JP3225694B2 - Method for forming silicon nitride film and CVD apparatus - Google Patents

Method for forming silicon nitride film and CVD apparatus

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JP3225694B2
JP3225694B2 JP15283593A JP15283593A JP3225694B2 JP 3225694 B2 JP3225694 B2 JP 3225694B2 JP 15283593 A JP15283593 A JP 15283593A JP 15283593 A JP15283593 A JP 15283593A JP 3225694 B2 JP3225694 B2 JP 3225694B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、窒化シリコン膜の形
成方法およびCVD装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to Oyo method for forming a silicon nitride film Beauty C VD device.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの製造工程においては、配線やト
ランジスタの形成、配線の層間絶縁膜の形成等に、高温
熱処理方式の減圧CVD法が多く用いられている。この
減圧CVDに用いられる装置、すなわち減圧CVD装置
の特徴としては、1バッチで複数枚のウェハーの処理を
行うことができるため、スループットが高く(1バッチ
あたり100〜150枚処理可能)、また高温によるウ
ェハー表面の反応を用いているため、ウェハー面内分布
が非常に良い点や、段差に対するカバレッジも良い点が
挙げられる。
2. Description of the Related Art In a manufacturing process of an LSI, a high-temperature heat-treating low-pressure CVD method is often used for forming wirings and transistors, forming an interlayer insulating film of wirings, and the like. As a feature of the apparatus used for the low-pressure CVD, that is, the low-pressure CVD apparatus, a plurality of wafers can be processed in one batch, so that the throughput is high (100 to 150 wafers can be processed per batch), and Since the reaction on the wafer surface is used, the distribution in the wafer surface is very good, and the coverage for steps is also good.

【0003】また、減圧CVD法は成膜可能な膜種も多
岐にわたり、SiH4 ガス等を用いた多結晶Si系薄膜
の形成、TEOS(テトラエトキシシラン)系ガスを用
いたSiO2 膜の形成、SiH2 Cl2 およびNH3
スを用いたSi3 4 膜の形成等が行われている。
[0003] In addition, the low-pressure CVD method covers a wide variety of film types that can be formed, such as formation of a polycrystalline Si-based thin film using SiH 4 gas or the like, and formation of a SiO 2 film using a TEOS (tetraethoxysilane) -based gas. The formation of a Si 3 N 4 film using SiH 2 Cl 2 and NH 3 gas is performed.

【0004】このSi3 4 膜は、誘電率が非常に高い
膜であり、DRAM等のキャパシタの絶縁膜あるいは誘
電膜に利用されている。図4Aに、このキャパシタの構
造の一例を示す。このキャパシタにおいては、Si基板
または多結晶Si膜から成る下部電極101上にSi3
4 膜102が形成され、このSi3 4 膜102の表
面酸化を行うことにより形成されたリーク電流低減のた
めのSiO2 膜103の上に多結晶Si膜から成る上部
電極104が形成されている。この場合、Si3 4
102とSiO2 膜103とにより誘電膜が形成され
る。
The Si 3 N 4 film has a very high dielectric constant and is used as an insulating film or a dielectric film of a capacitor such as a DRAM. FIG. 4A shows an example of the structure of this capacitor. In this capacitor, Si 3 on the lower electrode 101 made of Si substrate or a polycrystalline Si film
An N 4 film 102 is formed, and an upper electrode 104 made of a polycrystalline Si film is formed on a SiO 2 film 103 for reducing leakage current formed by oxidizing the surface of the Si 3 N 4 film 102. ing. In this case, a dielectric film is formed by the Si 3 N 4 film 102 and the SiO 2 film 103.

