JPH03229871A - 絶縁膜の製造方法及びこの絶縁膜を使用する半導体装置の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は、シリコン窒化物・シリコン酸窒化物よりなる
絶縁膜の製造方法の改良、特に、厚さが薄いにもか−わ
らず絶縁耐力が大きく、しかも、比誘電率が大きくなる
ようにする絶縁膜の製造方法の改良と、この絶縁膜を使
用して半導体装置の特性を向上する半導体装置の製造方
法の改良とに関する。

〔従来の技術〕

絶縁膜は、各種電気機器の部材として広く使用されるが
、半導体装置用の絶縁膜の場合は厚さが薄いにもか−わ
らず絶縁耐力が大きいことが望ましい。また、この絶縁
膜がキャパシタ用の誘電体膜や電界効果トランジスタの
ゲート絶縁膜等である場合は、厚さが薄いにもか−わら
ず絶縁耐力が大きく、しかも、比誘電率が大きいことが
望ましい。

一方、半導体装置の材料としては、単体半導体の場合は
シリコンが最も優れているので、半導体装置の材料がシ
リコンである場合が多く、この場合は、絶縁膜の材料と
しては酸化シリコン・窒化ソリコン・酸窒化シリコン・
リン及び／またはボロンを僅かに含有するこれらの材料
等が実用されている。また、酸化シリコンの比誘電率が
、天然石英等の場合３．６〜４．５程度であり酸化法を
使用して製造した場合６〜７であって比較的小さいに比
し、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎｍ）の比誘電率は９．４で
あり十分に大きく、酸窒化シリコンの比誘電率は、その
組成比に対応して、約６〜９の範囲にあって比較的大き
いから、絶縁膜が電界効果トランジスタのゲート絶縁膜
やキャパシタ用の誘電体膜等である場合は、酸窒化シリ
コンまたは窒化シリコンの膜が使用されることが一般で
ある。また、酸窒化シリコンや窒化シリコンはナトリウ
ムイオンの拡散阻止能力が酸化シリコンに比して大きい
ので、表面安定化膜（バンシベーション膜）等外気に曝
されるおそれのある部材としても、酸Ｉ化シリコンが、
特にリンやボロンを含む酸窒化シリコンガラスとして使
用されることが一般である。

か−る酸化シリコン・窒化シリコン・酸窒化シリコンを
製造する従来技術に係る方法としては、酸化シリコンの
場合はシリコン基板またはシリコン層を酸化する方法が
使用可能であり、しかも、酸化法を使用して形成した酸
化シリコン膜の特性はすぐれているから、素子分離用絶
縁膜を形成する場合のように、半導体基板中に未だ素子
が形成されていないときは酸化法が最も有利である。し
かし、′酸化法においては、一般に６００°Ｃ程度また
はこれ以上に加熱する必要があるため、基板中に既に素
子の一部が形成されているときは化学的気相成長法（以
下ＣＶＤ法と云う。）・プラズマＣＶＤ法等が使用され
ることが一般である。

本発明は、ＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法を使用して
なす窒化シリ□コン・酸窒化シリコンの薄膜の製造方法
の改良と、この窒化シリコン・酸窒化シリコンの薄膜の
製造方法を直接使用してなす半導体装置の製造方法の改
良とである。

従来技術に係るＣＶＤ法またはプラズマＣＶＤ法を使用
してなす窒化シリコン・酸窒化シリコンの薄膜の製造方
法は、反応性ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）とアン
モニヤとの混合ガス・モノシラン（ＳｉＨｌ）とアンモ
ニヤと酸素との混合ガス等を使用し、一般のＣＶＤ法（
熱ＣＶＤ法）の場合は基板温度を５００℃程度として、
これらを熱分解させてシリコン原子と窒素原子、または
、シリコン原子上窒素原子と酸素原子とを得て、これら
を接触させて窒化シリコン・酸窒化シリコンを製造して
おり、プラズマＣＶＤ法の場合は、基板温度は３００℃
程度と低くするが、電界の印加またはマイクロ波等のエ
ネルギー線の照射等のエネルギー供給手段を使用して、
上記の反応性ガスをプラズマ化・ラジカル化、または、
イオン化して活性となし、これらを接触させて窒化シリ
コン・酸窒化シリコンを製造している。

ところで、窒化シリコンの安定した化学量論的組成がＳ
ｔ、Ｎ、であることは周知であるが、余程窒素成分を多
く与えないとＳ　ｉ　ｓ　Ｎｔ　　（但し、ｎは４未満
）となることが一般である。窒素成分としてのアンモニ
ヤ等がシリコン成分としてのモノシランより安定性が高
く、同一温度においては、モノシランより分解しにくい
からである。

絶縁膜としての窒化シリコンの組成が ５ｉｚＮゎ　（但し、ｎは４未満）でも格別支障のない
場合もあるが、Ｓｉ、Ｎ、なる組成を要求する場合は、
従来、窒素源であるアンモニヤを過剰に供給するか、ま
たは、アンモニヤに代えて反応性の大きなヒドラジン（
Ｎｔ　Ｈ，）等を使用するかしていることが多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記せるとおり、既に素子の一部が形成されている基板
に窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜を製造する場
合には酸化法が使用しにくいので、熱ＣＶＤ法またはプ
ラズマＣＶＤ法を使用することが一般であるが、熱ＣＶ
Ｄ法は基板温度が高く、既に形成されている素子に損傷
を与えるおそれがあると云う欠点があり、プラズマＣＶ
Ｄ法は荷電粒子の衝突にもとづきシリコン層が損傷を受
は結晶欠陥が発生し、界面電荷密度が増大し、リーク電
流が増加し、素子がトランジスタである場合は伝達コン
ダクタンスやピンチオフ電圧が不安定になる等の欠点の
発生を避は難いという欠点があった。

また、反応性ガスの励起に、マイクロ波や紫外光等の電
磁波を使用することは可能であるが、余程パワーを大き
くしないと満足すべき成膜速度が得られず、工業的に使
用するには必ずしも適当ではないと云う欠点があった。

比較的低い工矛ルギー密度の電磁波を使用してＣＶＤ反
応を発生させるためにシリコン源としてモノシランに替
えてジシラン・トリシランを使用することは有効である
が、アンモニヤ・窒素等の窒素源との分解レートの差が
さらに拡大し、ますます過大量のアンモニヤの供給を必
要とする結果となり、ＣＶＤ成長される酸化シリコン膜
または酸窒化シリコン膜の組成制御の面からは、必ずし
もすぐれた手法とは云い難い。

本発明の目的は、これらの欠点を解消することにあり、
半導体基板の損傷等をともなうことなく、十分速い成膜
速度をもって、厚さが薄いにもか＼わらず絶縁耐力が大
きく、しかも、比誘電率が大きい絶縁膜を、極めて簡易
な制御方法をもって、再現性よく、形成する方法と、リ
ーク電流が少な（、伝達コンダクタンスやピンチオフ電
圧が安定である等の利点を有する半導体装置の製造方法
とを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の第１の目的を達成する手段（請求項〔１〕に対応
）は、 ４１反応性ガスを、モノシランとアンモニヤもしくは窒
素との混合ガス、または、モノシランとアンモニヤもし
くは窒素と酸素との混合ガスに代えて、ジシランもしく
はトリシランまたはこれらシランのフッ素もしくは塩素
による置換誘導体と、アンモニヤもしくは窒素またはア
ンモニヤもしくは窒素と酸素との混合ガスとを使用する
こと−し、口、前者（ジシランもしくはトリシランまた
はこれらシランのフッ素もしくは塩素による置換誘導体
）と後者（アンモニヤもしくは窒素またはアンモニヤも
しくは窒素と酸素との混合ガス）とを、それぞれ別個に
励起して、それぞれ最適な程度にラジカル化し、 ハ、それぞれ最適な程度にラジカル化されているジシラ
ンもしくはトリシラン、またはこれらシランのフッ素も
しくは塩素による置換誘導体とアンモニヤもしくは窒素
またはアンモニヤもしくは窒素と酸素との混合ガスとを
、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜がその上に形
成される基板近傍において接触させ、この基板近傍には
この基板に損傷を与える原因となるプラズマの存在を必
要トすることなく、窒化シリコン膜または酸窒化シリコ
ン膜を形成する 絶縁膜の製造方法によって達成される。

上記の工程において、アンモニヤもしくは窒素またはア
ンモニヤもしくは窒素と酸素との混合ガスは、ジシラン
もしくはトリシランまたはこれらシランのフッ素もしく
は塩素による置換誘導体に比して分解しにくいので、ア
ンモニヤもしくは窒素またはアンモニヤもしくは窒素と
酸素との混合ガスの分解には、ジシランもしくはトリシ
ランまたはこれらシランのフッ素もしくは塩素による置
換誘導体を分解する手段に比して大きなエネルギーを与
えうる手段例えば平行平板型プラズマ化装置・大電力の
マイクロ波照射装置等を使用することが望ましい。

一方、ジシランもしくはトリシランまたはこれらシラン
のフッ素もしくは塩素による置換誘導体のラジカル化に
は水銀灯等比較的小電力の電磁波照射装置等のエネルギ
ー線照射装置を使用することが現実的である。

窒素源を励起する工程も、シリコン源を励起する工程も
、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン躾がその上に形
成される基板の存在する傾城とは異なる領域においてな
されるので、上記の基板近傍にこの基板に損傷を与える
原因となるプラズマの存在を必要とすることはない。な
お、本発明に係る窒化シリコン膜または酸窒化シリコン
膜にリンやボロンを添加してもよいことは明らかである
。

たＸ゛、ジシランもしくはトリシランまたはこれらシラ
ンのフッ素もしくは塩素による置換誘導体も、アンモニ
ヤもしくは窒素またはアンモニヤもしくは窒素と酸素と
の混合ガスも、−旦ラジカル化しても、時間と−もに再
結合して活性を失うから、上記２種のラジカルを接触さ
せる工程においても、さらに低密度のエネルギー（シリ
コン源を励起するために必要であるエネルギー密度より
低密度のエネルギー）を付与して、化合反応を促進する
ことは成膜速度の向上や制御に有効である。

これが、上記の請求項〔２〕に対応する手段である。こ
の場合も、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜がそ
の上に形成される基板近傍にこの基板に損傷を与える原
因となるプラズマの存在を必要とすることがないことは
、請求項〔１〕に対応する手段の場合と同一である。な
お、この場合においても、本発明に係る窒化シリコン膜
または酸窒化シリコン膜にリンやボロンを添加してもよ
いことは云うまでもない。

上記の第２の目的は、 上記第１の手段または第２の手段に係る絶縁膜の製造方
法を使用して絶縁膜を形成する 半導体装置の製造方法によって達成される。

特に、上記第１の手段または第２の手段に係る絶縁膜の
製造方法を、電界効果トランジスタのゲート絶縁膜やキ
ャパシタの誘電体膜の形成方法に使用すると、極めて有
効である。

〔作用〕

本発明の請求項（１３記載の絶縁膜の製造方法において
は、 イ、シリコン源として、モノシランより分解し易いジシ
ランもしくはトリシラン、または、これらシランのフッ
素もしくは塩素による置換誘導体を使用しているので、
シリコン源を、低エネルギーをもうて励起することがで
き、 口、このシリコン源の励起と、アンモニヤ・窒素または
アンモニヤ・窒繁・酸素等の窒素源の励起とを、それぞ
れ別個に最適条件をもってなすことができるので、 ハ、極めて容易に、適度に励起された状態のシリコン源
と窒素源とを、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜
がその上に形成される基板近傍に供給することができ、 二、−・方、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜が
その上に形成される基板近傍には、この基板に損傷を与
える原因となる高エネルギーのプラズマの存在を必要と
することがないので、ホ、すぐれた成膜速度をもって、
基板に損傷を与えることなく、しかも、簡易な制御方法
をもって、化学量論的組成を満足する窒化シリコン・酸
窒化シリコンを得ることができる。

本発明の請求項〔２〕記載の絶縁膜の製造方法において
は、 請求項〔１〕記載の絶縁膜の製造方法において、上記の
励起された状態のシリコン源と窒素源との反応を、エネ
ルギーを追加しながら進行させること−されているので
、再結合等によって、いくらか低下しているかも知れな
い励起状態を、最適励起状態に復帰して、上記の反応を
進行させることができる。しかも、この絶縁膜の製造方
法においても、基板近傍にはこの基板に損傷を与える原
因となる高エネルギーのプラズマの存在を必要とするこ
とがないので、すぐれた成膜速度をもって、基板に損傷
を与えることなく、しかも、簡易な制御方法をもって、
化学量論的組成を満足する窒化シリコン・酸窒化シリコ
ンを得ることができる。

本発明の請求項（３〕記載の半導体装置の製造方法にお
いては、本発明の請求項［１）または（２〕記載の絶縁
膜の製造方法を実施して絶縁膜を製造すること−されて
いるので、シリコン層が損傷を受けることがなく、結晶
欠陥が発生することがなく、リーク電流が増加すること
がなく、伝達コンダクタンスやピンチオフ電圧が不安定
になることがない半導体装置を、簡易な制御方法をもっ
て、製造することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつ＼、本発明の実施例に係る絶縁膜
の製造方法と、この絶縁膜を使用した半導体装置の製造
方法とについて説明する。

まづ、この方法の実施に直接使用する装置について略述
する。

第１ａ図参照 図において、ｌは真空反応室であり、２はヒータ２１を
内蔵する基板支持台であり、３は真空反応室１の内圧を
真空にする排気系である。４は第１のガス供給系であり
、本例においては、アンモニヤもしくは窒素またはアン
モニヤもしくは窒素と酸素との混合ガスを励起して窒素
源として供給するため、大きなエネルギー密度を有する
マイクロ波供給手段（例えば導波管）４２を内蔵する窒
素源励起室４１とパルプ・配管等の流体輸送手段とを有
する。なお、上記の大きなエネルギー密度を有するマイ
クロ波供給手段（例えば導波管）に替えて、他の励起手
段例えば平行平板型プラズマ化装置（図示せず）を設け
てもよい。５は第２のガス供給系であり、本例において
はジシランもしくはトリシランまたはジシランもしくは
トリシランまたはこれらのシランのフッ素もしくは塩素
による置換誘導体と酸素との混合ガスを励起してシリコ
ン源として供給するため、水銀灯等紫外光等の比較的低
エネルギー密度のエネルギー線′ａ５２を内蔵するシリ
コン源励起室５１とバルブ・配管等の流体輸送手段とを
有する。なお、上記の水銀灯等紫外光等の比較的低エネ
ルギー密度のエネルギー線源に代えて、他の励起手段を
使用してもよいことは、第１のガス供給系４の場合と同
一である。

以下、上記の装置を使用して、本実施例に係る窒化シリ
コン膜または酸窒化シリコン膜を製造する工程について
説明する。

第１ａ図再参照 表面が清浄化された一導電型（例えばｐ型）のシリコン
単結晶基板６を基板支持台２上に取り付ける。

排気系３を動作させて、真空反応室１内の空気をパージ
する。このときの真空反応室１の内圧はｌＸｌ０弓Ｔｏ
ｒｒ程度とする。

ヒータ２１を動作させて、基板６の温度を２５０°Ｃ程
度に保持する。

マイクロ波用導波管４２を介して、例えば２．４５ＧＨ
ｚのマイクロ波を、窒素源励起室４１に供給しながら、
アンモニヤガスもしくは窒素ガスまたはアンモニヤもし
くは窒素ガスと酸素との混合ガスを窒素源励起室４１に
供給して、アンモニヤもしくは窒素またはアンモニヤと
酸素との混合ガスのラジカルを生成する。

同時に、水銀灯等比較的低上ふルギー密度のエネルギー
線源５２を動作させながら、ジシランもしくはトリシラ
ンまたはこれらシランのフッ素もしくは塩素による置換
誘導体をシリコン源励起室５１に供給し、ジシランもし
くはトリシラン、または、これらシランのフッ素もしく
は塩素による置換誘導体のラジカルを生成する。

上記の窒素源としてのアンモニヤガスもしくは窒素ガス
またはアンモニヤもしくは窒素ガスと酸素との混合ガス
とシリコン源としてのジシランもしくはトリシラン、ま
たは、これらシランのフッ素もしくは塩素による置換誘
導体とは、その安定性が異なるから、同量のエネルギー
の供給をもっては同程度に励起することは困難であるが
、本例においては、それぞれ別個の励起室において、そ
れぞれ別個に選択されたエネルギー強度をもって励起さ
れるので、化学量論的組成の窒化シリコン膜または酸窒
化シリコン膜を生成するに適する窒素源（励起された窒
素源）とシリコン源（励起されたシリコン源）とが得ら
れる。

上記２種のラジカル、すなわち、励起された窒素源と励
起されたシリコン源とを真空反応室ｌに供給する。

このとき、真空反応室２内の内圧は０．５　Ｔｏｒｒ程
度に上昇する。

そして、上記のラジカルは、約２５０　’Ｃに保持され
ている基板Ｇ上で接触・反応して、基板６の上に所望の
組成を有する窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜が
生成する。このとき、基板６の近傍にはこの基板に損傷
を与える原因となる高エネルギーのプラズマの存在を必
要とすることがないので、基板６に損傷を与えることは
ない。

上記の窒素源とシリコン源とは窒化シリコン膜または酸
窒化シリコン膜の化学量論的組成とされることができる
ので、以上の工程をもって製造された窒化シリコン膜の
抵抗率と比誘電率と絶縁耐力とは、それぞれ、６×１０
ＩＳΩ１．６．５．２×１０’ＶＣ１１−’であり、ま
た、以上の工程をもって製造された酸窒化シリコン膜の
特性は、酸素と窒素との含有率にしたがって変化するこ
とは当然であるが、上記の各特性項目についていずれも
満足すべき値であった。

また、以上の工程においては、シリコン源の励起と、窒
素源の励起とを、それぞれ別個の励起室において、それ
ぞれ別個の最適条件をもってなすことができるので、極
めて容易な制御方法をもって、適度に励起された状態の
シリコン源と窒素源とを得ることができるので、上記の
工程における成膜速度は従来技術に比して４倍以上であ
り、十分満足すべき速度であった。

さらに、界面電荷密度に対する効果確認のため、上記の
窒化シリコン膜上にアルミニウム膜を蒸着形成し、この
アルミニウム膜と上記の窒化シリコン膜との間の界面電
荷密度を測定したところ、ＩＸ　ｌ　Ｏ”Ｃ１１−”で
あり、これも満足すべき値であった。

２　　　　　２　に　　　　　シリコン第１例の説明の
場合と同様、この方法の実施に直接使用する装置につい
て略述する。

第１ｂ図参照 図において、第１ａ図と異なるところは、真空反応室ｌ
に石英窓１１と水銀灯等のエネルギー線源１２とが付加
されていることであり、水銀灯等のエネルギー線源１２
が発生する紫外光等のエネルギー線が真空反応室１中に
導入され、このエネルギー線の供給下において、成膜反
応が進行するようにされていることである。

以下、上記の装置を使用して、本実施例に係る窒化シリ
コン膜または酸窒化シリコン膜を製造する工程について
説明する。

第１ｂ図再参゛照 第１例との相違は、窒素源励起室４１とシリコン源励起
室５１とにおいてラジカル化された後真空反応室１に導
入された窒素源とシリコン源とが水銀灯等のエネルギー
線源１２が発生する紫外光等のエネルギー線によってエ
ネルギーの付加的供給を得なから成膜反応が進行するこ
とである。

窒素源励起室４１とシリボン源励起室５１とにおいてラ
ジカル化された後真空反応室ｌに導入された窒素源とシ
リコン源とは、エネルギーの補給がないかぎり、次第に
再結合して活性が低下するので、第１例において可能最
高成膜速度を実現しようとすれば、成膜反応が発生する
までの時間を予測して、それだけ活性を予め大きくして
おく必要があるが、本例においては、そのような必要も
なく、制御がさらに容易になる。

第２図参照 ・例えばｐ型の単結晶シリコン基板６１上の素子分離領
域にＬＯＣＣｉＳ法を使用してフィールド絶縁膜６２を
形成し、つりいて、上記第１例または第２例に述べた絶
縁膜の製造方法を使用して２．０００人厚の絶縁膜６３
を形成する。

次いで、ＣＶＤ法を使用して、導電性の（例えばｎ型の
）多結晶シリコン膜６３を、厚さｓ、ｏｏｏ人に形成す
る。

第３図参照 リソグラフィー法を使用してｎ型の多結晶シリコン膜６
４と絶縁膜６３とを少なくともゲート形成領域に残留し
て、その他の領域から除去して、ソース・ドレイン用間
口６５とゲート電極６４ａとを形成する。なお、絶縁膜
６３をフィールド絶縁膜６２上に残留するか否かは全く
自由である。

残留した多結晶シリコン膜６４よりなるゲート電極６４
ａと少なくともフィールド絶縁膜６２とをマスクとして
ｎ型の不純物をイオン注入してソース・ドレイン６６・
６７を形成する。

第４１参照 ＣＶＤ法（第１例または第２例に述べた絶縁物の製造方
法を使用しても、通常のＣＶＤ法を使用してもよい。）
を使用して、絶縁膜６８を形成してゲート電極６４ａを
絶縁する。

リソグラフィー法を使用して、絶縁膜６８をソース６６
上とドレイン６７上とから除去してソース電極・ドレイ
ン電極形成用開口６９を形成する。

第５図参照 スパッタ法等を使用して、アルミニウム膜を形成し、こ
れをパターニングして、ソース電極７０とドレイン電極
７１とを形成する。

以上の工程をもって製造した電界効果トランジスタは、
少なくとも、そのゲート絶縁膜６３は厚さが薄いにもか
−わらず絶縁耐力が大きく、しかも、比誘電率が大きい
ので、ピンチオフ電圧が低く安定しており、しかも、ピ
ンチオフ電圧の選択の自由度が大きくなり、伝達コンダ
クタンスも安定し、ゲート電極の絶縁耐力も大きくなり
、信頼性も向上する。そして、以上の工程において、ゲ
ート絶縁膜６３を形成する工程の制御は、きわめて簡易
である。

以上の説明にあっては、１例として、単結晶シリコン層
を活性層とする絶縁ゲート型電界効果トランジスタにつ
いて述べであるが、本発明の請求項［ｌ］７または（２
）に係る絶縁膜の製造方法を実施して製造した窒化シリ
コン膜または酸窒化シリコン膜は、上記構成の単結晶シ
リコン層を活性層とする絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタのみならず、水素化アモルファスシリコンや多結晶
シリコンを活性層とする薄膜トランジスタのゲート絶縁
膜としても極めて有用であり、また、キャパシタ用誘電
体として、特に優れていることは、特筆すべきものであ
る。

なお、上記実施例においては、リンやボロンを含まない
窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜を使用しである
が、リンやボロンを含んでいてもよいことは、〔手段〕
の項に述べたとおりである。

〔発明の効果〕

以上説明せるとおり、本発明に係る絶縁膜の製造方法に
おいては、 イ、シリコン源として、モノシランより分解し易いジシ
ランもしくはトリシラン、または、これらシランのフッ
素もしくは塩素による置換誘導体を使用しており、 咀窒素源としてのアンモニヤもしくは窒素マたはアンモ
ニヤもしくは窒素と酸素との混合ガスの励起と、シリコ
ン源としてのジシランもしくはトリシラン、または、こ
れらシランのフッ素もしくは塩素による置換誘導体の励
起とは別個になすこと−し、 ハ１分解しにくい窒素源の励起には大きなパワーのエネ
ルギー源を使用して窒素源を十分に活性化すること＼し
、 二、シリコン源の励起には小さなパワーのエネルギー源
を使用して窒素源と同程度に活性化すること＼し、 ホ、その結果、窒素源もシリコン源も化学量論的組成に
対応する量が反応に寄与するようにされているので、 へ１本発明に係る絶縁膜の製造方法によれば、半導体基
板の損傷等をともなうことなく、十分速い成膜速度をも
って、厚さが薄いにもか−ゎらず絶縁耐力が大きく、し
かも、比誘電率が大きい絶縁膜を、極めて簡易な制御方
法をもって、しかも、極めて良好な制御性をもって、形
成することが可能となる。

また、本発明に係る絶縁膜の製造方法を半導体装置の製
造方法に利用すれば、厚さが薄いにもか−わらず絶縁耐
力が大きく、しかも、比誘電率が大きいので、ピンチオ
フ電圧が低く、しかも、安定しており、その上、ピンチ
オフ電圧の選択の自由度が大きく、伝達コンダクタンス
も安定し、ゲート電極の絶縁耐力も大きく、信鯨性が向
上している半導体装置、特に、電界効果トランジスタや
キャパシタを、極めて簡易な制御方法をもって、しかも
、極めて良好な制御性をもって、製造することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の第１の手段（請求項（１）に対応
）の実施に使用する装置の構成図である。 第１ｂ図は、本発明の第２の手段（請求項（２）に対応
）の実施に使用する装置の構成図である。 第２図〜第５図は、本発明の第３の手段（請求項（３）
に対応）に係る半導体装置（単結晶シリコン層を活性層
とし多結晶シリコン層をゲート電極とする絶縁ゲート型
電界効果トランジスタ）の製造方法を説明する工程図で
ある。 １　・ １１・ １２・ ２　・ ２１・ ３　・ ４　・ ４１・ ４２・ ５　・ ５１・ ５２・ ６１・ ６２・ 真空反応室、 石英窓、 水銀灯等のエネルギー線源、 基板支持台、 ヒータ、 排気系、 第１のガス供給系、 窒素源励起室、 マイクロ波供給手段（例えば導波管）、第２のガス供給
系、 シリコン源励起室、 エネルギー線源、 一導電型の半導体層（ｐ型の単結晶シリコン層）、 フィールド絶縁膜、 ６３・ ６４・ ４ａ ６５・ ６６・ ６７・ ６８・ ６９・ ７０・ ７１・ 本発明の要旨に係る絶縁膜、 多結晶シリコン層、 ・ゲート電極、 ソース・ドレイン用開口、 ソース、 ドレイン、 絶縁膜、 ソース電極・ドレイン電極形成用開口、ソース電極、 ドレイン電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジシランもしくはトリシランまたはこれらシラン
   のフッ素もしくは塩素による置換誘導体を含有する混合
   物のガスを励起して、シリコンを含有するラジカルを生
   成し、 アンモニヤもしくは窒素またはアンモニヤもしくは窒素
   と酸素との混合ガスを、前記シリコンを含有するラジカ
   ルを生成する工程とは独立した工程をもって励起して、
   窒素または窒素と酸素とを含有するラジカルを生成し、 該窒素または窒素と酸素とを含有するラジカルと前記シ
   リコンを含有するラジカルとを接触させて、窒化シリコ
   ン膜または酸窒化シリコン膜を形成する ことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
2. （２）前記窒素または窒素と酸素とのラジカルと前記シ
   リコンを含有するラジカルとを接触させて、窒化シリコ
   ン膜または酸窒化シリコン膜を形成する工程において、
   追加的にエネルギーを供給して前記工程を促進する ことを特徴とする絶縁膜の製造方法。
3. （３）請求項（１）または（２）記載の絶縁膜の製造方
   法を使用して、絶縁膜を形成する工程を含む ことを特徴とする半導体装置の製造方法。