(57)【要約】  アミノ置換ジシラン化合物に基づいた新規な種類の揮発性液体前駆体を用いて、基板の表面上に窒化シリコンの誘電体材料を形成する。この種類の前駆体は、当該技術分野に内在する高い堆積温度の問題及び望ましくない副生成物の形成を克服するものである。別の態様においては、基板上に窒化シリコン膜を堆積させる方法を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に窒化シリコン材料を堆積させる方法であって、次式：
［（Ｒ1Ｒ2Ｎ）3-xＨxＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ3Ｒ4）3-yＨy］
（式中、Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が独立して任意の直鎖基、分岐基、又は環状アルキル基、或いは置換アルキル基であり、ｘ、ｙ＝０、１、又は２である。）
で表されるアルキルアミノ置換ジシラン化合物を窒素源と反応させて、前記窒化シコン材料を形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記アルキルアミノ置換ジシラン化合物を、アンモニア、ヒドラジン、窒素、及びこれらの混合物からなる群から選択される窒素源と反応させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルキルアミノ置換ジシラン化合物を、インシチュウ・プラズマ生成、遠隔プラズマ生成、ダウンストリーム・プラズマ生成、光分解プラズマ生成からなる群から選択されるプロセスから形成される窒素ラジカルと反応させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記方法は、６００℃に等しいか又はそれより低い堆積温度で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、５００℃に等しいか又はそれより低い堆積温度で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、４００℃に等しいか又はそれより低い堆積温度で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、低圧化学気相成長法で行われることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、常圧化学気相成長法で行われることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、原子層堆積システムで行われることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記アルキルアミノ置換ジシラン化合物が（Ｍｅ2Ｎ）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＭｅ2）3であり、Ｍｅがメチル基であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
酸素含有源と反応させて酸窒化シリコン膜を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
次式：
［（Ｒ1Ｒ2Ｎ）3-xＨxＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ3Ｒ4）3-yＨy］
（式中、Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が独立して任意の直鎖基、分岐基、又は環状アルキル基、或いは置換アルキル基であり、ｘ、ｙ＝０、１、又は２である。）
で表されるアルキルアミノ置換ジシラン化合物。
【請求項１３】
Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、１−６個の炭素原子を有する任意の置換アルキル基又は非置換アルキル基であることを特徴とする請求項１２に記載のアルキルアミノ置換ジシラン化合物。
【請求項１４】
Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、それぞれメチル基であることを特徴とする請求項１３に記載のアルキルアミノ置換ジシラン化合物。
【請求項１５】
ジシラン化合物の合成方法であって、
第１工程：Ｍｅ2ＮＨ＋ｎＢｕＬｉ→Ｍｅ2ＮＬｉ＋Ｃ4Ｈ10、及び
第２工程：Ｃｌ3Ｓｉ−ＳｉＣｌ3＋６Ｍｅ2ＮＬｉ→（Ｍｅ2Ｎ）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＭｅ2）3＋６ＬｉＣｌ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
