JPH09148324A - シリコン窒化膜の形成方法 - Google Patents
シリコン窒化膜の形成方法Info
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- JPH09148324A JPH09148324A JP7307015A JP30701595A JPH09148324A JP H09148324 A JPH09148324 A JP H09148324A JP 7307015 A JP7307015 A JP 7307015A JP 30701595 A JP30701595 A JP 30701595A JP H09148324 A JPH09148324 A JP H09148324A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シリコン窒化膜中及び基板とシリコン窒化膜と
の界面に存在する酸素の量を低減できて、容量素子の誘
電体として好適なシリコン窒化膜を形成できるシリコン
窒化膜の形成方法を提供する。 【解決手段】真空引きしたチャンバ１内にウェハ１０を
入れ、ウェハ１０を約８００℃に加熱して、チャンバ１
内にジメチルヒドラジンガスを供給する。そして、ウェ
ハ１０の表面の自然酸化膜を十分除去した後、チャンバ
１内にアンモニア又はモノメチルヒドラジンのガスを供
給し、前記ジメチルヒドラジンガスの供給を停止する。
これにより、ウェハ１０上にシリコン窒化膜が形成され
る。
の界面に存在する酸素の量を低減できて、容量素子の誘
電体として好適なシリコン窒化膜を形成できるシリコン
窒化膜の形成方法を提供する。 【解決手段】真空引きしたチャンバ１内にウェハ１０を
入れ、ウェハ１０を約８００℃に加熱して、チャンバ１
内にジメチルヒドラジンガスを供給する。そして、ウェ
ハ１０の表面の自然酸化膜を十分除去した後、チャンバ
１内にアンモニア又はモノメチルヒドラジンのガスを供
給し、前記ジメチルヒドラジンガスの供給を停止する。
これにより、ウェハ１０上にシリコン窒化膜が形成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面にシリコン層
を有する基板の上にシリコン窒化膜を形成するシリコン
窒化膜の形成方法に関し、特にＤＲＡＭ（Dynamic Rand
om Access Memory）の容量素子の誘電体として使用する
シリコン窒化膜の形成に好適なシリコン窒化膜の形成方
法に関する。
を有する基板の上にシリコン窒化膜を形成するシリコン
窒化膜の形成方法に関し、特にＤＲＡＭ（Dynamic Rand
om Access Memory）の容量素子の誘電体として使用する
シリコン窒化膜の形成に好適なシリコン窒化膜の形成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン窒化膜は、誘電率が高く、この
ためＤＲＡＭの容量素子を構成する誘電体材料として広
く使用されている。従来、シリコン基板上にシリコン窒
化膜を形成する場合は、まず、シリコン基板をフッ酸
（ＨＦ）水溶液に浸漬して、基板表面の自然酸化膜を除
去する。その後、水洗した後、基板を熱窒化装置のチャ
ンバ内に入れる。そして、チャンバ内にアンモニアガス
を供給するとともに基板を加熱して、基板表面のシリコ
ンとアンモニアガス中の窒素とを反応させる。これによ
り、基板表面にシリコン窒化膜が形成される。
ためＤＲＡＭの容量素子を構成する誘電体材料として広
く使用されている。従来、シリコン基板上にシリコン窒
化膜を形成する場合は、まず、シリコン基板をフッ酸
（ＨＦ）水溶液に浸漬して、基板表面の自然酸化膜を除
去する。その後、水洗した後、基板を熱窒化装置のチャ
ンバ内に入れる。そして、チャンバ内にアンモニアガス
を供給するとともに基板を加熱して、基板表面のシリコ
ンとアンモニアガス中の窒素とを反応させる。これによ
り、基板表面にシリコン窒化膜が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のシリコン窒化膜の形成方法においては、フッ酸
により基板表面の自然酸化膜を除去した後、フッ酸を洗
い流すための水洗工程が必須であり、シリコン窒化膜を
形成する前に基板の表面に再び自然酸化膜が形成されて
しまう。このため、従来の方法においては、シリコン窒
化膜中及びシリコン窒化膜と基板との界面に酸素が多く
存在し、誘電率が高いシリコン窒化膜を得ることが困難
である。
た従来のシリコン窒化膜の形成方法においては、フッ酸
により基板表面の自然酸化膜を除去した後、フッ酸を洗
い流すための水洗工程が必須であり、シリコン窒化膜を
形成する前に基板の表面に再び自然酸化膜が形成されて
しまう。このため、従来の方法においては、シリコン窒
化膜中及びシリコン窒化膜と基板との界面に酸素が多く
存在し、誘電率が高いシリコン窒化膜を得ることが困難
である。
【０００４】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
創作されたものであり、シリコン窒化膜中及び基板とシ
リコン窒化膜との界面に存在する酸素の量を低減でき
て、容量素子の誘電体として好適なシリコン窒化膜を形
成できるシリコン窒化膜の形成方法を提供することを目
的とするものである。
創作されたものであり、シリコン窒化膜中及び基板とシ
リコン窒化膜との界面に存在する酸素の量を低減でき
て、容量素子の誘電体として好適なシリコン窒化膜を形
成できるシリコン窒化膜の形成方法を提供することを目
的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、表面に
シリコン層を有する基板をチャンバ内に入れ、該チャン
バ内にジメチルヒドラジンのガスを供給しつつ前記基板
を加熱して前記シリコン層上の自然酸化膜を除去し、続
けて、前記チャンバ内にアンモニア又はモノメチルヒド
ラジンのガスを供給して前記基板上にシリコン窒化膜を
形成することを特徴とするシリコン窒化膜の形成方法に
より解決する。
シリコン層を有する基板をチャンバ内に入れ、該チャン
バ内にジメチルヒドラジンのガスを供給しつつ前記基板
を加熱して前記シリコン層上の自然酸化膜を除去し、続
けて、前記チャンバ内にアンモニア又はモノメチルヒド
ラジンのガスを供給して前記基板上にシリコン窒化膜を
形成することを特徴とするシリコン窒化膜の形成方法に
より解決する。
【０００６】本発明においては、基板を入れたチャンバ
内にジメチルヒドラジン｛（ＣＨ3）2 Ｎ2 Ｈ2 ）のガ
スを供給し、前記基板の表面の自然酸化膜（シリコン酸
化膜）を還元することにより除去する。その後、前記チ
ャンバ内にアンモニア（ＮＨ 3 ）又はモノメチルヒドラ
ジン｛（ＣＨ3 ）Ｎ2 Ｈ3 ｝のガスを供給してシリコン
窒化膜を形成する。
内にジメチルヒドラジン｛（ＣＨ3）2 Ｎ2 Ｈ2 ）のガ
スを供給し、前記基板の表面の自然酸化膜（シリコン酸
化膜）を還元することにより除去する。その後、前記チ
ャンバ内にアンモニア（ＮＨ 3 ）又はモノメチルヒドラ
ジン｛（ＣＨ3 ）Ｎ2 Ｈ3 ｝のガスを供給してシリコン
窒化膜を形成する。
【０００７】このように、本発明においては、チャンバ
内で自然酸化膜を除去した後、続けてチャンバ内でシリ
コン窒化膜を形成するので、水洗等の工程が不要であ
り、自然酸化膜の再形成を回避できる。これにより、シ
リコン窒化膜中及びシリコン窒化膜と基板との界面の酸
素量を著しく低減できる。
内で自然酸化膜を除去した後、続けてチャンバ内でシリ
コン窒化膜を形成するので、水洗等の工程が不要であ
り、自然酸化膜の再形成を回避できる。これにより、シ
リコン窒化膜中及びシリコン窒化膜と基板との界面の酸
素量を著しく低減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照して説明する。図１は本発明のシ
リコン窒化膜の形成方法の実施の形態において使用する
熱窒化装置を示す模式図である。チャンバ１には、ガス
供給口２、ゲートバルブ３及び排気口５が設けられてお
り、ガス供給口２はジメチルヒドラジンガス供給手段
（図示せず）及びアンモニアガス供給手段（図示せず）
に接続されている。また、ゲートバルブ３はウェハ搬入
・搬出装置４に連結されており、ウェハ（シリコン基
板）１０の搬入・搬出時に開閉する。更に、排気口５は
排気ポンプ（図示せず）に連結されている。
て、添付の図面を参照して説明する。図１は本発明のシ
リコン窒化膜の形成方法の実施の形態において使用する
熱窒化装置を示す模式図である。チャンバ１には、ガス
供給口２、ゲートバルブ３及び排気口５が設けられてお
り、ガス供給口２はジメチルヒドラジンガス供給手段
（図示せず）及びアンモニアガス供給手段（図示せず）
に接続されている。また、ゲートバルブ３はウェハ搬入
・搬出装置４に連結されており、ウェハ（シリコン基
板）１０の搬入・搬出時に開閉する。更に、排気口５は
排気ポンプ（図示せず）に連結されている。
【０００９】チャンバ１内にはインナージャケット７が
配設されており、このインナージャケット７の内側に断
面１１のようなヒータ９が配置されている。このヒータ
９の上面には突起９ａが設けられており、この突起９ａ
上にウェハ１０を搭載するようになっている。ヒータ９
は電源１２から電力を供給されてウェハ１０を加熱する
ことができる。また、ウェハ１０は搬入及び搬出時に、
チャンバ１の外側に設けられた駆動装置（図示せず）に
よりリフター１４を駆動して上下方向に移動するように
なっている。なお、チャンバ１の下部にはインシュレー
タ１３が配設されており、ヒータ９とチャンバ１とを電
気的に絶縁している。
配設されており、このインナージャケット７の内側に断
面１１のようなヒータ９が配置されている。このヒータ
９の上面には突起９ａが設けられており、この突起９ａ
上にウェハ１０を搭載するようになっている。ヒータ９
は電源１２から電力を供給されてウェハ１０を加熱する
ことができる。また、ウェハ１０は搬入及び搬出時に、
チャンバ１の外側に設けられた駆動装置（図示せず）に
よりリフター１４を駆動して上下方向に移動するように
なっている。なお、チャンバ１の下部にはインシュレー
タ１３が配設されており、ヒータ９とチャンバ１とを電
気的に絶縁している。
【００１０】以下、上述の装置を使用した本発明のシリ
コン窒化膜の形成方法の実施形態について説明する。ま
ず、真空引きしたチャンバ１内に、ウェハ搬入・搬出装
置４からゲートバルブ３を介してウェハ１０を入れ、こ
のウェハ１０をヒータ９上に載置する。そして、電源１
２からヒータ９に電力を供給して、ウェハ１０を６００
〜１０００℃に加熱する。
コン窒化膜の形成方法の実施形態について説明する。ま
ず、真空引きしたチャンバ１内に、ウェハ搬入・搬出装
置４からゲートバルブ３を介してウェハ１０を入れ、こ
のウェハ１０をヒータ９上に載置する。そして、電源１
２からヒータ９に電力を供給して、ウェハ１０を６００
〜１０００℃に加熱する。
【００１１】次に、ガス供給口２を介してチャンバ１内
にジメチルヒドラジンのガスを１０〜５００ｓｃｃｍの
流量で供給し、チャンバ１内をジメチルヒドラジンを含
む雰囲気にする。このとき、チャンバ１内の圧力はジメ
チルヒドラジンの蒸気圧（約１５０Torr）以下、より好
ましくは１３０Torr以下とする。これにより、ウェハ１
０の表面の自然酸化膜が還元されて除去される。
にジメチルヒドラジンのガスを１０〜５００ｓｃｃｍの
流量で供給し、チャンバ１内をジメチルヒドラジンを含
む雰囲気にする。このとき、チャンバ１内の圧力はジメ
チルヒドラジンの蒸気圧（約１５０Torr）以下、より好
ましくは１３０Torr以下とする。これにより、ウェハ１
０の表面の自然酸化膜が還元されて除去される。
【００１２】なお、ジメチルヒドラジンガスによりウェ
ハ１０の表面の自然酸化膜が十分に除去されるまでの時
間は、ウェハ１０の温度、ガスの圧力及びガス流量等に
関係する自然酸化膜のエッチング速度により決定され
る。ウェハ１０の温度が５００℃未満であると、自然酸
化膜を十分に除去することができない。このため、自然
酸化膜を除去する際には、ウェハ１０を５００℃以上に
加熱することが必要である。
ハ１０の表面の自然酸化膜が十分に除去されるまでの時
間は、ウェハ１０の温度、ガスの圧力及びガス流量等に
関係する自然酸化膜のエッチング速度により決定され
る。ウェハ１０の温度が５００℃未満であると、自然酸
化膜を十分に除去することができない。このため、自然
酸化膜を除去する際には、ウェハ１０を５００℃以上に
加熱することが必要である。
【００１３】また、一般的にジメチルヒドラジンは水分
を含んでおり、このため自然酸化膜が除去される一方
で、新たに基板表面のシリコンと水分中の酸素とが反応
してシリコン酸化物が形成される。しかし、還元される
酸化物量のほうが形成される酸化物の量よりも多いの
で、ウェハ１０の表面のシリコン酸化物の量は極めて少
なくなる。
を含んでおり、このため自然酸化膜が除去される一方
で、新たに基板表面のシリコンと水分中の酸素とが反応
してシリコン酸化物が形成される。しかし、還元される
酸化物量のほうが形成される酸化物の量よりも多いの
で、ウェハ１０の表面のシリコン酸化物の量は極めて少
なくなる。
【００１４】次に、ウェハ１０の表面の自然酸化膜を十
分除去した後、チャンバ１内にアンモニア又はモノメチ
ルヒドラジンのガスを１００ｓｃｃｍ〜１０ｓｌｍの流
量で供給し始め、ジメチルヒドラジンガスの供給を停止
する。そして、ウェハ１０上にシリコン窒化膜を所望の
厚さに形成した後、アンモニア又はモノメチルヒドラジ
ンのガスの供給を停止する。これにより、本形態に係る
シリコン窒化膜の形成方法が完了する。
分除去した後、チャンバ１内にアンモニア又はモノメチ
ルヒドラジンのガスを１００ｓｃｃｍ〜１０ｓｌｍの流
量で供給し始め、ジメチルヒドラジンガスの供給を停止
する。そして、ウェハ１０上にシリコン窒化膜を所望の
厚さに形成した後、アンモニア又はモノメチルヒドラジ
ンのガスの供給を停止する。これにより、本形態に係る
シリコン窒化膜の形成方法が完了する。
【００１５】なお、シリコン窒化膜の膜厚は主にウェハ
１０の加熱温度に関係し、ウェハ１０の温度が６００℃
未満であると効果的にシリコン窒化膜を形成することが
できない。ウェハ１０の温度が高いほどシリコン窒化膜
の膜厚は厚くなるが、ウェハ１０を１０００℃を超える
温度に加熱すると、ウェハ１０に作製されているデバイ
スにダメージを与えるおそれがある。このため、シリコ
ン窒化膜を形成する際のウェハ１０の加熱温度は６００
〜１０００℃とすることが好ましい。
１０の加熱温度に関係し、ウェハ１０の温度が６００℃
未満であると効果的にシリコン窒化膜を形成することが
できない。ウェハ１０の温度が高いほどシリコン窒化膜
の膜厚は厚くなるが、ウェハ１０を１０００℃を超える
温度に加熱すると、ウェハ１０に作製されているデバイ
スにダメージを与えるおそれがある。このため、シリコ
ン窒化膜を形成する際のウェハ１０の加熱温度は６００
〜１０００℃とすることが好ましい。
【００１６】本実施形態では、上述の如く、チャンバ１
内でジメチルヒドラジンガスによりウェハ１０上の自然
酸化膜を完全に除去した後、続けてウェハ１０上にシリ
コン窒化膜を形成するので、シリコン窒化膜中及びウェ
ハ１０とシリコン窒化膜との界面に存在する酸素の量を
著しく低減することができる。なお、本実施形態におい
て、ジメチルヒドラジンガスの供給開始と同時にあるい
はやや遅れて、アンモニア又はモノメチルヒドラジンガ
スの供給を開始してもよい。また、ジメチルヒドラジン
のガスの供給を停止してチャンバ１内のジメチルヒドラ
ジンガスを十分に排気した後、アンモニア又はモノメチ
ルヒドラジンのガスの供給を開始してもよい。要する
に、ジメチルヒドラジンガスによりウェハ表面の自然酸
化膜を十分に除去した後、ジメチルヒドラジンガスの供
給を停止し、その後、シリコン窒化膜が所望の厚さに形
成されるまでアンモニア又はモノメチルヒドラジンのガ
スをチャンバ１内に供給すればよい。
内でジメチルヒドラジンガスによりウェハ１０上の自然
酸化膜を完全に除去した後、続けてウェハ１０上にシリ
コン窒化膜を形成するので、シリコン窒化膜中及びウェ
ハ１０とシリコン窒化膜との界面に存在する酸素の量を
著しく低減することができる。なお、本実施形態におい
て、ジメチルヒドラジンガスの供給開始と同時にあるい
はやや遅れて、アンモニア又はモノメチルヒドラジンガ
スの供給を開始してもよい。また、ジメチルヒドラジン
のガスの供給を停止してチャンバ１内のジメチルヒドラ
ジンガスを十分に排気した後、アンモニア又はモノメチ
ルヒドラジンのガスの供給を開始してもよい。要する
に、ジメチルヒドラジンガスによりウェハ表面の自然酸
化膜を十分に除去した後、ジメチルヒドラジンガスの供
給を停止し、その後、シリコン窒化膜が所望の厚さに形
成されるまでアンモニア又はモノメチルヒドラジンのガ
スをチャンバ１内に供給すればよい。
【００１７】ジメチルヒドラジンガスの供給停止前にチ
ャンバ１内へのアンモニア又はモノメチルヒドラジンの
ガスの供給を開始した場合は、ウェハ１０の表面の酸化
膜が除去される一方で、ウェハ１０上にシリコン窒化物
が形成される。しかし、ジメチルヒドラジンガスによる
還元力が強いため、前記シリコン窒化物はすぐに還元さ
れて除去される。
ャンバ１内へのアンモニア又はモノメチルヒドラジンの
ガスの供給を開始した場合は、ウェハ１０の表面の酸化
膜が除去される一方で、ウェハ１０上にシリコン窒化物
が形成される。しかし、ジメチルヒドラジンガスによる
還元力が強いため、前記シリコン窒化物はすぐに還元さ
れて除去される。
【００１８】以下、本実施形態により実際にウェハ上に
シリコン窒化膜を形成し、シリコン窒化膜の形成状況を
調べた結果について説明する。まず、図１に示す装置を
使用し、真空引きしたチャンバ１内にウェハ１０を搬入
し、該ウェハ１０をヒータ９上に載置した。ウェハ１０
の表面には自然酸化膜が約１．５ｎｍの厚さに形成され
ていた。次に、ヒータ９に通電して、ウェハ１０を約８
００℃に加熱した。
シリコン窒化膜を形成し、シリコン窒化膜の形成状況を
調べた結果について説明する。まず、図１に示す装置を
使用し、真空引きしたチャンバ１内にウェハ１０を搬入
し、該ウェハ１０をヒータ９上に載置した。ウェハ１０
の表面には自然酸化膜が約１．５ｎｍの厚さに形成され
ていた。次に、ヒータ９に通電して、ウェハ１０を約８
００℃に加熱した。
【００１９】その後、ガス供給口２を介してチャンバ１
内にジメチルヒドラジンガスを約１分間供給した。この
ときのジメチルヒドラジンガスの流量は１００ｓｃｃ
ｍ、圧力は１００Torrである。次に、ジメチルヒドラジ
ンガスの供給を継続したまま、チャンバ１内にアンモニ
アガスを、流量が５００ｓｃｃｍ、圧力が１００Torrの
条件で供給した。そして、アンモニアガスの供給を開始
してから数秒後（〜１０秒以内）に、ジメチルヒドラジ
ンガスの供給を停止した。
内にジメチルヒドラジンガスを約１分間供給した。この
ときのジメチルヒドラジンガスの流量は１００ｓｃｃ
ｍ、圧力は１００Torrである。次に、ジメチルヒドラジ
ンガスの供給を継続したまま、チャンバ１内にアンモニ
アガスを、流量が５００ｓｃｃｍ、圧力が１００Torrの
条件で供給した。そして、アンモニアガスの供給を開始
してから数秒後（〜１０秒以内）に、ジメチルヒドラジ
ンガスの供給を停止した。
【００２０】次いで、ジメチルヒドラジンガスの供給を
停止してから約１分後に、アンモニアガスの供給を停止
した。そして、チャンバ１からウェハ１０を取り出して
シリコン窒化膜の厚さを調べた。その結果、ウェハ１０
にはシリコン窒化膜が約１．４ｎｍの厚さに形成されて
いた。図２は、横軸に結合エネルギーをとり、縦軸に光
電子強度｛Ｎ（Ｅ）／Ｅ｝をとって、上述の方法により
シリコン窒化膜を形成したウェハの表面をＸＰＳ（Ｘ線
光電子分光法）分析した結果を示す図、図３は、従来方
法によりシリコン窒化膜を形成したウェハの表面をＸＰ
Ｓ分析した結果を示す図である。これらの図２，３に示
すように、本実施形態によりシリコン窒化膜を形成した
ウェハ（図２参照）では、ＳｉＮのピークが大きく、Ｓ
ｉＯ2 のピークが小さい。すなわち、本実施形態により
処理したウェハには酸素の量が少ない高品質のシリコン
窒化膜が形成されていることを確認することができた。
一方、従来方法により処理したウェハ（図３参照）で
は、ＳｉＯ2 のピークが大きく、ＳｉＮのピークが図２
に比べて極めて小さい。すなわち、従来方法では、酸素
量が少なく高品質のシリコン窒化膜を形成することがで
きなかった。
停止してから約１分後に、アンモニアガスの供給を停止
した。そして、チャンバ１からウェハ１０を取り出して
シリコン窒化膜の厚さを調べた。その結果、ウェハ１０
にはシリコン窒化膜が約１．４ｎｍの厚さに形成されて
いた。図２は、横軸に結合エネルギーをとり、縦軸に光
電子強度｛Ｎ（Ｅ）／Ｅ｝をとって、上述の方法により
シリコン窒化膜を形成したウェハの表面をＸＰＳ（Ｘ線
光電子分光法）分析した結果を示す図、図３は、従来方
法によりシリコン窒化膜を形成したウェハの表面をＸＰ
Ｓ分析した結果を示す図である。これらの図２，３に示
すように、本実施形態によりシリコン窒化膜を形成した
ウェハ（図２参照）では、ＳｉＮのピークが大きく、Ｓ
ｉＯ2 のピークが小さい。すなわち、本実施形態により
処理したウェハには酸素の量が少ない高品質のシリコン
窒化膜が形成されていることを確認することができた。
一方、従来方法により処理したウェハ（図３参照）で
は、ＳｉＯ2 のピークが大きく、ＳｉＮのピークが図２
に比べて極めて小さい。すなわち、従来方法では、酸素
量が少なく高品質のシリコン窒化膜を形成することがで
きなかった。
【００２１】以下、本発明をＤＲＡＭの容量素子に適用
した例を示す。図４（ａ），（ｂ）は、いずれもＤＲＡ
Ｍの容量素子を示す断面図である。図４（ａ）におい
て、電極２１は例えばウェハの表面に形成された不純物
拡散領域であり、この電極２１上にはシリコン窒化（Ｓ
ｉＮ）膜２２とシリコン酸化（ＳｉＯ2 ）膜２３とが積
層されている。そして、シリコン酸化膜２３上には多結
晶シリコンからなる電極２４が形成されている。
した例を示す。図４（ａ），（ｂ）は、いずれもＤＲＡ
Ｍの容量素子を示す断面図である。図４（ａ）におい
て、電極２１は例えばウェハの表面に形成された不純物
拡散領域であり、この電極２１上にはシリコン窒化（Ｓ
ｉＮ）膜２２とシリコン酸化（ＳｉＯ2 ）膜２３とが積
層されている。そして、シリコン酸化膜２３上には多結
晶シリコンからなる電極２４が形成されている。
【００２２】また、図４（ｂ）において、電極２６は例
えばウェハの表面に形成された不純物拡散領域であり、
この電極２６上にはシリコン窒化膜２７とタンタルオキ
サイド（Ｔａ2 Ｏ5 ）膜２８とが積層されている。そし
て、タンタルオキサイド膜２８上には多結晶シリコンか
らなる電極２９が形成されている。このように構成され
た容量素子において、電極２１（又は電極２６）を形成
した後、前述の本実施形態によりシリコン窒化膜２２
（又はシリコン窒化膜２７）を形成する。その後、シリ
コン窒化膜２２（又はシリコン窒化膜２７）上に、周知
の方法によりシリコン酸化膜２３（又はタンタルオキサ
イド膜２８）を形成し、次いで、シリコン酸化膜２３
（又はタンタルオキサイド膜２８）上に、周知の方法に
より、多結晶シリコン電極２４（又は、電極２９）を形
成する。
えばウェハの表面に形成された不純物拡散領域であり、
この電極２６上にはシリコン窒化膜２７とタンタルオキ
サイド（Ｔａ2 Ｏ5 ）膜２８とが積層されている。そし
て、タンタルオキサイド膜２８上には多結晶シリコンか
らなる電極２９が形成されている。このように構成され
た容量素子において、電極２１（又は電極２６）を形成
した後、前述の本実施形態によりシリコン窒化膜２２
（又はシリコン窒化膜２７）を形成する。その後、シリ
コン窒化膜２２（又はシリコン窒化膜２７）上に、周知
の方法によりシリコン酸化膜２３（又はタンタルオキサ
イド膜２８）を形成し、次いで、シリコン酸化膜２３
（又はタンタルオキサイド膜２８）上に、周知の方法に
より、多結晶シリコン電極２４（又は、電極２９）を形
成する。
【００２３】このようにして形成された容量素子は、シ
リコン窒化膜２２，２７及びタンタルオキサイド膜２８
の誘電率が高いため大容量化及び高耐圧化が可能である
とともに、リーク電流を低減することができて、ＤＲＡ
Ｍのより一層の高性能化が達成できる。
リコン窒化膜２２，２７及びタンタルオキサイド膜２８
の誘電率が高いため大容量化及び高耐圧化が可能である
とともに、リーク電流を低減することができて、ＤＲＡ
Ｍのより一層の高性能化が達成できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板を入れたチャンバ内にジメチルヒドラジンのガスを
供給して前記基板表面のシリコン層の上の自然酸化膜を
除去した後、続けて前記チャンバ内にアンモニア又はモ
ノメチルヒドラジンのガスを供給して前記シリコン層上
にシリコン窒化膜を形成するので、シリコン窒化膜中及
びシリコン窒化膜と前記シリコン層との界面に存在する
酸素量が極めて少なく、誘電率が高い高品質のシリコン
窒化膜を形成することができる。これにより、ＤＲＡＭ
の容量素子の高性能化が図れるという効果を奏する。
基板を入れたチャンバ内にジメチルヒドラジンのガスを
供給して前記基板表面のシリコン層の上の自然酸化膜を
除去した後、続けて前記チャンバ内にアンモニア又はモ
ノメチルヒドラジンのガスを供給して前記シリコン層上
にシリコン窒化膜を形成するので、シリコン窒化膜中及
びシリコン窒化膜と前記シリコン層との界面に存在する
酸素量が極めて少なく、誘電率が高い高品質のシリコン
窒化膜を形成することができる。これにより、ＤＲＡＭ
の容量素子の高性能化が図れるという効果を奏する。
【図１】本発明のシリコン窒化膜の形成方法の実施の形
態において使用する熱窒化装置を示す模式図である。
態において使用する熱窒化装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態によりシリコン窒化膜を形成
したウェハの表面をＸＰＳ分析した結果を示す図であ
る。
したウェハの表面をＸＰＳ分析した結果を示す図であ
る。
【図３】従来方法によりシリコン窒化膜を形成したウェ
ハの表面をＸＰＳ分析した結果を示す図である。
ハの表面をＸＰＳ分析した結果を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、いずれもＤＲＡＭの容量素
子を示す断面図である。
子を示す断面図である。
１ チャンバ ２ ガス供給口 ３ ゲートバルブ ４ ウェハ搬入・搬出装置 ５ 排気口 ７ インナージャケット ９ ヒータ １０ ウェハ １１ ヒータ中心部の断面線 １４ ウェハリフター ２１，２４，２６，２９ 電極 ２２，２７ シリコン窒化膜 ２３ シリコン酸化膜 ２８ タンタルオキサイド膜
Claims (3)
- 【請求項１】 表面にシリコン層を有する基板をチャン
バ内に入れ、該チャンバ内にジメチルヒドラジンのガス
を供給しつつ前記基板を加熱して前記シリコン層上の自
然酸化膜を除去し、 続けて、前記チャンバ内にアンモニア又はモノメチルヒ
ドラジンのガスを供給して前記基板上にシリコン窒化膜
を形成することを特徴とするシリコン窒化膜の形成方
法。 - 【請求項２】 前記アンモニア又はモノメチルヒドラジ
ンのガスは、前記ジメチルヒドラジンガスとともに前記
チャンバ内に供給し、前記ジメチルヒドラジンガスの供
給を停止した後も、前記アンモニア又はモノメチルヒド
ラジンのガスの供給を継続することを特徴とする請求項
１に記載のシリコン窒化膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記基板の加熱温度は６００乃至１００
０℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシ
リコン窒化膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7307015A JPH09148324A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | シリコン窒化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7307015A JPH09148324A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | シリコン窒化膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148324A true JPH09148324A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17964003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7307015A Withdrawn JPH09148324A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | シリコン窒化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148324A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6255230B1 (en) | 1999-06-04 | 2001-07-03 | Canon Sales Co., Inc. | Method for modifying a film forming surface of a substrate on which a film is to be formed, and method for manufacturing a semiconductor device using the same |
| US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP7307015A patent/JPH09148324A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6255230B1 (en) | 1999-06-04 | 2001-07-03 | Canon Sales Co., Inc. | Method for modifying a film forming surface of a substrate on which a film is to be formed, and method for manufacturing a semiconductor device using the same |
| US6900144B2 (en) | 2000-03-31 | 2005-05-31 | Canon Sales Co., Inc. | Film-forming surface reforming method and semiconductor device manufacturing method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |