JP5610850B2 - 窒化珪素膜の製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
半導体素子に用いる窒化珪素膜を、プラズマ処理により基板上に形成する窒化珪素膜の製造方法において、
不活性ガスによるプラズマを生成した後に、前記基板にバイアスを印加すると共に、前記バイアスを印加した後に、前記窒化珪素膜の原料ガスの供給を開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする。
上記第1の発明に記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成の前に、前記基板にバイアスを印加しないで他の窒化珪素膜を形成すると共に、前記他の窒化珪素膜の形成終了時、前記原料ガスの供給を停止し、前記バイアスを印加した後に、前記原料ガスの供給を再び開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする。
上記第1の発明に記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成の前に、不活性ガスを用いたプラズマ処理により前記基板の加熱を行うと共に、前記窒化珪素膜を形成する際に、前記バイアスを印加した状態で、前記原料ガスの供給を開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする。
上記第1〜第3のいずれか1つの発明に記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成開始の際、前記バイアスのパワーを一定に保持した後に、前記原料ガスの供給を開始することを特徴とする。
上記第1〜第4のいずれか1つの発明に記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成終了の際、前記原料ガスの供給を停止し、残存する前記原料ガスが排気された後に、前記バイアスの印加を停止することを特徴とする。
半導体素子に用いる窒化珪素膜を、プラズマ処理により基板上に形成する窒化珪素膜の製造装置において、
前記基板にバイアスを印加するバイアス供給手段と、
前記窒化珪素膜の原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、
不活性ガスによるプラズマを生成した後に、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加すると共に、前記バイアスを印加した後に、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする。
上記第6の発明に記載の窒化珪素膜の製造装置において、
前記窒化珪素膜の形成の前に、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加しない状態で、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を行って、他の窒化珪素膜を形成すると共に、前記他の窒化珪素膜の形成終了時、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を停止し、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加した後に、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を再び開始することを特徴とする。
上記第6の発明に記載の窒化珪素膜の製造装置において、
更に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有し、
前記窒化珪素膜の形成の前に、前記不活性ガス供給手段が、前記不活性ガスの供給を行って、前記不活性ガスを用いたプラズマ処理により前記基板の加熱を行うと共に、前記窒化珪素膜を形成する際、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加した状態で、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を開始することを特徴とする。
上記第6〜第8のいずれか1つの発明に記載の窒化珪素膜の製造装置において、
前記窒化珪素膜の形成開始の際、前記バイアス供給手段が、前記バイアスのパワーを一定に保持した後に、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を開始することを特徴とする。
上記第6〜第9のいずれか1つの発明に記載の窒化珪素膜の製造装置において、
前記窒化珪素膜の形成終了の際、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を停止し、残存する前記原料ガスが排気された後に、前記バイアス供給手段が、前記バイアスの印加を停止することを特徴とする。
最初に、本実施例で用いるSiN膜の製造装置について、図1を参照して、その構成を説明する。なお、本発明は、バイアスパワーを印加して、SiN膜を成膜するプラズマ処理装置であれば、どのようなものでも適用可能であるが、特に、高密度プラズマを用いたプラズマCVD装置が好適であり、図1では、当該プラズマCVD装置を例示している。
図4は、本実施例のSiN膜の製造方法を説明するタイムチャートである。なお、図4に示すタイムチャートも、図1に示したプラズマCVD装置等で実施可能であるので、ここでは、プラズマCVD装置自体の説明は省略する。
なお、アンバイアスSiN膜としては、例えば、以下の成膜条件の範囲とすれば、後述する特性を得ることができる。
成膜温度:50℃〜400℃
SiH4及びN2の総流量に対するRFパワー:7W/sccm以下
ガス流量比:SiH4/(SiH4+N2)=0.036〜0.33
図6は、本実施例のSiN膜の製造方法を説明するタイムチャートである。なお、図6に示すタイムチャートも、図1に示したプラズマCVD装置等で実施可能であるので、ここでも、プラズマCVD装置自体の説明は省略する。
18 ガス供給管
19 基板
26 バイアス電源
29 主制御装置
31 アンバイアスSiN膜
32 バイアスSiN膜
Claims (10)
- 半導体素子に用いる窒化珪素膜を、プラズマ処理により基板上に形成する窒化珪素膜の製造方法において、
不活性ガスによるプラズマを生成した後に、前記基板にバイアスを印加すると共に、前記バイアスを印加した後に、前記窒化珪素膜の原料ガスの供給を開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする窒化珪素膜の製造方法。 - 請求項1に記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成の前に、前記基板にバイアスを印加しないで他の窒化珪素膜を形成すると共に、前記他の窒化珪素膜の形成終了時、前記原料ガスの供給を停止し、前記バイアスを印加した後に、前記原料ガスの供給を再び開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする窒化珪素膜の製造方法。 - 請求項1に記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成の前に、不活性ガスを用いたプラズマ処理により前記基板の加熱を行うと共に、前記窒化珪素膜を形成する際に、前記バイアスを印加した状態で、前記原料ガスの供給を開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする窒化珪素膜の製造方法。 - 請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成開始の際、前記バイアスのパワーを一定に保持した後に、前記原料ガスの供給を開始することを特徴とする窒化珪素膜の製造方法。 - 請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の窒化珪素膜の製造方法において、
前記窒化珪素膜の形成終了の際、前記原料ガスの供給を停止し、残存する前記原料ガスが排気された後に、前記バイアスの印加を停止することを特徴とする窒化珪素膜の製造方法。 - 半導体素子に用いる窒化珪素膜を、プラズマ処理により基板上に形成する窒化珪素膜の製造装置において、
前記基板にバイアスを印加するバイアス供給手段と、
前記窒化珪素膜の原料ガスを供給する原料ガス供給手段とを有し、
不活性ガスによるプラズマを生成した後に、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加すると共に、前記バイアスを印加した後に、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を開始して、前記窒化珪素膜を形成することを特徴とする窒化珪素膜の製造装置。 - 請求項6に記載の窒化珪素膜の製造装置において、
前記窒化珪素膜の形成の前に、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加しない状態で、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を行って、他の窒化珪素膜を形成すると共に、前記他の窒化珪素膜の形成終了時、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を停止し、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加した後に、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を再び開始することを特徴とする窒化珪素膜の製造装置。 - 請求項6に記載の窒化珪素膜の製造装置において、
更に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有し、
前記窒化珪素膜の形成の前に、前記不活性ガス供給手段が、前記不活性ガスの供給を行って、前記不活性ガスを用いたプラズマ処理により前記基板の加熱を行うと共に、前記窒化珪素膜を形成する際、前記バイアス供給手段が、前記基板にバイアスを印加した状態で、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を開始することを特徴とする窒化珪素膜の製造装置。 - 請求項6から請求項8のいずれか1つに記載の窒化珪素膜の製造装置において、
前記窒化珪素膜の形成開始の際、前記バイアス供給手段が、前記バイアスのパワーを一定に保持した後に、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を開始することを特徴とする窒化珪素膜の製造装置。 - 請求項6から請求項9のいずれか1つに記載の窒化珪素膜の製造装置において、
前記窒化珪素膜の形成終了の際、前記原料ガス供給手段が、前記原料ガスの供給を停止し、残存する前記原料ガスが排気された後に、前記バイアス供給手段が、前記バイアスの印加を停止することを特徴とする窒化珪素膜の製造装置。
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