JPS63109172A - Low pressure chemical vapor deposition of metal silicide - Google Patents
Low pressure chemical vapor deposition of metal silicideInfo
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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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、メタルシリサイドの低圧化学蒸着（ＬＰＧＶ
Ｄ）方法に関する。特に、低圧で基板上にモリブデンシ
リサイドを化学蒸着するための方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to low pressure chemical vapor deposition (LPGV) of metal silicide.
D) Regarding the method. In particular, it relates to a method for chemical vapor deposition of molybdenum silicide onto a substrate at low pressure.
従来、ａｍ回路デバイスは、電界効果トランジスターの
自己調節ゲートとして、また種々の成分間の電気的相互
接続のためにポリシリコン層を大幅に用いてきた。伝統
的には、多結晶シリコンに在来のドナーまたはアクセプ
ターがドープされ、その抵抗値が１ミリオーム−センチ
メートルに減少される。パターニングおよび良好なステ
ップカバレージを可能にするために膜厚が最大０．５ミ
クロンに限定されるので、約２０オーム毎平方以下の面
積抵抗を得るのは難しい、この値は、複雑な高性能４Ａ
積回路にとっては、高すぎる値である。Traditionally, am circuit devices have made extensive use of polysilicon layers as self-adjusting gates for field effect transistors and for electrical interconnections between various components. Traditionally, polycrystalline silicon is doped with conventional donors or acceptors to reduce its resistance to 1 milliohm-centimeter. Since film thickness is limited to a maximum of 0.5 microns to allow patterning and good step coverage, it is difficult to obtain sheet resistances below approximately 20 ohms per square;
This value is too high for a product circuit.
何故ならば、抵抗降下が高すぎるからである。This is because the resistance drop is too high.
ＶＬＳＩ（超大規模集積回路）技術においては、ＭＯＳ
（金属酸化物半導体）内の高度にドープされたポリシリ
コンゲート−コンタクト材半Ｅ＋が、低抵抗を示す層結
合に置き換えられている。たとえば、３００ｎＩ１１厚
のドープされたポリシリコン層と２００ｎ間厚の金属二
酸化物理との組み合わせである。ここで金属としては、
モリブデン、タングステンまたはタンタルである。メタ
ルシリサイドは最近、半導体！＆積回路の相互接続材料
としての可能性を有するものとして、その魅力を増して
いる。特に、メタルシリサイドと多結晶シリコンとの２
１複合膜がＭＯ８回路のための低抵抗ゲートおよび相互
接続層をもたらし、かつ現在のシリコンゲート技術とコ
ンパティプルである事が見出だされた。In VLSI (Very Large Scale Integrated Circuit) technology, MOS
The highly doped polysilicon gate-contact material semi-E+ in (metal oxide semiconductor) is replaced by a layer bond exhibiting low resistance. For example, a combination of a 300nI11 thick doped polysilicon layer and a 200n thick metal dioxide layer. Here, as a metal,
molybdenum, tungsten or tantalum. Metal silicide has recently become a semiconductor! Its appeal is increasing as it has the potential to be used as an interconnection material for integrated circuits. In particular, two types of metal silicide and polycrystalline silicon
It has been found that one composite film provides a low resistance gate and interconnect layer for MO8 circuits and is compatible with current silicon gate technology.
そのような構造は、通常”ポリサイド°°と呼ばれてい
る。ポリサイドの面積抵抗は、ドープされた多結晶シリ
コンのみの単一ｉｔｓ造の面積抵抗よりも一般に小さい
値である。ポリサイド構造は、ＭＯＳデバイスのための
高伝導ゲート−レベルメタライゼーションを達成するな
めに用いられている。より詳細には、ポリサイド構造は
、超高速集積回路（ＶＨ３ＩＣ）などの構造物のゲート
材料および相互接続として利用される。たとえば、ポリ
サイド構造は、絶縁ゲート電界効果トランジスター（Ｉ
ＧＦＥＴ）デバイスおよび他の類似構造物ないのゲート
材料として用いられてきた。Such structures are commonly referred to as ``polycide''. The sheet resistance of polycide is generally smaller than that of a single structure of only doped polycrystalline silicon. Polycide structures are used to achieve high conductivity gate-level metallization for MOS devices.More specifically, polycide structures are used as gate materials and interconnects in structures such as very high-speed integrated circuits (VH3ICs). For example, polycide structures are used in insulated gate field effect transistors (I
It has been used as a gate material in GFET) devices and other similar structures.
従来のポリサイド構造物は、未ドープ多結晶シリコンを
ＬＰＧＶＤによって蒸着し、たとえば酸化塩化リンを用
いた拡散によって多結晶シリコンをドープし、その後た
とえばタンタルシリサイドなどの耐熱メタルシリサイド
をドープし、さらに金属およびシリコンの別個のターゲ
ットから同時蒸着する事によって、生産されていた。Conventional polycide structures are made by depositing undoped polycrystalline silicon by LPGVD, doping the polycrystalline silicon by diffusion with e.g. phosphorous chloride oxide, then doping with a refractory metal silicide, e.g. It was produced by co-depositing silicon from separate targets.
タングステンダイシリサイドは、そういう用途の候補と
して、特に注目を浴びていた。Tungsten disilicide has been attracting particular attention as a candidate for such applications.
何故ならば、その電気抵抗が、メタルシリサイドの中で
も最低に属するからである。加えて、タングステンダイ
シリサイドは、もしシリコン源が与えられてＨＦ溶解物
による衝撃が無ければ、パッジベイティングシリコンオ
キサイド層を成長させる。タングステンダイシリサイド
は、シリコン上に蒸着、スパッタリングまたは化学蒸着
（ＣＶ Ｉ） ）に、Ｌっ゛（付着されたタングステン
メタルの膜を焼結する事によって、形成され゛（きた、
タングステンダイシリサイドはまた、同時蒸着、同時ス
パッタリング、またはタングステンダイシリサイドター
ゲットからのスパッタリングによって形成されたタング
ステンとシリコンとの混合膜を焼結する事によっても得
られる。This is because its electrical resistance is among the lowest among metal silicides. In addition, tungsten disilicide will grow a pad-baiting silicon oxide layer if a silicon source is provided and there is no bombardment by HF melt. Tungsten disilicide is formed by sintering a film of tungsten metal deposited on silicon by evaporation, sputtering, or chemical vapor deposition (CV I).
Tungsten disilicide can also be obtained by sintering a mixed tungsten and silicon film formed by co-evaporation, co-sputtering, or sputtering from a tungsten disilicide target.
これらの方法の改良として、米国特許第４．３５９．４
９０号が、半導体集積回路などの表面にタングステン、
モリブデン、タンタルおよびニオビウムなどの金属とシ
リコンとを同時付着するためのＬＰＧＶＤ方法を開示し
ている。As an improvement to these methods, U.S. Patent No. 4.359.4
No. 90 applies tungsten to the surface of semiconductor integrated circuits, etc.
An LPGVD method for co-depositing silicon with metals such as molybdenum, tantalum and niobium is disclosed.
こ′の方法においては、ＬＰＧＶＤ反応器が、５００℃
〜７００℃の温度および０．１〜０．３トールの圧力に
維持される。在来のＣＶＤ浄化段階を用い、所望の表面
上にポリシリコンのベース層を付着させるために反応器
内にシランを導入する０次に、たとえばタンクルクロラ
イドを導入し、表面上に１００〜３００オングストロー
ム／分の速度でタンタルシリサイド層を付着する。In this method, the LPGVD reactor is heated to 500°C.
A temperature of ~700°C and a pressure of 0.1-0.3 Torr are maintained. Using a conventional CVD clean-up step, introduce silane into the reactor to deposit a base layer of polysilicon on the desired surface. Next, introduce e.g. Deposit the tantalum silicide layer at a rate of angstroms per minute.
モリブデンダイシリサイド膜もまた、ＬＰＧＶＤによっ
て付着された。たとえば、弁上等のＪ 、 Ｅ Ｉｅｃ
Ｌｒｏｅｌ＋ｅ輪、 Ｓｏｅ、 １３０．１６０３（１
９８３）を参照されたい、この文献の方法は、６７０℃
のホットウォール（ｈｏｔ ｗａｌｌ）工程を利用する
。A molybdenum disilicide film was also deposited by LPGVD. For example, J, E Iec, etc.
