JP2776913B2 - ガス供給装置 - Google Patents
ガス供給装置Info
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- JP2776913B2 JP2776913B2 JP1250027A JP25002789A JP2776913B2 JP 2776913 B2 JP2776913 B2 JP 2776913B2 JP 1250027 A JP1250027 A JP 1250027A JP 25002789 A JP25002789 A JP 25002789A JP 2776913 B2 JP2776913 B2 JP 2776913B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス供給装置に関し、特に化学気相成長法
（CVD法）による薄膜堆積装置において有機金属を含む
原料ガス等を供給するために適用して好適なガス供給装
置に関するものである。
（CVD法）による薄膜堆積装置において有機金属を含む
原料ガス等を供給するために適用して好適なガス供給装
置に関するものである。
有機金属を用いる化学気相成長法は、金属薄膜,III−
Ｖ族化合物半導体薄膜の堆積に広く用いられている。一
般に用いられている有機金属原料トリメチルガリウム
（TMG），トリメチルアルミニウム（TMA）は室温で液体
である。そして、液体である有機金属中に管を挿入し、
これにAr等のキャリアガスを流し、有機金属を気化させ
た状態で堆積膜形成用空間を構成する反応容器へ輸送す
る。
Ｖ族化合物半導体薄膜の堆積に広く用いられている。一
般に用いられている有機金属原料トリメチルガリウム
（TMG），トリメチルアルミニウム（TMA）は室温で液体
である。そして、液体である有機金属中に管を挿入し、
これにAr等のキャリアガスを流し、有機金属を気化させ
た状態で堆積膜形成用空間を構成する反応容器へ輸送す
る。
第３図は有機金属を含むガス（原料ガス）の輸送を行
うための従来のガス供給装置を示し、有機金属２は、金
属製の容器１に液体状態で貯えられている。そして、有
機金属２に挿入された金属製のパイプ41にAr等のキャリ
アガス６を流し、液中に気泡として噴出させる。さらに
気泡中に取込まれて飽和蒸気状態になった有機金属を液
体中に挿入されていない金属製のパイプ42から原料ガス
７として反応容器（図示せず）へ輸送する。例えば、挿
入パイプ31の径が1/4インチで、キャリアガス量が略１
〜100SCCMの場合、TMGやTMA等の有機金属の場合、出口
パイプ42から出てくるキャリアガスに飽和蒸気圧分のTM
G,TMAが含まれて輸送可能である。
うための従来のガス供給装置を示し、有機金属２は、金
属製の容器１に液体状態で貯えられている。そして、有
機金属２に挿入された金属製のパイプ41にAr等のキャリ
アガス６を流し、液中に気泡として噴出させる。さらに
気泡中に取込まれて飽和蒸気状態になった有機金属を液
体中に挿入されていない金属製のパイプ42から原料ガス
７として反応容器（図示せず）へ輸送する。例えば、挿
入パイプ31の径が1/4インチで、キャリアガス量が略１
〜100SCCMの場合、TMGやTMA等の有機金属の場合、出口
パイプ42から出てくるキャリアガスに飽和蒸気圧分のTM
G,TMAが含まれて輸送可能である。
しかしながら量産性を考慮した場合、すなわち複数枚
の基体に対して薄膜を堆積できるように堆積膜形成装置
を構成する場合には、それに応じて大量の原料ガスが必
要とされることになる。しかし第３図のように１本の金
属パイプ41から、１〜10／分もの大流量のキャリアガ
スを流すと、気泡中に有機金属が十分飽和しなくなり、
キャリアガス量を増大させても輸送される有機金属量が
増大しないことになる。特に、粘性の高い有機金属を用
いる場合には、金属パイプ41からの気泡が大となって排
出ガス流に脈流が生じたり、液面までつながる程大きな
ものとなることがある。すなわち金属パイプ41の先端か
ら、液面上部まで、筒状のキャリアガス流路が形成され
てしまうことがある。例えば、金属パイプ41が1/4イン
チ径のパイプである場合、キャリアガス量路100cc/分
で、気泡ではなく筒状となり、輸送される有機金属量
は、キャリアガス量に比例しなくなってしまうことがあ
った。
の基体に対して薄膜を堆積できるように堆積膜形成装置
を構成する場合には、それに応じて大量の原料ガスが必
要とされることになる。しかし第３図のように１本の金
属パイプ41から、１〜10／分もの大流量のキャリアガ
スを流すと、気泡中に有機金属が十分飽和しなくなり、
キャリアガス量を増大させても輸送される有機金属量が
増大しないことになる。特に、粘性の高い有機金属を用
いる場合には、金属パイプ41からの気泡が大となって排
出ガス流に脈流が生じたり、液面までつながる程大きな
ものとなることがある。すなわち金属パイプ41の先端か
ら、液面上部まで、筒状のキャリアガス流路が形成され
