JPH02248046A - ＳｉＯ↓２膜の形成方法 - Google Patents
ＳｉＯ↓２膜の形成方法Info
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- JPH02248046A JPH02248046A JP6766889A JP6766889A JPH02248046A JP H02248046 A JPH02248046 A JP H02248046A JP 6766889 A JP6766889 A JP 6766889A JP 6766889 A JP6766889 A JP 6766889A JP H02248046 A JPH02248046 A JP H02248046A
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- Japan
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- sio2
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- film
- sio2 film
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- Pending
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- 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、ＳｉＯ２膜の形成方法に関するものである。
［従来の技術］
環在、最も一般的なＳｉ０２膜の形成方法は、例えば第
４９回応用物理学会学術講演会講演予稿集。
４９回応用物理学会学術講演会講演予稿集。
第２分冊、６４１ページ（講演番号５ｐ−Ｎ−１）に開
示されているように、酸化性雰囲気中で８００〜１２０
０℃の高温で３ｉ表面を酸化する熱酸化法である。
示されているように、酸化性雰囲気中で８００〜１２０
０℃の高温で３ｉ表面を酸化する熱酸化法である。
この方法で形成したＳｉＯ２膜は、組成が均一であり、
清浄な３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面を得ることが容易で
あるといった利点を有する。
清浄な３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面を得ることが容易で
あるといった利点を有する。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、近年、１０ｎｍ程度の超薄膜ＳｉＯｚ膜
が要求されるようになると、今までさして問題視されて
いなかった、Ｓｉ０２／３ｉ界面の原子レベルでの微小
な凹凸が問題となってきた。即ち、このような超薄膜で
は、酸化前の３ｉ表面の凹凸を反°映した界面の凹凸が
存在し、ＳｉＯ２膜厚のゆらぎや電気特性悪化の原因と
なり、ひいては３ｉ超高集積回路の高集積度化、高性能
化、歩留まり向上の妨げとなる。
が要求されるようになると、今までさして問題視されて
いなかった、Ｓｉ０２／３ｉ界面の原子レベルでの微小
な凹凸が問題となってきた。即ち、このような超薄膜で
は、酸化前の３ｉ表面の凹凸を反°映した界面の凹凸が
存在し、ＳｉＯ２膜厚のゆらぎや電気特性悪化の原因と
なり、ひいては３ｉ超高集積回路の高集積度化、高性能
化、歩留まり向上の妨げとなる。
本発明は、以上述べたような従来の問題点を解決するた
めになされたもので、Ｓ！／ＳｉＯ２界面の凹凸が小ざ
い、良好な超薄膜ＳｉＯ２膜を形成する方法を提供する
ことを目的とする。
めになされたもので、Ｓ！／ＳｉＯ２界面の凹凸が小ざ
い、良好な超薄膜ＳｉＯ２膜を形成する方法を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明は、（ｉｉｏ）または（ｉｉｏ）から５度以内の
面方位を持つ８１基板を酸化性雰囲気中で８００〜１２
００℃に加熱する工程と、該工程に続いて非酸化性雰囲
気中で１０００〜１４００℃に加熱する工程とからなる
ことを特徴とするＳｉＯ２膜の形成方法である。
面方位を持つ８１基板を酸化性雰囲気中で８００〜１２
００℃に加熱する工程と、該工程に続いて非酸化性雰囲
気中で１０００〜１４００℃に加熱する工程とからなる
ことを特徴とするＳｉＯ２膜の形成方法である。
［作用］
以下に、本発明によって３ｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸の小
さい超薄膜Ｓ ｉ ０２膜を形成することができる作用
について述べる。
さい超薄膜Ｓ ｉ ０２膜を形成することができる作用
について述べる。
本発明者らが、様々な方法で形成した５Ｉ０２について
、そのＳｉ／ＳｉＯ２界面を調べたところ、１０００℃
以上の高温ではＳｉ／ＳｉＯ２界面で反応が生じること
、および（１１０）Ｓ ｉ ／ＳｉＯ２界面は、他の高
次の面方位を持つＳｉ／ＳｉＯ２界面に比べてエネルギ
ー的に安定であることが判明した。
、そのＳｉ／ＳｉＯ２界面を調べたところ、１０００℃
以上の高温ではＳｉ／ＳｉＯ２界面で反応が生じること
、および（１１０）Ｓ ｉ ／ＳｉＯ２界面は、他の高
次の面方位を持つＳｉ／ＳｉＯ２界面に比べてエネルギ
ー的に安定であることが判明した。
従って、（１１０）あるいは（１１０）に近い面方位を
持つ３ｉ基板を熱酸化した場合、Ｓｉ基板表面の凹凸を
反映して３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面にも凹凸が見られ
るが、高温で熱処理を加えることによってＳｉ／ＳｉＯ
２界面で反応が生じ、エネルギー的に有利な（１１０）
