JPH06244174A - 絶縁酸化膜の形成方法 - Google Patents
絶縁酸化膜の形成方法Info
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- JPH06244174A JPH06244174A JP5212236A JP21223693A JPH06244174A JP H06244174 A JPH06244174 A JP H06244174A JP 5212236 A JP5212236 A JP 5212236A JP 21223693 A JP21223693 A JP 21223693A JP H06244174 A JPH06244174 A JP H06244174A
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- insulating oxide
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- forming
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高性能な表面保護酸化膜を形成
し、続いて絶縁耐圧が高く、リーク電流が小さく、注入
電荷量が大きな絶縁酸化膜を形成する方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 半導体基板表面を酸化して絶縁酸化膜を形成
する工程において、前記半導体基板をオゾンを含む超純
水に浸漬して表面保護用酸化膜を形成した後、該表面保
護用酸化膜が付いたまま絶縁酸化膜形成装置に搬入して
絶縁酸化膜を形成することを特徴とする。
し、続いて絶縁耐圧が高く、リーク電流が小さく、注入
電荷量が大きな絶縁酸化膜を形成する方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 半導体基板表面を酸化して絶縁酸化膜を形成
する工程において、前記半導体基板をオゾンを含む超純
水に浸漬して表面保護用酸化膜を形成した後、該表面保
護用酸化膜が付いたまま絶縁酸化膜形成装置に搬入して
絶縁酸化膜を形成することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁酸化膜の形成方法
に係わり、特に、オゾン含有超純水に浸漬して形成され
た表面保護用酸化膜を付けたままの状態で半導体基板を
絶縁酸化膜形成装置に導入して酸化し、絶縁特性の優れ
た絶縁酸化膜を形成することが可能な絶縁酸化膜の形成
方法に関する。
に係わり、特に、オゾン含有超純水に浸漬して形成され
た表面保護用酸化膜を付けたままの状態で半導体基板を
絶縁酸化膜形成装置に導入して酸化し、絶縁特性の優れ
た絶縁酸化膜を形成することが可能な絶縁酸化膜の形成
方法に関する。
【０００２】
【背景技術】半導体製造工程の中で、半導体表面を酸化
して絶縁酸化膜を形成する工程は最も清浄度が要求され
る工程である。従って、絶縁酸化膜形成装置に半導体基
板を搬入する前に十分な精密洗浄が行なわれている。
して絶縁酸化膜を形成する工程は最も清浄度が要求され
る工程である。従って、絶縁酸化膜形成装置に半導体基
板を搬入する前に十分な精密洗浄が行なわれている。
【０００３】洗浄後の半導体基板表面は、洗浄方法によ
って、次の何れかの状態にある。１）半導体表面が露出
している状態。即ち、洗浄の最終工程でＨＦ等の薬剤に
より表面の酸化膜は除去されている。２）半導体表面が
酸化膜で覆われている状態。洗浄の最終工程で酸化剤を
含む薬液洗浄を行い、その酸化膜に表面保護膜としての
機能を持たせながら、そのまま絶縁酸化膜形成装置に搬
入する。
って、次の何れかの状態にある。１）半導体表面が露出
している状態。即ち、洗浄の最終工程でＨＦ等の薬剤に
