[go: up one dir, main page]

JPS6313323A - Manufacture of thin film and device therefor - Google Patents

Manufacture of thin film and device therefor

Info

Publication number
JPS6313323A
JPS6313323A JP15609986A JP15609986A JPS6313323A JP S6313323 A JPS6313323 A JP S6313323A JP 15609986 A JP15609986 A JP 15609986A JP 15609986 A JP15609986 A JP 15609986A JP S6313323 A JPS6313323 A JP S6313323A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
temperature
compound
aluminum
raw material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15609986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Natsuki Yokoyama
夏樹 横山
Yoshio Honma
喜夫 本間
Takashi Nishida
西田 高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP15609986A priority Critical patent/JPS6313323A/en
Publication of JPS6313323A publication Critical patent/JPS6313323A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To efficiently form a thin film of good quality at high speed by a method wherein the surface of a substrate only is brought to the thermal decomposition temperature or above at which a compound thin film constituent element is precipitated, and the temperature of the inner wall part and the like of a reaction chamber is controlled in such a manner that it will be maintained within the temperature range between the temperature at which said compound is not condensed and the lower temperature limit or less at which the thin film constituent element is precipitated. CONSTITUTION:Warm air of 45 deg.C is circulated in a heat retaining chamber 9, and raw material containers 1a-1d, the triisobutyle aluminum 2a and 2b contained in said raw material containers, and raw material introducing tubes 10a-10d are maintained at the temperature of 45 deg.C. Also, a part of the inner wall of a reaction chamber 4 is maintained at the temperature of 45 deg.C by circulating the warm water 3a-3h of 45 deg.C. After the reaction chamber 4 has been evacuated to 1-10<-6> Torr using an exhaust system 8, the surfaces of substrates 6a-6h are heated up to 260 deg.C by the heater built-in in a susceptor. The shutting-off valves provided on the raw material introducing tubes 10a-10d are opened, the TIBA 2a-2d which are evaporated at 45 deg.C are introduced into the reaction chamber 4 from raw material introducing holes 11a and 11d, and aluminum is deposited on the substrates 6a-6h. As a result, the speed of deposition of a thin film can be increased, and a flat thin film of good quality and high purity can be manufactured easily.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜を構成する元素を含む炭化水素系の有機
化合物もしくは無機化合物を原料として薄膜を製造する
方法および装置に係り、特にAn。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for producing a thin film using a hydrocarbon-based organic compound or an inorganic compound containing elements constituting the thin film as a raw material, and particularly relates to a method and an apparatus for producing a thin film using a hydrocarbon-based organic compound or an inorganic compound containing elements constituting the thin film.

Ga、As、Ti、Siなどの原子とアルキル、アリル
、アリール基などの炭化水素基とが結合した有機化合物
を用い、化学気相成長法または減圧化学気相成長法もし
くは分子線エピタキシー法によって、上記の元素を含む
良質の薄膜を、高速で効率よく堆積させる方法およびそ
れを実施するに好適な装置に関する。
Using an organic compound in which atoms such as Ga, As, Ti, and Si are bonded to hydrocarbon groups such as alkyl, allyl, and aryl groups, by chemical vapor deposition, low pressure chemical vapor deposition, or molecular beam epitaxy, The present invention relates to a method for efficiently depositing a high-quality thin film containing the above elements at high speed, and an apparatus suitable for carrying out the method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

薄膜の構成元素を含む化合物として、例えば有機アルミ
ニウム化合物を原料とし、減圧化学気相成長法(LPC
VD法)によりアルミニウム薄膜を製造する方法によれ
ば、高純度でカバレッジの優れたアルミニウム薄膜の形
成が可能である。
As a compound containing the constituent elements of the thin film, for example, an organic aluminum compound is used as a raw material, and low pressure chemical vapor deposition (LPC) is used.
According to the method of manufacturing an aluminum thin film using the VD method (VD method), it is possible to form an aluminum thin film with high purity and excellent coverage.

そのため、微細化された半導体装置の配線アルミニウム
薄膜の形成などに応用するためのLPCVD法ならびに
装置などの研究開発が盛んに進められている。従来の有
機アルミニウム化合物の一種であるトリイソブチルアル
ミニウム(TIBA)を原料として、アルミニウム薄膜
を形成するLPCVD法ならびに装置については、例え
ば特開昭54−163793号公報およびソリッド ス
テート テクノロジー12月号(1982年)第62頁
から第65頁(Solid 5tate Techno
logy、 December (1982) pp6
2〜65〕において提案されている。これらのLPCV
D法および装置においては、いずれも反応容器を外部か
ら加熱してTIBAの分解温度以上に保持してアルミニ
ウムの堆積を行っているために、アルミニウムの分解反
応容器の内壁などの不必要な部分にアルミニウムの多く
が析出して付着し、必要とする基板上への堆積が少なく
、アルミニウムの堆積速度が大幅に低下し、その堆積効
率が極めて悪いという欠点があった。
Therefore, research and development of LPCVD methods and devices for application to the formation of wiring aluminum thin films for miniaturized semiconductor devices, etc., is actively progressing. Regarding the LPCVD method and apparatus for forming aluminum thin films using triisobutylaluminum (TIBA), which is a type of conventional organic aluminum compound, as a raw material, see, for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 163793/1983 and Solid State Technology December issue (1982). ) pages 62 to 65 (Solid 5tate Techno
logy, December (1982) pp6
2-65]. These LPCVs
In method D and apparatus, aluminum is deposited by heating the reaction vessel from the outside and keeping it above the decomposition temperature of TIBA, so that unnecessary parts such as the inner wall of the aluminum decomposition reaction vessel are This method has disadvantages in that much of the aluminum is precipitated and adheres, and the amount of aluminum deposited on the required substrate is small, the aluminum deposition rate is significantly reduced, and the deposition efficiency is extremely poor.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来のLPCVD法の代表的なソリッド ステ
ート テクノロジー12月号(1982年)に記載の装
置において、アルミニウムを析出させる基板は反応容器
の外に設けられたヒータにより加熱される。このため、
基板近傍の反応容器の内壁の温度は、TIBAの熱分解
によりアルミニウムが析出される下限温度である約22
0℃以上に設定された基板の表面温度以上の高い温度と
ならざるを得ない。このような加熱構造のLPGVD装
置では、反応容器内に導入される気化したTIBAの大
部分は、基板部に到達する前に、より温度の高い反応容
器の内壁部で熱分解を起こし消費されてしまうという問
題が生じる。また、従来のLPGVD装置においては、
形成されるアルミニウム薄膜はカバレッジが優れていて
純度も極めて高いとされているが、アルミニウムの堆積
速度は、反応容器に導入される気化したTIBAの流量
にはあまり依存せず、高々30nm/分程度に過ぎなか
った。さらに、形成されたアルミニウム薄膜表面が粗く
、微視的に見ると薄膜表面にはかなりの凹凸が生ずると
いう問題があった。このアルミニウム薄膜の平滑性が悪
化するという原因については不明であり、上記従来のT
IBAを原料とするLPCVD法によるアルミニウム薄
膜の製造方法において、表面が十分に平滑なアルミニウ
ム薄膜を得ることは現在不可能であるとされていた。
In the apparatus described in the December issue of Solid State Technology (1982), which is representative of the conventional LPCVD method described above, the substrate on which aluminum is to be deposited is heated by a heater provided outside the reaction vessel. For this reason,
The temperature of the inner wall of the reaction vessel near the substrate is approximately 22°C, which is the lower limit temperature at which aluminum is precipitated by thermal decomposition of TIBA.
The temperature must be higher than the surface temperature of the substrate, which is set at 0° C. or higher. In an LPGVD device with such a heating structure, most of the vaporized TIBA introduced into the reaction vessel undergoes thermal decomposition on the inner wall of the reaction vessel, where the temperature is higher, and is consumed before reaching the substrate. The problem of putting it away arises. In addition, in conventional LPGVD equipment,
The formed aluminum thin film is said to have excellent coverage and extremely high purity, but the aluminum deposition rate does not depend much on the flow rate of vaporized TIBA introduced into the reaction vessel, and is approximately 30 nm/min at most. It was nothing more than Furthermore, there is a problem in that the surface of the formed aluminum thin film is rough, and when viewed microscopically, considerable unevenness occurs on the thin film surface. The cause of this deterioration in the smoothness of the aluminum thin film is unknown, and the conventional T
In the method of manufacturing an aluminum thin film by the LPCVD method using IBA as a raw material, it was currently considered impossible to obtain an aluminum thin film with a sufficiently smooth surface.

そして、従来のLPGVD装置において、単に気化した
TIBAの反応容器への導入流量を増加させたとしても
、その導入流量の増加の効果はほとんど発現しなかった
。これは、上述のごとく反応容器の内壁が、容器内に設
置された基板の表面温度以上の温度に加熱されているた
め、反応容器の内壁部分において多くのTIBAが熱分
解されてしまうので、アルミニウム薄膜を形成させる基
板表面に到達するTIBAの流量がほとんど増加しない
からであると考えられる。また、気化したTIBAの反
応容器への導入口に近い基板上と、遠い基板上とではア
ルミニウムの堆積速度が大幅に異なり、形成される薄膜
の膜厚が不均一になるという問題が生じた。
In the conventional LPGVD apparatus, even if the flow rate of vaporized TIBA introduced into the reaction vessel was simply increased, the effect of increasing the flow rate of introduction was hardly realized. This is because, as mentioned above, the inner wall of the reaction vessel is heated to a temperature higher than the surface temperature of the substrate installed in the vessel, and a large amount of TIBA is thermally decomposed on the inner wall of the reaction vessel. This is believed to be because the flow rate of TIBA reaching the surface of the substrate on which the thin film is formed hardly increases. Furthermore, the deposition rate of aluminum on the substrate close to the introduction port of the vaporized TIBA into the reaction vessel differs significantly from that on the substrate far away, resulting in a problem that the thickness of the formed thin film becomes non-uniform.

このように、従来のTIBAを原料とするLPCVD法
によるアルミニウム薄膜の製造装置において、基板が設
置されている反応容器の内壁の温度制御についてはほと
んど考慮されていないために、有機アルミニウム化合物
の流量増加によって基板上のアルミニウムの堆積速度の
増加ならびにアルミニウム薄膜の膜質の向上などをはか
ることは極めて困難であった。
In this way, in conventional equipment for producing aluminum thin films by the LPCVD method using TIBA as a raw material, little consideration is given to controlling the temperature of the inner wall of the reaction vessel in which the substrate is installed, so the flow rate of the organoaluminum compound is increased. Therefore, it has been extremely difficult to increase the deposition rate of aluminum on the substrate and improve the quality of the aluminum thin film.

本発明者らは、鋭意研究の結果1例えばLPCVD法に
よりアルミニウム薄膜を形成させる場合に、有機アルミ
ニウム化合物が反応容器の内壁で消費されることを防ぎ
、従来め方法よりも、より多くの有機アルミニウム化合
物が基板表面に到達するアルミニウム薄膜の製造方法な
らびにそれを実施する装置の、開発に成功した。これに
より、アルミニウムの堆積速度を飛躍的に向上でき、か
つ表面がほぼ平滑な良質のアルミニウム薄膜が得られる
ことを見出した。さらに、有機アルミニウム化合物とし
て、TIBAに限らず、他のトリアルキルアルミニウム
、ハロゲン化アルキルアルミニウムおよび水素化アルキ
ルアルミニウム化合物などの有機アルミニウム化合物、
あるいは薄膜を構成する元素であるM、Ga、As、T
i、SLなどの原子と、アルキル、アリルまたはアリー
ル基などの炭化水素基とが結合した有機化合物もしくは
上記の元素を含む無機化合物についても、LPCVD法
において、これらの化合物の流量増加が、形成される態
、Ga、As、TL Siなどの薄膜の堆積速度の増加
、薄膜の純度ならびに膜質の向上などの効果があること
を知った。
As a result of extensive research, the present inventors have found that, for example, when forming an aluminum thin film using the LPCVD method, the organic aluminum compound is prevented from being consumed on the inner wall of the reaction vessel, and more organic aluminum is produced than in the conventional method. We have successfully developed a method for producing aluminum thin films in which the compound reaches the substrate surface, as well as an apparatus for carrying out the method. It has been found that by this method, the aluminum deposition rate can be dramatically increased, and a high-quality aluminum thin film with a substantially smooth surface can be obtained. Furthermore, the organoaluminum compound is not limited to TIBA, but also organoaluminum compounds such as other trialkylaluminiums, alkylaluminum halides, and alkylaluminum hydrides;
Or M, Ga, As, T, which are elements constituting the thin film.
Regarding organic compounds in which atoms such as i, SL, and hydrocarbon groups such as alkyl, allyl, or aryl groups are bonded, or inorganic compounds containing the above elements, an increase in the flow rate of these compounds is caused by the formation of It has been found that there are effects such as increasing the deposition rate of thin films of Ga, As, TL Si, etc., and improving the purity and quality of thin films.

本発明の目的は、薄膜を構成する元素を含む炭化水素系
の有機化合物もしくは無機化合物を原料とし、化学気相
成長法(CVD法)またはLPCVD法もしくは分子線
エピタキシー法(MBE法)によって良質の薄膜を高速
で効率的に形成させることができる方法ならびにその方
法を実施するための装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to produce high-quality materials by chemical vapor deposition (CVD), LPCVD, or molecular beam epitaxy (MBE) using hydrocarbon-based organic or inorganic compounds containing elements constituting thin films as raw materials. An object of the present invention is to provide a method that can form a thin film efficiently at high speed, and an apparatus for implementing the method.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記本発明の目的は、薄膜を構成する元素を含む炭化水
素系の有機化合物もしくは無機化合物を原料として、C
VD法またはLPCVD法もしくはMRE法によって基
板表面に薄膜を形成させる方法において、基板表面の温
度のみを上記化合物の薄膜構成元素が析出する熱分解温
度以上となし、気化された上記化合物が導入され通過す
る反応容器の内壁部分などの温度を、上記化合物が凝縮
しない温度(T v )以上で、薄膜構成元素が析出す
る下限温度(Tp)未満の温度範囲内に制御する手段を
設けることによって達成される。上記の薄膜を構成する
元素はM、Ga、As、Ti、Siなどであり、これら
の元素と、アルキル、アリルまたはアリール基などの炭
化水素基とが結合した有機化合物もしくは上記の元素を
含む無機化合物で・ある。以下、便宜上アルミニウムの
場合を例に挙げて具体的に説明する。
The object of the present invention is to use a hydrocarbon-based organic compound or an inorganic compound containing elements constituting a thin film as a raw material.
In a method of forming a thin film on a substrate surface by a VD method, an LPCVD method, or an MRE method, only the temperature of the substrate surface is set to be higher than the thermal decomposition temperature at which the thin film constituent elements of the above compound are precipitated, and the vaporized above compound is introduced and passed through. This is achieved by providing a means for controlling the temperature of the inner wall portion of the reaction vessel, etc., within a temperature range above the temperature at which the above-mentioned compound does not condense (Tv) and below the lower limit temperature (Tp) at which the thin film constituent elements precipitate. Ru. The elements constituting the above thin film are M, Ga, As, Ti, Si, etc., and organic compounds in which these elements are bonded to hydrocarbon groups such as alkyl, allyl, or aryl groups, or inorganic compounds containing the above elements. It is a compound. Hereinafter, for convenience, the case of aluminum will be specifically explained as an example.

例えば、有機アルミニウム化合物を原料とし。For example, using organic aluminum compounds as raw materials.

LPCVD法によってアルミニウム薄膜を形成させる場
合に、基板を配置する反応容器の内壁の温度を、アルミ
ニウムを析出させる基板の表面温度よりも低くし、かつ
気化した有機アルミニウム化合物が反応容器の導入口か
ら基板表面に移動する過程で接触する可能性のある反応
容器の内壁の一部、もしくは反応容器の内壁の全部の温
度を、有機アルミニウム化合物が凝縮しない温度(T 
v )以上となし、かつ有機アルミニウム化合物の熱分
解反応が生じ、アルミニウムが析出する下限温度(Tp
)未満の温度範囲内に制御する機構を具備することによ
り本発明の目的は達成される。ここで、Tvは0.05
Torr以上の蒸気圧が得られる温度が望ましい。これ
は、0.05Torr未濃の蒸気圧においては、アルミ
ニウムを堆積させるための他の条件を、いかに最適条件
としてもlonm/分以下の分用下ニウム堆積速度しか
得られないし、また。
When forming an aluminum thin film by the LPCVD method, the temperature of the inner wall of the reaction vessel in which the substrate is placed is lower than the surface temperature of the substrate in which aluminum is deposited, and the vaporized organoaluminum compound is transferred from the inlet of the reaction vessel to the substrate. The temperature of part or all of the inner wall of the reaction vessel that may come into contact with it during the process of movement to the surface is set to the temperature at which the organoaluminum compound does not condense (T
v) above, and the lower limit temperature (Tp) at which the thermal decomposition reaction of the organic aluminum compound occurs and aluminum precipitates.
) The object of the present invention is achieved by providing a mechanism for controlling the temperature within a range below ). Here, Tv is 0.05
It is desirable that the temperature is such that a vapor pressure of Torr or higher can be obtained. This is because, at a vapor pressure of less than 0.05 Torr, even if the other conditions for depositing aluminum are optimal, only a fractional nium deposition rate of lonm/min or less can be obtained.

アルミニウムの純度を高めるためには極めて高い気密性
が装置に要求されるからである。ここでいう反応容器と
は基板を含み、かつ基板を含む容積を最小とするために
バルブなどによって真空遮断された空間を有する容器を
意味する。
This is because extremely high airtightness is required for the device in order to increase the purity of aluminum. The term "reaction container" as used herein means a container containing a substrate and having a space that is vacuum-blocked by a valve or the like in order to minimize the volume containing the substrate.

原料の有機アルミニウム化合物としてTIBAを用いる
場合には、TIBAが反応容器への導入口から基板表面
に移動する過程で反応容器の内壁と接触する部分の温度
をTIBAのTv温度以上となし、かつTIBAの’r
p温度(約220℃)未満である温度範囲内に制御する
機構を備えることによって上記本発明の目的は達成され
るが、上記反応容器の内壁の温度がTv温度以上で、T
IBAが熱分解反応によってジイソブチルアルミニウム
ハイドライドを生成する下限温度である約70℃未満の
温度範囲内に保つことによって、さらに好ましい効果が
得られる。
When TIBA is used as the raw material organoaluminum compound, the temperature of the part where TIBA contacts the inner wall of the reaction vessel during the process of moving from the inlet to the reaction vessel to the substrate surface is set to be equal to or higher than the Tv temperature of TIBA. 'r
The above object of the present invention is achieved by providing a mechanism for controlling the temperature within a temperature range below the p temperature (approximately 220°C); however, if the temperature of the inner wall of the reaction vessel is above the Tv temperature,
Further favorable effects can be obtained by maintaining the temperature within a temperature range below about 70° C., which is the lower limit temperature at which IBA produces diisobutylaluminum hydride through a thermal decomposition reaction.

本発明のLPCVD法によるアルミニウム薄膜を製造す
る方法において、原料として用いる有機アルミニウム化
合物には、トリアルキルアルミニウム、ハロゲン化アル
キルアルミニウム、水素化アルキルアルミニウムなどの
有機アルキルアルミニウム化合物などがあり、具体的に
はトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、
トリーn−プロピルアルミニウム、トリイソブチルアル
ミニウム、塩化ジエチルアルミニウム、二塩化エチルア
ルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム。
In the method of producing an aluminum thin film by the LPCVD method of the present invention, the organic aluminum compounds used as raw materials include organic alkyl aluminum compounds such as trialkyl aluminum, alkyl aluminum halides, and alkylaluminum hydrides. trimethylaluminum, triethylaluminum,
Tri-n-propyl aluminum, triisobutyl aluminum, diethylaluminum chloride, ethyl aluminum dichloride, diethylaluminum hydride.

水素化ジイソブチルアルミニウムなどを挙げることがで
きる。また、これらの有機アルミニウム化合物を混合し
て用いることもできる。
Examples include diisobutylaluminum hydride. Further, a mixture of these organoaluminum compounds can also be used.

アルミニウム薄膜以外のA11−Ti、Al1−8i、
Ga−Aa−As、 Ga−Asなどの薄膜の形成にお
いては、これらの薄膜を構成する元素を含み、これらの
元素と炭化水素基であるアルキル、アリル、アリール基
などと結合する構造の炭化水素系の有機化合物である有
機チタン化合物、有機ケイ素化合物、有機ガリウム化合
物、有機ヒ素化合物などを用いることができる。さらに
、上記薄膜の構成元素であるAn、 Ga、 As、 
Ti、 Siなどを含む無機化合物を用いてもよく、あ
るいは上記の有機化合物と無機化合物とを混用してもよ
い。
A11-Ti, Al1-8i other than aluminum thin film,
In forming thin films such as Ga-Aa-As and Ga-As, hydrocarbons containing the elements constituting these thin films and having a structure in which these elements are bonded to hydrocarbon groups such as alkyl, allyl, and aryl groups are used. Organic compounds such as organic titanium compounds, organic silicon compounds, organic gallium compounds, and organic arsenic compounds can be used. Furthermore, the constituent elements of the thin film are An, Ga, As,
Inorganic compounds containing Ti, Si, etc. may be used, or the above organic compounds and inorganic compounds may be used in combination.

〔作用〕[Effect]

本発明のCVD法またはLPCVD法もしくはMBE法
によって、例えば基板表面にアルミニウム薄膜を形成さ
せる反応容器の内壁の温度が、基板表面の温度以下に保
たれることは、反応容器に導入される気化した有機アル
ミニウム化合物が反応容器の内壁で熱分解反応を起こし
アルミニウムが析出し消費される量を減少させることが
できるので、基板表面に導かれる有機アルミニウム化合
物の流量を実質的に増加させることになる。反応容器の
導入口から基板表面に有機アルミニウム化合物が移動す
る過程で接触する反応容器の内壁の温度を、有機アルミ
ニウム化合物のTv温度以上で、上記有機アルミニウム
化合物のTp温度未満の温度範囲内、に保つことにより
、反応容器の内壁において気化した有機アルミニウム化
合物の再液化を防止すると共に、有機アルミニウム化合
物の反応容器の内壁での不必要な熱分解反応によるアル
ミニウムの析出を防止し、基板表面に到達する有機アル
ミニウム化合物の流量を実質的に大幅に増加させること
ができるのである。このように。
By the CVD method, LPCVD method, or MBE method of the present invention, for example, the temperature of the inner wall of the reaction vessel in which a thin aluminum film is formed on the substrate surface is kept below the temperature of the substrate surface. Since the organoaluminum compound undergoes a thermal decomposition reaction on the inner wall of the reaction vessel and the amount of aluminum precipitated and consumed can be reduced, the flow rate of the organoaluminum compound introduced to the substrate surface can be substantially increased. The temperature of the inner wall of the reaction container that comes into contact with the organoaluminum compound during the movement of the organoaluminum compound from the inlet of the reaction container to the substrate surface is within a temperature range that is higher than the Tv temperature of the organoaluminum compound and lower than the Tp temperature of the organoaluminum compound. This prevents the vaporized organoaluminum compound from re-liquefying on the inner wall of the reaction vessel, and also prevents the precipitation of aluminum due to unnecessary thermal decomposition reaction of the organoaluminum compound on the inner wall of the reaction vessel, and prevents aluminum from reaching the substrate surface. This makes it possible to substantially increase the flow rate of organoaluminum compounds. in this way.

