JP2001189314A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2001189314A JP2001189314A JP37175699A JP37175699A JP2001189314A JP 2001189314 A JP2001189314 A JP 2001189314A JP 37175699 A JP37175699 A JP 37175699A JP 37175699 A JP37175699 A JP 37175699A JP 2001189314 A JP2001189314 A JP 2001189314A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オキシナイトライド膜中の窒素濃度プロファ
イルを自由に制御できる半導体装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 半導体基板上にＨＴＯ膜が形成される。
次に、反応管内のガス置換が行われた後、ＨＴＯ膜が窒
化処理される。次に、反応管内のガス置換が行われた
後、再酸化が行われる。その後、反応管内のガス置換が
行われる。以上の製造工程を１サイクルとし、この１サ
イクルがオキシナイトライド膜の所望の膜厚が得られる
まで繰り返される。
イルを自由に制御できる半導体装置の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 半導体基板上にＨＴＯ膜が形成される。
次に、反応管内のガス置換が行われた後、ＨＴＯ膜が窒
化処理される。次に、反応管内のガス置換が行われた
後、再酸化が行われる。その後、反応管内のガス置換が
行われる。以上の製造工程を１サイクルとし、この１サ
イクルがオキシナイトライド膜の所望の膜厚が得られる
まで繰り返される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性メモリの
半導体装置の製造方法に係わり、特に、トンネル酸化膜
としてオキシナイトライド膜を利用する場合の半導体装
置の製造方法に関する。
半導体装置の製造方法に係わり、特に、トンネル酸化膜
としてオキシナイトライド膜を利用する場合の半導体装
置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置は、不揮発性メモリの
トンネル酸化膜としてオキシナイトライド膜を利用する
ことが多い。このオキシナイトライド膜とは、熱酸化膜
法によりシリコン基板上に熱酸化膜を形成し、この熱酸
化膜を窒化することにより形成される膜である。オキシ
ナイトライド膜を利用した半導体装置は、例えば、特開
平７−１８３２９３（特願平５−３２７６４０）におい
てセイコーエプソン株式会社により開示されている。
トンネル酸化膜としてオキシナイトライド膜を利用する
ことが多い。このオキシナイトライド膜とは、熱酸化膜
法によりシリコン基板上に熱酸化膜を形成し、この熱酸
化膜を窒化することにより形成される膜である。オキシ
ナイトライド膜を利用した半導体装置は、例えば、特開
平７−１８３２９３（特願平５−３２７６４０）におい
てセイコーエプソン株式会社により開示されている。
【０００３】以下、オキシナイトライド膜を使用したト
ランジスタの形成方法について説明する。尚、オキシナ
イトライド膜を形成するための窒化処理は、ＮＨ3ガ
ス、ＮＯガスなどの窒素を含む材料ガスが用いられる
が、ここでは、例えばＮＨ3ガスを用いた場合を説明す
る。
ランジスタの形成方法について説明する。尚、オキシナ
イトライド膜を形成するための窒化処理は、ＮＨ3ガ
ス、ＮＯガスなどの窒素を含む材料ガスが用いられる
が、ここでは、例えばＮＨ3ガスを用いた場合を説明す
る。
【０００４】図２０は、フラッシュメモリのトランジス
タの断面図を示す。図２０に示すように、シリコン基板
１１上にトンネル酸化膜としてオキシナイトライド膜１
２が形成される。このオキシナイトライド膜１２の詳細
な形成方法は後述する。次に、オキシナイトライド膜１
２上にフローティングゲート１３が形成され、このフロ
ーティングゲート１３上にインターポリ絶縁膜１４が形
成される。このインターポリ絶縁膜１４上にコントロー
ルゲート１５が形成され、シリコン基板１１の表面に拡
散層が形成される。ここで、フローティングゲート１３
及びコントロールゲート１５は、減圧ＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法によって形成されるリンドープ
ポリシリコンなどが用いられる。また、インターポリ絶
縁膜１４は、例えばＯＮＯ膜（シリコン酸化膜／シリコ
ン窒化膜／シリコン酸化膜からなる積層膜）等が用いら
れる。
タの断面図を示す。図２０に示すように、シリコン基板
１１上にトンネル酸化膜としてオキシナイトライド膜１
２が形成される。このオキシナイトライド膜１２の詳細
な形成方法は後述する。次に、オキシナイトライド膜１
２上にフローティングゲート１３が形成され、このフロ
ーティングゲート１３上にインターポリ絶縁膜１４が形
成される。このインターポリ絶縁膜１４上にコントロー
ルゲート１５が形成され、シリコン基板１１の表面に拡
散層が形成される。ここで、フローティングゲート１３
及びコントロールゲート１５は、減圧ＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法によって形成されるリンドープ
ポリシリコンなどが用いられる。また、インターポリ絶
縁膜１４は、例えばＯＮＯ膜（シリコン酸化膜／シリコ
ン窒化膜／シリコン酸化膜からなる積層膜）等が用いら
れる。
【０００５】図２１は、図２０で示したオキシナイトラ
イド膜１２の詳細な形成方法を示す。図２１に示すよう
に、まず、熱酸化膜法により、８５０℃に保たれた反応
管内に酸素ガスが供給され、シリコン基板上に膜厚が例
えば７０Åの熱酸化膜が形成される。次に、別の反応管
を用いて、圧力が例えば５０Ｔｏｒｒ以下で温度が例え
ば７００℃乃至９５０℃の範囲に保たれた反応管内にＮ
Ｈ3ガスが供給され、熱酸化膜の窒化処理が行われる。
その後、別の反応管を用いて、窒化処理後の熱酸化膜が
再酸化され、この熱酸化膜中の水素量が低減される。こ
のようにして、膜厚が例えば８０Åのオキシナイトライ
ド膜が形成される。尚、熱酸化から再酸化までの一連の
工程は同一装置内で行われてもよい。
イド膜１２の詳細な形成方法を示す。図２１に示すよう
に、まず、熱酸化膜法により、８５０℃に保たれた反応
管内に酸素ガスが供給され、シリコン基板上に膜厚が例
えば７０Åの熱酸化膜が形成される。次に、別の反応管
を用いて、圧力が例えば５０Ｔｏｒｒ以下で温度が例え
ば７００℃乃至９５０℃の範囲に保たれた反応管内にＮ
Ｈ3ガスが供給され、熱酸化膜の窒化処理が行われる。
その後、別の反応管を用いて、窒化処理後の熱酸化膜が
再酸化され、この熱酸化膜中の水素量が低減される。こ
のようにして、膜厚が例えば８０Åのオキシナイトライ
ド膜が形成される。尚、熱酸化から再酸化までの一連の
工程は同一装置内で行われてもよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２１
に示す方法により形成されたオキシナイトライド膜は、
図２２に示すように、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度に分布を持つ。つまり、オキシナイトライド膜の表面
及びシリコン基板との界面付近の窒素濃度が高くなる。
ここで、窒化ガスとして例えばＮ2Ｏガス又はＮＯガス
を用いた場合、オキシナイトライド膜中の窒素濃度は、
シリコン基板との界面付近のみが高くなる。
に示す方法により形成されたオキシナイトライド膜は、
図２２に示すように、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度に分布を持つ。つまり、オキシナイトライド膜の表面
及びシリコン基板との界面付近の窒素濃度が高くなる。
ここで、窒化ガスとして例えばＮ2Ｏガス又はＮＯガス
を用いた場合、オキシナイトライド膜中の窒素濃度は、
シリコン基板との界面付近のみが高くなる。
【０００７】このように、オキシナイトライド膜中の窒
素濃度のプロファイルは、窒化に使用する材料ガスに依
存するものである。また、オキシナイトライド膜中の窒
素濃度のプロファイルは、例えば温度や圧力といった窒
化条件に依存するところが少ない。このため、オキシナ
イトライド膜中の窒素濃度プロファイルを自由に制御す
ることは困難である。しかし、オキシナイトライド膜中
の窒素濃度プロファイルは、デバイス特性に大きく影響
する。つまり、オキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイルを自由に制御できないと、しきい値電圧を自由
に制御できないという問題があった。
素濃度のプロファイルは、窒化に使用する材料ガスに依
存するものである。また、オキシナイトライド膜中の窒
素濃度のプロファイルは、例えば温度や圧力といった窒
化条件に依存するところが少ない。このため、オキシナ
イトライド膜中の窒素濃度プロファイルを自由に制御す
ることは困難である。しかし、オキシナイトライド膜中
の窒素濃度プロファイルは、デバイス特性に大きく影響
する。つまり、オキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイルを自由に制御できないと、しきい値電圧を自由
に制御できないという問題があった。
【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、オキシナイト
ライド膜中の窒素濃度プロファイルを自由に制御できる
半導体装置の製造方法を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、オキシナイト
ライド膜中の窒素濃度プロファイルを自由に制御できる
半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために以下に示す手段を用いている。
成するために以下に示す手段を用いている。
【００１０】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成工程と、前
記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、前記ＨＴＯ
膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイクルとし、
この１サイクルを複数回繰り返すことによりオキシナイ
トライド膜を形成する工程とを含む。
基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成工程と、前
記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、前記ＨＴＯ
膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイクルとし、
この１サイクルを複数回繰り返すことによりオキシナイ
トライド膜を形成する工程とを含む。
【００１１】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成
工程と、前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、
前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、この１サイクルを複数回繰り返すことにより
オキシナイトライド膜を形成する工程と、前記オキシナ
イトライド膜を再酸化する工程とを含む。
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成
工程と、前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、
前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、この１サイクルを複数回繰り返すことにより
オキシナイトライド膜を形成する工程と、前記オキシナ
イトライド膜を再酸化する工程とを含む。
【００１２】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成
工程と、前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、
前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、所望の膜厚の１／２の膜厚のオキシナイトラ
イド膜が形成されるまで前記１サイクルを繰り返す第１
の工程と、前記第１の工程における各サイクルの窒化処
理条件と異なる窒化処理条件で、所望の膜厚の１／２の
膜厚から所望の膜厚のオキシナイトライド膜が形成され
るまで前記１サイクルを繰り返す第２の工程とを含む。
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成
工程と、前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、
前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、所望の膜厚の１／２の膜厚のオキシナイトラ
イド膜が形成されるまで前記１サイクルを繰り返す第１
の工程と、前記第１の工程における各サイクルの窒化処
理条件と異なる窒化処理条件で、所望の膜厚の１／２の
膜厚から所望の膜厚のオキシナイトライド膜が形成され
るまで前記１サイクルを繰り返す第２の工程とを含む。
【００１３】前記第１、第２の工程における各サイクル
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化時間と他方
の工程の窒化時間とが１：５の関係を満たす。
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化時間と他方
の工程の窒化時間とが１：５の関係を満たす。
【００１４】前記第１、第２の工程における各サイクル
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化圧力と他方
の工程の窒化圧力とが１：８の関係を満たす。
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化圧力と他方
の工程の窒化圧力とが１：８の関係を満たす。
【００１５】前記第１、第２の工程における各サイクル
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化温度をＴ
１、他方の工程の窒化温度をＴ２とする場合、Ｔ１≦Ｔ
２−１５０℃の関係を満たす。
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化温度をＴ
１、他方の工程の窒化温度をＴ２とする場合、Ｔ１≦Ｔ
２−１５０℃の関係を満たす。
【００１６】前記第１、第２の工程における各サイクル
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化ガスの流量
と他方の工程の窒化ガスの流量とが１：１０の関係を満
たす。
の窒化処理条件において、一方の工程の窒化ガスの流量
と他方の工程の窒化ガスの流量とが１：１０の関係を満
たす。
【００１７】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成
工程と、前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、
前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、所望の膜厚の１／２の膜厚のオキシナイトラ
イド膜が形成されるまで前記１サイクルを繰り返す第１
の工程と、前記第１の工程における各サイクルのＨＴＯ
膜の膜厚と異なるＨＴＯ膜の膜厚で、所望の膜厚の１／
２の膜厚から所望の膜厚のオキシナイトライド膜が形成
されるまで前記１サイクルを繰り返す第２の工程とを含
む。
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴＯ膜の形成
工程と、前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、
前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、所望の膜厚の１／２の膜厚のオキシナイトラ
イド膜が形成されるまで前記１サイクルを繰り返す第１
の工程と、前記第１の工程における各サイクルのＨＴＯ
膜の膜厚と異なるＨＴＯ膜の膜厚で、所望の膜厚の１／
２の膜厚から所望の膜厚のオキシナイトライド膜が形成
されるまで前記１サイクルを繰り返す第２の工程とを含
む。
【００１８】前記第１、第２の工程における各サイクル
のＨＴＯ膜において、一方の工程のＨＴＯ膜の膜厚をＤ
１、他方の工程のＨＴＯ膜の膜厚をＤ２とする場合、Ｄ
１≦１／２×Ｄ２の関係を満たす。
のＨＴＯ膜において、一方の工程のＨＴＯ膜の膜厚をＤ
１、他方の工程のＨＴＯ膜の膜厚をＤ２とする場合、Ｄ
１≦１／２×Ｄ２の関係を満たす。
【００１９】前記窒化処理で用いるガスは、ＮＨ3ガス
又はＮ2Ｏガス又はＮＯガスである。
又はＮ2Ｏガス又はＮＯガスである。
【００２０】前記ＨＴＯ膜の形成で用いるガスはＳｉＣ
ｌ4ガスである。
ｌ4ガスである。
【００２１】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成する工程と、ＮＨ3
ガスを用いて前記ＨＴＯ膜を窒化処理し、ＨＴＯ膜上に
第１のシリコン窒化膜を形成する工程と、前記第１及び
第２の工程を所望の膜厚の第２のシリコン窒化膜が形成
されるまで複数回繰り返す工程と、前記第２のシリコン
窒化膜上にＨＴＯ膜を形成し、ＯＮＯ膜を形成する工程
とを含み、前記ＨＴＯ膜及び前記第１、第２のシリコン
窒化膜の形成は一定の温度で行う。
は、半導体基板上にＨＴＯ膜を形成する工程と、ＮＨ3
ガスを用いて前記ＨＴＯ膜を窒化処理し、ＨＴＯ膜上に
第１のシリコン窒化膜を形成する工程と、前記第１及び
第２の工程を所望の膜厚の第２のシリコン窒化膜が形成
されるまで複数回繰り返す工程と、前記第２のシリコン
窒化膜上にＨＴＯ膜を形成し、ＯＮＯ膜を形成する工程
とを含み、前記ＨＴＯ膜及び前記第１、第２のシリコン
窒化膜の形成は一定の温度で行う。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００２３】［第１の実施例］第１の実施例は、オキシ
ナイトライド膜の形成において、従来の熱酸化膜の代わ
りにＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜を使用し、窒
化ガスとしてＮＨ3ガスを使用した場合である。このＨ
ＴＯ膜は、減圧ＣＶＤ法により形成する酸化膜である。
その成膜には、ＳｉＨ4ガス、ＳｉＨ2Ｃｌ2ガス、Ｓｉ
Ｃｌ4等のシリコン材料ガスと、Ｎ2Ｏガス、ＮＯガス等
の酸化剤が用いられる。ここで、ＳｉＣｌ4ガスとＮ2Ｏ
ガスを使用する場合、水素の含有量の少ない酸化膜が形
成できる。水素の含有量の少ない酸化膜を用いれば、オ
キシナイトライド膜の電気的特性が向上できる。このた
め、第１の実施例によるＨＴＯ膜の形成は、例えばＳｉ
Ｃｌ4ガスとＮ2Ｏガスを使用する。
ナイトライド膜の形成において、従来の熱酸化膜の代わ
りにＨＴＯ（High Temperature Oxide）膜を使用し、窒
化ガスとしてＮＨ3ガスを使用した場合である。このＨ
ＴＯ膜は、減圧ＣＶＤ法により形成する酸化膜である。
その成膜には、ＳｉＨ4ガス、ＳｉＨ2Ｃｌ2ガス、Ｓｉ
Ｃｌ4等のシリコン材料ガスと、Ｎ2Ｏガス、ＮＯガス等
の酸化剤が用いられる。ここで、ＳｉＣｌ4ガスとＮ2Ｏ
ガスを使用する場合、水素の含有量の少ない酸化膜が形
成できる。水素の含有量の少ない酸化膜を用いれば、オ
キシナイトライド膜の電気的特性が向上できる。このた
め、第１の実施例によるＨＴＯ膜の形成は、例えばＳｉ
Ｃｌ4ガスとＮ2Ｏガスを使用する。
【００２４】図１は、第１の実施例によるオキシナイト
ライド膜を形成するためのシーケンスを示す。以下、図
１に示すシーケンスに沿って、オキシナイトライド膜の
形成について説明する。
ライド膜を形成するためのシーケンスを示す。以下、図
１に示すシーケンスに沿って、オキシナイトライド膜の
形成について説明する。
【００２５】まず、減圧ＣＶＤ装置を用いて、圧力が例
えば５０Ｔｏｒｒ以下で、温度が例えば７００℃乃至９
５０℃の範囲に保たれた反応管内に、材料ガスとしてＮ
2Ｏガス（１０００ｓｃｃｍ）とＳｉＣｌ4ガス（１０ｓ
ｃｃｍ）が供給される。この材料ガスの供給は、シリコ
ン基板上に膜厚が例えば１０ÅのＨＴＯ膜が得られるま
で継続される。その後、反応管内にＮ2ガス（１０００
ｓｃｃｍ）が供給され、このＮ2ガスの供給はＨＴＯ膜
の形成に使用した材料ガスの置換がなされるまで継続さ
れる。
えば５０Ｔｏｒｒ以下で、温度が例えば７００℃乃至９
５０℃の範囲に保たれた反応管内に、材料ガスとしてＮ
2Ｏガス（１０００ｓｃｃｍ）とＳｉＣｌ4ガス（１０ｓ
ｃｃｍ）が供給される。この材料ガスの供給は、シリコ
