JPS5882525A - 半導体基板上への絶縁膜の形成法 - Google Patents
半導体基板上への絶縁膜の形成法Info
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- JPS5882525A JPS5882525A JP56180477A JP18047781A JPS5882525A JP S5882525 A JPS5882525 A JP S5882525A JP 56180477 A JP56180477 A JP 56180477A JP 18047781 A JP18047781 A JP 18047781A JP S5882525 A JPS5882525 A JP S5882525A
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- insulating film
- semiconductor substrate
- substrate
- nitride
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
- H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
- H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
- H01L21/0217—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体基板上への絶縁膜の形成法、特に絶縁膜
を化学的６ζ安定な窒化物でなる絶縁膜として形成する
半導体基板上への絶縁膜の形成法に関する。
を化学的６ζ安定な窒化物でなる絶縁膜として形成する
半導体基板上への絶縁膜の形成法に関する。
半導体基板上に窒化物でなる絶縁膜を形成する方法とし
て従来、半導体基板の表面側を熱窒化せしめてその半導
体基板の表面側に窒化物でなる絶縁膜を形成する方法が
提案されている。
て従来、半導体基板の表面側を熱窒化せしめてその半導
体基板の表面側に窒化物でなる絶縁膜を形成する方法が
提案されている。
然し乍ら斯る方法による場合、半導体基板の表面側を熱
窒化せしめるに半導体基板に高温を与えるを豐し、この
為半導体基板の表面が熱劣化し、よって化学的に安定な
窒化物でなる絶縁膜が稠密良好に形成されるとしても、
その窒化物でなる絶縁膜が半導体基板との間で良好な界
面を形成しているものとして形成されないという欠点を
有していた。
窒化せしめるに半導体基板に高温を与えるを豐し、この
為半導体基板の表面が熱劣化し、よって化学的に安定な
窒化物でなる絶縁膜が稠密良好に形成されるとしても、
その窒化物でなる絶縁膜が半導体基板との間で良好な界
面を形成しているものとして形成されないという欠点を
有していた。
依って本発明は上述せる欠点のない新規な半導体基板上
への絶縁膜の形成法を提案せんとするもので、以下詳述
する所より明らかであろう。
への絶縁膜の形成法を提案せんとするもので、以下詳述
する所より明らかであろう。
第１図は本発明による半導体基板上への絶縁膜の形成法
の実施例を示し、例えばＩａＰでなる半導体基板１を用
意しく第１図人）、而してその半導体基板１の表面側に
窒化物でなる絶縁膜２を形成する（第１図Ｂ）。この場
合、絶縁膜２は、半導体基板１を反応炉内の約４００℃
の低温度領域に配し、一方反応炉内にＮ）′Ｉ３ガスと
■、ガスとを１：１の割合で導入せしめてそれ等の混合
ガスを９００℃の温度で反応せしめることにより半導体
基板１上に堆積して形成される、５窒化３燐（Ｐ、Ｎ５
） とし得る。
の実施例を示し、例えばＩａＰでなる半導体基板１を用
意しく第１図人）、而してその半導体基板１の表面側に
