JPH0316214A - 絶縁膜の製造方法 - Google Patents

絶縁膜の製造方法

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JPH0316214A
JPH0316214A JP15183989A JP15183989A JPH0316214A JP H0316214 A JPH0316214 A JP H0316214A JP 15183989 A JP15183989 A JP 15183989A JP 15183989 A JP15183989 A JP 15183989A JP H0316214 A JPH0316214 A JP H0316214A
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JP
Japan
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gas
sputtering
melting point
oxide film
film
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Pending
Application number
JP15183989A
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English (en)
Inventor
Rei Otsuka
玲 大塚
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明(よ 半導体装置 あるいは微細加工分野に用い
られる絶縁膜の製造方法に関すも従来の技術 近俄 非品質シリコン(以下a −S iと略す)を用
いた薄膜トランジスタアレーは低温で大面積化が可能で
あり、安定性も優れていることか転 液晶表示用基楓 
イメージセンサへの応用が積極的に行なわれていも こ
のa−Siと良好な界面を形戊する絶縁層としてsiJ
Jxが注目され実用化されていも また 同時に形成さ
れる蓄積容量の誘電体は誘電率の小さい3iQa、Si
Nxを用いていもTPTのゲートとソース・ドレーン間
のショートを防止する目的でゲート金属がTa,  ゲ
ート絶縁膜にTasQs(陽極酸化膜)/SiN※、半
導体としてa−Siをもちいた薄膜トランジスタは特開
昭58−14709号公報に開示されていも また容量
としては高誘電率のTa*Qsが検討され始めているが
そのリーク電流が課題であ’h  Tag○s/SiN
xの構造によって安定な容量が実現できることが特開昭
57−45968号に開示され その工程断面図を第3
図に示九 同図(a)の工程はゲート電極形成工程であ
り、例えばCr金属2をスパッタにより、 1000A
被着形成し、Crを硝酸セリウムアンモニウムを主成分
とした溶液で選択的にエッチングを行なう工程であも 
同図(b)の工程1よ ゲート絶縁膜形成工程弘 例え
ば比誘電率が比較的高く (ε,p30)融点も高いT
aOx層3をスパッタで2O00A被着すも そのとき
に スパッタのプラズマ中にArガスに02ガスを含有
させた混合ガスを導入させて形威すも 同図(c)の工
程は三層デボ工程で、例えば2 0 0 0A/5 0
 0A/1 000Aの膜厚で第1のSiNx層4、不
純物をほとんど含まないa−Si層5そして再び第2の
SiNX層6を好ましくは連続的に被着すも これらの
薄膜はいずれもSiH4層ガスを主成分とする原料ガス
を300℃前後の温度で高周波グロー放電により分脈 
合或するプラズマCVDによって作製されも 同図(d
)の工程は半導体層保護膜形成工程とソース・ドレイン
電極形成工程で、第2のSiNX層6をゲート上にのみ
選択的に残LA SiHsガスにPH$ガスを添加した
プラズマ放電によって全面に500A程度の膜厚の不純
物を含む第2のa −Si層7を被着した後、全面にM
oSisをスパッタでIOOOA被着しAlをスパッタ
で7000A被着し 燐酸系の溶液でA1を選択的に食
刻し 形威したAlパターンをマスクとし″C  M 
o S i*、第1、第2のa−Si層をフッ硝酸系の
溶液で選択的に食刻する工程であム 発明が解決しようとする課題 高融点金属を主成分とした酸化膜をスッパタ法で形成す
る際に入力パワーを同じにして比べると堆積速度につい
て言えば高融点金属を主成分とした酸化膜をターゲット
に用いたDCスパッ久 前記のターゲットを用いたRF
スパッタ、高融点金属を主成分としたターゲットを用い
たDCリアクティブスパッ久 高融点金属を主成分とし
たターゲットを用いたRFリアクティプスパッタの順で
堆積速度が落ちてくん しかし ターゲットの純嵐 コ
ストを考えると、金属ターゲットを使用した方がよ(ち
 また 形成できる膜の膜質から言うと、RFスパッタ
の方力<.DCスパッタよりもよL5  これらを総合
して判断すると、高融点金属を主成分としたターゲット
を用いたDCリアクティブスパッタやRFリアクティプ
スパッタにより、形成しているのが良いという状況であ
も 但し従来の方法であると、リアクティプスパッタで
あるたべ 少しロフト間のばらつきがあり、堆積速度が
遅いという欠点があっ九 本発明(友 このような従来技術の課題を解決すること
を目的とすも 課題を解決するための手段 スパッタ法により高融点金属を主成分とした酸化膜を形
成する際に ターゲットとして高融点金属を少なくとも
一つ含有している材料を用八 スパッタのプラズマ中に
不活性ガスあるいはN2ガスの少なくともどちらか一方
を主成分とするガスにH2Oガスを含有させた混合ガス
を導入して前記酸化膜を形威すも 作用 上記のようE,  スパッタのプラズマ中に不活性ガス
に加えて小量のH2Oガスを混入させることにより、従
来のDCあるいはRFスパッタにかかわらf,  Ar
+○eの混合ガスによる堆積速度よりもはるかに速く堆
積すも これζ友 不活性ガスをN2ガスに代えても同
様の効果が得られも また堆積速度だけでなく、デボ回
数ごとによる膜質の斑が少なくなも 従って、高融点金
属を主成分とする酸化膜を、従来よりも大量にかつロフ
ト間のばらつきがなく同様な膜質に形成することができ
また 本発明の製造方法を用いると、従来よりも表面バ
 滑らかに形成できも これにより、高融点酸化膜をパ
ターン化するときに パターンの乱れが生じることがな
い。
実施例 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明すも (実施例1) 本発明(よ 半導体装置における絶縁膜の製造方法に関
するものである力曳 下記に非結晶シリコンを用いたT
PT構造を例にとって説明すも第1図1;t..TPT
の工程断面図であも 同図(a)の工程はゲート電極形
成工程であり、例えばCr金属2をスパッタにより、 
IOOOA被着形aL,.Crを硝酸セリウムアンモニ
ウムを主成分とした溶液で選択的にエッチングを行なう
工程である。同図(b)の工程は ゲート絶縁膜形戊工
程で、例えば比誘電率が比較的高く (ε,p30)融
点も高いTaOx層3をスパッタで2O00A被著すも
 そのときに スパッタのプラズマ中にArガスにH黛
0ガスを含有させた混合ガスを導入させて形成すも 同
図(c)の工程は三層デボ工程で、例えば2O0OA/
500A/IOOOAの膜厚で第lのSiNX層4、不
純物をほとんど含まないa−Si層5そして再び第2の
SiN−層6を好ましくは連続的に被着すん これらの
薄膜はいずれもSiH4層ガスを主成分とする原料ガス
を300℃前後の温度で高周波グロー放電により分豚 
合戊するプラズマCVDによって作製されも 同図(d
)の工程(上 半導体層保護膜形成工程とソース・ドレ
イン電極形成工程で、第2のSiNX層6をゲート上に
のみ選択的に残L,,SiHaガスにPH$ガスを添加
したプラズマ放電によって全面に500A程度の膜厚の
不純物を含む第2のa−Si層7を被着した後、全面に
MOSiaをスパッタでl000A被着しA1をスパッ
タで7000A被着獣燐酸系の溶液でAIを選択的に食
刻し 形成したAlパターンをマスクとして;  M 
o S l as 第1、第2のa−Si層をフッ硝酸
系の溶液で選択的に食刻する工程であも な耘 本実施例(上 第1図(a)の工程で% C r
のゲート配線2を形成するのにスバツタ法を使用した力
曳 金属層が形成できるならば 蒸着方法を問わ哄 例
えば 電子ビーム!  (uD&  抵抗加熱法等でも
かまわな八 また 本実施例では基板としてガラスを用
いた力文 絶縁基板であれば任意のもの令よく、ゲート
絶縁膜としてTaOx層3/SiNX層4を使用した力
t 少なくとも一層以上の絶縁膜で少なくとも一層はス
バツタ法により高融点金属を主戒分とした酸化膜を使用
していれば材料の種類・蒸着方法を問わず任意のもので
あってもよへ また 本実施例で(よ スバツタガスを
Arガス+H2Oガスの混合ガスであった力曳 不活性
ガスあるいはN2ガスの少なくともどちらか一方を主成
分とするガスにHaOガスを含有させた混合ガスであれ
ばよlX.ソース・ドレイン電極材料にMoS i2/
 A lを本実施例では採用した力t 高温処理を行っ
ても半導体層または絶縁体層に拡散しない物質で、少な
くとも導電体が一層以上あり、かq 絶縁膜のコンタク
トホールの断差をカバーするものであればIT○、Mo
Si*、MoTa等でも本発明の特許請求の範囲に属す
も また スパッタを行うときに 混合ガスに外部から
電磁波を照射させたり、基板を加熱したりしても本発明
の特許請求の範囲に属すも 最後阪 本実施例では非品質シリコンを用いた薄膜トラ
ンジスタについて説明した力匁 絶縁薄膜を用いた半導
体装置あれば 素子分離絶縁焦 不純物拡散およびイオ
ン注入マス久 表面の不活性化と保i  MOS構造の
ゲーI・絶縁膜等でも本発明の特許請求の範囲に適用す
瓜 (実施例2) 実施例2の工程断面図を第2図に示机 実施例lの工程
とほぼ同じである力曳 同図(b)の工程ζL  Ha
O+Arの混合ガスでスパッタを行うのを、C)a+H
*○+Arガスに混合ガスを変更すもまた スパッタを
行うときへ 混合ガスに外部から電磁波を照射させたり
、基板を加熱したりしても本発明の特許請求の範囲に属
すも このように 本発明はスパッタのプラズマ中に不活性ガ
スに加えて小量のH2OガスあるいはOセ+H*Oの混
合ガスを混入させるにより、従来のDCあるいはRFス
パッタにかかわらfs  A r + O *の混合ガ
スによる堆積速度よりもはるかに速く堆積すも これ(
友 不活性ガスをN2ガスに代えても同様の効果が得ら
