JPH0574763A - ゲート絶縁膜の形成方法 - Google Patents

ゲート絶縁膜の形成方法

Info

Publication number
JPH0574763A
JPH0574763A JP17999491A JP17999491A JPH0574763A JP H0574763 A JPH0574763 A JP H0574763A JP 17999491 A JP17999491 A JP 17999491A JP 17999491 A JP17999491 A JP 17999491A JP H0574763 A JPH0574763 A JP H0574763A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
gate insulating
gas
parallel plate
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17999491A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Izawa
秀雄 井澤
Kiyoshi Toda
清 戸田
Mitsuo Ishii
三男 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
G T C KK
GTC KK
Original Assignee
G T C KK
GTC KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by G T C KK, GTC KK filed Critical G T C KK
Priority to JP17999491A priority Critical patent/JPH0574763A/ja
Publication of JPH0574763A publication Critical patent/JPH0574763A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 段差部分の被覆性に優れ、低温処理可能なゲ
−ト絶縁膜形成方法を提供する。 【構成】 反応ガスとして有機シラン材料を用い、プラ
ズマCVD法によりゲート絶縁膜を成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ゲート絶縁膜の形成
方法に関し、ことに、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
の形成にきわめて有用な方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ガラスなどの低融点基板上に薄
膜トランジスタなどのゲート絶縁膜を形成する場合、高
温での気相反応を伴う熱酸化法を用いることができない
ため、主に、SiH4を用いたプラズマCVD(Chemica
lVapor Deposition)法あるいは常圧CVD法などを用い
てゲート絶縁膜となるSiO2を形成している。このよ
うに、従来のプラズマCVD法などによるゲート絶縁膜
形成方法は主にSiH4を用いるものであり、この方法
によると、配線などの段差部分の被覆性(ステップカバ
レージ)に問題が生じる。すなわち、図2に示すよう
に、このような方法によって、基板1上に形成された所
定パタ−ンの半導体層2の上にゲ−ト絶縁膜3を形成す
ると、このゲ−ト絶縁膜3の段差部分3aはオ−バ−ハ
ング形状となり、段差下部の膜厚が薄くなってしまう。
その結果、ゲ−ト絶縁膜3の上にゲ−ト電極4を形成し
た場合、このゲ−ト絶縁膜3の膜厚の薄い部分での絶縁
破壊が起こり易く、しばしばゲ−ト電極4と半導体層2
間がショ−トしてしまう事故が起こっていた。また、ゲ
−ト電極4の断線も起こり易く、これも歩留り低下の一
因となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、段差部分の被覆性に優れ、ゲ−ト電極と
半導体層間のショ−トおよびゲ−ト電極の断線が起きに
くいゲ−ト絶縁膜を低温で形成することのできる方法を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、反応ガスとして有機シラン材料を用い、
プラズマCVD法によりゲート絶縁膜を成膜するもので
ある。また、前記プラズマCVD法としては、平行平板
電極型のCVD装置を用い、かつ、ガス圧力P(Tor
r)と基板電極間距離d(cm)との積P・dが5以上
となる条件で成膜するのが好ましい。さらに、ゲート絶
縁膜をプラズマCVD法により成膜した後、窒素などの
不活性ガス雰囲気中でアニールすることによって、より
特性の優れたゲ−ト絶縁膜を得ることができる。
【0005】この発明のゲート絶縁膜形成方法は、薄膜
トランジスタのゲート絶縁膜だけでなく、MISトラン
ジスタ一般のゲート絶縁膜など、あらゆる種類のゲ−ト
絶縁膜の形成に用いることができる。また、ゲート絶縁
膜としては、SiO2、Si3 N4 などの絶縁材料によ
り成膜することも可能である。上記有機シラン材料とし
ては、TEOS(テトラエチルオルトシリケイト)、
2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサ
ン)、ジエチルシラン、3エトキシシラン、2エチルシ
ラン、4メチルシクロテトラシロキサンなど、各種有機
シラン材料を用いることができる。プラズマCVD法に
よりSiO2などのゲ−ト絶縁膜を形成するためのガス
圧力Pは、通常、0.1 〜6Torrが好ましい。ま
た、有機シラン材料としてTEOSを用いたときの酸素
とTEOSとのガス混合比は、酸素/TEOS=5〜3
0であることが好ましい。また、アニ−ルは、窒素ガ
ス、アルゴンガスなどの不活性ガス、あるいはこれに酸
素を適量混合した雰囲気中で行われる。この場合の処理
温度および処理時間は、用いる基板および形成する絶縁
膜の種類によって異なるが、ガラス上に薄膜トランジス
タ用SiO2絶縁膜を形 成する場合には、500〜60
0°C、30分〜4時間の範囲内で行うことが好まし
い。また、Si 3 N4を形成する場合には、酸素を含ま
ない有機シラン材料を用い、バブリング用キャリアガス
としてN2あるいはHeなどの不活性ガスを、また、導
入酸素の代わりにNH3,N2H4などを用いてSiO2絶
縁膜形成の場合と同様に行なえばよい。
【0006】プラズマCVD法により有機シラン材料を
用いて形成したSiO2絶縁膜は、従来、LSIなどの
層間絶縁膜として利用されてはきたが、この場合、プラ
ズマCVDは成膜速度の大きな領域で用いられており、
生成される膜質はきわめて粗いものであった。この発明
は、本発明者等が多くの実験と研究を重ねた結果、図4
に示すように、平行平板電極型のCVD装置を用いる場
合、成膜ガス圧力P(Torr)と基板電極間距離d
(cm)との積P・dと成膜速度および緩衝フッ酸(B
HF)などに対するエッチングレ−トとの間に一定の関
係があることを見出したことに基づいてなされたもので
ある。この図において、エッチングレ−トはSiO2酸
化膜の緻密性を示しており、小さければ小さいほど緻密
で良質な膜であると考えられる。この図によれば、P・
dが5以上の領域でエッチングレ−トが2000オング
ストロ−ム/分となり、従来用いられてきたSiH4に
よるSiO2絶縁膜以上の緻密なゲ −ト絶縁膜を形成す
ることができる。
【0007】
【作用】プラズマCVD装置チャンバ内の試料台上に所
定パタ−ンの半導体層を形成した基板がセットされ、チ
ャンバ内部が高真空とされた後、所定流量の有機シラン
ガスを含む反応ガスが導入される。同時に、高周波電源
その他の手段によって基板近傍にプラズマを発生させ
る。すると、基板近傍の反応ガスはプラズマによって活
性化され、化学反応を起こし、基板上にSiO2膜など
のゲート絶縁膜が生成されることになる。この生成反応
はプラズマによって反応ガスを活性化するものであるた
め、低い温度での成膜が可能となる。また、平行平板電
極型のCVD装置を用い、チャンバ内部の反応ガス圧P
と、カソ−ド電極と基板1間の距離dとの積P・dを5
以上とすれば、生成されるゲート絶縁膜はきわめて緻密
ものとなり、ステップカバレージも向上する。さらに、
ゲート絶縁膜を形成後、窒素などの不活性ガス中でアニ
ールすれば、このゲート絶縁膜のリーク電流は減少し、
電気特性が向上する。
【0008】
【実施例】以下、実施例を示してこの発明の作用、効果
を明確にする。図1に示すように、プラズマCVD装置
チャンバ13内に設けられた平行平板型電極のアノ−ド
を構成する試料台14上に、所定パタ−ンの半導体層2
が形成された基板1をセットし、チャンバ13内部の空
気を真空排気口19から排出して高真空とした。その
後、気化器12内の有機シラン材料TEOSを20℃に
して、バブリング用キャリアガス導入口11から酸素を
40sccm(Standard cc/min )流してバブリングを
行い、TEOSを気化させると同時に、酸素導入口10
から酸素を50sccm導入し、反応ガス混合器18に
よりこの酸素と前記気化させたTEOSガスとを混合し
て、チャンバ13内に導入した。そして、高周波電源1
7により平行平板型電極のカソ−ド16と試料台14と
の間に高周波電圧を印加し、平行平板型電極間にプラズ
マを発生させた。このときのRFパワ−は13.56H
zで0.3W/cm2 であり、また、チャンバ13内の
反応ガス圧は0.8Torr、カソ−ド電極16と基板
1間の距離dは7.5cmであり、このため、P・d積
は6であった。基板1の温度はほぼ350°Cに保たれ
た。その結果、プラズマと反応ガスとの相互作用によっ
て、基板1上にSiO2酸化膜が形成された。
【0009】チャンバ13内にTEOSガスを導入する
には、上記のようなバブリングによらない方法もある。
たとえば、TEOSが入っている気化器12内の温度を
上昇させてTEOSの蒸気圧を上昇させ、このTEOS
ガスをマスフローコントローラにより直接制御してチャ
ンバ内に導入することもできる。このマスフローコント
ローラによる方法によれば、TEOSなどの有機シラン
材料導入量をより精確に制御することができ、より優れ
た絶縁膜の形成が可能となる。
【0010】図3は、上記の条件で、基板1および半導
体層2上にSiO2酸化膜3を形成し、その後、この上
にAlのゲート電極膜4をスパッタ法により形成した場
合の成膜状態を示す薄膜トランジスタの部分断面図であ
る。この図から明らかなように、半導体層2の段差部分
の壁面にもきわめて緻密なSiO2膜3が 均一に充分堆
積しており、従来の方法による場合に発生するオーバー
ハングが全く発生していないことが分かる。
【0011】次に、このようにして形成したゲート絶縁
膜の界面準位密度およびリーク電流について電気特性を
調べた。また、このゲート絶縁膜を窒素中で600℃、
2時間のアニールを行ない、その界面準位密度およびリ
ーク電流についても電気特性を調べた。これらの結果を
表1に示す。
【0012】
【表1】
【0013】これらの結果から明らかなように、上記の
ようにして形成したゲート絶縁膜は、良好な電気特性を
有しており、また、このゲート絶縁膜を窒素中でアニー
ルすることによってリーク電流を1桁以上減少させるこ
とができ、その電気特性をさらに向上させることができ
る。これは、薄膜トランジスタ、MISトランジスタな
どのゲート絶縁膜として充分な特性を持つものである。
なお、表1におけるリーク電流は、2MV/cmの電界
を加えて測定されたものである。また、チャンバ内の反
応ガス圧Pおよびカソ−ド電極と基板1間の距離dを種
々変えてP・d積を1〜8まで変化させるとともに、他
の条件については前記の実施例と同様にして、プラズマ
CVD法によりゲート絶縁膜をそれぞれ形成した。これ
らのゲート絶縁膜の段差被覆性、電気特性を調べ、ま
た、このゲート絶縁膜を窒素中で前記実施例と同様のア
ニールを行ない、その電気特性についても調べた。その
結果、P・d積が5以上の領域で成膜したときに段差被
覆性の優れたゲート絶縁膜が得られた。そして、このP
・d積が5以上の領域で成膜したゲート絶縁膜は、良好
な電気特性を有しており、また、このゲート絶縁膜を窒
素などの不活性ガス中でアニールすることによって、そ
の電気特性をさらに向上させることができることが確認
された。
【0014】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この発明
のゲート絶縁膜形成方法は、反応ガスとして有機シラン
材料を用い、プラズマCVD法により成膜するものであ
り、これによって、段差部分の被覆性に優れ、ゲ−ト電
極と半導体層間のショ−トおよびゲ−ト電極の断線が起
きにくいゲ−ト絶縁膜を低温で形成することができる。
したがって、低融点の基板を用いる薄膜トランジスタの
ゲ−ト絶縁膜の形成には特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明のゲート絶縁膜形成方法の実施に用
いられるプラズマCVD装置を示す断面図である。
【図2】 従来の方法により形成されたゲート絶縁膜の
成膜状態を示す薄膜トランジスタの部分断面図である。
【図3】 この発明の方法により形成されたゲート絶縁
膜の成膜状態を示す薄膜トランジスタの部分断面図であ
る。
【図4】 成膜条件P・d積と成膜速度およびエッチン
グレ−トの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1…基板、2…半導体層、3…ゲート絶縁膜、4…ゲー
ト電極、10…酸素導入口、11…バブリング用キャリ
アガス導入口、12…気化器、13…プラズマCVD装
置チャンバ、14…試料台、16…カソード、17…高
周波電源、18…反応ガス混合器、19…真空排気口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応ガスとして有機シラン材料を用い、
    プラズマCVD法により成膜することを特徴とするゲー
    ト絶縁膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 前記プラズマCVD法は、平行平板電極
    型のCVD装置を用いるものであり、かつ、ガス圧力P
    (Torr)と基板電極間距離d(cm)との積P・d
    が5以上となる条件で成膜する請求項1記載のゲート絶
    縁膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 ゲート絶縁膜をプラズマCVD法により
    成膜した後、不活性ガス雰囲気中でアニールする請求項
    2記載のゲート絶縁膜の形成方法。
JP17999491A 1991-07-19 1991-07-19 ゲート絶縁膜の形成方法 Pending JPH0574763A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17999491A JPH0574763A (ja) 1991-07-19 1991-07-19 ゲート絶縁膜の形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17999491A JPH0574763A (ja) 1991-07-19 1991-07-19 ゲート絶縁膜の形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0574763A true JPH0574763A (ja) 1993-03-26

Family

ID=16075600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17999491A Pending JPH0574763A (ja) 1991-07-19 1991-07-19 ゲート絶縁膜の形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0574763A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997006565A1 (fr) * 1995-08-04 1997-02-20 Seiko Epson Corporation Procede pour la preparation d'un transistor a couche mince, procede pour la preparation d'un substrat de matrice active, et affichage a cristaux liquides
JPH10186408A (ja) * 1996-11-26 1998-07-14 Samsung Electron Co Ltd 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその製造方法並びに液晶表示装置
US6940566B1 (en) 1996-11-26 2005-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal displays including organic passivation layer contacting a portion of the semiconductor layer between source and drain regions
JP2006185998A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Ulvac Japan Ltd 薄膜トランジスタ形成方法およびこの薄膜トランジスタを形成させるプラズマcvd装置
JP2007048934A (ja) * 2005-08-10 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp 薄膜トランジスタおよびその製造方法
US7465679B1 (en) 1993-02-19 2008-12-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Insulating film and method of producing semiconductor device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59115564A (ja) * 1982-12-23 1984-07-04 Seiko Instr & Electronics Ltd 薄膜トランジスタの製造方法
JPS63129632A (ja) * 1986-11-20 1988-06-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 絶縁膜のパタ−ン形成方法とそれを利用した電界効果トランジスタのゲ−ト電極の形成方法
JPS63223180A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 Konica Corp アモルフアスシリコン系膜の製造方法
JPS63246829A (ja) * 1986-12-19 1988-10-13 アプライド マテリアルズインコーポレーテッド Teosプラズマcvd法
JPS63316442A (ja) * 1987-06-18 1988-12-23 Sanyo Electric Co Ltd 窒化シリコン膜の形成方法
JPH02234430A (ja) * 1989-03-08 1990-09-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59115564A (ja) * 1982-12-23 1984-07-04 Seiko Instr & Electronics Ltd 薄膜トランジスタの製造方法
JPS63129632A (ja) * 1986-11-20 1988-06-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 絶縁膜のパタ−ン形成方法とそれを利用した電界効果トランジスタのゲ−ト電極の形成方法
JPS63246829A (ja) * 1986-12-19 1988-10-13 アプライド マテリアルズインコーポレーテッド Teosプラズマcvd法
JPS63223180A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 Konica Corp アモルフアスシリコン系膜の製造方法
JPS63316442A (ja) * 1987-06-18 1988-12-23 Sanyo Electric Co Ltd 窒化シリコン膜の形成方法
JPH02234430A (ja) * 1989-03-08 1990-09-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7465679B1 (en) 1993-02-19 2008-12-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Insulating film and method of producing semiconductor device
WO1997006565A1 (fr) * 1995-08-04 1997-02-20 Seiko Epson Corporation Procede pour la preparation d'un transistor a couche mince, procede pour la preparation d'un substrat de matrice active, et affichage a cristaux liquides
US5976989A (en) * 1995-08-04 1999-11-02 Seiko Epson Corporation Thin film transistor fabrication method, active matrix substrate fabrication method, and liquid crystal display device
US6150283A (en) * 1995-08-04 2000-11-21 Seiko Epson Corporation Thin film transistor fabrication method, active matrix substrate fabrication method, and liquid crystal display device
EP1286386A1 (en) * 1995-08-04 2003-02-26 Seiko Epson Corporation Thin film transistor fabrication method
JPH10186408A (ja) * 1996-11-26 1998-07-14 Samsung Electron Co Ltd 液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板及びその製造方法並びに液晶表示装置
US6862050B2 (en) 1996-11-26 2005-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal displays using organic insulating material for a gate insulating layer and/or having photolithographic formed spacers
US6940566B1 (en) 1996-11-26 2005-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal displays including organic passivation layer contacting a portion of the semiconductor layer between source and drain regions
JP2006185998A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Ulvac Japan Ltd 薄膜トランジスタ形成方法およびこの薄膜トランジスタを形成させるプラズマcvd装置
JP2007048934A (ja) * 2005-08-10 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp 薄膜トランジスタおよびその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230112490A1 (en) Method for depositing silicon oxide film having improved quality by peald using bis(diethylamino)silane
KR100994387B1 (ko) 전자 디바이스 재료의 제조 방법 및 플라즈마 처리 방법
JP3437832B2 (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP4850871B2 (ja) 絶縁膜の形成方法
US7211506B2 (en) Methods of forming cobalt layers for semiconductor devices
JP4694108B2 (ja) 酸化膜形成方法、酸化膜形成装置および電子デバイス材料
US7309662B1 (en) Method and apparatus for forming a film on a substrate
JPH0684888A (ja) 絶縁膜の形成方法
JPH1174257A (ja) フッ素含有酸化ケイ素薄膜及びその製造方法
JP2010087187A (ja) 酸化珪素膜およびその形成方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体並びにプラズマcvd装置
JPH05267480A (ja) 半導体装置とその製造方法
JPWO2003088342A1 (ja) 電子デバイス材料の製造方法
JPH0766186A (ja) 誘電体の異方性堆積法
JPH0574763A (ja) ゲート絶縁膜の形成方法
US6500501B1 (en) Chemical vapor deposition process for depositing titanium silicide films from an organometallic compound
US20180358235A1 (en) Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP2009158783A (ja) 絶縁膜の形成方法
JPH08213378A (ja) プラズマcvd装置及び酸化膜の成膜方法
JP3718297B2 (ja) 薄膜作製方法および薄膜作製装置
JPH10125669A (ja) プラズマcvd装置及び酸化膜の成膜方法
KR100966388B1 (ko) 금속 실리케이트막의 형성 방법 및 기록 매체
TWI838570B (zh) 使用雙(二乙基胺基)矽烷藉由peald沉積具有經改良品質之氧化矽膜的方法
JPH07235530A (ja) 絶縁膜の形成方法
JPH07335643A (ja) 成膜方法
KR100451507B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19961022