JPS60190566A - 窒化珪素作製方法 - Google Patents
窒化珪素作製方法Info
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- JPS60190566A JPS60190566A JP4684084A JP4684084A JPS60190566A JP S60190566 A JPS60190566 A JP S60190566A JP 4684084 A JP4684084 A JP 4684084A JP 4684084 A JP4684084 A JP 4684084A JP S60190566 A JPS60190566 A JP S60190566A
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- Japan
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- chamber
- silicon nitride
- substrate
- hydrazine
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
- C23C16/345—Silicon nitride
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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】
この発明は、光化学反応を用いた気相反応方法（以下Ｃ
ＶＤ法という）により窒化珪素、例えば半導体エレクト
ロニクス用のバンシベイション被膜またはディト絶縁膜
を作製する方法に関する。
ＶＤ法という）により窒化珪素、例えば半導体エレクト
ロニクス用のバンシベイション被膜またはディト絶縁膜
を作製する方法に関する。
この発明は紫外光の照射によりきわめて容易に分解し窒
素ラジカルを発生させるヒドラジンを用い、加えて珪化
物気体として最も一般的に普及しているモノシランを用
い、窒化珪素を作製する方法に関する。
素ラジカルを発生させるヒドラジンを用い、加えて珪化
物気体として最も一般的に普及しているモノシランを用
い、窒化珪素を作製する方法に関する。
この発明はモノシランとヒドラジンとを水銀増感法によ
り光化学反応をせしめ、被形成面に窒化珪素膜を作製す
るに際し、３００ｎｍ以下の波長（水銀ランプにおいて
は２５４ｎｍまたは１８４ｎｍ ）の紫外光をレンズに
より集光し、再び広げて大面積の被形成面に紫外光を照
射させた。かかる紫外光の築先方式を採用したため、照
射室と反応室間を作動排気としたことにより、またその
照射光の集光時の大きさく１）を２ｍｍ以下にしたこと
により、反応性気体が反応中に照射室に混入しないよう
にした。
り光化学反応をせしめ、被形成面に窒化珪素膜を作製す
るに際し、３００ｎｍ以下の波長（水銀ランプにおいて
は２５４ｎｍまたは１８４ｎｍ ）の紫外光をレンズに
より集光し、再び広げて大面積の被形成面に紫外光を照
射させた。かかる紫外光の築先方式を採用したため、照
射室と反応室間を作動排気としたことにより、またその
照射光の集光時の大きさく１）を２ｍｍ以下にしたこと
により、反応性気体が反応中に照射室に混入しないよう
にした。
さらに本発明においては、このピンボール方式にしたた
め、窓にシリコンオイルをコーティングする必要がなく
なり、炭素の混入のない窒イレ珪素膜を作ることができ
るようになったことを他の特徴とする。
め、窓にシリコンオイルをコーティングする必要がなく
なり、炭素の混入のない窒イレ珪素膜を作ることができ
るようになったことを他の特徴とする。
従来、窒化珪素膜を作製せんとするには、グロー放電法
を用いたプラズマ気相反応方法によりシラン（Ｓｉｌ１
４）とアンモニア（ＮＵＪ）とを反応甘しめ、２００〜
４００℃の基板温度にて被膜を作製していた。しかしか
かる酸化珪素膜は、その膜内に珪素の不対結合手、珪素
のクラスタが残存することにより、残留電荷を生ずる。
を用いたプラズマ気相反応方法によりシラン（Ｓｉｌ１
４）とアンモニア（ＮＵＪ）とを反応甘しめ、２００〜
４００℃の基板温度にて被膜を作製していた。しかしか
かる酸化珪素膜は、その膜内に珪素の不対結合手、珪素
のクラスタが残存することにより、残留電荷を生ずる。
そしてこの電荷のため、ＭＯＳ、ＩＣ等のファイナル・
コーティングとして用いることができなかった。
コーティングとして用いることができなかった。
またプラズマのため被形成面をスパッタをしてしまうの
で、被形成面が半導体にあっては良好な界面特性を得る
ことができなかった。このため、Ｍｉｓ構造とした時、
絶縁膜の電界強度を７ｘｉｏｓシ／ｃｍでヒステリシス
曲線がＣ−■特性に観察されてしまった。
で、被形成面が半導体にあっては良好な界面特性を得る
ことができなかった。このため、Ｍｉｓ構造とした時、
絶縁膜の電界強度を７ｘｉｏｓシ／ｃｍでヒステリシス
曲線がＣ−■特性に観察されてしまった。
本発明は、ヒステリシス特性がない良好な窒化珪素膜を
作製するため、即ち界面準位密度を１×１ＯＩｌＣＩＩ
ｌ−２以下とし、かつヒステリシスが発生し得るスレッ
シュホールト電界を３Ｘ１０６シ／ｃｍ以上とする特性
の窒化珪素を作製せんとするものである。
作製するため、即ち界面準位密度を１×１ＯＩｌＣＩＩ
ｌ−２以下とし、かつヒステリシスが発生し得るスレッ
シュホールト電界を３Ｘ１０６シ／ｃｍ以上とする特性
の窒化珪素を作製せんとするものである。
以下に図面に従って本発明を記す。
第１図および第２図は、本発明に用いられた光ＣＶＤ装
置の概要を示す。
置の概要を示す。
図面において、反応室（真空容器〉〈１）はステンレス
からなっている。基板（２）は他の独立室として設けら
れている加熱室内のヒータ（３）で下側から石英基板を
介して輻射により加熱されたホルダ（１５）上に配設さ
せた。温度は室温〜９００℃好ましくは２００〜４００
℃例えば３００℃に加熱されている。ドーピング系は、
流量計（６）、バルブ（７）よりなり、ヒドラジンは（
２０）より供給される。ヒドラジン（ＮＬＨ＋ＸＭＰ
１．４℃、ＢＰ１１３．５°Ｃ）は室温で液体であるた
め、バブラ（２０）に充崩されている。このヒドラジン
は無水を用い、さらにモレキュラシーブ（２１）により
超商純度に除湿精製した。またシランは（８）より水銀
バブラ（１７）を介してまたは水銀励起を用いず供給さ
れ、流量針（６）を経て反応室（１）内に供給される。
からなっている。基板（２）は他の独立室として設けら
れている加熱室内のヒータ（３）で下側から石英基板を
介して輻射により加熱されたホルダ（１５）上に配設さ
せた。温度は室温〜９００℃好ましくは２００〜４００
℃例えば３００℃に加熱されている。ドーピング系は、
流量計（６）、バルブ（７）よりなり、ヒドラジンは（
２０）より供給される。ヒドラジン（ＮＬＨ＋ＸＭＰ
１．４℃、ＢＰ１１３．５°Ｃ）は室温で液体であるた
め、バブラ（２０）に充崩されている。このヒドラジン
は無水を用い、さらにモレキュラシーブ（２１）により
超商純度に除湿精製した。またシランは（８）より水銀
バブラ（１７）を介してまたは水銀励起を用いず供給さ
れ、流量針（６）を経て反応室（１）内に供給される。
キャリアガスは（１０）より窒素が加えられる。照射室
（２６）は水素が（３０）より供給されて、その照射室
は反応室（１）より若干（０，０５〜Ｑ、１ｔｏｒｒ
）商い圧力になるようにさせた。超高圧水銀灯（４）は
第１図のＡ −Ａ”の縦断面図である第２図で明らかな
ごとく、集光レンズ（２７）を経て基板（２）上面に供
給される。紫外光（４０）は焦点をピンホール窓（この
場合はスリット状Ｘ３１）の１ｍｍ以下の１１の箇所に
合わせ、再び拡がり、広い面積の基板表面−を照射させ
ている。
（２６）は水素が（３０）より供給されて、その照射室
は反応室（１）より若干（０，０５〜Ｑ、１ｔｏｒｒ
）商い圧力になるようにさせた。超高圧水銀灯（４）は
第１図のＡ −Ａ”の縦断面図である第２図で明らかな
ごとく、集光レンズ（２７）を経て基板（２）上面に供
給される。紫外光（４０）は焦点をピンホール窓（この
場合はスリット状Ｘ３１）の１ｍｍ以下の１１の箇所に
合わせ、再び拡がり、広い面積の基板表面−を照射させ
ている。
これらのシランとヒドラジンとの反応性気体をドーピン
グ系（５０）より反応系（５１）の反応容器（１）に導
入し、さらに排気口より圧力調整バルブ（１２）、スト
ップバルブ（１３）をへて、複合ターボ分子ポンプ（大
阪真空製）と油回転ポンプとを直列接続させた真空ポン
プ（１４）より排気させた。
グ系（５０）より反応系（５１）の反応容器（１）に導
入し、さらに排気口より圧力調整バルブ（１２）、スト
ップバルブ（１３）をへて、複合ターボ分子ポンプ（大
阪真空製）と油回転ポンプとを直列接続させた真空ポン
プ（１４）より排気させた。
かくすることにより、油成分の逆流を完全に防いだ。ま
た光化学反応させるための照射室（２６）の排気は、（
３０）よりの水素を圧力調整バルブ（２２）、ストップ
バルブ（２３）を経て、真空ポンプ（２４）に供給させ
た。反応中は水素の一部がピンボール窓（３１）より反
応室に放出され、反応性気体が逆に反応室（１）より照
射室内のレンズ（２７）表面に到達しないようにしてい
る。
た光化学反応させるための照射室（２６）の排気は、（
３０）よりの水素を圧力調整バルブ（２２）、ストップ
バルブ（２３）を経て、真空ポンプ（２４）に供給させ
た。反応中は水素の一部がピンボール窓（３１）より反
応室に放出され、反応性気体が逆に反応室（１）より照
射室内のレンズ（２７）表面に到達しないようにしてい
る。
さらに基板（２）の加熱用の加熱室（２９）のヒータ（
３）も、照射室と同一のターボ分子ポンプを用いて排気
系に連結させ、真空排気（ｉｏ−’ｔｏｒｒ以下）をし
て照射室、加熱室の残留大気が反応室内に混入されない
ようにした。
３）も、照射室と同一のターボ分子ポンプを用いて排気
系に連結させ、真空排気（ｉｏ−’ｔｏｒｒ以下）をし
て照射室、加熱室の残留大気が反応室内に混入されない
ようにした。
以下にその実施例を示す。
実施例１
この実施例はモノシランとヒドラジン（無水）との反応
により窒化珪素を光ＣＶＤ法にて作製せんとしたもので
ある。
により窒化珪素を光ＣＶＤ法にて作製せんとしたもので
ある。
第１図において、ヒータ（３）上に配設された反応室（
１）内に珪素基板（２）を配設している。
１）内に珪素基板（２）を配設している。
さらにバルブを開にして、Ｎよ１１４を供給し、次にシ
ランを５ｉｌ１４ ／ ＮｔＨ＋” ３として導入した
。反応容器（１）内圧力は、０．１〜１０ｔｏｒｒの範
囲例えば２ｔｏｒｒとした。温度は３００℃とした。さ
らに超高圧水銀灯（１，１に一出力）（４）により、２
５４．ｎｍの紫外光（４０）を照射し光ＣＶＤ反応を行
わしめた。すると水銀増感法で１．６人／秒の成長速度
で得ることができた。この成長速度はヒドラジンを用い
ない場合は１．０人／秒が得られなかった。被膜成長速
度は１ ｔｏｒｒ、０．９ｔｏｒｒとすると、０．９人
／秒、０．１人／秒と減少した。
ランを５ｉｌ１４ ／ ＮｔＨ＋” ３として導入した
。反応容器（１）内圧力は、０．１〜１０ｔｏｒｒの範
囲例えば２ｔｏｒｒとした。温度は３００℃とした。さ
らに超高圧水銀灯（１，１に一出力）（４）により、２
５４．ｎｍの紫外光（４０）を照射し光ＣＶＤ反応を行
わしめた。すると水銀増感法で１．６人／秒の成長速度
で得ることができた。この成長速度はヒドラジンを用い
ない場合は１．０人／秒が得られなかった。被膜成長速
度は１ ｔｏｒｒ、０．９ｔｏｒｒとすると、０．９人
／秒、０．１人／秒と減少した。
この生成物を０．２μｍの厚さとしてＩＲ（赤外線吸収
スペクトル）で調べたところ、１０００ｃｍ″に大きな
吸収が見られ、窒化珪素膜であることが判明した。
スペクトル）で調べたところ、１０００ｃｍ″に大きな
吸収が見られ、窒化珪素膜であることが判明した。
この窒化珪素膜はＣ−■特性で開べたところ、界面準位
密度は３ Ｘ １０Ｉ１０ｌ０ときわめて少なく、従来
より公知のプラズマＣＶＯ法ではまったく得られない良
好な値を得た。
密度は３ Ｘ １０Ｉ１０ｌ０ときわめて少なく、従来
より公知のプラズマＣＶＯ法ではまったく得られない良
好な値を得た。
さらに水銀増感を行わない場合も同様の電気特性が得ら
れた。この場合、水銀を使用しないという特長を有する
が、初期作製速度が２ｔｏｒｒの出力下で０．４人／秒
しか得られないという欠点を有していた。
れた。この場合、水銀を使用しないという特長を有する
が、初期作製速度が２ｔｏｒｒの出力下で０．４人／秒
しか得られないという欠点を有していた。
実施例２
この実施例は、非単結晶半導体をジシランの光ＣＶＤ法
またはモノシランのプラズマＣｖＤ法により被形成面上
に形成し、さらにそれと同一反応炉内で半導体の表面を
大気に触れさせることなく、本発明方′法により窒化珪
素膜を作製した。
またはモノシランのプラズマＣｖＤ法により被形成面上
に形成し、さらにそれと同一反応炉内で半導体の表面を
大気に触れさせることなく、本発明方′法により窒化珪
素膜を作製した。
かくのごとくして、本発明方法で窒化珪素膜を作製した
場合においてもＣ−■特性でのヒステリシスは±１５ｖ
（厚さ１２００人）を加えても観察されなかった。
場合においてもＣ−■特性でのヒステリシスは±１５ｖ
（厚さ１２００人）を加えても観察されなかった。
またこの非単結晶半導体と窒化珪素膜との界面準位も５
Ｘ １０１０ｃｍ−２と少ない良好なものが作られ、
これはこの半導体−窒化珪素膜に界面でのスパッタ効果
が光ＣＶＩｌ法のためないものと推定される。
Ｘ １０１０ｃｍ−２と少ない良好なものが作られ、
これはこの半導体−窒化珪素膜に界面でのスパッタ効果
が光ＣＶＩｌ法のためないものと推定される。
本発明においてシランとしてモノシランでなくポリシラ
ンを用いてもよいことはいうまでもない。
ンを用いてもよいことはいうまでもない。
さらに紫外光源としてエキシマレーザ、ダイレーザを用
いてもよいことはいうまでもない。
いてもよいことはいうまでもない。
本発明において、反応性気体として水素で希釈されたジ
ボランまたはフォスヒンを同時に０．１〜１％混入させ
、窒化珪素膜の透明度を向上させ、紫外光を透過させる
バンシヘイション）挨とすることは有効である。
ボランまたはフォスヒンを同時に０．１〜１％混入させ
、窒化珪素膜の透明度を向上させ、紫外光を透過させる
バンシヘイション）挨とすることは有効である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シランとヒドラジンとの混合反応性気体に熱エネル
ギと３００ｎｍ以下の波長の光エネルギを加えることに
より、被形成面上に窒化珪素を作製することを特徴とす
る窒化珪素作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、シランによ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4684084A JPS60190566A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 窒化珪素作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4684084A JPS60190566A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 窒化珪素作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190566A true JPS60190566A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12758533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4684084A Pending JPS60190566A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 窒化珪素作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190566A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62116770A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Canon Inc | 成膜装置 |
| JPS62138529A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | 有機シリコ−ン薄膜の形成方法 |
| JPH0497684U (ja) * | 1991-01-14 | 1992-08-24 | ||
| US5288684A (en) * | 1990-03-27 | 1994-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photochemical vapor phase reaction apparatus and method of causing a photochemical vapor phase reaction |
| RU2629656C1 (ru) * | 2016-05-30 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения нитрида кремния |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163792A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-26 | Hughes Aircraft Co | Manufacture of silicon nitride membrane |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP4684084A patent/JPS60190566A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163792A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-26 | Hughes Aircraft Co | Manufacture of silicon nitride membrane |
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| JPS62116770A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Canon Inc | 成膜装置 |
| JPS62138529A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | 有機シリコ−ン薄膜の形成方法 |
| US5288684A (en) * | 1990-03-27 | 1994-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photochemical vapor phase reaction apparatus and method of causing a photochemical vapor phase reaction |
| JPH0497684U (ja) * | 1991-01-14 | 1992-08-24 | ||
| RU2629656C1 (ru) * | 2016-05-30 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) | Способ получения нитрида кремния |
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