DE4013143A1 - Selektives (cvd)-verfahren und geraet dafuer - Google Patents

Selektives (cvd)-verfahren und geraet dafuer

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Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein selektives chemisches Dampfablagerungs(CVD)-Verfahren und ein CVD-Gerät zur Anwendung desselben. (Für den Begriff "chemische Dampf­ ablagerung" wird nachfolgend im wesentlichen nur die Abkürzung "CVD" benutzt.)
Bei der Herstellung von Halbleiter-Vorrichtungen unter Verwendung eines Siliziumsubstrats ist, um den Kontakt­ widerstand eines ohmschen Kontaktes zwischen einem Leitermetall oder -metalldraht und einer Silizium­ schicht, die mit einer Verunreinigung bei hoher Konzen­ tration dotiert ist, zu reduzieren oder eine Festphasen­ reaktion zwischen dem Leitermetall und dem Silizium zu unterdrücken bzw. herabzusetzen, versucht worden, ein Verfahren anzuwenden, mit dem eine Silicidschicht (-film) zwischen dem Leitermetall und der Silizium­ schicht (-film) gebildet wird. Außerdem ist versucht worden, ein Verfahren der Bildung einer Silicidschicht auf der hochkonzentrierten Siliziumschicht anzuwenden, um den Blatt- oder Flächenwiderstand der hochkonzen­ trierten Siliziumschicht zu verringern. Als Silicid­ schicht ist für diese Zwecke eine Titan-Silicidschicht mit niedrigem Widerstand geeignet.
Als Beispiele für herkömmliche Verfahren zur Bildung einer Silicidschicht auf der Siliziumoberfläche stehen ein Verfahren, bei dem eine Silicidschicht durch Ver­ sprühen unter Verwendung eines Silicidtargets abgelagert wird, und ein Verfahren, bei dem ein Metallfilm auf der Siliziumoberfläche durch Versprühen unter Verwendung eines Metalltargets abgelagert wird und das Metall und das Silizium durch Glühen zur Bildung einer Silicid­ schicht zur Reaktion gebracht werden. Diese Sprühver­ fahren haben jedoch nur einen unzulänglichen Geltungs- und Wirksamkeitsbereich. Deshalb kann, wenn die Größe des Musters verringert wird, die Schicht, beispielsweise in einem Kontaktloch, nicht gleichmäßig abgelagert werden. Aus diesem Grunde hat sich anstelle des Sprühver­ fahrens die Forderung nach einem Schicht- oder Filmbil­ dungsverfahren ergeben, das geeignet ist, eine Metall­ schicht unter verbesserter (Stufen-) Abdeckungswirkung zu bilden.
Da das Arbeitsgas auf der Oberfläche eines erwärmten Materials aufgespalten wird, kann bei CVD-Verfahren eine Schicht gleichmäßig selbst am Grunde (Boden) eines Kon­ taktloches abgelagert werden. Als solch ein CVD-Ver­ fahren wird allgemein ein Deck-CVD-Verfahren angewendet, bei dem eine Schicht gleichmäßig auf der gesamten Ober­ fläche eines Substrats abgelagert wird. In den letzten Jahren wurde jedoch für verschiedene Arten von Materi­ alien ein selektives CVD-Verfahren entwickelt, bei dem eine Schicht nur auf der Oberfläche eines spezifischen Materials abgelagert wird. Dieses selektive CVD-Ver­ fahren kann optimal verwendet werden, um eine Titan-Sili­ cidschicht auf der Oberfläche einer Hoch-Konzentration- Siliziumschicht zu bilden.
Selektive Titan-Silicidschicht-CVD-Verfahren sind von Bouteville et al. (Journal of Electrochemical Society: SOLID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Band 134, Nr. 8, (1987) 2 080) und Ilderem et al. (Applied Physics Letters, Band 53, Nr. 8, (1988) 688) erörtert worden. Bei dem von Bouteville erörterten Verfahren verbraucht eine Titan-Silicidschicht in großem Maße das Silizium­ substrat, da Wasserstoff (H2)-Gas und Titan-Tetrachlorid (TiCl4)-Gas als Arbeitsgase verwendet werden und Silizium für das Titan-Silicid von dem Silizium eines Substrats zugeführt wird. Dieses Verfahren begründet zusätzlich ein Problem, indem das Schichtwachstum mit kleinen Inseln beginnt, d.h. das Problem der sogenannten signifikanten Kern- oder Keimbildung. Andererseits wird nach dem von Ilderem et al. berichteten Verfahren die Titan-Silicidschicht nicht direkt selektiv auf der Siliziumoberfläche abgelagert, sondern eine Polysiliziumschicht wird vor der Ablagerung der Titan- Silicidschicht auf der gesamten Oberfläche abgelagert, und dann wird die Titan-Silicidschicht abgelagert. Das Polysilizium auf dem Isolierfilm wird während der Abla­ gerung der Titan-Silicidschicht geätzt und entfernt. Durch Verwendung dieses Verfahrens konnte, obwohl man eine dünne Titan-Silcidschicht mit glatter Oberfläche erzielte, keine volle Selektivität erzielt werden, sondern es verblieben Polysilizium oder Titan-Silicid auf der Isolierschicht. Es wurden TiCl4- und Silan (SiH4)-Gas als Arbeitsgase verwendet, was jedoch nicht den Verbrauch des darunterliegenden Siliziums reduzieren konnte. Gemäß einem ähnlichen, von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführten Experiment, bei dem das Verfahren von Ilderem et al. angewandt wurde, wurde, wenn die Ablagerungszeit der Titan-Silicidschicht zur Reduzierung der verbleibenden Stoffe auf der Isolierschicht verlängert wurde, gefunden, daß die auf dem Silizium abgelagerte Titan-Silicidschicht in starkem Maße das darunterliegende Silizium verbraucht. Folglich wurde die Verbrauchsmenge 100% oder mehr der Stärke der Titan-Silicidschicht.
Da das selektive CVD-Verfahren die Selektivität durch Unterschiede zwischen Oberflächeneigenschaften erreicht, wird die Bedingung der Schichtablagerung in starkem Maße durch den Zustand der Oberfläche des Materials für die Schichtablagerung (einen Halbleiter oder Leiter) beein­ flußt. Mit anderen Worten haben, wenn die Sauberkeit der Oberfläche gering ist, die Eigenschaften der selektiven Ablagerung einen nachteiligen Einfluß, und resultieren in dem Problem, daß beispielsweise überhaupt keine Schicht abgelagert wird, daß Kerne, Keime bzw. Kristalle nur grob abgelagert werden oder eine Schicht mit starken Wellen und Ungleichmäßigkeiten entsteht. Daher ist es schwierig, unter solchen Umständen eine gleichmäßige Schicht abzulagern. Besonders dann, wenn die Oberfläche zur Schichtablagerung Silizium ist, wächst sofort eine natürliche Oxidschicht auf der Siliziumoberfläche, wenn das Silizium einer Umgebung ausgesetzt wird, die Sauer­ stoff oder Feuchtigkeit enthält. So ist es schwierig, eine Schicht mit hoher Gleichmäßigkeit und Selektivität abzulagern.
Selbst wenn ein eine Siliziumoberfläche aufweisendes Substrat in verdünnte Flußsäure getaucht wird, um eine natürliche Oxidschicht auf der Oberfläche zu entfernen, und wenn dieses in ein CVD-Gerät eingebracht und ein Vakuumaufbau oder Luftaustausch erfolgen, kann die Oxy­ dation der Siliziumoberfläche nicht verhindert werden. Außerdem wird, selbst wenn die Entfernung der Oxid­ schicht von der Siliziumoberfläche so erfolgt, daß die Siliziumoberfläche nicht der Luft ausgesetzt ist, diese Oberfläche durch kleine Mengen an Feuchtigkeit oder Sauerstoff im Vakuum oder ein Gas oxidiert.
Für das Titan-Silidschicht-CVD-Verfahren ist eine gerin­ gere Anzahl an Experimenten durchgeführt worden. Ein Grund dafür ist, daß kein geeignetes CVD-Gerät für diesen Zweck entwickelt worden ist. Bei der Titan-Sili­ cidschicht-CVD-Methode kann in sehr geeigneter Weise TiCl4-Gas als Arbeitsgas verwendet werden. Um jedoch eine Titan-Silicidschicht mit geringem Widerstand auf Silizium unter Verwendung von TiCl4-Gas ablagern zu können, muß das Siliziumsubstrat auf eine hohe Tempe­ ratur von 650°C oder darüber erwärmt werden. Zusätzlich muß ein Gerät vom Kaltwand-Typ verwendet werden, um eine gute Selektivität zu erzielen. Weiterhin muß, um eine Dampfphasen-Reaktion auszuschalten und eine geeignete Ablagerungsrate (-menge) zu erzielen, das Reaktionsgas auf einen niedrigen Druck reduziert werden, bei dem die Gasströmung zum Molekularfluß wird.
Da die Titan-Silicidschicht eine Metallschicht ist, kann, um das Substrat zu erwärmen, kein Induktionsofen od.dgl. verwendet werden. Außerdem kann, da die Titan- Silicidschicht Licht nicht überträgt, sondern absor­ biert, kein Verfahren unter Verwendung einer einfachen Lampen- oder Strahlungserwärmung od.dgl. eingesetzt werden. Chlor oder ein bei Zerfall des TiCl4-Gases erzeugtes Chlorid sind korrosive Gase, die damit ein Metall od.dgl. korrodieren. Aufgrund dieser Probleme wurde die Entwicklung eines Gerätes verhindert, das geeignet wäre, CVD-Verfahren einer Titan-Silicidschicht durchzuführen.
