JP2712367B2 - 薄膜の形成方法およびその装置 - Google Patents
薄膜の形成方法およびその装置Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
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- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 原子層エピタキシー法とそれに適用する装置に関し、 不純物含有の少ない高品質な薄膜を形成することを目
的とし、 反応管に流入する原料ガスの種類を一原子層毎に切り
換え、且つ、流れ方向を被成長基板面に対して一原子層
毎に逆方向に切り換えて成長するようにしたことを特徴
とし、 薄膜形成装置は、反応管の両側にそれぞれオリフィス
弁を介してターボ分子ポンプを配置し、該反応管の中心
位置に被成長基板Ｗと該被成長基板に対向した不活性ガ
ス導入口Ncを配置し、且つ、該中心位置と前記オリフィ
ス弁との間の両側にそれぞれ原料ガス導入口を配置した
構成にする。
的とし、 反応管に流入する原料ガスの種類を一原子層毎に切り
換え、且つ、流れ方向を被成長基板面に対して一原子層
毎に逆方向に切り換えて成長するようにしたことを特徴
とし、 薄膜形成装置は、反応管の両側にそれぞれオリフィス
弁を介してターボ分子ポンプを配置し、該反応管の中心
位置に被成長基板Ｗと該被成長基板に対向した不活性ガ
ス導入口Ncを配置し、且つ、該中心位置と前記オリフィ
ス弁との間の両側にそれぞれ原料ガス導入口を配置した
構成にする。
本発明は薄膜の形成方法とその装置に係り、特に原子
層エピタキシー法とそれに適用する装置に関する。
層エピタキシー法とそれに適用する装置に関する。
近年、単原子層レベルで成長を制御できる原子層エピ
タキシー（ALE;Atomic Layer Epitaxy）法によつて高品
質な半導体薄膜を形成する方法が研究されており、その
将来性が期待されている。また、絶縁膜も高品位な膜質
のものが望まれており、例えば、ELパネルの絶縁層は不
純物・膜欠陥などのない高耐圧・無欠陥・長寿命な絶縁
膜が要望されている。
タキシー（ALE;Atomic Layer Epitaxy）法によつて高品
質な半導体薄膜を形成する方法が研究されており、その
将来性が期待されている。また、絶縁膜も高品位な膜質
のものが望まれており、例えば、ELパネルの絶縁層は不
純物・膜欠陥などのない高耐圧・無欠陥・長寿命な絶縁
膜が要望されている。
原子層エピタキシー法は複数の異種原料ガスを交互に
切り換えて被成長基板面に導入し１原子層づつ成長する
方法で、通常の化学気相成長（CVD）法は原料ガスが被
成長基板の上部で反応して被着することが起こるが、原
子層エピタキシー法は一層づつ積層して確実に被成長基
板面で反応するためにCVD法に比べて高品質な薄膜が形
成できる方法として注目されている。例えば、トリエチ
ルガリウム（Ga（C2H5）３）ガスとアルシン（AsH3）ガ
スとを反応させてGaAs層を成長する場合、エタン（C
2H6）などを含有せず高品質な膜が得られる方法であ
る。
切り換えて被成長基板面に導入し１原子層づつ成長する
方法で、通常の化学気相成長（CVD）法は原料ガスが被
成長基板の上部で反応して被着することが起こるが、原
子層エピタキシー法は一層づつ積層して確実に被成長基
板面で反応するためにCVD法に比べて高品質な薄膜が形
成できる方法として注目されている。例えば、トリエチ
ルガリウム（Ga（C2H5）３）ガスとアルシン（AsH3）ガ
スとを反応させてGaAs層を成長する場合、エタン（C
2H6）などを含有せず高品質な膜が得られる方法であ
る。
第５図はその原子層エピタキシー法を適用する従来の
薄膜形成装置の断面図を示しており、１は反応管,2は被
成長基板,3はオリフィス弁,4は真空ポンプ,5は原料ガス
Ａの導入口,6は原料ガスＢの導入口,7はバリアガスの導
入口,5V,6V,7Vはそれらの開閉バルブである。このよう
な薄膜形成装置は気体の流れ方向が一定しており、バリ