窒化物でなる絶縁膜２を形成する（第１図Ｂ）。この場
合、絶縁膜２は、半導体基板１を反応炉内の約４００℃
の低温度領域に配し、一方反応炉内にＮ）′Ｉ３ガスと
■、ガスとを１：１の割合で導入せしめてそれ等の混合
ガスを９００℃の温度で反応せしめることにより半導体
基板１上に堆積して形成される、５窒化３燐（Ｐ、Ｎ５
） とし得る。
次に絶縁膜２の形成された半導体基板１１こ対する陽極
酸化処理をなす。この場合、陽極酸化処理は、絶縁膜２
の形成された半導体基板１を、例えば（ＬＩＮのＫＯＨ
浴液でなる電解液中に浸漬し、一方電解液中に例えば白
金でなる電極を配し、而して半導体基板１及び電極間に
半導体基板１１Ｉｌを陽極とせる゛電源を接続して半導
体基板１及び電極を通る例えば１５ ｍ Ａ ／ ５
の電流を流すという処理とし得る。然るときは、絶縁
膜２を構成せる＊素原子が電解液を構成せる酸素原子で
置換される機構で、絶縁膜２がその表面側より酸化され
、そして絶縁膜２を構成せる窒素原子が゛−電解液構成
せる酸素原子で置換されることにより絶縁膜２内で遊離
して得られる酸素原子が、窒素イオンとなって絶縁ｌ［
２及び半導体基板１の界面を通って半導体基板１内に輸
送してその半導体基板１を構成せる原子（上剥の如く半
導体基板１がＩｎＰでなる場合、ＩＩｌ及び又はＰ ）
と結合する機構で、半導体基板１の表面側が窒化され、
斯くて第１図Ｃに示す如く、絶縁膜２の１ｌＩＷｊｉ側
にそれを構成せる材料の酸化物でなる層Ｓが形成される
と共に、半導体基板１の表面側にそれを構成せる材料の
窒化物でなる絶縁膜４が形成されるものである。
酸化処理をなす。この場合、陽極酸化処理は、絶縁膜２
の形成された半導体基板１を、例えば（ＬＩＮのＫＯＨ
浴液でなる電解液中に浸漬し、一方電解液中に例えば白
金でなる電極を配し、而して半導体基板１及び電極間に
半導体基板１１Ｉｌを陽極とせる゛電源を接続して半導
体基板１及び電極を通る例えば１５ ｍ Ａ ／ ５
の電流を流すという処理とし得る。然るときは、絶縁
膜２を構成せる＊素原子が電解液を構成せる酸素原子で
置換される機構で、絶縁膜２がその表面側より酸化され
、そして絶縁膜２を構成せる窒素原子が゛−電解液構成
せる酸素原子で置換されることにより絶縁膜２内で遊離
して得られる酸素原子が、窒素イオンとなって絶縁ｌ［
２及び半導体基板１の界面を通って半導体基板１内に輸
送してその半導体基板１を構成せる原子（上剥の如く半
導体基板１がＩｎＰでなる場合、ＩＩｌ及び又はＰ ）
と結合する機構で、半導体基板１の表面側が窒化され、
斯くて第１図Ｃに示す如く、絶縁膜２の１ｌＩＷｊｉ側
にそれを構成せる材料の酸化物でなる層Ｓが形成される
と共に、半導体基板１の表面側にそれを構成せる材料の
窒化物でなる絶縁膜４が形成されるものである。
次に、必要に応じて、斯く半導体基板１の表面側に窒化
物でなる絶縁ａｌｌ［４を形成して后、絶縁膜２のａｍ
側く形成されている層３を、例えば希塩酸を用いて溶去
除去しく第１図Ｄ）、斯くて半導体基板１上に窒化物で
なる絶縁膜４及び２でなる絶縁膜５を目的とせる絶縁膜
として形成する。
物でなる絶縁ａｌｌ［４を形成して后、絶縁膜２のａｍ
側く形成されている層３を、例えば希塩酸を用いて溶去
除去しく第１図Ｄ）、斯くて半導体基板１上に窒化物で
なる絶縁膜４及び２でなる絶縁膜５を目的とせる絶縁膜
として形成する。
以上で本発明による半導体基板上への絶縁膜の形成法の
実施例が明らかとなったが、斯る本発明の方法によれば
、それが半導体基板１の表面側に窒化物でなる第１の絶
縁膜２を形成する工程と、ｊｌｌｌの絶縁ｊＩＩ２の形
成された半導体基板１に対する陽極酸化処理により半導
体基板１の表面側を第１の絶縁膜２よりの窒素原子によ
って窒化せしめ、これにより半導体基板１の表面側に窒
化物でなる１ｇ２の絶縁膜４を形成する工程とを含んで
、半導体基板１上に第１及び第２の絶縁膜２及び４によ
る絶縁膜５を目的とせる絶縁膜として形成するという方
法であり、そしてこの場合、第１の絶縁膜２を形成する
工程に於てその第１の絶縁膜２が半導体基板１に高温を
与えて形成され、この為この第１の絶縁膜２を形成する
工程に於て半導体基板１の表゛面が熱劣化しても、第１
の絶縁膜２を形成する工程后、半導体基板１の表面側に
陽極酸化処理により第２の絶縁膜４が形成され、そして
その陽極酸化処理時従って第２の絶縁１１４の形成時、
半導体基板１には何等高温を与える必要がないことによ
り（実際上この陽極酸化処理時に用いる電解液は常温で
良く、従ってこの陽極酸化処理は、半導体基板１が常温
である状態でなされる）絶縁Ｈｓ４が半導体基板１との
間で良好な界面を形成しているものとして形成されるの
で、絶縁膜５が半導体基板１との間で表面準位の少ない
嵐好な界面を形成しているものとして形成されるもので
ある。このことは、上述せる如くして半導体基板１上に
絶縁膜５を形成した構成を用いて、半導体基板１を半導
体Ｓ１絶縁膜５をＩとせるＭＩＦＪＡダイオードを作成
し、その半導体８及び金属Ｍ関に電源を接続すること
により絶縁膜５に電界を得たときのその電界強度Ｅ（Ｖ
／ｃｓ＋）に対する半導体Ｓ及び金属Ｍ間のリーク電流
の密度Ｊ （Ａ／ａｔ” ） を測定した所、それ等
電界強直Ｂ及びリーク電流密度Ｊの関係が第２図にて曲
縁ムに示す如くに得られ、又上述せるＭＩ８型ダイオー
ドの半導体Ｓ及び金属Ｍ間でみた電圧Ｖ（ボルト月こ対
する容ｔ。
実施例が明らかとなったが、斯る本発明の方法によれば
、それが半導体基板１の表面側に窒化物でなる第１の絶
縁膜２を形成する工程と、ｊｌｌｌの絶縁ｊＩＩ２の形
成された半導体基板１に対する陽極酸化処理により半導
体基板１の表面側を第１の絶縁膜２よりの窒素原子によ
って窒化せしめ、これにより半導体基板１の表面側に窒
化物でなる１ｇ２の絶縁膜４を形成する工程とを含んで
、半導体基板１上に第１及び第２の絶縁膜２及び４によ
る絶縁膜５を目的とせる絶縁膜として形成するという方
法であり、そしてこの場合、第１の絶縁膜２を形成する
工程に於てその第１の絶縁膜２が半導体基板１に高温を
与えて形成され、この為この第１の絶縁膜２を形成する
工程に於て半導体基板１の表゛面が熱劣化しても、第１
の絶縁膜２を形成する工程后、半導体基板１の表面側に
陽極酸化処理により第２の絶縁膜４が形成され、そして
その陽極酸化処理時従って第２の絶縁１１４の形成時、
半導体基板１には何等高温を与える必要がないことによ
り（実際上この陽極酸化処理時に用いる電解液は常温で
良く、従ってこの陽極酸化処理は、半導体基板１が常温
である状態でなされる）絶縁Ｈｓ４が半導体基板１との
間で良好な界面を形成しているものとして形成されるの
で、絶縁膜５が半導体基板１との間で表面準位の少ない
嵐好な界面を形成しているものとして形成されるもので
ある。このことは、上述せる如くして半導体基板１上に
絶縁膜５を形成した構成を用いて、半導体基板１を半導
体Ｓ１絶縁膜５をＩとせるＭＩＦＪＡダイオードを作成
し、その半導体８及び金属Ｍ関に電源を接続すること
により絶縁膜５に電界を得たときのその電界強度Ｅ（Ｖ
／ｃｓ＋）に対する半導体Ｓ及び金属Ｍ間のリーク電流
の密度Ｊ （Ａ／ａｔ” ） を測定した所、それ等
電界強直Ｂ及びリーク電流密度Ｊの関係が第２図にて曲
縁ムに示す如くに得られ、又上述せるＭＩ８型ダイオー
ドの半導体Ｓ及び金属Ｍ間でみた電圧Ｖ（ボルト月こ対
する容ｔ。
（Ｐ Ｆ、 ）の関係を周波数をパラメータとして測定
した所、それ等の関係が第５図に示す如くに得られたに
対し、半導体基板１と同じ半導体基板上に所ｇＯＶＤ法
によって絶縁膜を形成してなる構成を用いて上述せると
同様のＭＩＳｆｉダイオードを作成し、その上述せると
