JPH0379028A - 酸化窒化シリコン膜の生成方法 - Google Patents
酸化窒化シリコン膜の生成方法Info
- Publication number
- JPH0379028A JPH0379028A JP21564889A JP21564889A JPH0379028A JP H0379028 A JPH0379028 A JP H0379028A JP 21564889 A JP21564889 A JP 21564889A JP 21564889 A JP21564889 A JP 21564889A JP H0379028 A JPH0379028 A JP H0379028A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- silicon
- substrate
- silicon nitride
- oxynitride 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、ゲート絶縁膜などの絶縁膜あるいは半導体素
子の表面保護膜として用いられる酸化窒化シリコン膜の
生成方法に関する。
子の表面保護膜として用いられる酸化窒化シリコン膜の
生成方法に関する。
窒化シリコン膜は酸化シリコン膜にくらべて緻密であつ
て絶縁膜あるいは表面保ｆｌ！膜として適しているが可
撓性に乏しく、機械的に損傷しやすい欠点を持っている
。この欠点を補うものとして可撓性のある酸化シリコン
膜との中間的な性質をもつ酸化窒化シリコン膜が注目さ
れている。
て絶縁膜あるいは表面保ｆｌ！膜として適しているが可
撓性に乏しく、機械的に損傷しやすい欠点を持っている
。この欠点を補うものとして可撓性のある酸化シリコン
膜との中間的な性質をもつ酸化窒化シリコン膜が注目さ
れている。
酸化窒化シリコン膜の生成法としては、酸化シリコン膜
を熱窒化する方法と、ＳＩＨ＊−Ｎｉ系あるいはＳＩＬ
−ＭＬ系の反応ガスにＮｉＯを添加して行うプラズマＣ
ＶＤ法が代表的である。
を熱窒化する方法と、ＳＩＨ＊−Ｎｉ系あるいはＳＩＬ
−ＭＬ系の反応ガスにＮｉＯを添加して行うプラズマＣ
ＶＤ法が代表的である。
酸化窒化シリコン膜の生成法のうち、酸化シリコン膜を
熱的に窒化する方法では、酸化シリコン膜表面が窒化す
ると、ＭｌあるいはＮＨ３の膜内への浸入を阻止するた
め、１２００℃で３時間窒化した場合にも生成される酸
化シリコン膜の厚さは！０ｎｓに達せず、厚い酸化窒化
膜が形成されにくい。
熱的に窒化する方法では、酸化シリコン膜表面が窒化す
ると、ＭｌあるいはＮＨ３の膜内への浸入を阻止するた
め、１２００℃で３時間窒化した場合にも生成される酸
化シリコン膜の厚さは！０ｎｓに達せず、厚い酸化窒化
膜が形成されにくい。
一方、プラズマＣＶＤ法では、５ｉｌｌｓあるいはＮｌ
ｌ５を原料とするために膜内に水素が取り込まれて５Ｉ
ＯＮ＋Ｈの構造となり、不安定要因の内在した膜となる
。
ｌ５を原料とするために膜内に水素が取り込まれて５Ｉ
ＯＮ＋Ｈの構造となり、不安定要因の内在した膜となる
。
本発明の目的は、上述の問題を解決し、厚さが厚く、膜
内に水素の取り込まれない酸化窒化シリコン膜の生成方
法を提供することにある。
内に水素の取り込まれない酸化窒化シリコン膜の生成方
法を提供することにある。
（課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明は、シリコンタ−
ゲットと窒素およびアルゴンからなる反応ガスを用いた
反応性スパッタリングにより基体上に窒化シリコン膜を
形成し、次いでその基体を酸化性雰囲気で加熱するもの
とする。
ゲットと窒素およびアルゴンからなる反応ガスを用いた
反応性スパッタリングにより基体上に窒化シリコン膜を
形成し、次いでその基体を酸化性雰囲気で加熱するもの
とする。
反応性スパッタリングで生成された窒化シリコンはダン
グリングボンドを持ち、膜内の結合状態が不安定なため
、酸素が入りやすく、内部に入った酸素がダングリング
ボンドと結合して厚い酸化窒化膜ができる。また原料ガ
スに水素原子が含まれないため、膜組成に水素も含まれ
ない。
グリングボンドを持ち、膜内の結合状態が不安定なため
、酸素が入りやすく、内部に入った酸素がダングリング
ボンドと結合して厚い酸化窒化膜ができる。また原料ガ
スに水素原子が含まれないため、膜組成に水素も含まれ
ない。
〔実施例〕
以下、図を引用して本発明の一実施例について説明する
。
。
先ず、第１図（＆）に示すシリコンウェハなどの基板１
の上に、シリコンターゲットと反応ガスとしてのＮｔ６
０％のＮｔ＋＾ｒ混合ガスを用いた反応性スパッタ法に
より第１図（′ｂ）に示す０．５−の厚さの窒化シリコ
ン膜２を形成した０次いで、酸素雰囲気中で１１００℃
、１５０分の熱処理を行うことにより、第１ｒＩ！ｉ［
ｃ目こ示す酸化窒化シリコンｌ１Ｋ３を窒化シリコン膜
の表面に約６０ｎｍ程度の厚さに形成した。なお、基板
１の材料は熱酸化の温度に耐えるものであれば何であっ
てもよい。
の上に、シリコンターゲットと反応ガスとしてのＮｔ６
０％のＮｔ＋＾ｒ混合ガスを用いた反応性スパッタ法に
より第１図（′ｂ）に示す０．５−の厚さの窒化シリコ
ン膜２を形成した０次いで、酸素雰囲気中で１１００℃
、１５０分の熱処理を行うことにより、第１ｒＩ！ｉ［
ｃ目こ示す酸化窒化シリコンｌ１Ｋ３を窒化シリコン膜
の表面に約６０ｎｍ程度の厚さに形成した。なお、基板
１の材料は熱酸化の温度に耐えるものであれば何であっ
てもよい。
スパッタリング時のＮ、とＡｒの流量比を制御すること
により、でき上がる酸化窒化膜３の組成を調整すること
ができる。第２図はＮｌｌ Ａｒ混合ガス中のＮ３分圧
比による得られた酸化窒化膜の屈折率およびＮ／Ｓｌ原
子比の変化を示す、Ｎ１分圧比の増大につれて＆１Ｉ３
１で示す膜中のＮ原子のｓｉ原子に対する比は増大し、
５ＩＪ４の組成に近づく、このことは膜中の酸素原子が
減少することを意味する。膜の特性はこれに伴って変化
し、腺３２で示す屈折率は小さくなる。逆にＡｒの分圧
比を高くすると、窒化シリコン膜中に酸素が入りやすく
なり、酸化膜に近い性質が得られる。
により、でき上がる酸化窒化膜３の組成を調整すること
ができる。第２図はＮｌｌ Ａｒ混合ガス中のＮ３分圧
比による得られた酸化窒化膜の屈折率およびＮ／Ｓｌ原
子比の変化を示す、Ｎ１分圧比の増大につれて＆１Ｉ３
１で示す膜中のＮ原子のｓｉ原子に対する比は増大し、
５ＩＪ４の組成に近づく、このことは膜中の酸素原子が
減少することを意味する。膜の特性はこれに伴って変化
し、腺３２で示す屈折率は小さくなる。逆にＡｒの分圧
比を高くすると、窒化シリコン膜中に酸素が入りやすく
なり、酸化膜に近い性質が得られる。
窒化シリコン膜に対する熱酸化処理は、乾燥酸素中ある
いは水蒸気を含んだ酸素中で行う、また、水蒸気雰囲気
中で行つてもよい、雰囲気中に水蒸気が含まれると酸化
窒化膜の成長速度が上がる。
いは水蒸気を含んだ酸素中で行う、また、水蒸気雰囲気
中で行つてもよい、雰囲気中に水蒸気が含まれると酸化
窒化膜の成長速度が上がる。
本発明によれば、反応性スパッタ法で生成されたダング
リングボンドの多い窒化シリコン膜を熱酸化することに
より、酸化シリコン膜を窒化する場合に比して６倍以上
の厚さの酸化窒化シリコン膜を生成することができ、ま
た膜組成中に水素を含まないようにすることにより安定
した酸化窒化シリコン膜を得ることができた。
リングボンドの多い窒化シリコン膜を熱酸化することに
より、酸化シリコン膜を窒化する場合に比して６倍以上
の厚さの酸化窒化シリコン膜を生成することができ、ま
た膜組成中に水素を含まないようにすることにより安定
した酸化窒化シリコン膜を得ることができた。
第１図（ａ）、 （ｂｌ、 （ｅｌは本発明の一実施例
の工程を順次示す断面図、第２図はスパッタリング時の
り。 に基板、２：窒化シリコン膜、３二酸化窒化第１図
の工程を順次示す断面図、第２図はスパッタリング時の
り。 に基板、２：窒化シリコン膜、３二酸化窒化第１図
Claims (1)
- １）シリコンターゲットと窒素およびアルゴンからなる
反応ガスを用いた反応性スパッタリングにより基体上に
窒化シリコン膜を形成し、次いでその基体を酸化性雰囲
気中で加熱することを特徴とする酸化窒化シリコン膜の
生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21564889A JPH0379028A (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 酸化窒化シリコン膜の生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21564889A JPH0379028A (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 酸化窒化シリコン膜の生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0379028A true JPH0379028A (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=16675885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21564889A Pending JPH0379028A (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 酸化窒化シリコン膜の生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0379028A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144057A (en) * | 1990-07-24 | 2000-11-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor memory device including a field effect transistor |
| US7335570B1 (en) | 1990-07-24 | 2008-02-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of forming insulating films, capacitances, and semiconductor devices |
-
1989
- 1989-08-22 JP JP21564889A patent/JPH0379028A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6144057A (en) * | 1990-07-24 | 2000-11-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor memory device including a field effect transistor |
| US7335570B1 (en) | 1990-07-24 | 2008-02-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of forming insulating films, capacitances, and semiconductor devices |
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