JPS61284578A - 酸化珪素作製方法 - Google Patents
酸化珪素作製方法Info
- Publication number
- JPS61284578A JPS61284578A JP12768285A JP12768285A JPS61284578A JP S61284578 A JPS61284578 A JP S61284578A JP 12768285 A JP12768285 A JP 12768285A JP 12768285 A JP12768285 A JP 12768285A JP S61284578 A JPS61284578 A JP S61284578A
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- Japan
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- silicon oxide
- silicon
- substrate
- reaction
- film
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、熱、光化学反応を用いた気相反応方法(以
下CVD法という)により弗素が添加された酸化珪素、
例えば半導体エレクトロニクス用のパッシベイション被
膜またはゲイト絶縁膜を作製する方法に関する。
下CVD法という)により弗素が添加された酸化珪素、
例えば半導体エレクトロニクス用のパッシベイション被
膜またはゲイト絶縁膜を作製する方法に関する。
この発明は弗素が添加され5i−F結合または酸化珪素
中に不純物として含有するNaとNaF結合を有する可
動イオンを十分中和した酸化珪素を作製する方法に関す
る。
中に不純物として含有するNaとNaF結合を有する可
動イオンを十分中和した酸化珪素を作製する方法に関す
る。
この発明は珪素の弗素化物であるH2S1Fz、 HS
ih。
ih。
HsSiF、5iFzまたは5izFaより選ばれた弗
化物珪素気体と酸素または酸素の窒素化物とを反応せし
め、酸化珪素被膜を800°C以下の温度好ましくは室
温〜500℃例えば300℃で形成する方法に関する。
化物珪素気体と酸素または酸素の窒素化物とを反応せし
め、酸化珪素被膜を800°C以下の温度好ましくは室
温〜500℃例えば300℃で形成する方法に関する。
従来、酸化珪素膜を作製せんとするには、グロー放電法
を用いたプラズマ気相反応方法によりシラン(SiHn
)とアンモニア(Neo)とを反応せしめ、200〜4
00℃の基板温度にて被膜を作製していた。
を用いたプラズマ気相反応方法によりシラン(SiHn
)とアンモニア(Neo)とを反応せしめ、200〜4
00℃の基板温度にて被膜を作製していた。
しかしかかる酸化珪素膜は、その膜内にナトリューム等
の可動イオンを生ずる。そしてこの電荷のため、MOS
、 IC等のゲイト絶縁膜、ファイナル・コーティング
として用いることができなかった。
の可動イオンを生ずる。そしてこの電荷のため、MOS
、 IC等のゲイト絶縁膜、ファイナル・コーティング
として用いることができなかった。
この方法においては、気相法で生成された酸化珪素中に
ナトリュームイオン及びボイドを残存してしまう。
ナトリュームイオン及びボイドを残存してしまう。
このため実用上において珪素のクラスタが作られにくい
緻密かつ絶縁破壊電圧も5 X 1o6V/cm以上を
有する珪素化物気体を用いた気相法による酸化珪素被膜
を作製する方法が求められていた。
緻密かつ絶縁破壊電圧も5 X 1o6V/cm以上を
有する珪素化物気体を用いた気相法による酸化珪素被膜
を作製する方法が求められていた。
本発明はかかる目的のため、即ち珪素の弗素化物特に好
ましくは5iJbと二酸化窒素(NZO)を用いること
により窒化珪素を作製せんとするものである。
ましくは5iJbと二酸化窒素(NZO)を用いること
により窒化珪素を作製せんとするものである。
その主たる反応式は非水素化物の5iJ6またはH2S
1F2を用いる場合、それぞれ 25iJ6 + 2NzO5iJ4+ 3SiF4+
282H,SiF2+2NzO−Sing +2HF
+ 2NZである。
1F2を用いる場合、それぞれ 25iJ6 + 2NzO5iJ4+ 3SiF4+
282H,SiF2+2NzO−Sing +2HF
+ 2NZである。
これらより、弗素化珪化物気体として5izF6または
5iJBさらに上記の反応によって余剰生成物である弗
化物を1%以下の量とし、もし生成物中にナトリューム
が残存する場合はよりナトリュームと強い反応力を示す
。そのため、500℃以下の温度での低温で形成される
被膜中に実質的に可動ナトリュー声イオンを除去するこ
とを北できる。
5iJBさらに上記の反応によって余剰生成物である弗
化物を1%以下の量とし、もし生成物中にナトリューム
が残存する場合はよりナトリュームと強い反応力を示す
。そのため、500℃以下の温度での低温で形成される
被膜中に実質的に可動ナトリュー声イオンを除去するこ
とを北できる。
以下に図面に従って本発明を記す。
第1図は、本発明に用いられた光CvOまたは熱CVD
装置の概要を示す。
装置の概要を示す。
図面において、反応容器または真空容器(1)は石英か
らなっている。基板(2)はヒータ(3)で下側から加
熱されたホルダ(22)上に配設され、室温〜900°
C好ましくは室温〜500℃例えば300℃に加熱され
ている。ドーピング系は流量計(6) 、 (26)
。
らなっている。基板(2)はヒータ(3)で下側から加
熱されたホルダ(22)上に配設され、室温〜900°
C好ましくは室温〜500℃例えば300℃に加熱され
ている。ドーピング系は流量計(6) 、 (26)
。
バルブ(7)よりなり、N20および窒素をそれぞれ(
10) 、 (9)より供給される。また珪素の弗素化
物は(11)より供給される。珪素の弗素化物としてこ
こ’t?&tsi、F°4用パフ・ 9
さらに排気口より圧力調整バルブ(i齢、ストップバル
ブ(13)をへて、真空ポンプ(14)より排気させた
。光化学反応させるため、300nm以下の波長の発生
ランプ(低圧水銀ランプ、ウシオ電機製。
10) 、 (9)より供給される。また珪素の弗素化
物は(11)より供給される。珪素の弗素化物としてこ
こ’t?&tsi、F°4用パフ・ 9
さらに排気口より圧力調整バルブ(i齢、ストップバル
ブ(13)をへて、真空ポンプ(14)より排気させた
。光化学反応させるため、300nm以下の波長の発生
ランプ(低圧水銀ランプ、ウシオ電機製。
石英を合成石英製に改造したtlLl −45F、L2
−N−1) (4)を10本及びそれに伴う電源系(5
)を用いた。
−N−1) (4)を10本及びそれに伴う電源系(5
)を用いた。
さらにこのランプ室(28)を排気系に連結し、真空引
きした。このランプ室に反応性気体の逆流を防ぐため、
(24)より窒素ガスを若干導入し、ヒータ(25)に
て600℃に加熱し分解した。さらにランプ室(28)
は反応室(1)と同じ圧力として窓の石英ガラス(26
)が破損しないようにバルブ(27)にて調整した。か
くすると発生源より反応室に至る前の大気中の水蒸気に
よる184 nmの短波長光の吸収損を防ぐことができ
た。さらに基板(2)、ホルダ(22)の加熱用のハロ
ゲン加熱ヒータ(3)が反応空間(1)の下側に設けら
れている。
きした。このランプ室に反応性気体の逆流を防ぐため、
(24)より窒素ガスを若干導入し、ヒータ(25)に
て600℃に加熱し分解した。さらにランプ室(28)
は反応室(1)と同じ圧力として窓の石英ガラス(26
)が破損しないようにバルブ(27)にて調整した。か
くすると発生源より反応室に至る前の大気中の水蒸気に
よる184 nmの短波長光の吸収損を防ぐことができ
た。さらに基板(2)、ホルダ(22)の加熱用のハロ
ゲン加熱ヒータ(3)が反応空間(1)の下側に設けら
れている。
以下にその実施例を示す。
実施例1
この実施例は5i2F、とN20との光化学反応により
酸化珪素を石英管内に作製せんとしたものである。
酸化珪素を石英管内に作製せんとしたものである。
第1図において、ヒータ(3)にて基板を300℃に加
熱して窒化珪素膜を形成するための珪素基板(2)をヒ
ータ上方のボートホルダ(22)上に配設している。さ
らにバルブ(10)を開にして、N、Oを導入した。さ
らに5izFaを3cc/分の流量として5i2F。
熱して窒化珪素膜を形成するための珪素基板(2)をヒ
ータ上方のボートホルダ(22)上に配設している。さ
らにバルブ(10)を開にして、N、Oを導入した。さ
らに5izFaを3cc/分の流量として5i2F。
/N20 = 1/ 5の割合および窒素を25cc/
分の流量にて導入した。反応容器内圧力は0.1〜10
0 torrの範囲例えば10torrとした。すると
184nmおよび254nmの紫外光の照射による光C
VD法において水銀増感を用いることな(反応管内に窒
化珪素を3.4人/秒の成長速度で得ることができた。
分の流量にて導入した。反応容器内圧力は0.1〜10
0 torrの範囲例えば10torrとした。すると
184nmおよび254nmの紫外光の照射による光C
VD法において水銀増感を用いることな(反応管内に窒
化珪素を3.4人/秒の成長速度で得ることができた。
この被膜成長速度は3torrとすると2.3人/秒と
減少した。
減少した。
この反応生成物を0.5μmの厚さとしてIR(赤外線
吸収スペクトル)で調べたところ、1100cm−’に
大きな吸収が見られ、酸化珪素膜であることが判明した
。
吸収スペクトル)で調べたところ、1100cm−’に
大きな吸収が見られ、酸化珪素膜であることが判明した
。
さらにこの光CVD法で作られた被膜を単結晶シリコン
基板(N型5Ωcm (100) )上に1000人の
厚さに形成した。その上にこの反応炉を真空引きし、さ
らに第1図の反応系において(11)よりPH3(0,
1χに水素にて希釈)を100cc/分導入した。する
とPHiは形成される珪素中に混入し、N型珪素膜を構
成する。また水素は5izFbと以下の反応をする。
基板(N型5Ωcm (100) )上に1000人の
厚さに形成した。その上にこの反応炉を真空引きし、さ
らに第1図の反応系において(11)よりPH3(0,
1χに水素にて希釈)を100cc/分導入した。する
とPHiは形成される珪素中に混入し、N型珪素膜を構
成する。また水素は5izFbと以下の反応をする。