ン基板上に膜厚が例えば１０ÅのＨＴＯ膜が得られるま
で継続される。その後、反応管内にＮ2ガス（１０００
ｓｃｃｍ）が供給され、このＮ2ガスの供給はＨＴＯ膜
の形成に使用した材料ガスの置換がなされるまで継続さ
れる。
【００２６】この材料ガスの置換が終了した後、圧力が
例えば５０Ｔｏｒｒ以下で、温度が例えば７００℃乃至
９５０℃の範囲に保たれた反応管内に、ＮＨ3ガス（１
０００ｓｃｃｍ）を例えば５分間供給することにより、
先に形成したＨＴＯ膜の窒化処理が行われる。その後、
反応管内にＮ2ガス（１０００ｓｃｃｍ）が供給され、
このＮ2ガスの供給はＮＨ3ガスの置換がなされるまで継
続される。
例えば５０Ｔｏｒｒ以下で、温度が例えば７００℃乃至
９５０℃の範囲に保たれた反応管内に、ＮＨ3ガス（１
０００ｓｃｃｍ）を例えば５分間供給することにより、
先に形成したＨＴＯ膜の窒化処理が行われる。その後、
反応管内にＮ2ガス（１０００ｓｃｃｍ）が供給され、
このＮ2ガスの供給はＮＨ3ガスの置換がなされるまで継
続される。
【００２７】このＮＨ3ガスの置換が終了した後、反応
管内に酸素ガスが供給され、再酸化が行われる。その
後、反応管にＮ2ガス（１０００ｓｃｃｍ）が供給さ
れ、反応管内の置換処理が行われる。
管内に酸素ガスが供給され、再酸化が行われる。その
後、反応管にＮ2ガス（１０００ｓｃｃｍ）が供給さ
れ、反応管内の置換処理が行われる。
【００２８】このように、１０ÅのＨＴＯ膜の形成から
窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの工程を１サ
イクルとする。この１サイクルをオキシナイトライド膜
の所望の膜厚が得られるまで繰り返される。このように
して、図２に示すように、シリコン基板上に例えば８０
Åのオキシナイトライド膜が形成される。
窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの工程を１サ
イクルとする。この１サイクルをオキシナイトライド膜
の所望の膜厚が得られるまで繰り返される。このように
して、図２に示すように、シリコン基板上に例えば８０
Åのオキシナイトライド膜が形成される。
【００２９】上記第１の実施例によれば、ＨＴＯ膜の形
成とその窒化処理を繰り返すことによりオキシナイトラ
イド膜が形成される。その結果、図３に示すように、オ
キシナイトライド膜中の全域に渡って均一な窒素濃度プ
ロファイルが得られる。
成とその窒化処理を繰り返すことによりオキシナイトラ
イド膜が形成される。その結果、図３に示すように、オ
キシナイトライド膜中の全域に渡って均一な窒素濃度プ
ロファイルが得られる。
【００３０】尚、図４に示すように、再酸化処理は各サ
イクル毎に行わず、所望のオキシナイトライド膜が形成
された後に一括して行ってもよい。この場合、上記第１
の実施例と同様に、オキシナイトライド膜中の全域に渡
って均一な窒素濃度プロファイルが得られる。さらに、
プロセス時間が短縮できる。
イクル毎に行わず、所望のオキシナイトライド膜が形成
された後に一括して行ってもよい。この場合、上記第１
の実施例と同様に、オキシナイトライド膜中の全域に渡
って均一な窒素濃度プロファイルが得られる。さらに、
プロセス時間が短縮できる。
【００３１】また、ＨＴＯ膜の形成後、ＮＨ3窒化処理
後、及び再酸化処理後には、各々Ｎ2ガスによる反応管
内のガス置換を行っているが、この置換に使用するガス
は、Ｎ 2ガス以外にもＡｒなどの不活性ガスでもよい。
また、反応管内にガスを供給せずに真空排気のみを行っ
てもよく、反応管内の置換処理がなされる処理であれば
よい。
後、及び再酸化処理後には、各々Ｎ2ガスによる反応管
内のガス置換を行っているが、この置換に使用するガス
は、Ｎ 2ガス以外にもＡｒなどの不活性ガスでもよい。
また、反応管内にガスを供給せずに真空排気のみを行っ
てもよく、反応管内の置換処理がなされる処理であれば
よい。
【００３２】［第２の実施例］第２の実施例は、第１の
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＮＨ3窒化処
理における窒化時間を変化させ、オキシナイトライド膜
中の窒素濃度を制御する。尚、第２の実施例において、
上記第１の実施例と同様の工程については説明を省略
し、異なる工程のみ説明する。
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＮＨ3窒化処
理における窒化時間を変化させ、オキシナイトライド膜
中の窒素濃度を制御する。尚、第２の実施例において、
上記第１の実施例と同様の工程については説明を省略
し、異なる工程のみ説明する。
【００３３】図５は、第２の実施例によるオキシナイト
ライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図５に示
すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成から
ＮＨ 3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの工程
を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナイト
ライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返される。こ
こで、所望の膜厚の１／２の膜厚を有するオキシナイト
ライド膜が形成されるまでを第１の工程とし、所望の膜
厚の１／２の膜厚を有するオキシナイトライド膜が形成
されてから所望の膜厚を有するオキシナイトライド膜が
形成されるまでを第２の工程とする。第２の実施例で
は、第１の工程の１サイクル毎の窒化時間と第２の工程
の１サイクル毎の窒化時間を変化させる。つまり、第１
の工程は、１サイクル毎の第１の窒化時間を１分間とす
る。その後、第２の工程は、１サイクル毎の第２の窒化
時間を５分間とする。ここで、１サイクルあたりに形成
される窒化処理前のＨＴＯ膜の膜厚は一定とし、例えば
１０Åとする。
ライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図５に示
すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成から
ＮＨ 3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの工程
を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナイト
ライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返される。こ
こで、所望の膜厚の１／２の膜厚を有するオキシナイト
ライド膜が形成されるまでを第１の工程とし、所望の膜
厚の１／２の膜厚を有するオキシナイトライド膜が形成
されてから所望の膜厚を有するオキシナイトライド膜が
形成されるまでを第２の工程とする。第２の実施例で
は、第１の工程の１サイクル毎の窒化時間と第２の工程
の１サイクル毎の窒化時間を変化させる。つまり、第１
の工程は、１サイクル毎の第１の窒化時間を１分間とす
る。その後、第２の工程は、１サイクル毎の第２の窒化
時間を５分間とする。ここで、１サイクルあたりに形成
される窒化処理前のＨＴＯ膜の膜厚は一定とし、例えば
１０Åとする。
【００３４】図５に示すシーケンスによれば、第２の窒
化時間（５分間）が第１の窒化時間（１分間）より長
い。このため、第１の工程より第２の工程で形成された
オキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従っ
て、図６に示すように、オキシナイトライド膜の表面側
に窒素濃度の高いピークを持つプロファイルが形成され
る。このように、オキシナイトライド膜の表面側に窒素
のピークを持たせることができるため、電子のトラップ
や正孔のトラップを低減することができる。
化時間（５分間）が第１の窒化時間（１分間）より長
い。このため、第１の工程より第２の工程で形成された
オキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従っ
て、図６に示すように、オキシナイトライド膜の表面側
に窒素濃度の高いピークを持つプロファイルが形成され
る。このように、オキシナイトライド膜の表面側に窒素
のピークを持たせることができるため、電子のトラップ
や正孔のトラップを低減することができる。
【００３５】また、第１の窒化時間と第２の窒化時間を
入れ換えてもよい。例えば、図７に示すように、第１の
工程は、１サイクル毎の第１の窒化時間を５分間とす
る。その後、第２の工程は、１サイクル毎の第２の窒化
時間を１分間とする。
入れ換えてもよい。例えば、図７に示すように、第１の
工程は、１サイクル毎の第１の窒化時間を５分間とす
る。その後、第２の工程は、１サイクル毎の第２の窒化
時間を１分間とする。
【００３６】図７に示すシーケンスによれば、第１の窒
化時間（５分間）が第２の窒化時間（１分間）より長
い。このため、第２の工程より第１の工程で形成された
オキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従っ
て、図８に示すように、図６に示したプロファイルとは
逆に、オキシナイトライド膜とシリコン基板との界面側
に窒素のピークを持つプロファイルが形成できる。この
ように、オキシナイトライド膜とシリコン基板との界面
側に窒素のピークを持たせることことができるため、シ
リコン基板側からのドーパントの混入を抑制できる。
化時間（５分間）が第２の窒化時間（１分間）より長
い。このため、第２の工程より第１の工程で形成された
オキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従っ
て、図８に示すように、図６に示したプロファイルとは
逆に、オキシナイトライド膜とシリコン基板との界面側
に窒素のピークを持つプロファイルが形成できる。この
ように、オキシナイトライド膜とシリコン基板との界面
側に窒素のピークを持たせることことができるため、シ
リコン基板側からのドーパントの混入を抑制できる。
【００３７】以上のように、上記第２の実施例によれ
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化時間と他方の工程の窒化時間とが例えば１：５の関係
を満たすことにより、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度を制御することができる。
