JPS6039837A - 絶縁膜の成長方法 - Google Patents
絶縁膜の成長方法Info
- Publication number
- JPS6039837A JPS6039837A JP58147533A JP14753383A JPS6039837A JP S6039837 A JPS6039837 A JP S6039837A JP 58147533 A JP58147533 A JP 58147533A JP 14753383 A JP14753383 A JP 14753383A JP S6039837 A JPS6039837 A JP S6039837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grown
- gas
- film
- insulating film
- atoms
- 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
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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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (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。
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、二酸化シリコン（Ｓｉｎ、）、シリコンオキ
シナイトライド（８ｉ０ｘＮｙ）１．％−よび窒化シリ
コン（８ｉ、Ｎ、）等の絶縁膜の成長方法に関す−るも
のである。
シナイトライド（８ｉ０ｘＮｙ）１．％−よび窒化シリ
コン（８ｉ、Ｎ、）等の絶縁膜の成長方法に関す−るも
のである。
現在、各種半導体デバイスの表面安定化や配線の層間絶
縁、熱拡散時の選択マスク、熱処理時の表面保護等の目
的で、５ｉＯｔ膜およびＳｉ、Ｎ＋膜が広く用いられて
ｂる。これらの用途圧使用する際、絶縁膜に要求される
件質と１．て、ｌ）、密着性、２１゜耐クラツク性、３
）、耐熱性、４）、耐水性、等が挙げられる。
縁、熱拡散時の選択マスク、熱処理時の表面保護等の目
的で、５ｉＯｔ膜およびＳｉ、Ｎ＋膜が広く用いられて
ｂる。これらの用途圧使用する際、絶縁膜に要求される
件質と１．て、ｌ）、密着性、２１゜耐クラツク性、３
）、耐熱性、４）、耐水性、等が挙げられる。
最も広く使用さｉｔている５ｉＯｔＮでは、膜成長時の
基本条件とｋる密着性、耐クラツク性について比較的良
好な性ｌｅ（を示すが、耐水性については極めて悪く、
膜成長後、大気中に放置するだのでも膜中にはかな妙の
１１．Ｏが含まれる結果となる。
基本条件とｋる密着性、耐クラツク性について比較的良
好な性ｌｅ（を示すが、耐水性については極めて悪く、
膜成長後、大気中に放置するだのでも膜中にはかな妙の
１１．Ｏが含まれる結果となる。
従って、５ｉ０２膜を表面保護膜として熱処理をする場
合、下地材料が１１，０と反応を起し易い材料である場
合にけ、熱処理中に下地材料が５ｉ０２膜中、あるいは
熱処理雰囲気中のｍｌ、Ｏと容易に反応を起し、表面保
護膜としての役割を十分に果さｈくなる。例えば、８”
）２ ｔｌ’、； ｋ ＋＃リウム砒累（ＵａＡｓ）や
インジウムリンｃ、’ ｒ ｎ Ｐ ）笠の化合物半導
体に対する表面保護膜に用いて熱処理を行うと、各半導
体の構成元素である（ｉおよびＩｎが膜中−外部拡散し
、Ｈ２Ｏと反応してそれぞれ酸化物を形成することが知
られており、各半導体表面のストイキオメトリは大きく
乱され作製される半尋体デバイスの特性に大きな影響を
与える。
合、下地材料が１１，０と反応を起し易い材料である場
合にけ、熱処理中に下地材料が５ｉ０２膜中、あるいは
熱処理雰囲気中のｍｌ、Ｏと容易に反応を起し、表面保
護膜としての役割を十分に果さｈくなる。例えば、８”
）２ ｔｌ’、； ｋ ＋＃リウム砒累（ＵａＡｓ）や
インジウムリンｃ、’ ｒ ｎ Ｐ ）笠の化合物半導
体に対する表面保護膜に用いて熱処理を行うと、各半導
体の構成元素である（ｉおよびＩｎが膜中−外部拡散し
、Ｈ２Ｏと反応してそれぞれ酸化物を形成することが知
られており、各半導体表面のストイキオメトリは大きく
乱され作製される半尋体デバイスの特性に大きな影響を
与える。
一方、Ｓ ｉ ＨＮ４膜も８ｉ０２膜に次いで広く使用
されている。Ｓｉ、Ｎ４膜の場合ｆけ上記Ｓ ｉ Ｑ、
膜の場合にみられる様な吸水作用けみらＪｌな−か、密
着性が悪くけがれが生じたり、熱処理時に下地材料との
熱膨張係斂の違いによりクラ、りを生じ易いことが知ら
れている。熱応力は膜厚に比例するため、クラックの発
生を抑えるためにけｓｉ、Ｎ、膜の膜厚をある臨界厚さ
以上に大きくてきｔｒい欠点がある。また、クラックが
発生しなｌ／１膜ＦＩ範１７１１ Ｖｃおいても、５ｉ
ｓＮ＜膜と下地材料との界面に生じる応力の大きさＨ８
ｉ、Ｎ４膜の膜厚の値妃よシ大きく変化する。従りて、
例えば、Ｓｔ、Ｎ、膜をイオン注入層のボストアニール
保護膜として使用する場合には、注入イオンの活性化率
が界面応力匠よシ影響を受けるため、安定した高活性化
率を得るためには、Ｓｉ３Ｎ、膜の膜厚を可能な限り薄
く、均一に制御しなければなら々い。
されている。Ｓｉ、Ｎ４膜の場合ｆけ上記Ｓ ｉ Ｑ、
膜の場合にみられる様な吸水作用けみらＪｌな−か、密
着性が悪くけがれが生じたり、熱処理時に下地材料との
熱膨張係斂の違いによりクラ、りを生じ易いことが知ら
れている。熱応力は膜厚に比例するため、クラックの発
生を抑えるためにけｓｉ、Ｎ、膜の膜厚をある臨界厚さ
以上に大きくてきｔｒい欠点がある。また、クラックが
発生しなｌ／１膜ＦＩ範１７１１ Ｖｃおいても、５ｉ
ｓＮ＜膜と下地材料との界面に生じる応力の大きさＨ８
ｉ、Ｎ４膜の膜厚の値妃よシ大きく変化する。従りて、
例えば、Ｓｔ、Ｎ、膜をイオン注入層のボストアニール
保護膜として使用する場合には、注入イオンの活性化率
が界面応力匠よシ影響を受けるため、安定した高活性化
率を得るためには、Ｓｉ３Ｎ、膜の膜厚を可能な限り薄
く、均一に制御しなければなら々い。
本発明の目的は、化合物半導体等の熱分解しやすい物体
の上にも構成元素組成比を任意に変えた絶縁膜を、上記
物体に応力を生じせしめることなく成長させることがで
きる絶縁膜の成長方法を提供することにある。
の上にも構成元素組成比を任意に変えた絶縁膜を、上記
物体に応力を生じせしめることなく成長させることがで
きる絶縁膜の成長方法を提供することにある。
本発明ニヨレば、Ｓｉｌイ４ 、 ＮＨｓ 、 ０２も
しくはＮ、Ｏからなる反応系にお５て、ｏ、もしくけＮ
２０の流量のみを間歇的に変化させることに、ｌニジ、
イ１縁膜中のを素、および酸素の、＋１１成を変化させ
ることを特徴さする絶縁膜の成長方法が得らｉｌ−る。
しくはＮ、Ｏからなる反応系にお５て、ｏ、もしくけＮ
２０の流量のみを間歇的に変化させることに、ｌニジ、
イ１縁膜中のを素、および酸素の、＋１１成を変化させ
ることを特徴さする絶縁膜の成長方法が得らｉｌ−る。
」１下に本発明の内容を実雄例を用いて説明する。
Ｓｉｎイ、ＮＨ，および０２の各原料ガスからなる反応
系妬おいて、０．ガス流量だけを図に示すような時間ス
ケジュールで変化させる。Ｓ ｉ ＬＴ、−Ｎｌ１３反
応系においてはＳｉ、ｒもが成長するが、この系に０２
ガスが混合すると、前述した様に８１原子と酸素原子の
結合が、Ｓｉ原子と窒素原子の結合よりも優先的に起る
ため、倣かな量の（）、ガスの混入の下でも５ｉ０２も
しく ｋｌ窒素組組成が殆んど零に近ｂＳｉＯｘＮｙ
が成長する。従って図に示すような時間スケジュールで
０．ガスを間歇的に導入すると５１ｍＮ４もしくけ窒素
組成ｙの大きなＦ３１ＯｘＮＹ と、５ｉｎ２もしくは
♀素組成ｙの小さな８ｉ０ｘＮｙ の積Ｒｉ４？Ｊ造を
もつ絶縁膜が成長する。成長した積層膜の屈折率ｔａし
１において、０．ガスの導入周期ｔ７、Ｊ、り入時間ｔ
、および０．流量のいずＪｌかを変化させるＣどにより
連続的に変化させることができる。
系妬おいて、０．ガス流量だけを図に示すような時間ス
ケジュールで変化させる。Ｓ ｉ ＬＴ、−Ｎｌ１３反
応系においてはＳｉ、ｒもが成長するが、この系に０２
ガスが混合すると、前述した様に８１原子と酸素原子の
結合が、Ｓｉ原子と窒素原子の結合よりも優先的に起る
ため、倣かな量の（）、ガスの混入の下でも５ｉ０２も
しく ｋｌ窒素組組成が殆んど零に近ｂＳｉＯｘＮｙ
が成長する。従って図に示すような時間スケジュールで
０．ガスを間歇的に導入すると５１ｍＮ４もしくけ窒素
組成ｙの大きなＦ３１ＯｘＮＹ と、５ｉｎ２もしくは
♀素組成ｙの小さな８ｉ０ｘＮｙ の積Ｒｉ４？Ｊ造を
もつ絶縁膜が成長する。成長した積層膜の屈折率ｔａし
１において、０．ガスの導入周期ｔ７、Ｊ、り入時間ｔ
、および０．流量のいずＪｌかを変化させるＣどにより
連続的に変化させることができる。
例えば、５ｉｌ１４流量８ｍ／／分、ＮＨ，流Ｊ１４０
０＋＋Ｊ／分、０２流量２０ｍ１／分、０．ガス導入間
隔１５秒、０、ガス専入時間１秒の条件で７００°Ｃで
膜成長を行うと、屈折率１７５をもつ積層絶縁膜が成長
する。
０＋＋Ｊ／分、０２流量２０ｍ１／分、０．ガス導入間
隔１５秒、０、ガス専入時間１秒の条件で７００°Ｃで
膜成長を行うと、屈折率１７５をもつ積層絶縁膜が成長
する。
８１基板、あるいはＧａＡ ｓ基板上にＳｉｎ、もしく
は８ｉｓＮｉｌｌｉ％を被着した場合、Ｓｉｏ２膜では
基板に圧縮応力が、５ｒＢＮ４膜ではＧ ａ Ａ ｓに
引張り応力が加わることが知られている。従って、本発
明になる方法を用いてＳｉｎ、もしくけ窒素組成の小さ
なＳｉＯｘＮｙと、Ｓｉ３Ｎ４もしくは窒素組成の大き
な５ＩＯｘＮｙの積層構造からなる絶縁膜を形成する々
互いに応力が相殺し合い、基板に加わる歪を小さくする
こと力；できる。例えば１．ＧａＡｓ基板に別、Ｎ４膜
を被着し、８００’Ｃの熱処理を行うと、膜ＪＩｌがの
本発明になるＪ’ｉ’ｆ ＩＦｔ＋構造絶縁膜を用い２
、と同様の熱処理に対し１、ＪＩＵＩ７．．５ｏｏｎ
Ａまでクラックの発生けみとめらねない。また、屈折率
が１７５ 程度の積層絶縁膜をＧａＡ＊基板に被着し１
、ｓｏｏ’ｃの熱処理を行った後の膜中の（ｌａの外部
拡散儒をオージェ分析により測定１．たところ、８＋０
２膜を用いた耀１合にけかな１１のＯａの拡散がみとめ
られたが、本発明Ｋｆ：ｒる８４７Ｐｉ絶ｌ呵膜を用−
たものでＣ寸オージェ分析の検出限界内では全＜Ｏａ＋
１検出婆”ｈない。
は８ｉｓＮｉｌｌｉ％を被着した場合、Ｓｉｏ２膜では
基板に圧縮応力が、５ｒＢＮ４膜ではＧ ａ Ａ ｓに
引張り応力が加わることが知られている。従って、本発
明になる方法を用いてＳｉｎ、もしくけ窒素組成の小さ
なＳｉＯｘＮｙと、Ｓｉ３Ｎ４もしくは窒素組成の大き
な５ＩＯｘＮｙの積層構造からなる絶縁膜を形成する々
互いに応力が相殺し合い、基板に加わる歪を小さくする
こと力；できる。例えば１．ＧａＡｓ基板に別、Ｎ４膜
を被着し、８００’Ｃの熱処理を行うと、膜ＪＩｌがの
本発明になるＪ’ｉ’ｆ ＩＦｔ＋構造絶縁膜を用い２
、と同様の熱処理に対し１、ＪＩＵＩ７．．５ｏｏｎ
Ａまでクラックの発生けみとめらねない。また、屈折率
が１７５ 程度の積層絶縁膜をＧａＡ＊基板に被着し１
、ｓｏｏ’ｃの熱処理を行った後の膜中の（ｌａの外部
拡散儒をオージェ分析により測定１．たところ、８＋０
２膜を用いた耀１合にけかな１１のＯａの拡散がみとめ
られたが、本発明Ｋｆ：ｒる８４７Ｐｉ絶ｌ呵膜を用−
たものでＣ寸オージェ分析の検出限界内では全＜Ｏａ＋
１検出婆”ｈない。
このように、本発明になる方法を用い−Ｃ成長したｍｒ
ｉ絶ｎ膜は、耐クラ、りＩ’１ｌＣｊ’ｒイテ５ｉ３ｈ
Ｌｉより優れ、耐水性ｉｃ ：Ｆ：いてｓ ｒ Ｏ，膜
よ！３優ハ、た良質なｌｅ！緑ｎケであることがわかる
。しかも、膜成長に必要な７原ｔ１ガスとして通常のＳ
＋０２やＳｉ、ＩＶＪ４絶の成長の際に用いるものと同
じものが使用可能で、ガス流量の制＃装置ｔても１１，
５に精度が要求される高価なものを用いる仁となく膜中
の清水および酸素の制御がｎ」能と々す、１４６−２０
の範囲内で任意本実施例では酸素の原料ガスと１、て１
００％の０゜ガスを用いる場合について述べたが、不活
性ガス等で希釈した０２ガスを原料ガスに用いる場合に
おいても本発明になる方法を適用することにより、さら
に綿密な膜組成の制御が可能となる。また、酸素の原料
ガスと［２てＮ２０を用いる場合についても同様の効果
が期待できる。また、本実施例の図に示した０２ガス流
量の時間スケジュールでは、０２流量を完全に開閉して
いるが、単に流量を増減させるだけでも同様の効果が期
待できる。また、本実施例では熱分解による化学的気相
法（ＣＶ ］）法）を中心に説明したがプラズマＣＶＤ
法、光励起ＣＶＤにおいても全く同様に適用できる。
ｉ絶ｎ膜は、耐クラ、りＩ’１ｌＣｊ’ｒイテ５ｉ３ｈ
Ｌｉより優れ、耐水性ｉｃ ：Ｆ：いてｓ ｒ Ｏ，膜
よ！３優ハ、た良質なｌｅ！緑ｎケであることがわかる
。しかも、膜成長に必要な７原ｔ１ガスとして通常のＳ
＋０２やＳｉ、ＩＶＪ４絶の成長の際に用いるものと同
じものが使用可能で、ガス流量の制＃装置ｔても１１，
５に精度が要求される高価なものを用いる仁となく膜中
の清水および酸素の制御がｎ」能と々す、１４６−２０
の範囲内で任意本実施例では酸素の原料ガスと１、て１
００％の０゜ガスを用いる場合について述べたが、不活
性ガス等で希釈した０２ガスを原料ガスに用いる場合に
おいても本発明になる方法を適用することにより、さら
に綿密な膜組成の制御が可能となる。また、酸素の原料
ガスと［２てＮ２０を用いる場合についても同様の効果
が期待できる。また、本実施例の図に示した０２ガス流
量の時間スケジュールでは、０２流量を完全に開閉して
いるが、単に流量を増減させるだけでも同様の効果が期
待できる。また、本実施例では熱分解による化学的気相
法（ＣＶ ］）法）を中心に説明したがプラズマＣＶＤ
法、光励起ＣＶＤにおいても全く同様に適用できる。
図は本発明の実施例を示すガス流ｈ１の時間スケジュー
ルの一例を示す図であり、縦軸ｕＯ，ガス流量、横軸は
時間を示す。 ＩＶ、理人弁理ｌ、内 ）ｉＩ 晋 ０ → 日権 １７３
ルの一例を示す図であり、縦軸ｕＯ，ガス流量、横軸は
時間を示す。 ＩＶ、理人弁理ｌ、内 ）ｉＩ 晋 ０ → 日権 １７３
Claims (1)
- ５ｉ）（４，ＮＨ３，０２もしくはＮ、Ｏからなる反応
系において、０．も［７〈けＮ、Ｏの流量のみを間Ｆ、
に的忙変化させること（でより、絶縁膜中の窒素、お、
ｌ：び酸素の組成を変化させることを特徴とする絶縁膜
の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147533A JPS6039837A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 絶縁膜の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58147533A JPS6039837A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 絶縁膜の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039837A true JPS6039837A (ja) | 1985-03-01 |
Family
ID=15432459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58147533A Pending JPS6039837A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | 絶縁膜の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039837A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207048A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-13 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置 |
| JPS62172733A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-29 | ア−ルシ−エ− コ−ポレ−ション | 半導体基体 |
| JPS6449234A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-23 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPH01179710A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-17 | Nec Corp | 絶縁薄膜の製造方法 |
| JPH0294438A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-04-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0298167U (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-06 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5642377A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Fujitsu Ltd | Ultraviolet ray erasable type rewritable read-only memory |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP58147533A patent/JPS6039837A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5642377A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Fujitsu Ltd | Ultraviolet ray erasable type rewritable read-only memory |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207048A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-13 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置 |
| JPS62172733A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-29 | ア−ルシ−エ− コ−ポレ−ション | 半導体基体 |
| JPS6449234A (en) * | 1987-08-20 | 1989-02-23 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPH01179710A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-17 | Nec Corp | 絶縁薄膜の製造方法 |
| JPH0294438A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-04-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0298167U (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-06 |
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