させながら、この原料
ガスと反応性ガスの還元反応を基板上で行い金属の薄膜
を堆積している（特開昭６３−６５０７５号公報、特開
昭６４−２３３号公報）。
めをする従来のＣＶＤでは、原料ガスとして、たとえば
タングステンやモリブデン等のフッ化物を用い、この金
属フッ化物を、反応性ガスである水素やシラン系ガスと
の混合ガスとしてＣＶＤ装置に導入し、プラズマや紫外
線等によりこの反応性ガスを励起させながら、この原料
ガスと反応性ガスの還元反応を基板上で行い金属の薄膜
を堆積している（特開昭６３−６５０７５号公報、特開
昭６４−２３３号公報）。
【０００４】しかし、化学気相成長法による基体上での
金属薄膜の形成は、原料ガスと反応性ガスの選択により
ほぼ決まっており、選択された原料ガスと反応性ガスの
反応過程に依存して、ウェーハ基板や堆積した金属薄膜
のエッチング反応がおこる。たとえば基板上へのタング
ステン薄膜の形成に当たっては、フッ化タングステンを
金属タングステンに還元するための還元反応は、最終生
成物として還元により基体上に堆積させる金属タングス
テンの外に、三フッ化シラン（ＳｉＨＦ３）を生成する
反応が最も進行しやすい反応として伴なわれる。そのた
め、水素を反応性ガスとして用いた場合には、反応温度
として４００〜５００℃程度の温度が必要であり、この
反応温度ではシリコン基板のエッチング反応が促進され
たり、生成した金属薄膜表面が荒れたりする。
金属薄膜の形成は、原料ガスと反応性ガスの選択により
ほぼ決まっており、選択された原料ガスと反応性ガスの
反応過程に依存して、ウェーハ基板や堆積した金属薄膜
のエッチング反応がおこる。たとえば基板上へのタング
ステン薄膜の形成に当たっては、フッ化タングステンを
金属タングステンに還元するための還元反応は、最終生
成物として還元により基体上に堆積させる金属タングス
テンの外に、三フッ化シラン（ＳｉＨＦ３）を生成する
反応が最も進行しやすい反応として伴なわれる。そのた
め、水素を反応性ガスとして用いた場合には、反応温度
として４００〜５００℃程度の温度が必要であり、この
反応温度ではシリコン基板のエッチング反応が促進され
たり、生成した金属薄膜表面が荒れたりする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この様に、反応性ガス
として水素を用いた場合には反応に高温度を必要とする
ために、表面の荒れや基板の侵食等を起し、これが漏洩
電流や薄膜剥離の原因となっている。
として水素を用いた場合には反応に高温度を必要とする
ために、表面の荒れや基板の侵食等を起し、これが漏洩
電流や薄膜剥離の原因となっている。
【０００６】そこで、本発明の目的は、基板の侵食を防
止して漏洩電流を押さえ、膜表面の平坦性を向上した化
学気相成長法による金属薄膜形成方法を提供することに
ある。
止して漏洩電流を押さえ、膜表面の平坦性を向上した化
学気相成長法による金属薄膜形成方法を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、化学気相成長法により金属薄膜を基体上に
形成する方法において、原料ガスと、励起手段により励
起されたガスを交互に前記基体上に導入して化学気相成
長を行い、この化学気相成長を繰り返し行うことにより
所要の膜厚の金属薄膜を前記基体上に形成することを特
徴とする化学気相成長による金属薄膜形成方法である。
の本発明は、化学気相成長法により金属薄膜を基体上に
形成する方法において、原料ガスと、励起手段により励
起されたガスを交互に前記基体上に導入して化学気相成
長を行い、この化学気相成長を繰り返し行うことにより
所要の膜厚の金属薄膜を前記基体上に形成することを特
徴とする化学気相成長による金属薄膜形成方法である。
【０００８】
