專利名稱：氮化膜的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及存在于各種半導體中的氮化膜的制造方法，特別涉及用化學汽相淀積(CVD)法制造氮化膜的方法。CVD法包括按氣態(tài)饋送原材料，之后，在汽相中或在襯底表面上進行氣相化學反應，以在其上淀積薄膜。按該方法，可在比其它淀積方法，如真空汽相淀積法和濺射法更寬的范圍內(nèi)形成各種薄膜，為此，用CVD法制造半導體膜、絕緣膜、金屬膜等制造半導體器件必需的膜。
CVD法中根據(jù)要淀積的薄膜類型選擇材料氣體，但是，通常能用的材料是在常溫下為氣態(tài)的材料以及汽化壓力足夠高的液態(tài)和固態(tài)材料。實際上，選用容易獲得高純度的無毒和無爆炸危險的材料，為了提高薄膜質(zhì)量，降低淀積溫度和加快淀積速度，已開發(fā)出新的材料氣。
但是，用CVD法在氮化膜制造中用作氮源的材料氣通常用氨，聯(lián)氨(NH2NH2一甲基聯(lián)氨(CH3NHNH2)和二甲基聯(lián)氨[(CH3)2NNH2]和[(CH3)NHNH(CH3)]。此外，形成氮化膜的與作為氮源的材料氣反應的另一種材料氣可用硅、鈦、鋁、鉭、鎢等的化合物。制造氮化膜方法的典型例包括高溫熱CVD法，等離子CVD法，光輔助CVD法，并按氮化膜的使用目的從中選擇適當?shù)闹圃旆椒ā?br> 在選用氨為氮源的材料氣的實例中，公知的方法包括氨氣與氫化硅氣或鹵化硅氣體反應形成氮化硅膜。按該制造方法，能形成有優(yōu)異結晶度的Si3N4膜。但是，由于氨的分解溫度高，氮化膜的淀積溫度高達約1000℃，因此，會出現(xiàn)氮從淀積的氮化膜中逸出或在氮化膜中出現(xiàn)疊層缺陷。此外，不可能用如鋁的低熔點金屬在襯底上布線，也不可能在不耐高溫的襯底上淀積氮化膜。
等離子CVD法中，由于以有高能量的等離子態(tài)進行反應，氮化膜的淀積溫度可設定為約400℃，因此，使淀積溫度顯著降低。但是，這種情況下，氮化膜的組分可用SixNy表示，因此，氮化膜的密度低于用高溫熱CVD法制造的氮化膜的密度。而且，在用光輔助CVD法的情況下，用光輻射而產(chǎn)生了有助于反應的自由基，因此可降低淀積溫度。但與等離子CVD法類似，氮化膜的密度不可避免會減小。
而且，作為用CVD法的實例，按該方法，用氨與鎵的烷基化合物反應制成含GaN的化合物半導體。但是，由于氨的分解度低，要求1000至2000的高V/III比(元素周期表中V族中的氮/周期表中III族中的金屬的克分子比)和約1000℃的高氮化膜淀積溫度。結果，會出現(xiàn)氮逸出或例如在InGaN膜的淀積過程中元素In不進入淀積層中。
近年來，已研究了用聯(lián)氨，一甲基聯(lián)氨和二甲基聯(lián)氨作為制造氮化膜用的氮源氣體。這些化合物在常溫下是液體，但它們有足夠高的汽化壓力，并在分子中有N-N鍵，可在低于N-H鍵的能量下分解。因此，它們有在低于氨的分解溫度下斷裂的N-N鍵特性，因此易于分解。而且，在用這些化合物中的任何化合物作氮源材料氣的情況下，甚至在約500℃的氮化膜淀積溫度也能淀積氮化膜。因此，甚至在約500℃也能制造氮化膜。此外，能獲得質(zhì)量滿意的氮化膜。
但是，認為聯(lián)氨和一甲基聯(lián)氨有導致基因改變的變體，二甲基聯(lián)氨有ACGIH調(diào)節(jié)的TLV(可允許濃度)極低的特性。因此，關于這些化合物應特別注意它們有極高的毒性。
