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JP2799755B2 - Method for depositing oxides at the atomic layer level by vapor phase epitaxy - Google Patents

Method for depositing oxides at the atomic layer level by vapor phase epitaxy

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JP2799755B2
JP2799755B2 JP97990A JP97990A JP2799755B2 JP 2799755 B2 JP2799755 B2 JP 2799755B2 JP 97990 A JP97990 A JP 97990A JP 97990 A JP97990 A JP 97990A JP 2799755 B2 JP2799755 B2 JP 2799755B2
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oxide
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vapor
metal complex
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真紀 川合
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は気相成長法により酸化物等を基板上に原子層
レベルで堆積させる方法に関する。
The present invention relates to a method for depositing an oxide or the like on a substrate at the atomic layer level by a vapor phase growth method.

[従来の技術及び発明が解決しようとする課題] 近年、有機金属化合物を原料とする化学気相成長法
(MOCVD)の進展により、例えば、化合物半導体の分野
において、半導体レーザーから原子層エピタキシーによ
る量子デバイスへ広範な応用が行なわれている。しかし
ながら、MOCVD法が画期的な成功を収めたのはGaAsを中
心とする化合物半導体の分野に留っている。これはGaAs
結晶においてGa面にはAsが選択的に吸着され、同様にAs
面にはGaが選択的に吸着されるという化学的な吸着特性
に基づくものであり、この選択性により原子層レベルの
調整が可能とされてきた。現在このような選択性に着目
してGaAs以外を対象したMOCVD法の適用が考えられてい
る。MOCVD法を用いて酸化物薄膜の堆積が試みられてい
るものの、GaAs系のように原子層毎に制御された結晶成
長は得られず、基板上にランダムに酸化物が結晶成長し
ているにすぎなかった。
[Problems to be Solved by the Related Art and the Invention] In recent years, with the progress of chemical vapor deposition (MOCVD) using organometallic compounds as a raw material, for example, in the field of compound semiconductors, quantum Widespread application to devices. However, MOCVD has achieved epoch-making success only in the field of compound semiconductors, mainly GaAs. This is GaAs
As is selectively adsorbed on the Ga surface in the crystal, and
It is based on the chemical adsorption characteristic that Ga is selectively adsorbed on the surface, and this selectivity has made it possible to adjust the atomic layer level. At present, attention has been paid to the MOCVD method for objects other than GaAs, focusing on such selectivity. Despite attempts to deposit oxide thin films using the MOCVD method, controlled crystal growth cannot be obtained for each atomic layer as in the case of GaAs, and oxides grow randomly on the substrate. It was not too much.

そこで本発明の目的は、酸化物薄膜を原子層レベルで
制御しつつ成長させる方法を提供するものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for growing an oxide thin film while controlling it at an atomic layer level.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究した
結果、酸化物薄膜を原子層レベルで形成するに際し、有
機金属錯体を基板上に生ぜしめたOH基に吸着させ、その
後所定の操作により配位子のみを除去することにより、
基板上に錯体の中心原子である金属がOH基のO原子に結
合した形で形成させることができることを見出すに至っ
た。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, when forming an oxide thin film at an atomic layer level, an OH group generated on a substrate by an organometallic complex was formed. By adsorbing it, and then removing only the ligand by a predetermined operation,
They have found that a metal, which is the central atom of the complex, can be formed on the substrate in a form bonded to the O atom of the OH group.

すなわち本発明は、下記工程及び OH基を有する酸化物基板表面上に、OH基に対して親和
性の配位子を有する金属錯体の蒸気を導入して化学吸着
させる工程、及び 該基板をH2Oを含む雰囲気に暴露して金属錯体の配位
子を分解することにより該金属錯体の金属を酸素を介し
て基板表面に化学吸着させる工程 により基板表面上に金属酸化物層を単原子層レベルで形
成させる方法を提供するものである。
That is, the present invention provides the following steps: a step of introducing a vapor of a metal complex having a ligand having an affinity for an OH group onto a surface of an oxide substrate having an OH group to thereby chemically adsorb the substrate; A step of exposing the metal of the metal complex to the substrate surface via oxygen by decomposing the ligand of the metal complex by exposure to an atmosphere containing 2 O to form a monoatomic layer of the metal oxide layer on the substrate surface It provides a method of forming at a level.

