JPS63122225A - 3元以上の酸化珪素膜の成長方法 - Google Patents

3元以上の酸化珪素膜の成長方法

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JPS63122225A
JPS63122225A JP26901186A JP26901186A JPS63122225A JP S63122225 A JPS63122225 A JP S63122225A JP 26901186 A JP26901186 A JP 26901186A JP 26901186 A JP26901186 A JP 26901186A JP S63122225 A JPS63122225 A JP S63122225A
Authority
JP
Japan
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plasma
grown
film
reaction chamber
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP26901186A
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English (en)
Inventor
Masahiko Toki
雅彦 土岐
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 燐珪酸ガラス(PSG) 、硼珪酸ガラス(BSG) 
、硼燐珪酸ガラス(BPSG)等の3元以上の酸化珪素
膜の成膜は、従来、常圧、または減圧の化学気相成長(
CVD)法により、またCVD法はプラズマを利用する
場合と、単に原料ガスの熱分解による成長方法があるが
、いずれも成長温度が高く、成長された膜のストレスが
大きいため、サブミクロンのプロセス技術においてデバ
イス損傷の点が問題であった。このため、電子サイクロ
トロン共鳴(OCR)によるプラズマを用いて低圧低温
成長を行う、均一膜厚、低ストレス成膜の方法を提起す
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明はpsc等の3元以上の酸化珪素膜の成長方法に
関する。
3元以上の酸化珪素膜の内、BSG膜は集積回路の製造
工程において、層間絶縁膜や、カバー絶縁膜に広く用い
られている。
その理由はつぎのとおりである。すなわちBSG膜は、
集積回路の配線に通常用いられるアルミニウム(AI)
と密着性がよく、緻密な膜が得られやすく、またリフロ
ーによる段差被覆の改善等多くの長所をもっているから
である。
従って、以後PSG膜を例にとって説明する。
〔従来の技術〕
従来の各CVD法によるpsc成長の成長温度とストレ
スσはつぎのとおりである。
成長温度 ストレスσ (’C)    (dyne/cm2)1)熱CVD 常圧CVD      450〜600  〜10” 
(σc)減圧CvD350〜450〜1O10(σC)
2)プラズマCVD 200 K11z      350〜400  (5
〜8)10’(σC)13.56 Mllz     
350〜400   (5〜8)10’(a t)ここ
で、σCは圧縮応力、σtは引張応力をあられす。
また、減圧熱CVDは〜lOTorr s−または〜I
Torrsプラズマcvnは〜I Torrの圧力で行
う。
原料ガスとして、 モノシラン(Sills)十酸素(0,)+窒素(N2
)+フォスヒン(PHff)を用いる。
サブミクロンデバイスでは、PSG膜に上記のような大
きなストレスがあると、例えばAIの陥没、ストレスマ
イグレーション等が起こることがあり、デバイスの信頼
性が著しく損なわれる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のCVD法によるPSG成長は、いずれも■ 成長
温度が高く、成長された膜のストレスが大きいため、サ
ブミクロンのプロセス技術において^l配線を損傷する
■ 成長速度律速により原料ガスの圧力は〜ITorr
程度以上にする必要があり、そのため膜厚分布はわるく
、段差被覆も十分でなかった。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点の解決は、減圧された反応室内に被成長基板
を置き、該反応室に電子サイクロトロン共鳴により生成
した酸素プラズマと、珪素と添加元素を含む原料ガスと
を導入して、該被成長基板上にPSG膜等の珪素と酸素
と少なくとも1種類の添加元素を含む膜を成長する本発
明による3元以上の酸化珪素膜の成長方法。
〔作用〕
ECRCVD法は低温成長のために二酸化珪素(SiO
z)、窒化珪素(Si3N4)の成膜に各所で試みられ
ているが、本発明はPSG膜の成長に発散磁場型ECR
によるプラズマCVDを用いることにより、反応室内に
低ガス圧で反応性の大きいイオンを形成でき、従って基
板を加熱しないで、高速に、損傷のない成膜が可能とな
ることを利用したものである。
この場合、ガス圧は7.0X10−’ Torr以下の
拡散域に、約t、oxto−3Torrにする。
拡散域においては、ガス流は均一で、自由な分子運動が
行われるため、流速や輸送律速等原料供給系の反応論を
考慮しなくとも、r!、厚分布の向上が期待できる。
さらに、基板に高周波バイアス(200KH2〜13.
56MHz、〜1ook)を印加することにより、段差
被覆が一層改善される。
〔実施例〕
第1図は本発明を説明する発散磁場型ECRによるプラ
ズマCVD装置の断面図である。
図において、反応室1内に被成長基板4を保持したサセ
プタ5が予備室3を経由して挿入され、プラズマ生成室
2に対向して配置される。
反応室1と予備室3はそれぞれ独立に排気口6.7より
排気される。
反応室1に接続するプラズマ生成室2の外側周囲にマグ
ネットコイル8が設けられ、プラズマ生成室2内に発散
磁場を形成する。
マイクロ波電力発生装置(マグネトロン)9により発生
したマイクロ波電力は導波管10を経由して、マイクロ
波導入窓11よりプラズマ生成室2に導入される。
Olは0.ガス導入口12よりプラズマ生成室2に、S
iH4+PHsは原料ガス導入口13より反応室1に導
入される。
プラズマ生成室2内では、0□は、2.45 G11z
のマイクロ波とマグネットコイル8による875 Ga
ussの発散磁場により起こる電子のサイクロトロン運
動によりECRプラズマを発生し、これをプラズマシャ
ッタ14を開いて反応室1内に導入し、原料ガスを分解
して、被成長基板4上にPSG膜を成長する。
反応室1、プラズマ生成室2、予備室3はいずれもAI
で作製される。
マイクロ波導入窓11は、本発明者がさきに提起した透
光性アルミナを用いる。
この理由は、通常使用される石英ガラスを用いた場合は
セルフクリーニングができないし、また単なるアルミナ
を用いた場合は部分的なマイクロ波吸収により局部的に
温度が上昇して破壊し、危険であるからである。
実施例の成長条件はつぎのとおりである。
成長圧力  t、oxio−’ Torr 。
基板温度   室温。
使用ガス   5i11.、02.円13゜成長された
PSG膜のストレスσは、 σc = 2X10” dyne/cm”と改善された
また、低圧成長のため膜厚分布はよく、従来±lθ%以
上であったが、±3%となった。
つぎに、本発明のECRプラズマ法、減圧熱CVD法お
よび常圧熱CVO法による場合に対するPSG膜をつぎ
の第2〜4図により説明する。
第2図はAI配線を覆って基板上に成長された1’SG
膜を説明する断面図である。
図で、間隔して形成された^l配線22を覆って基板2
1上にPSG膜23を成長した場合に、PSG膜23の
AI配線22上における厚さをA、オーバハングを含め
た側面における厚さをCS基板上における厚さをBとす
る。
第3図は各成長法に対する配線間隔りとB/Aの関係を
示す図である。
この図は下地の凹部に対する凸部の膜厚比を示し、これ
より、εCRプラズマ法が下地の凹凸にかかわらず一番
均一な厚さに成膜されることが分かる。
第4図は各成長法に対する配線間隔りとC/Aの関係を
示す図である。
この図は下地の凹部に対する凸部側面の膜厚比を示し、
ECRプラズマ法が一番小さく、オーバーハングが少な
く、段差被覆の改善が期待できる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によるr’sG成長は
、 ■ 成長温度が低く、成長された膜のストレスが小さく
AI配線を損傷することはない。
■ 低圧成長のため膜厚分布はよく、段差被覆も改善さ
れた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明する発散磁場型ECRによるプラ
ズマCVD装置の断面図、 第2図はAI配線を覆って基板上に成長されたpsc膜
を説明する断面図、 第3図は各成長法に対する配線間隔りと13/Aの関係
を示す図、 第4図は各成長法に対する配線間隔りとC/Aの関係を
示す図である。 図において、 ■は反応室、 2はプラズマ生成室、 3は予備室、 4は被成長基板、 5はサセプタ、 6.7は排気口、 8はマグネットコイル、 9はマイクロ波電力発生装置、 10は導波管、 11はマイクロ波導入窓、 12は0□ガス導入口、 13は原料ガス導入口、 14はプラズマシャッタ である。 賽 1 口 Aノ/rs q燵ρ断酌霞 峯 2 図 L−E3/、、’l関係、口 浄 3 い L(μm) L −C/A 戸娼Aイ糸 q 峯4 口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  減圧された反応室内に被成長基板を置き、該反応室に
    電子サイクロトロン共鳴により生成した酸素プラズマと
    、珪素と添加元素を含む原料ガスとを導入して、 該被成長基板上に珪素と酸素と少なくとも1種類の添加
    元素を含む膜を成長することを特徴とする3元以上の酸
    化珪素膜の成長方法。
JP26901186A 1986-11-12 1986-11-12 3元以上の酸化珪素膜の成長方法 Pending JPS63122225A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0276231A (ja) * 1988-09-13 1990-03-15 Toshiba Corp 化合物半導体装置とその製造方法
JPH02138750A (ja) * 1988-08-24 1990-05-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02138750A (ja) * 1988-08-24 1990-05-28 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
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