基板表面に到達する有機アルミニウム化合物の流量の増
加は、アルミニウムの堆積速度を著しく増大させ、アル
ミニウム薄膜の純度および薄膜表面の平滑性などを向上
させる作用があり、高品質のアルミニウム薄膜を高速で
得られるという効果がある。
An increase in the flow rate of the organic aluminum compound that reaches the substrate surface significantly increases the aluminum deposition rate and has the effect of improving the purity of the aluminum thin film and the smoothness of the thin film surface, allowing high-quality aluminum thin films to be obtained at high speed. It has the effect of being

有機アルミニウム化合物として、例えばTIBAを用い
る場合に1反応容器の導入口から基板表面にTIBAが
移動する過程で、接触する可能性のある反応容器の内壁
の温度をTIBAのTv温度以上で、TIBAの’rp
温度(約220℃)よりもさらに低い、TIBAがジイ
ソブチルアルミニウムハライドに熱分解される下限温度
である約70℃未満の温度範囲に保つことによって、T
IBAの再液化を防止すると共に、TIBAがジイソブ
チルアルミニウムハイドライドとインブチレンとに分解
されるのを防止することができ、これにより。
For example, when TIBA is used as the organoaluminum compound, the temperature of the inner wall of the reaction vessel that may come into contact with it during the process of TIBA moving from the inlet of one reaction vessel to the substrate surface is kept at or above the Tv temperature of TIBA. 'rp
T
It is possible to prevent reliquefaction of IBA and to prevent TIBA from being decomposed into diisobutylaluminum hydride and imbutylene, thereby preventing it.

TIBAの基板表面に到達する流量をさらに増加させる
ことができるので、アルミニウムの堆積速度はより増大
し、薄膜の純度ならびに平滑性は著しく改善され、TI
BAのTP温度未満に設定する場合に比べて、より高品
質のアルミニウム薄膜を高速で効率よく製造することが
できる。
Since the flow rate reaching the substrate surface of TIBA can be further increased, the aluminum deposition rate is further increased, and the purity and smoothness of the thin film are significantly improved.
Compared to the case where the temperature is set below the TP temperature of BA, a higher quality aluminum thin film can be efficiently produced at high speed.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の一実施例を挙げ図面に基づいてさらに、
詳細に説明する。なお、図において同一符号を付したも
のは同一部品または同一性能もしくは機能を有する部分
である。
An example of the present invention will be described below, and further based on the drawings,
Explain in detail. Note that in the figures, the same reference numerals indicate the same parts or parts having the same performance or function.

(実施例 1) 第1図は本発明の一例であるトリイソブチルアルミニウ
ム(T I B A)を原料とし、減圧化学気相成長法
(LPCVD法)によりアルミニウム薄膜を製造する装
置の構造を示す模式図である。
(Example 1) Figure 1 is a schematic diagram showing the structure of an apparatus for producing an aluminum thin film by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) using triisobutyl aluminum (TIBA) as a raw material, which is an example of the present invention. It is a diagram.

第1図において1反応容器4内は排気系8により5 X
 10”” Torrまで排気可能である。原料容器1
a〜1dにはT I B A 2a〜2dが収められて
いる。
In Fig. 1, the inside of 1 reaction vessel 4 is 5
It is possible to exhaust up to 10'' Torr. Raw material container 1
T I B A 2a to 2d are stored in a to 1d.

保温室9内は45℃の温風を循環することにより45℃
に保たれ、従って保温室9内に設置された原料容器18
〜1d及びその内部に収められたTIBA2a〜2dの
温度は45℃であり、約0.7Torrの蒸気圧が得ら
れる。保温室9内に設置され45℃に保たれた遮断バル
ブなどを備えた原料導入管10a〜10dを通り45℃
で気化したTIBA2a〜2dが原料導入口11a〜l
idより反応容器4に導入される。
The temperature inside the greenhouse 9 is kept at 45℃ by circulating 45℃ warm air.
Therefore, the raw material container 18 installed in the insulating room 9
The temperature of ~1d and the TIBAs 2a~2d housed therein is 45°C, and a vapor pressure of about 0.7 Torr is obtained. 45°C through raw material introduction pipes 10a to 10d equipped with shutoff valves etc. installed in the insulating room 9 and maintained at 45°C.
TIBA2a to 2d vaporized in the raw material introduction ports 11a to 11l
id into the reaction vessel 4.

基板6a〜6hはヒータが内臓されたサセプタ5に固定
され、その表面温度は350℃まで昇温可能である。サ
セプタ上部体7内部には45℃の温水が循環され、その
表面の温度は基板68〜6hの表面温度を350℃まで
昇温した場合にも45℃以上50℃未満に保たれる。原
料導入口11a〜lidより反応容器4に導入された気
化したTIBA2a〜2dが基板6a〜6hに移動する
過程で接し得る部分の反応容器4の内壁の温度は45℃
の温水38〜3hの循環により基板68〜6hの表面温
度を350℃まで昇温した場合にもほぼ完全に45℃以
上50℃未満に保たれる。温水38〜3hの代りに温風
または他の流体を用いてもよいことは言うまでもない。
The substrates 6a to 6h are fixed to a susceptor 5 having a built-in heater, and the surface temperature thereof can be raised up to 350°C. 45°C hot water is circulated inside the susceptor upper body 7, and the surface temperature thereof is maintained at 45°C or more and less than 50°C even when the surface temperature of the substrates 68 to 6h is increased to 350°C. The temperature of the inner wall of the reaction vessel 4 at the portion that can come into contact with the vaporized TIBAs 2a to 2d introduced into the reaction vessel 4 through the raw material introduction ports 11a to lid while moving to the substrates 6a to 6h is 45°C.
Even when the surface temperature of the substrates 68-6h is raised to 350°C by circulating the hot water 38-3h, it is almost completely maintained at 45°C or higher and lower than 50°C. It goes without saying that hot air or other fluids may be used instead of the hot water 38-3 hours.

