JPH0258331A - Method for manufacturing silicon nitride thin film - Google Patents

Method for manufacturing silicon nitride thin film

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JPH0258331A
JPH0258331A JP63210253A JP21025388A JPH0258331A JP H0258331 A JPH0258331 A JP H0258331A JP 63210253 A JP63210253 A JP 63210253A JP 21025388 A JP21025388 A JP 21025388A JP H0258331 A JPH0258331 A JP H0258331A
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JP
Japan
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substrate
silicon nitride
thin film
plasma
hydrogen
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JP63210253A
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Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Miyauchi
美智博 宮内
Masatoshi Kitagawa
雅俊 北川
Kentaro Setsune
瀬恒 謙太郎
Takashi Hirao
孝 平尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To form a satisfactory silicon nitride thin film while easily controlling the quantity of hydrogen in the film by thermally depositing material silicon on a substrate simultaneously while irradiating it with excited nitrogen and hydrogen plasma. CONSTITUTION:A gas inlet 17 is introduced into a vacuum chamber 11 by precisely controlling the flow rate of nitrogen and hydrogen gases. The intensity of a magnetic field in a plasma generating chamber 15 is so set as to satisfy electron cyclotron resonance conditions thereby to generate a plasma having high dissociation degree. For example, when the frequency of a microwave is 2.45GHz, the electron cyclotron resonance is generated 875G of the intensity of the magnetic field. The generated plasma is passed through a plasma drawing window 18 to be radiated to a substrate 20 on a substrate holder 19. Material silicon 19 is contained in a deposition source 22, and material silicon 21 is, for example, heated to be melted by an electron beam heating method to be deposited on the substrate 20. Thus, the silicon is reacted with nitrogen on or near the substrate to form a silicon nitride thin film on the substrate 20.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、窒化シリコン薄膜の製造方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing silicon nitride thin films.

従来の技術 窒化シリコン薄膜は、ち密性がよく、耐湿性、耐アルカ
リイオン性に優れているため、半導体素子等のパッシベ
ーション膜やアモルファスシリコン薄膜トランジスタの
ゲート絶縁膜等によく用いられている。窒化シリコン薄
膜の形成方法としては、熱化学気相堆積法(熱CVD法
)やスパッタリング法、高周波プラズマ化学気相堆積法
(プラズマCVD法)、電子サイクロトロン共鳴(EC
R)プラズマCVD法、イオンビーム蒸着法などが用い
られている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Silicon nitride thin films are often used as passivation films for semiconductor devices, gate insulating films for amorphous silicon thin film transistors, etc. because of their good density, moisture resistance, and alkali ion resistance. Methods for forming silicon nitride thin films include thermal chemical vapor deposition (thermal CVD), sputtering, high-frequency plasma chemical vapor deposition (plasma CVD), and electron cyclotron resonance (EC).
R) Plasma CVD method, ion beam evaporation method, etc. are used.

発明が解決しようとする課題 熱CVD法では、非常に良好な窒化シリコン薄膜ができ
ているが、形成温度が800″C前後と高温であるため
、集積回路のA1配線後の膜の形成やアモルファスシリ
コンのゲート絶縁膜として用いることは困難である。
Problems to be Solved by the Invention The thermal CVD method produces a very good silicon nitride thin film, but because the formation temperature is as high as around 800"C, it is difficult to form a film after A1 wiring of an integrated circuit or to form an amorphous silicon nitride film. It is difficult to use it as a silicon gate insulating film.

スパッタリング法やプラズマCVD法、イオンビーム蒸
着法では、300°C前後で窒化シリコン薄膜を形成す
ることが可能である。しかしながら、スパッタリング法
では、膜中にスパッタガスが混入するため良質の窒化シ
リコン薄膜は得られにくく、また、製膜中に基板に損傷
を与えるため、パッシベション膜やゲート絶縁膜として
は用いることはできない。
With sputtering, plasma CVD, and ion beam evaporation, it is possible to form a silicon nitride thin film at around 300°C. However, with the sputtering method, it is difficult to obtain a high-quality silicon nitride thin film because sputtering gas is mixed into the film, and the substrate is damaged during film formation, so it cannot be used as a passivation film or gate insulating film. .

