JPH06158327A - 薄膜堆積法 - Google Patents
薄膜堆積法Info
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- JPH06158327A JPH06158327A JP30723792A JP30723792A JPH06158327A JP H06158327 A JPH06158327 A JP H06158327A JP 30723792 A JP30723792 A JP 30723792A JP 30723792 A JP30723792 A JP 30723792A JP H06158327 A JPH06158327 A JP H06158327A
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- thin film
- reaction vessel
- film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリコン酸化膜中の水素量を大幅に減少でき
る薄膜堆積法並びに主原料ガスと副原料ガスの気相反応
が抑制され反応容器内のフレークの発生が減少し窓の曇
も減少する薄膜堆積方法を提供する。 【構成】 少なくともシリコンと水素を含むシリコンハ
イドライド系のガスと酸素を含む原料ガスとするシリコ
ン酸化膜を化学蒸着させるにあたり、前記原料ガスによ
る薄膜堆積とハロゲガス雰囲気での処理を交互に複数回
繰返すか、前記原料ガスによる薄膜堆積と真空紫外線照
射を交互に複数繰返す薄膜堆積法並びに主原料ガスがＳ
ｉnＨ2n+2でｎが２以上である薄膜堆積法。 【効果】シリコン酸化膜中の水素量を大幅に減少でき、
主原料ガス等の気相反応が抑制され反応容器内のフレー
クの発生が減少し、反応容器内の窓の曇も減少し得る。
る薄膜堆積法並びに主原料ガスと副原料ガスの気相反応
が抑制され反応容器内のフレークの発生が減少し窓の曇
も減少する薄膜堆積方法を提供する。 【構成】 少なくともシリコンと水素を含むシリコンハ
イドライド系のガスと酸素を含む原料ガスとするシリコ
ン酸化膜を化学蒸着させるにあたり、前記原料ガスによ
る薄膜堆積とハロゲガス雰囲気での処理を交互に複数回
繰返すか、前記原料ガスによる薄膜堆積と真空紫外線照
射を交互に複数繰返す薄膜堆積法並びに主原料ガスがＳ
ｉnＨ2n+2でｎが２以上である薄膜堆積法。 【効果】シリコン酸化膜中の水素量を大幅に減少でき、
主原料ガス等の気相反応が抑制され反応容器内のフレー
クの発生が減少し、反応容器内の窓の曇も減少し得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜堆積法に関し、特に
半導体の製造に用いる薄膜堆積法に係わる。
半導体の製造に用いる薄膜堆積法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、低温のシリコン酸化膜の化学堆積
（ＣＶＤ）法としては基板を加熱し、反応ガスを導入す
ることにより薄膜堆積を行なう熱ＣＶＤ法、或いは光に
より反応を励起することにより薄膜堆積を行なう光ＣＶ
Ｄ法、或いはプラズマと光の両方を使うＣＶＤ法等が提
案されている。
（ＣＶＤ）法としては基板を加熱し、反応ガスを導入す
ることにより薄膜堆積を行なう熱ＣＶＤ法、或いは光に
より反応を励起することにより薄膜堆積を行なう光ＣＶ
Ｄ法、或いはプラズマと光の両方を使うＣＶＤ法等が提
案されている。
【０００３】
【本発明が解決しようとしている課題】しかしながら、
前記、従来の成膜法においても膜中の水素含有率は他の
熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤに比較すると少な
いが、それでも熱酸化膜に比べると多いため、ＭＯＳ
（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ）デバイスあるいはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのゲート絶縁膜として用いる
と膜中の水素がデバイス特性変動の原因となるため好ま
しくない。
前記、従来の成膜法においても膜中の水素含有率は他の
熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤに比較すると少な
いが、それでも熱酸化膜に比べると多いため、ＭＯＳ
（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ）デバイスあるいはＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのゲート絶縁膜として用いる
と膜中の水素がデバイス特性変動の原因となるため好ま
しくない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を改
善せんとするもので、その要旨は少なくともシリコンと
水素を含むシリコンハイドライド系のガスと酸素を含む
ガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を化学蒸着させる
にあたり、前記原料ガスによる堆積とハロゲンガス雰囲
気での処理を交互に複数回繰返すことを特徴とする薄膜
堆積法および少くともシリコンと水素を含むシリコンハ
イドライド系のガスと酸素を含むガスを原料ガスとする
シリコン酸化膜を化学蒸着させるにあたり、前記原料ガ
スによる薄膜堆積と真空紫外線照射を交互に複数回繰返
すことを特徴とする薄膜堆積法並びに反応容器内に主原
料ガスと副原料ガスを導入する工程と、プラズマによっ
て励起されても単独では基体上に堆積しない副原料ガス
をプラズマ励起する工程と、前記主原料ガスと前記プラ
ズマ励起された副原料ガスと反応させ、反応により生成
された反応生成物を基体表面に付着させる工程と、前記
反応生成物が付着する基体上を前記導入ガスに吸収され
る波長を同時に含まない光を前記基体上に照射する工程
からなる薄膜堆積法において前記主原料ガスが少くとも
シリコン原子とハロゲン原子と水素原子を含むことを特
徴とする薄膜堆積法並びに主原料ガスがＳｉn Ｈ2n+2で
ありｎが２以上であることを特徴する薄膜堆積法にあ
る。
善せんとするもので、その要旨は少なくともシリコンと
水素を含むシリコンハイドライド系のガスと酸素を含む
ガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を化学蒸着させる
にあたり、前記原料ガスによる堆積とハロゲンガス雰囲
気での処理を交互に複数回繰返すことを特徴とする薄膜
堆積法および少くともシリコンと水素を含むシリコンハ
イドライド系のガスと酸素を含むガスを原料ガスとする
シリコン酸化膜を化学蒸着させるにあたり、前記原料ガ
スによる薄膜堆積と真空紫外線照射を交互に複数回繰返
すことを特徴とする薄膜堆積法並びに反応容器内に主原
料ガスと副原料ガスを導入する工程と、プラズマによっ
て励起されても単独では基体上に堆積しない副原料ガス
をプラズマ励起する工程と、前記主原料ガスと前記プラ
ズマ励起された副原料ガスと反応させ、反応により生成
された反応生成物を基体表面に付着させる工程と、前記
反応生成物が付着する基体上を前記導入ガスに吸収され
る波長を同時に含まない光を前記基体上に照射する工程
からなる薄膜堆積法において前記主原料ガスが少くとも
シリコン原子とハロゲン原子と水素原子を含むことを特
徴とする薄膜堆積法並びに主原料ガスがＳｉn Ｈ2n+2で
ありｎが２以上であることを特徴する薄膜堆積法にあ
る。
【０００５】以下、本発明を更に詳細に説明する。
【０００６】本発明の第１及び第２発明の特徴は少なく
ともシリコンと水素を含むシリコンハイドライド系のガ
スと酸素を含むガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を
化学蒸着させるにあたり、前記原料ガスによる薄膜堆積
とハロゲンガス雰囲気での処理を交互に複数回繰返すこ
とにより及び前記原料ガスによる薄膜堆積と真空紫外線
照射を交互に複数回繰返すことにより薄膜堆積を行うこ
とである。
ともシリコンと水素を含むシリコンハイドライド系のガ
スと酸素を含むガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を
化学蒸着させるにあたり、前記原料ガスによる薄膜堆積
とハロゲンガス雰囲気での処理を交互に複数回繰返すこ
とにより及び前記原料ガスによる薄膜堆積と真空紫外線
照射を交互に複数回繰返すことにより薄膜堆積を行うこ
とである。
【０００７】本発明の化学蒸着法としては基板を加熱
し、反応ガスを導入することにより薄膜堆積を行なう熱
ＣＶＤ法或いは反応ガスをプラズマにより励起すること
により薄膜堆積を行なうプラズマＣＶＤ法、或いは光に
より反応ガスを励起することにより薄膜堆積を行なう光
ＣＶＤ法、或いはプラズマと光の両方を使うＣＶＤ法な
ど基板を加熱し、反応ガスを導入することにより薄膜堆
積を行なう熱ＣＶＤ法、或いは反応ガスをプラズマによ
り励起することにより薄膜堆積を行なうプラズマＣＶＤ
法或いは光により反応ガスを励起することにより薄膜堆
積を行なう光ＣＶＤ法或いはプラズマと光の両方を使う
ＣＶＤ法が挙げられる。
し、反応ガスを導入することにより薄膜堆積を行なう熱
ＣＶＤ法或いは反応ガスをプラズマにより励起すること
により薄膜堆積を行なうプラズマＣＶＤ法、或いは光に
より反応ガスを励起することにより薄膜堆積を行なう光
ＣＶＤ法、或いはプラズマと光の両方を使うＣＶＤ法な
ど基板を加熱し、反応ガスを導入することにより薄膜堆
積を行なう熱ＣＶＤ法、或いは反応ガスをプラズマによ
り励起することにより薄膜堆積を行なうプラズマＣＶＤ
法或いは光により反応ガスを励起することにより薄膜堆
積を行なう光ＣＶＤ法或いはプラズマと光の両方を使う
ＣＶＤ法が挙げられる。
【０００８】シリコンハイドライド系のガスとしてはＳ
ｉn Ｈ2n+2（ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2 Ｈ6，Ｓｉ3 Ｈ8 等）或
は水素の一部をハロゲン原子で置換したＳｉＨ3 Ｃｌ，
ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨＣｌ3 或いはＳｉＨ3 Ｆ，Ｓｉ
Ｈ2 Ｆ2 ，ＳｉＨＦ3 等が挙げられる。
ｉn Ｈ2n+2（ＳｉＨ4 ，Ｓｉ2 Ｈ6，Ｓｉ3 Ｈ8 等）或
は水素の一部をハロゲン原子で置換したＳｉＨ3 Ｃｌ，
ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ，ＳｉＨＣｌ3 或いはＳｉＨ3 Ｆ，Ｓｉ
Ｈ2 Ｆ2 ，ＳｉＨＦ3 等が挙げられる。
【０００９】酸素を含むガスとしてはＯ2 ，Ｎ2 Ｏ，Ｃ
Ｏ2 等が挙げられる。
Ｏ2 等が挙げられる。
【００１０】ハロゲンガス雰囲気での処理は、反応容器
内に導入するだけでも効果はあるが、ハロゲンガスをプ
ラズマ或いは光で励起すれば更に効果的である。前記ハ
ロゲンガスとしてはＣｌ2 ，Ｆ2 等が挙げられるが、反
応容器の腐食性等を考慮するとＦ2 ガスが好ましい。ま
た１回の薄膜堆積は５Å以下であることが望ましい。
内に導入するだけでも効果はあるが、ハロゲンガスをプ
ラズマ或いは光で励起すれば更に効果的である。前記ハ
ロゲンガスとしてはＣｌ2 ，Ｆ2 等が挙げられるが、反
応容器の腐食性等を考慮するとＦ2 ガスが好ましい。ま
た１回の薄膜堆積は５Å以下であることが望ましい。
【００１１】また半導体基板上にシリコン酸化膜を堆積
するとき、シリコン酸化膜堆積前に半導体基板上をハロ
ゲンガス雰囲気で処理することにより半導体とシリコン
酸化膜界面の界面準位密度を減少できる。
するとき、シリコン酸化膜堆積前に半導体基板上をハロ
ゲンガス雰囲気で処理することにより半導体とシリコン
酸化膜界面の界面準位密度を減少できる。
【００１２】紫外線照射に使用される紫外光としてはＣ
ＶＤ堆積中のＳｉ−Ｈ或いはＳｉ−Ｏ−ＨのＯＨ結合を
切断できるエネルギーを必要とするため２５０ｎｍ以下
の波長を含むものが望ましい。
ＶＤ堆積中のＳｉ−Ｈ或いはＳｉ−Ｏ−ＨのＯＨ結合を
切断できるエネルギーを必要とするため２５０ｎｍ以下
の波長を含むものが望ましい。
【００１３】かかる紫外光の光源としては低圧水銀ラン
プ、超高圧水銀ランプ、Ｘｅランプ、重水素ランプなど
の紫外線ランプ或いはＦ2 ，ＡｒＦ等のエキシマレーザ
ーＳＯＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｏｒｂｉｔ Ｒａ
ｄｉａｔｉｏｎ）光等が挙げられる。また１回の薄膜堆
積は５Åであることが望ましい。
プ、超高圧水銀ランプ、Ｘｅランプ、重水素ランプなど
の紫外線ランプ或いはＦ2 ，ＡｒＦ等のエキシマレーザ
ーＳＯＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｏｒｂｉｔ Ｒａ
ｄｉａｔｉｏｎ）光等が挙げられる。また１回の薄膜堆
積は５Åであることが望ましい。
【００１４】次に第３及び第４の発明の特徴は励起によ
り単独でも基板上に堆積し得る主原料ガスを電極の設置
されていないガス導入口から反応容器の内部に導入し、
励起された副原料ガスを反応させると同時に基板の表面
より導入ガスに吸収されない紫外光、可視光、赤外光等
を照射することにより絶縁膜を堆積させるにおいて主原
料ガスとしてシリコンハロゲン化合物や高次シランガス
を用いることである。
り単独でも基板上に堆積し得る主原料ガスを電極の設置
されていないガス導入口から反応容器の内部に導入し、
励起された副原料ガスを反応させると同時に基板の表面
より導入ガスに吸収されない紫外光、可視光、赤外光等
を照射することにより絶縁膜を堆積させるにおいて主原
料ガスとしてシリコンハロゲン化合物や高次シランガス
を用いることである。
【００１５】かかる光の光源としては例えばＨｇラン
プ、Ｘｅランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ、Ｗランプ、ハロゲ
ンランプ等あるいはＮ2 レーザー、Ａｒレーザー、ＹＡ
Ｇレーザー、ＣＯ2 レーザー、エキシマレーザー等が挙
げられる。主原料ガスとしては）、シリコンハロゲン化
合物であるシランのフッ素化合物、塩素化合物、臭素化
合物、ヨウ素化合物ＳｉＨ3 Ｃｌ（一塩化シラン）、Ｓ
ｉＨ2 Ｃｌ2 （二塩化シラン）、ＳｉＨＣｌ（三塩化シ
ラン）あるいはＳｉＨ3 Ｆ（一フッ化シラン）、ＳｉＨ
2 Ｆ2 （二フッ化シラン）、ＳｉＨＦ3 （三フッ化シラ
ン）、あるいは高次シランガスであるＳｉ2 Ｈ6 （ジシ
ラン）、Ｓｉ3 Ｈ3 （トリシラン）等のガスが挙げられ
る。
プ、Ｘｅランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ、Ｗランプ、ハロゲ
ンランプ等あるいはＮ2 レーザー、Ａｒレーザー、ＹＡ
Ｇレーザー、ＣＯ2 レーザー、エキシマレーザー等が挙
げられる。主原料ガスとしては）、シリコンハロゲン化
合物であるシランのフッ素化合物、塩素化合物、臭素化
合物、ヨウ素化合物ＳｉＨ3 Ｃｌ（一塩化シラン）、Ｓ
ｉＨ2 Ｃｌ2 （二塩化シラン）、ＳｉＨＣｌ（三塩化シ
ラン）あるいはＳｉＨ3 Ｆ（一フッ化シラン）、ＳｉＨ
2 Ｆ2 （二フッ化シラン）、ＳｉＨＦ3 （三フッ化シラ
ン）、あるいは高次シランガスであるＳｉ2 Ｈ6 （ジシ
ラン）、Ｓｉ3 Ｈ3 （トリシラン）等のガスが挙げられ
る。
【００１６】また副原料ガスとしては酸化ガスであるＯ
2 ，Ｎ2 Ｏ等が挙げられる。
2 ，Ｎ2 Ｏ等が挙げられる。
【００１７】
【実施例】以下本発明を実施例に基ずき、更に詳細に説
明する。
明する。
【００１８】実施例１ （１）Ｓｉウェハ（１０３）を図１に示すような装置に
設置し、真空排気装置（１０４）により反応容器（１０
１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次にＳｉウェハが設置されている基板ホルダー
（１０２）のヒーターによりＳｉウェハ（１０３）を４
００℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス（１０７）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントロー
ラーにより制御し、ガス導入バルブ（１０５）を開け、
前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を含むガスと
してＮ2 Ｏガス（１０８）５０ｓｃｃｍをガス切り替え
バルブ（１０６）をＮ2 Ｏ側にすることにより導入し、
反応容器（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し（図
２ｔ1 ）、３秒間成膜する（図２ｔ2 ）ことにより５Å
のシリコン酸化膜を堆積させた。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により、反
応容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後ガス導入
バルブ（１０５）をＦ2 側に切り替え反応容器（１０
１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導入し、
反応容器（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し（図
２ｔ3 ）、２秒間Ｆ2 ガス処理を行う。（図２ｔ4 ）。
その後再び真空排気装置（１０４）により反応容器（１
０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
設置し、真空排気装置（１０４）により反応容器（１０
１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次にＳｉウェハが設置されている基板ホルダー
（１０２）のヒーターによりＳｉウェハ（１０３）を４
００℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス（１０７）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントロー
ラーにより制御し、ガス導入バルブ（１０５）を開け、
前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を含むガスと
してＮ2 Ｏガス（１０８）５０ｓｃｃｍをガス切り替え
バルブ（１０６）をＮ2 Ｏ側にすることにより導入し、
反応容器（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し（図
２ｔ1 ）、３秒間成膜する（図２ｔ2 ）ことにより５Å
のシリコン酸化膜を堆積させた。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により、反
応容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後ガス導入
バルブ（１０５）をＦ2 側に切り替え反応容器（１０
１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導入し、
反応容器（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し（図
２ｔ3 ）、２秒間Ｆ2 ガス処理を行う。（図２ｔ4 ）。
その後再び真空排気装置（１０４）により反応容器（１
０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００１９】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０19ｃｍ-3であった。因みに同じ装置
でＦ 2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水素
濃度は２×１０21ｃｍ-3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０19ｃｍ-3であった。因みに同じ装置
でＦ 2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水素
濃度は２×１０21ｃｍ-3であった。
【００２０】実施例２ 実施例１の反応容器（１０１）内に一対の平行型の電極
を設け、高周波電源によるプラズマを発生させ、原料ガ
スを励起したときの実施例を示す。このときハロゲンガ
ス処理もプラズマ励起により行なった。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ（１０３）が設置されている
基板ホルダー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハ
（１０３）を３００℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御して前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を含
むガスとしてＮ2 Ｏガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
（１０１）内の圧力を０．４Ｔｏｒｒに制御した後、１
３．５６ＭＨｚの高周波電源より２枚の電極間に高周波
を印加することによりプラズマを発生させ、０．５秒間
成膜することにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積させ
た。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により、反
応容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容
器（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2ガスを
導入し、反応容器（１０１）内の圧力を０．４Ｔｏｒｒ
に制御し、薄膜堆積時と同様に０．２秒間Ｆ2 ガス処理
を行う。その後、再び真空排気装置（１０４）により反
応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気す
る。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
を設け、高周波電源によるプラズマを発生させ、原料ガ
スを励起したときの実施例を示す。このときハロゲンガ
ス処理もプラズマ励起により行なった。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ（１０３）が設置されている
基板ホルダー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハ
（１０３）を３００℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御して前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を含
むガスとしてＮ2 Ｏガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
（１０１）内の圧力を０．４Ｔｏｒｒに制御した後、１
３．５６ＭＨｚの高周波電源より２枚の電極間に高周波
を印加することによりプラズマを発生させ、０．５秒間
成膜することにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積させ
た。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により、反
応容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容
器（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2ガスを
導入し、反応容器（１０１）内の圧力を０．４Ｔｏｒｒ
に制御し、薄膜堆積時と同様に０．２秒間Ｆ2 ガス処理
を行う。その後、再び真空排気装置（１０４）により反
応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気す
る。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００２１】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０18ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は１．１×１０21ｃｍ -3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０18ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は１．１×１０21ｃｍ -3であった。
【００２２】実施例３ 実施例１の装置の反応容器（１０１）内の紫外線の光源
を設けてやり、紫外光により原料ガスを励起した光ＣＶ
Ｄ法の実施例を記す。このときハロゲンガス処理も光励
起により行なった。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハが設置されている基板ホルダ
ー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハ（１０３）
を３５０℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉ2
Ｈ6 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーによ
り制御して前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を
含むガスとしてＯ2 ガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し、反応容器
（１０１）内の低圧水銀ランプを点灯し、０．９秒間成
膜することにより、３Åのシリコン酸化膜を堆積させ
た。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により反応
容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容器
（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導
入し、反応容器（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御
し、低圧水銀ランプを点灯させ、０．５秒間Ｆ2 ガス処
理を行なう。その後、再び真空排気装置（１０４）によ
り反応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気
する。 （５）（２）〜（４）を１６７回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
を設けてやり、紫外光により原料ガスを励起した光ＣＶ
Ｄ法の実施例を記す。このときハロゲンガス処理も光励
起により行なった。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハが設置されている基板ホルダ
ー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハ（１０３）
を３５０℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉ2
Ｈ6 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーによ
り制御して前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を
含むガスとしてＯ2 ガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し、反応容器
（１０１）内の低圧水銀ランプを点灯し、０．９秒間成
膜することにより、３Åのシリコン酸化膜を堆積させ
た。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により反応
容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容器
（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導
入し、反応容器（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御
し、低圧水銀ランプを点灯させ、０．５秒間Ｆ2 ガス処
理を行なう。その後、再び真空排気装置（１０４）によ
り反応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気
する。 （５）（２）〜（４）を１６７回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００２３】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果５×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は８×１０20ｃｍ-3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果５×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は８×１０20ｃｍ-3であった。
【００２４】実施例４ 実施例１の装置に容量結合型のプラズマ源と光源を設け
てやり、反応容器（１０１）内に主原料ガスと副原料ガ
スを導入する工程と、プラズマによって励起されても単
独では基体上に堆積しない副原料ガスをプラズマ励起す
る工程と、前記主原料ガスを前記プラズマ励起された副
原料ガスと反応させ、反応により生成された反応生成物
を基体表面に付着させる工程と、前記反応生成物が付着
する基体上を前記導入ガスに吸収される波長を同時に含
まない光を光源から前記基体上に照射する工程からなる
薄膜堆積法の実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面にＸｅランプより、０．
６Ｗ／ｃｍ2 の光を照射し、このときの光照射による温
度上昇と基板ヒーターにより基板温度が３５０℃になる
ように調整した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御して前記反応容器内に導入し、酸素を含むガスとし
てＯ2 ガス１００ｓｃｃｍ導入し、反応容器（１０１）
内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに制御し、高周波電圧を高
周波電源より容量結合型電極と反応容器との間に１００
Ｗ印加することによりＯ2 を励起する事により成膜を開
始し、１秒間成膜することにより、５Åのシリコン酸化
膜を堆積させた。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により反応
容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容器
（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導
入し、反応容器（１０１）内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ
に制御し、Ｘｅランプを点灯させ、０．５秒間Ｆ2 ガス
処理を行なう。その後、再び真空排気装置（１０４）に
より反応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排
気する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
てやり、反応容器（１０１）内に主原料ガスと副原料ガ
スを導入する工程と、プラズマによって励起されても単
独では基体上に堆積しない副原料ガスをプラズマ励起す
る工程と、前記主原料ガスを前記プラズマ励起された副
原料ガスと反応させ、反応により生成された反応生成物
を基体表面に付着させる工程と、前記反応生成物が付着
する基体上を前記導入ガスに吸収される波長を同時に含
まない光を光源から前記基体上に照射する工程からなる
薄膜堆積法の実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面にＸｅランプより、０．
６Ｗ／ｃｍ2 の光を照射し、このときの光照射による温
度上昇と基板ヒーターにより基板温度が３５０℃になる
ように調整した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御して前記反応容器内に導入し、酸素を含むガスとし
てＯ2 ガス１００ｓｃｃｍ導入し、反応容器（１０１）
内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに制御し、高周波電圧を高
周波電源より容量結合型電極と反応容器との間に１００
Ｗ印加することによりＯ2 を励起する事により成膜を開
始し、１秒間成膜することにより、５Åのシリコン酸化
膜を堆積させた。 （４）その後、再び真空排気装置（１０４）により反応
容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容器
（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導
入し、反応容器（１０１）内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ
に制御し、Ｘｅランプを点灯させ、０．５秒間Ｆ2 ガス
処理を行なう。その後、再び真空排気装置（１０４）に
より反応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排
気する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００２５】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果４×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は６×１０20ｃｍ-3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果４×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は６×１０20ｃｍ-3であった。
【００２６】実施例５ Ｓｉウェハ上にシリコン酸化膜堆積前にハロゲンガス処
理を行ない、その後実施例４と同一の方法によりシリコ
ン酸化膜を堆積した実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）反応容器（１０１）内にＨｅにより５％に希釈し
たＦ2 ガスを導入し、反応容器（１０１）内の圧力を１
００ｍＴｏｒｒに制御し、Ｘｅランプを点灯させ、５秒
間Ｆ2 ガス処理を行なう。その後、再び真空排気装置
（１０４）により反応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔ
ｏｒｒまで排気する。 （３）次に前記Ｓｉウェハ表面にＸｅランプより、０．
６Ｗ／ｃｍ2 の光を照射し、このときの光照射による温
度上昇と基板ヒーターにより基板温度が３００℃になる
ように調整した。 （４）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御し、高周波電圧を高周波電源より容量結合型電極と
反応容器との間に１００Ｗ印加することによりＯ2 を励
起する事により成膜を開始し、１秒間成膜することによ
り、５Åのシリコン酸化膜を堆積させた。 （５）その後、再び真空排気装置（１０４）により反応
容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容器
（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導
入し、反応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに制御し、
Ｘｅランプを点灯させ、０．５秒間Ｆ2 ガス処理を行な
う。その後、再び真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気する。 （６）（３）〜（５）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
理を行ない、その後実施例４と同一の方法によりシリコ
ン酸化膜を堆積した実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）内を
１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）反応容器（１０１）内にＨｅにより５％に希釈し
たＦ2 ガスを導入し、反応容器（１０１）内の圧力を１
００ｍＴｏｒｒに制御し、Ｘｅランプを点灯させ、５秒
間Ｆ2 ガス処理を行なう。その後、再び真空排気装置
（１０４）により反応容器（１０１）内を５×１０-7Ｔ
ｏｒｒまで排気する。 （３）次に前記Ｓｉウェハ表面にＸｅランプより、０．
６Ｗ／ｃｍ2 の光を照射し、このときの光照射による温
度上昇と基板ヒーターにより基板温度が３００℃になる
ように調整した。 （４）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御し、高周波電圧を高周波電源より容量結合型電極と
反応容器との間に１００Ｗ印加することによりＯ2 を励
起する事により成膜を開始し、１秒間成膜することによ
り、５Åのシリコン酸化膜を堆積させた。 （５）その後、再び真空排気装置（１０４）により反応
容器（１０１）内を５×１０-7に排気した後、反応容器
（１０１）内にＨｅにより５％に希釈したＦ2 ガスを導
入し、反応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに制御し、
Ｘｅランプを点灯させ、０．５秒間Ｆ2 ガス処理を行な
う。その後、再び真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を５×１０-7Ｔｏｒｒまで排気する。 （６）（３）〜（５）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００２７】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜上
にＡｌ電極を形成し、ＭＯＳ構造を作り、Ｃ−Ｖ（容量
−電圧）特性より界面準位密度を求めたところ１×１０
10ｃｍ-2ｅＶ-1であった。実施例４の試料も同じように
ＭＯＳ構造を作り、界面準位密度を求めたところ、５×
１０10ｃｍ-2ｅＶ-1であった。
にＡｌ電極を形成し、ＭＯＳ構造を作り、Ｃ−Ｖ（容量
−電圧）特性より界面準位密度を求めたところ１×１０
10ｃｍ-2ｅＶ-1であった。実施例４の試料も同じように
ＭＯＳ構造を作り、界面準位密度を求めたところ、５×
１０10ｃｍ-2ｅＶ-1であった。
【００２８】実施例６ 図３に本実施例の装置の外略図を説明し、図４に成膜時
のタイミングチャートを示した。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を図３に示すような
装置に設置した。真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハが設置されている基板ホルダ
ー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハを４０℃に
加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス（１０７）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントロー
ラーにより制御し、ガス導入バルブ（１０５）を開け、
前記反応容器内に導入し、酸素を含むガスとしてＮ2 Ｏ
ガス（１０８）５０ｓｃｃｍをガス導入バルブ（１０
６）を開けることにより導入し、反応容器内の圧力を３
Ｔｏｒｒに制御し（図４ｔ1 ）、３秒間成膜する（図４
ｔ2 ）ことにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積させ
た。 （４）その後、ＳｉＨ4 及びＮ2 Ｏのガス導入バルブを
閉じ、重水素ランプ（１１０）を点灯させ、基板上に紫
外光を２秒間照射する。（図４Ｔ3及び図４Ｔ4） （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
のタイミングチャートを示した。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を図３に示すような
装置に設置した。真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハが設置されている基板ホルダ
ー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハを４０℃に
加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス（１０７）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントロー
ラーにより制御し、ガス導入バルブ（１０５）を開け、
前記反応容器内に導入し、酸素を含むガスとしてＮ2 Ｏ
ガス（１０８）５０ｓｃｃｍをガス導入バルブ（１０
６）を開けることにより導入し、反応容器内の圧力を３
Ｔｏｒｒに制御し（図４ｔ1 ）、３秒間成膜する（図４
ｔ2 ）ことにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積させ
た。 （４）その後、ＳｉＨ4 及びＮ2 Ｏのガス導入バルブを
閉じ、重水素ランプ（１１０）を点灯させ、基板上に紫
外光を２秒間照射する。（図４Ｔ3及び図４Ｔ4） （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００２９】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は２×１０21ｃｍ-3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は２×１０21ｃｍ-3であった。
【００３０】実施例７ 実施例６の反応容器内に一対の平行平板型の電極を設
け、高周波電源によるプラズマを発生させ、原料ガスを
励起したときの実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置により反応容器（１０１）内を１×１０-7
Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハが設置されている基板ホルダ
ー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハを３００℃
に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス（１０７）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントロー
ラーにより制御して前記反応容器内に導入し、酸素を含
むガスとしてＮ2 Ｏガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
内の圧力を０．４Ｔｏｒｒに制御した後、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電源より２枚の電極間に高周波を印加する
ことによりプラズマを発生させ、０．５秒間成膜するこ
とにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積させた。 （４）その後、ＳｉＨ4 及びＮ2 Ｏのガス導入バルブを
閉じ、５ｍＪ／ｃｍ-2のＦ2 エキシマレーザーを走査ス
ピード１００ｍｍ／ｓｅｃで基板上に照射した。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
け、高周波電源によるプラズマを発生させ、原料ガスを
励起したときの実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置により反応容器（１０１）内を１×１０-7
Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハが設置されている基板ホルダ
ー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハを３００℃
に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス（１０７）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントロー
ラーにより制御して前記反応容器内に導入し、酸素を含
むガスとしてＮ2 Ｏガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
内の圧力を０．４Ｔｏｒｒに制御した後、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電源より２枚の電極間に高周波を印加する
ことによりプラズマを発生させ、０．５秒間成膜するこ
とにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積させた。 （４）その後、ＳｉＨ4 及びＮ2 Ｏのガス導入バルブを
閉じ、５ｍＪ／ｃｍ-2のＦ2 エキシマレーザーを走査ス
ピード１００ｍｍ／ｓｅｃで基板上に照射した。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００３１】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０18ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は１．１×１０21ｃｍ -3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０18ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は１．１×１０21ｃｍ -3であった。
【００３２】実施例８ 実施例６の装置の反応容器内に紫外線の光源を設けてや
り、紫外光により原料ガスを励起した光ＣＶＤ法の実施
例を記す。このときハロゲンガス処理も光励起により行
なった。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）を１
×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ（１０３）が設置されている
基板ホルダー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハ
（１０３）を３５０℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉ2
Ｈ6 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーによ
り制御して前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を
含むガスとしてＯ2 ガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し、反応容器内
の低圧水銀ランプを点灯し、０．９秒間成膜することに
より、３Åのシリコン酸化膜を堆積させた。 （４）その後、Ｓｉ2 Ｈ6 及びＯ2 のガス導入バルブを
閉じ、低圧水銀ランプを点灯させ、基板上に紫外光を２
秒間照射する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
り、紫外光により原料ガスを励起した光ＣＶＤ法の実施
例を記す。このときハロゲンガス処理も光励起により行
なった。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置（１０４）により反応容器（１０１）を１
×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ（１０３）が設置されている
基板ホルダー（１０２）内のヒーターによりＳｉウェハ
（１０３）を３５０℃に加熱した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉ2
Ｈ6 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーによ
り制御して前記反応容器（１０１）内に導入し、酸素を
含むガスとしてＯ2 ガス５０ｓｃｃｍ導入し、反応容器
（１０１）内の圧力を３Ｔｏｒｒに制御し、反応容器内
の低圧水銀ランプを点灯し、０．９秒間成膜することに
より、３Åのシリコン酸化膜を堆積させた。 （４）その後、Ｓｉ2 Ｈ6 及びＯ2 のガス導入バルブを
閉じ、低圧水銀ランプを点灯させ、基板上に紫外光を２
秒間照射する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００３３】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０19ｃｍ-3であった。 （６）（３）〜（４）を１６７回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果６×１０19ｃｍ-3であった。 （６）（３）〜（４）を１６７回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００３４】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果５×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は８×１０20ｃｍ-3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果５×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は８×１０20ｃｍ-3であった。
【００３５】実施例９ 実施例６の装置に容量結合型のプラズマ源と光源を設け
てやり、反応容器内に主原料ガスと副原料ガスを導入す
る工程と、プラズマによって励起されても単独では基体
上に堆積しない副原料ガスをプラズマ励起する工程と、
前記主原料ガスを前記プラズマ励起された副原料ガスと
反応させ、反応により生成された反応生成物を基体表面
に付着させる工程と、前記反応生成物が付着する基体上
を前記導入ガスに吸収される波長を同時に含まない光を
光源から前記基体上に照射する工程からなる薄膜堆積法
の実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置により反応容器内を１×１０-7Ｔｏｒｒに
排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面にＸｅランプより、０．
６Ｗ／ｃｍ2 の光を照射し、このときの光照射による温
度上昇と基板ヒーターにより基板温度が３５０℃になる
ように調整した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御して前記反応容器内に導入し、酸素を含むガスとし
てＯ2 ガス１００ｓｃｃｍ導入し、反応容器内の圧力を
１００ｍＴｏｒｒに制御し、高周波電圧を高周波電源よ
り容量結合型電極と反応容器との間に１００Ｗ印加する
ことによりＯ2 を励起する事により成膜を開始し、１秒
間成膜することにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積さ
せた。 （４）その後、ＳｉＨ4 及びＮ2 Ｏのガス導入バルブを
閉じ、重水素ランプを点灯させ、基板上に紫外光を１秒
間照射する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
てやり、反応容器内に主原料ガスと副原料ガスを導入す
る工程と、プラズマによって励起されても単独では基体
上に堆積しない副原料ガスをプラズマ励起する工程と、
前記主原料ガスを前記プラズマ励起された副原料ガスと
反応させ、反応により生成された反応生成物を基体表面
に付着させる工程と、前記反応生成物が付着する基体上
を前記導入ガスに吸収される波長を同時に含まない光を
光源から前記基体上に照射する工程からなる薄膜堆積法
の実施例を示す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を装置に設置した。
真空排気装置により反応容器内を１×１０-7Ｔｏｒｒに
排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面にＸｅランプより、０．
６Ｗ／ｃｍ2 の光を照射し、このときの光照射による温
度上昇と基板ヒーターにより基板温度が３５０℃になる
ように調整した。 （３）次にシリコンハイドライド系のガスとしてＳｉＨ
4 ガス５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラーにより
制御して前記反応容器内に導入し、酸素を含むガスとし
てＯ2 ガス１００ｓｃｃｍ導入し、反応容器内の圧力を
１００ｍＴｏｒｒに制御し、高周波電圧を高周波電源よ
り容量結合型電極と反応容器との間に１００Ｗ印加する
ことによりＯ2 を励起する事により成膜を開始し、１秒
間成膜することにより、５Åのシリコン酸化膜を堆積さ
せた。 （４）その後、ＳｉＨ4 及びＮ2 Ｏのガス導入バルブを
閉じ、重水素ランプを点灯させ、基板上に紫外光を１秒
間照射する。 （５）（３）〜（４）を１００回繰返すことにより５０
０Åのシリコン酸化膜を堆積させた。
【００３６】上記の様にして堆積したシリコン酸化膜は
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果４×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は６×１０20ｃｍ-3であった。
多重反射赤外分光（ＡＴＲ−ＩＲ）法で膜中の水素を測
定した結果４×１０19ｃｍ-3であった。ちなみに同じ装
置でＦ2 処理無しで連続で薄膜堆積したときの膜中の水
素濃度は６×１０20ｃｍ-3であった。
【００３７】実施例１０ 次に図５に本発明の装置の概略図を説明し、Ｓｉウエハ
上に成膜したときの実施例を記す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を図５に示すような
装置に設置した。真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面に光源であるＸｅランプ
より、０．６Ｗ／ｃｍ2の光を照射し、このときの光照
射による温度上昇と基板ヒーター（１１２）により基板
温度が３００℃になるように調整した。 （３）次に主原料ガスとしてＳｉＨ2 Ｃｌ2 （二塩化シ
ラン）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラー（１１
４）により制御して前記反応容器内に導入し、副原料ガ
スとしてＯ2 １００ｓｃｃｍを主原料ガスと同様にマス
フロー・コントローラー（１１４）で制御し反応容器内
に導入した。 （４）次に圧力コントロールバルブ（１１５）により反
応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに調整した。 （５）次に１３．５６Ｍｚの高周波電圧を高周波電源
（１１３）より容量結合型電極（１０５）と反応容器と
の間に１００Ｗ印加することにより副原料ガスであるＯ
2 を励起する事により成膜を開始し、３分間成膜するこ
とにより約１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積した。 （１）〜（５）を５０回繰返したが主反応ガスと副反応
ガスの気相反応による反応生成物の付着は抑制され、フ
レークの発生は無く、窓の曇も透過率は当初の９０％以
上であった。またＳｉＯ2 膜中の塩素濃度は１ａｔｍｉ
ｃ％以下であった。
上に成膜したときの実施例を記す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を図５に示すような
装置に設置した。真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面に光源であるＸｅランプ
より、０．６Ｗ／ｃｍ2の光を照射し、このときの光照
射による温度上昇と基板ヒーター（１１２）により基板
温度が３００℃になるように調整した。 （３）次に主原料ガスとしてＳｉＨ2 Ｃｌ2 （二塩化シ
ラン）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラー（１１
４）により制御して前記反応容器内に導入し、副原料ガ
スとしてＯ2 １００ｓｃｃｍを主原料ガスと同様にマス
フロー・コントローラー（１１４）で制御し反応容器内
に導入した。 （４）次に圧力コントロールバルブ（１１５）により反
応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに調整した。 （５）次に１３．５６Ｍｚの高周波電圧を高周波電源
（１１３）より容量結合型電極（１０５）と反応容器と
の間に１００Ｗ印加することにより副原料ガスであるＯ
2 を励起する事により成膜を開始し、３分間成膜するこ
とにより約１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積した。 （１）〜（５）を５０回繰返したが主反応ガスと副反応
ガスの気相反応による反応生成物の付着は抑制され、フ
レークの発生は無く、窓の曇も透過率は当初の９０％以
上であった。またＳｉＯ2 膜中の塩素濃度は１ａｔｍｉ
ｃ％以下であった。
【００３８】実施例１１ （１）実施例１０と同様にＳｉウェハ（１０３）を図５
に示すような装置に設置した。真空排気装置（１０４）
により反応容器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排
気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面に光源であるＸｅランプ
より、０．６Ｗ／ｃｍ2の光を照射し、このときの光照
射による温度上昇と基板ヒーター（１１２）により基板
温度が３００℃になるように調整した。 （３）次に主原料ガスとしてＳｉＨ3 Ｆ（一フッ化シラ
ン）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラー（１１
４）により制御して前記反応容器内に導入し、副原料ガ
スとしてＮ2 Ｏ１００ｓｃｃｍを主原料ガスと同様にマ
スフロー・コントローラー（１１４）で制御し反応容器
内に導入した。 （４）次に圧力コントロールバルブ（１１５）により反
応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに調整した。 （５）次に１３．５６Ｍｚの高周波電圧を高周波電源
（１１３）より容量結合型電極（１０５）と反応容器と
の間に１００Ｗ印加することにより副原料ガスであるＯ
2 を励起する事により成膜を開始し、５分間成膜するこ
とにより約１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積した。 （１）〜（５）を５０回繰返したが主反応ガスと副反応
ガスの気相反応による反応生成物の付着は抑制され、フ
レークの発生は無く、窓の曇も透過率は当初の９０％以
上であった。またＳｉＯ2 膜中の塩素濃度は１ａｔｍｉ
ｃ％以下であった。
に示すような装置に設置した。真空排気装置（１０４）
により反応容器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排
気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面に光源であるＸｅランプ
より、０．６Ｗ／ｃｍ2の光を照射し、このときの光照
射による温度上昇と基板ヒーター（１１２）により基板
温度が３００℃になるように調整した。 （３）次に主原料ガスとしてＳｉＨ3 Ｆ（一フッ化シラ
ン）５ｓｃｃｍをマスフロー・コントローラー（１１
４）により制御して前記反応容器内に導入し、副原料ガ
スとしてＮ2 Ｏ１００ｓｃｃｍを主原料ガスと同様にマ
スフロー・コントローラー（１１４）で制御し反応容器
内に導入した。 （４）次に圧力コントロールバルブ（１１５）により反
応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに調整した。 （５）次に１３．５６Ｍｚの高周波電圧を高周波電源
（１１３）より容量結合型電極（１０５）と反応容器と
の間に１００Ｗ印加することにより副原料ガスであるＯ
2 を励起する事により成膜を開始し、５分間成膜するこ
とにより約１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積した。 （１）〜（５）を５０回繰返したが主反応ガスと副反応
ガスの気相反応による反応生成物の付着は抑制され、フ
レークの発生は無く、窓の曇も透過率は当初の９０％以
上であった。またＳｉＯ2 膜中の塩素濃度は１ａｔｍｉ
ｃ％以下であった。
【００３９】実施例１２ 次に図５に本発明に用いた装置の概略図を説明し、Ｓｉ
ウエハ上に成膜したときの実施例を記す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を図５に示すような
装置に設置した。真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面に光源であるＸｅランプ
より、０．６Ｗ／ｃｍ2の光を照射し、このときの光照
射による温度上昇と基板ヒーター（１１２）により基板
温度が２５０℃になるように調整した。 （３）次に主原料ガスとしてＳｉ2 Ｈ6 （ジシラン）
２．５ｓｃｃｍをマス フロー・コントローラー（１１
４）により制御して前記反応容器内に導入し、副原料ガ
スとしてＯ2 ５０ｓｃｃｍを主原料ガスと同様にマスフ
ロー・コントローラー（１１４）で制御し反応容器内に
導入した。 （４）次に圧力コントロールバルブ（１１５）により反
応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに調整した。 （５）次に１３．５６Ｍｚの高周波電圧を高周波電源
（１１３）より容量結合型電極（１０５）と反応容器と
の間に１００Ｗ印加することにより副原料ガスであるＯ
2 を励起する事により成膜を開始し、３分間成膜するこ
とにより約１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積した。
ウエハ上に成膜したときの実施例を記す。 （１）始めにＳｉウェハ（１０３）を図５に示すような
装置に設置した。真空排気装置（１０４）により反応容
器（１０１）内を１×１０-7Ｔｏｒｒに排気した。 （２）次に前記Ｓｉウェハ表面に光源であるＸｅランプ
より、０．６Ｗ／ｃｍ2の光を照射し、このときの光照
射による温度上昇と基板ヒーター（１１２）により基板
温度が２５０℃になるように調整した。 （３）次に主原料ガスとしてＳｉ2 Ｈ6 （ジシラン）
２．５ｓｃｃｍをマス フロー・コントローラー（１１
４）により制御して前記反応容器内に導入し、副原料ガ
スとしてＯ2 ５０ｓｃｃｍを主原料ガスと同様にマスフ
ロー・コントローラー（１１４）で制御し反応容器内に
導入した。 （４）次に圧力コントロールバルブ（１１５）により反
応容器内の圧力を１００ｍＴｏｒｒに調整した。 （５）次に１３．５６Ｍｚの高周波電圧を高周波電源
（１１３）より容量結合型電極（１０５）と反応容器と
の間に１００Ｗ印加することにより副原料ガスであるＯ
2 を励起する事により成膜を開始し、３分間成膜するこ
とにより約１００ｎｍのＳｉＯ2 膜を堆積した。
【００４０】上記の様にして作成したＳｉＯ2 膜の膜中
の水素濃度を赤外分光法により測定したところ４×１０
20／ｃｍ3 であった。尚ＳｉＨ4 （モノシラン）を主原
料としたときの膜中の水素濃度は６×１０20／ｃｍ3 で
あった。
の水素濃度を赤外分光法により測定したところ４×１０
20／ｃｍ3 であった。尚ＳｉＨ4 （モノシラン）を主原
料としたときの膜中の水素濃度は６×１０20／ｃｍ3 で
あった。
【００４１】
【発明の効果】本発明の第１の発明によれば少なくとも
シリコンと水素を含むシリコンハイドライド系のガスと
酸素を含むガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を化学
蒸着するにあたり、前記原料ガスによる薄膜堆積とハロ
ゲンガス雰囲気での処理を交互に複数回繰返すことによ
りシリコン酸化膜を堆積することによりシリコン酸化膜
中の水素量を大幅に減少せしめることができると共に半
導体／シリコン酸化膜界面準位密度を減少させることが
できる。
シリコンと水素を含むシリコンハイドライド系のガスと
酸素を含むガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を化学
蒸着するにあたり、前記原料ガスによる薄膜堆積とハロ
ゲンガス雰囲気での処理を交互に複数回繰返すことによ
りシリコン酸化膜を堆積することによりシリコン酸化膜
中の水素量を大幅に減少せしめることができると共に半
導体／シリコン酸化膜界面準位密度を減少させることが
できる。
【００４２】また、本発明の第２の発明によれば少なく
ともシリコンと水素を含むシリコンハイドライド系のガ
スと酸素を含むガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を
化学蒸着させるにあたり、前記原料ガスによる薄膜堆積
と真空紫外線照射をを交互に複数回繰返すことにより前
記と同様にシリコン酸化膜中の水素量を大幅に減少せし
めることができる。
ともシリコンと水素を含むシリコンハイドライド系のガ
スと酸素を含むガスを原料ガスとするシリコン酸化膜を
化学蒸着させるにあたり、前記原料ガスによる薄膜堆積
と真空紫外線照射をを交互に複数回繰返すことにより前
記と同様にシリコン酸化膜中の水素量を大幅に減少せし
めることができる。
【００４３】更に本発明の第３の発明によれば反応容器
内に主原料ガスと副原料ガスを導入する工程と、プラズ
マによって励起されても単独では基体上に堆積しない副
原料ガスをプラズマ励起する工程と、前記主原料ガスを
前記プラズマ励起された副原料ガスと反応させ、反応に
より生成された反応生成物を基体表面に付着させる工程
と、前記反応生成物が付着する基体上を前記導入ガスに
吸収される波長を同時に含まない光を前記基体上に照射
する工程からなる薄膜堆積法において、主原料ガスとし
て高次シランガス（Ｓｉn Ｈ2n+2でｎ＝２以上）とを用
いてＳｉＯ2 膜を堆積させることにより、膜中の水素含
有量が従来のＳｉＨ4 （モノシラン）ガスを主原料とし
た場合に比較して減少し得ると共にまた成膜温度も従来
に比べて低温化でき、更に成膜速度も早くなる、また主
原料ガスとしてシリコンのハロゲン化合物を用いてＳｉ
Ｏ2 膜を堆積させることにより主原料ガスと副原料ガス
の気相反応が抑制され、基板以外への反応生成物の付着
が減少することにより反応容器内でのフレークの発生が
減少し、また窓の曇も減少する。
内に主原料ガスと副原料ガスを導入する工程と、プラズ
マによって励起されても単独では基体上に堆積しない副
原料ガスをプラズマ励起する工程と、前記主原料ガスを
前記プラズマ励起された副原料ガスと反応させ、反応に
より生成された反応生成物を基体表面に付着させる工程
と、前記反応生成物が付着する基体上を前記導入ガスに
吸収される波長を同時に含まない光を前記基体上に照射
する工程からなる薄膜堆積法において、主原料ガスとし
て高次シランガス（Ｓｉn Ｈ2n+2でｎ＝２以上）とを用
いてＳｉＯ2 膜を堆積させることにより、膜中の水素含
有量が従来のＳｉＨ4 （モノシラン）ガスを主原料とし
た場合に比較して減少し得ると共にまた成膜温度も従来
に比べて低温化でき、更に成膜速度も早くなる、また主
原料ガスとしてシリコンのハロゲン化合物を用いてＳｉ
Ｏ2 膜を堆積させることにより主原料ガスと副原料ガス
の気相反応が抑制され、基板以外への反応生成物の付着
が減少することにより反応容器内でのフレークの発生が
減少し、また窓の曇も減少する。
【図１】実施例１に用いた装置の概略図
【図２】実施例２の薄膜堆積を表すタイミングチャート
【図３】実施例６に用いた装置の概略図
【図４】実施例６の薄膜堆積を表すタイミングチャート
【図５】実施例１０に用いた装置の概略図
１０１ 反応容器 １０２ 基板ホルダー １０３ Ｓｉウェハ １０４ 排気装置 １０５ ガス導入部 １０６ ガス切り替えバルブ １０７ ＳｉＨ4 ガス １０８ Ｎ2 Ｏガス １０９ Ｆ2 ガス １１０ 重水素ランプ ｔ1 ｔ5 シリコン酸化膜堆積開始点 ｔ2 シリコン酸化膜堆積終了点 ｔ3 Ｆ2 ガス処理開始点 ｔ4 Ｆ2 ガス処理終了点 Ｔ3 紫外線光照射開始点 Ｔ4 紫外線光照射終了点 １１１ 光源 １１２ 基板加熱ヒーター １１３ 高周波電源 １１４ マスフロー・コントローラー １１５ 圧力コントロールバルブ
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくともシリコンと水素を含むシリコ
ンハイドライド系のガスと酸素を含むガスを原料ガスと
するシリコン酸化膜を化学蒸着させるにあたり、前記原
料ガスによる薄膜堆積とハロゲンガス雰囲気での処理を
交互に複数回繰り返すことを特徴とする薄膜堆積法。 - 【請求項２】 少なくともシリコンと水素を含むシリコ
ンハイドライド系のガスと酸素を含むガスを原料ガスと
するシリコン酸化膜を化学蒸着させるにあたり、前記原
料ガスによる薄膜堆積と真空紫外線照射をを交互に複数
回繰返すことを特徴とする薄膜堆積法。 - 【請求項３】 反応容器内に主原料ガスと副原料ガスを
導入する工程と、プラズマによって励起されても単独で
は基体上に堆積しない副原料ガスをプラズマ励起する工
程と、前記主原料ガスを前記プラズマ励起された副原料
ガスと反応させ、反応により生成された反応生成物を基
体表面に付着させる工程と、前記反応生成物が付着する
基体上を前記導入ガスに吸収される波長を同時に含まな
い光を前記基体上に照射する工程からなる薄膜堆積法に
おいて前記主原料ガスがシリコン原子とハロゲン原子と
水素原子を含むことを特徴とする薄膜堆積法。 - 【請求項４】 請求項３記載の主原料ガスがＳｉn Ｈ
2n+2であり、ｎが２以上であることを特徴する薄膜堆積
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30723792A JPH06158327A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 薄膜堆積法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30723792A JPH06158327A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 薄膜堆積法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158327A true JPH06158327A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=17966690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30723792A Pending JPH06158327A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 薄膜堆積法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06158327A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020096015A (ko) * | 2001-06-15 | 2002-12-28 | 소니 가부시끼 가이샤 | 플라즈마 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| EP1445786A2 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-11 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Limited | Gas discharge panel and its production method |
| KR101879894B1 (ko) * | 2011-02-18 | 2018-07-18 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 필라멘트 cvd 시스템을 동작시키는 방법 |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP30723792A patent/JPH06158327A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020096015A (ko) * | 2001-06-15 | 2002-12-28 | 소니 가부시끼 가이샤 | 플라즈마 표시 장치 및 그 제조 방법 |
| EP1445786A2 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-11 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Limited | Gas discharge panel and its production method |
| EP1445786A3 (en) * | 2003-02-10 | 2005-08-31 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Limited | Gas discharge panel and its production method |
| KR101879894B1 (ko) * | 2011-02-18 | 2018-07-18 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 필라멘트 cvd 시스템을 동작시키는 방법 |
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