(57)【要約】  【課題】従来のＡＬＤ法と同等の特性を有する層状構造体を製造でき、従来のＡＬＤ法よりも生産性に優れる、層状構造体の製造方法を提供する。  【解決手段】第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料および第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を逐次的に供給して各気相材料に基づく層が積層されてなる積層体を基板上に形成する積層工程と、前記積層体に化学反応を施すことを含んで前記積層体から層状構造体を形成する化成工程とを備え、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限温度以下、かつ第二の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限温度以下の温度範囲内において、前記第一の配位化合物と前記第二の配位化合物との化学的な相互作用および化学結合の少なくとも一方により、前記積層体は層状体の形態を前記基板上に維持可能とされ、前記積層工程では、前記化成工程にて行われる化学反応を行わない。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料および第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を逐次的に供給して各気相材料に基づく層が積層されてなる積層体を基板上に形成する積層工程と、
前記積層体に化学反応を施すことを含んで前記積層体から層状構造体を形成する化成工程とを備え、
第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限温度以下、かつ第二の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限温度以下の温度範囲内において、前記第一の配位化合物と前記第二の配位化合物との化学的な相互作用および化学結合の少なくとも一方により、前記積層体は層状体の形態を前記基板上に維持可能とされ、
前記積層工程では、前記化成工程にて行われる化学反応を行わないこと
を特徴とする層状構造体の製造方法。
【請求項２】
前記化成工程にて行われる化学反応は酸化反応を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記化成工程の化学反応は、前記第一の配位子および前記第二の配位子の少なくとも一方が前記積層体から脱離する反応を素過程として含み、前記化成工程により、前記第一の配位化合物の中心物質に基づく元素および前記第二の配位化合物の中心物質に基づく元素の酸化物を含有する層状構造体が前記基板上に形成される、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第一の気相材料のＡＬＤウィンドウと前記第二の気相材料のＡＬＤウィンドウとは重複する温度領域を有し、当該重複する温度領域の範囲内で、前記積層工程および前記化成工程は行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第一の気相材料および前記第二の気相材料の少なくとも一方は、前記第一の配位化合物および前記第二の配位化合物以外の物質である付加物質を含有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜などの層状構造体の製造方法に関し、詳しくは、原子層蒸着法（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、本明細書において「ＡＬＤ法」ともいう。）を利用した多成分系薄膜を製造しうる層状構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＬＤ法は、反応ガスに基づく単層膜を基板上に形成し、その単層膜に基づく薄膜（酸化膜など）を形成する技術であり、形成された薄膜は、厚さの均一性およびステップカバレッジが高いことが特徴とされ、Ｓｒ−Ｔｉ−Ｏ系、Ａｌ−Ｔｉ−Ｏ系などの絶縁膜（誘電膜）の製造方法として使用されている。
【０００３】
このチタン酸ストロンチウムからなる絶縁膜を具体例とすれば、その製造は、特許文献１などにも示されるように、８工程を必要とする。
第１工程：ストロンチウムを含む前駆体を供給して、当該前駆体を基板上に吸着させる。