より表面の酸化膜は除去されている。２）半導体表面が
酸化膜で覆われている状態。洗浄の最終工程で酸化剤を
含む薬液洗浄を行い、その酸化膜に表面保護膜としての
機能を持たせながら、そのまま絶縁酸化膜形成装置に搬
入する。
【０００４】半導体表面が露出している場合は、半導体
表面は非常に活性な性質を示すため、ｉ）搬送中に外部
環境の酸素や水分による自然酸化膜が形成され易い、i
i）搬送中に外部環境からの不純物の吸着により汚染さ
れ易い、iii）加熱装置に導入後、不活性ガス中で昇温
する際に、露出している半導体表面が気相エッチングさ
れ表面の平滑度が失われる、等の問題がある。
表面は非常に活性な性質を示すため、ｉ）搬送中に外部
環境の酸素や水分による自然酸化膜が形成され易い、i
i）搬送中に外部環境からの不純物の吸着により汚染さ
れ易い、iii）加熱装置に導入後、不活性ガス中で昇温
する際に、露出している半導体表面が気相エッチングさ
れ表面の平滑度が失われる、等の問題がある。
【０００５】自然酸化膜が形成される場合でも、自然酸
化膜は表面全体で均一に形成されることは無く、島状に
形成されるので、不均一な表面状態で絶縁酸化膜形成装
置に導入されてしまう。その結果、得られる絶縁酸化膜
の特性には、絶縁耐圧が低い、リーク電流が大き
い、注入電荷量が小さい、という問題点がある。
化膜は表面全体で均一に形成されることは無く、島状に
形成されるので、不均一な表面状態で絶縁酸化膜形成装
置に導入されてしまう。その結果、得られる絶縁酸化膜
の特性には、絶縁耐圧が低い、リーク電流が大き
い、注入電荷量が小さい、という問題点がある。
【０００６】また、従来の酸化剤を含む洗浄溶液（例え
ばアンモニア一過酸化水素洗浄液、塩酸―過酸化水素洗
浄液）により形成された酸化膜を表面保護膜として絶縁
酸化膜形成装置に導入した場合でも、同様に上記〜
の問題点があるのが現状である。
ばアンモニア一過酸化水素洗浄液、塩酸―過酸化水素洗
浄液）により形成された酸化膜を表面保護膜として絶縁
酸化膜形成装置に導入した場合でも、同様に上記〜
の問題点があるのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の現状に
鑑みなされたものであり、高性能な表面保護酸化膜を形
成して、続いて絶縁耐圧が高く、リーク電流が小さく、
注入電荷量が大きな絶縁酸化膜を形成する方法を提供す
ることを目的とする。
鑑みなされたものであり、高性能な表面保護酸化膜を形
成して、続いて絶縁耐圧が高く、リーク電流が小さく、
注入電荷量が大きな絶縁酸化膜を形成する方法を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
半導体基板表面を酸化して絶縁酸化膜を形成する工程に
おいて、前記半導体基板をオゾンを含む超純水に浸漬し
て表面保護用酸化膜を形成した後、該表面保護用酸化膜
が付いたまま絶縁酸化膜形成装置に搬入して絶縁酸化膜
を形成することを特徴とする。
半導体基板表面を酸化して絶縁酸化膜を形成する工程に
おいて、前記半導体基板をオゾンを含む超純水に浸漬し
て表面保護用酸化膜を形成した後、該表面保護用酸化膜
が付いたまま絶縁酸化膜形成装置に搬入して絶縁酸化膜
を形成することを特徴とする。
【０００９】
【作用】以下に本発明の作用を、本発明に至る過程で得
た知見等と共に説明する。
た知見等と共に説明する。
【００１０】本発明者は、絶縁酸化膜形成前の洗浄技術
の根本的見直しを行い、従来の絶縁酸化膜の絶縁特性が
低くなる原因、即ち絶縁耐圧が低い、リーク電流が
大きい、注入電荷量が小さい等、について解明を行っ
た。
の根本的見直しを行い、従来の絶縁酸化膜の絶縁特性が
低くなる原因、即ち絶縁耐圧が低い、リーク電流が
大きい、注入電荷量が小さい等、について解明を行っ