另一方面，除上述CVD法之外，已知還有其它可用的制造氮化膜的方法。例如，可把硅襯底在高溫下保持在如氨或聯(lián)氨的氮源材料氣體氣氛中而直接生成氮化硅，由此，在硅襯底表面上形成SiN層。同樣，也可在SiO2襯底表面上用氨，聯(lián)氨等形成SiON層。但是，上述任何一種方法中均無法避免有關氮源材料氣體的毒性、汽化壓力、分解特性的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種制造方法，用CVD法淀積高質(zhì)量的氮化膜，用一種毒性低的氮源氣體材料。它有足夠高的汽化壓力并能在較低溫度下分解，因而，降低了淀積溫度，加快了淀積速度。
本發(fā)明的第一方案涉及用CVD法制造氮化膜的方法，包括以叔-丁基聯(lián)氨為氮源主要成份的材料氣與有機金屬化合物，金屬鹵化物或金屬氫化物的材料氣反應而在襯底上淀積氮化膜的步驟。
本發(fā)明第二方案是關于氮化膜的制造方法，它包括用含叔-丁基聯(lián)氨的材料氣作為氮源的主要成份對包含金屬或金屬氧化物的襯底表面氮化的步驟。
本發(fā)明所用的叔-丁基聯(lián)氨不能以簡單物質(zhì)的形式從市場上購得，是在市場上以結晶態(tài)的叔-丁基聯(lián)氨的鹽酸化物出售。而且，該化合物只用作農(nóng)業(yè)化學的結構成分或有機合成用的催化劑。應了解，叔-丁基聯(lián)氨的鹽酸化合物不具有CVD法中所要求的汽化壓力，鹽酸是帶來腐蝕功能的加合物。因而，認為叔-丁基聯(lián)氨的鹽酸化合物并不是CVD法中適用的材料。本發(fā)明提出了一種去掉叔-丁基聯(lián)氨的鹽酸化合物中的鹽酸而使其液化的方法，之后，提高叔-丁基聯(lián)氨的純度。
本發(fā)明中，用Ames測試(變種測試)評估叔-丁基聯(lián)氨，證實測試結果為負。而且，認為與聯(lián)氨，一甲基聯(lián)氨和二甲基聯(lián)氨相比叔-丁基聯(lián)氨的毒性較小。并且測試了叔-丁基聯(lián)氨的汽化壓力，結果，在約200℃或以上的溫度分解而使氣相中的分子數(shù)增加，如圖2所示，因此可見到壓力升高。顯然，圖2中，在10℃至50℃的汽化壓力增大是由叔-丁基聯(lián)氨的氣化造成的，在50℃至200℃的溫度下汽化壓力增大是由叔-丁基聯(lián)氨膨脹造成的。此外，將叔-丁基聯(lián)氮在溫度下的轉(zhuǎn)化與氨比較，結果，如圖3所示，叔-丁基聯(lián)氨的分解溫度比氨低得多。因此，可確定叔丁基聯(lián)氨作為氮源的材料氣有常規(guī)的汽化壓力和分解性能。
因此可以說，本發(fā)明人為解決上述問題進行了系統(tǒng)的研究，結果發(fā)現(xiàn)叔-丁基聯(lián)氨，只有它的鹽酸化合物在農(nóng)業(yè)化學制造領域和有機合成領域是有效的，它有低毒性、良好的汽化壓力性能和低溫分解性能。而且，找到了把叔-丁基聯(lián)氨的純度提高到極高純度的方法，結果實現(xiàn)了本發(fā)明。
圖1是制造按本發(fā)明的氮化膜的方法用的氣相生長裝置。
圖2是用波登飽和型汽化壓力測試儀測得的叔-丁基聯(lián)氨的飽和汽化壓力結果。
圖3是叔-丁基聯(lián)氨(TBHy)與氨(NH3)的殘余物比與溫度的關系曲線。
符號說明1、 用叔-丁基聯(lián)氨填充的發(fā)泡器2、 用液體材料填充的發(fā)泡器3、 用氣體材料填充的高壓氣體貯罐4、 恒溫室5、 流量控制器6、 反應管7、 襯底8、 基座9、 通氣閥10、渦輪-分子泵11、旋轉(zhuǎn)泵12、去毒裝置13、氣體載體凈化裝置本發(fā)明中用的叔-丁基聯(lián)氨用于制造半導體器件所必須的半導體膜、絕緣膜和金屬膜的制造中，要求叔-丁基聯(lián)氨有極高的純度，甚至用蒸鎦法提純過的叔-丁基聯(lián)氨也包含有水、甲醇和其它雜質(zhì)，因此，需要用特定方法可使其純度高達99.999％以上。對使叔-丁基聯(lián)氨達到高純度的方法沒有具體規(guī)定，但本發(fā)明中可用的高純度叔-丁基聯(lián)氨的提純方法將說明如下。
例如，本發(fā)明中用的高純度叔-丁基聯(lián)氨的提純方法是，在單獨的叔-丁基聯(lián)氨的汽化壓力下或叔-丁基聯(lián)氨和惰性氣體兩者的汽化壓力下，以氣相使該叔-丁基聯(lián)氨與毛細孔徑為3至4的合成的沸石吸附劑接觸。該提純方法使用蒸餾法提純的叔-丁基聯(lián)氨中所含的如水和乙醇雜質(zhì)控制在1％以下。
提純法中用的毛細孔徑為3至4的合成沸石吸附劑是用鉀部分化學取代合成的結晶硅鋁酸鹽的含水鈉鹽中的鈉而制成的。該結晶合成沸石的特征是其中有許多孔徑范圍為3至4*的基本上均勻的孔。
這類吸附劑通常模壓成4到20目的球或直徑為1.5至4mm長度為5至20mm的柱，以便能有效利用。能滿足該條件的市售的合成沸石例如包括分子篩3A和4A(由USA的Union Carbide co.Ltd.和UnionShowa.co.Ltd制造)和Zeolum3A和4A(ToSo.co.Ltd制造)。
用上述吸附劑時，能選擇吸附如水，甲醇和其它較低的脂族醇類雜質(zhì)，而不吸附叔-丁基聯(lián)氨，由此可用吸附法除去雜質(zhì)使雜質(zhì)濃度減小。
合成沸石通常放入提純塔中，之后用作固定濾床。吸附劑的填充長度通常是50到1500mm。如果填充長度短于50mm，水和其它雜質(zhì)的除去率可能變壞，另一方面，如果填充長度大于1500mm，則壓力損失可能增大。吸附之前，在200℃至350℃對吸附劑活化處理，同時允許流入惰性氣體，之后，用于提純叔-丁基聯(lián)氨。
叔-丁基聯(lián)氨進入提純步驟的方法是<1>把叔-丁基聯(lián)氨放入適當?shù)娜萜髦校瑥耐膺呏苯蛹訜崛萜骰虬讶萜鞣湃牒銣厥抑?，使容器加熱到適當溫度，之后，在減壓條件下利用叔-丁基聯(lián)氨的汽化壓力將其引入；或者<2>把叔-丁基聯(lián)氨的蒸汽和惰性氣體組合，之后，在減壓條件下，大氣壓或升壓條件下引入叔-丁基聯(lián)氨。
對放入其中的惰性氣體沒有特別的限制，只要它不損害叔-丁基聯(lián)氨并對叔-丁基聯(lián)氨無任何化學影響的氣體均可，但是，通常用氮、氬或氦氣。
提純過程中，不能完全確定只含叔-丁基聯(lián)氨的蒸汽和含叔-丁基聯(lián)氨蒸汽和惰性氣體的氣體的塔(LV)中的空塔速度，因為它取決于工作條件，如引入的叔-丁基聯(lián)氨中的含水濃度、溫度和壓力。但是，LV通常在約0.1至200cm/sec，最好在約1至50cm/sec。