本発明の方法に従えば、まず、OH基を有する酸化物基
板を用意する。本発明に用いることができる酸化物基板
にはSiO2,ZnO,TiO2,SrTio3,MgO等を用いることができ、
本発明においては表面水酸基量を制御しやすいという理
由からSiO2が好ましい。
According to the method of the present invention, first, an oxide substrate having an OH group is prepared. For the oxide substrate that can be used in the present invention, SiO 2 , ZnO, TiO 2 , SrTio 3 , MgO, etc. can be used,
In the present invention, SiO 2 is preferable because it is easy to control the amount of surface hydroxyl groups.

通常、未処理の酸化物基板の表面はOH基に覆われてい
ると考えられるが、原子層堆積のためにはOH基が基板表
面上に薄膜状に十分に被覆されていることが必要であ
る。従って、本発明においてはOH基導入操作を別途行な
うことが好ましい。すなわち、本発明に従い、酸化物基
板表面上にOH基を形成させる。この形成方法としては基
板を酸素雰囲気に暴露する方法、高真空(10-5Torr以
下)で排気する等の方法があるが、本発明では基板表面
上の含炭素化合物を酸化により除去するという理由から
酸素雰囲気に暴露する方法が好ましい。すなわち、基板
温度を一般に450〜500℃、手間を惜しまないのであれ
ば、500〜600℃の酸素雰囲気下で完全に有機物を焼きき
ってから蒸留した純粋な水の蒸気にさらし、再び温度を
上げることでほぼ任意の表面水酸基をもった表面に作る
ことができる。さらに、好ましくは300〜400℃にして酸
化物表面を酸素雰囲気にさらす。かかる温度に加熱する
ことにより、基板表面上の有機成分が蒸発し、安定なOH
基のみが基板表面に残留することになる。こうして生じ
た基板表面のOH基は後述するようにIRスペクトルにより
容易に観測することが出来る。
Normally, the surface of an untreated oxide substrate is considered to be covered with OH groups.However, for atomic layer deposition, it is necessary that the OH groups are sufficiently covered in a thin film on the substrate surface. is there. Therefore, in the present invention, it is preferable to separately perform an OH group introduction operation. That is, according to the present invention, an OH group is formed on the surface of the oxide substrate. Examples of the formation method include a method in which the substrate is exposed to an oxygen atmosphere and a method in which the substrate is evacuated under a high vacuum (10 -5 Torr or less). In the present invention, the carbon-containing compound on the substrate surface is removed by oxidation. Is preferred to be exposed to an oxygen atmosphere. In other words, if the substrate temperature is generally 450-500 ° C, and if there is no spare time, completely burn the organic matter in an oxygen atmosphere at 500-600 ° C, then expose it to pure water vapor distilled and raise the temperature again. By doing so, a surface having almost any surface hydroxyl groups can be formed. Further, the oxide surface is preferably exposed to an oxygen atmosphere at a temperature of 300 to 400 ° C. By heating to such a temperature, organic components on the substrate surface evaporate, and stable OH
Only the groups will remain on the substrate surface. The OH groups on the substrate surface thus generated can be easily observed by an IR spectrum as described later.

本発明の方法の次の工程では、OH基に対して親和性の
配位子を有する金属錯体の蒸気を基板表面に導入する。
In the next step of the method of the present invention, a vapor of a metal complex having a ligand having an affinity for an OH group is introduced to the substrate surface.

本発明に用いる金属錯体は、OH基に対して親和性の配
位子を有する錯体であり、例えば、ジピバイロイルメタ
ナート(DPM)、HFA(ヘキサフルオロアセチルアセテー
ト)、acac(アセチルアセトネート)等の錯体を挙げる
ことが出来る。またこれらの錯体の中心金属原子は、本
発明に従い基板上に堆積させるべき金属酸化物の金属種
を成すものであり、例えば、銅、鉄、マンガン等の遷移
金属アルカリ土類金属、ランタン系列元素等が挙げられ
る。特に、銅は銅酸化物として薄膜酸素センサーやビス
マス−カルシウム−ストロンチウム−銅を含む高温酸化
物超伝導体材料等に極めて有用であるため好ましい。ま
た、上記錯体を形成し得る金属類似元素をも錯体中心原
子として使用できる。これらのことから、金属錯体とし
て、例えばジピバロイルメタナート銅(Cu(DP
M))、ジピバロイルメタナートカルシウム(Ca(DP
M))等を挙げることができる。金属錯体の蒸気を基
板上に導入するには種々のCVD装置を使用することがで
き、特に限定されない。堆積物原料をCVD装置内の基板
表面に導入するには、例えば、上記基板上に金属錯体蒸
気をアルゴンガス中に分散させて導入することにより容
易に達成できる。CVD操作により上記金属錯体が基板表
面に化学吸着して堆積するが、その後吸着しないで残留
している金属錯体を除去するのに、例えば10-6Torr程度
まで容器内を減圧するのが好ましい。
The metal complex used in the present invention is a complex having a ligand having an affinity for an OH group. And the like. The central metal atom of these complexes forms a metal species of a metal oxide to be deposited on a substrate according to the present invention, and includes, for example, transition metals such as copper, iron and manganese, alkaline earth metals, and lanthanum series elements. And the like. In particular, copper is preferable because it is extremely useful as a copper oxide for a thin film oxygen sensor, a high-temperature oxide superconductor material containing bismuth-calcium-strontium-copper, and the like. Further, a metal-like element capable of forming the above complex can also be used as the complex central atom. From these facts, as a metal complex, for example, dipivaloyl methanate copper (Cu (DP
M) 2 ), dipivaloyl methanate calcium (Ca (DP
M) 2 ) and the like. Various CVD devices can be used to introduce the vapor of the metal complex onto the substrate, and there is no particular limitation. The introduction of the deposit material to the substrate surface in the CVD apparatus can be easily achieved by, for example, dispersing and introducing a metal complex vapor in an argon gas onto the substrate. The metal complex is chemically adsorbed and deposited on the substrate surface by the CVD operation, but the pressure inside the container is preferably reduced to, for example, about 10 -6 Torr in order to remove the remaining metal complex without being adsorbed thereafter.

本発明の次の工程では、上記錯体が吸着した基板をH2
Oを含む雰囲気に暴露する。かかる操作を行なうことに
より、金属錯体の配位子だけが除去され、錯体の中心原
子である金属が酸素と結合した構造、例えばCu−O−構
造が基板上に形成される。
In the next step of the present invention, the substrate on which the complex is adsorbed is treated with H 2
Exposure to an atmosphere containing O. By performing such an operation, only the ligand of the metal complex is removed, and a structure in which the metal that is the central atom of the complex is bonded to oxygen, for example, a Cu—O— structure is formed on the substrate.

以上の工程により、金属酸化物を構成する各原子が単
一の原子層で基板上に堆積され、原子制御された金属酸
化物層が得られる。
Through the above steps, the atoms constituting the metal oxide are deposited on the substrate in a single atomic layer, and an atomically controlled metal oxide layer is obtained.

更に本発明は上記工程を繰り返すことにより金属酸化
物層を原子層レベルで気相成長させる方法をも提供す
る。すなわち、前記方法で得られた、金属酸化物が単一
の原子層で堆積された基板に前記のような工程を繰り返
す。この結果、金属酸化物を単原子層レベルで詰み重
ね、所望の厚さの原子層制御された酸化物層を得ること
ができる。
Further, the present invention provides a method for vapor-phase growing a metal oxide layer at an atomic layer level by repeating the above steps. That is, the above-described steps are repeated on the substrate obtained by the above method and on which the metal oxide is deposited in a single atomic layer. As a result, the metal oxide can be packed at a monoatomic layer level, and an oxide layer having a desired thickness and controlled by an atomic layer can be obtained.

[作用] 本発明者らはGaAs以外の酸化物層を基板上に原子層レ
ベルで気相成長させる方法について研究を重ねた結果、
酸化物基板上面に水酸基が容易に化学吸着すること及び
所定の配位子を有する金属錯体が水酸基に選択的に吸着
し得ることに着目し、酸化物を構成する酸素及び金属種
を別々に原子制御しつつ基板上に堆積させることが出来
る方法を発明するに至った。
[Operation] The present inventors have conducted studies on a method of vapor-phase growing an oxide layer other than GaAs on a substrate at an atomic layer level.
Focusing on the fact that hydroxyl groups are easily chemically adsorbed on the top surface of an oxide substrate and that metal complexes having a predetermined ligand can be selectively adsorbed on hydroxyl groups, oxygen and metal species constituting oxides are separately atomized. We have invented a method that can be deposited on a substrate while controlling it.

本発明に従い、酸化物基板上に水酸基を導入し、つい
でかかる水酸基と選択的に吸着し得る錯体、例えば、Cu
(DMP)錯体を後の工程で導入すると、第1図の吸着
モデルに示すような構造が基板上に形成される。同図
中、配位子の炭素原子C及びC**は基板上に吸着し
ている水酸基の水素と化学吸着しているものと考えられ
る。更に、水を含む雰囲気にかかる吸着構造を暴露する
と配位子がOH基の水素とともに脱離し、SiO2基板上にCu
−O−という結合が形成されるものと考えられる。
According to the present invention, a hydroxyl group is introduced on an oxide substrate, and then a complex capable of selectively adsorbing such a hydroxyl group, for example, Cu
When the (DMP) 2 complex is introduced in a later step, a structure as shown in the adsorption model in FIG. 1 is formed on the substrate. In the figure, it is considered that the carbon atoms C * and C ** of the ligand are chemically adsorbed with the hydrogen of the hydroxyl group adsorbed on the substrate. Furthermore, when exposing the suction structure according to an atmosphere containing water ligand is desorbed with a hydrogen of the OH groups, Cu on a SiO 2 substrate
It is considered that a bond of -O- is formed.

こうして得られたCu−O−層はCu及びOが単原子レベ
ルで堆積された層であり、本発明の工程を繰り返してか
かる層を順次積み上げることにより所望の原子層制御さ
れた酸化物層が基板上に形成されることになる。
The Cu-O- layer thus obtained is a layer in which Cu and O are deposited at a monoatomic level. By repeating the steps of the present invention and sequentially stacking such layers, a desired atomic layer controlled oxide layer is obtained. It will be formed on the substrate.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発
明はそれらに何ら限定されない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例] 実施例1 本発明に用いるCVD装置の概略図を第2図に示す。CVD
装置は、原料供給系、リアクター及び排出系から主に構
成されている。原料供給系には金属錯体を収容した原料
ソース容器1並びにリアクター4に連結するガスライン
2及び金属蒸気用ガスライン3を装着する。ガスライン
3には金属蒸気を希釈するアルゴンガス供給源5が備え
られている。石英製のリアクター4内部にサセプター7
上に保持された基板8が装着され、リアクター4外周部
には基板加熱用のヒーター6を備える。排出系ガスライ
ン9はバルブ10を介してロータリーポンプ11に連結して
いる。上記CVD装置のサセプター7上にSiO2基板を設置
した後、容器内にガスライン2を通じて酸素ガスを供給
する。更にヒーター6により基板温度を500℃に上昇さ
せて2時間維持した。この後、基板表面のOH基の存在を
確認するために基板の一部をサンプルとしてIRスペクト
ルを観測した。第3図(a)に上記サンプルのIRスペク
トルを示す。3750cm-1付近にOH基の伸縮振動を示すピー
クが現われている。
Example 1 Example 1 FIG. 2 shows a schematic view of a CVD apparatus used in the present invention. CVD
The apparatus mainly comprises a raw material supply system, a reactor and a discharge system. The raw material supply system is provided with a raw material source container 1 containing a metal complex, a gas line 2 connected to a reactor 4, and a gas line 3 for metal vapor. The gas line 3 is provided with an argon gas supply source 5 for diluting the metal vapor. The susceptor 7 is placed inside the reactor 4 made of quartz.
The substrate 8 held thereon is mounted, and a heater 6 for heating the substrate is provided on an outer peripheral portion of the reactor 4. The discharge system gas line 9 is connected to a rotary pump 11 via a valve 10. After setting the SiO 2 substrate on the susceptor 7 of the CVD apparatus, oxygen gas is supplied through the gas line 2 into the container. Further, the substrate temperature was raised to 500 ° C. by the heater 6 and maintained for 2 hours. Thereafter, in order to confirm the presence of OH groups on the substrate surface, an IR spectrum was observed using a part of the substrate as a sample. FIG. 3 (a) shows the IR spectrum of the sample. A peak indicating stretching vibration of the OH group appears around 3750 cm -1 .

次に、上記OH基が吸着した基板をCVD装置内に装着し
たまま、リアクター4内を10-5Torrに減圧する。その
後、ガスライン2にアルゴンガスを供給しながら、Cu
(DPM)が入っている原料ソース容器1を加熱してCu
(DPM)蒸気を発生させてアルゴンガス/Cu(DPM)
蒸気混合ガスをリアクター4内に流し、リアクター4内
を0.1Torr程の圧力に保った。
Next, the pressure inside the reactor 4 is reduced to 10 −5 Torr while the substrate on which the OH groups are adsorbed is mounted in the CVD apparatus. Then, while supplying argon gas to the gas line 2, Cu
(DPM) Raw material source container 1 containing 2 is heated to Cu
(DPM) 2 Generate vapor and use argon gas / Cu (DPM) 2
The steam mixed gas was flowed into the reactor 4 and the pressure inside the reactor 4 was maintained at about 0.1 Torr.

この段階で得られた基板の表面の一部をサンプルとし
てIRスペクトルを測定した。第3図(b)及び第4図
(b)にその結果を示す。第3図(b)では同図(a)
のスペクトルで見られたOH基伸縮振動に基づく3750cm-1
付近のピークが消失している。また、第4図は第3図よ
りも低波数側のIRスペクトルであり、第4図のスペクト
ル(b)の2969cm-1にはCH3基のCH振動のピークが強く
現われている。第3図(b)及び第4図(b)のIRスペ
クトルからすれば、基板表面上に第1図に示したような
モデルが形成され、しかもCu(DPM)の炭素原子が、
基板上に吸着している実質上すべてのOH基の水素原子に
化学吸着したものと推定される。
An IR spectrum was measured using a part of the surface of the substrate obtained at this stage as a sample. FIG. 3 (b) and FIG. 4 (b) show the results. In FIG. 3 (b), FIG.
3750cm -1 based on the OH stretching vibration observed in the spectrum of
Near peaks have disappeared. FIG. 4 shows an IR spectrum on a lower wavenumber side than that of FIG. 3, and a peak of CH vibration of CH 3 group appears strongly at 2969 cm −1 in the spectrum (b) of FIG. According to the IR spectra of FIGS. 3 (b) and 4 (b), a model as shown in FIG. 1 is formed on the substrate surface, and the carbon atom of Cu (DPM) 2 is
It is presumed that substantially all OH group hydrogen atoms adsorbed on the substrate were chemically adsorbed.

さらに基板表面上に存在するOH基とCH3基の量的な関
係を調査するために、Cu(DPM)導入経過時間毎にIR
スペクトル強度を測定し、OH基の吸収強度に対してCH3
基の吸収強度をプロットした。結果を第5図に示す。同
図よりOH基の吸光度の減少とCH基の吸光度の増加が対応
しており、CH基のOHサイトへの吸着が生じているものと
わかる。
Furthermore, in order to investigate the quantitative relationship between OH groups and CH 3 groups present on the substrate surface, the IR was measured every time Cu (DPM) 2 was introduced.
Measure the spectral intensity and compare CH 3
The absorption intensity of the group was plotted. The results are shown in FIG. From the figure, it can be seen that the decrease in the absorbance of the OH group and the increase in the absorbance of the CH group correspond to the adsorption of the CH group to the OH site.

Cu(DPM)蒸気導入操作終了後、CVD装置内を10-6To
rrまで減圧し、基板温度を400℃に加熱した。その後、
ガスライン1によりD2O蒸気をリアクター4内に導入し
てリアクター4内の圧力を30Torrに保持する。この後得
られた基板の一部をサンプルとしてIRスペクトル測定を
行なった。得られた結果を第3図(d)及び第4図
(d)に示す。なお、比較のため、Cu(DPM)蒸気導
入操作終了後、リアクター4内を減圧した直後の基板の
IRスペクトルをそれらの図中のスペクトル(c)に示
す。
After the introduction of Cu (DPM) 2 vapor, 10 -6 To
The pressure was reduced to rr, and the substrate temperature was heated to 400 ° C. afterwards,
D 2 O vapor is introduced into the reactor 4 through the gas line 1 to maintain the pressure in the reactor 4 at 30 Torr. Thereafter, IR spectrum measurement was performed using a part of the obtained substrate as a sample. The obtained results are shown in FIGS. 3 (d) and 4 (d). For comparison, after the Cu (DPM) 2 vapor introduction operation was completed, the substrate
The IR spectrum is shown in the spectrum (c) in those figures.

第3図及び第4図のスペクトル(c)及び(d)よ
り、基板上OH基に吸着していた錯体の配位子DPMがD2O蒸
気の導入により除去されたことがわかる。
The spectra (c) and (d) in FIGS. 3 and 4 indicate that the ligand DPM of the complex adsorbed on the OH group on the substrate was removed by introducing D 2 O vapor.

更に基板上に残留している銅原子の存在を確認するた
めに上記基板のサンプルの一部をX線光電子分光(XP
S)にかけた。第6図にその結果を示す。同図中スペク
トル(a)はCu(DPM)単独のXPSスペクトル、(b)
はCu(DPM)蒸気を基板上に導入した後のスペクト
ル、そして(c)は更にD2Oの蒸気を導入した後のスペ
クトルを示す。同図よりCu原子の2p軌道からの電子に由
来するピークが932.951eVに現われており、上記D2O上記
導入後にもCu原子が基板上に残留していることがわか
る。さらにスペクトル(c)にはCu2+スペクトル特有の
サテライトピークを示さないこと及びこの処理条件では
銅が酸化されずに残っているとは考えられないことから
すればCuはCu1+に近い状態で存在していると考えられ
る。
Further, in order to confirm the presence of copper atoms remaining on the substrate, a part of the substrate sample was subjected to X-ray photoelectron spectroscopy (XP
S). FIG. 6 shows the results. In the figure, the spectrum (a) is the XPS spectrum of Cu (DPM) 2 alone, and (b)
Shows the spectrum after Cu (DPM) 2 vapor was introduced onto the substrate, and (c) shows the spectrum after further introducing D 2 O vapor. From this figure, a peak derived from electrons from the 2p orbit of Cu atoms appears at 932.951 eV, and it can be seen that Cu atoms remain on the substrate even after the introduction of D 2 O. Furthermore, since the spectrum (c) does not show a satellite peak peculiar to the Cu 2+ spectrum and that copper is not considered to remain without being oxidized under this processing condition, Cu is in a state close to Cu 1+. It is thought that it exists in.

以上のようにして原子層レベルでCu−Oが堆積した基
板を、更にリアクター4内に設置したまま上記の酸素を
導入する工程、Cu(DPM)蒸気を導入する工程及びH2O
の蒸気を導入する工程を繰り返すことにより、基板上に
銅の酸化物層が原子層レベルで積層した酸化銅/酸化物
基板積層体を得る。
The step of introducing oxygen, the step of introducing Cu (DPM) 2 vapor, and the step of introducing H 2 O while the substrate on which Cu—O is deposited at the atomic layer level as described above is further installed in the reactor 4.
Is repeated to obtain a copper oxide / oxide substrate laminate in which a copper oxide layer is laminated on a substrate at an atomic layer level.

[発明の効果] 本発明の方法を用いて、SiO2等の酸化物基板上に酸化
物層を原子層レベルで積層することにより原子制御され
た酸化物結晶を基板上に得ることが可能になった。従っ
て、本発明は酸化物超伝導体等の各種デバイスの製造に
極めて有用であり、半導体産業等における本発明の工業
的価値は極めて高い。
[Effects of the Invention] By using the method of the present invention, it is possible to obtain an atomically controlled oxide crystal on an oxide substrate such as SiO 2 by stacking an oxide layer at an atomic layer level. became. Therefore, the present invention is extremely useful for manufacturing various devices such as oxide superconductors, and the industrial value of the present invention in the semiconductor industry and the like is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はOH基が吸着したSiO2基板上にCu(DPM)が吸
着している様子を示す概念図である。 第2図は本発明の用いるCVD装置の配置図である。 第3図は基板上のOH基の存在を観測するIRスペクトルで
ある。 第4図は基板上のCH3基の存在を観測するIRスペクトル
である。 第5図はIRスペクトル上のOH振動によるIR吸収強度に対
してCH3基のCH振動によるIR吸収強度をプロットしたグ
ラフである。 第6図はCu(DPM)または基板上に存在するCuの存在
を観測するためのXPSスペクトルである。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a state where Cu (DPM) 2 is adsorbed on a SiO 2 substrate on which OH groups are adsorbed. FIG. 2 is a layout diagram of a CVD apparatus used in the present invention. FIG. 3 is an IR spectrum observing the presence of OH groups on the substrate. FIG. 4 is an IR spectrum observing the presence of a CH 3 group on the substrate. FIG. 5 is a graph in which the IR absorption intensity of the CH 3 group due to CH vibration is plotted against the IR absorption intensity due to OH vibration on the IR spectrum. FIG. 6 is an XPS spectrum for observing the presence of Cu (DPM) 2 or Cu present on the substrate.

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記工程及び: OH基を有する酸化物基板表面上に、OH基に対して親和
性の配位子を有する金属錯体の蒸気を導入して化学吸着
させる工程、 該基板をH2Oを含む雰囲気に暴露して金属錯体の配位
子を分解することにより該金属錯体の金属を酸素を介し
て基板表面に化学吸着させる工程 により基板表面上に金属酸化物層を単原子層レベルで形
成させる方法。
1. The following steps: and a step of introducing a vapor of a metal complex having a ligand having an affinity for an OH group onto a surface of an oxide substrate having an OH group to cause chemical adsorption. A step of exposing the metal of the metal complex to the substrate surface via oxygen by decomposing the ligand of the metal complex by exposure to an atmosphere containing 2 O to form a monoatomic layer of the metal oxide layer on the substrate surface How to form at the level.
【請求項2】下記工程〜: 酸化物基板にOH基を形成させる工程、 OH基に対して親和性の配位子を有する金属錯体の蒸気
を基板表面に導入して化学吸着させる工程、及び 該基板をH2Oを含む雰囲気に暴露して金属錯体の配位
子を分解することにより該金属錯体の金属を酸素を介し
て基板表面に化学吸着させる工程 により基板表面上に金属酸化物層を単原子層レベルで形
成させる方法。
2. The following steps: a step of forming an OH group on the oxide substrate, a step of introducing a vapor of a metal complex having a ligand having an affinity for the OH group onto the surface of the substrate, and chemically adsorbing the vapor. Exposing the substrate to an atmosphere containing H 2 O to decompose a ligand of the metal complex, thereby chemically adsorbing the metal of the metal complex onto the substrate surface via oxygen, thereby forming a metal oxide layer on the substrate surface. Is formed at the monoatomic layer level.
【請求項3】上記金属錯体がCu(DPM)である請求項
1または2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the metal complex is Cu (DPM) 2 .
【請求項4】酸化物基板がSiO2である請求項1または2
に記載の方法。
4. oxide substrate is SiO 2 according to claim 1 or 2
The method described in.
【請求項5】酸化物基板を酸素を含む雰囲気に暴露して
酸化物基板上にOH基を形成させる請求項2に記載の方
法。
5. The method according to claim 2, wherein the oxide substrate is exposed to an atmosphere containing oxygen to form OH groups on the oxide substrate.
【請求項6】請求項2の工程〜を繰り返すことによ
り基板表面上に金属酸化物層を原子層レベルで気相成長
させる方法。
6. A method in which a metal oxide layer is vapor-phase grown on a substrate surface at an atomic layer level by repeating the steps from 2).
【請求項7】請求項1の方法により金属酸化物が単原子
層レベルで堆積した基板上に請求項2の記載の工程〜
を繰り返すことにより基板表面上に金属酸化物層を原
子層レベルで気相成長させる方法。
7. The process according to claim 2, wherein the metal oxide is deposited on the substrate at a monoatomic layer level by the method of claim 1.
By vapor-phase growing a metal oxide layer on the substrate surface at the atomic layer level by repeating the above steps.
【請求項8】上記金属錯体がCu(DPM)である請求項
6または7に記載の方法。
8. The method according to claim 6, wherein the metal complex is Cu (DPM) 2 .
【請求項9】酸化物基板がSiO2である請求項6または7
に記載の方法。
9. The oxide substrate according to claim 6, wherein the oxide substrate is SiO 2.
The method described in.
【請求項10】酸化物基板を酸素を含む雰囲気に暴露し
て酸化物基板上にOH基を形成させる請求項6に記載の方
法。
10. The method according to claim 6, wherein the oxide substrate is exposed to an atmosphere containing oxygen to form OH groups on the oxide substrate.
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