JP2000091331A - Formation of insulation film and manufacture of semiconductor device - Google Patents

Formation of insulation film and manufacture of semiconductor device

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JP2000091331A
JP2000091331A JP10252844A JP25284498A JP2000091331A JP 2000091331 A JP2000091331 A JP 2000091331A JP 10252844 A JP10252844 A JP 10252844A JP 25284498 A JP25284498 A JP 25284498A JP 2000091331 A JP2000091331 A JP 2000091331A
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insulating film
film
manufacturing
semiconductor device
base portion
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Kazumasa Nomoto
和正 野本
Durham Pal Gosain
パル ゴサイン ダラム
Setsuo Usui
節夫 碓井
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Sony Corp
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method by which a thin insulating film having low defect density can be formed at a low temperature, and a method with which a semiconductor device can be manufactured through the use of the method. SOLUTION: An oxide film 12 is formed on the surface of a silicon substrate 11 by emitting an ionized gas G1, containing oxygen atoms upon the surface. Then the oxide film 12 is irradiated with an excimer laser beam E. Consequently, the defect densities in the oxide film 12 and at the boundary between the film 12 and the substrate 11 decrease, and an insulating film having low defect density is obtained. Since only the temperature at the surface of the substrate 11 rises instantaneously, but that of the periphery does not rise, when the film film 12 is irradiated with the laser beam E. Even such a substrate that is made of a low heat-resistant material, such as borosilicate glass, etc., can be used. The oxide film 12 may also be irradiated with the laser beam E over a coating film formed on the film 12. Accordingly, occurrence of new defects by the irradiation of the excimer laser beam E can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、下地部の表面に酸
化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜を形成する絶縁膜の作
製方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for manufacturing an insulating film for forming an oxide film, a nitride film or an oxynitride film on the surface of a base portion, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置には、電界効果トランジスタ
またはメモリなど、半導体よりなる下地部の上に酸化
膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜などの絶縁膜を形成した
ものがある。従来は、これらの絶縁膜を、例えば、化学
気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition )法あ
るいはスパッタリング法により作製していた。また、特
にシリコン(Si)よりなる下地部の表面に酸化膜を形
成する場合には、下地部を酸素あるいは水蒸気雰囲気中
において高温(約1000℃)で加熱することにより作
製していた。
2. Description of the Related Art Some semiconductor devices, such as a field effect transistor or a memory, have an insulating film such as an oxide film, a nitride film or an oxynitride film formed on a base portion made of a semiconductor. Conventionally, these insulating films have been produced by, for example, a chemical vapor deposition (CVD) method or a sputtering method. In particular, when an oxide film is formed on the surface of an underlying portion made of silicon (Si), it has been manufactured by heating the underlying portion at a high temperature (about 1000 ° C.) in an oxygen or water vapor atmosphere.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、化学気
相成長法やスパッタリング法では、薄い絶縁膜を制御性
良く作製することが難しく、かつ絶縁膜と下地部との界
面における欠陥密度が1012cm-2eV-1程度と高いと
いう問題があった。よって、これらの方法では、絶縁膜
の膜厚を数nmと薄くすることができず、面積も狭くす
ることができなかった。従って、近年の半導体装置の微
細化に対応することができなかった。
However, in the chemical vapor deposition method or the sputtering method, it is difficult to form a thin insulating film with good controllability, and the defect density at the interface between the insulating film and the underlayer is 10 12 cm. -2 eV -1 which is high. Therefore, in these methods, the thickness of the insulating film could not be reduced to several nm, and the area could not be reduced. Therefore, it has not been possible to cope with recent miniaturization of semiconductor devices.

【0004】一方、シリコンよりなる下地部を酸素ある
いは水蒸気雰囲気中で加熱する方法によれば、数nmの
薄い絶縁膜を制御性良く作製することが可能であり、ま
た下地部との界面の欠陥密度も1010cm-2eV-1程度
と低くすることができるが、下地部を1000℃程度の
高温で加熱しなければならず、低温で絶縁膜を作製する
ことができないという問題があった。よって、ケイ酸塩
ガラス,ボロシリケートガラスあるいはプラスチックな
どの低耐熱性材料よりなる下地基板の上に半導体よりな
る下地部を設けたものを用いることができず、大面積の
半導体装置を形成することができなかった。また、次世
代LSI(Large-Scale Integration )における電界効
果トランジスタのように各半導体素子が微細化してくる
と、不純物の再分布や形成層の歪みを避けるために、高
温での処理は好ましくなく、この方法では対応できなか
った。
On the other hand, according to a method of heating a base portion made of silicon in an atmosphere of oxygen or water vapor, a thin insulating film having a thickness of several nm can be formed with good controllability. The density can be as low as about 10 10 cm -2 eV -1, but there is a problem that the base must be heated at a high temperature of about 1000 ° C., and an insulating film cannot be formed at a low temperature. . Therefore, it is not possible to use a substrate provided with a base portion made of a semiconductor on a base substrate made of a low heat-resistant material such as silicate glass, borosilicate glass, or plastic, and to form a semiconductor device having a large area. Could not. In addition, when each semiconductor element is miniaturized like a field-effect transistor in a next-generation LSI (Large-Scale Integration), processing at a high temperature is not preferable in order to avoid redistribution of impurities and distortion of a formation layer. This method could not cope.

【0005】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、厚さが薄くかつ欠陥密度が低い絶縁
膜を低温で形成することができる絶縁膜の作製方法およ
びそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an insulating film capable of forming an insulating film having a small thickness and a low defect density at a low temperature and using the same. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による絶縁膜の作
製方法は、半導体よりなる下地部の表面を酸素原子およ
び窒素原子のうちの少なくとも一方を含む電離気体に曝
すことにより下地部の表面に酸化膜,窒化膜あるいは酸
化窒化膜よりなる絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜を形
成した下地部の表面を加熱する工程とを含むものであ
る。
According to the method of manufacturing an insulating film of the present invention, a surface of a base portion made of a semiconductor is exposed to an ionized gas containing at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms to form a surface of the base portion. The method includes a step of forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film, and a step of heating a surface of a base portion on which the insulating film is formed.

【0007】本発明による半導体装置の製造方法は、半
導体よりなる下地部の表面を酸素原子および窒素原子の
うちの少なくとも一方を含む電離気体に曝すことにより
下地部の表面に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜より
なる絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜を形成した下地部
の表面を加熱する工程とを含むものである。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, an oxide film, a nitride film, or The method includes a step of forming an insulating film made of an oxynitride film and a step of heating a surface of a base portion on which the insulating film is formed.

【0008】本発明による他の半導体装置の製造方法
は、伝導層を構成する半導体よりなる下地部の上に絶縁
膜が形成されたトランジスタを有する半導体装置を製造
するものであって、下地部の表面を酸素原子および窒素
原子のうちの少なくとも一方を含む電離気体に曝すこと
により下地部の表面に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化
膜よりなる絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜を形成した
下地部の表面を加熱する工程とを含むものである。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is for manufacturing a semiconductor device having a transistor in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting a conductive layer. Exposing the surface to an ionizing gas containing at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms to form an insulating film made of an oxide film, a nitride film or an oxynitride film on the surface of the underlying portion; And heating the surface of the part.

【0009】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法は、伝導層を構成する半導体よりなる下地部の上に絶
縁膜が形成されたメモリ,電荷蓄積部を構成する半導体
よりなる下地部の上に絶縁膜が形成されたメモリあるい
はキャパシタの電極を構成する下地部の上に絶縁膜が形
成されたメモリを有する半導体装置を製造するものであ
って、下地部の表面を酸素原子および窒素原子のうちの
少なくとも一方を含む電離気体に曝すことにより下地部
の表面に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶
縁膜を形成する工程と、絶縁膜を形成した下地部の表面
を加熱する工程とを含むものである。
According to still another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device comprising: a memory in which an insulating film is formed on a base made of a semiconductor constituting a conductive layer; For manufacturing a semiconductor device having a memory with an insulating film formed thereon or a memory with an insulating film formed on a base portion constituting an electrode of a capacitor, wherein the surface of the base portion is formed of oxygen atoms and nitrogen atoms. Forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film on the surface of the underlying portion by exposing to an ionized gas containing at least one of the above; and heating the surface of the underlying portion on which the insulating film is formed. Is included.

【0010】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法は、電極を構成する半導体よりなる下地部の上に絶縁
膜が形成されたダイオードを有する半導体装置を製造す
るものであって、下地部の表面を酸素原子および窒素原
子のうちの少なくとも一方を含む電離気体に曝すことに
より下地部の表面に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜
よりなる絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜を形成した下
地部の表面を加熱する工程とを含むものである。
[0010] Still another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is to manufacture a semiconductor device having a diode in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting an electrode. Exposing the surface to an ionizing gas containing at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms to form an insulating film made of an oxide film, a nitride film or an oxynitride film on the surface of the underlying portion; And heating the surface of the part.

【0011】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法は、伝導層を構成する半導体よりなる下地部の上に絶
縁膜が形成された単一電子トランジスタを有する半導体
装置を製造するものであって、下地部の表面を酸素原子
および窒素原子のうちの少なくとも一方を含む電離気体
に曝すことにより下地部の表面に酸化膜,窒化膜あるい
は酸化窒化膜よりなる絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜
を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含むもので
ある。
[0011] Still another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is to manufacture a semiconductor device having a single-electron transistor in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting a conductive layer. Forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film or an oxynitride film on the surface of the base by exposing the surface of the base to an ionizing gas containing at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms; And heating the surface of the underlayer on which the surface is formed.

【0012】本発明による更に他の半導体装置の製造方
法は、伝導層を構成する半導体よりなる下地部の上に絶
縁膜が形成された単一電子メモリを有する半導体装置を
製造するものであって、下地部の表面を酸素原子および
窒素原子のうちの少なくとも一方を含む電離気体に曝す
ことにより下地部の表面に酸化膜,窒化膜あるいは酸化
窒化膜よりなる絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜を形成
した下地部の表面を加熱する工程とを含むものである。
Still another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is to manufacture a semiconductor device having a single-electron memory in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting a conductive layer. Forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film or an oxynitride film on the surface of the base by exposing the surface of the base to an ionizing gas containing at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms; And heating the surface of the underlayer on which the surface is formed.

【0013】本発明による絶縁膜の作製方法および半導
体装置の製造方法では、まず、半導体よりなる下地部の
表面が酸素原子および窒素原子のうちの少なくとも一方
を含む電離気体に曝され、その表面に酸化膜,窒化膜あ
るいは酸化窒化膜が形成される。次いで、その表面が加
熱され、表面に形成された酸化膜,窒化膜あるいは酸化
窒化膜における欠陥が低減される。
In the method of manufacturing an insulating film and the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, the surface of a base portion made of a semiconductor is exposed to an ionized gas containing at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms, and the surface is exposed to the ionized gas. An oxide film, a nitride film or an oxynitride film is formed. Next, the surface is heated to reduce defects in the oxide film, nitride film or oxynitride film formed on the surface.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態に係る絶縁膜の作製方法を工程順に表すも
のである。まず、図1(A)に示したように、例えば、
シリコンよりなる下地部としての基板11を用意し、そ
の表面を硝酸(HNO3 )の水溶液で洗浄する。次い
で、水酸化アンモニウム(NH4 OH)と過酸化水素
(H2 2 )との水溶液で洗浄し、更に、水で洗浄す
る。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
3A to 3C show a method of manufacturing an insulating film according to the first embodiment in the order of steps. First, for example, as shown in FIG.
A substrate 11 is prepared as an underlayer made of silicon, and the surface thereof is washed with an aqueous solution of nitric acid (HNO 3 ). Next, the substrate is washed with an aqueous solution of ammonium hydroxide (NH 4 OH) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and further washed with water.

