JPS61193456A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPS61193456A JPS61193456A JP60033183A JP3318385A JPS61193456A JP S61193456 A JPS61193456 A JP S61193456A JP 60033183 A JP60033183 A JP 60033183A JP 3318385 A JP3318385 A JP 3318385A JP S61193456 A JPS61193456 A JP S61193456A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体素子の製造方法に係わり、特にシリコ
ンウェハの表面に形成される熱酸化膜中の欠陥発生を抑
えた半導体素子の製造方法に関する。
ンウェハの表面に形成される熱酸化膜中の欠陥発生を抑
えた半導体素子の製造方法に関する。
従来、ゲート酸化膜を形成する場合、ゲート酸化の直前
にRCA処理(文献、: N、 )(ern and
D。
にRCA処理(文献、: N、 )(ern and
D。
W 、 p uotinen、“RCA Revie
w ” 、 31,187(1970) )等の薬品に
よる清浄を行った後、純水洗浄を行っている。この場合
、純水洗浄によって、必ず自然酸化膜が7〜15[入コ
形成されることになる。
w ” 、 31,187(1970) )等の薬品に
よる清浄を行った後、純水洗浄を行っている。この場合
、純水洗浄によって、必ず自然酸化膜が7〜15[入コ
形成されることになる。
一方、近年の半導体集積回路の高集積化は目覚ましく、
素子の微細化及び薄膜化に対する要求は極めて厳しいも
のがある。そして、高集積回路に用いられる゛ゲート酸
化膜の厚さとして100[入]以下を要求される場合も
でている。このため、前記した自然酸化膜のゲート酸化
膜に及ぼす影響は大きい。
素子の微細化及び薄膜化に対する要求は極めて厳しいも
のがある。そして、高集積回路に用いられる゛ゲート酸
化膜の厚さとして100[入]以下を要求される場合も
でている。このため、前記した自然酸化膜のゲート酸化
膜に及ぼす影響は大きい。
また、前記純水洗浄を省略し、弗酸系薬品によって自然
酸化膜を除去した後に直接ゲート酸化に至る場合、シリ
コンウェハの表面は不飽和結合を多く有し、極めて活性
な表面となっている。その結果、シリコンウェハの表面
は汚染物質が被着し易くなっている。従って、このよう
な表面上に形成されたゲート酸化膜は、初期短絡不良を
示す欠陥が多くなってしまう。
酸化膜を除去した後に直接ゲート酸化に至る場合、シリ
コンウェハの表面は不飽和結合を多く有し、極めて活性
な表面となっている。その結果、シリコンウェハの表面
は汚染物質が被着し易くなっている。従って、このよう
な表面上に形成されたゲート酸化膜は、初期短絡不良を
示す欠陥が多くなってしまう。
(発明の目的]
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、熱酸化膜の形成工程でその酸化膜に
取り込まれる欠陥を効果的に低減することができ、素子
特性の向上等をはかり得る半導体素子の製造方法を提供
することにある。
的とするところは、熱酸化膜の形成工程でその酸化膜に
取り込まれる欠陥を効果的に低減することができ、素子
特性の向上等をはかり得る半導体素子の製造方法を提供
することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、シリコンウェハを水素雰囲気中で熱処
理することにより、シリコンウェハ表面の不飽和結合に
水素を結合させ、熱酸化膜を形成する際の電気伝導上の
欠陥発生を抑制することにある。
理することにより、シリコンウェハ表面の不飽和結合に
水素を結合させ、熱酸化膜を形成する際の電気伝導上の
欠陥発生を抑制することにある。
即ち本発明は、シリコンウェハの表面に熱酸化膜を形成
する工程を含む半導体素子の製造方法において、前記熱
酸化膜を形成する工程の直前に、水素を含む雰囲気中で
前記シリコンウェハを1100 [℃]以上の温度で(
望ましくは1分以下の時間)熱処理するようにした方法
である。
する工程を含む半導体素子の製造方法において、前記熱
酸化膜を形成する工程の直前に、水素を含む雰囲気中で
前記シリコンウェハを1100 [℃]以上の温度で(
望ましくは1分以下の時間)熱処理するようにした方法
である。
〔発明の効果]
本発明によれば、より確実に理想に近い状態でシリコン
ウェハの表面を自然酸化膜がなく月つ不活性な状態に制
御することができるので、該ウェハ上に形成する熱酸化
膜の欠陥発生を低減することができ、特に100[入]
以下の薄い熱酸化膜を十分な耐圧を持たせて作ることが
できる。このため、MO8集積回路等の信頼性向上、微
細化及び高集積化をはかることができる。
ウェハの表面を自然酸化膜がなく月つ不活性な状態に制
御することができるので、該ウェハ上に形成する熱酸化
膜の欠陥発生を低減することができ、特に100[入]
以下の薄い熱酸化膜を十分な耐圧を持たせて作ることが
できる。このため、MO8集積回路等の信頼性向上、微
細化及び高集積化をはかることができる。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例方法に係わる
MOSキャパシタ製造工程を示す断面図である。まず、
CZ法により形成されウェハ状に切り出された面方位(
100)、比抵抗5〜2゜[Ωcm ]のシシリコンウ
ニを用い、1000 r℃]で水素燃焼酸化を100分
間行い、第1図(a)に示す如くシリコンウェハ11の
表面に厚ざ5000 [大コの熱酸化膜12を形成した
。
MOSキャパシタ製造工程を示す断面図である。まず、
CZ法により形成されウェハ状に切り出された面方位(
100)、比抵抗5〜2゜[Ωcm ]のシシリコンウ
ニを用い、1000 r℃]で水素燃焼酸化を100分
間行い、第1図(a)に示す如くシリコンウェハ11の
表面に厚ざ5000 [大コの熱酸化膜12を形成した
。
次いで、第1図(b)に示す如く全面にレジスト13を
塗布したのち、写真蝕刻法によりゲート酸化膜形成領域
の酸化膜12をエツチング除去した。その後、第1図(
C)に示す如<RCAリンス処理と水洗により上記シリ
コンウェハ11を洗浄した。このとき、ウェハ11の露
出表面には、薄い自然酸化膜14が形成される。
塗布したのち、写真蝕刻法によりゲート酸化膜形成領域
の酸化膜12をエツチング除去した。その後、第1図(
C)に示す如<RCAリンス処理と水洗により上記シリ
コンウェハ11を洗浄した。このとき、ウェハ11の露
出表面には、薄い自然酸化膜14が形成される。
次いで、シリコンウェハ11の表面に、例えばハロゲン
ランプを照射し、ウェハ表面温度を1100 [℃]ま
で上昇させ、10[%コの水素を含むアルゴンガス中に
1分間晒し、第1図(d)に示す如く前記自然酸化l!
W14を除去した。このとき、シリコンウェハ11の表
面の不飽和結合には水素原子が結合されることになる。
ランプを照射し、ウェハ表面温度を1100 [℃]ま
で上昇させ、10[%コの水素を含むアルゴンガス中に
1分間晒し、第1図(d)に示す如く前記自然酸化l!
W14を除去した。このとき、シリコンウェハ11の表
面の不飽和結合には水素原子が結合されることになる。
次いで、上記第1図(d)に示す工程の直後に、20[
%]の乾燥酸素を含むアルゴンガス中で900 [℃]
20分間シリコンウェハ11を酸化し、第1図(e)
に示す如くシリコンウェハ11の表面に厚さ40「人コ
の熱酸化膜(ゲー]・酸化膜)15を形成した。続いて
、多結晶シリコン膜16をLPCCVD法により約0.
4 [μm]形成した。さらに、例えば1000 [℃
] 10分間のPOCn3拡散法により、多結晶シリコ
ン膜16の抵抗を低下させた後、写真蝕刻法によりゲー
ト電極パターンを形成した。
%]の乾燥酸素を含むアルゴンガス中で900 [℃]
20分間シリコンウェハ11を酸化し、第1図(e)
に示す如くシリコンウェハ11の表面に厚さ40「人コ
の熱酸化膜(ゲー]・酸化膜)15を形成した。続いて
、多結晶シリコン膜16をLPCCVD法により約0.
4 [μm]形成した。さらに、例えば1000 [℃
] 10分間のPOCn3拡散法により、多結晶シリコ
ン膜16の抵抗を低下させた後、写真蝕刻法によりゲー
ト電極パターンを形成した。
上記形成された試料の耐圧不良率を測定したところ、第
2図に示す如き結果が得られた。ここで、図中Aは本実
施例による場合、Bは従来例の場合である。なお、いず
れの場合も、ゲート面積は10[m2]、ゲート酸化膜
厚は50[入コとした。第2図から判るように、本実施
例の場合、従来例に比して、酸化膜の耐圧不良率が飛躍
的に改−6= 善されることが判る。
2図に示す如き結果が得られた。ここで、図中Aは本実
施例による場合、Bは従来例の場合である。なお、いず
れの場合も、ゲート面積は10[m2]、ゲート酸化膜
厚は50[入コとした。第2図から判るように、本実施
例の場合、従来例に比して、酸化膜の耐圧不良率が飛躍
的に改−6= 善されることが判る。
このように本実施例方法によれば、シリコンウェハ11
の表面に形成される熱酸化膜15の欠陥密度を著しく低
減させることができる。このため、半導体集積回路の高
集積化に大きな効果が得られる。例えば、ゲート酸化膜
の薄膜化を容易にし、MO8素子の動作特性向上及び信
頼性の向上が可能となる。
の表面に形成される熱酸化膜15の欠陥密度を著しく低
減させることができる。このため、半導体集積回路の高
集積化に大きな効果が得られる。例えば、ゲート酸化膜
の薄膜化を容易にし、MO8素子の動作特性向上及び信
頼性の向上が可能となる。
なお、本発明は上述した実施例方法に限定されるもので
はない。例えば、希釈不活性ガスとして、アルゴンを□
用いたが、その他ネオン、ヘリウム等の貴ガスは勿論、
窒素等の活性度の低いガスを用いてもよい。さらに、ゲ
ート電極として、リン添加多結晶シリコンを用いたが、
/’/2.M9.’W等の高融点金属若しくはそのシリ
サイドを用いてもよい。また、ゲート酸化膜等の熱酸化
膜形成前の熱処理温度は1100[℃]に限るものでは
なく、それ以上の温度であればよい。さらに、このとき
の処理時間は、高温熱処理による半導体ウェハへの種々
の影響を考慮すると1分以下の短時間とするのが望まし
い。
はない。例えば、希釈不活性ガスとして、アルゴンを□
用いたが、その他ネオン、ヘリウム等の貴ガスは勿論、
窒素等の活性度の低いガスを用いてもよい。さらに、ゲ
ート電極として、リン添加多結晶シリコンを用いたが、
/’/2.M9.’W等の高融点金属若しくはそのシリ
サイドを用いてもよい。また、ゲート酸化膜等の熱酸化
膜形成前の熱処理温度は1100[℃]に限るものでは
なく、それ以上の温度であればよい。さらに、このとき
の処理時間は、高温熱処理による半導体ウェハへの種々
の影響を考慮すると1分以下の短時間とするのが望まし
い。
マタ、実施例ではMOSキャパシタの製造に応用したが
、MOSFET及びM’O8集積回路は勿論のこと、他
の熱酸化膜を有する半導体素子の製造に適用することが
可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
、種々変形して実施することができる。
、MOSFET及びM’O8集積回路は勿論のこと、他
の熱酸化膜を有する半導体素子の製造に適用することが
可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
、種々変形して実施することができる。
第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例方法に係わる
MOSキャパシタ製造工程を示す断面図、第2図は上記
実施例の効果を説明するためのもので熱酸化膜の耐圧不
良率を示す特性図である。 11・・・シリコンウェハ、12・・・熱酸化膜、13
・・・レジスト、14・・・自然酸化膜、15・・・熱
酸化膜(ゲート酸化膜)、16・・・添加多結晶シリコ
ン膜(ゲート電極)。
MOSキャパシタ製造工程を示す断面図、第2図は上記
実施例の効果を説明するためのもので熱酸化膜の耐圧不
良率を示す特性図である。 11・・・シリコンウェハ、12・・・熱酸化膜、13
・・・レジスト、14・・・自然酸化膜、15・・・熱
酸化膜(ゲート酸化膜)、16・・・添加多結晶シリコ
ン膜(ゲート電極)。
Claims (4)
- (1)シリコンウェハの表面に熱酸化膜を形成する工程
を含む半導体素子の製造方法において、前記熱酸化膜を
形成する工程の直前に、水素を含む雰囲気中で前記シリ
コンウェハを1100[℃]以上の温度で熱処理するこ
とを特徴とする半導体素子の製造方法。 - (2)前記熱処理の時間を、1分以下に設定したことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子の製
造方法。 - (3)前記熱酸化膜は、ゲート酸化膜であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子の製造方
法。 - (4)前記熱処理するに際し、ハロゲンランプ等の光加
熱により前記シリコンウェハの表面を 1100[℃]以上の温度に加熱することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60033183A JPS61193456A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60033183A JPS61193456A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61193456A true JPS61193456A (ja) | 1986-08-27 |
JPH0380338B2 JPH0380338B2 (ja) | 1991-12-24 |
Family
ID=12379380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60033183A Granted JPS61193456A (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61193456A (ja) |
Cited By (12)
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---|---|---|---|---|
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WO2014013809A1 (ja) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 基板処理方法 |
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-
1985
- 1985-02-21 JP JP60033183A patent/JPS61193456A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0380338B2 (ja) | 1991-12-24 |
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