JP2781239B2 - Deposition film formation method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、堆積膜形成法に関し、特に半導体集積回路
装置等の配線に好ましく適用できるAl堆積膜の形成法に
関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a deposited film, and more particularly to a method for forming an Al deposited film which can be preferably applied to wiring of a semiconductor integrated circuit device or the like.

［従来の技術］ 従来、半導体を用いた電子デバイスや集積回路におい
て、電極や配線には主にアルミニウム（Al）が用いられ
てきた。ここで、Alは廉価で電気伝導度が高く、また表
面に緻密な酸化膜が形成されるので、内部が化学的に保
護されて安定化することや、Siとの密着性が良好である
ことなど、多くの利点を有している。[Prior Art] Conventionally, in electronic devices and integrated circuits using semiconductors, aluminum (Al) has been mainly used for electrodes and wirings. Here, Al is inexpensive, has high electric conductivity, and a dense oxide film is formed on the surface, so that the inside is chemically protected and stabilized, and the adhesion with Si is good. It has many advantages, such as:

ところで、LSI等の集積回路の集積度が増大し、配線
の微細化や多層線化などが近年特に必要とされるように
なってきたため、従来のAl配線に対してこれまでにない
厳しい要求が出されるようになってきている。集積度の
増加による寸法微細化に伴って、LSI等の表面は酸化，
拡散，薄膜堆積，エッチングなどにより凹凸が激しくな
っている。例えば電極や配線金属は段差のある面上へ断
線なく堆積されたり、径が微小でかつ深いビアホール中
へ堆積されなければならない。4Mbitや16MbitのDRAM
（ダイナミックRAM）などでは、Al−Si等の金属を堆積
しなければならないビアホールのアスペクト比（ビアホ
ール深さ÷ビアホール直径）は1.0以上であり、ビアホ
ール直径自体も１μｍ以下となる。従って、アスペクト
比の大きいビアホールにもAl合金を堆積できる技術が必
要とされる。By the way, the integration degree of integrated circuits such as LSIs has increased, and in recent years, finer wiring and multilayer wiring have become particularly necessary in recent years. It is being issued. The surface of LSI and the like is oxidized,
Irregularities become severe due to diffusion, thin film deposition, etching, etc. For example, an electrode or a wiring metal must be deposited on a stepped surface without disconnection or deposited in a via hole having a small diameter and a large diameter. 4Mbit or 16Mbit DRAM
In (dynamic RAM) and the like, the aspect ratio (via hole depth / via hole diameter) of a via hole on which a metal such as Al-Si must be deposited is 1.0 or more, and the via hole diameter itself is 1 μm or less. Therefore, there is a need for a technique capable of depositing an Al alloy even in a via hole having a large aspect ratio.

特に、SiO₂等の絶縁膜の下にあるデバイスに対して確
実な接続を行うためには、成膜というよりむしろデバイ
スのビアホールのみを穴埋めするようにAlを堆積する必
要がある。このためには、Siや金属表面にのみAlを堆積
させ、SiO₂などの絶縁膜上には堆積させない方法を要す
る。In particular, in order to reliably connect a device under an insulating film such as SiO ₂ , it is necessary to deposit Al so as to fill only a via hole of the device rather than forming a film. For this purpose, a method is required in which Al is deposited only on the surface of Si or a metal, but not on an insulating film such as SiO ₂ .

このような選択堆積ないし選択成長は従来用いられて
きたスパッタ法では実現できない。スパッタ法はターゲ
ットからスパッタされた粒子の真空中での飛来を基礎と
する物理的堆積法であるので、段差部や絶縁膜側壁での
膜厚が極端に薄くなり、甚だしい場合には断線も生じ
る。そして、膜厚の不均一や断線はLSIの信頼性を著し
く低下させることになる。Such selective deposition or selective growth cannot be realized by the conventionally used sputtering method. Since the sputtering method is a physical deposition method based on the arrival of particles sputtered from the target in a vacuum, the film thickness at the steps and the side walls of the insulating film becomes extremely thin, and in severe cases, disconnection occurs. . In addition, the unevenness of the film thickness or the disconnection significantly lowers the reliability of the LSI.

基板にバイアスを印加し、基板表面でのスパッタエッ
チング作用と堆積作用とを利用して、ビアホールのみに
AlまたはAl合金を埋込むように堆積を行うバイアススパ
ッタ法が開発されている。しかし基板に数100V以上のバ
イアス電圧が印加されるために、荷電粒子損傷により例
えばMOS−FETの閾値が変化してしまう等の悪影響が生ず
る。また、エッチング作用と堆積作用とが混在するた
め、本質的に堆積速度が向上しないという問題点もあ
る。Apply a bias to the substrate and use only the sputter etching and deposition effects on the substrate surface to
A bias sputtering method for performing deposition so as to bury Al or an Al alloy has been developed. However, since a bias voltage of several hundred volts or more is applied to the substrate, adverse effects such as a change in the threshold value of the MOS-FET due to damage of the charged particles occur. In addition, there is a problem that the deposition rate is not essentially improved because the etching action and the deposition action are mixed.

上記のような問題点を解決するため、様々なタイプの
CVD（Chemical Vapor Deposition）法が提案されてい
る。これらの方法では成膜過程で何らかの形で原料ガス
の化学反応を利用する。プラズマCVDや光CVDでは原料ガ
スの分解が気相中で起き、そこでできた活性種が基板上
でさらに反応して膜形成が起きる。これらのCVD法では
気相中での反応があるので、基板表面の凹凸に対する表
面被覆性がよい。しかし、原料ガス分子中に含まれる炭
素原子が膜中に取り込まれる。また特にプラズマCVDで
はスパッタ法の場合のように荷電粒子による損傷（いわ
ゆるプラズマダメージ）があるなどの問題点があった。To solve the above problems, various types of
A CVD (Chemical Vapor Deposition) method has been proposed. In these methods, a chemical reaction of a source gas is used in some way during the film formation process. In plasma CVD and optical CVD, the decomposition of the source gas occurs in the gas phase, and the activated species formed there further react on the substrate to form a film. In these CVD methods, there is a reaction in the gas phase, so that the surface covering property against unevenness on the substrate surface is good. However, carbon atoms contained in the source gas molecules are taken into the film. In particular, plasma CVD has a problem such as damage by charged particles (so-called plasma damage) as in the case of the sputtering method.

熱CVD法は主に基体表面での表面反応により膜が成長
するために表面の段差部などの凹凸に対する表面被覆性
が良い。また、ビアホール内での堆積が起き易いと期待
できる。さらに段差部での断線なども避けられる。In the thermal CVD method, the film grows mainly by the surface reaction on the surface of the substrate, and therefore, has good surface coverage with irregularities such as steps on the surface. Also, it can be expected that deposition in the via hole is likely to occur. In addition, disconnection at the step can be avoided.

このためAl膜の形成方法として熱CVD法が種々研究さ
れている。一般的な熱CVDによるAl膜の形成方法として
は有機アルミニウムをキャリアガスに分散して加熱基板
上へ輸送し、基板上でガス分子を熱分解して膜形成する
という方法が使われる。例えばJournal of Electrochem
ical Society第131巻2175ページ（1984年）に見られる
例では有機アルミニウムガスとしてトリイソブチルアル
ミニウム（ｉ−C₄H₉）₃Al（TIBA）を用い、成膜温度260
℃，反応管圧力0.5torrで成膜し、3.4μΩ・cmの膜を形
成している。Therefore, various studies have been made on thermal CVD as a method for forming an Al film. As a general method of forming an Al film by thermal CVD, a method is used in which organic aluminum is dispersed in a carrier gas, transported onto a heated substrate, and gas molecules are thermally decomposed on the substrate to form a film. For example, Journal of Electrochem
ical Society No. 131 Volume 2175 pages with triisobutylaluminum as an organic aluminum gas in the example seen in _{(1984) (i-C 4 H 9} ) 3 Al (TIBA), film formation temperature of 260
The film was formed at a temperature of 0.5 ° C. and a reaction tube pressure of 0.5 torr to form a film of 3.4 μΩ · cm.

特開昭63−33569号公報にはTiCl₄を用いず、その代り
に有機アルミニウムを基板近傍において加熱することに
より膜形成する方法が記載されている。この方法では表
面の自然酸化膜を除去した金属または半導体表面上にの
み選択的にAlを堆積することができる。JP The 63-33569 discloses without using TiCl _4, a method of film formation is described by heating the organoaluminum instead in the vicinity of the substrate. According to this method, Al can be selectively deposited only on the metal or semiconductor surface from which the natural oxide film on the surface has been removed.

この場合にはTIBAの導入前に基板表面の自然酸化膜を
除去する工程が必要であると明記されている。また、TI
BAは単独に使用することが可能なのでTIBA以外のキャリ
アガスを使う必要はないがArガスをキャリアガスとして
用いてもよいと記載されている。しかしTIBAと他のガス
（例えばH₂）との反応は全く想定しておらず、H₂をキャ
リアガスとして使うという記載はない。またTIBA以外に
トリメチルアルミニウム（TMA）とトリエチルアルミニ
ウム（TEA）をあげているが、それ以外の有機金属の具
体的記載はない。これは一般に有機金属の化学的性質は
金属元素に付いている有機置換基が少し変化すると大き
く変るので、どのような有機金属を使用すべきかは個々
に検討する必要があるからである。この方法では自然酸
化膜を除去しなければならないという不都合があるだけ
でなく、表面平滑性が得られないという欠点がある。ま
たガスの加熱の必要があること、しかも加熱を基板近傍
で行わなければならないという制約があり、しかもどの
位基板に近い所で加熱しなければならないかも実験的に
決めて行かざるを得ず、ヒータを置く場所を自由に選べ
る訳ではないなどの問題点もある。In this case, it is specified that a step of removing a natural oxide film on the substrate surface is necessary before introducing TIBA. Also, TI
It is described that since BA can be used alone, there is no need to use a carrier gas other than TIBA, but it is described that Ar gas may be used as the carrier gas. However, no reaction between TIBA and another gas (for example, H ₂ ) is assumed at all, and there is no mention of using H ₂ as a carrier gas. In addition, other than TIBA, trimethylaluminum (TMA) and triethylaluminum (TEA) are mentioned, but there is no specific description of the other organic metals. This is because the chemical properties of organometallics generally change greatly when the organic substituent attached to the metal element changes slightly, and it is necessary to individually consider what kind of organometallic should be used. This method not only has the disadvantage that the natural oxide film must be removed, but also has the disadvantage that surface smoothness cannot be obtained. In addition, it is necessary to heat the gas, and there is a restriction that heating must be performed near the substrate, and it is necessary to experimentally determine how close the substrate must be heated. There is another problem that the place where the heater is placed cannot be freely selected.

Electrochemical Society日本支部第２回シンポジウ
ム（1989年７月７日）予稿集第75ページにはダブルウォ
ールCVD法によるAlの成膜に関する記載がある。この方
法ではTIBAを使用しTIBAのガス温度を基板温度よりも高
くすることができるように装置を設計する。この方法は
上記特開昭63−33569号の変形ともみなせる。この方法
でも金属や半導体上のみにAlを選択成長させることがで
きるが、ガス温度と基板表面温度との差を精度よく制御
するのが困難であるだけでなく、ボンベと配管を加熱し
なければならないという欠点がある。しかもこの方法で
は膜をある程度厚くしないと均一な連続膜にならない，
膜の平坦性が悪い,Alの選択成長の選択性が余り長い時
間維持できないなどの問題点がある。Proceedings of the 2nd Symposium of the Electrochemical Society Japan Chapter (July 7, 1989), page 75, contain a description of Al film formation by double-wall CVD. In this method, TIBA is used and an apparatus is designed so that the gas temperature of TIBA can be higher than the substrate temperature. This method can be regarded as a modification of the above-mentioned JP-A-63-33569. With this method, Al can be selectively grown only on metals and semiconductors, but it is difficult to control the difference between the gas temperature and the substrate surface temperature with high accuracy, and it is also necessary to heat the cylinder and piping. There is a disadvantage that it does not. Moreover, in this method, a uniform continuous film cannot be obtained unless the film is thickened to some extent.
There are problems that the flatness of the film is poor and the selectivity of selective growth of Al cannot be maintained for a very long time.

