JPS6125213B2 - - Google Patents
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- JPS6125213B2 JPS6125213B2 JP54118255A JP11825579A JPS6125213B2 JP S6125213 B2 JPS6125213 B2 JP S6125213B2 JP 54118255 A JP54118255 A JP 54118255A JP 11825579 A JP11825579 A JP 11825579A JP S6125213 B2 JPS6125213 B2 JP S6125213B2
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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- C23C16/401—Oxides containing silicon
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- H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は絶縁膜の形成方法に関し、特に半導体
基板上に化学気相成長（CVD）法により燐硅酸
ガラス（PSG）膜を成長させる方法の改良に関
す。
基板上に化学気相成長（CVD）法により燐硅酸
ガラス（PSG）膜を成長させる方法の改良に関
す。
半導体集積回路等の半導体装置に於て、半導体
素子（チツプ）の表面保護膜或るいは絶縁膜とし
てPSG膜が使用される。
素子（チツプ）の表面保護膜或るいは絶縁膜とし
てPSG膜が使用される。
然して該半導体チツプ上にPSG膜を形成させる
方法には、常圧に於けるCVD法、減圧CVD法或
るいはプラズマCVD法等があるが、例えば半導
体チツプ上に表面保護膜（パツシベーシヨン膜）
としてのPSG膜を形成させる際には、被覆性
（coverage）がすぐれており、成長に際して半導
体チツプにダメージを与えることがなく、且つ良
質なPSG膜が得られる減圧CVD法が多く用いら
れる。
方法には、常圧に於けるCVD法、減圧CVD法或
るいはプラズマCVD法等があるが、例えば半導
体チツプ上に表面保護膜（パツシベーシヨン膜）
としてのPSG膜を形成させる際には、被覆性
（coverage）がすぐれており、成長に際して半導
体チツプにダメージを与えることがなく、且つ良
質なPSG膜が得られる減圧CVD法が多く用いら
れる。
然して該減圧CVD法によりPSG膜を形成する
方法としては従来少量のフオスフイン（PH3）を
含んだモノシラン（SiH4）及び酸素（O2）を反応
ガスとし、ヘリウム（He）等の不活性ガスをキ
ヤリヤーガスとしてなる成長用ガスを、20〜100
〔Torr〕に減圧して流す成長反応炉内で、素子形
成、電極形成、配線層形成等の完了した半導体基
板の表面に、400〜450〔℃〕程度の温度でPSG膜
を成長させる方法がとられている。しかしなが
ら、該従来方法においてはPSG膜の成長速度が
100〜120〔Å／分〕程度であるため、通常用いら
れる5000〔Å〕程度の厚さのPSG膜を形成させる
のに40〔分〕以上の長時間を要し、再に加えて成
長温度が400〜450〔℃〕程度の比較的高温である
ために、被成長半導体基板に形成されている素子
の特性を変化させたり、又被成長半導体基板に形
成されているアルミニウム（Al）等からなる電
極層や配線層に異常突起等の欠陥を発生させる等
の問題が避けられなかつた。
方法としては従来少量のフオスフイン（PH3）を
含んだモノシラン（SiH4）及び酸素（O2）を反応
ガスとし、ヘリウム（He）等の不活性ガスをキ
ヤリヤーガスとしてなる成長用ガスを、20〜100
〔Torr〕に減圧して流す成長反応炉内で、素子形
成、電極形成、配線層形成等の完了した半導体基
板の表面に、400〜450〔℃〕程度の温度でPSG膜
を成長させる方法がとられている。しかしなが
ら、該従来方法においてはPSG膜の成長速度が
100〜120〔Å／分〕程度であるため、通常用いら
れる5000〔Å〕程度の厚さのPSG膜を形成させる
のに40〔分〕以上の長時間を要し、再に加えて成
長温度が400〜450〔℃〕程度の比較的高温である
ために、被成長半導体基板に形成されている素子
の特性を変化させたり、又被成長半導体基板に形
成されているアルミニウム（Al）等からなる電
極層や配線層に異常突起等の欠陥を発生させる等
の問題が避けられなかつた。
本発明は上記問題点に鑑み、半導体基板に形成
されている素子の特性や電極層、配線層に対して
影響を与えることのないような低い温度で、しか
も短時間に良質のPSG膜を成長させる方法を提供
するものである。
されている素子の特性や電極層、配線層に対して
影響を与えることのないような低い温度で、しか
も短時間に良質のPSG膜を成長させる方法を提供
するものである。
即ち本発明の方法は、フオスフイン（PH3）、
モノシラン（SiH4）及び亜酸化窒素（N2O）を反
応ガスとして、化学気相成長により半導体基板上
に燐硅酸ガラス膜を成長する方法において、前記
半導体基板に対し遠紫外光を照射しつつ該半導体
基板を加熱することを特徴とする。
モノシラン（SiH4）及び亜酸化窒素（N2O）を反
応ガスとして、化学気相成長により半導体基板上
に燐硅酸ガラス膜を成長する方法において、前記
半導体基板に対し遠紫外光を照射しつつ該半導体
基板を加熱することを特徴とする。
以下本発明を本発明に使用するCVD装置の一
実施例とともに詳細に説明する。
実施例とともに詳細に説明する。
本発明の実施にあたつて使用するCVD装置は
図示するように、一方の側壁にガス導入管１を有
し、対向する他の側壁にガス排出管２を有する石
英等によつて形成された箱形の成長炉３を有し該
成長炉３の下部に赤外線加熱器等の加熱装置４が
配設されてなつている。
図示するように、一方の側壁にガス導入管１を有
し、対向する他の側壁にガス排出管２を有する石
英等によつて形成された箱形の成長炉３を有し該
成長炉３の下部に赤外線加熱器等の加熱装置４が
配設されてなつている。
次に該成長装置を使用して、シリコン（Si）基
板上に表面保護用のPSG膜を成長させる際の本発
明の一実施例について説明する。
板上に表面保護用のPSG膜を成長させる際の本発
明の一実施例について説明する。
先ず、図に示すように例えば素子形成が完了
し、更にアルミニウム（Al）層等により電極並
びに配線層の形成が完了した被成長Si基板５を、
石英等により形成されたサセプター６上に載置し
て、前記CVD装置の成長炉３の中に挿入配置す
る。しかる後、該成長炉３に設けられたガス導入
管１から、２〜10〔％〕程度のフオスフイン
（PH3）を含んだモノシラン（SiH4）と該SiH4の５
〜10〔倍〕程度の亜酸化窒素（N2O）を混合させ
た反応ガスとヘリウム（He）からなるキヤリヤ
ーガスを例えば反応ガス200〜300〔c.c.／分〕キヤ
リヤーガス２〜３〔／分〕の流量で流入させな
がら、ガス排出管２から減圧排気を行つて成長炉
３内を、例えば１〜10〔Torr〕程度のガス圧に
保つ。
し、更にアルミニウム（Al）層等により電極並
びに配線層の形成が完了した被成長Si基板５を、
石英等により形成されたサセプター６上に載置し
て、前記CVD装置の成長炉３の中に挿入配置す
る。しかる後、該成長炉３に設けられたガス導入
管１から、２〜10〔％〕程度のフオスフイン
（PH3）を含んだモノシラン（SiH4）と該SiH4の５
〜10〔倍〕程度の亜酸化窒素（N2O）を混合させ
た反応ガスとヘリウム（He）からなるキヤリヤ
ーガスを例えば反応ガス200〜300〔c.c.／分〕キヤ
リヤーガス２〜３〔／分〕の流量で流入させな
がら、ガス排出管２から減圧排気を行つて成長炉
３内を、例えば１〜10〔Torr〕程度のガス圧に
保つ。
次に該装置の成長炉３の上部から、該成長炉３
上部の管壁を透過して被成長Si基板５及びサセプ
ター６上に、成長ガス中に含まれるN2Oと励起せ
しめる波長、即ち1470〔Å〕近傍の波長を有する
遠紫外光７を500〔ワツト〕程度の強さで照射し
成長ガスを活性化させながら、成長炉３の下部に
配設された加熱装置４により被成長Si基板５を
300〜350〔℃〕に昇温させて、該基板上にPSG膜
を成長させる。
上部の管壁を透過して被成長Si基板５及びサセプ
ター６上に、成長ガス中に含まれるN2Oと励起せ
しめる波長、即ち1470〔Å〕近傍の波長を有する
遠紫外光７を500〔ワツト〕程度の強さで照射し
成長ガスを活性化させながら、成長炉３の下部に
配設された加熱装置４により被成長Si基板５を
300〜350〔℃〕に昇温させて、該基板上にPSG膜
を成長させる。
然して前記工程において成長ガスに含まれる
N2Oは遠紫色外光により励起されて、下記(1)式に
示すように窒素（N2）と活性化された酸素原子
（Ｏ*）に解離し、該Ｏ*が成長ガス中のSiH4及
びPH3と反応して(2)式に示すように二酸化シリコ
ン（SiO2）と五酸化リン（P2O5）の結合した燐硅
酸ガラス（SiO2・P2O5）となる。
N2Oは遠紫色外光により励起されて、下記(1)式に
示すように窒素（N2）と活性化された酸素原子
（Ｏ*）に解離し、該Ｏ*が成長ガス中のSiH4及
びPH3と反応して(2)式に示すように二酸化シリコ
ン（SiO2）と五酸化リン（P2O5）の結合した燐硅
酸ガラス（SiO2・P2O5）となる。
N2O→N2＋Ｏ* ……(1)
SiH4＋PH3＋Ｏ*→SiO2・P2O5 ……(2)
然して上記反応は活性化されたＯ*によつてな
されるので成長温度も300〜350〔℃〕程度で充分
で、通常の減圧CVD法より約100〔℃〕程度低
く、且つ成長速度も通常の減圧CVD法の約10
〔倍〕の1000〜1500〔Å／分〕程度に促進される
ので、通常表面保護層として用いられている5000
〔Å〕程度の厚さのPSG膜を形成させるのに要す
る時間は３〜５〔分〕程度となり従来法にくらべ
大幅に短縮される。
されるので成長温度も300〜350〔℃〕程度で充分
で、通常の減圧CVD法より約100〔℃〕程度低
く、且つ成長速度も通常の減圧CVD法の約10
〔倍〕の1000〜1500〔Å／分〕程度に促進される
ので、通常表面保護層として用いられている5000
〔Å〕程度の厚さのPSG膜を形成させるのに要す
る時間は３〜５〔分〕程度となり従来法にくらべ
大幅に短縮される。
又上記方法によるPSG膜の生成反応は、遠紫外
光に照射されている被成長Si基板の表面で行わ
れ、気相分解を伴わないのでピンホール等のない
緻密な膜となり、絶縁性及び保護効果
（passivation効果）の非常にすぐれたPSG膜を提
供する。
光に照射されている被成長Si基板の表面で行わ
れ、気相分解を伴わないのでピンホール等のない
緻密な膜となり、絶縁性及び保護効果
（passivation効果）の非常にすぐれたPSG膜を提
供する。
更に又本発明の方法は１〜10〔Torr〕程度の
減圧状態で成長がなされるものでPSG膜の被覆性
（coverage）もすぐれている。
減圧状態で成長がなされるものでPSG膜の被覆性
（coverage）もすぐれている。
上記実施例に於ては本発明を表面保護用のPSG
膜形成に適用した場合について説明したが、本発
明の方法はフイールド絶縁膜、配線層間絶縁膜と
してPSG膜を成長させる際に適用しても極めて有
効である。
膜形成に適用した場合について説明したが、本発
明の方法はフイールド絶縁膜、配線層間絶縁膜と
してPSG膜を成長させる際に適用しても極めて有
効である。
又上記実施例に於ては本発明をSi基板上にPSG
膜を成長させる場合について説明したが、本発明
の方法はSi以外の半導体基板上にPSG膜を形成せ
しめる際にも適用できる。
膜を成長させる場合について説明したが、本発明
の方法はSi以外の半導体基板上にPSG膜を形成せ
しめる際にも適用できる。
以上説明したように、本発明の方法によれば、
PSG膜の成長温度を低下させることができ、且つ
成長時間も大幅に短縮させることができるので、
成長に際して半導体基板に形成されている素子や
電極層、配線層等に与える影響を殆んどなくすこ
とができ、しかも絶縁性、保護効果のすぐれた
PSG膜を提供することができるので、集積回路等
の半導体装置の製造歩留りの向上に対して極めて
有効である。
PSG膜の成長温度を低下させることができ、且つ
成長時間も大幅に短縮させることができるので、
成長に際して半導体基板に形成されている素子や
電極層、配線層等に与える影響を殆んどなくすこ
とができ、しかも絶縁性、保護効果のすぐれた
PSG膜を提供することができるので、集積回路等
の半導体装置の製造歩留りの向上に対して極めて
有効である。
図は本発明に使用するCVD装置の一実施例の
断面模式図である。 図に於いて、１はガス導入管、２はガス排出
管、３は成長炉、４は加熱装置、５は被成長シリ
コン基板、６はサセプター、７は遠紫外光。
断面模式図である。 図に於いて、１はガス導入管、２はガス排出
管、３は成長炉、４は加熱装置、５は被成長シリ
コン基板、６はサセプター、７は遠紫外光。
Claims (1)
- １ フオスフイン、モノシラン及び亜酸化窒素を
反応ガスとして、化学気相成長により半導体基板
上に燐硅酸ガラス膜を成長する絶縁膜の形成方法
において、前記半導体基板に対し遠紫外光を照射
しつつ該半導体基板を加熱することを特徴とする
絶縁膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11825579A JPS5642350A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Formation of insulating film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11825579A JPS5642350A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Formation of insulating film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5642350A JPS5642350A (en) | 1981-04-20 |
| JPS6125213B2 true JPS6125213B2 (ja) | 1986-06-14 |
Family
ID=14732080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11825579A Granted JPS5642350A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Formation of insulating film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5642350A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08949U (ja) * | 1995-12-04 | 1996-06-11 | 井関農機株式会社 | 農用走行車体のキャビン |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01220833A (ja) * | 1987-05-13 | 1989-09-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化珪素被膜の高速成膜法 |
| JP6717245B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2020-07-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法、及び、ヒートシンク付き絶縁回路基板の製造方法 |
-
1979
- 1979-09-14 JP JP11825579A patent/JPS5642350A/ja active Granted
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JOURNAL ELECTROCHEMICAL SOCIETY=1979 * |
| PHOTOCHEMISTRY OF SMALL MOLECULES=1978 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08949U (ja) * | 1995-12-04 | 1996-06-11 | 井関農機株式会社 | 農用走行車体のキャビン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5642350A (en) | 1981-04-20 |
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