JP2936623B2 - 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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- JP2936623B2 JP2936623B2 JP4611190A JP4611190A JP2936623B2 JP 2936623 B2 JP2936623 B2 JP 2936623B2 JP 4611190 A JP4611190 A JP 4611190A JP 4611190 A JP4611190 A JP 4611190A JP 2936623 B2 JP2936623 B2 JP 2936623B2
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モノシランあるいはジクロルシランおよび
アンモニアを原料ガスとして減圧化学気相成長法により
シリコン窒化膜を成長させる工程を有する半導体装置の
製造方法に関する。
アンモニアを原料ガスとして減圧化学気相成長法により
シリコン窒化膜を成長させる工程を有する半導体装置の
製造方法に関する。
［従来の技術］ CVD法によるシリコン窒化膜は、ダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリー（DRAM）の容量絶縁膜の構成
要素の一つとして用いられてきた。
ダム・アクセス・メモリー（DRAM）の容量絶縁膜の構成
要素の一つとして用いられてきた。
従来のシリコン窒化膜の成長方法としては、モノシラ
ン（SiH4）あるいはジクロルシラン（SiH2Cl2）および
アンモニア（NH3）を原料ガスとして、減圧CVD法により
成長させる方法がある。この方法において、成長の過程
において、原料ガスであるSiH4あるいはSiH2Cl2およびN
H3は常に連続して一定流量で流される。
ン（SiH4）あるいはジクロルシラン（SiH2Cl2）および
アンモニア（NH3）を原料ガスとして、減圧CVD法により
成長させる方法がある。この方法において、成長の過程
において、原料ガスであるSiH4あるいはSiH2Cl2およびN
H3は常に連続して一定流量で流される。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の方法により得られたシリコン窒化膜は
DRAMの容量膜として通常シリコン酸化膜／シリコン窒化
膜／シリコン酸化膜の３層構造、あるいは、シリコン酸
化膜／シシリコン窒化膜の２層構造で用いられる。
DRAMの容量膜として通常シリコン酸化膜／シリコン窒化
膜／シリコン酸化膜の３層構造、あるいは、シリコン酸
化膜／シシリコン窒化膜の２層構造で用いられる。
近年、半導体装置の大きさが縮小するに伴い、DRAMの
膜厚も必然的に薄くしなけねればならなくなった。しか
し、シリコン窒化膜は、その膜厚を薄くしていくと、リ
ーク電流の増加、耐酸化性の低下などの問題が生じてく
る。これらの問題を回避するためには、シリコン窒化膜
の膜質を向上させる必要がある。
膜厚も必然的に薄くしなけねればならなくなった。しか
し、シリコン窒化膜は、その膜厚を薄くしていくと、リ
ーク電流の増加、耐酸化性の低下などの問題が生じてく
る。これらの問題を回避するためには、シリコン窒化膜
の膜質を向上させる必要がある。
一般にシリコン窒化膜においては、化学量論比（Si:N
＝3:4）よりもシリコンが過多になると、膜質が劣化す
る性質がある。従来のシリコン窒化膜の成長方法におい
て膜質を向上させる方法としてNH3/SiH4あるいはNH3/Si
H2Cl2の流量比を大きくすることにより、成長されるシ
リコン窒化膜中のSiとＮの化学量論比からのずれを少な
くする方法がある。しかしこの方法では成長圧力を一定
に保つためSiH4＋NH3あるいはSiH2Cl2＋NH3の総流量を
一定に保つ必要があり、シリコン窒化膜の膜質を向上さ
せるためには必然的にSiH4あるいはSiH2Cl2の流量を減
少させなければならない。SiH4あるいはSiH2Cl2の流量
を減少させることにより、シリコン窒化膜の成長速度は
低下し、スループットが低下するという欠点がある。
＝3:4）よりもシリコンが過多になると、膜質が劣化す
る性質がある。従来のシリコン窒化膜の成長方法におい
て膜質を向上させる方法としてNH3/SiH4あるいはNH3/Si
H2Cl2の流量比を大きくすることにより、成長されるシ
リコン窒化膜中のSiとＮの化学量論比からのずれを少な
くする方法がある。しかしこの方法では成長圧力を一定
に保つためSiH4＋NH3あるいはSiH2Cl2＋NH3の総流量を
一定に保つ必要があり、シリコン窒化膜の膜質を向上さ
せるためには必然的にSiH4あるいはSiH2Cl2の流量を減
少させなければならない。SiH4あるいはSiH2Cl2の流量
を減少させることにより、シリコン窒化膜の成長速度は
低下し、スループットが低下するという欠点がある。
本発明は上記欠点のない半導体装置の製造方法を提供
するものである。
するものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の半導体装置の製造方法は、モノシランあるい
はジクロルシラン及びアンモニアを原料ガスとして減圧
化学気相成長法によりシリコン窒化膜を成長させる工程
を有する半導体装置の製造方法において、前記シリコン
窒化膜の成長の途中でモノシランあるいはジクロルシラ
ンの供給を停止し、アンモニアのみを供給する工程を含
み、前記シリコン窒化膜を成長させる工程とアンモニア
のみを供給する工程を繰り返して所定の膜厚のシリコン
窒化膜を形成することを特徴とする。
はジクロルシラン及びアンモニアを原料ガスとして減圧
化学気相成長法によりシリコン窒化膜を成長させる工程
を有する半導体装置の製造方法において、前記シリコン
窒化膜の成長の途中でモノシランあるいはジクロルシラ
ンの供給を停止し、アンモニアのみを供給する工程を含
み、前記シリコン窒化膜を成長させる工程とアンモニア
のみを供給する工程を繰り返して所定の膜厚のシリコン
窒化膜を形成することを特徴とする。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明のシリコン窒化膜の成長方法の第１の
実施例におけるSiH2Cl2およびNH3を用いた場合のガスフ
ローを示すタイムチャートである。
実施例におけるSiH2Cl2およびNH3を用いた場合のガスフ
ローを示すタイムチャートである。
成長温度750℃、SiH2Cl2流量25sccm、NH3流量1.3sl
m、成長圧力0.2Torrにおいて、シリコン窒化膜の成長速
度はおよそ５Å/minである。本発明におけるシリコン窒
化膜の成長方法でシリコン窒化膜の膜質を改善しようと
する場合、この成長条件でNH3のみを２分間供給するこ
とにより、約40Å程度のシリコン窒化膜の膜質を改善す
ることができる。よって、100Åのシリコン窒化膜を成
長させる場合には、成長途中で２回、NH3のみを供給す
る工程を行なうことが必要である。
m、成長圧力0.2Torrにおいて、シリコン窒化膜の成長速
度はおよそ５Å/minである。本発明におけるシリコン窒
化膜の成長方法でシリコン窒化膜の膜質を改善しようと
する場合、この成長条件でNH3のみを２分間供給するこ
とにより、約40Å程度のシリコン窒化膜の膜質を改善す
ることができる。よって、100Åのシリコン窒化膜を成
長させる場合には、成長途中で２回、NH3のみを供給す
る工程を行なうことが必要である。
次に、第１図を参照して詳細に説明する。この場合、
横軸は時間、縦軸はガスの流量を示す。
横軸は時間、縦軸はガスの流量を示す。
本実施例においてSiH2Cl2の最大流量R1は25sccm、NH3
の最大流量R2は1.3slmである。時間T1において、SiH2Cl
2およびNH3のバルブを開け、成長を開始する。シリコン
窒化膜が35Å成長したT2の時点すなわちT1から７分経過
した時点でSiH2Cl2のバルブを閉じる。ここでNH3のみが
供給されることにより成長したシリコン窒化膜の膜質が
改善される。T2から２分経過したT3で再びSiH2Cl2のバ
ルブを開け、シリコン窒化膜の成長を開始する。T3から
７分後のT4に再びSiH2Cl2の供給を止め、２度めの膜質
改善を行ない、T4から２分経過したT5でSiH2Cl2の供給
を再開する。T5から６分経過したT6の時点で既にシリコ
ン窒化膜は100Å成長しているが、最上層のシリコン窒
化膜の膜質の改善を行なうためにT6の時点ではNH3の供
給は止めずにSiH2Cl2の供給のみを停止する。T6から２
分経過したT7でNH3の供給を停止し、シリコン窒化膜の
成長工程を終了する。
の最大流量R2は1.3slmである。時間T1において、SiH2Cl
2およびNH3のバルブを開け、成長を開始する。シリコン
窒化膜が35Å成長したT2の時点すなわちT1から７分経過
した時点でSiH2Cl2のバルブを閉じる。ここでNH3のみが
供給されることにより成長したシリコン窒化膜の膜質が
改善される。T2から２分経過したT3で再びSiH2Cl2のバ
ルブを開け、シリコン窒化膜の成長を開始する。T3から
７分後のT4に再びSiH2Cl2の供給を止め、２度めの膜質
改善を行ない、T4から２分経過したT5でSiH2Cl2の供給
を再開する。T5から６分経過したT6の時点で既にシリコ
ン窒化膜は100Å成長しているが、最上層のシリコン窒
化膜の膜質の改善を行なうためにT6の時点ではNH3の供
給は止めずにSiH2Cl2の供給のみを停止する。T6から２
分経過したT7でNH3の供給を停止し、シリコン窒化膜の
成長工程を終了する。
第２図は本発明の第２の実施例のSiH2Cl2,NH3のガス
・フローを示すタイムチャートである。
・フローを示すタイムチャートである。
本実施例においては、SiH2Cl2を短かい周期で供給・
停止をくり返すことを特徴としている。第１の実施例と
同一条件、即ち、成長温度750℃、SiH2Cl2流量25sccm、
NH3流量1.3slm、成長圧力0.2Torrにおいて、例えば一周
期中でのSiH2Cl2供給期間t1を100秒、SiH2Cl2停止期間t
2を20秒とすると、実効的な成長速度は となる。
停止をくり返すことを特徴としている。第１の実施例と
同一条件、即ち、成長温度750℃、SiH2Cl2流量25sccm、
NH3流量1.3slm、成長圧力0.2Torrにおいて、例えば一周
期中でのSiH2Cl2供給期間t1を100秒、SiH2Cl2停止期間t
2を20秒とすると、実効的な成長速度は となる。
T8においてSiH2Cl2およびNH3の供給を開始する。T8か
らt1＝100秒経過したT9においてSiH2Cl2の供給を停止す
る。t2＝20秒後即ちT10の時点で再びSiH2Cl2の供給を開
始する。以後t1秒のSiH2Cl2の供給、t2秒のSiH2Cl2の停
止を繰り返す。T8から24分経過した時点T11で100Åのシ
リコン窒化膜の成長が完了するので、SiH2Cl2の供給を
停止し、そのt2秒後のT12において、NH3の供給を停止
し、シリコン窒化膜の成長工程を完了する。
らt1＝100秒経過したT9においてSiH2Cl2の供給を停止す
る。t2＝20秒後即ちT10の時点で再びSiH2Cl2の供給を開
始する。以後t1秒のSiH2Cl2の供給、t2秒のSiH2Cl2の停
止を繰り返す。T8から24分経過した時点T11で100Åのシ
リコン窒化膜の成長が完了するので、SiH2Cl2の供給を
停止し、そのt2秒後のT12において、NH3の供給を停止
し、シリコン窒化膜の成長工程を完了する。
本実施例においては、SiH2Cl2の供給・停止を短かい
周期で行なうために、より均一なシリコン窒化膜を得る
ことができる。
周期で行なうために、より均一なシリコン窒化膜を得る
ことができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、SiH4あるいはSiH2Cl2
およびNH3を原料として減圧CVD法によりシリコン窒化膜
を成長させる方法において、成長途中にSiH4あるいはSi
H2Cl2の供給を停止しNH3のみを供給する工程を有するこ
とにより、シリコン窒化膜の膜質の向上が計られ、耐酸
化性に優れ、リーク電流の小さなシリコン窒化膜を得る
ことができ、半導体装置の歩留りの向上およびチップサ
イズの縮小が可能となる効果がある。
およびNH3を原料として減圧CVD法によりシリコン窒化膜
を成長させる方法において、成長途中にSiH4あるいはSi
H2Cl2の供給を停止しNH3のみを供給する工程を有するこ
とにより、シリコン窒化膜の膜質の向上が計られ、耐酸
化性に優れ、リーク電流の小さなシリコン窒化膜を得る
ことができ、半導体装置の歩留りの向上およびチップサ
イズの縮小が可能となる効果がある。
第１図は本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施例
のガスフローを示すタイムチャート、第２図は本発明の
第２の実施例のガスフローを示すタイムチャートであ
る。 R1……SiH2Cl2の最大流量、 R2……NH3の最大流量、 T1……第１の成長開始時間、 T2……第１の成長終了時間、 T3……第２の成長開始時間、 T4……第２の成長終了時間、 T5……第３の成長開始時間、 T6……第３の成長終了時間、 T7……成長工程完了時間、 T8……成長開始時間、 T9……成長終了時間、 T10……窒化処理終了時間、 t1……SiH2Cl2供給期間、 t2……SiH2Cl2停止期間。
のガスフローを示すタイムチャート、第２図は本発明の
第２の実施例のガスフローを示すタイムチャートであ
る。 R1……SiH2Cl2の最大流量、 R2……NH3の最大流量、 T1……第１の成長開始時間、 T2……第１の成長終了時間、 T3……第２の成長開始時間、 T4……第２の成長終了時間、 T5……第３の成長開始時間、 T6……第３の成長終了時間、 T7……成長工程完了時間、 T8……成長開始時間、 T9……成長終了時間、 T10……窒化処理終了時間、 t1……SiH2Cl2供給期間、 t2……SiH2Cl2停止期間。
Claims (1)
- 【請求項１】モノシランあるいはジクロルシラン及びア
ンモニアを原料ガスとして減圧化学気相成長法によりシ
リコン窒化膜を成長させる工程を有する半導体装置の製
造方法において、前記シリコン窒化膜の成長の途中でモ
ノシランあるいはジクロルシランの供給を停止し、アン
モニアのみを供給する工程を含み、前記シリコン窒化膜
を成長させる工程とアンモニアのみを供給する工程を繰
り返して所定の膜厚のシリコン窒化膜を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4611190A JP2936623B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4611190A JP2936623B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03248427A JPH03248427A (ja) | 1991-11-06 |
| JP2936623B2 true JP2936623B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=12737886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4611190A Expired - Fee Related JP2936623B2 (ja) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2936623B2 (ja) |
Families Citing this family (344)
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| US8017182B2 (en) * | 2007-06-21 | 2011-09-13 | Asm International N.V. | Method for depositing thin films by mixed pulsed CVD and ALD |
| US10378106B2 (en) | 2008-11-14 | 2019-08-13 | Asm Ip Holding B.V. | Method of forming insulation film by modified PEALD |
| US9394608B2 (en) | 2009-04-06 | 2016-07-19 | Asm America, Inc. | Semiconductor processing reactor and components thereof |
| US8802201B2 (en) | 2009-08-14 | 2014-08-12 | Asm America, Inc. | Systems and methods for thin-film deposition of metal oxides using excited nitrogen-oxygen species |
| KR101732187B1 (ko) * | 2009-09-03 | 2017-05-02 | 에이에스엠 저펜 가부시기가이샤 | 플라즈마 강화된 화학기상 증착법에 의해 규소-질소 결합을 갖는 등각성 유전체 막을 형성하는 방법 |
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| US10854498B2 (en) | 2011-07-15 | 2020-12-01 | Asm Ip Holding B.V. | Wafer-supporting device and method for producing same |
| US20130023129A1 (en) | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Asm America, Inc. | Pressure transmitter for a semiconductor processing environment |
| US9017481B1 (en) | 2011-10-28 | 2015-04-28 | Asm America, Inc. | Process feed management for semiconductor substrate processing |
| US9659799B2 (en) | 2012-08-28 | 2017-05-23 | Asm Ip Holding B.V. | Systems and methods for dynamic semiconductor process scheduling |
| US10714315B2 (en) | 2012-10-12 | 2020-07-14 | Asm Ip Holdings B.V. | Semiconductor reaction chamber showerhead |
| JP6017396B2 (ja) | 2012-12-18 | 2016-11-02 | 東京エレクトロン株式会社 | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 |
| US20160376700A1 (en) | 2013-02-01 | 2016-12-29 | Asm Ip Holding B.V. | System for treatment of deposition reactor |
| US10683571B2 (en) | 2014-02-25 | 2020-06-16 | Asm Ip Holding B.V. | Gas supply manifold and method of supplying gases to chamber using same |
| US10167557B2 (en) | 2014-03-18 | 2019-01-01 | Asm Ip Holding B.V. | Gas distribution system, reactor including the system, and methods of using the same |
| US11015245B2 (en) | 2014-03-19 | 2021-05-25 | Asm Ip Holding B.V. | Gas-phase reactor and system having exhaust plenum and components thereof |
| US10858737B2 (en) | 2014-07-28 | 2020-12-08 | Asm Ip Holding B.V. | Showerhead assembly and components thereof |
| US9890456B2 (en) | 2014-08-21 | 2018-02-13 | Asm Ip Holding B.V. | Method and system for in situ formation of gas-phase compounds |
| US9657845B2 (en) | 2014-10-07 | 2017-05-23 | Asm Ip Holding B.V. | Variable conductance gas distribution apparatus and method |
| US10941490B2 (en) | 2014-10-07 | 2021-03-09 | Asm Ip Holding B.V. | Multiple temperature range susceptor, assembly, reactor and system including the susceptor, and methods of using the same |
| KR102263121B1 (ko) | 2014-12-22 | 2021-06-09 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
| US10529542B2 (en) | 2015-03-11 | 2020-01-07 | Asm Ip Holdings B.V. | Cross-flow reactor and method |
| US10276355B2 (en) | 2015-03-12 | 2019-04-30 | Asm Ip Holding B.V. | Multi-zone reactor, system including the reactor, and method of using the same |
| US10458018B2 (en) | 2015-06-26 | 2019-10-29 | Asm Ip Holding B.V. | Structures including metal carbide material, devices including the structures, and methods of forming same |
| US10600673B2 (en) | 2015-07-07 | 2020-03-24 | Asm Ip Holding B.V. | Magnetic susceptor to baseplate seal |
| US9960072B2 (en) | 2015-09-29 | 2018-05-01 | Asm Ip Holding B.V. | Variable adjustment for precise matching of multiple chamber cavity housings |
| US10211308B2 (en) | 2015-10-21 | 2019-02-19 | Asm Ip Holding B.V. | NbMC layers |
| US11139308B2 (en) | 2015-12-29 | 2021-10-05 | Asm Ip Holding B.V. | Atomic layer deposition of III-V compounds to form V-NAND devices |
| US10529554B2 (en) | 2016-02-19 | 2020-01-07 | Asm Ip Holding B.V. | Method for forming silicon nitride film selectively on sidewalls or flat surfaces of trenches |
| US10468251B2 (en) | 2016-02-19 | 2019-11-05 | Asm Ip Holding B.V. | Method for forming spacers using silicon nitride film for spacer-defined multiple patterning |
| US10343920B2 (en) | 2016-03-18 | 2019-07-09 | Asm Ip Holding B.V. | Aligned carbon nanotubes |
| US10865475B2 (en) | 2016-04-21 | 2020-12-15 | Asm Ip Holding B.V. | Deposition of metal borides and silicides |
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