JPH0718011B2 - ＳｉＯ２の付着方法 - Google Patents
ＳｉＯ２の付着方法Info
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- JPH0718011B2 JPH0718011B2 JP2220131A JP22013190A JPH0718011B2 JP H0718011 B2 JPH0718011 B2 JP H0718011B2 JP 2220131 A JP2220131 A JP 2220131A JP 22013190 A JP22013190 A JP 22013190A JP H0718011 B2 JPH0718011 B2 JP H0718011B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
- C23C16/402—Silicon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、一般的には、酸化物を付着する高スループッ
ト低温プロセスに関し、特に約300℃以下で高品質の二
酸化シリコンを形成する高スループット・プロセスに関
する。
ト低温プロセスに関し、特に約300℃以下で高品質の二
酸化シリコンを形成する高スループット・プロセスに関
する。
B.従来の技術及びその課題 コンピュータなどの電子デバイスに用いる集積回路を製
造する際には、しばしば基板上に酸化物の薄膜を形成す
ることが求められる。しかし半導体物質を従来の方法で
形成すると、プロセス時間が長くなることが多く、成膜
の最終品質は、いろいろなプロセス・パラメータの影響
を受ける。プロセス・パラメータには制御の難しいもの
がある。一般に、従来のデポジション・プロセスは、準
備ステップと物質の付着ステップとから成る。
造する際には、しばしば基板上に酸化物の薄膜を形成す
ることが求められる。しかし半導体物質を従来の方法で
形成すると、プロセス時間が長くなることが多く、成膜
の最終品質は、いろいろなプロセス・パラメータの影響
を受ける。プロセス・パラメータには制御の難しいもの
がある。一般に、従来のデポジション・プロセスは、準
備ステップと物質の付着ステップとから成る。
洗浄は、物質付着ステップへ移る前に基板表面を調整す
る上で重要である。基板表面の調整が不充分であれば、
基板と付着物質の界面に汚染物が入ることがある。さら
に、基板の洗浄が正しく行われないと、付着物質が基板
に充分に固着しないことがある。いずれの場合も、結果
的には成膜と基板の界面において電気的特性が劣化す
る。付着物質の電気的特性と機械的特性そのものも、洗
浄の不充分な表面の成膜によって劣化しうる。従来のプ
リオキシデーション洗浄法については、「シリコン半導
体に用いる過酸化水素を基にした洗浄液（Cleaning Sol
utions Based on Hydrogen Peroxide for Use in Silic
on Semiconductor Technology）」、RCA Review、1970
年６月、p.187、に説明されている。
る上で重要である。基板表面の調整が不充分であれば、
基板と付着物質の界面に汚染物が入ることがある。さら
に、基板の洗浄が正しく行われないと、付着物質が基板
に充分に固着しないことがある。いずれの場合も、結果
的には成膜と基板の界面において電気的特性が劣化す
る。付着物質の電気的特性と機械的特性そのものも、洗
浄の不充分な表面の成膜によって劣化しうる。従来のプ
リオキシデーション洗浄法については、「シリコン半導
体に用いる過酸化水素を基にした洗浄液（Cleaning Sol
utions Based on Hydrogen Peroxide for Use in Silic
on Semiconductor Technology）」、RCA Review、1970
年６月、p.187、に説明されている。
SiO2を付着する代表的な基板は、半導体物質またはパシ
ベーション物質であり、SiO2を集積回路上の複数のデバ
イスに付着した基板表面などには複数の物質が含まれる
ことがある。さらに基板表面は、メサ構造、トレンチな
どの変形部を含み、平坦でない場合がある。
ベーション物質であり、SiO2を集積回路上の複数のデバ
イスに付着した基板表面などには複数の物質が含まれる
ことがある。さらに基板表面は、メサ構造、トレンチな
どの変形部を含み、平坦でない場合がある。
付着物質の品質と特性は、洗浄ステップに加えて物質付
着ステップにも関係する。半導体物質の付着には、化学
的気相成長法、プラズマ・デポジションなど様々な手法
が用いられている。いずれの手法にも、半導体物質を付
着する上でメリットとデメリットがある。たとえばプラ
ズマ・デポジション法は、SiO2など高品質の酸化物を低
温で付着するのに適している。一方、化学的気相成長法
（CVD）は、多数のウエハを処理するのに適している。
しかしCVDには、通常、高品質の酸化物を付着すると
き、きわめて高い温度が必要であり、プラズマ付着法は
普通、多数のウエハを処理するのには適さない。
着ステップにも関係する。半導体物質の付着には、化学
的気相成長法、プラズマ・デポジションなど様々な手法
が用いられている。いずれの手法にも、半導体物質を付
着する上でメリットとデメリットがある。たとえばプラ
ズマ・デポジション法は、SiO2など高品質の酸化物を低
温で付着するのに適している。一方、化学的気相成長法
（CVD）は、多数のウエハを処理するのに適している。
しかしCVDには、通常、高品質の酸化物を付着すると
き、きわめて高い温度が必要であり、プラズマ付着法は
普通、多数のウエハを処理するのには適さない。
前処理を含む高温（950℃）プラズマ・エンハンスドCVD
プロセスについては、米国特許第3447238号明細書に説
明がある。ここで述べられている前処理には、脱イオン
水とHF酸が10:1の溶液によるリンスと、これに続く硝酸
による高温処理（100℃、10分）が含まれる。
プロセスについては、米国特許第3447238号明細書に説
明がある。ここで述べられている前処理には、脱イオン
水とHF酸が10:1の溶液によるリンスと、これに続く硝酸
による高温処理（100℃、10分）が含まれる。
米国特許第3486951号明細書では、1100℃、５分間の酸
化によって酸化層が形成される。三酸化クロムと硫酸の
溶液でウエハが洗浄され、次にHF酸溶液に浸漬されて、
高品質の酸化物が得られる。最後に、メチルアルコール
とオルトリン酸のノズル・スプレでウエハが処理され
る。
化によって酸化層が形成される。三酸化クロムと硫酸の
溶液でウエハが洗浄され、次にHF酸溶液に浸漬されて、
高品質の酸化物が得られる。最後に、メチルアルコール
とオルトリン酸のノズル・スプレでウエハが処理され
る。
1988年５月10−13日にサンジエゴで開かれたVLSI技術に