た。
【００１１】先ず、洗浄により酸化膜を除去した場合
は、自然酸化膜の生成と外部環境からの汚染を防止する
ために、酸素のない清浄な環境、例えば不活性ガスまた
は真空中で搬送する必要がある。このためには高価な搬
送装置や煩雑な操作が必要となる。これらの問題点を克
服するためには、経済的に簡易な手段で、搬送時に表面
を保護する手段が望まれる。
は、自然酸化膜の生成と外部環境からの汚染を防止する
ために、酸素のない清浄な環境、例えば不活性ガスまた
は真空中で搬送する必要がある。このためには高価な搬
送装置や煩雑な操作が必要となる。これらの問題点を克
服するためには、経済的に簡易な手段で、搬送時に表面
を保護する手段が望まれる。
【００１２】そこで、絶縁酸化膜形成前の搬送時の表面
保護膜として、薬液により制御された酸化膜を用いる方
法は有効であるといえる。なぜなら、搬送後の工程もや
はり酸化膜形成工程なので、搬送後、絶縁酸化膜形成前
に保護膜として使用した酸化膜をわざわざ除去する必要
は無く、そのまま絶縁酸化膜形成装置内で酸化して絶縁
酸化膜を形成することが可能だからである。また、絶縁
酸化膜形成工程前の精密洗浄工程の中に容易に組み込む
ことが可能なので、精密洗浄後、半導体が外部環境から
再汚染されたり、制御されない自然酸化膜が形成される
前に、保護膜を形成することが可能という利点もある。
保護膜として、薬液により制御された酸化膜を用いる方
法は有効であるといえる。なぜなら、搬送後の工程もや
はり酸化膜形成工程なので、搬送後、絶縁酸化膜形成前
に保護膜として使用した酸化膜をわざわざ除去する必要
は無く、そのまま絶縁酸化膜形成装置内で酸化して絶縁
酸化膜を形成することが可能だからである。また、絶縁
酸化膜形成工程前の精密洗浄工程の中に容易に組み込む
ことが可能なので、精密洗浄後、半導体が外部環境から
再汚染されたり、制御されない自然酸化膜が形成される
前に、保護膜を形成することが可能という利点もある。
【００１３】しかしながら、従来行われている薬液によ
る表面保護用酸化膜を用いた絶縁酸化膜にも上記〜
に示す欠点がある。従来の薬液による表面保護用酸化膜
形成方法は、酸化剤を含む洗浄溶液（例えばアンモニア
−過酸化水素洗浄液、塩酸−過酸化水素洗浄液、硫酸−
過酸化水素洗浄液）をそのまま流用しているので、洗浄
液のイオン成分（例えばアンモニア−過酸化水素洗浄液
中のアンモニウムイオン）は、ウエハ上に付着している
汚染物質を除去するためには必要であるが、保護用酸化
膜を形成する目的には必要ない。むしろそのイオン成分
が酸化膜中あるいは表面に取り込まれることにより、絶
縁酸化膜中の不純物として悪影響を及ぼすことがある。
る表面保護用酸化膜を用いた絶縁酸化膜にも上記〜
に示す欠点がある。従来の薬液による表面保護用酸化膜
形成方法は、酸化剤を含む洗浄溶液（例えばアンモニア
−過酸化水素洗浄液、塩酸−過酸化水素洗浄液、硫酸−
過酸化水素洗浄液）をそのまま流用しているので、洗浄
液のイオン成分（例えばアンモニア−過酸化水素洗浄液
中のアンモニウムイオン）は、ウエハ上に付着している
汚染物質を除去するためには必要であるが、保護用酸化
膜を形成する目的には必要ない。むしろそのイオン成分
が酸化膜中あるいは表面に取り込まれることにより、絶
縁酸化膜中の不純物として悪影響を及ぼすことがある。
【００１４】また、上記洗浄溶液の一部には、半導体基
板をエッチング（溶解）するものがあり、酸化膜形成時
に同時にエッチングが起こると、表面の平坦性が失われ
てしまう。さらに、高温工程であり、使用中に洗浄液成
分組成が変化してしまう。その結果、液温や成分組成が
変化すると得られる酸化膜厚も変化してしまうという問
題がある。
板をエッチング（溶解）するものがあり、酸化膜形成時
に同時にエッチングが起こると、表面の平坦性が失われ
てしまう。さらに、高温工程であり、使用中に洗浄液成
分組成が変化してしまう。その結果、液温や成分組成が
変化すると得られる酸化膜厚も変化してしまうという問
題がある。
【００１５】そこで、本発明者は、各種実験を重ねた結
果、高性能な絶縁酸化膜を実現するための表面保護用酸
化膜形成手段として、酸化液には、Ａ）液中に余分なイ
オン成分を含まない、Ｂ）半導体基板をエッチングしな
い、Ｃ）室温で使用可能で、使用中に成分組成の変化が
無い、ことが要求されることが分かった。さらに、以上
の条件を満たす酸化液として、オゾンを含有させた超純
水が最適であることが分かり、半導体基板を、例えば所
定の流量で流れる室温のオゾン含有超純水に浸漬するこ
とにより表面保護用酸化膜を形成し、その酸化膜が付い
たまま絶縁酸化膜形成装置に搬入して酸化すると、上記
問題点〜を一挙に解決できることを確認した。
果、高性能な絶縁酸化膜を実現するための表面保護用酸
化膜形成手段として、酸化液には、Ａ）液中に余分なイ
オン成分を含まない、Ｂ）半導体基板をエッチングしな
い、Ｃ）室温で使用可能で、使用中に成分組成の変化が
無い、ことが要求されることが分かった。さらに、以上
の条件を満たす酸化液として、オゾンを含有させた超純
水が最適であることが分かり、半導体基板を、例えば所
定の流量で流れる室温のオゾン含有超純水に浸漬するこ
とにより表面保護用酸化膜を形成し、その酸化膜が付い
たまま絶縁酸化膜形成装置に搬入して酸化すると、上記
問題点〜を一挙に解決できることを確認した。
【００１６】また本発明で使用するオゾン含有超純水は
簡便な還元処理だけで無害化できるため、排水処理ヘの
負担が小さいという利点もある。
簡便な還元処理だけで無害化できるため、排水処理ヘの
負担が小さいという利点もある。
【００１７】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１８】（オゾン含有超純水による表面保護用酸化
膜形成手順）本発明におけるオゾンを含む超純水として
は、不純物が極限まで除去されたオゾン含有超純水であ
ることが望ましく、不純物量は、金属の場合１００ｐｐ
ｔ以下が好ましい。
膜形成手順）本発明におけるオゾンを含む超純水として
は、不純物が極限まで除去されたオゾン含有超純水であ
ることが望ましく、不純物量は、金属の場合１００ｐｐ
ｔ以下が好ましい。
【００１９】図１に、表面保護用酸化膜形成に用いたオ
ゾン超純水製造装置、オゾン水処理装置の一構成例を示
す。オゾン含有超純水製造装置１００は、オゾンガス発
生装置１０１とオゾンガス溶解装置１０２で構成されて
いる。オゾンガス発生装置は、ガス中に微粒子等の不純
物を発生させないものが望ましい。本実施例ではオゾン
ガス発生装置として、超純水の電解によりオゾンを発生
させる原理のものを使用したが、オゾン発生の原理とし
て、無声放電法、紫外線照射法、その他の方法を使用し
てもかまわない。
ゾン超純水製造装置、オゾン水処理装置の一構成例を示
す。オゾン含有超純水製造装置１００は、オゾンガス発
生装置１０１とオゾンガス溶解装置１０２で構成されて
いる。オゾンガス発生装置は、ガス中に微粒子等の不純
物を発生させないものが望ましい。本実施例ではオゾン
ガス発生装置として、超純水の電解によりオゾンを発生
させる原理のものを使用したが、オゾン発生の原理とし
て、無声放電法、紫外線照射法、その他の方法を使用し
てもかまわない。
【００２０】発生した高純度のオゾンガスは、オゾンガ
ス溶解装置１０２で超純水中に溶解される。溶解時に不
純物の混入が無く、オゾン濃度を精密に制御可能なもの
が望ましい。本実施例ではオゾンガス溶解装置として、
気体透過膜を使用したが、バブリング法、充填物を使用
する方法、その他の方法を使用してもかまわない。ま
た、本実施例ではオゾン超純水製造方法として、先ずオ
ゾンガスを発生させてから超純水に溶解する方法を採用
しているが、直接オゾン含有超純水を製造する方法でも
良い。この方法として、例えば溶存酸素を含む超純水に
紫外線照射して、溶存酸素を溶存オゾンに変換する方法
がある。
ス溶解装置１０２で超純水中に溶解される。溶解時に不
純物の混入が無く、オゾン濃度を精密に制御可能なもの
が望ましい。本実施例ではオゾンガス溶解装置として、
気体透過膜を使用したが、バブリング法、充填物を使用
する方法、その他の方法を使用してもかまわない。ま
た、本実施例ではオゾン超純水製造方法として、先ずオ
ゾンガスを発生させてから超純水に溶解する方法を採用
しているが、直接オゾン含有超純水を製造する方法でも
良い。この方法として、例えば溶存酸素を含む超純水に
紫外線照射して、溶存酸素を溶存オゾンに変換する方法
がある。
【００２１】オゾンガス溶解装置１０２に供給する超純
水流量を調節することで、任意のオゾン濃度のオゾン含
有超純水を作製することができる。オゾン濃度は０．５
〜１５ｐｐｍが望ましく、本実施例では２ｐｐｍとし
た。
水流量を調節することで、任意のオゾン濃度のオゾン含
有超純水を作製することができる。オゾン濃度は０．５
〜１５ｐｐｍが望ましく、本実施例では２ｐｐｍとし
た。
【００２２】試料１０４（ここではＰ型（１００）シリ
コンウエハ）は、ウェット酸化によりフィールド酸化膜
形成後、リソグラフィ工程により、半導体表面を一部露
出させて精密洗浄（ＲＣＡ洗浄、フッ酸過酸化水素洗
浄、超純水リンス）を行い、オゾン水処理装置１０３中
でオゾン含有超純水に浸漬して、酸化した。オゾン含有
超純水の温度は特に限定はないが、本実施例では室温
（１０〜３０℃）とした。
コンウエハ）は、ウェット酸化によりフィールド酸化膜
形成後、リソグラフィ工程により、半導体表面を一部露
出させて精密洗浄（ＲＣＡ洗浄、フッ酸過酸化水素洗
浄、超純水リンス）を行い、オゾン水処理装置１０３中
でオゾン含有超純水に浸漬して、酸化した。オゾン含有
超純水の温度は特に限定はないが、本実施例では室温
（１０〜３０℃）とした。
【００２３】また、表面保護用酸化膜の膜厚は、オゾン
濃度、超純水温度、浸漬時間等によって変わり、また絶
縁酸化膜の厚さによっても適正な厚さは異なるが、通常
０．３〜１ｎｍが好ましい。本実施例では、１ｎｍの表
面保護用酸化膜を形成した。
濃度、超純水温度、浸漬時間等によって変わり、また絶
縁酸化膜の厚さによっても適正な厚さは異なるが、通常
０．３〜１ｎｍが好ましい。本実施例では、１ｎｍの表
面保護用酸化膜を形成した。
【００２４】（絶縁酸化膜形成手順）本実施例では、オ
ゾン含有超純水により形成された保護用酸化膜の性能を
厳密に調べるため、絶縁酸化膜形成装置として高清浄酸
化装置を使用し、供給ガスも高清浄のものを用いた。ま
た、保護用酸化膜の性能が顕著に現れるように、絶縁酸
化膜厚は非常に薄い（５ｎｍ）ものを形成した。
ゾン含有超純水により形成された保護用酸化膜の性能を
厳密に調べるため、絶縁酸化膜形成装置として高清浄酸
化装置を使用し、供給ガスも高清浄のものを用いた。ま
た、保護用酸化膜の性能が顕著に現れるように、絶縁酸
化膜厚は非常に薄い（５ｎｍ）ものを形成した。
【００２５】高清浄酸化装置は、赤外線（ＩＲ）ランプ
による酸化プロセス温度の精密制御、マスフローコント
ローラーによるガス流量の精密制御を行っているので、
極薄の酸化膜を形成する際でも精密な酸化膜厚制御が可
能である。
による酸化プロセス温度の精密制御、マスフローコント
ローラーによるガス流量の精密制御を行っているので、
極薄の酸化膜を形成する際でも精密な酸化膜厚制御が可
能である。
【００２６】なお、本実施例では高清浄酸化装置を使用
したが、本発明の実施は、通常の熱酸化装置で行っても
良いし、加熱以外の手段により表面を酸化する絶縁酸化
膜形成装置（例えば酸素プラズマ装置）を用いても良
い。また、本実施例では極薄（５ｎｍ）の絶縁酸化膜を
形成しているが、実施例以上の膜厚を有する絶縁酸化膜
形成時にも有効に適用できる。
したが、本発明の実施は、通常の熱酸化装置で行っても
良いし、加熱以外の手段により表面を酸化する絶縁酸化
膜形成装置（例えば酸素プラズマ装置）を用いても良
い。また、本実施例では極薄（５ｎｍ）の絶縁酸化膜を
形成しているが、実施例以上の膜厚を有する絶縁酸化膜
形成時にも有効に適用できる。
【００２７】図２に高清浄酸化装置の構成例を示す。高
清浄酸化装置２００は酸化炉２０１と、試料（ウエハ）
２０５の加熱器（ＩＲランプ）２０２と、ガス供給シス
テム２０３と、ロードロックシステム２０４とから構成
されている。
清浄酸化装置２００は酸化炉２０１と、試料（ウエハ）
２０５の加熱器（ＩＲランプ）２０２と、ガス供給シス
テム２０３と、ロードロックシステム２０４とから構成
されている。
【００２８】酸化炉２０１内への試料２０５の搬入方法
を説明する。オゾン含有超純水により表面保護酸化膜を
形成された試料２０５は、ロードロックシステム２０４
の試料収納チャンバーに入れ、大気成分を極力低減する
ため真空引きを行う。その後、高純度アルゴンガスを導
入して不活性ガス雰囲気にし、酸化炉２０１ヘ搬人す
る。従って、酸化炉２０１内ヘの不純物の混入は全く無
く、超清浄酸化雰囲気を達成できる。
を説明する。オゾン含有超純水により表面保護酸化膜を
形成された試料２０５は、ロードロックシステム２０４
の試料収納チャンバーに入れ、大気成分を極力低減する
ため真空引きを行う。その後、高純度アルゴンガスを導
入して不活性ガス雰囲気にし、酸化炉２０１ヘ搬人す
る。従って、酸化炉２０１内ヘの不純物の混入は全く無
く、超清浄酸化雰囲気を達成できる。
【００２９】酸化炉２０１内へ搬送された試料２０５
は、超高純度アルゴンガス雰囲気中で酸化温度９００℃
まで昇温し、その後ドライ酸化を行った。なお、本実施
例ではドライ酸化を行ったが、ウェット酸化でも本発明
の効果は同様に得られる。
は、超高純度アルゴンガス雰囲気中で酸化温度９００℃
まで昇温し、その後ドライ酸化を行った。なお、本実施
例ではドライ酸化を行ったが、ウェット酸化でも本発明
の効果は同様に得られる。
【００３０】以上の手順により絶縁酸化膜を作製し、更
にＡｌ電極を形成して、ＭＯＳダイオードを製作して、
以下に示す特性を調べた。
にＡｌ電極を形成して、ＭＯＳダイオードを製作して、
以下に示す特性を調べた。
【００３１】また、比較のため、表面保護用酸化膜とし
て以下に示す酸化膜を用い、同様にＭＯＳダイオードを
作製し絶縁特性を比較した。なお、表面保護用酸化膜
は、実施例と同様いずれも１ｎｍとした。
て以下に示す酸化膜を用い、同様にＭＯＳダイオードを
作製し絶縁特性を比較した。なお、表面保護用酸化膜
は、実施例と同様いずれも１ｎｍとした。
【００３２】比較例１：アンモニア−過酸化水素洗浄時
に形成される酸化膜、比較例２：塩酸−過酸化水素洗浄
時に形成される酸化膜、比較例３；硫酸−過酸化水素洗
浄時に形成される酸化膜、比較例４：高温過酸化水素水
浸漬により形成される酸化膜、比較例５：高清浄酸化装
置内で低温（３００℃）でドライ酸化して形成される酸
化膜 （絶縁耐圧特性）図３に作製したＭＯＳダイオード（電
極面積１×１０-4ｃｍ2）の絶縁耐圧ヒストグラムを示
す。ここで、電流値が１０-4Ａ／ｃｍ2となる電圧を耐
圧とした。図から明らかなように、オゾン含有超純水を
使用した本実施例の酸化膜形成方法のサンプルの分布
は、比較的高電界側に集中している。これは、オゾン超
純水で表面保護用酸化膜を形成することで、絶縁耐圧が
高い酸化膜を形成できることを示している。
