JPH0439931A - 半導体装置の酸化膜形成方法 - Google Patents
半導体装置の酸化膜形成方法Info
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- JPH0439931A JPH0439931A JP14620190A JP14620190A JPH0439931A JP H0439931 A JPH0439931 A JP H0439931A JP 14620190 A JP14620190 A JP 14620190A JP 14620190 A JP14620190 A JP 14620190A JP H0439931 A JPH0439931 A JP H0439931A
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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）
本発明は半導体装置の製造における酸化膜の形成方法に
関するものである。
関するものである。
（従来の技術）
従来、半導体装置の製造における酸化膜の形成なかんず
くシリコン基板表面へのその形成に当たっては、酸素中
で高温加熱することにより行なっている。
くシリコン基板表面へのその形成に当たっては、酸素中
で高温加熱することにより行なっている。
熱酸化膜は酸化膜中に不純物を含有することが少ないた
めに膜の絶縁耐圧が高く、かつリーク電流が少ない。従
ってＭＯ３構造のトランジスタのゲート絶縁膜などの使
用される。
めに膜の絶縁耐圧が高く、かつリーク電流が少ない。従
ってＭＯ３構造のトランジスタのゲート絶縁膜などの使
用される。
この熱酸化膜を形成するには周知のように、ヒータを巻
き付けた石英チューブから成る酸ｆヒ炉の中に半導体基
板（ウェハ）を入れ、該チューブの一端から酸素ガスあ
るいは水蒸気を流入させて行なう。
き付けた石英チューブから成る酸ｆヒ炉の中に半導体基
板（ウェハ）を入れ、該チューブの一端から酸素ガスあ
るいは水蒸気を流入させて行なう。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、近年半導体装置は高密度化してきており
、ゲート絶縁膜などはより薄膜化（１００〜５０人）を
必要としてきている。そのように薄膜になってくると前
述した従来の方法で形成した酸化膜では、絶縁耐圧の劣
化やひいてはリーク電流の増大が見られるようになって
きた。
、ゲート絶縁膜などはより薄膜化（１００〜５０人）を
必要としてきている。そのように薄膜になってくると前
述した従来の方法で形成した酸化膜では、絶縁耐圧の劣
化やひいてはリーク電流の増大が見られるようになって
きた。
（課題を解決するための手段）
本発明は、前述した薄膜化された酸化膜でも絶縁耐圧の
劣化やリーク電流の増大が生じない酸化膜形成方法とし
て、酸化に際しオゾンあるいはオゾンと酸素、オゾンと
水蒸気の混合ガスを導入して行なうようにしたものであ
る。
劣化やリーク電流の増大が生じない酸化膜形成方法とし
て、酸化に際しオゾンあるいはオゾンと酸素、オゾンと
水蒸気の混合ガスを導入して行なうようにしたものであ
る。
（作用）
本発明は前述のように酸化膜形成に当たってオゾンを導
入しながら行なうようにしたので、薄い酸化膜でも絶縁
耐圧やリーク特性の向上が実現できる。
入しながら行なうようにしたので、薄い酸化膜でも絶縁
耐圧やリーク特性の向上が実現できる。
（実施例）
第１図は第２図、第３図に示す装置（説明は後述）で、
酸素ガス中にオゾンを導入しながら高温加熱して形成し
た酸化膜と従来の方法で形成した酸化膜との絶縁耐圧分
布を示すグラフである。
酸素ガス中にオゾンを導入しながら高温加熱して形成し
た酸化膜と従来の方法で形成した酸化膜との絶縁耐圧分
布を示すグラフである。
横軸はＢＶ （Ｂｒｅａｋ−ｄｏｗｎ Ｖｏ ｌ ｔ
ａｇｅ）で単位はＭ Ｖ ／ ｃ ｍである。縦軸はＢ
Ｖ電圧でブレークダウンした不良率（％）である。
ａｇｅ）で単位はＭ Ｖ ／ ｃ ｍである。縦軸はＢ
Ｖ電圧でブレークダウンした不良率（％）である。
従来の方法での酸化膜は白抜きの棒グラフ、本実施例で
の酸化膜は斜線の棒グラフで表わしである。
の酸化膜は斜線の棒グラフで表わしである。
図から解るように、従来の方法での酸化膜絶縁耐圧は９
ＭＶまでで１００％がブレークダウンしているのに対し
、本発明の実施例での酸化膜は、９ＭＶでブレークダウ
ンしたのはわずか５％であり８９％はＩＩＭＶでブレー
クダウンしており、絶縁耐圧の向上が明らかに認められ
る。この第１図はオゾン１００％のときのものであるが
、第４図にオゾンに水蒸気を９０：１０の割合で混合し
て酸化をした場合、第５図にオゾンにドライ０２を１：
１で混合して酸化した場合を示す。いずれも従来の方法
であるＯ、（酸素）だけで行なうより絶縁耐圧が向上し
ている。特に水蒸気を混合した第４図の場合はオゾン１
００％よりさらに５％向上している。
ＭＶまでで１００％がブレークダウンしているのに対し
、本発明の実施例での酸化膜は、９ＭＶでブレークダウ
ンしたのはわずか５％であり８９％はＩＩＭＶでブレー
クダウンしており、絶縁耐圧の向上が明らかに認められ
る。この第１図はオゾン１００％のときのものであるが
、第４図にオゾンに水蒸気を９０：１０の割合で混合し
て酸化をした場合、第５図にオゾンにドライ０２を１：
１で混合して酸化した場合を示す。いずれも従来の方法
であるＯ、（酸素）だけで行なうより絶縁耐圧が向上し
ている。特に水蒸気を混合した第４図の場合はオゾン１
００％よりさらに５％向上している。
このようにオゾンを導入することにより薄い酸化膜の絶
縁耐圧ひいてはリーク電流の特性が向上することの原因
は、現在のところ極めて複雑で理論的には完全に解明さ
れてないが、酸素がオゾン化されていることから結合度
が強くなることや、より低温で酸化されること、および
オゾンによりシリコン基板の清浄化の可能性があること
などが原因として推測されている。
縁耐圧ひいてはリーク電流の特性が向上することの原因
は、現在のところ極めて複雑で理論的には完全に解明さ
れてないが、酸素がオゾン化されていることから結合度
が強くなることや、より低温で酸化されること、および
オゾンによりシリコン基板の清浄化の可能性があること
などが原因として推測されている。
以上のようにオゾンを導入して酸化を行なうと良好な酸
化膜ができるが、そのような酸化膜を形成する装置を以
下に記述する。
化膜ができるが、そのような酸化膜を形成する装置を以
下に記述する。
第２図は、その装置の第１の実施例の構成図である。電
源９から電力を供給される加熱用ヒータｌＯを巻き付け
た石英チューブ６から成る従来と同様の酸化炉に、石英
チューブ６のガス供給口を管状に伸ばした形でその先に
オゾン発生部１を接続したものである。オゾン発生部ｌ
は該石英管２に電極３（金属プレート）を取り付け、該
電極３には高周波電源４が接続されである。石英管２の
一端である酸素導入口５から酸素ガスを導入し、高周波
電源４により高周波を励起することで酸素ガスはオゾン
となる。発生したオゾンは石英チューブ６内に導入され
ヒータ■０による加熱（６００〜１２００℃）でその内
部に置かれたウニ八８（シリコン基板）を酸化する。な
お本実施例におけるオゾン発生機としては日本オゾン株
式会社製のＱＡ−８Ｍ型を用いた。
源９から電力を供給される加熱用ヒータｌＯを巻き付け
た石英チューブ６から成る従来と同様の酸化炉に、石英
チューブ６のガス供給口を管状に伸ばした形でその先に
オゾン発生部１を接続したものである。オゾン発生部ｌ
は該石英管２に電極３（金属プレート）を取り付け、該
電極３には高周波電源４が接続されである。石英管２の
一端である酸素導入口５から酸素ガスを導入し、高周波
電源４により高周波を励起することで酸素ガスはオゾン
となる。発生したオゾンは石英チューブ６内に導入され
ヒータ■０による加熱（６００〜１２００℃）でその内
部に置かれたウニ八８（シリコン基板）を酸化する。な
お本実施例におけるオゾン発生機としては日本オゾン株
式会社製のＱＡ−８Ｍ型を用いた。
第３図は本発明の方法を行なう装置の第２の実施例の構
成図である。第１図と同じ部分には同じ記号を付してあ
り構成、機能とも第１の実施例と同様であるので、その
部分のの説明は省く。
成図である。第１図と同じ部分には同じ記号を付してあ
り構成、機能とも第１の実施例と同様であるので、その
部分のの説明は省く。
第１の実施例と異なる点は、オゾン発生部１の他に酸素
（０２）あるいは水蒸気（酸素（０□）と水素（Ｈ２）
）をその流量を調整して導入できる装置を付加したこ
とにある。
（０２）あるいは水蒸気（酸素（０□）と水素（Ｈ２）
）をその流量を調整して導入できる装置を付加したこ
とにある。
まず酸素導入管２１は石英チューブ６のオゾン発生部４
との接続部にマスフローメータ２４を設けてそれを介し
て接続する。周知のようにマスフローメータ２４はガス
の流量を自動調整する装置であり、オゾン発生部４かも
のオゾンも一緒に流葉調整するように、前記の通り石英
チューブに取り付ける。また前記酸素導入管２１とは別
に、もう一つ酸素導入管２２を設け、マスフローメータ
２５を通しで石英チューブ６に接続する。さらにもう一
つ水素導入管２３を設け、やはりマスフローメータを通
して石英チューブ６に接続する。かつ、前記酸素導入管
２２とこの水素導入管２３とは石英チューブ６内で酸素
と水素を合流させられるよう接続する。即ち水蒸気を作
るためである。
との接続部にマスフローメータ２４を設けてそれを介し
て接続する。周知のようにマスフローメータ２４はガス
の流量を自動調整する装置であり、オゾン発生部４かも
のオゾンも一緒に流葉調整するように、前記の通り石英
チューブに取り付ける。また前記酸素導入管２１とは別
に、もう一つ酸素導入管２２を設け、マスフローメータ
２５を通しで石英チューブ６に接続する。さらにもう一
つ水素導入管２３を設け、やはりマスフローメータを通
して石英チューブ６に接続する。かつ、前記酸素導入管
２２とこの水素導入管２３とは石英チューブ６内で酸素
と水素を合流させられるよう接続する。即ち水蒸気を作
るためである。
以上の構成の装置により、オゾンと酸素との混合あるい
はオゾンと水蒸気との混合ガスを、その流量（混合比も
含めて）を調整して石英チューブ内６に導入することが
でき、前述したような良好な酸化膜の形成ができる。
はオゾンと水蒸気との混合ガスを、その流量（混合比も
含めて）を調整して石英チューブ内６に導入することが
でき、前述したような良好な酸化膜の形成ができる。
（発明の効果）
本発明は以上述べたように、酸化膜形成に当たってオゾ
ンを導入して行なうようにしたので、前述したような薄
い酸化膜でも絶縁耐圧の劣化やひいてはリーク電流の増
大が生じないばかりか、むしろ向上するものである。
ンを導入して行なうようにしたので、前述したような薄
い酸化膜でも絶縁耐圧の劣化やひいてはリーク電流の増
大が生じないばかりか、むしろ向上するものである。
第１図は本発明の実施例と従来例での酸化膜の絶縁耐圧
分布図、第２図は本発明を行う装置の第１の実施例の構
成図、第３図は本発明を行う装置の第２の実施例の構成
図、第４図はオゾンと水蒸気との混合ガスで形成した酸
化膜の絶縁耐圧分布図、第５図はオゾンと酸素の混合ガ
スで形成した酸化膜の絶縁耐圧分布図である。 １−一一−−−−−オゾン発生部、 ６−−−−−−−−石英チューブ、 ２１．２２−−−一酸素導入管、 ２３−−−−一一一水素導入管、 ２４．２５−−−−マスフローメーク。
分布図、第２図は本発明を行う装置の第１の実施例の構
成図、第３図は本発明を行う装置の第２の実施例の構成
図、第４図はオゾンと水蒸気との混合ガスで形成した酸
化膜の絶縁耐圧分布図、第５図はオゾンと酸素の混合ガ
スで形成した酸化膜の絶縁耐圧分布図である。 １−一一−−−−−オゾン発生部、 ６−−−−−−−−石英チューブ、 ２１．２２−−−一酸素導入管、 ２３−−−−一一一水素導入管、 ２４．２５−−−−マスフローメーク。
Claims (1)
- 半導体装置の酸化膜を形成する方法として、酸化のた
めの加熱装置に、オゾンあるいはオゾンと他のガスとの
混合ガスを導入しながら酸化を行なうことを特徴とする
半導体装置の酸化膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14620190A JPH0439931A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体装置の酸化膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14620190A JPH0439931A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体装置の酸化膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0439931A true JPH0439931A (ja) | 1992-02-10 |
Family
ID=15402413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14620190A Pending JPH0439931A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 半導体装置の酸化膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0439931A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212119A (en) * | 1990-11-28 | 1993-05-18 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for maintaining the resistance of a high resistive polysilicon layer for a semiconductor device |
| US5693578A (en) * | 1993-09-17 | 1997-12-02 | Fujitsu, Ltd. | Method of forming thin silicon oxide film with high dielectric breakdown and hot carrier resistance |
| EP1351283A1 (en) * | 2000-12-05 | 2003-10-08 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for treating article to be treated |
| JP2009044093A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP14620190A patent/JPH0439931A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212119A (en) * | 1990-11-28 | 1993-05-18 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for maintaining the resistance of a high resistive polysilicon layer for a semiconductor device |
| US5693578A (en) * | 1993-09-17 | 1997-12-02 | Fujitsu, Ltd. | Method of forming thin silicon oxide film with high dielectric breakdown and hot carrier resistance |
| EP1351283A1 (en) * | 2000-12-05 | 2003-10-08 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for treating article to be treated |
| EP1351283A4 (en) * | 2000-12-05 | 2006-01-25 | Tokyo Electron Ltd | METHOD AND DEVICE FOR TREATING AN ARTICLE TO BE TREATED |
| US7208428B2 (en) | 2000-12-05 | 2007-04-24 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for treating article to be treated |
| JP2009044093A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 |
| JP4524300B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2010-08-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法 |
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