叔-丁基聯(lián)氨氣體與吸附劑的接觸溫度可以是常溫，當接觸溫度為常溫時，叔-丁基聯(lián)氨的汽化壓力低、使提純時間長，接觸溫度太高時，吸附劑的吸附能力低?？紤]到這些情況，接觸溫度通常在約50℃至100℃范圍內(nèi)，任何情況下，都必須采用叔-丁基聯(lián)氨在提純塔和管中不凝聚的溫度和工作條件。提純過程中，在在叔-丁基聯(lián)氨的汽化壓力下只用叔-丁基聯(lián)氨進行其提純的情況下，壓力可以是減少的壓力，但是，壓力范圍通常是約0.01至3kg/cm2abs的范圍內(nèi)。
單獨的提純過的叔-丁基聯(lián)氨蒸汽或提純后的叔-丁基聯(lián)氨和惰性氣體的混合汽引入冷凝器中，在其中使氣體冷凝，之后按液態(tài)收集。冷凝器可與常用的化學操作中用的冷凝器結構相同，例如，可用雙管冷凝器?；蛘撸谛∫?guī)模情況下叔-丁基聯(lián)氨用的收集器本身也可用作冷凝器。
冷凝器的溫度不能完全確定，因為它與工作條件有關，但通常用叔-丁基聯(lián)氨不會冷凝的溫度上的溫度。因此，在約-40至+25℃的溫度范圍內(nèi)進行冷凝。
蒸發(fā)器的部件，與叔-丁基聯(lián)氨接觸用的提純塔，冷凝器和收集容器最好用電拋光的SUS316或SUS316L制成。
另一方面，本發(fā)明用的有機金屬化合物，金屬鹵化物或金屬氫化物可用已知的用于制造氮化膜的化合物。例如，有機金屬化合物包括鋁、鎵和銦的烷基化合物，鈦、鋯、鉭、鎢和硅的烷基胺化合物。金屬鹵化物的實例包括鈦、鋯、鉭、鎢、硅和鎵的氟化物，氯化物，溴化物和碘化物。金屬氫化物的實例包括硼、硅、錫、銻和鍺的氫化物。以上所有化合物中的烷基化合物中有三個烷基或三個乙基與鋁、鎵或銦鍵合，能提供高結晶度的生長層，從生長率、混合晶體組成和雜質(zhì)濃度的觀點看，氮化膜有優(yōu)異的可控性。此外，該烷基化合物適用于各種材料系統(tǒng)使用的CVD法中，為此，烷基化合物是最合適的材料氣。
此外，適合襯底的材料實例包括能在本發(fā)明中用的金屬和金屬氧化物，包括硅、硅氧化物、鈦、砷化鎵和磷化銦。
按本發(fā)明的氮化膜制造方法可用于為活化反應材料而加熱襯底的高溫熱CVD法，利用等離子能量的等離子CVD法，利用汞光、激光束等的光輻射的光輔助CVD法，利用有機金屬化合物的MOCVD法，利用有機金屬化合物作原材料并通過熱分解反應在襯底上生長半導體結晶薄膜的MOMBE法。而且，按本發(fā)明的制造氮化膜的方法能用于公知的CVD薄膜形成裝置，如批量生產(chǎn)系統(tǒng)的水平、垂直和圓柱形裝置，連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)的裝置和單個晶片處理系統(tǒng)。
以下，要參見


本發(fā)明的氮化物膜制造方法的一個實施例，但是，實施本發(fā)明的制造設備不受該實施例限制。
圖1示出汽相生長裝置，是氮源主要成份的叔-丁基聯(lián)氨放入不銹鋼制成的發(fā)泡器1中，叔-丁基聯(lián)氨在恒溫室4中保持恒溫，以控制汽化壓力。有機金屬化合物，金屬鹵化物或金屬氫化物，如果在常溫下是液體，則放入恒溫室內(nèi)保持恒溫的發(fā)泡器2之中，如果在常溫下是氣體，則使用放在不銹鋼制造的高壓貯氣罐3中的化合物。放在發(fā)泡器2中的液體材料的實例包括(CH3)3Al，(C2H5)3Al，(CH3)3Ga，(C2H5)3Ga，(CH3)3In，(C2H5)3In，Ti[N(CH3)2]4，Ti[N(C2H5)2]4，Ta[N{(CH3)2CH2}2]5，(異-C3H7-C5H4)2WH2，Zr[N(CH3)2]4，Al(CH3)2H，Si[N(CH3)2]4，SiCl4，SiHCl3，和TiCl4。