JPS6344731A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6344731A JPS6344731A JP18907286A JP18907286A JPS6344731A JP S6344731 A JPS6344731 A JP S6344731A JP 18907286 A JP18907286 A JP 18907286A JP 18907286 A JP18907286 A JP 18907286A JP S6344731 A JPS6344731 A JP S6344731A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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
本発明は半導体装置の製造方法に関するものである。
従来の技術
近年、半導体装置の製造技術は高集積化・高密度化が進
み、超ＬＳＩと呼ばれる半導体メモＩＪ −、マイクロ
コンピュータ、さらには固体撮像装置等にも幅広く応用
されている。
み、超ＬＳＩと呼ばれる半導体メモＩＪ −、マイクロ
コンピュータ、さらには固体撮像装置等にも幅広く応用
されている。
半導体装置の製造工程においては、出発材料としてシリ
コン基板を用い、酸素または水蒸気などの酸化性雰囲気
中で１０００’Ｃ前後に加熱し、シリコン基板表面に酸
化膜を形成する工程、あるいは不純物を成分に含む雰囲
気中での熱処理やイオン注入により導電形を制御する工
程が多用される。
コン基板を用い、酸素または水蒸気などの酸化性雰囲気
中で１０００’Ｃ前後に加熱し、シリコン基板表面に酸
化膜を形成する工程、あるいは不純物を成分に含む雰囲
気中での熱処理やイオン注入により導電形を制御する工
程が多用される。
発明が解決しようとする問題点
このようなイオン注入や高温（９００〜１２０゜℃）の
熱処理を行って酸化膜を形成したり不純物を導入する際
、シリコンと酸化膜の界面には高密度（１０” 〜１０
１２．．１．ｅｙ−１）の界面準位が発生することが知
られている。これらのうち、ＰＮ接合部あるいはＭＯ３
形トランジスタのゲート部に発生したものは半導体装置
のリーク電流（消費電力）の増大、雑音特性の悪化、信
頼性の低下など電気的特性の悪化をもたらす原因となる
。
熱処理を行って酸化膜を形成したり不純物を導入する際
、シリコンと酸化膜の界面には高密度（１０” 〜１０
１２．．１．ｅｙ−１）の界面準位が発生することが知
られている。これらのうち、ＰＮ接合部あるいはＭＯ３
形トランジスタのゲート部に発生したものは半導体装置
のリーク電流（消費電力）の増大、雑音特性の悪化、信
頼性の低下など電気的特性の悪化をもたらす原因となる
。
界面準位密度の低減には、従来アルミニウム配線形成後
のシンター処理を兼ねた水素あるいは水素を含む雰囲気
中での熱処理が一般的である。しかし近年、イオン注入
、ドライエノチェ程の多用化による表面ダメージが原因
となる界面準位が多くなってきているため、素子の微細
化に伴いより一層の低減方法の実現が強く望まれていた
。
のシンター処理を兼ねた水素あるいは水素を含む雰囲気
中での熱処理が一般的である。しかし近年、イオン注入
、ドライエノチェ程の多用化による表面ダメージが原因
となる界面準位が多くなってきているため、素子の微細
化に伴いより一層の低減方法の実現が強く望まれていた
。
問題点を解決するだめの手段
この問題点を解決するために本発明の半導体装置の製造
方法は、最終の保護絶縁膜を形成後、３８０℃より高温
の水素あるいは水素を含むガス中で熱処理し、次いで３
５Ｃ）℃以下の温度に冷却後、不活性ガス雰囲気に置換
後、処理を終了することから構成されている。
方法は、最終の保護絶縁膜を形成後、３８０℃より高温
の水素あるいは水素を含むガス中で熱処理し、次いで３
５Ｃ）℃以下の温度に冷却後、不活性ガス雰囲気に置換
後、処理を終了することから構成されている。
作 用
上記の構成により、界面準位の原因となるシリコン原子
の未結合手（ダンプリングボンド）はその大部分が水素
により不活性化され、表面準位密度は砥めて低くなる。
の未結合手（ダンプリングボンド）はその大部分が水素
により不活性化され、表面準位密度は砥めて低くなる。
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は、本発明の一実施例である水素雰囲気中での熱
処理工程を実施する処理装置の構成ス、第２図、第３図
はそれぞれ処理温度、雰囲気ガスの圧力のそれぞれにつ
いて時間変化を示すものである。
処理工程を実施する処理装置の構成ス、第２図、第３図
はそれぞれ処理温度、雰囲気ガスの圧力のそれぞれにつ
いて時間変化を示すものである。
第１図において１は熔融石英よりなるチューズ２は脱着
可能なキャップ、３はガスをチューブ１内へ導入する配
管、４はガスの流量調整器、５はガス排出用配管、６は
圧力調整器、７は昇温用の抵抗加熱ヒーターである。ま
た、８はウェーハを垂直に保持する石英製のボートであ
り、９はシリコンウェーハである。
可能なキャップ、３はガスをチューブ１内へ導入する配
管、４はガスの流量調整器、５はガス排出用配管、６は
圧力調整器、７は昇温用の抵抗加熱ヒーターである。ま
た、８はウェーハを垂直に保持する石英製のボートであ
り、９はシリコンウェーハである。
第２図において図中のＡは処理開始温度であり、４００
℃のＢまで昇温後、３０分間保持し、９０分後の０点で
ヒーター７の電力を切り、冷却を開始する。２０ｏ℃と
なった１８０分経過後のＤでキャップ２を開はボート８
．ウェーハ９を取り出して処理を終了する。
℃のＢまで昇温後、３０分間保持し、９０分後の０点で
ヒーター７の電力を切り、冷却を開始する。２０ｏ℃と
なった１８０分経過後のＤでキャップ２を開はボート８
．ウェーハ９を取り出して処理を終了する。
第３図は、ガス圧力の時間経過による変化を示している
。処理開始点Ｅは大気圧の窒素雰囲気であわ、Ｆで水素
ガス雰囲気に切りかえると同時にチューブ１内の圧力を
増加させていく。３気圧（Ｋ９／ｃＩｉ）になっだＧか
ら、第１図すにおける処理終了点りの３０分前、つまり
２８０℃にまで冷却されたＨ点まで高圧状態を保持する
。その後、窒素ガスに切りかえると同時に圧力を低下さ
せ、１気圧になった時点工で処理を終了する。
。処理開始点Ｅは大気圧の窒素雰囲気であわ、Ｆで水素
ガス雰囲気に切りかえると同時にチューブ１内の圧力を
増加させていく。３気圧（Ｋ９／ｃＩｉ）になっだＧか
ら、第１図すにおける処理終了点りの３０分前、つまり
２８０℃にまで冷却されたＨ点まで高圧状態を保持する
。その後、窒素ガスに切りかえると同時に圧力を低下さ
せ、１気圧になった時点工で処理を終了する。
以上のべた水素処理は製造工程の最後工程で行った。こ
のような本発明による水素処理を行った半導体装置は従
来のアルミシンタ一時の水素処理に比べ、大幅な界面準
位密度の低減が実現した。
のような本発明による水素処理を行った半導体装置は従
来のアルミシンタ一時の水素処理に比べ、大幅な界面準
位密度の低減が実現した。
その効果としては、すくなくとも次の３点である。
１）従来のアルミシンタ一時の水素処理は、続く保護絶
縁膜形成時に水素が再離脱するが、本実施例は最終工程
であり、全く再離脱の発生はない。
縁膜形成時に水素が再離脱するが、本実施例は最終工程
であり、全く再離脱の発生はない。
２）水素処理終了時の窒素ガスへの置換時における再離
脱は、３５０℃以下に冷却後窒素ガスに切りかえるため
ほとんど発生しない。
脱は、３５０℃以下に冷却後窒素ガスに切りかえるため
ほとんど発生しない。
３）水素雰囲気は３気圧に加圧されているため、シリコ
ンと酸化膜界面への水素の拡散、未結合手と結合する割
合がきわめて大きく、界面準位低減効果が大きい。
ンと酸化膜界面への水素の拡散、未結合手と結合する割
合がきわめて大きく、界面準位低減効果が大きい。
本実施例をＭＯＳダイナミックメモリーの製造工程とし
て用いた場合、リーク電流が少なく電荷保持特性に優れ
たものが得られた。またＣＣＤ固体撮像装置の製造工程
に用いた場合低ノイズ・高画質のものが得られた。
て用いた場合、リーク電流が少なく電荷保持特性に優れ
たものが得られた。またＣＣＤ固体撮像装置の製造工程
に用いた場合低ノイズ・高画質のものが得られた。
なお、本実施例では第１図に示しだように加熱用に抵抗
ヒーターを用いたが、昇温、降温速度の制御性に優れた
赤外線ランプ等による加熱方式も一層有効である。
ヒーターを用いたが、昇温、降温速度の制御性に優れた
赤外線ランプ等による加熱方式も一層有効である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、シリコンと酸化膜界面に
発生するシリコンの未結合手（ダングリングボンド）は
、水素原子により十分に不活性化（終端化）されるため
、界面準位密度が大幅に減少し、リーク電流の少ない、
雑音特性・信頼性にすぐれた半導体装置を実現すること
ができる。
発生するシリコンの未結合手（ダングリングボンド）は
、水素原子により十分に不活性化（終端化）されるため
、界面準位密度が大幅に減少し、リーク電流の少ない、
雑音特性・信頼性にすぐれた半導体装置を実現すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例である水素雰囲気中での熱処
理工程を実施する水素処理装置の構成図、第２図は処理
温度の時間変化を示す図、第３図は雰囲気ガス圧力の時
間変化を示す図である。 １・・・・・・石英チューブ、２・・・・・・キャップ
、３，５・・・・・・ガス配管、４・・・・・・ガス流
量調整器、６・・・・・・圧力調整器、７・・・・・・
加熱用ヒーター、８・・・・・・シリコンウェーハ保持
用ボート、９・・・・・シリコンウェー／％。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名デー
シリフシっつフ什 第２図 り闇Ｃ外）
理工程を実施する水素処理装置の構成図、第２図は処理
温度の時間変化を示す図、第３図は雰囲気ガス圧力の時
間変化を示す図である。 １・・・・・・石英チューブ、２・・・・・・キャップ
、３，５・・・・・・ガス配管、４・・・・・・ガス流
量調整器、６・・・・・・圧力調整器、７・・・・・・
加熱用ヒーター、８・・・・・・シリコンウェーハ保持
用ボート、９・・・・・シリコンウェー／％。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名デー
シリフシっつフ什 第２図 り闇Ｃ外）
Claims (2)
- （１）保護絶縁膜を形成後、３８０℃より高温の水素あ
るいは水素を含むガス中での熱処理した後水素あるいは
水素を含むガス中で３５０℃以下に冷却後、不活性ガス
雰囲気に置換して熱処理することを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - （２）水素あるいは水素を含むガスが１気圧以上の圧力
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189072A JP2558643B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189072A JP2558643B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344731A true JPS6344731A (ja) | 1988-02-25 |
| JP2558643B2 JP2558643B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=16234833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189072A Expired - Lifetime JP2558643B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558643B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63260016A (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | 熱処理方法 |
| US6335278B1 (en) | 1998-12-07 | 2002-01-01 | Nec Corporation | Method of hydrogen anneal to a semiconductor substrate |
| KR100637978B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2006-10-23 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 급속 열처리 방법 |
| JP2008262995A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sharp Corp | 半導体装置およびその製造方法、電子情報機器 |
| JP2021064781A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッドＷｏｎｉｋ Ｉｐｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 基板処理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870571A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-27 | Toshiba Corp | サイリスタの製造方法 |
| JPS6066826A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Matsushita Electronics Corp | 半導体素子の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189072A patent/JP2558643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5870571A (ja) * | 1981-10-22 | 1983-04-27 | Toshiba Corp | サイリスタの製造方法 |
| JPS6066826A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Matsushita Electronics Corp | 半導体素子の製造方法 |
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| US6335278B1 (en) | 1998-12-07 | 2002-01-01 | Nec Corporation | Method of hydrogen anneal to a semiconductor substrate |
| KR100393956B1 (ko) * | 1998-12-07 | 2003-08-06 | 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 | 반도체 집적 회로 장치의 제조 방법 |
| KR100637978B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2006-10-23 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 급속 열처리 방법 |
| JP2008262995A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sharp Corp | 半導体装置およびその製造方法、電子情報機器 |
| JP2021064781A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | ウォニク アイピーエス カンパニー リミテッドＷｏｎｉｋ Ｉｐｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 基板処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2558643B2 (ja) | 1996-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |