JP2606318B2 - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
絶縁膜の形成方法Info
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- JP2606318B2 JP2606318B2 JP24521588A JP24521588A JP2606318B2 JP 2606318 B2 JP2606318 B2 JP 2606318B2 JP 24521588 A JP24521588 A JP 24521588A JP 24521588 A JP24521588 A JP 24521588A JP 2606318 B2 JP2606318 B2 JP 2606318B2
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- film
- insulating film
- diborane
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 窒化硼素からなる絶縁膜の形成方法に関し， 絶縁性のよい高品質の窒化硼素薄膜を形成することを
目的とし， 反応室内に基板を置き，該反応室内を真空引きした
後，該基板を加熱し且つ該基板に紫外光を照射した状態
で，ジボラン（B2H6）を該基板上に導入した後除去する
過程と，アンモニア（NH3）を該基板上に導入した後除
去する過程とを交互に繰り返して，該基板上に窒化硼素
（BN）を堆積するように構成する。
目的とし， 反応室内に基板を置き，該反応室内を真空引きした
後，該基板を加熱し且つ該基板に紫外光を照射した状態
で，ジボラン（B2H6）を該基板上に導入した後除去する
過程と，アンモニア（NH3）を該基板上に導入した後除
去する過程とを交互に繰り返して，該基板上に窒化硼素
（BN）を堆積するように構成する。
本発明は窒化硼素からなる絶縁膜の形成方法に関す
る。
る。
半導体装置の製造プロセスにおいて，ゲート絶縁膜，
キャパシタ絶縁膜，導電層間の層間絶縁膜等の形成に本
発明を適用することができる。
キャパシタ絶縁膜，導電層間の層間絶縁膜等の形成に本
発明を適用することができる。
上記絶縁膜を形成する従来技術として，ゲート絶縁膜
やキャパシタ絶縁膜等に対しては珪素（Si）の熱酸化膜
を用いる方法が知られている。しかし高集積化する素子
に対して，組成や組織の変化，不純物の拡散，汚染等の
観点から高温プロセスは好ましくない。
やキャパシタ絶縁膜等に対しては珪素（Si）の熱酸化膜
を用いる方法が知られている。しかし高集積化する素子
に対して，組成や組織の変化，不純物の拡散，汚染等の
観点から高温プロセスは好ましくない。
又，層間絶縁膜の形成は液膜を塗布後焼結させる方法
や化学気相成長（CVD）法が主に用いられている。しか
しながら、これらの技術で得られる薄膜は絶縁性が理想
値より低いため，過剰の膜厚が必要となり，高集積，高
性能の素子を設計する上で新しい絶縁膜の形成が望まれ
ている。
や化学気相成長（CVD）法が主に用いられている。しか
しながら、これらの技術で得られる薄膜は絶縁性が理想
値より低いため，過剰の膜厚が必要となり，高集積，高
性能の素子を設計する上で新しい絶縁膜の形成が望まれ
ている。
これに対して，従来より窒化硼素は良好な絶縁材料と
して知られている。
して知られている。
しかしながら，窒化硼素を薄膜化して半導体素子の絶
縁膜として用いるため，スパッタ法による形成方法等が
試みられているにもかかわらず，現状では物質自身に相
当する誘電率を有する高品質の薄膜が得られていない。
縁膜として用いるため，スパッタ法による形成方法等が
試みられているにもかかわらず，現状では物質自身に相
当する誘電率を有する高品質の薄膜が得られていない。
本発明は絶縁性のよい高品質の窒化硼素薄膜を形成す
ることを目的とする。
ることを目的とする。
上記課題の解決は，反応室内に基板を置き，該反応室
内を真空引きした後，該基板を加熱し且つ該基板に紫外
光を照射した状態で，ジボラン（B2H6）を該基板上に導
入した後除去する過程と，アンモニア（NH3）を該基板
上に導入した後除去する過程とを交互に繰り返して，該
基板上に窒化硼素（BN）を堆積することを特徴とする絶
縁膜の形成方法により達成される。
内を真空引きした後，該基板を加熱し且つ該基板に紫外
光を照射した状態で，ジボラン（B2H6）を該基板上に導
入した後除去する過程と，アンモニア（NH3）を該基板
上に導入した後除去する過程とを交互に繰り返して，該
基板上に窒化硼素（BN）を堆積することを特徴とする絶
縁膜の形成方法により達成される。
本発明は，ジボランガスとアンモニアガスを基板表面
に交互に導入し，基板表面に紫外光を照射することによ
りジボランとアンモニアを分解，反応させて，原子層単
位で交互に堆積し，高品質の窒化硼素膜を比較的低温で
形成するようにしたものである。
に交互に導入し，基板表面に紫外光を照射することによ
りジボランとアンモニアを分解，反応させて，原子層単
位で交互に堆積し，高品質の窒化硼素膜を比較的低温で
形成するようにしたものである。
なお，照射する紫外光は反応ガスが選択的に吸収する
光を用いると，効率よく薄膜の形成ができる。
光を用いると，効率よく薄膜の形成ができる。
本発明の場合，いずれの反応ガスも，紫外光の波長が
180〜380nmの間に吸収のピークを持っている。
180〜380nmの間に吸収のピークを持っている。
第１図は本発明の一実施例を説明する装置の模式図で
ある。
ある。
図において,1は反応室,2は薄膜を被着しようとする基
板,3は基板ホルダ,4は基板加熱用ヒータ,5はジボラン導
入口,5Aはジボラン導入バルブ,6はアンモニア導入口,6A
はアンモニア導入バルブ,7は排気口,8は光照射窓,9は紫
外光源である。
板,3は基板ホルダ,4は基板加熱用ヒータ,5はジボラン導
入口,5Aはジボラン導入バルブ,6はアンモニア導入口,6A
はアンモニア導入バルブ,7は排気口,8は光照射窓,9は紫
外光源である。
ジボラン導入口５及びアンモニア導入口６は基板２の
表面に向けて設けられる。
表面に向けて設けられる。
まず，反応室１内の基板ホルダ３上に基板２を載せ，
反応室１内を10-8Pa台の超高真空にし，室内の残留ガス
成分を除去する。
反応室１内を10-8Pa台の超高真空にし，室内の残留ガス
成分を除去する。
続いて，紫外光源９より光照射窓８を経て紫外光を基
板２の表面に垂直に照射し，ヒータ４により基板２を70
0℃に加熱する。
板２の表面に垂直に照射し，ヒータ４により基板２を70
0℃に加熱する。
この場合，紫外光源は超高圧水銀灯を用い，紫外光の
波長は180〜380nm,強度は500mW/cm2である。
波長は180〜380nm,強度は500mW/cm2である。
次に，ジボラン導入バルブ5Aを開いてジボラン導入口
５よりジボランを基板２上に導入し，反応室内のガス圧
を１秒間１〜102Paに保つ。この後ジボラン導入バルブ5
Aを閉じ，反応室内を再び10-8Pa台に真空引きすること
により，基板２上に硼素（Ｂ）膜が形成される。
５よりジボランを基板２上に導入し，反応室内のガス圧
を１秒間１〜102Paに保つ。この後ジボラン導入バルブ5
Aを閉じ，反応室内を再び10-8Pa台に真空引きすること
により，基板２上に硼素（Ｂ）膜が形成される。
次に，アンモニアも前記ジボランと同様の操作を行
い，アンモニア導入バルブ6Aを開いてアンモニア導入口
６よりアンモニアを基板２上に導入し，反応室内のガス
圧を１秒間１〜102Paに保つ。この後，アンモニア導入
バルブ6Aを閉じ，反応室内を再び10-8Pa台に真空引きす
ることにより，基板２上に窒化硼素膜が形成される。
い，アンモニア導入バルブ6Aを開いてアンモニア導入口
６よりアンモニアを基板２上に導入し，反応室内のガス
圧を１秒間１〜102Paに保つ。この後，アンモニア導入
バルブ6Aを閉じ，反応室内を再び10-8Pa台に真空引きす
ることにより，基板２上に窒化硼素膜が形成される。
これらの操作を繰り返すことにより，任意の厚さの窒
化硼素を形成することができる。
化硼素を形成することができる。
上記のようにして,B:N＝1:1の組成の窒化硼素膜が10n
m/minの成膜速度で堆積することができた。
m/minの成膜速度で堆積することができた。
実施例による窒化硼素膜の比誘電率は5.11であり，従
来のスパッタ法による場合の比誘電率は4.3程度である
のに比し，非常に高い値が得られた。
来のスパッタ法による場合の比誘電率は4.3程度である
のに比し，非常に高い値が得られた。
従って，得られた窒化硼素膜は非常に緻密で高品質で
あることが分かる。
あることが分かる。
実施例においては，基板温度を700℃としたが，第２
図の実験結果より500〜850℃の範囲が適切であることが
分かった。
図の実験結果より500〜850℃の範囲が適切であることが
分かった。
第２図は成膜速度の基板温度依存を示す図である。
図において，基板温度が400℃を越えると成膜が始ま