【作用】本発明は、化学気相成長法により金属薄膜を半
導体デバイス基板などの基体上に形成する際に、原料ガ
スと、励起手段により励起した反応性ガスとを交互に基
体上に導入し、原料ガス導入により基体上に吸着した原
料ガスを、次いで導入された励起した反応性ガスで反応
させて金属薄膜を形成し、この工程を繰り返し行って所
要の膜厚の金属薄膜を基体上に形成するものである。
導体デバイス基板などの基体上に形成する際に、原料ガ
スと、励起手段により励起した反応性ガスとを交互に基
体上に導入し、原料ガス導入により基体上に吸着した原
料ガスを、次いで導入された励起した反応性ガスで反応
させて金属薄膜を形成し、この工程を繰り返し行って所
要の膜厚の金属薄膜を基体上に形成するものである。
【０００９】特に、本発明では、反応性ガス導入時に、
反応性ガスを適切な励起手段により励起させて、水素ラ
ジカル等の励起種として基体上に導入することにより、
反応温度を低下でき、金属薄膜をより短時間で形成でき
る。
反応性ガスを適切な励起手段により励起させて、水素ラ
ジカル等の励起種として基体上に導入することにより、
反応温度を低下でき、金属薄膜をより短時間で形成でき
る。
【００１０】これは、たとえば水素ガスを反応性ガスと
して、たとえば電子サイクロトロン共鳴により形成され
るプラズマや、紫外線により励起させ、水素ラジカルの
励起種として導入して、基体表面に吸着したたとえば六
フッ化タングステンの原料ガスが反応して、薄膜状の金
属タングステンを形成する。この場合、基体温度は原料
ガスの吸着状態にのみ影響し、反応自体には影響するこ
とがないため、基体温度は反応性ガスを励起させないと
きより低くなる。基体温度が低いため、原料ガスによる
シリコン基板等の基体の侵食と、膜表面の荒れ防止をさ
らによくする。
して、たとえば電子サイクロトロン共鳴により形成され
るプラズマや、紫外線により励起させ、水素ラジカルの
励起種として導入して、基体表面に吸着したたとえば六
フッ化タングステンの原料ガスが反応して、薄膜状の金
属タングステンを形成する。この場合、基体温度は原料
ガスの吸着状態にのみ影響し、反応自体には影響するこ
とがないため、基体温度は反応性ガスを励起させないと
きより低くなる。基体温度が低いため、原料ガスによる
シリコン基板等の基体の侵食と、膜表面の荒れ防止をさ
らによくする。
【００１１】本発明で用いる基体とは、半導体集積回路
製造用のシリコンや化合物半導体などのウェーハ基板、
液晶表示装置やプラズマ表示装置などに用いられるガラ
ス基板およびその他の半導体デバイス製造用基板などの
基体であり、特にその表面に絶縁膜を設けた基板、特に
コンタクトホールやスルホールのごとき段差部のあるも
ので、その段差部を金属で埋め込む必要のあるものであ
る。
製造用のシリコンや化合物半導体などのウェーハ基板、
液晶表示装置やプラズマ表示装置などに用いられるガラ
ス基板およびその他の半導体デバイス製造用基板などの
基体であり、特にその表面に絶縁膜を設けた基板、特に
コンタクトホールやスルホールのごとき段差部のあるも
ので、その段差部を金属で埋め込む必要のあるものであ
る。
【００１２】本発明で用いる原料ガスは、金属ハロゲン
化物、たとえば六フッ化タングステン、四塩化チタンお
よび有機金属化合物、たとえばトリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウムなどである。また、本発明
で用いる反応性ガスは、上記原料ガスと反応することが
できるガスで、たとえば水素、ヒドラジン、ホスフィ
ン、およびジボランなどである。
化物、たとえば六フッ化タングステン、四塩化チタンお
よび有機金属化合物、たとえばトリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウムなどである。また、本発明
