JPS5847464B2 - アルミニウムノキソウセイチヨウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムの気相戒長方法に関し、特に半導
体基板上にアルミニウムを気相或長させて電極を生戒さ
せる方法に関し、更に詳しくは有機アルミニウム化合物
をプラズマ状態で反応させてアルミニウムを半導体基板
上に化学的に気相戊長させる方法に関する。

従来、半導体基板上に、電極あるいは配線を形或させる
ためにアルミニウムを戊長させる方法としては、所謂、
蒸着法が一般的であった。

しかしながら、蒸着法には蒸発源が点状であるというこ
とから被蒸着面に方向性が有るという問題があり、その
ために被蒸着面上のエッジ部などにアルミニウム被膜の
欠陥部が生じ断線のおそれが有るという欠点があった。

また蒸着法は、量産性、コスト面でも半導体基板あるい
は絶縁皮膜上にアルミニウム層を生或する方法としては
問題があった。

被蒸着面上にアルミニウムを成長させるその他の方法と
して化学的気相戊長方法、例えば塩化アルミニウム（Ａ
ｌＣｌ３）と水素（Ｈ２）とを１０００℃以上に加熱し
て反応させ、アルミニウムを気相或長させる方法がある
が、この方法は高温操作を必要とし、そのために半導体
基板中の不純物の不要な拡散が起きて、拡散領域の抵抗
が変化したり、またアルミニウムがケイ素と合金を形或
したりして好ましくない。

従って、本発明の目的は、前記従来の半導体基板あるい
は絶縁皮膜上へのアルミニウム気相或長方法の欠点を排
除し、被蒸着面上のエッジ部などにおいて断線を起すお
それがない、低温アルミニウム気相戊長方法を提供する
ことにある。

本発明に従ったアルミニウムの気相或長方法は、有機ア
ルミニウム化合物を、０．１〜３０ｍｍＨｇの減圧下に
高周波で励起させてプラズマ状態となし、低温で、半導
体基板上にアルミニウムを気相或長させることから構或
される。

本発明に用いられる有機アルミニウム化合物は、約１０
０℃の温度で数１ｎｒＩＬＨｇ程度の蒸気圧を有する有
機アルミニウム化合物を含み、例えば、トリメチルアル
ミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルア
ルミニウム、トリスジメチルアミノアルミニウムなどが
あげられる。

以下、本発明方法を添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係るアルミニウムの気相或長方法に用
いられるプラズマ反応装置の一例を示ス説明図であり、
内部にその表面にアルミニウムを気相或長させんとする
半導体基板１を挿入させる。

例えば石英ガラス製の反応管２は、その外周に高周波コ
イル３が巻設される。

高周波コイル３は適当な高周波電源４に接続される。

反応管２の入口は配管５を通して有機アルミニウム化合
物６を含む貯蔵ボンベ７に接続され、貯蔵ボンベ７は適
当な恒温加熱槽８中に保持される。

貯蔵ボンベ７は、更に配管９及び流量計１０を通して、
Ｎ２又は■２などのキャリャーガス供給装置（図示せず
）と接続される。

一方、反応管２の出口には配管１３を通して適当な真空
ポンプ（図示せず）が接続され、半導体基板上にアルミ
ニウムを気相或長させる操作中、反応管２を真空にする
。

反応管２は、またキャリャーガス供給装置（図示せず）
からＮ２又はＨ２などのキャリャーガスを流量計１１、
配管１２を通して直接反応管２に供給され、該反応管２
内の不純物ガスの除去、清浄化、更には被或長アルミニ
ウム皮膜の膜厚の均一化をすることかできるように設備
されている。

なお第１図において符号１４は二一ドル弁を示す。

第１図のようなプラズマ反応装置を用いて半導体基板上
にアルミニウムを気相或長させる方法の一例について説
明すると、貯蔵ボンベ７に有機アルミニウム化合物とし
てトリエチルアルミニウムＡｌ（Ｃ２Ｈ５）３を入れ、
恒温加熱槽８の温度を６０℃とする。

