JPS6184378A - 酸化膜の形成方法 - Google Patents
酸化膜の形成方法Info
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- JPS6184378A JPS6184378A JP20537684A JP20537684A JPS6184378A JP S6184378 A JPS6184378 A JP S6184378A JP 20537684 A JP20537684 A JP 20537684A JP 20537684 A JP20537684 A JP 20537684A JP S6184378 A JPS6184378 A JP S6184378A
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- 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
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
- C23C16/402—Silicon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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）
本発明はシリコン基板の表面に酸化膜を形成する方法に
関する。
関する。
（従来の技術）
従来、シリコン基板の表面に酸化膜を形成する方法の１
つとしていわゆる熱酸化法が知られている。この方法は
高温例えば８００℃で乾燥した酸素等をシリコン基板に
接触させる、あるいは微量の乾燥した塩化水素を混合し
た酸素等を接触させる方法であって、酸化膜の形成速度
が低いという欠点がある。例えば、乾燥した酸素を８０
０℃で３０分間接触させて得られる酸化膜の厚さは、５
０Ａ程度に過ぎない。これに対して、微量の乾燥した３
フッ化窒素を混合した酸素等を接触させる方法は、酸化
膜の形成速度を高くすることができる（特願昭５９−３
９９４２号、「酸化膜の形成方法」）。しかしながら形
成される酸化膜はフッ素原子を含むことを発見した。例
えば、３フッ化窒素を５０ｐｐｍ含有する酸素／３フッ
化窒素混合気体を８００℃で３０分間シリコン基板の表
面に接触させて得られる酸化膜の厚さは、約１５ＯＡで
あり、酸化膜中に約８％（原子％、以下同様）のフッ素
原子が含まれる。しかしてフッ素原子の存在は酸化膜中
に電子あるいは正札の捕獲準位を生成させ、電気的な不
安定性を引き起こす可能性がある。従って、この方法に
よって得られる酸化膜の応用範囲をさらに広げるために
は、酸化膜の組成を制御する方法の開発が望まれる。
つとしていわゆる熱酸化法が知られている。この方法は
高温例えば８００℃で乾燥した酸素等をシリコン基板に
接触させる、あるいは微量の乾燥した塩化水素を混合し
た酸素等を接触させる方法であって、酸化膜の形成速度
が低いという欠点がある。例えば、乾燥した酸素を８０
０℃で３０分間接触させて得られる酸化膜の厚さは、５
０Ａ程度に過ぎない。これに対して、微量の乾燥した３
フッ化窒素を混合した酸素等を接触させる方法は、酸化
膜の形成速度を高くすることができる（特願昭５９−３
９９４２号、「酸化膜の形成方法」）。しかしながら形
成される酸化膜はフッ素原子を含むことを発見した。例
えば、３フッ化窒素を５０ｐｐｍ含有する酸素／３フッ
化窒素混合気体を８００℃で３０分間シリコン基板の表
面に接触させて得られる酸化膜の厚さは、約１５ＯＡで
あり、酸化膜中に約８％（原子％、以下同様）のフッ素
原子が含まれる。しかしてフッ素原子の存在は酸化膜中
に電子あるいは正札の捕獲準位を生成させ、電気的な不
安定性を引き起こす可能性がある。従って、この方法に
よって得られる酸化膜の応用範囲をさらに広げるために
は、酸化膜の組成を制御する方法の開発が望まれる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的はシリコン基板の表面に高い形成速度で酸
化膜を形成し、かつその酸化膜の組成を制御する方法を
提供することにある。
化膜を形成し、かつその酸化膜の組成を制御する方法を
提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は酸素源とフッ素源との混合物を０〜１３００℃
でシリコン基板の表面に接触させてシリコン基板の表面
にフッ素を含む酸化膜を形成する第１工程及び該酸化膜
を酸素源と０〜１３００℃で接触させて酸化膜中のフッ
素原子の量を低減させる第２工程を結合したことを特徴
とするシリコン基板の表面に酸化膜を形成する方法に係
る。
でシリコン基板の表面に接触させてシリコン基板の表面
にフッ素を含む酸化膜を形成する第１工程及び該酸化膜
を酸素源と０〜１３００℃で接触させて酸化膜中のフッ
素原子の量を低減させる第２工程を結合したことを特徴
とするシリコン基板の表面に酸化膜を形成する方法に係
る。
本発明の方法によれば酸化膜の形成速度が高いうえに、
酸化膜の組成を制御することができる。
酸化膜の組成を制御することができる。
例えば、３フッ化窒素を５０ ｐ ｐ ｍ含有する酸素
／３フッ化窒素混合気体を８００°Ｃで３０分間シリコ