関するシンポジウムでは、「MOSデバイスに対する低圧C
VD酸化プロセス（Low Pressure Chemical Vapor Deposi
ted Oxide Process for MOS Device Application）」と
題した論文が発表されている。ここでは400ないし450℃
で作用する低圧の化学的気相成長法（LPCVD）について
述べられている。このプロセスでは、窒素を用いた濃縮
ステップと酸素中での短時間のアニール（950℃）が行
われる。
関するシンポジウムでは、「MOSデバイスに対する低圧C
VD酸化プロセス（Low Pressure Chemical Vapor Deposi
ted Oxide Process for MOS Device Application）」と
題した論文が発表されている。ここでは400ないし450℃
で作用する低圧の化学的気相成長法（LPCVD）について
述べられている。このプロセスでは、窒素を用いた濃縮
ステップと酸素中での短時間のアニール（950℃）が行
われる。
酸化膜の品質は、複数の“性能指数”によって決定でき
る。性能指数は、酸化物を用いた電子デバイス（MOS型
電界効果トランジスタなど）がどのように機能するかに
ついての目安となる酸化物の電気的特性である。一般に
よく用いられる性能指数としては、ブレークダウン電
圧、界面トラップ密度、オキサイド・チャージ（フラッ
トバンド電圧）、界面小数キャリアのライフタイムなど
がある。通常、高品質の酸化膜では、ブレークダウンが
生じるのは、電圧がセンチメートル当たり約8.0メガボ
ルト（MV/cm）を超えるときである。同じく高品質の酸
化物では、中間界面トラップ密度は、電子ボルト・セン
チメートル平方（eV・cm2）当たり約4x1010トラップ未
満である。さらに、高品質の酸化膜の場合、界面小数キ
ャリアのライフタイムは、界面付近のシリコンでは約40
マイクロ秒以上である。
る。性能指数は、酸化物を用いた電子デバイス（MOS型
電界効果トランジスタなど）がどのように機能するかに
ついての目安となる酸化物の電気的特性である。一般に
よく用いられる性能指数としては、ブレークダウン電
圧、界面トラップ密度、オキサイド・チャージ（フラッ
トバンド電圧）、界面小数キャリアのライフタイムなど
がある。通常、高品質の酸化膜では、ブレークダウンが
生じるのは、電圧がセンチメートル当たり約8.0メガボ
ルト（MV/cm）を超えるときである。同じく高品質の酸
化物では、中間界面トラップ密度は、電子ボルト・セン
チメートル平方（eV・cm2）当たり約4x1010トラップ未
満である。さらに、高品質の酸化膜の場合、界面小数キ
ャリアのライフタイムは、界面付近のシリコンでは約40
マイクロ秒以上である。
本発明に従ってSiO2を付着すると、コンフォーマリティ
（共形性）も性能指数となることが分かった。コンフォ
ーマリティは、酸化膜が基板表面とどの程度この表面の
形状に対して共形的に形成されるかをみる尺度である。
これは被膜のトレンチ内での厚みと表面での厚みとの比
で表される。トレンチ内の厚みは、中間点、側壁、トレ
ンチ底部のいずれかで測定できる。トレンチの中間点で
測定した場合、コンフォーマリティは80％以上が望まし
い。高いコンフォーマリティを得るためにTEOSを用いる
こともできるが、これには炭素を生じるというデメリッ
トがあり、付着時の温度が高くなる。
（共形性）も性能指数となることが分かった。コンフォ
ーマリティは、酸化膜が基板表面とどの程度この表面の
形状に対して共形的に形成されるかをみる尺度である。
これは被膜のトレンチ内での厚みと表面での厚みとの比
で表される。トレンチ内の厚みは、中間点、側壁、トレ
ンチ底部のいずれかで測定できる。トレンチの中間点で
測定した場合、コンフォーマリティは80％以上が望まし
い。高いコンフォーマリティを得るためにTEOSを用いる
こともできるが、これには炭素を生じるというデメリッ
トがあり、付着時の温度が高くなる。
性能指数が許容できる酸化物は、高温の熱酸化によって
成長させることができる。酸化物を高温で成長させるプ
ロセスは、酸化物が基板表面のガス（シラン、酸素な
ど）の化学反応によって付着するCVDとは異なり、酸化
物が基板の酸化によって成長する熱プロセスである。熱
酸化では不都合が生じるケースがある。これは、高温を
要するため、接合部のマイグレーション、注入または拡
散した不純物のプロファイル変化などの悪影響がでるか
らである。また、高温処理では欠陥や異物も発生しやす
い。さらに、プロセス物質（アルミニウムなど）には高
温に弱いものがある。
成長させることができる。酸化物を高温で成長させるプ
ロセスは、酸化物が基板表面のガス（シラン、酸素な
ど）の化学反応によって付着するCVDとは異なり、酸化
物が基板の酸化によって成長する熱プロセスである。熱
酸化では不都合が生じるケースがある。これは、高温を
要するため、接合部のマイグレーション、注入または拡
散した不純物のプロファイル変化などの悪影響がでるか
らである。また、高温処理では欠陥や異物も発生しやす
い。さらに、プロセス物質（アルミニウムなど）には高
温に弱いものがある。
より小さく幅の狭いデバイス構造を得るために低温処理
が求められているが、この処理は、シリコン製造技術で
は、絶縁物の形成に大きな制約を設けている。最近で
は、これを克服するために、高温熱酸化物に代わる材料
の研究が始まっている。したがって、シリコン基板に高
品質のSiO2膜を付着して、熱成長によるSiO2膜の品質を
達成する低温（200ないし300℃など）プロセスに期待が
かけられる。
が求められているが、この処理は、シリコン製造技術で
は、絶縁物の形成に大きな制約を設けている。最近で
は、これを克服するために、高温熱酸化物に代わる材料
の研究が始まっている。したがって、シリコン基板に高
品質のSiO2膜を付着して、熱成長によるSiO2膜の品質を
達成する低温（200ないし300℃など）プロセスに期待が
かけられる。
高品質の半導体物質を低温で付着する他のプロセスとし
ては、プラズマ・エンハンスドCVDがある。プラズマ・
デポジションは、気体中でプラズマが形成され、付着特
性が改善されるCVDの一つである。このようなプロセス
は普通、スループットが低く、大量生産には適さない。
また酸化物の品質と製造可能性（コスト）のトレードオ
フを伴う。プラズマは各基板と接触させる必要があるの
で、一定個数以上の基板を処理することができず、かな
りスループットが低いプロセスと言える。また、プラズ
マ・デポジションでは、鋭敏な反応を示す物質に照射損
傷が生じることがある。この種のプロセスの説明は、
「プラズマ・エンハンスドCVDによる高品質二酸化シリ
コンの低温デポジション（Low-Temperature Deposition
of High Quality Silicon Dioxide by Plasma Enhance
