(57)【要約】チャンバーに基板を配置した後、ＡｒまたはＮ２を含有する不活性ガスをチャンバーに供給している間に基板を余熱する第１のプロセスと、Ｔｉ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して過度に供給されたＴｉ含有ガスを除去するプロセスと、Ｎ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して残余の生成物を除去するプロセスとを、少なくとも１回繰り返すことによって基板上にＴｉＮ薄膜を形成する第２のプロセスと、ＴｉＮ薄膜上にＳｉ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して過度に供給されたＳｉ含有ガスを除去するプロセスと、Ｎ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して残余の生成物を除去するプロセスとを、少なくとも１回繰り返すことによってＳｉＮ薄膜を形成する第３のプロセスと、第２と第３のプロセスを少なくとも１回繰り返すことによって望ましい厚さを持つＴｉＳｉＮ薄膜を形成する第４のプロセスと、を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子層堆積法に従って基板上にＴｉＳｉＮ薄膜を形成するための方法であって、
チャンバーに基板を配置した後、ＡｒまたはＮ２を含有する不活性ガスをチャンバーに供給している間に、基板を余熱する第１のプロセスと、
Ｔｉ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して過度に供給されたＴｉ含有ガスを除去するプロセスと、Ｎ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して残余の生成物を除去するプロセスとを、少なくとも１回繰り返すことによって基板上にＴｉＮ薄膜を形成する第２のプロセスと、
ＴｉＮ薄膜上にＳｉ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して過度に供給されたＳｉ含有ガスを除去するプロセスと、Ｎ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して残余の生成物を除去するプロセスとを、少なくとも１回繰り返すことによってＳｉＮ薄膜を形成する第３のプロセスと、
前記第２と第３のプロセスを少なくとも１回繰り返すことによって、望ましい厚さを持つＴｉＳｉＮ薄膜を形成する第４のプロセスと、
を備え、
ＴｉＳｉＮ薄膜の形成に使用されるガスの分圧の範囲は、Ｔｉ含有ガスが９×１０−３トール以下、Ｓｉ含有ガスが１×１０−３〜３×１０−１トール、Ｎ含有ガスが７×１０−３〜６×１０−１トールであり、ガスの圧力範囲は５００ｍトール〜５トールであり、形成されたＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉ含有量は２０原子％以下である、
ことを特徴とするＴｉＳｉＮ薄膜形成方法。
【請求項２】
Ｔｉ含有ガスが、ＴｉＣｌ４、ＴＤＭＡＴまたはＴＤＥＡＴであることを特徴とする請求項１に記載のＴｉＳｉＮ薄膜形成方法。
【請求項３】
Ｓｉ含有ガスが、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＨ４またはＳｉ２Ｈ６であることを特徴とする請求項１または２に記載のＴｉＳｉＮ薄膜形成方法。
【請求項４】
Ｎ含有ガスが、ＮＨ３またはＭＭＨであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＴｉＳｉＮ薄膜形成方法。
【請求項５】
余熱プロセスにおける余熱温度が４００℃〜７００℃であり、余熱圧力が０．５ｍトール〜５トールであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＴｉＳｉＮ薄膜形成方法。
【請求項６】
Ｔｉ含有ガスの分圧が、６×１０−４トール以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＴｉＳｉＮ薄膜形成方法。
【請求項７】
Ｔｉ含有ガスの供給におけるバブラーの温度が、０℃〜１５℃に維持されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＴｉＳｉＮ薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、原子層堆積法（ＡＬＤ）を使うことによってＴｉＳｉＮ薄層を形成するための方法に関し、特に、原子層堆積法を使うことによって導電性のある最下層と最上層の間に拡散障壁層であるＴｉＳｉＮ薄層を形成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するために、半導体ウェハのような基板上で成膜とパターンエッチングが繰り返し実行され、複数の望ましいデバイスが製造される。
デバイスを相互に接続するための配線材料と、最下層のように基板から拡散されるシリコンまたはＳｉ含有層との間の相互拡散を防ぐために、一般に障壁金属が最下層と配線の間に配置される。そのような障壁金属は低い電気抵抗と高い耐食性を持つ金属材料でなければならない。現在配線材料として使われるアルミニウムやタングステン配線のように、上述した必要条件を満たすことができる障壁金属材料は、高融点の金属窒化物、例えば、Ｔｉ、Ｗ、およびＭｏであることができる。導電性と耐食性を持つＴｉまたはＴｉＮ薄膜が障壁金属材料として使用されている。
障壁金属としてのＴｉ薄膜またはＴｉＮ薄膜は、一般に化学気相堆積法（ＣＶＤ）に従って５００℃〜７００℃の高い温度範囲で形成される。ＴｉまたはＴｉＮは、高いアスペクト比を持つコンタクトホールまたはビアホールに効果的に埋め込まれ、配線材料であるアルミニウムまたはタングステンに対して良好な特性を持つ。
【０００３】
集積回路の高集積および極微細構造への最近の要求は配線の線幅をより狭くさせた。上述した高集積だけでなく高い作業効率も必要とされる。そのような状況の下で、低い抵抗と経済的な実現可能性を持つ銅（Ｃｕ）は、アルミニウムを置き換えることができる配線材料として注目を集めた。けれども、上述したように、銅はアルミニウムのようにシリコンとの移動に対して弱く、比較的低温で拡散されやすい。その結果、銅（Ｃｕ）はＴｉまたはＴｉＮ薄膜で使用される金属として不適切な障壁特性を持つ。
【０００４】
特許文献１は、従来のＴｉまたはＴｉＮ薄膜の欠点を解消するためにプラズマＣＶＤまたは熱ＣＶＤに従って堆積されたＴｉＳｉＮ薄膜を使用するための方法を開示する。けれども、化学堆積法に従って堆積されたＴｉＳｉＮ薄膜に含まれる不純物である塩素と酸素の濃度は、図１に示すように高い。その結果、それらの不純物が製造された薄膜の漏れ電流特性を悪化させる。
そこで、不純物の含有量が削減されたＴｉＳｉＮ薄膜を形成する方法が研究された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許第１０−２００９−００４８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した問題を解決するために、本発明の目的は、原子層堆積法（ＡＬＤ）を使うことによって良好な漏れ電流特性を持つＴｉＳｉＮ薄膜を形成するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的と他の利点を達成するために、本実施形態の目的に従って、ここに具体化されて広く記述されるように、ＡＬＤに従って基板上にＴｉＳｉＮ薄膜を形成するための方法は次のプロセスを含む。
【０００８】
チャンバーに基板を配置した後、ＡｒまたはＮ２を含有する不活性ガスをチャンバーに供給している間に基板を余熱する第１のプロセスがあることができる。
Ｔｉ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して過度に供給されたＴｉ含有ガスを除去するプロセスと、Ｎ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して残余の生成物を除去するプロセスとを、少なくとも１回繰り返すことによって基板上にＴｉＮ薄膜を形成する第２のプロセスがあることができる。
ＴｉＮ薄膜上にＳｉ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して過度に供給されたＳｉ含有ガスを除去するプロセスと、Ｎ含有ガスを供給し、その後で不活性ガスを供給して残余の生成物を除去するプロセスとを、少なくとも１回繰り返すことによってＳｉＮ薄膜を形成する第３のプロセスがあることができる。
