JPS6350027A - 窒化シリコン膜形成方法 - Google Patents
窒化シリコン膜形成方法Info
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- JPS6350027A JPS6350027A JP19450286A JP19450286A JPS6350027A JP S6350027 A JPS6350027 A JP S6350027A JP 19450286 A JP19450286 A JP 19450286A JP 19450286 A JP19450286 A JP 19450286A JP S6350027 A JPS6350027 A JP S6350027A
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- sih4
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- Pending
Links
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- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、電子サイクロトロン共鳴（以下ＥＣＲと略す
）プラズマＣＶＤによる窒化シリコン（以下Ｓ ｉ ８
Ｎ４という）膜の製造方法に関するものである。
）プラズマＣＶＤによる窒化シリコン（以下Ｓ ｉ ８
Ｎ４という）膜の製造方法に関するものである。
（ロ）従来の技術
従来から半導体素子のバッジベージコン膜としてＳ ｉ
８Ｎ４膜が用いられている。このＳｉ８Ｎ４膜は高周
波グロー放電によるプラズマＣＶＤにて形成されている
が、実用に供する緻密性や対圧を備えた膜を得るには、
基板を３００℃前後の温度に加熱する必要があった。
８Ｎ４膜が用いられている。このＳｉ８Ｎ４膜は高周
波グロー放電によるプラズマＣＶＤにて形成されている
が、実用に供する緻密性や対圧を備えた膜を得るには、
基板を３００℃前後の温度に加熱する必要があった。
しかし、基板の加熱は半導体素子に悪影響を及ぼすので
、より一層の低温化のために、最近でけＥＣＲプラズマ
ＣＶＤによる５ｉＢＮ４膜の形成が考えられている（例
えば、ＪＡＰＡＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ ０ＩＦＡＰ
ＰＬ Ｉ ＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＶＯＬ、
２２ ＮＯ，４ＡＰＲＩＬ １９８３ ＰＰ、Ｌ
２１Ｇ−Ｌ２１２参照）。
、より一層の低温化のために、最近でけＥＣＲプラズマ
ＣＶＤによる５ｉＢＮ４膜の形成が考えられている（例
えば、ＪＡＰＡＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ ０ＩＦＡＰ
ＰＬ Ｉ ＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ ＶＯＬ、
２２ ＮＯ，４ＡＰＲＩＬ １９８３ ＰＰ、Ｌ
２１Ｇ−Ｌ２１２参照）。
さて、ＧａＡｓ等の化合物半導体を用いた素子について
も同様にバッジページ７ン膜トシて８１１Ｎ４膜が用い
られるが、例えばＧａＡｓを用いたＭＥＳＦＥＴでｕ、
ＧａＡｓ基板とＳ ｉ ８Ｎ４膜の界面に発生する内部
応力によって、素子の特性のばらつきや劣化が生じてい
た。
も同様にバッジページ７ン膜トシて８１１Ｎ４膜が用い
られるが、例えばＧａＡｓを用いたＭＥＳＦＥＴでｕ、
ＧａＡｓ基板とＳ ｉ ８Ｎ４膜の界面に発生する内部
応力によって、素子の特性のばらつきや劣化が生じてい
た。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
ところが、内部応力が零であるよりな５Ｉ８Ｎ４膜の多
くは、エツチングレートが高く膜の緻密性に欠け、また
耐圧も低く、実用的な膜ではなかった。
くは、エツチングレートが高く膜の緻密性に欠け、また
耐圧も低く、実用的な膜ではなかった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ＥＣＲプラ