温水38〜3hを用いず、この部分に相当する反応容器
4の外壁を、直接保温室9内を循環する45℃の温風に
晒じた場合には、上記の部分の内壁の温度は45℃以上
220℃未満に保たれる。本実施例のアルミニウム薄膜
の製造装置によれば反応容器4に導入した気化したTI
BA2a〜2dを高い効率で基板68〜6h表面に至ら
しめることが可能であり表面がほぼ平滑なアルミニウム
薄膜を高速で形成させることができる。次に、本実施例
のアルミニウム薄膜の製造装置を用いてアルミニウム薄
膜を製造する方法と、製造したアルミニウム薄膜の性状
について述べる。保温室9内に45℃の温風を循環し原
料容器18〜1d、その内部に収められたTIBA2a
〜2b、原料導入管10a〜10dの温度を45℃とす
る。また45℃の温水38〜3hを循環し反応゛容器4
の内壁の一部の温度を45℃とする。反応容器4内を排
気系8によりI X 10−’ T orrまで排気し
た後、サセプタ5に内臓されたヒータにより基板68〜
6hの表面温度を260℃に昇温する。ここで用いた基
板68〜6hは、表面に厚さ0.5−の熱酸化膜を形成
させたシリコン基板である。他の基板、例えばGa−A
s基板、サファイア基板などを用いてもよく、また基板
上に他の膜、例えば窒化膜、金属膜、樹脂膜などが形成
されていてもよい、また、必要に応じてArイオンによ
り基板68〜6hの表面をスパッタエツチングするなど
の基板表面活性化処理を施した基板を用いてもよい、そ
して、原料導入管10a〜10dに備えられた遮断バル
ブを開き45℃で気化したTIBA2a〜2dを原料導
入口・ lla〜lidより反応容器4に導入し基板6
a〜6h上にアルミニウムを堆積させる。TIBA2a
〜2dの流量は原料導入口11a〜lidよを通過する
総量が約150m Q 7分である。アルミニウム堆積
中の反応容器4内の圧力は排気系8に備えられたコンダ
クタンス調整バルブにより0.5Torrに調整した。
When the outer wall of the reaction vessel 4 corresponding to this part is directly exposed to 45°C warm air circulating in the insulating chamber 9 without using 38 to 3 hours of hot water, the temperature of the inner wall of the above part becomes 45°C. The temperature is maintained at ℃ or higher and lower than 220℃. According to the aluminum thin film manufacturing apparatus of this embodiment, the vaporized TI introduced into the reaction vessel 4
BA2a-2d can be brought to the surfaces of substrates 68-6h with high efficiency, and an aluminum thin film with a substantially smooth surface can be formed at high speed. Next, a method for manufacturing an aluminum thin film using the aluminum thin film manufacturing apparatus of this embodiment and properties of the manufactured aluminum thin film will be described. Warm air at 45°C is circulated in the insulating room 9, and the raw material containers 18 to 1d and the TIBA 2a contained therein are heated.
~2b, the temperature of the raw material introduction pipes 10a~10d is set to 45°C. In addition, 45°C hot water was circulated for 38 to 3 hours to form the reaction vessel 4.
The temperature of a part of the inner wall of is 45°C. After the inside of the reaction vessel 4 is evacuated to I x 10-' Torr by the exhaust system 8, the substrates 68-
The surface temperature is raised to 260°C for 6 hours. The substrates 68 to 6h used here are silicon substrates on which a thermal oxide film of 0.5-thickness is formed. Other substrates, e.g. Ga-A
An S substrate, a sapphire substrate, etc. may be used, and other films such as a nitride film, a metal film, a resin film, etc. may be formed on the substrate, and if necessary, the substrates 68 to 68 may be formed using Ar ions. A substrate whose surface has been subjected to a substrate surface activation treatment such as sputter etching may be used.Then, the cutoff valves provided in the raw material introduction pipes 10a to 10d are opened, and TIBA2a to 2d vaporized at 45°C are used as raw materials. Introduce the substrate 6 into the reaction vessel 4 through the inlet/lla~lid.
Deposit aluminum on a to 6h. TIBA2a
The total flow rate of ~2d passing through the raw material introduction ports 11a~lid is about 150mQ7 minutes. The pressure inside the reaction vessel 4 during aluminum deposition was adjusted to 0.5 Torr by a conductance adjustment valve provided in the exhaust system 8.

アルミニウムの堆積速度は200nm/分であり、膜の
抵抗率は2.8μΩ・cm、オージェ電子分光法による
不純物分析ではアルミニウム膜中の炭素の量は0.3原
子パーセント以下であった。従来の製造装置では堆積速
度は高々30止/分、薄膜の抵抗率は3.1μΩ・am
であり、反応容器に導入するTIBAの流量を増しても
堆積速度はほとんど増加せず膜の抵抗率は減少しなかっ
た。また、従来の製造装置を用いた場合に問題となって
いたアルミニウム薄膜表面に微視的な凹凸が存在すると
いう難点も、本実施例の装置を用いることにより大幅に
改善された。アルミニウム薄膜の膜厚が600nmのと
き局所的な膜厚分布は約±25n+aであった。これは
従来の製造装置における値が約±125nmであるのに
比べて175であり、表面がほぼ平滑なアルミニウム薄
膜を形成させることができた。なお温水3a〜3hを用
いず1反応容器4の一部の外壁を直接保温室9内を循環
する45℃の温風に晒した場合にはアルミニウムの堆積
速度は1100n/分であり、膜の抵抗率は2.9μΩ
・craであった。また、アルミニウム薄膜の膜厚が6
00nmのとき局所的な膜厚分布は約±50nmであっ
た。
The aluminum deposition rate was 200 nm/min, the resistivity of the film was 2.8 μΩ·cm, and impurity analysis by Auger electron spectroscopy showed that the amount of carbon in the aluminum film was 0.3 atomic percent or less. With conventional manufacturing equipment, the deposition rate is at most 30 stops/min, and the resistivity of the thin film is 3.1 μΩ・am.
Therefore, even if the flow rate of TIBA introduced into the reaction vessel was increased, the deposition rate hardly increased and the resistivity of the film did not decrease. Furthermore, the problem of microscopic irregularities on the surface of the aluminum thin film, which was a problem when using conventional manufacturing equipment, was also significantly improved by using the equipment of this embodiment. When the thickness of the aluminum thin film was 600 nm, the local thickness distribution was approximately ±25n+a. This value was 175, compared to about ±125 nm in conventional manufacturing equipment, and an aluminum thin film with a substantially smooth surface could be formed. Note that when a part of the outer wall of one reaction vessel 4 is directly exposed to 45°C warm air circulating in the insulating chamber 9 without using hot water 3a to 3h, the aluminum deposition rate is 1100 n/min, and the film is Resistivity is 2.9μΩ
・It was cra. In addition, the thickness of the aluminum thin film is 6
00 nm, the local film thickness distribution was approximately ±50 nm.

なお複数個の基板68〜6h上に堆積されたアルミニウ
ム薄膜の膜質、堆積速度に有為差はなかった。これは本
実施例の装置において原料導入口11a〜lidから複
数個の基板68〜6hに至る距離を実効的にほぼ等しく
したことが効を奏した結果と考えられる。
Note that there was no significant difference in the film quality or deposition rate of the aluminum thin films deposited on the plurality of substrates 68 to 6h. This is considered to be the result of effectively making the distances from the raw material introduction ports 11a to 11lid to the plurality of substrates 68 to 6h substantially equal in the apparatus of this embodiment.

(実施例 2) 第2図は本発明の他の一例であるトリメチルアルミニウ
ム(TMA)を原料とするLPCSVD法によるアルミ
ニウム薄膜の製造装置の構造を示す模式図である0図に
おいて、反応容器4内は排気系8により5 X 10−
’ Torrまで排気可能である。
(Example 2) FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of an apparatus for producing an aluminum thin film by the LPCSVD method using trimethylaluminum (TMA) as a raw material, which is another example of the present invention. is 5 x 10- by exhaust system 8
' It is possible to exhaust up to Torr.

原料容器le内のT M A 2 eは35℃の循環温
水3aによって35℃に保たれる。得られる蒸気圧は約
15T orrである。遮断バルブ8aを開くと気化し
たT M A 2 eが原料導入口11a、 llbよ
り反応容器4に導入される。原料容器1eから反応容器
4に至る原料導入管10a、lob、遮断バルブ8aは
35℃の温水3b、3cの循環により35℃に保たれて
いる。
TMA 2 e in the raw material container le is maintained at 35°C by circulating hot water 3a at 35°C. The resulting vapor pressure is approximately 15T orr. When the shutoff valve 8a is opened, vaporized TMA 2 e is introduced into the reaction vessel 4 through the raw material introduction ports 11a and llb. The raw material introduction pipe 10a, lob, and cutoff valve 8a leading from the raw material container 1e to the reaction container 4 are maintained at 35° C. by circulating 35° C. hot water 3b, 3c.

反応容器4内にはサセプタ5上に基板6a、6bが設置
されており、ヒータ12により基板6a、6bの表面温
度を450℃まで昇温できる。サセプタ5゜基板6a、
6bを除く反応容器4の内壁の温度は35℃の温水3d
〜3gの循環により基板6a、6bの表面温度を450
℃まで昇温した場合にも35℃以上150℃以下に保た
れる。
Substrates 6a and 6b are placed on a susceptor 5 in the reaction vessel 4, and the surface temperature of the substrates 6a and 6b can be raised to 450° C. by the heater 12. Susceptor 5° substrate 6a,
The temperature of the inner wall of the reaction vessel 4 except for 6b is 35°C hot water 3d.
The surface temperature of the substrates 6a and 6b is increased to 450℃ by circulating ~3g of water.
Even when the temperature rises to 35°C, it is maintained at 35°C or higher and 150°C or lower.

排気系には液体窒素13a、13bにより冷却されたト
ラップ14a、14bが具備されている。このトラップ
14a、14bは反応容器4から排出される未分解のT
 M A 2 eを吸着するとともにT M A 2 
eの熱分解によって発生する炭化水素を吸着してアルミ
ニウム堆積中の排気効率を向上させる機能を有する。
The exhaust system is equipped with traps 14a and 14b cooled by liquid nitrogen 13a and 13b. These traps 14a and 14b are used for undecomposed T discharged from the reaction vessel 4.
While adsorbing M A 2 e, T M A 2
It has the function of adsorbing hydrocarbons generated by the thermal decomposition of e and improving exhaust efficiency during aluminum deposition.

本実施例のアルミニウム薄膜の製造装置によれば、反応
容器4に導入した気化したTMA2eを高い比率で基板
6a、6b表面に至らしめることが可能であり、高純度
のアルミニウム薄膜を高速で形成させることができる。
According to the aluminum thin film manufacturing apparatus of this embodiment, it is possible to reach the surfaces of the substrates 6a and 6b at a high rate of the vaporized TMA2e introduced into the reaction vessel 4, and a high purity aluminum thin film can be formed at high speed. be able to.

以下、本実施例の装置を用い、原料導入口11a、ll
bから気化したTMA2eを流量約100m、Q 7分
で導入し、6a、6bの表面温度350℃、反応容器4
内の圧力0.3Torrで堆積したアルミニウム薄膜の
性状について述べる。コンダクタンスを調整する遮断バ
ルブ8b、8cを等しく開き、反応容器4内の圧力を0
.3Torrとした場合、アルミニウムの堆積速度は5
0n+a/分、薄膜の抵抗率は3.5μΩ・cmで、薄
膜中には炭素が約2原子%含まれていた。反応容器4の
内壁の温度を保温する目的で循環する温水3d〜3gの
循環を停止し従来の製造装置と同等の条件でアルミニウ
ムを堆積させると、堆積速度は30rv/分、薄膜の抵
抗率は5μΩ・canで、薄膜中に炭素が約5原子%含
まれた。なお、35℃の温水3d〜3gを循環し、コン
ダクタンス調整用の遮断バルブ8Cを完全に閉とし、コ
ンダクタンス調整用の遮断バルブ8bのみにより反応容
器4内の圧力を0.3Torrとした場合、アルミニウ
ムの堆積速度は40nm/分、薄膜の抵抗率は4μΩ・
cIllで、薄膜中の炭素は約3JM子%であった。コ
ンダクタンス調整用の遮断バルブ8b、8cを等しく開
いて反応容器4内の圧力を調整した場合の方が排気効率
が高い0本発明のアルミニウム薄膜の製造装置において
アルミニウム堆積中の排気効率を高めた方がより良質の
アルミニウム膜を、より高速で形成させることができた
Hereinafter, using the apparatus of this embodiment, the raw material inlets 11a, ll
TMA2e vaporized from b was introduced at a flow rate of about 100 m and Q 7 minutes, the surface temperature of 6a and 6b was 350°C, and the reaction vessel 4 was heated.
The properties of an aluminum thin film deposited at a pressure of 0.3 Torr will be described below. The shutoff valves 8b and 8c that adjust the conductance are opened equally, and the pressure inside the reaction vessel 4 is reduced to 0.
.. At 3 Torr, the aluminum deposition rate is 5
0 n+a/min, the resistivity of the thin film was 3.5 μΩ·cm, and the thin film contained about 2 atomic % of carbon. When the circulation of hot water 3d to 3g, which is circulated to maintain the temperature of the inner wall of the reaction vessel 4, is stopped and aluminum is deposited under the same conditions as in the conventional manufacturing equipment, the deposition rate is 30 rv/min, and the resistivity of the thin film is 5 μΩ·can, and carbon was contained in the thin film at about 5 atomic %. Note that when 3d to 3g of hot water at 35°C is circulated, the conductance adjustment shutoff valve 8C is completely closed, and the pressure inside the reaction vessel 4 is set to 0.3 Torr using only the conductance adjustment shutoff valve 8b, aluminum The deposition rate is 40 nm/min, and the resistivity of the thin film is 4 μΩ・
The carbon content in the thin film was approximately 3 JM%. The exhaust efficiency is higher when the pressure inside the reaction vessel 4 is adjusted by opening the conductance adjustment shutoff valves 8b and 8c equally. was able to form a higher quality aluminum film at a faster rate.

(実施例 3) 第3図は本発明の他の一例であるLPCVD法によるG
 a −An −A s薄膜の製造装置の構造を示す模
式図である。図において、基板6はサセプタ5に固定さ
れヒータ12により1000℃まで加熱可能である。基
板6が設置された反応容器4内は排気系8によりI X
 10−’ Torrまで排気可能である。TIBA2
aは原料容器1a内に収められ、45℃の温風を循環さ
せた保温室9内に置かれている。蒸気性的0.7Tor
rの気化したTIBA2aの反応容器4に至るまでの原
料導入管10aは保温室9内に置かれ45℃に保たれて
いる0反応容器4内の気化したTIBA2aが原料導入
口11aから基板6に移動する過程で接触する部分は4
5℃の温水3a、3bの循環によりGa−Al1”As
堆積中は、はぼ完全に45℃以上50℃未満に保たれる
。Ga、Asの原料は原料導入口11bから導入される
。Ga、Asの原料として、トリエチルガリウム、トリ
メチルアルシンを原料導入口11bカら各/r2.5m
M/分、5mn/分導入し、原料導入口11aから導入
するTIBAの流量を2.5mfl/分としてGa−荊
−Asを堆積させた6反応容器4内の圧力は0.2To
rrに調整し、基板6aの表面温度は600℃とした。
(Example 3) Figure 3 shows G by the LPCVD method, which is another example of the present invention.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of an apparatus for manufacturing an a-An-As thin film. In the figure, a substrate 6 is fixed to a susceptor 5 and can be heated to 1000° C. by a heater 12. The interior of the reaction vessel 4 in which the substrate 6 is installed is provided with an I
It is possible to exhaust up to 10-' Torr. TIBA2
A is housed in a raw material container 1a, and placed in a heat insulating room 9 in which warm air at 45° C. is circulated. Steam 0.7 Tor
The raw material introduction pipe 10a leading to the reaction vessel 4 for the vaporized TIBA2a of r is placed in the insulating chamber 9, and the vaporized TIBA2a in the reaction vessel 4 is maintained at 45°C from the raw material introduction port 11a to the substrate 6. There are 4 parts that come into contact during movement.
By circulating hot water 3a and 3b at 5°C, Ga-Al1”As
During the deposition, the temperature is maintained almost completely above 45°C and below 50°C. Raw materials of Ga and As are introduced from the raw material inlet 11b. As raw materials for Ga and As, triethyl gallium and trimethyl arsine are each supplied at a rate of 2.5 m/r from the raw material inlet 11b.
The pressure inside the six reaction vessels 4 in which Ga-Jing-As was deposited was 0.2 To.
rr, and the surface temperature of the substrate 6a was 600°C.

45℃の温水3a、3bを循環した場合、温水を用いな
い場合に比べて形成したGa−Al1−As薄膜に含ま
れる炭素量は約115に減少し、薄膜表面の欠陥密度は
約1/2となった。
When hot water 3a, 3b at 45°C is circulated, the amount of carbon contained in the formed Ga-Al1-As thin film is reduced to about 115 compared to when no hot water is used, and the defect density on the thin film surface is about 1/2. It became.

本実施例においてG a −An−A s薄膜の構成元
素であるヒ素化合物としてトリメチルアルシンを用いた
が、無機化合物である水素化ヒ素(AsH,)あるいは
A s H3の水素を炭化水素基で置換されたアルシン
を用いても同様の効果があることを確認している。また
、上記本発明の実施例においてはLPCVD法について
述べたが、有機アルミニウム化合物などを原料とするM
BE法は、LPCVD法と本質的に同じ原理の薄膜形成
方法であり、従って上記MBE法による薄膜の製造方法
ならびに装置が本発明に包含されることは言うまでもな
い。
In this example, trimethylarsine was used as the arsenic compound that is a constituent element of the Ga-An-As thin film, but the hydrogen of the inorganic compound arsenic hydride (AsH) or As H3 could be replaced with a hydrocarbon group. It has been confirmed that the same effect can be obtained using arsine, which is In addition, although the LPCVD method was described in the above embodiments of the present invention, M
The BE method is a thin film forming method based on essentially the same principle as the LPCVD method, and it goes without saying that the method and apparatus for manufacturing a thin film using the MBE method described above are included in the present invention.

なお、上記実施例においては、晟薄膜およびGa−M−
As薄膜の製造方法について述べたが、この他に、例え
ばトリメチルガリウムなどの他の有機金属化合物もしく
は無機化合物を用いて、アルミニウム以外の薄膜が形成
できることは言うまでもなく、またAn−Ti、 An
 −3i、 Ga−Asなとの金属あるいは半導体薄膜
の形成においても本発明の方法は有効である。しかし、
TIBAを用いてアルミニウムの堆積に適用すると、特
に好ましい結果が得られる。
In addition, in the above example, the Ga-M-
Although the method for producing an As thin film has been described above, it goes without saying that thin films other than aluminum can be formed using other organometallic compounds or inorganic compounds such as trimethyl gallium.
The method of the present invention is also effective in forming metal or semiconductor thin films such as -3i and Ga-As. but,
Particularly favorable results are obtained when applied to the deposition of aluminum using TIBA.

さらに、上記実施例においては、いずれもLPCVD法
の場合を例に挙げたが、常圧で行うCVD法またはMB
E法においても本発明の方法は適用できる。
Furthermore, in the above examples, the case of LPCVD method was given as an example, but CVD method performed at normal pressure or MB
The method of the present invention can also be applied to method E.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明したごとく、本発明による薄膜の製造方
法は、薄膜構成元素を含む炭化水素系の有機化合物も5
シ<は無機化合物が反応容器の内壁などで消費されるの
を防止することが可能であり。
As explained in detail above, the thin film manufacturing method according to the present invention can also be applied to hydrocarbon-based organic compounds containing thin film constituent elements.
It is possible to prevent inorganic compounds from being consumed on the inner wall of the reaction vessel.

そのほとんどを基板表面に到達させることができるので
、薄膜の堆積速度が速く、純度が高くて表面が平坦な極
めて良質の薄膜を容易に製造することができる。特に、
有機アルミニウム化合物などを用いてアルミニウム薄膜
などを形成させる場合、あるいは有機ガリウム化合物、
有機アルミニウム化合物、有機ヒ素化合物もしくはこれ
らの薄膜構成元素を含む無機化合物などを用いてG a
 −Aa −As薄膜などを形成させる場合において本
発明の効果は極めて大きい。
Since most of it can reach the substrate surface, the deposition rate of the thin film is fast, and a very high quality thin film with high purity and a flat surface can be easily produced. especially,
When forming an aluminum thin film using an organic aluminum compound, or an organic gallium compound,
Ga
The effects of the present invention are extremely significant when forming a -Aa-As thin film or the like.

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

第1図は本発明の実施例1において使用した減圧化学気
相成長袋[(LPGVD装置)の構造を示す模式図、第
2図は本発明の実施例2において使用したLPGVD装
置の構造を示す模式図、第3図は本発明の実施例3にお
いて使用したLPGVD装置の構造を示す模式図である
。 1a、1b、1c、1d・・・トリイソブチルアルミニ
ウム(TIBA)の原料容器 1e・・・トリメチルアルミニウム(TMA)の原料容
器 2a、2b、2c、 2d−T I B A2e・・・
TMA 3a、3b、3c、 3d、3e、3f、3g、3h−
・・温水4・・・反応容器 5・・・サセプタ 6a、6b、 6c、6d、6e、6f、6g、6h−
・・基板7・・・サセプタ上部体 8・・・排気系 8a、 8b、8c・・・遮断バルブ 9・・・保温室 10a、 10b、10c、 10d−原料導入管11
a、llb、llc、 lld・・・原料導入口12・
・・ヒータ 13a、13b・・・液体窒素 14a、14b・・・トラップ
Figure 1 is a schematic diagram showing the structure of a reduced pressure chemical vapor deposition bag (LPGVD apparatus) used in Example 1 of the present invention, and Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of the LPGVD apparatus used in Example 2 of the present invention. A schematic diagram and FIG. 3 are schematic diagrams showing the structure of an LPGVD apparatus used in Example 3 of the present invention. 1a, 1b, 1c, 1d... Raw material container for triisobutyl aluminum (TIBA) 1e... Raw material container for trimethyl aluminum (TMA) 2a, 2b, 2c, 2d-T I B A2e...
TMA 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h-
...Hot water 4...Reaction container 5...Susceptor 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h-
... Substrate 7 ... Susceptor upper body 8 ... Exhaust system 8a, 8b, 8c ... Shutoff valve 9 ... Insulation chamber 10a, 10b, 10c, 10d - Raw material introduction pipe 11
a, llb, llc, lld...raw material inlet 12.
...Heaters 13a, 13b...Liquid nitrogen 14a, 14b...Trap

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、薄膜の構成元素を含む炭化水素系有機化合物もしく
は無機化合物を原料とし、化学気相成長法または減圧化
学気相成長法もしくは分子線エピタキシー法によって、
基板表面に薄膜を形成させる方法において、上記薄膜の
形成を行う反応容器内に配置された基板表面の温度は、
上記化合物が熱分解して薄膜構成元素を析出させる温度
に保ち、上記化合物の原料供給系および上記反応容器の
内壁の温度を、上記化合物が凝縮しない温度以上で、か
つ上記化合物の薄膜構成元素が析出する下限温度未満の
温度範囲内に制御することによって、上記基板表面に薄
膜を形成させることを特徴とする薄膜の製造方法。 2、薄膜の構成元素を含む炭化水素系有機化合物が有機
アルミニウム化合物であり、アルミニウム薄膜を形成さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の薄
膜の製造方法。 3、有機アルミニウム化合物が、トリイソブチルアルミ
ニウムであり、減圧化学気相成長法によってアルミニウ
ム薄膜を形成させることを特徴とする特許請求の範囲第
1項または第2項に記載の薄膜の製造方法。 4、有機アルミニウム化合物が、トリイソブチルアルミ
ニウムであり、減圧化学気相成長法によって、基板表面
にアルミニウム薄膜を形成させる場合に、トリイソブチ
ルアルミニウムの原料供給系および基板が配置されてい
る反応容器の内壁の温度を、上記トリイソブチルアルミ
ニウムが凝縮しない温度以上で、かつ上記トリイソブチ
ルアルミニウムが熱分解してジイソブチルアルミニウム
ハライドを生成する下限温度である70℃未満の温度範
囲内に制御することを特徴とする特許請求の範囲第1項
ないし第3項のいずれか1項に記載の薄膜の製造方法。 5、薄膜の構成元素を含む炭化水素系有機化合物もしく
は無機化合物が、ガリウム化合物、アルミニウム化合物
およびヒ素化合物であり、ガリウム−アルミニウム−ヒ
素薄膜を形成させることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の薄膜の製造方法。 6、ガリウム化合物がトリエチルガリウムであり、アル
ミニウム化合物がトリイソブチルアルミニウムであり、
ヒ素化合物が水素化ヒ素または水素化ヒ素の水素を炭化
水素基で置換されたアルシンであり、減圧化学気相成長
法によってガリウム−アルミニウム−ヒ素薄膜を形成さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載の薄
膜の製造方法。 7、薄膜の構成元素を含む炭化水素系有機化合物もしく
は無機化合物を原料として、化学気相成長法または減圧
化学気相成長法もしくは分子線エピタキシー法によって
、反応容器内に配置された基板表面に薄膜を形成する装
置において、薄膜の形成を行う上記反応容器内の基板表
面温度を、上記化合物が熱分解して薄膜構成元素を析出
させる温度に保つための加熱制御手段と、上記化合物の
原料供給系および上記反応容器の内壁の温度を、上記化
合物が凝縮しない温度以上で、かつ上記化合物の薄膜構
成元素が析出する下限温度未満の温度範囲に制御する手
段を設けることを特徴とする薄膜の製造装置。 8、基板の加熱制御手段は電気ヒータもしくは高周波コ
イルを用いた加熱装置であり、化合物の原料供給系およ
び反応容器の内壁の温度制御手段は温水もしくは温風に
よる恒温装置であることを特徴とする特許請求の範囲第
7項に記載の薄膜の製造装置。
[Claims] 1. Using a hydrocarbon-based organic compound or inorganic compound containing the constituent elements of the thin film as a raw material, by chemical vapor deposition method, low pressure chemical vapor deposition method, or molecular beam epitaxy method,
In the method of forming a thin film on the surface of a substrate, the temperature of the surface of the substrate placed in the reaction vessel in which the thin film is formed is as follows:
The above compound is maintained at a temperature at which it thermally decomposes and the thin film constituent elements are precipitated, and the temperature of the raw material supply system for the above compound and the inner wall of the reaction vessel is maintained at a temperature higher than that at which the above compound does not condense, and the thin film constituent elements of the above compound are maintained at a temperature above which the above compound does not condense. A method for producing a thin film, comprising forming a thin film on the surface of the substrate by controlling the temperature to be within a temperature range below the lower limit temperature for precipitation. 2. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the hydrocarbon-based organic compound containing the constituent elements of the thin film is an organoaluminium compound, and an aluminum thin film is formed. 3. The method for producing a thin film according to claim 1 or 2, wherein the organoaluminum compound is triisobutylaluminum, and the aluminum thin film is formed by low-pressure chemical vapor deposition. 4. When the organoaluminum compound is triisobutylaluminum and a thin aluminum film is formed on the substrate surface by low-pressure chemical vapor deposition, the triisobutylaluminum raw material supply system and the inner wall of the reaction vessel in which the substrate is placed. The temperature is controlled within a temperature range above a temperature at which the triisobutylaluminum does not condense and below 70°C, which is the lower limit temperature at which the triisobutylaluminum thermally decomposes to produce diisobutylaluminum halide. A method for producing a thin film according to any one of claims 1 to 3. 5. Claim 1, characterized in that the hydrocarbon-based organic compound or inorganic compound containing the constituent elements of the thin film is a gallium compound, an aluminum compound, and an arsenic compound, and a gallium-aluminum-arsenic thin film is formed. The method for producing a thin film described in . 6. The gallium compound is triethylgallium, the aluminum compound is triisobutylaluminum,
Claim 1, wherein the arsenic compound is arsenic hydride or arsine in which the hydrogen of arsenic hydride is replaced with a hydrocarbon group, and the gallium-aluminum-arsenic thin film is formed by low-pressure chemical vapor deposition. The method for producing a thin film according to item 5. 7. Using a hydrocarbon-based organic compound or an inorganic compound containing the constituent elements of the thin film as a raw material, a thin film is formed on the surface of a substrate placed in a reaction vessel by chemical vapor deposition, reduced pressure chemical vapor deposition, or molecular beam epitaxy. In the apparatus for forming a thin film, a heating control means for maintaining the surface temperature of the substrate in the reaction vessel in which the thin film is formed at a temperature at which the compound thermally decomposes and the thin film constituent elements are precipitated, and a raw material supply system for the compound. and an apparatus for producing a thin film, comprising means for controlling the temperature of the inner wall of the reaction vessel to a temperature range above a temperature at which the compound does not condense and below a lower limit temperature at which thin film constituent elements of the compound precipitate. . 8. The heating control means for the substrate is a heating device using an electric heater or a high-frequency coil, and the temperature control means for the compound raw material supply system and the inner wall of the reaction vessel is a constant temperature device using hot water or hot air. A thin film manufacturing apparatus according to claim 7.
JP15609986A 1986-07-04 1986-07-04 Manufacture of thin film and device therefor Pending JPS6313323A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15609986A JPS6313323A (en) 1986-07-04 1986-07-04 Manufacture of thin film and device therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15609986A JPS6313323A (en) 1986-07-04 1986-07-04 Manufacture of thin film and device therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6313323A true JPS6313323A (en) 1988-01-20

Family

ID=15620290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15609986A Pending JPS6313323A (en) 1986-07-04 1986-07-04 Manufacture of thin film and device therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6313323A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5563095A (en) * 1994-12-01 1996-10-08 Frey; Jeffrey Method for manufacturing semiconductor devices
JP2008177380A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Taiyo Nippon Sanso Corp Vapor growth equipment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6258639A (en) * 1985-05-17 1987-03-14 マイテル・コ−ポレ−シヨン Chemical evaporating apparatus and method
JPS62169410A (en) * 1986-01-22 1987-07-25 Nec Corp Vapor growth equipment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6258639A (en) * 1985-05-17 1987-03-14 マイテル・コ−ポレ−シヨン Chemical evaporating apparatus and method
JPS62169410A (en) * 1986-01-22 1987-07-25 Nec Corp Vapor growth equipment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5563095A (en) * 1994-12-01 1996-10-08 Frey; Jeffrey Method for manufacturing semiconductor devices
US5753531A (en) * 1994-12-01 1998-05-19 The University Of Maryland At College Park Method for continuously making a semiconductor device
US6019850A (en) * 1994-12-01 2000-02-01 Frey; Jeffrey Apparatus for making a semiconductor device in a continuous manner
JP2008177380A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Taiyo Nippon Sanso Corp Vapor growth equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102868968B1 (en) Methods and apparatus for depositing a chalcogenide film and structures including the film
KR102877832B1 (en) Methods for depositing a transition metal chalcogenide film on a substrate by a cyclical deposition process
US5158750A (en) Boron nitride crucible
US6077571A (en) Conformal pure and doped aluminum coatings and a methodology and apparatus for their preparation
US5508066A (en) Method for forming a thin film
JP6893883B2 (en) Semiconductor device structure and its manufacturing method
US5075055A (en) Process for producing a boron nitride crucible
KR100187451B1 (en) Manufacturing method of titanium nitride thin film
CN101578398A (en) Method for producing group III nitride crystal
US20060068098A1 (en) Deposition of ruthenium metal layers in a thermal chemical vapor deposition process
JPS63203772A (en) Vapor growth method for thin copper film
US5273783A (en) Chemical vapor deposition of titanium and titanium containing films using bis (2,4-dimethylpentadienyl) titanium as a precursor
US5191099A (en) Chemical vapor deposition of aluminum films using dimethylethylamine alane
JPH01313927A (en) Compound-semiconductor crystal growth method
Gross et al. Liquid source metalorganic chemical vapor deposition of aluminum from triethylamine alane
JPS6313323A (en) Manufacture of thin film and device therefor
US5025751A (en) Solid film growth apparatus
van der Wel et al. Area-selective low-pressure thermal atomic layer deposition of aluminum nitride
JPH01198475A (en) Formation of thin film
Jones et al. Growth of aluminium films by low pressure chemical vapour deposition using tritertiarybutylaluminium
JP4338246B2 (en) Raw material for Cu-CVD process and Cu-CVD apparatus
Beach Design of low-temperature thermal chemical vapor deposition processes
US12503758B2 (en) Method and apparatus for processing thin films on substrates
JPS61264175A (en) Cvd device
US20260022467A1 (en) Multiple temperature reactor system and method