JPH06181205A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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- JPH06181205A JPH06181205A JP33414292A JP33414292A JPH06181205A JP H06181205 A JPH06181205 A JP H06181205A JP 33414292 A JP33414292 A JP 33414292A JP 33414292 A JP33414292 A JP 33414292A JP H06181205 A JPH06181205 A JP H06181205A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、より詳しくは、CVD酸化膜の成長工程を含む
半導体装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a step of growing a CVD oxide film.
【0002】近年の超LSIにおいては、トータルでの
熱処理の低減が必要となっている。64MDRAMにお
いては、850℃、30分が限界である。そのため、C
VD工程も熱処理を低減する必要がある。In recent VLSIs, it is necessary to reduce the total heat treatment. For 64M DRAM, the limit is 850 ° C. and 30 minutes. Therefore, C
The VD process also needs to reduce the heat treatment.
【0003】[0003]
【従来の技術】CVD法によりシリコン酸化膜を形成す
る際の反応ガスとして、一般にシラン類と亜酸化窒素の
混合ガスが使用されている。2. Description of the Related Art Generally, a mixed gas of silanes and nitrous oxide is used as a reaction gas when forming a silicon oxide film by a CVD method.
【0004】成膜装置としては減圧縦型炉等のバッチ式
が用いられており、これによれば成長温度800℃で堆
積速度が30Å/min と小さく、成膜に伴う熱処理が長
時間に及んでしまう。例えば1000Åの厚さに成長す
るためには33分かかる。As a film forming apparatus, a batch type such as a decompression vertical furnace is used. According to this, the deposition rate is as small as 30Å / min at a growth temperature of 800 ° C., and the heat treatment for film formation takes a long time. I will end up. For example, it takes 33 minutes to grow to a thickness of 1000Å.
【0005】しかも、炉の温度の安定時間等を含める
と、ウェハが加熱されている時間は1工程で3時間以上
に及ぶ。また、枚葉式の減圧CVD装置により酸化膜を
形成する場合には、同じ反応ガスを使用し、その成長速
度は、図3(a) に示すように800℃で90Å/min で
ある。なお、図3において符号rは、シラン系ガスに対
する亜酸化窒素ガスの流量比を示している。In addition, including the time for the temperature of the furnace to stabilize, the time during which the wafer is heated reaches 3 hours or more in one step. When an oxide film is formed by a single-wafer type low pressure CVD apparatus, the same reaction gas is used, and the growth rate thereof is 90Å / min at 800 ° C. as shown in FIG. 3 (a). In FIG. 3, the symbol r indicates the flow rate ratio of the nitrous oxide gas to the silane-based gas.
【0006】ところが、この程度の高い成長温度では、
ストレスなどの問題が生じるので、熱処理の温度を下げ
ることが好ましい。However, at such a high growth temperature,
Since problems such as stress occur, it is preferable to lower the temperature of heat treatment.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えばバッチ
式での酸化膜成長温度を725℃に下げれば、膜厚を均
一にできる堆積速度が6Å/min となり、3時間という
長い堆積時間が必要となるので、スループットが低下す
る。However, for example, if the oxide film growth temperature in a batch system is lowered to 725 ° C., the deposition rate capable of making the film thickness uniform becomes 6Å / min, which requires a long deposition time of 3 hours. Therefore, the throughput is reduced.
【0008】また、CVD酸化膜の膜質は屈折率によっ
て評価でき、一般に、1.45が良いとされているが、枚
葉式の減圧CVD装置によれば、成長温度が750℃以
下では図3(a) のように成長速度が大きくなるのに反し
て、酸化膜の屈折率は図3(b) に示すように1.45より
もかなり大きくなるといった問題がある。Further, the film quality of the CVD oxide film can be evaluated by the refractive index, and it is generally said that 1.45 is good. However, according to the single-wafer type low pressure CVD apparatus, when the growth temperature is 750 ° C. or less, FIG. On the other hand, as shown in (a), the growth rate increases, but the refractive index of the oxide film becomes considerably larger than 1.45 as shown in FIG. 3 (b).
