JPS62158866A - 酸化珪素作製方法 - Google Patents
酸化珪素作製方法Info
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- JPS62158866A JPS62158866A JP100486A JP100486A JPS62158866A JP S62158866 A JPS62158866 A JP S62158866A JP 100486 A JP100486 A JP 100486A JP 100486 A JP100486 A JP 100486A JP S62158866 A JPS62158866 A JP S62158866A
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- silicon
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- silicon oxide
- plasma
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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】
この発明は、熱、プラズマ化学反応を用いた気相反応方
法（以下ｒ’ｃＶＤ法という）により塩素が添加された
酸化珪素、例えば光フアイバー用のコーティング、また
半導体エレクトロニクス用のパッシベイション被膜を作
製する方法に関する。
法（以下ｒ’ｃＶＤ法という）により塩素が添加された
酸化珪素、例えば光フアイバー用のコーティング、また
半導体エレクトロニクス用のパッシベイション被膜を作
製する方法に関する。
この発明は塩素が低級に添加され５ｉ−ＣＩ結合を有す
るとともに、低い放電エネルギでプラズマ化学反応を実
施することにより、被形成面のスパッタを少なくして酸
化珪素を作製する方法に関する。
るとともに、低い放電エネルギでプラズマ化学反応を実
施することにより、被形成面のスパッタを少なくして酸
化珪素を作製する方法に関する。
この発明は５ｉ２ＣＩ６と酸化窒素または酸素とを反応
せしめ、酸化珪素被膜を５００℃以下の温度好ましくは
室温〜４００℃例えば３００℃で形成する方法に関する
。
せしめ、酸化珪素被膜を５００℃以下の温度好ましくは
室温〜４００℃例えば３００℃で形成する方法に関する
。
従来、酸化珪素膜を作製せんとするには、グロー放電法
を用いたプラズマ気相反応方法によりシラン（ＳｉＨａ
）と酸化窒素（Ｎ ２０ ）とを反応せしめ、２００〜
４００℃の基板温度にて被膜を作製していた。
を用いたプラズマ気相反応方法によりシラン（ＳｉＨａ
）と酸化窒素（Ｎ ２０ ）とを反応せしめ、２００〜
４００℃の基板温度にて被膜を作製していた。
しかしかかる酸化珪素膜は、その膜内に珪素の不対結合
手を含有しているため、この分離により近接する珪素同
志が結合しあい、結果として珪素のクラスタが残存する
ことにより残留電荷を生ずる。さらに耐圧低下を誘発す
る。このためＭＯＳ、 ＩＣ等の紫外線透過用のファイ
ナル・コーティングとして用いることができなかった。
手を含有しているため、この分離により近接する珪素同
志が結合しあい、結果として珪素のクラスタが残存する
ことにより残留電荷を生ずる。さらに耐圧低下を誘発す
る。このためＭＯＳ、 ＩＣ等の紫外線透過用のファイ
ナル・コーティングとして用いることができなかった。
さらに、この方法においては、生成された酸化珪素中に
クラスタおよび０１１基が残存してしまう。
クラスタおよび０１１基が残存してしまう。
このため実用上反応性気体状態において含存しにくい２
５４ｎｍの波長の紫外光が透過する酸化珪素被膜を作製
する方法が求められていた。
５４ｎｍの波長の紫外光が透過する酸化珪素被膜を作製
する方法が求められていた。
本発明はかかる目的のため、即ち珪素の塩素化物である
５ｉｚＣ１ｂを含む５ｉｎＣＩｚｎ＋ｚ（ｎ≧２）を用
いることにより、酸化珪素を作製せんとするものである
。
５ｉｚＣ１ｂを含む５ｉｎＣＩｚｎ＋ｚ（ｎ≧２）を用
いることにより、酸化珪素を作製せんとするものである
。
以下にその基礎特性を示す。