真空蒸留によって、生成物（Ｍｅ2Ｎ）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＭｅ2）3を精製する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
酸素含有源が、Ｏ2、Ｎ2Ｏ、及びＮＯを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、半導体の分野に関し、より具体的には、半導体デバイス及び集積回路に有用な窒化シリコン材料の堆積方法に関する。
関連出願
本出願は、２００３年１０月３１日に出願された米国仮出願番号第６０／５１８，６０８号の利益及び優先権を主張するものであり、この特許の開示全体が、引用によりここに組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
高い誘電定数、高い絶縁破壊電圧、優れた機械的特性、及び固有の不活性のために、半導体産業において、窒化シリコン材料が広く用いられている。例えば、窒化シリコン材料は、半導体トランジスタのためのゲート誘電体、金属レベル間の絶縁体、酸化及び拡散を防ぐためのマスク、多層のフォトレジスト構造におけるエッチング・マスク、パッシベーション層、及びトランジスタにおけるスペーサ材料として用いられてきた。
窒化シリコン膜の堆積のための周知の方法及び前駆体がある。従来より、ジクロロシラン（ＤＣＳ）（ＳｉＣｌ2Ｈ2）及びアンモニア（ＮＨ3）前駆体を用いて窒化シリコンを堆積させるために、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）が用いられる。適度な成長速度、均一性、及び良好な膜特性を得るために、ＬＰＣＶＤにおいては、７５０℃より高い、高い堆積温度が用いられる。ＤＣＳ及びアンモニアを用いるＬＰＣＶＤ法の欠点は、高い処理温度がサーマルバジェットに影響を与えること、及び、微粒子汚染物質の原因になり得る副生成物の塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）を形成することである。塩化アンモニウムは、炉システムの排気孔、配管ライン、及びポンプ・システムに蓄積する。これらの堆積物は頻繁な洗浄を必要とし、処理システムにかなりの休止時間をもたらす。
【０００３】
窒化シリコン膜の堆積のための代替的な方法は、シラン（ＳｉＨ4）及び窒素（Ｎ2）又はアンモニア（ＮＨ3）前駆体を用いるプラズマ強化化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を含む。ＰＥＣＶＤ法の欠点は、窒化シリコン膜の化学量論制御の困難さと、窒化シリコン膜に望ましくない水素元素が組み込まれることである。さらに、ＰＥＣＶＤプロセスは、デバイスの活性領域へのプラズマ損傷のため、フロント・エンド・オブ・ライン（ＦＥＯＬ）の用途には適していない。
超大規模集積の用途においては、横方向寸法及び垂直方向寸法が縮小されるので、自己整合金属ケイ化物プロセスを用いて、ゲート電極のシート抵抗及びソース／ドレインの直列抵抗を下げ、デバイスの性能を高め、抵抗−容量遅延を減少させる。窒化シリコンの低温堆積は、このタイプの用途に多数の利点をもたらす。６００℃より下の窒化シリコン堆積は、金属ケイ化物の用途と両立性があり、６００℃より下で堆積された窒化シリコン膜は、ゲートとソース／ドレインとの間の接合部の漏れを減らす際に、側壁スペーサとして優れた性能を有する。
【０００４】
低温の窒化ケイ化物堆積のために、幾つかの新しいシリコン前駆体が開発された。４００℃から５００℃までの間の温度で窒化シリコンを堆積させるために、四ヨウ化シリコン（ＳｉＩ4）が用いられた。しかしながら、ＳｉＩ4前駆体は、室温で個体の状態であり、低い蒸気圧を有しており、よって、処理チャンバへの化学物質の送出が困難になる。さらに、ＳｉＩ4との化学反応は、冷却面上に凝縮し、微粒子汚染物質を生じさせる副生成物ＮＨ4Ｉを生成することがある。５００℃より下で窒化シリコンを形成するために、ヘキサクロロジシラン（ＨＣＤ）（Ｓｉ2Ｃｌ6）も用いられた。しかしながら、ＨＣＤ前駆体は、その衝撃感度のために、安全面でのリスクがある。さらに、堆積中のＨＣＤとの化学反応は、冷却面上に凝縮し、微粒子汚染物質を生じさせる副生成物ＮＨ4Ｃｌを生成することがある。窒化シリコンの堆積のために、ビス（ｔ−ブチルアミノ）シラン（ＢＴＢＡＳ）（ＳｉＣ8Ｎ2Ｈ22）のようなアミノシラン化合物が開発された。ＢＴＢＡＳは、約５５０℃より高い温度でのみ窒化シリコンを形成するようにＮＨ3と反応させることができる、ハロゲンがない前駆体である。
【０００５】
したがって、従来技術の前駆体及び堆積方法のこれら及び他の問題を解決するために、低温で窒化シリコンを堆積させるための新しい前駆体及び方法を開発する必要性がある。
【発明の開示】
【０００６】
一実施形態において、本発明は、基板の表面上に窒化シリコン膜を堆積させるために、Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、独立して任意の直鎖基、分岐基、又は環状アルキル基、或いは置換アルキル基であり、ｘ、ｙ＝０、１、又は２である、式（［（Ｒ1Ｒ2Ｎ）3-xＨxＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ3Ｒ4）3-yＨy］）のアルキルアミノ置換ジシラン化合物を提供する。特に有利なことに、この堆積方法は、例えば６００℃に等しいか又はそれより低い、或いは５００℃に等しいか又はそれより低い低温で行われる。
【０００７】
別の実施形態においては、ウェハ上に窒化シリコン膜を形成するために、アルキルアミノ置換ジシラン化合物を、これらに限られるものではないが、アンモニア、ヒドラジン、及び窒素のような窒素源と反応させる。代替的な実施形態においては、ウェハ上に窒化シリコン膜を形成するために、アルキルアミノ置換ジシラン化合物を、窒素ラジカルと反応させる。窒素ラジカルは、これらに限られるものではないが、インシチュウ・プラズマ生成、遠隔プラズマ生成、ダウンストリーム・プラズマ生成、光分解プラズマ生成のような種々のプロセスによって形成される。
【０００８】
本発明の別の態様においては、Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、独立して任意の直鎖基、分岐基、又は環状アルキル基、或いは置換アルキル基であり、ｘ、ｙ＝０、１、又は２である、式：［（Ｒ1Ｒ2Ｎ）3-xＨxＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ3Ｒ4）3-yＨy］の新規なアルキルアミノ置換ジシラン化合物が提供される。幾つかの実施形態において、Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、それぞれ個別に置換又は非置換Ｃ1−Ｃ6アルキル基である。幾つかの実施形態において、Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、それぞれメチル基である。
【０００９】
別の実施形態において、ウェハ上に窒化シリコン膜を形成するために、アルキルアミノ置換ジシラン化合物を、アンモニア、ヒドラジン、窒素から選択される窒素源と反応させる。代替的な実施形態において、ウェハ上に窒化シリコン膜を形成するために、アミノ置換ジシラン化合物を、窒素ラジカルと反応させる。窒素ラジカルは、インシチュウ・プラズマ生成、遠隔プラズマ生成、ダウンストリーム・プラズマ生成、光分解プラズマ生成のような種々のプロセスによって形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＥＦＴ）及びＭＯＳコンデンサのような半導体デバイスの製造に有用な窒化シリコン膜を低温で堆積させる方法を提供するものである。一般に、本発明の方法は、アルキルアミノ置換ジシラン化合物を窒素源と反応させ、窒化シリコンを形成するステップを含む。
本発明のアルキノアミノ置換ジシラン化合物は、次の一般式：
［（Ｒ1Ｒ2Ｎ）3-xＨxＳｉ−Ｓｉ（ＮＲ3Ｒ4）3-yＨy］
を有する。
ここで、Ｒ1，Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して任意の直鎖基、分岐基、又は環状アルキル基、或いは置換アルキル基であり、ｘ、ｙ＝０、１、又は２である。一実施形態において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、独立して、置換又は非置換Ｃ1−Ｃ6アルキル基である。別の実施形態において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4は、それぞれメチル基である。
【００１１】
アルキルアミノ置換ジシランを用いる堆積された窒化シリコン膜は、優れた均一性を示す。アルキルアミノ置換ジシランは、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）、ＬＰＣＶＤ、又は原子層堆積法（ＡＬＤ）によって、低温で窒化シリコン膜を堆積させるための特性を有する。例えば、約３００℃から６００℃までの範囲の温度におけるＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＡＬＤによって、アルキルアミノ置換ジシランを用いる堆積を行うことができる。幾つかの実施形態においては、６００℃に等しいか又はそれより低い温度におけるＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＡＬＤによって、アルキルアミノ置換ジシランを用いる堆積が行われる。幾つかの実施形態においては、５００℃に等しいか又はそれより低い温度でのＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＡＬＤによって、堆積が行われる。幾つかの実施形態においては、４００℃に等しいか又はそれより低い温度におけるＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＡＬＤによって、堆積が行われる。
【００１２】
本発明を特定の理論に制限するように意図するものではないが、本発明のアルキルアミノ置換ジシランを用いる低温堆積の利点は、アルキルアミノ置換ジシラン化合物における比較的弱いＳｉ−Ｓｉ結合に起因すると考えられる。アルキルアミノ置換ジシランの熱分解の際に、Ｓｉ−Ｓｉ結合を容易に破壊し、アルキノアミノ基を容易に除去することができる。
有利なことに、本発明のアルキルアミノ置換ジシラン前駆体は、少しも塩素を含まない。したがって、結果として生じる窒化シリコン膜には、塩化アンモニウム及び塩素の汚れがない。これは、前駆体内のＳｉ−Ｃｌ結合が、冷却面上に凝縮し、頻繁な洗浄を必要とする塩化アンモニウムの形成をもたらす、ジクロロシラン及びヘキサクロロジシランのような、従来技術の前駆体との比較である。さらに、本発明のアルキルアミノ置換ジシラン前駆体は、Ｓｉ−Ｃ直接結合を含まない。したがって、結果として生じる窒化シリコン膜には炭素がない。
【００１３】
一般式において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、及びＲ4が、それぞれメチル基である、アルキルアミノ置換ジシランの一例は、（Ｍｅ2Ｎ）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＭｅ2）3である。この例において、（Ｍｅ2Ｎ）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＭｅ2）3は、次の反応機構：
ステップ１：Ｍｅ2ＮＨ＋ｎＢｕＬｉ→Ｍｅ2ＮＬｉ＋Ｃ4Ｈ10
ステップ２：Ｃｌ3Ｓｉ−ＳｉＣｌ3＋６Ｍｅ2ＮＬｉ→（Ｍｅ2Ｎ）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＭｅ2）3＋６ＬｉＣｌ
に従って合成することができる。
【００１４】
例えば、ｎ−ＢｕＬｉ（６モル）を、ヘキサン中のＨＮＲ2の溶液（６モル）に１滴ずつ添加し、ヘキサン中のＬｉＮＲ2を形成することができる。次に、ヘキサン中のヘキサクロロジシラン（Ｃｌ3Ｓｉ−ＳｉＣｌ3）（１モル）を、得られた溶液に１滴ずつ添加し、（ＮＭｅ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＭｅ2）3を形成する。濾過によって、固形の副生成物ＬｉＣｌを除去することができる。蒸溜によって、ヘキサン溶媒を除去することもできる。真空蒸溜によって、最終生成物（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3を精製することができる。
【００１５】
有利なことに、低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）システム、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）、及び原子層堆積法（ＡＬＤ）のような種々のシステムによる窒化シリコンの堆積のために、アルキルアミノ置換ジシランを用いることができる。ＬＰＣＶＤは、約５０ミリトールから約１０トールまでの圧力範囲で生じることが可能な化学反応を含む。本発明のアルキルアミノ置換ジシラン前駆体は、約３００℃から６００℃までの範囲の低温における、ＬＰＣＶＤによる窒化シリコンの堆積を可能にする。ＬＰＣＶＤによる堆積の際に、アルキルアミノ置換ジシラン前駆体及び窒素源が処理チャンバに導入され、基板に拡散する。前駆体は、基板の表面上に吸着され、化学反応を受け、基板上に膜を形成する。反応のガス状副生成物が、処理チャンバから脱着され、除去される。ＬＰＣＶＤプロセスにおいて、化学反応は、熱エネルギーによって開始される。ＬＰＣＶＤシステムは、単一のウェハ・システム、或いは、水平炉又は垂直炉のようなバッチ・システムのいずれかとすることができる。半導体産業において、これらのタイプのシステムは周知のものである。「Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｔｅｍ  ａｎｄ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃｈａｍｂｅｒ」という名称のＰＣＴ出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ０３／２１５７５号は、ＬＰＣＶＤにおいて用いることができる熱プロセス装置について説明しており、この特許の開示全体を、引用によりここに組み入れる。
【００１６】
常圧化学気相成長（ＡＰＣＶＤ）システムにおいて、窒化シリコンの堆積を行うことができる。ＡＰＣＶＤは、約６００トールから大気圧までの圧力範囲で行うことが可能な化学反応を含む。本発明のアルキルアミノ置換ジシランは、約３００℃から６００℃までの範囲の低温における、ＡＰＣＶＤによる窒化シリコンの堆積を可能にする。ＡＰＣＶＤによる堆積の際に、アルキルアミノ置換ジシラン前駆体及び窒素源が処理チャンバに導入され、基板に拡散する。前駆体は基板の表面上に吸着され、化学反応を受け、基板上に膜を形成する。反応のガス状副生成物が、処理チャンバから脱着され、除去される。
【００１７】
低温で本発明のアルキルアミノ置換ジシラン前駆体を用いる原子層堆積法によって、窒化シリコン膜の堆積を行うこともできる。温度は、一般に、約１００℃から６００℃までの範囲である。システムの圧力は、一般に、約５０ミリトールから約１０トールまでの範囲である。有利なことに、ＡＬＤプロセスは、比較的低温で行うことができ、このことは、低温に向かう業界の傾向と両立性がある。ＡＬＤは、高い前駆体利用効率を有し、コンフォーマルな薄膜層を生成し、原子規模で膜厚を制御することができ、複雑な薄膜を「ナノ設計する」ために用いることができる。ＡＬＤプロセス堆積サイクルにおいて、第１の反応物質の単分子層は、基板表面上に物理吸着又は化学的吸着される。余分な第１の反応物質は、好ましくは不活性パージガスの助けにより排出される。次に、第２の反応物質が反応チャンバに導入され、自己制限式表面反応を介して、第１の反応物質と反応し、所望の薄膜の単分子層を形成する。初めに吸着された第１の反応物が第２の反応物と完全に反応すると、自己制御式反応は停止する。余分な第２の反応物質は、好ましくは不活性パージガスの助けにより排出される。必要に応じて堆積サイクルを繰り返すことによって、所望の膜厚を得ることができる。膜厚は、単に堆積サイクルの数を数えることによって、原子層の精度まで制御することができる。本発明の幾つかの実施形態においては、ガスを均一に分布させるために、アルキルアミノ置換ジシラン前駆体は、好ましくはシャワーヘッドと呼ばれるものを通して反応チャンバに導入される。種々の反応チャンバを用いることができ、これらは、当該技術分野において周知である。
【００１８】
幾つかの実施形態においては、原子層堆積法によって、アルキルアミノ置換ジシラン前駆体及び窒素源が、代替的にＡＬＤチャンバに導入され、窒化シリコン膜を形成する。サイクルの繰り返しにより、所望の厚さを有する窒化シリコン膜がもたらされる。
本発明に用いられる適切な窒素源は、これらに限られるものではないが、窒素、ＮＨ3、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ2）、原子窒素等といった、窒素含有化合物を含む。約４００℃又はそれより低い堆積温度のためには、随意的に、付加的なエネルギー源を提供して窒素源を活性化し、窒素ラジカルを形成し、堆積を助けることが好ましい。エネルギーの活性化は、これらに限られるものではないが、インシチュウ・プラズマ生成、遠隔プラズマ生成、ダウンストリーム・プラズマ生成、光分解プラズマ生成等のような、種々の公知の方法によって達成することができる。
幾つかの実施形態においては、酸素含有源を処理チャンバに移送し、酸窒化シリコン膜を形成することもできる。適切な酸素含有源は、ＮＨ3と共に、Ｏ2、Ｎ2Ｏ、及びＮＯを含む。
【００１９】
アルキルアミノ置換ジシランを用いて堆積された窒化シリコン膜は、種々の用途を有する。これらは、高い誘電定数のゲート誘電体、金属レベル間の絶縁体、酸化及び拡散を防ぐためのマスク、多層のフォトレジスト構造におけるエッチング・マスク、パッシベーション層、及びトランジスタ内のスペーサ材料として用いることができる。低温で堆積された窒化シリコン膜は、特にスペーサ材料に適している。側壁スペーサは、自己整合接触エッチング・プロセスの際に、ゲート・スタックのようなスタック構造体を保護するための、ウェハ上の保護層である。超大規模集積の用途においては、横方向寸法及び垂直方向寸法が縮小されるので、自己整合金属ケイ化物プロセスを用いて、ゲート電極のシート抵抗及びソース／ドレインの直列抵抗を下げ、よって、デバイスの性能を高め、抵抗−容量遅延を減少させる。例えば、少なくとも誘電体層、及びドープされたポリシリコンのような上にある導電層から形成されたゲート・スタックが、基板上に製造され、互いからに離間配置される。窒化シリコン層のような絶縁保護層が形成され、ゲート・スタックのアレイの上に重なる。窒化シリコンの低温堆積は、このタイプの構造に多数の利点をもたらす。５００℃より下の窒化シリコン堆積は、自己整合金属ケイ化プロセスと両立性があり、ゲートとソース／ドレインとの間の接合部の漏れを減らす際に、側壁スペーサとして優れた性能を有する。
【００２０】
以下の実施例は、本発明を例証するために提供されるものであり、決して本発明の範囲を制限するように意図されるものではない。
実施例１
本実施例は、アンモニアと共にアルキルアミノ置換ジシランを用いる、窒化シリコンの低圧化学気相成長法を示す。
ＬＰＣＶＤによる窒化シリコンの堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3及びアンモニアが、前駆体として使用される。前駆体ガスが、分配管を用いて垂直方向の５０ウェハバッチ炉に導入される。５００ｓｃｃｍの不活性ガス流量（Ｎ2）が、ガス混合体内に含まれる。前駆体流量は５０ｓｃｃｍであり、アンモニアと前駆体流量の比は１０対１である。（総アンモニア流量は、５００ｓｃｃｍである）。堆積温度（ウェハ温度）は４５０℃であり、炉内の圧力は２５０ｍＴｏｒｒである。
【００２１】
実施例２
本実施例は、アンモニアと共にアルキルアミノ置換ジシランを用いる、窒化シリコンの常圧化学気相成長法を示す。
ＡＰＣＶＤにおいて、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3及びアンモニアが、前駆体として用いられる。注入装置ごとの総ガス流量は、２５ｓｌｍである。前駆体流量は１２６ｓｃｃｍであり、アンモニアと前駆体流量の比は２０対１である（総アンモニア流量は２５００ｓｃｃｍである）。堆積温度（ウェハ温度）は４５０℃であり、圧力は７６０Ｔｏｒｒである。
【００２２】
実施例３
本実施例は、アンモニアと共にアルキルアミノ置換ジシランを用いる、窒化シリコンの原子層堆積法を示す。
ＡＬＤによる窒化シリコンの堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3及びアンモニアが、前駆体として用いられる。前駆体ガスは、それぞれアルキルアミノ置換ジシラン及びアンモニアのための別個のチャネルを有するシャワーヘッドを通して、単一のウェハＡＬＤシステムに導入される。５００ｓｃｃｍの不活性ガス（Ａｒ）流量が、ガス混合体内に含まれる。アルキルアミノ置換ジシラン前駆体の流量は５０ｓｃｃｍであり、アンモニアとジシランの流量比は１０対１である（総アンモニア流量は、５００ｓｃｃｍである）。原子層堆積法は、交互する一連のパルス（化学パルス、不活性ガスパージ、アンモニアパルス、不活性ガスパージ）を用いて達成される。パルス時間は、それぞれ、０．５秒／２秒／２秒／４秒である。堆積温度（ウェハ温度）は４００℃であり、圧力は１Ｔｏｒｒである。
【００２３】
実施例４
本実施例は、アルキルアミノ置換ジシラン及びオゾンを用いる、酸化シリコンの低圧化学気相成長法を示す。
ＬＰＣＶＤによる酸化シリコンの堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3及びオゾンが用いられる。前駆体ガスが、分配管を用いて、垂直方向の５０ウェハバッチ炉に導入される。５００ｓｃｃｍの不活性ガス流量（Ｎ2）が、ガス混合体内に含まれる。前駆体の流量は１０ｓｃｃｍであり、オゾンと前駆体の流量比は２５対１である（総Ｏ2／Ｏ3流量は２．１ｓｌｍであり、オゾン濃度は２５０ｇ／ｍ2であった）。堆積温度（ウェハ温度）は５００℃であり、圧力は５００ｍＴｏｒｒである。
【００２４】
実施例５
本実施例は、アルキルアミノ置換ジシラン及びオゾンを用いる、酸化シリコンの常気化学気相成長法を示す。
ＡＰＣＶＤによる酸化シリコン堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3及びオゾンが用いられる。注入装置ごとの総ガス流量は２５ｓｌｍ（〜１５ｓｌｍのＮ2）である。ジシラン前駆体の流量は４２ｓｃｃｍであり、オゾンと前駆体の流量比は２１対１である（総Ｏ2／Ｏ3流量は１０ｓｌｍであり、オゾン濃度は１８０ｇ／ｍ2である）。堆積温度（ウェハ温度）は５００℃であり、圧力は７６０Ｔｏｒｒである。