この温度ではトリエチルアルミニウムの蒸気圧は６ｍｍ
Ｈｇとなる。

加熱温度は用いる有機アルミニウム化合物の種類によっ
て変動するがトリメチルアルミニウムＡ ｌ（ＣＨ，）
３は３５℃程で実用可能であり、この温度での蒸気圧は
２０ｍｍＨ９となる。

又、トリイソブチルアルミニウｌ−ｋ ｌ（ ｉＣ４
Ｈ４ ）３は７００Ｇ程で実用可能であり、この温度で
の蒸気圧は１０ｍｍＨｇとなる。

次に、反応管２中に試料半導体基板１を挿入し、真空ポ
ンプで反応系内圧をｌｍｍＨｇの真空に吸引し、ＩＯＫ
Ｗの高周波電源４を用いて高周波コイル３より約１５Ｍ
ｌ｛ｚの高周波電磁界を与えながらキャリャーガスを流
量計１０、配管９、貯蔵ボンベ７、配管５を通して反応
管２に流し、Ａｌ（Ｃ２Ｈ５）３蒸気を反応管２内に導
入する。

反応管２中に入ったＡ ｌ（ Ｃ２ Ｈ５ ）３は高周
波電磁界により励起されてプラズマ状態となり、下記式
（１）で示される化学反応を起こし、アルミニウムが半
導体基板１上に気相或長する。

？お、気相或長操作中の半導体基板温度は１００℃とす
る。

この温度は用いる有機アルミニウム化合物の種類によっ
て変動するが、一般的には、トリメチルアルミニウムは
８０〜４００℃で実施可能である。

トリイソブチルアルコール、トリエチルアルミニウムも
同様な温度で実施することができる。

以上、有機アルミニウム化合物を容器（ボンベ）内に液
状に保持し、これにキャリャーガスを流して有機アルミ
ニウム化合物蒸気を反応管へ導入する方法について説明
したが、その他、例えば、予しめ０．ｌ％程度の有機ア
ルニウム化合物と窒素又はアルゴンガスとのガス混合物
を調製し、これを直接反応管２に供給する方法などを用
いることもできる。

第２図及び第３図は従来の真空蒸着を用いて、表面に選
択的に絶縁皮膜が形或された半導体基板上にアルミニウ
ム被膜を蒸着させた場合（第２図）と本発明のアルミニ
ウム気相或長法を用いて、表面に絶縁皮膜が形威された
半導体基板上にアルミニウム被膜を気相或長させた場合
（第３図）の典型例を示す説明図であり、それぞれ、シ
リコン基板１５上の絶縁皮膜（Ｓｉｎ２）１６上にアル
ミニウム被膜１７を形或させた場合を示す。

図から明きらかなように、従来の真空蒸着法ではＢ部の
ような形状の部分には完全なアルミニウム被膜が形成さ
れるが、Ａ部のような形状では一部断線が起きることが
あり、Ｃ部のような形状では絶縁皮膜のエッジ部Ｄが障
害となってアルミニウム被膜の欠陥部が生しる。

これに対し本発明の気相成長法では、Ａ，Ｂ及びＣ部の
いずれにも完全なアルミニウム被膜が形或される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアルミニウムの気相或長方法に用
いられるプラズマ反応装置の一例を示す説明図である。 第２図は従来の真空蒸着法による、半導体基板上ヘア！
レミニウムを蒸着した場合の典型例を示す説明図であり
、第３図は本発明の気相或長方法によった場合の典型例
を示す説明図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・反応管、３
・・・・・・高周波コイル、４・・・・・・高周波電源
、５，９．１２及び１３・・・・・・配管、６・・・・
・・有機アルミニウム化合物、７・・・・・・貯蔵ボン
ベ、８・・・・・・恒温加熱槽、１０及び１１・・・・
・・流量計、１４・・・・・・二一ドル弁、１５・・・
・・・基板、１６・・・・・・絶縁皮膜、１７・・曲ア
ルミニウム被膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体基板上にアルミニウムを気相或長させる方法
   において、有機アルミニウム化合物をＯ．ｌ〜３０ｍｍ
   Ｈｇの減圧下に高周波で励起させてプラズマ状態とし、
   低温で半導体基板上にアルミニウムを気相或長させるこ
   とを特徴とするアルミニウムの気相或長方法。