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化時間と他方の工程の窒化時間とが例えば１：５の関係
を満たすことにより、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度を制御することができる。
【００３８】また、従来技術により、窒化ガスとしてＮ
Ｈ3ガスを用いてオキシナイトライド膜を形成する場
合、オキシナイトライド膜の表面側とシリコン基板との
界面側にピークを持つ窒素プロファイル（図２２に示
す）となる特徴がある。このように、ＮＨ3ガスを窒素
ガスとして用いた場合、例えばオキシナイトライド膜と
シリコン基板との界面側の窒素ピークを消失させること
は困難であった。これに対し、第２の実施例によれば、
ＮＨ3ガスを利用した場合も、オキシナイトライド膜の
表面側にのみピークを有する窒素プロファイルを取得す
ることが可能となる。
Ｈ3ガスを用いてオキシナイトライド膜を形成する場
合、オキシナイトライド膜の表面側とシリコン基板との
界面側にピークを持つ窒素プロファイル（図２２に示
す）となる特徴がある。このように、ＮＨ3ガスを窒素
ガスとして用いた場合、例えばオキシナイトライド膜と
シリコン基板との界面側の窒素ピークを消失させること
は困難であった。これに対し、第２の実施例によれば、
ＮＨ3ガスを利用した場合も、オキシナイトライド膜の
表面側にのみピークを有する窒素プロファイルを取得す
ることが可能となる。
【００３９】尚、ここでは窒化時間の変更点をオキシナ
イトライド膜の所望の膜厚の１／２の膜厚が形成された
時点としているが、これはオキシナイトライド膜の所望
する窒素プロファイルにより任意に設定してもよい。ま
た、窒化時間を変更する回数も２回に限ったものではな
く、所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られるサイ
クル数内で任意に設定してもよい。また、窒化時間の変
更だけでなく、複数のパラメータの変更を同時に行って
もよいものであり、第１の工程と第２の工程の各サイク
ルで形成されるオキシナイトライド膜の窒素濃度が変更
されればよい。
イトライド膜の所望の膜厚の１／２の膜厚が形成された
時点としているが、これはオキシナイトライド膜の所望
する窒素プロファイルにより任意に設定してもよい。ま
た、窒化時間を変更する回数も２回に限ったものではな
く、所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られるサイ
クル数内で任意に設定してもよい。また、窒化時間の変
更だけでなく、複数のパラメータの変更を同時に行って
もよいものであり、第１の工程と第２の工程の各サイク
ルで形成されるオキシナイトライド膜の窒素濃度が変更
されればよい。
【００４０】［第３の実施例］第３の実施例は、第１の
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＮＨ3窒化処
理における窒化圧力を変化させ、オキシナイトライド膜
中の窒素濃度を制御する。尚、第３の実施例において、
上記第１及び第２の実施例と同様の工程等については説
明を省略し、異なる工程等のみ説明する。
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＮＨ3窒化処
理における窒化圧力を変化させ、オキシナイトライド膜
中の窒素濃度を制御する。尚、第３の実施例において、
上記第１及び第２の実施例と同様の工程等については説
明を省略し、異なる工程等のみ説明する。
【００４１】図９は、第３の実施例によるオキシナイト
ライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図９に示
すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成から
ＮＨ 3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの工程
を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナイト
ライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返される。こ
こで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライド膜の
形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第３の実施
例では、第１の工程の１サイクル毎の窒化圧力と第２の
工程の１サイクル毎の窒化圧力を変化させる。つまり、
第１の工程は、１サイクル毎の第１の窒化圧力を５Ｔｏ
ｒｒとする。その後、第２の工程は、１サイクル毎の第
２の窒化圧力を４０Ｔｏｒｒとする。ここで、１サイク
ルあたりに形成される窒化処理前のＨＴＯ膜の膜厚は一
定とし、例えば１０Åとする。
ライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図９に示
すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成から
ＮＨ 3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの工程
を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナイト
ライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返される。こ
こで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライド膜の
形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第３の実施
例では、第１の工程の１サイクル毎の窒化圧力と第２の
工程の１サイクル毎の窒化圧力を変化させる。つまり、
第１の工程は、１サイクル毎の第１の窒化圧力を５Ｔｏ
ｒｒとする。その後、第２の工程は、１サイクル毎の第
２の窒化圧力を４０Ｔｏｒｒとする。ここで、１サイク
ルあたりに形成される窒化処理前のＨＴＯ膜の膜厚は一
定とし、例えば１０Åとする。
【００４２】図９に示すシーケンスによれば、第２の窒
化圧力（４０Ｔｏｒｒ）が第１の窒化圧力（５Ｔｏｒ
ｒ）より高い。このため、第１の工程より第２の工程で
形成されたオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くな
る。従って、図１０に示すように、オキシナイトライド
膜の表面側に窒素濃度の高いピークを持つプロファイル
が形成される。
化圧力（４０Ｔｏｒｒ）が第１の窒化圧力（５Ｔｏｒ
ｒ）より高い。このため、第１の工程より第２の工程で
形成されたオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くな
る。従って、図１０に示すように、オキシナイトライド
膜の表面側に窒素濃度の高いピークを持つプロファイル
が形成される。
【００４３】また、第１の窒化圧力と第２の窒化圧力を
入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイクル
毎の第１の窒化圧力を４０Ｔｏｒｒとする。その後、第
２の工程は、１サイクル毎の第２の窒化圧力を５Ｔｏｒ
ｒとする。
入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイクル
毎の第１の窒化圧力を４０Ｔｏｒｒとする。その後、第
２の工程は、１サイクル毎の第２の窒化圧力を５Ｔｏｒ
ｒとする。
【００４４】このシーケンスによれば、第１の窒化圧力
（４０Ｔｏｒｒ）が第２の窒化圧力（５Ｔｏｒｒ）より
高い。このため、第２の工程より第１の工程で形成され
たオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従っ
て、図１０に示したプロファイルとは逆に、オキシナイ
トライド膜とシリコン基板との界面側に窒素のピークを
持つプロファイルが形成できる。
（４０Ｔｏｒｒ）が第２の窒化圧力（５Ｔｏｒｒ）より
高い。このため、第２の工程より第１の工程で形成され
たオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従っ
て、図１０に示したプロファイルとは逆に、オキシナイ
トライド膜とシリコン基板との界面側に窒素のピークを
持つプロファイルが形成できる。
【００４５】以上のように、上記第３の実施例によれ
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化圧力と他方の工程の窒化圧力とが例えば１：８の関係
を満たすことにより、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度を制御することができる。
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化圧力と他方の工程の窒化圧力とが例えば１：８の関係
を満たすことにより、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度を制御することができる。
【００４６】尚、窒化圧力を変えることは、窒化処理時
のＮＨ3分圧を変えていることを意味するものである。
従って、ＮＨ3分圧を変えることで、オキシナイトライ
ド膜中の窒素濃度を制御できることになるが、ＮＨ3分
圧を変えることは、窒化圧力を変えることのみならず、
窒化工程時に希釈ガスを流し、その希釈ガスの流量を第
１の窒化工程と第２の窒化工程とで変えることによって
行ってもよい。
のＮＨ3分圧を変えていることを意味するものである。
従って、ＮＨ3分圧を変えることで、オキシナイトライ
ド膜中の窒素濃度を制御できることになるが、ＮＨ3分
圧を変えることは、窒化圧力を変えることのみならず、
窒化工程時に希釈ガスを流し、その希釈ガスの流量を第
１の窒化工程と第２の窒化工程とで変えることによって
行ってもよい。
【００４７】［第４の実施例］第４の実施例は、第１の
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＮＨ3窒化処
理における窒化温度を変化させ、オキシナイトライド膜
中の窒素濃度を制御する。尚、第４の実施例において、
上記第１及び第２の実施例と同様の工程等については説
明を省略し、異なる工程等のみ説明する。
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＮＨ3窒化処
理における窒化温度を変化させ、オキシナイトライド膜