5iZF& ” 3112 → 2Si +
6HFかくして、酸化珪素中にN型の珪素膜を3000
人の厚さに形成した。
6HFかくして、酸化珪素中にN型の珪素膜を3000
人の厚さに形成した。
さらにかかる基板上に真空蒸着法によりアルミニューム
(直径1mmφ)を0.4μの厚さに形成し、またこの
アルミニュームをマスクとしてその下の珪素を公知の方
法(エチレンジアミン・ピロカテコール・水の混合液か
らなるエツチング液)にてエツチングした。するとシリ
コン基板(裏面にもアルミニュームを蒸着した)上に酸
素またはN型シリコン、アルミニュームの積層構成とな
り、C−■特性の評価を行うことができる。かかるMO
Sダイオード構造で絶縁破壊電圧を調べたところ、+8
X 10’V/cm2を得ることができた。またC−
V特性は3.5 X 10bV/cm”の電界を加えて
も、ヒステリシスは観察されなかった。電界電荷(NF
I)は4.3×10”V/cm”を得ることができた。
(直径1mmφ)を0.4μの厚さに形成し、またこの
アルミニュームをマスクとしてその下の珪素を公知の方
法(エチレンジアミン・ピロカテコール・水の混合液か
らなるエツチング液)にてエツチングした。するとシリ
コン基板(裏面にもアルミニュームを蒸着した)上に酸
素またはN型シリコン、アルミニュームの積層構成とな
り、C−■特性の評価を行うことができる。かかるMO
Sダイオード構造で絶縁破壊電圧を調べたところ、+8
X 10’V/cm2を得ることができた。またC−
V特性は3.5 X 10bV/cm”の電界を加えて
も、ヒステリシスは観察されなかった。電界電荷(NF
I)は4.3×10”V/cm”を得ることができた。
また150℃のB−T処理を電圧+I X 106V/
cm” (1時間印加)にてN FllはI X 10
” V/C+++”を越えることがなかった。これは
被膜中のナトリュームイオンが完全に弗素により固定化
(中和)されているものと考えてよいと推定される。
cm” (1時間印加)にてN FllはI X 10
” V/C+++”を越えることがなかった。これは
被膜中のナトリュームイオンが完全に弗素により固定化
(中和)されているものと考えてよいと推定される。
実施例2
この実施例は5i2F、とアンモニアとの熱反応により
窒化珪素被膜を単結晶珪素基板上に作製した。
窒化珪素被膜を単結晶珪素基板上に作製した。
実施例1と同様の装置を用いた。基板温度は600〜9
00℃例えば700℃、圧力2 torr、 5izF
6/NOz#1/8とした。
00℃例えば700℃、圧力2 torr、 5izF
6/NOz#1/8とした。
この酸化珪素(厚さ1000人)上に実施例と同様に対
抗電極を作り、ダイオード構造として、C−■特性を測
定した。その結果、界面準位密度は7.3XIOI0c
m−”以下であり、酸化珪素被膜は直流電界を加えた場
合、9 X10”V/cm以上の絶縁破壊濃度を得た。
抗電極を作り、ダイオード構造として、C−■特性を測
定した。その結果、界面準位密度は7.3XIOI0c
m−”以下であり、酸化珪素被膜は直流電界を加えた場
合、9 X10”V/cm以上の絶縁破壊濃度を得た。
また150℃のBT (l X 106V/cm” 1
時間印加)処理において何等のヒステリシス特性が観察
されず、珪素基板上に形成された酸化珪素中にナトリュ
ームの存在による不安定性がイ1〉ないことが判明した
。
時間印加)処理において何等のヒステリシス特性が観察
されず、珪素基板上に形成された酸化珪素中にナトリュ
ームの存在による不安定性がイ1〉ないことが判明した
。
即ち、本発明方法の弗化物と酸素もしくは酸素化物気体
との反応方法は半導体のパッシベイション膜またはディ
ト電極、キャパシタ用の絶縁膜としてきわめて有効であ
ることが判明した。
との反応方法は半導体のパッシベイション膜またはディ
ト電極、キャパシタ用の絶縁膜としてきわめて有効であ
ることが判明した。
本発明におイテ熱CVD法ニア5i2FbとN20,5
i2Faと0□の反応を用いることは有効である。また
、300nm以下の光エネルギの照射による光CVD法
としてエキシマ(波長範囲300〜50 nm )レー
ザを用いてもよいことはいうまでもない。
i2Faと0□の反応を用いることは有効である。また
、300nm以下の光エネルギの照射による光CVD法
としてエキシマ(波長範囲300〜50 nm )レー
ザを用いてもよいことはいうまでもない。
本発明において、光化学反応の励起用に水銀を同時に混
入し、水銀励起法を用いることも可能である。
入し、水銀励起法を用いることも可能である。
しかし水銀バブラを用いた方法は排気物中に水銀が残り
やすく、公害問題が発生しやすい。
やすく、公害問題が発生しやすい。
本発明において酸化珪素中にB2H,、PH:1等を強
化してホウ素ガラス、リンガラスを形成することも可能
である。また、このホウ素またはリンをBh。
化してホウ素ガラス、リンガラスを形成することも可能
である。また、このホウ素またはリンをBh。
PF3を用いることも可能である。
第1図は本発明方法を実施するためのCVD装置の概要
を示す。
を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、珪素弗素化物気体と酸素化物気体との混合反応性気