同様の電界強度Ｅに対するリーク電流！＆Ｊの関係を測
定した所、それ等の関係が譲５図にで曲！Ｂに示す如く
に得られ、又上述せると同様の電圧Ｖに対する容１ｔＯ
の関係が第４図に示す如くに得られた所よりしても明ら
かであろう。尚第２図よりして、本発明により形成され
る絶縁膜５を用いる場合、上述せる従来の方法で形成さ
れた絶縁膜を用いる場合に比しトラップ密ｋが格段的に
低く、降伏電界強直も２桁＾いことが理解されるもので
ある。又第３図及び箒４図よりして本発明により形成さ
れる絶縁膜を用いた場合、電圧■対答１ｏ％性関係がヒ
ステリシス特性を殆んど呈さす、又周波数分散性が従来
の方法で形成された絶縁膜を用いる場合に比し大きく改
善されていることが理解されるものである。更に本発明
により形成された絶縁ｊ［５を用、いる場合、伝導帯近
傍での界面率位置度が６ｘｌＯ１５Ｉ２ｅ■で得られ、
従来の方法で形成された絶縁膜の場合の５Ｘ１０ ／
α＠Ｖより、２桁程度改書されているものである。
した所、それ等の関係が第５図に示す如くに得られたに
対し、半導体基板１と同じ半導体基板上に所ｇＯＶＤ法
によって絶縁膜を形成してなる構成を用いて上述せると
同様のＭＩＳｆｉダイオードを作成し、その上述せると
同様の電界強度Ｅに対するリーク電流！＆Ｊの関係を測
定した所、それ等の関係が譲５図にで曲！Ｂに示す如く
に得られ、又上述せると同様の電圧Ｖに対する容１ｔＯ
の関係が第４図に示す如くに得られた所よりしても明ら
かであろう。尚第２図よりして、本発明により形成され
る絶縁膜５を用いる場合、上述せる従来の方法で形成さ
れた絶縁膜を用いる場合に比しトラップ密ｋが格段的に
低く、降伏電界強直も２桁＾いことが理解されるもので
ある。又第３図及び箒４図よりして本発明により形成さ
れる絶縁膜を用いた場合、電圧■対答１ｏ％性関係がヒ
ステリシス特性を殆んど呈さす、又周波数分散性が従来
の方法で形成された絶縁膜を用いる場合に比し大きく改
善されていることが理解されるものである。更に本発明
により形成された絶縁ｊ［５を用、いる場合、伝導帯近
傍での界面率位置度が６ｘｌＯ１５Ｉ２ｅ■で得られ、
従来の方法で形成された絶縁膜の場合の５Ｘ１０ ／
α＠Ｖより、２桁程度改書されているものである。
依って本発明による半導体基板上への絶縁膜の形成法に
よれば、半導体基板１上に目的とせる窒化物でなる絶縁
膜５を半導体基板１との間で良好な界面を形成している
ものとして形成することができる大なる脣徽を有するも
のである。
よれば、半導体基板１上に目的とせる窒化物でなる絶縁
膜５を半導体基板１との間で良好な界面を形成している
ものとして形成することができる大なる脣徽を有するも
のである。
又本発明によれば、半導体基板１の表面に窒化ｍてなる
嬉１の絶縁属２を形成する王権と、その絶縁膜２の形成
されてなる半導体基板１に対する陽極酸化処理により窒
化物でなる第２の絶縁膜４を形成する工程とを含む簡易
な工程で、容晶に半導体基板１上に目的とせる絶縁膜を
形成することができるというＩＩｉ徴を有するものであ
る。
嬉１の絶縁属２を形成する王権と、その絶縁膜２の形成
されてなる半導体基板１に対する陽極酸化処理により窒
化物でなる第２の絶縁膜４を形成する工程とを含む簡易
な工程で、容晶に半導体基板１上に目的とせる絶縁膜を
形成することができるというＩＩｉ徴を有するものであ
る。
尚上述に於ては第１の絶縁膜を所ａＯＶＤ法によって堆
積によって形成した場合につき述べたが、第１の絶縁膜
を半導体基板の表面を熱窒化して形成することもで龜、
又第２の絶縁属を形成して后その表面側の酸化物層を除
去する場合につき述べたが、ある場合はこれを残しても
良く、その他事発明の精神を脱することなしに椎々の変
型変更をなし得るであろう。
積によって形成した場合につき述べたが、第１の絶縁膜