以上のように、従来の方法はAlの選択成長を必ずしも
うまく起せず、仮にできたとしてもAl膜の平坦性，抵
抗，純度などに問題がある。また、その成膜方法も複雑
で制御が難しいという問題点があった。As described above, the conventional method does not always cause the selective growth of Al, and even if it can be performed, there is a problem in the flatness, resistance, purity, etc. of the Al film. In addition, there is a problem that the film forming method is complicated and difficult to control.

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、近年より高集積化が望まれている半導
体の技術分野において、高集積化され、かつ高性能化さ
れた半導体装置を廉価に提供するためには、改善すべき
余地が多く存在していた。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in order to provide a highly integrated and high performance semiconductor device at a low cost in the semiconductor technical field where higher integration is desired in recent years. Had much room for improvement.

本発明は、上述した技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、導電体として良質なAl膜を制御性良く所望の位
置に形成し得る堆積膜形成法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above technical problems, and has as its object to provide a deposition film forming method capable of forming a high-quality Al film as a conductor at a desired position with good controllability.

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために本発明による堆積膜形成
法は、タングステン、モリブデン、タンタル、チタン、
アルミニウム、チタンアルミニウム、チタンナイトライ
ド、銅、アルミニウム銅、アルミニウムパラジウムから
選択される材料またはそれらのシリサイドからなる電子
供与性の表面と非電子供与性の表面とを有する基体を堆
積膜形成用の空間に配する工程、ジメチルアルミニウム
ハイドライドのガスと水素ガスとを前記堆積膜形成用の
空間に導入する工程、および前記ジメチルアルミニウム
ハイドライドの分解温度以上でかつ450℃以下の範囲内 に前記電子供与性の表面の温度を維持し、アルミニウ
ム膜を該電子供与性の表面に選択的に形成する工程を有
することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a method for forming a deposited film according to the present invention comprises tungsten, molybdenum, tantalum, titanium,
A material selected from aluminum, titanium aluminum, titanium nitride, copper, aluminum copper, and aluminum palladium, or a substrate having an electron-donating surface and a non-electron-donating surface formed of a silicide thereof is deposited on a space for forming a film. Disposing a dimethylaluminum hydride gas and a hydrogen gas into the space for forming the deposited film; and providing the electron donating property at a temperature not lower than the decomposition temperature of the dimethylaluminum hydride and not higher than 450 ° C. A step of maintaining a surface temperature and selectively forming an aluminum film on the electron donating surface.

さらに、本発明による堆積膜形成法は、絶縁膜に設け
られた複数の開口より導電体または半導体の表面が露出
した基板を、堆積膜形成用のチャンバ内に配置して、ジ
メチルアルミニウムハイドライドのガスと水素ガスとを
該チャンバ内に導入し、該基板を過熱することによりア
ルミニウムを選択的に堆積させ、該複数の開口内の該表
面上にアルミニウム単結晶を形成することを特徴とす
る。Further, in the method of forming a deposited film according to the present invention, a substrate in which the surface of a conductor or a semiconductor is exposed through a plurality of openings provided in an insulating film is disposed in a chamber for forming a deposited film, and a gas of dimethyl aluminum hydride is provided. And hydrogen gas are introduced into the chamber, aluminum is selectively deposited by heating the substrate, and an aluminum single crystal is formed on the surface in the plurality of openings.

さらに、本発明による堆積膜形成法は、電子供与性の
表面と非電子供与性の表面とを有する基体を堆積膜形成
用の空間に配する工程、モノメチルアルミニウムハイド
ライドのガスと水素ガスとを前記堆積膜形成用の空間に
導入する工程、および前記モノメチルアルミニウムハイ
ドライドの分解温度以上でかつ450℃以下の範囲内に前
記電子供与性の表面の温度を維持し、アルミニウム膜を
該電子供与性の表面に選択的に形成する工程を有するこ
とを特徴とする。Further, in the method of forming a deposited film according to the present invention, a step of arranging a substrate having an electron donating surface and a non-electron donating surface in a space for forming a deposited film, wherein the monomethylaluminum hydride gas and the hydrogen gas are A step of introducing the film into a space for forming a deposited film, and maintaining the temperature of the electron-donating surface within a range of not less than the decomposition temperature of the monomethylaluminum hydride and not more than 450 ° C., and forming the aluminum film on the electron-donating surface. Characterized by a step of selectively forming

さらにまた、本発明による堆積膜形成法は、絶縁膜に
設けられた複数の開口より導電体または半導体の表面が
露出した基板を、堆積膜形成用のチャンバ内に配置し
て、モノメチルアルミニウムハイドライドのガスと水素
ガスとを該チャンバ内に導入し、該基板を加熱すること
によりアルミニウムを選択的に堆積させ、該複数の開口
内の該表面上にアルミニウム単結晶を形成することを特
徴とする。Still further, in the method of forming a deposited film according to the present invention, a substrate in which the surface of a conductor or a semiconductor is exposed through a plurality of openings provided in an insulating film is disposed in a chamber for forming a deposited film, and a monomethylaluminum hydride is formed. A gas and a hydrogen gas are introduced into the chamber, aluminum is selectively deposited by heating the substrate, and an aluminum single crystal is formed on the surface in the plurality of openings.

［作 用］ まず、有機金属を用いた堆積膜形成方法について概説
する。[Operation] First, a method of forming a deposited film using an organic metal will be outlined.

有機金属の分解反応、ひいては薄膜堆積反応は、金属
原子の種類，金属原子に結合しているアルキルの種類，
分解反応を生ぜしめる手段，雰囲気ガス等の条件により
大きく変化する。The decomposition reaction of organometallics and, consequently, the deposition reaction of thin films depend on the type of metal atom, the type of alkyl bonded to the metal atom,
It changes greatly depending on the conditions such as the means for causing the decomposition reaction and the atmospheric gas.

例えば、Ｍ−R₃（M:III族金属,R:アルキル基）の場合
において、トリメチルガリウム は、熱分解ではGa−GH₃結合の切断されるラジカル解裂
であるが、トリエチルガリウム は、熱分解ではβ離脱により とC₂H₄とに分解する。また、同じエチル基のついたトリ
エチルアルミニウム は、熱分解ではAl−C₂H₅結合の切断されるラジカル分解
である。しかしiC₄H₉の結合したイソトリブチルアルミ
ニウム はβ離脱する。For example, in the case of M—R ₃ (M: Group III metal, R: alkyl group), trimethylgallium Is a radical cleavage in which the Ga-GH ₃ bond is broken by thermal decomposition, but triethylgallium Is due to β-elimination in thermal decomposition And C ₂ H ₄ . Also, triethyl aluminum with the same ethyl group Is a radical decomposition in which the Al—C ₂ H ₅ bond is broken in the thermal decomposition. But iC ₄ H ₉ bound isotributyl aluminum Leaves β.

CH₃基とAlとからなるトリメチルアルミニウム（TMA）
は、室温で二量体構造 を有しており、熱分解はAl−CH₃基の切断されるラジカ
ル分解であり、150℃以下の低温では雰囲気H₂と反応し
てCH₄生じ、最終的にAlを生成する。しかし略々300℃以
上の高温では、雰囲気にH₂が存在してもCH₃基がTMA分子
からＨを引抜き、最終的にAl−Ｃ化合物が生ずる。Trimethylaluminum comprising a CH ₃ group and Al (TMA)
Has a dimeric structure at room temperature The thermal decomposition is a radical decomposition in which the Al—CH ₃ group is cleaved, and reacts with the atmosphere H ₂ at a low temperature of 150 ° C. or lower to generate CH ₄ and finally generate Al. However, at a high temperature of about 300 ° C. or more, even if H ₂ is present in the atmosphere, the CH ₃ group extracts H from the TMA molecule, and finally an Al—C compound is generated.

また、TMAの場合、光もしくはH₂雰囲気高周波（略々1
3.56MHz）プラズマにおいて電力のある制限された領域
においては、２つのAl間の橋掛CH₃のカップリングによ
りC₂H₆が生ずる。In the case of TMA, light or H ₂ atmosphere high frequency (approximately 1
In restricted areas of power at 3.56MHz) plasma, C ₂ H ₆ are generated by the coupling of the crosslinking CH ₃ between two Al.

要は、最も単純なアルキル基であるCH₃基,C₂H₅基また
はiC₄H₉基とAlまたはGaから成る有機金属ですら、反応
形態はアルキル基の種類や金属原子の種類，励起分解手
段により異なるので、有機金属から金属原子を所望の基
体上に堆積させるためには、分解反応を非常に厳密に制
御しなければならない。例えば、トリイソブチルアルミ
ニウム からAlを堆積させる場合、従来の熱反応を主とする減圧
CVD法では、表面にμｍオーダの凹凸が生じ、表面モル
フォロジが劣っている。また、熱処理によるヒロック発
生、AlとSiとの界面でのSi拡散によるSi表面荒れが生
じ、かつマイグレーション耐性も劣っており、超LSIプ
ロセスに用いることが難しい。The point is that even the simplest alkyl group, CH ₃ group, C ₂ H ₅ group or iC ₄ H ₉ group, or even an organic metal consisting of Al or Ga, the reaction form depends on the type of alkyl group, type of metal atom, excitation Since it depends on the decomposition means, in order to deposit metal atoms from an organometallic on a desired substrate, the decomposition reaction must be very strictly controlled. For example, triisobutylaluminum When depositing Al from
In the CVD method, irregularities on the order of μm are generated on the surface, and the surface morphology is inferior. In addition, hillocks are generated by heat treatment, Si surface roughness is caused by Si diffusion at the interface between Al and Si, and migration resistance is inferior, so that it is difficult to use the VLSI process.

そのため、ガス温度と基板温度とを精密に制御する方
法が試みられている。しかし装置が複雑であり、１回の
堆積プロセスで１枚のウェハにしか堆積を行うことので
きない枚葉処理型である。しかも堆積速度が高々500Å
／分であるので、量産化に必要なスループットを実現す
ることができない。Therefore, a method of precisely controlling the gas temperature and the substrate temperature has been attempted. However, the apparatus is complicated, and is a single-wafer processing type in which deposition can be performed on only one wafer in one deposition process. Moreover, the deposition rate is at most 500Å
/ Min, it is not possible to achieve the throughput required for mass production.

同様にTMAを用いた場合は、プラズマや光を用いるこ
とによるAl堆積が試みられているが、やはりプラズマや
光を用いるため装置が複雑となり、かつ枚葉型装置であ
るため、スループットを十分向上させるにはまだ改善す
べき余地がある。Similarly, when TMA is used, Al deposition by using plasma or light has been attempted.However, since plasma and light are used, the apparatus is complicated, and the throughput is sufficiently improved because the apparatus is a single wafer type. There is still room for improvement to make it happen.

本発明におけるジメチルアルミニウムハイドライドDM
AHは、アルキル金属として公知の物質であるが、どのよ
うな反応形態によりどのようなAl薄膜が堆積するかは、
あらゆる条件下で堆積膜を形成してみなくては予想だに
できないものであった。例えばDMAHを光CVDによりAlを
堆積させる例では、表面モルフォロジに劣り、抵抗値も
数μΩ〜10μΩ・cmとバルク値（2.7μΩ・cm）より大
きく、膜等の劣るものであった。Dimethyl aluminum hydride DM in the present invention
AH is a substance known as an alkyl metal.However, what kind of reaction forms what Al thin film is deposited,
The formation of a deposited film under all conditions was unexpected. For example, in the case of depositing Al by DMAC with photo-CVD, the surface morphology was poor, the resistance was several μΩ to 10 μΩ · cm, which was larger than the bulk value (2.7 μΩ · cm), and the film and the like were inferior.

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施態様に
ついて説明する。EXAMPLES Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明においては、導電性堆積膜として良質のAl膜を
基体上に選択的に堆積させるためにCVD法を用いるもの
である。In the present invention, a CVD method is used to selectively deposit a high-quality Al film as a conductive deposition film on a substrate.

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） と、原料ガスとしてのSi原子を含むガスとを使用し、か
つ反応ガスとして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膜を形成する。That is, dimethyl aluminum hydride (DMAH) which is an organic metal is used as a source gas containing at least one atom serving as a constituent element of a deposited film. Or monomethyl aluminum hydride (MMAH ₂ ) And a gas containing Si atoms as a raw material gas and H ₂ as a reaction gas, and an Al film is selectively formed on the substrate by vapor phase growth using a mixed gas thereof.

本発明の適用可能な基体は、Al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。A substrate applicable to the present invention has a first substrate surface material for forming a surface on which Al is deposited and a second substrate surface material for forming a surface on which Al is not deposited. As the first substrate surface material, a material having an electron donating property is used.

この電子供与性について以下詳細に説明する。 This electron donating property will be described in detail below.

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。An electron donating material is a material in which free electrons are present in a substrate or whether free electrons are intentionally generated. For example, a chemical reaction occurs when electrons are exchanged with a source gas molecule attached to a substrate surface. A material having a surface that is promoted. For example, metals and semiconductors generally correspond to this. Also included are those in which a thin oxide film exists on a metal or semiconductor surface. This is because a chemical reaction occurs between the substrate and the attached raw material molecules by electron transfer.

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。Specifically, semiconductors such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon, and binary systems composed of a combination of Ga, In, Al as a group III element and P, As, N as a group V element Or a ternary or quaternary III-V compound semiconductor, tungsten, molybdenum, tantalum, tungsten silicide, titanium silicide, aluminum, aluminum silicon, titanium aluminum, titanium nitride,
Includes metals such as copper, aluminum silicon copper, aluminum palladium, titanium, molybdenum silicide, tantalum silicide, alloys and silicides thereof.

これに対して、Al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,C
VD等により酸化シリコン,BSG,PSG,BPSG等のガラスまた
は酸化膜、熱窒化膜，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。In contrast, materials that form a surface on which Al is not selectively deposited, that is, non-electron donating materials include thermal oxidation and C
It is a glass or oxide film such as silicon oxide, BSG, PSG, BPSG or the like by VD or the like, a thermal nitride film, a silicon nitride film formed by plasma CVD, low pressure CVD, ECR-CVD, or the like.

このような構成の基体に対して、Al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によっても下記
実施例に示すように、熱反応により高品質Alが堆積可能
であった。Relative to the substrate in such a configuration, Al is deposited only in the simple thermal reaction in the reaction system of the source gas and H _2. For example
Thermal reaction in the reaction system between DMAH and H ₂ are essentially it is conceivable that. DMAH has a dimeric structure at room temperature.
Further, Si ₂ H ₆ has been reached on the substrate surface of Al is formed is decomposed by the surface chemical reaction by the addition of such Si ₂ H _6, due to the fact that Si is incorporated into the film. By MMAH ₂ as shown in the following examples, high-quality Al was possible deposited by thermal reaction.

MMAH₂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／分が本発明
における上限値であり、好ましくは室温で蒸気圧が1Tor
rであるDMAHを使用することが最も望ましい。MMAH ₂ has a vapor pressure as low as 0.01 to 0.1 Torr at room temperature, so it is difficult to transport a large amount of raw material. The upper limit of the deposition rate in the present invention is several hundred m / min, and preferably, the vapor pressure at room temperature is 1 Torr.
It is most desirable to use DMAH, which is r.

第１図は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。FIG. 1 is a schematic diagram showing a deposited film forming apparatus to which the present invention can be applied.

ここで、１はAl膜を形成するための基体である。基体
１は、同図に対して実質的に閉じられた堆積膜形成用の
空間を形成するための反応管２の内部に設けられた基体
ホルダ３上に載置される。反応管２を構成する材料とし
ては石英が好ましいが、金属製であってもよい。この場
合には反応管を冷却することが望ましい。また、基体ホ
ルダ３は金属製であり、載置される基体を加熱できるよ
うにヒータ４が設けられている。そしてヒータ４の発熱
温度を制御して基体温度を制御することができるように
構成されている。Here, 1 is a base for forming an Al film. The substrate 1 is placed on a substrate holder 3 provided inside a reaction tube 2 for forming a space for forming a deposited film which is substantially closed with respect to FIG. Quartz is preferred as a material constituting the reaction tube 2, but it may be made of metal. In this case, it is desirable to cool the reaction tube. The base holder 3 is made of metal, and is provided with a heater 4 so as to heat the mounted base. The temperature of the substrate can be controlled by controlling the heat generation temperature of the heater 4.

ガスの供給系は以下のように構成されている。 The gas supply system is configured as follows.

５はガスの混合器であり、原料ガスと反応ガスとを混
合させて反応管２内に供給する。６は原料ガスとして有
機金属を気化させるために設けられた原料ガス気化器で
ある。Reference numeral 5 denotes a gas mixer, which mixes the raw material gas and the reaction gas and supplies the mixed gas into the reaction tube 2. Reference numeral 6 denotes a source gas vaporizer provided for vaporizing an organic metal as a source gas.

本発明において用いる有機金属は室温で液体状にある
ので、気化器６内でキャリアガスを有機金属の液体中を
通して飽和蒸気となし、混合器５へ導入する。Since the organic metal used in the present invention is in a liquid state at room temperature, the carrier gas passes through the organic metal liquid into saturated vapor in the vaporizer 6 and is introduced into the mixer 5.

排気系は以下のように構成される。 The exhaust system is configured as follows.

７はゲートバルブであり、堆積膜形成前に反応管２内
部を排気する時など大容量の排気を行う際に開かれる。
８はスローリークバルブであり、堆積膜形成時の反応管
２内部の圧力を調整する時など小容量の排気を行う際に
用いられる。９は排気ユニットであり、ターボ分子ポン
プ等の排気用のポンプ等で構成される。Reference numeral 7 denotes a gate valve which is opened when exhausting a large amount of gas, such as when exhausting the inside of the reaction tube 2 before forming a deposited film.
Reference numeral 8 denotes a slow leak valve, which is used when a small volume of gas is exhausted, for example, when adjusting the pressure inside the reaction tube 2 when forming a deposited film. Reference numeral 9 denotes an exhaust unit, which includes an exhaust pump such as a turbo molecular pump.

基体１の搬送系は以下のように構成される。 The transport system for the base 1 is configured as follows.

10は堆積膜形成前および堆積膜形成後の基体を収容可
能な基体搬送室であり、バルブ11を開いて排気される。
12は搬送室を排気する排気ユニットであり、ターボ分子
ポンプ等の排気用ポンプで構成される。Reference numeral 10 denotes a substrate transfer chamber capable of housing a substrate before and after forming a deposited film, and is evacuated by opening a valve 11.
Reference numeral 12 denotes an exhaust unit for exhausting the transfer chamber, which is constituted by an exhaust pump such as a turbo molecular pump.

バルブ13は基体１を反応室と搬送空間で移送する時の
み開かれる。The valve 13 is opened only when the substrate 1 is transferred between the reaction chamber and the transfer space.

第１図に示すように、原料ガスを生成するためのガス
生成室６においては、室温に保持されている液体状のDM
AHに対しキャリアガスとしてのH₂もしくはAr（もしくは
他の不活性ガス）でバブリングを行い、気体状DMAHを生
成し、これを混合器５に輸送する。反応ガスとしてのH₂
は別経路から混合器５に輸送される。ガスはそれぞれそ
の分圧が所望の値となるように流量が調整されている。As shown in FIG. 1, in a gas generation chamber 6 for generating a source gas, a liquid DM maintained at room temperature is provided.
AH is bubbled with H ₂ or Ar (or other inert gas) as a carrier gas to generate gaseous DMAH, which is transported to the mixer 5. H ₂ as reaction gas
Is transported to the mixer 5 from another route. The flow rate of each gas is adjusted so that its partial pressure becomes a desired value.

原料ガスとしては、MMAH₂でもよいが、蒸気圧が室温
で1Torrとなるのに十分なDMAHが最も好ましい。また、D
MAHとMMAH₂を混合させて用いてもよい。MMAH ₂ may be used as the source gas, but DMAH sufficient to make the vapor pressure 1 Torr at room temperature is most preferable. Also, D
MAH and MMAH ₂ may be used as a mixture.

第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明によるAl膜の選択成長
の様子を示す。2 (a) to 2 (e) show the selective growth of the Al film according to the present invention.

第２図（ａ）は本発明によるAl堆積膜形成前の基体の
断面を模式的に示す図である。90は電子供与性材料から
なる基板、91は非電子供与性材料からなる薄膜である。FIG. 2 (a) is a diagram schematically showing a cross section of a substrate before forming an Al deposited film according to the present invention. 90 is a substrate made of an electron donating material, and 91 is a thin film made of a non-electron donating material.

原料ガスとしてのDMAH,反応ガスとしてのH₂を含んだ
混合気体がDMAHの分解温度以上かつ450℃以下の温度範
囲内に加熱された基体１上に供給されると、基体90上に
Alが析出し、第２図（ｂ）に示すようにAlの連続膜が形
成される。ここで、反応管２内の圧力は10^-3〜760Torr
が望ましく、DMAH分圧は上記反応管内圧力の1.5×10^-5
〜1.3×10^-3倍が好ましい。When a mixed gas containing DMAH as a raw material gas and H ₂ as a reaction gas is supplied onto the substrate 1 heated to a temperature range not lower than the decomposition temperature of DMAH and not higher than 450 ° C., the substrate 90
Al precipitates, and a continuous film of Al is formed as shown in FIG. 2 (b). Here, the pressure in the reaction tube 2 is 10 ^{−3 to} 760 Torr.
Preferably, the partial pressure of DMAH is 1.5 × 10 ^{−5 of the} pressure in the reaction tube.
It is preferably 1.3 to ^10-3 times.

上記条件でAlの堆積を続けると、第２図（ｃ）の状態
を経て、第２図（ｄ）に示すように、Al膜は薄膜91の最
上部のレベルにまで成長する。さらに同じ条件で成長さ
せると、第２図（ｅ）に示すように、Al膜は横方向には
ほとんど成長することなしに、5000Åにまで成長可能で
ある。これは、本発明による堆積膜の最も特徴的な点で
あり、如何に良質の膜を良好な選択性の下に形成可能で
あるかが理解できよう。When the deposition of Al is continued under the above conditions, the Al film grows to the uppermost level of the thin film 91 through the state shown in FIG. 2C, as shown in FIG. 2D. Further, when the Al film is grown under the same conditions, as shown in FIG. 2 (e), the Al film can grow up to 5000 ° with little growth in the lateral direction. This is the most characteristic point of the deposited film according to the present invention, and it can be understood how a good quality film can be formed with good selectivity.

そしてオージュ電子分光法や光電子分光法による分析
の結果、この膜には炭素や酸素のような不純物の混入が
認められない。As a result of analysis by Auger electron spectroscopy or photoelectron spectroscopy, contamination of impurities such as carbon and oxygen is not recognized in this film.

このようにして形成された堆積膜の抵抗率は、膜厚40
0Åでは室温で2.7〜3.0μΩ・cmとAlバルクの抵抗率と
ほぼ等しく、連続かつ平坦な膜となる。また、膜厚１μ
ｍであっても、その抵抗率はやはり室温で略々2.7〜3.0
μΩ・cmとなり、厚膜でも十分に緻密な膜が形成され
る。可視光波長領域における反射率も略々80％であり、
表面平坦性にすぐれた薄膜を堆積させることができる。The resistivity of the deposited film thus formed has a thickness of 40
At 0 °, the resistivity is 2.7 to 3.0 μΩ · cm at room temperature, which is almost equal to the resistivity of the Al bulk, and is a continuous and flat film. In addition, film thickness 1μ
m, the resistivity is still approximately 2.7 to 3.0 at room temperature.
μΩ · cm, and a sufficiently dense film can be formed even with a thick film. The reflectance in the visible light wavelength region is also approximately 80%,
A thin film having excellent surface flatness can be deposited.

基体温度としては、Alを含む原料ガスの分解温度以
上、かつ450℃以下が望ましいことは前述した通りであ
るが、具体的には基体温度200〜450℃が望ましく、この
条件で堆積を行った場合、DMAH分圧が10^-4〜10^-3Torrの
とき堆積速度は100Å／分〜800Å／分と非常に大きく、
超LSI用Al堆積技術として十分大きい堆積速度が得られ
る。As described above, the substrate temperature is preferably not lower than the decomposition temperature of the raw material gas containing Al and not higher than 450 ° C., but specifically, the substrate temperature is preferably 200 to 450 ° C., and the deposition was performed under these conditions. In this case, when the DMAH partial pressure is 10 ^-4 to 10 ^-3 Torr, the deposition rate is as large as 100Å / min to 800Å / min,
A sufficiently high deposition rate can be obtained as Al deposition technology for VLSI.

さらに好ましくは基体温度270℃〜350℃であり、この
条件で堆積したAl膜は配向性も強く、かつ450℃,1hour
の熱処理を行ってもSi単結晶もしくはSi多結晶基体上の
Al膜にはヒロック，スパイクの発生もない良質のAl膜と
なる。また、このようなAl膜はエレクトロマイグレーシ
ョン耐性に優れている。More preferably, the substrate temperature is 270 ° C. to 350 ° C., and the Al film deposited under these conditions has strong orientation and 450 ° C., 1 hour
Heat treatment on Si single crystal or Si polycrystal substrate
The Al film is a high-quality Al film free of hillocks and spikes. Such an Al film has excellent electromigration resistance.

第１図示の装置では、１回の堆積において１枚の基体
にしかAlを堆積することができない。略々800Å／分の
堆積速度は得られるが、多数枚の堆積を短時間で行うた
めには不十分である。In the apparatus shown in FIG. 1, Al can be deposited on only one substrate in one deposition. Although a deposition rate of about 800 ° / min can be obtained, it is insufficient for depositing a large number of sheets in a short time.

この点を改善する堆積膜形成装置としては、多数枚の
ウェハを同時に装填してAlを堆積することのできる減圧
CVD装置がある。本発明によるAl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DMA
HとH₂によりAlを堆積させることができる。As a deposition film forming apparatus that improves this point, a reduced pressure that can load many wafers at the same time and deposit Al
There is a CVD device. Since the Al deposition according to the present invention uses a surface reaction on the surface of the heated electron-donating substrate, if the hot-wall type reduced-pressure CVD method in which only the substrate is heated, DMA is used.
Al can be deposited by H and H ₂ .

反応管圧力は0.05〜760Torr,望ましくは0.1〜0.8Tor
r、基体温度は160℃〜450℃，望ましくは200℃〜400
℃、DMAH分圧は反応管内圧力の１×10^-5倍〜1.3×10^-3
倍であり、Alが電子供与性基体上にのみ堆積する。Reaction tube pressure is 0.05-760 Torr, preferably 0.1-0.8 Torr
r, substrate temperature is 160 ° C to 450 ° C, preferably 200 ° C to 400 ° C
℃, DMAH partial pressure is 1 × 10 ^-5 times to 1.3 × 10 ^-3 times the pressure in the reaction tube.
And Al deposits only on the electron donating substrate.

第３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。FIG. 3 is a schematic view showing a deposited film forming apparatus to which the present invention can be applied.

57はAl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。57 is a base for forming an Al film. 50 is an outer reaction tube made of quartz which forms a space for forming a deposited film which is substantially closed with respect to the surroundings, and 51 is a quartz outer tube which is installed to separate a gas flow in the outer reaction tube 50. The inner reaction tube 54 is a metal flange for opening and closing the opening of the outer reaction tube 50, and the base 57 is installed in a base holder 56 provided inside the inner reaction tube 51. Note that the base holder 56 is desirably made of quartz.

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。In addition, the present apparatus can control the substrate temperature by the heater unit 59. The pressure inside the reaction tube 50 can be controlled by an exhaust system connected via a gas exhaust port 53.

また、原料ガスは第１図に示す装置と同様に、第１の
ガス系，第２のガス系および混合器を有し（いずれも図
示せず）、原料ガスは原料ガス導入口52より反応管50内
部に導入される。原料ガスは、第３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。The source gas has a first gas system, a second gas system, and a mixer (all not shown), as in the apparatus shown in FIG. It is introduced inside the tube 50. The raw material gas reacts on the surface of the substrate 57 when passing through the inside of the inner reaction tube 51 as shown by an arrow 58 in FIG. 3, and deposits Al on the surface of the substrate. The gas after the reaction passes through a gap formed by the inner reaction tube 51 and the outer reaction tube 50, and is exhausted from the gas exhaust port 53.

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。When the base is taken in and out, the metal flange 54 is lowered together with the base holder 56 and the base 57 by an elevator (not shown), and is moved to a predetermined position to mount and remove the base.

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膜
を同時に形成することができる。By using such an apparatus and forming a deposited film under the above-described conditions, a high-quality Al film can be simultaneously formed on all wafers in the apparatus.

上述したように本発明にもとづくAl成膜方法によって
得られた膜は緻密であり炭素等の不純物含有量がきわめ
て少なく抵抗率もバルク並であり且つ表面平滑度の高い
特性を有するため以下に述べる顕著な効果が得られる。As described above, the film obtained by the Al film formation method according to the present invention is dense, has a very low impurity content such as carbon, has a resistivity comparable to that of a bulk, and has characteristics of high surface smoothness. A remarkable effect is obtained.

ヒロックの減少 ヒロックは成膜時の内部応力が熱処理工程で解放され
る際にAlが部分的なマイグレーションをおこし、Al表面
に凸部を生じるものである。また通電による極部的なマ
イグレーションによっても同様の現象が生ずる。本発明
によって形成されたAl膜は内部応力がほとんどなく且つ
単結晶に近い状態である。そのため450℃1Hrの熱処理で
従来のAl膜において10⁴〜10⁶個/cm²のヒロックが生ずる
のに対して本発明によるヒロック数は０〜10個/cm²と大
幅に減少できた。このようにAl表面凸部がほとんどない
ためレジスト膜厚および層間絶縁膜を薄膜化することが
でき微細化，平坦化に有利である。Hillock reduction Hillocks are those in which Al undergoes partial migration when the internal stress during film formation is released in the heat treatment step, resulting in projections on the Al surface. A similar phenomenon also occurs due to local migration due to energization. The Al film formed according to the present invention has almost no internal stress and is in a state close to a single crystal. Therefore, the heat treatment at 450 ° C. for 1 hour resulted in hillocks of 10 ⁴ to 10 ⁶ / cm ² in the conventional Al film, whereas the number of hillocks according to the present invention could be greatly reduced to 0 to 10 / cm ² . Since there are almost no Al surface protrusions, the thickness of the resist film and the interlayer insulating film can be reduced, which is advantageous for miniaturization and flattening.

耐エレクトロマイグレーション性の向上 エレクトロマイグレーションは高密度の電流が流れる
ことにより配線原子が移動する現象である。この現象に
より粒界に沿ってボイドが発生・成長しそのための断面
積減少に伴ない配線が発熱・断線してしまう。Improvement of Electromigration Resistance Electromigration is a phenomenon in which wiring atoms move when a high-density current flows. Due to this phenomenon, voids are generated and grown along the grain boundaries, and as a result, the wiring is heated and disconnected due to a decrease in the cross-sectional area.

耐マイグレーション性は平均配線寿命で評価すること
が一般的である。Generally, the migration resistance is evaluated based on the average wiring life.

上記従来法による配線は250℃,1×10⁶A/cm²の通電試
験条件下で、（配線断面積１μm²の場合）１×10²〜10³
時間の平均配線寿命が得られている。これに対して本発
明に基づくAl成膜法により得られたAl膜は、上記試験に
より、断面積１μm²のの配線で10³〜10⁴時間の平均配線
寿命が得られた。Under the current test conditions of 250 ° C. and 1 × 10 ⁶ A / cm ² , the wiring according to the conventional method is 1 × 10 ² to 10 ³ (in the case of a wiring cross section of 1 μm ² ).
The average wiring life in hours is obtained. On the other hand, in the Al film obtained by the Al film forming method according to the present invention, an average wiring life of 10 ³ to 10 ⁴ hours was obtained with the wiring having a cross section of 1 μm ² by the above test.

よって本発明によるとたとえば配線幅0.8μｍのとき
0.3μｍの配線層厚さで充分実用に耐え得る。つまり配
線層厚さを薄くすることができるので配線を設置した後
の半導体表面の凹凸を最小減に抑えることができ、且つ
通常の電流を流す上で高信頼性が得られた。また、非常
に単純なプロセスで可能である。Therefore, according to the present invention, for example, when the wiring width is 0.8 μm
A wiring layer thickness of 0.3 μm can sufficiently withstand practical use. That is, since the thickness of the wiring layer can be reduced, the unevenness of the semiconductor surface after the wiring is installed can be reduced to a minimum, and high reliability can be obtained in flowing a normal current. It is also possible with a very simple process.

コンタクト部のアロイ・ピットの減少 配線工程中の熱処理により、配線材中のAlと基体のSi
が、共晶反応し、アロイ・ピットと呼ばれるAlとSiの共
晶がスパイク状に基体中に侵入し、その結果浅い接合が
破壊されることがある。Reduction of alloy pits in the contact area Due to heat treatment during the wiring process, Al in the wiring material and Si in the base
However, a eutectic reaction occurs, and a eutectic of Al and Si, called an alloy pit, penetrates into the substrate in a spike shape, and as a result, a shallow junction may be broken.

その対策として接合深さが0.3μｍ以上の場合は純Al
以外の材料を用い、接合深さが0.2μｍ以下の場合はTi,
W,Mo系のバリアメタル技術を用いることが一般的であ
る。As a countermeasure, when the joining depth is 0.3μm or more, pure Al
If the joining depth is 0.2μm or less, use Ti,
It is common to use W, Mo based barrier metal technology.

しかしエッチングの複雑さおよびコンタクト抵抗の上
昇等改善すべき点は存在している。本発明によって形成
したAlは、配線工程時の熱処理によっても基体結晶との
コンタクト部におけるアロイピットの発生が抑えられ、
且つコンタクト性の良好な配線を得ることができる。つ
まり接合を0.1μｍ程度に浅くした場合もAl材料のみで
接合を破壊することなく配線できる。However, there are points to be improved such as complexity of etching and increase in contact resistance. Al formed according to the present invention suppresses the generation of alloy pits in the contact portion with the base crystal even by heat treatment during the wiring process,
In addition, it is possible to obtain a wiring having good contact properties. That is, even when the junction is made shallow to about 0.1 μm, wiring can be performed without breaking the junction using only the Al material.

表面平滑性の向上（配線のパターニング性向上） 従来、金属薄膜の表面の粗さは配線のパターニング工
程においてマスクと基体用のアライメント工程およびエ
ッチング工程において不都合を及ばしていた。Improvement of Surface Smoothness (Improvement of Patternability of Wiring) Conventionally, the roughness of the surface of a metal thin film has caused disadvantages in an alignment step for a mask and a substrate and an etching step in a wiring patterning step.

つまり従来のAlCVD膜の表面には数μｍに及ぶ凹凸が
あり表面モルフォロジーが悪く、そのため １）アライメント信号が表面で乱反射を生じ、そのため
雑音レベルが高くなり本来のアライメント信号を識別で
きない。In other words, the surface of the conventional AlCVD film has irregularities of several μm and has poor surface morphology. Therefore, 1) the alignment signal is irregularly reflected on the surface, so that the noise level becomes high and the original alignment signal cannot be identified.

２）大きな表面凹凸をカバーするため、レジスト膜厚を
大きくとらねばならず微細化に反する。2) To cover large surface irregularities, the resist film thickness must be made large, which is contrary to miniaturization.

３）表面モルフォロジーが悪いとレジスト内部反射によ
るハレーションが極部的に生じ、レジスト残りが生ず
る。3) If the surface morphology is poor, halation due to the internal reflection of the resist is extremely generated, and the resist remains.

４）表面モルフォロジーが悪いとその凹凸に準じて配線
エッチング工程で側壁がギザギザになってしまう等の欠
点をもっていた。4) If the surface morphology is poor, there is a drawback that the side walls are jagged in the wiring etching step according to the irregularities.

本発明によると形成されたAl膜の表面モルフォロジー
が画期的に改善され、上述の欠点は全て改善される。According to the present invention, the surface morphology of the formed Al film is remarkably improved, and all the above-mentioned disadvantages are improved.

つまり、パターニング工程において露光機の解像性能
限界においてアライメント精度３σ＝0.15μｍが達成で
きハレーションを起こさず、なめらかな側面を有する配
線が可能となる。In other words, in the patterning process, an alignment accuracy of 3σ = 0.15 μm can be achieved at the resolution performance limit of the exposure machine, and no wiring is caused, and wiring having a smooth side surface can be obtained.

コンタクトホール，スルーホール内の抵抗およびコン
タクト抵抗の向上。Improvement of contact hole and through-hole resistance and contact resistance.

コンタクトホールの大きさが１μｍ×１μｍ以下と微
細になると、配線工程の熱処理中に配線中のSiがコンタ
クトホールの基体上に析出してこれを覆い、配線と素子
との間の抵抗が著しく大きくなる。When the size of the contact hole becomes as fine as 1 μm × 1 μm or less, Si in the wiring deposits on the base of the contact hole during the heat treatment in the wiring process and covers the substrate, and the resistance between the wiring and the element becomes extremely large. Become.

本発明によると表面反応によってち密な膜が形成され
るのでコンタクトホール，スルーホール内部に完全に充
填されたAlは2.7〜3.3μΩcmの抵抗率を有することが確
認された。また、コンタクト抵抗は0.6μｍ×0.6μｍの
孔においてSi部が10²⁰cm^-3の不純物を有する場合１×10
^-6Ω・cm²が達成できる。According to the present invention, since a dense film is formed by the surface reaction, it has been confirmed that Al completely filled in the contact holes and the through holes has a resistivity of 2.7 to 3.3 μΩcm. The contact resistance is 1 × 10 when the Si portion has an impurity of 10 ²⁰ cm ⁻³ in a hole of 0.6 μm × 0.6 μm.
^-6 Ω · cm ² can be achieved.

つまり本発明によると微細な孔中に完全に配線材をう
め込むことができ、且つ基体と良好なコンタクトが得ら
れる。従って本発明は１μｍ以下の微細プロセスにおい
て最大の問題であったホール内抵抗およびコンタクト抵
抗の向上に大いに貢献できる。That is, according to the present invention, the wiring material can be completely embedded in the fine holes, and good contact with the base can be obtained. Therefore, the present invention can greatly contribute to the improvement of the in-hole resistance and the contact resistance, which are the biggest problems in a fine process of 1 μm or less.

配線工程中の熱処理の低温化あるいは廃止が可能であ
る。It is possible to lower or eliminate the heat treatment during the wiring process.

以上詳細に説明したように本発明を半導体集積回路の
配線形成方法に適用することにより、従来のAl配線に比
べて格段に、歩止まりを向上させ、低コスト化を促進す
ることが可能となる。As described above in detail, by applying the present invention to the wiring forming method of a semiconductor integrated circuit, it is possible to significantly improve the yield and promote the cost reduction as compared with the conventional Al wiring. .

（実施例１） まずAl成膜の手順は次の通りである。第１図に示した
装置を用い、排気設備９により、反応管２内を略々１×
10^-8Torrに排気する。ただし反応管２内の真空度は１×
10^-8Torrより悪くてもAlは成膜する。(Example 1) First, the procedure of Al film formation is as follows. Using the apparatus shown in FIG. 1, the inside of the reaction tube 2 is almost 1 × by the exhaust equipment 9.
Exhaust to 10 ^-8 Torr. However, the degree of vacuum in the reaction tube 2 is 1 ×
Al is deposited even if it is worse than 10 ^-8 Torr.

Siウェハを洗浄後、搬送室10を大気圧に解放しSiウェ
ハを搬送室に装填する。搬送室を略々１×10^-6Torrに排
気し、その後ゲートバルブ13を開けウェハをウェハホル
ダー３に装着する。After cleaning the Si wafer, the transfer chamber 10 is released to the atmospheric pressure, and the Si wafer is loaded into the transfer chamber. The transfer chamber is evacuated to approximately 1 × 10 ⁻⁶ Torr, and then the gate valve 13 is opened and the wafer is mounted on the wafer holder 3.

ウェハをウェハホルダー３に装着した後、ゲートバル
ブ13を閉じ、反応室２の真空度が略々１×10^-8Torrにな
るまで排気する。After mounting the wafer on the wafer holder 3, the gate valve 13 is closed and the reaction chamber 2 is evacuated until the degree of vacuum in the reaction chamber 2 becomes approximately 1 × 10 ⁻⁸ Torr.

本実施例では第１のガスラインからDMAHを供給する。
DMAHラインのキャリアガスはH₂を用いた。第２のガスラ
インはH₂用とする。In this embodiment, DMAH is supplied from the first gas line.
Carrier gas DMAH line with H _2. The second gas line and for H _2.

第２ガスラインからH₂を流し、スローリークバルブ８
の開度を調整して反応管２内の圧力を所定の値にする。
本実施例における典型的圧力は略々1.5Torrとする。そ
の後ヒータ４に通電しウェハを加熱する。ウェハ温度が
所定の温度に到達した後、DMAHラインよりDMAHを反応管
内へ導入する。全圧は略々1.5Torrであり、DMAH分圧を
略々1.5×10^-4Torrとする。DMAHを反応管２に導入する
とAlが堆積する。所定の堆積時間が経過した後、DMAHの
供給を停止する。次にヒータ４の加熱を停止し、ウェハ
を冷却する。H₂ガスの供給を止め反応管内を排気した
後、ウェハを搬送室に移送し、搬送室のみを大気圧にし
た後ウェハを取り出す。以上がAl成膜手順の概略であ
る。Flow H ₂ from the second gas line and use the slow leak valve 8
The pressure inside the reaction tube 2 is adjusted to a predetermined value by adjusting the opening of the reaction tube 2.
The typical pressure in this embodiment is approximately 1.5 Torr. Thereafter, the heater 4 is energized to heat the wafer. After the wafer temperature reaches a predetermined temperature, DMAH is introduced into the reaction tube from the DMAH line. The total pressure is approximately 1.5 Torr, and the DMAH partial pressure is approximately 1.5 × 10 ⁻⁴ Torr. When DMAH is introduced into the reaction tube 2, Al is deposited. After a predetermined deposition time has elapsed, the supply of DMAH is stopped. Next, heating of the heater 4 is stopped, and the wafer is cooled. After the supply of H ₂ gas is stopped and the inside of the reaction tube is evacuated, the wafer is transferred to a transfer chamber, and only the transfer chamber is brought to atmospheric pressure, and then the wafer is taken out. The above is the outline of the Al film forming procedure.

次に本実施例における試料作製を説明する。 Next, preparation of a sample in this embodiment will be described.

Si基体（Ｎ型１〜２Ωcm）を水素燃焼方式（H₂:4/
M,O₂:2/M）により1000℃の温度で熱酸化を行なった。Hydrogen combustion method (H ₂ : 4 /
(M, O ₂ : 2 / M) at a temperature of 1000 ° C.

膜厚は7000ű500Åであり、屈折率は1.46であっ
た。このSi基体全面にホトレジストを塗布し、露光機に
より所望のバターンを焼きつける。パターンは0.25μｍ
×0.25μｍ〜100μｍ×100μｍの各種の孔が開孔する様
なものである。ホトレジストを現象後反応性イオンエッ
チング（RIE）等でホトレジストをマスクとして下地のS
iO₂をエッチングし、部分的に基体Siを露出させた。こ
のようにして0.25μｍ×0.25μｍ〜100μｍ×100μｍの
各種の大きさのSiO₂の孔を有する試料を130枚用意し、
基板温度を13とおり設定し、各基体温度でそれぞれ10枚
の試料に対して前述した手順に従って 全圧 1.5Torr DMAH分圧 1.5×10^-4Torr なる条件でAl膜を堆積した。The thickness was 7000 ± 500 ° and the refractive index was 1.46. A photoresist is applied to the entire surface of the Si substrate, and a desired pattern is baked by an exposure machine. The pattern is 0.25μm
Various kinds of holes of × 0.25 μm to 100 μm × 100 μm are formed. After the phenomenon of the photoresist, the reactive ion etching (RIE) etc. is used to mask the underlying S
The iO ₂ was etched to partially expose the substrate Si. In this way, samples were prepared 130 sheets having 0.25μm × 0.25μm~100μm × 100μm various sizes SiO ₂ pores of,
The substrate temperature was set in 13 ways, and at each substrate temperature, an Al film was deposited on ten samples at a total pressure of 1.5 Torr and a partial pressure of DMAH of 1.5 × 10 ⁻⁴ Torr according to the above-described procedure.

基体温度を13水準に変化して堆積したAl膜を各種の評
価方法を用いて評価した。その結果を表１に示す。The Al film deposited by changing the substrate temperature to 13 levels was evaluated using various evaluation methods. Table 1 shows the results.

上記試料で160℃〜450℃の温度範囲においてSiO₂上に
はAlは堆積せず、SiO₂が開孔しSiが露出している部分に
のみAlが堆積した。なお上述した温度範囲において２時
間連続して堆積を行なった場合にも同様の選択堆積性が
維持された。 In the above sample, Al was not deposited on SiO ₂ in the temperature range of 160 ° C. to 450 ° C., but Al was deposited only on portions where SiO ₂ was opened and Si was exposed. Note that the same selective deposition property was maintained when deposition was performed continuously for 2 hours in the above-mentioned temperature range.

（実施例２） まずAl成膜の手順は次の通りである。排気設備９によ
り、反応管２内を略々１×10^-8Torrに排気する。反応管
２内の真空度が１×10^-8Torrより悪くてもAlは成膜す
る。(Example 2) First, the procedure of Al film formation is as follows. The inside of the reaction tube 2 is evacuated to approximately 1 × 10 ⁻⁸ Torr by the exhaust equipment 9. Al is formed even if the degree of vacuum in the reaction tube 2 is lower than 1 × 10 ⁻⁸ Torr.

Siウェハを洗浄後、搬送室10を大気圧に解放してSiウ
ェハを搬送室に装填する。搬送室を略々１×10^-6Torrに
排気してその後ゲートバルブ13を開けウェハをウェハホ
ルダ３に装着する。After cleaning the Si wafer, the transfer chamber 10 is released to the atmospheric pressure, and the Si wafer is loaded into the transfer chamber. The transfer chamber is evacuated to approximately 1 × 10 ⁻⁶ Torr, and then the gate valve 13 is opened to mount the wafer on the wafer holder 3.

ウェハをウェハホルダ３に装着した後、ゲートバルブ
13を閉じ反応室２の真空度が略々１×10^-8Torrになるま
で排気する。After mounting the wafer on the wafer holder 3, the gate valve
13 is evacuated until the degree of vacuum in the reaction chamber 2 becomes approximately 1 × 10 ⁻⁸ Torr.

本実施例では第１のガスラインをDMAH用とする。DMAH
ラインのキャリアガスはArを用いた。第２ガスラインは
H₂用である。In this embodiment, the first gas line is used for DMAH. DMAH
Ar was used as the carrier gas for the line. The second gas line
It is for H _2.

第２ガスラインからH₂を流し、スローリークバルブ８
の開度を調整して反応管２内の圧力を所望の値にする。
本実施例における典型的圧力は略々1.5Torrとする。そ
の後ヒータ４に通電しウェハを加熱する。ウェハ温度が
所望の温度に到達した後、DMAHラインよりDMAHを反応管
内へ導入する。全圧は略々1.5Torrであり、DMAH分圧を
略々1.5×10^-4Torrとする。DMAHを反応管２に導入する
とAlが堆積する。所望の堆積時間が経過した後DMAHの供
給を停止する。次にヒータ４の加熱を停止し、ウェハを
冷却する。H₂ガスの供給を止め反応管内を排気した後ウ
ェハを搬送室に移送し搬送室のみを大気圧にした後ウェ
ハを取り出す。以上がAl成膜の概略である。Flow H ₂ from the second gas line and use the slow leak valve 8
Is adjusted so that the pressure in the reaction tube 2 becomes a desired value.
The typical pressure in this embodiment is approximately 1.5 Torr. Thereafter, the heater 4 is energized to heat the wafer. After the wafer temperature reaches a desired temperature, DMAH is introduced into the reaction tube from the DMAH line. The total pressure is approximately 1.5 Torr, and the DMAH partial pressure is approximately 1.5 × 10 ⁻⁴ Torr. When DMAH is introduced into the reaction tube 2, Al is deposited. After the desired deposition time has elapsed, the supply of DMAH is stopped. Next, heating of the heater 4 is stopped, and the wafer is cooled. After the supply of H ₂ gas is stopped and the inside of the reaction tube is evacuated, the wafer is transferred to the transfer chamber, and only the transfer chamber is set to the atmospheric pressure, and then the wafer is taken out. The above is the outline of the Al film formation.

このようにして形成された堆積膜は抵抗率，炭素含有
率，平均配線寿命，堆積速度，ヒロック密度，スパイク
の発生および反射率に関しては実施例１と同様の結果を
得た。The deposited film thus formed obtained the same results as in Example 1 in terms of resistivity, carbon content, average wiring life, deposition rate, hillock density, spike generation and reflectance.

また基体による選択堆積性も実施例１と同様であっ
た。The selective deposition by the substrate was also the same as in Example 1.

（実施例３） 第３図に示した減圧CVD装置を用いて以下に述べるよ
うな構成の基体（サンプル５−１〜５−179）にAl膜を
形成した。Example 3 An Al film was formed on a substrate (samples 5-1 to 5-179) having the following configuration using the low-pressure CVD apparatus shown in FIG.

サンプル５−１の準備 電子供与性である第１の基体表面材料としての単結晶
シリコンの上に、非電子供与性である第２の基体表面材
料としての熱酸化SiO₂膜を形成し、実施例１に示したよ
うなフォトリソグラフィー工程によりパターニングを行
い、単結晶シリコン表面を部分的に露出させた。Preparation of Sample 5-1 A thermally oxidized SiO ₂ film as a non-electron-donating second substrate surface material was formed on a single-crystal silicon as an electron-donating first substrate surface material. Patterning was performed by a photolithography process as shown in Example 1 to partially expose the single crystal silicon surface.

この時の熱酸化SiO₂膜の膜厚は7000Å、単結晶シリコ
ンの露出部即ち開口の大きさは３μｍ×３μｍであっ
た。このようにしてサンプル５−１を準備した。（以下
このようなサンプルを“熱酸化SiO₂（以下Ｔ−SiO₂と略
す）／単結晶シリコン”と表記することとする）。At this time, the thickness of the thermally oxidized SiO ₂ film was 7000 °, and the size of the exposed portion of the single crystal silicon, that is, the size of the opening was 3 μm × 3 μm. Thus, Sample 5-1 was prepared. (Hereinafter, such a sample is referred to as “thermally oxidized SiO ₂ (hereinafter abbreviated as T-SiO ₂ ) / single-crystal silicon”).

サンプル５−２〜５−179の準備 サンプル５−２は常圧CVDになよって成膜した酸化膜
（以下SiO₂と略す）／単結晶シリコン サンプル５−３は常圧CVDによって成膜したボロンド
ープの酸化膜（以下BSGと略す）／単結晶シリコン、 サンプル５−４は常圧CVDによって成膜したリンドー
プの酸化膜（以下PSGと略す）／単結晶シリコン、 サンプル５−５は常圧CVDによって成膜したリンおよ
びボロンドープの酸化膜（以下BSPGと略す）／単結晶シ
リコン、 サンプル５−６はプラズマCVDによって成膜した窒化
膜（以下Ｐ−S:Nと略す）／単結晶シリコン、 サンプル５−７は熱窒化膜（以下Ｔ−S:Nと略す）／
単結晶シリコン、 サンプル５−８は減圧CVDによって成膜した窒化膜
（以下LP−S:Nと略す）／単結晶シリコン、 サンプル５−９はCSR装置によって成膜した窒化膜
（以下ECR−SiNと略す）／単結晶シリコンである。さら
に電子供与性である第１の基体表面材料と非電子供与性
である第２の基体表面材料の組み合わせにより表２に示
したサンプル５−11〜５−179を作成した。第１の基体
表面材料として単結晶シリコン（単結晶Si），多結晶シ
リコン（多結晶Si），非晶質シリコン（非晶質Si），タ
ングステン（Ｗ），モリブデン（Mo），タンタル（T
a），タングステンシリサイド（WSi），チタンシリサイ
ド（TiSi），アルミニウム（Al），アルミニウムシリコ
ン（Al−Si），チタンアルミニウム（Al−Ti），チタン
ナイトライド（Ti−Ｎ），銅（Cu），アルミニウムシリ
コン銅（Al−Si−Cu），アルミニウムパラジウム（Al−
Pd），チタン（Ti），モリブデンシリサイド（Mo−Si）
タンタルシリサイド（Ta−Si）を使用した。これらのサ
ンプルおよびAl₂O₃基板,SiO₂ガラス基板を第３図に示し
た減圧CVD装置に入れ、同一バッヂ内でAl膜を成膜し
た。成膜条件は反応管圧力0.3Torr,DMAH分圧3.0×10^-5T
orr,基体温度300℃，成膜時間10分である。Preparation of Samples 5-2 to 5-179 Sample 5-2 was an oxide film (hereinafter abbreviated as SiO ₂ ) formed by normal pressure CVD / single crystal silicon Sample 5-3 was boron doped by normal pressure CVD Oxide film (hereinafter abbreviated as BSG) / single-crystal silicon, Sample 5-4 is phosphorus-doped oxide film (hereinafter abbreviated as PSG) / single-crystal silicon formed by atmospheric pressure CVD, Sample 5-5 is an atmospheric pressure CVD Sample 5-6 is a phosphorous and boron doped oxide film (hereinafter abbreviated as BSPG) / single crystal silicon. Sample 5-6 is a nitride film (hereinafter abbreviated as PS: N) / single crystal silicon formed by plasma CVD. Sample 5 -7 is a thermal nitride film (hereinafter abbreviated as TS: N) /
Single crystal silicon, Sample 5-8 is a nitride film (hereinafter abbreviated as LP-S: N) formed by low pressure CVD / single crystal silicon, Sample 5-9 is a nitride film (hereinafter ECR-SiN) formed by a CSR device. Abbreviation) / single-crystal silicon. Further, Samples 5-11 to 5-179 shown in Table 2 were prepared by combining an electron-donating first substrate surface material and a non-electron-donating second substrate surface material. Single-crystal silicon (single-crystal Si), polycrystalline silicon (polycrystalline Si), amorphous silicon (amorphous Si), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (T
a), tungsten silicide (WSi), titanium silicide (TiSi), aluminum (Al), aluminum silicon (Al-Si), titanium aluminum (Al-Ti), titanium nitride (Ti-N), copper (Cu), Aluminum silicon copper (Al-Si-Cu), aluminum palladium (Al-
Pd), titanium (Ti), molybdenum silicide (Mo-Si)
Tantalum silicide (Ta-Si) was used. These samples, the Al ₂ O ₃ substrate, and the SiO ₂ glass substrate were placed in the reduced pressure CVD apparatus shown in FIG. 3, and an Al film was formed in the same batch. The film formation conditions are: reaction tube pressure 0.3 Torr, DMAH partial pressure 3.0 × 10 ^-5 T
orr, substrate temperature 300 ° C., film formation time 10 minutes.

このような条件で成膜した結果、サンプル５−１から
５−179までのパターニングを施したサンプルに関して
は全て、電子供与性である第１の基体表面にのみAl膜の
堆積が起こり、7000Åの深さの開口部を完全に埋めつく
した。Al膜の膜質は実施例１で示した基体温度300℃の
ものと同一の性質を示し非常に良好であった。一方非電
子供与性である第２の基体表面にはAl膜は全て堆積せず
完全な選択性が得られた。非電子供与性であるAl₂O₃基
板およびSiO₂ガラス基板にもAl膜は全く堆積しなかっ
た。As a result of the film formation under these conditions, for all of the samples 5-1 to 5-179 subjected to patterning, an Al film was deposited only on the surface of the first substrate having electron donating property, and 7000 ° C. The depth opening was completely filled. The film quality of the Al film was the same as that of the substrate temperature of 300 ° C. shown in Example 1 and was very good. On the other hand, no Al film was deposited on the surface of the non-electron donating second substrate, and complete selectivity was obtained. No Al film was deposited on the non-electron donating Al ₂ O ₃ substrate or the SiO ₂ glass substrate.

（実施例４） 第３図の減圧CVD装置を用いて以下に述べるような構
成の基体にAl膜を形成した。Example 4 An Al film was formed on a substrate having the following configuration using the low-pressure CVD apparatus shown in FIG.

非電子供与性である第２の基体表面材料としての熱酸
化膜上に電子供与性である第１の基体表面材料としての
多結晶Siを形成し、実施例１に示すようなフォトリソグ
ラフィ工程によりパターニングを行い、熱酸化膜表面を
部分的に露出させた。この時の多結晶シリコンの膜厚は
2000Å、熱酸化膜露出部すなわち開口部の大きさは３μ
ｍ×３μｍであった。このようなサンプルを６−１とす
る。非電子供与性である第２の基体表面材料（Ｔ−Si
O₂,CVD−SiO₂,BSG,PSG,BPSG,P−SiN,T−SiN,LP−SiN,EC
R−S:N）と非電子供与性である第１の基体表面材料（多
結晶Si,非晶質Si,Al,W,Mo,Ta,WSi,TiSi,TaSi,Al−Si,Al
−Ti,TiN,Cu,Al−Si−Cu,Al−Pd,Ti,Mo−Si）の組み合
わせにより、表３に示す６−１〜６−169のサンプルを
用意した。これらのサンプルを第３図に示した減圧CVD
装置に入れ、同一バッヂ内でAl膜を成膜した。成膜条件
は反応管圧力0.3Torr,DMAH分圧3.0×10^-5Torr,基体温度
300℃成膜時間10分である。このような条件で成膜した
結果、６−１から６−169までのサンプル全てにおい
て、非電子供与性である第２の基体表面が露出している
開口部には全くAl膜は堆積されず、電子供与性である第
１の基体表面上にのみ約7000ÅのAlが堆積し、完全な選
択性が得られた。なお、堆積したAl膜の膜質は実施例１
で示した基体温度300℃のものと同一の性質を示し、非
常に良好であった。A polycrystalline Si as an electron-donating first substrate surface material is formed on a thermal oxide film as a non-electron-donating second substrate surface material, and is subjected to a photolithography process as shown in Example 1. Patterning was performed to partially expose the thermal oxide film surface. At this time, the thickness of the polycrystalline silicon is
2000mm, the size of the exposed part of the thermal oxide film, that is, the opening is 3μ
m × 3 μm. Such a sample is designated as 6-1. Non-electron donating second substrate surface material (T-Si
O ₂ , CVD-SiO ₂ , BSG, PSG, BPSG, P-SiN, T-SiN, LP-SiN, EC
R-S: N) and a non-electron donating first substrate surface material (polycrystalline Si, amorphous Si, Al, W, Mo, Ta, WSi, TiSi, TaSi, Al-Si, Al
-Ti, TiN, Cu, Al-Si-Cu, Al-Pd, Ti, Mo-Si) were prepared, and samples 6-1 to 6-169 shown in Table 3 were prepared. These samples were subjected to reduced pressure CVD shown in FIG.
It was put into the apparatus and an Al film was formed in the same badge. The deposition conditions were: reactor pressure 0.3 Torr, DMAH partial pressure 3.0 × 10 ^-5 Torr, substrate temperature
The film formation time at 300 ° C. is 10 minutes. As a result of the film formation under these conditions, in all of the samples 6-1 to 6-169, no Al film was deposited on the opening where the surface of the non-electron donating second substrate was exposed. Only about 7000 ° of Al was deposited only on the electron-donating first substrate surface, and complete selectivity was obtained. The quality of the deposited Al film was determined in Example 1.
The properties were the same as those at a substrate temperature of 300 ° C., which was very good.

（実施例５） 原料ガスにMMAH₂を用いて、 全圧力 1.5Torr MMAH₂分圧 ５×10^-4Torr と設定し、実施例１と同様の手順で堆積を行なったとこ
ろ、基体温度160℃から400℃の温度範囲において、実施
例１と同様に炭素不純物を含まない平坦性，緻密性およ
び基体表面材料による選択性に優れたAl薄膜が堆積し
た。 Example 5 MMAH ₂ was used as a source gas, and the total pressure was set to 1.5 Torr. MMAH ₂ was set to 5 × 10 ⁻⁴ Torr, and deposition was performed in the same procedure as in Example 1. The substrate temperature was 160 ° C. In the temperature range from to 400 ° C., an Al thin film containing no carbon impurities and having excellent flatness, denseness and selectivity depending on the substrate surface material was deposited as in Example 1.

（実施例６） 実施例１と同じ方法によってAl膜を形成したサンプル
を用意した。表１と同一基体温度でSi上へ選択的に堆積
したAl膜の結晶性Ｘ線回折法および走査型μ−RHEED顕
微鏡を用いて評価した。(Example 6) A sample in which an Al film was formed by the same method as in Example 1 was prepared. An Al film selectively deposited on Si at the same substrate temperature as in Table 1 was evaluated using a crystalline X-ray diffraction method and a scanning μ-RHEED microscope.

走査型μ−RHEED顕微鏡は、Extended Abstracts of t
he 21th Conference on Solid State Devices and Mate
rials（1989）p.217およびJapanese Journal of Applie
d Physics vol.28.No.11（1989）L2075.で開示された手
法である。従来のRHEED（Reflection High Energy Elec
tron Diffraction、反射高速電子線回折）法では、電子
ビームを試料表面に２〜３゜の浅い角度で入射させ回折
電子線により生じる回折パターンから試料表面の結晶性
を評価するものであった。しかし、電子ビーム径が、10
0μｍ〜数百μｍもあるため、資料表面の平均的な情報
しか得ることができなかった。走査型μ−RHEED顕微鏡
は、電子ビーム径を0.1μｍまで絞って試料表面の特定
微小領域からの電子線回折パターンを観測することがで
きる。また、電子ビームを資料表面上で二次元的に走査
し、回折パターン上の任意の回折斑点強度変化を画像信
号として用いて、回折斑点強度変化による試料表面の二
次元的映像（走査μ−RHEED像）を得ることができる。
この時、第４図のように回折パターン上の異なる回折斑
点ＡおよびＣを用いた走査μ−RHEED像を観察すると、
試料表面に平行な格子面が、例えば、（100）にそろっ
ていても面内では回転している結晶粒界を区別して映像
化することができる。ここで、回折斑点Ａは、回折パタ
ーンの生じる面と入射電子線の作るサジタル面とが直交
する線上（線ｌ）の回折斑点であり、回折斑点Ｃは、線
ｌ上にはない回折斑点である。第５図のように、試料表
面に平行な格子面が、例えば（100）ではあるが、結晶
粒ｘとｙでは互いに面内で回転している場合、回折斑点
Ａを用いた走査μ−RHEED像では、結晶粒ｘもｙも共に
強度の強い領域として表示される。一方、回折斑点Ｃを
用いた走査μ−RHEED像では、結晶粒ｘのみが、強度の
強い領域として表示される。従って、第４図に示される
ような回折斑点ＡとＣを用いた走査μ−RHEED像を観察
すると観察領域の結晶が面内回転を含んだ多結晶である
か、単結晶であるかを識別することができる。先に示し
たExtended Abstracts of the 21th Conference on Sol
id State Devices and Materials（1989）p.217およびJ
apanese Journal of Applied Physics vol.28.No.11（1
989）L2075.では、Cu薄膜について、例えば試料表面に
平行な格子面が｛100｝であっても｛100｝結晶粒の中に
面内回転を含んだ結晶粒が存在していることを明らかに
している。Scanning μ-RHEED microscopes use Extended Abstracts of t
he 21th Conference on Solid State Devices and Mate
rials (1989) p.217 and Japanese Journal of Applie
d Physics vol.28.No.11 (1989) L2075. Conventional RHEED (Reflection High Energy Elec
In the tron diffraction (reflection high-speed electron diffraction) method, an electron beam is incident on the sample surface at a shallow angle of 2 to 3 °, and the crystallinity of the sample surface is evaluated from a diffraction pattern generated by the diffracted electron beam. However, if the electron beam diameter is 10
Since it is between 0 μm and several hundred μm, only average information on the surface of the material could be obtained. The scanning μ-RHEED microscope can observe an electron beam diffraction pattern from a specific minute area on the sample surface by narrowing the electron beam diameter to 0.1 μm. In addition, the electron beam is two-dimensionally scanned on the surface of the sample, and a change in the intensity of the diffraction spot on the diffraction pattern is used as an image signal, and a two-dimensional image (scanning μ-RHEED Image) can be obtained.
At this time, when observing a scanning μ-RHEED image using different diffraction spots A and C on the diffraction pattern as shown in FIG.
Even if the lattice plane parallel to the sample surface is aligned with, for example, (100), it is possible to distinguish and image rotating crystal grain boundaries in the plane. Here, the diffraction spot A is a diffraction spot on a line (line l) at which the plane where the diffraction pattern is generated and the sagittal plane formed by the incident electron beam are orthogonal, and the diffraction spot C is a diffraction spot that is not on the line l. is there. As shown in FIG. 5, when the lattice plane parallel to the sample surface is, for example, (100), but the crystal grains x and y rotate in plane with each other, the scanning μ-RHEED using the diffraction spot A is used. In the image, both the crystal grains x and y are displayed as regions of high intensity. On the other hand, in the scanning μ-RHEED image using the diffraction spot C, only the crystal grain x is displayed as a region having a high intensity. Therefore, when the scanning μ-RHEED image using the diffraction spots A and C as shown in FIG. 4 is observed, it is determined whether the crystal in the observation region is a polycrystal including in-plane rotation or a single crystal. can do. Extended Abstracts of the 21th Conference on Sol shown earlier
id State Devices and Materials (1989) p.217 and J
apanese Journal of Applied Physics vol.28.No.11 (1
989) L2075. Reveals that, for a Cu thin film, for example, even if the lattice plane parallel to the sample surface is {100}, there are crystal grains including in-plane rotation in {100} crystal grains. I have to.

まず、表１の基体温度でSi露出面上に選択的に堆積し
たAl膜の評価を行った。First, the Al film selectively deposited on the exposed Si surface at the substrate temperature shown in Table 1 was evaluated.

Si基体表面の結晶方位が（111）面である時、Ｘ線回
折からは、Alに関しては、第６図に示すように、Al（10
0）を示す回折ピークしか観測されなかった。次に走査
型μ−RHEED顕微鏡を用いて選択的に堆積したAl膜の結
晶性を評価した。第７図に示すように表面の形状を示す
走査二次電子像（第７図（ａ））でAlが選択的に堆積さ
れた領域を特定した後、Al（100）面に［001］方向から
電子線を入射させたときに生じる回折パターン上の回折
斑点200（第４図の回折斑点Ａに相当）および回折斑点6
20（第４図の回折斑点Ｃに相当）を用いて走査μ−RHEE
D像（第７図（ｂ）および第７図（ｃ））を観測した。
第７図（ｂ）および（ｃ）に模式的に示されるように選
択的に堆積されたAl膜上で明暗の変化はなく選択的に堆
積したAlは、Al（100）単結晶であることが確認され
た。When the crystal orientation of the Si substrate surface is the (111) plane, X-ray diffraction reveals that, for Al, as shown in FIG.
Only the diffraction peak indicating 0) was observed. Next, the crystallinity of the selectively deposited Al film was evaluated using a scanning μ-RHEED microscope. As shown in FIG. 7, after a region where Al is selectively deposited is identified by a scanning secondary electron image (FIG. 7 (a)) showing a surface shape, a [001] direction is applied to the Al (100) plane. Diffraction spots 200 (corresponding to diffraction spot A in FIG. 4) and diffraction spots 6 on the diffraction pattern generated when an electron beam is incident from FIG.
Scan μ-RHEE using 20 (corresponding to diffraction spot C in FIG. 4)
D images (FIGS. 7 (b) and 7 (c)) were observed.
As shown schematically in FIGS. 7 (b) and (c), there is no change in brightness on the selectively deposited Al film, and the selectively deposited Al is an Al (100) single crystal. Was confirmed.

また、Si露出面が線状ではなくビアホールのような場
合、ビアホール径によらず選択的に堆積したAlは、同じ
くAl（100）単結晶であった。基体温度が250℃から330
℃の範囲のものは選択的に堆積されたAlが単結晶になっ
た。In the case where the exposed surface of the Si was not linear but was a via hole, the Al deposited selectively regardless of the diameter of the via hole was also an Al (100) single crystal. Substrate temperature from 250 ° C to 330
In the range of ° C., the selectively deposited Al became a single crystal.

また、Si（111）面がSi基板表面と１゜、２゜、３
゜、４゜、５゜異なったオフアングルSi（111）基体上
に選択的に堆積したAl膜も上述Si（111）基体上に堆積
した場合と同じく、基体温度が250℃から330℃の範囲の
温度条件では、Al（100）単結晶が堆積した。Also, the Si (111) plane is 1 ゜, 2 ゜, 3
゜, 4 ゜, 5 ゜ Al films selectively deposited on different off-angle Si (111) substrates also have a substrate temperature in the range of 250 ° C. to 330 ° C., similarly to the case where the Al film is deposited on the Si (111) substrate. Under this temperature condition, an Al (100) single crystal was deposited.

Si基体表面の結晶方位が（100）面であるとき、Ｘ線
回折からは、Alに関しては、第８図に示すように、Al
（111）を示す回折ピークしか観測されなかった。第９
図は、SiO₂がライン状にパターニングされSi（100）が
ライン状に露出した基体上のSi露出面のみにAlを選択的
に堆積した場合の走査二次電子像（第９図（ａ））およ
び走査μ−RHEED像（第９図（ｂ）および（ｃ））であ
る。走査μ−RHEED像は、333回折斑点（同図（ｂ））お
よび531回折斑点（同図（ｃ））を用いた。選択的に堆
積したAl膜は、Al（111）単結晶であることが確認され
た。基体温度が250℃から330℃の範囲のものは選択的に
堆積されたAl膜が単結晶になった。When the crystal orientation of the surface of the Si base is the (100) plane, the X-ray diffraction shows that, as shown in FIG.
Only a diffraction peak indicating (111) was observed. Ninth
The figure shows the scanning secondary electron image when Al is selectively deposited only on the exposed surface of Si on the substrate where SiO ₂ is patterned in a line shape and Si (100) is exposed in a line shape (FIG. 9 (a) ) And scanning μ-RHEED images (FIGS. 9 (b) and (c)). Scanning μ-RHEED images used 333 diffraction spots (FIG. 9B) and 531 diffraction spots (FIG. 9C). It was confirmed that the selectively deposited Al film was an Al (111) single crystal. When the substrate temperature was in the range of 250 ° C. to 330 ° C., the selectively deposited Al film became a single crystal.

また、Si（100）面がSi基体表面と１゜、２゜、３
゜、４゜、５゜異なったオフアングルSi（100）基体上
に選択的に堆積したAl膜も上述Si（111）基体上に堆積
した場合と同じく、基体温度が250℃から330℃の範囲の
温度条件では、Al（111）単結晶が堆積した。Also, the Si (100) plane is 1 ゜, 2 ゜, 3
{4}, 5% Al films selectively deposited on different off-angle Si (100) substrates have a substrate temperature in the range of 250 ° C. to 330 ° C., similarly to the case where the Al film is deposited on the Si (111) substrate. Under these temperature conditions, an Al (111) single crystal was deposited.

（実施例７） 実施例２に示した方法で選択的に堆積したAl膜の結晶
性は、実施例１の場合と同じく表１の基体温度が250℃
から330℃の範囲では、Si（111）基体上ではAl（100）
単結晶、Si（100）基体上ではAl（111）単結晶であっ
た。(Example 7) The crystallinity of the Al film selectively deposited by the method shown in Example 2 was the same as in Example 1 except that the substrate temperature in Table 1 was 250 ° C.
From 330 to 330 ° C, Al (100) on Si (111) substrate
Single crystal, Al (111) single crystal on Si (100) substrate.

（実施例８） 実施例３に示した方法で選択的に堆積したAl膜の結晶
性は以下の通りであった。(Example 8) The crystallinity of the Al film selectively deposited by the method shown in Example 3 was as follows.

実施例６と同様の観察方法による走査μ−RHEED顕微
鏡観察から、第１の基体材料がSi（111）であるとき、
第２の基体材料がＴ−SiO₂,SiO₂,BSG,PSG,BPSG,P−SiN,
T−SiN,LP−SiN,ECR−SiNいずれの場合も選択的に堆積
したAlは、Al（100）であった。また、第１の基体材料
がSi（100）であるとき、第２の基体材料がＴ−SiO₂,Si
O₂,BSG,PSG,BPSG,P−SiN,T−SiN,LP−SiN,ECR−SiNいず
れの場合も選択的に堆積したAl膜は、Al（111）であっ
た。From scanning μ-RHEED microscopic observation by the same observation method as in Example 6, when the first base material is Si (111),
Second substrate material is _{T-SiO 2, SiO 2,} BSG, PSG, BPSG, P-SiN,
In each case of T-SiN, LP-SiN, and ECR-SiN, Al selectively deposited was Al (100). When the first base material is Si (100), the second base material is T-SiO ₂ , Si
In each of O ₂ , BSG, PSG, BPSG, P-SiN, T-SiN, LP-SiN and ECR-SiN, the Al film selectively deposited was Al (111).

第１の基体材料がTiNであるとき、第２の基体材料がT
iNであるとき、第２の基体材料がＴ−SiO₂,SiO₂,BSG,PS
G,BPSG,P−SiN,T−SiN,LP−SiN,ECR−SiNいずれの場合
も選択的に堆積したAl膜は、Ｘ線回折測定から、Al（11
1）に配向しており、また加速電圧80kVもしくは100kVの
電子線を用いた従来の反射高速電子線回折パターン観察
から、Al（111）に係わる回折斑点が強く観察された。When the first base material is TiN, the second base material is TN.
When iN, the second base material is T-SiO ₂ , SiO ₂ , BSG, PS
In any case of G, BPSG, P-SiN, T-SiN, LP-SiN, and ECR-SiN, the Al film selectively deposited showed that Al (11
From the conventional reflection high-speed electron diffraction pattern observation using an electron beam with an acceleration voltage of 80 kV or 100 kV, diffraction spots related to Al (111) were strongly observed.

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、低抵抗，緻
密，かつ平坦なAl膜を基体上に選択的に堆積させること
ができた。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a low-resistance, dense, and flat Al film can be selectively deposited on a substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明を適用可能な堆積膜形成装置の一例を示
す模式図、 第２図は本発明による堆積膜形成法を説明する模式的断
面図、 第３図は本発明を適用可能な堆積膜形成装置の他の例を
示す模式図である。 第４図は走査形μ−RHEEDを説明する模式図、 第５図は走査形μ−RHEED像による結晶粒観察結果を示
す模式図、 第６図はSi（111）基体上のＸ線回折パターン、 第７図はSi（111）基体上に選択堆積されたAl膜の走査
二次電子像および走査形μ−RHEED像を示す図、 第８図はSi（100）基体上のＸ線回折パターン、 第９図はSi（100）基体上に選択堆積されたAl膜の走査
二次電子像および走査μ−RHEED像を示す図である。 １……基体、 ２……反応管、 ３……基体ホルダ、 ４……ヒータ、 ５……混合器、 ６……気化器、 ７……ゲートバルブ、 ８……スローリークバルブ、 ９……排気ユニット、 10……搬送室、 11……バルブ、 12……排気ユニット、 50……石英製外側反応管、 51……石英製内側反応管、 52……原料ガス導入口、 53……ガス排気口、 54……金属製フランジ、 56……基体保持具、 57……基体、 58……ガスの流れ、 59……ヒータ部。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a deposited film forming apparatus to which the present invention can be applied, FIG. 2 is a schematic sectional view for explaining a deposited film forming method according to the present invention, and FIG. 3 is applicable to the present invention. It is a schematic diagram which shows another example of a deposited film forming apparatus. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a scanning type μ-RHEED, FIG. 5 is a schematic diagram showing a result of crystal grain observation by a scanning type μ-RHEED image, and FIG. 6 is an X-ray diffraction pattern on a Si (111) substrate. FIG. 7 shows a scanning secondary electron image and a scanning μ-RHEED image of the Al film selectively deposited on the Si (111) substrate. FIG. 8 shows an X-ray diffraction pattern on the Si (100) substrate. FIG. 9 shows a scanning secondary electron image and a scanning μ-RHEED image of an Al film selectively deposited on a Si (100) substrate. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Reaction tube, 3 ... Substrate holder, 4 ... Heater, 5 ... Mixer, 6 ... Vaporizer, 7 ... Gate valve, 8 ... Slow leak valve, 9 ... Exhaust unit, 10… Transfer chamber, 11… Valve, 12… Exhaust unit, 50… Quartz outer reaction tube, 51… Quartz inner reaction tube, 52… Source gas inlet, 53… Gas Exhaust port, 54 Metal flange, 56 Base holder 57 Base, 58 Gas flow 59 Heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−33569（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198475（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38569（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C23C 16/18 - 16/20 H01L 21/3205 H01L 21/28 - 21/285 301────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-33569 (JP, A) JP-A-1-198475 (JP, A) JP-A-2-38569 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. ⁶ , DB name) C23C 16/18-16/20 H01L 21/3205 H01L 21/28-21/285 301

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】タングステン、モリブデン、タンタル、チ
タン、アルミニウム、チタンアルミニウム、チタンナイ
トライド、銅、アルミニウム銅、アルミニウムパラジウ
ムから選択される材料またはそれらのシリサイドからな
る電子供与性の表面と非電子供与性の表面とを有する基
体を堆積膜形成用の空間に配する工程、 ジメチルアルミニウムハイドライドのガスと水素ガスと
を前記堆積膜形成用の空間に導入する工程、および 前記ジメチルアルミニウムハイドライドの分解温度以上
でかつ450℃以下の範囲内に前記電子供与性の表面の温
度を維持し、アルミニウム膜を該電子供与性の表面に選
択的に形成する工程を有することを特徴とする堆積膜形
成法。1. An electron donating surface comprising a material selected from tungsten, molybdenum, tantalum, titanium, aluminum, titanium aluminum, titanium nitride, copper, aluminum copper, aluminum palladium, or a silicide thereof, and a non-electron donating surface. Disposing a substrate having a surface of the above in a space for forming a deposited film, introducing a gas of dimethyl aluminum hydride and hydrogen gas into the space for forming a deposited film, and at a temperature not lower than the decomposition temperature of the dimethyl aluminum hydride. And a step of maintaining the temperature of the electron donating surface within 450 ° C. or less and selectively forming an aluminum film on the electron donating surface. 【請求項２】前記非電子供与性の表面を構成する材料
は、酸化シリコン、窒化シリコン、BSG、PSG、BSPGから
選ばれることを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成
法。2. The method according to claim 1, wherein the material constituting the non-electron donating surface is selected from silicon oxide, silicon nitride, BSG, PSG, and BSPG. 【請求項３】前記アルミニウム膜は、単結晶アルミニウ
ムであることを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成
法。3. The method according to claim 1, wherein said aluminum film is single crystal aluminum. 【請求項４】前記電子供与性の表面の温度を160〜450℃
に維持することを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形
成法。4. The temperature of the electron donating surface is 160 to 450 ° C.
2. The method according to claim 1, wherein the temperature is maintained. 【請求項５】前記電子供与性の表面の温度を200〜400℃
に維持することを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形
成法。5. The temperature of the electron donating surface is 200 to 400 ° C.
2. The method according to claim 1, wherein the temperature is maintained. 【請求項６】前記電子供与性の表面の温度を270〜350℃
に維持することを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形
成法。6. The temperature of the electron donating surface is 270 to 350 ° C.
2. The method according to claim 1, wherein the temperature is maintained. 【請求項７】前記アルミニウム膜の形成時の圧力を10^-3
torr〜760torrとすることを特徴とする請求項１に記載
の堆積膜形成法。7. The pressure at the time of forming said aluminum film is 10 ^-3.
2. The method according to claim 1, wherein the pressure is from torr to 760 torr. 【請求項８】前記アルミニウム膜の形成時のジメチルア
ルミニウムハイドライドの分圧を10^-4torr〜10−3torr
とすることを特徴とする請求項１に記載の堆積膜形成
法。8. The method according to claim 8, wherein the partial pressure of dimethyl aluminum hydride at the time of forming said aluminum film is 10 ⁻⁴ torr to 10 ⁻³ torr.
The method according to claim 1, wherein: 【請求項９】絶縁膜に設けられた複数の開口より導電体
または半導体の表面が露出した基板を、堆積膜形成用の
チャンバ内に配置して、ジメチルアルミニウムハイドラ
イドのガスと水素ガスとを該チャンバ内に導入し、該基
板を加熱することによりアルミニウムを選択的に堆積さ
せ、該複数の開口内の該表面上にアルミニウム単結晶を
形成することを特徴とする堆積膜形成法。9. A substrate having a conductor or semiconductor surface exposed through a plurality of openings provided in an insulating film is placed in a chamber for forming a deposited film, and a gas of dimethyl aluminum hydride and a hydrogen gas are supplied. A method of forming a deposited film, comprising: introducing aluminum into a chamber; heating the substrate to selectively deposit aluminum; and forming an aluminum single crystal on the surface in the plurality of openings. 【請求項１０】前記基板は、該表面の結晶方位が（10
0）面である単結晶シリコンであり、前記アルミニウム
膜は表面の結晶方位が（111）面である単結晶アルミニ
ウムであることを特徴とする請求項９に記載の堆積膜形
成法。10. The substrate according to claim 1, wherein the crystal orientation of the surface is (10).
The method according to claim 9, wherein the aluminum film is a single crystal aluminum having a (111) plane and the crystal orientation of the aluminum film is a (111) plane. 【請求項１１】前記基板は、該表面の結晶方位が（11
1）面である単結晶シリコンであり、前記アルミニウム
膜は表面の結晶方位が（100）面である単結晶アルミニ
ウムであることを特徴とする請求項９に記載の堆積膜形
成法。11. The method according to claim 11, wherein the crystal orientation of the surface is (11).
10. The method according to claim 9, wherein the aluminum film is a single-crystal silicon having a (100) plane and the crystal orientation of the surface is a (100) plane. 【請求項１２】前記開口のアスペクト比は１以上である
ことを特徴とする請求項９に記載の堆積膜形成法。12. The method according to claim 9, wherein the aspect ratio of the opening is 1 or more. 【請求項１３】電子供与性の表面と非電子供与性の表面
とを有する基体を堆積膜形成用の空間に配する工程、 モノメチルアルミニウムハイドライドのガスと水素ガス
とを前記堆積膜形成用の空間に導入する工程、および 前記モノメチルアルミニウムハイドライドの分解温度以
上でかつ450℃以下の範囲内に前記電子供与性の表面の
温度を維持し、アルミニウム膜を該電子供与性の表面に
選択的に形成する工程を有することを特徴とする堆積膜
形成法。13. A step of arranging a substrate having an electron donating surface and a non-electron donating surface in a space for forming a deposited film, wherein a gas of monomethylaluminum hydride and a hydrogen gas are formed in the space for forming the deposited film. And maintaining the temperature of the electron donating surface within the range of not less than the decomposition temperature of the monomethylaluminum hydride and not more than 450 ° C. to selectively form an aluminum film on the electron donating surface. A method for forming a deposited film, comprising the steps of: 【請求項１４】絶縁膜に設けられた複数の開口より導電
体または半導体の表面が露出した基板を、堆積膜形成用
のチャンバ内に配置して、モノメチルアルミニウムハイ
ドライドのガスと水素ガスとを該チャンバ内に導入し、
該基板を加熱することによりアルミニウムを選択的に堆
積させ、該複数の開口内の該表面上にアルミニウム単結
晶を形成することを特徴とする堆積膜形成法。14. A substrate having a conductor or semiconductor surface exposed through a plurality of openings provided in an insulating film is disposed in a chamber for forming a deposited film, and a gas of monomethylaluminum hydride and a hydrogen gas are supplied. Introduced into the chamber,
A method of forming a deposited film, comprising selectively depositing aluminum by heating the substrate and forming an aluminum single crystal on the surface in the plurality of openings.