Ｓ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面が出現する。
持つ３ｉ基板を熱酸化した場合、Ｓｉ基板表面の凹凸を
反映して３ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面にも凹凸が見られ
るが、高温で熱処理を加えることによってＳｉ／ＳｉＯ
２界面で反応が生じ、エネルギー的に有利な（１１０）
Ｓ ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面が出現する。
（１１０）Ｓｉ面は原子レベルで非常に平坦であるから
、得られたＳｉ／ＳｉＯ２界面も凹凸の非常に少ない平
坦な界面となる。また、高温の熱処理を非酸化性の雰囲
気中で行うことによって、熱酸化で得られたＳｉＯ２の
膜厚が増加することが避けられる。このように、熱酸化
による超薄膜ＳｉＯ２膜形成とその後の高温熱処理によ
って、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸が小さい良好な超薄膜
Ｓ ｉ ０２膜を形成することができる。
、得られたＳｉ／ＳｉＯ２界面も凹凸の非常に少ない平
坦な界面となる。また、高温の熱処理を非酸化性の雰囲
気中で行うことによって、熱酸化で得られたＳｉＯ２の
膜厚が増加することが避けられる。このように、熱酸化
による超薄膜ＳｉＯ２膜形成とその後の高温熱処理によ
って、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸が小さい良好な超薄膜
Ｓ ｉ ０２膜を形成することができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図および第２図は本発明の詳細な説明するための基
板の部分断面図である。本実施例では、（１１０）面方
位を持つ（１１０）３ ｉ基板１０、および比較のため
に（ｔｉｏ）から１５度傾いた面方位を持つ（１１０）
１５度オフ３ｉ基板１１０を用いた（第１図（ａ）、
第２図（ａ））。
板の部分断面図である。本実施例では、（１１０）面方
位を持つ（１１０）３ ｉ基板１０、および比較のため
に（ｔｉｏ）から１５度傾いた面方位を持つ（１１０）
１５度オフ３ｉ基板１１０を用いた（第１図（ａ）、
第２図（ａ））。
（１１０）３ ｉ基板１０および（１１０） １５度オ
フ３ｉ基板１１０を９００〜１２００℃で１０〜１２０
分、酸素および酸素／水素混合雰囲気で熱酸化してＳｉ
０２膜２０および１２０を形成した（第１図（ｂ）。
フ３ｉ基板１１０を９００〜１２００℃で１０〜１２０
分、酸素および酸素／水素混合雰囲気で熱酸化してＳｉ
０２膜２０および１２０を形成した（第１図（ｂ）。
第２図（ｂ））。その後、それぞれの・基板の一部を赤
外線ランプを熱源とするランプアニール装置で、１００
０〜１４００℃で１０秒から３０分、真空、アルゴンお
よび窒素雰囲気で高温熱処理した（第１図（Ｃ）、第２
図（Ｃ））。熱酸化直後および高温熱処理後の試料のＳ
ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面の凹凸の状態を、透過型電子顕
微鏡を用いた高分解能断面観察で評価した。
外線ランプを熱源とするランプアニール装置で、１００
０〜１４００℃で１０秒から３０分、真空、アルゴンお
よび窒素雰囲気で高温熱処理した（第１図（Ｃ）、第２
図（Ｃ））。熱酸化直後および高温熱処理後の試料のＳ
ｉ ／Ｓ ｉ ０２界面の凹凸の状態を、透過型電子顕
微鏡を用いた高分解能断面観察で評価した。
その結果、熱酸化直後では（１１０）３ ｉ基板１０゜
（１１０） １５度オフＳｉ基板１１０のどちらを使っ
た場合でも、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸は１〜２止で同
程度であった（第１図（ｂ）、第２図（ｂ））。しかし
ながら、高温熱処理後においては、（１１０）３ｉ基板
１０を用いな場合には、３ｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸はい
ずれの場合も０．５ｎｍと非常に平坦化されており、原
子レベルで平坦な（１１０）Ｓ ｉ ／ＳｉＯ２界面が
得られた（第１図（Ｃ））のに対し、（１１０） １５
度オフＳ；基板１１０を用いた場合には、（１１０）面
がもとのＳｉ ／Ｓ ｉ ０２界面から大きく傾いてい
るため、（ｉｉｏ）面と他の方位の面とが交互に出現し
た“のこぎり歯状の界面が得られた（第２図（Ｃ））。
（１１０） １５度オフＳｉ基板１１０のどちらを使っ
た場合でも、Ｓｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸は１〜２止で同
程度であった（第１図（ｂ）、第２図（ｂ））。しかし
ながら、高温熱処理後においては、（１１０）３ｉ基板
１０を用いな場合には、３ｉ／ＳｉＯ２界面の凹凸はい
ずれの場合も０．５ｎｍと非常に平坦化されており、原
子レベルで平坦な（１１０）Ｓ ｉ ／ＳｉＯ２界面が
得られた（第１図（Ｃ））のに対し、（１１０） １５
度オフＳ；基板１１０を用いた場合には、（１１０）面
がもとのＳｉ ／Ｓ ｉ ０２界面から大きく傾いてい
るため、（ｉｉｏ）面と他の方位の面とが交互に出現し
た“のこぎり歯状の界面が得られた（第２図（Ｃ））。
なお、本実施例では（１１０）Ｓ ｉ基板を用いて高温
熱処理の効果を説明したが、（１１０）から５度以内の
範囲で傾いた基板を用いても同様な効果が確認された。
熱処理の効果を説明したが、（１１０）から５度以内の
範囲で傾いた基板を用いても同様な効果が確認された。
また、熱酸化は酸素および酸素／水素の混合雰囲気中で
行われたが、他の酸化性雰囲気、例えば塩化水素を添加
した雰囲気等でもよい。ざらに、高温熱処理にはランプ
アニール装置を使用したが、これも他の熱源であっても
なんら支障はない。
行われたが、他の酸化性雰囲気、例えば塩化水素を添加
した雰囲気等でもよい。ざらに、高温熱処理にはランプ
アニール装置を使用したが、これも他の熱源であっても
なんら支障はない。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、Ｓｉ／Ｓ ｉ
０２界面が非常に平坦な超薄膜ＳｉＯ２を形成すること
ができ、３ｉ超高集積回路の高集積度化、高性能化２歩
留まり向上が可能なＳｉＯ２膜の形成方法が提供される
。
０２界面が非常に平坦な超薄膜ＳｉＯ２を形成すること
ができ、３ｉ超高集積回路の高集積度化、高性能化２歩
留まり向上が可能なＳｉＯ２膜の形成方法が提供される
。
第１図は本発明の一実施例を工程順に示した基板の部分
断面図、第２図は比較例を説明するための基板の部分断
面図である。 １０・・・（１１０）Ｓ ｉ基板 ２０、１２０・・・ＳｉＯ２膜
断面図、第２図は比較例を説明するための基板の部分断
面図である。 １０・・・（１１０）Ｓ ｉ基板 ２０、１２０・・・ＳｉＯ２膜
Claims (1)
- （１）（１１０）または（１１０）から５度以内の面方
位を持つＳｉ基板を酸化性雰囲気中で８００〜１２００
℃に加熱する工程と、該工程に続いて非酸化性雰囲気中
で１０００〜１４００℃に加熱する工程とからなること
を特徴とするＳｉＯ＿２膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6766889A JPH02248046A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ＳｉＯ↓２膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6766889A JPH02248046A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ＳｉＯ↓２膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248046A true JPH02248046A (ja) | 1990-10-03 |
Family
ID=13351612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6766889A Pending JPH02248046A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | ＳｉＯ↓２膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02248046A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1592045A4 (en) * | 2003-02-07 | 2010-09-08 | Shinetsu Handotai Kk | SILICON SUBSTRATE SUBSTRATE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51147269A (en) * | 1975-06-13 | 1976-12-17 | Hitachi Ltd | Field effect transistor |
| JPS5269585A (en) * | 1975-12-09 | 1977-06-09 | Nippon Gakki Seizo Kk | Semiconductor device |
| JPS634624A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6433935A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Seiko Instr & Electronics | Formation of silicon oxide film |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP6766889A patent/JPH02248046A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51147269A (en) * | 1975-06-13 | 1976-12-17 | Hitachi Ltd | Field effect transistor |
| JPS5269585A (en) * | 1975-12-09 | 1977-06-09 | Nippon Gakki Seizo Kk | Semiconductor device |
| JPS634624A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6433935A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Seiko Instr & Electronics | Formation of silicon oxide film |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1592045A4 (en) * | 2003-02-07 | 2010-09-08 | Shinetsu Handotai Kk | SILICON SUBSTRATE SUBSTRATE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
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