てしまうことがある。例えば、金属パイプ41が1/4イン
チ径のパイプである場合、キャリアガス量路100cc/分
で、気泡ではなく筒状となり、輸送される有機金属量
は、キャリアガス量に比例しなくなってしまうことがあ
った。
そのため、大流量輸送においては、複数の有機金属容
器を用いる方法があるが、例えば、１個の容器当り100c
c/分のキャリアガスを流せるとしても、１〜10／分の
キャリアガス量を必要とする場合には容器の数は10〜10
0個となり、規模の大型化、価格の増大およびメンテナ
ンスの煩雑化などの問題が生じる。
器を用いる方法があるが、例えば、１個の容器当り100c
c/分のキャリアガスを流せるとしても、１〜10／分の
キャリアガス量を必要とする場合には容器の数は10〜10
0個となり、規模の大型化、価格の増大およびメンテナ
ンスの煩雑化などの問題が生じる。
一方、例えば、特開昭62−33769号には、金属管の先
端に、多数個の小孔をあける方法が示されている。しか
しながらこれはTMGのような粘性の低い、有機金属の場
合、有効に作用すると考えられるが、粘性の高い有機金
属を用いる場合には、必ずしも有効とは言えない。
端に、多数個の小孔をあける方法が示されている。しか
しながらこれはTMGのような粘性の低い、有機金属の場
合、有効に作用すると考えられるが、粘性の高い有機金
属を用いる場合には、必ずしも有効とは言えない。
また、特開昭62−207870号には、有機金属容器に磁歪
振動子を有する超音波発生器を取りつける方法が示され
ている。
振動子を有する超音波発生器を取りつける方法が示され
ている。
そして、キャリアガス導入用の金属パイプが容器内の
気相部に挿入されている実施例が示されているが、有機
金属中には、一般にキャビテーション作用を引き起す気
体がほとんど含まれていないので、超音波の効果による
ミストの発生はほとんど期待できない。また、キャリア
導入用の金属パイプを有機金属中に挿入しても良いとの
記載も見受けられるが、粘性の高い有機金属の場合、キ
ャリアガス流量が多いと、先に述べたように気泡が発生
しにくくなるので、十分なキャビテーション効果を期待
することができない。
気相部に挿入されている実施例が示されているが、有機
金属中には、一般にキャビテーション作用を引き起す気
体がほとんど含まれていないので、超音波の効果による
ミストの発生はほとんど期待できない。また、キャリア
導入用の金属パイプを有機金属中に挿入しても良いとの
記載も見受けられるが、粘性の高い有機金属の場合、キ
ャリアガス流量が多いと、先に述べたように気泡が発生
しにくくなるので、十分なキャビテーション効果を期待
することができない。
以上のように、粘性の高い有機金属を用いて多量の原
料ガスを輸送するガス供給装置は現在まで十分なものは
なかった。
料ガスを輸送するガス供給装置は現在まで十分なものは
なかった。
本発明の目的は、規模の大型化等の問題を生じること
なく、粘性の高い有機金属を用いる場合にも大量の原料
ガス輸送を行うことのできるガス供給装置を提供するこ
とにある。
なく、粘性の高い有機金属を用いる場合にも大量の原料
ガス輸送を行うことのできるガス供給装置を提供するこ
とにある。
そのために、本発明によるガス供給装置は、化学気相
成長法による堆積膜形成装置に用いられ、原料ガスを供
給するためのガス供給装置において、キャリアガスを導
入するための入口と原料ガスを流出するための出口とに
連通する空間を形成する手段と、該空間に有機金属を霧
状に噴射する噴射手段と、該噴射手段に供給される有機
金属を収容するための前記空間とは別に設けられた容器
と、を有し、前記空間内で気化した有機金属を含むキャ
リアガスを原料ガスとして供給することを特徴とする。
成長法による堆積膜形成装置に用いられ、原料ガスを供
給するためのガス供給装置において、キャリアガスを導
入するための入口と原料ガスを流出するための出口とに
連通する空間を形成する手段と、該空間に有機金属を霧
状に噴射する噴射手段と、該噴射手段に供給される有機
金属を収容するための前記空間とは別に設けられた容器
と、を有し、前記空間内で気化した有機金属を含むキャ
リアガスを原料ガスとして供給することを特徴とする。
さらに、本発明によるガス供給装置は、化学気相成長
法による堆積膜形成装置に用いられ、原料ガスを供給す
るためのガス供給装置において、キャリアガスを導入す
るための入口と原料ガスを流出するための出口とに連通
する空間を形成する手段と、該空間に有機金属を霧状に
噴射する複数の噴射手段と、該複数の噴射手段に供給さ
れる有機金属を収容するための前記空間とは別に設けら
れた容器と、該容器と前記空間とに連通し該空間内の有
機金属を前記容器内に回収する連通路と、を有し、前記
空間内で気化した有機金属を含むキャリアガスを原料ガ
スとして供給することを特徴とする。
法による堆積膜形成装置に用いられ、原料ガスを供給す
るためのガス供給装置において、キャリアガスを導入す
るための入口と原料ガスを流出するための出口とに連通
する空間を形成する手段と、該空間に有機金属を霧状に
噴射する複数の噴射手段と、該複数の噴射手段に供給さ
れる有機金属を収容するための前記空間とは別に設けら
れた容器と、該容器と前記空間とに連通し該空間内の有
機金属を前記容器内に回収する連通路と、を有し、前記
空間内で気化した有機金属を含むキャリアガスを原料ガ
スとして供給することを特徴とする。
ここで、好ましくは、前記噴射手段に設けられる前記
噴射のためのエネルギを発生する手段は圧電素子であ
る。
噴射のためのエネルギを発生する手段は圧電素子であ
る。
さらに、好ましくは、前記空間を形成する手段は内壁
が絶縁物でコーティングされている。
が絶縁物でコーティングされている。
また、前記有機金属はジメチルアルミニウムハイドラ
イドであり、前記キャリアガスは水素であることが好ま
しい。
イドであり、前記キャリアガスは水素であることが好ま
しい。
本発明によれば、有機金属の貯められた容器から有機
金属を液体状輸送し、圧電型ノズル等の噴射手段から上
記空間内に液体状有機金属を霧状に噴出させることによ
り、導入したキャリアガスに有機金属を飽和蒸気圧分だ
け含ませた状態で排出させることができる。
金属を液体状輸送し、圧電型ノズル等の噴射手段から上
記空間内に液体状有機金属を霧状に噴出させることによ
り、導入したキャリアガスに有機金属を飽和蒸気圧分だ
け含ませた状態で排出させることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明
する。
する。
後述のように、本発明者らは、ジメチルアルミニウム
ハイドライド（DMAH）は、H2を反応ガスとして用いる
と、高品質AlもしくはAl−Si合金を、熱反応のみで電子
供与性材料表面に堆積させることができる。そのDMAHの
蒸気圧は、室温で略々1Torrであり、従来AlCVD原料とし
て用いられているTIBA（室温での蒸気圧：略0.1Torr）
より大きいので輸送が容易である。
ハイドライド（DMAH）は、H2を反応ガスとして用いる
と、高品質AlもしくはAl−Si合金を、熱反応のみで電子
供与性材料表面に堆積させることができる。そのDMAHの
蒸気圧は、室温で略々1Torrであり、従来AlCVD原料とし
て用いられているTIBA（室温での蒸気圧：略0.1Torr）
より大きいので輸送が容易である。
しかしながら、量産を目指した減圧CVD法による堆積
膜形成装置の場合、キャリアガス量は、１〜10／分と
大量になる。しかしDMAHは粘性が高いために、輸送され
るガス流が脈流となり易いため連続輸送が行われなくな
ったり、上記のように筒状となってしまうという問題点
がある。
膜形成装置の場合、キャリアガス量は、１〜10／分と
大量になる。しかしDMAHは粘性が高いために、輸送され
るガス流が脈流となり易いため連続輸送が行われなくな
ったり、上記のように筒状となってしまうという問題点
がある。
そこで、本例では以下のような構成を採用した。
第１図は、本発明ガス供給装置の構成の一例を示す。
31は金属製有機金属容器であり、有機金属が液体状態
で保存されている。34は本例では噴射エネルギ発生手段
として圧電素子を用いた噴霧器（圧電型噴霧器）であ
り、有機金属容器31から吸い上げた有機金属を霧状に金
属製容器33内に噴霧させるものである。圧電型噴霧器34
は、効率を高めるために複数個設ける方が望ましく、第
１図示の例では噴霧器５つの場合を示している。
で保存されている。34は本例では噴射エネルギ発生手段
として圧電素子を用いた噴霧器（圧電型噴霧器）であ
り、有機金属容器31から吸い上げた有機金属を霧状に金
属製容器33内に噴霧させるものである。圧電型噴霧器34
は、効率を高めるために複数個設ける方が望ましく、第
１図示の例では噴霧器５つの場合を示している。
圧電型噴霧器34からは、数μｍ以下の大きさの有機金
属がミスト状態になって噴出する。噴霧器34は、図では
金属製容器33の下部に取り付けられているが、その側面
に取り付けても差し支えない。また、有機金属を霧状に
噴霧させることができるなら、噴霧器は圧電形以外のも
のでもかまわないのは勿論である。
属がミスト状態になって噴出する。噴霧器34は、図では
金属製容器33の下部に取り付けられているが、その側面
に取り付けても差し支えない。また、有機金属を霧状に
噴霧させることができるなら、噴霧器は圧電形以外のも
のでもかまわないのは勿論である。
TMA,DMAHのような有機金属は、水素ガスが存在すると
SUS製金属表面で室温であっても分解が起こり、CH4等の
アルカンを生成する。従って金属製容器33の内壁は、Si
O2の様な絶縁物でコーティングすることが望ましい。
SUS製金属表面で室温であっても分解が起こり、CH4等の
アルカンを生成する。従って金属製容器33の内壁は、Si
O2の様な絶縁物でコーティングすることが望ましい。
このような装置において、H2,Ar,N2等のキャリアガス
