JPS6324923B2 - - Google Patents

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JPS6324923B2
JPS6324923B2 JP55177340A JP17734080A JPS6324923B2 JP S6324923 B2 JPS6324923 B2 JP S6324923B2 JP 55177340 A JP55177340 A JP 55177340A JP 17734080 A JP17734080 A JP 17734080A JP S6324923 B2 JPS6324923 B2 JP S6324923B2
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oxygen
silane
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JP55177340A
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Daburyu Piitaazu Jon
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Hughes Aircraft Co
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Publication date
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Publication of JPS6324923B2 publication Critical patent/JPS6324923B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に半導体装置の製造に関し、特
に、低温の非イオン化性放射線を使用して選定し
た半導体物質または光学基板の表面に誘電性酸化
物を生成する光化学気相蒸着法に関するものであ
る。
半導体装置を製造する場合、基板の表面を永久
的に保護するためのパシベーシヨン層として、ま
たはイオン・インプランテーシヨンによるエツチ
ング、固体拡散等の処理中に用いるマスクとして
誘電層を生成することが往々にして必要である。
二酸化ケイ素（SiO2）等の酸化物層を生成でき
る１つの方法は、真空科学技術ジヤーナル第14巻
第５号、1977年９月〜10月、の1053ページから
1063ページに掲載されている「誘電膜または半導
体装置の堆積法」においてジエームズ・Ａ・アミ
ツク、G.L.シユナーブルおよびJ.L.ヴオツセンが
説明している通りプラズマ・エンハンスメントに
よる光化学気相蒸着法である。このようなプラズ
マ・エンハンスメントによる方法の場合、シラン
（SiH4）および亜酸化窒素（N2O）等の気相反応
体が高周波放電にさらされて、反応体気体の電離
プラズマを発生する。次にこれらの電離（イオン
化）した反応体が互いに作用して所望の反応生成
物を生成する。しかしながら、反応気体を高周波
放電にさらすとその結果多数の異質の電離粒子お
よび中性粒子、並びに500Å程度の低い波長を有
し且つＸ線領域にまで及ぶ高エネルギー放射線が
生じて、これらが酸化物が生成されつつある基板
を衝撃する。基板が電荷結合装置またはある種の
化合物半導体（たとえばInSb、HgCdTeまたは
GaAS）等の敏感なタイプの装置を含んでいる場
合、前述のような帯電粒子および望ましくない放
射線がこれらの敏感な装置を損傷することがしば
しばある。たとえば、堆積した酸化物層が電荷ま
たはダングリングボンド（dangling bond）を取
込み、これらが半導体装置と酸化物層の界面で高
い表面エネルギー準位密度（Nss）を生じさせ、
且つ装置に電圧が印加されると電荷を捕獲して、
そのために装置の最良の性能が得られなくなる。
さらに、プラズマ・エンハンスメントによる堆積
法は、基板が高周波エネルギーを選択的に吸収す
るためその結果としてプラズマ誘導加熱が生じ、
この加熱により基板の温度が不安定になつて堆積
した酸化物層の特性が最良のものでなくなるとい
う欠点をもつている。
酸化物層を生成する他の方法は、非反応性また
は反応性スパツタリング法を用いる。たとえば先
に引用したアミツク他が説明しているように、非
反応性スパツタリング法によりSiO2等の選定し
た酸化物材料から成る円板がアルゴンイオンで衝
撃されてSiO2が蒸発し、続いて気化したSiO2が
選定した基板上に堆積する。反応性スパツタリン
グ法においては、たとえば先に引用したアミツク
他が説明しているように、ケイ素の円板が酸素イ
オンで衝撃されてケイ素が蒸発し、次に気化した
ケイ素と酸素イオンが反応して所望のSiO2を生
成する。しかしながら、これらのスパツタリング
法は、装置に対する電荷の衝撃または放射線の衝
撃により敏感な装置にしばしば損傷を与えるとい
う点で前述のプラズマ法に類似している。さら
に、スパツタリング法により生成された膜はしば
しば粒状で、密でなく、鏡面（すなわち光反射特
性が良い）ではない。
光化学気相蒸着のためのスパツタリング法およ
びプラズマ・エンハンスメントによる方法は共
に、選定したドーパント物質を含む誘電体層を堆
積させるのに用いることができる。スパツタリン
グ法の場合、選定したイオンにより適切に不純物
を添加したターゲツトを衝撃することができるで
あろう。プラズマ法では、ドーパントを含有する
物質を反応体気体に添加し、次にこれを電離す
る。しかしながら、前記のスパツタリング法とプ
ラズマ・エンハンスメントによる方法はいずれも
前述のような困難な問題、特に基板の電荷衝撃ま
たは放射線衝撃およびプラズマ誘導加熱により損
傷を与えるという問題をかかえている。
酸化物層を生成する既知の方法は、熱法を含
む。熱法によりたとえばSiO2を生成するために、
低温でシランを酸素と接触させ、自発反応が起こ
つてSiO2を生成する。しかしながら熱法により
生成される膜は通常粒状であり、必ずしも良い接
着力を有しておらず、トラツプを含みがちであ
る。
本発明が目指すところは、敏感な装置上に酸化
物層を生成する間に電荷衝撃または放射線衝撃に
より装置が損傷を受けるという先行技術の問題を
緩和することである。
本発明の一般的な目的は、低温光化学気相蒸着
により選定した基板の表面上に選定した物質の酸
化物の層を堆積させる新しく改良した方法を提供
することである。この方法は、前記の先行技術の
酸化物堆積法の利点の多く（すべてではないにし
ても）を備え、しかも前述のような重大な欠点を
克服するものである。
本発明の前記の一般的目的は、光化学的に発生
させた中性の（イオン化していない）酸素原子の
存在下に、基板を選定した気相反応体にさらすこ
とにより達成される。酸素原子は気相反応体と反
応して所望の酸化物を生成し、この酸化物が基板
上に層として堆積する。光化学的に発生させた中
性の酸素原子を使用すると、電荷衝撃または放射
線衝撃による基板への損傷が避けられる。
従つて、本発明の目的は電荷衝撃または放射線
衝撃による基板への損傷を避ける新規な低温化学
気相蒸着により選定した基板の表面上に選定した
物質の酸化物の層を堆積させる新しく改良した方
法を提供することである。
本発明の別の目的は、酸化物と半導体基板の界
面における表面エネルギー準位密度の値を最少限
にし、従つて堆積した酸化物層にこける電荷トラ
ツプを最少限に抑える前述のタイプの方法を提供
することである。
本発明のさらに別の目的は、基板と堆積した酸
化物間の表面に低密度の発生／再結合中心を作
り、基板中にそれにより良好な少数キヤリア寿命
を提供し且つこの方法により生成される装置が放
射線による損傷を受けにくくするような前述のタ
イプの方法を提供することである。
本発明の別の目的は、室温（たとえば30℃）程
度の低温で行なわれ、且つそれによりより高い温
度で高密度／高速デバイスを製造する際に直面す
る境界移動の問題およびその結果生じるデバイス
収量の減少をなくす前述のタイプの方法を提供す
ることである。
本発明のさらに別の目的は、密で、粒状でな
く、粘着力のある酸化物膜を選定した基板上に生
成する前述のタイプの方法を提供することであ
る。
本発明の別の目的は、電荷衝撃または放射線衝
撃による基板への損傷を避ける化学的気相蒸着法
により選定したドーパントを含有する選定した酸
化物の層を選定した基板の表面上に堆積させる新
しく改良した方法を提供することである。
さらに別の目的は、基板の表面上に選定したド
ーパントを含有する選定した酸化物の層を堆積さ
せる、光化学法を使用する新しく改良した方法を
提供することである。
本発明の前記およびその他の目的、特徴および
利点は、添付の図面に図示されている本発明の好
ましい実施例に関する以下のより詳細な説明から
明らかとなるであろう。
第１図は本発明の２つの方法実施例を実施する
のに適した装置を簡略化した形で示している。こ
れらの実施例では化学的に非反応性の酸素を含有
する前駆物質｛すなわち、亜酸化窒素（N2O）、
酸素分子（O2）または二酸化窒素（NO2）｝を水
銀光増感解離することにより中性の酸素原子を生
成する。（この場合「化学的に非反応性の」とい
う用語は正常な混合条件の下である物質が特定の
反応体と反応しないことを表わすために用いられ
ている。）内部で化学気相蒸着反応が起こる反応
室１０は反応室１０の上面と一体である石英窓１
２を備えている。石英窓１２は以下で説明する所
望の光化学反応を開始させるために使用される選
定した波長の放射線を通過させ、選定した波長の
この放射線１４は、たとえば一連の低圧水銀蒸気
アークランプであつても良い放射線発生手段１６
により発生する。反応室１０の内部には基板保持
部材１８があり、これは表面に所望の酸化物層を
堆積させるべき基板２０を受容する。
反応室１０の外側の、その底面に隣接した位置
に加熱部材２１があり、この加熱部材はたとえば
制御電圧を印加することにより作動されるニクロ
ム線で形成することができる。加熱部材２１は密
度等の堆積層の適切な特性が得られるように任意
に基板２０を必要な温度まで加熱するために使用
できる。反応室１０内の温度は室温（すなわち、
30℃）程度の低温か、または必要に応じ200℃ま
での温度に維持する。しかしながら、たとえば水
銀蒸気アークランプは温度を上げると効率が落ち
るので、これらのランプを冷却し且つある高い温
度（たとえば600℃程度またはそれ以上の高温）
で基板２０および基板保持部材１８が発生する輻
射熱を排除するために室外水冷源または室外空冷
もしくは窒素冷却源を設ける必要がある。このた
めに、放射線発生手段１６はアルミニウム製であ
つても良い封入容器２３内に完全におさめられ、
第１図に示すように水を通すか、または窒素を通
したパイプ等の室外冷却手段２５が作動されて封
入容器２３を冷却する。封入容器２３は石英窓１
２を取囲む反応室１０の外表面に固着されている
が、必要に応じて取外すこともできる。このよう
にして、処理温度は、効率の良いランプの性能を
得るために水銀ランプの充分な冷却を行なうこと
ができるような高さに維持される。封入容器２３
はまた放射線１４から操作者の目を防護する。反
応室１０から管２２が出ており、この管は弁２４
を通つてポンプ等の真空形成手段（図示せず）に
達している。真空形成手段は気相蒸着反応が起こ
るように室１０を充分に低い圧力まで排気するた
めに使用される。
反応室１０の外側には、選定した化学気相蒸着
反応のために個々の反応体気体、たとえばシラン
と亜酸化窒素が入つた室２６および２８がある。
室２６および２８は各々制御弁または流量計３０
および３２と連結している。これらの制御弁また
は流量計は管３４内へ導入される反応体の量を制
御するために使用される。または、本発明の第２
の方法実施例の場合には（後に説明する）、フオ
スフイン等の選択したドーパント物質の前駆物質
が入つた第３室２７と、室２７から管３４内へ導
入されるドーパント前駆物質の量を制御する対応
する制御弁または流量計３１が含まれ、管３４内
において前駆物質は前述の他の反応体気体と混合
される。
反応体気体は管３４を通り、水銀の槽（室温）
を含みかつ槽の上方には水銀蒸気があり、30℃に
おける蒸気圧が10-3Torrである室３６内へ流れ
込む。次に、反応体気体は室３６で水銀蒸気と混
合し、この反応体気体混合物は管３８を通つて反
応室１０内へ流入し、そこで化学気相蒸着反応が
生じる。第１図に示した装置を構成する部分は特
に明記していない限りはステンレス鋼製またはア
ルミニウム製として良い。第１図に示す装置は、
光化学反応プロセス中反応気体の流入と副産物の
除去が連続して行なわれる低圧連続流動光化学反
応器システム、または特定量の反応物が反応室内
に導入され、反応体気体の流れが停止され、次に
光化学反応プロセスを生じさせる静的光化学反応
器システムのいずれかに使用することができる。
酸素原子の光化学的発生に応じて、２つの反応
体気体室（室２６および２８）のみを有する第１
図に装置を使用して本発明の第１実施例に従つて
本発明を実施する場合、化学気相蒸着法は、真空
科学技術ジヤーナル第14巻第５号、1977年９月〜
10月、1082ページから1099ページに掲載されてい
る「パシベーシヨン膜堆積法の進歩」においてウ
エルナー・カーンとリチヤード・Ｓ・ロスラーが
低圧化学気相蒸着法について論じる中で一般的に
説明しているように行なわれる、反応室１０は真
空形成手段により所定の圧力、たとえば１ないし
40Torrまで排気される。SiH4等の選定した気相
反応体を室２６等の室内に入れ、N2O等の化学
的に非反応性の酸素を含有する前駆物質を室２８
等の室内に入れる。弁３０および３２は、室２６
および２８の各々から所定の比、所定の流量の反
応体が管３４および水銀槽を含む室３６内に流れ
るように調整する。これらの反応体気体は室３６
内で水銀蒸気と混合され、室３６から管３８を通
つて、ほぼ室温（たとえば30℃）が、最高200℃
に維持されている反応室１０内に入る。放射線発
生手段１６が作動され、所望の光化学反応を生じ
させるのに必要な選定した波長（たとえば励起状
態の水銀を生成する2537Å）の放射線１４を発生
する。放射線１４は石英窓１２を通つて反応室１
０内に入り、そこで反応体気体混合物中の水銀
（Hg）原子を励起して、下記の反応式(1)に示すよ
うな励起状態の水銀原子（Hg*）（標準基底状態
よりおよそ５電子ボルト高いが、イオン化してい
ない）を生成する。次にHg*はN2O等の酸素を含
有する前駆物質と衝突し、前駆物質が解離して下
記の反応式（2a）に示すように酸素原子（Ｏ）
を生成する。
さらに、Hg*はSiH4等の選定した気相反応体
と反応して、下記の反応式（2b）に示すように

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 選定した基板の表面上に選定した物質の酸化
    物の層を被着する方法であつて、30℃ないし200
    ℃の温度にある基板を気相反応体並びに亜酸化窒
    素（N2O）、二酸化窒素（NO2）もしくは酸素分
    子（O2）からなる酸素含有ガス状前駆物質に、
    該酸素含有前駆物質を解離させる所定波長の放射
    線の存在下においてさらして化学的に中性の酸素
    原子を発生させ、この酸素原子が選定した圧力お
    よび流量条件の下で前記気相反応体と反応して前
    記酸化物層を生成することを特徴とする酸化物層
    の低温光学気相被着方法。 ２ 気相反応体がケイ素、ゲルマニウム、ガリウ
    ム、ボロン、インジウム、アルミニウム、チタ
    ン、タングステンまたはハフニウムを含有する特
    許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 気相反応体がシラン（SiH4）であり且つ酸
    化物が二酸化ケイ素および（または）一酸化ケイ
    素である特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 酸化物層をガス状ドーパント含有物質存在下
    で生成させて該ドーパント原子を該酸化物内に導
    入する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
    れかに記載の方法。 ５ 反応体および前駆物質に水銀蒸気を添加して
    選定した酸素含有前駆物質を水銀光増感解離させ
    る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
    に記載の方法。 ６ 酸素含有前駆物質が亜酸化窒素であり、気相
    反応体がシランであり、方法が静的光化学反応器
    内で行なわれこの際シランと亜酸化窒素の気体圧
    比が３mm対12mm水銀柱であり、酸化物が一酸化ケ
    イ素である特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７ 酸素含有前駆物質が亜酸化窒素であり、気相
    反応体がシランであり、方法が連続流動光化学反
    応器内で行なわれ、その際シランと亜酸化窒素の
    気体流量比が毎分２標準立方センチメートル
    （2sccm）対10sccmであり、酸化物が一酸化ケイ素
    である特許請求の範囲第５項記載の方法。 ８ 酸素含有前駆物質が亜酸化窒素であり、気相
    反応体がシランであり、所定波長が1750ないし
    1950Åであり、シランと亜酸化窒素の気体流量比
    が毎分２対60標準立方メートルであり、酸化物が
    二酸化ケイ素（SiO2）である特許請求の範囲第
    １項ないし第４項のいずれかに記載の方法。 ９ 酸素含有前駆物質が酸素分子であり、これに
    窒素分子を添加し、前記所定波長が1849Åであ
    り、気相反応体がシランであり、前記圧力が０な
    いし5Torrであり、且つシランと酸素分子と窒素
    分子の気体流量比が毎分１対20対80標準立方セン
    チメートルである特許請求の範囲第１項ないし第
    ４項のいずれかに記載の方法。 １０ ドーパント含有前駆物質がフオスフイン
    （PH3）、ジボラン（B2H6）、アルシン（AsH3）、
    スチビン（SbH3）、セレン化水素（H2Se）、硫化
    水素（H2S）またはテルル化水素（H2Te）であ
    る特許請求の範囲第４項または第５項記載の方
    法。 １１ 酸素含有前駆物質が亜酸化窒素であり、気
    相反応体がシランであり、所定波長が2537Åであ
    り、シランと亜酸化窒素の気体流量比が毎分２対
    50標準立方メートルであり、酸化物が二酸化ケイ
    素（SiO2）である特許請求の範囲第５項に記載
    の方法。
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5875828A (ja) * 1981-10-30 1983-05-07 Ushio Inc 被膜形成方法
GB2111037B (en) * 1981-11-23 1984-10-17 Hughes Aircraft Co Preparing substrates for semi-conductors
US4447469A (en) * 1982-06-10 1984-05-08 Hughes Aircraft Company Process for forming sulfide layers by photochemical vapor deposition
AU559363B2 (en) * 1982-06-22 1987-03-05 Hughes Aircraft Co. Low temperature process for depositing epitaxial layers
GB2131611B (en) * 1982-11-17 1986-11-12 Standard Telephones Cables Ltd Dielectric materials
JPH0614552B2 (ja) * 1983-02-02 1994-02-23 富士ゼロックス株式会社 光電変換素子の製造方法
JPS59164653A (ja) * 1983-03-08 1984-09-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属被覆光フアイバ−の製造方法
JPH0685389B2 (ja) * 1983-12-23 1994-10-26 日本電信電話株式会社 半導体装置の保護膜
JPS60162775A (ja) * 1984-01-31 1985-08-24 Nec Corp シリコン酸化膜の製造方法
JPS60216539A (ja) * 1984-04-12 1985-10-30 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 半導体装置の製造方法
JPS60216538A (ja) * 1984-04-12 1985-10-30 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 半導体基板への不純物拡散方法
US4595601A (en) * 1984-05-25 1986-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of selectively forming an insulation layer
GB2162207B (en) * 1984-07-26 1989-05-10 Japan Res Dev Corp Semiconductor crystal growth apparatus
US4590091A (en) * 1984-12-17 1986-05-20 Hughes Aircraft Company Photochemical process for substrate surface preparation
US4632056A (en) * 1985-08-05 1986-12-30 Stitz Robert W CVD temperature control
US4632057A (en) * 1985-08-05 1986-12-30 Spectrum Cvd, Inc. CVD plasma reactor
US4640224A (en) * 1985-08-05 1987-02-03 Spectrum Cvd, Inc. CVD heat source
US4800105A (en) * 1986-07-22 1989-01-24 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Method of forming a thin film by chemical vapor deposition
KR910003742B1 (ko) * 1986-09-09 1991-06-10 세미콘덕터 에너지 라보라터리 캄파니 리미티드 Cvd장치
EP0289963A1 (en) * 1987-05-04 1988-11-09 General Signal Corporation Apparatus for, and methods of, obtaining the movement of a substance to a substrate
EP0306069A3 (en) * 1987-08-31 1990-12-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. A method of forming an oxide layer on a substrate
JPH01242496A (ja) * 1988-03-24 1989-09-27 Mitsubishi Metal Corp 酸化物系超伝導薄膜の製造方法
US5064517A (en) * 1989-01-18 1991-11-12 Idemitsu Kosan Company Limited Method for the preparation of fine particulate-metal-containing compound
US5262358A (en) * 1989-11-13 1993-11-16 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Method for producing a silicate layer in an integrated circuit
DE3937723A1 (de) * 1989-11-13 1991-05-16 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer silikatschicht in einer integrierten schaltung
JPH04120732A (ja) * 1990-09-12 1992-04-21 Hitachi Ltd 固体素子及びその製造方法
US5670018A (en) * 1995-04-27 1997-09-23 Siemens Aktiengesellschaft Isotropic silicon etch process that is highly selective to tungsten
US5979666A (en) * 1996-06-28 1999-11-09 Douglas; Patrick J. Apparatus for screening particulate material
US6461982B2 (en) 1997-02-27 2002-10-08 Micron Technology, Inc. Methods for forming a dielectric film
US6943392B2 (en) 1999-08-30 2005-09-13 Micron Technology, Inc. Capacitors having a capacitor dielectric layer comprising a metal oxide having multiple different metals bonded with oxygen
US6558517B2 (en) 2000-05-26 2003-05-06 Micron Technology, Inc. Physical vapor deposition methods
US6566147B2 (en) 2001-02-02 2003-05-20 Micron Technology, Inc. Method for controlling deposition of dielectric films
US6838122B2 (en) 2001-07-13 2005-01-04 Micron Technology, Inc. Chemical vapor deposition methods of forming barium strontium titanate comprising dielectric layers
US20030017266A1 (en) 2001-07-13 2003-01-23 Cem Basceri Chemical vapor deposition methods of forming barium strontium titanate comprising dielectric layers, including such layers having a varied concentration of barium and strontium within the layer
US7011978B2 (en) 2001-08-17 2006-03-14 Micron Technology, Inc. Methods of forming capacitor constructions comprising perovskite-type dielectric materials with different amount of crystallinity regions
US8258511B2 (en) * 2008-07-02 2012-09-04 Applied Materials, Inc. Thin film transistors using multiple active channel layers

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE627302A (ja) * 1962-01-19
GB1165575A (en) * 1966-01-03 1969-10-01 Texas Instruments Inc Semiconductor Device Stabilization.
NL6707515A (ja) * 1967-05-31 1968-12-02
JPS4929099B1 (ja) * 1970-03-27 1974-08-01
JPS4926747B1 (ja) * 1970-10-09 1974-07-11
US3907616A (en) * 1972-11-15 1975-09-23 Texas Instruments Inc Method of forming doped dielectric layers utilizing reactive plasma deposition

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Publication number Publication date
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IL61538A (en) 1984-03-30
CA1183102A (en) 1985-02-26
SG33584G (en) 1985-02-08
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SE8103604L (sv) 1982-12-10
HK65284A (en) 1984-08-31

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