JP2624366B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2624366B2
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光太郎 伊澤
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山形日本電気株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にMOS型
半導体装置のゲート酸化膜の形成方法に関する。
〔従来の技術〕
薄いゲート酸化膜を用いるMOS型半導体装置では、自
然酸化膜が結晶的に均質なゲート酸化膜の成長をさまた
げる為、半導体基板表面の酸化前に自然酸化膜の除去が
行なわれている。従来この自然酸化膜の除去には、フッ
化水素酸等による化学エッチング法が主に用いられてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の自然酸化膜の除去方法は、フッ化水素
酸等により自然酸化膜が除去できたとしても、むき出し
になった正常な半導体基板表面が非常に活性な為、フッ
化水素酸中又は次工程の純水洗浄中で酸素基又は水素基
を吸着し、再度不均一な自然酸化膜が成長する。その為
に次工程での酸により形成されるゲート酸化膜の厚さが
不均一となり、半導体装置の特性がばらつくという欠点
がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板表面を
高真空中で水蒸気及び酸素ガスを遮断した状態で水素ガ
スと反応させて自然酸化膜を還元的に除去し、さらに清
浄化された半導体基板表面に水素を吸着結合させること
により安定化させるという工程を有する。水素ガスと反
応させる方法としては、水素ガスのプラズマ化または半
導体基板表面への光照射等を用いる。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図および第２図は本発明の第１の実施例を説明す
るための装置の断面図及びＡ部の拡大図である。
MOS型半導体装置のゲート酸化膜形成工程前のシリコ
ン基板１を、反応容器３内に設けられたステージ２の上
に置き、反応容器３の内部を真空系４にて10-5Pa程度の
高真空にする。次に水素ガス供給系５から水素ガスを適
量供給した後、マグネットコイル６にて磁場をかけなが
ら導波管７を通してマイクロ波８を供給する。この時電
子サイクロトロン共鳴効果によりイオンプラズマ化した
水素ガス９はシリコン基板１上の自然酸化膜10と還元的
に反応し、例えばSiOx膜をH2O＋SiH4の様に分解除去す
る。
この後、マグネットコイル６の磁場およびマイクロ波
８を切ると、清浄化したシリコン基板１の表面は水素ガ
スが吸着され安定化される。
このようにして自然酸化膜除去を行った後に酸化しゲ
ート酸化膜を形成した結果、膜厚的にも結晶的にも均質
なゲート酸化膜が得られた。
第３図は本発明の第２の実施例を説明するための装置
の断面図である。
第１の実施例と同様に、シリコン基板をステージ２の
上に置き、反応容器３の内部を真空系４にて高真空にし
た後、水素ガス供給系５から水素ガスを流す。この後
に、ランプ系11により例えば遠紫外線12をシリコン基板
１に照射する。これにより水素ガスが励起され、第１の
実施例と同様に自然酸化膜は分解除去される。その後遠
紫外線の照射をとめることにより、シリコン基板１の表
面は水素ガスの吸着により安定化される。以下シリコン
基板１の表面を酸化してゲート酸化膜を形成する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、半導体基板表面の自然
酸化膜を高真空中で水蒸気および酸素ガスを遮断した状
態で水素ガスと反応させることにより確実に除去すると
共に、清浄化された基板表面を安定化することができる
ため、次工程の、例えばMOS型半導体装置のゲート酸化
膜形成時に均一な酸化が可能となり、膜厚的にも結晶的
にも均質なゲート酸化膜が得られ、MOS型半導体装置の
電気特性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を説明するた
めの装置の断面図及びＡ部の拡大図、第３図は本発明の
第２の実施例を説明するための装置の断面図である。 １……シリコン基板、２……ステージ、３……反応容
器、４……真空系、５……水素ガス供給系、６……マグ
ネットコイル、７……導波管、８……マイクロ波、９…
…水素ガス、10……自然酸化膜、11……ランプ系、12…
…遠紫外線。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体基板表面を酸化し酸化膜を形成する
    半導体装置の製造方法において、半導体基板表面に成長
    した自然酸化膜を水素ガスを用いて除去したのち酸化す
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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JPS61193456A (ja) * 1985-02-21 1986-08-27 Toshiba Corp 半導体素子の製造方法
JPH03215936A (ja) * 1990-01-19 1991-09-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置
JPH04127529A (ja) * 1990-09-19 1992-04-28 Hitachi Ltd 表面清浄化方法

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