【0016】続いて、図1(B)に示したように、基板
11の表面に酸素原子(O)を含む電離気体G1 を照射
し、電離気体G1 の雰囲気中に基板11の表面を曝す。
その際、例えば、酸素(O2 )およびオゾン(O3 )の
うちの少なくとも1種を含む気体を真空装置中において
電離させることにより、酸素原子を含む電離気体を生成
させる。その際の条件は、例えば、雰囲気を0.6To
rr、供給する気体の流量を400sccm、温度を1
50℃、電力を350Wとする。これにより、基板11
の表面に絶縁膜である酸化膜12が形成される。この酸
化膜12は欠陥を多く有しており、酸化膜12と基板1
1との界面にも欠陥が多く存在している。
[0016] Subsequently, as shown in FIG. 1 (B), the ionized gas G 1 is irradiated containing oxygen atoms (O) to the surface of the substrate 11, the surface of the substrate 11 in an atmosphere of ionized gas G 1 Expose.
At this time, for example, a gas containing at least one of oxygen (O 2 ) and ozone (O 3 ) is ionized in a vacuum device to generate an ionized gas containing oxygen atoms. The condition at that time is, for example, an atmosphere of 0.6 To
rr, supply gas flow rate 400 sccm, temperature 1
The power is set to 50 ° C. and the power is set to 350 W. Thereby, the substrate 11
An oxide film 12 as an insulating film is formed on the surface of the substrate. The oxide film 12 has many defects, and the oxide film 12 and the substrate 1
Many defects also exist at the interface with No. 1.

【0017】酸化膜12を形成したのち、図1(C)に
示したように、例えば、その表面に基板11により吸収
されるエネルギービームEを照射して、基板11の表面
および酸化膜12を加熱する。エネルギービームとして
はエキシマレーザビームあるいは電子線ビームなどのい
ずれを用いてもよいが、特にはエキシマレーザビームが
好ましい。エキシマレーザビームの波長としては、例え
ば、XeClの308nm,KrFの248nmあるい
はArFの193nmなどいずれの波長を用いてもよ
い。
After the oxide film 12 is formed, as shown in FIG. 1C, for example, the surface thereof is irradiated with an energy beam E absorbed by the substrate 11, so that the surface of the substrate 11 and the oxide film 12 are removed. Heat. As the energy beam, any of an excimer laser beam and an electron beam beam may be used, but an excimer laser beam is particularly preferable. As the wavelength of the excimer laser beam, for example, any wavelength such as 308 nm for XeCl, 248 nm for KrF, or 193 nm for ArF may be used.

【0018】また、エネルギービームの照射時間は例え
ば100nsec程度の短い時間とし、基板11の表面
が酸化膜12を形成した時の温度よりも高くなるように
する。よって、この加熱では、基板11の表面近傍の温
度のみが瞬間的に高くなり、基板11全体の温度は高く
ならない。これにより、酸化膜12の欠陥が低減し、酸
化膜12と基板11との界面における欠陥も低減する。
すなわち、これにより、良好な酸化膜12が得られる。
The irradiation time of the energy beam is set to a short time, for example, about 100 nsec, so that the temperature of the surface of the substrate 11 becomes higher than the temperature when the oxide film 12 is formed. Therefore, in this heating, only the temperature near the surface of the substrate 11 instantaneously increases, and the temperature of the entire substrate 11 does not increase. Thereby, defects of oxide film 12 are reduced, and defects at the interface between oxide film 12 and substrate 11 are also reduced.
That is, a good oxide film 12 is thereby obtained.

【0019】なお、このようにして形成した酸化膜12
の膜厚をエリプソメトリ法により測定した。図2にその
膜厚と酸素原子を含む電離気体中に基板11を曝した時
間との関係を示す。図2に示したように、この方法によ
れば、膜厚が数nm程度の薄い酸化膜12を形成できる
ことが分かる。
The oxide film 12 thus formed is
Was measured by an ellipsometry method. FIG. 2 shows the relationship between the film thickness and the time during which the substrate 11 was exposed to ionized gas containing oxygen atoms. As shown in FIG. 2, according to this method, a thin oxide film 12 having a thickness of about several nm can be formed.

【0020】このように本実施の形態に係る絶縁膜の作
製方法によれば、基板11の表面を酸素原子を含む電離
気体の雰囲気中に曝したのち、それよりも高い温度で基
板11の表面を加熱するようにしたので、厚さが薄くか
つ欠陥密度が低い酸化膜12を容易に形成することがで
きる。よって、この方法を用いて半導体装置を形成すれ
ば、半導体装置を微細化することができる。
As described above, according to the method of manufacturing an insulating film according to the present embodiment, after exposing the surface of substrate 11 to an atmosphere of ionized gas containing oxygen atoms, the surface of substrate 11 is heated at a higher temperature. Is heated, the oxide film 12 having a small thickness and a low defect density can be easily formed. Therefore, when a semiconductor device is formed using this method, the size of the semiconductor device can be reduced.

【0021】また、基板11の表面のみを加熱するよう
にしたので、基板11全体の温度を高くすることなく低
温で良好な酸化膜12を形成することができる。よっ
て、基板11に代えて、ケイ酸塩ガラス,ボロシリケー
トガラスあるいはプラスチックなどの低耐熱性材料より
なる下地基板の上に下地部としてシリコン層を形成した
ものを用いることもできる。従って、この方法を用いて
半導体装置を形成すれば、大面積の半導体装置を得るこ
とができる。更に、不純物の分布や形成した層の歪みを
防止することができるので、半導体装置を微細化するこ
とができる。加えて、エネルギービームを照射すること
により基板11の表面を加熱するようにしたので、基板
11の表面近傍のみを容易に加熱することができる。
Further, since only the surface of the substrate 11 is heated, a good oxide film 12 can be formed at a low temperature without increasing the temperature of the entire substrate 11. Therefore, instead of the substrate 11, a substrate in which a silicon layer is formed as a base portion on a base substrate made of a low heat-resistant material such as silicate glass, borosilicate glass, or plastic can also be used. Therefore, when a semiconductor device is formed using this method, a large-area semiconductor device can be obtained. Further, distribution of impurities and distortion of a formed layer can be prevented, so that the semiconductor device can be miniaturized. In addition, since the surface of the substrate 11 is heated by irradiating the energy beam, only the vicinity of the surface of the substrate 11 can be easily heated.

【0022】(第2の実施の形態)図3は本発明の第2
の実施の形態に係る絶縁膜の作製方法を工程順に表すも
のである。本実施の形態では、第1の実施の形態におけ
る酸化膜12に代えて、下地部である基板11の上に絶
縁膜として酸化窒化膜13を形成する場合について説明
する。この方法は、電離気体の種類が異なることを除
き、第1の実施の形態と同一の構成を有している。よっ
て、ここでは、第1の実施の形態と同一の構成要素には
同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、
酸化窒化膜13というのは酸素と窒素とを含む化合物の
ことを言う。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
3A to 3C show a method of manufacturing an insulating film according to the first embodiment in the order of steps. In this embodiment, a case where an oxynitride film 13 is formed as an insulating film over a substrate 11 which is a base portion, instead of the oxide film 12 in the first embodiment, will be described. This method has the same configuration as that of the first embodiment except that the type of ionized gas is different. Therefore, here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In addition,
The oxynitride film 13 refers to a compound containing oxygen and nitrogen.

【0023】まず、図3(A)に示したように、第1の
実施の形態と同様に、例えば、シリコンよりなる下地部
としての基板11を用意し、その表面を洗浄する。次い
で、図3(B)に示したように、基板11の表面に酸素
原子および窒素原子(N)を含む電離気体G2 を照射
し、電離気体G2 の雰囲気中に基板11の表面を曝す。
その際、例えば、一酸化二窒素(N2 O)を含む気体を
真空装置中において電離させることにより、酸素原子お
よび窒素原子を含む電離気体を生成させる。その際の条
件は、例えば、雰囲気を0.1Torr、供給する気体
の流量を250sccm、温度を400℃、電力を20
Wとする。これにより、基板11の表面に酸化窒化膜1
3が形成される。この酸化窒化膜13は欠陥を多く有し
ており、酸化窒化膜13と基板11との界面にも欠陥が
多く存在している。
First, as shown in FIG. 3A, similarly to the first embodiment, a substrate 11 is prepared as a base portion made of, for example, silicon, and its surface is cleaned. Then, as shown in FIG. 3 (B), the ionized gas G 2 was irradiated containing an oxygen atom and a nitrogen atom (N) on the surface of the substrate 11, exposing the surface of the substrate 11 in an atmosphere of ionized gas G 2 .
At this time, for example, a gas containing dinitrogen monoxide (N 2 O) is ionized in a vacuum device to generate an ionized gas containing oxygen atoms and nitrogen atoms. The conditions at that time are, for example, an atmosphere of 0.1 Torr, a supply gas flow rate of 250 sccm, a temperature of 400 ° C., and an electric power of
W. Thereby, the oxynitride film 1 is formed on the surface of the substrate 11.
3 is formed. This oxynitride film 13 has many defects, and many defects also exist at the interface between the oxynitride film 13 and the substrate 11.

【0024】酸化窒化膜13を形成したのち、図3
(C)に示したように、第1の実施の形態と同様に、例
えば、その表面に基板11により吸収されるエネルギー
ビームEを照射して加熱する。これにより、第1の実施
の形態と同様に、酸化窒化膜13の欠陥が低減し、酸化
窒化膜13と基板11との界面の欠陥も低減する。すな
わち、これにより、良好な酸化窒化膜13が得られる。
After the formation of the oxynitride film 13, FIG.
As shown in (C), similarly to the first embodiment, for example, the surface is irradiated with the energy beam E absorbed by the substrate 11 and heated. Thereby, similarly to the first embodiment, defects in the oxynitride film 13 are reduced, and defects at the interface between the oxynitride film 13 and the substrate 11 are also reduced. That is, thereby, a favorable oxynitride film 13 is obtained.

【0025】なお、このようにして形成した酸化窒化膜
13の膜厚をエリプソメトリ法により測定した。図4に
その膜厚と酸素原子と窒素原子とを含む電離気体中に基
板11を曝した時間との関係を示す。図4に示したよう
に、この方法によれば、膜厚が数nm程度の薄い酸化窒
化膜13を形成できることが分かる。
The thickness of the oxynitride film 13 thus formed was measured by an ellipsometry method. FIG. 4 shows the relationship between the film thickness and the time during which the substrate 11 was exposed to an ionized gas containing oxygen atoms and nitrogen atoms. As shown in FIG. 4, according to this method, a thin oxynitride film 13 having a thickness of about several nm can be formed.