６を入口パイプ37から導入する。すると、有機金属が霧
状に噴霧されている金属製容器内を通過する際に飽和蒸
気圧に相当する有機金属を含んだ状態で、キャリアガス
は出口パイプ９から原料ガス７として流出する。有機金
属は、数μｍ程度の霧状になっているので、効率よくキ
ャリアガス中に含ませることができる。
６を入口パイプ37から導入する。すると、有機金属が霧
状に噴霧されている金属製容器内を通過する際に飽和蒸
気圧に相当する有機金属を含んだ状態で、キャリアガス
は出口パイプ９から原料ガス７として流出する。有機金
属は、数μｍ程度の霧状になっているので、効率よくキ
ャリアガス中に含ませることができる。
金属製容器33の内面に付着した有機金属は、回収パイ
プ36を通って再び有機金属容器31に回収される。
プ36を通って再び有機金属容器31に回収される。
圧電噴霧器を用いているため、有機金属はたとえ粘性
が大きくとも霧状に噴霧できる。従って、有機金属の粘
性によらず、有機金属を効率よくキャリアガス中に含ま
せることができる。キャリアガスは従来の輸送法と異な
り、液体中を通らないので、有機金属を含んだキャリア
ガス７の流量変動はまったく生じない。粘性の高い有機
金属を輸送する際に生じる脈流を完全に抑制することが
できる。本構成の有機金属輸送法により、有機金属容器
10へ導入する全キャリアガス量が10slm（standard lite
r per minute）と大量であっても、有機金属容器10から
流出するキャリアガス中に、飽和蒸気圧に等しいDMAHを
含んだ状態でDMAHを輸送することができる。
が大きくとも霧状に噴霧できる。従って、有機金属の粘
性によらず、有機金属を効率よくキャリアガス中に含ま
せることができる。キャリアガスは従来の輸送法と異な
り、液体中を通らないので、有機金属を含んだキャリア
ガス７の流量変動はまったく生じない。粘性の高い有機
金属を輸送する際に生じる脈流を完全に抑制することが
できる。本構成の有機金属輸送法により、有機金属容器
10へ導入する全キャリアガス量が10slm（standard lite
r per minute）と大量であっても、有機金属容器10から
流出するキャリアガス中に、飽和蒸気圧に等しいDMAHを
含んだ状態でDMAHを輸送することができる。
従来、このように多量のキャリアガス量で有機金属を
効率よく輸送する手段はなかった。特に、従来のような
DMAHを用いた減圧CVD法においては、いかに効率よく粘
性の大きいDMAHを大量に輸送できるかが１回の堆積工程
で堆積できるウェハ数を決定していたが、本例にかかる
ガス供給装置を適用すれば、第２図につき後述するよう
な堆積膜形成装置を用いて１回の堆積工程で100〜200枚
の４インチウェハにAlもしくはAl−Si薄膜を堆積するこ
とができる。
効率よく輸送する手段はなかった。特に、従来のような
DMAHを用いた減圧CVD法においては、いかに効率よく粘
性の大きいDMAHを大量に輸送できるかが１回の堆積工程
で堆積できるウェハ数を決定していたが、本例にかかる
ガス供給装置を適用すれば、第２図につき後述するよう
な堆積膜形成装置を用いて１回の堆積工程で100〜200枚
の４インチウェハにAlもしくはAl−Si薄膜を堆積するこ
とができる。
（実施例１） 圧電形噴霧器34を５個設けた第１図の装置を用いて、
有機金属DMAHを輸送した。金属パイプ37からL slmの水
素ガスを流す。出口パイプ９から流れ出す水素ガス中に
含まれるDMAH分圧を測定した。
有機金属DMAHを輸送した。金属パイプ37からL slmの水
素ガスを流す。出口パイプ９から流れ出す水素ガス中に
含まれるDMAH分圧を測定した。
表１に示すように、10slmの水素ガスを流しても流出
する水素ガス中に、DMAHは室温での飽和蒸気圧に等しい
1Torrの分圧で含まれていた。また、流出する水素ガス
流量の変動は、１％以内であった。
する水素ガス中に、DMAHは室温での飽和蒸気圧に等しい
1Torrの分圧で含まれていた。また、流出する水素ガス
流量の変動は、１％以内であった。
（実施例２） 実施例１と同じ測定を水素の代わりにArで行った。測
定結果は、表１と同様、10slmまで流しても、流出するA
rガス中に飽和蒸気圧に等しいDMAHを含んで輸送するこ
とができた。
定結果は、表１と同様、10slmまで流しても、流出するA
rガス中に飽和蒸気圧に等しいDMAHを含んで輸送するこ
とができた。
以上のようなガス供給装置は、例えば導電性堆積膜と
して良質のAlもしくはAl−Si膜を基体上に選択的に堆積
させるために減圧CVD法を用いる堆積膜形成装置に適用
できる。
して良質のAlもしくはAl−Si膜を基体上に選択的に堆積
させるために減圧CVD法を用いる堆積膜形成装置に適用
できる。
すなわち、堆積膜の構成要素となる原子を少なくとも
１つ含む原料ガスとして有機金属であるジメチルアルミ
ニウムハイドライド（DMAH） またはモノメチルアルミニウムハイドライド（MMAH2） を含むガスを使用し、もしくは原料ガスとしてのSi原子
を含むガスも使用し、さらに反応ガスとしてH2を使用
し、これらの混合ガスによる気相成長により基体上に選
択的にAlもしくはAl−Si膜を形成する。
１つ含む原料ガスとして有機金属であるジメチルアルミ
ニウムハイドライド（DMAH） またはモノメチルアルミニウムハイドライド（MMAH2） を含むガスを使用し、もしくは原料ガスとしてのSi原子
を含むガスも使用し、さらに反応ガスとしてH2を使用
し、これらの混合ガスによる気相成長により基体上に選
択的にAlもしくはAl−Si膜を形成する。
このために適用可能な基体は、AlもしくはAl−Siの堆
積する表面を形成するための第１の基体表面材料と、Al
もしくはAl−Siの堆積しない表面を形成するための第２
の基体表面材料とを有するものである。そして、第１の
基体表面材料としては、電子供与性を有する材料を用い
る。
積する表面を形成するための第１の基体表面材料と、Al
もしくはAl−Siの堆積しない表面を形成するための第２
の基体表面材料とを有するものである。そして、第１の
基体表面材料としては、電子供与性を有する材料を用い
る。
この電子供与性について以下詳細に説明する。
電子供与性材料とは、基体中に自由電子が存在してい
るか、もしくは自由電子を意図的に生成せしめたかした
もので、例えば基体表面上に付着した原料ガス分子との
電子授受により化学反応が促進される表面を有する材料
をいう。例えば、一般に金属や半導体がこれに相当す
る。金属もしくは半導体表面に薄い酸化膜が存在してい
るものも含まれる。それは基体と付着原料分子間で電子
授受により化学反応が生ずるからである。
るか、もしくは自由電子を意図的に生成せしめたかした
もので、例えば基体表面上に付着した原料ガス分子との
電子授受により化学反応が促進される表面を有する材料
をいう。例えば、一般に金属や半導体がこれに相当す
る。金属もしくは半導体表面に薄い酸化膜が存在してい
るものも含まれる。それは基体と付着原料分子間で電子
授受により化学反応が生ずるからである。
具体的には、単結晶シリコン，多結晶シリコン，非晶
質シリコン等の半導体、III族元素としてのGa,In,Alと
Ｖ族元素としてのP,As,Nとを組合せて成る二元系もしく
は三元系もしくは四元系III−Ｖ族化合物半導体、タン
グステン，モリブデン，タンタル，タングステンシリサ
イド，チタンシリサイド，アルミニウム，アルミニウム
シリコン，チタンアルミニウム，チタンナイトライド，
銅，アルミニウムシリコン銅，アルミニウムパラジウ
ム，チタン，モリブデンシリサイド，タンタルシリサイ
ド等の金属，合金およびそれらのシリサイド等を含む。
質シリコン等の半導体、III族元素としてのGa,In,Alと
Ｖ族元素としてのP,As,Nとを組合せて成る二元系もしく
は三元系もしくは四元系III−Ｖ族化合物半導体、タン
グステン，モリブデン，タンタル，タングステンシリサ
イド，チタンシリサイド，アルミニウム，アルミニウム
シリコン，チタンアルミニウム，チタンナイトライド，
銅，アルミニウムシリコン銅，アルミニウムパラジウ
ム，チタン，モリブデンシリサイド，タンタルシリサイ
ド等の金属，合金およびそれらのシリサイド等を含む。
これに対して、AlもしくはAl−Siが選択的に堆積しな
い表面を形成する材料、すなわち非電子供与性材料とし
ては、熱酸化,CVD等により酸化シリコン,BSG,PSG,BPSG
等のガラスまたは酸化膜、熱CVD,プラズマCVD,減圧CVD,
ECR−CVD法等によるシリコン窒化膜等である。
い表面を形成する材料、すなわち非電子供与性材料とし
ては、熱酸化,CVD等により酸化シリコン,BSG,PSG,BPSG
等のガラスまたは酸化膜、熱CVD,プラズマCVD,減圧CVD,
ECR−CVD法等によるシリコン窒化膜等である。
このような構成の基体に対して、AlもしくはAl−Siは
原料ガスとH2との反応系において単純な熱反応のみで堆
積する。例えばDMAHとH2との反応系における熱反応は基
本的に と考えられる。DMAHは室温で二量体構造をとっている。
また、Si2H6等の添加によりAl−Si合金が形成されるの
は基体表面に到達したSi2H6が表面化学反応により分解
し、Siが膜中に取り込まれることによる。MMAH2によっ
ても、熱反応により高品質Alが堆積可能であったが、MM
AH2は蒸気圧が室温で0.01〜0.1Torrと低いために多量の
原料輸送が難しく、堆積速度は数百Å／分が上限値であ
ったので、室温で蒸気圧が1TorrであるDMAHが好ましく
使用できる。
原料ガスとH2との反応系において単純な熱反応のみで堆
積する。例えばDMAHとH2との反応系における熱反応は基
本的に と考えられる。DMAHは室温で二量体構造をとっている。
また、Si2H6等の添加によりAl−Si合金が形成されるの
は基体表面に到達したSi2H6が表面化学反応により分解
し、Siが膜中に取り込まれることによる。MMAH2によっ
ても、熱反応により高品質Alが堆積可能であったが、MM
AH2は蒸気圧が室温で0.01〜0.1Torrと低いために多量の
原料輸送が難しく、堆積速度は数百Å／分が上限値であ
ったので、室温で蒸気圧が1TorrであるDMAHが好ましく
使用できる。
そして、第１図のようなガス供給装置は、多数枚のウ
ェハ（基体）を同時に装填してAlもしくはAl−Siを堆積
することのできる減圧CVD装置に適用して好適なもので
ある。AlもしくはAl−Si堆積は加熱された電子供与性基
体表面での表面反応を用いているため、基体のみが加熱
されるホットウォール型減圧CVD法であればDMAHとH2に
より（もしくはさらにSi2H6等のSi原料ガスを添加する
ことにより）AlもしくはAl−Siを堆積させることができ
る。
ェハ（基体）を同時に装填してAlもしくはAl−Siを堆積
することのできる減圧CVD装置に適用して好適なもので
ある。AlもしくはAl−Si堆積は加熱された電子供与性基
体表面での表面反応を用いているため、基体のみが加熱
されるホットウォール型減圧CVD法であればDMAHとH2に
より（もしくはさらにSi2H6等のSi原料ガスを添加する
ことにより）AlもしくはAl−Siを堆積させることができ
る。
反応管圧力は10-3〜760Torr、基体温度は270℃〜350
℃、DMAH分圧は反応管内圧力の１×10-5倍〜1.3×10-3
倍であり（もしくはさらに、Si2H6分圧は反応管内圧力
の１×10-7〜１×10-4倍であり）、AlもしくはAl−Siが
電子供与性基体上にのみ100〜200Å堆積する。ウェハ内
の膜厚均一性向上のためには、反応管内圧力は５×10-2
〜5Torr、DMAH分圧はその1.3×10-5〜1.3×10-4倍が望
ましい。表面マイグレーションを抑制しつつ、かつ100
−200Åでも連続膜とするためのより好ましい基体温度
は270℃〜300℃である。
℃、DMAH分圧は反応管内圧力の１×10-5倍〜1.3×10-3
倍であり（もしくはさらに、Si2H6分圧は反応管内圧力
の１×10-7〜１×10-4倍であり）、AlもしくはAl−Siが
電子供与性基体上にのみ100〜200Å堆積する。ウェハ内
の膜厚均一性向上のためには、反応管内圧力は５×10-2
〜5Torr、DMAH分圧はその1.3×10-5〜1.3×10-4倍が望
ましい。表面マイグレーションを抑制しつつ、かつ100
−200Åでも連続膜とするためのより好ましい基体温度
は270℃〜300℃である。
第２図はかかる本発明を適用可能な堆積膜形成装置を
示す模式図である。
示す模式図である。
57はAlもしくはAl−Si膜を形成するための基体であ
る。50は周囲に対して実質的に閉じられた堆積膜形成用
の空間を形成する石英製の外側反応管、51は外側反応管
50内のガスの流れを分離するために設置される石英製の
内側反応管、54は外側反応管50の開口部を開閉するため
の金属製のフランジであり、基体57は内側反応管51内部
に設けられた基体保持具56内に設置される。なお、基体
保持具56は石英製とするのが望ましい。
る。50は周囲に対して実質的に閉じられた堆積膜形成用
の空間を形成する石英製の外側反応管、51は外側反応管
50内のガスの流れを分離するために設置される石英製の
内側反応管、54は外側反応管50の開口部を開閉するため
の金属製のフランジであり、基体57は内側反応管51内部
に設けられた基体保持具56内に設置される。なお、基体
保持具56は石英製とするのが望ましい。
また、本装置はヒータ部59により基体温度を制御する
ことができる。反応管50内部の圧力は、ガス排気口53を
介して結合された排気系によって制御できるように構成
されている。
ことができる。反応管50内部の圧力は、ガス排気口53を
介して結合された排気系によって制御できるように構成
されている。
また、第１図示の装置60からの第１のガス系、H2等の
第２のガス系、あるいはさらにSi2H6等の第３のガス系
に結合したおよび混合器61を有し、混合された原料ガス
は原料ガス導入管52より反応管50内部に導入される。原
料ガスは、第２図中矢印58で示すように、内側反応管51
内部を通過する際、基体57の表面において反応し、Alも
しくはAl−Siを基体表面に堆積する。反応後のガスは、
内側反応管51と外側反応管50とによって形成される間隙
部を通り、ガス排気口53から排気される。
第２のガス系、あるいはさらにSi2H6等の第３のガス系
に結合したおよび混合器61を有し、混合された原料ガス
は原料ガス導入管52より反応管50内部に導入される。原
料ガスは、第２図中矢印58で示すように、内側反応管51
内部を通過する際、基体57の表面において反応し、Alも
しくはAl−Siを基体表面に堆積する。反応後のガスは、
内側反応管51と外側反応管50とによって形成される間隙
部を通り、ガス排気口53から排気される。
基体の出し入れに際しては、金属製フランジ54をエレ
ベータ（図示せず）により基体保持具56,基体57ととも
に降下させ、所定の位置へ移動させて基体の着脱を行
う。
ベータ（図示せず）により基体保持具56,基体57ととも
に降下させ、所定の位置へ移動させて基体の着脱を行
う。
かかる装置を用い、前述した条件で堆積膜を形成する
ことにより、装置内の総てのウェハにおいて良質なAlも
しくはAl−Si膜を同時に形成することができる。
ことにより、装置内の総てのウェハにおいて良質なAlも
しくはAl−Si膜を同時に形成することができる。
このように、本発明に係るガス供給装置は、DMAHのよ
うに粘性の高い有機金属を大量に用いて堆積膜を形成す
る装置に適用して特に好適なものであるが、用いる有機
金属の種類，適用対象となる堆積膜形成装置の構成等は
上例にのみ限られないのは勿論である。
うに粘性の高い有機金属を大量に用いて堆積膜を形成す
る装置に適用して特に好適なものであるが、用いる有機
金属の種類，適用対象となる堆積膜形成装置の構成等は
上例にのみ限られないのは勿論である。
以上説明したように、本発明によれば、規模の大型化
等の問題を生じることなく、粘性の高い有機金属を用い
る場合にも大量の原料ガス輸送を行うことができる。
等の問題を生じることなく、粘性の高い有機金属を用い
る場合にも大量の原料ガス輸送を行うことができる。
第１図は本発明ガス供給装置の構成の一例を示す模式
図、 第２図は第１図示の装置を適用可能な堆積膜形成装置の
一例を示す模式図、 第３図は従来のガス供給装置を示す模式図である。 1,31,33……容器、 ２……有機金属、 34……噴霧器、 37,41……入口パイプ、 9,42……出口パイプ。
図、 第２図は第１図示の装置を適用可能な堆積膜形成装置の
一例を示す模式図、 第３図は従来のガス供給装置を示す模式図である。 1,31,33……容器、 ２……有機金属、 34……噴霧器、 37,41……入口パイプ、 9,42……出口パイプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 H01L 21/205
Claims (5)
- 【請求項１】化学気相成長法による堆積膜形成装置に用
いられ、原料ガスを供給するためのガス供給装置におい
て、 キャリアガスを導入するための入口と原料ガスを流出す
るための出口とに連通する空間を形成する手段と、 該空間に有機金属を霧状に噴射する噴射手段と、 該噴射手段に供給される有機金属を収容するための前記
空間とは別に設けられた容器と、 を有し、前記空間内で気化した有機金属を含むキャリア
ガスを原料ガスとして供給することを特徴とするガス供
給装置。 - 【請求項２】化学気相成長法による堆積膜形成装置に用
いられ、原料ガスを供給するためのガス供給装置におい
て、 キャリアガスを導入するための入口と原料ガスを流出す
るための出口とに連通する空間を形成する手段と、 該空間に有機金属を霧状に噴射する複数の噴射手段と、 該複数の噴射手段に供給される有機金属を収容するため
の前記空間とは別に設けられた容器と、 該容器と前記空間とに連通し該空間内の有機金属を前記
容器内に回収する連通路と、 を有し、前記空間内で気化した有機金属を含むキャリア
ガスを原料ガスとして供給することを特徴とするガス供
給装置。 - 【請求項３】前記噴射手段に設けられる前記噴射のため
のエネルギを発生する手段は圧電素子であることを特徴
とする請求項１または２に記載のガス供給装置。 - 【請求項４】前記空間を形成する手段は内壁が絶縁物で
コーティングされていることを特徴とする請求項１から
３のいずれかに記載のガス供給装置。 - 【請求項５】前記有機金属はジメチルアルミニウムハイ
ドライドであり、前記キャリアガスは水素であることを
特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のガス供給
装置。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250027A JP2776913B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ガス供給装置 |
| DE69027496T DE69027496T2 (de) | 1989-09-26 | 1990-09-25 | Gasversorgungsvorrichtung und ihre Verwendung für eine Filmabscheidungsanlage |
| EP90310507A EP0420596B1 (en) | 1989-09-26 | 1990-09-25 | Gas feeding device and deposition film forming apparatus employing the same |
| AT90310507T ATE139580T1 (de) | 1989-09-26 | 1990-09-25 | Gasversorgungsvorrichtung und ihre verwendung für eine filmabscheidungsanlage |
| SG1996006330A SG45405A1 (en) | 1989-09-26 | 1990-09-25 | Gas feeding device and deposition film forming apparatus employing the same |
| MYPI90001661A MY107421A (en) | 1989-09-26 | 1990-09-26 | Gas feeding device and deposition film forming apparatus employing the same. |
| KR1019900015298A KR940005276B1 (ko) | 1989-09-26 | 1990-09-26 | 가스공급장치 및 이 공급장치의 부설된 퇴적막 형성장치 |
| PT95432A PT95432B (pt) | 1989-09-26 | 1990-09-26 | Dispositivo de alimentacao de gas e aparelho para producao de uma pelicula por deposicao empregando o mesmo |
| US08/232,431 US5476547A (en) | 1989-09-26 | 1994-04-21 | Gas feeding device for controlled vaporization of an organometallic compound used in deposition film formation |
| US08/439,459 US5755885A (en) | 1989-09-19 | 1995-05-11 | Gas feeding device for controlled vaporization of an organometallic compound used in deposition film formation |
| US08/439,516 US5779804A (en) | 1989-09-26 | 1995-05-11 | Gas feeding device for controlled vaporization of an organanometallic compound used in deposition film formation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250027A JP2776913B2 (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | ガス供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112894A JPH03112894A (ja) | 1991-05-14 |
| JP2776913B2 true JP2776913B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=17201749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1250027A Expired - Lifetime JP2776913B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-26 | ガス供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776913B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972428A (en) * | 1996-03-05 | 1999-10-26 | Symetrix Corporation | Methods and apparatus for material deposition using primer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61159650A (ja) * | 1985-01-07 | 1986-07-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 熱現像制御装置 |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP1250027A patent/JP2776913B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03112894A (ja) | 1991-05-14 |
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