JPS5934639A - 窒化シリコン膜形成装置 - Google Patents

窒化シリコン膜形成装置

Info

Publication number
JPS5934639A
JPS5934639A JP14590482A JP14590482A JPS5934639A JP S5934639 A JPS5934639 A JP S5934639A JP 14590482 A JP14590482 A JP 14590482A JP 14590482 A JP14590482 A JP 14590482A JP S5934639 A JPS5934639 A JP S5934639A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
nitriding
plasma
reaction tube
nitride film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14590482A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Hirayama
誠 平山
Tadashi Hirao
正 平尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP14590482A priority Critical patent/JPS5934639A/ja
Publication of JPS5934639A publication Critical patent/JPS5934639A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシリコン基板の表面に、プラズマ状態下でか
つ低温で該シリコン基板全直接に州北させて構造緻密な
窒化シリコン膜を形成する装置に関するものである0 半導体装置においては二酸化シリコン(Si20)を中
心とする絶縁物薄膜は不可欠のものとなっている。すな
わち、製造時の半導体基板への不純物拡散用マスク、表
面保護膜、さら(1111MO8型トランジスタのゲー
ト絶縁膜等として必須のものである。特にゲート絶縁膜
は、10’ V/cm程度以上の電界印加状態で使用さ
れるため、構造緻密で均一なものが要求さfる。従来、
ゲート絶縁膜には、シリコン基板の熱酸化による5iO
zJF4が用いらnていたが、高性能なMIS型トラン
ジスタを製造し、さらには大規模な集積回路を製造する
ためには、Stow膜は本質的に緻密性の点で不十分で
ある。
S I Oz膜に代る絶縁膜としてCVD法などの付着
法に工って形成した絶縁膜は種々あるが、シリコン基板
の表面準位密度を10”crn のオーダに抑えるため
には適当ではなく、シリコン基板を直接に窒化して生成
させた窒化シリコン膜を必要とする。このようにして生
成さnた窒化シリコン膜はS i (h膜に比べると5
0%以上も密度が大きく、また、誘電率も50%程度大
きい特徴がある0さらに、この種の窒化シリコン、―は
シリコン基板に比較して酸化速度が極めて遅いことを利
用して耐酸化性のマスク用の膜として重要な役割を果し
ているが、このような窒化シリコン膜を用いればシリコ
ン基板の酸化における横方向の酸化を抑えることができ
、集積密度を上げることができる0この発明は、以上の
点に鑑みてなさ牡たもので、シリコン基板をプラズマ方
式にて直接に窒化して生成する際にその窒化速度を増速
させて構造緻密な窒化シリコン膜を形成することができ
る新規な窒化シリコン膜形成装置を提供することを目的
としたものである0 以下、実施例に基づいてこの発明を説明する。
第1図はこの発明による窒化シリコン膜形成装置の一実
施例の模式的構成図、第2図i!、第1図■−■線にお
ける断面図である0図において、(1)は石英からなり
、その内部でプラズマを発生させる円筒形の反応管、(
2)は反応管(1)の内部を加熱するためのヒータとし
ての外部熱源、(3)はシリコン基板(4)を装着する
ためのポートと反応管(1)の外部へ引き出すための引
き出し棒およびシリコン基板(4)に直流電圧を印加す
ることのできる導電性電極をかね備えたサセプタであり
、このサセプタ(3)は上部サセプタ(3g) 、下部
サセプタ(3b)から構成さn1各上部および下部サセ
プタ(3a)  、 (3b)にはプラズマ発生のため
の円板状の電極(7)が反応管(1)の軸方向に沿って
対向配列して形成さ扛る。
また、こtしら電極(7)間にはそnぞれシリコン基板
(4)が互に対向して配列さ粁るとともに、図示しない
高周波電源から上部および下部サセプタ(3a)、  
(3b)を介して高周波電圧が印加さ扛る0そして、前
記サセプタ(3)に印加する高周波電圧に図示しない直
流電源から一定の直流電圧を重畳させることにより、シ
リコン基板(4)に直流電圧をバイアス電圧として印加
するものとなっているのなお、このとき上部サセプタ(
3a)は接地電位になさnている。
また、(5)は反応管(1)の一方の開口端部に配設さ
れる7ランジであって、反応管(1)に窒化性ガスを供
給するガス供給系お工び同じく反応管(1)内を所要の
真空度に保つ真空系とを連結するためのものである。(
6)は反応管(1)の他方の開口端部に配設さ扛てサセ
プタ(3)を外部に引き出させかつ水冷による過熱防止
することができるように414成さ1.たステンレス鋼
などからなる7ランジである0なお、シリコン基板(4
) ’!i:加熱する外部熱源(2)ハ外部ヒータ、赤
外線などの外部ランプでもよく、高周波などによるラジ
オ周波加熱でもよい。
次に第1図に示した窒化シリコン膜形成装置の動作につ
いて説明する0ここで、まず、サセプタ(3)上の電極
(7)間にシリコン基[(4)’(r−互に対向させて
七扛ぞn装着し、反応管(1)の中に入扛てフランジ(
6)−を閉じる。つぎに真空系によって反応管(1)内
f10−’〜10−’Torr程度の高真空にした後、
例えばN* l NHs + N! H4などの窒化性
ガスをガス供給系亦ら反応管(1)に導入して10〜1
O−5Torr程度の真空度に保つ0そして外部熱8(
2)によって反応管(1)内のガスを300〜1100
℃の範囲の温度に加熱し、高周波電源から周波数にして
50 Hz 〜13.56 MHzの範囲内の高周波電
力をプラズマ発生用電極(7)間に供給するとともに、
この高周波に直流電源から通常100〜600V程度の
直流電圧を重畳させて供給する。すると、この高周波電
界にエフ反応管(1)内の窒化性ガスがプラズマ化して
最大Iへ程度の電流が流れ、このプラズマの化学反応お
よび直流バイアスによってシリコン基板(4)を直接に
窒化させてその表面部に窒化シリコン膜を形成させるこ
とができる。このとき、シリコン基板(4)には一定の
直流電圧が印加されているため、この直流バイアスに工
って窒化速度が増速さ牡ることになる。すなわち、シリ
コン基板(4)を窒化性ガスのプラズマによる化学反応
によって窒化する方法では形成さ扛る窒化膜中を窒素が
拡散するのはわずかであるが−このイオン化した窒素に
対して一定の直流電界を与えることによって、シリコン
基板表面と窒化シリコン膜との界面に引き寄せる作用が
生じ、シリコンの窒化速度を向上させることができる。
したがって、この発明によると、シリコン基板に一定の
直流電圧をバイアス電圧として与えた場合の窒化速度の
増加法、第3図に示すバイアス電圧を与えない従前のプ
ラズマ熱窒化の場合CT、Ito他、Appt。
Phys 、 Lett 38 5370 (1,98
1) )に比して3〜10倍になることが期待できる。
第4図および第5図はこの発明による窒化シリコン膜形
成装置の他の実施例を示す模式重石゛り成因お工び第4
図■−■線断面図であり、上記実施例との異なる点は、
プラズマ発生用電極(7)を平行平板状の電極とし、反
応管(1)の軸方向に互に平行させて配置することによ
り、これら電極(7)間にシリコン基板(4)をそれぞ
t配列したもので、この実施例においても同様の効果を
奏することができる。
なお、上述した実施例でIriTM流バイアスを印加す
る手段としてサセプタに供給する高周波に直流電圧を重
畳させる場合について示したが、この発明は、こ扛に限
定さ粁るものではなく、プラズマ発生用電極とシリコン
基板に直流電圧全印加する電極とを別体構造とし、この
電極に独立した直流電源にて供給するように変形するこ
となど幾多の変更をなし得ることは勿論である。
以上詳述したように、この発明による窒化シリコン膜形
成装置によ21.ば、窒化性ガスのプラズマによる化学
反応作用によってシリコン基板表面部を直接に窒化させ
る際にその窒化速度全増速させて構造緻密な窒化シリコ
ン膜を形成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はこの発明による窒化シリコン膜形
成装置の一実施例を示す概略構成図および第1図U−I
t綜断面図、第3図は従前の直流バイアスを与えないプ
ラズマ熱窒化の場合の特性図、第4図および第5図はこ
の発明による窒化シリコン膜形成装置の他の実施例を示
す概略構成図および第4図v−v線断面図である。 (1)・・・・反応管、(2)・・・・外部熱源(ヒー
タ)、(3)・・・・サセプタ、(4)・・・・シリコ
ン基板、(5) 、 (6)・・・・7ランジ、(7)
・・・・プラズマ発生用電極。 代理人 葛 野 信 − 第1図 第2図 3I) 第3図 7化前間[m1nl 第4図 第5図 手続補正計(自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示    持17(i昭 57−1459
04号2、発明の名称 窒化シリコン膜形成装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 代表者片山仁へ部 4、代理人 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明のイ閘 〜、補正の内容 (1)明細書第5頁第10〜11行の「高周波などによ
るラジオ周波加熱」をE高周波加熱」と補正する。 以  上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. その内部でプラズマが発生させら牡る反応管、シリコン
    基板を装着して上記反応管にそう人されるボート、窒化
    性ガスを上記反応管に供給するガス供給系、上記反応管
    内を所要の真空度に保つ真空系、上記反応管内のガスl
    要の温度に加熱するヒータ、および上記反応管内のガス
    に高周波電力を供給してプラズマを発生させる高周波電
    力供給系、上記シリコン基板に直流電圧を印加する電源
    および電極を備え、上記反応管内にプラズマを発生させ
    てプラズマの化学反応作用ニよってシリコン基板の表面
    部を直接に窒化させて窒化シリコン膜を形成することを
    特徴とする窒化シリコン膜形成装置。
JP14590482A 1982-08-21 1982-08-21 窒化シリコン膜形成装置 Pending JPS5934639A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14590482A JPS5934639A (ja) 1982-08-21 1982-08-21 窒化シリコン膜形成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14590482A JPS5934639A (ja) 1982-08-21 1982-08-21 窒化シリコン膜形成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5934639A true JPS5934639A (ja) 1984-02-25