公式物質名 へキサクロルジシラン または六塩化二珪
素 融点 −１℃ 沸点 ＋１４４ ”ｃ 蒸発熱 ４２ ＫＪ／ｍｏｌ生成熱
９８６．５ 〃 藤気圧 ＬｏｇＰ−５，９８４２−９１１，４３／ＣＴ
＋１４５．４０６４（ＰｍｍＨｇ、 Ｔ ”Ｃ） 以下に図面に従って本発明を記す。
素 融点 −１℃ 沸点 ＋１４４ ”ｃ 蒸発熱 ４２ ＫＪ／ｍｏｌ生成熱
９８６．５ 〃 藤気圧 ＬｏｇＰ−５，９８４２−９１１，４３／ＣＴ
＋１４５．４０６４（ＰｍｍＨｇ、 Ｔ ”Ｃ） 以下に図面に従って本発明を記す。
第１図は本発明に用いられたＰＣＶＤ装置の概要を示す
。
。
図面において、反応容器（真空容器）（１）は内壁が石
英からなっている。基板（２）は、平行平板型電極（４
） 、 （４”）の一方の電極を併用した基板ホルダ（
４゛）上に配設され、反応炉の上部、下部に配設された
ハロゲンヒータ（３）、（３’）により室温〜６００°
Ｃ１好ましくは２００〜４００°Ｃ１例えば３００℃に
加熱がされている。ドーピング系は流量計（６）、バル
ブ（７）よりなり、酸化窒素または酸素が（１０）より
供給される。六塩化珪素（ＳｉｚＣ］６） （ＭＰ−１
，０℃、ＢＰ１４４°Ｃ）は室温で液体であるため、バ
ブラ（２０）に充填されている。この六塩化珪素は窒素
を（９）より供給し希釈してノズル（８）に供給され基
板（２）上にシャワー状に放出される。
英からなっている。基板（２）は、平行平板型電極（４
） 、 （４”）の一方の電極を併用した基板ホルダ（
４゛）上に配設され、反応炉の上部、下部に配設された
ハロゲンヒータ（３）、（３’）により室温〜６００°
Ｃ１好ましくは２００〜４００°Ｃ１例えば３００℃に
加熱がされている。ドーピング系は流量計（６）、バル
ブ（７）よりなり、酸化窒素または酸素が（１０）より
供給される。六塩化珪素（ＳｉｚＣ］６） （ＭＰ−１
，０℃、ＢＰ１４４°Ｃ）は室温で液体であるため、バ
ブラ（２０）に充填されている。この六塩化珪素は窒素
を（９）より供給し希釈してノズル（８）に供給され基
板（２）上にシャワー状に放出される。
これらの反応性気体が反応容器内に導入し、さらに排気
口より圧力調整バルブ（１２）、ストップバルブ（１３
）をへて、真空ポンプ（１４）より排気させた。
口より圧力調整バルブ（１２）、ストップバルブ（１３
）をへて、真空ポンプ（１４）より排気させた。
プラズマ化学反応させる電気エネルギ供給装置（５）が
設けられているが、この反応炉内の一対の電極（４）、
（４’）に供給され、その電極間距離は１〜５ｃｍ例え
ば１ 、５ｃｍとした。供給する電気エネルギの周波数
は１３．５６ＭＨｚまたは５０ＫＨｚ とした。
設けられているが、この反応炉内の一対の電極（４）、
（４’）に供給され、その電極間距離は１〜５ｃｍ例え
ば１ 、５ｃｍとした。供給する電気エネルギの周波数
は１３．５６ＭＨｚまたは５０ＫＨｚ とした。
以下にその実施例を示す。
実施例１
この実施例は５ｉｚＣ１ｂと酸化窒素とのプラズマ気相
反応により酸化珪素被膜を単結晶珪素基板上に作製した
。
反応により酸化珪素被膜を単結晶珪素基板上に作製した
。
基板温度は室温〜５００℃例えば３５０℃、圧力０．４
ｔｏｒｒｓ電気エネルギ（１３，５６ＭＨｚ）を一対の
電極（４）。
ｔｏｒｒｓ電気エネルギ（１３，５６ＭＨｚ）を一対の
電極（４）。
（４′）への供給により反応性気体をプラズマ化（プラ
ズマ密度０．５ｍ讐／Ｃ己）した。この５ｉｚＣ１ａを
用いるとＳｉＦ、または５ｉＣ１４を用いる場合に比べ
てプラズマに必要な電気エネルギ密度を１７２〜ｌ／３
にすることができた。そのため被形成面上のスパッタ（
Ｉ員傷）を少なくすることができるという特徴を有して
いる。
ズマ密度０．５ｍ讐／Ｃ己）した。この５ｉｚＣ１ａを
用いるとＳｉＦ、または５ｉＣ１４を用いる場合に比べ
てプラズマに必要な電気エネルギ密度を１７２〜ｌ／３
にすることができた。そのため被形成面上のスパッタ（
Ｉ員傷）を少なくすることができるという特徴を有して
いる。
この酸化珪素上に対抗電極を作り、ダイオード構造とし
て、Ｃ−Ｖ特性を測定した。その結果、界面準位密度は
３ Ｘ １０” ｃｍ−”以下であって、酸化珪素被膜
は直流電界を加えた場合、Ｉ Ｘ１０６Ｖ／ｃｍにおい
て初めてヒステリシス特性が観察され、珪素基板上に形