イオンビーム蒸着法ではイオンによるダメージが存在す
るため、バッシベション膜やデー1−fat膜としては
用いることはできない。
In the ion beam evaporation method, there is damage caused by ions, so it cannot be used as a bashing film or a 1-fat film.

プラズマCVD法では、5iHzガス等の危険なガスを
用いており、また、できた膜はSiとNの結合は不完全
であり、しかも膜中には多量の水素が含まれており、そ
の水素量を制御するためには基板温度や放?■状態を変
える必要があり、このため、組成等膜質が変わるため水
素量の制御は難しい。
The plasma CVD method uses dangerous gases such as 5iHz gas, and the resulting film has incomplete bonding between Si and N, and also contains a large amount of hydrogen. Is it necessary to control the amount by controlling the substrate temperature or radiation? ■It is difficult to control the amount of hydrogen because the conditions need to be changed, and the film quality such as composition changes.

ECRプラズマCVD法は、基板加熱なしでも膜を作成
することができ、基板へ損傷をほとんど与えることなく
良質の窒化/リコン薄膜を作成することかできる。しか
しながら、5iHaガス等の危険なガスを用いており、
またN  S iHaを用いているため膜中には水素が
含まれ、その水素量の制御は芹、しい。
The ECR plasma CVD method can create a film without heating the substrate, and can create a high-quality nitride/recon thin film with almost no damage to the substrate. However, it uses dangerous gas such as 5iHa gas,
Furthermore, since NSiHa is used, the film contains hydrogen, and the amount of hydrogen can be controlled very easily.

課題を解決するための手段 以」二のような課題を解決するために、本発明者らは、
窒素を含むガスおよび水素を含むガスの混合ガスを1つ
のマイクロ波、電子サイクロトロン共鳴吸収を利用した
プラズマ分解によって同時に励起するか、あるいは、窒
素を含むガスおよび水素を含むガスをそれぞれマイクロ
波、電子サイクロトロン共鳴吸収を利用したプラズマ分
解によって独立に励起して、基板上に前記励起した窒素
および水素プラズマを照射しながら同時に原料シリコン
を加熱蒸若することによって、膜中の水素量を容易に制
御しながら良好な窒化シリコン薄膜を形成できることを
見いだした。
Means for Solving the Problems In order to solve the following problems, the inventors have
Either a mixed gas of a nitrogen-containing gas and a hydrogen-containing gas is simultaneously excited by plasma decomposition using one microwave and electron cyclotron resonance absorption, or a nitrogen-containing gas and a hydrogen-containing gas are excited by microwave and electron excitation, respectively. The amount of hydrogen in the film can be easily controlled by independently exciting plasma decomposition using cyclotron resonance absorption and irradiating the substrate with the excited nitrogen and hydrogen plasma while simultaneously heating and vaporizing the raw material silicon. However, we have found that it is possible to form a good silicon nitride thin film.

窒素を含むガスとして窒素ガスあるいはアンモニアガス
あるいはこれらの混合ガスを用い、水素を含むガスとし
て水素ガスを用い、これら外部から導入する原料ガスの
導入量を真空装置内の圧力がlX10−’Torrから
5X10−3Torrに保たれるように設定するとよい
。さらに望ましくは、基板を、基板の法線を軸として1
分間に1から500回転の回転速度回転させるとよい。
Nitrogen gas, ammonia gas, or a mixture thereof is used as the nitrogen-containing gas, and hydrogen gas is used as the hydrogen-containing gas. It is preferable to set it so that it is maintained at 5X10-3 Torr. More preferably, the substrate is aligned at 1
It is preferable to rotate at a rotation speed of 1 to 500 revolutions per minute.

また、基板に直流バイアス電圧をかけると、基板近傍の
プラズマ状態を制御することができ、窒化シリコン薄膜
の膜質を制御することができる。
Further, by applying a DC bias voltage to the substrate, the plasma state near the substrate can be controlled, and the quality of the silicon nitride thin film can be controlled.

作用 この方法により、S s HJガスを用いることなく、
低温で基板損傷の非常に少ないしかも水素■1を制御し
た窒化シリコン薄膜を低温で容易に作成することができ
るようになる。また、基板を回転させることによって、
均一でステップカバレージのよい膜を形成することがで
きる。
Effect: With this method, without using S s HJ gas,
It becomes possible to easily produce a silicon nitride thin film at low temperature with very little damage to the substrate and with controlled hydrogen (1). Also, by rotating the board,
A uniform film with good step coverage can be formed.

実施例 以下、図面に基づき本発明の代表的な実施例を示す。第
1図は本実施例で用いる第1の装置の概略図を示してい
る。11が真空チャンバーであり、排気孔12より真空
に排気される。導波管13を通してマイクロ波発振器1
4からマイクロ波がプラズマ発生室15へ導入される。
EXAMPLES Below, typical examples of the present invention will be shown based on the drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of a first device used in this example. Reference numeral 11 denotes a vacuum chamber, which is evacuated to a vacuum through an exhaust hole 12. Microwave oscillator 1 through waveguide 13
4, microwaves are introduced into the plasma generation chamber 15.

電磁石16によりプラズマ発生室15に磁界が印加され
る。17はガス導入口であり窒素、水素のガスが流量を
精密に制御して真空チャンバー11に導入される。
A magnetic field is applied to the plasma generation chamber 15 by the electromagnet 16 . Reference numeral 17 denotes a gas inlet port through which nitrogen and hydrogen gases are introduced into the vacuum chamber 11 with their flow rates precisely controlled.

プラズマ発生室15中の磁界の強さを電子サイクロトロ
ン共鳴条件を満たすように設定することにより、解離度
の高いプラズマを発生することができる。例えば、マイ
クロ波の周波数が2.45GHzの場合、磁界の強さが
875Gで電子サイクロトロン共」Dが起こる。発生し
たプラズマはプラズマ引出し窓18を通過して基板ホル
ダ19上の基板20に照射される。原料シリコン21は
蒸着源22中に収容されており、例えば電子ビーム加熱
法により原料シリコン21を加熱溶融して前記基板20
上にシリコンを蒸若する。このようにして、基板表面上
あるいは基板近傍において、シリコンと窒素が反応して
基板20上に窒化シリコン薄膜が形成される。
Plasma with a high degree of dissociation can be generated by setting the strength of the magnetic field in the plasma generation chamber 15 so as to satisfy the electron cyclotron resonance conditions. For example, when the microwave frequency is 2.45 GHz and the magnetic field strength is 875 G, "D" occurs in the electron cyclotron. The generated plasma passes through the plasma extraction window 18 and is irradiated onto the substrate 20 on the substrate holder 19. Raw material silicon 21 is housed in a vapor deposition source 22, and the raw material silicon 21 is heated and melted by, for example, an electron beam heating method to form the substrate 20.
Steam the silicone on top. In this way, silicon and nitrogen react on the surface of the substrate or in the vicinity of the substrate, and a silicon nitride thin film is formed on the substrate 20.

真空チャンバー内へ導入されるガスの導入量は、真空チ
ャンバー内の圧力がlX10−’Torrから5X10
−3To r rに保たれるように設定することにより
、安定で高励起なプラズマを発生することができた。
The amount of gas introduced into the vacuum chamber varies depending on the pressure inside the vacuum chamber from 1X10-'Torr to 5X10Torr.
By setting the temperature to be maintained at -3 Torr, stable and highly excited plasma could be generated.

窒素を含むガスとして窒素ガスを、水素を含むガスとし
て水素ガスを用いると、水素のガス分圧を変えることに
よって窒化シリコン薄膜中の水素量を、0%から数10
%まで容易に制御できる。
When nitrogen gas is used as the nitrogen-containing gas and hydrogen gas is used as the hydrogen-containing gas, the amount of hydrogen in the silicon nitride thin film can be varied from 0% to several 10% by changing the gas partial pressure of hydrogen.
% can be easily controlled.

そのため、例えば、第4図に示すように水素ガスのガス
分圧のみを変えることによって、窒化シリコン薄膜の光
学バンドギャップを変えることができた。また膜中のス
トレスも水素量が変わると変化した。
Therefore, for example, as shown in FIG. 4, by changing only the gas partial pressure of hydrogen gas, it was possible to change the optical bandgap of the silicon nitride thin film. The stress in the film also changed as the amount of hydrogen changed.

窒素ガスの分圧を変えることによって窒化シリコン薄膜
の組成比N/SiをOから1.33まで自由に変えるこ
とができた。
By changing the partial pressure of nitrogen gas, the composition ratio N/Si of the silicon nitride thin film could be freely changed from O to 1.33.

窒素を含むガスとしてアンモニアガスを、水素を含むガ
スとして水素ガスを用いると、窒化シリコン薄膜中の水
素nをOにすることはできないが、アンモニアガスは窒
素ガスに比べて励起され易くまたシリコンとよく反応す
るため、マイクロ波の電力を小さくすることができ、ま
たアンモニアガスの分圧を低くしてもストイキオメトリ
−(N/5i=1.33)に近い膜を容易に得ることが
できた。
If ammonia gas is used as the nitrogen-containing gas and hydrogen gas is used as the hydrogen-containing gas, the hydrogen n in the silicon nitride thin film cannot be changed to O, but ammonia gas is more easily excited than nitrogen gas and is Because it reacts well, it is possible to reduce the power of the microwave, and even if the partial pressure of ammonia gas is lowered, it is possible to easily obtain a film close to stoichiometry (N/5i = 1.33). Ta.

窒素を含むガスとして窒素ガスおよびアンモニアガスの
混合ガスを、水素を含むガスとして水素ガスを用いても
、良好な窒化シリコン薄膜を得ることができた。
Even when a mixed gas of nitrogen gas and ammonia gas was used as the nitrogen-containing gas and hydrogen gas was used as the hydrogen-containing gas, a good silicon nitride thin film could be obtained.

窒化シリコン薄膜を堆積するときの基板温度は、通常の
プラズマCVD法では、300″C前後に加熱する必要
があるが、本方式では、窒素及び水素が非常に高励起に
活性化しているため、基板温度が150°C以下でも非
常に良好な窒化シリコン薄膜を得ることができる。この
ため、プラスチック等の基板上にも窒化シリコン薄膜を
形成することができる。
When depositing a silicon nitride thin film, the substrate temperature needs to be heated to around 300"C in the normal plasma CVD method, but in this method, nitrogen and hydrogen are activated to a very high degree, so A very good silicon nitride thin film can be obtained even at a substrate temperature of 150° C. or less. Therefore, a silicon nitride thin film can also be formed on a substrate made of plastic or the like.

基板を固定させておいても良好な窒化シリコン薄膜を形
成することができるが、窒素・水素プラズマ源とシリコ
ン蒸着源とが基板に対して非対称な位置に配置されてい
るため、より膜厚や組成比等の膜質が均一でしかも段差
部のステップカバレージの良い窒化シリコン薄膜を形成
するために、モータ23にて基板20を基板の法線を軸
として、1分間に1〜500回転の回転速度で回転させ
ると良い。
A good silicon nitride thin film can be formed even if the substrate is fixed, but since the nitrogen/hydrogen plasma source and silicon evaporation source are placed asymmetrically with respect to the substrate, the film thickness and In order to form a silicon nitride thin film with uniform film quality such as composition ratio and good step coverage on stepped portions, the substrate 20 is rotated by a motor 23 at a rotation speed of 1 to 500 revolutions per minute with the normal line of the substrate as an axis. It is best to rotate it with

基板とシリコン蒸着源および窒素・水素プラズマ源の配
置によって窒化シリコン薄膜の膜質が異なるが、基板と
シリコン蒸着源の配置は、加熱蒸発させる原料シリコン
と基板とを結ぶ線と基板の法線との間のなす角度が60
度以下にするのが望ましい。
The quality of the silicon nitride thin film differs depending on the arrangement of the substrate, silicon evaporation source, and nitrogen/hydrogen plasma source, but the arrangement of the substrate and silicon evaporation source depends on the line connecting the raw material silicon to be heated and evaporated with the substrate and the normal to the substrate. The angle between them is 60
It is desirable to keep it below 30 degrees.

窒化シリコン薄膜の組成は原料シリコンの蒸発速度すな
わち基板へのシリコンの到着毒や、窒素ガスの導入量や
真空度、マイクロ波のパワー等で変えることができる。
The composition of the silicon nitride thin film can be changed by changing the evaporation rate of the raw material silicon, that is, the poison of silicon arriving at the substrate, the amount of nitrogen gas introduced, the degree of vacuum, the power of microwaves, etc.

窒化シリコン薄膜中の水素量は、導入する水素ガスの流
量を変えることによって容易に制御することができる。
The amount of hydrogen in the silicon nitride thin film can be easily controlled by changing the flow rate of hydrogen gas introduced.

また、第2図に示すように、直流電源24を用い、基板
20に直流のバイアス電圧を500Vから一500Vの
間で変化させて印可することによって、基板に飛来して
来るイオンや電子を制御できるため、窒化シリコン薄膜
の膜質をコントロールすることができる。
In addition, as shown in FIG. 2, by applying a DC bias voltage varying between 500V and -500V to the substrate 20 using a DC power supply 24, ions and electrons flying toward the substrate can be controlled. Therefore, the quality of the silicon nitride thin film can be controlled.

第3図は本実施例で用いる第2の装置の概略図を示して
いる。11が真空チャンバーであり、排気孔12より真
空に排気される。プラズマ発生室は2つ仔り、それは1
5及び25であり、それぞれに導波管、マイクロ波発振
器、電磁石が取り付けられている。各々独立に導波管1
3.33を通してマイクロ波発振器14.34からマイ
クロ波がプラズマ発生室15.35へそれぞれ導入され
る。電磁石18.36によりプラズマ発生室15.35
にそれぞれ磁界が印加される。17および37はガス導
入口でありガスの流量を精密に制御してプラズマ発生室
15.35にそれぞれ導入される。例えば、プラズマ発
生室15には窒素ガスをプラズマ発生室35には水素ガ
スを導入する。プラズマ発生室15.35中の磁界の強
さを電子サイクロトロン共鳴条件を溝たすように設定す
ることにより、解離度の高いプラズマを発生することが
できる。発生したプラズマはプラズマ引出し窓18.3
8を通過して基板ホルダ19上の基板20に照射される
。原料シリコン21は蒸若源22中に収容されており、
例えば電子ビーム加熱法により原料シリコン21を加熱
溶融して前記基板20上にシリコンを蒸着する。このよ
うにして、基板表面上あるいは基板近傍において、シリ
コンと窒素が反応して基板20上に窒化シリコン薄膜が
形成される。
FIG. 3 shows a schematic diagram of the second device used in this example. Reference numeral 11 denotes a vacuum chamber, which is evacuated to a vacuum through an exhaust hole 12. There are two plasma generation chambers, one being 1.
5 and 25, each of which is equipped with a waveguide, a microwave oscillator, and an electromagnet. Waveguide 1 each independently
Microwaves are introduced into plasma generation chambers 15.35 from microwave oscillators 14.34 through 3.33, respectively. Plasma generation chamber 15.35 by electromagnet 18.36
A magnetic field is applied to each. Reference numerals 17 and 37 are gas introduction ports, and the gases are introduced into the plasma generation chambers 15 and 35 by precisely controlling the flow rate of the gases. For example, nitrogen gas is introduced into the plasma generation chamber 15 and hydrogen gas is introduced into the plasma generation chamber 35. Plasma with a high degree of dissociation can be generated by setting the strength of the magnetic field in the plasma generation chamber 15.35 so as to satisfy the electron cyclotron resonance conditions. The generated plasma is transferred to the plasma extraction window 18.3.
8 and is irradiated onto the substrate 20 on the substrate holder 19. Raw material silicon 21 is contained in a steaming source 22,
For example, the raw material silicon 21 is heated and melted using an electron beam heating method to deposit silicon onto the substrate 20 . In this way, silicon and nitrogen react on the surface of the substrate or in the vicinity of the substrate, and a silicon nitride thin film is formed on the substrate 20.

この方法では、窒素プラズマおよび水素プラズマはそれ
ぞれ独立に制御できるため、窒化シリコン薄膜の組成及
び水素量を第1の実施例よりもより精密にまた容易に制
御することができる。
In this method, since nitrogen plasma and hydrogen plasma can be controlled independently, the composition and hydrogen amount of the silicon nitride thin film can be controlled more precisely and easily than in the first embodiment.

発明の効果 本発明の効果として次のようなものがある。Effect of the invention The effects of the present invention include the following.

5iHaガスは爆発性のある非常に危険なガスで、取り
扱いが難しい上、排ガスを処理するための装置が別に必
要であるが、本発明では5iHaガスを用いていないた
め危険がなく無公害であり排ガス処理装置を必要としな
い。
5iHa gas is an explosive and extremely dangerous gas that is difficult to handle and requires a separate device to treat the exhaust gas, but the present invention does not use 5iHa gas, so it is not dangerous and pollution-free. Does not require exhaust gas treatment equipment.

室温近くの低温で窒化シリコン薄膜を作成できるため、
基板と窒化シリコン薄膜の熱膨張係数の差による応力の
発生を・膵臓することができ、また、基板加熱のために
要しだ昇温と降温に要する時間が必要でないため生産性
が向上する。また、低融点あるいは低軟化点であるプラ
スチックやポリカーボネイトなどの有機基板上にも作成
することができるため用途が広がる。
Because silicon nitride thin films can be created at low temperatures near room temperature,
The stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the silicon nitride thin film can be reduced, and productivity is improved because the time required to raise and lower the temperature required for heating the substrate is not required. In addition, it can be formed on organic substrates such as plastics and polycarbonates, which have low melting points or low softening points, which expands the range of uses.