放到不銹鋼高壓貯氣罐3中的可用的氣體材料的實例包括WF6，SiH4，SiH2Cl2和B2H6。此外，盡管圖1中沒畫，固體材料如Ta[N(CH3)2]5，Ta[N(C2H5)2]5，TaCl5，TaBr5，W[N(CH3)2]4，WCl6和ZrCl4也能用?；蛘?，只用放入發(fā)泡器1中的叔-丁基聯(lián)氨作材料氣，能使襯底表面氮化。由此在其表面上形成氮化膜。
可用如氫、氦、氮或氬的惰性氣體作為材料發(fā)泡氣體和載體氣體，但在使用之前，該氣體可放入提純裝置中進行預處理，以除去水和例如氧的雜質(zhì)。用流量控制儀5能很好地控制這些材料氣的流速。各種材料氣可與大量載體氣通過不同的管道同時送入反應管6中，圖1中所示反應管是熱壁式裝置，但冷壁式裝置也能用。用高頻感應加熱法對襯底7加熱，用克羅麥爾鎳鉻合金-阿留邁爾鎳鋁合金熱偶等插入基座中測試和進行溫度控制。
襯底7可用如Si/SiO2，SiC或Al2O3(蘭寶石)等材料。用Si/SiO2作襯底時，可在SiO2表面上形成如TiN，TaN，WN或Si3N4的氮化膜。制成的構件可用作例如VLSI(超大規(guī)模集成電路)的布線襯底的電或電子構件。而且，用SiC或Al2O3作襯底時，可形成GaN，InN或AlN作氮化膜。這樣形成的構件主要用作如發(fā)蘭光的元件的電子元件。
低壓CVD中，用旋轉(zhuǎn)泵11對反應管抽氣，用例如導氣閥9調(diào)節(jié)反應管內(nèi)的壓力。用針形閥或類似物使材料送入一側的溫度保持在常溫。氮化膜制造過程中，會產(chǎn)生大量不能直接釋放到大氣中的氣體，因此要安裝去毒設備12。
用圖1所示的汽相生長裝置時，應根據(jù)氮化膜的種類而適當選擇氮化膜的生長壓力，生長溫度和生長時間，但在本發(fā)明中，通常生長壓力在1至100托范圍，生長溫度的范圍是700℃至1100℃，生長時間的范圍是0.5至20分鐘。
以下用一些實例更詳細說明本發(fā)明。
例1<I>高純度叔-丁基聯(lián)氨的提純用以下裝置提純叔-丁基聯(lián)氨。
用SUS316L制造的內(nèi)部容積為2.2升的蒸發(fā)器作叔-丁基聯(lián)氨的蒸發(fā)器，其中，引入純氮的發(fā)泡管裝在靠近其底部的位置，蒸發(fā)器本身的外圓周須有加熱套，其內(nèi)表面進行過電解拋光處理。
這里用的提純塔內(nèi)有SUS316L制成的管子，其內(nèi)徑為28.4mm，長度為450mm，電拋光過的內(nèi)表面裝有用Union Showa.co.Ltd制造的其直徑為1.6mm，長度為3到5mm的190ml的微孔形分子篩3A。該提純塔加熱到350℃，氮氣按5升/分鐘的流速同時進行5小時引入其中，以活化分子篩。完成活化處理后，把提純塔冷卻到常溫。
這里用的冷卻器是用SUS316L制成的并經(jīng)過電解拋光處理的雙管型冷卻器，把該冷卻器構成為致冷劑可以經(jīng)過其外部循環(huán)，和提純過的叔-丁基聯(lián)氨汽能與其內(nèi)表面接觸的結構。而且，從蒸發(fā)器伸到提純塔的管道構成為可以用帶狀加熱器加熱和保溫。
