JP2558643B2 - 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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- JP2558643B2 JP2558643B2 JP61189072A JP18907286A JP2558643B2 JP 2558643 B2 JP2558643 B2 JP 2558643B2 JP 61189072 A JP61189072 A JP 61189072A JP 18907286 A JP18907286 A JP 18907286A JP 2558643 B2 JP2558643 B2 JP 2558643B2
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- gas
- pressure
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法に関するものである。
従来の技術 近年、半導体装置の製造技術は高集積化・高密度化が
進み、超LSIと呼ばれる半導体メモリー、マイクロコン
ピュータ、さらには固体撮像装置等にも幅広く応用され
ている。
進み、超LSIと呼ばれる半導体メモリー、マイクロコン
ピュータ、さらには固体撮像装置等にも幅広く応用され
ている。
半導体装置の製造工程においては、出発材料としてシ
リコン基板を用い、酸素または水蒸気などの酸化性雰囲
気中で1000℃前後に加熱し、シリコン基板表面に酸化膜
を形成する工程、あるいは不純物を成分に含む雰囲気中
での熱処理やイオン注入により導電形を制御する工程が
多用される。
リコン基板を用い、酸素または水蒸気などの酸化性雰囲
気中で1000℃前後に加熱し、シリコン基板表面に酸化膜
を形成する工程、あるいは不純物を成分に含む雰囲気中
での熱処理やイオン注入により導電形を制御する工程が
多用される。
発明が解決しようとする問題点 このようなイオン注入や高温（900〜1200℃）の熱処
理を行って酸化膜を形成したり不純物を導入する際、シ
リコンと酸化膜の界面には高密度（1011〜1012・cm2・e
V-1）の界面準位が発生することが知られている。これ
らのうち、PN接合部あるいはMOS形トランジスタのゲー
ト部に発生したものは半導体装置のリーク電流（消費電
力）の増大，雑音特性の悪化，信頼性の低下など電気的
特性の悪化をもたらす原因となる。
理を行って酸化膜を形成したり不純物を導入する際、シ
リコンと酸化膜の界面には高密度（1011〜1012・cm2・e
V-1）の界面準位が発生することが知られている。これ
らのうち、PN接合部あるいはMOS形トランジスタのゲー
ト部に発生したものは半導体装置のリーク電流（消費電
力）の増大，雑音特性の悪化，信頼性の低下など電気的
特性の悪化をもたらす原因となる。
界面準位密度の低減には、従来アルミニウム配線形成
後のシンター処理を兼ねた水素あるいは水素を含む雰囲
気中での熱処理が一般的である。しかし近年、イオン注
入，ドライエッチ工程の多用化による表面ダメージが原
因となる界面準位が多くなってきているため、素子の微
細化に伴いより一層の低減方法の実現が強く望まれてい
た。
後のシンター処理を兼ねた水素あるいは水素を含む雰囲
気中での熱処理が一般的である。しかし近年、イオン注
入，ドライエッチ工程の多用化による表面ダメージが原
因となる界面準位が多くなってきているため、素子の微
細化に伴いより一層の低減方法の実現が強く望まれてい
た。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体装置の最終の表面保護絶縁膜を形成し
た後、１気圧を越える一定圧力で380℃以上の高温の水
素あるいは水素を含むガス中で熱処理し、連続して、水
素あるいは水素を含むガス中で350℃以下に冷却し、つ
いで、圧力を下げながら不活性ガスに置換して200℃以
下に冷却する工程をそなえたものである。
造方法は、半導体装置の最終の表面保護絶縁膜を形成し
た後、１気圧を越える一定圧力で380℃以上の高温の水
素あるいは水素を含むガス中で熱処理し、連続して、水
素あるいは水素を含むガス中で350℃以下に冷却し、つ
いで、圧力を下げながら不活性ガスに置換して200℃以
下に冷却する工程をそなえたものである。
作用 上記の構成により、界面準位の原因となるシリコン原
子の未結合手（ダングリングボンド）はその大部分が水
素により不活性化され、表面準位密度は極めて低くな
る。
子の未結合手（ダングリングボンド）はその大部分が水
素により不活性化され、表面準位密度は極めて低くな
る。
実 施 例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施例
である水素雰囲気中での熱処理工程を実施する処理装置
の構成図、第２図，第３図はそれぞれ処理温度、雰囲気
ガスの圧力のそれぞれについて時間変化を示すものであ
る。
である水素雰囲気中での熱処理工程を実施する処理装置
の構成図、第２図，第３図はそれぞれ処理温度、雰囲気
ガスの圧力のそれぞれについて時間変化を示すものであ
る。
第１図において１は熔融石英よりなるチューブ、２は
脱着可能なキャップ、３はガスをチューブ１内へ導入す
る配管、４はガスの流量調整器、５はガス排出用配管、
６は圧力調整器、７は昇温用の抵抗加熱ヒーターであ
る。また、８はウェーハを垂直に保持する石英製のボー
トであり、９はシリコンウェーハである。
脱着可能なキャップ、３はガスをチューブ１内へ導入す
る配管、４はガスの流量調整器、５はガス排出用配管、
６は圧力調整器、７は昇温用の抵抗加熱ヒーターであ
る。また、８はウェーハを垂直に保持する石英製のボー
トであり、９はシリコンウェーハである。
第２図において図中のＡ点は処理開始点であり、Ｂ点
の400℃まで昇温後、30分間保持し、開始から90分後の
Ｃ点でヒーター７の電力を切り、冷却を開始する。200
℃となった180分経過後のＤ点でキャップ２を開けボー
ト８を引き出してシリコンウェーハ９を取り出し、熱処
理を終了する。
の400℃まで昇温後、30分間保持し、開始から90分後の
Ｃ点でヒーター７の電力を切り、冷却を開始する。200
℃となった180分経過後のＤ点でキャップ２を開けボー
ト８を引き出してシリコンウェーハ９を取り出し、熱処
理を終了する。
第３図は、ガス圧力の時間経過による変化を示してい
る。処理開始点Ｅは大気圧の窒素雰囲気であり、30分経
過後のＦ点で水素ガス雰囲気に切りかえると同時にチュ
ーブ１内の圧力を増加させていく。３気圧（Kg/cm2）に
なったＧ点から、第２図における処理終了点Ｄの30分
前、つまり280℃にまで冷却されたＨ点まで高圧状態を
保持する。その後、窒素ガスに切りかえると同時に圧力
を低下させ、１気圧になった時点Ｉで処理を終了する。
る。処理開始点Ｅは大気圧の窒素雰囲気であり、30分経
過後のＦ点で水素ガス雰囲気に切りかえると同時にチュ
ーブ１内の圧力を増加させていく。３気圧（Kg/cm2）に
なったＧ点から、第２図における処理終了点Ｄの30分
前、つまり280℃にまで冷却されたＨ点まで高圧状態を
保持する。その後、窒素ガスに切りかえると同時に圧力
を低下させ、１気圧になった時点Ｉで処理を終了する。
以上のべた水素処理は製造工程の最終工程で行った。
このような本発明による水素処理を行った半導体装置は
従来のアルミシンター時の水素処理に比べ、大幅な界面
準位密度の低減が実現した。その効果としては、すくな
くとも次の３点である。
このような本発明による水素処理を行った半導体装置は
従来のアルミシンター時の水素処理に比べ、大幅な界面
準位密度の低減が実現した。その効果としては、すくな
くとも次の３点である。
１） 従来のアルミシンター時の水素処理は、続く保護
絶縁膜形成時に水素が再離脱するが、本実施例は最終工
程であり、全く再離脱の発生はない。
絶縁膜形成時に水素が再離脱するが、本実施例は最終工
程であり、全く再離脱の発生はない。
２） 水素処理終了時の窒素ガスへと置換時における再
離脱は、350℃以上で顕著であり、350℃以下に冷却後窒
素ガスに切りかえるためほとんど発生しない。
離脱は、350℃以上で顕著であり、350℃以下に冷却後窒
素ガスに切りかえるためほとんど発生しない。
３） 水素雰囲気は３気圧に加圧されているため、シリ
コンと酸化膜界面への水素の拡散、未結合手と結合する
割合がきわめて大きく、界面準位低減効果が大きい。
コンと酸化膜界面への水素の拡散、未結合手と結合する
割合がきわめて大きく、界面準位低減効果が大きい。
本実施例をMOSダイナミックメモリーの製造工程とし
て用いた場合、リーク電流が少なく電荷保持特性に優れ
たものが得られた。またCCD固体撮像装置の製造工程に
用いた場合低ノイズ・高画質のものが得られた。
て用いた場合、リーク電流が少なく電荷保持特性に優れ
たものが得られた。またCCD固体撮像装置の製造工程に
用いた場合低ノイズ・高画質のものが得られた。
なお、本実施例では第１図に示したように加熱用に抵
抗ヒーターを用いたが、昇温，降温速度の制御性に優れ
た赤外線ランプ等による加熱方式も一層有効である。
抗ヒーターを用いたが、昇温，降温速度の制御性に優れ
た赤外線ランプ等による加熱方式も一層有効である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、シリコンと酸化膜界面
に発生するシリコンの未結合手（ダングリングボンド）
は、水素原子により十分に不活性化（終端化）されるた
め、界面準位密度が大幅に減少し、リーク電流の少な
い、雑音特性・信頼性にすぐれた半導体装置を実現する
ことができる。
に発生するシリコンの未結合手（ダングリングボンド）
は、水素原子により十分に不活性化（終端化）されるた
め、界面準位密度が大幅に減少し、リーク電流の少な
い、雑音特性・信頼性にすぐれた半導体装置を実現する
ことができる。
第１図は本発明の半導体装置の製造方法の一実施例であ
る水素雰囲気中での熱処理工程を実施する水素処理装置
の構成図、第２図は処理温度の時間変化を示す図、第３
図は雰囲気ガス圧力の時間変化を示す図である。 １……石英チューブ、２……キャップ、3,5……ガス配
管、４……ガス流量調整器、６……圧力調整器、７……
加熱用ヒーター、８……シリコンウェーハ保持用ボー
ト、９……シリコンウェーハ。
る水素雰囲気中での熱処理工程を実施する水素処理装置
の構成図、第２図は処理温度の時間変化を示す図、第３
図は雰囲気ガス圧力の時間変化を示す図である。 １……石英チューブ、２……キャップ、3,5……ガス配
管、４……ガス流量調整器、６……圧力調整器、７……
加熱用ヒーター、８……シリコンウェーハ保持用ボー
ト、９……シリコンウェーハ。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体装置の最終の表面保護絶縁膜を形成
した後、１気圧を越える一定圧力で380℃以上の高温の
水素あるいは水素を含むガス中で熱処理する工程をそな
えた半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189072A JP2558643B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189072A JP2558643B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344731A JPS6344731A (ja) | 1988-02-25 |
| JP2558643B2 true JP2558643B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16234833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189072A Expired - Lifetime JP2558643B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558643B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2650908B2 (ja) * | 1987-04-17 | 1997-09-10 | 株式会社日立製作所 | 熱処理方法 |
| JP3211888B2 (ja) | 1998-12-07 | 2001-09-25 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| KR100637978B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2006-10-23 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 급속 열처리 방법 |
| JP5142577B2 (ja) * | 2007-04-10 | 2013-02-13 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法、電子情報機器 |
| US11823907B2 (en) * | 2019-10-16 | 2023-11-21 | Wonik Ips Co., Ltd. | Processing method for substrate |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870571A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-27 | Toshiba Corp | サイリスタの製造方法 |
| JPH0744262B2 (ja) * | 1983-09-22 | 1995-05-15 | 松下電子工業株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189072A patent/JP2558643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6344731A (ja) | 1988-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |