JP2772819B2 - 半導体装置の酸化膜の製造法 - Google Patents
半導体装置の酸化膜の製造法Info
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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、プラズマCVD法を用いて成膜する半導体装
置の酸化膜の製造法に関する。
置の酸化膜の製造法に関する。
（従来の技術） プラズマCVD法は0.1〜100Torrの圧力下で高周波励起
によるプラズマを発生させ薄膜を生成する方法である。
によるプラズマを発生させ薄膜を生成する方法である。
プラズマCVD法はパッシベーション膜として優れた性
質を有するSi窒化膜の成膜に最初に実用化された。
質を有するSi窒化膜の成膜に最初に実用化された。
酸化膜のプラズマCVD法も現在、開発段階から実用段
階に入っている。
階に入っている。
例えば、プラズマCVD法によって基板上にSiO2膜を成
膜する場合、原料としてテトラエトキシシラン［Si（OC
2H5）４］ガスを用いこのガスと酸素あるいはオゾンと
の混合ガスを使用するのが一般的な技術である。
膜する場合、原料としてテトラエトキシシラン［Si（OC
2H5）４］ガスを用いこのガスと酸素あるいはオゾンと
の混合ガスを使用するのが一般的な技術である。
しかし、この混合ガス系ではSiO2膜と同時にCH3基やC
H3CH2基のようなアルキル基あるいはCH3CH2OHのような
アルコールが副生する。アルコールはさらに酸素と反応
してカルボン酸となる。
H3CH2基のようなアルキル基あるいはCH3CH2OHのような
アルコールが副生する。アルコールはさらに酸素と反応
してカルボン酸となる。
CH3CH2OH＋O2→CH3COOH ＋H2O 生成したカルボン酸とアルコールは縮合したりさらに
重合してタール状成分となる。
重合してタール状成分となる。
したがって、成膜したSiO2膜中にアルキル基あるいは
タール状成分が残存し、膜特性が劣る欠点がある。
タール状成分が残存し、膜特性が劣る欠点がある。
また、膜質のち密度も必ずしもよくない欠点がある。
（解決しようとする問題点） 本発明は、基板上にアルコラートを原料としプラズマ
CVD法を用いて酸化膜を成膜する場合、その膜中にアル
キル基やタール状成分が残存せず、しかも、成膜した酸
化膜がリフローによって極めてち密な良質の酸化膜とな
る半導体装置の酸化膜を製造する方法を提供しようとす
るものである。
CVD法を用いて酸化膜を成膜する場合、その膜中にアル
キル基やタール状成分が残存せず、しかも、成膜した酸
化膜がリフローによって極めてち密な良質の酸化膜とな
る半導体装置の酸化膜を製造する方法を提供しようとす
るものである。
（問題を解決するための手段） 本発明者等は、生成した酸化膜の中にアルキル基等の
カーボン成分が残存しない半導体装置の酸化膜の製造法
として先に特許を出願した（特願63−64512）。
カーボン成分が残存しない半導体装置の酸化膜の製造法
として先に特許を出願した（特願63−64512）。
本発明は、この特許出願の改良に関するものである。
本発明は、アルコラートを原料ガスとし、0.05〜５％
の範囲の水蒸気と５〜90％の範囲の水素との混合ガスを
用いてプラズマCVD法によって基板上に酸化膜を形成す
る方法である。
の範囲の水蒸気と５〜90％の範囲の水素との混合ガスを
用いてプラズマCVD法によって基板上に酸化膜を形成す
る方法である。
本発明においては、例えばテトラエトキシシランを原
料ガスとした場合、次の反応が起る。
料ガスとした場合、次の反応が起る。
Si（CO2H5）４＋H2→SiO2 ＋C2H5OC2H5＋C2H5OH＋C2H6 また、 Si（CO2H5）４＋2H2O→SiO2 ＋4C2H5OH 以上の反応式から明らかなように、カルボン酸が副生
しない。このため縮合物や重合物が生成せず、成膜した
SiO2膜中にアルキル基あるいはタール状成分が残存せ
ず、極めて良質のSiO2膜を得ることができる。
しない。このため縮合物や重合物が生成せず、成膜した
SiO2膜中にアルキル基あるいはタール状成分が残存せ
ず、極めて良質のSiO2膜を得ることができる。
また、一般に、酸化膜は膜質をち密化する目的でリフ
ロー工程にかける場合がある。これは酸化膜を500℃以
上の温度で加熱して行なう。
ロー工程にかける場合がある。これは酸化膜を500℃以
上の温度で加熱して行なう。
しかし、本発明によれば、成膜が水蒸気の雰囲気で行
なわれるため次の反応が起る。
なわれるため次の反応が起る。
SiO2＋2H2OSi（OH）４ この可逆反応によって生成したSi（OH）４は揮発性を
持つので、膜成長面のSiO2成分の移動を容易にし膜質を
ち密化する。
持つので、膜成長面のSiO2成分の移動を容易にし膜質を
ち密化する。
本発明においては、水素と水蒸気の混合ガスの他に、
窒素、ヘリウム等の不活性ガスを混合して使用してもよ
い。
窒素、ヘリウム等の不活性ガスを混合して使用してもよ
い。
また、この反応系に過剰な酸素があると、Si（OH）４
はSiO2になり易くなり膜質は多孔質化し易くなるので、
酸素は含まれていても５％以下であることが好ましい。
はSiO2になり易くなり膜質は多孔質化し易くなるので、
酸素は含まれていても５％以下であることが好ましい。
Si（CO2H5）４がSiO2になる上記の各反応は一気にSiO
2になるのではなく、 （C2H5O）3SiOSi（CO2H5）３、 （C2H5O）3SiOSi（OC2H5）2O Si（OC2H5）３ 等の中間縮合物を経てSiO2になることが知られており、
この中間縮合物が流動性を帯びているために、良好な基
板被覆性（ステップカバレッジ性）を有すると考えられ
ている。この縮合反応が急速であると流動性が低下し、
分解生成物であるC2H5OH等の離脱不全を起して生成した
膜の多孔質化やステップカバレッジ性の悪化を惹き起
す。このため水蒸気の分圧は５％以下であることが好ま
しい。
2になるのではなく、 （C2H5O）3SiOSi（CO2H5）３、 （C2H5O）3SiOSi（OC2H5）2O Si（OC2H5）３ 等の中間縮合物を経てSiO2になることが知られており、
