JPS61144029A - 燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置 - Google Patents
燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置Info
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- JPS61144029A JPS61144029A JP59265792A JP26579284A JPS61144029A JP S61144029 A JPS61144029 A JP S61144029A JP 59265792 A JP59265792 A JP 59265792A JP 26579284 A JP26579284 A JP 26579284A JP S61144029 A JPS61144029 A JP S61144029A
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体装置において、燐を１．０×１０ 個
／側以上含有し、スパッタリング法により形成した酸化
シリコン膜の低温製造法及び製造装置に関する。
／側以上含有し、スパッタリング法により形成した酸化
シリコン膜の低温製造法及び製造装置に関する。
半導体装置の製造歩留シや信頼性を向上する目的から、
燐を多量に含有する酸化シリコン層は、半導体装置の構
成要素として、また、製造する上から不可欠でおる。こ
の理由としては、次の二点が挙られる。まず、■牛導体
装ｒｘ、ｏ動作の不安定性をもたらすナトリウムやカリ
ウム等の不純物元素は、燐を含む酸化シリコン層によル
捕獲され、半導体装置の信頼性が著しく向上する。次に
、■燐を多量に含む酸化シリコン層は、その軟化点が低
（，１０００℃前後での熱処理によシ粘性流動現象が起
る。この現象を利用すると、半導体装置の表面に存在す
る凹凸の段差側壁、部が、酸化シリ；ン層によシ緩やか
な傾斜を有して一様におおわれ、その後に形成される配
線の断線、いわゆる、断差切れを防げ、半導体装置の製
造歩留シを著しく向上できる。
燐を多量に含有する酸化シリコン層は、半導体装置の構
成要素として、また、製造する上から不可欠でおる。こ
の理由としては、次の二点が挙られる。まず、■牛導体
装ｒｘ、ｏ動作の不安定性をもたらすナトリウムやカリ
ウム等の不純物元素は、燐を含む酸化シリコン層によル
捕獲され、半導体装置の信頼性が著しく向上する。次に
、■燐を多量に含む酸化シリコン層は、その軟化点が低
（，１０００℃前後での熱処理によシ粘性流動現象が起
る。この現象を利用すると、半導体装置の表面に存在す
る凹凸の段差側壁、部が、酸化シリ；ン層によシ緩やか
な傾斜を有して一様におおわれ、その後に形成される配
線の断線、いわゆる、断差切れを防げ、半導体装置の製
造歩留シを著しく向上できる。
燐を多量に含む、上記酸化シリコン層の形成には、従来
から気相成長法（ＣＶＤ法）が用いられてきた。この方
法は、基板温度を４００℃以上に加熱し、８１Ｈ４や０
：を含む混合ガスに、さらにＰＨ，ガスを混ぜることに
よシ、上記ガスの分解、反応過程を通じてＰを多量に含
む酸化シリコン層が形成できる。しかしながら、本方法
によシ、近年急速な発展をとげている高密度で、大規模
な半導体装置を形成すると、多くの欠点が生じてきた。
から気相成長法（ＣＶＤ法）が用いられてきた。この方
法は、基板温度を４００℃以上に加熱し、８１Ｈ４や０
：を含む混合ガスに、さらにＰＨ，ガスを混ぜることに
よシ、上記ガスの分解、反応過程を通じてＰを多量に含
む酸化シリコン層が形成できる。しかしながら、本方法
によシ、近年急速な発展をとげている高密度で、大規模
な半導体装置を形成すると、多くの欠点が生じてきた。
以下に、従来法における問題点を示す。
酸化シリコン層を形成する際の半導体装置の表面には、
配線等による凹凸が多数存在する。
配線等による凹凸が多数存在する。
このような表面に、酸化シリコン層を形成した時の堆積
状況を第４図（、）に示す。基板１１上に存在する、配
線等によるバタン１２０段差の側壁には、酸化シリコン
層１３は、オーバハング状に堆積し、さらに、この部分
では薄くなっている。このような状態で、さらに、配線
層を形成すると、この段差の部分で断線したシ、極めて
薄くなる。このために、半導体装置の信頼性が劣化した
り、製造歩留シが低下する。これ′らのことを避けるた