Lroel+e ring, Soe, 130.1603(1
983), the method of this document is carried out at 670°C.
A hot wall process is used.
タングステンシリサイドのＬＰＣＶＤはまた、Ｂ ｒｏ
ｒｓ等の５ｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ、 、
１９８３年４月、１８３頁； Ｓ ａｒａｓｗａｔ等の
ＩＥＥＥＴｒａｎｓ、 Ｅｌｅｃｔ、 Ｄｅｖ、 ＥＤ
−３０，１４９７（１９８３）；およびＢ ｒｏｒｓ等
のＰ ｒｏｅ、 Ｅ Ｉｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓ ｏ
ｃ、 １９８４、Ｃｈｅｗ、 Ｖａｐ、 Ｄｅｐｏｓ、
、２７５〜２８６頁を参照されたい、Ｂｒｏｒｓ等の
文献に記載された方法は、コールドウオール（ｃｏｌｄ
ｗａｌｌ）工程において３５０℃〜４５０℃で実行
される。現在は、ＬＰＧＶＤ技術が好まれる。何故なら
ば、スパッタリング技術よりもステップカバレージがよ
く、これは現在のサブミクロンデバイスに必要だからで
ある。LPCVD of tungsten silicide is also
5lid 5tate Technol such as rs etc.
April 1983, p. 183; Saraswat et al., IEEE Trans, Elect, Dev, ED.
-30, 1497 (1983); and Brors et al.
c, 1984, Chew, Vap, Depos,
, pp. 275-286, the method described in Brors et al.
wall) step is carried out at 350°C to 450°C. Currently, LPGVD technology is preferred. This is because it provides better step coverage than sputtering techniques, which is required for current submicron devices.
米国特許第４．５０４．５２１号も同様な方法を開示し
ている。しかし、その方法は、タンタルシリサイド層の
付着に先立ち、ドープされたアンポラス（ａｍｐｈｏｒ
ｏｕｓ）シリコン層を先ず付着するものである。この特
許によれば、アニーリング後に’ｌ’ａｓｉｚの滑らか
な表面が付着される。これは、米国特許第４．３５９．
４９０号の場合とは異なる。US Pat. No. 4,504,521 discloses a similar method. However, the method uses a doped amphorous solution prior to the deposition of the tantalum silicide layer.
ous) a silicon layer is first deposited. According to this patent, a smooth surface of 'l'asiz is deposited after annealing. This is disclosed in U.S. Patent No. 4.359.
This is different from the case of No. 490.
メタルシリサイドを付着する追加的な方法が、米国特許
第４，５５７，９４３号に開示されている。この方法に
おいては、実質的にはチタニウムダイシリサイドである
チタニウムシリサイド膜を、プラズマ中でガス状シリコ
ン種とガス状チタニウム種とを反応させる化学蒸着によ
って、付着する。好適な反応種は、シラン（Ｓｉｔ−１
４）およびチタニウムテトラクロライドである。これら
は、アルゴンなどの不活性ガスキャリアによって反応チ
ェンバ内に運ばれる。ＳｉＨ＜およびＴｉＣｌ４は異な
る温度で分解するので、拡大した反応領域に互って−様
な組成および厚さの膜を生み出すためには不適当である
。この発明に従えば、一般にプラズマ増大化学蒸着（Ｐ
ＥＣＶＤ）と呼ばれる方法により交番電場によって、分
解反応が比較的低温（４５０℃）のプラズマ内で起こる
０分解後、材料が６００〜７００℃でアニールされる。An additional method of depositing metal silicide is disclosed in US Pat. No. 4,557,943. In this method, a titanium silicide film, essentially a titanium disilicide, is deposited by chemical vapor deposition by reacting a gaseous silicon species with a gaseous titanium species in a plasma. A preferred reactive species is silane (Sit-1
4) and titanium tetrachloride. These are carried into the reaction chamber by an inert gas carrier such as argon. Since SiH< and TiCl4 decompose at different temperatures, they are unsuitable for producing films of mutually similar composition and thickness in an extended reaction zone. In accordance with the present invention, plasma enhanced chemical vapor deposition (P
After zero decomposition, in which the decomposition reaction takes place in a relatively low temperature (450°C) plasma, the material is annealed at 600-700°C by means of an alternating electric field by a method called (ECVD).
上述の従来技術に加えて、以下の文献を挙げることがで
きる。In addition to the prior art mentioned above, the following documents may be cited:
Ｓ １ｎｂａ、Ｊ 、 Ｖａｅ、 Ｓｃｉ、
Ｔｅｃｂｎｏｌ、 １９゜フ７８ （１９
８１）：
ｄ’ Ｈｅｕｒｌｅ、 Ｐ ｒｏｅ、 Ｅ １ｅ
ｅｔｒｏｃｈｅｓ＋、 Ｓ ｏｃ、 １９８２．Ｖ
ＬＳ Ｉ Ｓｃｉ、Ｔｅｃｂ、 、ｐｐ １９
４〜２１２；Ｃｒｏｗｄｅｒ ｅｔ ａｌ、、
Ｉ ＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、 Ｅｌｅｃｔ。S 1nba, J., Vae, Sci.
Tecbnol, 19°F78 (19
81): d' Heurle, Proe, E 1e
etroches+, Soc, 1982. V
LSI Sci, Tecb, , pp 19
4-212; Crowder et al.
I EEE Trans, Elect.
Ｄ ｅｖ、 Ｅ Ｄ−２６，３６９（１９７９）；
Ｃｈｏｗ ｅＬ ａｔ、、 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ
Ｔｒａｎｓ、Ｅ ｆｅａｔ。Dev, ED-26, 369 (1979);
Chow eL at,, I E E E
Trans, E feat.
Ｄｅｖ、 Ｅ Ｄ−３０，１４８０（１９８３）；
Ｍｕｒａｒｋａ、Ｊ 、 ＶａＣ，Ｓｃｉ、Ｔｅｅｈ
ｎｏｌ、 １７゜７７５、（１９８０）；
従来技術のＬＰＣＶＤ方法の一つの欠点は、基板に対す
るメタルシリサイド層の接着力の貧困さである。他の欠
点は、低温とは言っても、急速熱処理無しく非ＲＴＰ）
にプラスチックその他の非耐熱性材料上にメタライゼー
ションをするためには、高温過ぎる。そして温度が高す
ぎる結果として、サブ−ミクロン構造内でドーパントの
不所望な再分布が起こる。Dev, E D-30, 1480 (1983);
Murarka, J., Va.C., Sci., Teeh.
Nol. 17°775, (1980); One drawback of prior art LPCVD methods is the poor adhesion of the metal silicide layer to the substrate. Other drawbacks are that although it is low temperature, there is no rapid heat treatment (non-RTP)
temperatures are too high for metallization on plastics and other non-refractory materials. And as a result of too high a temperature, undesirable redistribution of dopants within the sub-micron structures occurs.
３００〜４００℃のしＰＣＶＤによってモリブデンシリ
サイドを付着する試みがなされたが、過剰なガス相前反
応およびＭ ｏ Ｆ ｓのために失敗に終わっている。Attempts to deposit molybdenum silicide by PCVD at 300-400<0>C have been unsuccessful due to excessive gas phase pre-reaction and MoFs.
本発明は、従来用いられている温度よりも少なくとも約
１００℃低い温度でメタルシリサイドの低圧化学蒸着を
行う。The present invention performs low pressure chemical vapor deposition of metal silicides at temperatures that are at least about 100° C. lower than those conventionally used.
本発明によれば、基板を保持するための加熱ペデスタル
を含むＬ Ｐ Ｇ Ｖ Ｄ反応器の壁が冷却される。ペ
デスタルが加熱されるので、蒸着されるべきメタルシリ
サイドに依存して基板温度が所望のレベルに達する。メ
タルハライドおよびシランまたはダイシランが蒸着チェ
ンバ内に別々に供給され、入り口の所の小さいバッフル
プレートの広報で混きされる。According to the invention, the walls of the LPGVD reactor, including the heating pedestal for holding the substrate, are cooled. As the pedestal is heated, the substrate temperature reaches the desired level depending on the metal silicide to be deposited. The metal halide and silane or disilane are fed separately into the deposition chamber and mixed at the entrance of a small baffle plate at the entrance.