に形成される酸化膜、比較例２：塩酸−過酸化水素洗浄
時に形成される酸化膜、比較例３；硫酸−過酸化水素洗
浄時に形成される酸化膜、比較例４：高温過酸化水素水
浸漬により形成される酸化膜、比較例５：高清浄酸化装
置内で低温（３００℃）でドライ酸化して形成される酸
化膜 （絶縁耐圧特性）図３に作製したＭＯＳダイオード（電
極面積１×１０-4ｃｍ2）の絶縁耐圧ヒストグラムを示
す。ここで、電流値が１０-4Ａ／ｃｍ2となる電圧を耐
圧とした。図から明らかなように、オゾン含有超純水を
使用した本実施例の酸化膜形成方法のサンプルの分布
は、比較的高電界側に集中している。これは、オゾン超
純水で表面保護用酸化膜を形成することで、絶縁耐圧が
高い酸化膜を形成できることを示している。
【００３３】（電流−電圧特性）リーク電流を調ベるた
めにＭＯＳダイオード（電極面積１×１０-3ｃｍ2）の
電流電圧特性を調べた。結果を図４に示す。
めにＭＯＳダイオード（電極面積１×１０-3ｃｍ2）の
電流電圧特性を調べた。結果を図４に示す。
【００３４】オゾン含有超純水を使用した本実施例の酸
化膜形成方法のサンプルの場合、比較例と比ベて、どの
電界強度においても流れる電流量が少ないことが分か
る。これは、オゾン含有超純水で表面保護用酸化膜を形
成することにより、リーク電流の小さな酸化膜を形成で
きることを示している。
化膜形成方法のサンプルの場合、比較例と比ベて、どの
電界強度においても流れる電流量が少ないことが分か
る。これは、オゾン含有超純水で表面保護用酸化膜を形
成することにより、リーク電流の小さな酸化膜を形成で
きることを示している。
【００３５】（ＴＤＤＢ特性）注入電荷量を調べるため
に、電極面積１ｘ１０-4ｃｍ2のＭＯＳダイオードを用
い、ＴＤＤＢ（Time Dependence Dielectric Breakdow
n：経時的絶縁破壊）特性を調べた。なお、電流密度は
１００ｍＡ／ｃｍ2の値において一定とした。図５にそ
の結果を示す。
に、電極面積１ｘ１０-4ｃｍ2のＭＯＳダイオードを用
い、ＴＤＤＢ（Time Dependence Dielectric Breakdow
n：経時的絶縁破壊）特性を調べた。なお、電流密度は
１００ｍＡ／ｃｍ2の値において一定とした。図５にそ
の結果を示す。
【００３６】オゾン含有超純水を使用した本実施例の酸
化膜形成方法のサンプルは、比較例に比べ寿命が長いこ
とが分かる。これは、オゾン含有超純水で表面保護用酸
化膜を形成することにより、注入電荷量の大きな、信頼
性の高い酸化膜が形成できることを示している。
化膜形成方法のサンプルは、比較例に比べ寿命が長いこ
とが分かる。これは、オゾン含有超純水で表面保護用酸
化膜を形成することにより、注入電荷量の大きな、信頼
性の高い酸化膜が形成できることを示している。
【００３７】なお、上記実施例ではｐ型のシリコン基板
を用いたが、ｎ型でもよい。また、酸化膜厚は５ｎｍで
あるが、これ以上あるいはこれ以下の膜厚でもほぼ同様
の結果が得られた。
を用いたが、ｎ型でもよい。また、酸化膜厚は５ｎｍで
あるが、これ以上あるいはこれ以下の膜厚でもほぼ同様
の結果が得られた。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、オ
ゾン含有超純水により表面保護用酸化膜を形成すること
で、高性能な絶縁酸化膜を形成することが可能になる。
よって、高性能な薄い酸化膜を必要とする将来のＵＬＳ
Ｉデバイス製造に大きな効果をもたらす。
ゾン含有超純水により表面保護用酸化膜を形成すること
で、高性能な絶縁酸化膜を形成することが可能になる。
よって、高性能な薄い酸化膜を必要とする将来のＵＬＳ
Ｉデバイス製造に大きな効果をもたらす。
【図１】本発明のオゾン含有超純水による表面保護用酸
化膜形成装置の一例を示す概略図である。
