JPH0474424A - 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 - Google Patents
半導体装置のシリコン酸化膜の製造法Info
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- JPH0474424A JPH0474424A JP18832290A JP18832290A JPH0474424A JP H0474424 A JPH0474424 A JP H0474424A JP 18832290 A JP18832290 A JP 18832290A JP 18832290 A JP18832290 A JP 18832290A JP H0474424 A JPH0474424 A JP H0474424A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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）
本発明は、新規な液体原料を用いてＳｉＯ２膜をＣＶＤ
法で形成する半導体装置のシリコン酸化膜の製造法に関
する。
法で形成する半導体装置のシリコン酸化膜の製造法に関
する。
（従来の技術）
ＣＶＤ法は薄膜を構成する元素からなる一種または二種
以上の化合物気体を基板表面に送り、基板表面上で化学
反応させて所望の薄膜を形成する方法である。
以上の化合物気体を基板表面に送り、基板表面上で化学
反応させて所望の薄膜を形成する方法である。
従来からＳｉ○２系ＣＶＤ成膜材料としては、ＳｉＨ４
気体原料が用いられてきた。
気体原料が用いられてきた。
しかし、集積回路に使用されるパターン寸法は回路パタ
ーンの高密度化とともに年々微細化の一途をたどり、今
やサブミクロンの時代に入っている。また、ＬＳＩの微
細化、高集積化に伴い、配線のチップに占める面積が大
きくなり、配線の多層化がますます進展している。さら
に、今後の多層配線においては、配線抵抗を小さく維持
する必要から配線のアスペクト比が大きくなり、その結
果、基板表面の凹凸はますます激しくなっている。した
がって、ＳｉＯ２のような絶縁膜の平坦化は欠くことの
できない必須技術となっている。
ーンの高密度化とともに年々微細化の一途をたどり、今
やサブミクロンの時代に入っている。また、ＬＳＩの微
細化、高集積化に伴い、配線のチップに占める面積が大
きくなり、配線の多層化がますます進展している。さら
に、今後の多層配線においては、配線抵抗を小さく維持
する必要から配線のアスペクト比が大きくなり、その結
果、基板表面の凹凸はますます激しくなっている。した
がって、ＳｉＯ２のような絶縁膜の平坦化は欠くことの
できない必須技術となっている。
従来のＳｉＨ４気体原料を用いるＣＶＤプロセスでは基
板上の段差や凹凸を平坦化できない。
板上の段差や凹凸を平坦化できない。
また、このＣＶＤプロセスでは狭い電極間やゲ−トのト
レンチにボイドを形成し著しく膜特性を悪化させる。
レンチにボイドを形成し著しく膜特性を悪化させる。
さらに、５ｉＨａは自己発火性で極めて危険な原料であ
る。
る。
以上のような欠点を克服するために、最近、Ｓ ｉ Ｈ
４に代わって液体原料であるテトラエトキシシランＳ１
（○Ｃ２Ｈ３）４を用いるＣＶＤ法が実用化され、盛ん
になってきている。
４に代わって液体原料であるテトラエトキシシランＳ１
（○Ｃ２Ｈ３）４を用いるＣＶＤ法が実用化され、盛ん
になってきている。
これはテトラエトキシシランを蒸気化し、ＣｖＤ反応室
に導入するものである。
に導入するものである。
テトラエトキシシランを用いるＣＶＤ法で成長させた膜
は段差被覆性、平坦化性等に優れており、かつ、テトラ
エトキシシランは自己発火性もなく、半導体装置の製造
工程上極めて安全な原料である。
は段差被覆性、平坦化性等に優れており、かつ、テトラ