【0009】さらに、酸化膜の成長温度を例えば400
℃前後にまで低下させると、その程度の温度では、バッ
チ式及び枚葉式のいずれを使用しても膜の成長が難し
い。以上のことから低熱処理化は困難であり、超LSI
の開発に支障をきたすおそれがある。Further, the growth temperature of the oxide film is set to 400, for example.
When the temperature is lowered to around 0 ° C., at such a temperature, it is difficult to grow the film regardless of whether the batch type or the single-wafer type is used. From the above, it is difficult to reduce the heat treatment, and VLSI
May hinder the development of.
【0010】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、膜の成長速度が大きく、低熱処理下で良
質のCVD酸化膜を成長することができる半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for manufacturing a semiconductor device which has a high film growth rate and can grow a high-quality CVD oxide film under a low heat treatment. The purpose is to
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記した課題は、ヒドラ
ジン、酸化窒素、シラン類の反応ガスを使用して酸化膜
を堆積する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法によって達成する。The above-mentioned object can be achieved by a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of depositing an oxide film by using a reaction gas of hydrazine, nitric oxide and silanes.
【0012】または、前記堆積の際の基板温度を370
℃以上とすることを特徴とする半導体装置の製造方法に
より達成する。または、前記酸化膜の堆積を、枚葉式成
膜装置で行う場合には堆積圧力を0.1Torr〜300To
rrの範囲で行い、バッチ式成膜装置で行う場合には堆積
圧力を0.1Torr〜1.0Torrの範囲で行うことを特徴
とする半導体装置の製造方法によって達成する。Alternatively, the substrate temperature during the deposition is set to 370
This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which is characterized by setting the temperature to be at least ° C. Alternatively, when the deposition of the oxide film is performed by a single-wafer deposition apparatus, the deposition pressure is 0.1 Torr to 300 To.
It is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which is performed in a range of rr and when a batch type film forming apparatus is performed, the deposition pressure is in a range of 0.1 Torr to 1.0 Torr.
【0013】または、前記酸化膜の表面に酸化窒素を導
入して窒化することを特徴とする半導体装置の製造方法
により達成する。または、前記酸化膜を成長する前にヒ
ドラジンを導入することにより、前記酸化膜の下地層の
表面を窒化する工程を有することを特徴とする半導体装
置の製造方法により達成する。Alternatively, it is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which is characterized by introducing nitric oxide into the surface of the oxide film and nitriding it. Alternatively, it is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of nitriding a surface of an underlayer of the oxide film by introducing hydrazine before growing the oxide film.
【0014】または、前記下地層の表面を窒化する前処
理として、前記下地層の表面を水素ベーク、無水フッ酸
処理のいずれかを行うことを特徴とする半導体装置の製
造方法により達成する。Alternatively, as a pretreatment for nitriding the surface of the underlayer, the surface of the underlayer is subjected to either hydrogen baking or anhydrous hydrofluoric acid treatment, which is a method for manufacturing a semiconductor device.
【0015】または、前記下地層を窒化した後であって
前記酸化膜を形成する前に、窒化膜を堆積する工程を含
むことを特徴とする半導体装置の製造方法により達成す
る。または、前記窒化膜の表面に酸化窒素を導入して酸
化を行った後に、前記酸化膜を堆積することを特徴とす
る半導体装置の製造方法により達成する。Alternatively, it is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device, which includes a step of depositing a nitride film after nitriding the underlayer and before forming the oxide film. Alternatively, it is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises depositing the oxide film after introducing nitrogen oxide into the surface of the nitride film to oxidize it.