アガスおよび原料ガスA,Bの切り換えによつて被成長基
板面を流れるガスの種類を切り換えて１原子層ずつ成長
する方法である。
薄膜形成装置の断面図を示しており、１は反応管,2は被
成長基板,3はオリフィス弁,4は真空ポンプ,5は原料ガス
Ａの導入口,6は原料ガスＢの導入口,7はバリアガスの導
入口,5V,6V,7Vはそれらの開閉バルブである。このよう
な薄膜形成装置は気体の流れ方向が一定しており、バリ
アガスおよび原料ガスA,Bの切り換えによつて被成長基
板面を流れるガスの種類を切り換えて１原子層ずつ成長
する方法である。
ところが、上記のような薄膜形成装置を用いた原子層
エピタキシー法ではガスの導入口が一方側にあり、原料
ガスＡと原料ガスＢとの間に流す遮蔽用のバリアガスの
量と時間が不十分であつたり、また、ガスの淀みやすい
部分（反応チャンバの壁面やガス導入口近傍など）があ
つて、原料ガスが被成長基板面以外の部分で反応して薄
膜が異常成長し、そのように異常成長した薄膜は剥離さ
れ易いためにガスの流れに乗つて被成長基板面に達し、
被成長基板面に形成される薄膜中に不純物粒子として混
入し異常結晶成長の核となる問題がある。
エピタキシー法ではガスの導入口が一方側にあり、原料
ガスＡと原料ガスＢとの間に流す遮蔽用のバリアガスの
量と時間が不十分であつたり、また、ガスの淀みやすい
部分（反応チャンバの壁面やガス導入口近傍など）があ
つて、原料ガスが被成長基板面以外の部分で反応して薄
膜が異常成長し、そのように異常成長した薄膜は剥離さ
れ易いためにガスの流れに乗つて被成長基板面に達し、
被成長基板面に形成される薄膜中に不純物粒子として混
入し異常結晶成長の核となる問題がある。
本発明はそのような問題点を解消させて、不純物含有
の少ない高品質な薄膜を形成することを目的とした薄膜
の形成方法とその装置を提案するものである。
の少ない高品質な薄膜を形成することを目的とした薄膜
の形成方法とその装置を提案するものである。
その課題は、反応管に流入する原料ガスの種類を一原
子層毎に切り換え、且つ、原料ガスの種類を切り換える
際に不活性ガスを流入して残留原料ガスを該不活性ガス
と共に除去し、且つ、一原子層毎に流れ方向を被成長基
板面に対して逆方向に切り換えて成長するようにした薄
膜の形成方法によつて解決される。
子層毎に切り換え、且つ、原料ガスの種類を切り換える
際に不活性ガスを流入して残留原料ガスを該不活性ガス
と共に除去し、且つ、一原子層毎に流れ方向を被成長基
板面に対して逆方向に切り換えて成長するようにした薄
膜の形成方法によつて解決される。
また、それを実施する薄膜形成装置として、第１図に
示す実施例図のように、筒状反応管11の両側にそれぞれ
にオリフィス弁Oa,Obを介してターボ分子ポンプVa,Vbを
配置し、該反応管の中心位置に被成長基板Ｗと該被成長
基板Ｗに対向した不活性ガス導入口Ncを配置し、且つ、
該中心位置と前記オリフィス弁との間の両側にそれぞれ
原料ガス導入口Na,Nbを配置した構造にする。
示す実施例図のように、筒状反応管11の両側にそれぞれ
にオリフィス弁Oa,Obを介してターボ分子ポンプVa,Vbを
配置し、該反応管の中心位置に被成長基板Ｗと該被成長
基板Ｗに対向した不活性ガス導入口Ncを配置し、且つ、
該中心位置と前記オリフィス弁との間の両側にそれぞれ
原料ガス導入口Na,Nbを配置した構造にする。
即ち、本発明は、一原子層毎に流れ方向を被成長基板
面に対して逆方向に切り換え、且つ、切り換え毎に不活
性ガスを流入して残留原料ガスを同時に追放する。
面に対して逆方向に切り換え、且つ、切り換え毎に不活
性ガスを流入して残留原料ガスを同時に追放する。
それを実施するために、筒状反応管11の両側に原料ガ
ス導入口Na,Nbを設け、中心位置の被成長基板Ｗに対向
した位置に不活性ガス導入口Ncを設けた薄膜形成装置を
用い、まず、不活性ガスを導入し、オリフィス弁Oa,Ob
を開いて一定減圧度に保持し、次に、一方のオリフィス
弁Obとを開いて一方向にＡ原料ガスを流して原料Ａから
なる層を形成する。次いで、再び不活性ガスを導入し、