Das folgende Gerät steht beispielhaft als herkömmliches Metallschicht-CVD-Gerät. Dieses wurde hauptsächlich für ein selektives CVD-Verfahren von Wolfram (W) entwickelt.
Um das CVD-Verfahren durch Erhöhen einer Wafer-Tempe­ ratur bis zu 400°C bei Einzel-Wafer-Behandlungsgeräten des herkömmlichen Kaltwand-Typs durchzuführen, ist deshalb ein CVD-Verfahren angeregt worden (JP Patent-O No. 63-26 366), mit dem Flecken oder Verunreinigungen auf einem Fenster, was ein Nachteil der herkömmlichen CVD-Geräte des Lampenerwärmungs-Typs ist, verhindert werden können. Wenn, wie in Fig. 9 gezeigt, eine von einer in einer Reaktionskammer 10 angeordneten Aufnahme 17 gehaltene Wafer 11 durch eine Lampenerwärmungsquelle 13 durch ein Fenster 12 hindurch erwärmt wird und ein Arbeitsgas 14 zur Bildung einer Schicht auf der Ober­ fläche der Wafer 11 zugeführt wird, wird ein Spülgas aus einem Spülgas-Zuführabschnitt 15, der zwischen dem Fenster 12 und der Wafer 11 zur Bildung einer Spülgas­ strömung 16 vorgesehen ist, zugeführt. Die Spülgasströ­ mung 16 bedeckt die Oberfläche des Spülgas-Zuführab­ schnitts 15 derart, daß das Arbeitsgas nicht die Ober­ fläche des Spülgas-Zuführabschnitts 15 oder das Fenster 12 berührt, wodurch Flecken auf der Oberfläche verhin­ dert werden. Gemäß diesem CVD-Gerät und -Verfahren kann eine Wafer auf eine hohe Temperatur in Gegenwart eines Arbeitsgases erwärmt werden, um so das CVD-Verfahren mit vergleichsweise hoher Wiederholbarkeit durchzuführen, selbst wenn ein Gerät des Kaltwand-Typs verwendet wird.
Das vorgenannte CVD-Verfahren, bei dem durch Verwendung eines Spülgasstromes eine Verunreinigungs- oder Flecken­ bildung auf einem Fenster verhindert wird, kann jedoch nur in einem vergleichsweise hohen Druckbereich eines Gases (Arbeitsgas + Spülgas) in einer Reaktionskammer verwendet werden, in der der Gasfluß viskos bzw. zäh­ flüssig wird. In niedrigen Gasdruckbereichen, in denen die Gasströmung zum Molekularfluß wird, kontaktiert das Arbeitsgas, da Arbeits- und Spülgas sofort miteinander vermischt werden, die Oberfläche des Spülgas-Zuführ­ abschnitts 15 oder das Fenster 12. Daher kann man die Oberfläche nicht gegen Fleckenbildung schützen.
Wenn ein Gas mit hohen Adhäsionseigenschaften in dem Arbeitsgas enthalten ist, werden selbst in dem viskosen Strömungsbereich der Spülgas-Zuführungsabschnitt 15 oder das Fenster 12 allmählich durch Eintritt einer geringen Menge hochadhäsiven Gases verunreinigt. Dies liegt daran, daß der Druck des Spül- und des Arbeitsgases in solchen CVD-Geräten einander gleich werden, und zwar aufgrund des Aufbaus des Gerätes, weshalb das Spülgas nur eine schwache Wirksamkeit hinsichtlich der Verhin­ derung des Eintretens des Arbeitsgases hat.
Mit den herkömmlichen Einzel-Wafer-Behandlungs-CVD- Geräten kann man jedoch keine dünnen Schichten hoher Qualität mit hoher Reproduzierbarkeit durch CVD-Anwen­ dung herstellen, wobei ein Arbeitsgas auf Chlorbasis, das hohe Adhäsionseigenschaften aufweist, angewendet und ein Substrat bis zu 500°C oder mehr in einem Druckbe­ reich, in dem die Gasströmung eine Molekularströmung wird, erwärmt wird. Insbesondere ist es, da die Schicht­ qualität einer dünnen Metallschicht leicht durch eine Verunreinigung oder Kristallinität nachteilig beeinflußt wird, schwierig, durch Ablagerung aus einem Arbeitsgas auf Chlorbasis mit hoher Reproduzierbarkeit eine dünne Metallschicht hoher Qualität stabil zu erzeugen, die eine Zusammensetzung oder einen Widerstand aufweist, die nahe der bzw. dem des spezifischen Volumens oder einer großen Menge liegen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein selektives CVD-Verfahren vorzuschlagen, mit dem man eine Metallschicht bei großer Gleichmäßigkeit und Selek­ tivität auf einer Siliziumoberfläche bilden kann.
Es ist ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, ein selektives CVD-Verfahren vorzuschlagen, mit dem der Kontaktwiderstand zwischen Silizium und Leitungs- bzw. Verdrahtungsmetall reduziert werden kann.
Ein weiteres bedeutsames Ziel der Erfindung ist es, ein selektives CVD-Verfahren vorzusehen, mit dem eine gleichmäßige Metallschicht am Boden eines Kontaktloches mit großem Aspektverhältnis gebildet werden kann.
Ein weiteres maßgebliches Ziel der vorliegenden Erfin­ dung besteht darin, ein CVD-Gerät für selektives CVD vorzusehen, mit dem eine Schicht hoher Qualität mit hoher Reproduzierbarkeit herstellbar ist.
Ein anderes bedeutendes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein CVD-Gerät zu schaffen, mit dem wieder­ holt Schichten gleicher Film- oder Schichtqualität unter gleichen Ablagerungsbedingungen hergestellt werden können.
Diese Ziele werden nach der vorliegenden Erfindung auf der Basis der erfinderischen Überlegung erreicht, daß die Dichte der Ablagerungskerne (-keime) im Anfangs­ stadium einer Film- oder Schichtablagerung schon bei geringer Oxydation an einer Siliziumfläche vermindert wird, wodurch die Einheitlichkeit oder Form eines abge­ lagerten Films (Schicht) verschlechtert wird.
Nach dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat erwärmt und seine Siliziumoberfläche einem aus Siliziumhydrid bestehenden Gas zur Reduzierung und Entfernung einer natürlichen Oxidschicht von der Silizi­ umfläche ausgesetzt, und ein Arbeitsgas wird einer Reaktionskammer zugeführt, um selektiv einen Film/eine Schicht auf der Siliziumoberfläche abzulagern. Bei diesem Verfahren kann eine saubere Siliziumoberfläche erzielt werden, da die natürliche Oxidschicht auf der Siliziumoberfläche reduziert und entfernt wird, wenn die Temperatur der Siliziumfläche auf mehrere 100°C erhöht wird. Durch Zuführen des Arbeitsgases in die Reaktions­ kammer in diesem Zustand kann die Dichte der auf der Siliziumoberfläche im Anfangszustand der Schichtab­ lagerung abgelagerten Keime gesteigert werden. Daher kann eine Schicht einheitlich abgelagert werden. Außer­ dem kann, da man eine saubere Siliziumoberfläche erhält, eine hohe Selektivität bezüglich eines Isolators nach der Schichtablagerung erzielt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein CVD-Gerät vorge­ sehen, mit dem eine Schicht auf einer in der Reaktions­ kammer plazierten Wafer unter Verwendung einer chemi­ schen Reaktion in einer Dampfphase gebildet wird, umfassend eine Wafer-Aufnahme, die einen mindestens aus Quarzglas bestehenden Wafer-Kontaktabschnitt umfaßt und eine Wafer so hält, daß der Kontaktabschnitt nur einen peripheren Teil der Wafer berührt, zum Unterteilen der Reaktionskammer in zwei Bereiche; eine Spülgas-Zufüh­ rungseinrichtung, die einem ersten Bereich auf der Wafer-Erwärmungsseite der durch die Aufnahme geteilten Reaktionskammer verbunden ist; Arbeitsgas-Zuführ- und -Absaugeinrichtungen, die mit einem zweiten Bereich auf der der Wafer-Erwärmungsseite der geteilten Reaktions­ kammer entgegengesetzten Seite verbunden sind; und eine Erwärmungseinrichtung, die in dem ersten Bereich oder außerhalb der Reaktionskammer auf der Seite des ersten Bereiches zum Erwärmen der Wafer vorgesehen ist; wobei ein zwischen den ersten und zweiten, durch die Wafer-Auf­ nahme geteilten Bereichen bestimmter Spalt minimiert wird und Strahlungslicht, das von einem Wärmeerzeugungs­ element der Erwärmungseinrichtung erzeugt wird, direkt von der Wafer absorbiert werden kann.
Durch Verwendung des erwähnten CVD-Geräts wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Säuberungs- oder Spülgas dem ersten Bereich zugeführt, während die Wafer erwärmt wird, derart, daß der Druck des Spülgases größer als der des Arbeitsgases wird, und ein Chlor enthaltendes Gas wird dem zweiten Bereich als Arbeitsgas zugeführt, wodurch auf der Wafer eine Schicht gebildet wird, wäh­ rend der Druck des Arbeitsgases so gesteuert wird, daß ein Molekularfluß gebildet wird.