前記第２と第３のプロセスを少なくとも１回繰り返すことによって、望ましい厚さを持つＴｉＳｉＮ薄膜を形成する第４のプロセスがあることができる。
ＴｉＳｉＮ薄膜の形成に使用されるガスの分圧の範囲は、Ｔｉ含有ガスが９×１０−３トール以下、Ｓｉ含有ガスが１×１０−３〜３×１０−１トール、Ｎ含有ガスが７×１０−３〜６×１０−１トールであることができ、ガスの圧力範囲は５００ｍトール〜５トールであることができ、形成されたＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉ含有量は２０原子％以下であることができる。
【０００９】
Ｔｉ含有ガスは、ＴｉＣｌ４、ＴＤＭＡＴまたはＴＤＥＡＴであることができる。
Ｓｉ含有ガスは、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＨ４またはＳｉ２Ｈ６であることができる。
Ｎ含有ガスは、ＮＨ３またはＭＭＨであることができる。
余熱プロセスにおける余熱温度は４００℃〜７００℃であることができ、余熱圧力は０．５ｍトール〜５トールであることができる。
Ｔｉ含有ガスの分圧は、６×１０−４トール以下であることができる。
Ｔｉ含有ガスの供給におけるバブラーの温度は、０℃〜１５℃に維持される。
【発明の効果】
【００１０】
本実施形態は、次の有利な効果を有する。ＴｉＳｉＮを形成するための本方法によれば、障壁金属としてＴｉＳｉＮ薄膜が効果的にＡＬＤに従って製造されることができる。ＴｉＳｉＮのような障壁金属が金属の最上層と金属の最下層の間の反応を抑制するために用いられる。反応を抑制することで障壁金属が低抵抗を維持することは重要である。
本方法によれば、Ｔｉ含有ガスの分圧は製造プロセスにおいて適切な範囲に制御される。同時に、製造された薄膜中のＳｉ含有量は適切な値以下であるように制御される。それで、ＴｉＳｉＮ薄膜を製造することの強みがある。
【００１１】
以下の図面を参照して配置と実施形態が詳細に記述される。図面中で参照数字等は要素等を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】化学堆積法に従って堆積されたＴｉＳｉＮ薄膜に含まれる不純物である塩化物と酸素の濃度を示すグラフである。
【図２】本発明の実施形態にかかる製造プロセスで使用される原子層堆積装置を図示するブロック図である。
【図３】Ｔｉ含有ガスを供給するための方法を図示するブロック図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる製造プロセスを示すフローチャートである。
【図５】ＴｉＳｉＮ薄膜を形成する製造プロセスを示す図である。
【図６（ａ）】本発明に従って製造されたＴｉＳｉＮ薄膜におけるＳｉ含有量についてのＸＲＤ解析結果を示す。
【図６（ｂ）】本発明に従って製造されたＴｉＳｉＮ薄膜におけるＳｉ含有量についてのＸＲＤ解析結果を示す。
【図７（ａ）】図６（ａ）と（ｂ）で解析されたＸＲＤ試料のＴＥＭ解析の写真である。
【図７（ｂ）】図６（ａ）と（ｂ）で解析されたＸＲＤ試料のＴＥＭ解析の写真である。
【図８】本製造プロセスで製造されたＴｉＳｉＮ薄膜を概念的に示す断面図である。
【図９】本製造プロセスにおけるＴｉＣｌ４の分圧に対して製造されたＴｉＳｉＮ薄膜の抵抗率の測定された変化を示すグラフである。
【図１０】本方法に従って製造されたＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉ含有量に対して抵抗率の値の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態は、添付図面を参照して、関連する当業者によって実施されるように詳細に記載される。今、特定の実施形態、添付図面に示される例に参照が詳細になされる。
本発明の実施形態は、導体である最下層と最上層の間に拡散障壁層としてＴｉＳｉＮ薄膜を形成するための方法に関する。添付図面を参照して、実施形態が以下に詳細に記載される。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態にかかる製造プロセスで使用される原子層堆積装置を図示するブロック図である。図２に示すように、原子層堆積装置は、反応炉の中に配置されたサセプタ１と、その中に埋め込まれ、半導体ウェハが上に置かれるヒータ２とを含む。電源４がヒータ２に接続され、ヒータ２は半導体ウェハを望まれる温度に加熱するために使用される。また、電源４はコントローラ５に接続され、コントローラ５は温度センサの信号に基づいてヒータ２の出力を制御することができる。
更に、シャワーヘッド３が反応炉の上部に設置されており、堆積のために必要なガスがシャワーヘッド３から供給される。シャワーヘッド３は、Ｔｉ含有ガス、Ｓｉ含有ガス、およびＮ含有ガスを独立に供給するための内部独立パスを持ち、各ガスはシャワーヘッドから注入された後で混合される。
【００１５】
一方、図３は、Ｔｉ含有ガスを供給するための方法を示す。
図３に示すように、Ｔｉ含有ガスはバブラー（ｂｕｂｂｌｅｒ）によって供給され、Ｔｉ含有ガスが望ましい蒸気温度を持つことができるように、サーモスタットを使うことによってバブラーの温度は０℃〜１５℃の間に保たれることができる。マスフローメータによって供給される不活性ガスはサーモスタットによって保たれる所定の温度を持つコンテナに注入され、その不活性ガスは液相の化学物質から生成されるＴｉ含有ガスとともに原子層堆積装置に供給される。
【００１６】
図４に示すように、基板がチャンバー内に配置された後で、アルゴン（Ａｒ）または窒素（Ｎ２）含有不活性ガスがチャンバーに供給され、基板が余熱される。
つまり、ウェハ搬送装置に運ばれたウェハがヒータ２の埋め込まれたサセプタ１の上に配置されるとき、ウェハは所定の時間、例えば、３０秒から２分の間余熱される。０．５ｍトールから５トールまででＡｒまたはＮ２のような不活性ガスを流しながら、望ましい温度になるまで、冷たいウェハは短時間余熱される。この場合、サセプタ１の温度は４００℃から７００℃の範囲に維持される。
【００１７】
続いて、Ｔｉ含有ガスが基板に供給され、不活性ガスが供給された後で、過度に供給されたＴｉ含有ガスが除去される。Ｎ含有ガスが供給された後に供給される不活性ガスを使うことによって残余の生成物を除去するプロセスは、基板上にＴｉＮ薄膜を形成するために、１回以上繰り返されてよい。
つまり、Ｔｉ含有ガスが０．４〜６０秒の範囲で所定の時間基板に供給され、その後、過度に供給されたＴｉＣｌ４ガスを除去するためにのみ、不活性ガスが０．４〜６０秒の範囲で所定の時間供給される。続いて、Ｎ含有ガスが０．４〜６０秒の範囲で所定の時間供給され、不活性ガスが０．４〜６０秒の範囲で所定の時間供給され、残余の生成物を除去する。その結果、ＴｉＮ薄膜が形成される。そのプロセスはｘ回繰り返され、望ましい厚さを持つＴｉＮ薄膜が形成される。
Ｔｉ含有ガスはＴｉＣｌ４，ＴＤＭＡＴまたはＴＤＥＡＴであってよい。Ｎ含有ガスはＮＨ３またはＭＭＨであってよい。不活性ガスはアルゴンまたは窒素であってよい。
【００１８】
本発明の実施形態に従って、形成されたＴｉＮ薄膜にＳｉ含有ガスが供給され、不活性ガスが供給された後で、過度に供給されたＳｉ含有ガスが除去される。続いて、Ｎ含有ガスが供給され、不活性ガスが供給された後で、残余の生成物が除去される。そのプロセスが１回以上繰り返され、その結果、ＴｉＳｉＮ薄膜が形成される。
つまり、上述したプロセスで形成されたＴｉＮ薄膜上にＳｉ含有ガスが供給され、過度に供給されたＳｉ含有ガスを除去するために、不活性ガスが０．４〜６０秒の範囲で所定の時間供給される。Ｎ含有ガスが０．４〜６０秒の範囲で所定の時間供給され、ＳｉＮ薄膜を形成し、残余の生成物を除去をするために不活性ガスが０．４〜６０秒の範囲で所定の時間供給される。そのプロセスがｙ回繰り返され、望ましい厚さを持つＳｉＮ薄膜が結果的に形成される。
上述したプロセスでは、Ｓｉ含有ガスはＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＨ４、またはＳｉ２Ｈ６であってよい。Ｎ含有ガスも上記と同様である。
【００１９】
その後、ＴｉＮとＳｉＮ薄膜を形成するプロセスが１回以上繰り返され、最終的にＴｉＳｉＮ薄膜が形成されることができる。つまり、そのプロセスがｚ回繰り返されるとき、望ましい厚さを持つＴｉＳｉＮ薄膜が形成されることができる。
図５は、これらのプロセスを示す図である。