第２工程：パージガスを供給して反応チャンバを１次パージすることにより、基板上に、ストロンチウムを含む前駆体の単層（Ｓｒ系単層）を基板上に形成する。
第３工程：酸素を含む反応ガスを供給して第１工程で形成されたＳｒ系単層を酸化することにより、ストロンチウムの酸化物を含む層状体（Ｓｒ−Ｏ層）を形成する。
第４工程：パージガスを供給して前記反応チャンバを２次パージすることにより、酸素を含む反応ガスを除去する。
第５工程：チタンを含む前駆体を供給して、基板上に形成されたＳｒ−Ｏ層上に当該前駆体を吸着させる。
第６工程：パージガスを供給して前記反応チャンバを３次パージすることにより、チタンを含む前駆体の単層（Ｔｉ系単層）をＳｒ−Ｏ層上に形成する。
第７工程：酸素を含む反応ガスを供給して第５工程で形成されたＴｉ系単層を酸化することにより、Ｓｒ−Ｏ層上にチタンの酸化物を含む層を形成する。
第８工程：パージガスを供給して前記反応チャンバを４次パージすることにより、酸素を含む反応ガスを除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１５３２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来のＡＬＤ法では、１層のＳｉ−Ｔｉ−Ｏ系薄膜を形成するために８工程を要し、生産性に優れる方法とはいえない。このため、従来のＡＬＤ法と同等の多成分系膜を製造可能でありながら、より生産性に優れる薄膜の製造方法が強く望まれている。
【０００６】
本発明は、膜厚の均一性およびステップカバレッジの高さの観点で従来のＡＬＤ法と同等でありながら、より生産性に優れる方法で、多成分系薄膜をも製造しうる、層状構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく提供される本発明は次の内容を含む。
（１）第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料および第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を逐次的に供給して各気相材料に基づく層が積層されてなる積層体を基板上に形成する積層工程と、前記積層体に化学反応を施すことを含んで前記積層体から層状構造体を形成する化成工程とを備え、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限温度以下、かつ第二の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限温度以下の温度範囲内において、前記第一の配位化合物と前記第二の配位化合物との化学的な相互作用および化学結合の少なくとも一方により、前記積層体は層状体の形態を前記基板上に維持可能とされ、前記積層工程では、前記化成工程にて行われる化学反応を行わないことを特徴とする層状構造体の製造方法。
【０００８】
（２）前記化成工程にて行われる化学反応は酸化反応を含む、上記（１）に記載の製造方法。
【０００９】
（３）前記化成工程の化学反応は、前記第一の配位子および前記第二の配位子の少なくとも一方が前記積層体から脱離する反応を素過程として含み、前記化成工程により、前記第一の配位化合物の中心物質に基づく元素および前記第二の配位化合物の中心物質に基づく元素の酸化物を含有する層状構造体が前記基板上に形成される、上記（２）に記載の製造方法。
【００１０】
（４）前記第一の気相材料のＡＬＤウィンドウと前記第二の気相材料のＡＬＤウィンドウとは重複する温度領域を有し、当該重複する温度領域の範囲内で、前記積層工程および前記化成工程は行われる、上記（１）から（３）のいずれか一項に記載の製造方法。
【００１１】
（５）前記第一の気相材料および前記第二の気相材料の少なくとも一方は、前記第一の配位化合物および前記第二の配位化合物以外の物質である付加物質を含有する、上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来のＡＬＤ法に比べて生産性高く層状構造体を製造する方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。
１．製造工程