【００２５】
実施例６
本実施例は、アルキルアミノ置換ジシラン及びオゾンを用いる、酸化シリコンの原子層堆積法を示す。
ＡＬＤによる酸化シリコン堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3及びオゾンが用いられる。ガスは、ジシラン前駆体及びオゾンのための別個のチャネルを有するシャワーヘッドを通して、単一のウェハＡＬＤシステムに導入される。５００ｓｃｃｍの不活性ガス流量（Ａｒ）が、ガス混合体内に含まれる。前駆体の流量は５０ｓｃｃｍであり、総Ｏ2／Ｏ3流量は５００ｓｌｍであり、オゾン濃度は２００ｇ／ｍ2である。原子層堆積法は、交互する一連のパルス（化学パルス、不活性ガスパージ、アンモニアパルス、不活性ガスパージ）を用いて達成される。パルス時間は、それぞれ、０．５秒／２秒／２秒／３秒である。堆積温度（ウェハ温度）は４５０℃であり、圧力は１Ｔｏｒｒである。
【００２６】
実施例７
本実施例は、アルキルアミノ置換ジシラン、アンモニア、及び亜酸化窒素又は一酸化窒素を用いる、酸窒化シリコンの低圧化学気相成長法を示す。
ＬＰＣＶＤによる酸窒化シリコン堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3、窒素源としてのアンモニア、及び酸素源としての亜酸化窒素又は一酸化窒素が用いられる。ガスが、分配管を用いて、垂直方向の５０ウェハバッチ炉に導入される。５００ｓｃｃｍの不活性ガス流量（Ｎ2）が、ガス混合体内に含まれる。前駆体の流量は５０ｓｃｃｍであり、アンモニアと前駆体の流量比は８対１である（総アンモニア流量は４００ｓｃｃｍである）。酸化剤としてＮ2Ｏを用いるとき、酸化剤と前駆体の流量比は１０対１である（総亜酸化窒素流量は５００ｓｃｃｍであった）。堆積温度（ウェハ温度）は４５０℃であり、圧力は４５０ｍＴｏｒｒである。
【００２７】
実施例８
本実施例は、アルキルアミノ置換ジシラン、アンモニア、及び亜酸化窒素又は一酸化窒素を用いる、酸窒化シリコンの常気化学気相成長法を示す。
ＡＰＣＶＤによる酸窒化シリコン堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3、窒素源としてのアンモニア、及び酸素源としての亜酸化窒素又は一酸化窒素が用いられる。注入装置導管ごとの総ガス流量は、２５ｓｌｍである。前駆体の流量は１２５ｓｃｃｍであり、アンモニアと前駆体の流量比は２０対１である（総アンモニア流量は２５００ｓｃｃｍであった）。酸化物としてＮ2Ｏを用いるとき、酸化剤と前駆体の流量比は２５対１である（総亜酸化窒素の流量は３１２５ｓｃｃｍである）。堆積温度（ウェハ温度）は４５０℃であり、圧力は７６０Ｔｏｒｒである。
【００２８】
実施例９
本実施例は、アルキルアミノ置換ジシラン、アンモニア、及び亜酸化窒素又は一酸化窒素を用いる、酸窒化シリコンの原子層堆積法を示す。
ＡＬＤによる酸窒化シリコン堆積において、アルキルアミノ置換ジシラン（ＮＲ2）3Ｓｉ−Ｓｉ（ＮＲ2）3、窒素源としてのアンモニア、及び酸素源としての亜酸化窒素又は一酸化窒素が用いられる。ガスが、前駆体のための別個のチャネルを有するシャワーヘッドを通して、単一のウェハＡＬＤシステムに導入される。５００ｓｃｃｍの不活性ガス流量（Ａｒ）が、ガス混合体内に含まれる。ジシラン前駆体の流量は５０ｓｃｃｍであり、アンモニアと前駆体ジシランの流量比は８対１である（総アンモニア流量は４００ｓｃｃｍである）。酸化剤としてＮ2Ｏが使用されるとき、酸化剤とジシラン前駆体の流量比は１０対１である（総亜酸化窒素流量は５００ｓｃｃｍであった）。原子層堆積法は、交互する一連のパルス（化学パルス、不活性ガスパージ、アンモニアパルス、不活性ガスパージ）を用いて達成される。パルス時間は、それぞれ、０．５秒／２秒／２秒／３秒である。堆積温度（ウェハ温度）は４００℃であり、圧力は１Ｔｏｒｒである。
【００２９】
本発明の特定の実施形態及び実施例の上記の説明は、例証及び説明のために示されるものであり、本発明は上記の特定の例によって示されたが、本発明がそれらによって制限されると考えるべきではない。これらの例は、本発明を網羅するものとして、又はその開示された形態に制限するように意図されるものではなく、上記の教示に鑑みて、明らかに、多くの修正、実施形態、変形が可能である。本発明の範囲は、ここに開示された、添付の特許請求の範囲によるような一般的領域及びそれらの均等物を含む。
【国際調査報告】
2007509836.tif 000002