ン基板の表面に接触させた後、酸素気体を８００℃で１
００分間接触させて得られる酸化膜の厚さは、約１５Ｏ
Ａであり、酸化膜中のフッ素原子の量は、表面で１％以
下、膜中で約３．５％である。さらに長時間酸素を接触
させることにより、酸化膜中のフッ素原子の量は、さら
に減少させることが可能である。
／３フッ化窒素混合気体を８００°Ｃで３０分間シリコ
ン基板の表面に接触させた後、酸素気体を８００℃で１
００分間接触させて得られる酸化膜の厚さは、約１５Ｏ
Ａであり、酸化膜中のフッ素原子の量は、表面で１％以
下、膜中で約３．５％である。さらに長時間酸素を接触
させることにより、酸化膜中のフッ素原子の量は、さら
に減少させることが可能である。
本発明の応用例を挙げると従来所望の厚さの酸化膜、例
えば電界効果トランジスタのデート酸化膜を短時間で形
成するには、形成速度を上げるため、接触温度を高温に
、例えば１０００℃を越える温度にする方法が取られて
いたが、本発明を利用すると接触温度を低温にしで、例
えば１０００℃以下の温度にして相当短時間で所望の厚
さの酸化膜を形成することが可能であり、しかも形成さ
れる酸化膜の組成を、高温で形成される酸化膜の組成に
近いものにできる。現今、半導体装置、特に集積回路の
製造に於いては１０００℃を越える温度で処理すること
が大きな障害となりはじめており、その低温化が要望さ
れている。本発明の方法によればプロセスの低温化を達
成することかで鰺、その結果ウェハー径のそり防止に伴
うウェハー径の増大化、素子の微細化に伴う浅い接合の
形成などを実現することができる。
えば電界効果トランジスタのデート酸化膜を短時間で形
成するには、形成速度を上げるため、接触温度を高温に
、例えば１０００℃を越える温度にする方法が取られて
いたが、本発明を利用すると接触温度を低温にしで、例
えば１０００℃以下の温度にして相当短時間で所望の厚
さの酸化膜を形成することが可能であり、しかも形成さ
れる酸化膜の組成を、高温で形成される酸化膜の組成に
近いものにできる。現今、半導体装置、特に集積回路の
製造に於いては１０００℃を越える温度で処理すること
が大きな障害となりはじめており、その低温化が要望さ
れている。本発明の方法によればプロセスの低温化を達
成することかで鰺、その結果ウェハー径のそり防止に伴
うウェハー径の増大化、素子の微細化に伴う浅い接合の
形成などを実現することができる。
本発明の第１工程において酸素源とは、酸素または酸素
を発生する気体化合物をいう。例えば酸素、亜酸化窒素
、二酸化窒素、−酸化窒素等が挙げられ、特に酸素が好
ましい。
を発生する気体化合物をいう。例えば酸素、亜酸化窒素
、二酸化窒素、−酸化窒素等が挙げられ、特に酸素が好
ましい。
フッ素源とは、元素フッ素または高温でフッ素を発生す
る気体化合物をいう。例えば元素フッ素、３フッ化窒索
、フッ化水素、２フッ化キセノン等を挙げられるが、特
に３フッ化窒素が好ましい。
る気体化合物をいう。例えば元素フッ素、３フッ化窒索
、フッ化水素、２フッ化キセノン等を挙げられるが、特
に３フッ化窒素が好ましい。
本発明の第１工程では上記酸素源とフッ素源の混合物を
シリコン基板の表面に接触させて、フッ素を含む酸化膜
を高い形成速度で形成した後、該酸化膜を酸素源と接触
させて酸化膜中のフッ素を酸素で置換する。混合物中の
フッ素源の含有量は２容積ｐｐｍ以上で酸化膜の形成速
度の増大効果が認められ、１１０００００ｐｐを超える
と却って増大効果が認められなくなる。好ましい範囲は
５〜５０００ｐｐｍである。前記混合物はヘリウム、窒
素、アルゴン等の不活性ガスで希釈して用いることもで
き、その場合、１万倍（容積）以下の不活性ガスを加え
て希釈するのが好ましい。接触温度は０〜１３００℃が
好ましく、特に４００〜１ｏｏｏ℃が好ましい。また上
記混合物又は希釈された混合物の接触圧力は特に制限は
なく、通常は１０″４〜１０３気圧、特に０．５〜２気
圧の範囲が好ましい。
シリコン基板の表面に接触させて、フッ素を含む酸化膜
を高い形成速度で形成した後、該酸化膜を酸素源と接触
させて酸化膜中のフッ素を酸素で置換する。混合物中の
フッ素源の含有量は２容積ｐｐｍ以上で酸化膜の形成速
度の増大効果が認められ、１１０００００ｐｐを超える
と却って増大効果が認められなくなる。好ましい範囲は
５〜５０００ｐｐｍである。前記混合物はヘリウム、窒
素、アルゴン等の不活性ガスで希釈して用いることもで
き、その場合、１万倍（容積）以下の不活性ガスを加え
て希釈するのが好ましい。接触温度は０〜１３００℃が
好ましく、特に４００〜１ｏｏｏ℃が好ましい。また上
記混合物又は希釈された混合物の接触圧力は特に制限は
なく、通常は１０″４〜１０３気圧、特に０．５〜２気
圧の範囲が好ましい。
本発明の第２工程で使用される酸素源としでは前記第１
工程と同様のものを用いることができる。
工程と同様のものを用いることができる。
酸素源はそのまま或いはヘリウム、窒素、アルゴン等の
不活性ガスで希釈して用いることができ、その場合、１
万倍（容積）以下の不活性ガスを加えて希釈するのが好
ましい。接触温度は０〜１３００℃が好ましく、特に４
００〜１０００℃が好ましい。酸素源又は希釈された酸
素源の接触圧力は特に制限はなく、通常は１０−４〜１
０３気圧、特に０．５〜２気圧の範囲が好ましい。
不活性ガスで希釈して用いることができ、その場合、１
万倍（容積）以下の不活性ガスを加えて希釈するのが好
ましい。接触温度は０〜１３００℃が好ましく、特に４
００〜１０００℃が好ましい。酸素源又は希釈された酸
素源の接触圧力は特に制限はなく、通常は１０−４〜１
０３気圧、特に０．５〜２気圧の範囲が好ましい。
（実 施 例）
以下に実施例及び比較例を挙げる。
実施例Ｉ
Ｐ型、比抵抗２．５〜３．５Ω・ｅｌｌｌのシリコン基
板（１００）面を８００℃に加熱し、大気圧下ＮＦ、＊
スを５０ｐｐｍ混入した乾燥酸素ガス雰囲気中で３０分
間酸化した後、ＮＦ３ｙスをを混入しないで１００分間
接触させた。得られた試料の酸化膜の厚さをエリプソメ
トリにより測定したところ１６０Ａであり、酸化膜中の
フッ素の濃度を光電子分光法により測定したところ表面
で１％以下、膜中で高々３．５％であった。
板（１００）面を８００℃に加熱し、大気圧下ＮＦ、＊
スを５０ｐｐｍ混入した乾燥酸素ガス雰囲気中で３０分
間酸化した後、ＮＦ３ｙスをを混入しないで１００分間
接触させた。得られた試料の酸化膜の厚さをエリプソメ
トリにより測定したところ１６０Ａであり、酸化膜中の
フッ素の濃度を光電子分光法により測定したところ表面
で１％以下、膜中で高々３．５％であった。
比較例１
ＮＦ３ガスを混入しない１００分間の酸化をしなかった
他は実施例１と同様に行ったところ、酸化膜の厚さは１
５０Ａであり、酸化膜中のフッ素の濃度は表面と膜中で
共に約８％であった。
他は実施例１と同様に行ったところ、酸化膜の厚さは１
５０Ａであり、酸化膜中のフッ素の濃度は表面と膜中で
共に約８％であった。
（発明の効果）
本発明の方法によればシリコン基板の表面に高い形成速
度で酸化膜を形成し、かつその酸化膜の組成を制御する
ことができる。
度で酸化膜を形成し、かつその酸化膜の組成を制御する
ことができる。
（以 上）
特許出願人 ダイキン工業株式会社
代 理 人 弁理士 １）村 巌
手続補正書（自発）
昭和５９年１０月５日
Claims (8)
- （１）酸素源とフッ素源との混合物を０〜１３００℃で
シリコン基板の表面に接触させてシリコン基板の表面に
フッ素を含む酸化膜を形成する第１工程及び該酸化膜を
酸素源と０〜１３００℃で接触させて酸化膜中のフッ素
原子の量を低減させる第２工程を結合したことを特徴と
するシリコン基板の表面に酸化膜を形成する方法。 - （２）フッ素源が３フッ化窒素、元素フッ素、フッ化水
素または２フッ化キセノンである特許請求の範囲第１項
に記載の方法。 - （３）酸素源が酸素、亜酸化窒素、二酸化窒素または一
酸化窒素である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （４）混合物中のフッ素源の含有量が２〜１０００００
容積ｐｐｍである特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （５）第１工程における接触温度が４００〜１０００℃
である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （６）第１工程における接触圧力が１０＾−＾４〜１０
＾３気圧である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （７）第２工程における接触温度が４００〜１０００℃
である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （８）第２工程における接触圧力が１０＾−＾４〜１０
＾３気圧である特許請求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20537684A JPS6184378A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 酸化膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20537684A JPS6184378A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 酸化膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184378A true JPS6184378A (ja) | 1986-04-28 |
Family
ID=16505800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20537684A Pending JPS6184378A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 酸化膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184378A (ja) |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP20537684A patent/JPS6184378A/ja active Pending
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