オリフィス弁Oa,Obを開いて一定減圧度に保持し、次
に、一方のオリフィス弁Oaとを開いて逆方向にＢ原料ガ
スを流して原料Ｂからなる原子層を形成する。
ス導入口Na,Nbを設け、中心位置の被成長基板Ｗに対向
した位置に不活性ガス導入口Ncを設けた薄膜形成装置を
用い、まず、不活性ガスを導入し、オリフィス弁Oa,Ob
を開いて一定減圧度に保持し、次に、一方のオリフィス
弁Obとを開いて一方向にＡ原料ガスを流して原料Ａから
なる層を形成する。次いで、再び不活性ガスを導入し、
オリフィス弁Oa,Obを開いて一定減圧度に保持し、次
に、一方のオリフィス弁Oaとを開いて逆方向にＢ原料ガ
スを流して原料Ｂからなる原子層を形成する。
かくすれば、ガスの流れ方向が逆方向に変化するた
め、反応管壁やガス導入口近くに滞留しているガスが除
去され易く、上記した薄膜の不純物粒子異常成長がなく
なり、高品質な薄膜が形成できる。
め、反応管壁やガス導入口近くに滞留しているガスが除
去され易く、上記した薄膜の不純物粒子異常成長がなく
なり、高品質な薄膜が形成できる。
以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の第１実施例にかかる薄膜形成装置の
概念図を示しており、11は筒状の反応管,Va,Vbはターボ
分子ポンプ、Oa,Obはオリフィス弁,Wは被成長基板,Poは
圧力差計,Pは圧力計,Ncは不活性ガス導入口,NaはＡ原料
ガス導入口,NbはＢ原料ガス導入口で、Vc′,Va′,Vb′
はそれらの導入口に付属した開閉バルブである。本装置
は流れ方向を被成長基板Ｗ面に対してＡ原料ガスとＢ原
料ガスとを左右反対方向に配置しており、不活性ガスは
中心位置から両側に流れて排気されるような構成であ
る。
概念図を示しており、11は筒状の反応管,Va,Vbはターボ
分子ポンプ、Oa,Obはオリフィス弁,Wは被成長基板,Poは
圧力差計,Pは圧力計,Ncは不活性ガス導入口,NaはＡ原料
ガス導入口,NbはＢ原料ガス導入口で、Vc′,Va′,Vb′
はそれらの導入口に付属した開閉バルブである。本装置
は流れ方向を被成長基板Ｗ面に対してＡ原料ガスとＢ原
料ガスとを左右反対方向に配置しており、不活性ガスは
中心位置から両側に流れて排気されるような構成であ
る。
例えば、第１図に示す薄膜形成装置によつてGaAs結晶
薄膜を形成する場合を説明すると、第２図（ａ）〜
（ｅ）に第１図の薄膜形成装置の動作説明図を示してい
る。まず、ターボ分子ポンプVa,Vbによつて５×10-7Tor
rまで排気し、被成長基板Ｗを300℃に加熱した後、最初
に、開閉バルブVc′を開けてAr（アルゴン）ガスを不活
性ガス導入口Ncから流入し、反応管11内の圧力が10Torr
になるようにオリフィス弁Oa,Obで調整する。そのと
き、圧力差計Poによつて反応管両側で圧力差が生じない
ように、オリフィス弁Oa,Obで微調整をもおこなう。第
２図（ａ）はそのArガスの流れ状態（矢印）を示してい
る。
薄膜を形成する場合を説明すると、第２図（ａ）〜
（ｅ）に第１図の薄膜形成装置の動作説明図を示してい
る。まず、ターボ分子ポンプVa,Vbによつて５×10-7Tor
rまで排気し、被成長基板Ｗを300℃に加熱した後、最初
に、開閉バルブVc′を開けてAr（アルゴン）ガスを不活
性ガス導入口Ncから流入し、反応管11内の圧力が10Torr
になるようにオリフィス弁Oa,Obで調整する。そのと
き、圧力差計Poによつて反応管両側で圧力差が生じない
ように、オリフィス弁Oa,Obで微調整をもおこなう。第
２図（ａ）はそのArガスの流れ状態（矢印）を示してい
る。
次いで、開閉バルブVc′とオリフィス弁Oaとを閉じ、
オリフィス弁Obを開けた状態で開閉バルブVa′を開けて
水素（H2）をキャリアガスとしたトリエチルガリウム
（Ga（C2H5）３）ガスをＡ反応ガス導入口Naから流入す
る。そうすると、被成長基板ＷにGa（C H ）３が吸着・
分解してGa原子層が形成される。第２図（ｂ）にそのH2
をキャリアガスとしたGa（C H ）３ガスの流れ状態（矢