【0005】近年、LSIの素子の微細化が進むにつれ
て、上述のキャパシタの誘電膜は、薄膜化が進んでお
り、特にその要求は厳しいものとなっている。キャパシ
タの容量は、誘電膜の誘電率をε、その膜厚をd、電極
面積をSとすると、C=ε(S/d)で与えられるが、
この容量Cの確保のためには、キャパシタの微細化、す
なわち電極面積Sの縮小に対して、膜厚dを小さくする
必要があるからである。現在は、誘電膜として用いられ
るSi3 4 膜は6〜7nm程度の膜厚で形成可能とな
ってきているが、さらに薄膜化の検討が進められてい
る。
[0005] In recent years, as LSI elements have become finer, the dielectric film of the above-mentioned capacitor has become thinner, and the requirements thereof have become particularly severe. The capacitance of the capacitor is given by C = ε (S / d), where ε is the dielectric constant of the dielectric film, d is its film thickness, and S is the electrode area.
This is because, in order to secure the capacitance C, it is necessary to reduce the film thickness d for miniaturization of the capacitor, that is, reduction of the electrode area S. At present, a Si 3 N 4 film used as a dielectric film can be formed with a film thickness of about 6 to 7 nm, but further study on thinning is proceeding.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、キャパ
シタの誘電膜として用いられるSi3 4 膜を薄膜化す
るにつれて容量Cは大きくなっていくが、さらに薄膜化
していくと逆に容量Cが減少してしまうという問題があ
る。この現象は、上述のSi3 4 膜102の表面酸化
の工程で、Si3 4 膜102が薄い場合には、その表
面が酸化されるにとどまらず、下層の電極101まで酸
化されてしまい、実質的に電極間距離dが増大してしま
う結果、容量Cが低下してしまうものである。図4Bに
このときのキャパシタの構造の一例を示す。図4Bにお
いて、符号105が下部電極101上に形成されたSi
2 膜を示す。上述のSi3 4 膜の耐酸化性の劣化の
機構は明らかでないが、Si3 4 膜の成長初期過程で
は、耐酸化性に乏しい膜になっていることが推測され
る。従って、このSi3 4 薄膜の耐酸化性劣化を防止
することが課題となっている。
As described above, as the thickness of the Si 3 N 4 film used as the dielectric film of the capacitor is reduced, the capacitance C increases. Is reduced. This phenomenon, in the surface oxidation of the Si 3 N 4 film 102 above process, when the Si 3 N 4 film 102 is thin, not only on the surface thereof is oxidized, will be oxidized to the lower electrode 101 In addition, as a result, the distance d between the electrodes substantially increases, and as a result, the capacitance C decreases. FIG. 4B shows an example of the structure of the capacitor at this time. In FIG. 4B, reference numeral 105 denotes a Si formed on the lower electrode 101.
2 shows an O 2 film. Although the mechanism of the deterioration of the oxidation resistance of the Si 3 N 4 film described above is not clear, it is supposed that the film has poor oxidation resistance in the initial growth stage of the Si 3 N 4 film. Therefore, it is an issue to prevent the oxidation resistance of the Si 3 N 4 thin film from deteriorating.