【0026】このように本実施の形態に係る絶縁膜の作
製方法によれば、基板11の表面を酸素原子および窒素
原子を含む電離気体の雰囲気中に曝したのち、それより
も高い温度で基板11の表面を加熱するようにしたの
で、第1の実施の形態と同様に、厚さが薄くかつ欠陥密
度が低い酸化窒化膜13を容易に形成することができ
る。また、第1の実施の形態と同様に、基板11の表面
のみをエネルギービームの照射により加熱するようにし
たので、第1の実施の形態において説明した効果と同様
の効果を有する。すなわち、低温で良好な酸化窒化膜1
3を容易に形成することができる。
As described above, according to the method of manufacturing an insulating film according to the present embodiment, after exposing the surface of substrate 11 to an atmosphere of an ionized gas containing oxygen atoms and nitrogen atoms, the substrate is heated at a higher temperature than that. Since the surface of 11 is heated, the oxynitride film 13 having a small thickness and a low defect density can be easily formed as in the first embodiment. In addition, as in the first embodiment, only the surface of the substrate 11 is heated by the irradiation of the energy beam, so that the same effect as that described in the first embodiment is obtained. That is, a good oxynitride film 1 at a low temperature
3 can be easily formed.

【0027】なお、本実施の形態においては、一酸化二
窒素を含む気体を電離させることにより酸素原子および
窒素原子を含む電離気体を生成させる場合について具体
的に説明したが、酸素およびオゾンのうちの少なくとも
1種と、アンモニア(NH3)および窒素(N2 )のう
ちの少なくとも1種とを含む気体を電離させることによ
り酸素原子および窒素原子を含む電離気体を生成させる
ようにしてもよい。また、それらに加えて一酸化二窒素
を含む気体を電離させることにより酸素原子および窒素
原子を含む電離気体を生成させるようにしてもよい。
In this embodiment, a case has been described in which a gas containing dinitrogen monoxide is ionized to generate an ionized gas containing oxygen atoms and nitrogen atoms. May be ionized with a gas containing at least one of ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ) to generate an ionized gas containing oxygen atoms and nitrogen atoms. In addition, a gas containing nitrous oxide may be ionized to generate an ionized gas containing oxygen atoms and nitrogen atoms.

【0028】(第3の実施の形態)図5は本発明の第3
の実施の形態に係る絶縁膜の作製方法を工程順に表すも
のである。本実施の形態では、第1の実施の形態におけ
る酸化膜12に代えて、下地部である基板11の上に絶
縁膜として窒化膜14を形成する場合について説明す
る。この方法は、電離気体の種類が異なることを除き、
第1の実施の形態と同一の構成を有している。よって、
ここでは、第1の実施の形態と同一の構成要素には同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
3A to 3C show a method of manufacturing an insulating film according to the first embodiment in the order of steps. In this embodiment, a case will be described in which a nitride film 14 is formed as an insulating film on a substrate 11, which is a base, instead of the oxide film 12 in the first embodiment. This method, except that the type of ionized gas is different,
It has the same configuration as the first embodiment. Therefore,
Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0029】まず、図5(A)に示したように、第1の
実施の形態と同様に、例えば、シリコンよりなる下地部
としての基板11を用意し、その表面を洗浄する。次い
で、図5(B)に示したように、基板11の表面に窒素
原子を含む電離気体G3 を照射し、電離気体G3 の雰囲
気中に基板11の表面を曝す。その際、例えば、アンモ
ニアおよび窒素のうちの少なくとも1種を含む気体を真
空装置中において電離させることにより、窒素原子を含
む電離気体を生成させる。その際の条件は、例えば、雰
囲気を600Torr、温度を150℃、電力を340
Wとする。これにより、基板11の表面に窒化膜14が
形成される。この窒化膜14は欠陥を多く有しており、
窒化膜14と基板11との界面にも欠陥が多く存在して
いる。
First, as shown in FIG. 5A, as in the first embodiment, a substrate 11 is prepared as a base portion made of, for example, silicon, and its surface is cleaned. Then, as shown in FIG. 5 (B), the ionized gas G 3 containing nitrogen atoms by irradiating the surface of the substrate 11, exposing the surface of the substrate 11 in an atmosphere of ionized gas G 3. At that time, for example, a gas containing at least one of ammonia and nitrogen is ionized in a vacuum device to generate an ionized gas containing nitrogen atoms. The conditions at this time are, for example, an atmosphere of 600 Torr, a temperature of 150 ° C., and an electric power of 340.
W. Thereby, a nitride film 14 is formed on the surface of the substrate 11. This nitride film 14 has many defects,
Many defects also exist at the interface between the nitride film 14 and the substrate 11.

【0030】窒化膜14を形成したのち、図5(C)に
示したように、第1の実施の形態と同様に、例えば、そ
の表面に基板11により吸収されるエネルギービームE
を照射して加熱する。これにより、第1の実施の形態と
同様に、窒化膜14の欠陥が低減し、窒化膜14と基板
11との界面の欠陥も低減する。すなわち、これによ
り、良好な窒化膜14が得られる。
After the nitride film 14 is formed, as shown in FIG. 5C, for example, the energy beam E absorbed on the surface by the substrate 11 is formed in the same manner as in the first embodiment.
And heat it. Thereby, similarly to the first embodiment, defects in the nitride film 14 are reduced, and defects at the interface between the nitride film 14 and the substrate 11 are also reduced. That is, thereby, a good nitride film 14 is obtained.

【0031】このように本実施の形態に係る絶縁膜の作
製方法によれば、基板11の表面を窒素原子を含む電離
気体の雰囲気中に曝したのち、それよりも高い温度で基
板11の表面を加熱するようにしたので、第1の実施の
形態と同様に、厚さが薄くかつ欠陥密度が低い窒化膜1
4を容易に形成することができる。また、第1の実施の
形態と同様に、基板11の表面のみをエネルギービーム
の照射により加熱するようにしたので、第1の実施の形
態において説明した効果と同一の効果を有する。すなわ
ち、低温で良好な窒化膜14を容易に形成することがで
きる。
As described above, according to the method of manufacturing an insulating film according to the present embodiment, after exposing the surface of substrate 11 to an atmosphere of an ionized gas containing nitrogen atoms, the surface of substrate 11 is heated at a higher temperature. Is heated, so that the nitride film 1 having a small thickness and a low defect density is formed similarly to the first embodiment.
4 can be easily formed. Further, as in the first embodiment, only the surface of the substrate 11 is heated by irradiating the energy beam, so that the same effect as that described in the first embodiment is obtained. That is, a good nitride film 14 can be easily formed at a low temperature.

【0032】(第4の実施の形態)図6は本発明の第4
の実施の形態に係る絶縁膜の作製方法を工程順に表すも
のである。この方法は、酸化膜12の上に被覆膜15を
形成する工程を更に含むことを除き、第1の実施の形態
と同様の構成を有している。よって、ここでは、第1の
実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
3A to 3C show a method of manufacturing an insulating film according to the first embodiment in the order of steps. This method has the same configuration as that of the first embodiment except that the method further includes a step of forming a coating film 15 on the oxide film 12. Therefore, here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0033】まず、第1の実施の形態と同様に、例え
ば、シリコンよりなる下地部としての基板11を用意
し、その表面を洗浄する(図1(A)参照)。次いで、
第1の実施の形態と同様に、酸素原子を含む電離気体G
1 の雰囲気中に基板11の表面を曝し、絶縁膜である酸
化膜12を形成する(図1(B)参照)。
First, as in the first embodiment, a substrate 11 is prepared as a base portion made of, for example, silicon, and its surface is cleaned (see FIG. 1A). Then
As in the first embodiment, the ionized gas G containing oxygen atoms
The surface of the substrate 11 is exposed to the atmosphere of 1 to form an oxide film 12 which is an insulating film (see FIG. 1B).

【0034】続いて、図6(A)に示したように、例え
ば、CVD法または真空蒸着法により、酸化膜12の上
に半導体または金属などよりなる被覆膜15を形成す
る。この被覆膜15は、酸化膜12の少なくとも一部を
覆い、基板11の表面が間接的に加熱されるようにする
ことにより、エネルギービームの照射による新たな欠陥
の生成を抑制するためのものである。被覆膜15を形成
する材料としては、例えば、シリコン,ゲルマニウム
(Ge)またはシリコンゲルマニウム(SiGe)など
の半導体、またはタングステン(W),チタン(T
i),モリブデン(Mo),タンタル(Ta)およびニ
ッケル(Ni)などの高融点金属を少なくとも1種含む
金属、またはこれらの半導体と金属とを含む合金などが
好ましい。これらにより被覆膜15を形成すれば、融点
が高くなるので基板11の表面を高温で加熱することが
できるからである。
Subsequently, as shown in FIG. 6A, a coating film 15 made of a semiconductor or a metal is formed on the oxide film 12 by, for example, a CVD method or a vacuum evaporation method. The coating film 15 covers at least a part of the oxide film 12 and indirectly heats the surface of the substrate 11, thereby suppressing generation of new defects due to irradiation with an energy beam. It is. As a material for forming the coating film 15, for example, a semiconductor such as silicon, germanium (Ge) or silicon germanium (SiGe), or tungsten (W), titanium (T
i), a metal containing at least one kind of high melting point metal such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta) and nickel (Ni), or an alloy containing these semiconductors and a metal is preferable. This is because if the coating film 15 is formed by these, the melting point becomes high, and the surface of the substrate 11 can be heated at a high temperature.

【0035】被覆膜15を形成したのち、図6(B)に
示したように、被覆膜15の上からエネルギービームE
を照射する。これにより、基板11の表面および酸化膜
12が間接的に加熱され、エネルギービームEの照射に
よる新たな欠陥の生成が抑制される。よって、第1の実
施の形態よりも更に効果的に酸化膜12の欠陥が低減
し、酸化膜12と基板11との界面における欠陥も低減
する。すなわち、これにより、良好な酸化膜12が得ら
れる。
After the coating film 15 is formed, as shown in FIG.
Is irradiated. Thereby, the surface of the substrate 11 and the oxide film 12 are indirectly heated, and the generation of new defects due to the irradiation of the energy beam E is suppressed. Therefore, defects in oxide film 12 are reduced more effectively than in the first embodiment, and defects at the interface between oxide film 12 and substrate 11 are also reduced. That is, a good oxide film 12 is thereby obtained.

【0036】なお、本実施の形態に係る絶縁膜の作製方
法は、そのまま、ダイオードを有する半導体装置の製造
方法に適用することができる。図7は本実施の形態に係
る絶縁膜の作製方法を用いた半導体装置の製造方法を工
程順に表すものである。
The method for manufacturing an insulating film according to the present embodiment can be applied to a method for manufacturing a semiconductor device having a diode as it is. FIG. 7 illustrates a method for manufacturing a semiconductor device using the method for manufacturing an insulating film according to the present embodiment in the order of steps.

【0037】まず、本実施の形態に係る絶縁膜の作製方
法と同様にして、例えば、シリコンよりなる下地部とし
ての基板11を用意し、その表面を洗浄する。次いで、
図7(A)に示したように、例えば、基板11の一面に
アルミニウムなどの金属よりなる金属層16を蒸着し、
400℃で1分間加熱処理することによりそれらをオー
ミック接合させる。これにより、基板11と金属層16
とからなる第1の電極17が形成される。続いて、図7
(B)に示したように、本実施の形態に係る絶縁膜の作
製方法と同様にして、例えば、酸素原子を含む電離気体
の雰囲気中に基板11の表面を曝し、絶縁膜である酸化
膜12を形成する。
First, in the same manner as the method of manufacturing an insulating film according to the present embodiment, a substrate 11 is prepared as a base portion made of, for example, silicon, and the surface thereof is cleaned. Then
As shown in FIG. 7A, for example, a metal layer 16 made of a metal such as aluminum is deposited on one surface of the substrate 11,
By performing heat treatment at 400 ° C. for 1 minute, they are made to form an ohmic junction. Thereby, the substrate 11 and the metal layer 16 are
Is formed. Subsequently, FIG.
As shown in (B), for example, the surface of the substrate 11 is exposed to an atmosphere of an ionizing gas containing oxygen atoms in the same manner as in the method for manufacturing an insulating film according to this embodiment, so that an oxide film serving as an insulating film is formed. 12 is formed.

