JPH08321496A - Film preparing method - Google Patents

Film preparing method

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JPH08321496A
JPH08321496A JP13770196A JP13770196A JPH08321496A JP H08321496 A JPH08321496 A JP H08321496A JP 13770196 A JP13770196 A JP 13770196A JP 13770196 A JP13770196 A JP 13770196A JP H08321496 A JPH08321496 A JP H08321496A
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JP
Japan
Prior art keywords
film
reaction
active
reactive gas
cvd method
Prior art date
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Pending
Application number
JP13770196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Takashi Inushima
喬 犬島
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP13770196A priority Critical patent/JPH08321496A/en
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Abstract

PURPOSE: To form a film having about the same film thickness as the one on the upper surface of a base, even in a recessed part thereof, likewise, by forming the film by using a primary activation energy possessed by active molecules generated by an optical excitation and a secondary activation energy which is possessed by a formed surface. CONSTITUTION: A reactive gas passes through a flow rate system 28 and a valve 27 in a doping system 12, reaches a gas outlet nozzle 18 and is made to enter a reaction chamber 20. On the occasion when the gas flows in directions 19, it is excited by an ultraviolet light supplied to the reaction chamber 20, makes a vapor-phase reaction such as an activation reaction or a decomposition reaction and formes a film on a surface of a base 30 whereon the film is be formed. Active molecules generated by the activation by the light oscillate on the surface at this time, but the distance of the movement is very long. In this formation of the film, however, the effect of a mean free path in the vapor phase of the reactive gas is sufficiently small compared with that of the oscillator on the surface. Accordingly, a product can be filled also in a hole or a cavity of the recessed part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の利用分野】この発明は、光CVD(光により反応性
気体を励起し被形成面に被膜状に生成物を形成する) 方
法を用い、基板の被形成部が凹部を構成し、この凹部に
生成物を充填することにより半導体集積回路における埋
置したフィ−ルド絶縁物の形成、過剰エッチ領域の充填
即ち穴状または窟状に設けられた基板内部での素子の形
成を行わんとするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a photo-CVD method (exciting a reactive gas by light to form a film-like product on a surface to be formed), in which a portion to be formed on a substrate constitutes a recess, By filling the recess with the product, the buried field insulator in the semiconductor integrated circuit is formed, and the over-etched region is filled, that is, the element is formed inside the substrate provided in the shape of a hole or a cave. To do.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CVD 法( 気相法) においては、減
圧気相法、プラズマCVD 法が知られている。そしてこの
技術は半導体集積回路の作製工程に広く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a CVD method (vapor phase method), a reduced pressure vapor phase method and a plasma CVD method are known. This technique is widely used in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらは被形成面が凹
凸を有する凸部の上面に形成される被膜の膜厚(dt)に対
し、凹部または凸部の側面を形成される被膜の膜厚(ds)
との比において必ずdt/ds<1 であり、この値をいかにし
て1に近づけるかが超LSI の微細化という分野での解決
すべき課題であった。
These are the film thickness of the film formed on the side surface of the concave portion or the convex portion with respect to the film thickness (dt) of the film formed on the upper surface of the convex portion where the formation surface is uneven. (ds)
Dt / ds <1 is always in the ratio with the above, and how to approach this value to 1 was a problem to be solved in the field of miniaturization of VLSI.

【0004】そして特に半導体基板に設けられた穴状ま
たは窟状の凹部において、その開口部の上部の巾に対
し、その深さ(奥行き)がその巾以上を有する凹部に対
し十分にその凹部の内部に渡って生成物を均一な膜厚に
形成することはまったく不可能であった。
Particularly, in a hole-shaped or cave-shaped recess provided in a semiconductor substrate, a recess having a depth (depth) greater than or equal to the width of the upper portion of the opening is sufficiently recessed. It was completely impossible to form a product having a uniform film thickness inside.

【0005】いわんや、近年話題になっているトレンチ
法においては凹部の開口部の巾に対し深さが3倍以上好
ましくは5倍以上を有する。このためこのような深い穴
または窟の内部に対しても、基板の凸部表面と同じまた
は概略同じ膜厚の被膜を同様に形成せんとすることはま
ったく不可能であった。
In the trench method, which has become a hot topic in recent years, the depth is 3 times or more, preferably 5 times or more as large as the width of the opening of the recess. Therefore, it has been impossible at all to form a coating having the same or substantially the same film thickness as that of the surface of the convex portion of the substrate even inside such a deep hole or cave.

【0006】さらに基板の凹部に対しその上部の開口部
の巾(大きさ)に比べ内部の開口部が巾広となった凹部
の内部に窟が形成されている構造に対し、その内部にわ
たって被膜を生成することはこれまでまったく不可能で
あった。
Further, in contrast to the structure in which the cavity is formed inside the concave portion in which the internal opening is wider than the width (size) of the opening above the concave portion of the substrate, the coating is formed over the inside. It has never been possible to generate.

【0007】即ち、従来より公知のCVD 法を行うと、LP
CVD 法( 減圧CVD 法) においては反応性気体は気相中で
熱エネルギにより活性化し、反応または分解する。そし
てこれがこの分子に与えられた熱エネルギにより気相中
に拡散し、被形成面に付着して被膜形成がなされたもの
である。このため、活性の反応生成分子の気相中での平
均自由工程をより長くすることにより、即ち常圧に比べ
減圧状態で被膜形成をした方が被形成面に凹凸を有して
もその側面または底面への付着を促すことができる。そ
して、例えば凹凸のピッチが2μの深さ2μのパタ−ン
において、上表面に例えば1μの膜厚を形成する場合、
側面は最高約0.7 μまで被膜形成ができることとなり、
底面も0.6 μとなるにとどまり、ステップカバレ−ジds
/dt ≒0.7 が限界であった。
That is, when a conventionally known CVD method is performed, LP
In the CVD method (reduced pressure CVD method), the reactive gas is activated by thermal energy in the gas phase and reacts or decomposes. Then, this is diffused into the gas phase by the thermal energy given to the molecule and adheres to the surface to be formed to form a film. Therefore, by lengthening the mean free path of the active reaction product molecules in the gas phase, that is, when the film is formed under reduced pressure compared to normal pressure, even if the surface to be formed has irregularities, Alternatively, the adhesion to the bottom surface can be promoted. Then, for example, in the case of a pattern having a pitch of 2 μm and a depth of 2 μm and a film thickness of, for example, 1 μm is formed on the upper surface,
On the side surface, it is possible to form a film up to about 0.7 μ,
The bottom surface is only 0.6 μ and the step coverage ds
The limit was / dt ≈ 0.7.

【0008】このステップカバレ−ジに関しては、プラ
ズマCVD 法においても活性の反応生成物は被形成面に拡
散し、そこで被膜形成を行うとする点でLPCVD 法とまっ
たく同じである。他の被膜形成法である真空蒸着法はds
/dt ≒0.3 〜0.5 しか得られない。
This step coverage is exactly the same as the LPCVD method in that even in the plasma CVD method, the active reaction product diffuses to the surface to be formed and the film is formed there. Another film forming method, vacuum deposition, is ds
Only / dt ≈ 0.3 to 0.5 can be obtained.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明はこれら半導体基
板に設けられた凹部に対し、その上部の開口部に対して
十分内部が深いまたは内部の方が巾広の構造を有してい
ても、その内部表面に対し基板の上表面と同様に概略同
一の膜厚の被膜を形成させ得ることが光CVD 法を用いる
ならば可能であることを発見したことに基づく。そして
開口部の巾(両壁間の距離)が内部でより巾狭となって
いる限り、この内部にあたかも液体を注ぐが如くにして
光CVD 法で形成された反応生成物をカスプ( 巣) が残存
することなく充填させることができ得ることを見出し
た。
According to the present invention, the recesses provided in these semiconductor substrates may have a structure in which the inside is deep enough or the inside is wider than the opening at the top. , It is based on the discovery that it is possible to form a coating film of approximately the same thickness on the inner surface of the substrate as with the upper surface of the substrate by using the photo-CVD method. And as long as the width of the opening (distance between both walls) is narrower inside, the reaction product formed by the photo-CVD method is cusp into this inside as if pouring the liquid. It has been found that it can be filled without remaining.

【0010】本発明は、かかる光CVD 法がこれまでの気
相法で考えられていた被膜形成理論とはまったく異なる
被膜形成理論が必要であること、及びその理論を根拠と
している。
The present invention is based on the fact that such a photo-CVD method requires a completely different film formation theory from the film formation theory which has been considered in the vapor phase method up to now, and the theory.

【0011】即ち、光CVD 法においては、光により励起
した活性気体は活性状態となるとその状態がきわめて長
い時間保存し得る。この活性エネルギを一次活性エネル
ギという。さらにこの活性状態を持続するエネルギは、
被形成面に既に光CVD 法で形成されている生成物( 生成
物上面) にも実質的に存在する。この活性エネルギを二
次活性エネルギという。
That is, in the photo-CVD method, the active gas excited by light can be stored for a very long time when it becomes active. This activation energy is called primary activation energy. Furthermore, the energy that sustains this active state is
It is also substantially present in the product already formed on the surface to be formed by the photo-CVD method (the upper surface of the product). This activation energy is called secondary activation energy.

【0012】被膜形成に関しては、この活性分子( ここ
では光励起により発生した化学的に分解または反応して
原子状または分子状の超微粒子を意図する) の有する一
次活性エネルギと被形成面の有する二次活性エネルギと
の和がより少ない領域に活性分子は被形成表面上を陽動
する。
Regarding the film formation, the primary active energy of this active molecule (here, it is intended to be atomic or molecular ultrafine particles chemically decomposed or reacted by photoexcitation) and the two of the surface to be formed have The active molecule oscillates on the surface to be formed in the region where the sum of the secondary activation energy is smaller.

【0013】そして活性分子は被形成面を陽動しつつ、
既に被膜が形成されている領域ではなく、被膜がより形
成されていない領域を見出すと、初めてその領域に付着
し、被膜化する。この理論は一度光により活性化して分
解または反応した活性分子のその活性状態の持続がきわ
めて長いことを前提に成立する。この前提は以下に述べ
る実施例2において十分証明することができた。
The active molecule moves positively on the surface to be formed,
When a region in which a film is less formed is found rather than a region in which a film is already formed, the region is first attached to the region to form a film. This theory is based on the assumption that the active state of an active molecule that has once been activated by light and decomposed or reacted is extremely long. This premise could be fully proved in Example 2 described below.

【0014】そしてこの活性分子の被形成面上での陽動
により、光照射がまったくなされていない表面陽動可能
距離であるならば、基板状表面ですらも活性分子は2mm
以上その距離を動くことができる。実験的には約5mm も
の長い距離でも表面陽動による被膜形成の兆候が見られ
る。このため本発明に示す如く、基板上の凹部において
凹部の上部の開口に比べ光照射がまったくなされない内
部の方が巾広の窟状における内部表面にも表面と同じ膜
厚の被膜形成を行うことができる。実用上の凹部の形成
パタ−ンとしては、しかしこの光照射がなされず、活性
分子が表面を陽動する距離が2mmまでとして光CVD 法で
形成される生成物が充填される凹部を設けることが無難
である。
If the active molecules are moved by a positive motion on the surface on which the active molecules are formed, and the surface can be positively moved without any light irradiation, the active molecules will be 2 mm even on the substrate surface.
You can move that distance. Experimentally, there is a sign of film formation due to surface positivity even at a long distance of about 5 mm. Therefore, as shown in the present invention, in the concave portion on the substrate, compared to the opening in the upper portion of the concave portion, a film having the same film thickness as the surface is formed on the inner surface in the shape of a cave which is wider in the inside where no light irradiation is performed. be able to. As a practical pattern for forming a concave portion, however, it is necessary to provide a concave portion in which the product formed by the photo-CVD method is filled so that the light irradiation is not performed and the active molecule moves to the surface up to 2 mm. It's safe.

【0015】他方、他のモデルとして、この一次活性エ
ネルギを有する分子は二次活性エネルギを有する被膜と
互いに反発する傾向を有する。このため、一次活性エネ
ルギを有する分子は二次活性エネルギのより少なく有す
る領域にまで被形成表面を陽動する。そして二次活性エ
ネルギのより少ない領域において被膜化し被膜の一部と
して形成されると考えてもよい。
On the other hand, as another model, the molecules having the primary active energy tend to repel each other with the coating having the secondary active energy. Therefore, the molecules having the primary activation energy move to the surface to be formed up to the region having the smaller secondary activation energy. It may be considered that the film is formed in a region where the secondary activation energy is smaller and is formed as a part of the film.

【0016】以下に実施例に基づき本発明を説明する。The present invention will be described below based on examples.

【0017】[0017]

【実施例1】図1は本発明に用いられた光CVD 法の概要
を示す。
Example 1 FIG. 1 shows an outline of the photo-CVD method used in the present invention.

【0018】図面において、反応系(10), 排気系(11),
ド−ピング系(12)を有する。基板(30)は予備室(14), ホ
ルダ(17)に保持され、ゲ−ト弁(31)を経て反応室(20)に
移動される。この際、予備室(14), 反応室(20)はともに
真空ポンプ(24),(25) により真空引きがなされる。反応
系はタ−ボ分子ポンプ(23)により超高真空化がなされ
る。
In the drawing, a reaction system (10), an exhaust system (11),
It has a doping system (12). The substrate (30) is held in the prechamber (14) and the holder (17) and moved to the reaction chamber (20) via the gate valve (31). At this time, the preliminary chamber (14) and the reaction chamber (20) are both evacuated by the vacuum pumps (24) and (25). The reaction system is made ultra-high vacuum by a turbo molecular pump (23).

【0019】184nm,254nm の波長の紫外光を出す低圧水
銀灯(21)を光源室(22)に配設した。
A low pressure mercury lamp (21) which emits ultraviolet light having wavelengths of 184 nm and 254 nm was arranged in the light source chamber (22).

【0020】ここでは光を上方向に放出し、加熱室(16)
のハロゲンヒ−タ(15)により基板(30)は裏面側より加熱
される。
Here, the light is emitted upward, and the heating chamber (16)
The substrate (30) is heated from the back side by the halogen heater (15).

【0021】反応性気体はド−ピング系(12)にて流量計
(28), バルブ(27)を経てガス吹き出しノズル(18)に至
る。そして(19),(19')の流れの際、この反応室(20)に供
給される紫外光により励起し活性または分解、反応の気
相反応をし、基板(30)の被形成面に被膜として形成され
る。
The reactive gas is flowed by the doping system (12).
(28), through the valve (27) to reach the gas blowing nozzle (18). Then, during the flow of (19) and (19 '), the reaction chamber (20) is excited by ultraviolet light to be activated or decomposed, and a gas phase reaction of the reaction is performed, and the surface to be formed of the substrate (30) is It is formed as a film.

【0022】反応性気体としてポリシラン(SinH2n 2
≧2),ポリフロロシラン(SinF2n+2n≧2) を用いた。
また、他方、アンモニア(NH3) に混合して窒化珪素を反
応生成物として生成する。また必要に応じてPまたはN
用の不純物を添加してポリシランのみまたはこれにキャ
リアガスを加えてシリコン膜の形成をする。
As a reactive gas, polysilane (SinH 2 n 2 n
≧ 2), polyfluorosilane (SinF 2 n + 2 n ≧ 2) was used.
On the other hand, by mixing with ammonia (NH 3 ), silicon nitride is produced as a reaction product. If necessary, P or N
The impurities are added to form only a polysilane or a carrier gas to form a silicon film.

【0023】さらにこの珪化物気体に加えて酸化物気体
を導入し、酸化珪素またはリンガラス、ホウ素ガラスを
形成した。
Further, an oxide gas was introduced in addition to the silicide gas to form silicon oxide, phosphorus glass, or boron glass.

【0024】さらに金属のアルキル化物を導入し、金属
を形成し、または金属のアルキル化物とポリシランとを
混合し供給して金属と珪化物の被膜形成を行った。
Further, a metal alkylated product was introduced to form a metal, or a metal alkylated product and polysilane were mixed and supplied to form a metal and a silicide film.

【0025】[0025]

【実施例2】この実施例は、図1の装置において、シリ
コン単結晶基板を(30')(大きさ15×20mm, 厚さ380 μ)
の位置に配設したものである。そしてSi2H6 とNH3 とを
NH3/Si2H6 =10とし、基板温度約200 ℃で、下側から紫
外光を照射した。圧力は3torr である。すると図2(図
面では被膜を強調して厚く示している)に示した如く、
勿論基板(30') の下側には1000Åの膜厚の被膜(33)を形
成させることができる。加えて、その側面(33') も同様
に1000Åの膜厚を得ることができる。しかし注目される
のは、光照射がなされていない裏面側においても(33'')
に示される如く、約5mm(35) もの長さにわたって内側に
被膜形成がされていることである。そして少なくとも2m
m までの内側は下面とまったく同じの1000Åの厚さの被
膜が形成されていることである。
[Embodiment 2] In this embodiment, a silicon single crystal substrate (30 ′) (size 15 × 20 mm, thickness 380 μ) in the apparatus of FIG. 1 is used.
It is arranged at the position. And Si 2 H 6 and NH 3
With NH 3 / Si 2 H 6 = 10, the substrate temperature was about 200 ° C., and ultraviolet light was irradiated from the lower side. The pressure is 3 torr. Then, as shown in FIG. 2 (in the drawing, the coating is emphasized to be thick),
Of course, a film (33) having a film thickness of 1000Å can be formed on the lower side of the substrate (30 '). In addition, a film thickness of 1000Å can be obtained on the side surface (33 ') as well. However, it should be noted that even on the back side that is not illuminated (33``)
As shown in Fig. 3, the coating is formed on the inside over a length of about 5 mm (35). And at least 2m
The inside of up to m is that the same 1000 Å thick coating as the bottom surface is formed.

【0026】この被膜は被膜の窒化珪素であって、アモ
ルファスシリコン膜としても同様である。
This film is a silicon nitride film, and the same applies to an amorphous silicon film.

【0027】さらに興味深いことは、このまわりこみに
よる表面陽動距離は基板の温度にほとんど影響を受けな
いとみられることである。そして窒化珪素膜においては
室温〜400 ℃の範囲の温度において被膜形成が可能であ
る点は注目すべきである。
What is more interesting is that the surface positive distance due to this wraparound seems to be hardly affected by the temperature of the substrate. It should be noted that the silicon nitride film can be formed at a temperature in the range of room temperature to 400 ° C.

【0028】もちろん紫外光照射をまったく行わない場
合はたとえ温度が300 ℃近くても表面(33)を含めた被膜
形成がなされないことはいうまでもない。
Needless to say, no film is formed including the surface (33) even if the temperature is close to 300 ° C. when no ultraviolet light irradiation is performed.

【0029】この事実は、光により活性化した活性分子
( 反応、分解した分子状または原子状の活性状態を有す
る超微粒子を活性分子という) は被形成表面を陽動する
が、その距離は想像を絶する長きにわたっていることで
ある。そして被膜形成には反応性気体の気相中の平均自
由工程の影響は表面陽動に比べきわめて十分小さいとい
うことである。
This fact is due to the fact that the active molecule activated by light
Although ultrafine particles having a reactive or decomposed molecular or atomic active state are called active molecules, the distance is unimaginable for a long time. The effect of the mean free path in the vapor phase of the reactive gas on the film formation is extremely small compared to the surface positivity.

【0030】このことより、従来より公知の如く、活性
分子の持つ一次活性エネルギが単に被形成面と衝突する
とその部分でエネルギを失い、被膜形成がなされる熱分
解減圧気相法またはプラズマ気相法における被膜形成機
構とはまったく異なる理論が必要である。
From this fact, as is known in the art, when the primary active energy of the active molecule simply collides with the surface to be formed, the energy is lost at that portion, and a film is formed by the pyrolysis reduced pressure gas phase method or plasma gas phase. A theory completely different from the film formation mechanism in the method is required.

【0031】そして本発明人は光CVD 法においては、活
性分子の持つ活性一次エネルギに加えて、被形成面にも
活性の二次エネルギを有し、そのため、活性分子がこの
特に活性二次エネルギのより少ない状態の被形成面に活
性気体の一次エネルギが到達しない限りにおいて、その
長さは5mm 前後も陽動し続け、そしてより安定な低いエ
ネルギレベルの条件で被膜成分として被形成面上に生成
されるという理論に到達するに至った。
In addition to the active primary energy of the active molecule in the photo-CVD method, the present inventor also has active secondary energy on the surface to be formed. Therefore, the active molecule has this active secondary energy. As long as the primary energy of the active gas does not reach the surface to be formed, the length of the active gas continues to oscillate for about 5 mm and is generated as a film component on the surface to be formed under the condition of more stable low energy level. It came to the theory that it would be done.

【0032】本発明はこの「活性分子の表面陽動を被形
成面の二次エネルギが支配的に助長する」という技術思
想を基本とする。
The present invention is based on the technical idea of "the secondary energy of the surface to be formed is dominantly promoting the surface positive motion of the active molecule".

【0033】[0033]

【実施例3】図3は本発明のシリコン半導体基板にトレ
ンチ用の凹部を有するU字溝を設け、この溝の内部に光
CVD 法により生成物を充填したものである。
[Embodiment 3] FIG. 3 shows a silicon semiconductor substrate of the present invention provided with a U-shaped groove having a concave portion for a trench, and a U-shaped groove is provided inside the groove.
The product is filled by the CVD method.

【0034】図3に基づき、その工程を略記する。The process will be briefly described with reference to FIG.

【0035】図3(A) はシリコン半導体(1) 上に窒化珪
素膜(2) を形成した。これをマスクとして凹部を有する
穴( トレンチ溝ともいう)(3)を約4〜5μの深さ(上部
の巾1.5 μ) に設けた。
In FIG. 3A, a silicon nitride film (2) is formed on a silicon semiconductor (1). Using this as a mask, a hole (also referred to as a trench groove) (3) having a recess was formed at a depth of about 4 to 5 μ (width of the upper part was 1.5 μ).

【0036】更にこの後、窒化珪素膜を除去し、図3
(B) に示す如く、実施例1の装置を用い、酸化珪素膜を
作製した。
After that, the silicon nitride film is removed, and the structure shown in FIG.
As shown in (B), a silicon oxide film was formed using the apparatus of Example 1.

【0037】するとこの活性の酸化珪素膜は被形成面を
表面陽動し、より二次活性エネルギの低い領域である凹
部の内にも形成される。結果として初期状態において(4
-1)に示す如く、被形成面上表面の(35-1)と凹部の内部
表面(35'-1) とが概略同じ厚さとなる。また連続して形
成される(35-2)と(35'-2),(35-3),(35'-3)も同様にそれ
ぞれがともに概略同一厚さに形成される。
Then, the active silicon oxide film is surface-migrated on the surface to be formed, and is also formed in the recess, which is a region having a lower secondary activation energy. As a result, in the initial state (4
-1), the upper surface (35-1) of the formation surface and the inner surface (35'-1) of the recess have approximately the same thickness. Similarly, the continuously formed (35-2), (35'-2), (35-3), and (35'-3) are also formed to have substantially the same thickness.

【0038】これらの結果、凹部はその内部表面(36),
(37) の両面での生成物の形成があるため、基板の上表
面よりも十分速く生成物により充填させることができ
る。結果として基板の上方面は図3(B) に示す如く、概
略同一の平坦面または滑らかな連続面に作ることができ
る。
As a result of these, the recesses have their inner surfaces (36),
Since the product is formed on both sides of (37), the product can be filled with the product sufficiently faster than the upper surface of the substrate. As a result, the upper surface of the substrate can be made substantially the same flat surface or a smooth continuous surface as shown in FIG. 3 (B).

【0039】さらに必要に応じ図3(C) に示す如く、こ
の上面のみを選択的に等方性エッチング方により除去
し、(8),(8')とを平面としてもよく、この(8) を基板
(1) の上表面と一致するように設けてもよい。
If necessary, as shown in FIG. 3C, only this upper surface may be selectively removed by isotropic etching, and (8) and (8 ') may be made flat. ) The board
It may be provided so as to coincide with the upper surface of (1).

【0040】この図3は酸化珪素膜の1種類の絶縁物に
より充填した。しかしこれに4-1 の被膜上面のみ熱酸化
の酸化珪素であっても、また窒化珪素としてもよい。こ
の場合はその内側を図3(A) の凹部と考えればよい。
In FIG. 3, the silicon oxide film is filled with one kind of insulator. However, only the upper surface of the film 4-1 may be thermally oxidized silicon oxide or silicon nitride. In this case, the inside may be considered as the concave portion in FIG.

【0041】しかしかかる凹部を持つ半導体は高い温度
で凹部の底面に格子欠陥を発生しやすい。そのため光CV
D 法は約300 ℃で被膜形成ができ、かつその生成物はき
わめて緻密で1000℃以上で作られた被膜と同等の性質を
有するため、かかる格子欠陥を凹部に誘発せしめること
なくきわめて好ましいものであった。
However, a semiconductor having such a recess is likely to generate lattice defects on the bottom surface of the recess at high temperature. Therefore optical CV
The D method can form a film at about 300 ° C, and its product is extremely dense and has the same properties as a film formed at 1000 ° C or higher, so it is extremely preferable without inducing such lattice defects in the recesses. there were.

【0042】[0042]

【実施例4】この実施例は実施例3の工程における被膜
形成を異なる被膜で生成したものである。
EXAMPLE 4 In this example, the film formation in the process of Example 3 was produced with a different film.

【0043】例えばシリコン半導体上に窒化珪素膜また
は酸化珪素膜(4) にリンが不純物として添加された多結
晶またはアモルファスシリコン膜または塩化チタン、タ
ングステン等の金属導体膜(5) 、さらに酸化珪素(6) を
生成物として積層せしめたものである。そしてこの半導
体基板(1) とまた多単結晶シリコン膜(5) と基板との間
にキャパシタを構成せしめたものである。
For example, a polycrystalline or amorphous silicon film in which phosphorus is added as an impurity to a silicon nitride film or a silicon oxide film (4) or a metal conductor film (5) such as titanium chloride or tungsten on a silicon semiconductor, and silicon oxide ( 6) is laminated as a product. A capacitor is formed between the semiconductor substrate (1) and the polycrystalline single crystal silicon film (5) and the substrate.

【0044】[0044]

【実施例5】この実施例は図5にその工程を示す。キャ
パシタの容量を大きくするために、凹部の内部に窟を設
け、ここをキャパシタとして用いたものである。以下に
その工程を略記する。
Embodiment 5 This embodiment shows the process in FIG. In order to increase the capacity of the capacitor, a cavity is provided inside the recess and this is used as the capacitor. The process is abbreviated below.

【0045】図5(A) において、実施例3と同様に凹部
を5μの深さに形成する。上部の巾は約2.5 μ、内部は
約1.5 μである。さらにこの後、光CVD 法により窒化珪
素膜(45),(45')を形成する。すると(A) に示す如く、凹
部の内部にも十分均一に膜形成ができる。
In FIG. 5A, a recess is formed to a depth of 5 μm as in the third embodiment. The width of the upper part is about 2.5 μ and the inside is about 1.5 μ. Further, thereafter, silicon nitride films (45) and (45 ′) are formed by the photo CVD method. Then, as shown in (A), a film can be formed sufficiently uniformly inside the recess.

【0046】さらに図5(C) に示す如く、異方性プラズ
マエッチング法を用いる。すると(45') および凹部の底
部領域(39)のみを選択的に除去することができる。さら
にこの後、シリコン基板に対し異方性エッチを行なっ
た。そのエッチング程度に従って横方向に選択的にシリ
コンをエッチングすることができる。そして窟(40)を作
ることができる。
Further, as shown in FIG. 5C, an anisotropic plasma etching method is used. Then, only (45 ') and the bottom region (39) of the recess can be selectively removed. Further thereafter, anisotropic etching was performed on the silicon substrate. Silicon can be selectively etched laterally according to the degree of etching. And you can make a cave (40).

【0047】この後、このシリコンの形成面に光CVD 方
により酸化珪素膜(41)を約1000Åの厚さに設けた。さら
に他の光CVD 方により第1のリンが添加されたシリコン
膜または珪化チタン(42)を形成した。酸化珪素膜または
窒化珪素膜等の体膜(4) を光CVD 法により作る。さらに
導電膜(5) を例えばリンを添加された多結晶シリコン膜
または珪化チタン等の導体により形成する。これらの
後、充填用の酸化珪素膜(46)を形成する。この工程の都
度、または後にフォトリソグラフ法を用いコンタクト(4
4),(43) をキャパシタの一対の電極として設ける。
Thereafter, a silicon oxide film (41) having a thickness of about 1000 Å was formed on the silicon formation surface by photo CVD. Still another photo-CVD method was used to form a first phosphorus-doped silicon film or titanium silicide (42). A body film (4) such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed by an optical CVD method. Further, the conductive film (5) is formed of, for example, a phosphorus-added polycrystalline silicon film or a conductor such as titanium silicide. After that, a silicon oxide film (46) for filling is formed. Contact (4
4) and (43) are provided as a pair of electrodes of the capacitor.

【0048】かくすることにより、キャパシタの容量を
大きくすることができる。
By doing so, the capacitance of the capacitor can be increased.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上の説明において明らかなごとく、本
発明は光CVD 法により形成される被膜は活性分子の表面
陽動が重要であるという理論及びその実験事実に基づ
く。そのためこれまでの熱CVD 法ではまったく不可能と
されてきた凹部の穴または窟に対しても、生成物で充填
することができるようになった。
As is apparent from the above description, the present invention is based on the theory that the surface positivity of active molecules is important in the film formed by the photo-CVD method and the experimental fact thereof. As a result, it is now possible to fill the holes or cavities of the recesses, which were previously impossible with the thermal CVD method, with the product.

【0050】これらは半導体としてシリコンのみではな
く、他の化合物半導体であっても同様である。
The same applies not only to silicon as a semiconductor but also to other compound semiconductors.

【0051】今後の光CVD 法の発展と併せて、さらに大
きな応用が期待される。
Along with the future development of the photo-CVD method, a larger application is expected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に用いられた光CVD 装置の平面図を示
す。
FIG. 1 shows a plan view of a photo-CVD apparatus used in the present invention.

【図2】本発明の光CVD 法の原理を示す基礎実験例に係
る半導体断面図である。
FIG. 2 is a semiconductor cross-sectional view according to a basic experimental example showing the principle of the photo-CVD method of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示す。FIG. 3 shows an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例を示す。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例を示す。FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一つの内部表面を有する凹部
または窟穴を表面に形成する工程と 少なくとも金属の
アルキル化物を含む反応性気体を供給する工程と、前記
反応性気体からCVD法により、前記凹部または窟穴の
内部表面における被膜の厚さをdsとし、前記表面上に
おける被膜の厚さをdtとしたときに、実質的にds/
dt=1となるように少なくとも一つの金属を含む層を
前記表面上に形成することを特徴とする被膜作製方法。
1. A step of forming a recess or a cave having at least one inner surface on the surface, a step of supplying a reactive gas containing at least a metal alkylated product, and a step of CVD using the reactive gas to form the recess. Alternatively, when the thickness of the coating on the inner surface of the cave is ds and the thickness of the coating on the surface is dt, substantially ds /
A method for producing a coating film, characterized in that a layer containing at least one metal is formed on the surface so that dt = 1.
【請求項2】 少なくとも一つの内部表面を有する凹部
または窟穴を表面に形成する工程と、少なくとも金属の
アルキル化物を含む反応性気体を供給する工程と、前記
反応性気体からCVD法により、各々の層において前記
凹部または窟穴の内部表面における被膜の厚さをdsと
し、前記表面上における被膜の厚さをdtとしたとき
に、実質的にds/dt=1となるように、金属を含む
層を複数前記表面上に形成することを特徴とする被膜作
製方法。
2. A step of forming a recess or a cave having at least one internal surface on the surface, a step of supplying a reactive gas containing at least a metal alkylated product, and a CVD method from the reactive gas, respectively. When the thickness of the coating film on the inner surface of the recess or the cave in the layer is ds and the thickness of the coating film on the surface is dt, the metal is made substantially ds / dt = 1. A method for producing a coating film, comprising forming a plurality of layers including the same on the surface.
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