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薄膜形成方法 実績あり

国内特許コード P05P003108
整理番号 4008
掲載日 2006年2月16日
出願番号 特願2004-167883
公開番号 特開2005-347653
登録番号 特許第4500961号
出願日 平成16年6月7日(2004.6.7)
公開日 平成17年12月15日(2005.12.15)
登録日 平成22年4月30日(2010.4.30)
発明者
  • 和泉 亮
  • 小田 晃士
出願人
  • 学校法人九州工業大学
発明の名称 薄膜形成方法 実績あり
発明の概要

【課題】Si、C、Nの3元素組成物SiCNのx、yを制御して、高融点材料上のみでなく有機化合物上へ、爆発等の危険性を伴うことなく安全に、低温形成も可能にするSiCN薄膜の形成方法を提供すること。
【解決手段】反応室下部にガス流入口、上部に基板、その中間に1600℃に加熱されたタングステン触媒体が設置されており、ガス流入口から導入されたヘキサメチルジシラザンとアンモニアと水素の混合ガスはタングステン触媒体で分解され、分解生成した化学種が基板表面で反応しSiCN薄膜が形成される。SiCN薄膜組成は混合ガスの組成や基板温度をかえることによって制御できる。基板としては、Siを含有しない低融点のアクリル、テフロン、ポリエステル等の有機化合物を使用することもできる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来から、シリコンLSIへのSi化合物薄膜形成方法として、プラズマCVD法、熱CVD法、光CVD法等が良く知られている。例えば、原料にシラザンを用いる熱CVD法による窒化珪素(SiN)薄膜の形成、及び原料ガスにモノシラン(SiH4)及びアンモニア(NH3)を用いるプラズマCVD法による窒化珪素(SiN)や炭窒化珪素(SiCN)薄膜の形成は、シリコンのLSI用の誘電体薄膜として広く用いられてきた。

【特許文献1】特開2000-212747号公報

【特許文献2】特開2003-347241号公報

【非特許文献3】Wenjuan Cheng et al., MaterialsChemistry and Physics, 85(2004)370-376.



保護膜として一般的に使用されているSiN膜は、硬い為、強いストレスが生じやすく、割れ易いという欠点を有するが、これをSiCN組成とするとストレスを緩和できる効果がある。又、LSIのエッチストッパー膜として使用されるLow-k材料と組み合わせる保護膜としては、比誘電率が低いという観点からも、SiCN膜が好ましい。上記のモノシラン及びアンモニアを用いるプラズマCVD法ではモノシランに爆発性があり、その取り扱いには完備した安全対策が必要という問題があった。また、窒化珪素付近の組成の膜しか成長できず、組成の異なるSiCN膜を形成することは困難であった。さらに、CVD法では基板温度が高くなったり、高速の水素プラズマにより基板に損傷を与えるため、有機化合物等の低融点基板を用いることが出来ない問題があった。

産業上の利用分野


本発明は化学気相蒸着(CVD)法による薄膜形成方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
気化したヘキサメチルジシラザンとアンモニアを含む混合気体を、加熱されたタングステン触媒体に接触させ接触分解反応により生じた化学種を、表面温度が250℃以下の基板表面に触れさせ、該基板表面上にSiCN薄膜を形成するに際し、X線光電子分光法で測定したSi(2p)におけるSiN結合のピーク強度とSiC結合のピーク強度の比率が0.65~0.95:0.35~0.05の範囲にある炭窒化珪素の薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。
上式SiCNにおいて、x及びyは、夫々0<x<1、0<y<4/3の範囲で、4x+3y=4を満たす数値を表す。]
産業区分
  • 固体素子
  • 表面処理
  • 無機化合物
  • その他無機化学
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004167883thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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