めに、酸化シリコン層を形成した後、１０００℃近傍の
温度で数分乃至数十分間の熱処理を施す。この結果、第
４図（ｂ）に示すように、粘性流動現象によシ、なだら
かな傾斜の形状となり、上層配線の断線等、急峻な堆積
形状に伴う問題は解決できる。しかしながら、高密度に
形成された半導体装置では新たな問題が生じてくる。す
なわち、高温度処理に伴い、半導体装置内部に精度良く
導入された、ヒ素やがロン等の不純物原子が拡散してし
まい、所定の濃度および分布から変動する。このために
、半導体装置の正常な動作が不可能となったり、または
不安定となる。さらに、高温度の熱処理を施す従来の方
法では、下層に位置する配線は、多結晶８１層等、高温
度に耐える材料に限定される。このために、低抵抗で、
配線材として最も広く用いられているｈｔ層は、その融
点か低いために使用できず、半導体装置の特性のさらに
一層の改善は望めない。
状況を第４図（、）に示す。基板１１上に存在する、配
線等によるバタン１２０段差の側壁には、酸化シリコン
層１３は、オーバハング状に堆積し、さらに、この部分
では薄くなっている。このような状態で、さらに、配線
層を形成すると、この段差の部分で断線したシ、極めて
薄くなる。このために、半導体装置の信頼性が劣化した
り、製造歩留シが低下する。これ′らのことを避けるた
めに、酸化シリコン層を形成した後、１０００℃近傍の
温度で数分乃至数十分間の熱処理を施す。この結果、第
４図（ｂ）に示すように、粘性流動現象によシ、なだら
かな傾斜の形状となり、上層配線の断線等、急峻な堆積
形状に伴う問題は解決できる。しかしながら、高密度に
形成された半導体装置では新たな問題が生じてくる。す
なわち、高温度処理に伴い、半導体装置内部に精度良く
導入された、ヒ素やがロン等の不純物原子が拡散してし
まい、所定の濃度および分布から変動する。このために
、半導体装置の正常な動作が不可能となったり、または
不安定となる。さらに、高温度の熱処理を施す従来の方
法では、下層に位置する配線は、多結晶８１層等、高温
度に耐える材料に限定される。このために、低抵抗で、
配線材として最も広く用いられているｈｔ層は、その融
点か低いために使用できず、半導体装置の特性のさらに
一層の改善は望めない。
以上に述べたように、従来からの方法では、半導体装置
の信頼性が損われたシ、あるいは、製造歩留ルが低下す
る欠点の外に、高温度熱処理という余計な工程を必要と
する問題点もあった。
の信頼性が損われたシ、あるいは、製造歩留ルが低下す
る欠点の外に、高温度熱処理という余計な工程を必要と
する問題点もあった。
本発明線、これらの欠点を除去するために、多量の燐を
含有する酸化シリコン膜の形成に、スパッタリング法を
用いたもので、以下図面を用いて詳細に説明する。
含有する酸化シリコン膜の形成に、スパッタリング法を
用いたもので、以下図面を用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例であシ、基板２１上に存在
する配線等のパタン２２の段差近傍での酸化シリ；ン膜
２３の堆積状況を示す。
する配線等のパタン２２の段差近傍での酸化シリ；ン膜
２３の堆積状況を示す。
スパッタリング法を用いて形成した燐を１．０×１０２
１個／ｃｆＲ以上含有する酸化シリコン膜２３は、従来
法における高温度熱処理を施さなくとも、第１図に示す
ように、なだらかな傾斜を有してくる。一方、スパッタ
リング法による酸化シリコン膜２３でも、燐の含有量を
１．０Ｘ１０ 個、ｂより少なくすると、傾斜は急峻
となり、第４図（ａ）に示した、従来法におけると同様
な問題が生じてくる。このように多量の燐を含む酸化シ
リコン膜をスパッタリング法によシ形成する仕方として
は、酸化シリコン膜の源となるターゲットに予じめ所定
の量の燐を含ませておくことが考えられる。しかし、こ
の方法よシもさらに容易に、多量の燐を含む酸化シリコ
ン層を形成でき、その上に、その含有量を精度良く制御
できるスパッタリング法を以下に示す。
１個／ｃｆＲ以上含有する酸化シリコン膜２３は、従来
法における高温度熱処理を施さなくとも、第１図に示す
ように、なだらかな傾斜を有してくる。一方、スパッタ
リング法による酸化シリコン膜２３でも、燐の含有量を
１．０Ｘ１０ 個、ｂより少なくすると、傾斜は急峻
となり、第４図（ａ）に示した、従来法におけると同様
な問題が生じてくる。このように多量の燐を含む酸化シ
リコン膜をスパッタリング法によシ形成する仕方として