【0016】[0016]
【作 用】本発明によれば、CVD法によりシリコン酸
化膜を形成する際に、反応ガスとして、シラン類及び酸
化窒素にヒドラジンを加えるようにしている。[Operation] According to the present invention, hydrazine is added to silanes and nitric oxide as a reaction gas when the silicon oxide film is formed by the CVD method.
【0017】ここで、シラン類の分解温度は200〜3
00℃であるので、酸化窒素を効率良く分解できれば膜
堆積は低温で高速で行うことができる。ここで酸化窒素
の分解温度は600℃であり、それ以上の熱処理を行え
ば膜堆積が起きることになり、従来ではそのような条件
で膜成長を行っていた。Here, the decomposition temperature of silanes is 200 to 3
Since the temperature is 00 ° C., if nitrogen oxide can be decomposed efficiently, film deposition can be performed at low temperature and at high speed. Here, the decomposition temperature of nitric oxide is 600 ° C., and if heat treatment is performed at a temperature higher than that, film deposition will occur, and conventionally, film growth was performed under such conditions.
【0018】これに対して、ヒドラジンを含有させると
酸化窒素が還元し、これにより発生した酸素或いはその
中間生成物はシラン類及びその中間生成物と反応して、
効率良く反応ガスが消費されることになるので、低温で
高い堆積速度が得られる。On the other hand, when hydrazine is contained, nitric oxide is reduced, and oxygen or an intermediate product generated thereby reacts with silanes and an intermediate product thereof,
Since the reaction gas is efficiently consumed, a high deposition rate can be obtained at a low temperature.
【0019】また、これにより成長したシリコン酸化膜
の屈折率は1.45前後であり、良質の膜が形成され
た。しかも、この方法によれば370℃という低温でも
良質の膜が成長した。The refractive index of the silicon oxide film thus grown was about 1.45, and a good quality film was formed. Moreover, according to this method, a good quality film was grown even at a low temperature of 370 ° C.
【0020】なお、膜の均一性等を考慮すると、枚葉式
成膜装置で行う場合には堆積圧力を0.1Torr〜300
Torrの範囲で行い、バッチ式成膜装置で行う場合には堆
積圧力を0.1Torr〜1.0Torrの範囲で行うのが最適
である。In consideration of film uniformity and the like, the deposition pressure is 0.1 Torr to 300 when a single-wafer type film forming apparatus is used.
When the process is performed in the Torr range and the batch type film forming apparatus is used, the deposition pressure is optimally in the range of 0.1 Torr to 1.0 Torr.
【0021】また、酸化膜を形成する前に、その下地層
を窒化したり、その窒化処理の前に無水フッ酸処理や水
素ベーク処理を行ったり、或いは、窒化の後にその上に
窒化膜を設けたりしてもよい。さらに、その窒化膜の表
面を酸化したり、酸化膜の表面を窒化してもよい。これ
らによれば、絶縁膜の耐圧が向上する。Further, the underlying layer may be nitrided before the oxide film is formed, a hydrofluoric acid anhydride treatment or a hydrogen bake treatment may be performed before the nitriding treatment, or a nitride film may be formed thereon after the nitriding treatment. It may be provided. Further, the surface of the nitride film may be oxidized or the surface of the oxide film may be nitrided. According to these, the breakdown voltage of the insulating film is improved.
【0022】[0022]
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 (a)本発明の第1実施例の説明 図1(a) は、本発明の第1実施例に用いる枚葉式CVD
装置の一例を示す概要構成図、図2は、本発明の第1実
施例により形成した酸化膜の温度変化に対する成長速
度、屈折率の変化を示す実測図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (A) Description of the First Embodiment of the Present Invention FIG. 1 (a) shows a single wafer CVD used in the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the apparatus, and FIG. 2 is an actual measurement diagram showing changes in growth rate and refractive index with respect to temperature changes of the oxide film formed according to the first embodiment of the present invention.
【0023】図1(a) において符号1で示す枚葉式の減
圧CVD装置は、反応室2と、反応室2内に反応ガスを
導入するガス導入管3と、被成膜物のウェハWを載置す
るサセプタ4と、ガス導入管3の下端に取付けられてサ
セプタ4に対向するガス放出盤5と、サセプタ4を加熱
するヒータ6と、反応室2内に取付けられた排気管7と
を有している。In FIG. 1A, a single-wafer type low pressure CVD apparatus indicated by reference numeral 1 is a reaction chamber 2, a gas introducing pipe 3 for introducing a reaction gas into the reaction chamber 2, and a wafer W to be deposited. A susceptor 4 on which the gas is introduced, a gas discharge plate 5 attached to the lower end of the gas introduction pipe 3 and facing the susceptor 4, a heater 6 for heating the susceptor 4, and an exhaust pipe 7 attached in the reaction chamber 2. have.
【0024】次に、上記した枚葉式CVD装置1を使用
してシリコン酸化膜を成長する工程を説明する。まず、
ウェハWをサセプタ4に載せた状態で、排気管7を通し
て反応室2内のガスを排気して内部圧力を3Torrに保持
しつつ、ガス導入管3から反応室2内にジシラン(Si2H
6)を3sccm、ヒドラジン(N2H4)を10sccm、亜酸化窒
素(N2O)を150〜600sccmの流量でそれぞれ導入す
る。Next, a process of growing a silicon oxide film using the above-mentioned single-wafer CVD apparatus 1 will be described. First,
With the wafer W placed on the susceptor 4, the gas in the reaction chamber 2 is exhausted through the exhaust pipe 7 to maintain the internal pressure at 3 Torr, and the disilane (Si 2 H 2
6 ) is introduced at 3 sccm, hydrazine (N 2 H 4 ) is introduced at 10 sccm, and nitrous oxide (N 2 O) is introduced at a flow rate of 150 to 600 sccm.
【0025】そして、この条件でウェハWの加熱温度を
変えてシリコン酸化膜を成長したところ、図2(a) に示
すような成長速度となった。ところで、SiH4、Si2H6 、
Si3H8 等のシラン類の分解温度は200〜300℃程度
であるので、N2O を効率良く分解できれば、酸化膜の堆
積は低温かつ高速で行える。When the heating temperature of the wafer W was changed under these conditions to grow the silicon oxide film, the growth rate was as shown in FIG. 2 (a). By the way, SiH 4 , Si 2 H 6 ,
Since the decomposition temperature of silanes such as Si 3 H 8 is about 200 to 300 ° C., if N 2 O can be decomposed efficiently, the oxide film can be deposited at low temperature and at high speed.
【0026】本実施例ではN2H4を反応ガス中に混入させ
ているので、これによりN2O が還元されて酸素或いはそ
の中間生成物が生じる。これがSi2H6 及びその中間生成
物と反応し、効率良く反応ガスが消費されるために、従
来に比べて700℃程度の低温でも堆積速度が低下せ
ず、しかも、370℃でも60Å/min の成長がみられ
た。In this embodiment, N 2 H 4 is mixed in the reaction gas, so that N 2 O is reduced and oxygen or an intermediate product thereof is produced. Since this reacts with Si 2 H 6 and its intermediate products and the reaction gas is consumed efficiently, the deposition rate does not decrease even at a low temperature of about 700 ° C compared to the conventional method, and even at 370 ° C, 60Å / min. Growth was observed.
【0027】一方、膜形成による屈折率を偏光解析法な
どにより調べると、図1(b) のようになり、370℃〜
850℃の広い範囲で屈折率が1.45前後とほぼ均一
になり、低温でも良質な膜が得られた。On the other hand, when the refractive index due to film formation is examined by ellipsometry or the like, it becomes as shown in FIG.
In a wide range of 850 ° C., the refractive index was around 1.45, which was almost uniform, and a good quality film was obtained even at low temperatures.
【0028】なお、枚葉式の場合には、膜厚、膜質の均
一性を考慮して堆積圧力を0.1〜300Torrの間で行
うのがよい。 (b)本発明の第2実施例の説明 図1(b) は、本発明の第2実施例に用いるバッチ式CV
D装置の一例を示す概要構成図である。In the case of the single-wafer type, the deposition pressure is preferably 0.1 to 300 Torr in consideration of the uniformity of film thickness and film quality. (B) Description of Second Embodiment of the Present Invention FIG. 1 (b) shows a batch type CV used in the second embodiment of the present invention.
It is a schematic block diagram which shows an example of D apparatus.
【0029】図1(b) において符号11で示すバッチ式
の縦型減圧CVD装置は、外側チューブ12aと上端開
放形の内側チューブ12bからなる反応室12と、これ
を取り囲むヒータ13と、外側チューブ12aと内側チ
ューブ12bとの間に接続された排気管14と、内側チ
ューブ12bの下部側壁を貫通する複数のガスインジェ
クタ15とを有しており、また、排気管14は排気ポン
プ16に接続されて反応室12内のガスを排気し、減圧
するように構成されている。The batch type vertical decompression CVD apparatus indicated by reference numeral 11 in FIG. 1 (b) is a reaction chamber 12 composed of an outer tube 12a and an inner tube 12b of an open upper end, a heater 13 surrounding the reaction chamber 12, and an outer tube. It has an exhaust pipe 14 connected between 12a and the inner tube 12b, and a plurality of gas injectors 15 penetrating the lower side wall of the inner tube 12b, and the exhaust pipe 14 is connected to an exhaust pump 16. The gas in the reaction chamber 12 is exhausted and the pressure is reduced.
【0030】また、内側チューブ12の中にはウェハバ
スケット17が取付けられ、このウェハバスケット17
内には、複数のウェハWがガスの流れの方向に間隙をお
いて収納される。A wafer basket 17 is mounted in the inner tube 12, and the wafer basket 17 is attached.
A plurality of wafers W are housed therein with a gap in the gas flow direction.
【0031】次に、上記した縦型CVD装置11を用い
てシリコン酸化膜をウェハW上に形成する工程を説明す
る。まず、複数のウェハWをウェハバスケット17に取
付け、これを反応室12の内側チューブ12b内に収納
する。Next, a process of forming a silicon oxide film on the wafer W by using the vertical CVD apparatus 11 described above will be described. First, a plurality of wafers W are attached to the wafer basket 17 and housed in the inner tube 12b of the reaction chamber 12.
【0032】ついで、排気管14を通して反応室12の
中を減圧して内部圧力を0.2Torrに保持しつつ、ガス
インジェクタ15からSi2H6 を30sccm、N2H4を100
sccm、N2O を1.5〜6.0SLM の流量で供給し、ウェ
ハW上にシリコン酸化膜を形成する。Then, the inside of the reaction chamber 12 is decompressed through the exhaust pipe 14 and the internal pressure is maintained at 0.2 Torr, while Si 2 H 6 is 30 sccm and N 2 H 4 is 100 from the gas injector 15.
Sccm and N 2 O are supplied at a flow rate of 1.5 to 6.0 SLM to form a silicon oxide film on the wafer W.
【0033】この場合も、第1実施例と同様に、370
℃〜800℃の熱処理で、N2H4によりN2O が還元されて
酸素或いはその中間生成物が生じる。これがSi2H6 及び
その中間生成物と反応し、効率良く反応ガスが消費され
るために、低温で高い堆積速度が得られる。例えば、上
記した条件で温度800℃の成長速度は約200Å/mi
n となり、膜厚1000Åの堆積時間は5分である。Also in this case, as in the first embodiment, 370
By the heat treatment at ℃ to 800 ℃, N 2 O is reduced by N 2 H 4 to produce oxygen or its intermediate product. Since this reacts with Si 2 H 6 and its intermediate product and the reaction gas is efficiently consumed, a high deposition rate can be obtained at a low temperature. For example, under the above conditions, the growth rate at a temperature of 800 ° C is about 200Å / mi.
n, and the deposition time for a film thickness of 1000Å is 5 minutes.
