[发明专利]薄膜的形成方法

说明书

本发明的薄膜的形成方法，其包含第一工序和第二工序；在该第一工序中，是将成膜对象的温度设为200℃以上，并从第一状态变成第二状态；该第一状态是将成膜材料和载流气体供给至该成膜对象从而使该成膜材料附着于该成膜对象；该第二状态是从第一状态中将供给该成膜材料除外；在第二工序中，将成膜对象的温度设为200℃以上，并从第三状态变成第四状态；该第三状态是将氢气和载流气体供给至成膜对象，使成膜材料还原；该第四状态是从该第三状态将供给氢气除外。成膜材料是从由Al(C_xH_2x+1)₃、Al(C_xH_2x+1)₂H、Al(C_xH_2x+1)₂Cl构成的组中选择的任一者。交替重复第一工序和第二工序，在成膜对象的表面形成铝原子的含量在20原子％以上的碳化铝膜。

技术领域

本发明涉及一种用于形成碳化铝膜的薄膜的形成方法。

背景技术

半导体装置所具备的晶体管中，具有HKMG(High-K Metal Gate)构造的晶体管已为人所知。HKMG构造是用于抑制栅极绝缘膜中的漏电流的构造。在HKMG构造中，使用高介电常数的绝缘体作为形成栅极绝缘膜的材料。形成栅极绝缘膜的材料为例如氧化铪及氧化铝等(例如，参照专利文献1)。

而且，在HKMG构造中，使用包含金属的材料作为形成栅极电极的材料。栅极电极由多个层构成，是例如钨层、硅化钨层、氮化钛层及钛层构成的层积体(例如，参照专利文献2)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2013-098214号公报

[专利文献2]日本特开2016-046414号公报

发明内容

[发明所要解决的课题]

这种HKMG构造中所使用的栅极绝缘膜中，容易形成氧的损失大于化学计量比的缺氧膜。此时，晶体管的阈值电压变化与绝缘膜中的缺氧浓度相依，此已为人所知。为了将晶体管的阈值电压调整为适当的值，期待有适合控制栅极绝缘膜中的缺氧浓度的新材料来作为形成栅极电极的材料。其中，含有铝原子的合金备受期待。接着，在非结晶性的碳化铝膜中，率先应用于上述栅极电极，期待将碳化铝膜中的铝原子的含量提高至20原子％以上。

本发明的目的是提供一种薄膜的形成方法，其能够形成铝原子含量提高的碳化铝膜。

[解决课题的手段]

用于解决上述课题的薄膜的形成方法，包含第一工序，在所述第一工序中，将成膜对象的温度设为200℃以上，并且从第一状态变成第二状态，所述第一状态是将包含铝和碳的成膜材料以及所述成膜材料的载流气体供给至所述成膜对象，而使所述成膜材料附着于所述成膜对象；所述第二状态是从所述第一状态中将供给所述成膜材料除外，所述成膜材料是从由Al(C_xH_2x+1)₃、Al(C_xH_2x+1)₂H及Al(C_xH_2x+1)₂Cl构成的组中选择的任一者，各通式中的X为1以上的整数。所述薄膜的形成方法通过包含重复所述第一工序的状态，从而在所述成膜对象的表面形成铝原子的含量在20原子％以上的碳化铝膜。

根据上述构成，能够在成膜对象的表面形成铝原子的含量在20原子％以上的碳化铝膜。

在上述薄膜的形成方法中，优选还包含第二工序，在所述第二工序中从第三状态变成第四状态，所述第三状态是将通过激发含氢的还原气体所产生的含氢的活性种和所述还原气体的载流气体供给至所述成膜对象，使所述成膜材料还原；所述第四状态是从所述第三状态将供给所述还原气体除外；并且包含交替重复所述第一工序和所述第二工序的状态。