DE102006038885B4

DE102006038885B4 - Verfahren zum Abscheiden einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht

Info

Publication number: DE102006038885B4
Application number: DE102006038885A
Authority: DE
Inventors: Jung-Wook Lee; Byung-Chul Cho; Ki-hoon Lee; Tae-wook Seo
Original assignee: Wonik IPS Co Ltd
Current assignee: Wonik IPS Co Ltd
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2026-08-19
Also published as: DE102006038885A1; US20070048977A1; JP2007056369A; JP4515422B2; US8029859B2; TW200709279A; TWI309855B

Abstract

Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht mit: einem Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt des Zuführens und Abführens einer ersten Vorstufe, die Ge enthält, einer zweiten Vorstufe, die ein Te enthält, und einer dritten Vorstufe, die Sb enthält, in und aus einer Kammer, in der ein Wafer befestigt ist, und des Bildens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer; und einem Reaktionsgaszuführschritt während irgendeine der ersten bis dritten Vorstufe zugeführt wird, wobei Plasma in der Kammer angewendet wird während das Reaktionsgas zugeführt wird, und wobei der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes der ersten Vorstufe, eines Abführschrittes der ersten Vorstufe, eines Zuführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Abführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Zuführschrittes der dritten Vorstufe, eines Abführschrittes der dritten Vorstufe, eines Zuführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe und eines Abführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Phasenänderungs-Schreib-Lese-Speichers (PRAM) zum Speichern von Daten durch Änderung einer Phase und insbesondere auf ein Verfahren zum Abscheiden eines Chalkogenids, das ein Phasenänderungsmaterial ist.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein PRAM verwendet ein Phasenänderungsmaterial, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von einem amorphen/kristallinen Zustand ändert, und das Phasenänderungsmaterial kann ein Chalkogenid (GST oder Ge-Sb-Te; im folgenden als Ge-Sb-Te bezeichnet) sein, das Germanium (Ge), Antimon (Sb) und Tellur (Te) enthält. Ein solches Phasenänderungsmaterial wird in den amorphen Zustand oder in den kristallinen Zustand verändert durch Erwärmen oder Abkühlen. Der Widerstand des Phasenänderungsmaterials ist hoch in dem amorphen Zustand, aber ist gering in dem kristallinen Zustand. Die Werte 0 und 1 von Daten können festgelegt werden durch Ändern des Widerstands. Um ein Ge-Sb-Te-Material wachsen zu lassen, das ein Phasenveränderungsmaterial ist, wird allgemein ein Zerstäubungsverfahren (Sputter-Verfahren) unter Verwendung des Ge-Sb-Te-Materials als Target verwendet.
Beim Bilden einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht mit dem Zerstäubungsverfahren ist jedoch die Zusammensetzung aus Ge, Sb und Te sehr schwer einzustellen und eine Kantenbedeckung ist schwach.
Aus der Veröffentlichung JP 2002-117574 A ist ein Verfahren zum Herstellen einer dünnen Ge-Sb-Te-Schicht bekannt, bei dem als eine erste Vorstufe GeH₄, als zweite Vorstufe TeH₂ und als dritte Vorstufe (CH₃)₃Sb verwendet werden. Als Transportgas für die dritte Vorstufe wird Wasserstoffgas verwendet.
Aus der Veröffentlichung US 5,178,904 A ist eine Atomlagenabscheidung zum Herstellen von Ge-, Te-, und Sb-Schichten bekannt.
Aus der Veröffentlichung US 2001/0002280 A1 ist eine Atomlagenabscheidung bekannt, bei der nach dem Zuführen einer Vorstufe ein Spülschritt mit einem Spülgas folgt und ein anschließendes Einleiten von Wasserstoffradikalen in die Reaktionskammer zum Konditionieren der Substratoberfläche erfolgt.
Aus der Veröffentlichung US 5,320,736 A ist ein Verfahren des elektrochemischen Abscheidens von Halbleitern bekannt, bei dem das Substrat sequentiell verschiedenen Lösungen ausgesetzt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht bereitzustellen, das die Zusammensetzung aus Ge, Sb und Te leicht einstellen kann und eine hervorragende Kantenbedeckung besitzt.
Um die oben angegebene Aufgabe zu lösen wird ein Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht bereitgestellt, dass aufweist: einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt des Zuführens und Abführens einer ersten Vorstufe mit irgendeinem von Ge, Sb und Te, einer zweiten Vorstufe mit einem anderen von Ge, Sb und Te und einer dritten Vorstufe mit dem einen weiteren von Ge, Sb und Te in und aus einer Kammer in der ein Wafer befestigt ist, sowie des Bildens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer; und einen Reaktionsgaszuführschritt, während irgendeine der ersten bis dritten Vorstufe zugeführt wird. Das Verfahren kann weiter einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes aufweisen.
Das Reaktionsgas kann zugeführt werden, während irgendeine der ersten bis dritten Vorstufe abgeführt wird. Ein Plasma kann in der Kammer eingesetzt werden, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Wenn das Plasma eingesetzt wird, wird der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes der ersten Vorstufe, eines Abführschrittes der ersten Vorstufe, eines Zuführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Abführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Zuführschrittes der dritten Vorstufe, eines Abführschrittes der dritten Vorstufe, eines Zuführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe und eines Abführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe, wobei die erste Vorstufe Ge enthält, die zweite Vorstufe Te enthält und die dritte Vorstufe Sb enthält.
Bei der vorliegenden Erfindung kann der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt werden durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes der ersten Vorstufe, eines Abführschrittes der ersten Vorstufe, eines Zuführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Abführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Zuführschrittes der dritten Vorstufe und eines Abführschrittes der dritten Vorstufe.
Der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt kann durchgeführt werden durch sequentielles Durchführen eines gleichzeitigen Zuführens der ersten Vorstufe und der zweiten Vorstufe, eines gleichzeitigen Abführens der ersten Vorstufe und der zweiten Vorstufe, eines gleichzeitigen Zuführens der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe und eines gleichzeitigen Abführens der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe.
Alternative kann der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt werden durch sequentielles Durchführen eines gleichzeitigen Zuführens der ersten bis dritten Vorstufe und eines gleichzeitigen Abführens der ersten bis dritten Vorstufe.
In den oben beschriebenen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritten kann die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt werden durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen von Zeiten für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufe oder von der Menge eines Trägergases in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Reaktionsgas zumindest eines sein, das aus der aus H₂ und NH₃ bestehenden Gruppe ausgewählt ist, oder eine Mischung von zumindest einem, das aus der aus H₂ und NH₃ bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und einem Inertgas sein. Insbesondere wenn das Plasma verwendet wird, kann das Reaktionsgas zumindest eines sein, das aus der aus H₂, NH₃ und He bestehenden Gruppe ausgewählt ist, oder eine Mischung von zumindest einem, das aus der aus H₂, NH₃ und He bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und einem Inertgas sein. Die Temperatur des Wafers kann in einem Bereich von 20°C bis 700°C sein. Der Druck der Kammer kann in einem Bereich von 13,3 Pa bis 13,3 kPa sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anschaulicher werden durch Beschreiben von exemplarischen Ausführungsformen davon im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Dünnschichtabscheidungsvorrichtung zeigt, welche Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen kann;
2 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer anderen Dünnschichtabscheidungsvorrichtung zeigt, welche Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen kann;
3 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Dünnschichtabscheidungsvorrichtung zeigt, die Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der siebten bis vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen kann;
10 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer weiteren Dünnschichtabscheidungsvorrichtung zeigt, welche Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der siebten bis vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen kann;
11 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
18 eine Ansicht ist, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bezugszeichenliste

10: Kammer
11: Duschkopf (shower head)
12: Waferblock
12a: Heizung
13: Plasmagenerator
15: Remote-Plasma-Generator

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein und sollte nicht derart ausgelegt werden, dass sie auf die hierin ausgeführten Ausführungsformen beschränkt ist; vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit die Offenbarung genau und vollständig ist, und werden das Konzept der Erfindung den Fachleuten gänzlich vermitteln.
Thermisches Verfahren
1 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Dünnschichtabscheidungsvorrichtung zeigt, welche Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen kann, und 2 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer weiteren Dünnschichtabscheidungsvorrichtung zeigt, welche Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen kann.
Bei dem Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der vorliegenden Erfindung, wird ein Wafer w auf einem Waferblock 12 in einer Kammer 10 befestigt, und eine erste Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, eine zweite Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, sowie eine dritte Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, werden in die Kammer 10 zugeführt und von der Kammer 10 abgeführt, wodurch die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abgeschieden wird. Während zumindest eine der ersten bis dritten Vorstufe zugeführt wird, wird Reaktionsgas in die Kammer 10 zugeführt.
Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird Ge(C₄H₉)₃H (Triisobutyl-Germaniumhydrid) als die Ge-enthaltende Vorstufe, Sb(C₃H₇)₃ (Triisopropyl-Antimon) als die Sb-enthaltende Vorstufe und Te(C₄H₉)₂(Diisopropyl-Tellur) als die Te-enthaltende Vorstufe verwendet. Als Inertgas zum Abführen bzw. Ausspülen der ersten bis dritten Vorstufe aus der Kammer 10 kann N₂, Ar, He verwendet werden.
Die Kammer 10 zum Abscheiden der Ge-Sb-Te-Dünnschicht beinhaltet einen Duschkopf 11, der darin zum Ausstoßen der ersten bis dritten Vorstufe und des Inertgases vorgesehen ist, und den Waferblock 12, der unterhalb des Duschkopfes 11 vorgesehen ist, um darauf den Wafer w zu befestigen. Dabei kann die Kammer 10 drei Gasleitungen aufweisen, die mit dem Duschkopf 11 so verbunden sind, dass die erste bis dritte Vorstufe getrennt eingeleitet werden, wie in 1 gezeigt ist, oder eine Gasleitung aufweisen, durch die die erste bis dritte Vorstufe alle eingeleitet werden, wie in 2 gezeigt ist. Obwohl nicht dargestellt kann die Kammer 10 weiter ein Pumpleitblech (Pump-Baffle), das auf dem äußeren Umfang des Waferblocks 12 zum sanften und gleichmäßigen Abpumpen der Vorstufen, des Inertgases und eines Reaktions-Nebenproduktes vorgesehen ist, oder ein Hilfsmittel zum Ausstoßen des Inertgases zu dem äußeren Umfang des Duschkopfes 11 derart, dass ein Inertgasvorhang gebildet wird, enthalten.
Das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht wird in einem Zustand durchgeführt, in dem die Temperatur der Kammer 10 in einem Bereich von 200°C bis 700°C und der Druck davon in einem Bereich von 13,3 Pa bis 13,3 kPa ist. Dabei wird der Waferblock 12 durch eine darin befestigte Heizung 12a in einem Bereich von 20°C bis 700°C geheizt.
Im folgenden wird das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei die im Detail in den 1 und 2 gezeigte Dünnschichtabscheidungsvorrichtung verwendet wird.
Erste Ausführungsform
Zuerst ist 3 eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 3 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S10
in die Kammer 10, während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt und abgeführt werden, und einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S20.
Zuerst wird in dem Reaktionsgaszuführschritt S10 zumindest eines, das aus der aus H₂ und NH₃ bestehenden Gruppe ausgewählt ist, als das Reaktionsgas zugeführt. Nur das Reaktionsgas kann zugeführt werden oder eine Mischung des Inertgases und des Reaktionsgases kann zugeführt werden. Das Reaktionsgas reagiert mit der ersten bis dritten Vorstufe, die in die Kammer 10 eingeführt sind, derart, dass die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w in der Kammer 10 abgeschieden wird.
Wenn dabei H₂ als das Reaktionsgas verwendet wird, wird H₂ thermisch zerlegt und H⁺-Ionen reagieren mit den Vorstufen. Wenn NH₃ als das Reaktionsgas verwendet wird, wird NH₃ zerlegt (NH₃ → NH₂ ^– + H⁺) und reagiert mit den Vorstufen. Dabei kann NH₃ zusammen mit H₂ und Ar oder Ar verwendet werden. NH₃ dient dem Entfernen von C(Kohlenstoff)-Verunreinigungen, die in der Vorstufe enthalten sind, und zum Verbessern einer elektrischen Eigenschaft wie z. B. einer geringen Betriebsspannung, wenn eine eigentliche Vorrichtung arbeitet, durch Zurücklassen von N in der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einem Reaktionszustand.
In dem Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 werden die erste bis dritte Vorstufe mit dem Inertgas vermischt, um so sanft in die Kammer 10 eingeführt zu werden. Alternativ können nur die verdampften Vorstufen in die Kammer 10 gemäß dem Zustand zugeführt werden. Der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 wird nun im Detail beschrieben werden.
Wie in 3 gezeigt, wird der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 durchgeführt durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes S21 der ersten Vorstufe in die Kammer 10 während einer Zeit t1, eines Abführschrittes S22 der ersten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t2, eines Zuführschrittes S23 der zweiten Vorstufe während einer Zeit t3, eines Abführschrittes S24 der zweiten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t4, einer Abführschrittes S25 der dritten Vorstufe während einer Zeit t5 und eines Abführschrittes S26 der dritten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t6.
Dabei kann die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt werden durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen der Zeiten t1, t3 und t5 für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufe oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind.
Zum Beispiel wird die Menge der in die Kammer 10 zugeführten ersten Vorstufe eingestellt durch Erhöhen oder Verringern der Temperatur der ersten Vorstufe, um den Dampfdruck einzustellen, oder Einstellen der Zuführzeit t1 oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem der Dampfdruck und die Temperatur der ersten Vorstufe festgelegt sind. Die Menge an in die Kammer 10 zugeführter zweiter Vorstufe wird eingestellt durch Erhöhen oder Verringern der Temperatur der zweiten Vorstufe, um den Dampfdruck einzustellen, oder durch Einstellen der Zuführzeit t3 oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem der Dampfdruck und die Temperatur der zweiten Vorstufe festgelegt sind. Die Menge der in die Kammer 10 zugeführten dritten Vorstufe wird eingestellt durch Erhöhen oder Verringern der Temperatur der dritten Vorstufe, um den Dampfdruck einzustellen, oder Einstellen der Zuführzeit t5 oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem Dampfdruck und die Temperatur der dritten Vorstufe festgelegt sind. Durch Einstellen der Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht, ist es möglich, einen bestimmten für die Vorrichtung geeigneten Widerstands zu realisieren. Die Abführzeiten t2, t4 und t6 zum Abführen der ersten bis dritten Vorstufe sind vorzugsweise 10 Sekunden oder weniger.
Der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt 20 wird während der Zeiten t1 bis t6 mehrere Male durchgeführt, um die Dicke der gebildeten Schicht einzustellen.
Zweite Ausführungsform
4 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 4 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S120 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S10 in die Kammer 10, während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt und abgeführt werden, und einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S120.
Wie in 4 gezeigt wird der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S120 durchgeführt durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes S121 des gleichzeitigen Zuführens der ersten Vorstufe und der zweiten Vorstufe in die Kammer 10 während einer Zeit t1, eines Abführschrittes S122 des gleichzeitigen Abführens der ersten Vorstufe und der zweiten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t2, eines Zuführschrittes S123 des gleichzeitigen Zuführens der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe während einer Zeit t3 und eines Abführschrittes S124 des gleichzeitigen Abführens der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t4.
Dabei kann die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt werden durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen der Zeit t1 zum Zuführen der ersten und zweiten Vorstufe und der Zeit t3 zum Zuführen der zweiten und dritten Vorstufe oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind, ähnlich dem Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 der ersten Ausführungsform. Die Zeit t2 zum Abführen der ersten und zweiten Vorstufe und die Zeit t4 zum Abführen der zweiten und dritten Vorstufe sind vorzugsweise 10 Sekunden oder weniger.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform die erste Vorstufe und die zweite Vorstufe gleichzeitig zugeführt und abgeführt werden sowie die zweite Vorstufe und dritte Vorstufe gleichzeitig zugeführt und abgeführt werden, kann eine Gesamtprozesszeit verringert sein. Das weitere ist gleich dem der ersten Ausführungsform und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen werden.
Dritte Ausführungsform
5 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 5 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S220 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S10 in die Kammer 10, während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt und abgeführt werden, und einen Schritt des Einstellens der Dicke des gebildeten Films durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S220.
Wie in 5 gezeigt, wird der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S220 durchgeführt durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes S221 des gleichzeitigen Zuführens der ersten Vorstufe, der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe in die Kammer 10 während einer Zeit t1 und eines Abführschrittes S222 des gleichzeitigen Abführens der ersten Vorstufe, der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t2.
Dabei kann die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt werden durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen der Zeit t1 für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufe oder der Menge an Trägergas in einem Zustand in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind, ähnlich dem Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 der ersten Ausführungsform. Die Zeit t2 für das Abführen der ersten bis dritten Vorstufe ist vorzugsweise 10 Sekunden oder weniger.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform die erste bis dritte Vorstufe gleichzeitig zugeführt und abgeführt werden, kann eine Gesamtprozesszeit verkürzt sein. Das weitere ist gleich dem der ersten Ausführungsform und somit wird deren Beschreibung ausgelassen werden.
Vierte Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
6 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt, die ein abgewandeltes Beispiel der ersten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 6 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der vierten Ausführungsform einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S110 in die Kammer 10 nur während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt werden und einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S20.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der ersten Ausführungsform darin, dass das Reaktionsgas nur in den Schritten S21, S23 und S25 des Zuführens der ersten bis dritten Vorstufe zugeführt wird, aber nicht zugeführt wird in den Schritten S22, S24 und S26 des Abführens der ersten bis dritten Vorstufe. Das weitere ist gleich dem der ersten Ausführungsform und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen werden. Das bedeutet, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Reaktionsgas diskontinuierlich in den Schritten des Zuführens der Vorstufen zugeführt wird.
Fünfte Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
7 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt, die ein abgewandeltes Beispiel der zweiten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 7 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der fünften Ausführungsform einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S120 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S110 des in die Kammer 10 nur während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt werden und einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S120.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der zweiten Ausführungsform darin, dass das Reaktionsgas in dem Schritt S121 des Zuführens der ersten und zweiten Vorstufe und in dem Schritt S123 des Zuführens der zweiten und dritten Vorstufe zugeführt wird, aber nicht zugeführt wird in dem Schritt S122 des Abführens der ersten und zweiten Vorstufe und in dem Schritt S124 des Abführens der zweiten und dritten Vorstufe. Des weitere ist gleich dem der zweiten Ausführungsform und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen werden.
Sechste Ausführungsform (nicht erfindungsgemäß)
8 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt, die ein abgewandeltes Beispiel der dritten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 8 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der sechsten Ausführungsform eine Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S220 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S110 in die Kammer 10 nur während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt werden und einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S220.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der dritten Ausführungsform darin, dass das Reaktionsgas in dem Schritt S221 des Zuführens der ersten bis dritten Vorstufe zugeführt wird, aber nicht zugeführt wird in dem Schritt S222 des Abführens der ersten bis dritten Vorstufe. Das weitere ist gleich dem der dritten Ausführungsform und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen werden.
Verfahren des zusätzlichen Verwendens eines Plasmas
Die 9 und 10 sind Ansichten, die den Aufbau von Dünnschicht-Abscheidevorrichtungen zeigen, die Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der siebten bis vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführen können.
Zuerst ist die in 9 gezeigte Dünnschicht-Abscheidevorrichtung im wesentlichen gleich der in 1 gezeigten Dünnschicht-Abscheidevorrichtung mit der Ausnahme, dass ein Plasmagenerator 13 so angeschlossen ist, dass ein Plasma direkt in der Kammer 10 eingesetzt werden kann. Dabei weist das in der Kammer 10 eingesetzte Plasma eine niedrige Frequenz von 300 bis 500 kHz und/oder eine hohe Frequenz von 13,56 MHz bis 21,12 MHz sowie eine Leistung von 50 bis 2000 W auf. Die Kammer 10 besitzt drei mit dem Duschkopf 11 verbundene Gasleitungen, so dass die erste bis dritte Vorstufe getrennt eingeleitet werden.
Obwohl nicht gezeigt kann die in 2 gezeigte Dünnschicht-Abscheidevorrichtung bei der die erste bis dritte Vorstufe durch eine Gasleitung eingeleitet werden, bei der siebten bis vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Einführen des Plasmagenerators 13 verwendet werden.
Als nächstes ist die in 10 gezeigte Dünnschicht-Abscheidevorrichtung im wesentlichen gleich der in 1 gezeigten Dünnschicht-Abscheidevorrichtung mit der Ausnahme, dass ein Remote-Plasma-Generator 15 außerhalb der Kammer 10 ist, so dass Gas außerhalb der Kammer 10 radikalisiert und in die Kammer 10 zugeführt wird.
Die in 2 gezeigte Dünnschicht-Abscheidvorrichtung kann bei der siebten bis vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Einführen des Remote-Plasma-Generators 15 verwendet werden.
Im folgenden wird das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht unter Verwendung der oben beschriebenen Dünnschicht-Abscheidevorrichtung beschrieben werden, wobei das Plasma zusätzlich zu dem thermischen Verfahren verwendet wird.
Siebte Ausführungsform
11 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 11 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, sowie der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S210 in die Kammer 10, während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt und abgeführt wird, sowie einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S20. In dem Reaktionsgaszuführschritt S210 wird das Plasma in der Kammer 10 eingesetzt, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
In dem Reaktionsgaszuführschritt S210 wird zumindest eines, das aus der aus H₂, NH₃ und He bestehenden Gruppe ausgewählt ist, sowie eine Mischung von zumindest einem, das von der aus H₂, NH₃ und He bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und dem Inertgas in die Kammer 10 zugeführt in einem Zustand, in dem das Plasma angewendet wird. He kann zusammen mit Ar verwendet werden. He und Ar sind das Inertgas, wirken als das Inertgas, das nicht mit den Vorstufen reagiert, wenn das Plasma nicht verwendet wird, und wirken als das Reaktionsgas, das ionisiert wird, um die Vorstufen zu dekomprimieren, wenn das Plasma verwendet wird. He ändert die Eigenschaft des Plasmas, wenn das Plasma eingesetzt wird und lässt C-Verunreinigungen, die in den Vorstufen vorhanden sind, in der Ge-Sb-Te-Dünnschicht zurück. Dies ist ähnlich der Dotierung von C-Verunreinigungen in die Ge-Sb-Te-Dünnschicht. Die Dotierung von C-Verunreinigungen verringert eine Betriebsspannung, wenn eine eigentliche Vorrichtung arbeitet. Da H₂ dazu dient, die C-Verunreinigungen aus der Ge-Sb-Te-Dünnschicht zu entfernen, ist der Verwendungszweck und die Rolle von H₂ entgegengesetzt zu denjenigen von He. Wenn H₂, He und Ar gemischt werden, kann eine gewünschte Konzentration von C-Verunreinigungen erhalten werden.
Das Reaktionsgas wird durch das Plasma aktiviert und reagiert mit der in die Kammer 10 eingeführten ersten bis dritten Vorstufe, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w in der Kammer 10 und dem geheizten Wafer w abzuscheiden. Dabei kann das Plasma durch ein direktes Plasmaverfahren des direkten Anwendens des Plasmas in der Kammer 10 eingesetzt werden, wobei die in 9 gezeigte Dünnschicht-Abscheidevorrichtung verwendet wird, oder durch ein Remote-Plasma-Verfahren des Anwendens des Plasmareaktionsgases in der Kammer 10 eingesetzt werden, wobei die in 10 gezeigte Dünnschicht-Abscheidevorrichtung verwendet wird. Nur das Reaktionsgas kann zugeführt werden und eine Mischung des Reaktionsgases und des Inertgases kann zugeführt werden.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der ersten Ausführungsform darin, dass das Plasma in der Kammer 10 angewendet wird, während das Reaktionsgas zugeführt wird. Das weitere ist gleich dem der ersten Ausführungsform und somit wird dessen Beschreibung ausgelassen werden. Da das Reaktionsgas durch das Plasma aktiviert wird, kann eine Abscheiderate erhöht werden.
Achte Ausführungsform
12 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 12 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S120 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, sowie der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S210 in die Kammer 10, während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt und abgeführt werden, sowie einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S120. In dem Reaktionsgaszuführschritt S210 wird das Plasma in der Kammer 10 eingesetzt, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der zweiten Ausführungsform darin, dass das Plasma in der Kammer 10 angewendet wird, während das Reaktionsgas zugeführt wird. Das weitere ist gleich dem der zweiten Ausführungsform und somit wird dessen Beschreibung ausgelassen werden.
Neunte Ausführungsform
13 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 13 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S220 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S210 in die Kammer 10, während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt und abgeführt werden, sowie einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S220. In dem Reaktionsgaszuführschritt S210 wird das Plasma angewendet in der Kammer 10, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der dritten Ausführungsform darin, dass das Plasma in der Kammer 10 angewendet wird während das Reaktionsgas zugeführt wird. Das weitere ist gleich dem der dritten Ausführungsform und somit wird deren Beschreibung ausgelassen werden.
Zehnte Ausführungsform
14 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 14 enthält das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S320 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, der zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und der dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S210 in die Kammer 10, während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt und abgeführt werden, sowie einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S320. In dem Reaktionsgaszuführschritt S210 wird das Plasma angewendet in der Kammer 10, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Wie in 14 gezeigt, wird der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S320 durchgeführt durch sequentielles Durchführens eines Zuführschrittes S321 der ersten Vorstufe in die Kammer 10 während einer Zeit t1, eines Abführschrittes S322 der ersten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t2, eines Zuführschrittes S323 der zweiten Vorstufe während einer Zeit t3, eines Abführschrittes S324 der zweiten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t4, eines Zuführschrittes S325 der dritten Vorstufe während einer Zeit t5, eines Abführschrittes S326 der dritten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases während einer Zeit t6, eines Zuführschrittes S327 wiederum der zweiten Vorstufe während einer Zeit t7 und eines Abführschrittes S328 wiederum der zweiten Vorstufe unter Verwendung des Inertgases. Hierbei enthält die erste Vorstufe Ge, enthält die zweite Vorstufe Te und enthält die dritte Vorstufe Sb.
Dabei kann die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt werden durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen der Zeiten t1, t3, t5 und t7 für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufe oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind, ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Elfte Ausführungsform
15 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die ein abgewandeltes Beispiel der siebten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 15 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S20 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die Ge enthält, der zweiten Vorstufe, die Te enthält, und der dritten Vorstufe, die Sb enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S310 in die Kammer 10, nur während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt werden, sowie einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S20. In dem Reaktionsgaszuführschritt S310 wird das Plasma in der Kammer 10 angewendet, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der siebten Ausführungsform darin, dass das Reaktionsgas zugeführt wird und das Plasma angewendet wird nur in den Schritten S21, S23 und S25 des Zuführens der ersten bis dritten Vorstufe. Das weitere ist gleich dem der siebten Ausführungsform und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen werden. Das bedeutet, dass gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Plasma diskontinuierlich in den Schritten des Zuführens des Reaktionsgases angewendet wird.
Zwölfte Ausführungsform
16 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die ein abgewandeltes Beispiel der achten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 16 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S120 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die Ge enthält, der zweiten Vorstufe, die Te enthält, und der dritten Vorstufe, die Sb enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S310 in die Kammer 10, nur während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt werden, und einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S120. In dem Reaktionsgaszuführschritt S310 wird das Plasma in der Kammer 10 angewendet, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der achten Ausführungsform darin, dass das Reaktionsgas zugeführt wird und das Plasma angewendet wird in nur dem Schritt S121 des Zuführens der ersten und zweiten Vorstufe und dem Schritt S123 des Zuführens der zweiten und dritten Vorstufe. Das weitere ist gleich dem der achten Ausführungsform und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen werden.
Dreizehnte Ausführungsform
17 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die ein abgewandeltes Beispiel der neunten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 17 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S220 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die Ge enthält, der zweiten Vorstufe, die Te enthält, und der dritten Vorstufe, die Sb enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S310 in die Kammer 10, nur während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt werden, sowie einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S220. In dem Reaktionsgaszuführschritt S310 wird das Plasma in der Kammer 10 angewendet, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der neunten Ausführungsform darin, dass das Reaktionsgas zugeführt wird und das Plasma angewendet wird in nur dem Schritt S221 des Zuführens der ersten bis dritten Vorstufe. Das weitere ist gleich dem der neunten Ausführungsform und dessen Beschreibung wird daher ausgelassen werden.
Vierzehnte Ausführungsform
18 ist eine Ansicht, die den Ablauf eines Verfahrens des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die ein abgewandeltes Beispiel der zehnten Ausführungsform ist.
Mit Bezug auf 18 beinhaltet das Verfahren des Abscheidens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht gemäß der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt S320 des Zuführens und Abführens der ersten Vorstufe, die Ge enthält, der zweiten Vorstufe, die Te enthält, und der dritten Vorstufe, die Sb enthält, in und aus der Kammer 10, in der der Wafer w befestigt ist, um die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer w abzuscheiden, einen Reaktionsgaszuführschritt S310 in die Kammer 10, nur während die erste bis dritte Vorstufe zugeführt werden, sowie einen Schritt des Einstellens der Dicke der gebildeten Schicht durch Wiederholen des Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschrittes S320. In dem Reaktionsgaszuführschritt S310 wird das Plasma in der Kammer 10 angewendet, während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist unterschiedlich von der zehnten Ausführungsform darin, dass das Reaktionsgas zugeführt wird und das Plasma angewendet wird in nur dem Schritten S321, S323, S325 und S327 des Zuführens der ersten bis dritten Vorstufe. Das weitere ist gleich dem der zehnten Ausführungsform und dessen Beschreibung wird daher ausgelassen werden.
Wie oben beschrieben, werden gemäß einem Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht der vorliegenden Erfindung, während Reaktionsgas einschließlich H₂ oder NH₃ zugeführt wird, eine Vorstufe, die Ge enthält, eine Vorstufe, die Sb enthält, und eine Vorstufe, die Te enthält, zugeführt und abgeführt während die Menge der Vorstufen eingestellt wird. Somit ist es möglich, die Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf einem Wafer effizient abzuscheiden.
Dabei kann die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt werden durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der Vorstufen oder Einstellen der Zeiten für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufen oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind. Da die Vorstufen in einem gasförmigen Zustand zugeführt werden, ist es möglich, die Kantenbedeckung zu verbessern.
Wenn Plasma auf die Kammer angewendet wird, während das Reaktionsgas zugeführt wird, ist es möglich, eine Abscheiderate durch Aktivierung des Reaktionsgases zu erhöhen.

Claims

Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht mit: einem Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt des Zuführens und Abführens einer ersten Vorstufe, die Ge enthält, einer zweiten Vorstufe, die ein Te enthält, und einer dritten Vorstufe, die Sb enthält, in und aus einer Kammer, in der ein Wafer befestigt ist, und des Bildens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer; und einem Reaktionsgaszuführschritt während irgendeine der ersten bis dritten Vorstufe zugeführt wird, wobei Plasma in der Kammer angewendet wird während das Reaktionsgas zugeführt wird, und wobei der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes der ersten Vorstufe, eines Abführschrittes der ersten Vorstufe, eines Zuführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Abführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Zuführschrittes der dritten Vorstufe, eines Abführschrittes der dritten Vorstufe, eines Zuführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe und eines Abführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe.
Verfahren des Abscheidens einer Ge-Sb-Te-Dünnschicht mit: einem Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt des Zuführens und Abführens einer ersten Vorstufe, die irgendeines von Ge, Sb und Te enthält, einer zweiten Vorstufe, die ein anderes von Ge, Sb und Te enthält, und einer dritten Vorstufe, die das eine weitere von Ge, Sb und Te enthält, in und aus einer Kammer, in der ein Wafer befestigt ist, und des Bildens der Ge-Sb-Te-Dünnschicht auf dem Wafer; und einem Reaktionsgaszuführschritt während irgendeine der ersten bis dritten Vorstufe zugeführt und abgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Plasma angewendet wird in der Kammer während das Reaktionsgas zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt wird durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes der ersten Vorstufe, eines Abführschrittes der ersten Vorstufe, eines Zuführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Abführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Zuführschrittes der dritten Vorstufe, eines Abführschrittes der dritten Vorstufe, eines Zuführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe und eines Abführschrittes wiederum der zweiten Vorstufe, wobei die erste Vorstufe Ge enthält, die zweite Vorstufe Te enthält und die dritte Vorstufe Sb enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt wird durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen von Zeiten für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufen oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt wird durch sequentielles Durchführen eines Zuführschrittes der ersten Vorstufe, eines Abführschrittes der ersten Vorstufe, eines Zuführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Abführschrittes der zweiten Vorstufe, eines Zuführschrittes der dritten Vorstufe und eines Abführschrittes der dritten Vorstufe.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt wird durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen der Zeiten für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufen oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt wird durch sequentielles Durchführen eines gleichzeitigen Zuführens der ersten Vorstufe und der zweiten Vorstufe, eines gleichzeitigen Abführens der ersten Vorstufe und der zweiten Vorstufe, eines gleichzeitigen Zuführens der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe und eines gleichzeitigen Abführens der zweiten Vorstufe und der dritten Vorstufe.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt wird durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen einer Zeit für das Zuführen der ersten und zweiten Vorstufe sowie einer Zeit für das Zuführen der zweiten und dritten Vorstufe oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Ge-Sb-Te-Dünnschicht-Herstellungsschritt durchgeführt wird durch sequentielles Durchführen eines gleichzeitigen Zuführens der ersten bis dritten Vorstufe und eines gleichzeitigen Abführens der ersten bis dritten Vorstufe.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zusammensetzung der Elemente der Ge-Sb-Te-Dünnschicht eingestellt wird durch Einstellen der Dampfdrücke und der Temperaturen der ersten bis dritten Vorstufe oder durch Einstellen einer Zeit für das Zuführen der ersten bis dritten Vorstufe oder der Menge an Trägergas in einem Zustand, in dem die Dampfdrücke und die Temperaturen festgelegt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei als Reaktionsgas zumindest eines verwendet wird, das aus der aus H₂und NH₃ bestehenden Gruppe ausgewählt wird, oder eine Mischung ist von zumindest einem, das aus der aus H₂und NH₃ bestehenden Gruppe ausgewählt wird, und Inertgas.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei als Reaktionsgas zumindest eines verwendet wird, das aus der aus H₂, NH₃ und He bestehenden Gruppe ausgewählt wird, oder eine Mischung ist von zumindest einem, das aus der aus H₂, NH₃ und He bestehenden Gruppe ausgewählt wird, und Inertgas.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 3, wobei die Temperatur des Wafers in einem Bereich von 20°C bis 700°C eingestellt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Druck der Kammer in einem Bereich von 13,3 Pa bis 13,3 kPa eingestellt wird.