窒化ンリコン膜中のストレスの大きさを膜中に存在する
水素量で制御できるため、基板を変えてもストレスの非
常に少ない膜を作成することができる。
Since the amount of stress in the silicon nitride film can be controlled by the amount of hydrogen present in the film, it is possible to create a film with very little stress even if the substrate is changed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図および第3図は、本発明により窒化シリ
コン薄膜を作成するための装置の概略図、第4図は本発
明により作成した窒化ンリコン薄膜の光学バンドギャッ
プと、水素量との関係を示す図である。 11・・・・・・真空チャンバー 12・・・・・・t
Jl°気孔、 13・・・・・・導波管、14・・・・
・・マイクロ波発振器、15プラズマ発生室、16・・
・・・・電磁石、17・・・・・・ガス導入口、18・
・・・・・プラズマ引出し窓、19・・・・・・基板ホ
ルダ、20・・・・・・基板、21・・・・・・原料シ
リコン、22・・・・・・蒸発源、23・・・・・・モ
ーター 24・・・・・・直流電源 33・・・・・・
導波管、34・・・・・・マイクロ波発振器、35プラ
ズマ発生室、36・・・・・・電磁石、37・・・・・
・ガス導入口、38・・・・・・プラズマ引出し窓。
Figures 1, 2, and 3 are schematic diagrams of an apparatus for producing a silicon nitride thin film according to the present invention, and Figure 4 shows the optical band gap and hydrogen content of the silicon nitride thin film produced according to the present invention. FIG. 11... Vacuum chamber 12......t
Jl° pore, 13... Waveguide, 14...
...Microwave oscillator, 15 plasma generation chamber, 16...
...Electromagnet, 17...Gas inlet, 18.
... Plasma drawer window, 19 ... Substrate holder, 20 ... Substrate, 21 ... Raw material silicon, 22 ... Evaporation source, 23. ... Motor 24 ... DC power supply 33 ...
Waveguide, 34...Microwave oscillator, 35 Plasma generation chamber, 36...Electromagnet, 37...
・Gas inlet, 38...Plasma drawer window.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)窒素を含むガスおよび水素を含むガスの混合ガス
を1つのマイクロ波、電子サイクロトロン共鳴吸収を利
用したプラズマ分解によって同時に励起し、基板上に前
記励起した窒素プラズマおよび励起した水素プラズマを
照射しながら同時に原料シリコンを加熱蒸着することを
特徴とする窒化シリコン薄膜の製造方法。
(1) Simultaneously excite a mixed gas of a nitrogen-containing gas and a hydrogen-containing gas by plasma decomposition using one microwave and electron cyclotron resonance absorption, and irradiate the excited nitrogen plasma and excited hydrogen plasma onto the substrate. A method for producing a silicon nitride thin film characterized by simultaneously heating and vapor-depositing raw material silicon.
(2)窒素を含むガスおよび水素を含むガスをそれぞれ
マイクロ波、電子サイクロトロン共鳴吸収を利用したプ
ラズマ分解によって独立に励起し、基板上に前記励起し
た窒素プラズマおよび励起した水素プラズマを照射しな
がら同時に原料シリコンを加熱蒸着することを特徴とす
る窒化シリコン薄膜の製造方法。
(2) Excite a nitrogen-containing gas and a hydrogen-containing gas independently by plasma decomposition using microwaves and electron cyclotron resonance absorption, respectively, and simultaneously irradiate the substrate with the excited nitrogen plasma and excited hydrogen plasma. A method for producing a silicon nitride thin film, characterized by heating and vapor-depositing raw material silicon.
(3)窒素を含むガスとして窒素ガス又はアンモニアガ
スあるいはこれらの混合ガスを、水素を含むガスとして
水素ガスを用いることを特徴とする特許請求の範囲第1
項又は第2項記載の窒化シリコン薄膜の製造方法。
(3) Claim 1, characterized in that nitrogen gas, ammonia gas, or a mixture thereof is used as the nitrogen-containing gas, and hydrogen gas is used as the hydrogen-containing gas.
The method for producing a silicon nitride thin film according to item 1 or 2.
(4)基板を150℃以下の温度に保持して堆積するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の
窒化シリコン薄膜の製造方法。
(4) The method for producing a silicon nitride thin film according to claim 1 or 2, wherein the deposition is carried out while holding the substrate at a temperature of 150° C. or lower.
(5)基板を基板の法線を軸として、1分間に1〜50
0回転の回転速度で回転させることを特徴とする特許請
求の範囲第1項又は第2項記載の窒化シリコン薄膜の製
造方法。
(5) The substrate is rotated at 1 to 50 times per minute with the normal line of the substrate as the axis.
3. The method for manufacturing a silicon nitride thin film according to claim 1 or 2, wherein the silicon nitride thin film is rotated at a rotational speed of 0 rotations.
(6)加熱蒸発させる原料シリコンと基板を結ぶ線と基
板の法線との間のなす角度が60度以下であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の窒化シ
リコン薄膜の製造方法。
(6) Silicon nitride according to claim 1 or 2, characterized in that the angle formed between the line connecting the raw material silicon to be heated and evaporated and the substrate and the normal line of the substrate is 60 degrees or less Method for manufacturing thin films.
(7)基板に、500Vから−500Vの直流バイアス
電圧をかけることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載の窒化シリコン薄膜の製造方法。
(7) The method for manufacturing a silicon nitride thin film according to claim 1 or 2, characterized in that a DC bias voltage of 500V to -500V is applied to the substrate.
JP63210253A 1988-08-24 1988-08-24 Method for manufacturing silicon nitride thin film Pending JPH0258331A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04314329A (en) * 1990-12-21 1992-11-05 American Teleph & Telegr Co <Att> Method and apparatus for manufacturing device
CN118692887A (en) * 2024-08-22 2024-09-24 巨玻固能(苏州)薄膜材料有限公司 Ionization device and coating equipment for nitrogen

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