JPS60140726A - プラズマ気相成長装置 - Google Patents
プラズマ気相成長装置Info
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- JPS60140726A JPS60140726A JP24935683A JP24935683A JPS60140726A JP S60140726 A JPS60140726 A JP S60140726A JP 24935683 A JP24935683 A JP 24935683A JP 24935683 A JP24935683 A JP 24935683A JP S60140726 A JPS60140726 A JP S60140726A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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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】
（ａ）発明の技術分野
本発明は、ＭＯ３４Ｃ等半導体装置の生産工程に適用さ
れるプラズマ気相成長装置に関する。
れるプラズマ気相成長装置に関する。
（ｂ）技術の背景
プラズマ励起したガス中にてガス組成物質を基板上に堆
積成膜する気相成長装置に於いては、基板上に成膜する
物質例えばシリコン窒素酸化物（ＳｉＯＮ）は、励起す
る放電周波数に依存して堆積膜の膜質が大幅に変化する
ことが知られている。本発明は、所謂、プラス７ ＣＶ
Ｄ （Ｃｂｃｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＩ）ｅｐｏｓＨ
ｉｏｎ）法と呼ばれる気相成長方法に係り特に、該成長
装置のプラズマ励起周波数源に就き提示するものである
。
積成膜する気相成長装置に於いては、基板上に成膜する
物質例えばシリコン窒素酸化物（ＳｉＯＮ）は、励起す
る放電周波数に依存して堆積膜の膜質が大幅に変化する
ことが知られている。本発明は、所謂、プラス７ ＣＶ
Ｄ （Ｃｂｃｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＩ）ｅｐｏｓＨ
ｉｏｎ）法と呼ばれる気相成長方法に係り特に、該成長
装置のプラズマ励起周波数源に就き提示するものである
。
（Ｃ）従来技術と問題点
第１図は従来のプラズマ気相成長装置の一例を示す簡略
断面図である。
断面図である。
図中５１は下方が真空排気系に連結されたベルジャ、２
はプラズマ励起をなす高周波励振源、３はベルジャ１へ
反応ガスを供給するガス管、４は成膜対象の例えばシリ
コン結晶基板、５は基板４を載置固定する平板電極（接
ｔｌ！ｌ！側）、６は基板加熱用ヒータ、及び７は接地
電極５に対し平行平面を形成する他方側の電極である。
はプラズマ励起をなす高周波励振源、３はベルジャ１へ
反応ガスを供給するガス管、４は成膜対象の例えばシリ
コン結晶基板、５は基板４を載置固定する平板電極（接
ｔｌ！ｌ！側）、６は基板加熱用ヒータ、及び７は接地
電極５に対し平行平面を形成する他方側の電極である。
前記気相成長装置はベルジャ型気相反応生成室を有する
平行平板電極７及び５の場合を例示をするが、この場合
、装置付設の励振源ば１０数Ｍｌｆｚ 。
平行平板電極７及び５の場合を例示をするが、この場合
、装置付設の励振源ば１０数Ｍｌｆｚ 。
電力５０ＷのＨＦ （旧ｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電
源を使用している。併し、前記プラズマ励起用高周波励
振周波数は、主として生成室の形状や電極間距離等の構
成要因により電離イオンの集束状態が変化する。
源を使用している。併し、前記プラズマ励起用高周波励
振周波数は、主として生成室の形状や電極間距離等の構
成要因により電離イオンの集束状態が変化する。
更に、ある電離イオン集束状態に於いて堆積成膜をなす
例えば、半導体膜ないしはパシベーション膜等の各種成
膜対象によっても夫々最適とする励振周波数がある。
例えば、半導体膜ないしはパシベーション膜等の各種成
膜対象によっても夫々最適とする励振周波数がある。
斯様な点に鑑み具体的問題点の一つは、成膜加工前後に
於ける前記気相反応生成室のドライエツチングによるク
リーニングをなすが、この場合。
於ける前記気相反応生成室のドライエツチングによるク
リーニングをなすが、この場合。
水素ガス或いはアルゴンガス等エツチングガスの濃度を
適宜高めてベルジャの清浄効果を高めるものであるが、
然し該ドライエツチングは、当然。
適宜高めてベルジャの清浄効果を高めるものであるが、
然し該ドライエツチングは、当然。
前記半導体装置形成の基板成膜時とは異なる周波数によ
るイオン化ガス集束の励振条件を付す必要がある。
るイオン化ガス集束の励振条件を付す必要がある。
ところで、従来の気相成長装置は成膜時であるとクリー
ニング時であるとを間はず、何れも車高周波励振源しか
持たず不都合である。更に、一般的には、成膜加工の汎
用化を図るプラズマ周波数励振条件は、当然最適とする
条件があるにかかわらずその最適化に対する考慮がなさ
れておらず。
ニング時であるとを間はず、何れも車高周波励振源しか
持たず不都合である。更に、一般的には、成膜加工の汎
用化を図るプラズマ周波数励振条件は、当然最適とする
条件があるにかかわらずその最適化に対する考慮がなさ
れておらず。
この為、半導体装置の生産時の効率（堆積の成膜速度）
が低下するばかりでなく、良質の薄股成長も困難となり
問題がある。
が低下するばかりでなく、良質の薄股成長も困難となり
問題がある。
（ｄ）発明の目的
本発明は前記の問題点を解決することである。
本発明は、前記プラズマ気相成長装置に対し。
膜成長時とクリーニング時とに於ける加工条件の違いに
応じて、異なる高周波励振条件を付与せしめることによ
り該装置の生産稼働性を高め、電気的にも化学的にも安
定なパシベーション薄膜等を形成することである。
応じて、異なる高周波励振条件を付与せしめることによ
り該装置の生産稼働性を高め、電気的にも化学的にも安
定なパシベーション薄膜等を形成することである。
（ｅ）発明の構成
前記目的は、ベルジャ内の一対の電極間でプラズマ励起
した物質を基板上に堆積せしめて成膜を行う気相成長装
置に於いて、該ベルジャを内のクリーニング時は５ Ｍ
Ｈｚ以上の高周波電力を、成膜時は１Ｍ１ｌｚ以下の高
周波電力を該一対の電極間に印加することにより達成さ
れる。
した物質を基板上に堆積せしめて成膜を行う気相成長装
置に於いて、該ベルジャを内のクリーニング時は５ Ｍ
Ｈｚ以上の高周波電力を、成膜時は１Ｍ１ｌｚ以下の高
周波電力を該一対の電極間に印加することにより達成さ
れる。
（ｆ）発明の実施例
以下１本発明に係る成膜基板の凡例を示す第２凹所面図
、プラズマ励振周波数をパラメータとしてドライエツチ
ングの加工特性を示す第３図、及びパシベーション成膜
をなす窒化シリコン１ｌｓｉＯＮ生成加工特性、成膜後
の膜品質を評価するストレス特性を示す第４図乃至第５
図を参照して１本発明の詳細な説明する。
、プラズマ励振周波数をパラメータとしてドライエツチ
ングの加工特性を示す第３図、及びパシベーション成膜
をなす窒化シリコン１ｌｓｉＯＮ生成加工特性、成膜後
の膜品質を評価するストレス特性を示す第４図乃至第５
図を参照して１本発明の詳細な説明する。
第２図を引用してＭＯＳダイオード形成のシリコン基板
４にパシベーション膜１２として前記５ｉＯＮを堆積し
た第２凹所面図を参照して前記装置による気相成長方法
の概要を述べる 第１図ベルジャ１内を真空排気し、該排気空間に成膜対
象とする化学反応物質としての混合ガス（Ｓｉｌ１４．
Ｎｌｈ、Ｎｚ０）を気圧Ｉ Ｔｏｒｒ程度に充填する。
４にパシベーション膜１２として前記５ｉＯＮを堆積し
た第２凹所面図を参照して前記装置による気相成長方法
の概要を述べる 第１図ベルジャ１内を真空排気し、該排気空間に成膜対
象とする化学反応物質としての混合ガス（Ｓｉｌ１４．
Ｎｌｈ、Ｎｚ０）を気圧Ｉ Ｔｏｒｒ程度に充填する。
次いで加熱用ヒータ６により基板４温度を略４００℃と
し、電極７及び接地側電極５間に高周波を印加してベル
ジャ空間８内ガスをプラズマ励起して該励起のイオン化
ガス物質を基板４上に堆積成膜する。但し、該成膜され
たシリコン窒素酸化物１２（ＳｉＯＮ）の下地層の１１
は予成膜された燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）成膜層、１０は
アルミニウム（八１）電極形成部、及び９は酸化シリコ
ン層である。
し、電極７及び接地側電極５間に高周波を印加してベル
ジャ空間８内ガスをプラズマ励起して該励起のイオン化
ガス物質を基板４上に堆積成膜する。但し、該成膜され
たシリコン窒素酸化物１２（ＳｉＯＮ）の下地層の１１
は予成膜された燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）成膜層、１０は
アルミニウム（八１）電極形成部、及び９は酸化シリコ
ン層である。
而して、この種気相成長装置は前記例示せる成膜加工の
前後にはドライエツチングによる生成室のクリニングを
なし生成膜品質の高純化を図る。
前後にはドライエツチングによる生成室のクリニングを
なし生成膜品質の高純化を図る。
第３図は前記ベルジャ壁面等に付着する汚染体を除去す
るエツチング特性である。
るエツチング特性である。
第３図図示の横軸は周波数領域５０ｋｌｌｚ〜１５Ｍ１
ｌｚにわたり可変したプラズマ周波数、縦軸はエツチン
グ速度（単位人／ｍ１ｎ）である。この場合、適宜濃度
のアルゴンガス等を充満して行う。
ｌｚにわたり可変したプラズマ周波数、縦軸はエツチン
グ速度（単位人／ｍ１ｎ）である。この場合、適宜濃度
のアルゴンガス等を充満して行う。
同特性から、生成室クリーニングは周波数に比例してそ
の速度が増加することが知れる。例えば５ ＭＨｚでは
、４００人／ｍｉｎが得られ、 １００ｋｌ（ｚ時の略
２．５倍の速度である。
の速度が増加することが知れる。例えば５ ＭＨｚでは
、４００人／ｍｉｎが得られ、 １００ｋｌ（ｚ時の略
２．５倍の速度である。
他方、第４図と第５図は２反応ガス空間８（第１図参照
）に励起されたプラズマイオンガスを集束して基板４に
窒化シリコン（ＳｉｉＮａ ）を堆積した特に成膜品質
を評価する特性である。
）に励起されたプラズマイオンガスを集束して基板４に
窒化シリコン（ＳｉｉＮａ ）を堆積した特に成膜品質
を評価する特性である。
両図共に、プラズマ周波数を横軸として表示しである。
第４図は、成膜速度（人／ｍ１ｎ）特性であり、第５図
は成膜後の膜内ストレス特性である。
は成膜後の膜内ストレス特性である。
但し、各特性はプラズマ気相成長時の基板温度。
充填の混合ガス組成とその気圧等の他の成膜条件は、総
て一定とした場合である。
て一定とした場合である。
第４図の成膜速度から特に、］ＭＩｌｚから３ＭＩＩｚ
までの周波数領域は、他の周波数域に比べ成膜速度が顕
著に低下することから膜堆積時のプラズマ周波数はＩＭ
ｌｌｚ以下かもしくは３Ｍｌ１ｚ以上の領域が好ましい
。
までの周波数領域は、他の周波数域に比べ成膜速度が顕
著に低下することから膜堆積時のプラズマ周波数はＩＭ
ｌｌｚ以下かもしくは３Ｍｌ１ｚ以上の領域が好ましい
。
第５図は前記成膜後、膜内に残存するストレス状態を示
し、縦軸の０から上方＋側は引張り、下方−例は圧縮ス
トレスが存在するを示す。但し。
し、縦軸の０から上方＋側は引張り、下方−例は圧縮ス
トレスが存在するを示す。但し。
軸のストレス状態はＩＯ”Ｄｙｎｅ ／ｃａである。
第５図を第４図と比較参照して、成膜速度が低下する１
〜３Ｍｌ１ｚの周波数領域は、略引張圧縮何れでもない
膜質が形成されることが知られる。尚。
〜３Ｍｌ１ｚの周波数領域は、略引張圧縮何れでもない
膜質が形成されることが知られる。尚。
図示されないが、成膜体に対する膜密度の評価によれば
、プラズマ周波数の低い圧縮ストレス領域側で緻密な膜
が取得され、プラズマ周波数の高い引張領域側では成膜
体クラックとなり易いことが確８忍されている。
、プラズマ周波数の低い圧縮ストレス領域側で緻密な膜
が取得され、プラズマ周波数の高い引張領域側では成膜
体クラックとなり易いことが確８忍されている。
係る堆積成膜の加工特性からして、安定かつ良質のパシ
ベーション膜成膜条件としてプラズマ周波数はＩＭｌｌ
ｚもしくはそれ以下の周波数が適切である。又、成膜面
又は成膜後のヘルジートクリーニング時は、エツチング
速度の商い５ＭＩＩｚ以ｌ二の周波数が適切である。
ベーション膜成膜条件としてプラズマ周波数はＩＭｌｌ
ｚもしくはそれ以下の周波数が適切である。又、成膜面
又は成膜後のヘルジートクリーニング時は、エツチング
速度の商い５ＭＩＩｚ以ｌ二の周波数が適切である。
この様な二つの加工条件の相違に応し゛ζプラズマ励振
周波数を変えることにより、即ち、成膜直前の予クリー
ニング時は５ＭＩＩｚ以」−の高いプラズマ周波数とな
し、また気相反応によるパシベーション膜堆積時は］Ｍ
ＩＩｚ以下のプラズマ周波数で施行すれば、生産性の観
点から効率のよい、目、つ緻密且つ良質の薄膜が形成さ
れることになる。
周波数を変えることにより、即ち、成膜直前の予クリー
ニング時は５ＭＩＩｚ以」−の高いプラズマ周波数とな
し、また気相反応によるパシベーション膜堆積時は］Ｍ
ＩＩｚ以下のプラズマ周波数で施行すれば、生産性の観
点から効率のよい、目、つ緻密且つ良質の薄膜が形成さ
れることになる。
前記実施例に引用した例えばＭＯＳ−１ｃ等の半導装置
形成基板及び該基板上堆積するパシベーション膜の膜質
等は一例である。
形成基板及び該基板上堆積するパシベーション膜の膜質
等は一例である。
（ｇ）発明の効果
以上、詳細に説明した本発明の周波数源を具えるプラズ
マ気相成長装４を、半導体装置製造プロセスに適用すれ
ば、化学的あるいは電気的特性が安定した膜質の良いＩ
Ｃが効率よく製造できる。
マ気相成長装４を、半導体装置製造プロセスに適用すれ
ば、化学的あるいは電気的特性が安定した膜質の良いＩ
Ｃが効率よく製造できる。
第１図はプラズマ気相成長装置の簡略断面図。
第２図は本発明に係る成膜基板例の断面図、第３図はプ
ラズマ周波数に対するドライエツチング速度特性、第４
図は堆積の基板成膜速度特性（牟位入／ｍｉｎ ） 、
及び第５図は成膜後の膜内ストレス評価特性である。 図中、１ばベルジャ、２は高周波励振源、３は反応ガス
管、４は成膜対象基板、及び８は気相反応ガス空間であ
る。 ｂ 第 ２ 図 ０ 第 う Ｖ］ ５０ｆｏｏＫＨ１ｒθＯＪＭＨｌ ５ ｊＯＭＨＦ！％
４ ｍ 屍 ５ 図
ラズマ周波数に対するドライエツチング速度特性、第４
図は堆積の基板成膜速度特性（牟位入／ｍｉｎ ） 、
及び第５図は成膜後の膜内ストレス評価特性である。 図中、１ばベルジャ、２は高周波励振源、３は反応ガス
管、４は成膜対象基板、及び８は気相反応ガス空間であ
る。 ｂ 第 ２ 図 ０ 第 う Ｖ］ ５０ｆｏｏＫＨ１ｒθＯＪＭＨｌ ５ ｊＯＭＨＦ！％
４ ｍ 屍 ５ 図
Claims (1)
- ベルジャ内の一対の電極間でプラズマ励起した物質を基
板上に堆積せしめて成膜を行う気相成長装置に於いて、
該ベルジャマ内のクリーニング時は５Ｍ１ｌｚ以上の高
周波電力を、成膜時は１ＭＩＩｚ以下の高周波電力を該
一対の電極間に印加することを特徴とするプラズマ気相
成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24935683A JPS60140726A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | プラズマ気相成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24935683A JPS60140726A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | プラズマ気相成長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140726A true JPS60140726A (ja) | 1985-07-25 |
| JPH0224372B2 JPH0224372B2 (ja) | 1990-05-29 |
Family
ID=17191805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24935683A Granted JPS60140726A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | プラズマ気相成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140726A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62143430A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Sanyo Electric Co Ltd | プラズマｃｖｄ法 |
| JPS639116A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 膜形成方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358490A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | Forming method for film |
| JPS5419662A (en) * | 1977-07-15 | 1979-02-14 | Hitachi Ltd | Forming method of plasma cvd film |
| JPS55124235A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-25 | Fujitsu Ltd | Plasma generation method |
| JPS58186937A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-11-01 | Hitachi Ltd | ドライエツチング方法 |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP24935683A patent/JPS60140726A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS639116A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-14 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 膜形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0224372B2 (ja) | 1990-05-29 |
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