で用いる反応性ガスは、上記原料ガスと反応することが
できるガスで、たとえば水素、ヒドラジン、ホスフィ
ン、およびジボランなどである。
【００１３】本発明における基体温度（ＣＶＤプロセス
温度）は、室温から４００℃未満の一定温度である。
温度）は、室温から４００℃未満の一定温度である。
【００１４】すなわち、本発明では、全ＣＶＤプロセス
を通して、上記の範囲から選択された一定の基体温度を
用いるので、基体温度を変えるための基体の加熱、冷却
のヒートサイクル（複数回）を行う必要がない。このた
め、ＣＶＤプロセス時間が短縮される。特に、励起手段
を用いているので、これを用いないときに比べＣＶＤプ
ロセス時間を短縮できる。
を通して、上記の範囲から選択された一定の基体温度を
用いるので、基体温度を変えるための基体の加熱、冷却
のヒートサイクル（複数回）を行う必要がない。このた
め、ＣＶＤプロセス時間が短縮される。特に、励起手段
を用いているので、これを用いないときに比べＣＶＤプ
ロセス時間を短縮できる。
【００１５】本発明では、原料ガスと反応性ガスの導入
を交互に行うため、原料ガスによる基体の侵食や膜表面
の荒れが防止される。
を交互に行うため、原料ガスによる基体の侵食や膜表面
の荒れが防止される。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付した図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１７】参考例
ここでまず、本発明の前提となる原料ガスと励起してい
ない反応性ガスを交互に導入して、化学気相成長法によ
り金属の薄膜を形成した例を説明する。
ない反応性ガスを交互に導入して、化学気相成長法によ
り金属の薄膜を形成した例を説明する。
【００１８】図１に示したＣＶＤ装置を用いて原料ガス
である六フッ化タングステン（ＷＦ 6）と、反応性ガス
である水素ガス（Ｈ2）とを半導体デバイス基板上に、
図２に示す時間間隔とガス流量で交互に導入して金属タ
ングステン膜を形成した。
である六フッ化タングステン（ＷＦ 6）と、反応性ガス
である水素ガス（Ｈ2）とを半導体デバイス基板上に、
図２に示す時間間隔とガス流量で交互に導入して金属タ
ングステン膜を形成した。
【００１９】すなわち、ＣＶＤ室４内を圧力制御装置８
を経て真空ポンプ５で数１０Ｔｏｒｒに減圧した後に、
ガス導入口１より原料ガス６として六フッ化タングステ
ン（ＷＦ6）をガス流量制御装置２ａを介してＣＶＤ室
４内へ、図３Ａで示すように導入した。このとき、ＣＶ
Ｄ室４内および半導体デバイス基板９は４００℃で一定
に加熱保持した。
を経て真空ポンプ５で数１０Ｔｏｒｒに減圧した後に、
ガス導入口１より原料ガス６として六フッ化タングステ
ン（ＷＦ6）をガス流量制御装置２ａを介してＣＶＤ室
４内へ、図３Ａで示すように導入した。このとき、ＣＶ
Ｄ室４内および半導体デバイス基板９は４００℃で一定
に加熱保持した。
【００２０】原料ガス（ＷＦ6）は、半導体デバイス基
板９上に３〜５分子の層厚で吸着され（ＷＦｘ）、次い
で、図３Ｂで示すように原料ガスの供給を中断し、反応
性ガス７としての水素（Ｈ2）をガス流量制御装置２ｂ
を介してＣＶＤ室４内へ導入する。半導体デバイス基板
９上に吸着した原料（ＷＦｘ）は、水素ガス（Ｈ２）に
よって還元されて、タングステン（Ｗ）の薄膜を半導体
デバイス基板９に堆積させた（図３Ｃ）。
板９上に３〜５分子の層厚で吸着され（ＷＦｘ）、次い
で、図３Ｂで示すように原料ガスの供給を中断し、反応
性ガス７としての水素（Ｈ2）をガス流量制御装置２ｂ
を介してＣＶＤ室４内へ導入する。半導体デバイス基板
９上に吸着した原料（ＷＦｘ）は、水素ガス（Ｈ２）に
よって還元されて、タングステン（Ｗ）の薄膜を半導体