【0007】なお、特開昭60−236214号公報に
は紫外線照射により核が形成された基板上に可視レーザ
光を照射して膜を成長させるレーザCVD法が開示さ
れ、特開昭61−40025号公報には放電プラズマ中
に固体を支持し、レーザビームを照射しながらSi系薄
膜を製造する方法が開示され、特開昭62−7122号
公報には2波長の光照射による光解離を用いる予備励起
光CVD法が開示され、特開昭62−224923号公
報にはECRプラズマCVD法に引き続いての光CVD
法による薄膜形成方法が開示され、特開昭63−175
19号公報には原料ガスを予め分解して高周波プラズマ
放電および光照射によりアモルファスSi薄膜を形成す
る方法が開示され、特開平3−159991号公報には
マイクロ波によるプラズマ発生および光励起によりシリ
コン窒化膜を形成する装置が開示されているが、これら
のいずれにおいてもこの発明の構成は開示も示唆もされ
ていない。従って、この発明の目的は、耐酸化性が良好
膜質が良好な窒化シリコン膜を形成することができる
窒化シリコン膜の形成方法およびその実施に用いて好適
なCVD装置を提供することにある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-236214 discloses a laser CVD method for growing a film by irradiating visible laser light onto a substrate on which nuclei have been formed by ultraviolet irradiation. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-7122 discloses a method of manufacturing a Si-based thin film while irradiating a solid beam in a discharge plasma and irradiating a laser beam. A pre-excitation light CVD method is disclosed, and JP-A-62-224923 discloses an ECR plasma CVD method followed by a light CVD method.
A method for forming a thin film by the method is disclosed in
No. 19 discloses a method of forming an amorphous Si thin film by high-frequency plasma discharge and light irradiation by preliminarily decomposing a raw material gas, and Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-159991 discloses a silicon nitride film formed by plasma generation by microwaves and photoexcitation. Are disclosed, but neither of these discloses or suggests the configuration of the present invention. Therefore, an object of the present invention is to form a silicon nitride film having good oxidation resistance and good film quality.
Suitable for silicon nitride film forming method and its implementation
And to provide a a C VD devices.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、窒素系ガスとシリコン系ガスとを用
い、減圧CVD法によりシリコン上に窒化シリコン膜を
形成するようにした窒化シリコン膜の形成方法におい
て、光励起された窒素系ガスを反応室に導入する工程
と、光励起された窒素系ガスの反応室への導入を開始し
た後にシリコン系ガスを励起されない状態で反応室に導
入する工程とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a silicon nitride film formed on silicon by using a nitrogen-based gas and a silicon-based gas by a low pressure CVD method. In the method for forming a film, a step of introducing a photoexcited nitrogen-based gas into a reaction chamber and a step of introducing a silicon-based gas into the reaction chamber in a non-excited state after starting introduction of the photoexcited nitrogen-based gas into the reaction chamber And a process.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】この発明はまた、窒素系ガスを導入するた
めの窒素系ガス導入口とシリコン系ガスを導入するため
シリコン系ガス導入口とを有し、シリコン上に窒化シ
リコン膜を形成するためのCVD装置において、窒素系
ガス導入口に、窒素系ガスを反応室に導入する前に窒素
系ガスを光励起する光励起手段を有し、窒素系ガス導入
口から、光励起手段を用いて光励起された窒素系ガス
反応室への導入を開始した後に、シリコン系ガス導入口
からシリコン系ガスを励起されない状態で反応室に導入
するように構成されていることを特徴とするものであ
る。
[0012] The present invention also have a silicon-based gas inlet for introducing nitrogen-containing gas inlet and a silicon-based gas for introducing nitrogen-based gas, nitride on a silicon sheet
In a CVD apparatus for forming a silicon film , a nitrogen-based
The gas inlet, nitrogen prior to introducing the nitrogen-based gas into the reaction chamber
It has a photo-excitation means for photo-exciting the system gas, and after starting introduction of the photo-excited nitrogen-based gas into the reaction chamber using the photo-excitation means from the nitrogen-based gas inlet, the silicon-based gas is introduced from the silicon-based gas inlet. It is characterized in that it is configured to be introduced into the reaction chamber without being excited.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【作用】この発明による窒化シリコン膜の形成方法によ
れば、光励起された窒素系ガスの反応室への導入を開始
した後にシリコン系ガスを励起されない状態で反応室に
導入するようにしているので、窒素系ガスの励起の効果
で窒化シリコン膜の成長初期においても反応を好適に行
わせることができ、このため下地シリコン上の初期成長
層を含めて膜質が良好な窒化シリコン膜を形成すること
ができる。特に、成長初期過程において、予め光励起さ
れた窒素系ガスによってSi−Nの形成が促進される結
果、反応初期の表面がSiリッチになることが抑制され
るので、下地シリコン上の初期成長層も含めて耐酸化性
が良好な窒化シリコン膜を形成することができる。
According to the method for forming a silicon nitride film of the present invention, since the introduction of the photoexcited nitrogen-based gas into the reaction chamber is started, the silicon-based gas is introduced into the reaction chamber without being excited. In addition, the effect of the excitation of the nitrogen-based gas allows the reaction to be favorably performed even at the initial stage of the growth of the silicon nitride film. Therefore, it is possible to form a silicon nitride film having a good film quality including the initial growth layer on the underlying silicon. Can be. In particular, in the initial growth stage, as a result of the formation of Si-N by a pre photoexcited nitrogen-based gas is promoted, so that the surface of the initial reaction is Si-rich is suppressed, also initial growth layer on the underlying silicon In addition, a silicon nitride film having good oxidation resistance can be formed.

【0017】この発明によるCVD装置によれば、窒素
系ガス導入口に、窒素系ガスを反応室に導入する前に
素系ガスを光励起する光励起手段を有し、窒素系ガス
入口から、光励起手段を用いて光励起された窒素系ガス
の反応室への導入を開始した後に、シリコン系ガス導入
口からシリコン系ガスを励起されない状態で反応室に導
入するように構成されているので、良好な耐酸化性を有
する膜質が良好な窒化シリコン膜をシリコン上に形成す
ることができる。
According to the CVD apparatus of the present invention, nitrogen
The system gas inlet, nitrogen prior to introducing the nitrogen-based gas into the reaction chamber
A photo-excitation means for photo- exciting the element-based gas, and after starting introduction of the photo-excited nitrogen-based gas into the reaction chamber from the nitrogen-based gas inlet using the photo-excitation means, silicon is configured so as to introduce into the reaction chamber in a state of not excited silicon-based gas from the system gas inlet may be film quality with good good oxidation resistance to form a good silicon nitride film on the silicon .

【0018】[0018]

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して説明する。図1はこの発明の第1実施例において用
いる減圧CVD装置を示す。図1に示すように、この減
圧CVD装置においては、真空排気が可能な反応室1内
にインナーチューブ2が設けられており、このインナー
チューブ2内にウェハーボート3が収容されている。こ
のウェハーボート3には、複数枚のウェハー4を載置す
ることができるようになっている。反応室1の外部には
ヒーター5が設けられており、このヒーター5によりウ
ェハー4を加熱することができるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a low pressure CVD apparatus used in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this low-pressure CVD apparatus, an inner tube 2 is provided in a reaction chamber 1 capable of evacuating, and a wafer boat 3 is accommodated in the inner tube 2. A plurality of wafers 4 can be placed on the wafer boat 3. A heater 5 is provided outside the reaction chamber 1, and the heater 5 can heat the wafer 4.

【0019】反応室1の下部にはガス励起室6が取り付
けられている。このガス励起室6の上部は例えば石英か
ら成る光透過窓7により仕切られており、この光透過窓
7の上部の空間に低圧水銀ランプ8が設けられている。
そして、この低圧水銀ランプ8により、光透過窓7の下
部の空間に光を照射することができるようになってい
る。また、ガス励起室6にはインジェクター9を通じて
外部からガスを導入することができるようになっている
とともに、インジェクター10を通じてこのガス励起室
6内のガスをインナーチューブ2内に下方から導入する
ことができるようになっている。一方、これとは別に、
インナーチューブ2内には下方からインジェクター11
を通じてガスを導入することができるようになってい
る。次に、上述のように構成された減圧CVD装置を用
いてSi3 4 膜を形成する方法について説明する。
A gas excitation chamber 6 is provided below the reaction chamber 1. The upper part of the gas excitation chamber 6 is partitioned by a light transmission window 7 made of, for example, quartz, and a low-pressure mercury lamp 8 is provided in a space above the light transmission window 7.
The low-pressure mercury lamp 8 can irradiate light to the space below the light transmission window 7. In addition, a gas can be introduced into the gas excitation chamber 6 from the outside through the injector 9, and the gas in the gas excitation chamber 6 can be introduced into the inner tube 2 from below through the injector 10. I can do it. On the other hand, apart from this,
The injector 11 is inserted into the inner tube 2 from below.
The gas can be introduced through. Next, a method of forming a Si 3 N 4 film using the low-pressure CVD apparatus configured as described above will be described.

【0020】まず、ヒーター5によりウェハー4、例え
ばシリコンウェハーを予め所定温度に加熱しておき、そ
の状態でインジェクター9からガス励起室6にNH3
スを導入し、このNH3 ガスに低圧水銀ランプ8により
光を照射して励起し、この励起されたNH3 ガスを反応
室1内のインナーチューブ2内に下方から導入する。そ
の結果、このインナーチューブ2内は、NH3 分子の分
解により生成されたNH2 、H等の励起種で満たされ
る。次に、SiH2 Cl2 ガスをインジェクター11よ
り反応室1内のインナーチューブ2に下方から導入し、
Si3 4 膜の形成を行う。ここで、成長条件の一例を
挙げると、温度760℃、圧力0.2Torr、SiH
2 Cl2 流量20sccm、NH3 流量200scc
m、キャリヤガスとしてのN2 の流量80sccmであ
る。
[0020] First, the wafer 4, for example, a silicon wafer in advance and heated to a predetermined temperature, introducing NH 3 gas from the injector 9 into the gas excitation chamber 6 in its state by the heater 5, a low-pressure mercury lamp in the NH 3 gas The light is excited by irradiating light with 8, and the excited NH 3 gas is introduced into the inner tube 2 in the reaction chamber 1 from below. As a result, the inner tube 2 is filled with excited species such as NH 2 and H generated by decomposition of NH 3 molecules. Next, SiH 2 Cl 2 gas is introduced from below into the inner tube 2 in the reaction chamber 1 from the injector 11,
An Si 3 N 4 film is formed. Here, as an example of the growth conditions, temperature 760 ° C., pressure 0.2 Torr, SiH
2 Cl 2 flow rate 20 sccm, NH 3 flow rate 200 sccc
m, the flow rate of N 2 as a carrier gas is 80 sccm.

【0021】この第1実施例によれば、上述のように反
応ガスの一つであるNH3 ガスをガス励起室6内におい
て光照射により励起してから反応室1内のインナーチュ
ーブ2内に導入し、これとは別にインナーチューブ2内
に導入されたSiH2 Cl2ガスとの反応によりSi3
4 膜を形成しているので、耐酸化性が良好なSi3
4 膜を形成することができる。そして、この方法をDR
AM等のキャパシタの誘電膜としてのSi3 4 膜の形
成に適用することにより、その耐酸化性を高めることが
でき、従ってリーク電流低減のためにこのSi3 4
の表面酸化を行う際に下部電極が酸化されることにより
電極間距離が増大してキャパシタの容量が低下してしま
うのを防止することができる。ここで、Si3 4 膜の
成長機構について考察する。
According to the first embodiment, the NH 3 gas, which is one of the reaction gases, is excited by light irradiation in the gas excitation chamber 6 as described above, and then is introduced into the inner tube 2 in the reaction chamber 1. introduced, Si 3 by separately reacting the SiH 2 Cl 2 gas introduced into the inner tube 2 from this
Since the N 4 film is formed, Si 3 N having good oxidation resistance
Four films can be formed. And this method is DR
By applying the present invention to the formation of a Si 3 N 4 film as a dielectric film of a capacitor such as an AM, the oxidation resistance of the film can be increased. Therefore, the surface of the Si 3 N 4 film is oxidized to reduce leakage current. At this time, it is possible to prevent the lower electrode from being oxidized, thereby increasing the distance between the electrodes and reducing the capacitance of the capacitor. Here, the growth mechanism of the Si 3 N 4 film will be considered.

【0022】まず、通常のSiH2 Cl2 ガスおよびN
3 ガスを用いたSi3 4 膜の成長の機構では、図2
Aに示すように、N−H結合に、SiH2 Cl2 の分解
種であるSiCl2 の挿入反応が起きて、図2Bに示す
ように、Si−N結合が形成される。このSi−N結合
形成後、HClが脱離する反応が起き、図2Cに示すよ
うになる。次に、形成されたSi−Cl表面にNH2
結合する等により、図2Dに示すように、Si−N結合
が形成される。この繰り返しによりSi3 4膜が形成
される。
First, ordinary SiH 2 Cl 2 gas and N
The mechanism of the growth of the Si 3 N 4 film using H 3 gas is shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, an insertion reaction of SiCl 2 , which is a decomposed species of SiH 2 Cl 2 , occurs in the N—H bond, and a Si—N bond is formed as shown in FIG. 2B. After the formation of the Si—N bond, a reaction in which HCl is eliminated occurs, as shown in FIG. 2C. Next, as shown in FIG. 2D, an Si—N bond is formed by bonding NH 2 to the formed Si—Cl surface. By repeating this, a Si 3 N 4 film is formed.