本発明の一実施形態に係る製造方法は、第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料および第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を逐次的に供給して各気相材料に基づく層が積層されてなる積層体を基板上に形成する積層工程と、積層体に化学反応を施す化成工程とを備える。積層工程により形成される積層体は、第二の気相材料のＡＬＤウィンドウの少なくとも一部の温度範囲内において、第一の配位化合物と第二の配位化合物との化学的な相互作用および化学結合の少なくとも一方により、積層体は層状体の形態を基板上に維持可能とされる。また、積層工程では、化成工程にて行われる化学反応を行わない。お、本明細書において、化学結合とは、共有結合およびイオン性結合の総称を意味し、化学的な相互作用とは、化学結合以外の相互作用、具体的には、ファンデルワールス相互作用、クーロン相互作用、水素結合、π−π相互作用などの総称を意味する。本明細書において、これらの化学結合および化学的な相互作用を総称して、「化学的相互作用等」という場合もある。
【００１４】
（１）積層工程
本実施形態に係る積層工程では、次の４つのサブ工程を含む。
（１−１）第一の積層工程
第一の積層工程では、第一の配位子を有する第一の配位化合物を含む第一の気相材料を、基板が配置された反応チャンバ内に供給し、基板上に第一の配位化合物を飽和吸着させる。この第一の積層工程の段階では、基板上に吸着した第一の配位化合物上にさらに第一の配位化合物が吸着していてもよい。なお、基板の種類は特に限定されない。シリコン基板、ガラス基板などが例示される。シリコン基板などの場合には、その表面に酸化膜が形成されていてもよい。
【００１５】
第一の積層工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度（本明細書において「第一の積層温度」ともいう。）は、基板に第一の配位化合物が飽和吸着しうる温度であれば、特に限定されない。
【００１６】
第一の気相材料は、第一の配位化合物からなるものであってもよいし、第一の配位化合物以外の物質として、キャリアガスなどを含有していてもよい。この場合におけるキャリアガスの種類は特に限定されず、アルゴンなどの希ガスの他、水素ガスなどが例示される。また、第一の気相材料は、第一の配位化合物以外の物質として、第二の配位化合物と化学的相互作用等を行わない物質であって、第一の配位化合物と同様に基板に吸着しうる物質を含んでいてもよい。かかる物質を第一の付加物質ともいう。第一の付加物質の詳細については、第一の配位化合物の詳細とともに、後述する。
【００１７】
なお、基板に吸着する第一の配位化合物は、基板など被着対象と相互作用した結果、第一の配位化合物とは異なる状態（例えば、１つ以上の配位子が第一の配位化合物から脱離した状態にあることや、配位子の配位形態が変化した状態にあることが挙げられる。）となっていてもよい。本明細書では、そのような状態にある材料も、便宜上、第一の配位化合物と称することとする。
【００１８】
また、第一の積層工程は、以下に説明する一次パージ工程から化成工程まで（さらに三次パージ工程が含まれる場合もある。）を経たことによって形成される層状構造体上に第一の配位化合物を吸着させる場合も含む。そのように本実施形態に係る層状構造体の製造工程を繰り返すことによって、層状構造体の全体の厚さを調整してもよい。
【００１９】
（１−２）一次パージ工程
一次パージ工程では、第一の気相材料を供給することに代えて、反応チャンバにパージガスを供給して、反応チャンバをパージする。この工程により、基本的には、基板上に吸着した第一の配位化合物以外の第一の気相材料は反応チャンバ外へと排出される。その結果、基板上に、第一の配位化合物の単層（本明細書において、「第一の単層」ともいう。）が形成される。一次パージ工程において、パージガスを供給する前後の少なくとも一方に反応チャンバの排気作業が含まれてもよいし、パージガスの供給に代えて反応チャンバの排気作業により第一の気相材料の反応チャンバ外への排出が行われてもよい。本明細書において、こうしたパージ工程に含まれる反応チャンバの排気作業を「真空パージ」ともいう。
【００２０】
一次パージ工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度（本明細書において「第一のパージ温度」ともいう。）は、第一の単層が形成されるように、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウ内の温度とされる。パージガスの種類は特に限定されず、アルゴン、窒素分子など、パージガスとして公知の材料を適宜使用することができる。
【００２１】
なお、本明細書において「ＡＬＤウィンドウ」とは、ある物質が、被着対象上に吸着（物理吸着であってもよいし、化学吸着であってもよい。）して、当該物質に基づく材料の単層膜を形成した状態を維持しうる温度領域を意味する。ＡＬＤウィンドウよりも低い温度の場合には、当該物質が被着対象の表面上で凝縮し、上記の単層膜を安定的に形成することが困難となる。一方、ＡＬＤウィンドウよりも高い温度の場合には、被着対象上に当該物質が安定に吸着できなかったり、当該物質が被着対象の表面上で分解してしまったりして、やはり上記の単層膜を安定的に形成することが困難となる。ＡＬＤウィンドウは、吸着する物質および被着対象によって決定され、吸着する物質に対する依存性が相対的に高い。
【００２２】
第一の気相材料が第一の付加物質を含む場合には、基板上に、第一の付加物質の層が形成される場合もある。第一のパージ温度が、第一の付加物質のＡＬＤウィンドウ内の温度であれば、第一の付加物質の層は第一の単層と基板上で共存することができる。
【００２３】
（１−３）第二の積層工程
第二の積層工程では、第二の配位子を有する第二の配位化合物を含む第二の気相材料を、反応チャンバ内に供給し、第一の単層上に第二の配位化合物を化学的相互作用等により飽和吸着させる。この第二の積層工程の段階では、第一の単層上に吸着した第二の配位化合物上にさらに第二の配位化合物が吸着していてもよい。
【００２４】
第二の積層工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度（本明細書において「第二の積層温度」ともいう。）は、第一の単層が維持された状態で第二の配位化合物の吸着が実現されるように、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限以下の温度であって、かつ、第一の単層上に第二の配位化合物が化学的相互作用等により飽和吸着しうる温度とされる。
【００２５】
なお、第一の気相材料が第一の付加物質を含む場合には、第二の積層温度が、第一の付加物質のＡＬＤウィンドウの上限温度以下の温度であれば、第一の付加物質の層が第一の単層と基板上で共存したまま、第一の付加物質の層上に第二の配位化合物が吸着しうる。
【００２６】
第二の気相材料は、第二の配位化合物からなるものであってもよいし、第二の配位化合物以外の物質として、キャリアガスなどを含有していてもよい。キャリアガスの種類は特に限定されず、アルゴンなどの希ガスの他、水素などが例示される。また、第二の気相材料は、第二の配位化合物以外の物質として、第一の付加物質の層に吸着しうる物質を含んでいてもよい。かかる物質を第二の付加物質ともいう。第二の付加物質が第一の配位化合物と化学的相互作用等を生じない場合には、第一の単層上に第二の配位化合物を優先的に形成させることが可能となる。一方、第二の付加物質が第一の配位化合物と化学的相互作用等を生じうる場合には、第一の単層への第二の付加物質の吸着は、第二の配位化合物の吸着と競争関係となる。第二の付加物質の詳細については、第二の配位化合物の詳細とともに、後述する。
【００２７】
なお、第一の単層に吸着する第二の配位化合物は、第一の単層を構成する材料（第一の配位化合物）との化学的相互作用等の結果、第二の配位化合物とは異なる状態（例えば、１つ以上の配位子が第二の配位化合物から脱離した状態にあることや、配位子の配位形態が変化した状態にあることが挙げられる。）となっていてもよい。本明細書では、そのような状態にある材料も、便宜上、第二の配位化合物と称することとする。
【００２８】
（１−４）二次パージ工程
二次パージ工程では、第二の気相材料を供給することに代えて、反応チャンバにパージガスを供給して、反応チャンバをパージする。この工程により、基本的には、第一の単層上に吸着した第二の配位化合物以外の第二の気相材料は反応チャンバ外へと排出される。その結果、第一の単層上に、第二の配位化合物の単層（本明細書において、「第二の単層」ともいう。）が形成される。二次パージ工程は真空パージ工程を含んでいてもよい。
【００２９】
二次パージ工程における基板および反応チャンバの基板近傍の温度（本明細書において「第二のパージ温度」ともいう。）は、第一の単層上に第二の単層が形成されるように、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限温度以下の温度であって、かつ第二の配位化合物のＡＬＤウィンドウ内の温度とされる。
【００３０】
第一の気相材料のＡＬＤウィンドウと前記第二の気相材料のＡＬＤウィンドウとが重複する温度領域を有する場合には、上記の第一の積層工程から二次パージ工程までその重複する温度領域の範囲内で行えば、これらの工程の設定温度を統一することができ、温度制御が容易となって、好ましい。
【００３１】
第二の気相材料が第二の付加物質を含む場合には、第二のパージ温度が第二の付加物質のＡＬＤウィンドウの上限温度以下の温度であるとき、第二の付加物質の層も形成される。
【００３２】
パージガスの種類は特に限定されず、アルゴン、窒素分子など、パージガスとして公知の材料を適宜使用することができる。
【００３３】
こうして、積層工程を実施することにより、第一の単層上に第二の単層が積層されてなる積層体（本明細書において「前駆積層体」ともいう。）が形成される。本実施形態に係る前駆積層体は、第一の配位化合物と第二の配位化合物との化学的相互作用等により、層状体の形態を基板上に維持可能とされる。この点については後述する。
【００３４】
（２）化成工程
化成工程では、上記の積層工程により形成した前駆積層体に化学反応を施して、第一の配位化合物に含有される元素（具体的には第一の配位化合物の中心物質に基づく元素が例示される。）および第二の配位化合物に含有される元素（具体的には第二の配位化合物の中心物質に基づく元素が例示される。）を含む層状構造体を形成する。
【００３５】
この化学反応の具体的な内容は、その化学反応が積層工程において行われていない限り、特に限定されない。この化学反応を進行させるために、通常、反応ガスが供給される。
【００３６】
反応ガスを供給する場合には、反応ガスを供給して化学反応を進行させる工程（本明細書において「反応ガス化成工程」ともいう。）、および当該反応ガスの供給に代えてパージガスを供給して化成工程を終了させる工程が行われる（本明細書において「三次パージ工程」ともいう。）。すなわち、反応ガスを供給する場合には、第一の積層工程、一次パージ工程、第二の積層工程、二次パージ工程、反応ガス化成工程および三次パージ工程の都合６工程により、多成分系薄膜となりうる層状構造体を形成することが実現される。このように、本実施形態に係る層状構造体の製造方法は、従来技術に係るＡＬＤ法プロセスに比べると、２５％も工程数を低減させることができる。なお、三次パージ工程の詳細は一次パージ工程や二次パージ工程と同様であるから、説明を省略する。
【００３７】
化成工程の化学反応が基板および基板の近傍を加熱することを含む場合には、その加熱温度は、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限の温度以下、かつ第二の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限の温度以下の温度である。この場合において、加熱温度が、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウと第二の配位化合物のＡＬＤウィンドウとが重複する温度領域内である場合には、第一の積層工程から化成工程に至るまで、基板および基板の近傍の温度設定を統一することができ、温度制御が容易となる。
【００３８】
２．配位化合物
ここで、第一の配位化合物および第二の配位化合物について説明する。前述のように、積層工程、特に二次パージ工程では、第一の配位化合物と第二の配位化合物との化学的相互作用等により、前駆積層体は層状体の形態を基板上に維持可能とされる。
【００３９】
この化学的相互作用等の種類は、第一の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限の温度以下、かつ第二の配位化合物のＡＬＤウィンドウの上限の温度以下の温度においてその化学的相互作用等が適切に生じている限り、特に限定されない。かかる化学的相互作用等の例として、第一の配位子を構成する少なくとも１種の配位子と、第二の配位子を構成する少なくとも１種類の配位子との化学的相互作用等が挙げられる。
【００４０】
第一の配位化合物および第二の配位化合物との間に生じる化学的相互作用等は１種であってもよいし、複数種類であってもよい。また、かかる化学的相互作用等を生じる量的関係も限定されない。例えば、第一の配位化合物１モルに対して第二の配位化合物１モルが化学的相互作用等を生じる関係であってもよいし、第一の配位化合物２モルに対して第二の配位化合物１モルが化学的相互作用等を生じる関係であってもよい。さらに、１つの第一の配位化合物が１つの第二の配位化合物と化学的相互作用等を生じてもよいし、１つの第一の配位化合物が複数の第二の配位化合物と化学的相互作用等を生じてもよいし、複数の第一の配位化合物が１つの第二の配位化合物と化学的相互作用等を生じてもよい。
【００４１】
第一の配位化合物および第二の配位化合物は、こうした化学的相互作用等を生じうるとともに、化成工程において化学反応によって層状構造体を形成できるものであれば、特に限定されない。上記のような化学的相互作用等を生じうる配位子を有する配位化合物であってもよい。第一の配位化合物と第二の配位化合物とは、互いに異なる種類の物質であってもよいし、同一種類の物質であってもよい。互いに異なる種類である例として、一方の配位化合物が電子供与性物質で他方の配位化合物が電子求引性物質である場合が挙げられる。
【００４２】
第一の配位化合物が含む第一の配位子および第二の配位化合物が含む第二の配位子は、それぞれ、１種類の配位子から構成されていてもよいし複数種類の配位子から構成されていてもよい。第一の配位子と第二の配位子とは異なる種類であってもよいし、同一種類であってもよい。第一の配位子を構成する配位子の少なくとも１つと第二の配位子を構成する配位子の少なくとも１つとが同一種であり、その種類の配位子同士が化学的相互作用等を生じる場を提供することもありうる（例：π−π相互作用）。
【００４３】
あるいは、第一の配位子が第二の配位化合物の中心物質に対して直接的に化学的相互作用等を生じてもよいし、第二の配位子が第一の配位化合物の中心物質に対して直接的に化学的相互作用等を生じてもよい。その結果として、前者の場合には第二の配位子を構成する配位子の少なくとも１つが第二の配位化合物から脱離し、後者の場合には第一の配位子を構成する配位子の少なくとも１つが第一の配位化合物から脱離してもよい。
【００４４】
第一の配位子および第二の配位子の具体例として、次の配位子の組み合わせが例示される。以下の例示における「活性水素」とは、水素結合に基づく相互作用を他の物質と生じうる水素を意味する。
１級から３級のいずれかのアミノ化合物またはこれに基づく官能基と、少なくとも１つの活性水素を有する有機化合物またはこれに基づく官能基との組み合わせ；および
酸素または硫黄を含有する化合物またはこれに基づく官能基と、少なくとも１つの活性水素を有する有機化合物またはこれに基づく官能基との組み合わせ。
【００４５】
３．化成工程の化学反応
化成工程の化学反応の種類は前述のとおり限定されない。層状構造体がチタン酸ストロンチウム薄膜やチタン酸アルミニウム薄膜のように酸化物系薄膜である場合には、この化学反応は酸化反応を含む。
【００４６】
化成工程の化学反応は、第一の配位子および第二の配位子の少なくとも一方が前駆積層体から脱離する反応を素過程として含み、この化成工程により、第一の配位化合物の中心物質に基づく元素および第二の配位化合物の中心物質に基づく元素の含有する層状体が形成されてもよい。
【００４７】
具体例として、第一の配位化合物の中心物質に基づく元素がチタンであって、第二の配位化合物の中心物質に基づく元素がアルミニウムであり、化成工程の化学反応が酸化反応である場合が挙げられる。この場合には、それぞれの配位化合物の配位子が前駆積層体から脱離する反応、ならびにチタンの酸化反応およびアルミニウムの酸化反応を含み、結果的に、Ａｉ−Ｔｉ−Ｏ系薄膜が層状構造体として得られる。従来技術に係るＡＬＤ法によりチタン酸アルミニウム薄膜を形成する場合に比べて、前述のとおり、製造プロセスが簡素化されることに加えて、チタンおよびアルミニウムを含む前駆積層体においてチタンの酸化反応およびアルミニウムの酸化反応が進行するため、チタンおよびアルミニウムの複合酸化物が得られやすく、結果的に、化学量論的に優れたチタン酸アルミニウム薄膜が得られやすくなることが期待される。すなわち、本発明の一実施形態に係る製造方法によれば、化学量論的に優れた層状構造体の製造方法が提供される。
【００４８】
化成工程の化学反応を進行させるにあたり反応ガスが供給される場合には、その反応ガスの種類は、進行させるべき化学反応に応じて適宜設定される。例えば、化学反応が酸化反応である場合には、反応ガスの具体的な種類は、酸素を含む物質を含むことが好ましい。そのようなガス種として、オゾン（Ｏ３）が典型的である。酸化反応のためのガスが酸素分子であって、外的エネルギーの付与（加熱、電圧印加など）によって酸素を含むプラズマを発生させて、そのプラズマに含まれる化学種によって酸化反応が進行してもよい。化学反応が窒化反応である場合には、アンモニアを含む反応ガスが例示される。なお、化学反応を進行させるため行われる外的エネルギーの付与方法の具体的な種類は限定されず、上記の加熱などの方法以外に、紫外線やＸ線などの電磁波の照射（レーザ照射を含む。）、電子線やイオンの照射、磁場の印加などが例示される。
【００４９】
４．付加物質
第一の付加物質および第二の付加物質の具体的な種類は、第一の配位化合物および第二の配位化合物ならびに製造目的物である層状構造体の組成等を考慮して適宜設定される。
【００５０】
第一の付加物質および第二の付加物質の少なくとも一方を用いることによって、層状構造体にドーピングを行ったり、層状構造体の組成を調整したりすることが可能となる。本明細書において、第一の付加物質および第二の付加物質のように、第一の気相材料および第二の気相材料の少なくとも一方に含有される物質であって、第一の配位化合物および第二の配位化合物ならびにキャリアガス以外の物質を「付加物質」と総称する場合もある。
【００５１】
前駆積層体に付加物質が含まれ、化成工程の化学反応によって形成される層状構造体中に付加物質に由来する成分が含有される場合には、その成分を層状構造体のドーパントとすることができる。
【００５２】
具体的には、第一の付加物質が前駆積層体に含有される場合には、層状構造体において、第一の配位化合物に基づく元素の一部を第一の付加物質に基づく元素により置き換えることが可能となる。第二の付加物質が前駆積層体に含有される場合には、層状構造体において、第二の配位化合物に基づく元素の一部を第二の付加物質に基づく元素により置き換えることが可能となる。
【００５３】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００５４】
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれらの具体例にのみ限定されるものではない。
【００５５】
１．Ａｌ−Ｔｉ−Ｏ系の薄膜からなる層状構造体の製造
（実施例１）
反応チャンバ内にシリコン基板を配置し、基板温度を１５０℃、チャンバ内圧力を２００Ｐａとした。この状態で、反応チャンバ内に、第一の配位化合物としてのテトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＩＶ）からなる第一の気相材料を供給した。次に、第一の気相材料の供給を停止し、一次パージガスとしてのアルゴンを反応チャンバ内に供給して、シリコン基板上に、第一の単層を形成した。続いて、第二の配位化合物としてのトリメチルアルミニウムからなる第二の気相材料を供給した。その後、第二の気相材料の供給を停止し、二次パージガスとしてのアルゴンを反応チャンバ内に供給して、シリコン基板上に、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＩＶ）およびトリメチルアルミニウムからなる前駆積層体を形成した。二次パージガスの供給を停止し、反応チャンバ内にオゾンを供給して、基板温度を１５０℃とすることにより、前駆積層体から、Ａｌ−Ｔｉ−Ｏ系の薄膜からなる層状構造体を得た。
以上のプロセスを１サイクルとして、１５０サイクル実施することにより、Ａｌ−Ｔｉ−Ｏ系の薄膜からなる層状構造体をシリコン基板上に得た。
【００５６】
（比較例）
テトラキス（ジメチルアミノ）チタン（ＩＶ）およびトリメチルアルミニウムを用いて、従来技術に係るＡＬＤ法、すなわち、一層のＳｒ−Ｔｉ−Ｏ系膜を形成するために８工程を行う方法で、実施例と同様に１５０サイクル積層プロセスを実施して、Ａｌ−Ｔｉ−Ｏ系の薄膜からなる層状構造体をシリコン基板上に得た。
【００５７】
２．評価方法および評価結果
得られた層状体を、Ｘ線光電子分光測定器（ＸＰＳ）を用いて測定し、酸素１ｓのスペクトルを得た。
その結果、実施例および比較例いずれの場合も、化学量論的に適切なＴｉＡｌ２Ｏ５を示す５３０ｅＶ程度にピークを有するスペクトルが得られた。
５３０ｅＶにおけるピーク強度に対する、Ａｌ２Ｏ３に由来する５３１から５３１．５ｅＶにおけるピーク強度の平均値の比率Ｒを算出した結果、実施例では、０．４５であるのに対し、比較例では０．５８となり、実施例に係る層状構造体の方が、化学量論的に優れた組成を有している可能性が示唆された。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、Ｓｒ−Ｔｉ−Ｏ系薄膜、Ａｌ−Ｔｉ−Ｏ系薄膜などの層状構造体の製造に好適に使用できる。