【0034】また、N2H4を加えることにより、第1実施
例と同様に370℃での酸化膜の成長も可能になり、さ
らに、その屈折率も370〜850℃の間で1.45を確
保できた。Further, by adding N 2 H 4 , it becomes possible to grow an oxide film at 370 ° C. as in the first embodiment, and the refractive index thereof is 1.45 at 370 to 850 ° C. Was secured.
【0035】なお、バッチ式によれば、膜圧、膜質の均
一性の関係上、堆積圧力を0.1〜1.0Torrの範囲内
で行うのがよい。 (c)本発明のその他の実施例の説明 上記した2つの実施例では、単にシリコン酸化膜の成長
について述べたが、その下地がシリコンの場合には、以
下に述べる処理を行ってもよい。According to the batch method, the deposition pressure is preferably within the range of 0.1 to 1.0 Torr in view of the film pressure and the uniformity of film quality. (C) Description of Other Embodiments of the Present Invention In the above-mentioned two embodiments, only the growth of the silicon oxide film was described. However, when the underlying layer is silicon, the following processing may be performed.
【0036】酸化膜を形成する前に成膜装置内でヒド
ラジンを導入し、シリコン層の表面を窒化し、その後に
上記した酸化シリコン膜を成長してもよい。 その窒化条件は、例えば、温度を800℃、雰囲気の圧
力を50Torrとして、モノメチルヒドラジンを100sc
cmの流量でリアクターに導入する。これを3分間行う。
その後に、Si2H6 を3sccm、モノメチルヒドラジンを1
0sccm、N2O を150〜600sccmの流量で導入し、圧
力を3Torr、温度を800℃にして酸化シリコン膜を堆
積する。Before forming the oxide film, hydrazine may be introduced in the film forming apparatus to nitride the surface of the silicon layer, and then the above silicon oxide film may be grown. The nitriding conditions are, for example, a temperature of 800 ° C., an atmospheric pressure of 50 Torr, and 100 sc of monomethylhydrazine.
It is introduced into the reactor at a flow rate of cm. Do this for 3 minutes.
After that, 3 sccm of Si 2 H 6 and 1 sc of monomethylhydrazine
A silicon oxide film is deposited by introducing 0 sccm and N 2 O at a flow rate of 150 to 600 sccm, setting the pressure to 3 Torr and the temperature to 800 ° C.
【0037】なお、窒化する前に下地シリコンの表面を
水素ベーク処理又は無水フッ酸処理を行ってもよい。そ
の水素ベークをする場合には、例えばH2を50SLM の流
量で導入し、その温度を850℃、雰囲気圧力を20To
rrとして行う。また、無水フッ酸処理の場合には、例え
ば無水フッ酸(AHF; Anhydrous Hydrogen Fluoride)
を100sccmの流量で導入し、その雰囲気の圧力を10
0Torr、気温度を室温とする。Before the nitriding, the surface of the underlying silicon may be subjected to hydrogen baking treatment or anhydrous hydrofluoric acid treatment. When the hydrogen bake is performed, for example, H 2 is introduced at a flow rate of 50 SLM, the temperature is 850 ° C., and the atmospheric pressure is 20 To.
Do as rr. In the case of hydrofluoric acid anhydride treatment, for example, hydrofluoric acid anhydride (AHF; Anhydrous Hydrogen Fluoride) is used.
