JPH0790589A - シリコン酸化膜の形成方法 - Google Patents
シリコン酸化膜の形成方法Info
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- JPH0790589A JPH0790589A JP23853693A JP23853693A JPH0790589A JP H0790589 A JPH0790589 A JP H0790589A JP 23853693 A JP23853693 A JP 23853693A JP 23853693 A JP23853693 A JP 23853693A JP H0790589 A JPH0790589 A JP H0790589A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶表示板用薄膜トランジスタのゲート絶縁
膜など、大面積の基板上に高品質のＳｉＯ2薄膜を均一
に形成するシリコン酸化膜の形成方法を得る。 【構成】 プラズマＣＶＤ法により基板上にシリコン酸
化膜を形成するに際して、有機シランガス、酸化性ガス
とともにフッ素含有ガスを導入する。
膜など、大面積の基板上に高品質のＳｉＯ2薄膜を均一
に形成するシリコン酸化膜の形成方法を得る。 【構成】 プラズマＣＶＤ法により基板上にシリコン酸
化膜を形成するに際して、有機シランガス、酸化性ガス
とともにフッ素含有ガスを導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン酸化膜の形成方
法に係わり、特に、プラズマＣＶＤ法によって、液晶表
示板用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜など、大面積の
基板上に高品質のＳｉＯ2 薄膜を均一に形成する方法に
関する。
法に係わり、特に、プラズマＣＶＤ法によって、液晶表
示板用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜など、大面積の
基板上に高品質のＳｉＯ2 薄膜を均一に形成する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば液晶表示板用の駆動回路な
どとしてアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ａ−
ＳｉＴＦＴ）が有望視され、実用化が進められている。
しかし、このものはアモルファスシリコンの電子移動度
が比較的小さいため、大画面の高品位テレビなどへの適
用に限度があるとされている。そこで、近年では電子移
動度が比較的大きいポリシリコン薄膜トランジスタ（ｐ
ｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ）を用いる駆動回路が提案されてお
り、例えばビューファインダー、ＣＣＤ、液晶プロジェ
クターなどの一部に既に使用されている。ところで従来
のｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴはＬＳＩ製造工程の流用などに
より製造されており、基板上にゲート絶縁膜としてＳｉ
Ｏ2 の薄膜を形成する際には１０００℃以上の温度を必
要とする熱酸化法が用いられていた。このため、安価な
ガラス基板を用いることができず、民生用の製品または
大画面の製品に適用することができなかった。
どとしてアモルファスシリコン薄膜トランジスタ（ａ−
ＳｉＴＦＴ）が有望視され、実用化が進められている。
しかし、このものはアモルファスシリコンの電子移動度
が比較的小さいため、大画面の高品位テレビなどへの適
用に限度があるとされている。そこで、近年では電子移
動度が比較的大きいポリシリコン薄膜トランジスタ（ｐ
ｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ）を用いる駆動回路が提案されてお
り、例えばビューファインダー、ＣＣＤ、液晶プロジェ
