JPS6058616A - 薄膜の成長方法 - Google Patents
薄膜の成長方法Info
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- JPS6058616A JPS6058616A JP16774283A JP16774283A JPS6058616A JP S6058616 A JPS6058616 A JP S6058616A JP 16774283 A JP16774283 A JP 16774283A JP 16774283 A JP16774283 A JP 16774283A JP S6058616 A JPS6058616 A JP S6058616A
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- JP
- Japan
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- thin film
- film
- growth
- gas
- reaction gas
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- 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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
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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】
産業上の利用分野
本発明は光増感作用を利用した薄膜の形成方法に関する
ものである。
ものである。
従来例の構成とその問題点
近年、反応ガスを紫外線励起によって分解して、酸化ケ
イ素、≦；ζ化ケイ素などの絶縁膜を成長させる方法が
九ＣＶＤ法として新しく開発された。この光ＣＶＤ絶縁
膜成長方法は荷電粒子が反応系に存在ぜず中性のラジカ
ルで反応が進行するため半導体素子への照射損傷がない
こと、３００℃以下の低温で成長が行なえること、ある
いは、半導体基板表面の段差被覆性が優れていること等
幾多の利点があり実用１化が期待される。しかしながら
、かかる利点をイＪする光ＣＶＤ絶縁膜成長方法におい
ては、反応ガスとして、酸化ケイ素膜を成長する場合一
般にＳ ｉＨ４，０２混合ガスが用いられ、窒化ケイ素
膜を成Ｊ（する場合はＳｉＨ４，ＮＨ３混合ガスが用い
らｆｒる。これらの混合ガスにおいては絶縁膜をエツチ
ングする成分は全く含捷れておらず絶縁膜の）Ｊν長だ
けが一方的に進むため半導体基板表面に４１１着してい
る微量の不純物の影響を受けピンホールの発生あるいは
絶縁耐圧の低下の問題が生じる。例えば水銀の光増感作
用を利用して、酸化ケイ素膜および窒化ケイ素膜を成長
した場合、それぞれ、ピンホール密度は７個／ ＣノＪ
および５個／Ｃ絶縁耐圧は１．ｓＭＶ／Ｃｍおよび２．
３Ｍ■／Ｃｍであり、大規模集積回路の層間絶縁膜ある
いは保護膜としてこの光ＣＶＤ絶縁膜を用いるには絶縁
性において問題がある。更に、水銀の光増感作用を利用
した場合、反応ガスと水銀蒸気が共存するため、成長し
た絶縁膜中に微量ではあるが０．ｌｐｐｍ程度の水銀が
含有され、後の熱処理工程においてこの水銀原子が半導
体基板の活性部に熱拡散してキャリアーの再結合中心あ
るいは発生中心を形成する０このため、例えばダイナミ
ックＲＡＭにおいてはメモリセルの電荷保持時間が減少
する等の半導体装置の特性が損われるという欠点がある
。
イ素、≦；ζ化ケイ素などの絶縁膜を成長させる方法が
九ＣＶＤ法として新しく開発された。この光ＣＶＤ絶縁
膜成長方法は荷電粒子が反応系に存在ぜず中性のラジカ
ルで反応が進行するため半導体素子への照射損傷がない
こと、３００℃以下の低温で成長が行なえること、ある
いは、半導体基板表面の段差被覆性が優れていること等
幾多の利点があり実用１化が期待される。しかしながら
、かかる利点をイＪする光ＣＶＤ絶縁膜成長方法におい
ては、反応ガスとして、酸化ケイ素膜を成長する場合一
般にＳ ｉＨ４，０２混合ガスが用いられ、窒化ケイ素
膜を成Ｊ（する場合はＳｉＨ４，ＮＨ３混合ガスが用い
らｆｒる。これらの混合ガスにおいては絶縁膜をエツチ
ングする成分は全く含捷れておらず絶縁膜の）Ｊν長だ
けが一方的に進むため半導体基板表面に４１１着してい
る微量の不純物の影響を受けピンホールの発生あるいは
絶縁耐圧の低下の問題が生じる。例えば水銀の光増感作
用を利用して、酸化ケイ素膜および窒化ケイ素膜を成長
した場合、それぞれ、ピンホール密度は７個／ ＣノＪ
および５個／Ｃ絶縁耐圧は１．ｓＭＶ／Ｃｍおよび２．
３Ｍ■／Ｃｍであり、大規模集積回路の層間絶縁膜ある
いは保護膜としてこの光ＣＶＤ絶縁膜を用いるには絶縁
性において問題がある。更に、水銀の光増感作用を利用
した場合、反応ガスと水銀蒸気が共存するため、成長し
た絶縁膜中に微量ではあるが０．ｌｐｐｍ程度の水銀が
含有され、後の熱処理工程においてこの水銀原子が半導
体基板の活性部に熱拡散してキャリアーの再結合中心あ
るいは発生中心を形成する０このため、例えばダイナミ
ックＲＡＭにおいてはメモリセルの電荷保持時間が減少
する等の半導体装置の特性が損われるという欠点がある
。
発明の目的
本発明はかかる問題を解決するもので、ピンホール等が
少なく膜質に優れ、更に、水銀等の金属不純物による半
導体装置の特性劣化を防上できる薄膜の成長方法を提供
するものである。
少なく膜質に優れ、更に、水銀等の金属不純物による半
導体装置の特性劣化を防上できる薄膜の成長方法を提供
するものである。
発明の構成
本発明Ｑ」、光励起作用を利用して反応ガスの分解によ
り薄膜Ａ廻Ｊν長するにあ／こり、反応ガスに例えば塩
化水素雪の微量のエツチング成分を混入して共存させる
ことにより、薄膜はエツチングされながら成長か進む／
こめ成長した薄膜はピンオ、−ルか少なく、膜質の優！
したものが得られる。
り薄膜Ａ廻Ｊν長するにあ／こり、反応ガスに例えば塩
化水素雪の微量のエツチング成分を混入して共存させる
ことにより、薄膜はエツチングされながら成長か進む／
こめ成長した薄膜はピンオ、−ルか少なく、膜質の優！
したものが得られる。
実施例の説明
以下薄膜として酸化ケイ１膜、窒化ケイ素膜の絶縁膜を
取りあげ、実施例を挙げて本発明の方法について１況１
叫する。
取りあげ、実施例を挙げて本発明の方法について１況１
叫する。
実施例１
真空ｊＤ、が杓１ ｔｏｒｒに保たれた石英チューブ内
に波長２５３７人の紫外光を照射し、反応ガスとして少
［ｄの水銀蒸気を含んだＳ Ｉ Ｈ４ｒ Ｏ２６１合ガ
スおよび徴：１１のＨＣｌノノスを送り込む。ＨＣｌガ
ス（はＳｉＨ４ガスに対する容量比で１１５０〜１／１
００が適当である。基板は約３００℃に加熱する。この
方法に、ｌ：ると酸化ケイ素膜の成長速度Ｕ［約５０人
／ｍｉｎである。尚、ＨＣｄガスのＮはＳ Ｉ Ｈ４ガ
スに対して１／６０ より少ないと酸化ケイ素膜の絶縁
性向上に効果がなく、逆に１／１００以上にすると酸化
ケイ素膜の成長速度が著しく低下する。
に波長２５３７人の紫外光を照射し、反応ガスとして少
［ｄの水銀蒸気を含んだＳ Ｉ Ｈ４ｒ Ｏ２６１合ガ
スおよび徴：１１のＨＣｌノノスを送り込む。ＨＣｌガ
ス（はＳｉＨ４ガスに対する容量比で１１５０〜１／１
００が適当である。基板は約３００℃に加熱する。この
方法に、ｌ：ると酸化ケイ素膜の成長速度Ｕ［約５０人
／ｍｉｎである。尚、ＨＣｄガスのＮはＳ Ｉ Ｈ４ガ
スに対して１／６０ より少ないと酸化ケイ素膜の絶縁
性向上に効果がなく、逆に１／１００以上にすると酸化
ケイ素膜の成長速度が著しく低下する。
実施例２
窒化ケイ素膜を成長する場合も、反応ガスとして５ＩＨ
４，ＮＨ３混合ガスを用いること以外は実施例１で説明
した酸化ケイ素膜の成長の場合と同一条件で窒化ケイ素
膜が約３０人／馴の速度で成長する。尚、この時Ｈ（Ｊ
ガスの隼はＳ Ｉ Ｈ４の量はＳ Ｉ Ｈ４ガスに対し
て１／１Ｑ○の割合に設定した。
４，ＮＨ３混合ガスを用いること以外は実施例１で説明
した酸化ケイ素膜の成長の場合と同一条件で窒化ケイ素
膜が約３０人／馴の速度で成長する。尚、この時Ｈ（Ｊ
ガスの隼はＳ Ｉ Ｈ４の量はＳ Ｉ Ｈ４ガスに対し
て１／１Ｑ○の割合に設定した。
本実施例の方法によシ酸化ケイ素膜」・・よび窒化ケイ
素膜を成長した場合、それぞれ、ピンホール密度は２個
／ Ｃｌｉおよび３個／Ｃ１Ｎと従来方法の場合に較べ
て半分以下に減り、絶縁耐圧もそれぞれ２．０ＭＶ／ｃ
ｍおよび２．５ＭＶ／Ｃｍと向上した。本発明の光ＣＶ
Ｄ絶縁膜の成長方法においては、反応ガス中に微量のＨ
Ｃｌガスが含まれており、とのＨＣガスは酸化ケイ素膜
および窒化ケイ素膜をエツチングする作用があるため、
微量のエツチングが進みながら絶縁膜が成長するため、
絶縁膜の膜質が向上し、ピンホールが少なく、絶縁耐圧
が向」ニするものと考、′（られる。更に、実施例１の
方法により成長した酸化クイ素膜をダイナミックＲＡＭ
の層間絶縁膜に用いた場合、メモリセルの電荷保持時間
は、従来方法による場合の３７秒から４２秒に改善され
た。この理由としで、本方法に」′る場合、絶縁膜の絶
縁イイ１が向上したことも関係しているか、Ｃｌイオン
に、Ｉ：る水銀原子のゲッタリング作用の効果が大きい
ものと思われる。
素膜を成長した場合、それぞれ、ピンホール密度は２個
／ Ｃｌｉおよび３個／Ｃ１Ｎと従来方法の場合に較べ
て半分以下に減り、絶縁耐圧もそれぞれ２．０ＭＶ／ｃ
ｍおよび２．５ＭＶ／Ｃｍと向上した。本発明の光ＣＶ
Ｄ絶縁膜の成長方法においては、反応ガス中に微量のＨ
Ｃｌガスが含まれており、とのＨＣガスは酸化ケイ素膜
および窒化ケイ素膜をエツチングする作用があるため、
微量のエツチングが進みながら絶縁膜が成長するため、
絶縁膜の膜質が向上し、ピンホールが少なく、絶縁耐圧
が向」ニするものと考、′（られる。更に、実施例１の
方法により成長した酸化クイ素膜をダイナミックＲＡＭ
の層間絶縁膜に用いた場合、メモリセルの電荷保持時間
は、従来方法による場合の３７秒から４２秒に改善され
た。この理由としで、本方法に」′る場合、絶縁膜の絶
縁イイ１が向上したことも関係しているか、Ｃｌイオン
に、Ｉ：る水銀原子のゲッタリング作用の効果が大きい
ものと思われる。
本実施例でｋｌ、反応ガスに混入するエツチング成分と
してＨＣ／７を用いよが、その他のＨＦ、Ｃ１２゜■２
．Ｃ２ＨＣｌ３笠のハロゲンおよびその化合物でも同様
な効果が期待できることは明らかである。
してＨＣ／７を用いよが、その他のＨＦ、Ｃ１２゜■２
．Ｃ２ＨＣｌ３笠のハロゲンおよびその化合物でも同様
な効果が期待できることは明らかである。
更に、本実施例においては絶縁膜の成長力〃、について
説明したが、導電膜の成長に関しても、反応ガスに・ｎ
電膜をエツチングする成分を微量加ぐ−ることにより、
ピンホールの少ない良質の導電膜が得られることが明ら
かである。
説明したが、導電膜の成長に関しても、反応ガスに・ｎ
電膜をエツチングする成分を微量加ぐ−ることにより、
ピンホールの少ない良質の導電膜が得られることが明ら
かである。
発明の効果
本発明によｔｌばビンホー７１の少ない良質の導電膜が
得られるので、その工業的価値が高いものである。
得られるので、その工業的価値が高いものである。
Claims (4)
- （１）光励起作用を利用して反応ガスの分解により薄膜
を成長するにあたり、前記薄膜をエツチングする働きを
有する化学成分が前記反応ガスと共イｊされていること
を特徴とする薄膜の成長方法。 - （２）光励起作用が水銀の光増感作用を含むことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜の成長方法。 - （３）薄膜が酸化ケイ素または窒化ケイ素でなる絶縁膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄
膜の成長方法。 - （４） エツチングする働きを有する化学成分がハロゲ
ンおよびその化合物であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の薄膜の成長力法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16774283A JPS6058616A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 薄膜の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16774283A JPS6058616A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 薄膜の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058616A true JPS6058616A (ja) | 1985-04-04 |
Family
ID=15855268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16774283A Pending JPS6058616A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 薄膜の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058616A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0241317A2 (en) * | 1986-04-11 | 1987-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
| EP0243074A2 (en) * | 1986-04-14 | 1987-10-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
| JPH02148727A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板表面の処理方法 |
| JPH04348557A (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-03 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP16774283A patent/JPS6058616A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0241317A2 (en) * | 1986-04-11 | 1987-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
| US5591492A (en) * | 1986-04-11 | 1997-01-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming and etching a film to effect specific crystal growth from activated species |
| EP0243074A2 (en) * | 1986-04-14 | 1987-10-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
| JPH02148727A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体基板表面の処理方法 |
| JPH04348557A (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-03 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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