Daher teilt bei dem CVD-Gerät nach der vorliegenden Erfindung die Wafer-Aufnahme die Reaktionskammer in zwei Bereiche, und der zwischen den geteilten ersten und zweiten Bereichen bestimmte Spalt wird minimiert. Des­ halb kann selbst dann, wenn der Druck des Reaktionsgases so gehalten wird, daß er einen Molekularfluß bildet, der Eintritt des Arbeitsgases in den ersten Bereich verhin­ dert werden. Da das einen höheren Druck als den des Arbeitsgases aufweisende Spülgas in den ersten Bereich eingefüllt werden kann, läßt sich die Wirksamkeit der Verhinderung des Eintritts des Arbeitsgases verbessern. Außerdem wird, da der Wafer-Berührungsteil der Aufnahme aus Quarzglas besteht und deshalb einen kleinen Wärme­ ausdehnungskoeffizienten hat, dieser Teil geringfügiger deformiert, selbst wenn die Wafer und der die Wafer umgebende Teil auf eine hohe Temperatur erwärmt werden. Folglich kann, da in diesem Bereich kein großer Spalt gebildet ist, ein Eintreten des Arbeitsgases in den ersten Bereich verhindert werden. Auf diese Art und Weise kann der Eintritt des Gases in den ersten Bereich verhindert werden, selbst wenn ein Gas auf Chlorbasis mit hohen Adhäsionseigenschaften als Arbeitsgas verwen­ det wird. Außerdem hat Quarzglas als Material für die Aufnahme eine hohe Beständigkeit gegen Chlor.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglich­ keiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschrei­ bung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt
Fig. 1 eine geschnittene Ansicht einer Grund­ anordnung einer Ausführungsform eines CVD-Geräts, mit dem sich ein selek­ tives CVD-Verfahren gemäß der vorlie­ genden Erfindung durchführen läßt;
Fig. 2 eine geschnittene Ansicht, die eine Modifikation einer Wafer-Aufnahme der Fig. 1 zeigt,
Fig. 3A bis 3C jeweils eine geschnittene Darstel­ lung einer Methode der Bildung einer Titan-Silicidschicht an einem Loch­ boden gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;
Fig. 4 eine geschnittene Ansicht einer weiteren Modifikation der Wafer-Auf­ nahme;
Fig. 5 eine geschnittene Ansicht einer Basis­ anordnung einer anderen Ausführungs­ form eines CVD-Geräts, mit der das selektive CVD-Verfahren nach der vor­ liegenden Erfindung durchführbar ist;
Fig. 6 eine geschnittene Ansicht einer modi­ fizierten Ausführungsform des CVD- Geräts der Fig. 4, das eine Steuer­ einrichtung für einen genauen/feinen Fluß eines Titan-Tetrachlorid-Gases umfaßt;
Fig. 7 ein Diagramm, das die Veränderungen der Widerstandsfähigkeit von Titan- Silicid als Funktion der Flußmenge des Titan-Tetrachlorid-Gases zeigt,;
Fig. 8 ein Diagramm, das den Wechsel in der Silizium-Verbrauchsmenge der Titan- Silicidschicht als Funktion der Fluß­ menge des Titan-Tetrachlorid-Gases zeigt; und
Fig. 9 im Schnitt eine Anordnung eines her­ kömmlichen CVD-Geräts.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt ein CVD-Gerät des Kaltwand-Typs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 wird der periphere Abschnitt einer Wafer 20 und einer aus einem isolierenden Material bestehenden Wafer-Auf­ nahme 21, im folgenden als Aufnahme bezeichnet, gehal­ ten, und ihre Unterfläche wird durch ein Fenster 24 durch Licht erwärmt, das von einem außerhalb einer zylindrischen metallischen Reaktionskammer 22 angeord­ neten Lampenerhitzer (Erwärmungselement) 23 erzeugt wird. Das Innere der Reaktionskammer 22 ist durch die Wafer 20, die Aufnahme 22 und dgl. (in dieser Ausfüh­ rungsform ist die Kammer entlang ihrer axialen Erstrec­ kung geteilt) in zwei Bereiche 25 und 26 geteilt. Ein Bereich 26 wird mit einem von einer Spülgas-Zuführöff­ nung 27 zugeführten Spülgas gefüllt. Die Öffnung 27 ist in einer Umfangswandung der zylindrischen Reaktions­ kammer 22 ausgebildet. Der andere Bereich 25 wird mit einem Arbeitsgas gefüllt, das von einer Arbeitsgas-Zu­ führöffnung 28 zugeführt wird, die in einem Endabschnitt in der axialen Erstreckung der Reaktionskammer 22 ausge­ bildet ist. Wenn das Arbeitsgas die Oberfläche der Wafer 20, die der Seite des Bereichs 25 ausgesetzt ist, kontak­ tiert, wird auf der Oberfläche der Wafer 20 eine Schicht abgelagert. Das Arbeitsgas, ein nach Ablagerung der Schicht erzeugtes Reaktionsgas und das durch einen Spalt in einem überlappenden Abschnitt der Wafer und der Auf­ nahme zur Seite des Bereichs 25 hin leckende Spülgas werden über eine Absaugöffnung 29 abgesaugt. Eine Spül­ gas-Absaugöffnung 30, die in Strömungsrichtung des Spül­ gases in dem Bereich 26 stromabwärts angeordnet ist, wird verwendet, um das in den Bereich 26 zusammen mit dem Spülgas eintretende Arbeitsgas abzusaugen, um so die Sauberkeit in dem Bereich 26 aufrechtzuerhalten. Die Absaugöffnung 30 wird auch dazu verwendet, den Druck des Spülgases konstant zu halten. Wenn jedoch die Menge des zugeführten Arbeitsgases gering und vernachlässigbar ist oder der Druck der Spülung ohne die Spülgas-Absaugöff­ nung konstant gehalten werden kann, muß nicht unbedingt eine Spülgas-Absaugöffnung ausgebildet werden.
Bei dem CVD-Gerät dieser Ausführungsform ist die Reak­ tionskammer 22 durch die Wafer 20 und die Aufnahme 21 in zwei Bereiche 25 und 26 aufgeteilt, um zu verhindern, daß das Arbeitsgas in den Bereich 26 eintreten kann und dadurch Verunreinigungen oder Fleckenbildung auf der Oberfläche des Fensters entstehen können. Um die Menge des in den Bereich 26 eintretenden Arbeitsgases zu mini­ mieren, müssen die Spalte, die in dem überlappenden Abschnitt der Wafer 20 und der Aufnahme 21 einerseits und zwischen der Aufnahme 21 und der Innenwand der Reak­ tionskammer 22 andererseits gebildet sind, minimiert werden. Von diesen beiden Spalten kann der zwischen der Aufnahme 22 und der inneren Wandung der Reaktionskammer 22 vergleichsweise einfach minimiert werden, da diese Teile nicht direkt erwärmt werden und dadurch die Tempe­ raturen dieser Teile sich nicht erhöhen.
Mit anderen Worten braucht bei diesen Teilen nur die me­ chanische Genauigkeit verbessert zu werden. Der überlap­ pende Abschnitt der Wafer 20 und der Aufnahme 21 hinge­ gen wird durch Licht von dem Lampenerhitzer 23 oder durch Wärme von der Wafer auf eine hohe Temperatur er­ wärmt. Deshalb wird aufgrund thermischer Verformung der Aufnahme 21 leicht ein großer Spalt gebildet.
Deshalb wird bei dieser Ausführungsform als Material der Aufnahme 21 aufbereitetes bzw. behandeltes Quarzglas ver­ wendet. Zur Behandlung von Quarzglas mit hoher Genauig­ keit ist ein Ultraschall-Behandlungsverfahren geeignet. Wird als Material der Aufnahme 21 Quarzglas verwendet, so tritt, da der thermische Ausdehnungskoeffizient von Quarzglas sehr klein (ungefähr 0,3 ppm) ist, fast keine Verformung in der Aufnahme 21 auf, selbst wenn ein in Kontakt mit der Wafer 20 befindlicher Teil auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, während der verbleibende Teil auf einer niedrigen Temperatur gehalten wird. Daher wird im überlappenden Teil der Wafer 20 und der Aufnahme 21 kein großer Spalt gebildet. Wenn hingegen die Aufnahme 21 aus Metall besteht, dehnt sich ein auf eine hohe Tem­ peratur erwärmter Abschnitt der Aufnahme aus und wird unter Bildung eines großen Spaltes im überlappenden Bereich von Wafer und Aufnahme deformiert, da der Wärme­ ausdehnungskoeffizient von Metall groß ist (mehrere ppm bis zu mehreren 10 ppm).
Wenn die Aufnahme aus Quarzglas gebildet wird, ist der Wirk-Leitwert bzw. die Konduktanz des im Überlappungsbe­ reich von Wafer und Aufnahme gebildeten Spalts wie folgt. Dieses Experiment wurde unter Bedingungen ausge­ führt, bei denen die Spülgas-Absaugöffnung geschlossen war, eine 0,5 mm starke Silizium-Wafer mit einem Durch­ messer von 4′′ (4 inch = 10,16 cm) als Wafer 20 verwen­ det, ein peripherer Teil einer Breite von 5 mm der Wafer überlappt und die Stärke der Aufnahme 21 auf 5 mm be­ stimmt wurde. Bei Zufuhr von Ar-Gas mit einer Strömungs­ menge von 0,01 SCCM durch die Spülgas-Zuführöffnung 27 und Absaugen desselben durch die Absaugöffnung 29 mit­ tels einer Pumpe mit einer Kapazität von 1000 l/sec betrug der Druck des Ar-Gases in dem Bereich 26 ungefähr 0,1 Torr und der im Bereich 25 ungefähr 2 × 10-5 Torr. Mit anderen Worten war die Konduktanz des Spalts im Über­ lappungsbereich von Wafer 20 und Aufnahme 21 sehr gering bei ungefähr 1,3 cc/sec oder weniger. Die Konduktanz des Spalts ändert sich entsprechend der mechanischen Genauig­ keit der Aufnahme od.dgl. Bei diesem Experiment wurde jedoch die Aufnahme od.dgl. mittels einer normalen Her­ stellungsmethode erzeugt, d.h. es ist keine speziell hochgenaue Bearbeitung erforderlich. Bei Erwärmung der Wafer 20 wird das Ar-Gas im Bereich 26 erwärmt, und der Druck des Gases wird entsprechend geringfügig erhöht. Der Druck des Ar im Bereich 25 bleibt jedoch im wesentli­ chen unverändert. Diese Tendenz ändert sich nicht, selbst wenn die Temperatur der Wafer auf ungefähr 800°C erhöht wird. Dies deutet an, daß der Spalt (die Konduk­ tanz) in dem überlappten Bereich von Wafer 20 und Aufnah­ me 21 nicht erhöht wird, selbst wenn die Wafer 20 auf eine hohe Temperatur erwärmt wird. Wird jedoch ein Metall wie beispielsweise 5 mm starkes Titan als Mate­ rial der Aufnahme 21 verwendet, so wird der Druck in dem Bereich 26 verringert, während die Temperaturen von Wafer und Aufnahme erhöht werden. Dies zeigt an, daß der Spalt im Überlappungsbereich sich aufgrund der thermi­ schen Beanspruchung der Metallaufnahme erweitert. Wenn die Arbeits- bzw. Behandlungsbelastung eines Metalls auf­ grund thermischer Deformation nachläßt bzw. beendet wird, kann das Metall manchmal seine ursprüngliche Form nicht wieder einnehmen. Diese Deformation tritt deutlich auf, wenn die Plattenstärke eines Metalls verringert wird.
Wie in Fig. 1 erkennbar, wird ein Loch bzw. eine Ausneh­ mung 21 a mit einem Flansch A, mit dem die Wafer 20 gehal­ ten werden kann, in der Aufnahme 21 gebildet, so daß dieser allein mit dem peripheren Teil der Wafer 20 in Berührung steht. Diese Ausbildung wird aus folgendem Grund gewählt. Da das Arbeitsgas zum Überlappungsab­ schnitt von Wafer 20 und Aufnahme 21 fließt, wird eine Schicht auf der Oberfläche des überlappten Abschnitts der Aufnahme 21 abgelagert. Ist die abgelagerte Schicht in bezug auf Strahlungslicht von der Heizquelle opak, so wird Wärme von der Schicht absorbiert, und die Tempera­ tur der auf diesem Teil gelagerten Wafer wird reduziert. Um deshalb bei dem CVD-Gerät nach dieser Ausführungsform den Bereich des Überlappungsabschnittes von Wafer 20 und Aufnahme 21 einerseits und den Spalt zwischen den beiden Bereichen 25 und 26 andererseits zu minimieren, berührt nur der periphere Teil der Wafer 20 die Aufnahme.
Der Aufbau der Aufnahme 21 ist nicht auf den beschränkt, wie er in Fig. 1 gezeigt ist. Beispielsweise kann die An­ ordnung, wie in Fig. 2 gezeigt, so abgewandelt werden, daß ein Quarzglas-Abschnitt nur in einem Teil verwendet wird, der auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, und ein Metallabschnitt 54 wird in einem Bereich verwendet, der nicht auf eine hohe Temperatur erwärmt wird. Eine Bear­ beitung unter Verwendung einer Drehmaschine ist für einen Kontaktabschnitt 55 in bezug auf den Quarzglas-Ab­ schnitt 53 oder einen Kontaktabschnitt 56 in bezug auf eine Reaktionskammerwand geeignet und zweckmäßig, da diese Abschnitte hohe Oberflächengenauigkeit erfordern. Der Metallabschnitt 54 kann mit Wasser gekühlt werden, um eine Wärmeausdehnung zu unterdrücken.
Wenn zur Durchführung des CVD-Verfahrens das Arbeitsgas dem Bereich 25 zugeführt wird, so wird, um ein Verschmie­ ren bzw. eine Fleckenbildung auf der Oberfläche des in der Umfangswand auf der Seite des Bereichs 26 der Reak­ tionskammer 22 gebildeten Fensters 24 zu verhindern, der Druck des Spülgases im Bereich 26 erhöht, so daß er höher als der des Arbeitsgases im Bereich 25 ist. Obwohl ein Eintreten des Arbeitsgases in den Bereich 26 wirksa­ mer verhindert werden kann, wenn die Druckdifferenz erhöht wird, braucht die Druckdifferenz normalerweise nur ungefähr 0,1 Torr zu betragen. Wenn der Druck des Spülgases zu stark erhöht wird, schwimmt die Wafer 20 durch diesen Druck auf. Um, wie in Fig. 4 gezeigt, den Druck des Spülgases zu erhöhen, kann ein Waferhalter 50 verwendet werden, der den peripheren Teil der auf der Aufnahme 21 angeordneten Wafer 20 so hält, daß die Wafer 20 nicht (auf)schwimmen kann.
Im folgenden wird ein weiterer Vorteil beschrieben, den man erhält, wenn die Aufnahme 21 aus Quarzglas besteht. Wie später beschrieben, wird bei dem CVD-Verfahren unter Verwendung der oben dargelegten CVD-Gerätschaft als wei­ terer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung Titan- Tetrachlorid (TiCl4)-Gas als Arbeitsgas verwendet. Bei einer Reaktion nach Schichtbildung wird TiCl4 unter Bil­ dung von Chlor (Cl2) oder Chlorwasserstoff (HCl) zer­ setzt. Cl2 oder HCl weisen eine hohe Korrosivität auf und werden als Ätzgas zum Ätzen von zum Beispiel Si ver­ wendet. Nun hat jedoch SiO2 eine hohe Resistenz gegen solches Gas auf Chlorbasis. Quarzglas besteht aus SiO2 und wird deshalb von solchem Chlor- Basis-Gas nicht geätzt.
Ein Verfahren zur selektiven Bildung einer Schicht auf einer Siliziumoberfläche eines Substrats, das diese Sili­ ziumoberfläche und eine Isolatorfläche aufweist, wobei das CVD-Gerät der oben dargelegten Anordnung verwendet wird, soll im folgenden beschrieben werden. Bei diesem Gerät wird der weiter oben beschriebene Lagerungs-/Lade- Sperrmechanismus vorgesehen, und es findet ein Absaugen des Restgases in der Reaktionskammer statt, um den Druck auf 2 × 10-6 Torr oder weniger zu verringern, selbst wenn die Wafer 20 erwärmt wird. Das durch die Öffnung 28 zugeführte Arbeitsgas ist ein Chlor enthaltendes Gas, und das Gerät kann bei hoher Temperatur selbst innerhalb eines Druckbereiches verwendet werden, in dem die Strö­ mung des Arbeitsgases eine Molekularströmung wird. Um den Eintritt von Arbeitsgas zu verhindern, wird von der Öffnung 27 her ein Spülgas zugeführt, das einen höheren Druck den das Arbeitsgas aufweist.
Bei Schichtablagerung wurde eine Si(100)-Wafer 20 als Substrat verwendet. Die Si-Wafer wurde thermisch oxi­ diert, und die resultierende thermische Oxidschicht wurde mittels Fotolithographie und Naß-/Feuchtätzen (Fig. 3A) mit einem Muster versehen. Die erzielte Wafer wurde in verdünnte Fluorwasserstoffsäure eingetaucht, um die natürliche Oxidschicht auf der Siliziumoberfläche (angedeutet durch f 1 in Fig. 3A) zu beseitigen, mit Wasser gespült und getrocknet und dann in Luft für einen bestimmten Zeitabschnitt stehen gelassen. Diese Wafer wurde in das obige CVD-Gerät eingelegt und auf ungefähr 720°C erwärmt. Silan (SiH 4)-Gas als Arbeitsgas und Titan-Tetrachlorid (TiCl4)-Gas wurden gleichzeitig zuge­ führt, um eine Titan-Silicid (TiSi x )-Schicht nur auf der Siliziumoberfläche abzulagern. Die Zufluß­ rate des SiH4-Gases betrug 10 SCCM, und der Druck 1 mTorr, während der Druck des TiCl4-Gases 5 bis 10 × 10-6 Torr betrug. Während der Ablagerungszeit von ungefähr einer Minute wurden Kerne oder eine Schicht einer Höhe von 200 bis 300 Å abgelagert.
Als Ergebnis wurde herausgefunden, daß die Zeitdauer, in der die mit verdünnter Flußsäure behandelte Wafer in Luft stehengelassen wird, einen großen Einfluß auf die Keim- oder Kerndichte des abgelagerten Titan-Silicids hat. Mit anderen Worten ist diese Dichte sehr niedrig, d.h. nur ein Kern/Keim kann in einem quadratischen Bereich mit einer Seitenlänge von mehreren µm bis mehre­ ren 10 µm abgelagert werden, wenn die Wafer über eine lange Zeitdauer in Luft stehengelassen wird und die hydrophile Eigenschaft an der Siliziumoberfläche geschwächt wird oder verlorengeht. Wenn man die Wafer nur für einige Minuten an der Luft stehen läßt und die hydrophile Eigenschaft der Siliziumoberfläche stark ist, ist die Keimdichte sehr hoch, d.h. ein Kern wird in einem quadratischen Bereich einer Seitenlänge von 0,1 bis weniger als 1 µm abgelagert.
Die nach Behandlung in verdünnter Flußsäure für einige Minuten an der Luft stehengelassene Wafer wurde in den genannten CVD-Apparat eingegeben. Bevor Titan-Silicid abgelagert wurde, wurde die Wafer auf ungefähr 720°C erwärmt, und es wurde nur ein SiH4-Gas der Reaktionskam­ mer zugeführt, wodurch die natürliche, auf der Siliziumo­ berfläche nach der Behandlung mit der verdünnten Flußsäu­ re abgelagerte Oxidschicht reduziert und entfernt wurde, indem der reduzierende Effekt des SiH4-Gases in bezug auf die natürliche Oxidschicht (Fig. 3B) verwendet wurde. Nachfolgend wurde der obige Ablagerungsschritt, bei dem nicht die Durchführung der Reduktionsbehandlung der natürlichen Oxidschicht durch Verwendung des SiH4-Gases eingesetzt wurde, durchgeführt, d.h. SiH4-Gas und TiCl4-Gas wurden gleichzeitig als Arbeitsgase zuge­ führt, um selektiv eine Titan-Silicid-Schicht nur auf der Siliziumoberfläche abzulagern (Fig. 3C). Nach der Re­ duktionsbehandlung der natürlichen Oxidschicht unter Ver­ wendung von SiH4-Gas wurde die Titan-Silicidschicht se­ lektiv abgelagert.
Die Keimdichte des nach dieser Ausführung durchgeführten Verfahrens abgelagerten Titan-Silicids war höher als die­ jenige, die man erzielt, wenn die Reduktionsbehandlung der natürlichen Oxidschicht unter Verwendung des SiH4-Gases nicht erfolgte. Bei Vergleich der Resultate, die man bei Anwendung und bei Nichtanwendung der Reduk­ tionsbehandlung unter Verwendung von SiH4 erzielte, wurde herausgefunden, daß eine geringe Oxydation oder Kontamination (Verunreinigung) an der Siliziumober­ fläche, erzeugt nach der verdünnten Flußsäure, nachtei­ lig die Keim-Ablagerungsdichte des Titan-Silicids beeinflußt.
Ein zweiter Versuch, bei dem eine Si-Wafer mit Oberflä­ chenbedingungen verwendet wird, die von denen der Si-Wafer des obigen ersten Versuches verschieden sind, wird nunmehr beschrieben.
Es wurde eine Si(100)-Wafer thermisch oxidiert, und die sich ergebende thermische Oxidschicht wurde mittels Foto­ lithographie und Trockenätzen mit Muster versehen. Die Wafer wurde in verdünnte Fluorwasserstoffsäure einge­ taucht, um die natürliche Oxidschicht von der Silizium­ oberfläche zu entfernen, mit Wasser gewaschen und ge­ trocknet und in Luft für eine vorbestimmte Zeitdauer stehengelassen. Bei Eintauchen der Wafer in verdünnte Flußsäure zum Entfernen der natürlichen Oxidschicht von der Siliziumoberfläche konnte die hydrophile Eigenschaft der Siliziumoberfläche klar bestätigt werden. Nach dem Waschen der Wafer jedoch ging die hydrophile Eigenschaft völlig verloren. Diese Wafer wurde verwendet, um selek­ tiv eine Titan-Silicidschicht unter den gleichen Bedin­ gungen wie in dem ersen Versuch abzulagern.
Unabhängig von der Zeitdauer, über die die Wafer nach der Behandlung mit verdünnter Flußsäure in Luft stehen­ gelassen wurde, ergab sich eine sehr niedrige Kern-/Keim­ dichte, d.h. es wurde ungefähr nur ein Keim in einem qua­ dratischen Bereich einer Seitenlänge von mehreren 10 µm abgelagert. Reduzierte man die Wafer, die mehrere Minu­ ten nach der Behandlung mit der verdünnten Flußsäure in Luft stehengelassen wurde, nach demselben Verfahren wie der Reduktionsbehandlung der natürlichen Oxidschicht unter der oben beschriebenen Verwendung des SiH4-Gases, und wurde dann eine Titan-Silicidschicht selektiv abgela­ gert, so wurde ungefähr ein Keim oder Kern dicht in einem quadratischen Bereich einer Seitenlänge von weni­ ger als 1 µm abgelagert. Außerdem konnte selbst eine auf einer Wafer gebildete natürliche Oxidschicht, die mehre­ re Stunden nach Behandlung mit verdünnter Flußsäure in Luft stehengelassen wurde, durch das SiH4-Gas reduziert werden. Wenn auf dieser Wafer eine Titan-Silicidschicht selektiv abgelagert wurde, so wurde ungefähr ein Kern in einem quadratischen Bereich mit einer Seitenlänge von we­ niger als 1 µm abgelagert.
Es ist bekannt, daß, wenn ein Si-Substrat in einem sehr hohen Vakuum auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, eine natürliche Oxidschicht auf der Siliziumoberfläche ver­ dampft wird und sich eine saubere Siliziumoberfläche ergibt. Die Wirkung der vorliegenden Erfindung kann jedoch ganz offensichtlich nicht von dieser Hochtempera­ tur-Heizwirkung hergeleitet werden, wie das folgende Ex­ periment zeigen soll. Dabei wurde eine unter Verwendung verdünnter Flußsäure entsprechend den gleichen Schritten wie im zweiten Experiment behandelte Wafer mit Wasser ge­ waschen und getrocknet, mehrere Minuten in Luft stehen­ gelassen und dann in der Reaktionskammer, ohne Zufuhr eines Arbeitsgases auf die gleiche Temperatur wie bei na­ türlicher Oxidschichtreduktion über einen Zeitabschnitt erwärmt, der dreimal oder mehr als der zum Reduzieren der natürlichen Oxidschicht unter Verwendung von SiH4-Gas erforderliche betrug. Danach wurden im wesentli­ chen gleichzeitig SiH4-Gas und TiCl4-Gas zur Ablagerung von Titan-Silicid zugeführt. In diesem Fall war die Keim- oder Kerndichte nicht so gesteigert, sondern sie war im wesentlichen die gleiche wie die, die man bei kurzer Erwärmungszeit erhält. Dieses Ergebnis deutet an, daß die Reduktion der natürlichen Oxidschicht nicht er­ folgte, wenn die Wafer im Vakuum erhitzt wurde.
Es ist hinreichend bekannt, daß die Reduktionswirkung des SiH4-Gases bei einer hohen Temperatur von 900°C oder mehr gut bzw. sicher eintritt. Durch das obige Experi­ ment wird jedoch klargestellt, daß diese Wirkung bei un­ gefähr 700°C bis 750°C erfolgt. Die Tatsache, daß das SiH4-Gas die natürliche Oxidschicht reduziert, kann be­ stätigt werden, da Si epitaxial auf der Siliziumober­ fläche mit guter Kristallinität aufwächst, wenn das SiH4-Gas kontinuierlich zugeführt wird. Wenn die natürliche Oxidschicht auf der Siliziumoberfläche bleibt, wird angenommen, daß Si nicht epitaxial mit guter Kristallinität aufgewachsen ist, sondern daß ein doppel- oder polykristallines Silizium gebildet ist. Ein solcher Reduktionseffekt des SiH4-Gases im Hinblick auf eine natürliche Oxidschicht bei niedriger Temperatur wird ebenfalls von Murota et al. auf der Basis verschie­ dener Experimente des Si-Epitaxialwachstums vorgeschla­ gen, das in extrem sauberer Atmosphäre unter Verwendung eines CVD-Geräts des Heißwand-Typs erzielt wird ("Elec­ tronic Data Communication Society Technical Research Report", Band 88, Nr. 162, S. 9 bis 13, 1988 (SDM88 - 3) und "Applied Physics Letters", Band 54, Nr. 11, (1989) 1 007). Auf der Basis dieses Versuchs des selektiven Wach­ stums einer Titan-Silicidschicht und des selektiven Epi­ taxialwachstums von Silizium vertrauten die Erfinder darauf, daß SiH4-Gas eine Reduktionswirkung auf eine na­ türliche Oxidschicht bei niedriger Temperatur hat.
Die Beendigung der durch SiH4-Gas durchgeführten Reduktion der natürlichen Oxidschicht wurde durch Aus­ senden eines He-Ne-Laserstrahls auf die Siliziumoberflä­ che der Wafer durch ein Glasfenster bestimmt, das in der Wandung der Reaktionskammer gebildet ist, und durch Ermitteln verstreuten Lichtes des Laserlichtes, erzeugt bei Beginn des expitaxialen Wachstums des Siliziums. Dieses Streulicht erscheint allmählich, wenn eine abge­ setzte Zeit bzw. ein Zeitabschnitt von mehreren zehn Se­ kunden bis zu mehreren Minuten nach Zuführen des SiH4-Gases zur Reaktionskammer verstrichen ist. Es wird angenommen, daß die Reduktion der natürlichen Oxid­ schicht während dieses Zeitabschnitts erfolgt. Die Si-Keimbildung erfolgt entweder signifikant oder unsigni­ fikant entsprechend der Ausrichtung der Wafer. Wenn ein (100)-Substrat bei diesem Versuch verwendet wird, tritt die Ablagerung signifikant auf. In diesem Fall wird, da die Ablagerungsrate auf einer in bezug auf die Substrat­ oberfläche geneigten bzw. schrägen Oberfläche hoch ist, ein im wesentlichen perfekter ebener Film erzielt, wenn die Ablagerung fortgesetzt wird. Dieser Zustand der Schichtablagerung deutet an, daß eine Siliziumschicht mit guter Kristallinität epitaxial aufwächst. Erst wenn in einem anfänglichen Stadium der Ablagerung die Sili­ ziumschicht in der Form von Keimen vorliegt, läßt sich mittels Analyse, durchgeführt durch Elektronendiffrak­ tion, bestätigen, daß die Siliziumschicht mit guter Kri­ stallinität ohne Bildung eines Doppel- oder Polykri­ stalls epitaxial aufgewachsen ist.
Wie vorstehend beschrieben, wurde gefunden, daß die Keim- oder Kerndichte im anfänglichen Stadium der Schichtablagerung bei selektivem CVD mit Titan-Silicid durch die Sauberkeit an der Siliziumoberfläche stark nachteilig beeinflußt wird. Im anfänglichen Stadium der Schichtablagerung kann, wenn die Keimdichte des Titan- Silicids niedrig ist, keine dünne dichte Schicht abgela­ gert werden. Selbst wenn eine dicke Schicht gebildet wird, weist die gebildete Schicht starke Wellungen auf. Wenn die natürliche Oxidschicht auf der Siliziumober­ fläche zu dick oder äußerst stark kontaminiert ist, ist es schwierig, eine Titan-Silicidschicht selbst selektiv abzulagern.
Ein solcher Einfluß der Oberflächensauberkeit bei dem selektiven CVD-Verfahren findet sich auch bei einem selektiven CVD-Verfahren mit Aluminium (Japanische Patent-Offenlegung Nr. 63-33 569), wobei Tributyl-Alumi­ nium-Gas verwendet wird, oder einem selektiven CVD-Ver­ fahren mit Wolfram.
Das Experiment, bei dem herausgefunden wurde, daß ein kleiner Unterschied in der Reinheit von Siliziumoberflä­ chen die Kern- bzw. Keimdichte bei anfänglicher Schicht­ ablagerung stark und nachteilig beeinträchtigt, wurde zu­ sammen mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel be­ schränkt. Die Wirkung des SiH4-Gases hinsichtlich Redu­ zierung/Entfernung natürlicher Oxidschichten umfaßt einen weiten Bereich im Hinblick auf die Zuführ-Strö­ mungsmenge oder den Druck des SiH4-Gases und die Sub­ strattemperatur. Dieser Wirkungsbereich kann im wesentli­ chen als gleiche dem der Strömungsmenge, des Drucks und der Substrattemperatur, mit denen Silizium epitaxial auf eine Siliziumoberfläche mit einer natürlichen Oxid­ schicht durch das SiH4-Gas aufgewachsen werden kann, an­ genommen werden. Ähnliche Ergebnisse können durch Verwen­ dung von Disilan (Si2H6)-Gas anstelle des SiH4-Gases er­ zielt werden. Um wie bei der obigen Ausführungsform se­ lektiv eine Titan-Silicidschicht abzulagern, kann die Substrattemperatur zur Reduzierung und Entfernung einer natürlichen Oxidschicht unter Verwendung des SiH4-Gases die gleiche wie die Substrattemperatur zum Ablagern von Titan-Silicid sein. Außerdem können die Strömungsmenge und der Druck des SiH4-Gases die gleichen wie für das Aufwachsen von Titan-Silicid sein. Deshalb kann in diesem Falle sofort, nachdem das Ende der Reduktion der natürlichen Oxidschicht durch Konstanthalten der Sub­ strattemperatur und der Strömungsmenge und des Drucks des SiH4-Gases ermittelt worden ist, TiCl4-Gas zum Abla­ gern der Titan-Silicidschicht zugeführt werden. Wenn eine Lampen- bzw. Strahlungserwärmungseinrichtung od.d­ gl. mit einer kurzen Temperatur-Wechselzeit-Konstanten als Heizsystem für die Wafer verwendet wird, kann die Substrattemperatur schnell geändert werden, selbst wenn die Temperatur bei Reduktion der natürlichen Oxidschicht unter Verwendung des SiH4-Gases sich von der Substrattem­ peratur bei selektiver Ablagerung der Schicht danach un­ terscheidet. Deshalb kann eine Schicht mit minimaler Oxydation auf der Siliziumoberfläche oder bei minimaler Kontamination abgelagert werden.
Eine weitere Anordnung des CVD-Geräts nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 darge­ stellt. In dieser Darstellung bezeichnen gleiche Bezugs­ zeichen wie in Fig. 1 gleiche Teile, und eine detaillier­ te Beschreibung dazu erscheint überflüssig. Diese Anord­ nung unterscheidet sich von der der ersten Ausführungs­ form dadurch, daß weder das Fenster 24 noch der Lampener­ wärmer 23 verwendet werden und daß vielmehr anstelle der­ selben eine Heizeinrichtung (Heizelement) 60 und eine Wärmereflektionsplatte 61 in dem Bereich 26 vorgesehen sind. Die Heizeinrichtung 60 wird durch einen Isolator 62 od.dgl. gehalten. Strahlungslicht von der Heizeinrich­ tung 60 erreicht direkt und heizt die Rückseite der Wafer 20. Die Wärmereflektionsplatte 61 reflektiert oder strahlt das Strahlungslicht von der Heizeinrichtung 60 zurück, wodurch ein Überhitzen der Wand der Reaktionskam­ mer od.dgl. vermieden werden kann.
Beispiele geeigneten Materials für die Heizeinrichtung 60 sind Tantal (Ta) und Wolfram (W). Ein aus solchem Ma­ terial bestehender Draht kann dicht zur Bildung eines Wendels gewickelt werden, wodurch die Oberfläche vergrö­ ßert wird, um die Menge des Strahlungslichtes zu erhö­ hen. Feuerfeste bzw. hochschmelzende Materialien wie Molybdän (Mo), Tantal (Ta) und Wolfram (W) eignen sich für die Wärmereflektionsplatte 61. Obwohl jeglicher feu­ erfester Isolator für den Isolator 62 verwendet werden kann, läßt sich auch Quarzglas verwenden, vorausgesetzt, daß die Temperatur der Heizeinrichtung 60 nicht zu stark erhöht wird. Wenn beispielsweise Ta, Mo und Quarzglas für die Heizeinrichtung 60, die Wärmereflektionsplatte 61 bzw. den Isolator 62 verwendet werden, kann die Si-Wafer 20 bis zu ungefähr 1000°C erhitzt werden.
Wenn die in Fig. 5 gezeigte Anordnung so ausgelegt ist, daß eine hohe Spannung an die Heizeinrichtung 60 zur Er­ zeugung von Wärme angelegt wird, kann die Heizeinrich­ tung 60 leicht durch Entladung zerstört werden, wenn der Bereich 26 der Reaktionskammer 22 mit Spülgas gefüllt ist. Deshalb darf in diesem Fall der Druck des Spülgases nicht zu stark erhöht werden.
Ein Hauptunterschied zwischen den CVD-Geräten gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen besteht darin, daß die Wellenlängenverteilungen des Strahlungslichtes der Heizeinrichtungen voneinander verschieden sind. Mit ande­ ren Worten kann bei der die Lampenerwärmungseinrichtung 23 verwendenden ersten Ausführungsform der Betrag der sichtbaren Komponente erhöht werden, da die Temperatur des Heizgliedes gesteigert werden kann. Bei der die Wen­ delheizeinrichtung 60 od.dgl. verwendenden zweiten Aus­ führungsform hingegen stellt sich aufgrund lokaler Über­ hitzung des Isolators 62 od.dgl. leicht eine Fehlfunk­ tion ein, da fast kein Kühleffekt durch das Spülgas er­ zielt wird. Deshalb kann die Helligkeit bzw. Strahlungs­ dichte des Heizgliedes nicht zu sehr erhöht werden, d.h. es wird ein Heizglied mit einem großen Anteil an Infra­ rot-Komponenten verwendet werden. Dieser Unterschied erhöht sich, wenn als Wafer 20 eine Siliziumwafer verwen­ det wird, die gut infrarotes Licht mit langer Wellenlän­ ge überträgt. Mit anderen Worten wird bei der zweiten Ausführungsform der Anteil des durch die Siliziumwafer übertragenen Betrages an infrarotem Licht gesteigert. Wenn auf der Oberfläche der Siliziumwafer eine Metall­ schicht abgelagert wird, so wird dieses infrarote Licht von der Metallschicht absorbiert und erhöht die Tempera­ tur der Schicht. Um die Temperatur der Oberfläche der Me­ tallschicht während der Ablagerung konstant zu halten, kann daher das Gerät entsprechend der ersten Ausführungs­ form leicht gesteuert werden.
In jeder der in Fig. 1 und 5 gezeigten Ausführungsformen zeigt die Oberfläche der Wafer 20 (d.h. die dem Arbeits­ gas ausgesetzte Oberfläche) nach oben. Die Wafer-Oberflä­ che kann jedoch auch nach unten zeigen, indem man die Heizeinrichtung oder die Aufnahme umgekehrt anordnet. In diesem Fall wird die Heizeinrichtung oder die Aufnahme gehalten, und die Wafer wird gegen die Aufnahme 21 bei­ spielsweise durch einen Wafer-Halter 40, wie in Fig. 3 gezeigt, gedrückt. Auch kann das Wafer-Halteteil gering­ fügig modifiziert werden, um die Wafer aufrechtzustel­ len, so daß die Wafer-Oberfläche seitwärts gerichtet ist.
Im folgenden wird ein Verfahren der genauen Kontrolle bzw. Einstellung des Widerstandes einer Titan-Sili­ cidschicht und der Verbrauchsmenge von darunterliegendem Silizium bei Ablagerung der Titan-Silicidschicht be­ schrieben. Wie im einzelnen zu der folgenden Ausführungs­ form dargelegt, wurde gefunden, daß die Unterdrückung bzw. Herabsetzung der Verbrauchsmenge unterliegenden Siliziums durch eine extreme Herabsetzung des Verhältnis­ ses der Flußmenge an Titan-Tetrachlorid-Gas zur Flußmen­ ge des der Reaktionskammer zuzuführenden Silangases, verglichen mit dem Flußmengenverhältnis einer Mehrzahl von in anderen CVD-Verfahren verwendeten Arbeitsgasen, erreicht werden kann.
Bei dieser Ausführungsform wird ein CVD-Gerät verwendet, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Dieses Gerät erhält man, indem man dem in Fig. 5 gezeigten CVD-Gerät eine Einrichtung zur Fein- bzw. Genaufluß-Steuerung (Einstel­ lung) des Titan-Tetrachlorid-Gases hinzufügt. In Fig. 6 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 5 gleiche Teile, so daß eine detaillierte Beschreibung derselben überflüssig erscheint.
In Fig. 6 bezeichnet 42 einen flüssiges Titan-Tetrachlo­ rid enthaltenden Behälter; 43 eine Mengenfluß-Steuerein­ richtung, die mit dem Behälter verbunden ist; 44 eine Genaufluß-Steuereinrichtung, die zwischen der Ausgangs­ seite der Massenfluß-Steuerung 43 und dem Arbeitsgas- Einlaß 28 der Reaktionskammer 22 angeordnet ist. Die Gen­ aufluß-Steuerung 44 wird von Ventilen 45 und 46, Konduk­ tanz-Ventilen 47 und 48, einer Vakuum-Absaugpumpe 49 und einem Druckmesser 50 gebildet.
Bei dieser Anordnung wird aus dem flüssigen Titan-Te­ trachlorid-Behälter 42 verdampftes Titan-Tetrachlorid- Gas der Genaufluß-Steuereinrichtung 44 zugeführt, wäh­ rend seine Strömungsmenge durch die Massenfluß-Steuerein­ richtung 43 gesteuert wird. Die Genaufluß-Steuerung 44 stellt die Strömungsmenge des Titan-Tetrachlorid-Gases durch Einstellen des Öffnungsgrades oder -verhältnisses (Konduktanz) der Konduktanzventile 47 und 48 ein. Wenn Titan-Tetrachlorid-Gas zugeführt wird, ist das Ventil 45 konstant offen, um den Druck des von dem Druckmesser 50 gemessenen Titan-Tetrachlorid-Gases konstant zu halten. Die Zufuhr des Titan-Tetrachlorid-Gases zur Reaktionskam­ mer 22 wird durch jeweiliges Öffnen bzw. Schließen des Ventils 48 begonnen bzw. beendet. Als Vakuum-Absaugpumpe 49 ist eine Pumpe geeignet, die eine hohe Vakuum-Absau­ gung durchführen kann, beispielsweise eine Turbo-Moleku­ lar-Pumpe. Durch Anordnen solch eines Gasfluß-Steuerme­ chanismus′ kann das Titan-Tetrachlorid-Gas bei sehr nie­ driger Strömungsmenge zugeführt werden.
Da die Strömungsmenge von Silan-Gas 51 vergleichsweise hoch ist, kann die Strömungsmenge von einem allgemein be­ nutzten Mengenfluß-Steuergerät 52 gesteuert werden.
Das obige CVD-Gerät wurde verwendet, um die sehr niedri­ ge Strömungsmenge des Titan-Tetrachlorid-Gases zu steu­ ern, um dadurch eine Titan-Silicidschicht auf der Ober­ fläche einer Siliziumwafer abzulagern. Als Siliziumwafer wurden eine monokristalline Wafer mit einer Ausrichtung von (100) und ein durch Feuchtätzen in einer thermalen Oxidschicht gebildetes Fenster verwendet. Das gleiche Resultat erhielt man mit einer Wafer, die eine Ausrich­ tung/Orientierung von (111) aufwies. Mit anderen Worten ist die Orientierungsabhängigkeit des Siliziums gering im Hinblick auf die Titan-Silicidschicht-Ablagerung. Vor der Ablagerung der Titan-Silicidschicht wurde die Sili­ ziumwafer in verdünnte Fluorwasserstoffsäure Flußsäure getaucht, um eine natürliche Oxidschicht an der Oberflä­ che zu entfernen. Die resultierende Wafer wurde auf einer Waferaufnahme in der Reaktionskammer 22 mittels einer Aufnahmehalteeinrichtung angeordnet und auf 650°C bis 720°C erwärmt, und es wurde nur Silan-Gas bei 10 SCCM und 1 mTorr zugeführt, wodurch die Silizium-Oberflä­ che gereinigt wurde. Die für diese Reinigung erforderli­ che Zeitdauer betrug 10 s bis 4 min. Anschließend wurde ohne Ändern der Wafertemperatur Titan-Tetrachlorid-Gas bei 0,05 bis 0,3 SCCM und 2 bis 13 × 10-5 Torr zuge­ führt, und das Silan-Gas wurde bei 50 SCCM und 2 mTorr zugeführt, wodurch die Titan-Silicidschicht zur Erzie­ lung einer Stärke von 500 bis 1200 Å ungefähr 5 Minuten lang ablagerte. Die Strömungsmenge des der Reaktionskam­ mer zugeführten Titan-Tetrachlorid-Gases wurde durch Extrapolation erreicht, indem man eine bekannte Strö­ mungsmenge und einen bekannten Druck verwendete und die Annahme traf, daß die Strömungsmenge proportional dem Druck in der Reaktionskammer ist.
Fig. 7 und 8 sind Diagramme, die Daten der unter den obigen Ablagerungsbedingungen erzielten Titan-Silicid­ schicht zeigen, d.h. den spezifischen Widerstand der Schicht (Fig. 7) und den Siliziumverbrauch (Höhe von Titan-Silicid/Silizium-Grenzfläche nach Ablagerung der Titan-Silicidschicht von der Silizium-Oberfläche vor Ab­ lagerung, dargestellt durch einen Prozentsatz der Titan- Silicidschicht-Stärke) (Fig. 8) als Funktionen der Zuführ-Strömungsmenge des Titan-Tetrachlorid-Gases. Die Widerstandsfähigkeit der Titan-Silicidschicht erhielt man durch eine Vierpunkt-Abtastung, und der Siliziumver­ brauch wird durch Beobachtung eines Abschnittes eines Musters unter Verwendung eines Abtast-Elektronenmikros­ kops erreicht.
In Fig. 7 zeigen die Kurven (a), (b) und (c) Werte, die bei ausgesetzten/freiliegenden Bereichen der Silizium- Oberfläche von 2, 8 bzw. 24 cm2 bei einer Wafer-Tempera­ tur von ungefähr 720°C erreicht wurden. Bei Verringerung der Strömungsmenge des Titan-Tetrachlorid-Gases steigt der Widerstandswert abrupt. Wenn der freiliegende Be­ reich der Silizium-Oberfläche vergrößert wird, wird die Strömungsmenge, bei der der Widerstand steigt, vergrö­ ßert. Eine solche Widerstandswert-Änderung, die von dem freiliegenden Bereich der Silizium-Oberfläche abhängt, zeigt die Gegenwart eines Ladeeffekts an. Die Kurven (e), (f) und (g) in Fig. 8 zeigen den Siliziumverbrauch entsprechend den Kurven (a), (b) bzw. (c) der Fig. 7. Wie in Fig. 8 gezeigt, gibt es den Ladeeffekt bei dem Si­ liziumverbrauch wie bei dem Widerstand. Fig. 7 und 8 zeigen die Tatsache, daß die Strömungsmenge des Titan-Te­ trachlorid-Gases, bei der der Widerstand der Titan-Sili­ cid-Schicht niedrig ist und der Siliziumverbrauch gering, eine solche ist, bei der der Widerstandswert zu steigen beginnt. In diesem Fall ist der Siliziumver­ brauch ungefähr 50%.
Jeder der Kurven (d) und (h) in Fig. 7 bzw. Fig. 8 zeigt Daten, die man erhält, wenn die Wafer-Temperatur bei un­ gefähr 650°C liegt und der freiliegende Bereich der Sili­ zium-Oberfläche ungefähr 8 cm2 beträgt. Die Daten deuten an, daß bei niedriger Wafer-Temperatur die Strömungsmen­ ge des Titan-Tetrachlorid-Gases gesteigert werden muß, um eine Titan-Silicidschicht mit niedrigem Widerstands­ wert abzulagern. Außerdem deuten die Kurven (d) und (h) in Fig. 7 bzw. 8 an, daß der Siliziumverbrauch, den man erhält, wenn der Widerstandswert zu steigen beginnt, ge­ ringer (um ungefähr 20%) ist als der, den man erhält, wenn die Wafer-Temperatur hoch ist. Wenn die Wafer-Tempe­ ratur höchstens ungefähr 650°C beträgt, kann die Sili­ zium-Oberfläche mittels eines Silan-Gases gesäubert werden. Die zur Reinigung erforderliche Zeit beträgt meh­ rere Minuten, obwohl sie dazu neigt, länger zu sein als die bei hoher Temperatur. Selbst wenn die Wafer-Tempera­ tur niedrig ist, kann eine Titan-Silicidschicht mit nie­ drigem Widerstandswert abgelagert werden, indem man die Reinigung unter Verwendung von Silan-Gas durchführt.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde die Titan- Silicidschicht nur auf dem freiliegenden Teil der Sili­ zium-Oberfläche, aber nicht auf einer isolierenden Schicht abgelagert. Das Röntgenbeugungsdiagramm der abge­ lagerten Titan-Silicidschicht ist als C54-Typ-TiSi2 zu bezeichnen.
Bei dem CVD-Gerät nach der vorliegenden Erfindung erfolg­ te fast kein Eintritt von Arbeitsgas in den Bereich 26, selbst wenn die Titan-Silicidschicht wiederholt wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen abgelagert wurde. Daher erfolgte weder ein Verschmieren oder eine Flecken­ bildung auf dem Fenster 24 noch ein Isolationsdefekt bzw. -durchbruch an der Heizeinrichtung 60. Außerdem konnten Titan-Silicidschichten mit im wesentlichen der gleichen Qualität wiederholt unter gleichen Ablagerungs­ bedingungen hergestellt werden.
Es ist zu bemerken, daß bei den obigen Ausführungsbei­ spielen des Verfahrens unter Verwendung des CVD-Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung nur die Ablagerung einer Titan-Silicidschicht beschrieben ist. Das CVD- Gerät nach der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann geeigneterweise zur Bildung der verschiedensten Arten einer Metallschicht oder einer Metall-Silicid­ schicht unter Anwendung von Gasen wie beispielsweise Mo­ lybdän-Pentachlorid (MoCl5) , Wolfram-Hexachlorid (WCl6) und Tantal-Pentachlorid (TaCl5) verwendet werden.
Die Wirkungen der obigen Ausführungsbeispiele sollen im folgenden zusammengefaßt werden.
  • 1) Bei dem selektiven CVD-Verfahren, wie es nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird ein Sili­ ziumsubstrat in einer Reaktionskammer gelagert, um eine natürliche Oxidschicht auf der Silizium-Oberfläche unter Verwendung eines Gases zu reduzieren und zu entfernen, das aus Siliziumhydrid besteht, und anschließend wird ein Arbeitsgas der Reaktionskammer zugeführt, wodurch se­ lektiv eine Schicht auf nur der Silizium-Oberfläche abge­ lagert wird.
    Deshalb kann, wenn die vorliegende Erfindung zur selekti­ ven Ablagerung einer dünnen Metallschicht auf einer fla­ chen Verbindung oder Verzweigung einer Halbleitereinrich­ tung eingesetzt wird, eine gleichmäßige Schicht mit ge­ ringen Wellungen oder Ungleichmäßigkeiten unter ausge­ zeichneter Selektivität abgelagert werden. Im Ergebnis kann eine Halbleitereinrichtung hoher Leistungsfähigkeit mit geringem Kontaktwiderstand und niedrigem Verbindungs­ leckagestrom-Wert erzeugt werden. Außerdem kann, wenn die vorliegende Erfindung dazu eingesetzt wird, ein Durchgangsloch mit hohem Aspektverhältnis mit Metall zu bedecken, die Herstellungsbeute gesteigert werden, da das Loch einheitlich verdeckt werden kann.
  • 2) Bei dem gemäß der vorliegenden Erfindung verwende­ ten CVD-Gerät wird die Reaktionskammer in zwei Bereiche durch eine Wafer-Aufnahme geteilt, die einen aus Quarz­ glas bestehenden Wafer-Kontaktabschnitt aufweist und eine Wafer so hält, daß der Wafer-Kontaktabschnitt nur einen peripheren Teil der Wafer hält, ein Spülgas dem ersten Abschnitt auf einer Wafer-Erwärmungsseite der geteilten Reaktionskammer zugeführt und ein Absaugmecha­ nismus (zu)geschaltet, wenn ein Arbeitsgas dem zweiten Bereich an einer der Wafer-Erwärmungsseite der geteilten Reaktionskammer gegenüberliegenden Stelle zugeführt wird. Da der zwischen den ersten und zweiten, durch die Waferaufnahme geteilten Bereichen definierte Spalt mini­ miert wird, so daß von einem Heizelement eines Heizmecha­ nismus ausgesandtes Strahlungslicht direkt von der Wafer absorbiert wird, kann das CVD-Verfahren bei hoher Tempe­ ratur unter Verwendung eines Gases auf Chlorbasis, das eine starke Adhäsionseigenschaft aufweist, selbst in einem Druckbereich ausgeführt werden, in dem die Strö­ mung des Arbeitsgases zum Molekularfluß wird. Außerdem wird, da nur eine sehr geringe Menge des Arbeitsgases in einen Teil eintritt, in dem ein Fenster oder eine Heiz­ einrichtung installiert ist, dieser Teil im wesentlichen nicht kontaminiert. Deshalb können Metallschichten mit gleicher Schichtqualität wiederholt unter den gleichen Ablagerungsbedingungen erzeugt werden. Im Ergebnis ist ein CVD-Verfahren ausführbar, mit dem man Hochquali­ tät-Metallschichten unter hoher Reproduzierbarkeit erzeu­ gen kann.

Claims (17)

1. Selektives chemisches Dampfablagerungs (CVD)-Verfah­ ren, gekennzeichnet durch die Schritte, daß
  • - ein Substrat mit einer Siliziumoberfläche und einer Isolatoroberfläche in einer Reaktionskammer angeordnet wird;
  • - ein aus Siliziumhydrid bestehendes Gas der Reak­ tionskammer zur Reduzierung und Entfernung einer natürlichen (vorhandenen) Oxidschicht auf der Sili­ ziumoberfläche durch das Gas zugeführt wird; und
  • - ein Reaktions- bzw. Arbeitsgas zur selektiven Bildung einer Schicht nur auf der Siliziumoberflä­ che der Reaktionskammer zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in auf 650°C bis 750°C erwärmtem Zustand der Siliziumober­ fläche zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus der Gruppe bestehend aus Silangas und Disilangas ausge­ wählt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsende durch Ermittlung von Streu­ licht von auf die Siliziumoberfläche gestrahltem Licht bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Substrat als ein Teil eines Teilungselements an einem Abschnitt zum Aufteilen der Reaktions­ kammer in erste und zweite Bereiche angeordnet wird;
  • - eine Oberfläche der Substratflächen gegen den ersten Bereich zum Erwärmen des Substrates mit Strahlungslicht gerichtet ist;
  • - ein Säuberungs- oder Spülgas dem ersten Bereich zugeführt wird; und
  • - ein Arbeitsgas dem zweiten Bereich, gegen den die andere Substratfläche gerichtet ist, zugeführt und von diesem abgesaugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch eine außerhalb der Reaktionskammer angeordnete Heizquelle erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch eine in dem ersten Bereich der Reaktionskammer angeordnete Heizquelle erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Bereich das Spülgas zugeführt wird der­ art, daß der Druck des Spülgases größer wird als der Druck des Arbeitsgases, und ein Arbeitsgas, das Chlor enthält, dem zweiten Bereich zugeführt und der Druck des Arbeitsgases auf einem Wert gehalten wird, durch den der Fluß des Arbeitsgases ein Molekular­ fluß wird, wodurch eine Schicht auf der Siliziumober­ fläche gebildet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilungselement durch das Substrat und eine Auf­ nahme, auf der das Substrat plaziert wird, gebildet wird.
10. CVD-Gerät zur selektiven chemischen Dampfablagerung, wobei eine Schicht auf einer in einer Reaktionskam­ mer angeordneten Wafer unter Nutzung einer chemi­ schen Reaktion in einer Dampfphase gebildet wird, gekennzeichnet durch
  • - eine Wafer-Aufnahme mit einem Wafer-Kontaktab­ schnitt, bestehend aus mindestens Quarzglas, um die Wafer so zu halten, daß der Kontaktabschnitt nur einen peripheren Teil der Wafer berührt, und um die Reaktionskammer in zwei Bereiche zu teilen;
  • - Zuführmittel zum Zuführen eines Säuberungs- oder Spülgases in einen ersten Bereich auf einer Wafer- Erwärmungsseite der geteilten Reaktionskammer;
  • - Zuführ- und Absaugmittel, die mit einem zweiten Bereich gegenüber der Wafer-Erwärmungsseite der geteilten Reaktionskammer verbunden sind, zum Zufüh­ ren und Absaugen eines Arbeitsgases; und
  • - Erwärmungsmittel zum Erwärmen der Wafer von der Seite des ersten Bereichs her.
11. Gerät nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch eine außerhalb der Reaktionskammer angeordnete Heizquelle erfolgt.
12. Gerät nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch eine innerhalb des ersten Bereiches der Reaktionskammer angeordnete Heizquelle erfolgt.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilungselement durch das Substrat und eine Auf­ nahme, auf der das Substrat angeordnet ist, gebildet ist.
14. Gerät nach Anspruch 13 , dadurch ge­ kennzeichnet, daß es ein Teil zum Befe­ stigen des Substrats an dem Teilungselement umfaßt.
15. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Arbeitsgas eine Gasmischung aus einem Gas, das im wesentlichen aus Siliziumhydrid und Titan-Tetra­ chlorid-Gas besteht, und
  • - die selektiv auf nur der Siliziumoberfläche gebil­ dete Schicht eine Titan-Silicidschicht ist.
16. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Substrat auf 650°C bis 750°C erwärmt wird,
  • - das im wesentlichen aus Siliziumhydrid bestehende Gas Silangas ist,
  • - das Arbeitsgas eine Gasmischung aus Silangas und Titan-Tetrachlorid-Gas ist, und
  • - die nur auf der Siliziumoberfläche selektiv gebildete Schicht eine Titan-Silicidschicht ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Strömungsmenge des Titan-Tetrachlorid-Gases zu der des der Reaktionskammer zuzuführenden Silangases als willkürlich sehr kleiner Wert eingestellt wird, wodurch die Verbrauchsmenge von darunterliegendem Silizium als geeignete Menge bei Bildung der Titan- Silicidschicht niedrig gehalten wird.
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