デバイス基板９に堆積させた（図３Ｃ）。
【００２１】以後、金属薄膜が所望の厚さに半導体デバ
イス基板９上に形成できるように原料ガスと反応性ガス
を交互に図２で示す時間間隔とガス流量で供給を繰り返
すことによりタングステン（Ｗ）の薄膜を形成した。
イス基板９上に形成できるように原料ガスと反応性ガス
を交互に図２で示す時間間隔とガス流量で供給を繰り返
すことによりタングステン（Ｗ）の薄膜を形成した。
【００２２】従来の六フッ化タングステン（ＷＦ6）と
水素ガス（Ｈ2）の混合ガス、および六フッ化タングス
テン（ＷＦ6）と反応性ガスとして四水素化ケイ素（Ｓ
ｉＨ4）の混合ガスをそれぞれ用いるＣＶＤでタングス
テン薄膜を同じ基体上に形成した場合と、参考例の方法
で成膜した場合の基体温度と物性を下記表１に比較して
示す。
水素ガス（Ｈ2）の混合ガス、および六フッ化タングス
テン（ＷＦ6）と反応性ガスとして四水素化ケイ素（Ｓ
ｉＨ4）の混合ガスをそれぞれ用いるＣＶＤでタングス
テン薄膜を同じ基体上に形成した場合と、参考例の方法
で成膜した場合の基体温度と物性を下記表１に比較して
示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１中、段差被覆率とは、平面上の生成膜
の膜厚ａに対するホール底部上の生成膜の膜厚ｂの比、
ｂ／ａ×１００％で表示したもので、１００％に近い程
よい。また、表面荒さは表面反射率から評価したもので
あり、◎印は表面状態が実質的にミラー表面であり、優
れていること、○印は表面状態がミラー表面に近く良好
なこと、△印は表面状態がミラー表面にはほど遠く不良
であることを表す。
の膜厚ａに対するホール底部上の生成膜の膜厚ｂの比、
ｂ／ａ×１００％で表示したもので、１００％に近い程
よい。また、表面荒さは表面反射率から評価したもので
あり、◎印は表面状態が実質的にミラー表面であり、優
れていること、○印は表面状態がミラー表面に近く良好
なこと、△印は表面状態がミラー表面にはほど遠く不良
であることを表す。
【００２５】上記表１から、原料ガス供給と、反応性ガ
ス供給を交互に不連続的に繰り返すことで、基体浸蝕の
ない、表面平坦性に優れた金属の薄膜が形成されている
ことがわかる。
ス供給を交互に不連続的に繰り返すことで、基体浸蝕の
ない、表面平坦性に優れた金属の薄膜が形成されている
ことがわかる。
【００２６】実施例１
図４に示すように、励起手段としてＲＦ誘導プラズマを
備えたＣＶＤ装置を用いて、原料ガスとして六フッ化タ
ングステン（ＷＦ6）と、反応性ガスとして水素ガス
（Ｈ2）とを半導体デバイス基板９上に、図２の時間間
隔と類似の時間間隔とガス流量で交互に不連続的に導入
して金属タングステン膜を形成した。
備えたＣＶＤ装置を用いて、原料ガスとして六フッ化タ
ングステン（ＷＦ6）と、反応性ガスとして水素ガス
（Ｈ2）とを半導体デバイス基板９上に、図２の時間間
隔と類似の時間間隔とガス流量で交互に不連続的に導入
して金属タングステン膜を形成した。
【００２７】すなわち、放電管３内をＣＶＤ室４内と共
に圧力制御装置８を経て真空ポンプ５で数１０Ｔｏｒｒ
に減圧した後に、ガス導入口より原料ガス６として六フ
ッ化タングステン（ＷＦ6）をガス流量制御装置２ａを
介して放電管３へ導入する。このとき、反応室４内およ
び半導体デバイス基板９の温度は３００℃もしくはそれ
以下の温度となるように加熱した。
に圧力制御装置８を経て真空ポンプ５で数１０Ｔｏｒｒ
に減圧した後に、ガス導入口より原料ガス６として六フ
ッ化タングステン（ＷＦ6）をガス流量制御装置２ａを
介して放電管３へ導入する。このとき、反応室４内およ
び半導体デバイス基板９の温度は３００℃もしくはそれ
以下の温度となるように加熱した。
【００２８】半導体デバイス基板９上に原料ガス（ＷＦ