れも また 不活性ガスに加えて小量のH2Oガスある
いはO s + ’H s Oの゛混合ガスを混入させ
るにより、堆積速度だけでなく、デポ回数ごとによる膜
質の斑が少なくなる。また 赤外線のような電磁波を外
部からプラズマ中のH2Oに与えて酸化膜を形成するこ
とにより堆積速度を向上させる。
な抵 本実施例では非品質シリコンを用いた薄膜トラン
ジスタについて述べたh文 絶縁薄膜弘とりわけ素子分
離絶縁脱 不純物拡散およびイオン注入マス久 表面の
不活性化と保K  MOS構造のゲート絶縁膜に用いる
ことができも発明の効果 以上述べたように 本発明ζ友 高融点金属を主成分と
する酸化膜を従来よりも大量にかつロット間にばらつき
がなく同様な膜質のものを製造することが出来も また
 本発明の製造方法を用いると、従来よりも表面力t 
滑らかに形成でき屯 これにより、高融点酸化膜をパタ
ーン化するときにパターンの乱れが生じることがなくな
り、歩留が向上し 量産性に富水 技術的に工場導入が
可能であも
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のー・実施例のTPTの工程断面は 第
2図は本発明の他の実施例のTPTの工程断面は 第3
図は従来のTPTの工程断面図であ翫 2 ・=C r層、3 ”T a.o X層.4 ・−
第lのSiN−、5・・・第Iのa−Si膜、6・・・
第2のSiN−、7・・・第2のa−Si境

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スパッタ法により高融点金属を主成分とした酸化
    膜を形成する際に、ターゲットとして高融点金属を少な
    くとも一つ含有している材料を用い、スパッタのプラズ
    マ中に不活性ガスあるいはN_2ガスの少なくともどち
    らか一方を主成分とするガスにH_2Oガスを含有させ
    た混合ガスを導入して前記酸化膜を形成することを特徴
    とする絶縁膜の製造方法。
  2. (2)スパッタ法により高融点金属を主成分とした酸化
    膜を形成する際に、ターゲットとして高融点金属を少な
    くとも一つ含有している材料を用い、スパッタのプラズ
    マ中に不活性ガスあるいはN_2ガスの少なくともどち
    らか一方を主成分とするガスにH_2Oガスを含有させ
    た混合ガスを導入させて前記H_2Oガスに電磁波を外
    部から与えて前記酸化膜を形成することを特徴とする絶
    縁膜の製造方法。
  3. (3)混合ガとして、不活性ガスあるいはN象ガスの少
    なくともどちらか一方を主成分とするガスに0、ガスと
    H歳oガスを含有させたものを用いることを特徴とする
    請求項1、または2記載の絶縁膜の製造方法。
  4. (4)スパッタ中に基板加熱をおこなうことを特徴とす
    る請求項1、2、または3記載の絶縁膜の製造方法
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5087214A (en) * 1991-05-21 1992-02-11 United Technologies Automotive, Inc. Battery terminal connector
US5610082A (en) * 1992-12-29 1997-03-11 Lg Electronics Inc. Method for fabricating thin film transistor using back light exposure
DE102014017289A1 (de) 2013-11-22 2015-05-28 Fanuc Corporation Eine Spritzgießmaschine und ein Zentrierverfahren für Spritzgießmaschinen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5087214A (en) * 1991-05-21 1992-02-11 United Technologies Automotive, Inc. Battery terminal connector
US5610082A (en) * 1992-12-29 1997-03-11 Lg Electronics Inc. Method for fabricating thin film transistor using back light exposure
DE102014017289A1 (de) 2013-11-22 2015-05-28 Fanuc Corporation Eine Spritzgießmaschine und ein Zentrierverfahren für Spritzgießmaschinen
DE102014017289B4 (de) 2013-11-22 2019-05-29 Fanuc Corporation Eine Spritzgießmaschine und ein Zentrierverfahren für Spritzgießmaschinen

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