JPS63128622A - 化学蒸着方法および装置 - Google Patents
化学蒸着方法および装置Info
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- JPS63128622A JPS63128622A JP25003487A JP25003487A JPS63128622A JP S63128622 A JPS63128622 A JP S63128622A JP 25003487 A JP25003487 A JP 25003487A JP 25003487 A JP25003487 A JP 25003487A JP S63128622 A JPS63128622 A JP S63128622A
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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
- C23C16/06—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 deposition of metallic material
- C23C16/18—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 deposition of metallic material from metallo-organic compounds
-
- 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
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- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ ）法および
これを実施するための装置（セル）に関する。
これを実施するための装置（セル）に関する。
金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ ）法は、半導体（たと
えば、ガリウム・ひ素化物、カドミウム・水銀・テルル
化物）のような材料の層を、これと類似もしくは異種の
材質の基板上に蒸着させる方法である。このような方法
は、加熱された基板の直上に配置された容器またはセル
中での試薬ガスの化学的解離（普通は熱的解離）によっ
て行なうことが知られている。１つの公知の装置におい
ては、試薬ガス混合物は、望みの層を形成するために必
要な元素と共にキャリアガスを含有する。このガス混合
物中には、適当な金属有機化合物が得られない元素の水
素化物も含まれている。この公知方法においては、容器
の形のセル内に基板を配置し、セル中にガス混合物を通
し、基板上で蒸着を起こさせる。基板を、試薬分子が熱
的解離を起こすのく十分な高温に保持する。この過程で
望みの元素の自由原子が放出され基板表面で化合して望
みの層を形成する。
えば、ガリウム・ひ素化物、カドミウム・水銀・テルル
化物）のような材料の層を、これと類似もしくは異種の
材質の基板上に蒸着させる方法である。このような方法
は、加熱された基板の直上に配置された容器またはセル
中での試薬ガスの化学的解離（普通は熱的解離）によっ
て行なうことが知られている。１つの公知の装置におい
ては、試薬ガス混合物は、望みの層を形成するために必
要な元素と共にキャリアガスを含有する。このガス混合
物中には、適当な金属有機化合物が得られない元素の水
素化物も含まれている。この公知方法においては、容器
の形のセル内に基板を配置し、セル中にガス混合物を通
し、基板上で蒸着を起こさせる。基板を、試薬分子が熱
的解離を起こすのく十分な高温に保持する。この過程で
望みの元素の自由原子が放出され基板表面で化合して望
みの層を形成する。
公知の方法およびセルの場合、現実の蒸着過程が不可避
的にこの高温で進行するため、種々の望ましくない影響
が生ずる。第一に１組成の異なる層間で過剰な相互拡散
が起き易いので、ある種の材料たとえばカドミウム・チ
ルライドと水銀・チルライドとの間で界面の明瞭な（急
峻な）接合を行なうことができなくなる。第二に１層を
構成する元素の１つが高い蒸気圧を持つ場合には、この
元素が層から失なわれないようにするために試薬ガス混
合物はこの元素を過剰に含有していなければならない。
的にこの高温で進行するため、種々の望ましくない影響
が生ずる。第一に１組成の異なる層間で過剰な相互拡散
が起き易いので、ある種の材料たとえばカドミウム・チ
ルライドと水銀・チルライドとの間で界面の明瞭な（急
峻な）接合を行なうことができなくなる。第二に１層を
構成する元素の１つが高い蒸気圧を持つ場合には、この
元素が層から失なわれないようにするために試薬ガス混
合物はこの元素を過剰に含有していなければならない。
たとえば、ガリウム・砒素中の砒素やカドミウム水銀チ
ルライド中の水銀については上記のようにしてその損失
を防止しなければならない。第三に、ある種の基板は高
温で熱分解してしまうのでこのような従来の方法で蒸着
を行なうことはできない。第四に、基板の温度が高いと
、場合によっては基板の直近に望ましくない副生物が形
成されて蒸着層中に含有されるので、蒸着層の特性が劣
化する。
