JPH03139836A - ガラス基板上に窒化ケイ素層を堆積させる方法 - Google Patents

ガラス基板上に窒化ケイ素層を堆積させる方法

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JPH03139836A
JPH03139836A JP2273481A JP27348190A JPH03139836A JP H03139836 A JPH03139836 A JP H03139836A JP 2273481 A JP2273481 A JP 2273481A JP 27348190 A JP27348190 A JP 27348190A JP H03139836 A JPH03139836 A JP H03139836A
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silicon nitride
dechlorosilane
glass
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JP2273481A
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Mahalingam Vankatesan
マハリンガム　バンケイトサン
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はガラス基板上に窒化ケイ素障壁層を堆積させる
方法、特に薄膜トランジスタ（以下ｒＴＦＴＪと称する
）に使用する窒化ケイ素層の堆積方法に関するものであ
る。
（背景技術） 窒化ケイ素をナトリウムに対する障壁として使用するこ
とは、半導体技術において広く行われている。窒化ケイ
素層をこのように使用することは、ジエー、ボセン（Ｊ
、Ｖｏｓｓｅｎ）およびダブリュ、ケルン（Ｗ、　Ｋｅ
ｒｎ）編「スイン・フィルム・プロセシズ（Ｔｈｉｎ　
Ｆｉｌｍ　Ｐｒｏｃｃｅｓｓｅｓ）Ｊ　（アカデミツク
（Ａｃａｄｅｍｉｃ）社発行１９７８　）のなかの「ケ
ミカル・ベイパー・デポジション・オブ・インオルガニ
ック・フィルムス（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃ　Ｆｉｌ
ｍｓ）　Ｊ中にダブリュ・ケルンおよびブイ・ニス・パ
ン（Ｖ、Ｓ、　Ｂａｎ）が記載している。
窒化ケイ素層は低圧化学気相堆積法（ＬＰＧＶＤ）、プ
ラズマ化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）およびイオンビー
ムスパッタリング法を包含する種々の方法で堆積させる
ことができる。均一性の優れた窒化ケイ素薄膜はＬＰＣ
ＶＤ法またはＰＥＣＶＤ法を使用することにより製造す
ることができる。
窒化ケイ素障壁層を堆積させる従来方法では、ＰＥＣＶ
Ｄ法が使用されている。この方法では、窒化ケイ素層の
堆積はデバイスが完全にでき上ってから行うのが普通で
あり、−船釣に４００℃より低い温度で行う必要がある
。
しかし、ＰＥＣＶＤ法は、ＴＰＴの製造に使用されるガ
ラス基板上に窒化ケイ素層を形成するために使用する場
合には、ある欠点を持っていることが知られている。こ
の技術において、窒化ケイ素薄膜の形成は、デバイスの
加工中にナトリウムがガラスから移動するのを阻止する
ために使用される最初の行程である。従って、窒化ケイ
素層薄膜は以後の加工行程において安定であることが要
求される。
しかし、ＰＥＣＶＤ法で堆積された窒化ケイ素層はある
欠点を持っていることが知られている。この窒化ケイ素
層薄膜は、緩衝剤を添加したＨＦをエツチング剤として
使用した場合には、４００℃より高い温度における安定
性が劣り、水素含量が大きく、組成が非化学量論的であ
り、エツチング速度が速い（二酸化ケイ素と比較して）
。
さらに、ＰＥＣＶＤ法で堆積された窒化ケイ素層は色が
黄色である。この結果、ＰＥＣＶＤ法によって堆積され
た窒化ケイ素層は透過形デイスプレーの用途には望まし
くない。
ＬＰＣＶＤ法によって堆積された窒化ケイ素層は上述の
欠点を持っておらず、また色も無色である。しかし、Ｌ
ＰＣＶＤ法は、商業的に入手することができ基板として
広く使用されるナトリウムガラスが軟化するかあるは歪
を生じる温度より高い温度を使用する必要があるという
欠点を有する。
米国特許第４．２７９．９４７号は、基板の主表面を６
５０℃より高い温度に加熱しながら真空中でジクロロシ
ランとアンモニアとの混合物の流れに曝スことにより、
種々の基板上に窒化ケイ素をＬＰＧＶＤ堆積法で堆積さ
せることを開示している。この米国特許に開示されてい
る方法では、使用した基板はシリコンウェハのみである
。使用したガスにおいて、アンモニア対ジクロロシラン
のモル比はｌ：１〜５００：１とすることができる。開
示されている特定例においては、使用したガス中のアン
モニア対ジクロロシランのモル比は１２：１である。
しかし、この米国特許に開示されている方法は低ナトリ
ウムガラス基板上に窒化ケイ素層を形成する場合には適
用できない。これは、特に、低ナトリウム基板の多くが
この米国特許に開示されている方法で使用される最低堆
積温度である６５０℃より低い歪温度およびアニール温
度を有するからである。
本発明の第１の目的は、ガラス基板、特に低ナトリウム
含有量の基板上に窒化ケイ素を堆積させるＬＰＣＶＤ法
において、ガラス基板のほぼアニール温度より低い温度
で実施することができ、適当な窒化ケイ素堆積速度を提
供することができる窒化ケイ素堆積方法を提供すること
にある。
（発明の開示） 本発明方法においては、ガラス基板を５８０°Ｃ以上で
前記基板のアニール温度より低い温度に加熱し、上述の
ように加熱しながら真空中で前記ガラス基板の主表面に
ジクロロシランとアンモニヤとの混合ガスの流れを１〜
１０ｃｃ／秒の流量において６：１〜２：１のアンモニ
ア流量対ジクロロシラン流量の比で作用させることによ
り、上述の本発明の目的を達成する。
本発明方法は任意のガラス基板上に窒化ケイ素を堆積さ
せる際に使用することができるが、本発明方法はアニー
ル温度が５８０℃以上でナトリウム含有量が好ましくは
０．１重量％以下であるガラス基板上に堆積させる際に
特に有用である。好ましいガラスの特定例はコーニング
（Ｃｏｒｎｉｎｇ、商品名）７０５９であり、このガラ
スはアニール温度が約６３９℃でアルカリ含有量が約０
．３重量％である。好ましいガラスの他の例はホーヤ（
Ｈｏｙａ、商品名）ＮＡ−４０であり、このガラスはア
ニール温度が約７３０℃でアルカリ含有量が約０．１重
量％である。
ガラス基板は約５８０〜６５０’Ｃに加熱するのが好ま
しい。
上述の範囲内の任意のガス流量を使用することができる
が、最も望ましい結果はジクロロシランおよびアンモニ
アの全流量が１〜４　ｃｃ／秒の場合に達成されること
が分かった。
特に良好な結果はジクロロシランとアンモニアとの混合
ガスの流量が約２　ｃｃ／秒であり、この混合ガスにお
いてアンモニア流量対ジクロロシラン流量の比が２：１
である場合に得られることが分かった。これらの条件下
において、６５０’Ｃに加熱したガラス基板上に良好な
化学量論的関係および優れた均一性を有する窒化ケイ素
薄膜を約２．４λ／分の堆積速度で堆積させることがで
きる。
（実施例） 次に本発明を実施例について説明する。
実施例１ 米国特許第４．２７９．９４７号に記載されているよう
に、コーニング７０５９ガラスのウェハを反応室内に置
いた。このガラスウェハを約６５０’Ｃに加熱し、この
反応室を窒素でパージし、反応室内のガス量を６００ｍ
トル（Ｔｏｒｒ）未満に減少した。
次いでジクロロシランとアンモニアとの混合ガスの流れ
を約２　ｃｃ／秒の流量でガラスウェハの主表面上に流
し、この際ジクロロシラン流量を約０゜７ｃｃ　７秒と
し、アンモニア流量を約１．４ｃｃ／秒とした。
窒化ケイ素の堆積速度は２．４０人／分であった。
約９０分後にガラスウェハを室温に放冷し、次いで反応
室から取り出した。
ガラスウェハの主表面上に厚さ２００人の均一な窒化ケ
イ素層が形成したことが分かった。
オージェ分析試験は堆積層の組成が本質的に一様に窒化
ケイ素であることを示した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス基板上にナトリウムに対する障壁として窒化
    ケイ素層を堆積させるに当り、 前記ガラス基板を５８０℃以上で前記ガラス基板のアニ
    ール温度より低い温度に加熱し、上述のように加熱しな
    がら真空中で前記ガ ラス基板の主表面にジクロロシランとアンモニヤとの混
    合ガスの流れを１〜１０ｃｃ／秒の流量において６：１
    〜２：１のアンモニヤ流量対ジクロロシラン流量の比で
    作用させる ことを特徴とするガラス基板上に窒化ケイ素層を堆積さ
    せる方法。 ２、前記ガラス基板のアニール温度が５８０℃以上であ
    ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、前記ガラス基板は０．１重量％未満のナトリウムを
    含有する低ナトリウムガラスである請求項２記載の方法
    。 ４、前記混合ガスの流量が１〜４ｃｃ／秒であ請求項３
    記載の方法。 ５、前記ガラス基板を約５８０〜６５０℃に加熱する請
    求項４記載の方法。 ６、前記ガラス基板を約６５０℃に加熱し、前記混合ガ
    スの流量を２ｃｃ／秒とし、アンモニヤ流量対ジクロロ
    シラン流量の比を２：１とす　る請求項５記載の方法。
JP2273481A 1989-10-16 1990-10-15 ガラス基板上に窒化ケイ素層を堆積させる方法 Pending JPH03139836A (ja)

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