JPS6052579A - 光学的窒化膜形成装置 - Google Patents
光学的窒化膜形成装置Info
- Publication number
- JPS6052579A JPS6052579A JP16142583A JP16142583A JPS6052579A JP S6052579 A JPS6052579 A JP S6052579A JP 16142583 A JP16142583 A JP 16142583A JP 16142583 A JP16142583 A JP 16142583A JP S6052579 A JPS6052579 A JP S6052579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitride film
- gas supply
- reaction
- gaseous
- optical
- 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
-
- 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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- Organic Chemistry (AREA)
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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】
との発明はデバイスの保詐膜・絶縁膜として有用な窒化
膜を光学的に形成させる光学的窒化膜形成法に関する。
膜を光学的に形成させる光学的窒化膜形成法に関する。
窒化膜、とくに窒化シリコン膜はＮ＆イオンに対しよい
バリアとなり、耐湿性・絶縁性がよいためデバイスの保
論膜・絶縁膜として有用である。従来、窒化膜の形成法
としては熱窒化法が用いられていたが、熱窒化法では１
０００℃以上もの高温が必要となるため不純物プロファ
イルの変形などが生じるのが避は難く、このため高密度
集積デノ（イスへの応用は困難であった。
バリアとなり、耐湿性・絶縁性がよいためデバイスの保
論膜・絶縁膜として有用である。従来、窒化膜の形成法
としては熱窒化法が用いられていたが、熱窒化法では１
０００℃以上もの高温が必要となるため不純物プロファ
イルの変形などが生じるのが避は難く、このため高密度
集積デノ（イスへの応用は困難であった。
この対策として、近年、放電プラズマを利用した反応に
よって比較的低温（２５０〜４００℃）で窒化膜を形成
するようにしたプラズマＣＶＤ技術かにわかに注目され
盛んに研究されるようになった。
よって比較的低温（２５０〜４００℃）で窒化膜を形成
するようにしたプラズマＣＶＤ技術かにわかに注目され
盛んに研究されるようになった。
しかし、このプラズマＣＶＤ法においては、イオン衝撃
による基板表面の損傷、すなわち放射線損傷が避は難く
、デバイスの信頼性にとって問題となることが判明した
。このため、プラズマＣＶＤ法に代る低温での窒化膜形
成法として元ＣＶＤ法と呼ばれる新しい技術が取りあげ
られるようになったＯ う’ｊｃＶＤ法とは、反応槽内に反応系ガスを導入し、
これに元を照射し、光励起によって反応を進行せしめ、
反応生成物を基板上に堆積させるようにした薄膜の形成
法である。元ＣＶＤ法は水銀蒸気を増感剤として用いる
水銀増感光ＣＶＤ法と木調蒸気を用いない元直接ＣＶＤ
法とがある。
による基板表面の損傷、すなわち放射線損傷が避は難く
、デバイスの信頼性にとって問題となることが判明した
。このため、プラズマＣＶＤ法に代る低温での窒化膜形
成法として元ＣＶＤ法と呼ばれる新しい技術が取りあげ
られるようになったＯ う’ｊｃＶＤ法とは、反応槽内に反応系ガスを導入し、
これに元を照射し、光励起によって反応を進行せしめ、
反応生成物を基板上に堆積させるようにした薄膜の形成
法である。元ＣＶＤ法は水銀蒸気を増感剤として用いる
水銀増感光ＣＶＤ法と木調蒸気を用いない元直接ＣＶＤ
法とがある。
最近は、これら元ＣＶＤ法の発達によって、酸化膜に関
しては、例えばＳｉＨ４／Ｎ、Ｏｌｏ、ガス系を用いる
ことにより、１００ＯＡ／−程度の実用に耐える堆積速
度が得られるようになった。しかし、窒化膜については
、従来知られているＮ、やＮＨ，ガスを用いて実験した
ところ堆積速度が６０Ａ／ｍ以下にしかすぎず、量産性
の点で問題があることが判明した。
しては、例えばＳｉＨ４／Ｎ、Ｏｌｏ、ガス系を用いる
ことにより、１００ＯＡ／−程度の実用に耐える堆積速
度が得られるようになった。しかし、窒化膜については
、従来知られているＮ、やＮＨ，ガスを用いて実験した
ところ堆積速度が６０Ａ／ｍ以下にしかすぎず、量産性
の点で問題があることが判明した。
したがってこの発明の目的は、これら従来の窒化膜形成
装置の有する欠点を除去し、低温で量産性よく良質の窒
化膜を形成できるようにした光学的窒化膜形成装置を提
供することにある。
装置の有する欠点を除去し、低温で量産性よく良質の窒
化膜を形成できるようにした光学的窒化膜形成装置を提
供することにある。
この発明によれば、光源と、光源からの元を試料基板上
に導く光学系と、反応槽と、前記反応槽内の気体を排気
する排気系と、前記反応槽内に窒素を含んだ反応ガスを
供給するガス供給系とを備えた光学的窒化膜形成装置に
おいて、前記ガス供給系にヒドラジンガスを含んだ混合
ガスの供給手段を具備したことを特徴とする光学的窒化
膜形成装置が得られる。
に導く光学系と、反応槽と、前記反応槽内の気体を排気
する排気系と、前記反応槽内に窒素を含んだ反応ガスを
供給するガス供給系とを備えた光学的窒化膜形成装置に
おいて、前記ガス供給系にヒドラジンガスを含んだ混合
ガスの供給手段を具備したことを特徴とする光学的窒化
膜形成装置が得られる。
以下に、この発明について図面を参照して詳細に説明す
る。図はこの発明の一実施例の構成を示すブロックダイ
ヤグラムであり、窒化シリコン膜を形成する場合につい
て示している。図において、排気系１は油回転ポンプと
メカニカルブースタポンプをタンデムに接続して構成さ
れており、反応槽２内のガス圧を０．１〜１０Ｔｏｒｒ
に減圧するのに用いられている。排気糸１の保論策とし
て、ポンプの損傷や劣化を防ぐために、排気系１内には
トラップやバックルなどが設けられている。
る。図はこの発明の一実施例の構成を示すブロックダイ
ヤグラムであり、窒化シリコン膜を形成する場合につい
て示している。図において、排気系１は油回転ポンプと
メカニカルブースタポンプをタンデムに接続して構成さ
れており、反応槽２内のガス圧を０．１〜１０Ｔｏｒｒ
に減圧するのに用いられている。排気糸１の保論策とし
て、ポンプの損傷や劣化を防ぐために、排気系１内には
トラップやバックルなどが設けられている。
基板３は回転台４の上に載せられており、ヒーター５に
よって３００〜３５０℃程度に加熱された状態で保温さ
れている。基板３の面上には光源６から出射した元が照
射されている。照射の効率を高める→目的で、光源６の
裏側には反射器７が設けられている。また、光源６と反
射槽２の間には透明な隔壁として石英窓８が設けられて
いる。反応槽２内にはガス供給系９よシ種々のガスが供
給されるようになっている。石英窓８の汚染を防止する
ため、石英窓８の内表面上にはパージガス供給管９１を
介して不活性ガス（通常はＡｒガス）が供給されている
。また、反応ガスは反応ガス供給管９２を介して供給さ
れる。
よって３００〜３５０℃程度に加熱された状態で保温さ
れている。基板３の面上には光源６から出射した元が照
射されている。照射の効率を高める→目的で、光源６の
裏側には反射器７が設けられている。また、光源６と反
射槽２の間には透明な隔壁として石英窓８が設けられて
いる。反応槽２内にはガス供給系９よシ種々のガスが供
給されるようになっている。石英窓８の汚染を防止する
ため、石英窓８の内表面上にはパージガス供給管９１を
介して不活性ガス（通常はＡｒガス）が供給されている
。また、反応ガスは反応ガス供給管９２を介して供給さ
れる。
ガス供給系内には流量制御バルブ９３．９４．９５が設
けられており、これらにジシランＳ％ｔＨ，ｌヒドラジ
ンＮ、Ｉ（、、および窒素Ｎ、のガス供給手段９６゜９
７．９８がそれぞれ接続されており、これらのガスが前
記ガス供給管９２で混合されて反応槽２内に導入される
。
けられており、これらにジシランＳ％ｔＨ，ｌヒドラジ
ンＮ、Ｉ（、、および窒素Ｎ、のガス供給手段９６゜９
７．９８がそれぞれ接続されており、これらのガスが前
記ガス供給管９２で混合されて反応槽２内に導入される
。
光源６としては、強力な紫外光の得られる水銀ランプ（
定格５００Ｗ）が水冷により用いられている。量産性を
高めるために、水銀ランプは多数本が並列配置されて用
いられている。
定格５００Ｗ）が水冷により用いられている。量産性を
高めるために、水銀ランプは多数本が並列配置されて用
いられている。
窒素ガスは光反応には面接的には関与しないので、反応
槽２内の洗浄用として用いられている、上述した構成を
用い、作業圧力を全圧ＩＴｏｒｒ＋元源６（４光源の全
電気入力を２膠、反応ガスの全ガス量を２０００ｇｅｅ
ｍ、ジシランとヒドラジンとのガス混合比を１：３とし
たとき、約１０００入／頗の堆積速度で窒化シリコン膜
が形成できた。膜質を赤外吸収分光器で測定したところ
、Ｎ−Ｈ吸収は微弱であり、水素の含有は５係以下であ
ることが判明した。
槽２内の洗浄用として用いられている、上述した構成を
用い、作業圧力を全圧ＩＴｏｒｒ＋元源６（４光源の全
電気入力を２膠、反応ガスの全ガス量を２０００ｇｅｅ
ｍ、ジシランとヒドラジンとのガス混合比を１：３とし
たとき、約１０００入／頗の堆積速度で窒化シリコン膜
が形成できた。膜質を赤外吸収分光器で測定したところ
、Ｎ−Ｈ吸収は微弱であり、水素の含有は５係以下であ
ることが判明した。
また、素子の電子移動度、耐圧等の測定から、プラズマ
窒化膜とは異なり、この発明によシ形成した窒化膜には
放射線損傷が認められないことが分った。
窒化膜とは異なり、この発明によシ形成した窒化膜には
放射線損傷が認められないことが分った。
従来の光学的窒化膜形成装置を用いた場合に比べ、本発
明によって堆積速度が大幅に向上し、かつ堆積膜内の水
素含有率が減少し、膜の緻密性が向上したことの理由と
しては、本発明で使用したヒドラジンガスＮ、Ｈ，が、
従来用いられていたアンモニアガスＮＨ３に比べ水素の
組成含有率が少ないこと、ヒドラジンのＮ−Ｎ結合によ
り紫外光の吸収が強く現われ、有効な光励起が行なわれ
るようになったことなどが考えられる。
明によって堆積速度が大幅に向上し、かつ堆積膜内の水
素含有率が減少し、膜の緻密性が向上したことの理由と
しては、本発明で使用したヒドラジンガスＮ、Ｈ，が、
従来用いられていたアンモニアガスＮＨ３に比べ水素の
組成含有率が少ないこと、ヒドラジンのＮ−Ｎ結合によ
り紫外光の吸収が強く現われ、有効な光励起が行なわれ
るようになったことなどが考えられる。
なお、ヒドラジンガスはロケットの推進用燃料として用
いられるほど酸化されやすくまた還元力の強いガスであ
るため、大気の混入を避けるよう、配管の気密性には充
分配慮する必要がある。
いられるほど酸化されやすくまた還元力の強いガスであ
るため、大気の混入を避けるよう、配管の気密性には充
分配慮する必要がある。
本発明の実施例においては、ケイ素の供給ガスとしてジ
シランを用いたが、この代りに多少堆積速度は遅くなる
がモノシランＳｉＨ４を用いることもできる。
シランを用いたが、この代りに多少堆積速度は遅くなる
がモノシランＳｉＨ４を用いることもできる。
また、本発明においては光源６として水銀ランプを用い
たが、この代りにＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）などの知
波長レーザを用いることもできる。光源６としてレーザ
光源を用いれば、局所的に窒化膜を形成する場合に極め
て迅速に行えるようになるので便利である。
たが、この代りにＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）などの知
波長レーザを用いることもできる。光源６としてレーザ
光源を用いれば、局所的に窒化膜を形成する場合に極め
て迅速に行えるようになるので便利である。
本発明は窒化シリコン膜を形成する場合について詳しく
ＮＩＩ明したが、鵞化カーバイド膜や窒化ゲルマニウ
ム膜、ＧａＮ膜等の形成にももちろん適用可能である。
ＮＩＩ明したが、鵞化カーバイド膜や窒化ゲルマニウ
ム膜、ＧａＮ膜等の形成にももちろん適用可能である。
以上述べたごとく、本発明によれば、低温でかつ量産性
よくかつ良質の窒化膜を形成できる光学的窒化膜形成装
置が得られる。
よくかつ良質の窒化膜を形成できる光学的窒化膜形成装
置が得られる。
図はこの発明の一実施例の構成を示すブロックダイヤグ
ラムである。 図において、 １・・・排気系 ２・・・反応槽 ３・・・基 板 ４・・・回転台 ５・・・ヒーター ６・・・光源（水銀ラング）７・・
・反射器 ８・・・石英窓 ９・・・ガス供給系 ９１・・・パージガス供給管 ９２・・反応ガス供給管 ９３．９４．９５・・・流量制御パルプ９６．９７．９
８・・・それぞれジシラン、ヒドラジン。 窒素のガス供給手段 である。
ラムである。 図において、 １・・・排気系 ２・・・反応槽 ３・・・基 板 ４・・・回転台 ５・・・ヒーター ６・・・光源（水銀ラング）７・・
・反射器 ８・・・石英窓 ９・・・ガス供給系 ９１・・・パージガス供給管 ９２・・反応ガス供給管 ９３．９４．９５・・・流量制御パルプ９６．９７．９
８・・・それぞれジシラン、ヒドラジン。 窒素のガス供給手段 である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光源と、光源からの元を試料基板上に導く光学系と、反
応槽と、前記反応槽内の気体を排気する排気系と、前記
反応槽内に窒素を元素として含んβ′′ Ｉ反応ガスを供給するガス供給系とを備えた光学的窒化
膜形成装置において、前記ガス供給系にヒドラジンガス
を含んだ混合ガスの供給手段を具備したことを特徴とす
る光学的窒化膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16142583A JPS6052579A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 光学的窒化膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16142583A JPS6052579A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 光学的窒化膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052579A true JPS6052579A (ja) | 1985-03-25 |
Family
ID=15734858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16142583A Pending JPS6052579A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 光学的窒化膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052579A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI418650B (zh) * | 2008-12-02 | 2013-12-11 | Tokyo Electron Ltd | 成膜裝置 |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP16142583A patent/JPS6052579A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI418650B (zh) * | 2008-12-02 | 2013-12-11 | Tokyo Electron Ltd | 成膜裝置 |
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