【0038】酸化膜12を形成したのち、図7(C)に
示したように、本実施の形態に係る絶縁膜の作製方法と
同様にして、例えば、酸化膜12の上にアルミニウムな
どの金属よりなる第2の電極18を蒸着する。なお、こ
の第2の電極18は、この製造方法においては被覆膜と
しても機能する。そののち、図7(D)に示したよう
に、本実施の形態に係る絶縁膜の作製方法と同様にし
て、例えば、第2の電極18を被覆膜としてその上から
エネルギービームEを照射する。これにより、第1の電
極17を構成する基板11の上に酸化膜12を介して第
2の電極を有するダイオードが形成される。
After the oxide film 12 is formed, as shown in FIG. 7C, for example, a metal such as aluminum is formed on the oxide film 12 in the same manner as in the method of manufacturing the insulating film according to the present embodiment. A second electrode 18 is deposited. Note that the second electrode 18 also functions as a coating film in this manufacturing method. After that, as shown in FIG. 7D, for example, the energy beam E is irradiated from above the second electrode 18 as a coating film in the same manner as in the method for manufacturing the insulating film according to the present embodiment. I do. As a result, a diode having the second electrode is formed on the substrate 11 constituting the first electrode 17 with the oxide film 12 interposed therebetween.

【0039】本実施の形態に係る方法を用いて形成した
酸化膜12の特性を調べるために、この方法によりダイ
オードを作製し、第1の電極17と第2の電極18との
間に電圧を印加してその電流電圧特性を測定した。その
際、電離気体G1 には酸素ガスを電離させたものを用
い、エネルギービームにはXeClエキシマレーザビー
ムを用いて300mJ/cm2 の強さで照射した。その
結果を図8に示す。
In order to examine the characteristics of the oxide film 12 formed by using the method according to the present embodiment, a diode is manufactured by this method, and a voltage is applied between the first electrode 17 and the second electrode 18. The voltage was applied and the current-voltage characteristics were measured. At that time, the ionized gas G 1 with those obtained by ionizing the oxygen gas, the energy beam was irradiated at the intensity of 300 mJ / cm 2 using a XeCl excimer laser beam. FIG. 8 shows the result.

【0040】また、比較例1として、酸化膜12の加熱
処理を行わないことを除き本実施の形態に係る方法と同
様にしてダイオードを作製し、同様にして電流電圧特性
を調べた。更に、比較例2として、基板11に金属層1
6と第2の電極18とを形成し、同様にして電流電圧特
性を調べた。それらの結果も図8に合わせて示す。な
お、図8において、点線は本実施の形態に係る方法によ
り作製したダイオードの電流電圧特性であり、破線は比
較例1の電流電圧特性であり、実線は比較例2の電流電
圧特性である。
As Comparative Example 1, a diode was fabricated in the same manner as in the present embodiment except that the heat treatment of the oxide film 12 was not performed, and the current-voltage characteristics were examined in the same manner. Further, as Comparative Example 2, the metal layer 1
6 and the second electrode 18 were formed, and the current-voltage characteristics were examined in the same manner. The results are also shown in FIG. In FIG. 8, the dotted line is the current-voltage characteristic of the diode manufactured by the method according to the present embodiment, the broken line is the current-voltage characteristic of Comparative Example 1, and the solid line is the current-voltage characteristic of Comparative Example 2.

【0041】図8に示したように、比較例2,比較例1
および本実施の形態に係る方法により作製したダイオー
ドの順に電流値が小さくなっている。すなわち、本実施
の形態に係る方法によれば、酸化膜12の膜質を向上さ
せることができ、ダイオードの電流値を小さくできるこ
とが分かる。
As shown in FIG. 8, Comparative Examples 2 and 1
The current value decreases in the order of the diodes manufactured by the method according to the present embodiment. That is, according to the method according to the present embodiment, it can be seen that the film quality of oxide film 12 can be improved and the current value of the diode can be reduced.

【0042】このように本実施の形態に係る絶縁膜の作
製方法によれば、酸化膜12の上に被覆膜15を形成し
たのち、被覆膜15にエネルギービームを照射すること
により基板11の表面を加熱するようにしたので、エネ
ルギービームの照射により新しい欠陥が生成してしまう
ことを防止でき、酸化膜12の欠陥密度を更に低くする
ことができる。よって、この方法を用いてダイオードを
有する半導体装置を形成すれば、電流値を小さくするこ
とができ、特性を向上させることができる。
As described above, according to the manufacturing method of the insulating film according to the present embodiment, after forming the coating film 15 on the oxide film 12, the coating film 15 is irradiated with an energy beam. Is heated, it is possible to prevent new defects from being generated by the irradiation of the energy beam, and it is possible to further reduce the defect density of the oxide film 12. Therefore, when a semiconductor device having a diode is formed by using this method, a current value can be reduced and characteristics can be improved.

【0043】なお、本実施の形態に係る絶縁膜の作製方
法は、酸化膜12を形成する場合のみでなく、絶縁膜と
して第2の実施の形態において説明した酸化窒化膜13
を作製する場合および第3の実施の形態において説明し
た窒化膜14を作製する場合についても同様に適用する
ことができる。
Note that the method of manufacturing the insulating film according to the present embodiment is not limited to the case where the oxide film 12 is formed, and the method of manufacturing the insulating film is not limited to the case where the oxide film 12 is formed.
And the case of forming the nitride film 14 described in the third embodiment can be similarly applied.

【0044】図9に、第2の実施の形態と同様にして基
板を電離気体に曝したのち、本実施の形態と同様にして
第2の電極を形成し、加熱処理を行って酸化窒化膜を形
成したダイオードの電流電圧特性を示す。ダイオードの
作製に際しては、電離気体G2 として一酸化二窒素を電
離させたものを用い、エネルギービームEにはXeCl
エキシマレーザビームを用いて300mJ/cm2 の強
さで照射した。
FIG. 9 shows that the substrate is exposed to ionizing gas in the same manner as in the second embodiment, then a second electrode is formed in the same manner as in this embodiment, and a heat treatment is performed to form an oxynitride film. 4 shows current-voltage characteristics of a diode formed with. When producing the diode, a gas obtained by ionizing nitrous oxide as the ionized gas G 2 was used, and the energy beam E was XeCl 2.
Irradiation was performed at an intensity of 300 mJ / cm 2 using an excimer laser beam.

【0045】また、酸化窒化膜の加熱処理を行わないこ
とを除き本実施の形態に係る方法と同様にして作製した
ダイオードの電流電圧特性を比較例3として、基板11
に金属層16と第2の電極18とを形成したものの電流
電圧特性を比較例4として、それぞれ図9に合わせて示
す。なお、図9において、点線は本実施の形態に係る方
法により作製した酸化窒化膜を有するダイオードの電流
電圧特性であり、破線は比較例3の電流電圧特性であ
り、実線は比較例4の電流電圧特性である。
Further, the current-voltage characteristics of a diode manufactured in the same manner as the method according to the present embodiment except that the heat treatment of the oxynitride film was not performed were used as a comparative example 3 for the substrate 11.
FIG. 9 shows current-voltage characteristics of Comparative Example 4 in which a metal layer 16 and a second electrode 18 were formed. In FIG. 9, the dotted line indicates the current-voltage characteristics of the diode having the oxynitride film manufactured by the method according to the present embodiment, the broken line indicates the current-voltage characteristics of Comparative Example 3, and the solid line indicates the current-voltage characteristics of Comparative Example 4. It is a voltage characteristic.

【0046】図9に示したように、この場合において
も、比較例4,比較例3および本実施の形態に係る方法
により作製したダイオードの順に電流値が小さくなって
いる。すなわち、本実施の形態に係る方法によれば、酸
化窒化膜についても同様にその膜質を向上させることが
でき、ダイオードの電流値を小さくできることが分か
る。
As shown in FIG. 9, also in this case, the current value decreases in the order of Comparative Examples 4, 4 and the diodes manufactured by the method according to the present embodiment. That is, according to the method of the present embodiment, it can be seen that the film quality of the oxynitride film can be similarly improved, and the current value of the diode can be reduced.

【0047】(第5の実施の形態)図10乃至図12は
本発明の第5の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
を工程順に表すものである。この方法は、第4の実施の
形態に係る絶縁膜の作製方法を用いて薄膜電界効果トラ
ンジスタを有する半導体装置を製造するものである。
(Fifth Embodiment) FIGS. 10 to 12 show a method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention in the order of steps. In this method, a semiconductor device having a thin-film field-effect transistor is manufactured by using the method for manufacturing an insulating film according to the fourth embodiment.

【0048】まず、図10(A)に示したように、石英
ガラス,ケイ酸塩ガラスあるいはボロシリケートガラズ
などよりなる下地基板21を用意し、その上に、例え
ば、CVD法またはスパッタリング法により二酸化ケイ
素(SiO2 )または窒化ケイ素(Si3 4 )よりな
る絶縁層22を形成する。次いで、図10(B)に示し
たように、この絶縁層22の上に、例えば、CVD法に
より非晶質シリコン(アモルファスシリコン)よりなる
下地部としての半導体層23を形成する。
First, as shown in FIG. 10A, an undersubstrate 21 made of quartz glass, silicate glass, borosilicate glass, or the like is prepared, and a carbon dioxide is formed thereon by, for example, a CVD method or a sputtering method. An insulating layer 22 made of silicon (SiO 2 ) or silicon nitride (Si 3 N 4 ) is formed. Next, as shown in FIG. 10B, a semiconductor layer 23 as a base portion made of amorphous silicon (amorphous silicon) is formed on the insulating layer 22 by, for example, a CVD method.

【0049】続いて、図10(C)に示したように、例
えば、四フッ化炭素(CF4 )と水素(H2 )との混合
ガスの電離気体を用いたエッチングにより半導体層23
を選択的に除去し、伝導層23aを形成する。伝導層2
3aを形成したのち、図10(D)に示したように、第
1の実施の形態と同様にして、酸素原子を含む電離気体
1 の雰囲気中に伝導層23aの表面を曝し、その表面
に絶縁膜としての酸化膜24を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 10C, for example, the semiconductor layer 23 is etched by using an ionized gas of a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF 4 ) and hydrogen (H 2 ).
Is selectively removed to form a conductive layer 23a. Conductive layer 2
After 3a was formed, as shown in FIG. 10 (D), in the same manner as in the first embodiment, exposing the surface of the conductive layer 23a in an atmosphere of ionized gas G 1 containing an oxygen atom, the surface Then, an oxide film 24 as an insulating film is formed.

【0050】酸化膜24を形成したのち、図11(A)
に示したように、その上の一部に、例えば、CVD法に
より選択的に非晶質シリコンよりなるゲート電極25を
形成する。なお、このゲート電極25は、この製造工程
においては被覆膜として機能する。ゲート電極25を形
成したのち、図11(B)に示したように、例えば、イ
オンインプランテーションによりリン原子(P)または
ホウ素原子(B)を注入し、ゲート電極25および伝導
層23aのうちゲート電極25により覆われていない領
域にそれぞれ不純物を導入する。これにより、ゲート電
極25に不純物が添加されると共に、ゲート電極25を
挟んでソース領域23bとドレイン領域23cとがそれ
ぞれ形成される。
After forming the oxide film 24, FIG.
As shown in (1), a gate electrode 25 made of amorphous silicon is selectively formed on a part of the gate electrode 25 by, for example, a CVD method. The gate electrode 25 functions as a coating film in this manufacturing process. After forming the gate electrode 25, as shown in FIG. 11B, for example, a phosphorus atom (P) or a boron atom (B) is implanted by ion implantation, and the gate electrode 25 and the gate of the conductive layer 23a are formed. Impurities are introduced into regions not covered by the electrodes 25, respectively. Thereby, an impurity is added to the gate electrode 25, and the source region 23b and the drain region 23c are formed with the gate electrode 25 interposed therebetween.

【0051】不純物を導入したのち、図11(C)に示
したように、第4の実施の形態と同様にして、ゲート電
極25を被覆膜としてその上からエネルギービームEを
照射する。エネルギービームEを照射したのち、図12
に示したように、例えば、四フッ化炭素と水素との混合
ガスの電離気体を用いたエッチングにより、酸化膜24
のうちゲート電極25に覆われていない領域を選択的に
除去する。そののち、例えば、真空蒸着法により、ソー
ス領域23bに対応させてアルミニウムなどの金属より
なるソース電極26を選択的に形成すると共に、ドレイ
ン領域23cに対応させてアルミニウムなどの金属より
なるドレイン電極27を選択的に形成する。これによ
り、伝導層23aの上に酸化膜24を介してゲート電極
25を有する薄膜電界効果トランジスタが形成される。
After the impurities are introduced, as shown in FIG. 11C, the energy beam E is irradiated from above the gate electrode 25 as a coating film in the same manner as in the fourth embodiment. After irradiation with the energy beam E, FIG.
As shown in FIG. 5, the oxide film 24 is etched by using an ionized gas of a mixed gas of carbon tetrafluoride and hydrogen.
Out of the region not covered by the gate electrode 25 is selectively removed. Thereafter, a source electrode 26 made of a metal such as aluminum is selectively formed corresponding to the source region 23b by, for example, a vacuum deposition method, and a drain electrode 27 made of a metal such as aluminum is formed corresponding to the drain region 23c. Are formed selectively. As a result, a thin film field effect transistor having the gate electrode 25 on the conductive layer 23a with the oxide film 24 interposed therebetween is formed.

【0052】なお、ゲート電極25を形成したのち、次
のようにして薄膜電界効果トランジスタを形成するよう
にしてもよい。図13は第5の実施の形態に係る半導体
装置の他の製造方法を工程順に表すものである。
After the gate electrode 25 is formed, a thin film field effect transistor may be formed as follows. FIG. 13 shows another method of manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment in the order of steps.

【0053】すなわち、図11(A)に示したようにゲ
ート電極25を形成したのち、図13(A)に示したよ
うに、例えば、四フッ化炭素と水素との混合ガスの電離
気体を用いてエッチングを行い、酸化膜24のうちゲー
ト電極25に覆われていない領域を選択的に除去する。
そののち、例えば、ホスフィン(PH3 )またはジボラ
ン(B2 6 )の電離気体G4 を照射し、ゲート電極2
5および伝導層23aのうちゲート電極25により覆わ
れていない領域にそれぞれ不純物を導入する。これによ
り、ゲート電極25に不純物が添加されると共に、ゲー
ト電極25を挟んでソース領域23bとドレイン領域2
3cとが形成される。
That is, after the gate electrode 25 is formed as shown in FIG. 11A, as shown in FIG. 13A, for example, an ionized gas of a mixed gas of carbon tetrafluoride and hydrogen is discharged. Then, etching is performed to selectively remove a region of the oxide film 24 that is not covered with the gate electrode 25.
After that, for example, by irradiating ionizing gas G 4 of phosphine (PH 3) or diborane (B 2 H 6), the gate electrode 2
Impurities are introduced into regions 5 and conductive layer 23a not covered by gate electrode 25, respectively. Thereby, an impurity is added to the gate electrode 25, and the source region 23b and the drain region 2
3c are formed.

【0054】不純物を導入したのち、図13(B)に示
したように、第4の実施の形態と同様にして、ゲート電
極25を被覆膜としてその上からエネルギービームEを
照射する。エネルギービームEを照射したのち、上記方
法と同様にして、ソース電極26とドレイン電極27と
を選択的にそれぞれ形成する(図12参照)。これによ
り、薄膜電界効果トランジスタが形成される。
After the impurities are introduced, as shown in FIG. 13B, the energy beam E is irradiated from above the gate electrode 25 as a coating film in the same manner as in the fourth embodiment. After irradiation with the energy beam E, the source electrode 26 and the drain electrode 27 are selectively formed in the same manner as described above (see FIG. 12). Thereby, a thin film field effect transistor is formed.

【0055】このように本実施の形態に係る半導体装置
の製造方法によれば、伝導層23aの表面を酸素原子を
含む電離気体の雰囲気中に曝したのち、その表面を加熱
するようにしたので、厚さが薄くかつ欠陥密度が低い酸
化膜24を低温で形成することができる。よって、半導
体装置を微細化することができると共に、石英ガラス,
ケイ酸塩ガラスあるいはボロシリケートガラスなどより
なる下地基板21を用いることができ、大面積の半導体
装置を形成することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the surface of conductive layer 23a is exposed to the atmosphere of ionized gas containing oxygen atoms, and then the surface is heated. The oxide film 24 having a small thickness and a low defect density can be formed at a low temperature. Therefore, the semiconductor device can be miniaturized and quartz glass,
A base substrate 21 made of silicate glass, borosilicate glass, or the like can be used, and a large-area semiconductor device can be formed.

【0056】また、酸化膜24の上にゲート電極25を
形成したのち、このゲート電極25を被覆膜として加熱
処理を行うようにしたので、酸化膜24の欠陥密度を更
に低くすることができる。
After the gate electrode 25 is formed on the oxide film 24, heat treatment is performed using the gate electrode 25 as a coating film, so that the defect density of the oxide film 24 can be further reduced. .

【0057】なお、本実施の形態に係る半導体装置の製
造方法は、伝導層23aの上に絶縁膜として酸化膜24
を形成する場合のみでなく、絶縁膜として第2の実施の
形態において説明した酸化窒化膜を作製する場合、およ
び第3の実施の形態において説明した窒化膜を作製する
場合についても同様に適用することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the oxide film 24 as an insulating film is formed on the conductive layer 23a.
Is similarly applied to the case where the oxynitride film described in the second embodiment is formed as the insulating film and the case where the nitride film described in the third embodiment is formed as the insulating film. be able to.

【0058】また、本実施の形態においてはトランジス
タを有する半導体装置の製造方法について説明したが、
第1の電極を構成する半導体よりなる下地部の上に絶縁
膜を介して第2の電極を形成したキャパシタよりなるメ
モリを有する半導体装置、および第1の電極を構成する
半導体よりなる下地部の上に絶縁膜を介して第2の電極
を形成したダイオードを有する半導体装置についても、
本実施の形態と同様にして製造することができる。
In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device having a transistor has been described.
A semiconductor device having a memory made up of a capacitor having a second electrode formed on a base part made of a semiconductor constituting a first electrode via an insulating film, and a base part made of a semiconductor constituting the first electrode A semiconductor device having a diode on which a second electrode is formed via an insulating film is also provided.
It can be manufactured in the same manner as in the present embodiment.

【0059】(第6の実施の形態)図14乃至図16は
本発明の第6の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
を工程順に表すものである。この方法は、第4の実施の
形態に係る絶縁膜の作製方法を用いてメモリを有する半
導体装置を製造するものである。なお、ここでは、第5
の実施の形態に係る半導体装置の製造方法と途中まで工
程が同一であるので、同一の工程については先の図面を
参照すると共に、同一の構成要素には同一の符号を付
し、その詳細な説明を省略する。
(Sixth Embodiment) FIGS. 14 to 16 show a method of manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention in the order of steps. In this method, a semiconductor device having a memory is manufactured by using the method for manufacturing an insulating film according to the fourth embodiment. Note that here, the fifth
Since the steps are partially the same as those in the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment, the same steps are referred to the previous drawings, and the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Description is omitted.

【0060】まず、第5の実施の形態と同様に、石英ガ
ラス,ケイ酸塩ガラスあるいはボロシリケートガラスな
どよりなる下地基板21を用意し、その上に絶縁層22
を形成する(図10(A)参照)。次いで、第5の実施
の形態と同様に、絶縁層22の上に非晶質シリコンより
なる下地部としての半導体層23を形成し、それを選択
的に除去して伝導層23aを形成する(図10(B)
(C)参照)。そののち、第5の実施の形態と同様に、
酸素原子を含む電離気体G1 の雰囲気中に伝導層23a
の表面を曝し、その表面に絶縁膜としての酸化膜24を
形成する(図10(D)参照)。
First, as in the fifth embodiment, a base substrate 21 made of quartz glass, silicate glass, borosilicate glass, or the like is prepared, and an insulating layer 22 is formed thereon.
Is formed (see FIG. 10A). Next, as in the fifth embodiment, a semiconductor layer 23 as a base portion made of amorphous silicon is formed on the insulating layer 22 and is selectively removed to form a conductive layer 23a ( FIG. 10 (B)
(C)). After that, as in the fifth embodiment,
Conductive layer 23a in an atmosphere of ionized gas G 1 containing an oxygen atom
Is exposed, and an oxide film 24 as an insulating film is formed on the surface (see FIG. 10D).

【0061】酸化膜24を形成したのち、図14(A)
に示したように、例えば、CVD法またはスパッタリン
グ法により、非晶質シリコン,非晶質ゲルマニウム(G
e)または窒化ケイ素よりなる電荷蓄積部31を形成す
る。なお、電荷蓄積部31は二次元的な膜である必要は
なく、複数の島状に分離した構造を有していてもよい。
電荷蓄積部31を形成したのち、図14(B)に示した
ように、電荷蓄積部31を下地部とし、第1の実施の形
態と同様にして、酸素原子を含む電離気体G1の雰囲気
中に電荷蓄積部31の表面を曝し、その表面に絶縁膜と
しての酸化膜32を形成する。なお、この酸化膜32を
CVD法またはスパッタリング法により形成するように
してもよい。
After forming oxide film 24, FIG.
As shown in FIG. 1, amorphous silicon, amorphous germanium (G
e) or forming a charge storage portion 31 made of silicon nitride. Note that the charge storage section 31 does not need to be a two-dimensional film, and may have a structure separated into a plurality of islands.
After forming the charge storage section 31, as shown in FIG. 14 (B), the charge storage section 31 and a base portion, in the same manner as in the first embodiment, the atmosphere of ionized gas G 1 containing an oxygen atom The surface of the charge storage portion 31 is exposed inside, and an oxide film 32 as an insulating film is formed on the surface. The oxide film 32 may be formed by a CVD method or a sputtering method.

【0062】酸化膜32を形成したのち、図15(A)
に示したように、伝導層23aの一部に対応して、例え
ば、CVD法により選択的に非晶質シリコンよりなるゲ
ート電極33を形成する。ゲート電極33を形成したの
ち、例えば、四フッ化炭素と水素との混合ガスの電離気
体を用いてエッチングを行い、ゲート電極33に覆われ
ていない領域の酸化膜32,電荷蓄積部31および酸化
膜24を選択的に除去する。そののち、図15(B)に
示したように、例えば、ホスフィンまたはジボランの電
離気体G4 を照射し、ゲート電極33および伝導層23
aのうちゲート電極33により覆われていない領域にそ
れぞれ不純物を導入する。これにより、ゲート電極33
に不純物が添加されると共に、ソース領域23bおよび
ドレイン領域23cがそれぞれ形成される。
After forming the oxide film 32, FIG.
As shown in (1), a gate electrode 33 made of amorphous silicon is selectively formed corresponding to a part of the conductive layer 23a by, for example, a CVD method. After the gate electrode 33 is formed, etching is performed using, for example, an ionized gas of a mixed gas of carbon tetrafluoride and hydrogen, and the oxide film 32, the charge storage portion 31, and the oxide in a region not covered by the gate electrode 33 are formed. The film 24 is selectively removed. After that, as shown in FIG. 15B, for example, an ionizing gas G 4 of phosphine or diborane is irradiated to form the gate electrode 33 and the conductive layer 23.
Impurities are respectively introduced into the regions a not covered by the gate electrode 33. Thereby, the gate electrode 33
, And a source region 23b and a drain region 23c are respectively formed.

【0063】不純物を導入したのち、図16(A)に示
したように、第4の実施の形態と同様にして、ゲート電
極33を被覆膜とし、その上からエネルギービームEを
照射する。これにより、酸化膜24,33の欠陥が低減
する。エネルギービームEを照射したのち、図16
(B)に示したように、例えば、真空蒸着法により、ソ
ース電極34およびドレイン電極35を選択的にそれぞ
れ形成する。これにより、伝導層23aの上に酸化膜2
4を介して電荷蓄積層31を有すると共に、電荷蓄積層
31の上に酸化膜32を介してゲート電極33を有する
メモリが形成される。
After the impurity is introduced, as shown in FIG. 16A, the gate electrode 33 is used as a coating film, and the energy beam E is irradiated thereon from the same as in the fourth embodiment. Thereby, defects of the oxide films 24 and 33 are reduced. After irradiation with the energy beam E, FIG.
As shown in (B), the source electrode 34 and the drain electrode 35 are selectively formed by, for example, a vacuum evaporation method. Thereby, oxide film 2 is formed on conductive layer 23a.
4, a memory having a charge storage layer 31 and a gate electrode 33 on the charge storage layer 31 via an oxide film 32 is formed.

【0064】このように本実施の形態に係る半導体装置
の製造方法によれば、伝導層23aまたは電荷蓄積層3
1の表面を酸素原子を含む電離気体の雰囲気中に曝した
のち、その表面を加熱するようにしたので、厚さが薄く
かつ欠陥密度が低い酸化膜24,32を低温で形成する
ことができる。よって、半導体装置を微細化することが
できると共に、石英ガラス,ケイ酸塩ガラスあるいはボ
ロシリケートガラスなどよりなる下地基板21を用いる
ことができ、大面積の半導体装置を形成することができ
る。
As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the conductive layer 23a or the charge storage layer 3
After exposing the surface 1 to an atmosphere of an ionized gas containing oxygen atoms, the surface is heated, so that the oxide films 24 and 32 having a small thickness and a low defect density can be formed at a low temperature. . Accordingly, the semiconductor device can be miniaturized, and the base substrate 21 made of quartz glass, silicate glass, borosilicate glass, or the like can be used, and a large-area semiconductor device can be formed.

【0065】また、酸化膜24の上に電荷蓄積部31な
どを形成したのち、それらを被覆膜として加熱処理を行
うようにしたので、または、酸化膜32の上にゲート電
極33を形成したのち、それを被腹膜として加熱処理を
行うようにしたので、酸化膜24,32の欠陥密度を更
に低くすることができる。
After the charge storage portions 31 and the like are formed on the oxide film 24, heat treatment is performed using them as a coating film, or the gate electrode 33 is formed on the oxide film 32. Thereafter, the heat treatment is performed using the film as the peritoneum, so that the defect density of the oxide films 24 and 32 can be further reduced.

【0066】なお、本実施の形態に係る半導体装置の製
造方法は、絶縁膜として酸化膜24,33を形成する場
合のみでなく、絶縁膜として第2の実施の形態において
説明した酸化窒化膜を作製する場合、および第3の実施
の形態において説明した窒化膜を作製する場合について
も同様に適用することができる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment is not limited to the case where the oxide films 24 and 33 are formed as insulating films, but also the case where the oxynitride film described in the second embodiment is used as the insulating film. The same applies to the case of manufacturing and the case of manufacturing the nitride film described in the third embodiment.

【0067】また、電荷蓄積部とゲート電極との間のキ
ャパシタンスを1aF程度に小さくすることにより顕著
な単一電子効果を得ることができる単一電子メモリにつ
いても、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法と全
く同様にして製造することができる。
The semiconductor device according to the present embodiment also provides a single-electron memory capable of obtaining a remarkable single-electron effect by reducing the capacitance between the charge storage portion and the gate electrode to about 1 aF. Can be manufactured in exactly the same manner as in the method of manufacturing.

【0068】(第7の実施の形態)図17乃至図20は
本発明の第7の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
を工程順に表すものである。なお、図17乃至図20の
各工程図では平面図とその断面図とをそれぞれ表してい
る。
(Seventh Embodiment) FIGS. 17 to 20 show a method of manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention in the order of steps. 17 to 20 show a plan view and a sectional view thereof, respectively.

【0069】本実施の形態に係る半導体装置の製造方法
は、第4の実施の形態に係る絶縁膜の作製方法を用いて
単一電子トランジスタ(Single Charge Tunneling, Ple
numPress, edited by H.Grabert and M.H.Devoret参
照)を有する半導体装置を製造するものである。なお、
この方法は、伝導層43aを形成する工程が異なること
を除き、第5の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
と同一の構成を有している。よって、ここでは、第5の
実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment uses a single electron transistor (Single Charge Tunneling, Ple) using the method for manufacturing an insulating film according to the fourth embodiment.
numPress, edited by H. Grabert and MHDevoret). In addition,
This method has the same configuration as the method of manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment except that the step of forming the conductive layer 43a is different. Therefore, here, the same components as those in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0070】まず、図17に示したように、例えば、石
英ガラス,ケイ酸塩ガラスあるいはボロシリケートガラ
スなどよりなる下地基板21を用意し、その上に絶縁層
22を形成する。次いで、その上に、非晶質シリコンよ
りなる下地部としての半導体層を形成し、この半導体層
を選択的に除去して伝導層41を形成する。その際、伝
導層41の中央部41aの幅を端部41b,41cに比
べて狭くなるようにする。
First, as shown in FIG. 17, a base substrate 21 made of, for example, quartz glass, silicate glass or borosilicate glass is prepared, and an insulating layer 22 is formed thereon. Next, a semiconductor layer as a base portion made of amorphous silicon is formed thereon, and the semiconductor layer is selectively removed to form a conductive layer 41. At this time, the width of the central portion 41a of the conductive layer 41 is made narrower than the end portions 41b and 41c.

【0071】次いで、図18に示したように、酸素原子
を含む電離気体G1 の雰囲気中に伝導層41の表面を曝
し、その表面に絶縁膜としての酸化膜24を形成する。
なお、ここでは、伝導層41の中央部41aの幅を端部
41b,41cに比べて狭くしているので、形状依存酸
化により、中央部41aと端部41b,41cとの境界
部分にトンネル接合部41d,41eがそれぞれ形成さ
れる。
[0071] Then, as shown in FIG. 18, in an atmosphere of ionized gas G 1 containing oxygen atoms exposed to the surface of the conductive layer 41, to form an oxide film 24 as an insulating film on the surface thereof.
Here, since the width of the central portion 41a of the conductive layer 41 is smaller than that of the end portions 41b and 41c, a tunnel junction is formed at the boundary between the central portion 41a and the end portions 41b and 41c by shape-dependent oxidation. Parts 41d and 41e are respectively formed.

【0072】酸化膜24を形成したのち、図19に示し
たように、伝導層41における中央部41aの一部を覆
うように、ゲート電極25を選択的に形成する。ゲート
電極25を形成したのち、例えば、リン原子またはホウ
素原子を注入し、ゲート電極25および伝導層41のう
ちゲート電極25により覆われていない領域にそれぞれ
不純物を導入して、ゲート電極25に不純物を添加する
と共に、ソース領域42およびドレイン領域43をそれ
ぞれ形成する。そののち、ゲート電極25を被覆膜とし
てその上からエネルギービームEを照射する。
After the oxide film 24 is formed, as shown in FIG. 19, the gate electrode 25 is selectively formed so as to cover a part of the central portion 41a of the conductive layer 41. After the gate electrode 25 is formed, for example, phosphorus atoms or boron atoms are implanted, and impurities are introduced into regions of the gate electrode 25 and the conductive layer 41 that are not covered by the gate electrode 25, respectively. And a source region 42 and a drain region 43 are formed. After that, the energy beam E is irradiated from above the gate electrode 25 as a coating film.

【0073】エネルギービームEを照射したのち、図2
0に示したように、酸化膜24を選択的に除去し、ソー
ス領域42とドレイン領域43を露出させる。そのの
ち、ソース電極26とドレイン電極27とをそれぞれ選
択的に形成する。これにより、伝導層41の上に酸化膜
24を介してゲート電極25を有する単一電子トランジ
スタが形成される。
After irradiating the energy beam E, FIG.
As shown at 0, the oxide film 24 is selectively removed, exposing the source region 42 and the drain region 43. After that, the source electrode 26 and the drain electrode 27 are selectively formed. Thus, a single-electron transistor having gate electrode 25 on conductive layer 41 with oxide film 24 interposed therebetween is formed.

【0074】このように本実施の形態に係る半導体装置
の製造方法によれば、伝導層41の表面を酸素原子を含
む電離気体の雰囲気中に曝したのち、その上にゲート電
極25を形成しこれを被覆膜として加熱処理をするよう
にしたので、第5の実施の形態と同様に、厚さが薄くか
つ欠陥密度が低い酸化膜24を低温で形成することがで
きる。よって、半導体装置を微細化することができると
共に、大面積の半導体装置を形成することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, after exposing the surface of conductive layer 41 to the atmosphere of ionized gas containing oxygen atoms, gate electrode 25 is formed thereon. Since heat treatment is performed using this as a coating film, the oxide film 24 having a small thickness and a low defect density can be formed at a low temperature, similarly to the fifth embodiment. Therefore, a semiconductor device can be miniaturized and a large-area semiconductor device can be formed.

【0075】なお、本実施の形態に係る半導体装置の製
造方法は、絶縁膜として酸化膜24を形成する場合のみ
でなく、絶縁膜として第2の実施の形態において説明し
た酸化窒化膜を作製する場合、および第3の実施の形態
において説明した窒化膜を作製する場合についても同様
に適用することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, not only the case where the oxide film 24 is formed as the insulating film, but also the oxynitride film described in the second embodiment is formed as the insulating film. The same can be applied to the case and the case of manufacturing the nitride film described in the third embodiment.

【0076】以上、各実施の形態を挙げて本発明を説明
したが、本発明はこれらの各実施の形態に限定されるも
のではなく、種々変形可能である。例えば、上記各実施
の形態では、エネルギービームを照射することにより下
地部の表面を加熱するようにしたが、他の方法により下
地部の表面を加熱するようにしてもよい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified. For example, in each of the above embodiments, the surface of the underlying portion is heated by irradiating the energy beam, but the surface of the underlying portion may be heated by another method.

【0077】また、上記各実施の形態では、下地部をシ
リコンにより形成する場合について具体的に説明した
が、本発明は、下地部をゲルマニウムまたはシリコンゲ
ルマニウムにより形成するようにしてもよい。または、
下地部をガリウムヒ素(GaAs)などの化合物半導体
により形成するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the base portion is formed of silicon has been specifically described. However, in the present invention, the base portion may be formed of germanium or silicon germanium. Or
The base may be formed of a compound semiconductor such as gallium arsenide (GaAs).

【0078】更に、上記第4乃至第7の各実施の形態に
おいては、具体的な半導体装置の製造方法について説明
したが、本発明の絶縁膜の作製方法を含んでいれば、他
にどのような工程を含んでいてもよい。
Further, in each of the fourth to seventh embodiments, a specific method of manufacturing a semiconductor device has been described. However, if the method of manufacturing an insulating film of the present invention is included, any other method may be used. Steps may be included.

【0079】加えて、上記第5乃至第7の各実施の形態
では、石英ガラス,ケイ酸塩ガラスあるいはボロリケー
トガラスなどよりなる下地基板21を用いる場合につい
て具体的に説明したが、本発明は、プラスチックなどの
更に融点が低い材料よりなる基板を用いることもでき
る。
In addition, in each of the fifth to seventh embodiments, the case where the base substrate 21 made of quartz glass, silicate glass, borosilicate glass, or the like is used has been specifically described. Alternatively, a substrate made of a material having a lower melting point, such as plastic, can be used.

【0080】更にまた、上記第5乃至第7の各実施の形
態では、下地基板21の上に二酸化ケイ素または窒化ケ
イ素よりなる絶縁層22を形成するようにしたが、絶縁
層22を酸化窒化ケイ素(すなわち酸素と窒素とケイ素
との化合物)により形成するようにしてもよい。また、
窒化ケイ素膜と二酸化ケイ素膜との多層構造を有する絶
縁層22を形成するようにしてもよい。
Further, in each of the fifth to seventh embodiments, the insulating layer 22 made of silicon dioxide or silicon nitride is formed on the base substrate 21. However, the insulating layer 22 is made of silicon oxynitride. (Ie, a compound of oxygen, nitrogen and silicon). Also,
The insulating layer 22 having a multilayer structure of a silicon nitride film and a silicon dioxide film may be formed.

【0081】加えてまた、上記第4の実施の形態では、
ダイオードを有する半導体装置の製造方法について説明
したが、例えば、基板11の表面を電離気体に曝して絶
縁膜を形成し、加熱処理したのち、絶縁膜の上に例えば
10nm以下の薄い半導体層を形成し、更にその表面を
電離気体に曝して絶縁膜を形成し、加熱処理をしたの
ち、その絶縁膜の上に半導体層を形成するというよう
に、薄い絶縁膜と薄い半導体層とを繰り返し形成するよ
うにすれば、多重のトンネル障壁が設けられた共鳴トン
ネルダイオードを有する半導体装置を形成することがで
きる。
In addition, in the fourth embodiment,
A method for manufacturing a semiconductor device having a diode has been described. For example, an insulating film is formed by exposing the surface of a substrate 11 to ionizing gas, and after heat treatment, a thin semiconductor layer of, for example, 10 nm or less is formed on the insulating film. Then, a thin insulating film and a thin semiconductor layer are repeatedly formed such that an insulating film is formed by exposing the surface to an ionizing gas, a heat treatment is performed, and then a semiconductor layer is formed on the insulating film. By doing so, a semiconductor device having a resonant tunnel diode provided with multiple tunnel barriers can be formed.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように請求項1乃至請求項
8のいずれか1に記載の絶縁膜の作製方法によれば、下
地部の表面を電離気体に曝して絶縁膜を形成したのち、
その表面を加熱するようにしたので、厚さが薄くかつ欠
陥密度が低い絶縁膜を低温で容易に形成することができ
るという効果を奏する。
As described above, according to the method for manufacturing an insulating film according to any one of claims 1 to 8, after exposing the surface of the underlying portion to the ionized gas to form the insulating film,
Since the surface is heated, there is an effect that an insulating film having a small thickness and a low defect density can be easily formed at a low temperature.

【0083】特に、請求項4または請求項5に記載の絶
縁膜の作製方法によれば、エネルギービームを照射する
ことにより下地部の表面を加熱するようにしたので、下
地部の表面近傍のみを容易に加熱することができ、周囲
の温度が上昇することを防止することができるという効
果を奏する。
In particular, according to the method of manufacturing an insulating film according to claim 4 or 5, since the surface of the underlying portion is heated by irradiating the energy beam, only the vicinity of the surface of the underlying portion is heated. The effect of being able to heat easily and to prevent the surrounding temperature from rising is produced.

【0084】また、請求項6または請求項7に記載の絶
縁膜の作製方法によれば、絶縁膜を形成したのち、その
上に被覆膜を形成してエネルギービームを照射し、それ
により下地部の表面を加熱するようにしたので、エネル
ギービームの照射により新しい欠陥が生成してしまうこ
とを防止することができ、絶縁膜の欠陥密度を更に低く
することができる。
According to the method of manufacturing an insulating film according to the sixth or seventh aspect, after forming the insulating film, a coating film is formed thereon and irradiated with an energy beam, thereby forming an underlayer. Since the surface of the portion is heated, it is possible to prevent new defects from being generated by the irradiation of the energy beam, and to further lower the defect density of the insulating film.

【0085】更に、請求項9乃至請求項21のいずれか
1に記載の半導体装置の製造方法によれば、下地部の表
面を電離気体に曝して絶縁膜を形成したのち、その表面
を加熱するようにしたので、厚さが薄くかつ欠陥密度が
低い絶縁膜を低温で容易に形成することができる。よっ
て、半導体装置を微細化することができると共に、例え
ば、下地部を低耐熱性材料よりなる下地基板の上に形成
することが可能となり、大面積の半導体装置を形成する
ことができるという効果を奏する。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the ninth to twenty-first aspects, the surface of the underlying portion is exposed to ionized gas to form an insulating film, and then the surface is heated. Thus, an insulating film having a small thickness and a low defect density can be easily formed at a low temperature. Therefore, the semiconductor device can be miniaturized, and, for example, the base portion can be formed on a base substrate made of a low heat-resistant material, which has an effect that a large-area semiconductor device can be formed. Play.

【0086】加えて、請求項12または請求項13に記
載の半導体装置の製造方法によれば、エネルギービーム
を照射することにより下地部の表面を加熱するようにし
たので、下地部の表面近傍のみを容易に加熱することが
でき、周囲の温度が上昇することを防止することができ
る。よって、例えば、下地部を低耐熱性材料よりなる下
地基板の上に形成することが可能となり、大面積の半導
体装置を形成することができるという効果を奏する。ま
た、不純物の分布や形成した層の歪みを防止することが
でき、半導体装置を微細化することができるという効果
も奏する。
In addition, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the twelfth aspect or the thirteenth aspect, the surface of the underlying portion is heated by irradiating the energy beam. Can be easily heated, and an increase in ambient temperature can be prevented. Therefore, for example, the base portion can be formed on a base substrate made of a low heat-resistant material, which has an effect that a large-area semiconductor device can be formed. In addition, the distribution of impurities and the distortion of the formed layer can be prevented, and the semiconductor device can be miniaturized.

【0087】更にまた、請求項14または請求項15に
記載の半導体装置の製造方法によれば、絶縁膜を形成し
たのち、その上に被覆膜を形成してエネルギービームを
照射し、それにより下地部の表面を加熱するようにした
ので、エネルギービームの照射により新しい欠陥が生成
してしまうことを防止することができ、絶縁膜の欠陥密
度を更に低くすることができる。よって、半導体装置の
特性を向上させることができると共に、微細化をするこ
とができるという効果を奏する。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourteenth or fifteenth aspect, after forming an insulating film, a covering film is formed thereon and irradiated with an energy beam. Since the surface of the base portion is heated, it is possible to prevent new defects from being generated by the irradiation of the energy beam, and to further reduce the defect density of the insulating film. Therefore, there is an effect that the characteristics of the semiconductor device can be improved and the device can be miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る絶縁膜の作製
方法を工程順に表す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an insulating film according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】図1に示した方法により作製した酸化膜の膜厚
と酸素原子を含む電離気体中に基板を曝した時間との関
係を表す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a thickness of an oxide film formed by the method shown in FIG. 1 and a time of exposing a substrate to an ionized gas containing oxygen atoms.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る絶縁膜の作製
方法を工程順に表す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an insulating film according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】図3に示した方法により作製した酸化窒化膜の
膜厚と酸素原子および窒素原子を含む電離気体中に基板
を曝した時間との関係を表す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a film thickness of an oxynitride film manufactured by the method shown in FIG. 3 and a time of exposing a substrate to an ionized gas containing oxygen atoms and nitrogen atoms.

【図5】本発明の第3の実施の形態に係る絶縁膜の作製
方法を工程順に表す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an insulating film according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図6】本発明の第4の実施の形態に係る絶縁膜の作製
方法を工程順に表す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view illustrating a method of manufacturing an insulating film according to a fourth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図7】図6に示した方法を用いたダイオードの作製方
法を工程順に表す断面図である。
7 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a diode using the method illustrated in FIG. 6 in the order of steps.

【図8】図7に示した方法により作製したダイオードの
電流電圧特性を表す特性図である。
8 is a characteristic diagram showing current-voltage characteristics of a diode manufactured by the method shown in FIG.

【図9】第4の実施の形態に係る方法を用いて作製した
他のダイオードの電流電圧特性を表す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating current-voltage characteristics of another diode manufactured using the method according to the fourth embodiment.

【図10】本発明の第5の実施の形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に表す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図11】図10に続く各工程を表す断面図である。FIG. 11 is a sectional view illustrating each step following FIG. 10;

【図12】図11に続く各工程を表す断面図である。FIG. 12 is a sectional view illustrating each step following FIG. 11;

【図13】本発明の第5の実施の形態に係る半導体装置
の他の製造方法を工程順に表す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view illustrating another method of manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図14】本発明の第6の実施の形態に係る半導体装置
の製造方法を工程順に表す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図15】図14に続く各工程を表す断面図である。FIG. 15 is a sectional view illustrating each step following FIG. 14;

【図16】図15に続く各工程を表す断面図である。FIG. 16 is a sectional view illustrating each step following FIG. 15;

【図17】本発明の第7の実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程を表す平面図およびそのI−I線に
沿った断面図である。
FIG. 17 is a plan view illustrating one step of a method for manufacturing a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention, and a cross-sectional view taken along the line II.

【図18】図17に続く工程を表す平面図およびそのI
I−II線に沿った断面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a step following FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line I-II.

【図19】図18に続く工程を表す平面図およびそのI
II−III線に沿った断面図である。
FIG. 19 is a plan view showing a step following FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line II-III.

【図20】図19に続く工程を表す平面図およびそのI
V−IV線に沿った断面図である。
20 is a plan view showing a step following the step shown in FIG. 19, and FIG.
It is sectional drawing along the V-IV line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…基板、12,24,32…酸化膜、13…酸化窒
化膜、14…窒化膜、15…被覆膜、16…金属層、1
7…第1の電極、18…第2の電極、21…下地基板、
22…絶縁膜、23…半導体層、23a,41…伝導
層、23b,42…ソース領域、23c,43…ドレイ
ン領域、25,33 …ゲート電極、26,34…ソー
ス電極,27,35…ドレイン電極、31…電荷蓄積
層、41a…中央部、41b,41c…端部、41d,
41e…トンネル接合部、G1 ,G2,G3 …電離気
体、E…エネルギービーム
11 ... substrate, 12, 24, 32 ... oxide film, 13 ... oxynitride film, 14 ... nitride film, 15 ... coating film, 16 ... metal layer, 1
7: first electrode, 18: second electrode, 21: base substrate,
22 insulating film, 23 semiconductor layer, 23a, 41 conductive layer, 23b, 42 source region, 23c, 43 drain region, 25, 33 gate electrode, 26, 34 source electrode, 27, 35 drain Electrode, 31 ... Charge storage layer, 41a ... Center, 41b, 41c ... End, 41d,
41e ... tunnel junction, G 1, G 2, G 3 ... ionized gas, E ... energy beam

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/336 H01L 29/78 617U 21/329 618C 622 29/91 A (72)発明者 碓井 節夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5F040 DC01 DC03 DC09 EB11 EB12 5F058 BA06 BA11 BA20 BB07 BD01 BD02 BD04 BD10 BD15 BF02 BF17 BF29 BF30 BF32 BF33 BF38 BF54 BF60 BF62 BF64 BF66 BF67 BF75 BF77 BH02 BH03 BH04 BJ01 BJ04 5F083 EP18 FZ01 HA02 JA02 JA05 JA19 PR21 PR33 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/336 H01L 29/78 617U 21/329 618C 622 29/91 A (72) Inventor Setsuo Usui Kita, Shinagawa-ku, Tokyo Shinagawa 6-chome 7-35 Sony Corporation F-term (reference) BH04 BJ01 BJ04 5F083 EP18 FZ01 HA02 JA02 JA05 JA19 PR21 PR33

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体よりなる下地部の表面を酸素原子
(O)および窒素原子(N)のうちの少なくとも一方を
含む電離気体に曝すことにより下地部の表面に酸化膜,
窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶縁膜を形成する工
程と、 絶縁膜を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする絶縁膜の作製方法。
An oxide film is formed on the surface of the base by exposing the surface of the base made of a semiconductor to an ionizing gas containing at least one of oxygen atoms (O) and nitrogen atoms (N).
A method for manufacturing an insulating film, comprising: a step of forming an insulating film made of a nitride film or an oxynitride film; and a step of heating a surface of a base portion on which the insulating film is formed.
【請求項2】 絶縁膜を形成する際の温度よりも高い温
度で下地部の表面を加熱することを特徴とする請求項1
記載の絶縁膜の作製方法。
2. The method according to claim 1, wherein the surface of the base is heated at a temperature higher than the temperature at which the insulating film is formed.
A method for manufacturing the insulating film according to the above.
【請求項3】 酸素(O2 ),オゾン(O3 ),一酸化
二窒素(N2 O),アンモニア(NH3 )および窒素
(N2 )のうちの少なくとも1種を電離させることによ
り酸素原子および窒素原子のうちの少なくとも一方を生
成させることを特徴とする請求項1記載の絶縁膜の作製
方法。
3. Oxygen by ionizing at least one of oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), dinitrogen monoxide (N 2 O), ammonia (NH 3 ) and nitrogen (N 2 ). 2. The method according to claim 1, wherein at least one of atoms and nitrogen atoms is generated.
【請求項4】 エネルギービームを照射することにより
下地部の表面を加熱することを特徴とする請求項1記載
の絶縁膜の作製方法。
4. The method according to claim 1, wherein the surface of the base portion is heated by irradiating an energy beam.
【請求項5】 エネルギービームとしてエキシマレーザ
ビームを照射することを特徴とする請求項4記載の絶縁
膜の作製方法。
5. The method according to claim 4, wherein an excimer laser beam is irradiated as an energy beam.
【請求項6】 更に、下地部の表面に絶縁膜を形成した
のち加熱する前に、絶縁膜の少なくとも一部を覆うよう
に被覆膜を形成する工程を含むと共に、被覆膜にエネル
ギービームを照射することにより下地部の表面を加熱す
ることを特徴とする請求項1記載の絶縁膜の作製方法。
6. The method according to claim 6, further comprising the step of forming a coating film so as to cover at least a part of the insulating film before heating after forming the insulating film on the surface of the base portion. 2. The method according to claim 1, wherein the surface of the underlying portion is heated by irradiating the substrate.
【請求項7】 シリコン(Si),ゲルマニウム(G
e),タングステン(W),チタン(Ti),モリブデ
ン(Mo),タンタル(Ta),ニッケル(Ni)およ
びアルミニウム(Al)のうちの少なくとも1種を含む
被覆膜を形成すると共に、エネルギービームとしてエキ
シマレーザビームを照射することを特徴とする請求項6
記載の絶縁膜の作製方法。
7. Silicon (Si), germanium (G)
e) forming a coating film containing at least one of tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), nickel (Ni) and aluminum (Al); 7. An excimer laser beam is radiated.
A method for manufacturing the insulating film according to the above.
【請求項8】 シリコンにより下地部を形成することを
特徴とする請求項1記載の絶縁膜の作製方法。
8. The method according to claim 1, wherein the underlayer is formed of silicon.
【請求項9】 半導体よりなる下地部の表面を酸素原子
(O)および窒素原子(N)のうちの少なくとも一方を
含む電離気体に曝すことにより下地部の表面に酸化膜,
窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶縁膜を形成する工
程と、 絶縁膜を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. An oxide film on the surface of the base portion by exposing the surface of the base portion made of a semiconductor to an ionizing gas containing at least one of oxygen atoms (O) and nitrogen atoms (N).
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an insulating film made of a nitride film or an oxynitride film; and a step of heating a surface of a base portion on which the insulating film is formed.
【請求項10】 絶縁膜を形成する際の温度よりも高い
温度で下地部の表面を加熱することを特徴とする請求項
9記載の半導体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the surface of the underlying portion is heated at a temperature higher than the temperature at which the insulating film is formed.
【請求項11】 酸素,オゾン,一酸化二窒素,アンモ
ニアおよび窒素のうちの少なくとも1種を電離させるこ
とにより酸素原子および窒素原子のうちの少なくとも一
方を生成させることを特徴とする請求項9記載の半導体
装置の製造方法。
11. The method according to claim 9, wherein at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom is generated by ionizing at least one of oxygen, ozone, nitrous oxide, ammonia and nitrogen. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項12】 エネルギービームを照射することによ
り下地部の表面を加熱することを特徴とする請求項9記
載の半導体装置の製造方法。
12. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the surface of the underlying portion is heated by irradiating an energy beam.
【請求項13】 エネルギービームとしてエキシマレー
ザビームを照射することを特徴とする請求項12記載の
半導体装置の製造方法。
13. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein an excimer laser beam is irradiated as an energy beam.
【請求項14】 更に、下地部の表面に絶縁膜を形成し
たのち加熱する前に、絶縁膜の少なくとも一部を覆うよ
うに被覆膜を形成する工程を含むと共に、被覆膜にエネ
ルギービームを照射することにより下地部の表面を加熱
することを特徴とする請求項9記載の半導体装置の製造
方法。
14. The method according to claim 14, further comprising the step of forming a coating film so as to cover at least a part of the insulating film before heating after forming the insulating film on the surface of the base portion. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the surface of the underlying portion is heated by irradiating the substrate.
【請求項15】 シリコン,ゲルマニウム,タングステ
ン,チタン,モリブデン,タンタル,ニッケルおよびア
ルミニウムのうちの少なくとも1種を含む被覆膜を形成
すると共に、エネルギービームとしてエキシマレーザビ
ームを照射することを特徴とする請求項14記載の半導
体装置の製造方法。
15. A method of forming a coating film containing at least one of silicon, germanium, tungsten, titanium, molybdenum, tantalum, nickel and aluminum, and irradiating an excimer laser beam as an energy beam. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 14.
【請求項16】 シリコンにより下地部を形成すること
を特徴とする請求項9記載の半導体装置の製造方法。
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the base portion is formed of silicon.
【請求項17】 伝導層を構成する半導体よりなる下地
部の上に絶縁膜が形成されたトランジスタを有する半導
体装置の製造方法であって、 下地部の表面を酸素原子および窒素原子のうちの少なく
とも一方を含む電離気体に曝すことにより下地部の表面
に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶縁膜を
形成する工程と、 絶縁膜を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
17. A method for manufacturing a semiconductor device having a transistor in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting a conductive layer, wherein the surface of the base portion is formed by at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms. Forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film on the surface of the underlying portion by exposing it to an ionizing gas containing one of the two; and heating the surface of the underlying portion on which the insulating film is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項18】 伝導層を構成する半導体よりなる下地
部の上に絶縁膜が形成されたメモリ,電荷蓄積部を構成
する半導体よりなる下地部の上に絶縁膜が形成されたメ
モリあるいはキャパシタの電極を構成する下地部の上に
絶縁膜が形成されたメモリを有する半導体装置の製造方
法であって、 下地部の表面を酸素原子および窒素原子のうちの少なく
とも一方を含む電離気体に曝すことにより下地部の表面
に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶縁膜を
形成する工程と、 絶縁膜を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. A memory in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting a conductive layer and a memory or a capacitor in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor forming a charge storage portion. A method for manufacturing a semiconductor device having a memory in which an insulating film is formed on a base portion constituting an electrode, comprising exposing a surface of the base portion to an ionized gas containing at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film on a surface of a base portion; and a step of heating the surface of the base portion on which the insulating film is formed. .
【請求項19】 電極を構成する半導体よりなる下地部
の上に絶縁膜が形成されたダイオードを有する半導体装
置の製造方法であって、 下地部の表面を酸素原子および窒素原子のうちの少なく
とも一方を含む電離気体に曝すことにより下地部の表面
に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶縁膜を
形成する工程と、 絶縁膜を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
19. A method for manufacturing a semiconductor device having a diode in which an insulating film is formed on a base part made of a semiconductor constituting an electrode, wherein the surface of the base part is formed by at least one of oxygen atoms and nitrogen atoms. Forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film on the surface of the underlying portion by exposing it to an ionizing gas containing, and heating the surface of the underlying portion on which the insulating film is formed. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項20】 伝導層を構成する半導体よりなる下地
部の上に絶縁膜が形成された単一電子トランジスタを有
する半導体装置の製造方法であって、 下地部の表面を酸素原子および窒素原子のうちの少なく
とも一方を含む電離気体に曝すことにより下地部の表面
に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶縁膜を
形成する工程と、 絶縁膜を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
20. A method of manufacturing a semiconductor device having a single-electron transistor in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting a conductive layer, wherein the surface of the base portion is formed of oxygen atoms and nitrogen atoms. Forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film on the surface of the underlying portion by exposing it to an ionized gas containing at least one of the above; and heating the surface of the underlying portion on which the insulating film is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項21】 伝導層を構成する半導体よりなる下地
部の上に絶縁膜が形成された単一電子メモリを有する半
導体装置の製造方法であって、 下地部の表面を酸素原子および窒素原子のうちの少なく
とも一方を含む電離気体に曝すことにより下地部の表面
に酸化膜,窒化膜あるいは酸化窒化膜よりなる絶縁膜を
形成する工程と、 絶縁膜を形成した下地部の表面を加熱する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
21. A method of manufacturing a semiconductor device having a single-electron memory in which an insulating film is formed on a base portion made of a semiconductor constituting a conductive layer, wherein the surface of the base portion is formed of oxygen atoms and nitrogen atoms. Forming an insulating film made of an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film on the surface of the underlying portion by exposing it to an ionized gas containing at least one of the above; and heating the surface of the underlying portion on which the insulating film is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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