JPS6042823A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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- JPS6042823A JPS6042823A JP58150978A JP15097883A JPS6042823A JP S6042823 A JPS6042823 A JP S6042823A JP 58150978 A JP58150978 A JP 58150978A JP 15097883 A JP15097883 A JP 15097883A JP S6042823 A JPS6042823 A JP S6042823A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明・は、気相成長方法によって良質の金属薄膜若し
くは金属化合物薄膜を精度よく形成する薄膜形成方法に
関する。
くは金属化合物薄膜を精度よく形成する薄膜形成方法に
関する。
従来、反応管の長手方向に基板を垂直に配列して気相成
長を行なう拡散炉タイプの減圧気相成長装置の反応管と
して、石英製のものが広く用いられている。この石英製
反応管は、材料の純度が高いこと、洗浄が容易であるこ
と等の利点があシ、多結晶シリコン膜や窒化シリコン膜
等の形成に極めて有効である。しかし、金属膜や金属化
合物等の薄膜を形成する場合、石英製反応管では次の様
な問題があった。
長を行なう拡散炉タイプの減圧気相成長装置の反応管と
して、石英製のものが広く用いられている。この石英製
反応管は、材料の純度が高いこと、洗浄が容易であるこ
と等の利点があシ、多結晶シリコン膜や窒化シリコン膜
等の形成に極めて有効である。しかし、金属膜や金属化
合物等の薄膜を形成する場合、石英製反応管では次の様
な問題があった。
例えば、六弗化タングステン(wF6)ト水素(H2)
との混合ガスにょシタングステン(W)膜を形成する場
合、石英とWとの密着性が悪い欠陥が発生する。また、
■゛6の解離速度が石英に到達するW6濃度が変化し、
所望のW膜厚を再現性よく基板表面に形成することが困
難であった。
との混合ガスにょシタングステン(W)膜を形成する場
合、石英とWとの密着性が悪い欠陥が発生する。また、
■゛6の解離速度が石英に到達するW6濃度が変化し、
所望のW膜厚を再現性よく基板表面に形成することが困
難であった。
本発明の目的は、粒子状の欠陥のない良質の金属膜若し
くは金属化合物膜を再現性よく形成することのできる薄
膜形成方法を提供することにある。
くは金属化合物膜を再現性よく形成することのできる薄
膜形成方法を提供することにある。
本発明の骨子は、反応管の内壁と成長形成すべき金属膜
若しくけ金属化合物膜との密着性の向上をはかることに
ある。
若しくけ金属化合物膜との密着性の向上をはかることに
ある。
すなわち本発明は、気相成長法によりて金属膜若しくは
金属化合物膜を成長形成する薄膜形成方法において、先
づ石英製反応管の内壁にシリコン薄膜を被着しておき、
次にこのシリコン薄膜の表面に金属膜若しくは金属化合
物膜を被着し、しかるのち被処理基板上に金属膜若しく
は金属化合物膜の気相成長を行なうようにした方法であ
る。
金属化合物膜を成長形成する薄膜形成方法において、先
づ石英製反応管の内壁にシリコン薄膜を被着しておき、
次にこのシリコン薄膜の表面に金属膜若しくは金属化合
物膜を被着し、しかるのち被処理基板上に金属膜若しく
は金属化合物膜の気相成長を行なうようにした方法であ
る。
本発明によれば、石英製反応管とシリコン膜、及びシリ
コン膜と金属膜若しくは金属化合物膜との密着性が良い
ので、金属膜や金属化合物膜等の石英製反応管に対する
密着性を間接的に向上させることができる。このため金
属膜や金属化合物膜等の基板上への成長を繰シ返し行な
っても反応管の内壁に被着した金属膜若しくは金属化合
物膜が剥れることがなく、基板上の粒子状欠陥発生を未
然に防止することができる。しかも、基板上への膜形成
の前に反応管内壁にシリコン膜を介して金属膜若しくは
金属化合物を被着しているので、薄膜形成過程において
基板周囲の状態が変わることなく、これによシ所定の膜
厚を再現性よく形成することができる。
コン膜と金属膜若しくは金属化合物膜との密着性が良い
ので、金属膜や金属化合物膜等の石英製反応管に対する
密着性を間接的に向上させることができる。このため金
属膜や金属化合物膜等の基板上への成長を繰シ返し行な
っても反応管の内壁に被着した金属膜若しくは金属化合
物膜が剥れることがなく、基板上の粒子状欠陥発生を未
然に防止することができる。しかも、基板上への膜形成
の前に反応管内壁にシリコン膜を介して金属膜若しくは
金属化合物を被着しているので、薄膜形成過程において
基板周囲の状態が変わることなく、これによシ所定の膜
厚を再現性よく形成することができる。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図は、本発明の一実施例方法に空ポンプ7によシ排
気される。そして、薄膜形成に供される被処理基板8は
石英製のテート9に複数枚支持されて、反応管1内に配
置されるものとなっている。なお、図中11.12゜1
3.14はそれぞれパルプを示している。上記構成の装
置によシW6ガスを用いてW膜の気相成長を行なった場
合について以下に述べる。
気される。そして、薄膜形成に供される被処理基板8は
石英製のテート9に複数枚支持されて、反応管1内に配
置されるものとなっている。なお、図中11.12゜1
3.14はそれぞれパルプを示している。上記構成の装
置によシW6ガスを用いてW膜の気相成長を行なった場
合について以下に述べる。
先づ、洗浄した石英製反応管1及び基板8を支持するだ
めの石英製ポート9を炉内に設置した後、炉内を550
〜700 (1:)に加熱する。。続いて、反応管1内
を排気して減圧法したのち、反応管1内にS I H4
ガスを導入し、反応管1の内壁及び、t?) 90表面
に第2図(−)に示す如くシリコン層を例えば05〜2
〔μm〕の厚さ被着する。
めの石英製ポート9を炉内に設置した後、炉内を550
〜700 (1:)に加熱する。。続いて、反応管1内
を排気して減圧法したのち、反応管1内にS I H4
ガスを導入し、反応管1の内壁及び、t?) 90表面
に第2図(−)に示す如くシリコン層を例えば05〜2
〔μm〕の厚さ被着する。
このとき、反応管1の両端の領域を除いて反応管1の内
壁9略全面にシリコン層が被着される。
壁9略全面にシリコン層が被着される。
次に、炉内温度を300〜500 [:C)にし、反応
管内を減圧に保ってwF′6ガスとH2ガスとを導入し
、反応管1の内壁及び?−ト9表面のシリコン層21上
に第2図(b)に示す如くW膜22を例えば01〜1〔
μm〕の厚さ被着する。このとき、W膜2′2は200
〔℃〕近傍の低温になつ゛ている。
管内を減圧に保ってwF′6ガスとH2ガスとを導入し
、反応管1の内壁及び?−ト9表面のシリコン層21上
に第2図(b)に示す如くW膜22を例えば01〜1〔
μm〕の厚さ被着する。このとき、W膜2′2は200
〔℃〕近傍の低温になつ゛ている。
シリコン層21上にも成長するため反応管1の内壁及び
が−ト9表面に被゛着したシリコン層21の全面に被着
できる。
が−ト9表面に被゛着したシリコン層21の全面に被着
できる。
次に、所定の基板8をが一ト9にセットし、第2図(C
)に示す如く基板8を反応管1Hに配置し、前記基板8
上にW膜を気相成長させる。このようにしてW膜を基板
8上に形成することにより成長膜表面に発生する粒子状
の欠陥密度を大巾に低減することができた。例えば、厚
さ0.3〔μm〕のWの成長を10回くり返し行なった
場合の成長膜表面Q粒子状欠陥密度は従来法の場合約2
0〔り/ctn2〕であったが本発明を適用した場合に
は0.2〔妙i〕であった。また、従来法では、成長を
くシ返す回数の増加とともに粒子状欠陥密度が増大する
が、本発明によれば殆んど変化はみられず、例えば成長
を50回くり返しても欠陥密度は0,3〔ケム〕程度で
あった。
)に示す如く基板8を反応管1Hに配置し、前記基板8
上にW膜を気相成長させる。このようにしてW膜を基板
8上に形成することにより成長膜表面に発生する粒子状
の欠陥密度を大巾に低減することができた。例えば、厚
さ0.3〔μm〕のWの成長を10回くり返し行なった
場合の成長膜表面Q粒子状欠陥密度は従来法の場合約2
0〔り/ctn2〕であったが本発明を適用した場合に
は0.2〔妙i〕であった。また、従来法では、成長を
くシ返す回数の増加とともに粒子状欠陥密度が増大する
が、本発明によれば殆んど変化はみられず、例えば成長
を50回くり返しても欠陥密度は0,3〔ケム〕程度で
あった。
また、W膜の成長をくり返し行につだ場合の膜厚の再現
性は±5〔チ〕の範囲であった。第3図にその1例とし
て繰返し成長を行なった場合のW膜の成長速度の変化を
従来法と比較して示す。
性は±5〔チ〕の範囲であった。第3図にその1例とし
て繰返し成長を行なった場合のW膜の成長速度の変化を
従来法と比較して示す。
この図から、本実施例方法によれば成長開始の初期時か
ら一定の成長速度が得られるのが判る。
ら一定の成長速度が得られるのが判る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。実施し0では、W膜を気相成長する場合を示しだが
、Mo’ 、 Ta及びこれらの硅化物やAte)の気
相成長においても先の実施例と同様の効果が得られた。
い。実施し0では、W膜を気相成長する場合を示しだが
、Mo’ 、 Ta及びこれらの硅化物やAte)の気
相成長においても先の実施例と同様の効果が得られた。
また、気相成長装置の構造は実施例に何ら限定されるも
のではなく適宜変更可能である。さらに、気相成長前に
反応管内壁に形成する/リコン膜や金属膜等の膜厚は適
宜定めれけよい。七の他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。
のではなく適宜変更可能である。さらに、気相成長前に
反応管内壁に形成する/リコン膜や金属膜等の膜厚は適
宜定めれけよい。七の他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。
第1図は本発明の一実施例方法に使用した気相成長装置
の概略構成を示す模式図、第2図(、)〜(c)は上記
装置を用いたW膜形成工程を示す模式図、第3図は上記
実施例方法によりW膜を生成したときのバッチ間の成長
速度の変化を従来法と比較して示す特性図である。 1・・・石英製反応管、2・・ヒータ、3.〜,6・・
・ガスがンペ、7・・・真空ポンプ、8・・・被処理基
板、9・・・石英MyJ=”−ト、71、〜,14・・
・バルブ、21・・・シリコン層、22・・・W膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 ■ 第2図 113図 0 5 10 1520 人畏囲数−
の概略構成を示す模式図、第2図(、)〜(c)は上記
装置を用いたW膜形成工程を示す模式図、第3図は上記
実施例方法によりW膜を生成したときのバッチ間の成長
速度の変化を従来法と比較して示す特性図である。 1・・・石英製反応管、2・・ヒータ、3.〜,6・・
・ガスがンペ、7・・・真空ポンプ、8・・・被処理基
板、9・・・石英MyJ=”−ト、71、〜,14・・
・バルブ、21・・・シリコン層、22・・・W膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 ■ 第2図 113図 0 5 10 1520 人畏囲数−
Claims (1)
- 石英製の反応管内に被処理基板を配置し、気相成長法に
よシ基板表面に釜属膜若しくは金属化合物膜を成長形成
する薄膜形成方法において、予め前記反応管の内壁にシ
リコン薄膜を被着し、このシリコン薄膜の表面に金属膜
若しくは金属化合物膜を被着しておくことを特徴とする
薄膜形成方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58150978A JPS6042823A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 薄膜形成方法 |
DE8484304479T DE3461302D1 (en) | 1983-08-19 | 1984-06-29 | Method of forming thin film |
EP84304479A EP0134645B1 (en) | 1983-08-19 | 1984-06-29 | Method of forming thin film |
US06/780,242 US4650698A (en) | 1983-08-19 | 1985-09-26 | Method of forming a thin film of a metal or metal compound on a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58150978A JPS6042823A (ja) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6042823A true JPS6042823A (ja) | 1985-03-07 |
JPH0211012B2 JPH0211012B2 (ja) | 1990-03-12 |
Family
ID=15508605
Family Applications (1)
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