JPH02248045A - ＳｉＯ↓２膜の形成方法 - Google Patents
ＳｉＯ↓２膜の形成方法Info
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- JPH02248045A JPH02248045A JP6766789A JP6766789A JPH02248045A JP H02248045 A JPH02248045 A JP H02248045A JP 6766789 A JP6766789 A JP 6766789A JP 6766789 A JP6766789 A JP 6766789A JP H02248045 A JPH02248045 A JP H02248045A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、Ｓ！０２膜の形成方法に関するものである。
［従来の技術］
現在、最も一般的なＳｉＯ２膜の形成方法は、例えば第
４９回応用物理学会学術講演会講演予稿集。
４９回応用物理学会学術講演会講演予稿集。
第２分冊、６４１ページ（講演番号５ｐ−Ｎ−１＞に開
示されているように、酸化性雰囲気中で８００〜１２０
０゛Ｃの高温でＳｉ表面を酸化する熱酸化法である。
示されているように、酸化性雰囲気中で８００〜１２０
０゛Ｃの高温でＳｉ表面を酸化する熱酸化法である。
この方法で形成したＳｉＯ２膜は、組成が均一であり、
清浄なＳｉ／ＳｉＯ２界面を得ることが容易であるとい
った利点を有する。
清浄なＳｉ／ＳｉＯ２界面を得ることが容易であるとい
った利点を有する。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、近年、１０膜ｍ程度の超薄膜ＳｉＯ２膜
が要求されるようになると、今までさして問題視されて
いなかった、５ＩＯ２／Ｓｉ界面の原子レベルでの微小
な凹凸が問題となってきた。即ち、このような超薄膜で
は、酸化前のＳ表面の凹凸を反映した界面の凹凸が存在
し、５ｉ０２膜厚のゆらぎや電気特性悪化の原因となり
、ひいてはＳ１超高集積回路の高集積度化、高性能化、
歩留まり向上の妨げとなる。
が要求されるようになると、今までさして問題視されて
いなかった、５ＩＯ２／Ｓｉ界面の原子レベルでの微小
な凹凸が問題となってきた。即ち、このような超薄膜で
は、酸化前のＳ表面の凹凸を反映した界面の凹凸が存在
し、５ｉ０２膜厚のゆらぎや電気特性悪化の原因となり
、ひいてはＳ１超高集積回路の高集積度化、高性能化、
歩留まり向上の妨げとなる。
本発明は、以上述べたような従来の問題点を解決するた
めになされたもので、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸が小さ
い、良好な超薄膜Ｓ ｉ ０２膜を形成する方法を提供
することを目的とする。
めになされたもので、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸が小さ
い、良好な超薄膜Ｓ ｉ ０２膜を形成する方法を提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、（１００）または（１００）から５度以内の
面方位を持つ５ｉ基板を酸化性雰囲気中で８００〜１２
００℃に加熱する工程と、該工程に続いて非酸化性雰囲
気中で１０００〜１４００ ℃に加熱する工程とからな
ることを特徴とするＳｉＯ２膜の形成方法である。
面方位を持つ５ｉ基板を酸化性雰囲気中で８００〜１２
００℃に加熱する工程と、該工程に続いて非酸化性雰囲
気中で１０００〜１４００ ℃に加熱する工程とからな
ることを特徴とするＳｉＯ２膜の形成方法である。
［作用］
以下に、本発明によってＳｉ／５ＩＯ２界面の凹凸の小
さい超薄膜ＳｉＯ２膜を形成することができる作用につ
いて述べる。
さい超薄膜ＳｉＯ２膜を形成することができる作用につ
いて述べる。
本発明者らが、様々な方法で形成したＳｉＯ２について
、その３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面を調べたところ、１
０００℃以上の高温ではＳｉ／５ｔＯ２界面で反応が生
じること、および（１００）Ｓ ｉ ／ＳｉＯ２界面は
、他の高次の面方位を持つＳｉ／ＳｉＯ２界面に比べて
エネルギー的に安定であることが判明した。
、その３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面を調べたところ、１
０００℃以上の高温ではＳｉ／５ｔＯ２界面で反応が生
じること、および（１００）Ｓ ｉ ／ＳｉＯ２界面は
、他の高次の面方位を持つＳｉ／ＳｉＯ２界面に比べて
エネルギー的に安定であることが判明した。
従って、（ｉｏｏ）あるいは（１００）に近い面方位を
持つＳｉ基板を熱酸化した場合、Ｓｉ基板表面の凹凸を
反映してＳｉ／ＳｉＯ２界面にも凹凸が見られるが、高
温で熱処理を加えることによってＳｉ／ＳｉＯ２界面で
反応が生じ、エネルギー的に有利な（１００）Ｓ ｉ
／Ｓ ｉ ０２界面が出現する。
持つＳｉ基板を熱酸化した場合、Ｓｉ基板表面の凹凸を
反映してＳｉ／ＳｉＯ２界面にも凹凸が見られるが、高
温で熱処理を加えることによってＳｉ／ＳｉＯ２界面で
反応が生じ、エネルギー的に有利な（１００）Ｓ ｉ
／Ｓ ｉ ０２界面が出現する。
（１００）Ｓ ｉ面は原子レベルで非常に平坦であるか
ら、得られた３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面も凹凸の非常
に少ない平坦な界面となる。また、高温の熱処理を非酸
化性の雰囲気中で行うことによって、熱酸化で得られた
ＳｉＯ２の膜厚が増加することが避けられる。このよう
に、熱酸化による超薄膜ＳｉＯ２膜形成とその後の高温
熱処理によって、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸が小さい良
好な超薄膜ＳｉＯ２膜を形成することができる。
ら、得られた３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面も凹凸の非常
に少ない平坦な界面となる。また、高温の熱処理を非酸
化性の雰囲気中で行うことによって、熱酸化で得られた
ＳｉＯ２の膜厚が増加することが避けられる。このよう
に、熱酸化による超薄膜ＳｉＯ２膜形成とその後の高温
熱処理によって、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸が小さい良
好な超薄膜ＳｉＯ２膜を形成することができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図および第２図は本発明の詳細な説明するための基
板の部分断面図である。本実施例では、（１００）面方
位を持つ（１００）３ ｉ基板１０、および比較のため
に（１００）から１５度傾いた面方位を持つ（１００）
１５度オフＳｉ基板１１０を用いた（第１図（ａ）、
第２図（ａ））。
板の部分断面図である。本実施例では、（１００）面方
位を持つ（１００）３ ｉ基板１０、および比較のため
に（１００）から１５度傾いた面方位を持つ（１００）
１５度オフＳｉ基板１１０を用いた（第１図（ａ）、
第２図（ａ））。
（１００）Ｓ ｉ基板１０および（１００） １５度オ
フＳｉ基板１１０を９００〜１２００℃で１０〜１２０
分、酸素および酸素／水素混合雰囲気で熱酸化してＳ
ｉ ０２１１２０ＬＪヒ１２０ ’ｊｒ形ｔｃシｔ；−
（第１ 図（ｂ） 。
フＳｉ基板１１０を９００〜１２００℃で１０〜１２０
分、酸素および酸素／水素混合雰囲気で熱酸化してＳ
ｉ ０２１１２０ＬＪヒ１２０ ’ｊｒ形ｔｃシｔ；−
（第１ 図（ｂ） 。
第２図（ｂ））。その後、それぞれの゛基板の一部を赤
外線ランプを熱源とするランプアニール装置で、１００
０〜１４００℃で１０秒から３０分、真空、アルゴンお
よび窒素雰囲気で高温熱処理した（第１図（Ｃ）、第２
図（Ｃ））。熱酸化直後および高温熱処理後の試料のＳ
！／ＳｉＯ２界面の凹凸の状態を、透過型電子顕微鏡を
用いた高分解能断面観察で評価した。
外線ランプを熱源とするランプアニール装置で、１００
０〜１４００℃で１０秒から３０分、真空、アルゴンお
よび窒素雰囲気で高温熱処理した（第１図（Ｃ）、第２
図（Ｃ））。熱酸化直後および高温熱処理後の試料のＳ
！／ＳｉＯ２界面の凹凸の状態を、透過型電子顕微鏡を
用いた高分解能断面観察で評価した。
その結果、熱酸化直後では（１００）Ｓ ｉ基板１０゜
（１００） １５度オフＳｉ基板１１０のどちらを使っ
た場合でも、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸は１〜２ｎＩＩ
Ｉで同程度であった（第１図（ｂ）、第２図（ｂ））。
（１００） １５度オフＳｉ基板１１０のどちらを使っ
た場合でも、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸は１〜２ｎＩＩ
Ｉで同程度であった（第１図（ｂ）、第２図（ｂ））。
しかしながら、高温熱処理後においては、（１００）Ｓ
ｉ基板１０を用いた場合には、３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２
界面の凹凸はいずれの場合も０．５止と非常に平坦化さ
れており、原子レベルで平坦な（１００）Ｓ ｉ ／Ｓ
ｉＯ２界面が得られた（第１図（Ｃ））のに対し、（１
００） １５度オフＳｉ基板１１０を用いた場合には、
（１００）面がもとのＳｉ／ＳｉＯ２界面から大きく傾
いているため、（１００）面と他の方位の面とが交互に
出現した“のこぎり歯状の界面が１得られた（第２図（
Ｃ））。
ｉ基板１０を用いた場合には、３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２
界面の凹凸はいずれの場合も０．５止と非常に平坦化さ
れており、原子レベルで平坦な（１００）Ｓ ｉ ／Ｓ
ｉＯ２界面が得られた（第１図（Ｃ））のに対し、（１
００） １５度オフＳｉ基板１１０を用いた場合には、
（１００）面がもとのＳｉ／ＳｉＯ２界面から大きく傾
いているため、（１００）面と他の方位の面とが交互に
出現した“のこぎり歯状の界面が１得られた（第２図（
Ｃ））。
なお、本実施例では（１００）３ ｉ基板を用いて高温
熱処理の効果を説明したが、（１００）から５度以内の
範囲で傾いた基板を用いても同様な効果が確認された。
熱処理の効果を説明したが、（１００）から５度以内の
範囲で傾いた基板を用いても同様な効果が確認された。
また、熱酸化は酸素および酸素／水素の混合雰囲気中で
行われたが、他の酸化性雰囲気、例えば塩化水素を添加
した雰囲気等でもよい。ざらに、高温熱処理にはランプ
アニール装置を使用したが、これも他の熱源であっても
なんら支障はない。
行われたが、他の酸化性雰囲気、例えば塩化水素を添加
した雰囲気等でもよい。ざらに、高温熱処理にはランプ
アニール装置を使用したが、これも他の熱源であっても
なんら支障はない。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、Ｓｉ／ＳｉＯ２