印）を示している。
オリフィス弁Obを開けた状態で開閉バルブVa′を開けて
水素（H2）をキャリアガスとしたトリエチルガリウム
（Ga（C2H5）３）ガスをＡ反応ガス導入口Naから流入す
る。そうすると、被成長基板ＷにGa（C H ）３が吸着・
分解してGa原子層が形成される。第２図（ｂ）にそのH2
をキャリアガスとしたGa（C H ）３ガスの流れ状態（矢
印）を示している。
次いで、開閉バルブVa′を閉じ、オリフィス弁Oa,Ob
の両方を開け、開閉バルブVcを開けてArガスを不活性ガ
ス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留H2＋Ga（C
H ）３ガスを排気して除去する。第２図（ｃ）はそのAr
ガスの流れ状態（矢印）である。このように不活性ガス
を導入する理由は、残留原料ガスに不活性ガスを混入し
て原料ガスを除去する効率が良くなるからである。
の両方を開け、開閉バルブVcを開けてArガスを不活性ガ
ス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留H2＋Ga（C
H ）３ガスを排気して除去する。第２図（ｃ）はそのAr
ガスの流れ状態（矢印）である。このように不活性ガス
を導入する理由は、残留原料ガスに不活性ガスを混入し
て原料ガスを除去する効率が良くなるからである。
次いで、開閉バルブVc′とオリフィス弁Obを閉じてオ
リフィス弁Oaを開けた状態で、開閉バルブVb′を開けて
水素をキャリアガスとしたアルシン（AsH3）ガスをＢ反
応ガス導入口Nbから流入する。そうすると、被成長基板
ＷにAsH3が吸着・分解してAs原子層が形成される。第２
図（ｄ）はそのH2をキャリアガスとしたAsH3ガスの流れ
状態（矢印）を示している。
リフィス弁Oaを開けた状態で、開閉バルブVb′を開けて
水素をキャリアガスとしたアルシン（AsH3）ガスをＢ反
応ガス導入口Nbから流入する。そうすると、被成長基板
ＷにAsH3が吸着・分解してAs原子層が形成される。第２
図（ｄ）はそのH2をキャリアガスとしたAsH3ガスの流れ
状態（矢印）を示している。
次いで、開閉バルブVb′を閉じ、オリフィス弁Oa,Ob
の両方を開け、開閉バルブVc′を開けてArガスを不活性
ガス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留H2＋AsH3
ガスを排気して除去する。第２図（ｅ）はそのArガスの
流れ状態（矢印）図である。
の両方を開け、開閉バルブVc′を開けてArガスを不活性
ガス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留H2＋AsH3
ガスを排気して除去する。第２図（ｅ）はそのArガスの
流れ状態（矢印）図である。
以上の操作を500回繰り返して500分子層からなるGaAs
結晶薄膜を成長する。このように形成したGaAs結晶薄膜
は薄膜中に不純物粒子・異常成長が観察されなかつた。
結晶薄膜を成長する。このように形成したGaAs結晶薄膜
は薄膜中に不純物粒子・異常成長が観察されなかつた。
次に、第３図は本発明の第２実施例にかかる薄膜形成
装置の概念図を示しており、第１図と同一部位には同一
記号が付けてあるが、その他のTa,Tbは吸着トラップ,Sa
はＡ原料ガス源容器,SbはＢ原料ガス源容器,Ha,Hbはキ
ャリアガス流入口である。即ち、本装置は第１図で説明
した構成の特徴に加えて、Ａ原料ガス導入口Na,B原料ガ
ス導入口Nbに開閉バルブを設けず、Ａ原料ガス源容器S
a,B原料ガス源容器Sbへのキャリアガスの流入・停止に
よつて反応ガスの反応管への流入・停止をおこなう装置
の例である。このような装置は腐食性の強い反応ガスを
用いて薄膜を形成する場合に有効で、例えば、Al2O
3（アルミナ）は従来のCVD法では十分な絶縁耐圧が得ら
れず、そのために原子層エピタキシー法が用いられてい
るが、そのようなAl2O3薄膜の形成に使用するものであ
る。なお、吸着トラップTa,Tbは反応管内に浮遊不純物
をトラップさせる部分で、特に激しく反応して薄膜を形
成する場合に付設する。
装置の概念図を示しており、第１図と同一部位には同一
記号が付けてあるが、その他のTa,Tbは吸着トラップ,Sa
はＡ原料ガス源容器,SbはＢ原料ガス源容器,Ha,Hbはキ
ャリアガス流入口である。即ち、本装置は第１図で説明
した構成の特徴に加えて、Ａ原料ガス導入口Na,B原料ガ
ス導入口Nbに開閉バルブを設けず、Ａ原料ガス源容器S
a,B原料ガス源容器Sbへのキャリアガスの流入・停止に
よつて反応ガスの反応管への流入・停止をおこなう装置
の例である。このような装置は腐食性の強い反応ガスを
用いて薄膜を形成する場合に有効で、例えば、Al2O
3（アルミナ）は従来のCVD法では十分な絶縁耐圧が得ら
れず、そのために原子層エピタキシー法が用いられてい
るが、そのようなAl2O3薄膜の形成に使用するものであ
る。なお、吸着トラップTa,Tbは反応管内に浮遊不純物
をトラップさせる部分で、特に激しく反応して薄膜を形
成する場合に付設する。
第３図に示す薄膜形成装置によつてAl2O3薄膜を形成
する場合について説明すると、第４図（ａ）〜（ｅ）に
第３図の薄膜形成装置の動作説明図を示している。初め
に、Ａ原料ガス源容器SaはAlCl3（塩化アルミニウム）
を収容して70〜80℃に加熱し、Ｂ原料ガス源容器Sbには
水を収容して10〜20℃に保持しておき、ターボ分子ポン
プVa,Vbによつて５×10-4Torrまで排気し、被成長基板
Ｗは300℃に加熱する。まず、開閉バルブVc′を開けてA
rガスを不活性ガス導入口Ncから流入し、反応管11内の
圧力が10Torrになるようにオリフィス弁Oa,Obで調整
し、そのとき、圧力差計Poによつて反応管両側で圧力差
が生じないように、オリフィス弁Oa,obを微調整する。
第４図（ａ）はそのArガスの流れ状態（矢印）を示して
いる。
する場合について説明すると、第４図（ａ）〜（ｅ）に
第３図の薄膜形成装置の動作説明図を示している。初め
に、Ａ原料ガス源容器SaはAlCl3（塩化アルミニウム）
を収容して70〜80℃に加熱し、Ｂ原料ガス源容器Sbには
水を収容して10〜20℃に保持しておき、ターボ分子ポン
プVa,Vbによつて５×10-4Torrまで排気し、被成長基板
Ｗは300℃に加熱する。まず、開閉バルブVc′を開けてA
rガスを不活性ガス導入口Ncから流入し、反応管11内の
圧力が10Torrになるようにオリフィス弁Oa,Obで調整
し、そのとき、圧力差計Poによつて反応管両側で圧力差
が生じないように、オリフィス弁Oa,obを微調整する。
第４図（ａ）はそのArガスの流れ状態（矢印）を示して
いる。
次いで、開閉バルブVc′とオリフィス弁Oaとを閉じ、
オリフィス弁Obを開けた状態でArガスをキャリアガス流
入口HaからＡ原料ガス源容器Saに流入して、Arガスをキ
ャリアガスとした昇華AlCl3ガスをＡ反応ガス導入口Na
から反応管に流入する。同時に、Arガスをキャリアガス
流入口HbからＡ原料ガス源容器Sbに流入して、Arガスを
キャリアガスとした水蒸気をＢ反応ガス導入口Nbから反
後管に流入する。しかし、水蒸気は被成長基板Ｗ上を通
過せずに排気されるから、被成長基板Ｗ上にAlCl3分子
のみが吸着する。且つ、１分子層のみ吸着し、その他は
基板上を通過して除去される。第４図（ｂ）にそのガス
の流れ状態（矢印）を示している。
オリフィス弁Obを開けた状態でArガスをキャリアガス流
入口HaからＡ原料ガス源容器Saに流入して、Arガスをキ
ャリアガスとした昇華AlCl3ガスをＡ反応ガス導入口Na
から反応管に流入する。同時に、Arガスをキャリアガス
流入口HbからＡ原料ガス源容器Sbに流入して、Arガスを
キャリアガスとした水蒸気をＢ反応ガス導入口Nbから反
後管に流入する。しかし、水蒸気は被成長基板Ｗ上を通
過せずに排気されるから、被成長基板Ｗ上にAlCl3分子
のみが吸着する。且つ、１分子層のみ吸着し、その他は
基板上を通過して除去される。第４図（ｂ）にそのガス
の流れ状態（矢印）を示している。
次いで、Arガスのキャリアガス流入口Ha,Hbへの流入