は、酸化シリコン膜の源となるターゲットに予じめ所定
の量の燐を含ませておくことが考えられる。しかし、こ
の方法よシもさらに容易に、多量の燐を含む酸化シリコ
ン層を形成でき、その上に、その含有量を精度良く制御
できるスパッタリング法を以下に示す。
第２図は本発明を実施するためのスノぞツタリング法を
示す因である。即ち、スバ、タリング用ガスが導入され
るガス導入口３５を有する真空槽３１にはスパッタリン
グ電力か印加されるターゲット電極３２が設けられ、こ
のターゲット電極３２にはシリコンもしくは酸化シリコ
ンからなるターゲット３１が取シ付けられる。前記真空
槽３１内には基板支持台３３が設けられ、この基板支持
台３３には基板３８が前記ターゲット３７と対向して支
持される。前記基板支持台３３と前記ターゲット３７と
の間にはシャッタ３４が回動軸３４１のまわシに回動で
きるよう鈍して設けられる。前記真空槽３１内には燐を
蒸発するためのルツボ３６が設けられ、このルツボ３６
内に蝶固体燐３９が収容される。以下、第２図を用いて
本発明の実施例を具体的に示す。
示す因である。即ち、スバ、タリング用ガスが導入され
るガス導入口３５を有する真空槽３１にはスパッタリン
グ電力か印加されるターゲット電極３２が設けられ、こ
のターゲット電極３２にはシリコンもしくは酸化シリコ
ンからなるターゲット３１が取シ付けられる。前記真空
槽３１内には基板支持台３３が設けられ、この基板支持
台３３には基板３８が前記ターゲット３７と対向して支
持される。前記基板支持台３３と前記ターゲット３７と
の間にはシャッタ３４が回動軸３４１のまわシに回動で
きるよう鈍して設けられる。前記真空槽３１内には燐を
蒸発するためのルツボ３６が設けられ、このルツボ３６
内に蝶固体燐３９が収容される。以下、第２図を用いて
本発明の実施例を具体的に示す。
ター１” ｙ ）電極３２上にシリコンや酸化シリコン
から成るターゲット３７を取シ付け、一方、基板支持台
３３上に、所定の処理を施した基板３８を置く。さらに
、ルツボ３６内に、数Ｉ〜数十９の固体燐（本発明では
赤燐であっても黄燐でありても良いが、赤燐の方が取勺
扱い上好ましい）を入れ、真空槽３１を一度高真空に排
気する。その後、スバ、タリング用ガスを１０−５−１
０ Ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力まで導入する。
から成るターゲット３７を取シ付け、一方、基板支持台
３３上に、所定の処理を施した基板３８を置く。さらに
、ルツボ３６内に、数Ｉ〜数十９の固体燐（本発明では
赤燐であっても黄燐でありても良いが、赤燐の方が取勺
扱い上好ましい）を入れ、真空槽３１を一度高真空に排
気する。その後、スバ、タリング用ガスを１０−５−１
０ Ｔｏｒｒの範囲の所定の圧力まで導入する。
このスバ、タリング用ガスとしては、酸化シリコンから
成るターゲットに対しては、Ａｒ等の不活性ガスを、一
方、ターゲットとしてシリコンを利用する場合には、酸
素を混合したものを用いる。この状態で、ルツボ３６に
より固体燐を２００℃乃至４００℃に加熱すると、上記
のスパッタリング用ガス中に燐を含むガスが混合する。
成るターゲットに対しては、Ａｒ等の不活性ガスを、一
方、ターゲットとしてシリコンを利用する場合には、酸
素を混合したものを用いる。この状態で、ルツボ３６に
より固体燐を２００℃乃至４００℃に加熱すると、上記
のスパッタリング用ガス中に燐を含むガスが混合する。
次に、ターゲット電極３２に負電圧もしくは高周波電圧
等のスパッタリング電力を印加すると、グロー放電が発
生し、ターゲット３７の表面がスパッタリングエツチン
グされる。この状態を数分間続けた後に、シャッタ３４
を除くと、基板３８上に多量の燐を含む酸化シリコン膜
が形成できる。
等のスパッタリング電力を印加すると、グロー放電が発
生し、ターゲット３７の表面がスパッタリングエツチン
グされる。この状態を数分間続けた後に、シャッタ３４
を除くと、基板３８上に多量の燐を含む酸化シリコン膜
が形成できる。
以上のような方法、すなわち、スパッタリング法によシ
燐を１．ＱＸＩＯ個／ｃＩｎ以上含有する酸化シリコン
膜層を形成する方法によシ、従来法における高温熱処理
を施さなくとも、第１図に示したように、緩らかな傾斜
を有して堆積する。
燐を１．ＱＸＩＯ個／ｃＩｎ以上含有する酸化シリコン
膜層を形成する方法によシ、従来法における高温熱処理
を施さなくとも、第１図に示したように、緩らかな傾斜