ズマＣＶＤにより、化合物半導体基板との界面に大きな
応力を発生せず、緻密性や耐圧においても実用的なＳ
ｉ ８Ｎ４膜を形成することを目的とするものである。
ズマＣＶＤにより、化合物半導体基板との界面に大きな
応力を発生せず、緻密性や耐圧においても実用的なＳ
ｉ ８Ｎ４膜を形成することを目的とするものである。
に）問題点を解決するための手段
不発ＦＩＡは、原料ガスとして供給するシラン（ＳｉＨ
４）ガスと窒素（Ｎ２）ガスとの流量比（ＳｉＨ４／Ｎ
２）を０．３乃至０．７とし、夫々（ｔｌ）ｉ量比に適
した真空度で、ＥｃＲプラズマＣＶＤにより化合物半導
体基板上にＳ ｉ ８Ｎ４膜全形成するものである。
４）ガスと窒素（Ｎ２）ガスとの流量比（ＳｉＨ４／Ｎ
２）を０．３乃至０．７とし、夫々（ｔｌ）ｉ量比に適
した真空度で、ＥｃＲプラズマＣＶＤにより化合物半導
体基板上にＳ ｉ ８Ｎ４膜全形成するものである。
（ホ）作用
流量比を０．３乃至０．７とし、夫埼の流量比に適した
真空度の許でＳ ｉ ８Ｎ４膜を形成すると、化合物半
導体基板との界面に大きな応力を発生することなく、緻
密性や耐圧性の高いＳｉ８Ｎ４膜が得られる。
真空度の許でＳ ｉ ８Ｎ４膜を形成すると、化合物半
導体基板との界面に大きな応力を発生することなく、緻
密性や耐圧性の高いＳｉ８Ｎ４膜が得られる。
（へ）実施例
第２図は本発明方法に係るＥＣＲプラズマＣＶＤ装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
（りはプラズマ室、（２）はこのプラズマ室（１）にＮ
２ガスを供給するガス供給管、＋３１＃ｉプラズマ室ｉ
ｌｌにマイクロ波を供給する導波管、（４）はプラズマ
室（１）内に一定の磁界を発生するコイルで、このコイ
ル（４）と前記プラズマ室ｆｌｌは循環する冷却水によ
り冷却されている。＋５１ Ｆｉプラズマ室ｆｉ＋に設
けられた開口部、ｔｅｌ＃′ｉこの開口部（５）を介し
てプラズマ室（１）と結ばれたデポジション室で、開口
部（５）と対向する状態で試料となる基板（７）が配置
される。（８）はこのデポジション室（６）を真空に引
くための排気口、（９）は開口部（６）近傍のデポジシ
ョン室（６）内に配されたリング状のＳｉＨ４ガス供給
部全示し、リング内周側の多数の孔（図示せず）が設け
られていてＳｉＨ４ガスが吹き出すようになっている。
２ガスを供給するガス供給管、＋３１＃ｉプラズマ室ｉ
ｌｌにマイクロ波を供給する導波管、（４）はプラズマ
室（１）内に一定の磁界を発生するコイルで、このコイ
ル（４）と前記プラズマ室ｆｌｌは循環する冷却水によ
り冷却されている。＋５１ Ｆｉプラズマ室ｆｉ＋に設
けられた開口部、ｔｅｌ＃′ｉこの開口部（５）を介し
てプラズマ室（１）と結ばれたデポジション室で、開口
部（５）と対向する状態で試料となる基板（７）が配置
される。（８）はこのデポジション室（６）を真空に引
くための排気口、（９）は開口部（６）近傍のデポジシ
ョン室（６）内に配されたリング状のＳｉＨ４ガス供給
部全示し、リング内周側の多数の孔（図示せず）が設け
られていてＳｉＨ４ガスが吹き出すようになっている。
斯様な装置において基板（例えばＧａＡｓ基板）上にＳ
ｉ ８Ｎ４膜を形成するには、基板（７）をデポジシ
ョン室（６）内に配置したあと、排気口（８）から、排
気してデボジＶ ｇ ”／室（６）をｌＸｌ０ Ｔｏ
ｒｒ程度の真空に引く。そしてガス供給管（２）からＮ
２ガスを所定流量（例えばＳｉＨ４ガスとの流量比を０
．５とするならば２５８ＣＣＭ）で供給しつつ、プラズ
マ室Ｈに、導波管（３）から２．４５ＧＨｚ、６００Ｗ
の出力のマイクロ波と、コイル（４）に電流を流して８
７５９ａｕｓｓの定磁界を供給して、Ｎ２プラズマを発
生させる。Ｎ２プラズマの発生と同時に５ｈＨ４ガス供
給部（９）から所定流量（前述の如く流量比０．５なら
１２．５８ＣＣＭ）のＳｉＨ４ガスの供給を始めると基
板（７）上にＳ ｉ ８ Ｎ ４膜が形成される。
ｉ ８Ｎ４膜を形成するには、基板（７）をデポジシ
ョン室（６）内に配置したあと、排気口（８）から、排
気してデボジＶ ｇ ”／室（６）をｌＸｌ０ Ｔｏ
ｒｒ程度の真空に引く。そしてガス供給管（２）からＮ
２ガスを所定流量（例えばＳｉＨ４ガスとの流量比を０
．５とするならば２５８ＣＣＭ）で供給しつつ、プラズ
マ室Ｈに、導波管（３）から２．４５ＧＨｚ、６００Ｗ
の出力のマイクロ波と、コイル（４）に電流を流して８
７５９ａｕｓｓの定磁界を供給して、Ｎ２プラズマを発
生させる。Ｎ２プラズマの発生と同時に５ｈＨ４ガス供
給部（９）から所定流量（前述の如く流量比０．５なら
１２．５８ＣＣＭ）のＳｉＨ４ガスの供給を始めると基
板（７）上にＳ ｉ ８ Ｎ ４膜が形成される。
さて、第１図はＳｉＨ４ガスとＮ２ガスの流量比（Ｓｉ
Ｈ４／Ｎ２）をパラメータとして、真空度と応力の関係
を表わした図である。応力の正の側は圧縮応力を示し、
負の側は引張応力を示す。
Ｈ４／Ｎ２）をパラメータとして、真空度と応力の関係
を表わした図である。応力の正の側は圧縮応力を示し、
負の側は引張応力を示す。
各グラフは左側から流量比が０．２．０．３．０．５゜
０．７，０．８の場合を示し、実線部分は緩衝弗酸に対
するエツチングレートが２０ＯＡ／分以下でかつ破壊電
圧（ｒ＃圧）が６．０Ｘ１０ Ｖ／ｃｍ以上の特性を
もつ実用的な膜であり、破線部分はエツチングレートが
２０ＯＡ／分より大きいか、もしくは破壊電圧が６．Ｏ
Ｘ １０’ Ｖ／ｃｍ米満の特性をもつ膜である。こ
の破線部分の膜は、緻密性あるいけ耐圧性に欠け、実用
に供するものではない。
０．７，０．８の場合を示し、実線部分は緩衝弗酸に対
するエツチングレートが２０ＯＡ／分以下でかつ破壊電
圧（ｒ＃圧）が６．０Ｘ１０ Ｖ／ｃｍ以上の特性を
もつ実用的な膜であり、破線部分はエツチングレートが
２０ＯＡ／分より大きいか、もしくは破壊電圧が６．Ｏ
Ｘ １０’ Ｖ／ｃｍ米満の特性をもつ膜である。こ
の破線部分の膜は、緻密性あるいけ耐圧性に欠け、実用
に供するものではない。
応力としては小さければ小さい程好ましく、ここで±ｌ
Ｘｌ０ ｄｙｎ／ｃｍ の範囲を応力が十分小さい
ものとすると、この範囲の応力を示し、実用に供する膜
（実線）となるのは、流量比が０゜３で真空度が０．６
５乃至０．７０ｍＴｏｒｒ＋流量比が０．５で真空度が
０．７５乃至１．１０ｍＴｏｒｒおよび流量比が０．７
で真空度が１．２０乃至１．２６ｍＴｏｒｒの場合で、
流量比が０．３乃至０．７以外の０．２や０．８の場合
、応力が±ｌＸ１０９ｄｙｎ／ ｃ ｍ の範囲に入
り、且つ上述の条件を満念す実用的な膜となるものはな
い。即ち、流量比が０゜３乃至０．７以外の場合は、応
力が小さく良質な膜は極めて得にくいが、流量比が０．
３乃至０．７の範囲で、夫々に適した真空度でＳ ｉ
８Ｎ４膜を形成すると、内部応力が十分小さく、緻密性
や耐圧の高い非常に有用な膜が得られる。
Ｘｌ０ ｄｙｎ／ｃｍ の範囲を応力が十分小さい
ものとすると、この範囲の応力を示し、実用に供する膜
（実線）となるのは、流量比が０゜３で真空度が０．６
５乃至０．７０ｍＴｏｒｒ＋流量比が０．５で真空度が
０．７５乃至１．１０ｍＴｏｒｒおよび流量比が０．７
で真空度が１．２０乃至１．２６ｍＴｏｒｒの場合で、
流量比が０．３乃至０．７以外の０．２や０．８の場合
、応力が±ｌＸ１０９ｄｙｎ／ ｃ ｍ の範囲に入
り、且つ上述の条件を満念す実用的な膜となるものはな
い。即ち、流量比が０゜３乃至０．７以外の場合は、応
力が小さく良質な膜は極めて得にくいが、流量比が０．
３乃至０．７の範囲で、夫々に適した真空度でＳ ｉ
８Ｎ４膜を形成すると、内部応力が十分小さく、緻密性
や耐圧の高い非常に有用な膜が得られる。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかな如＜、ＳｉＨ４ガスと
Ｎ２ガスの流量比を０．３乃至０．７の範囲で、夫々の
流量比に適した真空度の許で化合物牛導体基板上にＳ
ｉ ８Ｎ４膜を形成することで、内部応力を十分小さく
でき、更に実用に供し得るＳ ｉ ａＮ４膜を得ること
ができる。そして、この膜を半導体素子のバッジベージ
せン膜として用いることで、素子の特性のばらつきや劣
化を抑え、信頼性を向上することができる。
Ｎ２ガスの流量比を０．３乃至０．７の範囲で、夫々の
流量比に適した真空度の許で化合物牛導体基板上にＳ
ｉ ８Ｎ４膜を形成することで、内部応力を十分小さく
でき、更に実用に供し得るＳ ｉ ａＮ４膜を得ること