り,800℃を過ぎると成膜速度が飽和してゆくことより,5
00〜850℃の比較的低温で成膜できることが分かる。
り,800℃を過ぎると成膜速度が飽和してゆくことより,5
00〜850℃の比較的低温で成膜できることが分かる。
又，基板２はSi,GaAs,InP,GaP等の半導体基板が適用
できる。
できる。
以上説明したように本発明によれば，絶縁性のよい高
品質の窒化硼素薄膜を形成することができ，高集積，高
性能の半導体素子の製造に利用することができる。
品質の窒化硼素薄膜を形成することができ，高集積，高
性能の半導体素子の製造に利用することができる。
第１図は本発明の一実施例を説明する装置の模式図， 第２図は成膜速度の基板温度依存を示す図である。 図において， １は反応室,2は基板， ３は基板ホルダ,4は基板加熱用ヒータ， ５はジボラン導入口， 5Aはジボラン導入バルブ， ６はアンモニア導入口， 6Aはアンモニア導入バルブ， ７は排気口,8は光照射窓， ９は紫外光源 である。
Claims (1)
- 【請求項１】反応室内に基板を置き，該反応室内を真空
引きした後，該基板を加熱し且つ該基板に紫外光を照射
した状態で，ジボラン（B2H6）を該基板上に導入した後
除去する過程と，アンモニア（NH3）を該基板上に導入
した後除去する過程とを交互に繰り返して，該基板上に
窒化硼素（BN）を堆積することを特徴とする絶縁膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24521588A JP2606318B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 絶縁膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24521588A JP2606318B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 絶縁膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0291939A JPH0291939A (ja) | 1990-03-30 |
| JP2606318B2 true JP2606318B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=17130345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24521588A Expired - Lifetime JP2606318B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 絶縁膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606318B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014051740A (ja) * | 2008-10-22 | 2014-03-20 | Rohm Co Ltd | 積層構造体 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4884157B2 (ja) * | 2006-10-13 | 2012-02-29 | 日本電信電話株式会社 | 窒化物半導体の製造方法 |
| US8563090B2 (en) * | 2008-10-16 | 2013-10-22 | Applied Materials, Inc. | Boron film interface engineering |
| JP5466526B2 (ja) * | 2010-02-15 | 2014-04-09 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP24521588A patent/JP2606318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014051740A (ja) * | 2008-10-22 | 2014-03-20 | Rohm Co Ltd | 積層構造体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0291939A (ja) | 1990-03-30 |
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