JP2002289613A - Method for forming insulating oxide film - Google Patents

Method for forming insulating oxide film

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JP2002289613A
JP2002289613A JP2001088397A JP2001088397A JP2002289613A JP 2002289613 A JP2002289613 A JP 2002289613A JP 2001088397 A JP2001088397 A JP 2001088397A JP 2001088397 A JP2001088397 A JP 2001088397A JP 2002289613 A JP2002289613 A JP 2002289613A
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JP
Japan
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substrate
film
gas
oxide
component
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Application number
JP2001088397A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyozo Kanemoto
恭三 金本
Takashi Yoshida
吉田  孝
Toru Kurabayashi
徹 倉林
Junichi Nishizawa
潤一 西澤
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Mitsubishi Electric Corp
Semiconductor Research Foundation
Telecommunications Advancement Organization
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Semiconductor Research Foundation
Telecommunications Advancement Organization
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming an insulating oxide film with superior electric characteristics, wherein oxidation is prevented from advancing into a substrate during the period of deposition of the oxide film. SOLUTION: The insulating oxide film with superior electric characteristics can be formed by switching oxidizing gases to be supplied or separating gas components under control to prevent oxidation from advancing into a substrate.

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】この発明は、半導体装置のゲ
ート絶縁膜やキャパシタ誘電膜等として用いる酸化絶縁
膜の形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an oxide insulating film used as a gate insulating film or a capacitor dielectric film of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、集積回路(Si−LSI)の微細
化に伴ってトランジスタのゲート長が0.1μmを切る
傾向にあることから、短チャンネル効果の抑制が益々困
難となり、縦方向および横方向ともに、より微細で急峻
な不純物プロファイルを実現する必要に迫られている。
このため、チャンネルあるいはS/D形成後の高温プロ
セスは短時間化および低温化が必要となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of integrated circuits (Si-LSI), the gate length of a transistor tends to be less than 0.1 μm. In both directions, it is necessary to realize a finer and sharper impurity profile.
For this reason, the high-temperature process after forming the channel or the S / D requires a reduction in the time and the temperature.

【0003】特にゲート絶縁膜の低温形成は一つの大き
な課題であり、SiO膜形成時の酸化温度低減方法と
しては、高温酸化,オゾン酸化,プラズマ・UV励起ラ
ジカル酸化などが採られている。
In particular, formation of a gate insulating film at a low temperature is one of the major issues, and high-temperature oxidation, ozone oxidation, plasma / UV-excited radical oxidation, and the like are employed as methods for reducing the oxidation temperature when forming a SiO 2 film.

【0004】一方、化学気相成長法(CVD)による薄
膜形成方法は、高誘電率膜などSiO膜以外では一般
的であるが、ゲート酸化膜用SiOへの適用を目指し
た試みは少なく、このような従来の成膜技術としては、
例えばG.Lukovsky,Extended Ab
stracts of SSDM2000,P232、
及びそのリファレンスに解説され、酸化剤を予め励起し
主材料と混合して与えることで、基板表面に対しCVD
による膜の堆積を行って化学量論的組成比の良い良質膜
を低温で成膜するというものである。
On the other hand, a thin film forming method by chemical vapor deposition (CVD) is generally used for materials other than SiO 2 films such as high dielectric constant films, but few attempts have been made to apply it to SiO 2 for gate oxide films. Such conventional film forming techniques include:
For example, G. Lukovsky, Extended Ab
structures of SSDM2000, P232,
And its reference, the oxidizing agent is pre-excited and mixed with the main material to give a CVD to the substrate surface.
In this method, a high-quality film having a good stoichiometric composition ratio is formed at a low temperature.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の酸化絶縁膜の形
成方法は以上のように行われるので、励起された酸化剤
が基板側をも酸化するため、酸化膜堆積中に意図しない
酸化膜が成長し、この酸化膜の成長で基板界面準位が発
生して素子特性が劣化したり、堆積酸化膜と異なった誘
電率の膜が形成されて誘電率低下を招いたりするなどの
課題があった。
Since the conventional method for forming an oxide insulating film is performed as described above, the excited oxidizing agent also oxidizes the substrate side, so that an unintended oxide film is formed during the oxide film deposition. There are problems such as growth of the oxide film, which causes a substrate interface level to be generated, thereby deteriorating the device characteristics, and forming a film having a dielectric constant different from that of the deposited oxide film to cause a decrease in the dielectric constant. Was.

【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、基板上への酸化膜堆積時に基板内
部への酸化を防ぎながら酸化膜の化学量論的組成比を保
った良質の成膜を可能とする酸化絶縁膜の形成方法を得
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has a high quality in which the stoichiometric composition of an oxide film is maintained while preventing the oxidation of the inside of the substrate when the oxide film is deposited on the substrate. It is an object of the present invention to obtain a method for forming an oxide insulating film that enables the formation of a film.

【0007】また、この発明は、駆動力が高いトランジ
スタや蓄積容量の大きなキャパシタの形成が可能となっ
て、メモリ等の特性向上や微細化、高集積化が図れ、集
積回路の歩留まり向上およびコスト低減を図ることがで
きる酸化絶縁膜の形成方法を得ることを目的とする。
Further, according to the present invention, it is possible to form a transistor having a high driving force or a capacitor having a large storage capacity, thereby improving the characteristics of a memory or the like, miniaturizing and increasing the integration, improving the yield of an integrated circuit and reducing the cost. It is an object of the present invention to obtain a method for forming an oxide insulating film which can achieve reduction.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る酸化絶縁
膜の形成方法は、酸化膜主材料ガスと予め活性化した酸
化ガスとを反応させ、その反応ガスによって半導体装置
の基板上に形成される酸化絶縁膜の形成方法において、
前記酸化ガスのうち、膜中への浸透力が強く酸化力の強
い活性酸化成分を成分1とし、前記酸化膜主材料ガスと
の反応性を有するが膜中への浸透力が弱い活性酸化成分
を成分2とし、前記酸化膜主材料ガスと前記成分2の酸
化ガスとを同時に前記基板に一定時間供給し、前記酸化
膜主材料ガスを前記酸化ガスと反応させて前記基板上に
堆積させ、当該基板上に酸化薄膜を形成する膜堆積工程
と、前記成分2の酸化ガスを前記基板に一定時間供給し
て当該基板および基板上の酸化薄膜を酸化させる堆積膜
酸化工程と、前記成分1の酸化ガスを前記基板に一定時
間供給して当該基板および基板上の酸化薄膜を酸化させ
る強酸化工程と、前記成分1と成分2の酸化ガスを混合
して一定時間供給し当該基板および基板上の酸化薄膜を
酸化させる混合酸化工程と、前記各工程間でガス供給を
一定時間中断するガス供給中断工程とを設け、これらの
前記各工程のうち、少なくとも前記膜堆積工程と前記堆
積膜酸化工程を時系列的に含む一連の工程を繰り返すも
のである。
According to a method of forming an oxide insulating film according to the present invention, an oxide film main material gas is reacted with an oxidizing gas which has been activated in advance, and a reaction gas is formed on a substrate of a semiconductor device. In the method of forming an oxide insulating film,
Of the oxidizing gas, an active oxidizing component having a strong osmotic power into the film and having a strong oxidizing power is defined as a component 1, and an active oxidizing component having reactivity with the main material gas of the oxide film but having a low osmotic power into the film Is the component 2, the oxide film main material gas and the oxidizing gas of the component 2 are simultaneously supplied to the substrate for a certain period of time, and the oxide film main material gas reacts with the oxidizing gas and is deposited on the substrate; A film deposition step of forming an oxide thin film on the substrate, a deposition film oxidation step of supplying the oxidizing gas of the component 2 to the substrate for a certain period of time to oxidize the substrate and the oxide thin film on the substrate, A strong oxidation step of supplying an oxidizing gas to the substrate for a certain period of time to oxidize the substrate and an oxide thin film on the substrate; and mixing and supplying the oxidizing gas of the component 1 and the component 2 for a certain period of time to supply the oxidizing gas to the substrate and the substrate. Mixed acids that oxidize oxide thin films A step and a gas supply interruption step of interrupting gas supply for a certain time between the respective steps are provided, and among these steps, a series of steps including at least the film deposition step and the deposited film oxidation step in time series The process is repeated.

【0009】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
酸化膜主材料ガスとして、Siを含む化合物を適用する
ものである。
A method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
A compound containing Si is applied as an oxide film main material gas.

【0010】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
酸化膜主材料ガスとして、Taを含む化合物を適用する
ものである。
[0010] The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
A compound containing Ta is applied as an oxide film main material gas.

【0011】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
酸化膜主材料ガスとして、Al,Hf,Sc,Zr,
Y,Gd,La,Sr,Ti,Ba,Ptのいずれか、
あるいはその組み合わせを含む化合物を適用するもので
ある。
[0011] A method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
Al, Hf, Sc, Zr,
Any of Y, Gd, La, Sr, Ti, Ba, Pt,
Alternatively, a compound containing a combination thereof is applied.

【0012】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
酸化ガスとして、Oを含む化合物を適用するものであ
る。
A method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
A compound containing O 2 is applied as an oxidizing gas.

【0013】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
酸化物でない半導体から成る基板を用いるものである。
A method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
A substrate made of a non-oxide semiconductor is used.

【0014】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
酸化物でない金属から成る基板を用いるものである。
[0014] The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
A substrate made of a non-oxide metal is used.

【0015】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
予め活性化された酸化ガスを基板に直接照射することで
成分1の酸化ガスとしたものである。
[0015] The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The oxidizing gas of component 1 is obtained by directly irradiating the substrate with an oxidizing gas that has been activated in advance.

【0016】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
予め活性化された酸化ガスを基板に間接照射することで
成分2の酸化ガスとしたものである。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The oxidizing gas of component 2 is obtained by indirectly irradiating the substrate with an oxidizing gas activated in advance.

【0017】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
基板に照射する酸化ガスの種類を切り替え制御すること
で成分2の酸化ガスとしたものである。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The type 2 oxidizing gas is obtained by switching and controlling the type of the oxidizing gas applied to the substrate.

【0018】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
基板に対する酸化ガスの供給流量を変化させて成分2の
酸化ガスとしたものである。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The supply flow rate of the oxidizing gas to the substrate is changed to obtain the oxidizing gas of the component 2.

【0019】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
成分1の酸化ガスが原子状酸素から成るものである。
A method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The oxidizing gas of the component 1 is composed of atomic oxygen.

【0020】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
成分2の酸化ガスが分子状酸素から成るものである。
A method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The oxidizing gas of the component 2 is composed of molecular oxygen.

【0021】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
膜堆積工程が第1の堆積膜酸化工程の前工程となってい
るものである。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The film deposition step is a step prior to the first deposited film oxidation step.

【0022】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
成膜中の基板温度が、1サイクル中の基板内部への熱酸
化が膜堆積工程で基板上に堆積する膜厚の10分の1以
下となるように低温に設定されているものである。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The substrate temperature during the film formation is set to a low temperature so that the thermal oxidation inside the substrate during one cycle is 1/10 or less of the film thickness deposited on the substrate in the film deposition step.

【0023】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
膜堆積工程と堆積膜酸化工程の各工程でのガス供給時
間、または、そのガス供給サイクル時間が、膜堆積工程
で基板上に成膜された酸化膜を酸化ガス成分が透過して
基板表面に至る時間よりも短く設定されているものであ
る。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The gas supply time in each step of the film deposition step and the deposited film oxidation step, or the gas supply cycle time, causes the oxidizing gas component to pass through the oxide film formed on the substrate in the film deposition step and pass on the substrate surface. It is set to be shorter than the time it takes.

【0024】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
膜堆積工程と堆積膜酸化工程の各工程でのガス供給時
間、または、そのガス供給サイクル時間が、膜堆積工程
と堆積膜酸化工程とによるサイクルの繰り返し回数に応
じて長くなるようにしたものである。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
The gas supply time in each step of the film deposition step and the deposited film oxidation step, or the gas supply cycle time is made longer according to the number of cycles of the film deposition step and the deposited film oxidation step. is there.

【0025】この発明に係る酸化絶縁膜の形成方法は、
予め活性化された酸化ガスを基板に間接照射する手段と
して、前記酸化ガスの照射源と前記基板との間に、それ
ら両者と間隙を存して遮蔽手段を配置したものである。
The method for forming an oxide insulating film according to the present invention comprises:
As means for indirectly irradiating the substrate with a previously activated oxidizing gas, a shielding means is arranged between the irradiation source of the oxidizing gas and the substrate with a gap therebetween.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による酸
化絶縁膜の形成方法を実現するために適用したプラズマ
CVD装置を示す概略的な構成説明図である。図1にお
いて、1はプラズマCVD装置の成長室(成長チャンバ
ー)、2はその成長室1の上部に配置したプラズマソー
スであり、このプラズマソース2は、rfコイル巻装セ
ルを磁界中に配置したヘリコンプラズマセルを用いた構
成としている。3は成長室2の下部に配置した基板加熱
ランプ(基板加熱源)、4はその基板加熱ランプ3の光
路上に配置して当該基板加熱ランプ3と前記プラズマソ
ース2との間に位置させた基板ホルダであり、この基板
ホルダ4上に成膜すべき基板5が載置される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a schematic structural explanatory view showing a plasma CVD apparatus applied to realize a method for forming an oxide insulating film according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a growth chamber (growth chamber) of a plasma CVD apparatus, and 2 denotes a plasma source arranged above the growth chamber 1. This plasma source 2 has an rf coil-wrapped cell arranged in a magnetic field. The configuration uses a helicon plasma cell. Reference numeral 3 denotes a substrate heating lamp (substrate heating source) disposed below the growth chamber 2, and reference numeral 4 denotes a substrate heating lamp disposed on the optical path of the substrate heating lamp 3 and positioned between the substrate heating lamp 3 and the plasma source 2. A substrate 5 on which a film is to be formed is placed on the substrate holder 4.

【0027】6は前記基板ホルダ4の近傍に配置された
熱電対(温度測定手段)、7は前記基板ホルダ4の周囲
に配置した液体窒素シュラウドであり、この液体窒素シ
ュラウド7は基板5上の酸化膜成長中に不純物ガスのト
ラップを行うものである。8はイオンゲージ、9はメイ
ンの排気を行うターボモレキュラポンプ、10はロード
ロック室である。
Reference numeral 6 denotes a thermocouple (temperature measuring means) disposed near the substrate holder 4, and 7 denotes a liquid nitrogen shroud disposed around the substrate holder 4. The impurity gas is trapped during the growth of the oxide film. Reference numeral 8 denotes an ion gauge, 9 denotes a turbo molecular pump for performing main exhaust, and 10 denotes a load lock chamber.

【0028】11は第1のガス供給管、12は第2のガ
ス供給管であり、これらの第1および第2のガス供給管
11,12は酸化ガス(O)供給源に接続された分岐
管からなり、第1のガス供給管11は先端ノズル部が前
記プラズマソース2内に臨んでおり、第2のガス供給管
12には、第1のガス供給管11の分岐部よりも下流側
で第3および第4のガス供給管13,14が接続され、
第3のガス供給管13は酸化膜主材料ガス(Si
)供給源からの酸化膜主材料ガスを供給し、第4
のガス供給管14は種類が異なる酸化ガスまたは酸化膜
主材料ガスを供給するものである。
Reference numeral 11 denotes a first gas supply pipe, and reference numeral 12 denotes a second gas supply pipe. These first and second gas supply pipes 11 and 12 are connected to an oxidizing gas (O 2 ) supply source. The first gas supply pipe 11 has a tip nozzle portion facing the inside of the plasma source 2, and the second gas supply pipe 12 has a downstream side from the branch part of the first gas supply pipe 11. The third and fourth gas supply pipes 13 and 14 are connected on the side,
The third gas supply pipe 13 is provided with an oxide film main material gas (Si
2 H 6) supplying the oxide film main material gas from the supply source, the fourth
The gas supply pipe 14 supplies different types of oxidizing gas or oxide film main material gas.

【0029】このように第3および第4のガス供給管1
3,14が接続された第2のガス供給管12は、酸化ガ
スまたは酸化膜主材料ガスあるいはそれらの混合ガスを
基板ホルダ4上の基板5に直接供給するものである。1
5は第2,第3,第4のガス供給管12,13,14の
それぞれとターボモレキュラポンプ9とを接続する接続
管、16は前記各ガス供給管11,12,13,14お
よび前記接続管15のそれぞれに設けられたバルブ、1
7は前記各ガス供給管11,12,13,14のそれぞ
れに設けられたマスフローコントローラであり、これら
のマスフローコントローラ17はそれぞれの系統のガス
流量を制御するガス流量制御手段となるものである。
As described above, the third and fourth gas supply pipes 1
The second gas supply pipe 12 to which the gas supply pipes 3 and 14 are connected is for directly supplying an oxidizing gas, an oxide film main material gas, or a mixed gas thereof to the substrate 5 on the substrate holder 4. 1
Reference numeral 5 denotes a connection pipe for connecting each of the second, third, and fourth gas supply pipes 12, 13, and 14 to the turbomolecular pump 9, and 16 denotes the gas supply pipes 11, 12, 13, 14, and the connection pipes. Valves provided in each of the connection pipes 15, 1
Reference numeral 7 denotes a mass flow controller provided in each of the gas supply pipes 11, 12, 13, and 14, and these mass flow controllers 17 serve as gas flow control means for controlling the gas flow in each system.

【0030】18は成長室内におけるプラズマソース2
と基板ホルダ4上の基板5との間に配置した第1のシャ
ッターであり、この第1のシャッター18は、プラズマ
ソース2の出口と基板ホルダ4上の基板5との間を開放
する開位置と遮る閉位置とに開閉作動する遮蔽手段とな
るものである。かかる第1のシャッター18は、閉位置
で上述のようにプラズマソース2の出口と基板5との間
を遮るが、その閉位置にある第1のシャッター18は、
プラズマソース2の出口および基板5との間にガス流通
が可能な空隙を形成するものである。したがって、第1
のシャッター18を閉とすることで、プラズマソース2
系統からのガスが基板ホルダ4上の基板5に対して間接
的に供給され、第1のシャッター19を開とすること
で、プラズマソース2系統からのガスが前記基板5に対
して直接供給されるものである。
Reference numeral 18 denotes a plasma source 2 in the growth chamber.
A first shutter disposed between the plasma source 2 and the substrate 5 on the substrate holder 4. The first shutter 18 is disposed between the outlet of the plasma source 2 and the substrate 5 on the substrate holder 4. And a closing means for opening and closing the closed position. Although the first shutter 18 blocks the space between the outlet of the plasma source 2 and the substrate 5 in the closed position as described above, the first shutter 18 in the closed position includes:
A gap is formed between the outlet of the plasma source 2 and the substrate 5 so that gas can flow. Therefore, the first
By closing the shutter 18 of the plasma source 2
Gas from the system is supplied indirectly to the substrate 5 on the substrate holder 4, and by opening the first shutter 19, gas from the plasma source 2 system is directly supplied to the substrate 5. Things.

【0031】ここで、プラズマソース2系統から基板5
に活性化された酸化ガスを直接供給する場合と間接供給
する場合とでは、その酸化ガスの活性酸化成分が異なっ
てくる。すなわち、第1のシャッター18の開時には、
プラズマソース2系統からの酸化ガスが基板5に直接供
給されるため、その酸化ガスは、基板5上に堆積する膜
中への浸透力が強く酸化力の強い活性酸化成分(以下、
成分1という)となる。また、第1のシャッター18の
閉時には、プラズマソース2系統からの酸化ガスが基板
5に間接供給されるため、その活性酸化ガスは、酸化膜
主材料ガスとの反応性を有するが、基板5に堆積する膜
中への浸透力が弱い活性酸化成分(以下、成分2とい
う)となる。したがって、第1のシャッター18は、そ
の開閉によって、プラズマソース2系統から供給される
酸化ガスを成分1と成分2とに分離制御するガス成分制
御手段をも兼ねるものである。
Here, the two plasma sources are used to convert the substrate 5
The active oxidizing component of the oxidizing gas differs between the case where the activated oxidizing gas is directly supplied and the case where the oxidizing gas is indirectly supplied. That is, when the first shutter 18 is opened,
Since the oxidizing gas from the two plasma sources is directly supplied to the substrate 5, the oxidizing gas has a strong oxidizing power and a strong oxidizing component (hereinafter referred to as an active oxidizing component) that has a strong penetrating power into a film deposited on the substrate 5.
Component 1). Further, when the first shutter 18 is closed, the oxidizing gas from the two plasma sources is indirectly supplied to the substrate 5, so that the active oxidizing gas has reactivity with the oxide film main material gas. The active oxidizing component (hereinafter, referred to as component 2) has a low penetrating power into the film deposited on the substrate. Therefore, the first shutter 18 also functions as a gas component control unit for controlling the separation of the oxidizing gas supplied from the two plasma sources into components 1 and 2 by opening and closing the first shutter 18.

【0032】19は成長室1内における基板ホルダ4上
の基板5と第2のガス供給管12の先端ノズル部との間
に配置した第2のシャッターであり、この第2のシャッ
ター19は、基板ホルダ4上の基板5の表面側を遮って
当該基板5上に第2のガス供給管12からのガスが供給
されないようにする閉位置と、第2のガス供給管12か
らのガスが前記基板5上に供給されるようにする開位置
とに作動させるものである。
Reference numeral 19 denotes a second shutter disposed between the substrate 5 on the substrate holder 4 in the growth chamber 1 and the tip end of the second gas supply pipe 12. A closed position for blocking the front side of the substrate 5 on the substrate holder 4 so that the gas from the second gas supply pipe 12 is not supplied onto the substrate 5; It is operated to the open position to be supplied onto the substrate 5.

【0033】次に、上記構成のプラズマCVD装置の動
作および同装置による酸化絶縁膜の形成方法について説
明する。なお、この実施の形態1では、酸化膜主材料ガ
スとしてSiHを用い、酸化ガスとして酸素を用いた
場合の酸化絶縁膜の形成方法について、プラズマCVD
装置の動作との関連で説明する。この発明による酸化絶
縁膜の形成方法では、膜堆積工程として、酸化膜主材料
ガス(SiH)と前記成分2の酸化ガスを同時に基板
に一定時間供給して当該基板上に酸化薄膜を堆積させる
が、その膜堆積工程を実行するために、プラズマCVD
装置にあっては、第1のシャッター18を閉じて第2の
シャッター19を開き、この状態で、第1のガス供給管
11から酸化ガスを供給すると同時に、第3のガス供給
管13から第2のガス供給管12を介して前記酸化膜主
材料ガス(SiH)を供給する。
Next, the operation of the plasma CVD apparatus having the above configuration and a method of forming an oxide insulating film by the apparatus will be described. In the first embodiment, a method for forming an oxide insulating film in the case where SiH 4 is used as an oxide film main material gas and oxygen is used as an oxidizing gas is described by a plasma CVD method.
This will be described in relation to the operation of the device. In the method for forming an oxide insulating film according to the present invention, as a film deposition step, an oxide film main material gas (SiH 4 ) and the oxidizing gas of the component 2 are simultaneously supplied to the substrate for a certain period of time to deposit an oxide thin film on the substrate. However, in order to perform the film deposition process, plasma CVD
In the apparatus, the first shutter 18 is closed and the second shutter 19 is opened, and in this state, the oxidizing gas is supplied from the first gas supply pipe 11 and the third gas supply pipe 13 is simultaneously supplied with the oxidizing gas. The oxide film main material gas (SiH 4 ) is supplied through the second gas supply pipe 12.

【0034】このとき、第1のガス供給管11から供給
される酸化ガスは、プラズマソース2によるプラズマ励
起で活性化され、その活性化された酸化ガスが第1のシ
ャッター18に衝突して拡散されることにより、前記酸
化ガスは反応性を有するが基板5上に堆積する膜中への
浸透力が弱い活性酸化成分(成分2)となる。
At this time, the oxidizing gas supplied from the first gas supply pipe 11 is activated by plasma excitation by the plasma source 2, and the activated oxidizing gas collides with the first shutter 18 and diffuses. As a result, the oxidizing gas becomes an active oxidizing component (component 2) which has a reactivity but has a low penetrating power into a film deposited on the substrate 5.

【0035】そして、上述のように酸化膜主材料ガス
(SiH)と酸化ガスを同時供給している時間内に、
酸化膜主材料ガス(SiH)は前記活性酸化ガスと反
応して基板5上に堆積する。このときの活性酸化ガス
は、上述のように、基板5上に堆積した酸化薄膜への浸
透力が弱い活性酸化成分(成分2)が主体となるため、
その活性酸化成分によって基板5の内部まで酸化される
ようなことはない。
Then, as described above, within the time during which the oxide film main material gas (SiH 4 ) and the oxidizing gas are simultaneously supplied,
The oxide film main material gas (SiH 4 ) reacts with the active oxidizing gas and deposits on the substrate 5. As described above, the active oxidizing gas at this time is mainly composed of an active oxidizing component (component 2) having a low penetration force into the oxide thin film deposited on the substrate 5, and
The active oxidizing component does not oxidize the inside of the substrate 5.

【0036】以上のようにして、膜堆積工程では、酸化
膜主材料ガスと前記成分2の酸化ガスとを同時に前記基
板5上に一定時間供給することにより、前記酸化膜主材
料ガスと前記成分2の酸化ガスとが反応して前記基板5
上に酸化薄膜が形成される。その膜堆積工程後には、前
記酸化膜主材料ガスと前記成分2の酸化ガスの同時供給
を一定時間中断させる(ガス供給中断工程)。そのガス
供給中断時間経過後に次の堆積膜酸化工程に移行する。
As described above, in the film deposition step, the oxide film main material gas and the component 2 are simultaneously supplied onto the substrate 5 for a certain period of time to thereby supply the oxide film main material gas and the component gas. 2 reacts with the oxidizing gas and the substrate 5
An oxide thin film is formed thereon. After the film deposition step, the simultaneous supply of the oxide film main material gas and the oxidizing gas of the component 2 is interrupted for a certain period of time (gas supply interrupting step). After the elapse of the gas supply interruption time, the process proceeds to the next deposited film oxidation step.

【0037】堆積膜酸化工程では、第1のシャッター1
8を閉じ、第2のシャッター19を開いたままの状態
で、第1のガス供給管11系統から活性酸化ガス(成分
2の酸化ガス)のみを基板5に一定時間供給することに
より、当該基板5および基板5上の酸化薄膜を酸化させ
る。
In the deposited film oxidation step, the first shutter 1
By closing the second shutter 19 and keeping the second shutter 19 open, only the active oxidizing gas (oxidizing gas of component 2) is supplied from the first gas supply pipe 11 system to the substrate 5 for a certain period of time. 5 and the oxide thin film on the substrate 5 are oxidized.

【0038】従って、前記膜堆積工程で基板5上に成膜
した酸化薄膜は、その厚さ相当分が前記堆積膜酸化工程
で十分に酸化させられる。そして、前記堆積膜酸化工程
での活性酸化ガスの供給時間経過後には、必要に応じて
その活性酸化ガスの供給を一定時間だけ中断する(ガス
供給中断工程)。そのガス供給中断時間経過後に次の強
酸化工程に移行する。
Therefore, the thickness of the oxide thin film formed on the substrate 5 in the film deposition step is sufficiently oxidized in the deposited film oxidation step. After the elapse of the supply time of the active oxidizing gas in the deposition film oxidizing step, the supply of the active oxidizing gas is interrupted for a certain period of time, if necessary (gas supply interrupting step). After the elapse of the gas supply interruption time, the process shifts to the next strong oxidation step.

【0039】この強酸化工程では、第1および第2のシ
ャッター18,19を共に開いて、前記成分1の活性酸
化ガスを前記基板5に一定時間供給して当該基板5およ
び当基板5上の酸化薄膜を酸化させる。これにより、前
記膜堆積工程で基板5上に成膜された酸化薄膜は更に十
分に酸化させられる。なお、この強酸化工程は、次の混
合酸化工程で代用することが可能である。
In this strong oxidation step, the first and second shutters 18 and 19 are both opened, and the active oxidizing gas of the component 1 is supplied to the substrate 5 for a certain period of time, and the substrate 5 and the The oxide thin film is oxidized. As a result, the oxide thin film formed on the substrate 5 in the film deposition step is more sufficiently oxidized. This strong oxidation step can be replaced with the following mixed oxidation step.

【0040】混合酸化工程では、前記成分1と成分2の
混合して第1のガス供給管11から基板5に供給するこ
とにより、当該基板5および基板5上の酸化薄膜を前記
成分1と成分2の混合ガスによって更に十分に酸化させ
られる。
In the mixed oxidation step, the components 1 and 2 are mixed and supplied to the substrate 5 from the first gas supply pipe 11, whereby the substrate 5 and an oxide thin film on the substrate 5 are mixed with the components 1 and 2. It is more fully oxidized by the mixed gas of the two.

【0041】ここで、前記工程間には、必要に応じてガ
スの供給を一定時間中断するガス供給工程を設けるもの
である。そして、上述した各工程のうち、少なくとも前
記膜堆積工程と前記堆積膜酸化工程を含む一連の工程を
時系列的に繰り返すことによって、基板5上の所定膜厚
の酸化絶縁膜が形成される。
Here, a gas supply step for interrupting the supply of gas for a certain period of time is provided between the above steps as necessary. Then, a series of steps including at least the film deposition step and the deposited film oxidation step among the above-described steps are repeated in a time series, whereby an oxide insulating film having a predetermined thickness on the substrate 5 is formed.

【0042】次に、上述したプラズマCVD装置による
酸化絶縁膜の形成方法を実験した結果を以下に説明す
る。その実験では、酸化膜主材料ガスとしてSiH
を、酸化ガスとして酸素をそれぞれ用い、その酸化ガ
スを上述のようにプラズマ励起で活性化し、活性化した
酸化ガスを上述のように第1のシャッター18の開閉に
よって成分1と成分2に分離して供給した。さらに詳し
くは、膜堆積工程として前記シャッター18を閉じて活
性酸素を流量10sccmで供給すると同時にSiH
を供給し、そのガス供給時間をT1とした。また、堆積
膜酸化工程として前記シャッター18を閉じて活性酸素
のみを流量10sccmで供給し、そのガス供給時間を
T2とした。さらには、強酸化工程として前記シャッタ
ー18を開けて活性酸素を流量10sccmで供給し、
そのガス供給時間をT3とした。そして、前記ガス供給
時間T1,T2,T3を、この順番で30秒,10秒,
10秒と設定(図2参照)し、このサイクルを50回繰
り返した。
Next, the above-mentioned plasma CVD apparatus is used.
The results of experiments on the method of forming the oxide insulating film are described below.
You. In the experiment, the oxide film main material gas was SiH
4And oxygen as the oxidizing gas, respectively.
Activated by plasma excitation as described above
The oxidizing gas is used to open and close the first shutter 18 as described above.
Therefore, they were supplied separately as component 1 and component 2. Further details
In other words, the shutter 18 is closed and activated as a film deposition process.
While supplying reactive oxygen at a flow rate of 10 sccm, SiH 4
Was supplied, and the gas supply time was T1. Also deposited
As a film oxidation step, the shutter 18 is closed and active oxygen
Only at a flow rate of 10 sccm, and the gas supply time is
T2. Further, as the strong oxidation step, the shutter
Open -18 and supply active oxygen at a flow rate of 10 sccm,
The gas supply time was T3. And the gas supply
Times T1, T2, T3 are set in this order for 30 seconds, 10 seconds,
Set 10 seconds (see Fig. 2) and repeat this cycle 50 times.
I returned.

【0043】その結果、基板5上には膜厚4nmのSi
(酸化絶縁膜)が得られた。このように、シャッタ
ー18を閉じた状態での活性酸素とSiHの同時供給
による膜堆積工程と、同じくシャッター18を閉じた状
態での活性酸素のみの供給による堆積膜酸化工程と、シ
ャッター18を開いた状態での活性酸素の供給による強
酸化工程とを1サイクルとし、このサイクルを繰り返し
による成膜のSiOと、従来のガス連続供給成膜によ
るSiOとのMOSキャパシタを比較評価したとこ
ろ、この発明では、界面準位密度が従来の1E11cm
2eV−1半ばから1E10cm−2eV−1以下に低
減でき、かつ、その他のC−V特性についても同様に改
善されることが判明した。また、絶縁破壊電界強度は従
来とほぼ同様であることが判明した。
As a result, a 4 nm-thick Si
O 2 (oxide insulating film) was obtained. As described above, a film deposition step by simultaneous supply of active oxygen and SiH 4 with the shutter 18 closed, a deposition film oxidation step by supply of only active oxygen with the shutter 18 closed, and a shutter 18 a strong step by supplying active oxygen in the open state as one cycle and a SiO 2 film formation by repeating this cycle, was comparatively evaluated MOS capacitor with SiO 2 by conventional gas continuous feed deposition According to the present invention, the interface state density is 1E11 cm,
It has been found that it can be reduced from the middle of 2 eV-1 to 1E10 cm-2 eV-1 or less, and the other CV characteristics are similarly improved. It was also found that the breakdown electric field strength was almost the same as the conventional one.

【0044】さらに、前記サイクルを繰り返したときの
酸化膜厚のサイクル数依存性は図3に示す通りで、サイ
クル数に比例した膜厚が得られることが分かる。さら
に、前記ガス供給時間T1を変化させたところ、図4に
示すように、そのガス供給時間の長さに応じた1サイク
ルあたりの膜厚が得られた。したがって、任意の膜厚を
サイクル数の制御と1サイクルあたりのSiH供給量
制御によって膜厚の精密制御が可能となる。
Further, the cycle number dependence of the oxide film thickness when the above cycle is repeated is shown in FIG. 3, and it can be seen that a film thickness proportional to the cycle number can be obtained. Further, when the gas supply time T1 was changed, as shown in FIG. 4, a film thickness per cycle corresponding to the length of the gas supply time was obtained. Therefore, it is possible to precisely control the film thickness of an arbitrary film thickness by controlling the number of cycles and controlling the supply amount of SiH 4 per cycle.

【0045】実施の形態2.図5はこの発明の実施の形
態2による酸化絶縁膜の形成方法での1サイクルあたり
のガス供給制御時間を示すタイムチャートである。この
実施の形態2では、酸化膜主材料ガスとして上記実施の
形態1で用いたSiHに代えてSiを用い、そ
の他は上記実施の形態1の場合と同様にして実験を行っ
た。この実験では、図1のプラズマCVD装置のシャッ
ター18を閉じて活性酸素とSi とを同時に供給
する膜堆積工程のガス供給時間T1を30秒に、かつ、
前記シャッター18を閉じて活性酸素のみを供給する堆
積膜酸化工程のガス供給時間T2を10秒にそれぞれ設
定し、図6に示すように、前記ガス供給時間T1と前記
ガス供給時間T2を交互に繰り返して堆積膜の成長を行
ったところ、Siのガス供給時間T1だけで決ま
る成長膜厚が得られた。したがって、前記T2の酸化ガ
ス供給時間だけでは、基板への酸化進行がないことが改
めて確認された。
Embodiment 2 FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.
Per cycle in the method of forming an oxide insulating film according to state 2
5 is a time chart showing the gas supply control time of FIG. this
In the second embodiment, the oxide film main material gas is
SiH used in form 14Instead of Si2H6Using
Other than the above, an experiment was performed in the same manner as in the first embodiment.
Was. In this experiment, the shutdown of the plasma CVD apparatus of FIG.
The reactor 18 is closed and active oxygen and Si2H 6And supply at the same time
Gas supply time T1 of the film deposition process to be performed is 30 seconds, and
A bank that supplies only active oxygen by closing the shutter 18
The gas supply time T2 for the film oxidation step is set to 10 seconds.
And the gas supply time T1 and the gas supply time T1 as shown in FIG.
The gas supply time T2 is alternately repeated to grow the deposited film.
, Si2H6Is determined only by the gas supply time T1
A grown film thickness was obtained. Therefore, the gas oxide of T2
It was found that oxidation of the substrate did not progress only with
It was confirmed.

【0046】一方、Si供給時に活性酸素の供給
を完全に停止すると、SiOの堆積は殆ど起こらない
ことが確認された。このことから堆積の反応を進行させ
るためには、Si供給時に前記シャッター18を
介しているが活性酸素の供給が必須であることが分か
る。
On the other hand, it was confirmed that when the supply of active oxygen was completely stopped during the supply of Si 2 H 6 , deposition of SiO 2 hardly occurred. From this fact, it can be seen that, in order to advance the deposition reaction, the supply of active oxygen is indispensable through the shutter 18 when Si 2 H 6 is supplied.

【0047】そこで、図1のプラズマCVD装置を用
い、酸化膜主材料ガスをSiとした場合の実験に
ついて具体的に説明する。この実験では、プラズマCV
D装置において、メインの排気をターボモレキュラポン
プ9で行い、膜成長中は液体窒素シュラウド7で不純物
ガスのトラップを行った。ガス系は希釈しない99.9
9%のSiとOを用い、いずれもマスフローコ
ントローラ17を通して流量制御し、0.1sccmか
ら10sccmの間で変化させたときの成長チャンバー
(成長室1)内の圧力は10−3〜10−1Pa代であ
る。また、プラズマソース2の周波数は13.58MH
z,rfパワーは最大200Wである。基板5はSi
(100)ウエハを17mm角に成形し石英サセプタで
搬送した。膜成長中の真空度は1×10−2〜2×10
−1Paである。
An experiment in which the plasma CVD apparatus of FIG. 1 is used and the main gas of the oxide film is Si 2 H 6 will be specifically described. In this experiment, the plasma CV
In the D apparatus, the main exhaust was performed by the turbo molecular pump 9 and the trapping of the impurity gas was performed by the liquid nitrogen shroud 7 during the film growth. 99.9 not diluted gas system
Using 9% of Si 2 H 6 and O 2 , the flow rate is controlled through the mass flow controller 17, and the pressure in the growth chamber (growth chamber 1) when changing between 0.1 sccm and 10 sccm is 10 −3. It is in the order of 〜1010−11 Pa. The frequency of the plasma source 2 is 13.58 MH
The z, rf power is up to 200W. Substrate 5 is made of Si
A (100) wafer was formed into a 17 mm square and transported by a quartz susceptor. The degree of vacuum during film growth is 1 × 10−2 to 2 × 10
-1 Pa.

【0048】プラズマセルの高周波(RF)パワーを0
Wから200Wまで変化させた場合の60min成長後
におけるSiOの酸化膜厚を測定した結果を図7に示
す。同図において、RFパワー0Wでは2Å程度の膜厚
が観測されたが、これは大気中で測定したためであっ
て、自然酸化膜の形成が避けられないため、測定限界と
考えられる。
The radio frequency (RF) power of the plasma cell is set to 0
FIG. 7 shows the result of measuring the oxide film thickness of SiO 2 after the growth for 60 min when the width was changed from W to 200 W. In the figure, a film thickness of about 2 ° was observed at an RF power of 0 W, but this was measured in the atmosphere, and the formation of a natural oxide film is inevitable.

【0049】そこで、RFパワーを漸増したところ、酸
素流量1sccmでの酸化膜厚は、RFパワーの増加に
伴ってほぼ直線的に増加した。一方、酸素流量10sc
cmでの酸化膜厚は、酸素流量1sccmの場合に比べ
て1/3〜1/4しかなく、また、150Wまで緩やか
に増加した後、200Wにかけて急激に増加した。他
方、酸化速度は、単純に酸素流量には比例せず、酸素流
量が10sccmよりも1sccmの方が大きいことが
分かった。その原因については後述するが、酸化を支配
する活性種の量が重要ということである。酸素流量が1
sccmおよび10sccmのいずれの場合も、プラズ
マ効果はプラズマパワーと共に増加するため、以降の実
験は最大出力200Wで行った。
When the RF power was gradually increased, the oxide film thickness at an oxygen flow rate of 1 sccm increased almost linearly with the increase in the RF power. On the other hand, oxygen flow rate 10sc
The oxide film thickness in cm was only 1/3 to 1/4 as compared with the case where the oxygen flow rate was 1 sccm, and increased gradually to 150 W and then increased rapidly to 200 W. On the other hand, the oxidation rate was not simply proportional to the oxygen flow rate, and it was found that the oxygen flow rate was higher at 1 sccm than at 10 sccm. The cause thereof will be described later, but it is important that the amount of the active species controlling the oxidation is important. Oxygen flow is 1
In both cases of sccm and 10 sccm, since the plasma effect increases with the plasma power, the subsequent experiments were performed at a maximum output of 200 W.

【0050】図8は実験による酸化膜厚の基板依存性を
示す表図である。60min酸化後の膜厚は、酸素流量
1sccmおよび10sccmのいずれの場合も共に2
50〜630℃の範囲で基板温度依存性が無いことが分
かった。
FIG. 8 is a table showing the dependence of the oxide film thickness on the substrate in an experiment. The film thickness after oxidation for 60 minutes is 2 in both cases of the oxygen flow rate of 1 sccm and 10 sccm.
It was found that there was no substrate temperature dependency in the range of 50 to 630 ° C.

【0051】図9は実験による酸化膜厚の酸化時間依存
性を示す表図である。酸化膜厚は15分以下で急激に立
ち上がり、その後の酸化速度は酸化時間の延長に伴って
減少し、膜厚は飽和傾向を示した。
FIG. 9 is a table showing the dependence of the oxide film thickness on the oxidation time in an experiment. The thickness of the oxide film rapidly increased within 15 minutes or less, and the oxidation rate thereafter decreased with the extension of the oxidation time, and the film thickness tended to be saturated.

【0052】図10は実験による60min成長後の酸
化膜厚の酸素依存性を示す表図である。酸素流量1sc
cm以下では、流量増加に伴って酸化膜厚は増加する
が、酸素流量1sccmをピークに今度は流量とともに
減少した。酸素流量1sccm以降の減少は圧力の増加
とともに分子相互の衝突が増えて活性種を失う結果であ
ると考えられる。
FIG. 10 is a table showing the oxygen dependence of the oxide film thickness after 60 minutes of growth by experiment. Oxygen flow rate 1sc
cm or less, the oxide film thickness increased with an increase in the flow rate, but the oxygen flow rate peaked at 1 sccm and then decreased with the flow rate. It is considered that the decrease after the oxygen flow rate of 1 sccm is a result of loss of active species due to an increase in collision between molecules with an increase in pressure.

【0053】以上のことから、界面での反応または酸化
膜中の酸素の拡散が律速する熱酸化とは異なり、プラズ
マ酸化では酸化に支配的な活性種の供給が律速過程であ
り、活性化率に流量(圧力)依存性があると結論でき
る。
As described above, unlike thermal oxidation, in which the reaction at the interface or diffusion of oxygen in the oxide film is rate-limiting, in plasma oxidation, the supply of active species dominant to oxidation is a rate-determining process, and the activation rate is low. Can be concluded to have a flow rate (pressure) dependence.

【0054】次に、Siを活性酸素と同時に導入
するプラズマCVDの膜厚の条件依存性を調べた結果に
ついて説明する。図11はプラズマCVDとプラズマ酸
化によるSiO膜厚の成膜時間依存性を示す表図であ
る。60min以下の成長によるプラズマCVD膜厚は
始め急速に立ち上がり、その後は一定の傾きで時間とも
に増加した。短時間での振る舞いは上述した酸化の特徴
を反映している一方、60min以上のプラズマCVD
では、酸化成分が飽和してくると堆積成分が支配的にな
るものと考えられる。
Next, the result of examining the condition dependency of the film thickness of plasma CVD for introducing Si 2 H 6 simultaneously with active oxygen will be described. FIG. 11 is a table showing the dependency of the SiO 2 film thickness on the deposition time by plasma CVD and plasma oxidation. The thickness of the plasma CVD film formed by growth for 60 minutes or less rapidly rises at the beginning, and thereafter increases with time at a constant gradient. The behavior in a short time reflects the characteristics of the oxidation described above, while the plasma CVD for more than 60 minutes
Then, it is considered that when the oxidation component is saturated, the deposition component becomes dominant.

【0055】そこで、各成長時間において、プラズマC
VDによる膜厚からプラズマ酸化の膜厚を減算した結果
のSiO膜厚堆積成分の時間依存性を図12に示す。
同図を見れば、成膜速度の堆積成分は、酸素流量によら
ず0.05nm/minであることが分かる。つまり、
プラズマCVDに支配的な活性種は、圧力増加に伴う失
活が起こらないことを示している。この結果は、酸素流
量依存性が見られたプラズマ酸化とは大きく異なる点で
あり、酸化反応と堆積反応に支配的な活性種が異なるこ
とを示すものである。
Therefore, in each growth time, the plasma C
FIG. 12 shows the time dependence of the SiO 2 film thickness deposition component as a result of subtracting the plasma oxidation film thickness from the VD film thickness.
It can be seen from the figure that the deposition component of the film formation rate is 0.05 nm / min regardless of the oxygen flow rate. That is,
Active species predominant in plasma CVD indicate that deactivation does not occur with increasing pressure. This result is significantly different from plasma oxidation in which oxygen flow rate dependence was observed, and indicates that active species dominant in the oxidation reaction and the deposition reaction are different.

【0056】次に、60minプラズマCVD膜厚のS
流量依存性を図13に示す。同図から、酸素流
量1sccmおよび10sccmは、共にほぼ同じ傾き
で流量とともに増加することが分かる。このことは、堆
積に必要な活性酸素が十分に供給されているために、活
性酸素不足による成膜速度の制限にはならないというこ
とである。
Next, a S film having a plasma CVD film thickness of 60 minutes is formed.
FIG. 13 shows the i 2 H 6 flow rate dependency. From the figure, it can be seen that the oxygen flow rates of 1 sccm and 10 sccm both increase with the flow rates at almost the same slope. This means that the active oxygen necessary for the deposition is sufficiently supplied, so that the shortage of the active oxygen does not limit the film forming rate.

【0057】以上説明した実施の形態2によれば、活性
酸素の供給とシャッター18を介した活性酸素の供給、
およびシャッター18を介した活性酸素とSi
同時供給をそれぞれ一定時間ずつ行うサイクルを繰り返
すことにより、膜厚の制御性が向上し、膜の電気特性が
改善されるという効果がある。
According to the second embodiment described above, the supply of active oxygen and the supply of active oxygen through the shutter 18
By repeating a cycle in which active oxygen and Si 2 H 6 are simultaneously supplied through the shutter 18 for a predetermined time, the controllability of the film thickness is improved and the electrical characteristics of the film are improved.

【0058】実施の形態3.酸化膜主材料ガスは、Si
を含む化合物のほか、Taを含む化合物や、Al,H
f,Sc,Zr,Y,Gd,La,Sr,Ti,Ba,
Ptのいずれか、あるいはその組み合わせを含む化合物
であってもよい。また、基板は、酸化物でない半導体や
金属のいずれであってもよい。
Embodiment 3 FIG. The oxide film main material gas is Si
, Compounds containing Ta, Al, H
f, Sc, Zr, Y, Gd, La, Sr, Ti, Ba,
It may be a compound containing any of Pt or a combination thereof. Further, the substrate may be any of a non-oxide semiconductor and metal.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、酸化
ガスのうち、膜中への浸透力が強く酸化力の強い活性酸
化成分を成分1とし、前記酸化膜主材料ガスとの反応性
を有するが膜中への浸透力が弱い活性酸化成分を成分2
とし、前記酸化膜主材料ガスと前記成分2の酸化ガスと
を同時に前記基板に一定時間供給し、前記酸化膜主材料
ガスを前記酸化ガスと反応させて前記基板上に堆積さ
せ、当該基板上に酸化薄膜を形成する膜堆積工程と、前
記成分2の酸化ガスを前記基板に一定時間供給して当該
基板および基板上の酸化薄膜を酸化させる堆積膜酸化工
程と、前記成分1の酸化ガスを前記基板に一定時間供給
して当該基板および基板上の酸化薄膜を酸化させる強酸
化工程と、前記成分1と成分2の酸化ガスを混合して一
定時間供給し当該基板および基板上の酸化薄膜を酸化さ
せる混合酸化工程と、前記各工程間でガス供給を一定時
間中断するガス供給中断工程とを設け、これらの前記各
工程のうち、少なくとも前記膜堆積工程と前記堆積膜酸
化工程を時系列的に含む一連の工程を繰り返すプロセス
としたので、基板内部への酸化を防止することができる
と共に、膜厚の制御性が向上し、トランジスタ特性の不
揃いを解消できて歩留まりを向上させることが可能にな
るという効果がある。また、膜の電気特性が改善され、
高速で高性能なトランジスタを容易に製作でき、最終的
には集積回路の歩留まり向上、およびコスト低減を図る
ことができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, of the oxidizing gas, the active oxidizing component having a strong osmotic power into the film and having a strong oxidizing power is designated as the component 1, and the reaction with the oxide film main material gas is performed. An active oxidizing component that has a property of weak penetration into the membrane
And the oxidizing film main material gas and the oxidizing gas of the component 2 are simultaneously supplied to the substrate for a certain period of time to cause the oxidizing film main material gas to react with the oxidizing gas and deposit on the substrate. A film deposition step of forming an oxide thin film on the substrate; a deposition film oxidation step of supplying the oxidizing gas of the component 2 to the substrate for a certain period of time to oxidize the substrate and the oxide thin film on the substrate; A strong oxidation step in which the substrate and the oxide thin film on the substrate are oxidized by supplying the substrate and the oxide thin film on the substrate for a certain period of time; A mixed oxidation step of oxidizing, and a gas supply interrupting step of interrupting gas supply for a certain time between the respective steps, wherein at least the film deposition step and the deposited film oxidation step are performed in chronological order. To Since the process is a series of repeated steps, it is possible to prevent oxidation of the inside of the substrate, improve the controllability of the film thickness, eliminate irregularities in transistor characteristics, and improve the yield. This has the effect. Also, the electrical properties of the film are improved,
There is an effect that a high-speed and high-performance transistor can be easily manufactured, and finally, the yield of the integrated circuit can be improved and the cost can be reduced.

【0060】この発明によれば、酸化膜主材料ガスとし
てSiを含む化合物を用いるようにしたので、そのSi
を含む化合物による高誘電率絶縁膜の形成時において
も、基板の酸化を抑えることができることにより、誘電
率の低下が抑えられ、駆動能力の高いトランジスタや蓄
積容量の大きなキャパシタの形成が可能となり、このた
め、メモリ等の特性向上や、微細化、高集積化が図れる
と共に、集積回路の部取り向上、およびコスト低減を図
ることができるという効果がある。
According to the present invention, the compound containing Si is used as the oxide film main material gas.
Even when a high dielectric constant insulating film is formed by a compound containing, by suppressing the oxidation of the substrate, a decrease in the dielectric constant is suppressed, and a transistor having a high driving capability and a capacitor having a large storage capacity can be formed. Therefore, there are effects that the characteristics of the memory and the like can be improved, miniaturization and high integration can be achieved, and that the integration of the integrated circuit can be improved and the cost can be reduced.

【0061】この発明によれば、酸化膜主材料ガスとし
てTaを含む化合物を用いるようにしたので、そのTa
を含む化合物による高誘電率絶縁膜の形成時において
も、基板の酸化を抑えることができることにより、誘電
率の低下が抑えられ、駆動能力の高いトランジスタや蓄
積容量の大きなキャパシタの形成が可能となり、このた
め、メモリ等の特性向上や、微細化、高集積化が図れる
と共に、集積回路の部取り向上、およびコスト低減を図
ることができるという効果がある。
According to the present invention, the compound containing Ta is used as the oxide film main material gas.
Even when a high dielectric constant insulating film is formed by a compound containing, by suppressing the oxidation of the substrate, a decrease in the dielectric constant is suppressed, and a transistor having a high driving capability and a capacitor having a large storage capacity can be formed. Therefore, there are effects that the characteristics of the memory and the like can be improved, miniaturization and high integration can be achieved, and that the integration of the integrated circuit can be improved and the cost can be reduced.

【0062】この発明によれば、酸化膜主材料ガスとし
て、Al,Hf,Sc,Zr,Y,Gd,La,Sr,
Ti,Ba,Ptのいずれか、あるいはその組み合わせ
を含む化合物を用いるようにしたので、高誘電率絶縁膜
の形成時において、基板の酸化および誘電率の低下を抑
えることができ、駆動能力の高いトランジスタや蓄積容
量の大きなキャパシタの形成が可能となり、このため、
メモリ等の特性向上や、微細化、高集積化が図れると共
に、集積回路の部取り向上、およびコスト低減を図るこ
とができるという効果がある。
According to the present invention, as the oxide film main material gas, Al, Hf, Sc, Zr, Y, Gd, La, Sr,
Since a compound containing any one of Ti, Ba, and Pt or a combination thereof is used, it is possible to suppress oxidation of the substrate and a decrease in the dielectric constant during the formation of the high-dielectric-constant insulating film. Transistors and capacitors with large storage capacity can be formed.
This has the effect of improving the characteristics of the memory and the like, miniaturization and high integration, and improving the layout of the integrated circuit and reducing the cost.

【0063】この発明によれば、Oを含む化合物を酸
化ガスとしたので、酸化膜主材料ガスを前記化合物と反
応させて基板上に堆積させ得るという効果がある。
According to the present invention, since the compound containing O 2 is used as the oxidizing gas, there is an effect that the oxide film main material gas can be reacted with the compound to deposit on the substrate.

【0064】この発明によれば、酸化物でない半導体を
基板材料としたので、酸化膜形成時における基板内部へ
の酸化を防止する効果が顕著である。
According to the present invention, since a semiconductor that is not an oxide is used as the substrate material, the effect of preventing oxidation inside the substrate during formation of an oxide film is remarkable.

【0065】この発明によれば、酸化物でない金属を基
板材料としたので、酸化膜形成時における基板内部への
酸化を防止する効果が顕著である。
According to the present invention, since a metal that is not an oxide is used as the substrate material, the effect of preventing oxidation of the inside of the substrate when forming an oxide film is remarkable.

【0066】この発明によれば、予め活性化された酸化
ガスを基板に直接供給するようにしたので、基板に直接
供給される酸化ガスは膜中への浸透力が強く酸化力の強
い活性酸化成分(成分1)となり、このため、基板温度
を必要以上に高くすることなく基板上に成長した堆積酸
化膜をさらに十分に酸化させることができるという効果
がある。
According to the present invention, since the oxidizing gas which has been activated in advance is directly supplied to the substrate, the oxidizing gas directly supplied to the substrate has a strong oxidizing power and a strong oxidizing power. It becomes a component (component 1), which has the effect that the deposited oxide film grown on the substrate can be more sufficiently oxidized without increasing the substrate temperature more than necessary.

【0067】この発明によれば、予め活性化された酸化
ガスを基板に間接供給するようにしたので、この場合の
酸化ガスは膜中への浸透力が弱い活性酸化成分(成分
2)となり、このため、基板内部への酸化を防止できる
という効果がある。
According to the present invention, the oxidizing gas which has been activated in advance is indirectly supplied to the substrate, so that the oxidizing gas in this case becomes an active oxidizing component (component 2) having a weak penetrating power into the film. Therefore, there is an effect that oxidation to the inside of the substrate can be prevented.

【0068】この発明によれば、基板に照射する酸化ガ
スの種類を切り替え制御するだけで、成分2の酸化ガス
を得ることができるという効果がある。
According to the present invention, there is an effect that the oxidizing gas of the component 2 can be obtained only by switching and controlling the type of the oxidizing gas applied to the substrate.

【0069】この発明によれば、基板に対する酸化ガス
の供給流量を変化させるだけで、成分2の酸化ガスを得
ることができるという効果がある。
According to the present invention, there is an effect that the oxidizing gas of the component 2 can be obtained only by changing the supply flow rate of the oxidizing gas to the substrate.

【0070】この発明によれば、成分1の酸化ガスを原
子状酸素となるようにしたので、基板上に成長した所定
膜厚の酸化膜を十分に酸化させることができるという効
果がある。
According to the present invention, since the oxidizing gas of the component 1 is converted into atomic oxygen, there is an effect that the oxide film having a predetermined thickness grown on the substrate can be sufficiently oxidized.

【0071】この発明によれば、成分2の酸化ガスを分
子状酸素となるようにしたので、基板内部への酸化を防
止できるという効果がある。
According to the present invention, since the oxidizing gas of the component 2 is converted into molecular oxygen, there is an effect that oxidation into the inside of the substrate can be prevented.

【0072】この発明によれば、膜堆積工程を堆積膜酸
化工程の前工程としたので、膜堆積工程で基板上に酸化
薄膜を堆積させた後に、その堆積酸化薄膜を次の堆積膜
酸化工程では成分2の酸化ガスで酸化させればよく、こ
のため、基板内部への酸化を防止できるという効果があ
る。
According to the present invention, since the film deposition step is performed before the deposition film oxidation step, after depositing the oxide thin film on the substrate in the film deposition step, the deposited oxide thin film is subjected to the next deposition film oxidation step. In this case, it is sufficient to oxidize with the oxidizing gas of the component 2, and therefore, there is an effect that oxidation into the substrate can be prevented.

【0073】この発明によれば、成膜中の基板温度を、
1サイクル中の基板内部への熱酸化が膜堆積工程で基板
上に堆積する膜厚の10分の1以下となるよう低温に設
定したので、基板内部への酸化を防止できるという効果
がある。
According to the present invention, the substrate temperature during film formation is
Since the temperature is set low so that the thermal oxidation inside the substrate during one cycle is 1/10 or less of the film thickness deposited on the substrate in the film deposition step, there is an effect that the oxidation inside the substrate can be prevented.

【0074】この発明によれば、膜堆積工程と堆積膜酸
化工程の各工程でのガス供給時間、または、そのガス供
給サイクル時間を、膜堆積工程で基板上に成膜された酸
化膜を酸化ガス成分が透過して基板表面に至る時間より
も短く設定したので、基板内部への酸化を防止できると
いう効果がある。
According to the present invention, the gas supply time or the gas supply cycle time in each of the film deposition step and the deposited film oxidation step is reduced by oxidizing the oxide film formed on the substrate in the film deposition step. Since the time is set shorter than the time when the gas component permeates and reaches the substrate surface, there is an effect that oxidation to the inside of the substrate can be prevented.

【0075】この発明によれば、膜堆積工程と堆積膜酸
化工程の各工程でのガス供給時間、または、そのガス供
給サイクル時間を、膜堆積工程と堆積膜酸化工程とによ
るサイクルの繰り返し回数に応じて長くなるようにした
ので、基板上に所定膜厚の酸化膜を容易に成長させるこ
とができると共に、その成長酸化膜の酸化を十分を行う
ことができ、かつ、基板内部への酸化を防止できるとい
う効果がある。
According to the present invention, the gas supply time in each of the film deposition step and the deposited film oxidation step, or the gas supply cycle time, is reduced by the number of cycles of the film deposition step and the deposited film oxidation step. As a result, the oxide film having a predetermined thickness can be easily grown on the substrate, and the grown oxide film can be sufficiently oxidized. There is an effect that it can be prevented.

【0076】この発明によれば、予め活性化された酸化
ガスを基板に間接照射する手段として、前記酸化ガスの
照射源と前記基板との間に、それら両者と間隙を存して
遮蔽手段を配置するようにしたので、その遮蔽手段を開
閉するだけで、活性酸化ガスを成分1成分2とに容易に
分離することができるという効果がある。
According to the present invention, as means for indirectly irradiating the substrate with a previously activated oxidizing gas, a shielding means is provided between the irradiation source of the oxidizing gas and the substrate with a gap therebetween. Since it is arranged, the active oxidizing gas can be easily separated into component 1 and component 2 simply by opening and closing the shielding means.

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

【図1】 この発明の実施の形態1による酸化絶縁膜の
形成方法に適用するプラズマCVD装置の概略的な構成
説明図である。
FIG. 1 is a schematic structural explanatory view of a plasma CVD apparatus applied to a method for forming an oxide insulating film according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による酸化絶縁膜の
形成時におけるSiHガス供給サイクルを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a SiH 4 gas supply cycle when forming an oxide insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実験による堆積膜厚・堆積速度の
サイクル数依存性を示す表図である。
FIG. 3 is a table showing the cycle number dependence of a deposited film thickness and a deposition rate according to an experiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2による酸化絶縁膜の
形成時における1サイクル中のSiOガス供給時間依
存性を示す表図である。
FIG. 4 is a table showing the dependency of the supply time of SiO 2 gas in one cycle when an oxide insulating film is formed according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2による酸化絶縁膜の
形成時におけるSi のガス供給サイクルを示す図
である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an oxide insulating film according to a second embodiment of the present invention.
Si during formation 2H6Diagram showing the gas supply cycle of
It is.

【図6】 この発明の実施の形態2による酸化絶縁膜の
形成時におけるSi のガス供給サイクルを示す図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an oxide insulating film according to a second embodiment of the present invention.
Si during formation 2H6Diagram showing the gas supply cycle of
It is.

【図7】 この発明の実験によるSiO膜厚のRFパ
ワー依存性を示す表図である。
FIG. 7 is a table showing the RF power dependence of the SiO 2 film thickness in an experiment of the present invention.

【図8】 この発明の実験によるSiO膜厚の基板温
度依存性を示す表図である。
FIG. 8 is a table showing the substrate temperature dependence of the SiO 2 film thickness in an experiment of the present invention.

【図9】 この発明の実験によるSiO膜厚の成膜時
間依存性を示す表図である。
FIG. 9 is a table showing the dependence of the SiO 2 film thickness on the film formation time in an experiment of the present invention.

【図10】 この発明の実験による60min成長後の
酸化膜厚の酸素依存性を示す表図である。
FIG. 10 is a table showing the oxygen dependency of the oxide film thickness after 60 min growth according to the experiment of the present invention.

【図11】 この発明の実験によるプラズマCVDとプ
ラズマ酸化によるSiO膜厚の成膜時間依存性を示す
表図である。
FIG. 11 is a table showing the dependence of the film thickness of SiO 2 on the deposition time by plasma CVD and plasma oxidation in an experiment of the present invention.

【図12】 プラズマCVDによる膜厚からプラズマ酸
化の膜厚を減算した結果のSiO膜厚堆積成分の時間
依存性を示す表図である。
FIG. 12 is a table showing the time dependence of the SiO 2 film thickness deposition component as a result of subtracting the plasma oxidation film thickness from the plasma CVD film thickness.

【図13】 この発明の実験による60minプラズマ
CVD膜厚のSi流量依存性を示す表図である。
FIG. 13 is a table showing the dependency of a 60-minute plasma CVD film thickness on the flow rate of Si 2 H 6 in an experiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成長室、2 プラズマソース、3 基板加熱ラン
プ、4 基板ホルダー、5 基板、6 熱電対、7 液
体窒素シュラウド、8 イオンゲージ、9 ターボモレ
キュラポンプ、10 ロードロック室、11〜13 ガ
ス供給管、14接続管、15 バルブ、17 マスフロ
ーコントローラ、18 第1のシャッター、19 第2
のシャッター。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Growth chamber, 2 Plasma source, 3 Substrate heating lamp, 4 Substrate holder, 5 Substrate, 6 Thermocouple, 7 Liquid nitrogen shroud, 8 Ion gauge, 9 Turbo molecular pump, 10 Load lock chamber, 11-13 Gas supply pipe , 14 connecting pipes, 15 valves, 17 mass flow controller, 18 first shutter, 19 second
Shutter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金本 恭三 東京都港区芝2−31−19 通信・放送機構 内 (72)発明者 吉田 孝 東京都港区芝2−31−19 通信・放送機構 内 (72)発明者 倉林 徹 東京都港区芝2−31−19 通信・放送機構 内 (72)発明者 西澤 潤一 東京都港区芝2−31−19 通信・放送機構 内 Fターム(参考) 5F058 BA11 BA20 BB05 BB10 BC02 BC03 BF23 BF29 BJ01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kyozo Kanemoto 2-31-19 Shiba, Minato-ku, Tokyo Communication and broadcasting organization (72) Inventor Takashi Yoshida 2-31-19 Shiba, Minato-ku, Tokyo Communication and broadcasting Institution (72) Inventor Tohru Kurabayashi 2-31-19 Shiba, Minato-ku, Tokyo Communication and Broadcasting Corporation (72) Inventor Junichi Nishizawa 2-31-19 Shiba in Minato-ku, Tokyo Communication and Broadcasting Organization F-term (reference 5F058 BA11 BA20 BB05 BB10 BC02 BC03 BF23 BF29 BJ01

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化膜主材料ガスと予め活性化した酸化
ガスとを反応させ、その反応ガスによって半導体装置の
基板上に形成される酸化絶縁膜の形成方法において、 前記酸化ガスのうち、膜中への浸透力が強く酸化力の強
い活性酸化成分を成分1とし、前記酸化膜主材料ガスと
の反応性を有するが膜中への浸透力が弱い活性酸化成分
を成分2とし、 前記酸化膜主材料ガスと前記成分2の酸化ガスとを同時
に前記基板に一定時間供給し、前記酸化膜主材料ガスを
前記酸化ガスと反応させて前記基板上に堆積させ、当該
基板上に酸化薄膜を形成する膜堆積工程と、 前記成分2の酸化ガスを前記基板に一定時間供給して当
該基板および基板上の酸化薄膜を酸化させる堆積膜酸化
工程と、 前記成分1の酸化ガスを前記基板に一定時間供給して当
該基板および基板上の酸化薄膜を酸化させる強酸化工程
と、 前記成分1と成分2の酸化ガスを混合して一定時間供給
し当該基板および基板上の酸化薄膜を酸化させる混合酸
化工程と、 前記各工程間でガス供給を一定時間中断するガス供給中
断工程とを設け、 これらの前記各工程のうち、少なくとも前記膜堆積工程
と前記堆積膜酸化工程を時系列的に含む一連の工程を繰
り返すことを特徴とする酸化絶縁膜の形成方法。
1. A method for forming an oxide insulating film formed on a substrate of a semiconductor device by reacting an oxide film main material gas with a previously activated oxidizing gas, the reaction gas comprising: An active oxidizing component having a strong osmotic power into the inside and a strong oxidizing power is defined as a component 1, and an active oxidizing component having reactivity with the main material gas of the oxide film but weakly penetrating into the film is defined as a component 2. The film main material gas and the oxidizing gas of the component 2 are simultaneously supplied to the substrate for a certain period of time, and the oxide film main material gas reacts with the oxidizing gas to be deposited on the substrate, thereby forming an oxide thin film on the substrate. A film deposition step of forming; a deposition film oxidation step of supplying the oxidizing gas of the component 2 to the substrate for a certain period of time to oxidize the substrate and an oxide thin film on the substrate; Time supply And a strong oxidation step of oxidizing an oxide thin film on the substrate; a mixed oxidation step of mixing the oxidizing gas of the component 1 and the component 2 and supplying the mixed gas for a certain time to oxidize the substrate and the oxide thin film on the substrate; A gas supply interrupting step of interrupting a gas supply for a predetermined time between them, wherein, among these steps, a series of steps including at least the film deposition step and the deposited film oxidation step in time series is repeated. Of forming an oxide insulating film.
【請求項2】 酸化膜主材料ガスは、Siを含む化合物
であることを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形
成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the oxide film main material gas is a compound containing Si.
【請求項3】 酸化膜主材料ガスは、Taを含む化合物
であることを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形
成方法。
3. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the oxide film main material gas is a compound containing Ta.
【請求項4】 酸化膜主材料ガスは、Al,Hf,S
c,Zr,Y,Gd,La,Sr,Ti,Ba,Ptの
いずれか、あるいはその組み合わせを含む化合物である
ことを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方
法。
4. The oxide film main material gas is Al, Hf, S
2. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the compound is a compound containing any one of c, Zr, Y, Gd, La, Sr, Ti, Ba, and Pt, or a combination thereof.
【請求項5】 酸化ガスはOを含む化合物であること
を特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the oxidizing gas is a compound containing O 2 .
【請求項6】 基板は酸化物でない半導体からなってい
ることを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方
法。
6. The method according to claim 1, wherein the substrate is made of a non-oxide semiconductor.
【請求項7】 基板は酸化物でない金属からなっている
ことを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方
法。
7. The method according to claim 1, wherein the substrate is made of a metal other than an oxide.
【請求項8】 成分1の酸化ガスは、予め活性化された
酸化ガスを基板に対して直接照射して成ることを特徴と
する請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方法。
8. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the oxidizing gas of the component 1 is obtained by directly irradiating the substrate with an oxidizing gas activated in advance.
【請求項9】 成分2の酸化ガスは、予め活性化された
酸化ガスを基板に対して間接照射して成ることを特徴と
する請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方法。
9. The method according to claim 1, wherein the oxidizing gas of the component 2 is obtained by indirectly irradiating a substrate with an oxidizing gas activated in advance.
【請求項10】 成分2の酸化ガスは、基板に照射する
酸化ガスの種類を切り替え制御して成ることを特徴とす
る請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方法。
10. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the oxidizing gas of the component 2 is formed by controlling the type of the oxidizing gas applied to the substrate.
【請求項11】 成分2の酸化ガスは、基板に対する酸
化ガスの供給流量を変化させて成ることを特徴とする請
求項1記載の酸化絶縁膜の形成方法。
11. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the oxidizing gas of the component 2 is obtained by changing a supply flow rate of the oxidizing gas to the substrate.
【請求項12】 成分1の酸化ガスは原子状酸素である
ことを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方
法。
12. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the oxidizing gas of the component 1 is atomic oxygen.
【請求項13】 成分2の酸化ガスは分子状酸素である
ことを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方
法。
13. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the oxidizing gas of the component 2 is molecular oxygen.
【請求項14】 膜堆積工程は、堆積膜酸化工程の前工
程となっていることを特徴とする請求項1記載の酸化絶
縁膜の形成方法。
14. The method according to claim 1, wherein the film deposition step is a step prior to the deposition film oxidation step.
【請求項15】 成膜中の基板温度は、1サイクル中の
基板内部への熱酸化が膜堆積工程で基板上に堆積する膜
厚の10分の1以下となるように低温に設定されている
ことを特徴とする請求項1記載の酸化絶縁膜の形成方
法。
15. The substrate temperature during film formation is set to a low temperature so that thermal oxidation inside the substrate during one cycle is not more than one tenth of the film thickness deposited on the substrate in the film deposition step. 2. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein:
【請求項16】 膜堆積工程と堆積膜酸化工程の各工程
でのガス供給時間、または、そのガス供給サイクル時間
が、膜堆積工程で基板上に成膜された酸化膜を酸化ガス
成分が透過して基板表面に至る時間よりも短く設定され
ていることを特徴とする請求項1または請求項14記載
の酸化絶縁膜の形成方法。
16. An oxidizing gas component permeates an oxide film formed on a substrate in a film deposition step, or a gas supply time or a gas supply cycle time in each of a film deposition step and a deposited film oxidation step. 15. The method for forming an oxide insulating film according to claim 1, wherein the time is set to be shorter than the time required to reach the substrate surface.
【請求項17】 膜堆積工程と堆積膜酸化工程の各工程
でのガス供給時間、または、そのガス供給サイクル時間
は、膜堆積工程と堆積膜酸化工程とによるサイクルの繰
り返し回数に応じて長くなることを特徴とする請求項1
6記載の酸化絶縁膜の形成方法。
17. The gas supply time in each of the film deposition step and the deposited film oxidation step, or the gas supply cycle time, increases according to the number of cycles of the film deposition step and the deposited film oxidation step. 2. The method according to claim 1, wherein
7. The method for forming an oxide insulating film according to 6.
【請求項18】 予め活性化された酸化ガスを基板に間
接照射する手段として、前記酸化ガスの照射源と前記基
板との間に、それら両者と間隙を存して遮蔽手段を配置
したことを特徴とする請求項9記載の酸化絶縁膜の形成
方法。
18. A means for indirectly irradiating a substrate with a previously activated oxidizing gas, wherein a shielding means is provided between the irradiation source of the oxidizing gas and the substrate with a gap therebetween. The method for forming an oxide insulating film according to claim 9, wherein:
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