【0023】次に、Si3 4 膜の成長初期過程につい
て考察する。すなわち、Si3 4膜の初期成長は、S
3 4 上に成長するSi3 4 と違い、下地はSi表
面であると考えられる。この表面付近では、SiCl2
等のSiが直接表面のSiと結合して、Si−Si結合
の形成により膜堆積が促進されている可能性があるた
め、Si3 4 膜の膜厚が小さい場合には、耐酸化性が
劣っていることが考えられる。この場合には、Si3
4 膜の表面酸化時に、Si−O結合が形成されやすい、
すなわち酸化されやすい。また、Si−O層は、酸素が
簡単に拡散するので、下地の多結晶Siまで酸化されや
すくなるのである。しかしながら、この第1実施例にお
いては、上述のようにガス励起室6内で予め励起された
NH3 ガスを用いて反応を行わせているので、Si−N
結合の形成を促進することができ、Si3 4 膜の成長
初期過程でSiリッチになるのを抑制することができ
る。以上により、耐酸化性の良好なSi3 4 膜が形成
されるのである。
Next, the initial growth process of the Si 3 N 4 film will be considered. That is, the initial growth of the Si 3 N 4 film is S
Unlike Si 3 N 4 grown on i 3 N 4 , the underlayer is considered to be the Si surface. Near this surface, SiCl 2
And the like may be directly bonded to Si on the surface and the film deposition may be promoted by the formation of a Si—Si bond. Therefore, when the thickness of the Si 3 N 4 film is small, the oxidation resistance is low. May be inferior. In this case, Si 3 N
4 During the surface oxidation of the film, Si-O bonds are easily formed,
That is, it is easily oxidized. In addition, since oxygen easily diffuses into the Si—O layer, the underlying polycrystalline Si is easily oxidized. However, in the first embodiment, since the reaction is carried out using the NH 3 gas previously excited in the gas excitation chamber 6 as described above, the Si—N
The formation of the bond can be promoted, and the Si 3 N 4 film can be prevented from becoming Si-rich in the initial growth process. As described above, a Si 3 N 4 film having good oxidation resistance is formed.

【0024】次に、この発明の第2実施例について説明
する。図3はこの第2実施例において用いる減圧CVD
装置を示す。この減圧CVD装置は、ガス励起室6にプ
ラズマ励起用の平行平板電極12が設けられていること
を除いて、第1実施例において用いられた減圧CVD装
置と同様な構成を有する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows a reduced pressure CVD used in the second embodiment.
The device is shown. This low-pressure CVD apparatus has the same configuration as the low-pressure CVD apparatus used in the first embodiment, except that a parallel plate electrode 12 for plasma excitation is provided in the gas excitation chamber 6.

【0025】この図3に示す減圧CVD装置を用いてS
3 4 膜を形成するには、インジェクター9からNH
3 ガスをガス励起室6に導入し、平行平板電極12の電
極12a、12b間に高周波電力を印加することにより
プラズマを発生させ、NH3ガスを励起して、これを反
応室1内のインナーチューブ2に導入する。次に、Si
2 Cl2 ガスをインジェクター11より反応室1内の
インナーチューブ7に導入し、Si3 4 膜の形成を行
う。その他は第1実施例で述べたと同様である。成長条
件も同様とすることができる。この第2実施例によれ
ば、第1実施例と同様に、耐酸化性の良好なSi3 4
膜を形成することができる。
Using the low pressure CVD apparatus shown in FIG.
In order to form an i 3 N 4 film, NH 3 is injected from the injector 9.
3 gas is introduced into the gas excitation chamber 6, plasma is generated by applying high frequency power between the electrodes 12 a and 12 b of the parallel plate electrode 12, and the NH 3 gas is excited and the NH 3 gas is introduced into the inner space of the reaction chamber 1. Introduce into tube 2. Next, Si
H 2 Cl 2 gas is introduced from the injector 11 into the inner tube 7 in the reaction chamber 1 to form a Si 3 N 4 film. Others are the same as those described in the first embodiment. The growth conditions can be the same. According to the second embodiment, similarly to the first embodiment, Si 3 N 4 having good oxidation resistance is used.
A film can be formed.

【0026】なお、第1実施例において用いた減圧CV
D装置および第2実施例において用いた減圧CVD装置
はいずれもバッチ処理式であるが、これらの代わりに枚
葉式の減圧CVD装置を用いるようにしてもよい。
The reduced pressure CV used in the first embodiment
Although both the D apparatus and the low pressure CVD apparatus used in the second embodiment are of a batch processing type, a single-wafer type low pressure CVD apparatus may be used instead of these apparatuses.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
良好な耐酸化性を有する膜質が良好な窒化シリコン膜
形成することができる。
As described above, according to the present invention,
A silicon nitride film having favorable oxidation resistance and favorable film quality can be formed.