ができる。そして、この膜を半導体素子のバッジベージ
せン膜として用いることで、素子の特性のばらつきや劣
化を抑え、信頼性を向上することができる。
第１図は本発明に係る流量比及び真空度と応力の関係を
示す図、第２図は本発明に係るＥＣＲプラズマ装置の概
略構成図である。 （ｌｉ・・・プラズマ室、（２）・・・ガス供給管、）
３）・・・導波管、（４）・・・コイル、（６）・・・
デボジョン室、（７）・・・基板、（８）・・・排気口
、（９）・・・ＳｉＨ４ガス供給部。
示す図、第２図は本発明に係るＥＣＲプラズマ装置の概
略構成図である。 （ｌｉ・・・プラズマ室、（２）・・・ガス供給管、）
３）・・・導波管、（４）・・・コイル、（６）・・・
デボジョン室、（７）・・・基板、（８）・・・排気口
、（９）・・・ＳｉＨ４ガス供給部。
Claims (1)
- （１）電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤにより化
合物半導体基板上に窒化シリコン膜を形成する窒化シリ
コン膜形成方法において、原料ガスとして供給するシラ
ン（ＳｉＨ＿４）ガスと窒素（Ｎ＿２）ガスとの流量比
（ＳｉＨ＿４／Ｎ＿２）を０．３乃至０．７とし、夫々
の流量比に適した真空度の許で窒化シリコン膜を形成す
ることを特徴とする窒化シリコン膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19450286A JPS6350027A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 窒化シリコン膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19450286A JPS6350027A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 窒化シリコン膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350027A true JPS6350027A (ja) | 1988-03-02 |
Family
ID=16325582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19450286A Pending JPS6350027A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 窒化シリコン膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350027A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333922A (ja) * | 1993-05-19 | 1994-12-02 | Nippondenso Co Ltd | 装置保護膜および装置保護膜の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933837A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置表面上への絶縁膜形成法 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19450286A patent/JPS6350027A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933837A (ja) * | 1982-08-19 | 1984-02-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置表面上への絶縁膜形成法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333922A (ja) * | 1993-05-19 | 1994-12-02 | Nippondenso Co Ltd | 装置保護膜および装置保護膜の製造方法 |
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