中の窒素濃度を制御する。尚、第４の実施例において、
上記第１及び第２の実施例と同様の工程等については説
明を省略し、異なる工程等のみ説明する。
【００４８】図１１は、第４の実施例によるオキシナイ
トライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図１１
に示すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成
からＮＨ3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの
工程を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナ
イトライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返され
る。ここで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライ
ド膜の形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第４
の実施例では、第１の工程の１サイクル毎の窒化温度と
第２の工程の１サイクル毎の窒化温度を変化させる。つ
まり、第１の工程は、１サイクル毎の第１の窒化温度を
８００℃とする。その後、第２の工程は、１サイクル毎
の第２の窒化温度は９５０℃とする。ここで、１サイク
ルあたりに形成される窒化処理前のＨＴＯ膜の膜厚は一
定とし、例えば１０Åとする。
トライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図１１
に示すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成
からＮＨ3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの
工程を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナ
イトライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返され
る。ここで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライ
ド膜の形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第４
の実施例では、第１の工程の１サイクル毎の窒化温度と
第２の工程の１サイクル毎の窒化温度を変化させる。つ
まり、第１の工程は、１サイクル毎の第１の窒化温度を
８００℃とする。その後、第２の工程は、１サイクル毎
の第２の窒化温度は９５０℃とする。ここで、１サイク
ルあたりに形成される窒化処理前のＨＴＯ膜の膜厚は一
定とし、例えば１０Åとする。
【００４９】図１１に示すシーケンスによれば、第２の
窒化温度（９５０℃）が第１の窒化温度（８００℃）よ
り高い。このため、第１の工程より第２の工程で形成さ
れたオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従
って、図１２に示すように、オキシナイトライド膜の表
面側に窒素濃度の高いピークを持つプロファイルが形成
される。
窒化温度（９５０℃）が第１の窒化温度（８００℃）よ
り高い。このため、第１の工程より第２の工程で形成さ
れたオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従
って、図１２に示すように、オキシナイトライド膜の表
面側に窒素濃度の高いピークを持つプロファイルが形成
される。
【００５０】また、第１の窒化温度と第２の窒化温度を
入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイクル
毎の第１の窒化温度は９５０℃とする。その後、第２の
工程は、１サイクル毎の第２の窒化温度を８００℃とす
る。
入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイクル
毎の第１の窒化温度は９５０℃とする。その後、第２の
工程は、１サイクル毎の第２の窒化温度を８００℃とす
る。
【００５１】このシーケンスによれば、第１の窒化温度
（９５０℃）が第２の窒化温度（８００℃）より高い。
このため、第２の工程より第１の工程で形成されたオキ
シナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従って、図
１２に示したプロファイルとは逆に、オキシナイトライ
ド膜とシリコン基板との界面側に窒素のピークを持つプ
ロファイルが形成できる。
（９５０℃）が第２の窒化温度（８００℃）より高い。
このため、第２の工程より第１の工程で形成されたオキ
シナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。従って、図
１２に示したプロファイルとは逆に、オキシナイトライ
ド膜とシリコン基板との界面側に窒素のピークを持つプ
ロファイルが形成できる。
【００５２】以上のように、上記第４の実施例によれ
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化温度をＴ１、他方の工程の窒化温度をＴ２とする場
合、例えばＴ１≦Ｔ２−１５０℃の関係を満たすことに
より、オキシナイトライド膜中の窒素濃度を制御するこ
とができる。
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化温度をＴ１、他方の工程の窒化温度をＴ２とする場
合、例えばＴ１≦Ｔ２−１５０℃の関係を満たすことに
より、オキシナイトライド膜中の窒素濃度を制御するこ
とができる。
【００５３】［第５の実施例］第５の実施例は、第１の
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行う窒化処理にお
けるＮＨ3ガスの流量を変化させ、オキシナイトライド
膜中の窒素濃度を制御する。尚、第５の実施例におい
て、上記第１及び第２の実施例と同様の工程等について
は説明を省略し、異なる工程等のみ説明する。
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行う窒化処理にお
けるＮＨ3ガスの流量を変化させ、オキシナイトライド
膜中の窒素濃度を制御する。尚、第５の実施例におい
て、上記第１及び第２の実施例と同様の工程等について
は説明を省略し、異なる工程等のみ説明する。
【００５４】図１３は、第５の実施例によるオキシナイ
トライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図１３
に示すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成
からＮＨ3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの
工程を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナ
イトライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返され
る。ここで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライ
ド膜の形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第５
の実施例では、第１の工程の１サイクル毎の窒化に用い
るＮＨ3ガスの流量と第２の工程の１サイクル毎の窒化
に用いるＮＨ3ガスの流量を変化させる。つまり、第１
の工程は、１サイクル毎の第１のＮＨ3流量を２００ｓ
ｃｃｍとする。その後、第２の工程は、１サイクル毎の
第２のＮＨ3流量を２０００ｓｃｃｍとする。ここで、
１サイクルあたりに形成される窒化処理前のＨＴＯ膜の
膜厚は一定とし、例えば１０Åとする。
トライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図１３
に示すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成
からＮＨ3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの
工程を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナ
イトライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返され
る。ここで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライ
ド膜の形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第５
の実施例では、第１の工程の１サイクル毎の窒化に用い
るＮＨ3ガスの流量と第２の工程の１サイクル毎の窒化
に用いるＮＨ3ガスの流量を変化させる。つまり、第１
の工程は、１サイクル毎の第１のＮＨ3流量を２００ｓ
ｃｃｍとする。その後、第２の工程は、１サイクル毎の
第２のＮＨ3流量を２０００ｓｃｃｍとする。ここで、
１サイクルあたりに形成される窒化処理前のＨＴＯ膜の
膜厚は一定とし、例えば１０Åとする。
【００５５】図１３に示すシーケンスによれば、第２の
ＮＨ3流量（２０００ｓｃｃｍ）が第１のＮＨ3流量（２
００ｓｃｃｍ）より多い。このため、第１の工程より第
２の工程で形成されたオキシナイトライド膜中の窒素濃
度が高くなる。従って、図１４に示すように、オキシナ
イトライド膜の表面側に窒素濃度の高いピークを持つプ
ロファイルが形成される。
ＮＨ3流量（２０００ｓｃｃｍ）が第１のＮＨ3流量（２
００ｓｃｃｍ）より多い。このため、第１の工程より第
２の工程で形成されたオキシナイトライド膜中の窒素濃
度が高くなる。従って、図１４に示すように、オキシナ
イトライド膜の表面側に窒素濃度の高いピークを持つプ
ロファイルが形成される。
【００５６】また、第１のＮＨ3流量と第２のＮＨ3流量
を入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイク
ル毎の第１のＮＨ3流量は２０００ｓｃｃｍとする。そ
の後、第２の工程は、１サイクル毎の第２のＮＨ3流量
は２００ｓｃｃｍとする。
を入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイク
ル毎の第１のＮＨ3流量は２０００ｓｃｃｍとする。そ
の後、第２の工程は、１サイクル毎の第２のＮＨ3流量
は２００ｓｃｃｍとする。
【００５７】このシーケンスによれば、第１のＮＨ3流
量（２０００ｓｃｃｍ）が第２のＮＨ3流量（２００ｓ
ｃｃｍ）より多い。このため、第２の工程より第１の工
程で形成されたオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高
くなる。従って、図１４に示したプロファイルとは逆
に、オキシナイトライド膜とシリコン基板との界面側に
窒素のピークを持つプロファイルが形成できる。
量（２０００ｓｃｃｍ）が第２のＮＨ3流量（２００ｓ
ｃｃｍ）より多い。このため、第２の工程より第１の工
程で形成されたオキシナイトライド膜中の窒素濃度が高
くなる。従って、図１４に示したプロファイルとは逆
に、オキシナイトライド膜とシリコン基板との界面側に
窒素のピークを持つプロファイルが形成できる。
【００５８】以上のように、上記第５の実施例によれ
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化ガスの流量と他方の工程の窒化ガスの流量とが例えば
１：１０の関係を満たすことにより、オキシナイトライ
ド膜中の窒素濃度を制御することができる。
ば、第１の工程と第２の工程において、一方の工程の窒
化ガスの流量と他方の工程の窒化ガスの流量とが例えば
１：１０の関係を満たすことにより、オキシナイトライ
ド膜中の窒素濃度を制御することができる。
【００５９】［第６の実施例］第６の実施例は、第１の
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＨＴＯ膜の膜
厚を変化させ、オキシナイトライド膜中の窒素濃度を制
御する。尚、第６の実施例において、上記第１及び第２
の実施例と同様の工程等については説明を省略し、異な
る工程等のみ説明する。
実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成とＮＨ3ガスによる窒
化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド膜が得られる
まで繰り返す。さらに、各サイクルに行うＨＴＯ膜の膜
厚を変化させ、オキシナイトライド膜中の窒素濃度を制
御する。尚、第６の実施例において、上記第１及び第２
の実施例と同様の工程等については説明を省略し、異な
る工程等のみ説明する。
【００６０】図１５は、第６の実施例によるオキシナイ
トライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図１５
に示すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成
からＮＨ3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの
工程を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナ
イトライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返され
る。ここで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライ
ド膜の形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第６
の実施例では、第１の工程の１サイクル毎のＨＴＯ膜の
膜厚と第２の工程の１サイクル毎のＨＴＯ膜の膜厚を変
化させる。つまり、第１の工程は、１サイクル毎のＨＴ
Ｏ膜の第１の膜厚を２０Åとする。その後、第２の工程
は、１サイクル毎のＨＴＯ膜の第２の膜厚を５Åとす
る。ここで、各サイクルのＮＨ3窒化条件は一定とす
る。
トライド膜を形成するためのシーケンスを示す。図１５
に示すように、第１の実施例と同様に、ＨＴＯ膜の形成
からＮＨ3窒化処理後の再酸化処理及び置換処理までの
工程を１サイクルとする。この１サイクルが、オキシナ
イトライド膜の所望の膜厚が得られるまで繰り返され
る。ここで、第２の実施例と同様に、オキシナイトライ
ド膜の形成を第１の工程と第２の工程とにわける。第６
の実施例では、第１の工程の１サイクル毎のＨＴＯ膜の
膜厚と第２の工程の１サイクル毎のＨＴＯ膜の膜厚を変
化させる。つまり、第１の工程は、１サイクル毎のＨＴ
Ｏ膜の第１の膜厚を２０Åとする。その後、第２の工程
は、１サイクル毎のＨＴＯ膜の第２の膜厚を５Åとす
る。ここで、各サイクルのＮＨ3窒化条件は一定とす
る。
【００６１】また、例えば、オキシナイトライド膜の所
望の膜厚の１／２の膜厚が形成された時点でＨＴＯ膜の
膜厚を変える場合、第１の工程と第２の工程において、
一方の工程のＨＴＯ膜の膜厚をＤ１、他方の工程のＨＴ
Ｏ膜の膜厚をＤ２とすると、以下に示す式（１）の関係
を満たす場合が最も望ましい。
望の膜厚の１／２の膜厚が形成された時点でＨＴＯ膜の
膜厚を変える場合、第１の工程と第２の工程において、
一方の工程のＨＴＯ膜の膜厚をＤ１、他方の工程のＨＴ
Ｏ膜の膜厚をＤ２とすると、以下に示す式（１）の関係
を満たす場合が最も望ましい。
【００６２】Ｄ１≦１／２×Ｄ２…（１） つまり、例えば、第１の工程のＨＴＯ膜の膜厚を１０Å
とする場合、第２の工程のＨＴＯ膜の膜厚を５Åとす
る。逆に、第１の工程のＨＴＯ膜の膜厚を５Åとする場
合、第２の工程のＨＴＯ膜の膜厚を１０Åとする。この
関係によりオキシナイトライド膜を形成すれば、同一条
件で窒化を行う場合、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度に顕著な差を現すことができる。
とする場合、第２の工程のＨＴＯ膜の膜厚を５Åとす
る。逆に、第１の工程のＨＴＯ膜の膜厚を５Åとする場
合、第２の工程のＨＴＯ膜の膜厚を１０Åとする。この
関係によりオキシナイトライド膜を形成すれば、同一条
件で窒化を行う場合、オキシナイトライド膜中の窒素濃
度に顕著な差を現すことができる。
【００６３】図１５に示すシーケンスによれば、ＨＴＯ
膜の第２の膜厚（５Å）が第１の膜厚（２０Å）より薄
い。このため、第１の工程より第２の工程で形成された
オキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。つま
り、図１６に示すように、オキシナイトライド膜の表面
側に窒素濃度の高いピークを持つプロファイルが形成さ
れる。
膜の第２の膜厚（５Å）が第１の膜厚（２０Å）より薄
い。このため、第１の工程より第２の工程で形成された
オキシナイトライド膜中の窒素濃度が高くなる。つま
り、図１６に示すように、オキシナイトライド膜の表面
側に窒素濃度の高いピークを持つプロファイルが形成さ
れる。
【００６４】また、ＨＴＯ膜の第１の膜厚と第２の膜厚
を入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイク
ル毎のＨＴＯ膜の第１の膜厚は５Åとする。その後、第
２の工程は、１サイクル毎のＨＴＯ膜の第２の膜厚は２
０Åとする。
を入れ換えてもよい。例えば、第１の工程は、１サイク
ル毎のＨＴＯ膜の第１の膜厚は５Åとする。その後、第
２の工程は、１サイクル毎のＨＴＯ膜の第２の膜厚は２
０Åとする。
【００６５】このシーケンスによれば、第１の膜厚（５
Å）が第２の膜厚（２０Å）より薄い。このため、第２
の工程より第１の工程で形成されたオキシナイトライド
膜中の窒素濃度が高くなる。従って、図１６に示したプ
ロファイルとは逆に、オキシナイトライド膜とシリコン
基板との界面側に窒素のピークを持つプロファイルが形
成できる。
Å）が第２の膜厚（２０Å）より薄い。このため、第２
の工程より第１の工程で形成されたオキシナイトライド
膜中の窒素濃度が高くなる。従って、図１６に示したプ
ロファイルとは逆に、オキシナイトライド膜とシリコン
基板との界面側に窒素のピークを持つプロファイルが形
成できる。
【００６６】以上のように、第６の実施例によれば、第
１の工程と第２の工程によって１サイクル毎のＨＴＯ膜
の膜厚を変えることにより、オキシナイトライド膜中の
窒素濃度を制御することができる。
１の工程と第２の工程によって１サイクル毎のＨＴＯ膜
の膜厚を変えることにより、オキシナイトライド膜中の
窒素濃度を制御することができる。
【００６７】［第７の実施例］第７の実施例は、ＨＴＯ
膜の形成と窒化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド
膜が得られるまで繰り返す。この窒化処理に用いる窒化
ガスとして、上記第１乃至第６の実施例で用いたＮＨ3
ガス以外に、例えばＮ2ＯガスやＮＯガス等のような窒
素と酸素の混合ガス等、窒化能力のあるガスを用いる。
尚、第７の実施例において、上記第１及び第２の実施例
と同様の工程等については説明を省略し、異なる工程等
のみ説明する。
膜の形成と窒化処理を所望の膜厚のオキシナイトライド
膜が得られるまで繰り返す。この窒化処理に用いる窒化
ガスとして、上記第１乃至第６の実施例で用いたＮＨ3
ガス以外に、例えばＮ2ＯガスやＮＯガス等のような窒
素と酸素の混合ガス等、窒化能力のあるガスを用いる。
尚、第７の実施例において、上記第１及び第２の実施例
と同様の工程等については説明を省略し、異なる工程等
のみ説明する。
【００６８】図１７は、窒化ガスとしてＮ2Ｏガスを用
いた場合のオキシナイトライド膜の形成シーケンスを示
す。
いた場合のオキシナイトライド膜の形成シーケンスを示
す。
【００６９】図１７に示すように、第１の実施例と同様
に、反応管内にＮ2ＯガスとＳｉＣｌ4ガスが供給され、
シリコン基板上にＨＴＯ膜が形成される。次に、ＳｉＣ
ｌ4ガスの供給は停止し、Ｎ2Ｏガスが継続して供給され
る。これにより、ＨＴＯ膜の窒化処理が行われ、１サイ
クルが終了する。その後、Ｎ2Ｏガスが継続して供給さ
れ、ＳｉＣｌ4ガスの供給が開始される。このように、
オキシナイトライド膜の所望の膜厚が得られるまで１サ
イクルが繰り返され、８０Åのオキシナイトライド膜が
形成される。
に、反応管内にＮ2ＯガスとＳｉＣｌ4ガスが供給され、
シリコン基板上にＨＴＯ膜が形成される。次に、ＳｉＣ
ｌ4ガスの供給は停止し、Ｎ2Ｏガスが継続して供給され
る。これにより、ＨＴＯ膜の窒化処理が行われ、１サイ
クルが終了する。その後、Ｎ2Ｏガスが継続して供給さ
れ、ＳｉＣｌ4ガスの供給が開始される。このように、
オキシナイトライド膜の所望の膜厚が得られるまで１サ
イクルが繰り返され、８０Åのオキシナイトライド膜が
形成される。
【００７０】上記第７の実施例によれば、窒化ガスとし
てＮ2ＯガスやＮＯガスを用いた場合も、上記第１乃至
第６の実施例と同様に、オキシナイトライド膜中の窒素
濃度を制御することができる。
てＮ2ＯガスやＮＯガスを用いた場合も、上記第１乃至
第６の実施例と同様に、オキシナイトライド膜中の窒素
濃度を制御することができる。
【００７１】また、上記第１乃至第６の実施例は、オキ
シナイトライド膜の形成においてガス置換工程を省略す
ると、ＨＴＯ膜の形成に用いるシリコン材料と窒化処理
に用いるＮＨ3ガスとが反応してシリコン窒化膜が形成
される。これを防ぐため、ＨＴＯ膜の形成後及びＮＨ3
窒化後、反応管内のガス置換を行う必要があった。これ
に対し、第７の実施例のように窒化ガスとしてＮ2Ｏガ
スやＮＯガスを用いる場合、シリコン材料ガスと反応す
るＮＨ3ガスが存在しないため、シリコン窒化膜は形成
されない。従って、Ｎ2Ｏガスを供給し続け、ＳｉＣｌ4
ガスのみを断続して供給することにより、オキシナイト
ライド膜が形成できる。つまり、ＨＴＯ膜の形成後及び
ＮＨ3窒化後に反応管内のガス置換工程が省略できる。
シナイトライド膜の形成においてガス置換工程を省略す
ると、ＨＴＯ膜の形成に用いるシリコン材料と窒化処理
に用いるＮＨ3ガスとが反応してシリコン窒化膜が形成
される。これを防ぐため、ＨＴＯ膜の形成後及びＮＨ3
窒化後、反応管内のガス置換を行う必要があった。これ
に対し、第７の実施例のように窒化ガスとしてＮ2Ｏガ
スやＮＯガスを用いる場合、シリコン材料ガスと反応す
るＮＨ3ガスが存在しないため、シリコン窒化膜は形成
されない。従って、Ｎ2Ｏガスを供給し続け、ＳｉＣｌ4
ガスのみを断続して供給することにより、オキシナイト
ライド膜が形成できる。つまり、ＨＴＯ膜の形成後及び
ＮＨ3窒化後に反応管内のガス置換工程が省略できる。
【００７２】また、窒化ガスとして、ＮＨ3ガスを使用
する場合、窒化処理後に再酸化を行う場合があるが、Ｎ
ＯガスやＮ2Ｏガスなどの水素を含まない材料ガスを使
用する場合、再酸化の工程が省略できる。
する場合、窒化処理後に再酸化を行う場合があるが、Ｎ
ＯガスやＮ2Ｏガスなどの水素を含まない材料ガスを使
用する場合、再酸化の工程が省略できる。
【００７３】また、従来技術において、窒化ガスとして
Ｎ2ＯガスやＮＯガスを用いた場合、オキシナイトライ
ド膜とシリコン基板との界面側にのみ窒素濃度のピーク
を持つオキシナイトライド膜が形成される。このため、
表面側に窒素濃度のピークを持つオキシナイトライド膜
を形成することは困難であった。これに対し、第７の実
施例によれば、窒化ガスとして、Ｎ2ＯガスやＮＯガス
を用いた場合も、表面側に窒素濃度のピークを有するオ
キシナイトライド膜を形成できる。
Ｎ2ＯガスやＮＯガスを用いた場合、オキシナイトライ
ド膜とシリコン基板との界面側にのみ窒素濃度のピーク
を持つオキシナイトライド膜が形成される。このため、
表面側に窒素濃度のピークを持つオキシナイトライド膜
を形成することは困難であった。これに対し、第７の実
施例によれば、窒化ガスとして、Ｎ2ＯガスやＮＯガス
を用いた場合も、表面側に窒素濃度のピークを有するオ
キシナイトライド膜を形成できる。
【００７４】［第８の実施例］第８の実施例は、上記第
１乃至第７の実施例と同様に、薄膜ＨＴＯ膜の形成及び
窒化処理を繰り返して行うものであるが、このプロセス
をＯＮＯ膜のシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の形成に適用
した場合について説明する。
１乃至第７の実施例と同様に、薄膜ＨＴＯ膜の形成及び
窒化処理を繰り返して行うものであるが、このプロセス
をＯＮＯ膜のシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）の形成に適用
した場合について説明する。
【００７５】図１８は、従来技術によるＯＮＯ膜を形成
するためのシーケンスを示す。まず、ＳｉＣｌ4ガスと
Ｎ2Ｏガスにより８５０℃で、シリコン基板上にＨＴＯ
膜が形成される。次に、ＳｉＨ2Ｃｌ2ガスとＮＨ3ガス
により７００℃で、ＨＴＯ膜上にＳｉＮ膜が形成され
る。その後、ＳｉＣｌ4ガスとＮ2Ｏガスにより８５０℃
で、ＳｉＮ膜上にＨＴＯ膜が形成される。このようにし
て、ＯＮＯ膜が形成される。
するためのシーケンスを示す。まず、ＳｉＣｌ4ガスと
Ｎ2Ｏガスにより８５０℃で、シリコン基板上にＨＴＯ
膜が形成される。次に、ＳｉＨ2Ｃｌ2ガスとＮＨ3ガス
により７００℃で、ＨＴＯ膜上にＳｉＮ膜が形成され
る。その後、ＳｉＣｌ4ガスとＮ2Ｏガスにより８５０℃
で、ＳｉＮ膜上にＨＴＯ膜が形成される。このようにし
て、ＯＮＯ膜が形成される。
【００７６】従って、従来のＯＮＯ膜の形成過程におい
ては、８５０℃（ＨＴＯ膜）から７００℃（ＳｉＮ膜）
への降温工程と、７００℃（ＳｉＮ膜）から８５０℃
（ＨＴＯ膜）への昇温工程が必要であり、かつそれぞれ
の工程において温度を安定させる時間も必要である。
ては、８５０℃（ＨＴＯ膜）から７００℃（ＳｉＮ膜）
への降温工程と、７００℃（ＳｉＮ膜）から８５０℃
（ＨＴＯ膜）への昇温工程が必要であり、かつそれぞれ
の工程において温度を安定させる時間も必要である。
【００７７】図１９は、第８の実施例によるＯＮＯ膜を
形成するためのシーケンスを示す。まず従来技術と同様
に、ＳｉＣｌ4ガスとＮ2Ｏガスにより８５０℃で、シリ
コン基板上に膜厚が例えば５０ÅのＨＴＯ膜が形成され
る。次に、例えば５ÅのＨＴＯ膜の成膜工程と、そのＨ
ＴＯ膜のＮＨ3窒化処理とをどちらも８５０℃で行い、
先に基板上に形成した５０Åの膜厚のＨＴＯ膜上に所望
の膜厚のＳｉＮ膜が形成されるまで、ＨＴＯ膜の成膜と
ＮＨ3窒化処理を繰り返す。その後、ＳｉＮ膜上に例え
ば５０ÅのＨＴＯ膜を８５０℃で成膜することにより、
ＯＮＯ膜が形成される。
形成するためのシーケンスを示す。まず従来技術と同様
に、ＳｉＣｌ4ガスとＮ2Ｏガスにより８５０℃で、シリ
コン基板上に膜厚が例えば５０ÅのＨＴＯ膜が形成され
る。次に、例えば５ÅのＨＴＯ膜の成膜工程と、そのＨ
ＴＯ膜のＮＨ3窒化処理とをどちらも８５０℃で行い、
先に基板上に形成した５０Åの膜厚のＨＴＯ膜上に所望
の膜厚のＳｉＮ膜が形成されるまで、ＨＴＯ膜の成膜と
ＮＨ3窒化処理を繰り返す。その後、ＳｉＮ膜上に例え
ば５０ÅのＨＴＯ膜を８５０℃で成膜することにより、
ＯＮＯ膜が形成される。
【００７８】上記第８の実施例によれば、ＨＴＯ膜の形
成及びＳｉＮ膜の形成を同一の温度条件（例えば８５０
℃）で処理する。このため、従来技術で必要であった昇
温及び降温時間と温度安定時間が不要となる。従って、
従来は５時間３０分であったプロセス時間を、第８の実
施例は４時間に短縮できる。
成及びＳｉＮ膜の形成を同一の温度条件（例えば８５０
℃）で処理する。このため、従来技術で必要であった昇
温及び降温時間と温度安定時間が不要となる。従って、
従来は５時間３０分であったプロセス時間を、第８の実
施例は４時間に短縮できる。
【００７９】また、従来、ＨＴＯ膜上にＳｉＮ膜を形成
する際、インキュベーションタイムの発生が問題となる
ことがある。このインキュベーションタイムが大きい場
合、対策として、ＳｉＮ膜の形成時にＨＴＯ膜上をＮＨ
3ガスで窒化処理する等がある。しかし、必然的にプロ
セス時間が延長される。これに対して、第８の実施例に
よれば、ＳｉＮ膜はＨＴＯ膜をＮＨ3ガスで窒化処理す
ることにより形成される。このため、インキュベーショ
ンタイムの問題を防止できる。
する際、インキュベーションタイムの発生が問題となる
ことがある。このインキュベーションタイムが大きい場
合、対策として、ＳｉＮ膜の形成時にＨＴＯ膜上をＮＨ
3ガスで窒化処理する等がある。しかし、必然的にプロ
セス時間が延長される。これに対して、第８の実施例に
よれば、ＳｉＮ膜はＨＴＯ膜をＮＨ3ガスで窒化処理す
ることにより形成される。このため、インキュベーショ
ンタイムの問題を防止できる。
【００８０】また、従来技術においてはＳｉＮ膜の形成
時に副生成物（例えば塩化アンモニウム）が生成され
る。この副生成物は、ダストや腐食が発生する原因とな
るため問題である。これに対して、第８の実施例によれ
ば、ＨＴＯ膜の窒化によりＳｉＮ膜が形成されるため、
副生成物は発生しない。このため、ダストや腐食が発生
する問題を回避できる。
時に副生成物（例えば塩化アンモニウム）が生成され
る。この副生成物は、ダストや腐食が発生する原因とな
るため問題である。これに対して、第８の実施例によれ
ば、ＨＴＯ膜の窒化によりＳｉＮ膜が形成されるため、
副生成物は発生しない。このため、ダストや腐食が発生
する問題を回避できる。
【００８１】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
キシナイトライド膜中の窒素濃度プロファイルを自由に
制御できる半導体装置の製造方法を提供できる。
キシナイトライド膜中の窒素濃度プロファイルを自由に
制御できる半導体装置の製造方法を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施例に係わるオキシナイトラ
イド膜の形成を示すシーケンス。
イド膜の形成を示すシーケンス。
【図２】本発明に係わるオキシナイトライド単膜を示す
断面図。
断面図。
【図３】本発明の第１の実施例に係わり、図１のシーケ
ンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイル。
ンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイル。
【図４】本発明の第１の実施例に係わる他のオキシナイ
トライド膜の形成を示すシーケンス。
トライド膜の形成を示すシーケンス。
【図５】本発明の第２の実施例に係わるオキシナイトラ
イド膜の形成を示すシーケンス。
イド膜の形成を示すシーケンス。
【図６】本発明の第２の実施例に係わり、図５のシーケ
ンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイル。
ンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイル。
【図７】本発明の第２の実施例に係わる他のオキシナイ
トライド膜の形成を示すシーケンス。
トライド膜の形成を示すシーケンス。
【図８】本発明の第２の実施例に係わり、図７のシーケ
ンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイル。
ンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プロ
ファイル。
【図９】本発明の第３の実施例に係わるオキシナイトラ
イド膜の形成を示すシーケンス。
イド膜の形成を示すシーケンス。
【図１０】本発明の第３の実施例に係わり、図９のシー
ケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プ
ロファイル。
ケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度プ
ロファイル。
【図１１】本発明の第４の実施例に係わるオキシナイト
ライド膜の形成を示すシーケンス。
ライド膜の形成を示すシーケンス。
【図１２】本発明の第４の実施例に係わり、図１１のシ
ーケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度
プロファイル。
ーケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度
プロファイル。
【図１３】本発明の第５の実施例に係わるオキシナイト
ライド膜の形成を示すシーケンス。
ライド膜の形成を示すシーケンス。
【図１４】本発明の第５の実施例に係わり、図１３のシ
ーケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度
プロファイル。
ーケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度
プロファイル。
【図１５】本発明の第６の実施例に係わるオキシナイト
ライド膜の形成を示すシーケンス。
ライド膜の形成を示すシーケンス。
【図１６】本発明の第６の実施例に係わり、図１５のシ
ーケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度
プロファイル。
ーケンスで形成したオキシナイトライド膜中の窒素濃度
プロファイル。
【図１７】本発明の第７の実施例に係わるオキシナイト
ライド膜の形成を示すシーケンス。
ライド膜の形成を示すシーケンス。
【図１８】従来技術によるＯＮＯ膜の形成を示すシーケ
ンス。
ンス。
【図１９】本発明の第８の実施例に係わるＯＮＯ膜の形
成を示すシーケンス。
成を示すシーケンス。
【図２０】フラッシュメモリのトランジスタを示す断面
図。
図。
【図２１】従来技術によるオキシナイトライド膜の形成
を示す流れ図。
を示す流れ図。
【図２２】従来技術による図２１の流れで形成したオキ
シナイトライド膜中の窒素濃度プロファイル。
シナイトライド膜中の窒素濃度プロファイル。
１１…シリコン基板、 １２…オキシナイトライド膜、 １３…フローティングゲート、 １４…ポリシリコン絶縁膜、 １５…コントロールゲート、 １６…拡散層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中尾 隆 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 齋田 繁彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 5F058 BA20 BC11 BD04 BD15 BF04 BF23 BF24 BF29 BF37 BF55 BF60 BF64 BJ01 BJ10
Claims (13)
- 【請求項１】 半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴ
Ｏ膜の形成工程と、 前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、 前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、この１サイクルを複数回繰り返すことにより
オキシナイトライド膜を形成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。 - 【請求項２】 半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴ
Ｏ膜の形成工程と、 前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、 前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、この１サイクルを複数回繰り返すことにより
オキシナイトライド膜を形成する工程と、 前記オキシナイトライド膜を再酸化する工程と を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴ
Ｏ膜の形成工程と、 前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、 前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、所望の膜厚の１／２の膜厚のオキシナイトラ
イド膜が形成されるまで前記１サイクルを繰り返す第１
の工程と、 前記第１の工程における各サイクルの窒化処理条件と異
なる窒化処理条件で、所望の膜厚の１／２の膜厚から所
望の膜厚のオキシナイトライド膜が形成されるまで前記
１サイクルを繰り返す第２の工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記第１、第２の工程における各サイク
ルの窒化処理条件において、一方の工程の窒化時間と他
方の工程の窒化時間とが１：５の関係を満たすことを特
徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記第１、第２の工程における各サイク
ルの窒化処理条件において、一方の工程の窒化圧力と他
方の工程の窒化圧力とが１：８の関係を満たすことを特
徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記第１、第２の工程における各サイク
ルの窒化処理条件において、一方の工程の窒化温度をＴ
１、他方の工程の窒化温度をＴ２とする場合、Ｔ１≦Ｔ
２−１５０℃の関係を満たすことを特徴とする請求項３
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記第１、第２の工程における各サイク
ルの窒化処理条件において、一方の工程の窒化ガスの流
量と他方の工程の窒化ガスの流量とが１：１０の関係を
満たすことを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項８】 半導体基板上にＨＴＯ膜を形成するＨＴ
Ｏ膜の形成工程と、 前記ＨＴＯ膜を窒化処理する窒化処理工程と、 前記ＨＴＯ膜の形成工程及び前記窒化処理工程を１サイ
クルとし、所望の膜厚の１／２の膜厚のオキシナイトラ
イド膜が形成されるまで前記１サイクルを繰り返す第１
の工程と、 前記第１の工程における各サイクルのＨＴＯ膜の膜厚と
異なるＨＴＯ膜の膜厚で、所望の膜厚の１／２の膜厚か
ら所望の膜厚のオキシナイトライド膜が形成されるまで
前記１サイクルを繰り返す第２の工程とを含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記第１、第２の工程における各サイク
ルのＨＴＯ膜において、一方の工程のＨＴＯ膜の膜厚を
Ｄ１、他方の工程のＨＴＯ膜の膜厚をＤ２とする場合、
Ｄ１≦１／２×Ｄ２の関係を満たすことを特徴とする請
求項８記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 前記窒化処理で用いるガスはＮＨ3ガ
スであることを特徴とする請求項１、２、３、８記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記窒化処理で用いるガスはＮ2Ｏガ
ス又はＮＯガスであることを特徴とする請求項１、２、
３、８記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記ＨＴＯ膜の形成で用いるガスはＳ
ｉＣｌ4ガスであることを特徴とする請求項１、２、
３、８記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 半導体基板上にＨＴＯ膜を形成する工
程と、 ＮＨ3ガスを用いて前記ＨＴＯ膜を窒化処理し、ＨＴＯ
膜上に第１のシリコン窒化膜を形成する工程と、 前記第１及び第２の工程を所望の膜厚の第２のシリコン
窒化膜が形成されるまで複数回繰り返す工程と、 前記第２のシリコン窒化膜上にＨＴＯ膜を形成し、ＯＮ
Ｏ膜を形成する工程とを含み、 前記ＨＴＯ膜及び前記第１、第２のシリコン窒化膜の形
成は一定の温度で行うことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37175699A JP2001189314A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37175699A JP2001189314A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001189314A true JP2001189314A (ja) | 2001-07-10 |
Family
ID=18499251
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|---|---|---|---|
| JP37175699A Withdrawn JP2001189314A (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001189314A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006287204A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-10-19 | Nec Electronics Corp | 不揮発性記憶素子の製造方法 |
| JP2007281493A (ja) * | 2003-05-08 | 2007-10-25 | Intel Corp | 誘電層を形成する方法及び関連するデバイス |
| WO2012060379A1 (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法および基板処理装置 |
| JP2022094904A (ja) * | 2020-12-15 | 2022-06-27 | ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッド | 薄膜形成方法及び装置 |
-
1999
- 1999-12-27 JP JP37175699A patent/JP2001189314A/ja not_active Withdrawn
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