を中止（図にない元栓を閉める）し、オリフィス弁Oa,O
bの両方を開け、開閉バルブVc′を開けてArガスを不活
性ガス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留AlCl3
と水蒸気を排気して除去する。第４図（ｃ）はそのArガ
スの流れ状態（矢印）である。
を中止（図にない元栓を閉める）し、オリフィス弁Oa,O
bの両方を開け、開閉バルブVc′を開けてArガスを不活
性ガス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留AlCl3
と水蒸気を排気して除去する。第４図（ｃ）はそのArガ
スの流れ状態（矢印）である。
次いで、開閉バルブVc′とオリフィス弁Obとを閉じ、
オリフィス弁Oaを開けた状態でArガスをキャリアガス流
入口HbからＡ原料ガス源容器Sbに流入して、Arガスをキ
ャリアガスとした水蒸気をＢ反応ガス導入口Nbから反応
管に流入し、同時に、Arガスをキャリアガス流入口Haか
らＡ原料ガス源容器Saに流入して、Arガスをキャリアガ
スとしたAlCl3ガスをＡ反応ガス導入口Naから反応管に
流入する。そうすると、被成長基板Ｗ上に水分子のみが
吸着し、既に吸着したAlCl3と反応してAl2O3分子層を形
成する。第４図（ｄ）にそのガスの流れ状態（矢印）を
示している。この時、AlCl3は被成長基板Ｗ上を通過し
ないために吸着されない。
オリフィス弁Oaを開けた状態でArガスをキャリアガス流
入口HbからＡ原料ガス源容器Sbに流入して、Arガスをキ
ャリアガスとした水蒸気をＢ反応ガス導入口Nbから反応
管に流入し、同時に、Arガスをキャリアガス流入口Haか
らＡ原料ガス源容器Saに流入して、Arガスをキャリアガ
スとしたAlCl3ガスをＡ反応ガス導入口Naから反応管に
流入する。そうすると、被成長基板Ｗ上に水分子のみが
吸着し、既に吸着したAlCl3と反応してAl2O3分子層を形
成する。第４図（ｄ）にそのガスの流れ状態（矢印）を
示している。この時、AlCl3は被成長基板Ｗ上を通過し
ないために吸着されない。
次いで、開閉バルブVb′を閉じ、オリフィス弁Oa,Ob
の両方を開け、開閉バルブVc′を開けてArガスを不活性
ガス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留している
水蒸気,AlCl3ガスを排気して除去する。第４図（ｅ）は
そのArガスの流れ状態（矢印）図である。
の両方を開け、開閉バルブVc′を開けてArガスを不活性
ガス導入口Ncから流入して、Arガスと共に残留している
水蒸気,AlCl3ガスを排気して除去する。第４図（ｅ）は
そのArガスの流れ状態（矢印）図である。
以上の操作において反応管内の圧力は10Torrから変動
しないようにオリフィス弁を調整するが、上記の操作を
3000回繰り返して2000Åのアルミナ多結晶薄膜を成長す
る。このように形成したアルミナ薄膜は反応ガスの淀み
がないために被成長基板面近傍での異常成長がなく、従
って、薄膜中に不純物粒子・異常成長が見られず、無欠
陥で絶縁耐圧の高いアルミナ薄膜が得られる。
しないようにオリフィス弁を調整するが、上記の操作を
3000回繰り返して2000Åのアルミナ多結晶薄膜を成長す
る。このように形成したアルミナ薄膜は反応ガスの淀み
がないために被成長基板面近傍での異常成長がなく、従
って、薄膜中に不純物粒子・異常成長が見られず、無欠
陥で絶縁耐圧の高いアルミナ薄膜が得られる。
このようなアルミナ薄膜はELパネルの絶縁層として利
用して、ELパネルの長寿命化など、その品質を向上させ
ることができる。
用して、ELパネルの長寿命化など、その品質を向上させ
ることができる。
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明にか
かる薄膜の形成方法および形成装置によれば、異常成長
膜が薄膜中に含まれず、高品質な結晶薄膜，多結晶薄膜
が得られ、半導体装置その他の電子デバイスの高性能化
