JPH03202461A - 高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法 - Google Patents
高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法Info
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- JPH03202461A JPH03202461A JP1342776A JP34277689A JPH03202461A JP H03202461 A JPH03202461 A JP H03202461A JP 1342776 A JP1342776 A JP 1342776A JP 34277689 A JP34277689 A JP 34277689A JP H03202461 A JPH03202461 A JP H03202461A
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- Japan
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- silicon oxide
- thin film
- highly insulating
- base material
- forming
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/69—Inorganic materials
- H10P14/692—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses
- H10P14/6921—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon
- H10P14/69215—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- 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〕
この発明は、ＬＳＩや薄膜コンデンサを製造するときに
、半導体基板またはプリント基板の表面にメモリキャパ
シタや容量絶縁膜となる酸化ケイ素薄膜を形成する高絶
縁薄膜の形成方法に関するものである。
、半導体基板またはプリント基板の表面にメモリキャパ
シタや容量絶縁膜となる酸化ケイ素薄膜を形成する高絶
縁薄膜の形成方法に関するものである。
半導体基板等の基材の表面に酸化ケイ素（ＳｉＯ□）の
薄膜を形成する方法として、 ■ 真空装置内に基材を置き蒸発源の酸化ケイ素を加熱
して酸化ケイ素の蒸発原子を基材の表面に堆積させて酸
化ケイ素の薄膜を形成する真空蒸着法。
薄膜を形成する方法として、 ■ 真空装置内に基材を置き蒸発源の酸化ケイ素を加熱
して酸化ケイ素の蒸発原子を基材の表面に堆積させて酸
化ケイ素の薄膜を形成する真空蒸着法。
■ 酸素ガスの雰囲気中で蒸着源のケイ素を加熱し、酸
素と蒸着中のケイ素との反応で基材の表面に酸化ケイ素
の化合物の薄膜を形成する反応蒸着法。
素と蒸着中のケイ素との反応で基材の表面に酸化ケイ素
の化合物の薄膜を形成する反応蒸着法。
■ 真空装置内で不活性ガスのイオンビームをターゲツ
ト材に照射してスパッタ効果により基材の表面に酸化ケ
イ素の薄膜を形成するイオンビームスパッタ法。
ト材に照射してスパッタ効果により基材の表面に酸化ケ
イ素の薄膜を形成するイオンビームスパッタ法。
■ プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ等により酸化ケイ素の薄
膜を形成する各種ＣＶＤ法。
膜を形成する各種ＣＶＤ法。
等の方法が行われている。
しかしながら上記の各種方法で得られる酸化ケイ素の薄
膜の絶縁破壊電圧を測定すると第２図の直線Ａで示す低
い値である。そして、その絶縁破壊電圧の上限はＩＯＭ
Ｖ／ｃｍ程度であり、電極膜と酸化ケイ素の薄膜とを交
互に積層するフィルムコンデンサの薄膜化に伴う容量の
増大や、高電圧でも酸化ケイ素の薄膜が破壊することな
く安定動作する高耐電圧ＬＳＩ開発の障害となっていた
。
膜の絶縁破壊電圧を測定すると第２図の直線Ａで示す低
い値である。そして、その絶縁破壊電圧の上限はＩＯＭ
Ｖ／ｃｍ程度であり、電極膜と酸化ケイ素の薄膜とを交
互に積層するフィルムコンデンサの薄膜化に伴う容量の
増大や、高電圧でも酸化ケイ素の薄膜が破壊することな
く安定動作する高耐電圧ＬＳＩ開発の障害となっていた
。
なお、第２図の測定値は、第３図の測定回路により求め
た。第３図において、１１は基材、１２は形成される酸
化ケイ素薄膜、１３は基材１２の表面に形成されている
回路電極、１４は電極膜である。
た。第３図において、１１は基材、１２は形成される酸
化ケイ素薄膜、１３は基材１２の表面に形成されている
回路電極、１４は電極膜である。
この発明の目的は、絶縁破壊電圧の値が高い酸化ケイ素
の１ｍを得ることのできる高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成
方法を提供することである。
の１ｍを得ることのできる高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成
方法を提供することである。
この発明の請求項（］）の高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成
方法は、ケイ素の蒸着と同時または交互に、酸素または
酸素と不活性ガスとを混合した気体のイオンビームを照
射することを特徴とするものである。
方法は、ケイ素の蒸着と同時または交互に、酸素または
酸素と不活性ガスとを混合した気体のイオンビームを照
射することを特徴とするものである。
請求項（２）の高絶縁酸化ケイ素ｙＩ膜の形成方法は、
酸化ケイ素の蒸着と同時または交互に、不活性ガスのイ
オンビームを照射することを特徴とするものである。
酸化ケイ素の蒸着と同時または交互に、不活性ガスのイ
オンビームを照射することを特徴とするものである。
この発明の高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法によると、
基材の表面に形成される酸化ケイ素（Ｓｉｎｇ）の薄膜
を構成している（−０−Ｓｉ−０−）、の充填度が高く
なり、高電圧を印加しても一つの（−０−５ｉ−０−）
分子に加わる電圧が小さくなるとともに、酸化ケイ素の
原子がマイグレーシランで転移反応を起こして均一化さ
れてｙｌＭが均質になり、格子欠陥の形成が回避される
。
基材の表面に形成される酸化ケイ素（Ｓｉｎｇ）の薄膜
を構成している（−０−Ｓｉ−０−）、の充填度が高く
なり、高電圧を印加しても一つの（−０−５ｉ−０−）
分子に加わる電圧が小さくなるとともに、酸化ケイ素の
原子がマイグレーシランで転移反応を起こして均一化さ
れてｙｌＭが均質になり、格子欠陥の形成が回避される
。
（実施例〕
この発明の高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法の実施例を
第１図および第２図に基づいて説明する。
第１図および第２図に基づいて説明する。
叉崖廻工
この実施例では、半導体基板の表面に高耐電圧の酸化ケ
イ素薄膜を形成した。
イ素薄膜を形成した。
第１図は、酸化ケイ素薄膜を形成するための薄膜形成装
置の概念図である。
置の概念図である。
内部の真空度を５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ以上の高真空
に排気した真空装置内（図示せず）において、ホルダ１
に基材２を固定した。この基材２は、ホルダ１の内部に
設けられた加熱装置（図示せず）により加熱することが
できる。そして、基材２の下方には蒸発＃３が設けられ
ている。この蒸発＃３の中には蒸発物質４が入れられ、
蒸発物質４を基材の表面に蒸着することができる。また
、基材２に正対する方向にはカウフマン型やカスブ磁場
を用いたバケント型の、イオン′ｓ５が設けられている
。
に排気した真空装置内（図示せず）において、ホルダ１
に基材２を固定した。この基材２は、ホルダ１の内部に
設けられた加熱装置（図示せず）により加熱することが
できる。そして、基材２の下方には蒸発＃３が設けられ
ている。この蒸発＃３の中には蒸発物質４が入れられ、
蒸発物質４を基材の表面に蒸着することができる。また
、基材２に正対する方向にはカウフマン型やカスブ磁場
を用いたバケント型の、イオン′ｓ５が設けられている
。
このイオンｆ１５は、気体をイオン化して気体のイオン
ビーム６にして基材２の表面に照射する装置である。
ビーム６にして基材２の表面に照射する装置である。
上記のような構成において、半導体基板よりなる基材２
を室温にて、蒸発物質４としてケイ素（Ｓｉ）を舊発源
３から蒸発させて基材２の表面に蒸着させるのと同時に
、イオン源５から酸素（ｏ２）をイオン化した酸素のイ
オンビーム６をＩＫｅＶの照射エネルギで照射した。基
材２に蒸着する蒸着物質４の量とイオンビーム６のエネ
ルギとの割合を一定にし、処理時間を変化させて膜厚の
異なる酸化ケイ素の薄膜を種々作成した。これらを前述
の第３図に示す測定回路で絶縁破壊電圧を測定した。そ
の結果を第２図の直線Ｂに示す、このように、基材２の
表面に形成される酸化ケイ素の￥Ｉｊ膜の絶縁破壊電圧
の値が高く高電圧でも安定動作するＬＳＩを製造するこ
とができる。
を室温にて、蒸発物質４としてケイ素（Ｓｉ）を舊発源
３から蒸発させて基材２の表面に蒸着させるのと同時に
、イオン源５から酸素（ｏ２）をイオン化した酸素のイ
オンビーム６をＩＫｅＶの照射エネルギで照射した。基
材２に蒸着する蒸着物質４の量とイオンビーム６のエネ
ルギとの割合を一定にし、処理時間を変化させて膜厚の
異なる酸化ケイ素の薄膜を種々作成した。これらを前述
の第３図に示す測定回路で絶縁破壊電圧を測定した。そ
の結果を第２図の直線Ｂに示す、このように、基材２の
表面に形成される酸化ケイ素の￥Ｉｊ膜の絶縁破壊電圧
の値が高く高電圧でも安定動作するＬＳＩを製造するこ
とができる。
なお、酸素と不活性ガスとの混合気体をイオンビームと
して照射することができる。この場合において、基材２
の表面に形成される酸化ケイ素薄膜の組成のＳ ｉｏ、
のＸの値が２付近になるように、酸素と不活性ガスとの
混合比を設定する。
して照射することができる。この場合において、基材２
の表面に形成される酸化ケイ素薄膜の組成のＳ ｉｏ、
のＸの値が２付近になるように、酸素と不活性ガスとの
混合比を設定する。
尖搭銖主
この実施例においても、半導体基板の表面に高耐電圧の
酸化ケイ素薄膜を形成した。
酸化ケイ素薄膜を形成した。
第１図に示し実施例１で説明した同じ構造の薄膜形成装
置において、ホルダ１に固定した半導体基板よりなる基
材２を室温にて、蒸発物質４として酸化ケイ素（Ｓｉｎ
ｇ）を蒸発源３から蒸発させて基材２の表面に蒸着させ
るのと同時に、イオン源５から不活性ガスのアルゴン（
Ａｒ）をイオン化したイオンビーム６をＩＫｅＶの照射
エネルギで照射した。基材２に蒸着する蒸着物質４の量
とイオンビーム６のエネルギとの割合を一定にし、処理
時間を変化させて膜厚の異なる酸化ケイ素の薄膜を種々
作成した。これらについて絶縁破壊電圧を測定した結果
を第２図の直ｖＡＣに示す。このように、基材２の表面
に形成される酸化ケイ素の薄膜の絶縁破壊電圧の値が高
く、高電圧でも安定動作するＬＳＩを製造することがで
きる。
置において、ホルダ１に固定した半導体基板よりなる基
材２を室温にて、蒸発物質４として酸化ケイ素（Ｓｉｎ
ｇ）を蒸発源３から蒸発させて基材２の表面に蒸着させ
るのと同時に、イオン源５から不活性ガスのアルゴン（
Ａｒ）をイオン化したイオンビーム６をＩＫｅＶの照射
エネルギで照射した。基材２に蒸着する蒸着物質４の量
とイオンビーム６のエネルギとの割合を一定にし、処理
時間を変化させて膜厚の異なる酸化ケイ素の薄膜を種々
作成した。これらについて絶縁破壊電圧を測定した結果
を第２図の直ｖＡＣに示す。このように、基材２の表面
に形成される酸化ケイ素の薄膜の絶縁破壊電圧の値が高
く、高電圧でも安定動作するＬＳＩを製造することがで
きる。
なお、他の不活性ガスとしてヘリウム（Ｈｅ）ネオン（
Ｎｅ） 、キセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）を用
いてもよく、イオンビーム６の照射も蒸着と交互に繰り
返して行ってもよい。
Ｎｅ） 、キセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）を用
いてもよく、イオンビーム６の照射も蒸着と交互に繰り
返して行ってもよい。
また、薄膜を形成するための蒸発物質４とイオンビーム
６との材料の種類を組み合わせを変えることにより、例
えば、Ｓ Ｉ ３ Ｎ ４＋ Ｔ ａ ｚ Ｏｓ ＋
Ｙ ｚ Ｏ３。
６との材料の種類を組み合わせを変えることにより、例
えば、Ｓ Ｉ ３ Ｎ ４＋ Ｔ ａ ｚ Ｏｓ ＋
Ｙ ｚ Ｏ３。
Ａ ｌ ｔ Ｏｓ 、Ａ Ｌ Ｎ等の薄膜を形成するこ
とができる。
とができる。
さらに、各実施例では、イオンビーム６の照射エネルギ
を？ＫｅＶとしたが、照射エネルギの値が高い値の場合
、形成される酸化ケイ素薄膜中に照射エネルギの影響で
格子欠陥が残る。このため、照射エネルギは１０Ｋｅν
より小さい値が望ましい。
を？ＫｅＶとしたが、照射エネルギの値が高い値の場合
、形成される酸化ケイ素薄膜中に照射エネルギの影響で
格子欠陥が残る。このため、照射エネルギは１０Ｋｅν
より小さい値が望ましい。
この発明の高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法は、基材の