エトキシシランは自己発火性もなく、半導体装置の製造
工程上極めて安全な原料である。
また、平坦化ＣＶＤ膜の特徴として、高密度なパターン
部においてもリフロー処理によってボイドのない平坦化
膜が達成できる。
部においてもリフロー処理によってボイドのない平坦化
膜が達成できる。
しかし、テトラエトキシシランを用いるＣＶＤ法で成長
させた膜は、その緻密性、クラック耐性、絶縁性等の膜
質にまだ問題点を残しており、この問題点を軽減するよ
うに成膜するには６００〜７００℃の基板加熱を必要と
する。
させた膜は、その緻密性、クラック耐性、絶縁性等の膜
質にまだ問題点を残しており、この問題点を軽減するよ
うに成膜するには６００〜７００℃の基板加熱を必要と
する。
したがって、アルミ配線上にテトラエトキシシランを用
いるＣＶＤ法でＳｉＣ２膜を成膜する場合、アルミ配線
を著しく劣化させる欠点がある。
いるＣＶＤ法でＳｉＣ２膜を成膜する場合、アルミ配線
を著しく劣化させる欠点がある。
このため高温の基板加熱を必要とせず、テトラエトキシ
シランより低温でＳｉＣ２膜を成膜できるＣＶＤ液体原
料が望まれていた。
シランより低温でＳｉＣ２膜を成膜できるＣＶＤ液体原
料が望まれていた。
（解決しようとする問題点）
本発明者等は、テトラエトキシシランより低温でＳｉＣ
２膜を成膜でき、かつ、段差被覆性、平坦化性等に優れ
ており、さらに緻密性、クラック耐性、絶縁性等の膜質
も優れた新規な液体原料を用いる半導体装置のＳｉＣ２
膜の製造法を特許出願した。（特願平成２−２０１２１
号）本発明は、この製造法の改良に関するものである。
２膜を成膜でき、かつ、段差被覆性、平坦化性等に優れ
ており、さらに緻密性、クラック耐性、絶縁性等の膜質
も優れた新規な液体原料を用いる半導体装置のＳｉＣ２
膜の製造法を特許出願した。（特願平成２−２０１２１
号）本発明は、この製造法の改良に関するものである。
（問題を解決するための手段）
本発明は、ＣＶＤ法で半導体装置のＳｉＣ２膜を製造す
る場合、新規な液体原料としてトリプロポキシシランあ
るいはトリブトキシシランのようなトリアルコキシシラ
ン、あるいは、ジプロポキシシランあるいはジブトキシ
シランのようなジアルコキシシランを用いることを特徴
とする。
る場合、新規な液体原料としてトリプロポキシシランあ
るいはトリブトキシシランのようなトリアルコキシシラ
ン、あるいは、ジプロポキシシランあるいはジブトキシ
シランのようなジアルコキシシランを用いることを特徴
とする。
テトラエトキシシランはエトキシ基４個がＳｉについた
構造であるが、トリプロポキシシランはプロポキシ基３
個と水素１個がＳｉにつき、トリブトキシシランはブト
キシ基３個と水素１個がブトキシ基２個と水素２個がＳ
ｉについた構造であり、常温で無色透明な液体である。
構造であるが、トリプロポキシシランはプロポキシ基３
個と水素１個がＳｉにつき、トリブトキシシランはブト
キシ基３個と水素１個がブトキシ基２個と水素２個がＳ
ｉについた構造であり、常温で無色透明な液体である。
トリプロポキシシランはｎ−ＨＳｉ（○Ｃａ Ｈ７）ａ
、１Ｈ５ｉ（○Ｃａ Ｈ７） ３等を含み、トリブトキ
シシランはｎ−Ｈ５ｉ （ＯＣ４Ｈ９） ３、ｉ Ｈ
Ｓｉ （ＯＣ４Ｈ９）３、ｔ−ＨＳｉ （○Ｃ４Ｈ９）
３．５ｅｅ−ＨＳｉ （○Ｃ４Ｈ９） ３等を含む。
、１Ｈ５ｉ（○Ｃａ Ｈ７） ３等を含み、トリブトキ
シシランはｎ−Ｈ５ｉ （ＯＣ４Ｈ９） ３、ｉ Ｈ
Ｓｉ （ＯＣ４Ｈ９）３、ｔ−ＨＳｉ （○Ｃ４Ｈ９）
３．５ｅｅ−ＨＳｉ （○Ｃ４Ｈ９） ３等を含む。
ジプロポキシシランはｎ−Ｈ２Ｓ１（○Ｃ３Ｈ？）２
、ｉ −Ｈ２Ｓｉ （ＯＣ３Ｈ７）２等を含み、ジブト
キシシランはｎ−Ｈ２Ｓ１（○Ｃｄ Ｈ９） ２、ｉ
−Ｈ２Ｓｉ （ＯＣ４Ｈ９）２ 、ｔ −Ｈ２Ｓｉ（○
Ｃ４Ｈ９） ２、ｓ ｅ Ｃ−Ｈ２Ｓ ｉ （ＯＣ４Ｈ
９） ２等を含む。
、ｉ −Ｈ２Ｓｉ （ＯＣ３Ｈ７）２等を含み、ジブト
キシシランはｎ−Ｈ２Ｓ１（○Ｃｄ Ｈ９） ２、ｉ