【００２０】
一方、上述した本発明にかかるＴｉＳｉＮ薄膜を製造するために使われるガスの分圧の範囲は次の通りである。
つまり、Ｔｉ含有ガスの分圧の範囲は９×１０−３トール、望ましくは６×１０−４トール以下であることができる。Ｓｉ含有ガスの分圧の範囲は１×１０−３〜３×１０−１トールの範囲であることができ、Ｎ含有ガスの分圧の範囲は７×１０−３〜６×１０−１トールの範囲であることができる。圧力の範囲は５００ｍトール〜５トールであることができる。
上述したように、障壁金属としてのＴｉＳｉＮ薄膜は、塩化物のような不純物をより少なく含み、比較的低い抵抗を持つことが必要とされ、これらは金属の最下層と金属の最上層の間での反応を抑圧するために、ＴｉＳｉＮ薄膜の適用範囲に基づいて異なることができる。
それを考慮すると、本発明はＴｉ含有ガスの分圧を９×１０−３トール以下、望ましくは６×１０−４トール以下に制限する。そのような範囲内で、有効に低い抵抗を持つＴｉＳｉＮ薄膜を得ることができる。
更に、製造プロセスで形成されたＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉ含有量が原子の２０％以下であり、そのような範囲で低い抵抗が保証されることができることを本発明は必要とする。
【００２１】
本発明の実施形態が、以下に詳細に記載される。
［第１の実施形態］
本実施形態では、形成されたＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉの含有量が調整される。表１は、ＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉの含有量を調整するための４つの方法と、４つの方法の各々に従って堆積されたＴｉＳｉＮ薄膜の中のＳｉの含有量に関して実行されたＲＢＳ解析の結果を示す。
【００２２】
【表１】
2015514161.tif 000002
【００２３】
表１において、”ＤＣＳ”はＳｉ含有ガスとしてＳｉＨ２Ｃｌ２に言及する。
第１の方法はＤＣＳ供給時間に比例してＳｉ含有量を増加させるための方法である。第２の方法はＤＣＳ供給流に比例してＳｉ含有量を増加させるための方法である。第３の方法は、ＴｉＮ堆積回数（ｘ回）／ＳｉＮ堆積回数（ｙ回）に反比例してＳｉ含有量を増加させるための方法である。
【００２４】
[第２の実施形態］
表２は、堆積条件に従うＴｉＳｉＮ薄膜の中のＣｌ含有量を示す。
【００２５】
【表２】
2015514161.tif 000003
【００２６】
一般に、拡散防止層に含まれるＣｌは、拡散障壁層の特性とそこに適用される拡散障壁層を有するデバイスの特性とを悪化させる傾向がある。けれども、本発明に従うプロセスの範囲およびＳｉ含有量の全ての範囲において堆積したＴｉＳｉＮ薄膜に適用された複数の温度で、Ｃｌ含有量はＲＢＳ解析の検出限界を下回る適切な薄膜特性を持つことができる。
【００２７】
［第３の実施形態］
図６（ａ）と６（ｂ）は、本発明に従って製造されたＴｉＳｉＮ薄膜におけるＳｉ含有量についてのＸＲＤ解析結果を示す。特に、図６（ａ）は４％のＳｉ含有量を持つＴｉＳｉＮ薄膜に関して実行されたＸＲＤ解析の結果を示す。 図６（ａ）は、ＴｉＮ（１１１）、ＴｉＮ（２００）、およびＴｉＮ（２２０）方向の結晶性を持つ結晶ＴｉＳｉＮ薄膜を示す。図６（ｂ）は、２０％のＳｉ含有量を持つＴｉＳｉＮ薄膜に関して実行されたＸＲＤ解析の結果としてアモルファスＴｉＳｉＮ薄膜を示す。従って、ＴｉＳｉＮ薄膜の中でＳｉ含有量が増加するにつれて、結晶ＴｉＳｉＮ薄膜はアモルファスＴｉＳｉＮ薄膜に変えられる。
一方、図７（ａ）と７（ｂ）は、図６（ａ）と（ｂ）で解析されたＸＲＤ試料のＴＥＭ解析の結果を示し、それらはＴｉＳｉＮ薄膜の結晶性に関するＸＲＤ結果をＳｉ含有量についてサポートする。
【００２８】
［第４の実施形態］
本発明に係るＴｉＳｉＮ薄膜は、厚さに従って同じＳｉ含有量を持つように、または異なるＳｉ含有量を持つように堆積されることができる。次の表３から表５は、含有量に違いを付けるための方法を示すプロセス条件である。図８は、そのようなプロセス条件に基づいて製造されたＴｉＳｉＮ薄膜を示す断面図である。
【００２９】
【表３】
2015514161.tif 000004
【００３０】
【表４】
2015514161.tif 000005
【００３１】
【表５】
2015514161.tif 000006
【００３２】
表３から表５に示すように、同じＳｉ含有量を持つようにＴｉＳｉＮ薄膜を堆積させるための方法において、ＴｉＳｉＮ薄膜を堆積させるとき、ＴｉＮ堆積回数（ｘ回）／ＳｉＮ堆積回数（ｙ回）とＤＣＳ供給流のようなＴｉＳｉＮ薄膜におけるＳｉ含有量を調整するために必要とされる３つの条件を固定することができる。異なるＳｉ含有量を持つようにＴｉＳｉＮ薄膜を堆積させるための方法において、ＴｉＳｉＮ薄膜の厚さに基づいて異なるＳｉ含有量を持つように３つの条件に違いを付ける。
ＴｉＳｉＮ薄膜の厚さに基づくＳｉ含有量の組み合わせは次の通りである。
ＴｉＳｉＮ_１＝ＴｉＳｉＮ_２＝ＴｉＳｉＮ_３；
ＴｉＳｉＮ_１≠ＴｉＳｉＮ_２≠ＴｉＳｉＮ_３；
ＴｉＳｉＮ_１＝ＴｉＳｉＮ_２≠ＴｉＳｉＮ_３；
ＴｉＳｉＮ_１≠ＴｉＳｉＮ_２≠ＴｉＳｉＮ_３．
ＴｉＳｉＮ_１、ＴｉＳｉＮ_２、およびＴｉＳｉＮ_３の厚さは、２Åと１００Åの間で調整可能である。 
【００３３】
［第５の実施形態］
異なる量のＴｉＣｌ４、Ａｒ、ＮＨ３、およびＡｒが、余熱された基板にそれぞれ１０秒、４０秒、６０秒、および４０秒の間連続して供給される。そのプロセスが１４回繰り返され、ＴｉＮ薄膜が形成される。ＤＣＳ、Ａｒ、ＮＨ３、Ａｒが、形成されたＴｉＮ薄膜の上にそれぞれ８秒、４０秒、６０秒、および４０秒の間連続して供給される。そのプロセスが２回繰り返され、最終的にＴｉＳｉＮ薄膜が形成される。そのプロセスが５回繰り返され、ＴｉＳｉＮ薄膜が堆積される。
この例では、サセプタの温度は６７０℃であり、堆積圧力は２トールである。ＴｉＳｉＮ薄膜の形成に使用されるガスの分圧は、ＤＣＳが０．１トールであり、ＮＨ３が０．５８トールである。
【００３４】
図９は、上述したＴｉＳｉＮ薄膜を製造するためのＴｉＣｌ４の供給量に対して薄膜の抵抗率の測定された変化を示す。図９に示すように、ＴｉＣｌ４の分圧が６×１０−４トールを超えるとき、抵抗率の増加は悪化する。その結果、ＴｉＣｌ４の分圧を６×１０−４トールより下であるようにすることが確実である。けれども、ＴｉＳｉＮ薄膜の適用範囲に基づいて、ＴｉＣｌ４の分圧は９×１０−３トールまでであってもよい。
【００３５】
［第６の実施形態］
余熱された基板上に、ＴｉＣｌ４が１０秒間、Ａｒが４０秒間、ＮＨ３が６０秒間、およびＡｒが４０秒間連続して供給される。そのプロセスが１４回繰り返され、ＴｉＮ薄膜が形成される。形成されたＴｉＮ薄膜上に、ＤＣＳがｘ秒間（０．４＜ｘ＜３０秒）、Ａｒが４０秒間、ＮＨ３が６０秒間、およびＡｒが４０秒間連続して供給される。そのプロセスが２回繰り返され、最終的にＴｉＳｉＮ薄膜が形成される。そのプロセスが５回繰り返され、ＴｉＳｉＮ薄膜が堆積される。
この例では、サセプタの温度は６７０℃であり、堆積圧力は１トールである。また、ＴｉＳｉＮ薄膜の形成に使用されるガスの分圧は、ＴｉＣｌ４が５×１０−４トールであり、ＤＣＳが０．１トールであり、ＮＨ３が０．５８トールである。
【００３６】
図１０は、ＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉ含有量に対して抵抗率の測定された変化を示す。図１０に示すように、ＴｉＳｉＮ薄膜のＳｉ含有量が２０原子％以下であるとき、抵抗率が改善される。
【図１】
2015514161.tif 000007
【図２】
2015514161.tif 000008
【図３】
2015514161.tif 000009
【図４】
2015514161.tif 000010
【図５】
2015514161.tif 000011
【図６（ａ）】
2015514161.tif 000012
【図６（ｂ）】
2015514161.tif 000013
【図７（ａ）】
2015514161.tif 000014
【図７（ｂ）】
2015514161.tif 000015
【図８】
2015514161.tif 000016
【図９】
2015514161.tif 000017
【図１０】
2015514161.tif 000018
【国際調査報告】
2015514161.tif 000019
2015514161.tif 000020
2015514161.tif 000021