を半導体基板の表面を熱窒化して形成することもで龜、
又第２の絶縁属を形成して后その表面側の酸化物層を除
去する場合につき述べたが、ある場合はこれを残しても
良く、その他事発明の精神を脱することなしに椎々の変
型変更をなし得るであろう。
第１図は本発明による半導体基板上への絶縁膜の形成法
の一例を示す順次の工程に於ける路線的断面図、ｆＨ２
図、第３図及び第４図は本発明の説明に供する曲線図で
ある。 図中１は半導体基板、２．４及び５は窒化物でなる絶縁
膜を夫々示す。 出願人 日本電信電話公社 第２図 、 Ｅ（ｖ／ｃｍ） 第３詠Ｉ ■（ボ゛ルト） 第４図 ■（ポ゛ルト）
の一例を示す順次の工程に於ける路線的断面図、ｆＨ２
図、第３図及び第４図は本発明の説明に供する曲線図で
ある。 図中１は半導体基板、２．４及び５は窒化物でなる絶縁
膜を夫々示す。 出願人 日本電信電話公社 第２図 、 Ｅ（ｖ／ｃｍ） 第３詠Ｉ ■（ボ゛ルト） 第４図 ■（ポ゛ルト）
Claims (1)
- 半導体基板の表面側に窒化物でなる第１の絶縁膜を形成
する１椙と、上記第１の絶縁膜の形成された半導体基板
に対する陽極酸化処理により上記半導体基板の表面側を
上記第１の絶縁膜よりの窒素原子によって窒化せしめ、
これにより上記半導体基板の表面側に窒化物でなるＪＩ
Ｉ２の絶縁膜を形成する１穐とを含む事を特徴とする半
導体基板上への絶縁膜の形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56180477A JPS5882525A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 半導体基板上への絶縁膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56180477A JPS5882525A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 半導体基板上への絶縁膜の形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5882525A true JPS5882525A (ja) | 1983-05-18 |
Family
ID=16083900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56180477A Pending JPS5882525A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 半導体基板上への絶縁膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5882525A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020240877A1 (ja) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 三菱電機株式会社 | 角度検出器、交流回転機の制御装置、および電動パワーステアリング装置 |
-
1981
- 1981-11-11 JP JP56180477A patent/JPS5882525A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020240877A1 (ja) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 三菱電機株式会社 | 角度検出器、交流回転機の制御装置、および電動パワーステアリング装置 |
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