ルライド中の水銀については上記のようにしてその損失
を防止しなければならない。第三に、ある種の基板は高
温で熱分解してしまうのでこのような従来の方法で蒸着
を行なうことはできない。第四に、基板の温度が高いと
、場合によっては基板の直近に望ましくない副生物が形
成されて蒸着層中に含有されるので、蒸着層の特性が劣
化する。
本発明は、基板上に蒸着させられる物質を含有する材料
を熱的に解離させて該物質を遊離させる蒸着方法におい
て、この熱的な解離を行なう場所が蒸着を行なう場所か
ら空間的に離れている蒸着方法を提供する。
を熱的に解離させて該物質を遊離させる蒸着方法におい
て、この熱的な解離を行なう場所が蒸着を行なう場所か
ら空間的に離れている蒸着方法を提供する。
本発明は、基板上に蒸着させられる物質を含有する材料
を熱的に解離させて該物質を遊離させる蒸着方法におい
て、基板を解離の起こる温度よシも実質的に低い温度に
保持する蒸着方法を提供する。
を熱的に解離させて該物質を遊離させる蒸着方法におい
て、基板を解離の起こる温度よシも実質的に低い温度に
保持する蒸着方法を提供する。
本発明は、相対的に低い温度の領域に隣接して相対的に
高い温度の領域を形成する工程、蒸着を行なう基板を該
相対的に低い温度の領域に配置する工程、および少なく
とも蒸着させられる元素の金属有機化合物を含有する所
定のガス状の材料を供給する工程を含んで成り、該相対
的に高い温度が、該ガス状の材料の熱的解離を起こさせ
ることによって該相対的に低い温度の領域の基板で蒸着
する元素を遊離させるのに十分である金属有機化学蒸着
の方法を提供する。
高い温度の領域を形成する工程、蒸着を行なう基板を該
相対的に低い温度の領域に配置する工程、および少なく
とも蒸着させられる元素の金属有機化合物を含有する所
定のガス状の材料を供給する工程を含んで成り、該相対
的に高い温度が、該ガス状の材料の熱的解離を起こさせ
ることによって該相対的に低い温度の領域の基板で蒸着
する元素を遊離させるのに十分である金属有機化学蒸着
の方法を提供する。
本発明は、基板上に蒸着させられる物質を含有する材料
を熱的に解離させて該物質を遊離させる化学蒸着装置に
おいて、熱的解離が起こる第１領域を構成する手段、蒸
着が起こる第２領域を構成する手段、および該第１領域
の温度が該第２領域の温度よりも実質的に高くなるよう
に各領域の温度を制御する温度制御手段を含んで成る化
学蒸着装置を提供する。
を熱的に解離させて該物質を遊離させる化学蒸着装置に
おいて、熱的解離が起こる第１領域を構成する手段、蒸
着が起こる第２領域を構成する手段、および該第１領域
の温度が該第２領域の温度よりも実質的に高くなるよう
に各領域の温度を制御する温度制御手段を含んで成る化
学蒸着装置を提供する。
本発明は、所定の形状および寸法を有する容器、該容器
内にあって蒸着を行なう基板を保持するキャリア、該容
器内にあって該キャリアから空間的に離れているサセプ
タ、該サセプタを該キャリアよシも実質的に高い温度に
保持するように該キャリアおよび該サセプタの各々の温
度を制御する温度制御装置、および蒸着させられる元素
の金属有機化合物を含有する試薬ガス混合物を該サセプ
タの領域に送り込む手段を含んで成り、該サセプタの温
度が、該試薬ガス混合物の熱的解離を起こさせて、該基
板の表面で結合する望みの元素の自由原子を遊離させる
金属有機化学蒸着用反応セルを提供する。
内にあって蒸着を行なう基板を保持するキャリア、該容
器内にあって該キャリアから空間的に離れているサセプ
タ、該サセプタを該キャリアよシも実質的に高い温度に
保持するように該キャリアおよび該サセプタの各々の温
度を制御する温度制御装置、および蒸着させられる元素
の金属有機化合物を含有する試薬ガス混合物を該サセプ
タの領域に送り込む手段を含んで成り、該サセプタの温
度が、該試薬ガス混合物の熱的解離を起こさせて、該基
板の表面で結合する望みの元素の自由原子を遊離させる
金属有機化学蒸着用反応セルを提供する。
以下に添付図面を参照して本発明の金属有機化学蒸着（
ＭＯＣＶＤ ）方法および金属有機化学蒸着を行なうた
めの装置を更に詳しく説明する。
ＭＯＣＶＤ ）方法および金属有機化学蒸着を行なうた
めの装置を更に詳しく説明する。
図に示した装置は、ガス流入口１２とガス流出口１４と
を有する容器あるいはセル１０を含んで成る。ガス流入
口および流出口は、ガスを外部へ漏らさず且つ外部雰囲
気の侵入を防止するように設計されている。流入口と流
出口に適当な制御ノ４ルプを組込んでもよい。
を有する容器あるいはセル１０を含んで成る。ガス流入
口および流出口は、ガスを外部へ漏らさず且つ外部雰囲
気の侵入を防止するように設計されている。流入口と流
出口に適当な制御ノ４ルプを組込んでもよい。
セル１０の中に、キャリア１６とサセプタ１８が配置さ
れておシ、各々温度制御装置２０．２２を伴っている。
れておシ、各々温度制御装置２０．２２を伴っている。
温度制御装置は、各々キャリアとサセプタの温度を場合
に応じて制御することが目的であり、適当な形で加熱手
段および冷却手段を組込んであってもよい。加熱手段と
しては高周波誘導加熱、赤外線照射加熱、あるいは抵抗
加熱が適しているが、これら以外の加熱手段を用いるこ
ともできる。冷却手段としては、たとえば水冷やガス冷
却が適しているが、やはりこれら以外の冷却手段を用い
ることもできる。
に応じて制御することが目的であり、適当な形で加熱手
段および冷却手段を組込んであってもよい。加熱手段と
しては高周波誘導加熱、赤外線照射加熱、あるいは抵抗
加熱が適しているが、これら以外の加熱手段を用いるこ
ともできる。冷却手段としては、たとえば水冷やガス冷
却が適しているが、やはりこれら以外の冷却手段を用い
ることもできる。
蒸着を行なう基板を、図に示したキャリア１６上のＡの
位置に配置する。実際には、複数の基板を配置して同時
に蒸着を行なってもよい。
位置に配置する。実際には、複数の基板を配置して同時
に蒸着を行なってもよい。
キャリア１６とサセプタ１８をそれぞれの温度制御装置
２０と２２によって所定温度に保持するように制御する
。サセプタ１８はキャリア１６よりかなシ高温にする。
２０と２２によって所定温度に保持するように制御する
。サセプタ１８はキャリア１６よりかなシ高温にする。
次に、ガス流入口１２から試薬ガス混合物を導入する。
試薬ガス混合物は。
基板上に望みの層を形成するのに必要な元素の金属有機
化合物を（適当な金属有機化合物が得られない元素は水
素化物の形で）含有し、更にキャリアガスも含有しても
よい。サセプタ１８は必要な元素の自由原子あるいは自
由分子を形成する熱的解離が起るのに十分な高温に保持
されておシ、試薬ガスがサセプタ１８上で熱分解するこ
とによって本方法の過程が進行する。キャリア１６の温
度は一般的には（必ずしも必要ではないが）上記のよう
な熱的解離が起きない温度に保持される。このようにし
て形成された自由原子あるいは自由分子は、温度が低い
キャリア１６および基板Ａに向かって拡散し、基板Ａ上
で化合して望みの材質層を形成する。キャリア１６およ
びサセプタ１８の温度と熱的解離とが組み合わさりて、
流入口から流出口へ向かうガス流の方向に垂直な温度お
よび濃度の勾配が形成され、自由原子および自由分子は
これらの勾配を下って拡散してキャリア１６および基板
Ａに達する。
化合物を（適当な金属有機化合物が得られない元素は水
素化物の形で）含有し、更にキャリアガスも含有しても
よい。サセプタ１８は必要な元素の自由原子あるいは自
由分子を形成する熱的解離が起るのに十分な高温に保持
されておシ、試薬ガスがサセプタ１８上で熱分解するこ
とによって本方法の過程が進行する。キャリア１６の温
度は一般的には（必ずしも必要ではないが）上記のよう
な熱的解離が起きない温度に保持される。このようにし
て形成された自由原子あるいは自由分子は、温度が低い
キャリア１６および基板Ａに向かって拡散し、基板Ａ上
で化合して望みの材質層を形成する。キャリア１６およ
びサセプタ１８の温度と熱的解離とが組み合わさりて、
流入口から流出口へ向かうガス流の方向に垂直な温度お
よび濃度の勾配が形成され、自由原子および自由分子は
これらの勾配を下って拡散してキャリア１６および基板
Ａに達する。
使用済のガスは流出口１４を通って抽出される。
全過程の現実の制御は、キャリア１６およびサセプタ１
８の温度とセル内を流れる試薬ガス混合物の速度および
組成とを変化させてみて決定する。
８の温度とセル内を流れる試薬ガス混合物の速度および
組成とを変化させてみて決定する。
更に制御を行なうには、セル自体の寸法・形状を変化さ
せてみる。これによりて特にサセプタとキャリアの間の
自由空間が影響される。
せてみる。これによりて特にサセプタとキャリアの間の
自由空間が影響される。
上記の方法およびセル構造においては、基板Ａの上に望
みの材質層を現実に蒸着させる温度は、解離あるいは熱
分解の反応が進行する温度よシも実質的に低い。基板を
試薬ガスの熱的解離を起こすのに十分な高温に保持した
公知の方法およびセルとはこの点で異なる。
みの材質層を現実に蒸着させる温度は、解離あるいは熱
分解の反応が進行する温度よシも実質的に低い。基板を
試薬ガスの熱的解離を起こすのに十分な高温に保持した
公知の方法およびセルとはこの点で異なる。
本発明の方法およびセルにおいては、熱分解反芯の温度
より実質的に低い温度で蒸着過程が進行するので、前記
の従来技術の問題点が克服できる。
より実質的に低い温度で蒸着過程が進行するので、前記
の従来技術の問題点が克服できる。
図は１本発明の方法に用い、本発明に従りた装置に含ま
れるセルを模式的に示す横断面図である。 １０：セル、１２：ガス流入０．１４：、ｆ／ス流出口
、１６ニキヤリア、１８：サセプタ、２０゜２２＝温度
制御装置、Ａ：基板。
れるセルを模式的に示す横断面図である。 １０：セル、１２：ガス流入０．１４：、ｆ／ス流出口
、１６ニキヤリア、１８：サセプタ、２０゜２２＝温度
制御装置、Ａ：基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板（Ａ）上に蒸着される物質を含有する材料を熱
的解離させて該物質を遊離させる工程を含んで成る化学
蒸着方法において、該熱的解離の場所が該蒸着の場所か
ら空間的に離れていることを特徴とする化学蒸着方法。 ２、前記基板（Ａ）を前記解離の起こる温度よりも実質
的に低い温度に保持することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の化学蒸着方法。 ３、相対的に低い温度の領域に隣接して相対的に高い温
度の領域を形成する工程、前記基板（Ａ）を該相対的に
低い温度の領域に配置する工程、該基板（Ａ）上に蒸着
される前記物質を含有する前記材料を該相対的に高い温
度の領域に供給する工程、および該物質の前記解離によ
って遊離した元素が該基板（Ａ）にまで進行するのを補
助するために該相対的に高い温度の領域と該相対的に低
い温度の領域との間に熱的勾配を形成する工程を含んで
成ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の化学
蒸着方法。 ４、前記元素が前記基板（Ａ）にまで進行するのを補助
するために濃度勾配を形成する工程を更に含んで成るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の化学蒸着方
法。 ５、前記材料がガス状の材料であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記
載の化学蒸着方法。 ６、前記材料が前記物質を構成する１種または２種以上
の元素の金属有機化合物を含有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記
載の化学蒸着方法。 ７、基板（Ａ）上に蒸着される物質を含有する材料を熱
的解離させて該物質を遊離させる工程を含んで成る化学
蒸着方法を行なうための化学蒸着装置であって、該物質
を遊離するために所定の材料の該熱的解離が内部で起こ
る容器（１０）を含んで成る化学蒸着装置において、該
容器（１０）が該熱的解離の起こる第１領域と該蒸着が
起こる第２領域とを含むこと、および該第１領域の温度
が該第２領域の温度よりも実質的に高くなるようにこれ
ら２つの領域の温度をそれぞれ制御する温度制御装置（
２０、２２）を有することを特徴とする化学蒸着装置。 ８、２つの前記領域が密閉された同一の前記容器（１０
）の異なる部分であることを特徴とする特許請求の範囲
第７項記載の化学蒸着装置。 ９、前記第１領域にサセプタ（１８）を、および前記第
２領域に前記基板（Ａ）を保持するキャリア（１６）を
具備することを特徴とする特許請求の範囲第７項または
第８項記載の化学蒸着装置。 １０、前記材料がガス状の材料であり、該材料を流入さ
せるガス流入口（１２）と該材料を流出させるガス流出
口（１４）とを具備することを特徴とする特許請求の範
囲第７項から第９項までのいずれか１項に記載の化学蒸
着装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08624006A GB2196019A (en) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | Metalorganic chemical vapour deposition |
| GB8624006 | 1986-10-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128622A true JPS63128622A (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=10605355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25003487A Pending JPS63128622A (ja) | 1986-10-07 | 1987-10-05 | 化学蒸着方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63128622A (ja) |
| DE (1) | DE3733499A1 (ja) |
| GB (1) | GB2196019A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IN177541B (ja) * | 1990-06-29 | 1997-02-08 | Geoffrey Norman Pain | |
| US5304248A (en) * | 1990-12-05 | 1994-04-19 | Applied Materials, Inc. | Passive shield for CVD wafer processing which provides frontside edge exclusion and prevents backside depositions |
| KR100243784B1 (ko) * | 1990-12-05 | 2000-02-01 | 조셉 제이. 스위니 | 웨이퍼의 전방부 모서리와후방부에서의 증착을 방지하는 cvd웨이퍼 처리용 수동 실드 |
| US5328722A (en) * | 1992-11-06 | 1994-07-12 | Applied Materials, Inc. | Metal chemical vapor deposition process using a shadow ring |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL256300A (ja) * | 1959-05-28 | 1900-01-01 | ||
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