に大きく役立つものである。
かる薄膜の形成方法および形成装置によれば、異常成長
膜が薄膜中に含まれず、高品質な結晶薄膜，多結晶薄膜
が得られ、半導体装置その他の電子デバイスの高性能化
に大きく役立つものである。
第１図は本発明の第１実施例にかかる薄膜形成装置の概
念図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は第１図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第３図は本発明の第２実施例にかかる薄膜形成装置の概
念図、 第４図（ａ）〜（ｅ）は第３図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第５図は従来の薄膜形成装置の概念図である。 図において、 11は反応管、 Va,Vbはターボ分子ポンプ、 Oa,Obはオリフィス弁、 Ｗは被成長基板、 Poは圧力差計、 Ｐは圧力計、 Ncは不活性ガス導入口、 NaはＡ原料ガス導入口、 NbはＢ原料ガス導入口、 Vc′,Va′,Vb′は開閉バルブ、 Ta,Tbは吸着トラップ、 SaはＡ原料ガス源容器、 SbはＢ原料ガス源容器、 Ha,Hbはキャリアガス流入口 を示している。
念図、 第２図（ａ）〜（ｅ）は第１図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第３図は本発明の第２実施例にかかる薄膜形成装置の概
念図、 第４図（ａ）〜（ｅ）は第３図の薄膜形成装置の動作説
明図、 第５図は従来の薄膜形成装置の概念図である。 図において、 11は反応管、 Va,Vbはターボ分子ポンプ、 Oa,Obはオリフィス弁、 Ｗは被成長基板、 Poは圧力差計、 Ｐは圧力計、 Ncは不活性ガス導入口、 NaはＡ原料ガス導入口、 NbはＢ原料ガス導入口、 Vc′,Va′,Vb′は開閉バルブ、 Ta,Tbは吸着トラップ、 SaはＡ原料ガス源容器、 SbはＢ原料ガス源容器、 Ha,Hbはキャリアガス流入口 を示している。
Claims (3)
- 【請求項１】反応管（11）に流入する原料ガスの種類を
一原子層毎に切り換え、且つ、原料ガスの種類を切り換
える際に不活性ガスを流入して残留原料ガスを該不活性
ガスと共に除去し、且つ、一原子層毎に流れ方向を被成
長基板（Ｗ）の表面に対して逆方向に切り換えて成長す
るようにしたことを特徴とする薄膜の形成方法。 - 【請求項２】前記原料ガスの反応管（11）への流入・停
止を原料ガス源へのキャリアガスの流入・停止によって
おこなうようにしたことを特徴とする請求項１記載の薄
膜の形成方法。 - 【請求項３】反応管（11）の両側にそれぞれオリフィス
弁（Oa,Ob）を介してターボ分子ポンプ（Va,Vb）を配置
し、該反応管の中心位置に被成長基板（Ｗ）と該被成長
基板（Ｗ）に対向した不活性ガス導入口（Nc）を配置
し、且つ、該中心位置と前記オリフィス弁との間の両側
にそれぞれ原料ガス導入口（Na,Nb）を配置してなるこ
とを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227117A JP2712367B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227117A JP2712367B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274587A JPH0274587A (ja) | 1990-03-14 |