クターなどの一部に既に使用されている。ところで従来
のｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴはＬＳＩ製造工程の流用などに
より製造されており、基板上にゲート絶縁膜としてＳｉ
Ｏ2 の薄膜を形成する際には１０００℃以上の温度を必
要とする熱酸化法が用いられていた。このため、安価な
ガラス基板を用いることができず、民生用の製品または
大画面の製品に適用することができなかった。
【０００３】このような熱酸化法に対し、低温でシリコ
ン酸化膜を形成する方法として、プラズマＣＶＤ法が開
発されている。この方法は、反応器内で高周波励起によ
ってプラズマを発生させて反応物質を活性化し、活性度
の高い原子あるいはラジカルを存在させて比較的低温で
基板表面にシリコン酸化膜を形成するものであり、容器
を拡大すれば大面積の基板にも適用が可能となる。プラ
ズマＣＶＤ法によって基板上にシリコン酸化膜を形成す
るには、例えば、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置が用
いられる。この装置は、多数の細孔が形成された平板状
の電極を反応器内に設け、この電極に高周波電界を印加
しながらその細孔からシャワー状の反応ガス流を基板上
に垂直に噴射する方式のものである。この反応器内に導
入される反応ガスとしては、例えばテトラエチルオルト
シリケート（以下「ＴＥＯＳ」と記す）などの有機シラ
ンガスと、これを分解してＳｉＯ2を生成するのに必要
な量、例えばガス流量比で有機シランガスに対して１０
倍程度までのＯ2 またはＮ2 Ｏなどの酸化性ガスとの混
合ガスが用いられる。
ン酸化膜を形成する方法として、プラズマＣＶＤ法が開
発されている。この方法は、反応器内で高周波励起によ
ってプラズマを発生させて反応物質を活性化し、活性度
の高い原子あるいはラジカルを存在させて比較的低温で
基板表面にシリコン酸化膜を形成するものであり、容器
を拡大すれば大面積の基板にも適用が可能となる。プラ
ズマＣＶＤ法によって基板上にシリコン酸化膜を形成す
るには、例えば、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置が用
いられる。この装置は、多数の細孔が形成された平板状
の電極を反応器内に設け、この電極に高周波電界を印加
しながらその細孔からシャワー状の反応ガス流を基板上
に垂直に噴射する方式のものである。この反応器内に導
入される反応ガスとしては、例えばテトラエチルオルト
シリケート（以下「ＴＥＯＳ」と記す）などの有機シラ
ンガスと、これを分解してＳｉＯ2を生成するのに必要
な量、例えばガス流量比で有機シランガスに対して１０
倍程度までのＯ2 またはＮ2 Ｏなどの酸化性ガスとの混
合ガスが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プラズマＣＶ
Ｄ法によって大面積の基板上にシリコン酸化膜を形成す
るに際して、反応ガスのＳｉＯ2 生成反応の際に副生す
る炭素原子やＯＨ基などの不純物がシリコン酸化膜中に
取り込まれ、これによってシリコン酸化膜の絶縁度が低
下し、また積層する半導体層との界面特性が劣化すると
いう問題があった。この問題を解決する手段としては、
大きい高周波電力を供給するか、または酸化性ガスのガ
ス流量を増大させる方法が知られている。前者は、プラ
ズマの打ち込み密度を高くすることで膜を緻密化し、不
純物の取り込みを防止するものであるが、これには大型
の高周波電源および高電力対応の電極が必要になる。後
者は、ガス流量を増大させることによって、シリコン酸
化膜近傍の不純物を発散させるものであるが、この方法
はガスの使用効率が悪く、また装置排気系の強化が必要
になる。いずれの方法も製造効率を低下させ、製造コス
トの上昇を招く原因となる。本発明はこの問題を解決す
るためになされたものであって、その目的は、プラズマ
ＣＶＤ法によって基板上に高品質のシリコン酸化膜を均
一にかつ効率よく形成する方法を提供することにある。
Ｄ法によって大面積の基板上にシリコン酸化膜を形成す
るに際して、反応ガスのＳｉＯ2 生成反応の際に副生す
る炭素原子やＯＨ基などの不純物がシリコン酸化膜中に
取り込まれ、これによってシリコン酸化膜の絶縁度が低
下し、また積層する半導体層との界面特性が劣化すると
いう問題があった。この問題を解決する手段としては、
大きい高周波電力を供給するか、または酸化性ガスのガ
ス流量を増大させる方法が知られている。前者は、プラ
ズマの打ち込み密度を高くすることで膜を緻密化し、不
純物の取り込みを防止するものであるが、これには大型
の高周波電源および高電力対応の電極が必要になる。後
者は、ガス流量を増大させることによって、シリコン酸
化膜近傍の不純物を発散させるものであるが、この方法
はガスの使用効率が悪く、また装置排気系の強化が必要
になる。いずれの方法も製造効率を低下させ、製造コス
トの上昇を招く原因となる。本発明はこの問題を解決す
るためになされたものであって、その目的は、プラズマ
ＣＶＤ法によって基板上に高品質のシリコン酸化膜を均
一にかつ効率よく形成する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、プラズマ
ＣＶＤ法によって基板上にシリコン酸化膜を形成するに
際して、有機シランガス、酸化性ガスとともに、フッ素
含有ガスを導入するシリコン酸化膜の形成方法を提供す
ることによって解決できる。上記において、印加する高
周波電力は、０．１２〜０．８０Ｗ／ｃｍ2とすること
が好ましい。また上記において、基板温度は、３２０〜
４００℃とすることが好ましい。
ＣＶＤ法によって基板上にシリコン酸化膜を形成するに
際して、有機シランガス、酸化性ガスとともに、フッ素
含有ガスを導入するシリコン酸化膜の形成方法を提供す
ることによって解決できる。上記において、印加する高
周波電力は、０．１２〜０．８０Ｗ／ｃｍ2とすること
が好ましい。また上記において、基板温度は、３２０〜
４００℃とすることが好ましい。
【０００６】ここで、有機シランガスとは、分子中にケ
イ素と酸素との結合を有する有機性物質のガスであっ
て、プラズマＣＶＤ法によって基板上にシリコン酸化膜
を形成する際に一般に用いられているものはすべて含ま
れる。この例としては、例えば上記のＴＥＯＳ（（Ｃ2
Ｈ5Ｏ）4Ｓｉ）、テトラメチルオルトシリケート（（Ｃ
Ｈ3Ｏ）4Ｓｉ）、トリエトキシシラン、テトラメチルシ
クロテトラシロキサンなどを挙げることができる。酸化
性ガスとは、プラズマＣＶＤの環境下に、上記有機シラ
ンガスを酸化分解してＳｉＯ2を生成することができる
ガスであって、この例としては、例えばＯ2、オゾン含
有酸素、Ｎ2Ｏ、ＮＯ2、ＣＯ、ＣＯ2など、またはこれ
らの混合ガスを挙げることができる。また、フッ素含有
ガスとは、分子中にフッ素原子を含み、プラズマＣＶＤ
の環境下に、フッ素ラジカルを形成し得るガスであっ
て、この例としては、例えばＦ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3
Ｆ8、ＮＦ3、ＳｉＦ3、ＳｉＨ2Ｆ2、ＳｉＨ3Ｆなど、ま
たはこれらの混合ガスを挙げることができる。
イ素と酸素との結合を有する有機性物質のガスであっ
て、プラズマＣＶＤ法によって基板上にシリコン酸化膜
を形成する際に一般に用いられているものはすべて含ま
れる。この例としては、例えば上記のＴＥＯＳ（（Ｃ2
Ｈ5Ｏ）4Ｓｉ）、テトラメチルオルトシリケート（（Ｃ
Ｈ3Ｏ）4Ｓｉ）、トリエトキシシラン、テトラメチルシ
クロテトラシロキサンなどを挙げることができる。酸化
性ガスとは、プラズマＣＶＤの環境下に、上記有機シラ
ンガスを酸化分解してＳｉＯ2を生成することができる
ガスであって、この例としては、例えばＯ2、オゾン含
有酸素、Ｎ2Ｏ、ＮＯ2、ＣＯ、ＣＯ2など、またはこれ
らの混合ガスを挙げることができる。また、フッ素含有
ガスとは、分子中にフッ素原子を含み、プラズマＣＶＤ
の環境下に、フッ素ラジカルを形成し得るガスであっ
て、この例としては、例えばＦ2、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3
Ｆ8、ＮＦ3、ＳｉＦ3、ＳｉＨ2Ｆ2、ＳｉＨ3Ｆなど、ま
たはこれらの混合ガスを挙げることができる。
【０００７】
【作用】プラズマＣＶＤ法によって基板上にシリコン酸
化膜を形成する際に、前記したように、膜の緻密化とと
もに、膜中に炭素原子やＯＨ基などの不純物が取り込ま
れることを防止できれば、絶縁性や界面特性が改善さ
れ、良質の膜が得られる。このプラズマＣＶＤ環境に上
記のフッ素含有ガスを導入すると、膜中に不純物の取り
込みがなく、絶縁性が改善されるとともに、膜が緻密に
なり、半導体層との界面特性も改善されることがわかっ
た。これは、プラズマＣＶＤ環境下でフッ素ラジカルが
生成し、このフッ素ラジカルが膜内または近傍の水素原
子と選択的に結合し、ガスとなって排除されるため、膜
中にＣ−Ｈ、またはＯ−Ｈの形で炭素原子、水素原子が
取り込まれなくなるためと考えられる。もちろん、本発
明はこのような理論によって制限されるものではない。
化膜を形成する際に、前記したように、膜の緻密化とと
もに、膜中に炭素原子やＯＨ基などの不純物が取り込ま
れることを防止できれば、絶縁性や界面特性が改善さ
れ、良質の膜が得られる。このプラズマＣＶＤ環境に上
記のフッ素含有ガスを導入すると、膜中に不純物の取り
込みがなく、絶縁性が改善されるとともに、膜が緻密に
なり、半導体層との界面特性も改善されることがわかっ
た。これは、プラズマＣＶＤ環境下でフッ素ラジカルが
生成し、このフッ素ラジカルが膜内または近傍の水素原
子と選択的に結合し、ガスとなって排除されるため、膜
中にＣ−Ｈ、またはＯ−Ｈの形で炭素原子、水素原子が
取り込まれなくなるためと考えられる。もちろん、本発
明はこのような理論によって制限されるものではない。
【０００８】ここで、印加する高周波電力が０．１２Ｗ
／ｃｍ2未満であると、フッ素ラジカルの生成が不十分
で、フッ素含有ガスが分子状のまま膜中に取り込まれ、
かえって膜特性を劣化させる場合がある。また、高周波
電力が０．８０Ｗ／ｃｍ2を越えても、効果がさらに向
上することはない。一方、基板温度が３２０℃未満であ
ると、フッ素含有ガスや膜面または近傍で生成した水素
含有ガスが膜中に取り込まれるなどによって、膜特性が
改善されない場合がある。また、４００℃を越える温度
は不要であるばかりでなく、ＴＦＴ−ＬＣＤなどへの適
用技術として考えるとき、これを越える温度は基板を劣
化させる可能性がある。
／ｃｍ2未満であると、フッ素ラジカルの生成が不十分
で、フッ素含有ガスが分子状のまま膜中に取り込まれ、
かえって膜特性を劣化させる場合がある。また、高周波
電力が０．８０Ｗ／ｃｍ2を越えても、効果がさらに向
上することはない。一方、基板温度が３２０℃未満であ
ると、フッ素含有ガスや膜面または近傍で生成した水素
含有ガスが膜中に取り込まれるなどによって、膜特性が
改善されない場合がある。また、４００℃を越える温度
は不要であるばかりでなく、ＴＦＴ−ＬＣＤなどへの適
用技術として考えるとき、これを越える温度は基板を劣
化させる可能性がある。
【０００９】次に本発明をさらに詳しく説明する。本発
明のシリコン酸化膜の形成方法に用いるプラズマＣＶＤ
装置は、いかなる形式のものであってもよいが、特に大
型基板に対応するものとして、前記の平行平板型のプラ
ズマＣＶＤ装置が好適である。この装置の一例を図１に
示す。図１において、符号１はプラズマＣＶＤ装置のチ
ャンバーである。このチャンバー１内に基板保持トレイ
２が配設され、これに被処理基板Ｓが取り付けられる。
この基板保持トレイ２は、裏側からヒーター３により加
熱されるようになっている。一方、基板保持トレイ２上
の被処理基板Ｓと平行に、空隙を隔てて平板状の電極４
が配設されている。この電極４は、内部が空洞になって
いて、その被処理基板Ｓと向かい合う面には多数の細孔
５が形成されており、また反対側の面にはガス導入管６
が接続され、ガス導入管６から導入された混合ガスが細
孔５からシャワー状に被処理基板Ｓに向けて垂直かつ均
一に噴射されるようになっている。電極４の裏側のチャ
ンバー１の部分には排気管７が設けられ、製膜中の圧力
が常に一定となるように、ガスの供給と排気が調節され
ている。
明のシリコン酸化膜の形成方法に用いるプラズマＣＶＤ
装置は、いかなる形式のものであってもよいが、特に大
型基板に対応するものとして、前記の平行平板型のプラ
ズマＣＶＤ装置が好適である。この装置の一例を図１に
示す。図１において、符号１はプラズマＣＶＤ装置のチ
ャンバーである。このチャンバー１内に基板保持トレイ
２が配設され、これに被処理基板Ｓが取り付けられる。
この基板保持トレイ２は、裏側からヒーター３により加
熱されるようになっている。一方、基板保持トレイ２上
の被処理基板Ｓと平行に、空隙を隔てて平板状の電極４
が配設されている。この電極４は、内部が空洞になって
いて、その被処理基板Ｓと向かい合う面には多数の細孔
５が形成されており、また反対側の面にはガス導入管６
が接続され、ガス導入管６から導入された混合ガスが細
孔５からシャワー状に被処理基板Ｓに向けて垂直かつ均
一に噴射されるようになっている。電極４の裏側のチャ
ンバー１の部分には排気管７が設けられ、製膜中の圧力
が常に一定となるように、ガスの供給と排気が調節され
ている。
【００１０】上記のプラズマＣＶＤ装置に被処理基板Ｓ
を取り付け、チャンバー１を所定の真空度に減圧し、次
いで有機シランガス、酸化性ガスおよびフッ素含有ガス
のそれぞれを、独立にマスフローコントローラ（図示せ
ず）によって流量制御した上で混合し、ガス導入管６か
ら電極の細孔５を通して被処理基板Ｓに噴射する。一
方、電極４には高周波電界を印加する。これによって混
合ガスはプラズマ化され活性化される。活性化されたガ
ス流は被処理基板Ｓに衝突して、ここにＳｉＯ2を析出
し、薄膜を形成するとともに、不純物を含む残ガスは排
気管７から排出される。
を取り付け、チャンバー１を所定の真空度に減圧し、次
いで有機シランガス、酸化性ガスおよびフッ素含有ガス
のそれぞれを、独立にマスフローコントローラ（図示せ
ず）によって流量制御した上で混合し、ガス導入管６か
ら電極の細孔５を通して被処理基板Ｓに噴射する。一
方、電極４には高周波電界を印加する。これによって混
合ガスはプラズマ化され活性化される。活性化されたガ
ス流は被処理基板Ｓに衝突して、ここにＳｉＯ2を析出
し、薄膜を形成するとともに、不純物を含む残ガスは排
気管７から排出される。
【００１１】有機シランガスに対する酸化性ガスの供給
量は、５〜１０００倍とすることが好ましい。５倍未満
では混合ガスの流速が小さくなるため、基板面の中央部
と周辺部とで不純物の排除率に差が生じ、基板特性が不
均一になる。１０００倍を越えるとガスの使用効率が悪
くなり、また装置排気系の強化が必要になる。
量は、５〜１０００倍とすることが好ましい。５倍未満
では混合ガスの流速が小さくなるため、基板面の中央部
と周辺部とで不純物の排除率に差が生じ、基板特性が不
均一になる。１０００倍を越えるとガスの使用効率が悪
くなり、また装置排気系の強化が必要になる。
【００１２】有機シランガスに対するフッ素含有ガスの
供給量は、０．０１〜１．０倍とすることが好ましい。
０．０１倍未満では膜面または近傍で生成する水素含有
不純物の排除が不十分となり、１．０倍を越えると、無
駄であるばかりでなく、フッ素含有ガスが分子状のまま
膜中に取り込まれ、膜特性をかえって劣化させることに
もなる。
供給量は、０．０１〜１．０倍とすることが好ましい。
０．０１倍未満では膜面または近傍で生成する水素含有
不純物の排除が不十分となり、１．０倍を越えると、無
駄であるばかりでなく、フッ素含有ガスが分子状のまま
膜中に取り込まれ、膜特性をかえって劣化させることに
もなる。
【００１３】本発明のシリコン酸化膜の形成方法は、前
記のｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ用ＳｉＯ2ゲート絶縁膜を形
成する場合のほか、ＭＩＳトランジスタ一般のゲート絶
縁膜、キャパシタ用絶縁膜、層間絶縁膜など各種の絶縁
膜の形成に適用できるものであることはいうまでもな
い。
記のｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ用ＳｉＯ2ゲート絶縁膜を形
成する場合のほか、ＭＩＳトランジスタ一般のゲート絶
縁膜、キャパシタ用絶縁膜、層間絶縁膜など各種の絶縁
膜の形成に適用できるものであることはいうまでもな
い。
【００１４】
【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳しく
説明する。 （実施例１）この実施例において、プラズマＣＶＤ装置
は図１に示したものを用いた。被処理基板ＳとしてはＳ
ｉウェハを用いた。ここで、有機シランガスとしてはＴ
ＥＯＳを、酸化性ガスとしてはＯ2を、またフッ素含有
ガスとしてはＣＦ4を用いた。各ガスの流量は、ＴＥＯ
Ｓが１５ｓｃｃｍ、Ｏ2が１５００ｓｃｃｍ、またＣＦ4
が５ｓｃｃｍであった。チャンバー１内の被処理基板Ｓ
を３５０℃に加熱してこの温度に維持し、ガス圧を０．
８トール、高周波電力を１．３ｋＷ一定に制御してプラ
ズマＣＶＤを行った。実施例１と同様にして、ただしＣ
Ｆ4を添加せずにプラズマＣＶＤを行い、これを比較例
１とした。
説明する。 （実施例１）この実施例において、プラズマＣＶＤ装置
は図１に示したものを用いた。被処理基板ＳとしてはＳ
ｉウェハを用いた。ここで、有機シランガスとしてはＴ
ＥＯＳを、酸化性ガスとしてはＯ2を、またフッ素含有
ガスとしてはＣＦ4を用いた。各ガスの流量は、ＴＥＯ
Ｓが１５ｓｃｃｍ、Ｏ2が１５００ｓｃｃｍ、またＣＦ4
が５ｓｃｃｍであった。チャンバー１内の被処理基板Ｓ
を３５０℃に加熱してこの温度に維持し、ガス圧を０．
８トール、高周波電力を１．３ｋＷ一定に制御してプラ
ズマＣＶＤを行った。実施例１と同様にして、ただしＣ
Ｆ4を添加せずにプラズマＣＶＤを行い、これを比較例
１とした。
【００１５】（評価試験）実施例１または比較例１によ
って形成されたＳｉＯ2膜上にＡｌを蒸着してＡｌ電極
を形成し、ＭＯＳ構造の積層体を形成した上で、これに
電界を印加し、それぞれのＳｉＯ2膜の印加電界強度：
リーク電流を測定した。この結果を図２に示す。図２に
おいて、実施例１は比較例１に比べて、０〜４ＭＶ／ｃ
ｍの低電界領域におけるリーク電流が少なく、また、６
ＭＶ／ｃｍ近辺の中電界領域における注入電流の存在を
示すリーク電流の変曲点も小さくなっており、絶縁特性
が大幅に改善されていることがわかる。
って形成されたＳｉＯ2膜上にＡｌを蒸着してＡｌ電極
を形成し、ＭＯＳ構造の積層体を形成した上で、これに
電界を印加し、それぞれのＳｉＯ2膜の印加電界強度：
リーク電流を測定した。この結果を図２に示す。図２に
おいて、実施例１は比較例１に比べて、０〜４ＭＶ／ｃ
ｍの低電界領域におけるリーク電流が少なく、また、６
ＭＶ／ｃｍ近辺の中電界領域における注入電流の存在を
示すリーク電流の変曲点も小さくなっており、絶縁特性
が大幅に改善されていることがわかる。
【００１６】（実施例２）実施例１と同様な条件でプラ
ズマＣＶＤ処理を行った。ただしこの処理では、処理中
に印加する高周波電力を種々に変化させ、それぞれにつ
いてＣＦ4を５ｓｃｃｍの流量で添加した場合を実施例
２とし、添加しなかった場合を比較例２とした。
ズマＣＶＤ処理を行った。ただしこの処理では、処理中
に印加する高周波電力を種々に変化させ、それぞれにつ
いてＣＦ4を５ｓｃｃｍの流量で添加した場合を実施例
２とし、添加しなかった場合を比較例２とした。
【００１７】（評価試験）得られた各試料について実施
例１の場合と同様にしてＭＯＳ構造積層体を形成し、こ
れに電界強度２ＭＶ／ｃｍを印加したときのそれぞれの
リーク電流を測定した。実施例２と比較例２とについ
て、プラズマＣＶＤ処理中に印加した高周波電力：リー
ク電流の関係を図３に示す。図３から、比較例２におい