按以下方法進行提純。即，把1.2升的叔-丁基聯(lián)氨放入蒸發(fā)器內(nèi)。該叔-丁基聯(lián)氨含0.09％的水，甲醇和其它較低脂族醇的總量為0.2％。之后，提純過的氮氣按0.5升/分鐘的速度吹入，同時把該叔-丁基聯(lián)氨加熱到80℃，與叔-丁基聯(lián)氨飽和的氮氣(叔-丁基聯(lián)氨的濃度為約8.8vol％)送入提純塔。該提純塔加熱到90℃，在冷卻器中致冷劑循環(huán)以保持在-10℃，由此使提純過的叔-丁基聯(lián)氨液化并收集。該液化和收集步驟中，從蒸發(fā)器伸到提純塔的管道加熱并保持在90℃。
用裝有光離子化型檢測儀的氣體色譜儀分析按該方法獲得的提純后的叔-丁基聯(lián)氨，結果，提純過的叔-丁基聯(lián)氨中的濕氣含量是1ppm以下，甲醇和其它雜質(zhì)的總含量為1.7ppm以下。氮化膜制造用上述方法提純過的叔-丁基聯(lián)氨和純度為99.9999％的市售三甲基鎵[(CH3)3Ga]用作材料氣，并用圖1所示氣相生長裝置。用以下工藝在蘭寶石襯底上淀積GaN膜。
<1>用三氯乙烯、丙酮和甲醇分別清洗直徑為2英寸的盤形蘭寶石襯底約10分鐘，用純水沖洗10分鐘，之后用氮氣吸干。之后，用H3PO4∶H2SO4＝1∶3(重量比)的試劑腐蝕蘭寶石表面，用純水沖洗10分鐘，之后用氮氣吸干。
<2>基座在1150℃在氫氣氣氛中烘烤1小時，之后，把用上述步驟<1>預處理過的蘭寶石襯底固定在基座上。之后，把該基座放入反應管中，之后，抽真空。隨后，把作為載體氣體的氫氣引入反應管1小時對其清除處理。
<3>用上述材料分別填入用SUS316L制造并經(jīng)電拋光內(nèi)表面的發(fā)泡器中，叔-丁基聯(lián)氨保持在60℃，三甲基鎵保持在30℃，之后，用流量控制器控制各種材料的流速，以調(diào)節(jié)壓力，按500ml/分鐘的速度把氫氣引入填充有叔-丁基聯(lián)氨的發(fā)泡器中，按10ml/分鐘的速度把氫氣引入填有三甲基鎵的發(fā)泡器中。
<4>允許叔-丁基聯(lián)氨流過反應管，使基座溫度調(diào)節(jié)器節(jié)到1100℃，使襯底表面氮化。
<5>基座溫度降到700℃后，叔-丁基聯(lián)氨和三甲基鎵可同氫氣一起流過反應管，由此開始GaN膜生長。這時，生長壓力為60乇，生長溫度保持在700℃，生長時間為30分鐘。
<6>完成生長之后，溫度再升高到1100℃并保持該溫度10分鐘，同時只允許氫氣流過反應管。之后，冷卻反應管，保持只有氫氣流過反應管的狀態(tài)。反應管溫度變成常溫之后，取出襯底。
用能量發(fā)散型X-射線分析儀(EDAX)分析襯底表面，結果，發(fā)現(xiàn)存在GaN膜。而且，從GaN膜的重力確定結果發(fā)現(xiàn)成膜效率為90％。
例2用按上述方式提純過的叔-丁基聯(lián)氨和純度為99.995％的市售的四二甲基氨鈦[Ti{N(CH3)2}4]作材料氣體并使用圖1所示氣相生長裝置，用以下方法在Si/SiO2襯底上淀積TiN膜。
<1>用三氯乙烯，丙酮和甲醇分別對直徑為4英寸的盤形單晶硅襯底清洗10分鐘，用純水沖洗10分鐘，之后，用氮氣吸干。之后，用H3PO4∶H2SO4＝1∶3(重量比)的試劑腐蝕SiO2表面，用純水沖洗10分鐘，之后，用氮吸干。
<2>基座放在氮氣氣氛中在500℃烘烤1小時，之后，把按上述步驟<1>預處理過的Si/SiO2襯底固定在基座上，使Si/SiO2表面為上表面。之后，把該基座放入反應管中，并抽真空。隨后，作為載體氣體的氮氣引入反應管徑1小時以使其凈化。