d Chemical Vapor Deposition）、Journal of Applied
Physics、60（９）、1986年11月１日、p.3136、にみら
れる。
ては、プラズマ・エンハンスドCVDがある。プラズマ・
デポジションは、気体中でプラズマが形成され、付着特
性が改善されるCVDの一つである。このようなプロセス
は普通、スループットが低く、大量生産には適さない。
また酸化物の品質と製造可能性（コスト）のトレードオ
フを伴う。プラズマは各基板と接触させる必要があるの
で、一定個数以上の基板を処理することができず、かな
りスループットが低いプロセスと言える。また、プラズ
マ・デポジションでは、鋭敏な反応を示す物質に照射損
傷が生じることがある。この種のプロセスの説明は、
「プラズマ・エンハンスドCVDによる高品質二酸化シリ
コンの低温デポジション（Low-Temperature Deposition
of High Quality Silicon Dioxide by Plasma Enhance
d Chemical Vapor Deposition）、Journal of Applied
Physics、60（９）、1986年11月１日、p.3136、にみら
れる。
標準的なCVDのメリットは、熱付着酸化物に必要な温度
よりもかなり低い温度で行われ、熱付着のスループット
が高いことにある。ただし、低温での酸化物付着を対象
にした従来の高スループットCVDプロセスは、現時点で
は、熱などによる高品質酸化物の付着ができるようには
なっていない。（一例として、「ポリ窒化物と酸化物の
低圧CVDプロダクション・プロセス（Low Pressure CVD
Production Process for Poly Nitride and Oxid
e）」、Solid State Technology、1977年４月、pp.63−
70、を参照。） 酸化物は、低温（400ないし500℃の範囲）でCVDによっ
て付着できることが知られている。このような低温CVD
によって付着した酸化物についてはよく知られており、
一般には低温酸化物（LTO）と呼ばれる。低温酸化物の
問題点は、熱成長した酸化物に比べて品質が劣るという
ことである。CVDによってシラン（SiH4と酸素（O2）か
らSiO2を付着する場合、許容できる品質を得るには、一
般には450℃以上の温度が必要である。しかしこの程度
の温度でも、付着したSiO2の品質は、熱成長した酸化物
の品質に近いものとならない。
よりもかなり低い温度で行われ、熱付着のスループット
が高いことにある。ただし、低温での酸化物付着を対象
にした従来の高スループットCVDプロセスは、現時点で
は、熱などによる高品質酸化物の付着ができるようには
なっていない。（一例として、「ポリ窒化物と酸化物の
低圧CVDプロダクション・プロセス（Low Pressure CVD
Production Process for Poly Nitride and Oxid
e）」、Solid State Technology、1977年４月、pp.63−
70、を参照。） 酸化物は、低温（400ないし500℃の範囲）でCVDによっ
て付着できることが知られている。このような低温CVD
によって付着した酸化物についてはよく知られており、
一般には低温酸化物（LTO）と呼ばれる。低温酸化物の
問題点は、熱成長した酸化物に比べて品質が劣るという
ことである。CVDによってシラン（SiH4と酸素（O2）か
らSiO2を付着する場合、許容できる品質を得るには、一
般には450℃以上の温度が必要である。しかしこの程度
の温度でも、付着したSiO2の品質は、熱成長した酸化物
の品質に近いものとならない。
C.課題を解決するための手段 本発明は、二酸化シリコンを付着する低圧の化学的気相
成長法（LPCVD）に関し、特に基板から不純物を取り除
くプリクリーニング・ステップと、これに続く約200℃
ないし約300℃の範囲の低温で行われるLPCVDステップを
伴うプロセスに関する。本発明の実施例は、二酸化シリ
コンを付着する高温LPCVDおよび熱プロセスに代わるも
のとして適用できる。
成長法（LPCVD）に関し、特に基板から不純物を取り除
くプリクリーニング・ステップと、これに続く約200℃
ないし約300℃の範囲の低温で行われるLPCVDステップを
伴うプロセスに関する。本発明の実施例は、二酸化シリ
コンを付着する高温LPCVDおよび熱プロセスに代わるも
のとして適用できる。
本発明に従う基板表面にSiO2を付着する方法は、 （イ）アンモニア水溶液中での上記基板の超音波洗浄及
び塩酸溶液中での上記基板の超音波洗浄を含む、上記基
板を洗浄するステップと、 （ロ）希釈したフッ化水素酸溶液中に上記基板を漬ける
ステップと、 （ハ）上記基板を脱イオン水中でリンスするステップ
と、 （ニ）圧力が0.4トル乃至1.4トルに維持されて、そして
温度が200℃乃至300℃に維持された低圧化学気相付着チ
ャンバ内に、シリコン源として作用する第１反応ガス、
酸素源として作用する第２反応ガス及び不活性ガスを導
入して、上記基板上にSiO2を付着するステップとを含
む。
び塩酸溶液中での上記基板の超音波洗浄を含む、上記基
板を洗浄するステップと、 （ロ）希釈したフッ化水素酸溶液中に上記基板を漬ける
ステップと、 （ハ）上記基板を脱イオン水中でリンスするステップ
と、 （ニ）圧力が0.4トル乃至1.4トルに維持されて、そして
温度が200℃乃至300℃に維持された低圧化学気相付着チ
ャンバ内に、シリコン源として作用する第１反応ガス、
酸素源として作用する第２反応ガス及び不活性ガスを導
入して、上記基板上にSiO2を付着するステップとを含
む。
そして、上記シリコン源として作用する第１反応ガスが
シランであり、上記酸素源として作用する第２反応ガス
が酸素であり、上記不活性ガスが窒素である。
シランであり、上記酸素源として作用する第２反応ガス
が酸素であり、上記不活性ガスが窒素である。
そして、上記アンモニア水溶液は、水酸化アンモニウ
ム、過酸化水素、脱イオン水を含み、上記塩酸溶液は、
塩酸、過酸化水素及び脱イオン水を含む。
ム、過酸化水素、脱イオン水を含み、上記塩酸溶液は、
塩酸、過酸化水素及び脱イオン水を含む。
そして、上記水酸化アンモニウム：過酸化水素：脱イオ
ン水の濃度比が、1:1:5であり、上希塩酸：過酸化水
素：脱イオン水の濃度比が、1:1:5である。
ン水の濃度比が、1:1:5であり、上希塩酸：過酸化水
素：脱イオン水の濃度比が、1:1:5である。
本発明に従う基板表面にSiO2を付着する方法は、 （イ）下記ステップ（ａ）乃至（ｉ）を含み、上記基板
を洗浄するステップと、 （ａ）上記基板を脱イオン水でリンスする第１リンス・
ステップ、 （ｂ）上記基板を希釈したフッ化水素酸溶液に漬けるす
るステップ、 （ｃ）上記基板を脱イオン水でリンスする第１リンス・
ステップ、 （ｄ）水酸化アンモニウム（NH4OH）、過酸化水素（H2O
