JPH048511B2 - - Google Patents

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JPH048511B2
JPH048511B2 JP60501924A JP50192485A JPH048511B2 JP H048511 B2 JPH048511 B2 JP H048511B2 JP 60501924 A JP60501924 A JP 60501924A JP 50192485 A JP50192485 A JP 50192485A JP H048511 B2 JPH048511 B2 JP H048511B2
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Description

請求の範囲 １ 均質に化学的結合し、遊離のアモルフアスシ
リコンの含有量が最小限であり、約1.7乃至1.8の
範囲内の屈折率を有することを特徴とする、次の
工程を包含する光化学蒸気沈着方法によつて形成
された、シリコンオキシニトリド材料。 ａ） 選択された基体を減圧下で光化学蒸気沈着
室に準備する工程、 ｂ）） 窒素含有化合物対シリコン含有化合物
の比が80：１又はそれ以上であり、かつ該シ
リコン含有化合物の流速が毎分約1.2標準立
方センチメートル未満であり、選択された波
長の照射の存在下で相互に光化学反応してシ
リコンニトリド材料を形成することができる
選択された窒素含有化合物及び選択されたシ
リコン含有化合物、 ） 該光化学反応のための増感剤としての水
銀蒸気、及び ） 過剰の該シリコン含有化合物と反応して
化学的結合し該過剰シリコン含有化合物から
のシリコンを該シリコンオキシニトリド材料
に均質に混入するのに十分な量であり、それ
によつて該シリコン含有化合物から該遊離ア
モルフアスシリコンの形成と該遊離アモルフ
アスシリコンの該シリコンオキシニトリド材
料への不均質な混入とを阻止する、予め定め
られた量の酸素含有化合物、 を包含する蒸気相混合物を形成する工程、 ｃ） 該基体を約30℃及び200℃の間の温度にお
いて該蒸気相混合物にさらすと同時に、該窒素
化合物、該シリコン含有化合物及び該酸素含有
化合物との間の該光化学反応を誘起して、該基
体の該表面に沈着する該均質に化学的結合した
シリコンオキシニトリド材料を形成するのに充
分である、選択された波長の該照射を該室に導
入する工程。 ２ 該酸素含有化合物は酸素であり、該予め定め
られた量は約0.1乃至50ミリトール（水銀のマイ
クロメータ）の圧力に減圧したときの該室に存在
する酸素の量である特許請求の範囲第１項記載の
材料。 ３ 該酸素含有化合物は該照射にさらされている
間に解離して原子状酸素を形成する特許請求の範
囲第１項記載の材料。 ４ 該酸素含有化合物は亜酸化窒素である特許請
求の範囲第３項記載の材料。 ５ ａ） 該選択された窒素含有化合物はアンモ
ニアであり、 ｂ） 該選択されたシリコン含有化合物はシラン
であり、 ｃ） 該酸素含有化合物は酸素であり、該予め定
められた量は約５ミリトール（水銀の５マイク
ロメータ）の圧力に減圧したときの該室に存在
する酸素の量である特許請求の範囲第１項記載
の材料。 〔発明の背景〕 １ 発明の分野 この発明は、一般的には改良されたシリコンオ
キシニトリド材料及びこの材料を生成する光化学
蒸気沈着方法に関する。 ２ 先行技術の説明 半導体集積回路及びデバイスの製造に当たつ
て、シリコンニトリド（Si3N4）の層が、隣接構
造又は回路の間の電気的絶縁を行ない望ましくな
い電流の流れを妨げるための絶縁層として用いら
れることが多い。更に、シリコンニトリド層は、
空気、湿気、移動性イオン、及びデバイス パフ
オーマンスの腐蝕や劣化をもたらすことがある他
の不純物によるデバイスの汚染を防ぐためデバイ
ス上の不動態層として用いられることも多い。更
に、シリコンオキシニトリド層は、イオン着床、
イオン拡散、及び金属沈着としてそのようなデバ
イス製造中におけるマスクとしても用いられる。
これらのシリコンニトリドのすぺせの用途におい
て、良好な電気的及び形態的保全性、良好な硬度
及び引かき抵抗、基体に対する良好な接着性を有
する絶縁材料を持つことは重要なことである。 良好なシリコンニトリド層は、800及び1000℃
の温度においてシラン及びアンモニア反応体か
ら、通常の化学蒸気沈着反応又は熱反応によつて
製造されており、例えば文献［J.A.Amick，G.L.