メタルシリサイドが基板表面上に蒸着される。Metal silicide is deposited on the substrate surface.
基板は蒸着前にＨ２プラズマで前処理するのが好適であ
る。Preferably, the substrate is pretreated with H2 plasma before deposition.
〔好適実施例の説明〕
本発明は、低温における基板上にメタルシリサイドのＬ
ＰＧＶＤを行うための方法に関するものである。すなわ
ち、低温とは、在来の温度よりも少なくとも１００℃低
い温度である０本発明によれば、メタルおよびシリコン
源によって５０〜４５０℃の温度範囲において、基板上
にメタルシリサイドを蒸着することができる。低温処理
は、以下の点において重要である。[Description of Preferred Embodiments] The present invention provides metal silicide L on a substrate at low temperature.
The present invention relates to a method for performing PGVD. That is, low temperature is a temperature at least 100°C lower than the conventional temperature.According to the present invention, metal silicide can be deposited on a substrate in a temperature range of 50 to 450°C with metal and silicon sources. can. Low temperature treatment is important in the following points.
（１）リフトオフ（ｌｉｆｔ−ｏｆＩ）技術の利用が可
能となる。(1) It becomes possible to use lift-off (lift-ofI) technology.
（２）サブミクロン表面内のドーパントを再分布させな
い。(2) Do not redistribute dopants within submicron surfaces.
（３）プラスチックおよび他の非耐熱性材料と同様に、
Ｇ ａ Ａ ｓ技術（差熱ストレスを回避することが望
まれる）にメタルシリサイドを応用することができる。(3) As well as plastics and other non-heat resistant materials,
Metal silicides can be applied in GaAs technology (where it is desired to avoid differential thermal stress).
（４）基板内にアルミニウムが存在してもそれに影響を
与えない。(4) The presence of aluminum within the substrate does not affect it.
メタルシリサイドを受ける基板は、エレクトロニクス産
業において従来から用いられているどんな材料でも良い
、好適な基板は、単結晶シリコンウェファである。基板
は、伝導領域を作るために、たとえばドープなどの部分
的処理を施しても良い、基板は、メタルシリサイド蒸着
に先立ち酸化層を剥離しても良いし、そのまま残しても
良い。The substrate receiving the metal silicide can be any material conventionally used in the electronics industry; a preferred substrate is a single crystal silicon wafer. The substrate may be partially treated, eg, doped, to create a conductive region; the substrate may be stripped of the oxide layer prior to metal silicide deposition, or may be left intact.
基板を、在来のＬＰＧＶＤ反応器内に位置する０反応器
はペデスタル（ｐｅｄｅｓｔａｌ）を含み、その上に基
板を位置する。ペデスタルを、メタルシリサイド層形成
に用いる金属化合物およびシリコン化合物に依存する所
望の温度に加熱する０反応器の壁を冷却する。冷却は、
反応器の壁の外側から単に空気を吹き付けるか、あるい
は水ジャケットなどによる′Ｍ極的冷却である。積極冷
却にするか単純な空冷にするかは、選択した反応物質の
蒸着温度に依存する０反応物質の前反応を回避するため
に、壁は低温が望まれる。もし壁が冷却されないならば
、処理温度において蒸着速度が５０％減少することが見
出だされた。ある選択した蒸着温度のためにガス供給ラ
インおよびチェンバ壁の温度を室温以下に冷却すること
が望ましい、基板の実際の蒸着に先立ち反応器の条件を
整えることが望まれる。この条件付けは、テスト基板に
メタルシリサイドコーティングを付着することによって
達成される０反応器は、たとえばＮ Ｆ ｓプラズマに
よって周期的に洗浄され、付着メタルシリサイドの成長
を防ぐ。The substrate is placed within a conventional LPGVD reactor. The reactor includes a pedestal on which the substrate is placed. The pedestal is heated to the desired temperature depending on the metal compound and silicon compound used to form the metal silicide layer and the walls of the reactor are cooled. The cooling is
Polar cooling can be achieved by simply blowing air from outside the walls of the reactor, or by using a water jacket or the like. Whether active cooling or simple air cooling is used depends on the deposition temperature of the reactants chosen. Low temperatures are desired for the walls to avoid pre-reaction of the reactants. It has been found that if the walls are not cooled, the deposition rate is reduced by 50% at processing temperatures. For a selected deposition temperature, it is desirable to condition the reactor prior to the actual deposition of the substrate, where it is desirable to cool the gas supply line and chamber wall temperatures to below room temperature. This conditioning is achieved by depositing a metal silicide coating on the test substrate. The reactor is periodically cleaned, for example by N F s plasma, to prevent the growth of deposited metal silicide.
基板が反応器内に位置されると、反応器圧力が代表的に
はＬＰＧＶＤシステムの基本圧力に減少される。約０．
０５〜５トールの圧力を用いることができる。０．２〜
０．３トールの圧力を用いることが望ましい、もし高い
圧力が用いられると、反応物質の高濃度のために生ずる
ガス相反応を回避するために、希釈ガスを用いる必要が
ある。Once the substrate is placed in the reactor, the reactor pressure is typically reduced to the base pressure of the LPGVD system. Approximately 0.
Pressures of 0.05 to 5 Torr can be used. 0.2～
It is desirable to use a pressure of 0.3 Torr; if higher pressures are used, it is necessary to use a diluent gas to avoid gas phase reactions that occur due to the high concentrations of reactants.
所望の温度および圧力が達成されると、反応器洗浄を確
実にするために、在来の初期ＣＶＤ浄化が好適に用いら
れる。好適実施例に１３いては、反応器が、ポンプおよ
びフローパージ技術によってＨ２を用いて浄化される。Once the desired temperature and pressure are achieved, conventional initial CVD cleanup is preferably used to ensure reactor cleaning. In a preferred embodiment 13, the reactor is purged with H2 by a pump and flow purge technique.
浄化の後に、反応器をペイクアウトして水を除去するこ
とが望まれる。これらの工程は、必須ではないが、高品
質の製造を確保するために好ましい。After cleaning, it is desirable to payout the reactor to remove water. These steps are not required, but are preferred to ensure high quality manufacturing.
反応器への反応物の導入に先立ち、必須ではないが、ウ
ェファをＨ２プラズマによって前処理することが望まし
い、好適なパラメターは、０．２トールにおける２０〜
５０Ｗ（特に２０Ｗ）のＨｚプラズマ処理である。装置
を洗浄しかつ基板表面から水を除去するために、Ｈ２プ
ラズマ処理が望ましい２Ｈ５プラズマ処理は、基板に対
するメタルシリサイドの接着力を増大させる。Prior to introducing the reactants into the reactor, it is desirable, but not necessary, to pre-treat the wafer with an H2 plasma; preferred parameters are
50W (particularly 20W) Hz plasma treatment. The 2H5 plasma treatment, with H2 plasma treatment preferred to clean the device and remove water from the substrate surface, increases the adhesion of the metal silicide to the substrate.
次に、異なる供給ラインを通して、反応物質を反応器な
いへと供給する０反応物が、入り口の所の小さいバッフ
ルプレートの後方で混合される。シリコン反応物はＳｉ
ｎ、またはＳ ｉ２Ｈ、であって良く、 メタル反応
物はＭｏＦ６、ＷＦ６、ＴａＣｌ５またはＴｉＣ１であ
って良い０ＭｏＦｓは、ＳｉＨ＜または５ｉ２Ｈ＠のい
ずれかとともに用いることができる。他の金属反応物は
、５ｉｚＨｓとともに用いることができる。他の組み合
わせは、蒸着温度を減少させない、ＳｉＨ４または５ｉ
ｚＨｉが、１５〜１４５ｓｃｃｍの速度で反応器内へと
流入される。流速は、ウェファ化たりの流速として考え
られる。この範囲に亙っでのＳｉＨ，または５ｉｚｌ−
１、の流速は、最終生成物にとって重要ではない、メタ
ル反応物の流速は、より重要である。The reactants are then mixed behind a small baffle plate at the inlet, feeding the reactants into the reactor through different feed lines. The silicon reactant is Si
n, or Si2H, and the metal reactant may be MoF6, WF6, TaCl5 or TiCl0MoFs can be used with either SiH< or 5i2H@. Other metal reactants can be used with 5izHs. Other combinations do not reduce the deposition temperature, SiH4 or 5i
zHi is flowed into the reactor at a rate of 15-145 sccm. The flow rate can be considered as the flow rate for waferization. SiH over this range, or 5izl-
1, the flow rate is not critical to the final product; the flow rate of the metal reactant is more important.