Is introduced at a flow rate of 100 sccm and the pressure of the atmosphere is adjusted to 10
0 Torr and the air temperature are room temperature.
【0038】また、酸化シリコン膜の下地層を窒化膜
(Si3N4) とする場合には次のような工程を経てもよい。 まず、温度を800℃、雰囲気圧力を50Torrとしてモ
ノメチルヒドラジンを100sccmの流量でリアクターに
導入し、3分間処理してシリコン層の表面を窒化した後
に、連続して、加熱温度を800℃、圧力を3Torrとし
てSi2H6 とN2H4をそれぞれ50sccm、10sccmの流量で
流し、これによりSi3N4 膜を堆積する。なお、Si2H6 の
代わりにSiH4を用いる場合には、その流量を100sccm
とし、N2H4の代わりにNH3 を20sccmの量で導入しても
よい。The underlying layer of the silicon oxide film is a nitride film.
When (Si 3 N 4 ) is used, the following steps may be performed. First, monomethylhydrazine was introduced into the reactor at a flow rate of 100 sccm at a temperature of 800 ° C. and an atmospheric pressure of 50 Torr, and the surface of the silicon layer was nitrided by treating for 3 minutes. As 3 Torr, Si 2 H 6 and N 2 H 4 are caused to flow at a flow rate of 50 sccm and 10 sccm, respectively, thereby depositing a Si 3 N 4 film. When SiH 4 is used instead of Si 2 H 6 , the flow rate is 100 sccm.
In place of N 2 H 4 , NH 3 may be introduced in an amount of 20 sccm.
【0039】その後に、既述した条件で質の良い酸化シ
リコン膜を形成する。なお、シリコン表面を窒化する前
に、上記したAHF処理や水素ベース処理を行ってもよ
い。After that, a high-quality silicon oxide film is formed under the conditions described above. The above-mentioned AHF treatment or hydrogen-based treatment may be performed before nitriding the silicon surface.
【0040】さらに、上記した条件で成長した酸化シ
リコン膜に酸化窒素ガスを供給してその表面を窒化して
もよい。 また、酸化シリコン膜の下地となるSi3N4 膜の表面にN2
O を供給してその表面を酸化してもよい。この場合の酸
化条件は、温度750℃、圧力100Torrとし、酸化時
間を30分とする。Further, nitrogen oxide gas may be supplied to the silicon oxide film grown under the above conditions to nitride the surface thereof. In addition, N 2 is formed on the surface of the Si 3 N 4 film that is the base of the silicon oxide film.
O 2 may be supplied to oxidize the surface. The oxidation conditions in this case are a temperature of 750 ° C., a pressure of 100 Torr, and an oxidation time of 30 minutes.
【0041】これらのように、シリコン表面を窒化した
後に酸化シリコン膜を成長したり、その窒化の後に窒化
膜と酸化シリコン膜を形成したり、酸化シリコン膜の表
面を窒化する具体例としては、例えば薄膜トランジスタ
のゲート絶縁膜やEEPROMのフローティングゲート
上の絶縁膜があり、これによれば耐圧が向上する。Specific examples of growing a silicon oxide film after nitriding the silicon surface, forming a nitride film and a silicon oxide film after the nitriding, or nitriding the surface of the silicon oxide film are as follows. For example, there is a gate insulating film of a thin film transistor or an insulating film on a floating gate of an EEPROM, which improves the breakdown voltage.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、CV
D法によりシリコン酸化膜を形成する際に、反応ガスと
してシラン類、酸化窒素の他にヒドラジンを添加するよ
うにしている。As described above, according to the present invention, the CV
When the silicon oxide film is formed by the D method, hydrazine is added as a reaction gas in addition to silanes and nitric oxide.
【0043】ここで、シラン類の分解温度は200〜3
00℃である。また、酸化窒素はヒドラジンにより低温
で還元されるので、これにより発生した酸素或いはその
中間生成物は、シラン類及びその中間生成物と反応し、
効率良く反応ガスが消費されるので、低温で高い堆積速
度を得ることができる。Here, the decomposition temperature of silanes is 200 to 3
It is 00 ° C. In addition, since nitric oxide is reduced by hydrazine at low temperature, oxygen or its intermediate product generated by this reacts with silanes and its intermediate product,
Since the reaction gas is efficiently consumed, a high deposition rate can be obtained at a low temperature.