2）、脱イオン水を含む60℃のアンモニア水溶液中に上
記基板を漬けて超音波で攪拌する第１超音波ステップ、 （ｅ）上記基板を脱イオン水に漬けてリンスする第３リ
ンス・ステップ、 （ｆ）塩酸（HCl）、過酸化水素（H2O2）及び脱イオン
水を含む溶液中に上記基板を漬けて超音波で攪拌する第
２超音波ステップ、 （ｇ）上記基板を脱イオン水でリンスする第４リンス・
ステップ、 （ｈ）上記基板を脱イオン水でリンスする最終リンス・
ステップ、及び （ｉ）上記基板を回転乾燥させるステップ、 （ロ）希釈したフッ化水素酸溶液中に上記基板を漬ける
ステップと、 （ハ）上記基板を脱イオン水中でリンスするステップ
と、 （ニ）圧力が0.4トル乃至1.4トルに維持され、そして温
度が200℃乃至300℃に維持された低圧化学気相付着チャ
ンバ内に、シラン、酸素及び窒素を導入して、上記基板
上にSiO2を付着するステップとを含む。
を洗浄するステップと、 （ａ）上記基板を脱イオン水でリンスする第１リンス・
ステップ、 （ｂ）上記基板を希釈したフッ化水素酸溶液に漬けるす
るステップ、 （ｃ）上記基板を脱イオン水でリンスする第１リンス・
ステップ、 （ｄ）水酸化アンモニウム（NH4OH）、過酸化水素（H2O
2）、脱イオン水を含む60℃のアンモニア水溶液中に上
記基板を漬けて超音波で攪拌する第１超音波ステップ、 （ｅ）上記基板を脱イオン水に漬けてリンスする第３リ
ンス・ステップ、 （ｆ）塩酸（HCl）、過酸化水素（H2O2）及び脱イオン
水を含む溶液中に上記基板を漬けて超音波で攪拌する第
２超音波ステップ、 （ｇ）上記基板を脱イオン水でリンスする第４リンス・
ステップ、 （ｈ）上記基板を脱イオン水でリンスする最終リンス・
ステップ、及び （ｉ）上記基板を回転乾燥させるステップ、 （ロ）希釈したフッ化水素酸溶液中に上記基板を漬ける
ステップと、 （ハ）上記基板を脱イオン水中でリンスするステップ
と、 （ニ）圧力が0.4トル乃至1.4トルに維持され、そして温
度が200℃乃至300℃に維持された低圧化学気相付着チャ
ンバ内に、シラン、酸素及び窒素を導入して、上記基板
上にSiO2を付着するステップとを含む。
そして、上記水酸化アンモニウム：過酸化水素：脱イオ
ン水の濃度比が、1:1:5であり、上希塩酸：過酸化水
素：脱イオン水の濃度比が、1:1:5である。
ン水の濃度比が、1:1:5であり、上希塩酸：過酸化水
素：脱イオン水の濃度比が、1:1:5である。
本発明の実施例は、高品質の二酸化シリコンを約300℃
以下の温度で付着するプロセスを提供するものである。
以下の温度で付着するプロセスを提供するものである。
本発明のプロセスは、低圧CVDにより、約300℃未満の温
度で高品質の二酸化シリコンを付着できるものが望まし
い。
度で高品質の二酸化シリコンを付着できるものが望まし
い。
本発明の実施例では、約300℃未満の温度でLPCVDによっ
て二酸化シリコン層を形成できる。この場合、酸化膜に
求められる特性は、ブレークダウン電圧が約8MV/cm以
上、中間界面トラップ密度（Dit）が、界面状態でeV・c
m2当たり約5x1010未満である。
て二酸化シリコン層を形成できる。この場合、酸化膜に
求められる特性は、ブレークダウン電圧が約8MV/cm以
上、中間界面トラップ密度（Dit）が、界面状態でeV・c
m2当たり約5x1010未満である。
本発明は、低温低圧CVDによって、品質に優れた二酸化
シリコンが得られるデュアル・プロセスを提供するもの
である。
シリコンが得られるデュアル・プロセスを提供するもの
である。
D.実施例 本発明による付着プロセスは、プリデポジション洗浄と
低温（約300℃未満）の酸化物（VLTO）の付着とに分け
られる。
低温（約300℃未満）の酸化物（VLTO）の付着とに分け
られる。
本発明によるプリデポジション洗浄は、一般的には、少
なくとも水酸化アンモニウム（NH4OH）によるリンスと
これに続く塩酸（HCl）によるリンスを伴うプリオキシ
デーション洗浄を含む。
なくとも水酸化アンモニウム（NH4OH）によるリンスと
これに続く塩酸（HCl）によるリンスを伴うプリオキシ
デーション洗浄を含む。
NH4OHのリンスでは、代表的なNH4OHは、過酸化水素（H2
O2）と水（H2O）を含む溶液である。HClリンスでは、代
表的なHClは、H2O2とH2Oを含む溶液である。
O2）と水（H2O）を含む溶液である。HClリンスでは、代
表的なHClは、H2O2とH2Oを含む溶液である。
当業者には明らかなように、本発明によって二酸化シリ
コンを付着する基板が充分に洗浄されていれば、前処理
は必要ない。
コンを付着する基板が充分に洗浄されていれば、前処理
は必要ない。
本発明の他の実施例では、希釈したフッ化水素酸（HF）
への浸清は、NH4OHとHClのリンスよりも前、NH4OHとHCl
のリンスの後、NH4OHリンスの後でHClリンスの前、また
はNH4OHとHClの各リンスの後でも行える。
への浸清は、NH4OHとHClのリンスよりも前、NH4OHとHCl
のリンスの後、NH4OHリンスの後でHClリンスの前、また
はNH4OHとHClの各リンスの後でも行える。
プリデポジション洗浄は、プリオキシデーション洗浄の
後で、基板をデポジション・チャンバに入れる直前に行
う希薄なHFでのリンスを含む。HFリンスの目的は、本発
明によって酸化物を付着する前に、ウエハ表面の自然酸
化物をすべて取り除くことであるから、これは、基板を
デポジション・チャンバに入れる直前に行う必要があ
る。すなわちHFへの浸清は、最小限の時間内で行い、基
板をデポジション・チャンバへ入れる前に自然酸化物の
形成や炭化水素の吸収を防ぐ必要がある。
後で、基板をデポジション・チャンバに入れる直前に行
う希薄なHFでのリンスを含む。HFリンスの目的は、本発
明によって酸化物を付着する前に、ウエハ表面の自然酸
化物をすべて取り除くことであるから、これは、基板を
デポジション・チャンバに入れる直前に行う必要があ
る。すなわちHFへの浸清は、最小限の時間内で行い、基
板をデポジション・チャンバへ入れる前に自然酸化物の
形成や炭化水素の吸収を防ぐ必要がある。
プリデポジション洗浄が終わると、基板は、約５分以内
にデポジション・チャンバに入れられる。代表的なデポ
ジション・チャンバには、基板をボートによって固定す
る石英管が含まれる。本発明の実施例では、デポジショ
ン・チャンバは、清浄度のきわめて高いものとする。こ
のようなシステムを洗浄する方法としては、ホワイト・
エッチングと呼ばれる方法がある。ホワイト・エッチン
グでは、チャンバが、濃度比1:4のHFと硝酸の化合物で
処理される。ホワイト・エッチングの後にリンスが行わ
れる。デポジション・チャンバを良好な状態に保つに
は、専用チャンバを用いるのがよい。さらにチャンバ
は、各デポジション・ステップの間で、水銀柱約50ミク