Schnable，and J.L.Vossen，Deposition
techniques for dielectric filmson
semiconductor devices，Journal of Vacuum
Science and Technology，Vol，14，：５，
Sept.／Oct.1977，page 1059］に記載されてい
る。然しながら、特定の半導体デバイスの製造に
おいては高温が望ましくない副作用、デバイス上
に存在する構造の拡散又は境界移行あるいはガリ
ウム アルセナイド、インジウム フオスフアイ
ド、又は水銀カドミウム テルライド等の化合物
半導体材料の分解などを生じる。 従つて、感温性デバイスへのシリコンニトリド
の層の沈着にあたつては低温を用いることが有利
であることが多い。シリコンニトリド層は光化学
反応、即ち、照射によつて誘起又は開始される化
学反応を用いて比較的低温で製造されてきてお
り、このような層をここでは「フオトニトリド」
層という。Si3N4層を沈着させる一の方法はシラ
ン（SiH4）及びヒドラジン（N2H4）の間の光増
感反応を用い、文献［M.G.Collet，Depositing
Silicon Nitride Layers at Low Temerature
Using ａ Photochemical Reaction，Journal
of the Electrochemical Society：SOLID
STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY，
Vol.116，：１，January 1969，pages 110−
111］及び米国特許第3620827号で議論されてい
る。この方法において、水銀（Hg）は特定波長
（即ち、2537オングストローム）の照射によつて
励起され励起状態の水銀（Hg*）を生成する。こ
のHg*は次いでSiH4及びN2H4に衝突してこれら
の分子にラジカルを形成させ、これらは次いで相
互作用してSi3N4を形成する。この方法の別の研
究は、SiH4及びアンモニア（NH3）の混合物を
用いる速流系についてと共に、文献［C.H.J.v.d.
Brekel and P.J.Severin，Control of the
Deposition of Silicon Nitride Layers by 2537
Å Radiation，Journal of the
Electrochemical Society：SOLID STATE
SCIENCE AND TECHNOLOGY，Vol，19，
：３，March 1972，pages 372−376］に報告さ
れている。 然しながら、前述の技術によつて製造したフイ
ルムはピンホールの高い発生率を示しフイルムの
電気的保全性及びその電気絶縁性を劣化させるこ
とが見出だされた。これらのフイルムを改良する
ため、本発明者は良好な特性を有しかつ最少の化
学的結合酸素を含む低温フオトニトリドフイルム
野製造方法を発見、開発して米国特許第4181751
号明細書［T.C.Hall及びJ.W.Peters，譲受人
本特許出願人］に開示されている。この特許に開
示された方法によると、シランゲツター技術を用
い、100℃乃至300℃の温度におけるシラン、アン
モニア、及びヒドラジンの予め定めた蒸気混合物
の水銀蒸気光増感反応と共に、窒素含有反応体か
ら酸素及び湿分を除去する。上述した方法によつ
て形成したシリコンニトリド層には実質的にピン
ホールを見ない。 更に、上述のコレツト［Collet］の方法によつ
て製造したシリコンニトリドフイルムは、典型的
に、低い引かき抵抗及び硬度特性、受入れられな
い接着性、再現性のない電気的特性、例えば降伏
電圧、誘電率、損失係数を示すことが判つた。 本発明者はコレツトの方法によつて製造された
材料は純粋なシリコンニトリドではなく、遊離の
アモルフアスシリコンがそのなかに混合している