体に熱エネルギまたは熱エネルギと300nm以下の波
長の光エネルギを加えることにより、被形成面上に窒化
珪素を作製することを特徴とする酸化珪素作製方法。 2、特許請求の範囲第1項において、Si_2F_6と
O_2、O_3、N_2O、NO、NO_2との混合気
体に熱エネルギまたは熱エネルギと300nm以下の波
長の光エネルギを加えることにより、被形成面上に窒化
珪素を作製することを特徴とする窒化珪素作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12768285A JPS61284578A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 酸化珪素作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12768285A JPS61284578A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 酸化珪素作製方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61284578A true JPS61284578A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14966099
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12768285A Pending JPS61284578A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 酸化珪素作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61284578A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0599730A2 (en) * | 1992-11-24 | 1994-06-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Semiconductor device and method of producing the same |
US5753564A (en) * | 1992-11-24 | 1998-05-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for forming a thin film of a silicon oxide on a silicon substrate, by BCR plasma |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61193432A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
JPS61248418A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-05 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
-
1985
- 1985-06-11 JP JP12768285A patent/JPS61284578A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61193432A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
JPS61248418A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-05 | Canon Inc | 堆積膜形成法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0599730A2 (en) * | 1992-11-24 | 1994-06-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Semiconductor device and method of producing the same |
EP0599730A3 (en) * | 1992-11-24 | 1995-02-15 | Sumitomo Metal Ind | Semiconductor component and its manufacturing process. |
US5753564A (en) * | 1992-11-24 | 1998-05-19 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method for forming a thin film of a silicon oxide on a silicon substrate, by BCR plasma |
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