| JP2712367B2 true JP2712367B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16855745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227117A Expired - Fee Related JP2712367B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 薄膜の形成方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712367B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992012278A1 (en) * | 1991-01-11 | 1992-07-23 | University Of Georgia Research Foundation, Inc. | Method to electrochemically deposit compound semiconductors |
| JP3338884B2 (ja) * | 1993-09-20 | 2002-10-28 | 株式会社日立製作所 | 半導体処理装置 |
| JP4727085B2 (ja) * | 2000-08-11 | 2011-07-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置および処理方法 |
| CN1256755C (zh) * | 2000-08-11 | 2006-05-17 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置及处理方法 |
| US6951804B2 (en) | 2001-02-02 | 2005-10-04 | Applied Materials, Inc. | Formation of a tantalum-nitride layer |
| US6878206B2 (en) | 2001-07-16 | 2005-04-12 | Applied Materials, Inc. | Lid assembly for a processing system to facilitate sequential deposition techniques |
| US6911391B2 (en) | 2002-01-26 | 2005-06-28 | Applied Materials, Inc. | Integration of titanium and titanium nitride layers |
| KR20030074901A (ko) * | 2002-03-14 | 2003-09-22 | 주식회사 엘지이아이 | 밀폐형 회전식 압축기의 회전축 편심캠 완충구조 |
| JP4099092B2 (ja) | 2002-03-26 | 2008-06-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置および基板処理方法、高速ロータリバルブ |
| DE10245553A1 (de) | 2002-09-30 | 2004-04-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Ofen zur Gasphasenabscheidung von Komponenten auf Halbleitersubstrate mit veränderbarer Hauptstromrichtung des Prozessgases |
| US7020981B2 (en) | 2003-10-29 | 2006-04-04 | Asm America, Inc | Reaction system for growing a thin film |
| KR101376336B1 (ko) | 2007-11-27 | 2014-03-18 | 한국에이에스엠지니텍 주식회사 | 원자층 증착 장치 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63227117A patent/JP2712367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274587A (ja) | 1990-03-14 |
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