化膜形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の絶縁酸化膜形成装置の一例を示す概略
図である。
図である。
【図３】絶縁耐圧特性を示すヒストグラフである。
【図４】電流−電圧特性を示すグラフである。
【図５】ＴＤＤＢ特性を示すグラフである。
１００ オゾン含有超純水製造装置、 １０１ オゾンガス発生装置、 １０２ オゾンガス溶解装置、 １０３ オゾン水処理装置、 １０４，２０５ 試料（ウエハ）、 ２００ 高清浄酸化装置、 ２０１ 酸化炉、 ２０２ 加熱器、 ２０３ ガス供給システム、 ２０４ ロードロックシステム。
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板表面を酸化して絶縁酸化膜を
形成する工程において、前記半導体基板をオゾンを含む
超純水に浸漬して表面保護用酸化膜を形成した後、該表
面保護用酸化膜が付いたまま絶縁酸化膜形成装置に搬入
して絶縁酸化膜を形成することを特徴とする絶縁酸化膜
の形成方法。 - 【請求項２】 前記超純水に含まれる金属不純物は、１
００ｐｐｔ以下であることを特徴とする請求項１に記載
の絶縁酸化膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記半導体基板の前記超純水への浸漬は
室温（１０〜３０℃）で行うことを特徴とする請求項１
または２に記載の絶縁酸化膜の形成方法。 - 【請求項４】 前記超純水への前記半導体基板の浸漬
は、絶縁酸化膜形成前の基板洗浄工程の最終工程で行う
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の
絶縁酸化膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5212236A JPH06244174A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 絶縁酸化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5212236A JPH06244174A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 絶縁酸化膜の形成方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50670090A Division JP2594702B2 (ja) | 1989-05-07 | 1990-05-07 | シリコン酸化膜及びそれを備えた半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244174A true JPH06244174A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=16619224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5212236A Pending JPH06244174A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 絶縁酸化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06244174A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-08-04 JP JP5212236A patent/JPH06244174A/ja active Pending
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