<3>分別把上述材料填入用SUS316制造的其內(nèi)表面經(jīng)過電拋光的發(fā)泡器中，使叔-丁基聯(lián)氨保侍在40℃，四二甲基氨鈦保持在60℃。隨后，用流量控制儀控制各種材料的流速，以調(diào)節(jié)器節(jié)壓力，氮氣可按500ml/分鐘的流速引入每個發(fā)泡器中。
<4>基座溫度升高到400℃之后，使叔-丁基聯(lián)氨和四個二甲基氨鈦與氮氣一起引入反應管，由此開始生長TiN膜。這時，生長壓力是2.0乇，生長溫度保持在400℃，生長時間是30分鐘。
<5>完成生長之后，反應管的溫度再升高到500℃，并在該溫度保持10分鐘，同時只許氮氣流過反應管。之后，冷卻反應管，保持氮氣單獨流過反應管的狀態(tài)。反應管溫度變在常溫之后取出襯底。
在EDAX分析襯底表面，結果，發(fā)現(xiàn)有TiN膜存在，根據(jù)SEM(掃描電子顯微鏡)對表面的觀察證明，發(fā)現(xiàn)有均勻表面，而且，由TiN膜的重力測定結果發(fā)現(xiàn)成膜效率為92％。
按本發(fā)明的氮化膜制造方法，以毒性較小，有足夠高的汽化壓力，和能在較低溫度分解的叔-丁基聯(lián)氨作氮源的主要成份。因而，能很好地進行材料處理，此外，能獲得高質(zhì)量薄膜，降低生長溫度和提高生長速度。
權利要求
1.一種用化學汽相淀積法制造氮化膜的方法，包括以含叔-丁基聯(lián)氮作為氮源主要成份的材料氣與有機金屬化合物，金屬鹵化物或金屬氫化物的材料氣反應而在襯底上淀積氮化膜的工藝步驟。
2.一種制造氮化膜的方法，包括用含叔-丁基聯(lián)氨作為氮源主要成份的材料氣使包含金屬或金屬氧化物的襯底表面氮化的工藝步驟。
3.一種按權利要求1或2的制造氮化膜的方法，其中，叔-丁基聯(lián)氨是純度為99.999％以上的提純過的叔-丁基聯(lián)氨。
4.一種按權利要求3的制造氮化膜的方法，其中，提純過的叔-丁基聯(lián)氨的提成方法是，使叔-丁基聯(lián)氨在只有叔-丁基聯(lián)氨汽化壓力或叔-丁基聯(lián)氨與惰性氣體兩者的汽化壓力下與毛細孔直徑為3至4*的合成沸石吸附劑以氣相接觸。
5.一種按權利要求1的氮化膜制造方法，其中，有機金屬化合物是鋁、鎵或銦的烷基化合物，或是鈦、鋯、鉭、鎢或硅的烷基胺化合物。
6.一種按權利要求1的氮化膜制造方法，其中金屬鹵化物是鈦、鋯、鉭、鎢、硅或鎵的氟、氯、溴、碘的化合物。
7.一種按權利要求1的氮化膜制造方法，其中，金屬氫化物是硼、硅、錫、銻或鍺的氫化物。
全文摘要
公開一種用化學汽相淀積法制造氮化膜的方法,其中所用氮源材料氣毒性較小,有足夠高的汽化壓力,能在較低溫度分解,因而能制成高質(zhì)量薄膜,生長溫度降低,提高了生長速度。用包含以叔－丁基聯(lián)氨為氮源主要成分的材料氣與有機金屬化合物,金屬鹵化物或金屬氫化物的材料氣反應在襯底上制成氮化膜。而且可用包含叔－丁基聯(lián)氨作為氮源主要成份的材料氣使包含金屬或金屬氧化物的襯底表面氮化而制造氮化膜。
文檔編號C01B21/00GK1249268SQ9812432
公開日2000年4月5日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權日1998年9月29日
發(fā)明者高松勇吉, 米山岳夫, 石濱義康 申請人:日本派歐尼股份株式會社