JPH05271903A - 窒化珪素薄膜の製造方法 - Google Patents
窒化珪素薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH05271903A JPH05271903A JP6623692A JP6623692A JPH05271903A JP H05271903 A JPH05271903 A JP H05271903A JP 6623692 A JP6623692 A JP 6623692A JP 6623692 A JP6623692 A JP 6623692A JP H05271903 A JPH05271903 A JP H05271903A
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- JP
- Japan
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- silicon nitride
- substrate
- thin film
- nitride thin
- ion irradiation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】成膜時の絶縁破壊放電を防止することができる
窒化珪素薄膜の製造方法を提供する。 【構成】基体に珪素を蒸着する蒸着工程と、この蒸着工
程と同時，交互またはその後に窒素イオンを基体に照射
するイオン照射工程と、このイオン照射工程と同時に負
に帯電した粒子を基体に照射する工程とを含むものであ
る。
窒化珪素薄膜の製造方法を提供する。 【構成】基体に珪素を蒸着する蒸着工程と、この蒸着工
程と同時，交互またはその後に窒素イオンを基体に照射
するイオン照射工程と、このイオン照射工程と同時に負
に帯電した粒子を基体に照射する工程とを含むものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、窒化珪素薄膜の製造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒化珪素薄膜の製造方法は、基体
に珪素を蒸着する蒸着工程と、この蒸着工程と同時，交
互またはその後に窒素イオンを前記基体に照射するイオ
ン照射工程とを含むものであった。
に珪素を蒸着する蒸着工程と、この蒸着工程と同時，交
互またはその後に窒素イオンを前記基体に照射するイオ
ン照射工程とを含むものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、窒化珪素薄膜
のような絶縁物の成膜では正の電荷を帯びた窒素イオン
を照射するため、窒化珪素薄膜の表面に正の電荷が帯電
する。この電荷がたまり過ぎると窒化珪素薄膜と基体と
の間で絶縁破壊放電が生じて窒化珪素薄膜が剥離した
り、膜内にピンホールが生じる。その結果、窒化珪素薄
膜の絶縁性、エッチング液に対する耐食性および耐候性
等の膜特性に悪影響を及ぼすという欠点があった。
のような絶縁物の成膜では正の電荷を帯びた窒素イオン
を照射するため、窒化珪素薄膜の表面に正の電荷が帯電
する。この電荷がたまり過ぎると窒化珪素薄膜と基体と
の間で絶縁破壊放電が生じて窒化珪素薄膜が剥離した
り、膜内にピンホールが生じる。その結果、窒化珪素薄
膜の絶縁性、エッチング液に対する耐食性および耐候性
等の膜特性に悪影響を及ぼすという欠点があった。
【０００４】したがって、この発明の目的は、成膜時の
絶縁破壊放電を防止することができる窒化珪素薄膜の製
造方法を提供することである。
絶縁破壊放電を防止することができる窒化珪素薄膜の製
造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の窒化珪素薄膜
の製造方法は、基体に珪素を蒸着する蒸着工程と、この
蒸着工程と同時，交互またはその後に窒素イオンを前記
基体に照射するイオン照射工程と、このイオン照射工程
と同時に負に帯電した粒子を前記基体に照射する工程と
を含むものである。
の製造方法は、基体に珪素を蒸着する蒸着工程と、この
蒸着工程と同時，交互またはその後に窒素イオンを前記
基体に照射するイオン照射工程と、このイオン照射工程
と同時に負に帯電した粒子を前記基体に照射する工程と
を含むものである。
【０００６】
【作用】この発明の窒化珪素薄膜は、図１に示すような
装置により行われる。すなわち、１は基体ホルダー、２
は成膜が行われる基体、３は蒸発源、４はイオン源、
４′はイオンビーム、５は蒸発材料である珪素、５′は
蒸気化された珪素、６は高周波印加コイル、８は高周波
電源、９は整合回路、１０は膜厚モニター、１１は電流
測定モニター、１２はガス導入口、１３はタングステン
等のフィラメントであり、これらは真空容器内に設置さ
れる。
装置により行われる。すなわち、１は基体ホルダー、２
は成膜が行われる基体、３は蒸発源、４はイオン源、
４′はイオンビーム、５は蒸発材料である珪素、５′は
蒸気化された珪素、６は高周波印加コイル、８は高周波
電源、９は整合回路、１０は膜厚モニター、１１は電流
測定モニター、１２はガス導入口、１３はタングステン
等のフィラメントであり、これらは真空容器内に設置さ
れる。
【０００７】蒸着工程は蒸発源３より蒸発材料である珪
素を蒸発させて基体２の表面に蒸着する。イオン照射工
程はイオン源４より窒素イオンを基体２に照射するもの
である。このように蒸着工程とイオン照射工程を併用す
ることにより、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）薄膜が基体２の
表面に形成される。また負に帯電した粒子を基体２に照
射する工程は、ガス導入口１２よりプラズマを発生させ
るガスを導入するとともに、高周波印加コイル６に整合
回路９を介して高周波電源８により高周波電圧を印加し
て放電させることにより、電子等の負電荷をもつ活性種
を発生し、正に帯電した成膜中の窒化珪素に供給させ
る。このように真空容器内で窒素イオンを基体２に照射
すると同時に高周波による放電を起こして、プラズマ中
の負電荷を持つ活性種を基体２の表面に供給させること
により、基体２の窒化珪素薄膜上の帯電が緩和され、窒
化珪素薄膜の絶縁性、耐食性および耐候性等の膜特性が
向上する。なお高周波放電に代えてマイクロ波放電でも
よく、また高周波放電に代えて基体２の近傍に配置され
たフィラメント１３を加熱して電子等の負電荷を基体２
に供給してもよい。
素を蒸発させて基体２の表面に蒸着する。イオン照射工
程はイオン源４より窒素イオンを基体２に照射するもの
である。このように蒸着工程とイオン照射工程を併用す
ることにより、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）薄膜が基体２の
表面に形成される。また負に帯電した粒子を基体２に照
射する工程は、ガス導入口１２よりプラズマを発生させ
るガスを導入するとともに、高周波印加コイル６に整合
回路９を介して高周波電源８により高周波電圧を印加し
て放電させることにより、電子等の負電荷をもつ活性種
を発生し、正に帯電した成膜中の窒化珪素に供給させ
る。このように真空容器内で窒素イオンを基体２に照射
すると同時に高周波による放電を起こして、プラズマ中
の負電荷を持つ活性種を基体２の表面に供給させること
により、基体２の窒化珪素薄膜上の帯電が緩和され、窒
化珪素薄膜の絶縁性、耐食性および耐候性等の膜特性が
向上する。なお高周波放電に代えてマイクロ波放電でも
よく、また高周波放電に代えて基体２の近傍に配置され
たフィラメント１３を加熱して電子等の負電荷を基体２
に供給してもよい。
【０００８】
【実施例】真空蒸着とイオン照射を併用し、窒化珪素(S
i3N4) 薄膜を成膜する際、まず真空容器内のガス圧を1.
0 ×10-6Torr以下になるまで排気し、その後イオン源４
より窒素イオンを基体２上に照射し、また蒸発源３より
珪素を蒸発させる。それと同時にイオン源４より漏れる
ガス量を考慮してガス導入口１２から供給するガス量を
調整し、真空容器内のガス圧を2.0 ×10-4〜5.0 ×10-5
Torrにする。ガス導入口１２から導入するガスにはＡｒ
などの不活性ガスまたは窒素ガスを用いるのが好まし
い。整合回路９を介して真空容器内の基体ホルダー１の
近傍に設置されている高周波印加用コイル６に13.56MHz
の高周波電源８の高周波電圧を印加することにより真空
容器内で放電を起こさせ、負電荷の粒子を正に帯電した
窒化珪素薄膜に供給する。
i3N4) 薄膜を成膜する際、まず真空容器内のガス圧を1.
0 ×10-6Torr以下になるまで排気し、その後イオン源４
より窒素イオンを基体２上に照射し、また蒸発源３より
珪素を蒸発させる。それと同時にイオン源４より漏れる
ガス量を考慮してガス導入口１２から供給するガス量を
調整し、真空容器内のガス圧を2.0 ×10-4〜5.0 ×10-5
Torrにする。ガス導入口１２から導入するガスにはＡｒ
などの不活性ガスまたは窒素ガスを用いるのが好まし
い。整合回路９を介して真空容器内の基体ホルダー１の
近傍に設置されている高周波印加用コイル６に13.56MHz
の高周波電源８の高周波電圧を印加することにより真空
容器内で放電を起こさせ、負電荷の粒子を正に帯電した
窒化珪素薄膜に供給する。
【０００９】窒化珪素薄膜が成膜されたバッファード弗
酸に対する耐食性すなわちエッチングレートの結果はつ
ぎのとおりであった。すなわち、イオン照射エネルギー
３ｋｅＶで高周波放電を併用しないイオン照射のみのと
きのエッチングレートは３４Å／ｍｉｎであるのに対し
て、イオン照射と高周波放電を併用した場合は１０Å／
ｍｉｎであった。またイオン照射エネルギー５ｋｅＶで
高周波放電を併用しないイオン照射のみのときのエッチ
ングレートは４２Å／ｍｉｎであるのに対して、イオン
照射と高周波放電を併用した場合は１３Å／ｍｉｎであ
った。
酸に対する耐食性すなわちエッチングレートの結果はつ
ぎのとおりであった。すなわち、イオン照射エネルギー
３ｋｅＶで高周波放電を併用しないイオン照射のみのと
きのエッチングレートは３４Å／ｍｉｎであるのに対し
て、イオン照射と高周波放電を併用した場合は１０Å／
ｍｉｎであった。またイオン照射エネルギー５ｋｅＶで
高周波放電を併用しないイオン照射のみのときのエッチ
ングレートは４２Å／ｍｉｎであるのに対して、イオン
照射と高周波放電を併用した場合は１３Å／ｍｉｎであ
った。
【００１０】この結果から、高周波放電をしないイオン
照射のみだけでは高かったエッチングレートが、高周波
放電を併用することにより改善され、エッチングレート
が小さくなり耐食性が向上したことがわかる。すなわ
ち、窒化珪素薄膜の成膜中に負電荷を供給させることに
より、窒化珪素薄膜の帯電が緩和され、成膜時の窒化珪
素薄膜の絶縁破壊放電を防止でき、窒化珪素薄膜の剥離
やピンホールが防止されるので膜特性は大きく改善され
る。
照射のみだけでは高かったエッチングレートが、高周波
放電を併用することにより改善され、エッチングレート
が小さくなり耐食性が向上したことがわかる。すなわ
ち、窒化珪素薄膜の成膜中に負電荷を供給させることに
より、窒化珪素薄膜の帯電が緩和され、成膜時の窒化珪
素薄膜の絶縁破壊放電を防止でき、窒化珪素薄膜の剥離
やピンホールが防止されるので膜特性は大きく改善され
る。
【００１１】
【発明の効果】この発明の窒化珪素薄膜の製造方法は、
基体に珪素を蒸着する蒸着工程と、この蒸着工程と同
時，交互またはその後に窒素イオンを前記基体に照射す
るイオン照射工程と、このイオン照射工程と同時に負に
帯電した粒子を前記基体に照射する工程とを含むため、
成膜時の絶縁破壊放電を防止することができるという効
果がある。
基体に珪素を蒸着する蒸着工程と、この蒸着工程と同
時，交互またはその後に窒素イオンを前記基体に照射す
るイオン照射工程と、このイオン照射工程と同時に負に
帯電した粒子を前記基体に照射する工程とを含むため、
成膜時の絶縁破壊放電を防止することができるという効
果がある。
【図１】この窒化珪素薄膜の製造方法を実施する装置の
概略図である。
概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鞍谷 直人 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 基体に珪素を蒸着する蒸着工程と、この
蒸着工程と同時，交互またはその後に窒素イオンを前記
基体に照射するイオン照射工程と、このイオン照射工程
と同時に負に帯電した粒子を前記基体に照射する工程と
を含む窒化珪素薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6623692A JPH05271903A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 窒化珪素薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6623692A JPH05271903A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 窒化珪素薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271903A true JPH05271903A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13310023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6623692A Pending JPH05271903A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 窒化珪素薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05271903A (ja) |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP6623692A patent/JPH05271903A/ja active Pending
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