表面に形成される酸化ケイ素分子の充填度が高くなると
ともに、薄膜中の格子欠陥が均一化されて薄膜が均質に
なり、格子欠陥の形成が回避されて形成される酸化ケイ
素の薄膜の絶縁破壊電圧の値を高くすることができる。
表面に形成される酸化ケイ素分子の充填度が高くなると
ともに、薄膜中の格子欠陥が均一化されて薄膜が均質に
なり、格子欠陥の形成が回避されて形成される酸化ケイ
素の薄膜の絶縁破壊電圧の値を高くすることができる。
第１図はこの発明の高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法を
説明するための薄膜形成装置の概念図、第２図はその形
成方法および従来の形成方法で得られた酸化ケイ素薄膜
の絶縁破壊電圧を示すグラフ、第３図はその値を測定す
るための測定回路の概念図である。 ２・・・基材、３・・・蒸発源、４・・・蒸発物質、５
・・・イオン源、６・・・イオンビーム
説明するための薄膜形成装置の概念図、第２図はその形
成方法および従来の形成方法で得られた酸化ケイ素薄膜
の絶縁破壊電圧を示すグラフ、第３図はその値を測定す
るための測定回路の概念図である。 ２・・・基材、３・・・蒸発源、４・・・蒸発物質、５
・・・イオン源、６・・・イオンビーム
Claims (2)
- （１）ケイ素の蒸着と同時または交互に、酸素または酸
素と不活性ガスとを混合した気体のイオンビームを照射
することを特徴とする高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法
。 - （２）酸化ケイ素の蒸着と同時または交互に、不活性ガ
スのイオンビームを照射することを特徴とする高絶縁酸
化ケイ素薄膜の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1342776A JPH03202461A (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法 |
| US07/634,528 US5122483A (en) | 1989-12-29 | 1990-12-27 | Method of forming a highly insulative thin films |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1342776A JPH03202461A (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03202461A true JPH03202461A (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=18356410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1342776A Pending JPH03202461A (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 高絶縁酸化ケイ素薄膜の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5122483A (ja) |
| JP (1) | JPH03202461A (ja) |
Cited By (3)
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| JP2005534995A (ja) * | 2002-08-08 | 2005-11-17 | エシロール アテルナジオナール カンパニー ジェネラーレ デ オプティック | 薄い、安定した、フッ素ドープ処理シリカ層を得る方法、得られた薄い層、およびこれらの眼科光学における応用 |
| US7313857B2 (en) | 2003-06-24 | 2008-01-01 | Tdk Corporation | Method of manufacturing a magneto-resistive device |
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1989
- 1989-12-29 JP JP1342776A patent/JPH03202461A/ja active Pending
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|---|---|
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