JPH01283374A - アルミニウム薄膜の堆積方法 - Google Patents
アルミニウム薄膜の堆積方法Info
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- JPH01283374A JPH01283374A JP11434388A JP11434388A JPH01283374A JP H01283374 A JPH01283374 A JP H01283374A JP 11434388 A JP11434388 A JP 11434388A JP 11434388 A JP11434388 A JP 11434388A JP H01283374 A JPH01283374 A JP H01283374A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はアルミニウム薄膜の堆積方法詳しくは有機金属
気相成長方法にかかる。
気相成長方法にかかる。
（従来の技術）
半導体素子の集積度が高くなるにしたがい、より高度な
微細加工技術が要求されるようになった。例えば１６Ｍ
ビットＤＲＡＭではサブミクロンの精度が必要となる。
微細加工技術が要求されるようになった。例えば１６Ｍ
ビットＤＲＡＭではサブミクロンの精度が必要となる。
特に微細配線技術は素子サイズに直接影響を与えること
からますます重要になってきている。配線材料にはアル
ミニウムが用いられることが多いが、従来は蒸着により
アルミニウム堆積を行なってきた。しかし加工精度がサ
ブミクロンになると、蒸着法ではコンタクトホールを埋
めきることができない等の問題点が生じる。また選択成
長も不可能であった。このため気相成長法（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＣＶＤ
）によりアルミニウムを堆積することが近年試みられて
いる。アルミニウムＣＶＤのソースとして有機アルミニ
ウム、例えばトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリ
イソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）などが用いられる
ことが多い。
からますます重要になってきている。配線材料にはアル
ミニウムが用いられることが多いが、従来は蒸着により
アルミニウム堆積を行なってきた。しかし加工精度がサ
ブミクロンになると、蒸着法ではコンタクトホールを埋
めきることができない等の問題点が生じる。また選択成
長も不可能であった。このため気相成長法（Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＣＶＤ
）によりアルミニウムを堆積することが近年試みられて
いる。アルミニウムＣＶＤのソースとして有機アルミニ
ウム、例えばトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリ
イソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）などが用いられる
ことが多い。
（発明が解決しようとする問題点）
ＴＭＡをソースとしたアルミニウムＣＶＤの場合、分解
温度が高いため成長温度が高くなるという欠点があった
。また成長層のカーボン汚染がかなりあり、抵抗率等に
影響を与える。プラズマＣＶＤ等の手法により成長温度
の低下が試みられているが、カーボン汚染については改
善されていない。
温度が高いため成長温度が高くなるという欠点があった
。また成長層のカーボン汚染がかなりあり、抵抗率等に
影響を与える。プラズマＣＶＤ等の手法により成長温度
の低下が試みられているが、カーボン汚染については改
善されていない。
また選択成長は困難である。
一方これらの問題点を解決するものとしてＴＩＢＡをソ
ースとした成長が行なわれており、低）話でかつカーボ
ン汚染の少ない膜が得られている。
ースとした成長が行なわれており、低）話でかつカーボ
ン汚染の少ない膜が得られている。
しかし、原料の蒸気圧が４０’ＣにおいてＩＴｏｒｒと
低く、また５０°Ｃにすると蒸気圧の低いジイソブチル
アルミニウムハイドライドに分解してしまうなどの問題
点があり、成長装置、条件などの制約が多い。
低く、また５０°Ｃにすると蒸気圧の低いジイソブチル
アルミニウムハイドライドに分解してしまうなどの問題
点があり、成長装置、条件などの制約が多い。
（問題を解決するための手段）
本発明は、アルミニウムを含む有機金属を基板上で熱分
解させ、上記基板上にアルミニウムを堆積させるアルミ
ニウムの有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）において、
アルミニウムと塩素原子の結合を１個または２個含むよ
うな有機金属を原料とすることを特徴としたアルミニウ
ム薄膜の堆積方法を提供するものである。
解させ、上記基板上にアルミニウムを堆積させるアルミ
ニウムの有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）において、
アルミニウムと塩素原子の結合を１個または２個含むよ
うな有機金属を原料とすることを特徴としたアルミニウ
ム薄膜の堆積方法を提供するものである。
（作用）
アルミニウムと塩素原子の結合を１個または２個含む有
機金属は、熱分解によりＡｌＣｌまたはＡｌＣｌ２とな
る。これらのアルミニウム塩化物からは３ＡＩＣ１→２
Ａ１ ＋ ＡｌＣｌ３ ３ＡＩＣＩ。→Ａ１＋２ＡＩＣ１３ なる不均等化反応によりアルミニウムが生成する。これ
らの不均等化反応は有機基が付加した状態ではおきない
ため、この反応により生成、堆積したアルミニウム膜は
カーボンによる汚染の少ないものとなる。これに対し塩
素原子との結合を含まない有機アルミニウム化合物の場
合、完全に熱分解せず有機基がついた状態でも堆積する
ためカーホン汚染が多くなる。
機金属は、熱分解によりＡｌＣｌまたはＡｌＣｌ２とな
る。これらのアルミニウム塩化物からは３ＡＩＣ１→２
Ａ１ ＋ ＡｌＣｌ３ ３ＡＩＣＩ。→Ａ１＋２ＡＩＣ１３ なる不均等化反応によりアルミニウムが生成する。これ
らの不均等化反応は有機基が付加した状態ではおきない
ため、この反応により生成、堆積したアルミニウム膜は
カーボンによる汚染の少ないものとなる。これに対し塩
素原子との結合を含まない有機アルミニウム化合物の場
合、完全に熱分解せず有機基がついた状態でも堆積する
ためカーホン汚染が多くなる。
さらにジエチルアルミニウムクロライド（（Ｃ２Ｉ−Ｉ
５）２ＡＩＣＩ； ＤＥＡＩＣＩ）をソースとした場合
、成長）温度の低温化および選択成長が可能となる。図
１はアルミニウム基板上にＤＥＡＩＣＩを供給したとき
の生成炭化水素のマススペクトルであるが、この場合Ｄ
ＥＡＩＣＩはアルミニウム基板表面での触媒作用によっ
でβ解離により分解しＣ２Ｈ４を生成する。β解離によ
る分解は活性化エネルギーが低いため低温での成長が可
能となる。一方５１０２上にＤＥＡＩＣＩを供給したと
きは、図２に示すようにラジカル解裂によりＣ４Ｈ１ｏ
を生成する。ラジカル解裂による分解の活性化エネルギ
ーはβ解離より高いのでβ解離に比べより高い分解温度
が必要になる。したがってアルミニウム基板上でのβ解
離は起きるが、５１０２上でのラジカル解裂は起きない
温度で成長を行なうことにより、アルミニウム基板上の
みに選択的に成長することが可能となる。同様にＧａＡ
ｓや８１基板表面でもアルミニウム基板表面のような触
媒作用があるため、選択的にアルミニウムを成長させる
ことができる。またラジカル解裂が起きる温度で成長す
ることにより選択性のない成長を行なうことも可能であ
る。
５）２ＡＩＣＩ； ＤＥＡＩＣＩ）をソースとした場合
、成長）温度の低温化および選択成長が可能となる。図
１はアルミニウム基板上にＤＥＡＩＣＩを供給したとき
の生成炭化水素のマススペクトルであるが、この場合Ｄ
ＥＡＩＣＩはアルミニウム基板表面での触媒作用によっ
でβ解離により分解しＣ２Ｈ４を生成する。β解離によ
る分解は活性化エネルギーが低いため低温での成長が可
能となる。一方５１０２上にＤＥＡＩＣＩを供給したと
きは、図２に示すようにラジカル解裂によりＣ４Ｈ１ｏ
を生成する。ラジカル解裂による分解の活性化エネルギ
ーはβ解離より高いのでβ解離に比べより高い分解温度
が必要になる。したがってアルミニウム基板上でのβ解
離は起きるが、５１０２上でのラジカル解裂は起きない
温度で成長を行なうことにより、アルミニウム基板上の
みに選択的に成長することが可能となる。同様にＧａＡ
ｓや８１基板表面でもアルミニウム基板表面のような触
媒作用があるため、選択的にアルミニウムを成長させる
ことができる。またラジカル解裂が起きる温度で成長す
ることにより選択性のない成長を行なうことも可能であ
る。
（実施例）
以下本発明について実施例を示す図面を参照して説明す
る。
る。
第３図は本発明に基づくアルミニウム薄膜堆積装置の概
略である。ＤＥＡＩＣＩＩは水素キャリアカス２により
バブルされ反応・管３に導入した。水素キャリアガス２
の流量は流量制御器４により制御した。
略である。ＤＥＡＩＣＩＩは水素キャリアカス２により
バブルされ反応・管３に導入した。水素キャリアガス２
の流量は流量制御器４により制御した。
ＤＥＡＩＣＩＩは恒温槽５により６０°Ｃに保たれる。
途中配管はＤＥＡＩＣＩの析出を防ぐためヒーター６に
より８０°Ｃに昇温した。基板７はカーボンサセプタ８
上におかれ、高周波加熱により成長温度まで昇温される
。反応管３は圧力制御器９、ポンプ１０およびコン）・
ロールバルブ１１により１００Ｔｏｒｒに保った。
より８０°Ｃに昇温した。基板７はカーボンサセプタ８
上におかれ、高周波加熱により成長温度まで昇温される
。反応管３は圧力制御器９、ポンプ１０およびコン）・
ロールバルブ１１により１００Ｔｏｒｒに保った。
ＤＥＡＩＣＩのキャリア水素は４００ＳＣＣＭとし、全
水素流量を２８ＬＭとした。基板には半絶縁性ＧａＡｓ
（１００）基板、５ｉ（１００）ｎ型基板、および５ｉ
（１００）基板に５ｉ０２を３０００人堆積したものを
用い、成長温度３００°Ｃ１３５００Ｃ１４５０°Ｃに
おいて３０分間成長を行った。
水素流量を２８ＬＭとした。基板には半絶縁性ＧａＡｓ
（１００）基板、５ｉ（１００）ｎ型基板、および５ｉ
（１００）基板に５ｉ０２を３０００人堆積したものを
用い、成長温度３００°Ｃ１３５００Ｃ１４５０°Ｃに
おいて３０分間成長を行った。
４５０°Ｃにおける成長ではＧａＡｓ、 Ｓｉ、３１（
８１０２）基板のいずれにもアルミニウムの堆積がみら
れた。段差計による膜厚測定では、成長層は基板によら
ず約２００ＯＡであった。一方３５０°Ｃで成長を行な
った場合、５１０２をつけた基板上にはアルミニウムの
堆積はみられなかった。ＧａＡｓ、 Ｓｉ上のアルミニ
ウム膜厚は約１ｏｏｏＡであった。また３００°Ｃで成
長したものは、３５０°Ｃの時と同様ＧａＡｓ、 Ｓｉ
基板上にのみアルミニウムが堆積したが、膜厚は５００
人であった。
８１０２）基板のいずれにもアルミニウムの堆積がみら
れた。段差計による膜厚測定では、成長層は基板によら
ず約２００ＯＡであった。一方３５０°Ｃで成長を行な
った場合、５１０２をつけた基板上にはアルミニウムの
堆積はみられなかった。ＧａＡｓ、 Ｓｉ上のアルミニ
ウム膜厚は約１ｏｏｏＡであった。また３００°Ｃで成
長したものは、３５０°Ｃの時と同様ＧａＡｓ、 Ｓｉ
基板上にのみアルミニウムが堆積したが、膜厚は５００
人であった。
３５００Ｇで成長した膜を２次イオン質量分析法（ＳＩ
ＭＳ）により分析した結果、アルミニウム膜中のカーボ
ン濃度は０．１％以下であり、カーボン汚染の少ないア
ルミニウム薄膜が得られた。
ＭＳ）により分析した結果、アルミニウム膜中のカーボ
ン濃度は０．１％以下であり、カーボン汚染の少ないア
ルミニウム薄膜が得られた。
実施例では減圧下での成長例を示したが本成長法におけ
る選択性は基板表面の触媒作用に起因するものであり、
常圧下の成長でも同様の効果が得られる。また同じ理由
から、高周波加熱炉のかわりにホットウォール類を用い
ることもできる。また原料ガスとしてはＤＥＡＩＣＩを
用いたが、これ以外の原料ガス例えばジメチルアルミニ
ウムクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、メ
チルアルミニウムジクロライドなどのＡ１塩素結合を持
つ種々有機金属原料を用いることができる。
る選択性は基板表面の触媒作用に起因するものであり、
常圧下の成長でも同様の効果が得られる。また同じ理由
から、高周波加熱炉のかわりにホットウォール類を用い
ることもできる。また原料ガスとしてはＤＥＡＩＣＩを
用いたが、これ以外の原料ガス例えばジメチルアルミニ
ウムクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、メ
チルアルミニウムジクロライドなどのＡ１塩素結合を持
つ種々有機金属原料を用いることができる。
（発明の効果）
本成長法によれば、カーボン濃度の低いアルミニウム薄
膜を低温で成長させることができ、成長条件により選択
成長も可能となる。このため半導体素子の配線材料など
の用途に適する。
膜を低温で成長させることができ、成長条件により選択
成長も可能となる。このため半導体素子の配線材料など
の用途に適する。
第１図はＡ１基板上にＤＥＡＩＣＩを供給したときに生
成される炭化水素のマススペクトル。 第２図は８１０２基板上にＤＥＡＩＣＩを供給したとき
に生成される炭化水素のマススペクトル。 第３図は本発明にかかる実施例を示す概略図。 Ｉ ＤＥＡＩＣＩ ２ キャリア水素 ３ 反応管 ４ 流量制御器 ５ 恒温槽 ６ ヒーター ７ 基板 ８ カーボンサセプタ ９ 圧力制御器 １０ ポンプ １１ コントロールバルブ
成される炭化水素のマススペクトル。 第２図は８１０２基板上にＤＥＡＩＣＩを供給したとき
に生成される炭化水素のマススペクトル。 第３図は本発明にかかる実施例を示す概略図。 Ｉ ＤＥＡＩＣＩ ２ キャリア水素 ３ 反応管 ４ 流量制御器 ５ 恒温槽 ６ ヒーター ７ 基板 ８ カーボンサセプタ ９ 圧力制御器 １０ ポンプ １１ コントロールバルブ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）アルミニウムを含む有機金属を熱分解させアルミニ
ウム薄膜を堆積させるアルミニウムの有機金属気相成長
法（ＭＯＣＶＤ）において、分子内にアルミニウムと塩
素原子の結合を１または２つもつ有機金属を原料とする
ことを特徴とするアルミニウム薄膜の堆積方法。 ２）原料有機金属がジエチルアルミニウムクロライドで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のア
ルミニウム薄膜の堆積方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11434388A JPH01283374A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | アルミニウム薄膜の堆積方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11434388A JPH01283374A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | アルミニウム薄膜の堆積方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283374A true JPH01283374A (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14635393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11434388A Pending JPH01283374A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | アルミニウム薄膜の堆積方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01283374A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5492734A (en) * | 1991-02-04 | 1996-02-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming deposition film |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589467A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-07 | Nec Corp | Growth of aluminum in gaseous phase |
| JPS62186528A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-14 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
| JPH01252776A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Sony Corp | 気相成長アルミニウム膜形成方法 |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP11434388A patent/JPH01283374A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589467A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-07 | Nec Corp | Growth of aluminum in gaseous phase |
| JPS62186528A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-14 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
| JPH01252776A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Sony Corp | 気相成長アルミニウム膜形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5492734A (en) * | 1991-02-04 | 1996-02-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming deposition film |
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