を有して堆積する。
しかし、燐の含有量を上記の値以下にすると、傾斜緩和
効果は失なわれ、第４図（ａ）に示したような堆積形状
となル、半導体装置の信頼性が損われたり、製造歩留シ
が低下してくる問題が生じてくる。
効果は失なわれ、第４図（ａ）に示したような堆積形状
となル、半導体装置の信頼性が損われたり、製造歩留シ
が低下してくる問題が生じてくる。
本発明における、酸化シリコン膜中の燐の含有量は、タ
ーゲット電極に投入するスパッタリング電力や圧力なら
びにルツボの温度により容易に制御できる。第３図は、
燐蒸発のためのルツボの温度による燐の含有量の変化で
ある。ルツ〆の温度を２００℃以上にすることによシ１
．０Ｘ１０ 個／ｃ−の含有量とすることができ、さ
、らに、含有量の制御が良く行えることが分る。
ーゲット電極に投入するスパッタリング電力や圧力なら
びにルツボの温度により容易に制御できる。第３図は、
燐蒸発のためのルツボの温度による燐の含有量の変化で
ある。ルツ〆の温度を２００℃以上にすることによシ１
．０Ｘ１０ 個／ｃ−の含有量とすることができ、さ
、らに、含有量の制御が良く行えることが分る。
第３図において、スパッタリングガス圧を１．３３Ｐａ
とし、スパッタリング電力を３．ＯＫＷとした。
とし、スパッタリング電力を３．ＯＫＷとした。
さらに、本発明は、基板温度を特に加熱する必敦がない
ために、下層配線の材質を特に限定することはない。し
たがって、従来法と異なシ、より低抵抗で、取シ扱いの
容易なＡｔ等の材料を用いることができる。さらに、基
板内に導入された、ヒ素とかメロン郷の拡散が起きない
ために、これらの不純物原子の濃度や分布を極めて精密
に制御できる。以上のように、本発明は低温処理である
ために、上述の利点か生じ、半導体装置の特性の向上も
図れる。
ために、下層配線の材質を特に限定することはない。し
たがって、従来法と異なシ、より低抵抗で、取シ扱いの
容易なＡｔ等の材料を用いることができる。さらに、基
板内に導入された、ヒ素とかメロン郷の拡散が起きない
ために、これらの不純物原子の濃度や分布を極めて精密
に制御できる。以上のように、本発明は低温処理である
ために、上述の利点か生じ、半導体装置の特性の向上も
図れる。
以上説明したように、本発明は低温度処理に基本をおく
ため、半導体装置の信頼性を向上できたシ、製造歩留シ
を高めることができる。さらに、本発明では、よシ低抵
抗の材料を配線材として使用できるために、半導体装置
の特性の向上か図れると共に、従来法における高温度処
理を必要としないため、半導体装置の価格の低減化にも
すぐれている利点がある。
ため、半導体装置の信頼性を向上できたシ、製造歩留シ
を高めることができる。さらに、本発明では、よシ低抵
抗の材料を配線材として使用できるために、半導体装置
の特性の向上か図れると共に、従来法における高温度処
理を必要としないため、半導体装置の価格の低減化にも
すぐれている利点がある。
第１図は本発明における酸化シリコン膜の一例を示す断
面図、第２図は本発明を実施するためのスパッタリング
装置の一例を示す概略図、第３図は第２図に示したルツ
ボの温度による酸化シリコン膜中の燐の含有量の変化の
一例を示すグラフ、第４図（ａ） ？ （ｂ）は従来か
らの方法における半導体装置の製造工程の一部を示す断
面図である。 ２ノ・・・基板、２２・・・バタン、２３・・・酸化シ
リ；ン膜、３１・・・真空槽、３２・・・ターグツト電
極、３３・・・基板支持台、３４・・・シャ、り、３５
−・・ガス導入口、３６−・・ルツボ、Ｊ７−・・ター
グツト、Ｓ Ｓ−・・基板、３Ｇ−・・固体燐。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
面図、第２図は本発明を実施するためのスパッタリング
装置の一例を示す概略図、第３図は第２図に示したルツ
ボの温度による酸化シリコン膜中の燐の含有量の変化の
一例を示すグラフ、第４図（ａ） ？ （ｂ）は従来か
らの方法における半導体装置の製造工程の一部を示す断
面図である。 ２ノ・・・基板、２２・・・バタン、２３・・・酸化シ
リ；ン膜、３１・・・真空槽、３２・・・ターグツト電
極、３３・・・基板支持台、３４・・・シャ、り、３５
−・・ガス導入口、３６−・・ルツボ、Ｊ７−・・ター
グツト、Ｓ Ｓ−・・基板、３Ｇ−・・固体燐。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
Claims (2)
- （１）真空槽に設けられたターゲット電極にシリコンも
しくは酸化シリコンを含むターゲットを取り付けると共
にこのターゲットと対応して基板を配置する工程と、前
記ターゲット電極にスパッタリング電力を印加してグロ
ー放電を発生せしめ前記ターゲットをスパッタリングエ
ッチングして前記基板上に燐を１．０×１０＾２＾１個
／ｃｍ＾３以上含有する酸化シリコン膜を形成する工程
とを具備することを特徴とする燐を含有する酸化シリコ
ン膜の製造方法。 - （２）スパッタリング用ガスが導入されるガス導入口を
有する真空槽と、この真空槽に設けられスパッタリング
電力が印加されるターゲット電極と、このターゲット電
極に取り付けられたシリコンもしくは酸化シリコンから
なるターゲットと、このターゲットと対向して前記真空
槽内に設けられる基板が支持される基板支持台と、この
基板支持台と前記ターゲットとの間に設けられたシャッ
タと、前記真空槽内に設けられた燐を加熱するルツボと
を具備することを特徴とする燐を含有する酸化シリコン
膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59265792A JPS61144029A (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59265792A JPS61144029A (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61144029A true JPS61144029A (ja) | 1986-07-01 |
Family
ID=17422104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59265792A Pending JPS61144029A (ja) | 1984-12-17 | 1984-12-17 | 燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61144029A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991002102A1 (en) * | 1989-08-01 | 1991-02-21 | Asahi Glass Company Ltd. | Film based on silicon dioxide and production thereof |
| US5354446A (en) * | 1988-03-03 | 1994-10-11 | Asahi Glass Company Ltd. | Ceramic rotatable magnetron sputtering cathode target and process for its production |
| US5399435A (en) * | 1988-03-03 | 1995-03-21 | Asahi Glass Company Ltd. | Amorphous oxide film and article having such film thereon |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58177463A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-18 | Hitachi Ltd | 積層薄膜成膜装置 |
| JPS59148341A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁膜形成方法 |
-
1984
- 1984-12-17 JP JP59265792A patent/JPS61144029A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58177463A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-18 | Hitachi Ltd | 積層薄膜成膜装置 |
| JPS59148341A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁膜形成方法 |
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