Family

ID=15395743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14590482A Pending JPS5934639A (ja) 1982-08-21 1982-08-21 窒化シリコン膜形成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5934639A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5665796A (en) * 1979-10-30 1981-06-03 Komatsu Mfg Co Ltd Safety device for crane
JPS625641A (ja) * 1985-04-09 1987-01-12 フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン 低温プラズマ窒化方法及びその際に形成される窒化膜の適用
JPS62264629A (ja) * 1986-05-12 1987-11-17 Plasma Haitetsuku:Kk シリコンナイトライド膜の気相生長方法
KR100759828B1 (ko) 2006-05-11 2007-09-18 배진범 플라즈마 질화 표면 열처리장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5368171A (en) * 1976-11-30 1978-06-17 Hitachi Ltd Method and apparatus for plasma treatment
JPS547274A (en) * 1977-06-20 1979-01-19 Tokyo Daigaku Method of producing semiconductor surface oxide film
JPS5767009A (en) * 1980-10-02 1982-04-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Formation of film

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5368171A (en) * 1976-11-30 1978-06-17 Hitachi Ltd Method and apparatus for plasma treatment
JPS547274A (en) * 1977-06-20 1979-01-19 Tokyo Daigaku Method of producing semiconductor surface oxide film
JPS5767009A (en) * 1980-10-02 1982-04-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Formation of film

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5665796A (en) * 1979-10-30 1981-06-03 Komatsu Mfg Co Ltd Safety device for crane
JPS625641A (ja) * 1985-04-09 1987-01-12 フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン 低温プラズマ窒化方法及びその際に形成される窒化膜の適用
JPS62264629A (ja) * 1986-05-12 1987-11-17 Plasma Haitetsuku:Kk シリコンナイトライド膜の気相生長方法
KR100759828B1 (ko) 2006-05-11 2007-09-18 배진범 플라즈마 질화 표면 열처리장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6544900B2 (en) In situ dielectric stacks
JP5455622B2 (ja) 電界効果トランジスタのゲート誘電体の製造方法
US4298629A (en) Method for forming a nitride insulating film on a silicon semiconductor substrate surface by direct nitridation
TWI450338B (zh) 場效電晶體之閘極介電質的製造方法
US5133986A (en) Plasma enhanced chemical vapor processing system using hollow cathode effect
JP3696119B2 (ja) 半導体装置、及び半導体装置の製造方法
JPH04246161A (ja) 基板表面を酸化処理するための方法及び半導体の構造
JP2007516599A (ja) ゲルマニウム上の堆積前の表面調製
JPS5934639A (ja) 窒化シリコン膜形成装置
JPH0246723A (ja) 薄膜形成装置
JPS59107909A (ja) 窒化シリコン膜形成装置
JP2703228B2 (ja) 窒化シリコン膜の形成方法
JPS5933837A (ja) 半導体装置表面上への絶縁膜形成法
JPH0823095A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS58210626A (ja) 窒化シリコン膜形成装置
JPS59207634A (ja) 窒化シリコン膜形成装置
JPH033330A (ja) 半導体結晶基体上への絶縁膜の形成方法
JPS61248432A (ja) 膜形成法
JPS5974273A (ja) 窒化シリコン膜形成装置
Eccleston et al. The gaseous anodization of silicon and its application
Moslehi et al. In-situ MOS gate engineering in a novel rapid thermal/plasma multiprocessing reactor
JPH0670972B2 (ja) 選択エピタキシヤル法
JP2968085B2 (ja) 気相成長装置
Moslehi et al. Microwave Plasma LPCVD of Tungsten in a Cold-Wall Lamp-Heated Rapid Thermal Processor
JPS62143430A (ja) プラズマcvd法