6）は３〜５分子の層厚で吸着される（ＷＦｘ）。次い
で、原料ガスの供給を中断し、反応性ガス７としての水
素（Ｈ2）をガス流量制御装置２ｂを介して放電管３内
へ導入する。そして、高周波発生器１０により高周波を
導入して放電管３内にプラズマを形成し、Ｈ2ガスを励
起状態（Ｈ）にして基体上に供給する。半導体デバイス
基板９上に吸着した原料（ＷＦｘ）は、励起Ｈによって
還元されてタングステン（Ｗ）の薄膜を半導体デバイス
基板９に堆積させた。
6）は３〜５分子の層厚で吸着される（ＷＦｘ）。次い
で、原料ガスの供給を中断し、反応性ガス７としての水
素（Ｈ2）をガス流量制御装置２ｂを介して放電管３内
へ導入する。そして、高周波発生器１０により高周波を
導入して放電管３内にプラズマを形成し、Ｈ2ガスを励
起状態（Ｈ）にして基体上に供給する。半導体デバイス
基板９上に吸着した原料（ＷＦｘ）は、励起Ｈによって
還元されてタングステン（Ｗ）の薄膜を半導体デバイス
基板９に堆積させた。
【００２９】以後、金属薄膜が所望の厚さに形成できる
ように原料ガスと反応性ガスの供給を交互に繰り返すこ
とによりタングステン（Ｗ）の薄膜を形成した。このと
き放電を安定させるためにアルゴンガスなどを添加する
こともできる。
ように原料ガスと反応性ガスの供給を交互に繰り返すこ
とによりタングステン（Ｗ）の薄膜を形成した。このと
き放電を安定させるためにアルゴンガスなどを添加する
こともできる。
【００３０】上記プロセスにより参考例と同等の特性を
有する金属タングステン薄膜を得た。反応性ガスの励起
手段としてＲＦ誘導プラズマを用いることにより、励起
手段を用いないときよりも低い基体温度を用いることが
でき、しかもＣＶＤプロセス時間を短縮できた。
有する金属タングステン薄膜を得た。反応性ガスの励起
手段としてＲＦ誘導プラズマを用いることにより、励起
手段を用いないときよりも低い基体温度を用いることが
でき、しかもＣＶＤプロセス時間を短縮できた。
【００３１】実施例２
図５に示すように、励起手段として電子サイクロトロン
共鳴を備えたＣＶＤ装置を用いて、実施例２と同様にし
て、ＣＶＤにより金属タングステン膜を半導体デバイス
基板９上に形成した。
共鳴を備えたＣＶＤ装置を用いて、実施例２と同様にし
て、ＣＶＤにより金属タングステン膜を半導体デバイス
基板９上に形成した。
【００３２】すなわち、実施例１で用いたＲＦ誘導放電
管の代わりに、マイクロ波発振器１３と電磁石１２から
なる電子サイクロトロン共鳴放電管１４を用い、原料ガ
ス６である六フッ化タングステン（ＷＦ6）と反応性ガ
ス７である水素ガス（Ｈ2）とを図２に示した時間間隔
と同様に交互に導入し、水素（Ｈ2）ガスを電子サイク
ロトロン共鳴放電により励起種（Ｈ）生成を行い、実施
例２と同様にして、参考例と同等の特性を有する金属タ
ングステン薄膜を得た。このとき放電を安定させるため
にアルゴンガスなどを添加してもよい。
管の代わりに、マイクロ波発振器１３と電磁石１２から
なる電子サイクロトロン共鳴放電管１４を用い、原料ガ
ス６である六フッ化タングステン（ＷＦ6）と反応性ガ
ス７である水素ガス（Ｈ2）とを図２に示した時間間隔
と同様に交互に導入し、水素（Ｈ2）ガスを電子サイク
ロトロン共鳴放電により励起種（Ｈ）生成を行い、実施
例２と同様にして、参考例と同等の特性を有する金属タ
ングステン薄膜を得た。このとき放電を安定させるため
にアルゴンガスなどを添加してもよい。
【００３３】反応性ガスの励起手段として電子サイクロ
トロン共鳴を用いることにより、励起手段を用いないと
きよりも低い基体温度を用いることができ、しかもＣＶ
Ｄプロセス時間を短縮できた。
トロン共鳴を用いることにより、励起手段を用いないと
きよりも低い基体温度を用いることができ、しかもＣＶ
Ｄプロセス時間を短縮できた。
【００３４】実施例３
図６に示すように、励起手段として紫外線を使用した光
励起を用いたＣＶＤ装置を用いて、実施例１と同様にし
て、ＣＶＤにより金属タングステン膜を半導体デバイス
基板９上に形成した。
励起を用いたＣＶＤ装置を用いて、実施例１と同様にし
て、ＣＶＤにより金属タングステン膜を半導体デバイス
基板９上に形成した。
【００３５】すなわち、実施例１で用いたＲＦ誘導放電
管の代わりに、紫外線ランプ１５を半導体デバイス基板
９上に設置してあり、原料ガス６である六フッ化タング
ステン（ＷＦ6）と反応性ガス７である水素ガス（Ｈ2）
の交互導入と紫外線光による反応性ガス（Ｈ2）の励起
種（Ｈ）生成とを上記実施例２と同様にして行って、参
考例と同等の特性を有する金属タングステン薄膜を得
た。
管の代わりに、紫外線ランプ１５を半導体デバイス基板
９上に設置してあり、原料ガス６である六フッ化タング
ステン（ＷＦ6）と反応性ガス７である水素ガス（Ｈ2）
の交互導入と紫外線光による反応性ガス（Ｈ2）の励起
種（Ｈ）生成とを上記実施例２と同様にして行って、参
考例と同等の特性を有する金属タングステン薄膜を得
た。
【００３６】反応性ガスの励起手段として紫外線ランプ
を用いることにより、励起手段を用いないときよりも低
い基体温度を用いることができ、しかもＣＶＤプロセス
時間を短縮できた。
を用いることにより、励起手段を用いないときよりも低
い基体温度を用いることができ、しかもＣＶＤプロセス
時間を短縮できた。
【００３７】なお、紫外線光源としてはエキマレーザな
どの紫外線レーザや水素放電による真空紫外線光源など
を用いることもできる。また、実施例３に実施例１およ
び２の方法を組み合わせることも可能である。
どの紫外線レーザや水素放電による真空紫外線光源など
を用いることもできる。また、実施例３に実施例１およ
び２の方法を組み合わせることも可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
料ガスを反応性ガスを用いて分解する化学気相成長法に
より薄膜を形成する方法において、原料ガスと、励起し
た反応性ガスとを交互に基体上に導入することにより、
基体の侵食や金属薄膜表面の荒れのない、漏洩電流を抑
え、薄膜表面の平坦性が向上した金属薄膜が得られる。
料ガスを反応性ガスを用いて分解する化学気相成長法に
より薄膜を形成する方法において、原料ガスと、励起し
た反応性ガスとを交互に基体上に導入することにより、
基体の侵食や金属薄膜表面の荒れのない、漏洩電流を抑
え、薄膜表面の平坦性が向上した金属薄膜が得られる。
【００３９】また、励起した反応性ガスを用いることに
より、励起種を用いないときよりもより低い基体温度を
用いることができ、ＣＶＤ時間を短縮することができ
る。
より、励起種を用いないときよりもより低い基体温度を
用いることができ、ＣＶＤ時間を短縮することができ
る。
【図１】 参考例に用いたＣＶＤ装置の概略図である。
【図２】 参考例において、原料ガスと反応性ガスとを
交互に不連続的に導入する時間間隔をガス流量と供に示
す。
交互に不連続的に導入する時間間隔をガス流量と供に示
す。
【図３】 参考例による薄膜形成のステップを示す概略
図である。
図である。
【図４】 本発明の実施例１に用いたＣＶＤ装置の概略
図である。
図である。
【図５】 本発明の実施例２に用いたＣＶＤ装置の概略
図である。
図である。
【図６】 本発明の実施例３に用いたＣＶＤ装置の概略
図である。
図である。
１…ガス導入口、
２…ガス流量制御装置、
３…放電管、
４…反応室、
５…真空ポンプ、
６…原料ガス、
７…反応性ガス、
８…圧力制御装置、
９…半導体デバイス基板、
１０…高周波発振器、
１１…コイル、
１２…電磁石、
１３…マイクロ波発振器、
１４…電子サクロトロン共鳴放電管、
１５…紫外線ランプ。
Claims (9)
- 【請求項１】 化学気相成長法により金属薄膜を基体上
に形成する方法において、 原料ガスと、励起手段により励起されたガスを交互に前
記基体上に導入して化学気相成長を行い、この化学気相
成長を繰り返し行うことにより所要の膜厚の金属薄膜を
前記基体上に形成することを特徴とする化学気相成長に
よる金属薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記励起手段により励起されたガスは、
前記原料ガスと反応性を有するガスであることを特徴と
する請求項１に記載の化学気相成長による金属薄膜形成
方法。 - 【請求項３】 前記励起手段により励起されたガスは、
水素ラジカルであることを特徴とする請求項１に記載の
化学気相成長による金属薄膜形成方法。 - 【請求項４】 前記励起手段は、プラズマまたは紫外線
から選択された少なくとも一つの手段をもちいてガスを
励起することを特徴とする請求項１に記載の化学気相成
長による金属薄膜形成方法。 - 【請求項５】 前記プラズマを用いた励起手段は、ＲＦ
誘導プラズマ、電子サイクロトロン共鳴から選択された
少なくとも一つの手段を用いることを特徴とする請求項
４に記載の化学気相成長による金属薄膜形成方法。 - 【請求項６】 前記励起手段に、放電を安定させるため
のガスを導入することを特徴とする請求項１〜５のいず
れか一つに記載の化学気相成長による金属薄膜形成方
法。 - 【請求項７】 前記放電を安定させるためのガスは、ア
ルゴンガスであることを特徴とする請求項６に記載の化
学気相成長による金属薄膜形成方法。 - 【請求項８】 前記基体が一定温度に加熱されているこ
とをことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記
載の化学気相成長による金属薄膜形成方法。 - 【請求項９】 前記基体の温度は、室温から４００℃未
満であることを特徴とする請求項８に記載の化学気相成
長による金属薄膜形成方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002313147A JP3522738B2 (ja) | 1992-07-24 | 2002-10-28 | 化学気相成長による金属薄膜形成方法 |
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|---|---|---|---|
| JP19877892 | 1992-07-24 | ||
| JP4-198778 | 1992-07-24 | ||
| JP2002313147A JP3522738B2 (ja) | 1992-07-24 | 2002-10-28 | 化学気相成長による金属薄膜形成方法 |
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|---|---|---|---|
| JP18251893A Division JP3415207B2 (ja) | 1992-07-24 | 1993-07-23 | 化学気相成長による金属薄膜形成方法 |
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|---|---|
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-
2002
- 2002-10-28 JP JP2002313147A patent/JP3522738B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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