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

【図1】この発明の第1実施例において用いる減圧CV
D装置を示す略線図である。
FIG. 1 shows a reduced pressure CV used in a first embodiment of the present invention.
It is an approximate line figure showing D device.

【図2】Si3 4 膜の成長機構を説明するための略線
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a growth mechanism of a Si 3 N 4 film.

【図3】この発明の第2実施例において用いる減圧CV
D装置を示す略線図である。
FIG. 3 shows a reduced pressure CV used in a second embodiment of the present invention.
It is an approximate line figure showing D device.

【図4】キャパシタの構造の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a structure of a capacitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応室 2 インナーチューブ 4 ウェハー 6 ガス励起室 8 低圧水銀ランプ 9、10、11 インジェクター 12 平行平板電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction chamber 2 Inner tube 4 Wafer 6 Gas excitation chamber 8 Low-pressure mercury lamp 9, 10, 11 Injector 12 Parallel plate electrode

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 窒素系ガスとシリコン系ガスとを用い、
減圧CVD法によりシリコン上に窒化シリコン膜を形成
するようにした窒化シリコン膜の形成方法において、 光励起された上記窒素系ガスを反応室に導入する工程
と、 光励起された上記窒素系ガスの上記反応室への導入を開
始した後に上記シリコン系ガスを励起されない状態で上
記反応室に導入する工程とを有することを特徴とする窒
化シリコン膜の形成方法。
1. Use of a nitrogen-based gas and a silicon-based gas,
A method of forming a silicon nitride film on silicon by low- pressure CVD, comprising: introducing the photoexcited nitrogen-based gas into a reaction chamber; and reacting the photoexcited nitrogen-based gas with the nitrogen-based gas. Introducing the silicon-based gas into the reaction chamber in a state where the silicon-based gas is not excited after the introduction into the chamber is started.
【請求項2】 上記窒素系ガスとしてNH3 を用いるこ
とを特徴とする請求項1記載の窒化シリコン膜の形成方
法。
2. The method for forming a silicon nitride film according to claim 1, wherein NH 3 is used as said nitrogen-based gas.
【請求項3】 上記シリコン系ガスとしてSiH2 Cl
2 を用いることを特徴とする請求項1記載の窒化シリコ
ン膜の形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the silicon-based gas is SiH 2 Cl.
2. The method for forming a silicon nitride film according to claim 1, wherein 2 is used.
【請求項4】 上記光励起を行う光励起手段として水銀
ランプを用いることを特徴とする請求項1記載の窒化シ
リコン膜の形成方法。
4. The method for forming a silicon nitride film according to claim 1, wherein a mercury lamp is used as the light excitation means for performing the light excitation.
【請求項5】 窒素系ガスを導入するための窒素系ガス
導入口とシリコン系ガスを導入するためのシリコン系ガ
導入口とを有し、シリコン上に窒化シリコン膜を形成
するためのCVD装置において、 上記窒素系ガス導入口に、上記窒素系ガスを反応室に導
入する前に上記窒素系ガスを光励起する光励起手段を有
し、 上記窒素系ガス導入口から、上記光励起手段を用いて光
励起された上記窒素系ガスの上記反応室への導入を開始
した後に、上記シリコン系ガス導入口から上記シリコン
系ガスを励起されない状態で上記反応室に導入するよう
に構成されていることを特徴とするCVD装置。
5. A nitrogen-based gas inlet for introducing a nitrogen-based gas and a silicon-based gas for introducing a silicon-based gas.
Possess a scan inlet forming a silicon nitride film on the silicon
In the CVD apparatus for, to the nitrogen-based gas inlet has a light excitation means for photoexcitation of the nitrogen-based gas before being introduced into the reaction chamber the nitrogen-based gas, from the nitrogen-based gas inlet, said photoexcitation after starting the introduction into the reaction chamber of the photoexcited the nitrogen-based gas using the means, the silicon from the silicon-based gas inlet
A CVD apparatus characterized in that a system gas is introduced into the reaction chamber without being excited.
【請求項6】 上記光励起手段として水銀ランプを用い
ることを特徴とする請求項5記載のCVD装置。
6. The CVD apparatus according to claim 5, wherein a mercury lamp is used as said light excitation means.
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