−Ｈ２Ｓｉ （ＯＣ４Ｈ９）２ 、ｔ −Ｈ２Ｓｉ（○
Ｃ４Ｈ９） ２、ｓ ｅ Ｃ−Ｈ２Ｓ ｉ （ＯＣ４Ｈ
９） ２等を含む。
本発明は、熱分解ガスクロマトグラフィーとプラズマ分
解装置を用いて種々のアルコラードの分解を研究中に得
た次の三つの事実に基ずくものである。
解装置を用いて種々のアルコラードの分解を研究中に得
た次の三つの事実に基ずくものである。
（１）金属アルコラードの最終熱分解温度は、金属につ
く側鎖のうち最も分解しにくい側鎖によってきまる。
く側鎖のうち最も分解しにくい側鎖によってきまる。
金属としてＳｉを例にとると、メトキシ基７００°Ｃ、
エトキシ基５５０°Ｃ、プロポキシ基類４８０℃、ブト
キシ基類４５０℃というように炭素数が多い程最終分解
温度が低くなる。
エトキシ基５５０°Ｃ、プロポキシ基類４８０℃、ブト
キシ基類４５０℃というように炭素数が多い程最終分解
温度が低くなる。
（２）側鎖の炭素数が多くなると分解してできた金属酸
化膜中に炭素分が残留し易い傾向がある。
化膜中に炭素分が残留し易い傾向がある。
（３）Ｓｉアルコキシドを用い、プラズマ強度を弱くし
ていくと、蒸気圧が低い低粘性の液体をシリコン基板上
に造ることができる。
ていくと、蒸気圧が低い低粘性の液体をシリコン基板上
に造ることができる。
このうち（３）は、テトラエトキシシランをＣＶＤ材料
として用いると平坦な酸化膜ができる理由を明かにした
ものである。すなわち、従来、この理由として擬液体が
できると説明されてきたが、そうではなく液体そのもの
であることを明確にした。
として用いると平坦な酸化膜ができる理由を明かにした
ものである。すなわち、従来、この理由として擬液体が
できると説明されてきたが、そうではなく液体そのもの
であることを明確にした。
この発見により、−分解過程で得られる液体が分解が進
んでも粘性の低い液体になり続は易いＣＶＤ原料が、平
坦化の上で有利であることがわかった。
んでも粘性の低い液体になり続は易いＣＶＤ原料が、平
坦化の上で有利であることがわかった。
分解してできるポリ金属アルコラードは直鎖状分子の時
最も粘性が低く、環状や立体的な構造をもつと固体化や
高粘性化することはシリコン樹脂等の例でよく知られた
事実である。
最も粘性が低く、環状や立体的な構造をもつと固体化や
高粘性化することはシリコン樹脂等の例でよく知られた
事実である。
本発明の一つの骨子は、金属、特にシリコンアルコキシ
ドの側鎖のうち一つまたは二つを特に分解し易い基とし
、残りの基を多少分解しにくい基にして、分解、縮合過
程でより粘性率の小さい状態にすることである。
ドの側鎖のうち一つまたは二つを特に分解し易い基とし
、残りの基を多少分解しにくい基にして、分解、縮合過
程でより粘性率の小さい状態にすることである。
シリコンのアルコキシドの分解は、オゾン等の活性酸素
を用いることにより分解開始温度が２００〜３００℃に
低下することは周知の事実であり、この条件下では、側
鎖として水素基を持ったアルコキシドの方が分解され易
い。
を用いることにより分解開始温度が２００〜３００℃に
低下することは周知の事実であり、この条件下では、側
鎖として水素基を持ったアルコキシドの方が分解され易
い。
本発明のもう一つの骨子は、上記の水素基の分解し易さ
によって直鎖状分子を造るに適した構造のアルコキシド
を選択することである。
によって直鎖状分子を造るに適した構造のアルコキシド
を選択することである。
また、側鎖の炭素数が５以上のアルコキシドは形成した
酸化膜中に炭素分が残留し易く、かつ、多孔質膜となり
易く好ましくない。
酸化膜中に炭素分が残留し易く、かつ、多孔質膜となり
易く好ましくない。
上記のように、熱分解温度は一例として、ＨＳｉ （
ＯＣ２Ｈ５）ａよりＨＳｉ（○Ｃ３Ｈ７） ３の方が低
く、ＨＳｉ（○Ｃ３Ｈ７）３よりＨＳｉ（ＯＣ４Ｈ９）
３の方がさらに低い。
ＯＣ２Ｈ５）ａよりＨＳｉ（○Ｃ３Ｈ７） ３の方が低
く、ＨＳｉ（○Ｃ３Ｈ７）３よりＨＳｉ（ＯＣ４Ｈ９）
３の方がさらに低い。
したがって、ＣＶＤ法で半導体装置のＳｉＯ２膜を製造
する場合、液体原料としてＨＳ １（ＯＣｚＨ５）３よ
りＨ５ｉ （ＯＣ３Ｈ７） ３あるいはＨＳｉ（○Ｃ４
Ｈ９）ｓを用いた方がより低温でＳｉＯ２膜を成膜でき
ることがわかった。
する場合、液体原料としてＨＳ １（ＯＣｚＨ５）３よ
りＨ５ｉ （ＯＣ３Ｈ７） ３あるいはＨＳｉ（○Ｃ４
Ｈ９）ｓを用いた方がより低温でＳｉＯ２膜を成膜でき
ることがわかった。
テトラエトキシシランがＳｉＯ２になる過程は一気にＳ
ｉＯ２になるのではなく、 （Ｈｓ Ｃ２０）３５ｉＯ３ｉ （ＯＣ２Ｈ５）３、（
Ｈ５Ｃ２０） ａ Ｓ ｉＯｓ ｉ （ＯＣ２Ｈ５）
２０Ｓｉ（○Ｃ２Ｈ５） ３ 等のテトラエトキシシランの二量体、三量体等の中間縮
合物を経てＳｉＯ２になることが知られており、この中
間縮合物が流動性を帯びているために、良好な段差被覆
性、平坦化性を有するものである。
ｉＯ２になるのではなく、 （Ｈｓ Ｃ２０）３５ｉＯ３ｉ （ＯＣ２Ｈ５）３、（
Ｈ５Ｃ２０） ａ Ｓ ｉＯｓ ｉ （ＯＣ２Ｈ５）
２０Ｓｉ（○Ｃ２Ｈ５） ３ 等のテトラエトキシシランの二量体、三量体等の中間縮
合物を経てＳｉＯ２になることが知られており、この中
間縮合物が流動性を帯びているために、良好な段差被覆
性、平坦化性を有するものである。
トリプロポキシシランあるいはトリブトキシシラン、あ
るいは、ジプロポキシシランあるいはジブトキシシラン
は分子中のＨが離脱し○が入り易く、このためテトラエ
トキシシランより二量体、三量体等の中間縮合物を生成
し易いため段差被覆性、平坦化性に優れている。
るいは、ジプロポキシシランあるいはジブトキシシラン
は分子中のＨが離脱し○が入り易く、このためテトラエ
トキシシランより二量体、三量体等の中間縮合物を生成
し易いため段差被覆性、平坦化性に優れている。
また、分解物が環状分子ではなく直鎖状分子にする作用
がある。
がある。
さらに、トリプロポキシシランあるいはトリブトキシシ
ラン、あるいは、ジプロポキシシランあるいはジブトキ
シシランを用いるＣＶＤ法で成長させた膜は緻密性、ク
ラック耐性、絶縁性等の膜質も極めて優れていることが
わかった。
ラン、あるいは、ジプロポキシシランあるいはジブトキ
シシランを用いるＣＶＤ法で成長させた膜は緻密性、ク
ラック耐性、絶縁性等の膜質も極めて優れていることが
わかった。
また、これらのＣＶＤ原料はテトラエトキシシランと同
様に半導体装置の製造工程上極めて安全な原料である。
様に半導体装置の製造工程上極めて安全な原料である。
（実施例１）
プラズマＣＶＤ装置内にＳｉ基板を設置し、その基板を
３５０℃に加熱した。
３５０℃に加熱した。
２５℃で１−ＨＳｉ（○Ｃ３Ｈ７） ３をＨｅキャリア
ガスでバブリングしてプラズマＣＶＤ装置内に導入し、
装置内で酸素と混合し、プラズマによりＳｉＯ２膜をＳ
ｉ基板上に成膜した。
ガスでバブリングしてプラズマＣＶＤ装置内に導入し、
装置内で酸素と混合し、プラズマによりＳｉＯ２膜をＳ
ｉ基板上に成膜した。
この膜とテトラエトキシシランを用いたプラズマＣＶＤ
膜とを硬度計を用いて膜の硬度を比較した結果、１−Ｈ
Ｓｉ（○Ｃａ Ｈ７） ３を用いたプラズマＣＶＤ膜の
方が硬度が大きく、充分に緻密な膜であることがわかっ
た。
膜とを硬度計を用いて膜の硬度を比較した結果、１−Ｈ
Ｓｉ（○Ｃａ Ｈ７） ３を用いたプラズマＣＶＤ膜の
方が硬度が大きく、充分に緻密な膜であることがわかっ
た。
（実施例２）
プラズマＣＶＤ装置内にＳｉ基板を設置し、その基板を
３００°Ｃに加熱した。
３００°Ｃに加熱した。
２５℃でｎ−Ｈ５ｉ （ＯＣ４Ｈ９） ３をＨｅキャリ
アガスてバブリングしてプラズマＣＶＤ装置内に導入し
、装置内で酸素と混合し、プラズマによりＳｉＯ２膜を
Ｓｉ基板上に成膜した。
アガスてバブリングしてプラズマＣＶＤ装置内に導入し
、装置内で酸素と混合し、プラズマによりＳｉＯ２膜を
Ｓｉ基板上に成膜した。
この膜とテトラエトキシシランを用いたプラズマＣＶＤ
膜とを硬度計を用いて膜の硬度を比較した結果、トリブ
トキシシランを用いたプラズマＣＶＤ膜の方が硬度が大
きく、充分に緻密な膜であることがわかった。
膜とを硬度計を用いて膜の硬度を比較した結果、トリブ
トキシシランを用いたプラズマＣＶＤ膜の方が硬度が大
きく、充分に緻密な膜であることがわかった。
（発明の効果）
本発明によれば、テトラエトキシシランあるいはトリエ
トキシシランより低温でＳｉＯ２膜を成膜することがで
き、かつ、その膜は段差被覆性、平坦化性に優れ、硬度
、緻密性等の膜質も極めて優れている特徴がある。
トキシシランより低温でＳｉＯ２膜を成膜することがで
き、かつ、その膜は段差被覆性、平坦化性に優れ、硬度
、緻密性等の膜質も極めて優れている特徴がある。
また、クラック耐性、絶縁性等の膜質も極めて優れてい
る特徴がある。
る特徴がある。
さらに、半導体装置の製造工程上極めて安全性が高い特
徴がある。
徴がある。
Claims (2)
- （１）半導体装置用のＳｉＯ＿２膜を液体原料を用いて
ＣＶＤ法で形成する場合、該液体原料にトリアルコキシ
シランあるいはジアルコキシシランを用いることを特徴
とする半導体装置のシリコン酸化膜の製造法。 - （２）トリアルコキシシランがトリプロポキシシランあ
るいはトリブトキシシランであり、ジアルコキシシラン
がジプロポキシシランあるいはジブトキシシランである
特許請求の範囲第１項記載の半導体装置のシリコン酸化
膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18832290A JP2958467B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18832290A JP2958467B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474424A true JPH0474424A (ja) | 1992-03-09 |
| JP2958467B2 JP2958467B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=16221577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18832290A Expired - Fee Related JP2958467B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 半導体装置のシリコン酸化膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2958467B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010129190A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 活物質の製造方法、電極体の製造方法、及び、リチウムイオン二次電池 |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP18832290A patent/JP2958467B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010129190A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | 活物質の製造方法、電極体の製造方法、及び、リチウムイオン二次電池 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2958467B2 (ja) | 1999-10-06 |
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