ロン以上の圧力に保てば、汚染および真空ポンプ・オイ
ルの逆流を防ぐことができる。
にデポジション・チャンバに入れられる。代表的なデポ
ジション・チャンバには、基板をボートによって固定す
る石英管が含まれる。本発明の実施例では、デポジショ
ン・チャンバは、清浄度のきわめて高いものとする。こ
のようなシステムを洗浄する方法としては、ホワイト・
エッチングと呼ばれる方法がある。ホワイト・エッチン
グでは、チャンバが、濃度比1:4のHFと硝酸の化合物で
処理される。ホワイト・エッチングの後にリンスが行わ
れる。デポジション・チャンバを良好な状態に保つに
は、専用チャンバを用いるのがよい。さらにチャンバ
は、各デポジション・ステップの間で、水銀柱約50ミク
ロン以上の圧力に保てば、汚染および真空ポンプ・オイ
ルの逆流を防ぐことができる。
また、本発明の実施例では、付着は、毎分約25Å（20な
いし30Åの範囲が望ましい）の付着速度に対応する温度
／圧力雰囲気で行われる。温度は100ないし300℃の範囲
が望ましく、圧力は0.4ないし1.4トルの範囲とする。
いし30Åの範囲が望ましい）の付着速度に対応する温度
／圧力雰囲気で行われる。温度は100ないし300℃の範囲
が望ましく、圧力は0.4ないし1.4トルの範囲とする。
本発明の実施例として２段階プロセスがある。第１段階
は酸化洗浄ステップ、第２段階はプリデポジションCVD
プロセスである。プリオキシデーション・ステップで
は、脱イオン水による第１リンス、続いて約75秒間、HF
酸への浸清、その後、脱イオン水による第２リンスを行
う。HF酸への浸清と脱イオン水による第２リンスは省略
できる。プリクリーニング・ステップでは、水酸化アン
モニウム、過酸化水素、および脱イオン水（NH4OH：H2O
2：H2O）を濃度比で1:1:5として、約60℃で約５分間、
超音波攪拌した溶液へ第２ディップを行う。第２ディッ
プの後で、脱イオン水で約５分間、第３リンスを行え
る。またこのプリクリーニング・ステップでは、塩酸、
過酸化水素、および脱イオン水（HCl:H2O2：H2O）を濃
度比で約1:1:5として、約60℃で約５分間、超音波攪拌
した溶液へ第３ディップを行う。第３ディップの後に、
脱イオン水で約５分間、第４リンスを行う。最後に、基
板を脱イオン水でリンスし、高温窒素スプレをかけ、回
転乾燥する。先に引いたRCA Review（1970年６月）に説
明されているプリクリーニングも適している。
は酸化洗浄ステップ、第２段階はプリデポジションCVD
プロセスである。プリオキシデーション・ステップで
は、脱イオン水による第１リンス、続いて約75秒間、HF
酸への浸清、その後、脱イオン水による第２リンスを行
う。HF酸への浸清と脱イオン水による第２リンスは省略
できる。プリクリーニング・ステップでは、水酸化アン
モニウム、過酸化水素、および脱イオン水（NH4OH：H2O
2：H2O）を濃度比で1:1:5として、約60℃で約５分間、
超音波攪拌した溶液へ第２ディップを行う。第２ディッ
プの後で、脱イオン水で約５分間、第３リンスを行え
る。またこのプリクリーニング・ステップでは、塩酸、
過酸化水素、および脱イオン水（HCl:H2O2：H2O）を濃
度比で約1:1:5として、約60℃で約５分間、超音波攪拌
した溶液へ第３ディップを行う。第３ディップの後に、
脱イオン水で約５分間、第４リンスを行う。最後に、基
板を脱イオン水でリンスし、高温窒素スプレをかけ、回
転乾燥する。先に引いたRCA Review（1970年６月）に説
明されているプリクリーニングも適している。
第２のステップはCVD面の前処理である。これは希釈し
たフッ化水素酸（HF）への浸清で行う。フッ化水素酸溶
液は、約10部の水、約１部のフッ化水素酸（10:1）から
成る溶液がよい。基板は約10秒間浸清できる。ディップ
液としては、PARTICAL−LO10:1HF（General Chemical
Corporation製）が適している。ディップ液は、ローグ
レードの粒子すなわち粒子レベルが約0.1ppm以下のVLSI
グレードのディップ液が望ましい。最終ステップは脱イ
オン水によるリンスである。このリンスの目的は、残留
したHF酸の小滴を取り除くことにある。リンス液には脱
イオン水が望ましい。他に適したリンス液として、当業
者には、超高純度の脱イオン水が思い浮かぼう。リンス
は約15秒間行える。最終リンスを要しないケースもあ
る。
たフッ化水素酸（HF）への浸清で行う。フッ化水素酸溶
液は、約10部の水、約１部のフッ化水素酸（10:1）から
成る溶液がよい。基板は約10秒間浸清できる。ディップ
液としては、PARTICAL−LO10:1HF（General Chemical
Corporation製）が適している。ディップ液は、ローグ
レードの粒子すなわち粒子レベルが約0.1ppm以下のVLSI
グレードのディップ液が望ましい。最終ステップは脱イ
オン水によるリンスである。このリンスの目的は、残留
したHF酸の小滴を取り除くことにある。リンス液には脱
イオン水が望ましい。他に適したリンス液として、当業
者には、超高純度の脱イオン水が思い浮かぼう。リンス
は約15秒間行える。最終リンスを要しないケースもあ
る。
本発明の処理ステップに用いる脱イオン水は、抵抗率が
少なくとも約18mΩ・cm、有機成分が約50ppb（10億分の
１）のものとする。約0.02ミクロンを超える粒子は、脱
イオン水をろ過して取り除く必要がある。
少なくとも約18mΩ・cm、有機成分が約50ppb（10億分の
１）のものとする。約0.02ミクロンを超える粒子は、脱
イオン水をろ過して取り除く必要がある。
次に、洗浄したウエハに酸化物を付着できる。本発明に
よる付着には、石英管など、シングル・ウォールの低圧
CVDチャンバを用いるのがよい。SiO2を低圧CVDによって
付着するのに適したファーネスとしては、シングル・ホ
ット・ウォール・ファーネスがある。
よる付着には、石英管など、シングル・ウォールの低圧
CVDチャンバを用いるのがよい。SiO2を低圧CVDによって
付着するのに適したファーネスとしては、シングル・ホ
ット・ウォール・ファーネスがある。
本発明による実施例として、デポジション・ガスは、シ
ラン（SiH4）、酸素、および窒素から構成できる。この
プロセスで窒素は、基本的には不動態であり、付着の
間、所望の気圧を維持するように働く。反応性ガスは酸
素とシランである。シランは、酸素との化学反応でSiO2
を形成するシリコン源となる。
ラン（SiH4）、酸素、および窒素から構成できる。この
プロセスで窒素は、基本的には不動態であり、付着の
間、所望の気圧を維持するように働く。反応性ガスは酸
素とシランである。シランは、酸素との化学反応でSiO2
を形成するシリコン源となる。
シランは、シリコン結晶を成長させることができ、抵抗
率が約500Ω以上（Ｎ型）のVLSIグレードのものが望ま
しい。酸素は、水と炭化水素が約0.1ppm以下となるよう
純度を高めたものがよい。
率が約500Ω以上（Ｎ型）のVLSIグレードのものが望ま
しい。酸素は、水と炭化水素が約0.1ppm以下となるよう
純度を高めたものがよい。
二酸化シリコンの付着は、パラメータを次のように設定
して行える。シラン（SiH4）は、流量約20ないし約40sc
cm（標準立方センチメートル毎分）でよく、特に約30sc
cmが望ましい。酸素（O2）の流量は、約20ないし約120s
ccmの範囲でよい。特に約25sccmとするのが望ましい。
窒素（N2）の流量は約50ないし約300sccmの範囲でよ
く、特に150sccmの流量が望ましい。
して行える。シラン（SiH4）は、流量約20ないし約40sc
cm（標準立方センチメートル毎分）でよく、特に約30sc
cmが望ましい。酸素（O2）の流量は、約20ないし約120s
ccmの範囲でよい。特に約25sccmとするのが望ましい。
窒素（N2）の流量は約50ないし約300sccmの範囲でよ
く、特に150sccmの流量が望ましい。
ここに示した流量は、直径が約190mm（断面積で約28,35
3mm2）のデポジション・チャンバ内の流量である。当業
者には明らかなように、流量sccmは、断面積がこれと異
なるデポジション・チャンバについては比例調整しなけ
ればならない。
3mm2）のデポジション・チャンバ内の流量である。当業
者には明らかなように、流量sccmは、断面積がこれと異
なるデポジション・チャンバについては比例調整しなけ
ればならない。
ガス成分の流量を調整すれば、ガスの濃度比が変化する
ので、適当な濃度比を保つことも必要である。実施例と
しては、シランと酸素の圧力比を約0.9:1.3とすること
ができる。窒素は、総流量の約50％ないし約80％の範囲
とするのがよい。窒素濃度も、付着速度と被膜の均一性
を制御するために調整できる。
ので、適当な濃度比を保つことも必要である。実施例と
しては、シランと酸素の圧力比を約0.9:1.3とすること
ができる。窒素は、総流量の約50％ないし約80％の範囲
とするのがよい。窒素濃度も、付着速度と被膜の均一性
を制御するために調整できる。
デポジション・チャンバの付着時の圧力は、流量に応じ
て変化するが、できるだけ低い圧力を維持するのが望ま
しい。チャンバの総圧力は約0.4ないし約1.4トルの範囲
がよく、特に約1.3トルが望ましい。
て変化するが、できるだけ低い圧力を維持するのが望ま
しい。チャンバの総圧力は約0.4ないし約1.4トルの範囲
がよく、特に約1.3トルが望ましい。
本発明で重要な特性は基板の温度である。基板温度は約
200℃ないし約300℃の範囲、特に300℃を基準とする。
200℃ないし約300℃の範囲、特に300℃を基準とする。
実施例としては特に、シラン（SiH4）の流量を約30scc
m、酸素（O2）の流量を約25sccm、窒素（N2）の流量を
約150sccmとする。付着圧力は約1.3トルである。付着温
度は約300℃である。
m、酸素（O2）の流量を約25sccm、窒素（N2）の流量を
約150sccmとする。付着圧力は約1.3トルである。付着温
度は約300℃である。
本発明によるプロセスの実施例としては、シリコン・ウ
エハに対して窒素パージ／真空のサイクルを３回繰り返
す。そのために、反応管を窒素で満たしてパージする。
ウエハ表面温度は付着温度の約300℃まで上げる。窒素
パージは、ウエハ表面の汚染を最小限に抑えるために行
う。次に、酸素源とシリコン源から成る反応性ガスをチ
ャンバに導入し、ウエハにSiO2を付着させる。付着の時
間と圧力は、酸化物の品質に影響を与えることなく変更
できる。たとえばこのプロセスで10分間付着すれば、約
22nm（220Å）のSiO2が得られ、ウエハ面における厚み
の均一性は＋／−3.5％となる。圧力を約0.4トルに下げ
た場合、15分間の付着では約22.5nm（225Å）のSiO2が
得られ、ウエハ面における厚みの均一性は＋／−3.2％
となる。約1.3トルで付着した酸化物の品質は、約0.4ト
ルで付着した酸化物の品質と実質上同等である。
エハに対して窒素パージ／真空のサイクルを３回繰り返
す。そのために、反応管を窒素で満たしてパージする。
ウエハ表面温度は付着温度の約300℃まで上げる。窒素
パージは、ウエハ表面の汚染を最小限に抑えるために行
う。次に、酸素源とシリコン源から成る反応性ガスをチ
ャンバに導入し、ウエハにSiO2を付着させる。付着の時
間と圧力は、酸化物の品質に影響を与えることなく変更
できる。たとえばこのプロセスで10分間付着すれば、約
22nm（220Å）のSiO2が得られ、ウエハ面における厚み
の均一性は＋／−3.5％となる。圧力を約0.4トルに下げ
た場合、15分間の付着では約22.5nm（225Å）のSiO2が
得られ、ウエハ面における厚みの均一性は＋／−3.2％
となる。約1.3トルで付着した酸化物の品質は、約0.4ト
ルで付着した酸化物の品質と実質上同等である。
付着の後、酸化物のエッチング速度は、温度が約23℃の
とき、酸化物緩衝化エッチング液（水に飽和した約９部
のフッ化アンモニウム（NH4F）と約１部のフッ化水素酸
の溶液など）で毎分約1900Åとなる。エッチング速度を
抑えるためには、酸化物を500ないし550℃で30分間、窒
素などの不活性ガス雰囲気でアニールする必要がある。
これによりエッチング速度は、上記の酸化物緩衝化エッ
チング液内では、毎分約1450Åに下がる。また、このア
ニールにより、小数キャリアの寿命が改善されることも
分かっている。
とき、酸化物緩衝化エッチング液（水に飽和した約９部
のフッ化アンモニウム（NH4F）と約１部のフッ化水素酸
の溶液など）で毎分約1900Åとなる。エッチング速度を
抑えるためには、酸化物を500ないし550℃で30分間、窒
素などの不活性ガス雰囲気でアニールする必要がある。
これによりエッチング速度は、上記の酸化物緩衝化エッ
チング液内では、毎分約1450Åに下がる。また、このア
ニールにより、小数キャリアの寿命が改善されることも
分かっている。
シリコン・ウエハ上およびシリコンとのその界面に形成
された酸化膜の品質を測るために、アルミニウム電極の
蒸発によって酸化物上にMOSコンデンサを形成する。次
にこの構造体に対して、従来のポストメタライゼーショ
ン・アニール（約10％水素と約90％窒素の化合物にて約
400℃で約20分間行うアニールなど）を行い、界面トラ
ップ密度を減少させる。
された酸化膜の品質を測るために、アルミニウム電極の
蒸発によって酸化物上にMOSコンデンサを形成する。次
にこの構造体に対して、従来のポストメタライゼーショ
ン・アニール（約10％水素と約90％窒素の化合物にて約
400℃で約20分間行うアニールなど）を行い、界面トラ
ップ密度を減少させる。
先に述べたように、酸化膜の品質は、一定の“性能指
数”によって評価できる。本発明のプロセスに従って付
着した酸化物は、熱成長した酸化物（約900℃以上の温
度で成長した酸化物）に近い性能指数を示した。以下
に、付着の実施例とその結果を示す。
数”によって評価できる。本発明のプロセスに従って付
着した酸化物は、熱成長した酸化物（約900℃以上の温
度で成長した酸化物）に近い性能指数を示した。以下
に、付着の実施例とその結果を示す。
ここに示す試験では、ウエハは最初に、脱イオン水でリ
ンスしてから、希釈したHF酸に約75秒間浸し、再び脱イ
オン水でリンスした。次に、アンモニア、過酸化水素、
および脱イオン水（NH4OH：H2O2：H2O）が濃度比で約1:
1:5の溶液に約５分間浸した。基板は、この溶液に浸し
ながら、約60℃で超音波攪拌し、脱イオン水で約５分
間、第３リンスを行った。塩酸、過酸化水素、および脱
イオン水が濃度比で約1:1:5（HCl:H2O2：H2O）の溶液で
第３ディップを行い、約60℃で約５分間、超音波攪拌し
た後、脱イオン水による第４リンスを約５分間行った。
最後にウエハをリンスと乾燥のサイクルで処理した。リ
ンスと乾燥のサイクルは、脱イオン水によるリンス、高
温窒素スプレ、および回転乾燥のサイクルで行える。
ンスしてから、希釈したHF酸に約75秒間浸し、再び脱イ
オン水でリンスした。次に、アンモニア、過酸化水素、
および脱イオン水（NH4OH：H2O2：H2O）が濃度比で約1:
1:5の溶液に約５分間浸した。基板は、この溶液に浸し
ながら、約60℃で超音波攪拌し、脱イオン水で約５分
間、第３リンスを行った。塩酸、過酸化水素、および脱
イオン水が濃度比で約1:1:5（HCl:H2O2：H2O）の溶液で
第３ディップを行い、約60℃で約５分間、超音波攪拌し
た後、脱イオン水による第４リンスを約５分間行った。
最後にウエハをリンスと乾燥のサイクルで処理した。リ
ンスと乾燥のサイクルは、脱イオン水によるリンス、高
温窒素スプレ、および回転乾燥のサイクルで行える。
付着の直前に、希釈したHFにウエハを15分間浸し、次に
脱イオン水に10秒間浸した。ここでウエハを窒素雰囲気
中で乾燥させた。SiO2の付着時に、シラン（SiH4）の流
量は約30sccmであった。酸素（O2）の流量は約25sccm、
窒素（N2）の流量は約150sccmであった。これらの工程
中、温度は約200℃ないし300℃の範囲で変化した。圧力
変化は約0.4ないし約1.3トルの範囲であった。
脱イオン水に10秒間浸した。ここでウエハを窒素雰囲気
中で乾燥させた。SiO2の付着時に、シラン（SiH4）の流
量は約30sccmであった。酸素（O2）の流量は約25sccm、
窒素（N2）の流量は約150sccmであった。これらの工程
中、温度は約200℃ないし300℃の範囲で変化した。圧力
変化は約0.4ないし約1.3トルの範囲であった。
続いてウエハに、約550℃、実質上100％の窒素雰囲気に
てプリメタライゼーション・アニールを行った。次に約
25℃ないし約70℃の真空雰囲気にてアルミニウム電極を
SiO2面に蒸着させた。アルミニウムはウエハの背面（Si
O2膜と反対側）にも蒸着させて背面の接触性をよくし
た。背面のアルミニウムは、約25℃ないし約70℃の真空
雰囲気で付着させた。最後に基板に対して、約10％水
素、約90％窒素の雰囲気にて、約400℃で約20分間、ポ
ストメタライゼーション・アニールを行った。
てプリメタライゼーション・アニールを行った。次に約
25℃ないし約70℃の真空雰囲気にてアルミニウム電極を
SiO2面に蒸着させた。アルミニウムはウエハの背面（Si
O2膜と反対側）にも蒸着させて背面の接触性をよくし
た。背面のアルミニウムは、約25℃ないし約70℃の真空
雰囲気で付着させた。最後に基板に対して、約10％水
素、約90％窒素の雰囲気にて、約400℃で約20分間、ポ
ストメタライゼーション・アニールを行った。
試験１では、圧力約1.3トル、温度約300℃で、ブレーク
ダウン電圧は約9.0MV/cm（メガボルト毎センチメート
ル）、小数キャリア寿命は約50マイクロ秒、および中間
界面トラップ密度（Dit）はeV・cm2当たり約3.0x1010で
あった。
ダウン電圧は約9.0MV/cm（メガボルト毎センチメート
ル）、小数キャリア寿命は約50マイクロ秒、および中間
界面トラップ密度（Dit）はeV・cm2当たり約3.0x1010で
あった。
試験２では、圧力約0.65トル、温度約300℃で、酸化膜
の厚みは約220Å、ブレークダウン電圧は約8.8MV/cm、
小数キャリア寿命は約63マイクロ秒、およびDitはeV・c
m2当たり約2.6x1010であった。
の厚みは約220Å、ブレークダウン電圧は約8.8MV/cm、
小数キャリア寿命は約63マイクロ秒、およびDitはeV・c
m2当たり約2.6x1010であった。
試験３では、圧力約1.3トル、温度約200℃で、酸化膜の
厚みは約200Å、ブレークダウン電圧は約8.5MV/cm、小
数キャリア寿命は約42マイクロ秒、およびDitはeV・cm2
当たり約4.5x1010であった。
厚みは約200Å、ブレークダウン電圧は約8.5MV/cm、小
数キャリア寿命は約42マイクロ秒、およびDitはeV・cm2
当たり約4.5x1010であった。
試験４では、圧力約1.3トル、温度約300℃で、酸化膜の
厚みは約145Å、ブレークダウン電圧は約8.9MV/cm、小
数キャリア寿命は約49マイクロ秒、およびDitはeV・cm2
当たり約3.2x1010であった。
厚みは約145Å、ブレークダウン電圧は約8.9MV/cm、小
数キャリア寿命は約49マイクロ秒、およびDitはeV・cm2
当たり約3.2x1010であった。
上記のデータから分かるように、SiO2膜の品質は、当業
界の標準品質である従来の熱成長による酸化膜のものに
近い。さらに、本発明のプロセスでは、これらの電気的
特性が、付着温度が約200℃ないし約300℃という低温で
形成された酸化膜から得られる。
界の標準品質である従来の熱成長による酸化膜のものに
近い。さらに、本発明のプロセスでは、これらの電気的
特性が、付着温度が約200℃ないし約300℃という低温で
形成された酸化膜から得られる。
Ｅ、発明の効果 本発明のプロセスでは、各トレンチ、各ステップにおい
て優れたコンフォーマリティが保たれる。さらに、プラ
ズマ・デポジションに比べ、実質上、照射損傷が起こら
ない。また、本発明はバッチ・プロセスに適用できる。
本発明では、ヘリウムなどの高価なガスを用いる必要が
ない。
て優れたコンフォーマリティが保たれる。さらに、プラ
ズマ・デポジションに比べ、実質上、照射損傷が起こら
ない。また、本発明はバッチ・プロセスに適用できる。
本発明では、ヘリウムなどの高価なガスを用いる必要が
ない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・チヤールス・マツキントシツシ ユ アメリカ合衆国ニユーヨーク州ブロンク ス、アーリントン・アヴエニユー5700番地 アパートメント８ピー (72)発明者 ズイーブ・アブラハム・ワインバーグ アメリカ合衆国ニユーヨーク州ホワイト・ プレイン、サウンドビユー・サークル10番 地 (56)参考文献 特開 昭62−254433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217578（ＪＰ，Ａ) 米国特許3447238（ＵＳ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】基板表面にSiO2を付着する方法において、 （イ）アンモニア水溶液中での上記基板の超音波洗浄及
び塩酸溶液中での上記基板の超音波洗浄を含む、上記基
板を洗浄するステップと、 （ロ）希釈したフッ化水素酸溶液中に上記基板を漬ける
ステップと、 （ハ）上記基板を脱イオン水中でリンスするステップ
と、 （ニ）圧力が0.4トル乃至1.4トルに維持され、そして温
度が200℃乃至300℃に維持された低圧化学気相付着チャ
ンバ内に、シリコン源として作用する第１反応ガス、酸
素源として作用する第２反応ガス及び不活性ガスを導入
して、上記基板上にSiO2を付着するステップとを含む、
上記SiO2を付着する方法。 - 【請求項２】上記シリコン源として作用する第１反応ガ
スがシランであり、上記酸素源として作用する第２反応
ガスが酸素であり、上記不活性ガスが窒素であることを
特徴とする請求項（１）記載のSiO2を付着する方法。 - 【請求項３】上記アンモニア水溶液は、水酸化アンモニ
ウム、過酸化水素、脱イオン水を含み、上記塩酸溶液
は、塩酸、過酸化水素及び脱イオン水を含むことを特徴
とする請求項（２）記載のSiO2を付着する方法。 - 【請求項４】上記水酸化アンモニウム：過酸化水素：脱
イオン水の濃度比が、1:1:5であり、上希塩酸：過酸化
水素：脱イオン水の濃度比が、1:1:5であることを特徴
とする請求項（３）記載のSiO2を付着する方法。 - 【請求項５】基板表面にSiO2を付着する方法において、 （イ）下記ステップ（ａ）乃至（ｉ）を含み、上記基板
を洗浄するステップと、 （ａ）上記基板を脱イオン水でリンスする第１リンス・
ステップ、 （ｂ）上記基板を希釈したフッ化水素酸溶液に漬けるす
るステップ、 （ｃ）上記基板を脱イオン水でリンスする第１リンス・
ステップ、 （ｄ）水酸化アンモニウム（NH4OH）、過酸化水素（H2O
2）、脱イオン水を含む60℃のアンモニア水溶液中に上
記基板を漬けて超音波で攪拌する第１超音波ステップ、 （ｅ）上記基板を脱イオン水に漬けてリンスする第３リ
ンス・ステップ、 （ｆ）塩酸（HCl）、過酸化水素（H2O2）及び脱イオン
水を含む溶液中に上記基板を漬けて超音波で攪拌する第
２超音波ステップ、 （ｇ）上記基板を脱イオン水でリンスする第４リンス・
ステップ、 （ｈ）上記基板を脱イオン水でリンスする最終リンス・
ステップ、及び （ｉ）上記基板を回転乾燥させるステップ、 （ロ）希釈したフッ化水素酸溶液中に上記基板を漬ける
ステップと、 （ハ）上記基板を脱イオン水中でリンスするステップ
と、 （ニ）圧力が0.4トル乃至1.4トルに維持され、そして温
度が200℃乃至300℃に維持された低圧化学気相付着チャ
ンバ内に、シラン、酸素及び窒素を導入して、上記基板
上にSiO2を付着するステップとを含む、上記SiO2を付着
する方法。 - 【請求項６】上記水酸化アンモニウム：過酸化水素：脱
イオン水の濃度比が、1:1:5であり、上希塩酸：過酸化
水素：脱イオン水の濃度比が、1:1:5であることを特徴
とする請求項（５）記載のSiO2を付着する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/413,357 US5190792A (en) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | High-throughput, low-temperature process for depositing oxides |
| US413357 | 1989-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03120365A JPH03120365A (ja) | 1991-05-22 |
| JPH0718011B2 true JPH0718011B2 (ja) | 1995-03-01 |
Family
ID=23636928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220131A Expired - Lifetime JPH0718011B2 (ja) | 1989-09-27 | 1990-08-23 | ＳｉＯ２の付着方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5190792A (ja) |
| EP (1) | EP0421075B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0718011B2 (ja) |
| DE (1) | DE69010298T2 (ja) |
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| US3447238A (en) | 1965-08-09 | 1969-06-03 | Raytheon Co | Method of making a field effect transistor by diffusion,coating with an oxide and placing a metal layer on the oxide |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100801363B1 (ko) * | 2000-07-31 | 2008-02-05 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 실리콘 기판상에서 실리콘 질화물상의 실리콘 이산화물 증착율을 감소시키기 위한 웨이퍼 선처리 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69010298T2 (de) | 1995-01-26 |
| EP0421075A1 (en) | 1991-04-10 |
| JPH03120365A (ja) | 1991-05-22 |
| DE69010298D1 (de) | 1994-08-04 |
| US5190792A (en) | 1993-03-02 |
| EP0421075B1 (en) | 1994-06-29 |
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