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THIN FILM FORMING METHOD achieved

Patent code P05P003108
File No. 4008
Posted date Feb 16, 2006
Application number P2004-167883
Publication number P2005-347653A
Patent number P4500961
Date of filing Jun 7, 2004
Date of publication of application Dec 15, 2005
Date of registration Apr 30, 2010
Inventor
  • (In Japanese)和泉 亮
  • (In Japanese)小田 晃士
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
Title THIN FILM FORMING METHOD achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method of a SiCxNy thin film for controlling (x) and (y) of three element composition SiCxNy of Si, C and N and safely forming it not only on a high melting point material but also on an organic compound without danger of explosion at a low temperature.
SOLUTION: A gas inflow port is installed in a reaction chamber lower part, a substrate at an upper part and a tungsten catalyst object heated to 1,600°C in a middle part. Mixed gas of hexamethyldisilazane, ammonia, and hydrogen, which is introduced from the gas inflow port, is decomposed by the tungsten catalyst object. A recomposed chemical species reacts on a substrate surface and a SiCxNy thin film is formed. SiCxNy thin film composition is controllable by changing composition of mixed gas and a substrate temperature. The organic compound such as acrylic resin at a low melting point, which does not contain Si, teflon and polyester can be used as the substrate.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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(Si3N4)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(Si3N4)や炭窒化珪素(SiCxNy)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Si3N4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SiCxNy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、SiCxNy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SiCxNy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。

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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SiCxNy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SiCxNy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。]
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004167883thum.jpg
State of application right Registered
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