この中間縮合物が流動性を帯びているために、良好な基
板被覆性（ステップカバレッジ性）を有すると考えられ
ている。この縮合反応が急速であると流動性が低下し、
分解生成物であるC2H5OH等の離脱不全を起して生成した
膜の多孔質化やステップカバレッジ性の悪化を惹き起
す。このため水蒸気の分圧は５％以下であることが好ま
しい。
（実施例） プラズマCVD装置内にSi基板を設置し、その基板を100
℃に加熱した。
℃に加熱した。
一方、テトラエトキシシランを加熱によってガス化
し、水蒸気0.5％、水素10％、窒素89.5％の混合ガスと
ともにプラズマCVD装置内に導入した。装置内の圧力は1
0Torrにした。電力70Wの高周波で基板上にプラズマCVD
酸化膜を成膜した。
し、水蒸気0.5％、水素10％、窒素89.5％の混合ガスと
ともにプラズマCVD装置内に導入した。装置内の圧力は1
0Torrにした。電力70Wの高周波で基板上にプラズマCVD
酸化膜を成膜した。
成膜した酸化膜の赤外吸収スペクトルを測定した結
果、アルキル基、カルボン酸とアルコールの縮合物、重
合物等の吸収スペクトルは観察されなかった。
果、アルキル基、カルボン酸とアルコールの縮合物、重
合物等の吸収スペクトルは観察されなかった。
また、テトラエトキシシランと酸素を用いて成膜した
SiO2膜と硬度計を用いて比較した結果、本発明によって
成膜したSiO2膜は硬度が大きく、充分にち密化効果があ
ることがわかった。
SiO2膜と硬度計を用いて比較した結果、本発明によって
成膜したSiO2膜は硬度が大きく、充分にち密化効果があ
ることがわかった。
（発明の効果） 本発明によれば、生成した酸化膜中にアルキル基やタ
ール状成分が残存しないため、その膜質が極めて良好で
ある特徴がある。
ール状成分が残存しないため、その膜質が極めて良好で
ある特徴がある。
また、成膜とち密化が殆んど同時に行なわれるため極
めてち密な膜質の酸化膜を生成することができる特徴が
ある。
めてち密な膜質の酸化膜を生成することができる特徴が
ある。
さらに、一般的なリフロー工程は500℃以上の高温で
加熱処理をする必要があるが、本発明によれば、300℃
以下の低温でち密化を行なうことができる利点があり、
かつ、アルコラートが縮合して酸化物となる過程そのも
のは変えないのでステップカバレッジ等の優れた性質は
損なわないですむ特徴がある。
加熱処理をする必要があるが、本発明によれば、300℃
以下の低温でち密化を行なうことができる利点があり、
かつ、アルコラートが縮合して酸化物となる過程そのも
のは変えないのでステップカバレッジ等の優れた性質は
損なわないですむ特徴がある。
Claims (1)
- 【請求項１】テトラエトキシシランをプラズマを用いて
化学気相成長させるプラズマCVD法において、テトラエ
トキシシランを除くプラズマガスの成分が、0.05〜５％
の範囲で水蒸気であり、５〜90％の範囲で水素であるこ
とを特徴とする半導体装置の酸化膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10698689A JP2772819B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 半導体装置の酸化膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10698689A JP2772819B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 半導体装置の酸化膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285636A JPH02285636A (ja) | 1990-11-22 |
| JP2772819B2 true JP2772819B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=14447580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10698689A Expired - Fee Related JP2772819B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 半導体装置の酸化膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2772819B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0591317B1 (en) * | 1991-06-28 | 1997-11-12 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | A flexible, transparent film for electrostatic shielding |
| US5246887A (en) * | 1991-07-10 | 1993-09-21 | At&T Bell Laboratories | Dielectric deposition |
| JP4051619B2 (ja) * | 2002-09-17 | 2008-02-27 | キヤノンアネルバ株式会社 | シリコン酸化膜作製方法 |
| JP4876827B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2012-02-15 | 日本ケミコン株式会社 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP10698689A patent/JP2772819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02285636A (ja) | 1990-11-22 |
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