【0044】また、これにより成長したシリコン酸化膜
の屈折率は1.45前後であり、質の良い膜を形成でき
る。しかも、この方法によれば370℃という低温で
も、良質の膜成長も可能になる。The refractive index of the silicon oxide film thus grown is around 1.45, and a high quality film can be formed. Moreover, according to this method, a good quality film can be grown even at a low temperature of 370 ° C.
【図1】本発明に用いる減圧CVD装置の一例を示す概
要構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a low pressure CVD apparatus used in the present invention.
【図2】本発明の第1実施例の温度変化に対するCVD
酸化膜の成長速度、屈折率の変化を示す特性図である。FIG. 2 is a CVD according to a temperature change of the first embodiment of the present invention.
It is a characteristic view which shows the growth rate of an oxide film, and the change of a refractive index.
【図3】従来の方法による酸化膜成長の際の温度変化に
対する成長速度と屈折率の変化を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing changes in a growth rate and a refractive index with respect to a temperature change in growing an oxide film by a conventional method.
1 枚葉式減圧CVD装置 11 バッチ式減圧CVD装置 1 Single wafer type low pressure CVD apparatus 11 Batch type low pressure CVD apparatus
Claims (8)
スを使用して酸化膜を堆積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。1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of depositing an oxide film using a reaction gas of hydrazine, nitric oxide and silanes.
することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate temperature during the deposition is set to 370 ° C. or higher.
う場合には堆積圧力を0.1Torr〜300Torrの範囲で
行い、バッチ式成膜装置で行う場合には堆積圧力を0.
1Torr〜1.0Torrの範囲で行うことを特徴とする請求
項1又は2記載の半導体装置の製造方法。3. The deposition pressure is set to 0.1 Torr to 300 Torr when the oxide film is deposited by a single-wafer type film forming apparatus, and the deposition pressure is set to 0.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is performed in a range of 1 Torr to 1.0 Torr.
化することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein nitric oxide is introduced into the surface of the oxide film to perform nitriding.
入することにより、前記酸化膜の下地層の表面を窒化す
る工程を有することを特徴とする請求項1又は4記載の
半導体装置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of nitriding a surface of an underlayer of the oxide film by introducing hydrazine before growing the oxide film. Method.
て、前記下地層の表面を水素ベーク、無水フッ酸処理の
いずれかを行うことを特徴とする請求項5記載の半導体
装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein as a pretreatment for nitriding the surface of the underlayer, the surface of the underlayer is subjected to either hydrogen baking or anhydrous hydrofluoric acid treatment. .
膜を形成する前に、窒化膜を堆積する工程を含むことを
特徴とする請求項5又は6記載の半導体装置の製造方
法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of depositing a nitride film after nitriding the underlayer and before forming the oxide film.
化を行った後に、前記酸化膜を堆積することを特徴とす
る請求項7記載の半導体装置の製造方法。8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the oxide film is deposited after introducing nitrogen oxide into the surface of the nitride film to perform oxidation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33414292A JPH06181205A (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33414292A JPH06181205A (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Method of manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06181205A true JPH06181205A (en) | 1994-06-28 |
Family
ID=18274002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33414292A Withdrawn JPH06181205A (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Method of manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06181205A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6255230B1 (en) | 1999-06-04 | 2001-07-03 | Canon Sales Co., Inc. | Method for modifying a film forming surface of a substrate on which a film is to be formed, and method for manufacturing a semiconductor device using the same |
US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP33414292A patent/JPH06181205A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6255230B1 (en) | 1999-06-04 | 2001-07-03 | Canon Sales Co., Inc. | Method for modifying a film forming surface of a substrate on which a film is to be formed, and method for manufacturing a semiconductor device using the same |
US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
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