JPH0379028A - 酸化窒化シリコン膜の生成方法 - Google Patents

酸化窒化シリコン膜の生成方法

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JPH0379028A
JPH0379028A JP21564889A JP21564889A JPH0379028A JP H0379028 A JPH0379028 A JP H0379028A JP 21564889 A JP21564889 A JP 21564889A JP 21564889 A JP21564889 A JP 21564889A JP H0379028 A JPH0379028 A JP H0379028A
Authority
JP
Japan
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film
silicon
substrate
silicon nitride
oxynitride film
Prior art date
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Pending
Application number
JP21564889A
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English (en)
Inventor
Atsuo Hirabayashi
温夫 平林
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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、ゲート絶縁膜などの絶縁膜あるいは半導体素
子の表面保護膜として用いられる酸化窒化シリコン膜の
生成方法に関する。
〔従来の技術〕
窒化シリコン膜は酸化シリコン膜にくらべて緻密であつ
て絶縁膜あるいは表面保fl!膜として適しているが可
撓性に乏しく、機械的に損傷しやすい欠点を持っている
。この欠点を補うものとして可撓性のある酸化シリコン
膜との中間的な性質をもつ酸化窒化シリコン膜が注目さ
れている。
酸化窒化シリコン膜の生成法としては、酸化シリコン膜
を熱窒化する方法と、SIH*−Ni系あるいはSIL
−ML系の反応ガスにNiOを添加して行うプラズマC
VD法が代表的である。
〔発明が解決しようとする課題〕
酸化窒化シリコン膜の生成法のうち、酸化シリコン膜を
熱的に窒化する方法では、酸化シリコン膜表面が窒化す
ると、MlあるいはNH3の膜内への浸入を阻止するた
め、1200℃で3時間窒化した場合にも生成される酸
化シリコン膜の厚さは!0nsに達せず、厚い酸化窒化
膜が形成されにくい。
一方、プラズマCVD法では、5illsあるいはNl
l5を原料とするために膜内に水素が取り込まれて5I
ON+Hの構造となり、不安定要因の内在した膜となる
本発明の目的は、上述の問題を解決し、厚さが厚く、膜
内に水素の取り込まれない酸化窒化シリコン膜の生成方
法を提供することにある。
(課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために、本発明は、シリコンタ−
ゲットと窒素およびアルゴンからなる反応ガスを用いた
反応性スパッタリングにより基体上に窒化シリコン膜を
形成し、次いでその基体を酸化性雰囲気で加熱するもの
とする。
〔作用〕
反応性スパッタリングで生成された窒化シリコンはダン
グリングボンドを持ち、膜内の結合状態が不安定なため
、酸素が入りやすく、内部に入った酸素がダングリング
ボンドと結合して厚い酸化窒化膜ができる。また原料ガ
スに水素原子が含まれないため、膜組成に水素も含まれ
ない。
〔実施例〕 以下、図を引用して本発明の一実施例について説明する
先ず、第1図(&)に示すシリコンウェハなどの基板1
の上に、シリコンターゲットと反応ガスとしてのNt6
0%のNt+^r混合ガスを用いた反応性スパッタ法に
より第1図(′b)に示す0.5−の厚さの窒化シリコ
ン膜2を形成した0次いで、酸素雰囲気中で1100℃
、150分の熱処理を行うことにより、第1rI!i[
c目こ示す酸化窒化シリコンl1K3を窒化シリコン膜
の表面に約60nm程度の厚さに形成した。なお、基板
1の材料は熱酸化の温度に耐えるものであれば何であっ
てもよい。
スパッタリング時のN、とArの流量比を制御すること
により、でき上がる酸化窒化膜3の組成を調整すること
ができる。第2図はNll Ar混合ガス中のN3分圧
比による得られた酸化窒化膜の屈折率およびN/Sl原
子比の変化を示す、N1分圧比の増大につれて&1I3
1で示す膜中のN原子のsi原子に対する比は増大し、
5IJ4の組成に近づく、このことは膜中の酸素原子が
減少することを意味する。膜の特性はこれに伴って変化
し、腺32で示す屈折率は小さくなる。逆にArの分圧
比を高くすると、窒化シリコン膜中に酸素が入りやすく
なり、酸化膜に近い性質が得られる。
窒化シリコン膜に対する熱酸化処理は、乾燥酸素中ある
いは水蒸気を含んだ酸素中で行う、また、水蒸気雰囲気
中で行つてもよい、雰囲気中に水蒸気が含まれると酸化
窒化膜の成長速度が上がる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、反応性スパッタ法で生成されたダング
リングボンドの多い窒化シリコン膜を熱酸化することに
より、酸化シリコン膜を窒化する場合に比して6倍以上
の厚さの酸化窒化シリコン膜を生成することができ、ま
た膜組成中に水素を含まないようにすることにより安定
した酸化窒化シリコン膜を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、 (bl、 (elは本発明の一実施例
の工程を順次示す断面図、第2図はスパッタリング時の
り。 に基板、2:窒化シリコン膜、3二酸化窒化第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)シリコンターゲットと窒素およびアルゴンからなる
    反応ガスを用いた反応性スパッタリングにより基体上に
    窒化シリコン膜を形成し、次いでその基体を酸化性雰囲
    気中で加熱することを特徴とする酸化窒化シリコン膜の
    生成方法。
JP21564889A 1989-08-22 1989-08-22 酸化窒化シリコン膜の生成方法 Pending JPH0379028A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144057A (en) * 1990-07-24 2000-11-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor memory device including a field effect transistor
US7335570B1 (en) 1990-07-24 2008-02-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of forming insulating films, capacitances, and semiconductor devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6144057A (en) * 1990-07-24 2000-11-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor memory device including a field effect transistor
US7335570B1 (en) 1990-07-24 2008-02-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of forming insulating films, capacitances, and semiconductor devices

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