もし流速が約１０１０５ｅを越えたら、前反応が起こっ
てしまう、もし流速が２５ｅｃ−以下になれば、メタル
シリサイドコーティングの抵抗が高くなりすぎる。かく
して、メタル反応物の流速は、約２８ＣＣ１ｌから約１
０ｓｃｃｍの間でである。If the flow rate exceeds about 10105 e, pre-reactions will occur; if the flow rate is less than 25 eq, the resistance of the metal silicide coating becomes too high. Thus, the flow rate of metal reactants ranges from about 28 CC1l to about 1
It is between 0 sccm.
反応器内の反応物の爆発を回避するために、標準的なダ
ンプ（ｄｕｍｐ）が用いられる。A standard dump is used to avoid explosion of the reactants within the reactor.
蒸着温度は、メタルシリサイド層の所望の厚さにもよる
が、−ｍには２〜１５分間である。The deposition temperature varies from 2 to 15 minutes depending on the desired thickness of the metal silicide layer.
７００オンゲスト −ム／分の蒸着速度において２５０
０オングストロームのメタルシリサイド層を得るために
、代表的には４分間の蒸着時間が用いられる。もしシリ
コンベース基板が用いられるならば、メタルシリサイド
層は、約１．７〜２．３のシリコン／金Ｊ％（Ｓｉ／Ｍ
ｅ＞比を有することが好ましい、すなわち、メタルシリ
サイドはＭｅＳｉ×で表され、ここに１．７≦×≦２．
３である。もし基板がＧ＠Ａｓまたはプラスチックなど
の非耐熱性材料ならば、その比率は１．７以下になる０
本実施例では、最大比は２．３である。250 at a deposition rate of 700 Å/min
A deposition time of 4 minutes is typically used to obtain a 0 angstrom metal silicide layer. If a silicon-based substrate is used, the metal silicide layer should be approximately 1.7-2.3 silicon/gold J% (Si/M
Preferably, the metal silicide has a ratio e>, ie the metal silicide is represented by MeSi×, where 1.7≦×≦2.
It is 3. If the substrate is a non-heat resistant material such as G@As or plastic, the ratio will be less than 1.7.
In this example, the maximum ratio is 2.3.
基板の加熱温度は、用いる反応物に依存する。もし反応
物がＭ ｏ Ｆ ｓおよびＳｉＨ４ならば、約９０℃〜
！７０℃の温度、好適には１２０℃〜１７０℃の温度を
用いることができる。好適実施例においては、１５０℃
の温度が用いられた。もし反応物がＭｏＦｓおよび５ｉ
２Ｈ６ならば、約４０〜９０℃の温度を用いるべきであ
る０反応物としてＷＦ、および５ｉｚＨｓが用いられる
ときには、約１８０〜２５０℃の温度を用いることがで
きる。The heating temperature of the substrate depends on the reactants used. If the reactants are M o F s and SiH4, about 90°C ~
! A temperature of 70<0>C can be used, preferably a temperature of 120<0>C to 170<0>C. In a preferred embodiment, 150°C
temperature was used. If the reactants are MoFs and 5i
For 2H6, a temperature of about 40-90°C should be used; when WF is used as the reactant, and 5izHs, a temperature of about 180-250°C can be used.
反応物としてＴｉＣ１ｎまたはＴａＣｌ５および５ｉ２
Ｈ，が用いられるときには、好適な温度は、３５０〜５
００℃（特に３５０〜４００℃）である０種々の温度に
おける蒸着膜のＳｉ／Ｍｅ比を決定し、２．３以下のＳ
ｉ ／ Ｍ ｅ比をもたらす温度範囲を選択すること
によって、それぞれの反応物の組みきわせのための適当
な温度を決定することができる。TiCln or TaCl5 and 5i2 as reactants
When H, is used, the preferred temperature is 350-5
Determine the Si/Me ratio of the deposited film at various temperatures, which is 00°C (particularly 350-400°C).
By selecting the temperature range that yields the i/M e ratio, the appropriate temperature for each reactant combination can be determined.
以下の限定的ではない具体例によりて、本発明をより一
層明らかにする。全ての温度は、℃である。The invention will be further elucidated by the following non-limiting specific examples. All temperatures are in °C.
鼓淋ヱ口＝
空冷熔融シリカペルジャー内において、４インチのウェ
ファ上にＭｏ５ｉｘｌｌｉを１寸着させた。ウェファを
抵抗加熱した６インチ熔融シリカペデスタル上に位置し
、１２０〜３５０℃に加熱した。テストウェファの頂部
表面に接触した３つめ熱電対によって、ウェファ温度を
較正した。ウェファに亙っての温度変動は、１１０℃で
あると観測された。Example: One inch of Mo5ixlli was deposited on a 4-inch wafer in an air-cooled fused silica pellet jar. The wafer was placed on a resistance heated 6 inch fused silica pedestal and heated to 120-350°C. Wafer temperature was calibrated by a third thermocouple in contact with the top surface of the test wafer. The temperature variation across the wafer was observed to be 110°C.
ＳｉＨ，およびＭｏＦ、がチェンバへの異なる供給ライ
ンを有し、入り口の所の小さいバッフルプレートの後方
で混きした。ＭｏＦｓの流量を、直列の２つのニードル
バルブによって調節し、既知の体積を充填することによ
って較正した。ＭｏＦｓのボトルおよびバルブを、通気
した２９℃恒温キャビネット内に収容した。０．５〜ｌ
Ｑｓｃｃｍの範囲内のＭｏＦｓが、±１０％で再生可能
であった。ＳｉＨ＜を、０〜３００ ｓａｅ＋＊マスフ
ローコントローラを用いて調節した。蒸着圧力は、０．
２〜０．３トールの間で変化した。SiH, and MoF had different feed lines to the chamber and mixed behind a small baffle plate at the entrance. The flow rate of MoFs was regulated by two needle valves in series and calibrated by filling a known volume. The MoFs bottle and valve were housed in a vented 29°C constant temperature cabinet. 0.5~l
MoFs within the range of Qsccm were reproducible within ±10%. SiH< was adjusted from 0 to 300 sae+* using a mass flow controller. The deposition pressure was 0.
It varied between 2 and 0.3 torr.
蒸着チェンバを、２７ｃ ｒ ｗＩの耐食性メカニカル
ポンプを用いて排気した。約１０μ輪の蒸着のｔ１乙オ
イルフィルター゛を替えた。１１２での浄化、前処理ペ
イクアウト、およびウェファのアンロード／リロードの
際に真空系の大気への露出旦を最小限に留とめることに
よって、Ｈ，Ｏを含む不純物ガス分圧を０．１％以下に
維持することができた０反応物、生成物および不純物ガ
スを、マススペクトロメタ−によってモニターした。ペ
ルジャーおよびヒータを、ＮＦ、プラズマによって周期
的に洗浄した。The deposition chamber was evacuated using a 27cr wI corrosion resistant mechanical pump. I replaced the T1 O oil filter with a vapor deposition of about 10μ. By minimizing the exposure of the vacuum system to the atmosphere during 112 cleaning, pretreatment payout, and wafer unload/reload, the partial pressure of impurity gases, including H, O, can be reduced to 0.1%. Reactants, products and impurity gases which could be maintained below 0 were monitored by mass spectrometry. The Pel jar and heater were cleaned periodically with NF, plasma.
Ｍｏ５ｉｘｌｌｌの急速熱処ＦＪ（ＲＴＰ）を、ランプ
アニーラ−内で１１００℃で３０秒間、行った。シリコ
ンおよびモリブデンの含有量は、ラザフォードバックス
キャッタリング（ＲＢ Ｓ ＞によって決定された。酸
素不純物は検出されなかったので、５％以下である。ブ
ラックワックスマスキング、９５％Ｉ−（Ｎ Ｏ、＋
５％ＨＦエッチによって得られた厚さ、およびスタイラ
ス測定値は、ＲＢＳの結果と一致し、蒸着速度の計算に
用いた。断面のＳＥＭによって、ステップカバレージが
決定された。Rapid thermal treatment FJ (RTP) of Mo5ixllll was performed at 1100° C. for 30 seconds in a lamp annealer. The content of silicon and molybdenum was determined by Rutherford back scattering (RB S > 5%, since no oxygen impurities were detected. Black wax masking, 95% I-(NO, +
The thickness obtained with the 5% HF etch and stylus measurements were consistent with the RBS results and were used to calculate the deposition rate. Step coverage was determined by cross-sectional SEM.
ＲＴＰ抵抗、Ｓｉ／Ｍｏ比および蒸着速度に依存する蒸
着温度を、１２０〜２００℃に亙って第１図に示す、三
種の温度は、１５０℃まで殆ど一定であり、１５０℃を
越えると増大する。１５０℃においてＭｏＦｓとＳ ｉ
Ｈ４との反応が変化し、そのとき温度上昇につれてよ
り多くのシリコンが膜内に導入される。結果として、蒸
＠速度および蒸着温度が増大する。Figure 1 shows the deposition temperature dependent on RTP resistance, Si/Mo ratio, and deposition rate over a range of 120 to 200°C. The three temperatures are almost constant up to 150°C and increase above 150°C. do. MoFs and Si at 150°C
The reaction with H4 changes, then more silicon is introduced into the film as the temperature increases. As a result, the evaporation rate and deposition temperature are increased.
同様なＭｏＦｍおよびＳ ｉ Ｈ＋の場合には、ＲＴＰ
抵抗、Ｓｉ／Ｍｏ比および蒸着速度は、１５０〜３５０
℃の温度上昇につれて、一定増加を示す（第２図）、
２５０℃以上で、蒸着速度が下降する。これは恐らく、
ガス相核形成に対する反応物損失および／またはチェン
バ壁への付着によるものである。For similar MoFm and S i H+, RTP
Resistance, Si/Mo ratio and deposition rate are 150-350
It shows a constant increase as the temperature rises in °C (Figure 2),
At temperatures above 250°C, the deposition rate decreases. This is probably
This is due to reactant loss to gas phase nucleation and/or adhesion to chamber walls.
１５０℃におけるＭｏＦ、の関数としてのＭｏ５ｉｘｌ
Ｂ！特性を、第３図に示す、蒸着速度は、ＭｏＦｓ流量
とともに線形に増加する。しかしながら、大流量におい
ては降下する。これは恐らく、ガス相またはチェンバ壁
の損失によるものである。実際上は、蒸着速度のＭ ｏ
Ｆ 、に対する同一の依存性が、２５０℃において観
測された。第３図においては、ＲＴＰ抵抗は５ ｓｃｃ
ｍＭ ｏ Ｆ ｓで最小値を示すが、これは膜成分の変
化によるものではない、ＲＴＰ抵抗は、蒸着膜内の蒸着
速度に相関した微視構造的差異の関数で有り得る。Mo5ixl as a function of MoF at 150 °C
B! The characteristics are shown in FIG. 3, where the deposition rate increases linearly with MoFs flow rate. However, at high flow rates it drops. This is probably due to gas phase or chamber wall losses. In practice, the deposition rate M o
The same dependence on F was observed at 250 °C. In Figure 3, the RTP resistance is 5 scc
Although exhibiting a minimum at mM o F s that is not due to changes in film components, RTP resistance may be a function of microstructural differences within the deposited film that are correlated to the deposition rate.
１５０℃におけるＭ ｏ Ｆ ａ流量（第３図）および
Ｓ ｉ Ｈ４流量の十分な範囲に互って、Ｓ ｉ ／
Ｍ 。S i /
M.
比が、はぼ一定であると決定された。３〜５Ｓｅｅ輸の
Ｍ ｏ Ｆ 藝、１５〜１３５ｓｃｅ−の５ｉＨ１の場
きには、Ｓ ｉ ／ Ｍ ｏ比が２，０±０．１であっ
た。ＲＢＳによるＳｉ／Ｍｏ比は、ＲＴＰ（６つのサン
プル）において著しく変化しなかった。１５０℃のＲＴ
Ｐ抵抗は、３ ｓｃｃ＋１１以上のＷＦ、流量において
、約１２０μΩ−１でほぼ一定である。２５０”Ｃサン
プルのデータは完全ではないが、ＲＴＰ抵抗は、第３図
と同様にＭｏＦ、の関数として最小値を示す、さらに、
ＲＴＰ抵抗は１５０℃においてＳｉＨ，に依存しないが
、２５０℃においてＳｉＨ＜流量の関数として適度に増
大する。The ratio was determined to be approximately constant. In the case of 5iH1 of 3 to 5 See import and 15 to 135 Sce, the Si/Mo ratio was 2.0±0.1. The Si/Mo ratio by RBS did not change significantly in RTP (six samples). 150℃ RT
The P resistance is approximately constant at about 120 μΩ−1 at WF and flow rate of 3 scc+11 or more. Although the data for the 250"C sample is not complete, the RTP resistance shows a minimum as a function of MoF, similar to FIG.
The RTP resistance is independent of SiH at 150°C, but increases moderately as a function of SiH<flow rate at 250°C.
ポリ／オキサイド・コーチイツトシリコンウェファとオ
キサイド・コーチイツトシリコンウェファとの膜特性は
、殆ど同様である。The film properties of poly/oxide coachite silicon wafers and oxide coachite silicon wafers are almost similar.
１２０〜３００℃の範囲の温度で種々の条件の下で蒸着
した１５個のサンプルについて、ｒ（ＴＰアニーリング
前後にテープテストをした。Ｓｉ／Ｍｏ比＝ １．９−
２．０で１５０℃においてオキサイド上に蒸着した６個
のサンプル、 それぞれＳｉ／Ｍｏ比＝１．７．１．８
． および１．９で１２０℃、１３０℃および１４０
℃においてポリ／オキサイド上に蒸着した３個のサンプ
ルを含んだ、オキサイド上の６個の１５０℃サンプルの
１つは、テープテストに不合格であったが、アニーリン
グ後には合格した。サンプルはスベキュラ−（ｓｐｅｃ
ｕｌａｒ）であった、ＲＴＰバルク抵抗は、蒸着した値
よりも典型的に１０倍小さがった。Tape tests were performed before and after TP annealing for 15 samples deposited under various conditions at temperatures ranging from 120 to 300 °C. Si/Mo ratio = 1.9-
6 samples deposited on oxide at 150 °C at 2.0, each with Si/Mo ratio = 1.7.1.8
．． and 120°C, 130°C and 140 at 1.9
One of the six 150° C. samples on oxide, including three samples deposited on poly/oxide at 0° C., failed the tape test but passed after annealing. The sample is subicular (spec
ular), the RTP bulk resistance was typically 10 times smaller than the deposited value.
先触ｌＬ
この具体例は、具体ＰＡｌの方法に続く詳細な試行の１
つであり、具体［Ｍｌで述べたデータをもたらしたもの
である。Precursor II This example is one of the detailed trials following the method of Concrete PAl.
This is what led to the data mentioned in the concrete [Ml.
ポリ／オキサイドコーティングを有する４インチウェフ
ァを１０＝１のＨＦディップ内で１分間ストリップした
。壁の外側から空気を吹き付けることにより空冷された
石英ペルジャー内に、ウェファを装填した。ペルジャー
を、１時間排気、Ｈ２の流入、排気、などによって、Ｈ
２で浄化した０次にウェファを、１４０℃のペデスタル
温度で１時間、ベークアウトした。A 4 inch wafer with poly/oxide coating was stripped in a 10=1 HF dip for 1 minute. The wafers were loaded into a quartz Pelger that was air cooled by blowing air from outside the walls. The Pelger was heated to H
The zero-order wafer cleaned in step 2 was baked out at a pedestal temperature of 140° C. for 1 hour.
ウェファ温度は、１５０℃だった０次に、２０分間のＩ
−１、プラズマ処理を、４０Ｗおよび０．１ ） −ル
で実行した。ＭｏＦｓおよびＳｉ、をそれぞれ３．５ｓ
ｃｃｍおよび４５ｓｅｃ端の流速でペルジャー内に流し
た、ペデスタルおよびウェファにおける蒸着温度は、そ
れぞれ１４１℃および１５０℃であった。蒸着時間は、
１０分間であった。蒸着されたモリブデンシリサイドの
Ｓｉ／Ｍｏ比は、２．０と決定された。蒸着速度は、６
２０オングストロ一ム／分であった。１１！のＲＴＰ抵
抗は、１３６ノ１Ω−ｃｗであった。The wafer temperature was 150°C, followed by I for 20 min.
-1, plasma treatment was carried out at 40 W and 0.1 ) -L. MoFs and Si, each for 3.5s
The deposition temperatures at the pedestal and wafer were 141° C. and 150° C., respectively, flowing into the Pelger at ccm and 45 sec edge flow rates. The deposition time is
It was 10 minutes. The Si/Mo ratio of the deposited molybdenum silicide was determined to be 2.0. The deposition rate is 6
The rate was 20 angstroms/min. 11! The RTP resistance was 136 × 1 Ω-cw.
且淋」Ｌと
ＳｉＨ，の代わりに５ｉｔＨｓを用いて１５０℃におい
て、２個のサンプルを作った。蒸着されたモリブデンシ
リサイド膜は、３および４のＳｉ ／ Ｍ ｏ比を有し
ていた。そして、ＲＴ Ｐ 抵抗は、４３０および１０
００μΩ−ｃｍ＋だった。これらのサンプルは、ＳｉＨ
，を用いて２５０〜３００℃で製造した膜に対応する０
ＭｏＦｓおよびＳｉＨ，を用いて調整しなＭｏＳｉｘ膜
の場きにＳ ｉ ／ Ｍ 。Two samples were prepared at 150° C. using 5itHs instead of L and SiH. The deposited molybdenum silicide films had Si/Mo ratios of 3 and 4. And the RT P resistances are 430 and 10
It was 00μΩ-cm+. These samples are SiH
, corresponding to the membrane produced at 250-300°C using
Si/M for MoSix films prepared using MoFs and SiH.
比およびＲＴＰ抵抗が温度降下によって減少するので、
その渇きに低温が所望のＳｉ７Ｍ。As the ratio and RTP resistance decrease with temperature drop,
Si7M requires low temperature to satisfy its thirst.
比およびＲＴＰ抵抗をもたらすことが予測される。チェ
ンバ壁の積極冷却およびガス供給ラインを用いて７５〜
１００℃の温度範囲において、１．７〜２．３のＳｉ／
Ｍｏ比を有するＭｏＳｉｘが調整される。It is expected that the ratio and RTP resistance will result. 75~ using active cooling of chamber walls and gas supply lines
In the temperature range of 100°C, Si/ of 1.7 to 2.3
MoSix with Mo ratio is adjusted.
二爪１」１組
ＭｏＳｉｘを製造するための冷却壁装置内での耐熱金属
とシリコンとの間の反応は、主として金属化会物流員お
よび基板温度は依存する、ＭｏＦ６およびＳ ｉ Ｈ＋
もしくは５１２８ｍのいずれかを用いることによって、
Ｍｏ５ｉｘｌｌの純度を損ねることなくかつ真空系に影
響を与えることなく、ＷＦ、およびＳｉＨ＜冷却壁装置
よりも少なくとも１００℃低い蒸着温度を利用すること
ができる０反応種としてＷＦ、、ＴａＣｌ５またはＴｉ
Ｃ１および５ＬＨｓを用いた渇きにも、同様な結果が得
られる。すなわち、蒸着温度が約１００℃減少する。The reaction between the refractory metal and silicon in the cooling wall apparatus for producing two-claw 1'' MoSix mainly depends on the metallization society flux and the substrate temperature, MoF6 and Si H+
Or by using either 5128m,
Without compromising the purity of Mo5ixll and without affecting the vacuum system, a deposition temperature of at least 100 °C lower than that of WF, and SiH < cold wall apparatus can be utilized with WF, TaCl, or Ti as reactive species.
Similar results are obtained for thirst using C1 and 5LHs. That is, the deposition temperature is reduced by about 100°C.
ＷＦ、およびＳｉＨ＜方法を越える、Ｍ ｏ Ｆ ｓお
よびＳ ｉ Ｈ４または５ｉｔＨｓ方法の主要な利点は
、低温であることである。リフト−オフ、各工程を除去
するパターン技術への応用が考えられる。低温は、サブ
−ミクロン構造内のドーパントを再分布させる傾向を押
さえる。The major advantage of the M o F s and S i H4 or 5itHs methods over the WF and SiH< methods is low temperature. Application to lift-off, a patterning technique that eliminates each step, can be considered. Low temperatures suppress the tendency to redistribute dopants within sub-micron structures.
後者の利益は、 Ｗ Ｆ ｓ、 ＴａＣｌ５またはＴ
ｉＣｌ４および５ｉ２Ｈ＊を使用しても得られる。The latter benefit is due to WFs, TaCl5 or T
Also obtained using iCl4 and 5i2H*.
ＭｏＳｉｘは、プラスチックそのなの非耐熱材料上に蒸
着することができる。ＬＰＧＶＤ技術は、スパッタリン
グや蒸発などの物理的蒸着（ＰＶＤ）よりも良好なステ
ップカバレージをもならず、故に、ＬＰＣＶＤによるＭ
ｏＳｉｘは、ミクロンサイズ（非耐熱）の構造上におい
て、ＰＶＤメタライゼーションを越える利点をもたらす
、そのような応用において、焼結は実際的ではなく、抵
抗に関して幾らかの妥協が必要である。 ｘ＝１．７
の１２０℃膜は、１０００μΩ−ｃｗ１５０℃膜よりも
低い９００μΩ−Ｃ−の非焼結抵抗を有する。１００℃
の膜は、金属を多量に含み、より伝導的である０局部的
レーザー焼結が抵抗をさげ、低温コンフォーマルメタラ
イゼーションとしてのＭｏＳｉｘの有用性を増大する。MoSix can be deposited on non-refractory materials such as plastics. LPGVD technology also does not have better step coverage than physical vapor deposition (PVD) such as sputtering or evaporation, and therefore M
oSix offers advantages over PVD metallization on micron-sized (non-refractory) structures; in such applications, sintering is impractical and some compromise in resistance is required. x=1.7
The 120° C. membrane has an unsintered resistance of 900 μΩ-C, which is lower than the 1000 μΩ-cw 150° C. film. 100℃
The films are metal-rich and more conductive. Localized laser sintering lowers the resistance and increases the utility of MoSix as a low-temperature conformal metallization.
ＭｏＳｉｘ膜の不利点は、焼結後の伝導性がＷＳｉｘＪ
ｉｉの半分になることである。１．７≦Ｘ≦２．０のＭ
ｏＳｉｘ膜は、焼結後にポリシリコンに付着する。しか
しながら、ＷＳｉｘＪＩｇは付着しない、５ｉＯｚ上の
ｘ＝２のＭｏＳｉｘの接着力は優秀であった。この優秀
な接着力は、低い蒸着温度とともに低いフィルム間スト
レスによるものである。フィルム低ストレスおよび金属
豊富１１％（１００℃）は、急速焼結が可ＩｆｍなＧａ
Ａｓ技術への応用性を有する。The disadvantage of MoSix film is that the conductivity after sintering is WSixJ
It is half of ii. M of 1.7≦X≦2.0
The oSix film is attached to the polysilicon after sintering. However, WSixJIg did not adhere, and the adhesion of MoSix with x=2 on 5iOz was excellent. This excellent adhesion is due to the low interfilm stress along with the low deposition temperature. The film's low stress and metal richness of 11% (100°C) allows for rapid sintering of Ifm Ga.
It has applicability to As technology.
ＭｏＳｉｘをもたらすためのＭ ｏ Ｆ ＊とＳｉＨ＜
との反応は、ＶＬＳ Ｉメタライゼーションのための実
行可能な方法であり、ＲＴ Ｐ ｆ＆にドープしたポリ
シリコンを上回る１０倍の伝導性をもたらす０周囲のｒ
ｃｍ造体からのシリコンの分離を回避するために、耐熱
性メタルシリサイドにとって、２．１〜２．２のＳｉ／
Ｍｏ比が望ましい、ＭｏＳｉｘ内の満足なＳｉ／Ｍｏ比
は、１００℃の基板温度で得られる。この温度において
、７０〜８０％のステップカバレージおよび８５０オン
グストロ一ム／分の蒸着速度のスベキュラ−（ｓｐｅｃ
ｕｌａｒ）ＩＢｔが得られる。１２０μΩ−Ｃ−のバル
ク抵抗は、Ｗ Ｓ ｉにの２倍であるが、接着力は優秀
である。さらに、工程の温度は、ＷＳｉｘよりも約２０
０℃低い、このことは、リフト−オフ技術への応用を可
能にしている。M o F * and SiH< to yield MoSix
The reaction with r
In order to avoid silicon separation from the cm structure, a Si/2.1 to 2.2 Si/
A satisfactory Si/Mo ratio in MoSix, with a desirable Mo ratio, is obtained at a substrate temperature of 100°C. At this temperature, the spec.
ular) IBt is obtained. The bulk resistance of 120 μΩ-C- is twice that of W Si, but the adhesion is excellent. Additionally, the process temperature is approximately 20°C lower than that of WSix.
0° C. lower, which makes it possible to apply it to lift-off techniques.
プラスチックまたはその他の非耐熱せい材ｖｌ上のコン
フォーマルメタライゼーション（非ＲＴＰ）が、１２０
程度の温度で蒸着される。Conformal metallization (non-RTP) on plastic or other non-refractory materials vl
It is deposited at a temperature of about
本発明を特定の実施例によって説明してきたが、多くの
変形や修正が可能である。Although the invention has been described in terms of specific embodiments, many variations and modifications are possible.
第１図は、ＲＴＰ抵抗（μΩ−ｅ１１ ）、Ｓ ｉ／
Ｍ 。
比および蒸着速度（オングストローム７分）対蒸着温度
のグラフである。
蒸着条件：Ｏ，Ｚ５’ｆ−−ル、４．３ｓｃｃｍＭｏＦ
ｓ、１００ＳＣＣ端ＳｉＨ，；
基板： 熱オキサイド−黒塗りマーク
未ドープ・ポリシリコン／オキサイド
−白抜きマーク
第２図は、ＲＴＰ抵抗（μΩ−ｃｍ）、Ｓｉ７Ｍ。
比および蒸着速度オングストローム７分）対蒸着温度の
グラフである。
蒸着条件ＩＯ，Ｚ８’ｔ−−ル、３．４８ｅｃｍＭ ｏ
Ｆ ＊、１３５ＳＣｅ蹟５ｉ１１４：
基板： 熱オキサイド−黒塗りマーク
未ドープ・ポリシリコン／オキサイド
−白抜きマーク
第３図は、ＲＴＰ抵抗（μΩ−ｃＩＩ＋）、Ｓｉ７Ｍ。
比および蒸着速度（オングストローム７分）対ＭｏＦ、
流速（ｓｅａｍ）のグラフである。
蒸着条件： ０．２５トール、１５０℃、１００ｓｅｃ
ｉＳ ｉ ｔｌ ４ ；
基板： 熱オキサイド
特許出願人 パリアン・アソシェイッ・インコーホレイ
テッド
代理人 弁理士 竹内澄夫 他２名
居、五羞屓 ・Ｃ
Ｉ６２Figure 1 shows the RTP resistance (μΩ-e11), Si/
M. 2 is a graph of ratio and deposition rate (Angstroms 7 minutes) versus deposition temperature. Vapor deposition conditions: O, Z5'f--le, 4.3 sccmMoF
s, 100 SCC edge SiH; Substrate: Thermal oxide - black mark Undoped polysilicon/oxide - open mark Figure 2 shows RTP resistance (μΩ-cm), Si7M. Figure 2 is a graph of deposition rate (Angstrom 7 min) versus deposition temperature. Vapor deposition conditions IO, Z8't--ru, 3.48 ecmMo
F*, 135SCe5i114: Substrate: Thermal oxide - black marks Undoped polysilicon/oxide - open marks Figure 3 shows RTP resistance (μΩ-cII+), Si7M. ratio and deposition rate (Angstrom 7 min) vs. MoF,
It is a graph of flow velocity (seam). Vapor deposition conditions: 0.25 Torr, 150°C, 100sec
iS i tl 4 ; Substrate: Thermal oxide Patent applicant: Parian Associated Incorporated, agent: Patent attorney: Sumio Takeuchi and 2 others, Gohan, CI62
Claims (1)
るための、以下の工程から成る方法：（ａ）壁が冷却さ
れている反応器内において、基板を約４０℃から約５０
０℃までの温度に維持する工程： （ｂ）ＭｏＦ＿６、ＷＦ＿６、ＴａＣｌ＿５およびＴｉ
Ｃｌ＿４から成る群から選択した金属化合物と、ＳｉＨ
＿４およびＳｉ＿２Ｈ＿６から成る群から選択したシリ
コン化合物とを同時に反応器内に導入する工程であり、
前記金属化合物がＷＦ＿６、ＴａＣｌ＿５またはＴｉＣ
ｌ＿４であるときにシリコン化合物がＳｉ＿２Ｈ＿６で
あり約２．３以下のシリコン対金属比を有するメタルシ
リサイドが前記基板上に蒸着される、ところの工程。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された方法であって： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ３、特許請求の範囲第１項に記載された方法であって： 金属化合物がＭｏＦ＿６であり、シリコン化合物がＳｉ
Ｈ＿４であり、かつ温度が約９０℃から約１７０℃まで
の間である： ところの方法。 ４、特許請求の範囲第３項に記載された方法であって： 前記温度が約１２０℃から約１６０℃までの間である： ところの方法。 ５、特許請求の範囲第３項に記載された方法であって： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ６、特許請求の範囲第４項に記載された方法であつて： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ７、特許請求の範囲第１項に記載された方法であって： 金属化合物がＭｏＦ＿６であり、シリコン化合物がＳｉ
＿２Ｈ＿６であり、かつ温度が約４０℃から約９０℃ま
での間である： ところの方法。 ８、特許請求の範囲第７項に記載された方法であって： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ９、特許請求の範囲第１項に記載された方法であって： 金属化合物がＷＦ＿６であり、かつ温度が約１８０℃か
ら約２５０℃までの間である： ところの方法。 １０、特許請求の範囲第９項に記載された方法であって
： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 １１、特許請求の範囲第１項に記載された方法であって
： 金属化合物がＴａＣｌ＿５またはＴｉＣｌ＿４であり、
かつ温度が約３５０℃から約５００℃までの間である： ところの方法。 １２、特許請求の範囲第９項に記載された方法であって
： 前記温度が約３５０℃から約４００℃までの間である： ところの方法。 １３、特許請求の範囲第１１項に記載された方法であっ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 １４、特許請求の範囲第１２項に記載された方法であっ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 １５、特許請求の範囲第１項に記載された方法であつて
： 前記金属化合物が、約２ｓｃｃｍから約１０ｓｃｃｍの
流速で反応器内へと導入され： シリコン化合物が、約１５ｓｃｃｍから約１４５ｓｃｃ
ｍの流速で反応器内へと導入される：ところの方法。 １６、特許請求の範囲第１項に記載された方法であって
： シリコン対金属比が、約１．７から約２．３であるとこ
ろの方法。 １７、低圧下で基板上にモリブデンシリサイド膜を低圧
蒸着するための、以下の工程から成る方法： （ａ）壁が冷却されている反応器内において、基板を約
４０℃から約１７０℃までの温度に維持する工程： （ｂ）約２ｓｃｃｍから約１０ｓｃｃｍの流速でＭｏＦ
＿６を、かつ約１５ｓｃｃｍから約１４５ｓｃｃｍの流
速でＳｉＨ＿４およびＳｉ＿２Ｈ＿５から成る群から選
択したシリコン化合物を同時に反応器内に導入する工程
であり、約２．３以下のシリコン対モリブデン比を有す
るモリブデンシリサイド膜が前記基板上に蒸着される、
ところの工程。 １８、特許請求の範囲第１７項に記載された方法であっ
て： シリコン化合物がＳｉＨ＿４であり、かつ温度が約９０
℃から約１７０℃までの間である： ところの方法。 １９、特許請求の範囲第１８項に記載された方法であつ
て： 前記温度が約１２０℃から約１６０℃までの間である： ところの方法。 ２０、特許請求の範囲第１７項に記載された方法であっ
て： シリコン化合物がＳｉ＿２Ｈ＿６であり、かつ温度が約
４０℃から約９０℃までの間である： ところの方法。 ２１、特許請求の範囲第１７項に記載された方法であっ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ２２、特許請求の範囲第１８項に記載された方法であつ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ２３、特許請求の範囲第１９項に記載された方法であつ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ２４、特許請求の範囲第２０項に記載された方法であっ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ２５、特許請求の範囲第１７項に記載された方法であつ
て： シリコン対モリブデン比が、約１．７から約２．３であ
る： ところの方法。 ２６、低圧下で基板上にモリブデンシリサイド膜を低圧
蒸着するための、以下の工程から成る方法： （ａ）壁が冷却されている反応器内において、基板を約
９０℃から約１７０℃までの温度に維持する工程： （ｂ）約２３ｓｃｃｍから約１０ｓｃｃｍの流速でＭｏ
Ｆ＿６を、かつ約１５ｓｃｃｍから約１４５ｓｃｃｍの
流速でＳｉＨ＿４を同時に反応器内に導入する工程であ
り、約２．３以下のシリコン対モリブデン比を有するモ
リブデンシリサイド膜が前記基板上に蒸着される、とこ
ろの工程。 ２７、特許請求の範囲第２６項に記載された方法であっ
て： 前記温度が約１２０℃から約１６０℃までの間である： ところの方法。 ２８、特許請求の範囲第２６項に記載された方法であっ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ２９、特許請求の範囲第２７項に記載された方法であっ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記基板が反応器内でＨ＿２プラ
ズマ処理を受ける： ところの方法。 ３０、特許請求の範囲第２６項に記載された方法であっ
て： シリコン対モリブデン比が、約１．７から約２．３であ
る： ところの方法。 ３１、特許請求の範囲第２７項に記載された方法であっ
て： シリコン対モリブデン比が、約１．７から約２．３であ
る： ところの方法。 ３２、低圧下で基板上にモリブデンシリサイド膜を低圧
蒸着するための、以下の工程から成る方法： （ａ）壁が冷却されている反応器内において、基板を約
９０℃から約１７０℃までの温度に維持する工程： （ｂ）前記基板をＨ＿２プラズマで処理する工程： （ｃ）約２ｓｃｃｍから約１０ｓｃｃｍの流速でＭｏＦ
＿６を、かつ約１５ｓｃｃｍから約１４５ｓｃｃｍの流
速でＳｉＨ＿４を同時に反応器内に導入する工程であり
、約２．３以下のシリコン対モリブデン比を有するモリ
ブデンシリサイド膜が前記基板上に蒸着される、ところ
の工程。 ３３、特許請求の範囲第３２項に記載された方法であっ
て： 前記温度が約１２０℃から約１６０℃までの間である： ところの方法。 ３４、特許請求の範囲第３２項に記載された方法であっ
て： 工程（ｂ）に先立ち、前記反応器が浄化される：ところ
の方法。 ３５、特許請求の範囲第３２項に記載された方法であつ
て： シリコン対モリブデン比が、約１．７から約２．３であ
る： ところの方法。 ３６、特許請求の範囲第３３項に記載された方法であっ
て： シリコン対モリブデン比が、約１．７から約２．３であ
る： ところの方法。[Claims] 1. A method for low-pressure deposition of a metal silicide film on a substrate under low pressure, comprising the following steps: (a) A substrate is heated at about 40° C. in a reactor with cooled walls. Approximately 50 from
Maintaining temperature up to 0°C: (b) MoF_6, WF_6, TaCl_5 and Ti
a metal compound selected from the group consisting of Cl_4 and SiH
_4 and a silicon compound selected from the group consisting of Si_2H_6 are simultaneously introduced into the reactor,
The metal compound is WF_6, TaCl_5 or TiC
wherein the silicon compound is Si_2H_6 and a metal silicide having a silicon to metal ratio of about 2.3 or less is deposited on the substrate. 2. The method according to claim 1, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 3. The method described in claim 1, wherein the metal compound is MoF_6 and the silicon compound is Si.
H_4 and the temperature is between about 90°C and about 170°C. 4. The method according to claim 3, wherein: the temperature is between about 120°C and about 160°C. 5. The method according to claim 3, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 6. The method according to claim 4, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 7. The method according to claim 1, wherein the metal compound is MoF_6 and the silicon compound is Si
_2H_6 and the temperature is between about 40°C and about 90°C. 8. The method according to claim 7, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 9. The method according to claim 1, wherein the metal compound is WF_6 and the temperature is between about 180°C and about 250°C. 10. The method according to claim 9, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 11. The method according to claim 1, wherein the metal compound is TaCl_5 or TiCl_4,
and the temperature is between about 350°C and about 500°C. 12. The method according to claim 9, wherein: the temperature is between about 350°C and about 400°C. 13. The method according to claim 11, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 14. The method according to claim 12, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 15. The method of claim 1, wherein: the metal compound is introduced into the reactor at a flow rate of about 2 sccm to about 10 sccm; and the silicon compound is introduced into the reactor at a flow rate of about 15 sccm to about 145 sccm.
Introduced into the reactor at a flow rate of m: this method. 16. The method of claim 1, wherein: the silicon to metal ratio is from about 1.7 to about 2.3. 17. A method for low-pressure deposition of a molybdenum silicide film on a substrate under low pressure, comprising the following steps: (a) In a reactor with cooled walls, the substrate is heated from about 40°C to about 170°C. Maintaining the temperature: (b) MoF at a flow rate of about 2 sccm to about 10 sccm
simultaneously introducing into the reactor a silicon compound selected from the group consisting of SiH_4 and Si_2H_5 at a flow rate of about 15 sccm to about 145 sccm, the molybdenum silicide film having a silicon to molybdenum ratio of about 2.3 or less is deposited on the substrate,
However, the process. 18. The method according to claim 17, wherein: the silicon compound is SiH_4, and the temperature is about 90°C.
℃ to about 170℃: Method. 19. The method according to claim 18, wherein: the temperature is between about 120°C and about 160°C. 20. The method according to claim 17, wherein: the silicon compound is Si_2H_6, and the temperature is between about 40°C and about 90°C. 21. The method according to claim 17, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 22. The method according to claim 18, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 23. The method according to claim 19, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 24. The method according to claim 20, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 25. The method according to claim 17, wherein: the silicon to molybdenum ratio is from about 1.7 to about 2.3. 26. A method for low-pressure deposition of a molybdenum silicide film on a substrate under low pressure, comprising the following steps: (a) In a reactor with cooled walls, the substrate is heated from about 90°C to about 170°C. (b) Mo at a flow rate of about 23 sccm to about 10 sccm.
simultaneously introducing F_6 and SiH_4 into the reactor at a flow rate of about 15 sccm to about 145 sccm, wherein a molybdenum silicide film having a silicon to molybdenum ratio of about 2.3 or less is deposited on the substrate. process. 27. The method of claim 26, wherein: the temperature is between about 120°C and about 160°C. 28. The method according to claim 26, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 29. The method according to claim 27, wherein: prior to step (b), the substrate is subjected to H_2 plasma treatment in a reactor. 30. The method of claim 26, wherein: the silicon to molybdenum ratio is from about 1.7 to about 2.3. 31. The method of claim 27, wherein: the silicon to molybdenum ratio is from about 1.7 to about 2.3. 32. A method for low pressure deposition of a molybdenum silicide film on a substrate under low pressure, comprising the following steps: (a) In a reactor with cooled walls, the substrate is heated from about 90°C to about 170°C. (b) Treating the substrate with H_2 plasma: (c) MoF at a flow rate of about 2 sccm to about 10 sccm.
_6 and SiH_4 at a flow rate of about 15 sccm to about 145 sccm simultaneously into the reactor, and a molybdenum silicide film having a silicon to molybdenum ratio of about 2.3 or less is deposited on the substrate. process. 33. The method of claim 32, wherein: the temperature is between about 120°C and about 160°C. 34. The method according to claim 32, wherein: prior to step (b), the reactor is cleaned. 35. The method according to claim 32, wherein: the silicon to molybdenum ratio is from about 1.7 to about 2.3. 36. The method of claim 33, wherein: the silicon to molybdenum ratio is from about 1.7 to about 2.3.
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