JPH06333858A - 低温フローのｂｐｓｇを形成するプラズマｃｖｄプロセス - Google Patents
低温フローのｂｐｓｇを形成するプラズマｃｖｄプロセスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＢＰＳＧ膜を形成する方法を提供する。
【構成】 ＢＰＳＧ膜は、ＰＥＣＶＤ反応室において、
非酸化雰囲気中、低温でフローし、粒子数が減少するよ
うなＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率で形成される。この方法では、
Ｐ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比を制御することによってＢＰＳＧ膜の
壁面角度を調整することができる。
非酸化雰囲気中、低温でフローし、粒子数が減少するよ
うなＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率で形成される。この方法では、
Ｐ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比を制御することによってＢＰＳＧ膜の
壁面角度を調整することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には集積回路チ
ップ表面の外形を、ホウ素リンケイ酸ガラス（ＢＰＳ
Ｇ）をフローして、平滑化する方法に関し、特にＢＰＳ
Ｇの組成、並びに、目的のストップ・カバレージ、壁面
角度及び膜の安定性を与えるＢＰＳＧの被着とアニール
処理の方法に関する。具体的には、ＢＰＳＧ被着を行な
い、後に低温の非酸化雰囲気中でフロー可能なＢＰＳＧ
組成が得られるプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）プロセス
に関する。
ップ表面の外形を、ホウ素リンケイ酸ガラス（ＢＰＳ
Ｇ）をフローして、平滑化する方法に関し、特にＢＰＳ
Ｇの組成、並びに、目的のストップ・カバレージ、壁面
角度及び膜の安定性を与えるＢＰＳＧの被着とアニール
処理の方法に関する。具体的には、ＢＰＳＧ被着を行な
い、後に低温の非酸化雰囲気中でフロー可能なＢＰＳＧ
組成が得られるプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）プロセス
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＰＳＧ膜は半導体産業で広く用いられ
ており、次のような利点を持つ絶縁物質となっている。
つまり、（１）ＢＰＳＧは他の物質よりも低温でフロー
でき、段差や充填トレンチを平滑化するので、傾斜が緩
やかな外形が得られ、金属を均一な厚みに被着すること
ができる。また、（２）ＢＰＳＧのリンは能動イオンの
ゲッタリング能力がある。
ており、次のような利点を持つ絶縁物質となっている。
つまり、（１）ＢＰＳＧは他の物質よりも低温でフロー
でき、段差や充填トレンチを平滑化するので、傾斜が緩
やかな外形が得られ、金属を均一な厚みに被着すること
ができる。また、（２）ＢＰＳＧのリンは能動イオンの
ゲッタリング能力がある。
【０００３】低温処理能力は、チャネルが短く接合が浅
い素子を持つ集積回路の製造でますます重要になってい
る。低温下のガラスのフロー性の利点を活かすことで、
これら下層の集積回路素子にドーパントを再拡散させる
ことなく、表面の平滑性を高めることができる。表面に
激しい形状変化がなければ、厚みがより均一な金属層を
被着することができ、導電層間の絶縁信頼性が高まる。
フローする物質がない場合は、絶縁体と導体がかなり薄
い隣接段になり、これらは金属線の開口や金属のレベル
間で短絡回路を作ることが後になってわかるような領域
になる。ガラスをフローするＢＰＳＧアニール処理ステ
ップは、このような厚みの減少の問題をなくし、チップ
の信頼性を高めるものである。
い素子を持つ集積回路の製造でますます重要になってい
る。低温下のガラスのフロー性の利点を活かすことで、
これら下層の集積回路素子にドーパントを再拡散させる
ことなく、表面の平滑性を高めることができる。表面に
激しい形状変化がなければ、厚みがより均一な金属層を
被着することができ、導電層間の絶縁信頼性が高まる。
フローする物質がない場合は、絶縁体と導体がかなり薄
い隣接段になり、これらは金属線の開口や金属のレベル
間で短絡回路を作ることが後になってわかるような領域
になる。ガラスをフローするＢＰＳＧアニール処理ステ
ップは、このような厚みの減少の問題をなくし、チップ
の信頼性を高めるものである。
【０００４】ＣＶＤ（化学的気相成長法）は、集積回路
にＢＰＳＧを被着するために長く用いられてきた。常圧
ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）、低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、プ
ラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）の３つのプロセスがある。
にＢＰＳＧを被着するために長く用いられてきた。常圧
ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）、低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、プ
ラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）の３つのプロセスがある。
【０００５】製造に用いられるＡＰＣＶＤプロセスで
は、ウエハがベルト上を移動して高温の炉を通過し、イ
ンジェクタがウエハ表面で混合／反応する反応性ガスを
個別フローとして供給する。通常、反応性ガスはインジ
ェクタの異なる部分から供給され、反応物は炉内で窒素
ブランケットにより互いに短い距離離隔した状態で捕獲
されるので、ウエハ表面に達した時だけ混合／反応す
る。シラン、酸素、ジボラン、ホスフィン等のガスが反
応物として用いられる。このプロセスにより、低温でフ
ローするＢＰＳＧ膜が得られる。特にＡＰＣＶＤによっ
て形成されたＢＰＳＧ膜は、非酸化雰囲気中、１０００
℃未満の温度でフローする。
は、ウエハがベルト上を移動して高温の炉を通過し、イ
ンジェクタがウエハ表面で混合／反応する反応性ガスを
個別フローとして供給する。通常、反応性ガスはインジ
ェクタの異なる部分から供給され、反応物は炉内で窒素
ブランケットにより互いに短い距離離隔した状態で捕獲
されるので、ウエハ表面に達した時だけ混合／反応す
る。シラン、酸素、ジボラン、ホスフィン等のガスが反
応物として用いられる。このプロセスにより、低温でフ
ローするＢＰＳＧ膜が得られる。特にＡＰＣＶＤによっ
て形成されたＢＰＳＧ膜は、非酸化雰囲気中、１０００
℃未満の温度でフローする。
【０００６】しかし、ＡＰＣＶＤプロセスには製造上の
大きな難点がある。つまり、（１）各ウエハ上で粒子レ
ベルが高い、（２）膜厚と膜の組成が、ウエハ内、ウエ
ハ間で変化する、（３）インジェクタは洗浄のために頻
繁に交換しなければならない。またインジェクタ交換後
に性能試験が欠かせないためツールのダウン時間が長く
なる、（４）インジェクタを変えることなくＢＰＳＧ被
着を別の物質の被着に素早く切り替えることができな
い、等である。
大きな難点がある。つまり、（１）各ウエハ上で粒子レ
ベルが高い、（２）膜厚と膜の組成が、ウエハ内、ウエ
ハ間で変化する、（３）インジェクタは洗浄のために頻
繁に交換しなければならない。またインジェクタ交換後
に性能試験が欠かせないためツールのダウン時間が長く
なる、（４）インジェクタを変えることなくＢＰＳＧ被
着を別の物質の被着に素早く切り替えることができな
い、等である。
【０００７】欠陥を少なくし、厚みと組成の均一性を改
良すると共に、反応室の各部の自己洗浄を可能にし、被
着された物質を反応室の各部を変更することなく切り替
えるようなプロセスであれば、このプロセスはメーカに
とって大きな利点となるはずである。
良すると共に、反応室の各部の自己洗浄を可能にし、被
着された物質を反応室の各部を変更することなく切り替
えるようなプロセスであれば、このプロセスはメーカに
とって大きな利点となるはずである。
【０００８】ＰＥＣＶＤによりＢＰＳＧを被着するプロ
セスは、"Solid State Technology"（１９８４年１月、
p．161-170）でTongらが、また"Solid State Tchnolog
y" （１９８５年６月、p．171-179）でKernとSmeltzer
が示しているように、大きな難点を有する。この文献で
述べられた難点の１つは、ＰＥＣＶＤ膜が乾性窒素雰囲
気中でアニール処理が行なわれた時と同じ壁面角度を得
るために、蒸気中よりも７０℃高いアニール温度を要す
るということである。同文献はまた、蒸気中のアニール
処理により、露出したコンタクト開口に問題が生じる、
すなわちコンタクト中に酸化物が成長することを指摘し
ている。
セスは、"Solid State Technology"（１９８４年１月、
p．161-170）でTongらが、また"Solid State Tchnolog
y" （１９８５年６月、p．171-179）でKernとSmeltzer
が示しているように、大きな難点を有する。この文献で
述べられた難点の１つは、ＰＥＣＶＤ膜が乾性窒素雰囲
気中でアニール処理が行なわれた時と同じ壁面角度を得
るために、蒸気中よりも７０℃高いアニール温度を要す
るということである。同文献はまた、蒸気中のアニール
処理により、露出したコンタクト開口に問題が生じる、
すなわちコンタクト中に酸化物が成長することを指摘し
ている。
【０００９】ここで求められるものは、ＡＰＣＶＤプロ
セスのフロー性を不具合なく保つＢＰＳＧを得る方法で
ある。
セスのフロー性を不具合なく保つＢＰＳＧを得る方法で
ある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、非酸
化雰囲気中、低温でフローすると共に、欠陥に対する耐
性が大きいＢＰＳＧ膜を形成するＰＥＣＶＤ法を提供す
ることである。
化雰囲気中、低温でフローすると共に、欠陥に対する耐
性が大きいＢＰＳＧ膜を形成するＰＥＣＶＤ法を提供す
ることである。
【００１１】本発明の他の目的は、非酸化雰囲気中、低
温でフローすると共に、欠陥に対する耐性が大きいＢＰ
ＳＧ膜を形成する、ＰＥＣＶＤによって形成されるＢＰ
ＳＧの組成を提供することである。
温でフローすると共に、欠陥に対する耐性が大きいＢＰ
ＳＧ膜を形成する、ＰＥＣＶＤによって形成されるＢＰ
ＳＧの組成を提供することである。
【００１２】本発明の他の目的は、ＰＥＣＶＤのＢＰＳ
Ｇを用いて得られることが認められている可変フロー特
性により、側壁が傾斜したコンタクトを形成する方法を
提供することである。
Ｇを用いて得られることが認められている可変フロー特
性により、側壁が傾斜したコンタクトを形成する方法を
提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的
は、以下に述べるＢＰＳＧ膜を形成する方法によって達
成される。本発明によれば、ＰＥＣＶＤ手段によって形
成されたＢＰＳＧ膜に求められるアニール温度が高くな
るのは、膜内の酸化が進んだＰ2Ｏ5に比べてＰ2Ｏ3の割
合が高いことによることがわかっている。しかし、Ｐ2
Ｏ5だけの組成は不安定であり、結晶粒子が多量に生じ
るので、ＢＰＳＧ膜のＰ2Ｏ3は低い割合にする必要があ
る。本発明では、シランのフロー率、亜酸化窒素のフロ
ー率、ガス圧等のパラメータをＰＥＣＶＤ被着時に調整
することによって、膜にＰ2Ｏ5と比較して望ましい割合
のＰ2Ｏ3を得るための手段が用いられる。
は、以下に述べるＢＰＳＧ膜を形成する方法によって達
成される。本発明によれば、ＰＥＣＶＤ手段によって形
成されたＢＰＳＧ膜に求められるアニール温度が高くな
るのは、膜内の酸化が進んだＰ2Ｏ5に比べてＰ2Ｏ3の割
合が高いことによることがわかっている。しかし、Ｐ2
Ｏ5だけの組成は不安定であり、結晶粒子が多量に生じ
るので、ＢＰＳＧ膜のＰ2Ｏ3は低い割合にする必要があ
る。本発明では、シランのフロー率、亜酸化窒素のフロ
ー率、ガス圧等のパラメータをＰＥＣＶＤ被着時に調整
することによって、膜にＰ2Ｏ5と比較して望ましい割合
のＰ2Ｏ3を得るための手段が用いられる。
【００１４】また本発明の第２実施例では、Ｐ2Ｏ3の組
成の割合が高い膜は、被着直後に必要な非酸化アニール
処理の間にフローしないという事実を活かすための手段
が用いられる。この例では、フロー・ステップを遅ら
せ、ＢＰＳＧにコンタクト開口が形成された後に行な
う。次に、酸素や蒸気等の酸化雰囲気でアニール処理ス
テップが行なわれ、Ｐ2Ｏ3がＰ2Ｏ5に換えられて、Ｐ2
Ｏ5がフローし、コンタクト開口の形状が変えられるの
で、側壁の傾斜が進む。
成の割合が高い膜は、被着直後に必要な非酸化アニール
処理の間にフローしないという事実を活かすための手段
が用いられる。この例では、フロー・ステップを遅ら
せ、ＢＰＳＧにコンタクト開口が形成された後に行な
う。次に、酸素や蒸気等の酸化雰囲気でアニール処理ス
テップが行なわれ、Ｐ2Ｏ3がＰ2Ｏ5に換えられて、Ｐ2
Ｏ5がフローし、コンタクト開口の形状が変えられるの
で、側壁の傾斜が進む。
【００１５】また、ＢＰＳＧ膜の壁面角度を、膜のＰ2
Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率を制御することによって制御手段が用
いられる。
Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率を制御することによって制御手段が用
いられる。
【００１６】
【実施例】図１、図２は、通常はシリコン等の物質から
形成される半導体ウエハ１８を示す。ウエハ１８上に集
積回路配列が形成される。図はそのセルの１つ２０を示
す。ウエハ１８を処理する際、ゲートや他の導電線等の
構造のための急な段差２２が形成される。ＢＰＳＧ膜２
４ａは、普通、２０００ 乃至１０，０００ の範囲の
厚みに被着される。好適には、約４０００ 乃至８００
０ の範囲である。特に約５３００ の膜厚が望まし
い。被着されたままのＢＰＳＧ膜２４ａは次にアニール
処理され、段差２２の外形が平滑化され、集積回路の保
護層が形成される。その結果は、図２に示したＢＰＳＧ
膜２４ｂである。フローしたＢＰＳＧ膜２４ｂの表面は
平坦にする必要はない。フローはそれによって、段差２
２と交わる外形２７ｂの壁面角度Θb が、被着されたま
まのＢＰＳＧ膜２４ａに関連する外形２７ａの壁面角度
Θa に比較して減少すれば充分である。通常、被着した
ままのＢＰＳＧ膜２４ａは、壁面角度Θa が５０°乃至
６０°の範囲、フローしたＢＰＳＧ膜２４ｂは側面角度
Θb が２５°乃至４０°の範囲である。
形成される半導体ウエハ１８を示す。ウエハ１８上に集
積回路配列が形成される。図はそのセルの１つ２０を示
す。ウエハ１８を処理する際、ゲートや他の導電線等の
構造のための急な段差２２が形成される。ＢＰＳＧ膜２
４ａは、普通、２０００ 乃至１０，０００ の範囲の
厚みに被着される。好適には、約４０００ 乃至８００
０ の範囲である。特に約５３００ の膜厚が望まし
い。被着されたままのＢＰＳＧ膜２４ａは次にアニール
処理され、段差２２の外形が平滑化され、集積回路の保
護層が形成される。その結果は、図２に示したＢＰＳＧ
膜２４ｂである。フローしたＢＰＳＧ膜２４ｂの表面は
平坦にする必要はない。フローはそれによって、段差２
２と交わる外形２７ｂの壁面角度Θb が、被着されたま
まのＢＰＳＧ膜２４ａに関連する外形２７ａの壁面角度
Θa に比較して減少すれば充分である。通常、被着した
ままのＢＰＳＧ膜２４ａは、壁面角度Θa が５０°乃至
６０°の範囲、フローしたＢＰＳＧ膜２４ｂは側面角度
Θb が２５°乃至４０°の範囲である。
【００１７】上述の通り、ＰＥＣＶＤはＡＰＣＶＤに比
べて明白な欠点をもつ。ＰＥＣＶＤ被着の場合、ＢＰＳ
Ｇは乾性窒素等の非酸化雰囲気中でアニール処理が行な
われた場合の外形を得るのに、蒸気中よりも７０℃高い
フロー温度を要する。
べて明白な欠点をもつ。ＰＥＣＶＤ被着の場合、ＢＰＳ
Ｇは乾性窒素等の非酸化雰囲気中でアニール処理が行な
われた場合の外形を得るのに、蒸気中よりも７０℃高い
フロー温度を要する。
【００１８】しかし、表面の外形を低温で平滑化するこ
とは、アニール処理を酸素または蒸気等の酸化雰囲気中
で行なうことで可能であることが確認されている。ただ
し、高温アニール処理の酸素雰囲気にはまた別の問題が
ある。シリサイド及びソース・ドレインの抵抗率が増
し、集積回路素子の速度が低下するのである。
とは、アニール処理を酸素または蒸気等の酸化雰囲気中
で行なうことで可能であることが確認されている。ただ
し、高温アニール処理の酸素雰囲気にはまた別の問題が
ある。シリサイド及びソース・ドレインの抵抗率が増
し、集積回路素子の速度が低下するのである。
【００１９】抵抗率が大きくなるのは、酸素がＢＰＳＧ
を通してシリコン表面にまで拡散する際に、ソースとド
レインの領域でボロンをドープしたシリコンが酸化され
るからである。ボロンは好適には酸化シリコンに偏析
し、シリコン内に残るボロンが少なくなり、能動性キャ
リアが生じる。ＢＰＳＧ被着前に形成される窒化シリコ
ン層により、シリコンの酸化を防ぎ、それによってボロ
ンの偏析を防ぐこともできるが、窒化層を追加すればコ
ストが上がりプロセスが複雑になる。
を通してシリコン表面にまで拡散する際に、ソースとド
レインの領域でボロンをドープしたシリコンが酸化され
るからである。ボロンは好適には酸化シリコンに偏析
し、シリコン内に残るボロンが少なくなり、能動性キャ
リアが生じる。ＢＰＳＧ被着前に形成される窒化シリコ
ン層により、シリコンの酸化を防ぎ、それによってボロ
ンの偏析を防ぐこともできるが、窒化層を追加すればコ
ストが上がりプロセスが複雑になる。
【００２０】従来から知られているように、ＡＰＣＶＤ
のＢＰＳＧ膜内のリンには２つの酸化状態、Ｐ2Ｏ3状態
と酸化が進んだＰ2Ｏ5状態がある。しかし従来の技術で
は、ＢＰＳＧ膜のフロー性がこれら２つの酸化状態に依
存することを開示してはいないし示唆してもいないとみ
られる。更に従来技術は、Research and DevelopmentNo
te 90-1、"Characteristics of BPSG Films from TEOS
Deposited at 500℃"（Watkins-Johnson Company、１９
９０年３月、p．16）に見られるようにＰ2Ｏ3の１部が
膜の安定化に必要であるという本発明による発見に反す
る。
のＢＰＳＧ膜内のリンには２つの酸化状態、Ｐ2Ｏ3状態
と酸化が進んだＰ2Ｏ5状態がある。しかし従来の技術で
は、ＢＰＳＧ膜のフロー性がこれら２つの酸化状態に依
存することを開示してはいないし示唆してもいないとみ
られる。更に従来技術は、Research and DevelopmentNo
te 90-1、"Characteristics of BPSG Films from TEOS
Deposited at 500℃"（Watkins-Johnson Company、１９
９０年３月、p．16）に見られるようにＰ2Ｏ3の１部が
膜の安定化に必要であるという本発明による発見に反す
る。
【００２１】特に本発明者は、Ｐ2Ｏ3のＰ2Ｏ5に対する
組成比率を大きくすると、非酸化雰囲気中でガラス・フ
ローが生じ、フロー温度が高くなることを確認してい
る。本発明者は、Ｐ2Ｏ3の含有量が多い膜が酸化雰囲気
中でアニール処理されると、良好な低温フローの結果
は、Ｐ2Ｏ3の１部が、まず酸化が進んでＰ2Ｏ5になるこ
とから説明されるとみる。またＰ2Ｏ3のＰ2Ｏ5に対する
割合が約２％未満の場合、ＢＰＳＧ膜は不安定であり、
多数の結晶粒子が形成されることも確認している。つま
り、フロー温度を下げるためには、０％乃至２５％の範
囲のＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5 比率が望ましい。ただし、膜の安定
性を高めるには、Ｐ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率を少なくとも２％
にするのがよい。このようにボロン成分が一定の場合、
フロー温度を下げると共に膜の安定性を保つ条件は、Ｐ
2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率が約２％を下回らず、約２５％を超え
ない条件である。
組成比率を大きくすると、非酸化雰囲気中でガラス・フ
ローが生じ、フロー温度が高くなることを確認してい
る。本発明者は、Ｐ2Ｏ3の含有量が多い膜が酸化雰囲気
中でアニール処理されると、良好な低温フローの結果
は、Ｐ2Ｏ3の１部が、まず酸化が進んでＰ2Ｏ5になるこ
とから説明されるとみる。またＰ2Ｏ3のＰ2Ｏ5に対する
割合が約２％未満の場合、ＢＰＳＧ膜は不安定であり、
多数の結晶粒子が形成されることも確認している。つま
り、フロー温度を下げるためには、０％乃至２５％の範
囲のＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5 比率が望ましい。ただし、膜の安定
性を高めるには、Ｐ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率を少なくとも２％
にするのがよい。このようにボロン成分が一定の場合、
フロー温度を下げると共に膜の安定性を保つ条件は、Ｐ
2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率が約２％を下回らず、約２５％を超え
ない条件である。
【００２２】周知の通り、図２に示した壁面角度Θb
は、アニール温度を制御することによって制御すること
ができる。本発明者は、あるアニール温度ではＰ2Ｏ3／
Ｐ2Ｏ5比率を上述の方法で制御することによって壁面角
度Θb を制御できることを確認した。
は、アニール温度を制御することによって制御すること
ができる。本発明者は、あるアニール温度ではＰ2Ｏ3／
Ｐ2Ｏ5比率を上述の方法で制御することによって壁面角
度Θb を制御できることを確認した。
【００２３】シリコン、酸素、リン、ボロンについては
様々な源が知られている。シリコン源には、シラン、テ
トラエチルオルトケイ酸塩（ＴＥＯＳ）等がある。酸素
源には亜酸化窒素、酸素等がある。リン源には、ホスフ
ィン、トリメチルリン酸塩（ｔｍｐ）、トリエチルリン
酸塩（ｔｅｐ）等がある。ボロン源には、ジボラン、ト
リメチルホウ酸塩（ｔｍｂ）等がある。
様々な源が知られている。シリコン源には、シラン、テ
トラエチルオルトケイ酸塩（ＴＥＯＳ）等がある。酸素
源には亜酸化窒素、酸素等がある。リン源には、ホスフ
ィン、トリメチルリン酸塩（ｔｍｐ）、トリエチルリン
酸塩（ｔｅｐ）等がある。ボロン源には、ジボラン、ト
リメチルホウ酸塩（ｔｍｂ）等がある。
【００２４】図３に３つのプロセス変数、Ｎ2Ｏフロ
ー、ＳｉＨ4フロー、システム圧力のNovellusのＰＥＣ
ＶＤツールで被着されたＢＰＳＧ膜のＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比
率に対する効果を表わす実験データを示す。膜厚及び膜
に注入されたボロンとリンの量に対するこれらパラメー
タの効果も示している。このツールでウエハは、ロード
・ロックを通り、加熱したブロック上の反応室に入る。
ブロックは１対の平行な面の下部電極になる。上部電極
には、予め混合された反応物が通過するシャワーヘッド
がある。この実験では、ジボランを窒素で１０：１の割
合に希釈し、この混合物を４５０ｃｃｐｍでフローし
た。ホスフィンも同じ希釈度とし、２００ｃｃｐｍでフ
ローした。シラン・フローは窒素で５：１に希釈する前
のものを示している。亜酸化窒素は希釈しなかった。温
度は４００℃で一定にし、電極は１３．５６ＭＨｚの電
源に接続した。電源は１０００ワットに設定し、混合ガ
ス中にプラズマを生成させた。いずれの例でも反応は１
分間継続した。
ー、ＳｉＨ4フロー、システム圧力のNovellusのＰＥＣ
ＶＤツールで被着されたＢＰＳＧ膜のＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比
率に対する効果を表わす実験データを示す。膜厚及び膜
に注入されたボロンとリンの量に対するこれらパラメー
タの効果も示している。このツールでウエハは、ロード
・ロックを通り、加熱したブロック上の反応室に入る。
ブロックは１対の平行な面の下部電極になる。上部電極
には、予め混合された反応物が通過するシャワーヘッド
がある。この実験では、ジボランを窒素で１０：１の割
合に希釈し、この混合物を４５０ｃｃｐｍでフローし
た。ホスフィンも同じ希釈度とし、２００ｃｃｐｍでフ
ローした。シラン・フローは窒素で５：１に希釈する前
のものを示している。亜酸化窒素は希釈しなかった。温
度は４００℃で一定にし、電極は１３．５６ＭＨｚの電
源に接続した。電源は１０００ワットに設定し、混合ガ
ス中にプラズマを生成させた。いずれの例でも反応は１
分間継続した。
【００２５】実験結果をみると、Ｐ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率は
反応室の圧力が低下した時、シラン・フローが少なくな
った時、または亜酸化窒素フローが増加した時に減少し
ている。図４乃至図６に示す通り、３つのプロセス変数
の組合わせを変えて同じＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率を得た。好
適なシステム圧は０．８トル乃至１０トルの範囲、更に
２．２トル乃至２．６トルの範囲が望ましく、２．４ト
ル乃至２．６トルの範囲が最も望ましい。シラン・フロ
ーは、好適には２０ｃｃｐｍ乃至５００ｃｃｐｍの範
囲、これに対しては１６０ｃｃｐｍ乃至２００ｃｃｐｍ
の範囲が望ましく、約１４０ｃｃｐｍ乃至１６０ｃｃｐ
ｍの範囲が最も望ましい。好適な亜酸化窒素フローは３
ｌｐｍ乃至１０ｌｐｍの範囲、これに対しては６ｌｐｍ
乃至１０ｌｐｍの範囲が望ましく、８ｌｐｍ乃至１０ｌ
ｐｍの範囲が最も望ましい。好適な被着温度は約２５０
℃乃至５００℃の範囲、これに対しては約４００℃が望
ましい。好適なシステム電源は、約５００ワット乃至１
５００ワットの範囲、更には約１０００ワットが望まし
い。
反応室の圧力が低下した時、シラン・フローが少なくな
った時、または亜酸化窒素フローが増加した時に減少し
ている。図４乃至図６に示す通り、３つのプロセス変数
の組合わせを変えて同じＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率を得た。好
適なシステム圧は０．８トル乃至１０トルの範囲、更に
２．２トル乃至２．６トルの範囲が望ましく、２．４ト
ル乃至２．６トルの範囲が最も望ましい。シラン・フロ
ーは、好適には２０ｃｃｐｍ乃至５００ｃｃｐｍの範
囲、これに対しては１６０ｃｃｐｍ乃至２００ｃｃｐｍ
の範囲が望ましく、約１４０ｃｃｐｍ乃至１６０ｃｃｐ
ｍの範囲が最も望ましい。好適な亜酸化窒素フローは３
ｌｐｍ乃至１０ｌｐｍの範囲、これに対しては６ｌｐｍ
乃至１０ｌｐｍの範囲が望ましく、８ｌｐｍ乃至１０ｌ
ｐｍの範囲が最も望ましい。好適な被着温度は約２５０
℃乃至５００℃の範囲、これに対しては約４００℃が望
ましい。好適なシステム電源は、約５００ワット乃至１
５００ワットの範囲、更には約１０００ワットが望まし
い。
【００２６】Ｐ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率を制御することによっ
てフロー温度とフロー角度を制御する機能を利用した本
発明の実施例を図７乃至図９に示す。
てフロー温度とフロー角度を制御する機能を利用した本
発明の実施例を図７乃至図９に示す。
【００２７】この例では、湿式エッチングや複雑な乾式
エッチングを必要とせずに、コンタクト・ホールに傾斜
した側壁を形成することができる。傾斜側壁は、コンタ
クト・バイアに被着された時に金属の厚みの均一性を保
つのに必要である。
エッチングを必要とせずに、コンタクト・ホールに傾斜
した側壁を形成することができる。傾斜側壁は、コンタ
クト・バイアに被着された時に金属の厚みの均一性を保
つのに必要である。
【００２８】このプロセスの最初のステップ（図７）で
は、ＢＰＳＧ膜２４ａがＰＥＣＶＤにより、Ｐ2Ｏ3／Ｐ
2Ｏ5比率を高くして、例えば約２０％で被着される。方
法は上述の通りである。次に９００℃の乾性窒素雰囲気
中でアニール処理される。この処理ではＢＰＳＧ膜２４
ａが事実上フローすることはない。次に、図８に示すよ
うに、コンタクト開口４０がＢＰＳＧ膜２４ａに形成さ
れる。これは従来のフォトリソグラフィと反応性イオン
・エッチングによる。これによりほぼ垂直な側壁４２ａ
が得られる。最後に、ウエハ１８が酸素雰囲気中でアニ
ール処理され（図９）、ＢＰＳＧ膜のフローにより、コ
ンタクト開口４０の側壁４２ｂに傾斜が進んだＢＰＳＧ
層２４ｃが形成される。
は、ＢＰＳＧ膜２４ａがＰＥＣＶＤにより、Ｐ2Ｏ3／Ｐ
2Ｏ5比率を高くして、例えば約２０％で被着される。方
法は上述の通りである。次に９００℃の乾性窒素雰囲気
中でアニール処理される。この処理ではＢＰＳＧ膜２４
ａが事実上フローすることはない。次に、図８に示すよ
うに、コンタクト開口４０がＢＰＳＧ膜２４ａに形成さ
れる。これは従来のフォトリソグラフィと反応性イオン
・エッチングによる。これによりほぼ垂直な側壁４２ａ
が得られる。最後に、ウエハ１８が酸素雰囲気中でアニ
ール処理され（図９）、ＢＰＳＧ膜のフローにより、コ
ンタクト開口４０の側壁４２ｂに傾斜が進んだＢＰＳＧ
層２４ｃが形成される。
【００２９】以下に実施例を整理して記載する。 （１）ホウ素リンケイ酸ガラス膜を形成する方法であっ
て、気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する
反応物を反応室に供給するステップと、上記反応物の少
なくとも１つを含むプラズマを形成するステップと、Ｐ
2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率が約０％乃至２５％の範囲のホウ素リ
ンケイ酸ガラス膜が得られるように上記反応物の圧力、
温度及びフロー率を制御するステップとを含む、方法で
ある。 （２）上記膜をフローさせるために、非酸化雰囲気中、
該膜を約６００℃乃至１１００℃の範囲の温度でアニー
ル処理するステップを含む、（１）記載の方法である。 （３）上記比率が約２％乃至１０％の範囲である、
（１）記載の方法である。 （４）上記反応物が、シラン、亜酸化窒素、ホスフィ
ン、及びジボランのグループのうち少なくとも１つを含
む、（１）記載の方法である。 （５）上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃の範囲で
ある、（１）記載の方法である。 （６）上記圧力が２．０トル乃至２．８トルの範囲であ
る、（１）記載の方法である。 （７）希釈していないシランのフロー率が約２０ｃｃｐ
ｍ乃至５００ｃｃｐｍの範囲である、（４）記載の方法
である。 （８）亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至１０ｌｐ
ｍの範囲である、（４）記載の方法である。 （９）ホウ素リンケイ酸ガラスを形成する方法であっ
て、気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する
反応物を反応室に供給するステップと、上記反応物の少
なくとも１つを含むプラズマを形成するステップと、非
酸化雰囲気中のアニール処理時にフローをなくすのに充
分なＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率のホウ素リンケイ酸ガラス膜が
得られるように上記反応物の圧力、温度及びフロー率を
制御するステップと、上記膜に開口を有するパターンを
形成するステップとを含む、方法である。 （１０）上記開口に隣接した上記膜内の側壁の傾斜角度
を小さくするために、酸化雰囲気中、約６００℃乃至１
１００℃の範囲の温度で該膜をアニール処理するステッ
プを含む、（９）記載の方法である。 （１１）上記比率が少なくとも１０％である、（９）記
載の方法である。 （１２）上記反応物が、シラン、亜酸化窒素、ホスフィ
ン及びジボランのグループのうち少なくとも１つを含
む、（９）記載の方法である。 （１３）上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃の範囲
である、（９）記載の方法である。 （１４）上記圧力が約２．０トル乃至２．８トルの範囲
である、（９）記載の方法である。 （１５）シランのフロー率が約２０ｃｃｐｍ乃至５００
ｃｃｐｍの範囲である、（１２）記載の方法である。 （１６）亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至１０ｌ
ｐｍの範囲である、（１３）記載の方法である。 （１７）上記開口を形成するステップの後に、該開口に
ボロンをイオン注入するステップを含む、（９）記載の
方法である。 （１８）ホウ素リンケイ酸ガラスを形成する方法であっ
て、気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する
反応物を反応室に供給するステップと、所望のフロー特
性と安定性が得られるようなＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率のホウ
素リンケイ酸ガラス膜が得られるように上記反応物の圧
力、温度及びフロー率を制御するステップと、 （１９）上記膜をフローするために、非酸化雰囲気中、
約６００℃乃至１１００℃の範囲の温度で該膜をアニー
ル処理するステップを含む、（１）記載の方法である。 （２０）上記比率が約２％乃至１０％の範囲である、
（１）記載の方法である。 （２１）上記反応物が、シラン、酸素、亜酸化窒素、ホ
スフィン及びジボランのグループのうちの少なくとも１
つを含む、（１）記載の方法である。 （２２）上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃の範囲
である、（１）記載の方法である。 （２３）上記圧力が２．０トル乃至２．８トルの範囲で
ある、（１）記載の方法である。 （２４）希釈していないシランのフロー率が約２０ｃｃ
ｐｍ乃至５００ｃｃｐｍの範囲である、（４）記載の方
法である。 （２５）亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至１０ｌ
ｐｍの範囲である、（４）記載の方法である。
て、気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する
反応物を反応室に供給するステップと、上記反応物の少
なくとも１つを含むプラズマを形成するステップと、Ｐ
2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率が約０％乃至２５％の範囲のホウ素リ
ンケイ酸ガラス膜が得られるように上記反応物の圧力、
温度及びフロー率を制御するステップとを含む、方法で
ある。 （２）上記膜をフローさせるために、非酸化雰囲気中、
該膜を約６００℃乃至１１００℃の範囲の温度でアニー
ル処理するステップを含む、（１）記載の方法である。 （３）上記比率が約２％乃至１０％の範囲である、
（１）記載の方法である。 （４）上記反応物が、シラン、亜酸化窒素、ホスフィ
ン、及びジボランのグループのうち少なくとも１つを含
む、（１）記載の方法である。 （５）上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃の範囲で
ある、（１）記載の方法である。 （６）上記圧力が２．０トル乃至２．８トルの範囲であ
る、（１）記載の方法である。 （７）希釈していないシランのフロー率が約２０ｃｃｐ
ｍ乃至５００ｃｃｐｍの範囲である、（４）記載の方法
である。 （８）亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至１０ｌｐ
ｍの範囲である、（４）記載の方法である。 （９）ホウ素リンケイ酸ガラスを形成する方法であっ
て、気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する
反応物を反応室に供給するステップと、上記反応物の少
なくとも１つを含むプラズマを形成するステップと、非
酸化雰囲気中のアニール処理時にフローをなくすのに充
分なＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率のホウ素リンケイ酸ガラス膜が
得られるように上記反応物の圧力、温度及びフロー率を
制御するステップと、上記膜に開口を有するパターンを
形成するステップとを含む、方法である。 （１０）上記開口に隣接した上記膜内の側壁の傾斜角度
を小さくするために、酸化雰囲気中、約６００℃乃至１
１００℃の範囲の温度で該膜をアニール処理するステッ
プを含む、（９）記載の方法である。 （１１）上記比率が少なくとも１０％である、（９）記
載の方法である。 （１２）上記反応物が、シラン、亜酸化窒素、ホスフィ
ン及びジボランのグループのうち少なくとも１つを含
む、（９）記載の方法である。 （１３）上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃の範囲
である、（９）記載の方法である。 （１４）上記圧力が約２．０トル乃至２．８トルの範囲
である、（９）記載の方法である。 （１５）シランのフロー率が約２０ｃｃｐｍ乃至５００
ｃｃｐｍの範囲である、（１２）記載の方法である。 （１６）亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至１０ｌ
ｐｍの範囲である、（１３）記載の方法である。 （１７）上記開口を形成するステップの後に、該開口に
ボロンをイオン注入するステップを含む、（９）記載の
方法である。 （１８）ホウ素リンケイ酸ガラスを形成する方法であっ
て、気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する
反応物を反応室に供給するステップと、所望のフロー特
性と安定性が得られるようなＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率のホウ
素リンケイ酸ガラス膜が得られるように上記反応物の圧
力、温度及びフロー率を制御するステップと、 （１９）上記膜をフローするために、非酸化雰囲気中、
約６００℃乃至１１００℃の範囲の温度で該膜をアニー
ル処理するステップを含む、（１）記載の方法である。 （２０）上記比率が約２％乃至１０％の範囲である、
（１）記載の方法である。 （２１）上記反応物が、シラン、酸素、亜酸化窒素、ホ
スフィン及びジボランのグループのうちの少なくとも１
つを含む、（１）記載の方法である。 （２２）上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃の範囲
である、（１）記載の方法である。 （２３）上記圧力が２．０トル乃至２．８トルの範囲で
ある、（１）記載の方法である。 （２４）希釈していないシランのフロー率が約２０ｃｃ
ｐｍ乃至５００ｃｃｐｍの範囲である、（４）記載の方
法である。 （２５）亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至１０ｌ
ｐｍの範囲である、（４）記載の方法である。
【００３０】
【図１】フローしていないＢＰＳＧ被着ステップの断面
図である。
図である。
【図２】フローしたＢＰＳＧ被着ステップの断面図であ
る。
る。
【図３】プロセス変数の関数としてＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率
を示す図である。
を示す図である。
【図４】プロセス変数の関数としてＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率
を示す外形図である。
を示す外形図である。
【図５】プロセス変数の関数としてＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率
を示す外形図である。
を示す外形図である。
【図６】プロセス変数の関数としてＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率
を示す外形図である。
を示す外形図である。
【図７】側壁の傾斜が進んだコンタクトを形成するステ
ップを示す図である。
ップを示す図である。
【図８】側壁の傾斜が進んだコンタクトを形成するステ
ップを示す図である。
ップを示す図である。
【図９】側壁の傾斜が進んだコンタクトを形成するステ
ップを示す図である。
ップを示す図である。
１８ 半導体ウエハ ２２ 段差 ４０ コンタクト開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・ジェームス・キング アメリカ合衆国05465、バーモント州ジェ リコ、パインハースト・ドライブ 23 (72)発明者 チェリル・マーフィ・マーチン アメリカ合衆国05452、バーモント州エセ ックス・ジャンクション、マンスフィール ド・アベニュー 48イー
Claims (25)
- 【請求項１】ホウ素リンケイ酸ガラス膜を形成する方法
であって、 気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する反応
物を反応室に供給するステップと、 上記反応物の少なくとも１つを含むプラズマを形成する
ステップと、 Ｐ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率が約０％乃至２５％の範囲のホウ素
リンケイ酸ガラス膜が得られるように上記反応物の圧
力、温度及びフロー率を制御するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項２】上記膜をフローさせるために、非酸化雰囲
気中、該膜を約６００℃乃至１１００℃の範囲の温度で
アニール処理するステップを含む、請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】上記比率が約２％乃至１０％の範囲であ
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】上記反応物が、シラン、亜酸化窒素、ホス
フィン、及びジボランのグループのうち少なくとも１つ
を含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃の
範囲である、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】上記圧力が２．０トル乃至２．８トルの範
囲である、請求項１記載の方法。 - 【請求項７】希釈していないシランのフロー率が約２０
ｃｃｐｍ乃至５００ｃｃｐｍの範囲である、請求項４記
載の方法。 - 【請求項８】亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至１
０ｌｐｍの範囲である、請求項４記載の方法。 - 【請求項９】ホウ素リンケイ酸ガラスを形成する方法で
あって、 気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する反応
物を反応室に供給するステップと、 上記反応物の少なくとも１つを含むプラズマを形成する
ステップと、 非酸化雰囲気中のアニール処理時にフローをなくすのに
充分なＰ2Ｏ3／Ｐ2Ｏ5比率のホウ素リンケイ酸ガラス膜
が得られるように上記反応物の圧力、温度及びフロー率
を制御するステップと、 上記膜に開口を有するパターンを形成するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項１０】上記開口に隣接した上記膜内の側壁の傾
斜角度を小さくするために、酸化雰囲気中、約６００℃
乃至１１００℃の範囲の温度で該膜をアニール処理する
ステップを含む、請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】上記比率が少なくとも１０％である、請
求項９記載の方法。 - 【請求項１２】上記反応物が、シラン、亜酸化窒素、ホ
スフィン及びジボランのグループのうち少なくとも１つ
を含む、請求項９記載の方法。 - 【請求項１３】上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃
の範囲である、請求項９記載の方法。 - 【請求項１４】上記圧力が約２．０トル乃至２．８トル
の範囲である、請求項９記載の方法。 - 【請求項１５】シランのフロー率が約２０ｃｃｐｍ乃至
５００ｃｃｐｍの範囲である、請求項１２記載の方法。 - 【請求項１６】亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至
１０ｌｐｍの範囲である、請求項１３記載の方法。 - 【請求項１７】上記開口を形成するステップの後に、該
開口にボロンをイオン注入するステップを含む、請求項
９記載の方法。 - 【請求項１８】ホウ素リンケイ酸ガラスを形成する方法
であって、 気体のボロン、リン、シリコン及び酸素を含有する反応
物を反応室に供給するステップと、 所望のフロー特性と安定性が得られるようなＰ2Ｏ3／Ｐ
2Ｏ5比率のホウ素リンケイ酸ガラス膜が得られるように
上記反応物の圧力、温度及びフロー率を制御するステッ
プと、 - 【請求項１９】上記膜をフローするために、非酸化雰囲
気中、約６００℃乃至１１００℃の範囲の温度で該膜を
アニール処理するステップを含む、請求項１記載の方
法。 - 【請求項２０】上記比率が約２％乃至１０％の範囲であ
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項２１】上記反応物が、シラン、酸素、亜酸化窒
素、ホスフィン及びジボランのグループのうちの少なく
とも１つを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項２２】上記被着温度が約２５０℃乃至５００℃
の範囲である、請求項１記載の方法。 - 【請求項２３】上記圧力が２．０トル乃至２．８トルの
範囲である、請求項１記載の方法。 - 【請求項２４】希釈していないシランのフロー率が約２
０ｃｃｐｍ乃至５００ｃｃｐｍの範囲である、請求項４
記載の方法。 - 【請求項２５】亜酸化窒素のフロー率が約３ｌｐｍ乃至
１０ｌｐｍの範囲である、請求項４記載の方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100339820B1 (ko) * | 1998-12-04 | 2002-06-07 | 다케모토 히데하루 | 성막방법 및 반도체장치의 제조방법 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5698473A (en) * | 1994-03-16 | 1997-12-16 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for forming a silane based boron phosphorous silicate planarization structure |
| KR0151048B1 (ko) * | 1995-05-24 | 1998-12-01 | 김광호 | 반도체 장치의 접촉창 형성방법 |
| US6652922B1 (en) * | 1995-06-15 | 2003-11-25 | Alliedsignal Inc. | Electron-beam processed films for microelectronics structures |
| US6345589B1 (en) | 1996-03-29 | 2002-02-12 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming a borophosphosilicate film |
| US5808353A (en) * | 1996-06-20 | 1998-09-15 | Harris Corporation | Radiation hardened dielectric for EEPROM |
| US6013583A (en) * | 1996-06-25 | 2000-01-11 | International Business Machines Corporation | Low temperature BPSG deposition process |
| KR100203134B1 (ko) * | 1996-06-27 | 1999-06-15 | 김영환 | 반도체 소자의 층간절연막 평탄화방법 |
| JP2983476B2 (ja) * | 1996-10-30 | 1999-11-29 | キヤノン販売株式会社 | 成膜方法及び半導体装置の製造方法 |
| US6013584A (en) * | 1997-02-19 | 2000-01-11 | Applied Materials, Inc. | Methods and apparatus for forming HDP-CVD PSG film used for advanced pre-metal dielectric layer applications |
| US6087275A (en) * | 1997-04-26 | 2000-07-11 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reduction of n-channel parasitic transistor leakage by using low power/low pressure phosphosilicate glass |
| US6150072A (en) * | 1997-08-22 | 2000-11-21 | Siemens Microelectronics, Inc. | Method of manufacturing a shallow trench isolation structure for a semiconductor device |
| US6073576A (en) | 1997-11-25 | 2000-06-13 | Cvc Products, Inc. | Substrate edge seal and clamp for low-pressure processing equipment |
| US6191046B1 (en) | 1999-03-11 | 2001-02-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Deposition of an oxide layer to facilitate photoresist rework on polygate layer |
| US6432564B1 (en) * | 1999-08-12 | 2002-08-13 | Mini Systems, Inc. | Surface preparation of a substrate for thin film metallization |
| JP2001284347A (ja) | 2000-03-31 | 2001-10-12 | Canon Sales Co Inc | 成膜方法及び半導体装置の製造方法 |
| US6730619B2 (en) | 2000-06-15 | 2004-05-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing insulating layer and semiconductor device including insulating layer |
| US20020182342A1 (en) * | 2001-04-13 | 2002-12-05 | Luc Ouellet | Optical quality silica films |
| US6887514B2 (en) * | 2001-05-31 | 2005-05-03 | Dalsa Semiconductor Inc. | Method of depositing optical films |
| JP5143176B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2013-02-13 | 株式会社東芝 | 赤外線撮像素子およびその製造方法 |
| CN105097433B (zh) * | 2014-05-14 | 2018-05-08 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种半导体器件及其制备方法、电子装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318235A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Kawasaki Steel Corp | 半導体製造装置 |
| JPH03120825A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-23 | Applied Materials Inc | 半導体ウェーハ上のホウ素リンケイ酸ガラス複合層の形成方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4420503A (en) * | 1982-05-17 | 1983-12-13 | Rca Corporation | Low temperature elevated pressure glass flow/re-flow process |
| US4708884A (en) * | 1984-07-11 | 1987-11-24 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Low temperature deposition of silicon oxides for device fabrication |
| US4546016A (en) * | 1984-08-06 | 1985-10-08 | Rca Corporation | Deposition of borophosphosilicate glass |
| ATE64237T1 (de) * | 1985-05-22 | 1991-06-15 | Siemens Ag | Verfahren zum herstellen von mit bor und phosphor dotierten siliziumoxid-schichten fuer integrierte halbleiterschaltungen. |
| US4892753A (en) * | 1986-12-19 | 1990-01-09 | Applied Materials, Inc. | Process for PECVD of silicon oxide using TEOS decomposition |
| US5180692A (en) * | 1988-03-30 | 1993-01-19 | Tokyo Electron Limited | Method for the manufacture of boron-containing films by CVD or epitaxial techniques using boron trifluoride |
| US5104482A (en) * | 1989-02-21 | 1992-04-14 | Lam Research Corporation | Simultaneous glass deposition and viscoelastic flow process |
| JP2626925B2 (ja) * | 1990-05-23 | 1997-07-02 | 三菱電機株式会社 | 基板処理装置および基板処理方法 |
| US5124278A (en) * | 1990-09-21 | 1992-06-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Amino replacements for arsine, antimony and phosphine |
-
1993
- 1993-05-14 US US08/062,658 patent/US5409743A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-22 JP JP6050073A patent/JP2710551B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-25 EP EP94106390A patent/EP0624660A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01318235A (ja) * | 1988-06-20 | 1989-12-22 | Kawasaki Steel Corp | 半導体製造装置 |
| JPH03120825A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-23 | Applied Materials Inc | 半導体ウェーハ上のホウ素リンケイ酸ガラス複合層の形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100339820B1 (ko) * | 1998-12-04 | 2002-06-07 | 다케모토 히데하루 | 성막방법 및 반도체장치의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0624660A1 (en) | 1994-11-17 |
| JP2710551B2 (ja) | 1998-02-10 |
| US5409743A (en) | 1995-04-25 |
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