シリコンニトリド及びシリコンオキシニトリドの
不均質組成物であることを発見した。更に、上述
したこの先行技術によるシリコンニトリド材料の
望ましくない特性はその不均質組成物に直接関係
するものであることをも発見した。 この発明が狙いとするところは、光化学蒸気沈
着によつて形成されるシリコンニトリド層の望ま
しくない電気的及び物理的特性についてのこの先
行技術の問題を軽減することである。 〔発明の要約〕 この発明の目的は、遊離のアモルフアスシリコ
ンの含有を最少限にした新規で改良されたシリコ
ンオキシニトリド材料を提供し、更に、この新規
で改良された材料を形成する方法を提供するもの
である。 この目的を達成するため、選択された基体の表
面に新規で改良されたシリコンオキシニトリド材
料の層を沈着する光化学蒸気沈着方法を発見、開
発した。第一に、蒸気混合物を形成する。これ
は、選択された窒素含有化合物及び、シリコンニ
トリド材料を形成する光化学反応を受けることが
できる選択されたシリコン含有化合物、これらの
化合物は予め定めた割合及び予め定めた流速で供
給されるものであり；所望の光化学反応のための
増感剤としての水銀蒸気；及び予め定めた量の酸
素含有化合物を包含するものである。この蒸気混
合物は選択された基体を含む光化学蒸気沈着室に
導入し、予め定めた波長の照射を同時に沈着室に
導入する。この選択された照射は窒素含有化合
物、シリコン含有化合物及び酸素含有化合物の間
の光化学反応を誘起し基体表面に沈着するシリコ
ンオキシニトリドを形成する。シリコンオキシニ
トリド材料の形成中に存在する酸素含有化合物は
過剰のシリコン含有化合物と反応して化学的に結
合し過剰のシリコン含有化合物からのシリコンを
シリコンオキシニトリド材料中に均質に混合して
遊離のアモルフアスシリコンの形成及び遊離のア
モルフアスシリコンのシリコンオキシニトリド材
料中への不均質混合を防止する。 このように、この発明の目的は遊離のアモルフ
アスシリコンの含有を最少にした新規で改良され
たシリコンオキシニトリド材料を提供することで
ある。 他の目的は．最適の硬度、引かき抵抗、接着
性、及び電気絶縁特性を有するシリコンニトリド
型の材料を提供することである。 更に他の目的は均質に化学的に結合したシリコ
ンオキシニトリド材料を提供することである。 他の目的は光化学蒸気沈着方法によつて沈着す
ることができ最適の物理的及び電気的特性を有す
るシリコンニトリド型の材料を提供することであ
る。 この発明の更に他の目的は上述の改良されたシ
リコンオキシニトリド材料を形成する光化学蒸気
沈着方法を提供することである。 この発明の前述した及び他の利点及び特徴は、
次に述べるこの発明の好ましい具体例の詳しい説
明及び図面に表わされたところからも明らかにな
るであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、(1)この発明の改良されたシリコンオ
キシニトリド材料の屈折率及び、場合により硬
度；及び(2)SiH4流速1.2標準c.c.／min.におけるこ
の材料を製造するために用いたNH3及びSiH4反
応体の割合との関係を示す曲線をあらわす。 第２図は、SiH4の流速を0.3標準c.c.／min.とし
た他は第１図に示したのと同様な型の関係を示す
曲線である。
【発明の詳細な説明】
従来は、シリコンニトリドの長所の数字は屈折
率（ｎ）が2.0であると信じられてきた。即ちｎ
＝2.0のシリコンニトリド材料は、例えば上述し
たコレツトの発表に開示されているように、化学
式Si3N4で表わされると考えられていた。従つ
て、先行技術フオトニトリド沈着方法は屈折率
2.0をできるだけ達成しようとしていた。然し、
NH3：SiH4の低い割合における、前述した熱方
法によるシリコンニトリド層の形成において沈着
層は２より大きい屈折率を示し、この値は
NH3：SiH4の割合がゼロにちかずくと4.0（即ち、
シリコンの値）にちかずくことが、文献［K.E.
Bean et al，Some properties of vapor
deposited silicon nitride films using the SiH4
−NH3−H2 system，Journal of the
Electrochemical Society，Vol.114，1967，
page733 et seq］に報告されている。2.0より大
きい屈折率の存在はSi3N4フイルム中の過剰のシ
リコンの含有による。更にこの熱方法によつて製
造されたSi3N4フイルムの屈折率の増加はフイル
ム硬度の減少と相関することが見出だされた。 更に発展して、本発明者は、コレツトの方法に
よつて沈着され屈折率2.0となるようにされたフ
オトニトリドフイルムは混入された遊離のアモル
フアスシリコンを伴うシリコンニトリド及びシリ
コンオキシニトリドの不均質組成物を包含するこ
とを発見した。更に、後記の表及びに関して
議論するように、先行技術フイルムのこの不均質
組成物は沈着フイルムの劣化した電気的及び物理
的特性と関連することも本発明者は発見した。 熱化学蒸気沈着反応室における酸素背景の存在
下［即ち、装置内の大気酸素又は空気］で沈着さ
せた熱的形成シリコンニトリドフイルムは、若干
の酸素のこのフイルムへの混入及び酸化シリコン
のより低い屈折率により2.0未満の屈折率を示す
ことが知られている。この結果は例えば文献
［T.1.Chu，Films of silicon nitride−silicon
oxide mixtures，Journal of the
Electrochemical Society，Vol.115，1968，
page318et seq.］に記載されている。従つて、コ
レツトの方法によつて形成したフオトニトリド層
は典型的には若干の酸素を含むこと、即ち、この
材料はシリコンオキシニトリド（SiOXNY）、［式
中、Ｘ＋Ｙ＝２］であろうことが予想される。 本発明者の前述の発見に基いて、本発明者は、
遊離のアモルフアスシリコンを最少に含み、シリ
コン、酸素及び窒素成分が均質に化学的に結合し
た新規で改良されたシリコンオキシニトリド材料
を開発して、改良された電気的及び物理的特性を
有する材料を提供するものである。本発明者は、
また、この新規で改良されたシリコンオキシニト
リド材料を形成する方法を発見、開発した。 この発明によれば、最少の遊離のアモルフアス
シリコンを含む新規で改良されたシリコンオキシ
ニトリド材料は反応体の割合及び流速を制御した
水銀増感光化学蒸気沈着反応によつて製造でき
る。米国特許第3620827号明細書に記載された基
本的方法は、その詳細は引用によつてここに導入
するが、前述の文献［C.H.J.v.d.Brekel and P.J.
Severin，Control of the Deposition of Silicon
Nitride Layers by 2537Å Radiation］に記載
された連続流操作に応用する。この発明による
と、アンモニア及びシランを反応体として用い、
NH3：SiH4の比を80：１又はそれ以上に維持し、
かつSiH4の流速を予め定めたレベルに維持する。
反応体気体比及び流速のこの制御の全体効果を沈
着フイルムへのシリコンを混入する任意の時期に
おける反応室に存在するシラン反応体の量を制御
することである。 SiH4及びNH3を反応させる先行技術フオトニ
トリド方法を用いると、例えば照射誘起によつて
生成するシリル及びアンモニア性ラジカルの間の
反応の効率が低く、全体効果はシリルラジカル中
のシリコン原子の全てがシリコン−窒素結合に変
換しSi3N4を生じることにならないで、かえつて
若干のシリコン原子がアモルフアスシリコンに変
換し次いでSi3N4沈着に不均質に混入することに
なる。（「過剰のシリコン」の語は、ここではシリ
コン−窒素結合に変換されたもの以外のシリコン
原子をいう。）このアモルフアスシリコンは２形
態の一であり得る：(a)重合体として共に結合した
−SiHX−基の鎖、通常は−SiH2；又は(b)末端に
結合した水素を含まないSi原子の鎖。この発明の
よると、Si3N4フイルムにおける過剰又は遊離の
アモルフアスシリコンの混入は部分的には
NH3：SiH4の比較的高い割合とすることで避け
られる。 然しながら、この発明の別の部分はシラン反応
体の流速を制御しなければならず、かつ過剰のシ
リコン含有先駆体と反応するため予め定めた量の
酸素含有化合物が存在しなければならないことで
ある。「過剰のシリコン含有先駆体」の語は、こ
こではSi3N4を形成するに必要な化学量論的量よ
り過剰の任意のシリコン含有先駆体に用いる。こ
の発明によると過剰のシリコン含有先駆体におけ
るシリコンは酸化されるのでアモルフアスシリコ
ンに変換されるのを防ぐ。 水銀蒸気の存在下で選択された照射にさらす
と、酸化二窒素、二酸化窒素、又は分子状酸素の
ような特定の酸素含有化合物は選択された条件下
で解離して原子状酸素を生じ、本特許出願人の米
国特許第4371587号明細書に記載されている。こ
の原子状酸素は次いで、均質状態でシリコンをシ
リコンオキシニトリド材料へ化学的に結合する光
化学反応中で生じた、シリルラジカルのような過
剰のシリコン含有ラジカルと反応する。それに加
えて、酸素含有化合物は、例えば約５−20ミリト
ールの基礎圧力に減圧した後光化学蒸気沈着反応
室中に存在する背景酸素又は空気によつて供給さ
れ得る。背景酸素が用いられる場合には、存在す
る酸素の量は反応室中で形成される真空の質に左
右され、シランの反応室の流速は対応して制御さ
れなければならない。低い酸素濃度では、シラン
の流速を遅くするには、酸素がすべての過剰のシ
リコン含有先駆体と反応することを確保するよう
に用いなければならない。酸素の最適量は、図１
及び２に示すと同様の曲線をプロツトし、後に論
じるように操作圧力を変えて用いながら、て定め
ることができる。他の酸素含有先駆体を用いる場
合には、酸素の最適量は、一定の操作圧力を用い
かつ酸素含有先駆体の量を変えながら前に論じた
ようにして定めることができる。 この予め定めた酸素の量は過剰のシリコン含有
先駆体のシリコンと化学結合を形成し、これはシ
リコン含有ラジカルの形で存在することがあり、
それ自体で沈着材料に混入する遊離のアモルフア
スシリコンの形成を妨げる。然しながら、この反
応及び酸素とシリコンとの化学結合の結果とし
て、この発明により沈着した材料は純粋のSi3N4
というよりはむしろシリコンオキシニトリド材料
（SiOXNY）である。［前に論じたように、コレツ
トの方法における酸素背景の存在により、コレツ
トの方法によつて生成した材料も多分シリコンオ
キシニトリドである。然し、コレツトの方法によ
つて生成した材料は不均質に混じり合つた遊離の
アモルフアスシリコンを有するという重大の欠点
を持つことにおいてこの発明によつて生成した材
料とは異なる。］ このように、この発明の方法は、アモルフアス
シリコンを実質的に含まないシリコンオキシニト
リド材料を提供し、(a)反応混合物中のシリコン含
有先駆体の濃度を比較的低くするため反応体気体
割合及び流速を制御し、かつ(b)過剰のシリコン含
有先駆体中のシリコンと結合させシリコンを化学
的に均質に沈着層へ混入するため光化学反応の間
存在する酸素の量を予め定めた量とするのであ
る。 図１において、SiH4流速1.2標準c.c.／min
（sccm）においてNH3：SiH4反応体の関数とし
て改良されたシリコンオキシニトリドの屈折率及
び硬度についての実験データを示す曲線を示して
いる。改良されたシリコンオキシニトリド材料
は、３−インチウエフアのようなシリコン基体上
に前述したように175℃及び3.3トールの操作圧力
において、この発明に従つて沈着させた。酸素源
は約５ミリトール（水銀５ミクロメータ）の基礎
圧力に減圧した後の反応室における残留空気であ
つた。種々のNH3：SiH4反応体気体割合を用い
別個の基体上に別個の層を沈着させた。各沈着層
の屈折率はエリプソメトリによつて測定した。各
沈着層の硬度は熱酸化シリコンの引かき抵抗に対
するものとして定め、図１に相対的引かき抵抗
（RSS）として表わした。 図１を検討するとNH3：SiH4の割合が60：１
又は以下のように低いと屈折率が低下するに従つ
てフイルム硬度の増加が起る。更にNH3：SiH4
の割合を増加（即ち80：１−160：１）すると、
屈折率の変化はNH3：SiH4の割合の増加につれ
て少なくなり、フイルム硬度の有意義な改良が認
めされた。従つてNH3：SiH4の割合は80：１を
超えるのが好ましく、300：１又は以上の割合が
特に有利である。 図２においては、図１におけると同様の曲線が
示され、この発明の改良されたシリコンオキシニ
トリド材料の屈折率及び硬度がNH3：SiH4の関
数として示されているが、SiH4の流速は0.3sccm
が用いられ、これは図１のデータを現わすのに用
いたものに比較するとかなり減少した流速であ
る。図２に示すように、減少したSiH4流速によ
つて生じる限定されたSiH4濃度の条件下ではフ
イルム硬度及び屈折率は反応体気体割合とは無関
係であつた。後者の結果は、所定の時間における
シランの減少した量から生じる減少した量のシリ
ルラジカルと反応するに十分の酸素を供給する沈
着反応室における酸素（又は空気）の一定の低い
レベルの背景濃度によるものである。 このように、図１及び２に示したのと同様の曲
線をプロツトすることによつてSiH4の所定の定
流速及び所定の操作圧力における所要のNH3：
SiH4の割合を容易に定めることができる。更に、
同様の曲線はシリコンニトリドを沈着する光化学
反応を受けることができる他の窒素含有反応体及
び他のシリコン含有反応体の使用をもたらすこと
ができる。 この発明の方法によつて生成する新規で改良さ
れたシリコンオキシニトリド材料は1.7及び1.8の
間の典型的屈折率を有することによつて定められ
る。更に、フリエ（Fourier）変形（transform）
赤外（FTIR）スペクトロスコピイは新規なシリ
コンオキシニトリド材料中に過剰のシリコン又は
Si−Ｈ結合の形跡を示さなかつた。これについて
は後に詳細に論じる。従つて、この発明によつて
生じるシリコンオキシニトリド材料は、先行技術
のフオトニトリド材料におけるように遊離のアモ
ルフアスシリコンがそのなかに望ましくない不均
質混合せず、互いに均質に化学的に結合している
シリコン、窒素、及び酸素を含んでいると結論づ
けることができる。 下の表には、この発明の方法によつて生成し
た屈折率1.7を有するフオトニトリドフイルム
（試料Ｃ）、屈折率2.0を有するフオトニトリドフ
イルム（試料Ａ）、及び屈折率2.0を有する熱ニト
リドフイルム（試料Ｂ）のフリエ変形赤外スペク
トロスコピイによつて得られたデータの比較が示
されている。表には、各試料についてピーク位
置、振動モードの帰属、相対強度があげられ、こ
れから各型のニトリド材料中の化学結合の型を定
めることができる。 試料Ａは、前述したように、v.d.Brekel等によ
つて変形された米国特許第3620827号明細書の方
法に従い、NH3：SiH4 割合42：１、SiH4 流
速1.2sccm及び温度175℃でシリコン基体上にフ
オトニトリドフイルムを沈着させて製造した。。
試料Ａは屈折率2.0及び比較的低い引かき抵抗を
有することが判つた。試料Ａについて表に示し
たデータに示されるように最強モードはシリコン
−窒素引張りモード（ν1SiN）であり、これは表
で試料Ｂについて示すように熱ニトリドフイル
ムの特徴である。（試料Ｂは800℃の温度において
SiH4及びNH3を用いる公知の熱方法によつて製
造した）更に、表から分かるように、試料Ａは
試料Ｂの熱ニトリドのものとはされないか又はそ
れには存在しない顕著な特徴を有する。例えば、
シリコン−酸素引張りモード（ν1SiO）は試料Ａ
における方が試料Ｂにおけるよりかなり強い。こ
のモードはニトリドフイルム及びシリコンウエフ
アにおける酸素汚染（間〓酸素）の特徴である。
さらに顕著なシリコン−水素引張りモード及び極
めて弱い窒素−水素モードが試料Ａには存在する
が試料Ｂには存在しない。それに加えて、試料Ａ
は、一酸化シリコン型の構造におけるモードの特
徴である極めて弱いシリコン酸素引張りモード
（ν3SiO）を示している。 試料Ｃは、この発明の方法に従い、NH3：
SiH4割合250：１、SiH4流速0.3sccm、温度175
℃、シリコン基体、及び酸素源として約５ミリト
ールへの減圧後の反応室における残留空気を用い
て形成した。試料Ｃは屈折率1.7及び比較的高い
引かき抵抗を有することが判つた。表における
データは、試料Ａについてより試料Ｃについての
方が高い位置（880cm-1）においてこのモードが
あることを除いて、試料Ａにおけるように、最強
モードがシリコン−窒素引張りモード（ν2SiN）
である。880cm-1における大きなピークはシリコ
ン−窒素構造によるモードであると信じられてい
る。それに加えて、試料Ｃは弱いシリコン−酸素
引張りモード（ν2SiN）及び極めて弱いシリコン
−酸素屈折モードを示し、これは二酸化シリコン
におけるモードの特徴である。 表のデータから分かるように、試料Ａは、試
料Ｃと比較すると、比較的高いSiH含量及び比較
的低いNH含量を有する。この事実は共に試料Ａ
がこの発明の方法に従つて形成された試料Ｃに比
較して過剰のシリコンを有することを示してい
る。
【表】 表をみると、最少限の遊離又はアモルフアス
シリコンを含むこの発明の試料Ｃのフオトニトリ
ドは、過剰のシリコンを含む試料Ａのフオトニト
リドに比べて改良された物理的及び電気的特性を
有していることが示されている。表に示されて
いる結果をまとめると、この発明によつて形成さ
れたシリコンオキシニトリド材料は、標準フオト
ニトリド材料に比べ、秀れた硬度、引かき抵抗、
接着性及び固有抵抗を有する。このシリコンオキ
シニトリド材料の改良された特性は半導体集積回
路及びデバイスにおける誘電絶縁層としてまた不
動態層としての使用に対し良く適合させる。この
発明のシリコンオキシニトリド材料を半導体デバ
イス上の不動態層として使用する場合、シリコン
オキシニトリド層の頂上にその空気露出における
長期間酸化を防ぐ二酸化シリコン層を提供するの
に有利であることが分つた。
【表】
【表】 この発明は特にその好ましい具体例に関して記
載してきたが、当業者にとつてはこの発明の意図
及び範囲を逸脱することなく形式及び細目におけ
る一定の変形をすることができることは認識され
るであろう。特に、この発明はここに開示した特
定の反応体割合及び流速に限定されるものではな
いが、反応室におけるシリコン含有先駆体の濃度
を、予め定めた量の供給された酸素が過剰のシリ
コン含有先駆体と反応することができそこにある
シリコンと化学的に結合してアモルフアスシリコ
ンの形態における沈着材料へのその不均質混入を
防ぐに十分低いレベルに限定することが要求され
得る。それに加えて、この発明の改良されたシリ
コンオキシニトリド材料は、ここに特に開示した
SiH4及びNH3に加えて他のシリコン含有化合物
及び他の窒素含有化合物の間の水銀増感光化学反
応によつても生成され得ることを予定している。
更に、この発明の改良されたシリコンオキシニト
リド材料は任意の適当な基体上に沈着することが
でき、ここに開示したシリコン基体は単なる一例
に過ぎない。最後に、この発明の方法に求められ
る予め定めた量の酸素源はここに開示した特定の
源に限られるものではなく、当該技術において知
られた他の酸素源をも含むものである。
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