ては、リーク電流を例えば２．０×１０-11Ａ／ｃｍ2以
下とするためには１．５ｋＷ以上の高周波電力を必要と
することがわかる。これに対して実施例２では、１．０
ｋＷ以上の高周波電力で、２．０×１０-1 1Ａ／ｃｍ2以
下のリーク電流が達成されている。比較例２と実施例２
との下限高周波電力を電力密度に換算するとそれぞれ
０．１８Ｗ／ｃｍ2、０．１２Ｗ／ｃｍ2になる。この結
果から、ＣＦ4を添加した実施例２では、０．１２Ｗ／
ｃｍ2以上の高周波電力で良好な絶縁膜が得られたこと
がわかる。ただし、この実施例の条件で電力密度を０．
８Ｗ／ｃｍ2を越えて大とするときは装置に対する電力
負担が過大となり実用上不適当であることがわかった。
従って高周波電力を０．１２〜０．８０Ｗ／ｃｍ2とす
ることにより良好な絶縁膜が得られた。
例１の場合と同様にしてＭＯＳ構造積層体を形成し、こ
れに電界強度２ＭＶ／ｃｍを印加したときのそれぞれの
リーク電流を測定した。実施例２と比較例２とについ
て、プラズマＣＶＤ処理中に印加した高周波電力：リー
ク電流の関係を図３に示す。図３から、比較例２におい
ては、リーク電流を例えば２．０×１０-11Ａ／ｃｍ2以
下とするためには１．５ｋＷ以上の高周波電力を必要と
することがわかる。これに対して実施例２では、１．０
ｋＷ以上の高周波電力で、２．０×１０-1 1Ａ／ｃｍ2以
下のリーク電流が達成されている。比較例２と実施例２
との下限高周波電力を電力密度に換算するとそれぞれ
０．１８Ｗ／ｃｍ2、０．１２Ｗ／ｃｍ2になる。この結
果から、ＣＦ4を添加した実施例２では、０．１２Ｗ／
ｃｍ2以上の高周波電力で良好な絶縁膜が得られたこと
がわかる。ただし、この実施例の条件で電力密度を０．
８Ｗ／ｃｍ2を越えて大とするときは装置に対する電力
負担が過大となり実用上不適当であることがわかった。
従って高周波電力を０．１２〜０．８０Ｗ／ｃｍ2とす
ることにより良好な絶縁膜が得られた。
【００１８】（実施例３）実施例１と同様な条件でプラ
ズマＣＶＤ処理を行った。ただしこの処理では、被処理
基板Ｓの温度を種々に変化させ、それぞれについてＣＦ
4を５ｓｃｃｍの流量で添加した場合を実施例３とし、
添加しなかった場合を比較例３とした。
ズマＣＶＤ処理を行った。ただしこの処理では、被処理
基板Ｓの温度を種々に変化させ、それぞれについてＣＦ
4を５ｓｃｃｍの流量で添加した場合を実施例３とし、
添加しなかった場合を比較例３とした。
【００１９】（評価試験）得られた各試料について実施
例１の場合と同様にしてＭＯＳ構造積層体を形成し、こ
れに電界強度２ＭＶ／ｃｍを印加したときのそれぞれの
リーク電流を測定した。実施例３と比較例３とについ
て、プラズマＣＶＤ処理中の被処理基板の温度：リーク
電流の関係を図４に示す。図４から、ＣＦ4を添加しな
い比較例３の場合は、リーク電流がほとんど基板温度に
依存していないが、実施例３の場合は依存しており、基
板温度３２０℃未満でリーク電流の増大が認められる。
これは、実施例３の条件では、この温度未満でフッ素含
有ガスなどが膜中に取り込まれることによると考えられ
る。しかし、基板温度３２０℃以上では、明かに比較例
３よりリーク電流が減少し、シリコン酸化膜の著しい改
善が認められた。
例１の場合と同様にしてＭＯＳ構造積層体を形成し、こ
れに電界強度２ＭＶ／ｃｍを印加したときのそれぞれの
リーク電流を測定した。実施例３と比較例３とについ
て、プラズマＣＶＤ処理中の被処理基板の温度：リーク
電流の関係を図４に示す。図４から、ＣＦ4を添加しな
い比較例３の場合は、リーク電流がほとんど基板温度に
依存していないが、実施例３の場合は依存しており、基
板温度３２０℃未満でリーク電流の増大が認められる。
これは、実施例３の条件では、この温度未満でフッ素含
有ガスなどが膜中に取り込まれることによると考えられ
る。しかし、基板温度３２０℃以上では、明かに比較例
３よりリーク電流が減少し、シリコン酸化膜の著しい改
善が認められた。
【００２０】
【発明の効果】本発明のシリコン酸化膜の形成方法は、
プラズマＣＶＤ法において、有機シランガス、酸化性ガ
スとともにフッ素含有ガスを導入するものであり、これ
によって、従来より小さい高周波電力で、基板上に良好
な絶縁特性と界面特性とを有するシリコン酸化膜が形成
される。このため、プラズマＣＶＤ装置の稼動時の消費
電力を実質的に低減することができ、また、生産効率を
高めるためにガス容量や電力容量の過大な装置を設計す
る必要がないから、設備コストも削減することができ
る。
プラズマＣＶＤ法において、有機シランガス、酸化性ガ
スとともにフッ素含有ガスを導入するものであり、これ
によって、従来より小さい高周波電力で、基板上に良好
な絶縁特性と界面特性とを有するシリコン酸化膜が形成
される。このため、プラズマＣＶＤ装置の稼動時の消費
電力を実質的に低減することができ、また、生産効率を
高めるためにガス容量や電力容量の過大な装置を設計す
る必要がないから、設備コストも削減することができ
る。
【図１】 シリコン酸化膜の形成に用いられるプラズマ
ＣＶＤ装置の一例を示す断面図。
ＣＶＤ装置の一例を示す断面図。
【図２】 シリコン酸化膜の印加電界強度：リーク電流
の関係を示すグラフ。
の関係を示すグラフ。
【図３】 プラズマＣＶＤ装置に印加した高周波電力：
リーク電流の関係を示すグラフ。
リーク電流の関係を示すグラフ。
【図４】 プラズマＣＶＤ装置内の被処理基板温度：リ
ーク電流の関係を示すグラフ。
ーク電流の関係を示すグラフ。
１…チャンバー、２…トレイ、３…ヒーター、４…電
極、Ｓ…被処理基板。
極、Ｓ…被処理基板。
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマＣＶＤ法により基板上にシリコ
ン酸化膜を形成するに際して、有機シランガス、酸化性
ガスとともにフッ素含有ガスを導入することを特徴とす
るシリコン酸化膜の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のシリコン酸化膜の形成方
法において、印加する高周波電力を０．１２〜０．８０
Ｗ／ｃｍ2とすることを特徴とするシリコン酸化膜の形
成方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のシリコン酸化膜
の形成方法において、基板温度を３２０〜４００℃とす
ることを特徴とするシリコン酸化膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23853693A JPH0790589A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23853693A JPH0790589A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790589A true JPH0790589A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17031713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23853693A Pending JPH0790589A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | シリコン酸化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790589A (ja) |
Cited By (9)
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-
1993
- 1993-09-24 JP JP23853693A patent/JPH0790589A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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