成された酸化珪素中に珪素クラスタの存在により電荷捕
獲中心が少ないことが判明した。
て、Ｃ−Ｖ特性を測定した。その結果、界面準位密度は
３ Ｘ １０” ｃｍ−”以下であって、酸化珪素被膜
は直流電界を加えた場合、Ｉ Ｘ１０６Ｖ／ｃｍにおい
て初めてヒステリシス特性が観察され、珪素基板上に形
成された酸化珪素中に珪素クラスタの存在により電荷捕
獲中心が少ないことが判明した。
この生成物を０．５μの厚さとしてＩＲ（赤外線吸収ス
ペクトル）で調べたところ、ＬＬＯＯｃｍ−’に太きな
吸収が見られ、酸化珪素膜であることが判明した。さら
に、本発明方法において重要なことは、ＳＩＭＳ （二
次イオン分析法）によりこの被膜中の酸素濃度を調べた
ところ、従来のＳ ｉ Ｉｆ 、とＮ２０とのプラズマ
気相反応においては、２ Ｘ １０”ａｍ−”〜５×１
０ＺＯｃｍ−３の多量の濃度の水素を含有していたが、
本発明においては、１〜５ ＸＩＯ”ｃｍ−３であり、
従来の１／１０以下しか含有していないことである。
ペクトル）で調べたところ、ＬＬＯＯｃｍ−’に太きな
吸収が見られ、酸化珪素膜であることが判明した。さら
に、本発明方法において重要なことは、ＳＩＭＳ （二
次イオン分析法）によりこの被膜中の酸素濃度を調べた
ところ、従来のＳ ｉ Ｉｆ 、とＮ２０とのプラズマ
気相反応においては、２ Ｘ １０”ａｍ−”〜５×１
０ＺＯｃｍ−３の多量の濃度の水素を含有していたが、
本発明においては、１〜５ ＸＩＯ”ｃｍ−３であり、
従来の１／１０以下しか含有していないことである。
その理由として以下が考えられる。即ち例えば５ｉ−Ｏ
Ｈ結合を含有するとすると、Ｃ１２との反応の後の残存
ガスとしてＩＩｃＩが発生する。このＨＣＩ とするた
めに以下の反応に示す如くにして水素が除去されると推
定される。
Ｈ結合を含有するとすると、Ｃ１２との反応の後の残存
ガスとしてＩＩｃＩが発生する。このＨＣＩ とするた
めに以下の反応に示す如くにして水素が除去されると推
定される。
５ｉ０１１ ＋ ＣＩ −ＳｉＯ＋ ＩＩｃＩ
さらに５ｉ−ＣＩの結合手が５ｉＯｚ中に残存すること
により不本意に混入されてしまうアルカリ元素例えばＮ
ａイオンは、この塩素と反応し中和させることができる
。その結果、このプラズマＣＶＤ法で作られた被膜であ
っても、Ｂ−Ｔ（バイヤス一温度）処理に対して予想以
上に強（、例えば１５０℃、１×１０’Ｖ／ｃｍの正及
び負のバイヤスを加えても３時間で±０．２Ｖ（Ｑｓｓ
／ｑ ＝±３×１０目ｃｍ−ｔ） シか動かなかった。
さらに５ｉ−ＣＩの結合手が５ｉＯｚ中に残存すること
により不本意に混入されてしまうアルカリ元素例えばＮ
ａイオンは、この塩素と反応し中和させることができる
。その結果、このプラズマＣＶＤ法で作られた被膜であ
っても、Ｂ−Ｔ（バイヤス一温度）処理に対して予想以
上に強（、例えば１５０℃、１×１０’Ｖ／ｃｍの正及
び負のバイヤスを加えても３時間で±０．２Ｖ（Ｑｓｓ
／ｑ ＝±３×１０目ｃｍ−ｔ） シか動かなかった。
これは従来公知の５ｉＨａとＮ２０とのプラズマＣＶＤ
法で形成した酸化珪素被膜の１／３でしかなく、きわめ
て安定な耐アルカリイオン性に優れた被膜であると推定
される。
法で形成した酸化珪素被膜の１／３でしかなく、きわめ
て安定な耐アルカリイオン性に優れた被膜であると推定
される。
即ち、本発明方法において、５ｉ２Ｃ１６と酸素／水素
混合気体もしくは酸化物気体（Ｎ２０．Ｎｏ、Ｎｏ□）
との反応方法は、膜中に酸素クラスタを含まず、紫外光
が透過し得るため、紫外線消去型のＥＦ ＲＯＭ半導体
ディバイスのパッシベイション膜としてきわめて有効で
あることが判明した。
混合気体もしくは酸化物気体（Ｎ２０．Ｎｏ、Ｎｏ□）
との反応方法は、膜中に酸素クラスタを含まず、紫外光
が透過し得るため、紫外線消去型のＥＦ ＲＯＭ半導体
ディバイスのパッシベイション膜としてきわめて有効で
あることが判明した。
本発明において、プラズマＣＶＤ法に加えて３００ｎｍ
以下の光エネルギの照射を同時に併用し光プラズマＣＶ
Ｄ法として実施してもよいことはいうまでもない。
以下の光エネルギの照射を同時に併用し光プラズマＣＶ
Ｄ法として実施してもよいことはいうまでもない。
本発明において酸化物気体として酸素、水を用いてもよ
い。
い。
本発明方法の実施例としてグロー放電法によるプラズマ
ＣＶＤ法を示した。しかしプラズマＣＶＤ法としてＥＣ
Ｒ（電子サイクロトロン共鳴）法を用いても、また２、
４５ＧＩＩｚのマイクロ波のプラズマＣＶＤ法を用いて
もよいことはいうまでもない。
ＣＶＤ法を示した。しかしプラズマＣＶＤ法としてＥＣ
Ｒ（電子サイクロトロン共鳴）法を用いても、また２、
４５ＧＩＩｚのマイクロ波のプラズマＣＶＤ法を用いて
もよいことはいうまでもない。
第１図は本発明方法を実施するためのＣＶＤ装置の概要
を示す。
を示す。
Claims (1)
- １、Ｓｉ＿２Ｃｌ＿６を含む塩化珪素と酸素化物気体と
の混合反応性気体に熱エネルギと電気エネルギとを加え
ることにより、被形成面上に酸化珪素を作製することを
特徴とする酸化珪素作製方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP100486A JPS62158866A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 酸化珪素作製方法 |
| US07/462,324 US5037514A (en) | 1986-01-06 | 1989-12-28 | Silicon oxide depositing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP100486A JPS62158866A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 酸化珪素作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158866A true JPS62158866A (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=11489431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP100486A Pending JPS62158866A (ja) | 1986-01-06 | 1986-01-06 | 酸化珪素作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62158866A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690487A1 (en) * | 1994-06-03 | 1996-01-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Methods for forming oxide films |
| WO2010038900A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 酸化珪素膜、酸化珪素膜の形成方法、および、プラズマｃｖｄ装置 |
-
1986
- 1986-01-06 JP JP100486A patent/JPS62158866A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690487A1 (en) * | 1994-06-03 | 1996-01-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Methods for forming oxide films |
| US5591681A (en) * | 1994-06-03 | 1997-01-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method for achieving a highly reliable oxide film |
| WO2010038900A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 東京エレクトロン株式会社 | 酸化珪素膜、酸化珪素膜の形成方法、および、プラズマｃｖｄ装置 |
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