界面が非常に平坦な超薄膜ＳｉＯ２を形成することがで
き、Ｓｉ超高集積回路の高集積度化、高性能化２歩留ま
り向上が可能なＳｉＯ２膜の形成方法が提供される。
界面が非常に平坦な超薄膜ＳｉＯ２を形成することがで
き、Ｓｉ超高集積回路の高集積度化、高性能化２歩留ま
り向上が可能なＳｉＯ２膜の形成方法が提供される。
第１図は本発明の一実施例を工程順に示した基板の部分
断面図、第２図は比較例を説明するための基板の部分断
面図でおる。 １０・・・（１００）３ ｉ基板 ２０、１２０・・・ＳｉＯ２膜
断面図、第２図は比較例を説明するための基板の部分断
面図でおる。 １０・・・（１００）３ ｉ基板 ２０、１２０・・・ＳｉＯ２膜
Claims (1)
- （１）（１００）または（１００）から５度以内の面方
位を持つＳｉ基板を酸化性雰囲気中で８００〜１２００
℃に加熱する工程と、該工程に続いて非酸化性雰囲気中
で１０００〜１４００℃に加熱する工程とからなること
を特徴とするＳｉＯ＿２膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6766789A JPH02248045A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ＳｉＯ↓２膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6766789A JPH02248045A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ＳｉＯ↓２膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248045A true JPH02248045A (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=13351583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6766789A Pending JPH02248045A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ＳｉＯ↓２膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02248045A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100363699B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2002-12-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의 제조방법 |
| WO2008149487A1 (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Ｓｏｉウェーハのシリコン酸化膜形成方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS634624A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6433935A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Seiko Instr & Electronics | Formation of silicon oxide film |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP6766789A patent/JPH02248045A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS634624A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6433935A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Seiko Instr & Electronics | Formation of silicon oxide film |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100363699B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2002-12-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의 제조방법 |
| WO2008149487A1 (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Ｓｏｉウェーハのシリコン酸化膜形成方法 |
| JP2008300435A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Ｓｏｉウェーハのシリコン酸化膜形成方法 |
| US8053334B2 (en) | 2007-05-29 | 2011-11-08 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for forming silicon oxide film of SOI wafer |
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