JPH0638414B2 - シリコン表面上に酸化物層を成長させる方法 - Google Patents

シリコン表面上に酸化物層を成長させる方法

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JPH0638414B2
JPH0638414B2 JP60141596A JP14159685A JPH0638414B2 JP H0638414 B2 JPH0638414 B2 JP H0638414B2 JP 60141596 A JP60141596 A JP 60141596A JP 14159685 A JP14159685 A JP 14159685A JP H0638414 B2 JPH0638414 B2 JP H0638414B2
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アンジヤン・バツタチヤリヤ
ウイリアム・ターレイ・ステイシイ
チヤールズ・ヨハン・フオルスト
アルベルト・シユミツツ
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エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン
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    • H10P14/6322—Formation by thermal treatments

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体物体のシリコン表面上に酸化物層を
熱的に成長させる方法に関する。
MOS及び双極両半導体デバイスの製作において、多結晶
シリコン又は単結晶シリコン層を種々の目的の為に用い
るのが普通である。代表的には、その場合、二酸化ケイ
素（酸化物）絶縁層をシルコン上に熱的に成長させる。
この基本技術は、MOS及び双極トランジスタ、記憶セル
並びにキヤパシタを含む、多くの形のデバイスの製作に
用いられる。
しかし、シリコン表面上での熱酸化物成長に関連してい
くらかの問題があることは、この業界でよく知られてい
る。例えば、酸化物層を多結晶シリコン表面上に、比較
的高い温度、約1000℃を超える、で成長させる場合、起
こるドーパントの外方拡散がデバイス製作において問題
を起こす。これらの問題は、未来世代のデバイスにおい
て形状寸法が小さくなり、記録密度が増加するにつれて
一層大きくなる。他方、酸化物層を多結晶シリコン表面
上に、比較的低い温度、約1000℃未満、で熱的に成長さ
せる場合、多結晶シリコン−酸化物界面におけるでこぼ
こ、酸化物層におけるシリコン包含、及び多結晶シリコ
ンの角における尖頭を含む種々の欠陥が存在しうる。し
たがつて、ドーパント外方拡散の問題を最小にする為
に、酸化温度を低下させることにより、多結晶シリコン
−酸化物界面及びその付近において種々の不規則を生
じ、これは順次絶縁破壊電圧を減少し、またデバイスの
信頼性及び収率を減少する。これらの不規則性が酸化物
層内の応力により起こること、及びこれらの応力、及び
生じた不規則が酸化温度を低くするのに伴つて増加する
ことが確かめられた。
多結晶シリコン表面上での酸化物成長と関連する界面問
題の一層詳細な討論は、「多結晶シリコン／SiO2界面微
細組織及び絶縁破壊」アール・ビー・マーカス(R.B.Mar
cus)、テイー・テイー・シエング(T.T.Sheng)及びピー
・リン(P.Lin)ジヤーナル・オブ・ジ・エレクトロケミ
カル・ソサエテイ(J.Electrochem.Soc.)：固態科学及び
技術、第129巻、第６号、1282〜1289頁、1982年６月、
に含まれる。更に、無極性シリコン及び多結晶シリコン
表面の低温酸化に関する問題は、「成形シリコン表面の
酸化」、アール・ビー・マーカス及びテイー・テイー・
シエング、ジヤーナル・オブ・ジ・エレクトロケミカル
・ソサエテイ：固態科学及び技術、第129巻、第６号、1
278〜1282頁、1982年６月に論じられる。これらの文献
には、明らかに低温での酸化物成長に関する問題が記載
されるが、酸化温度を上げるという明白な解決より外の
解決は提供されない。しかし、前記のように、この解決
は、高温酸化物成長がドーパントの外方拡散を増加させ
る、これは今日でも謙著な問題であり、将来デバイスの
形状寸法が小さくなり記録密度が増加するにつれて一層
重要な問題となる、というような問題がなくはない。
したがつて、高い酸化温度に関連する、ドーパント外方
拡散の問題を避け、同時に低い酸化温度に関連し、破壊
電圧、収率及び信頼性を低下させるストレス誘発不規則
を避ける方法を有することが望ましい。
したがつて、この発明の目的は、高温酸化方法に関連す
るドーパント外方拡散の問題を避け、既知の低温酸化方
法に関連するストレス関連不規則を避ける、酸化物層を
シリコン表面上に形成する改良方法を提供することであ
る。
この発明において、前記方法は、第１酸化物層部分を前
記シリコン表面の少なくとも一部分上に約1000℃未満の
温度を用いる第１熱酸化方法で成長させ、次いで前記半
導体物体を非酸化性雰囲気中約1000℃を超える温度で焼
なましに付し；次いで第２酸化物層部分を少なくとも前
記第１酸化物層部分上に第２熱酸化方法で成長させて前
記酸化物層の成長を完了することを特徴とする。
この発明において、前記のような従来技術の欠点は、酸
化物層を成長させるのに多段方法を採用することにより
最小化される。最初に、第１酸化物層部分をシリコン表
面上に約1000℃未満の比較的低温で成長させ、高温酸化
技術に関連するドーパント外方拡散問題を回避するよう
にする。次いで、比較的低温の酸化方法により起こる応
力による、二酸化ケイ素界面又はその付近に起こる種々
の不規則を減少するために、半導体物体を窒素のような
非酸化性雰囲気中で約1000℃を超える温度で焼なましに
付する。最後に、焼なまし段階後、第２熱酸化方法にお
いて第２酸化物層部分を第１部分上に所望の厚さに成長
させることにより酸化物層を完成させる。この第２酸化
は、最初の低温酸化間に生成したでこぼこを鈍くし包含
を除くことにより、酸化物品質を改良するのに役立つ。
この方法に従つて作つた構造は、改良されたシリコン−
酸化物構造を有し、これは順次得られるデバイスの絶縁
破壊性能、収率及び信頼性を改良する。
この方法は、シリコン表面上に酸化物層を必要とする、
種々の異なる半導体デバイスに用いうる。例えば、この
方法は、双極トランジスタ及びMOS電界効果トランジス
タ、並びにキヤパシタ及び記憶セルを製作するのに用い
うる。
この発明に従う第１の例において、半導体物体は、業界
でよく知られた標準技術に従つてパターン化した多結晶
シリコン表面を備えていた。第１酸化物層部分を多結晶
シリコン表面の少なくとも一部分上に1000℃未満の比較
的低温を用いる第１熱酸化方法で成長させた。例えば、
第１酸化物層部分は、900℃で７０分間乾燥酸素雰囲気
中で酸化することにより、約500オングストロームの厚
さに成長させることができた。第１熱酸化方法の後、半
導体物体を非酸化性雰囲気中約1000℃を超える温度で焼
なましに付した。例えば、これは、1150℃、８分間、窒
素雰囲気中での高温炉焼なまし、又は約1100℃で３０秒
間の熱パルス焼なましにより達成することができた。
最後に、第２酸化物層部分を少なくとも第１酸化物層部
分上に第２熱酸化方法で成長させ最後の所望の酸化物層
厚さを得るようにした。第２熱酸化方法は、６０分間乾
燥酸素雰囲気中900℃で酸化するような低温法とする
か、又は別に1150℃、3.5分間での高温酸化方法をも用
いることができた。また、二つの酸化段階に対しHiPOx
（高圧酸化）多結晶シリコン酸化技術を用いえたことが
注目される。次いで、得られた構造を、所望の形のデバ
イスに対する標準半導体製作技術に従つて処理して完了
させることができた。
第２の例において、同様な技術を薄い酸化物層を単結晶
シリコン表面上に成長させるのに用いることができた。
第１酸化物層部分を単結晶表面の一部分上に比較的低温
での第１熱酸化方法で成長させた。例えば、第１酸化物
層部分を約950℃の温度で約３０オングストロームの厚
さに成長させることができた。次いで酸化された表面を
非酸化性雰囲気中一層高い温度で焼なまし処理に付し
た。代表的には、焼なまし段階は、アルゴン中1050℃で
１時間行うことができた。最後に、第２酸化物層部分を
従来の方法で第１酸化物層部分上に成長させ、最終所望
全酸化物厚さ、この例では第２熱酸化方法における950
℃の温度で成長させて８０オングストローム、を達成す
ることができた。第１例でのように、得られた構造は、
改良された構造及び電気特性を示した。
この発明を若干の好ましい例によつて述べたが、この発
明は、広い範囲の製品に適用することができ、形状及び
詳細における種々の変化を、製造するデバイスの特定の
形に適合させる為に、この発明の精神及び範囲に反する
ことなく行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・ターレイ・ステイシイ アメリカ合衆国カリフオルニア州95120 サンノゼ マウント ホープ ドライブ 6641 (72)発明者 チヤールズ・ヨハン・フオルスト アメリカ合衆国カリフオルニア州95070 サラトガ グリーン メドウ レイン 12468 (72)発明者 アルベルト・シユミツツ アメリカ合衆国カリフオルニア州94087 サニーベイル マツケンジー ドライブ 920

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体物体のシリコン表面上に酸化物層を
    熱的に成長させるにあたり、第１酸化物層部分を前記シ
    リコン表面の少なくとも一部分上に約1000℃未満の温度
    を用いる第１熱酸化方法で成長させ、次いで前記半導体
    を非酸化性雰囲気中約1000℃を超える温度で焼なましに
    付し、次いで第２酸化物層部分を少なくとも前記第１酸
    化物層部分上に第２熱酸化方法で成長させて前記酸化物
    層の成長を完了することを特徴とするシリコン表面上に
    酸化物層を成長させる方法。
  2. 【請求項２】前記シリコン表面がパターン化多結晶シリ
    コン表面より成る特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. 【請求項３】前記第１酸化物層部分を約900℃の温度で
    約７０分間乾燥酸素雰囲気中で成長させ、かつ前記焼な
    まし段階を少なくとも約1100℃の温度で約３分間窒素雰
    囲気中で行う特許請求の範囲第２項記載の方法。
  4. 【請求項４】前記第２酸化物層部分を約900℃の温度で
    約６０分間乾燥酸素雰囲気中で成長させる特許請求の範
    囲第３項記載の方法。
  5. 【請求項５】前記第２酸化物層部分を約1150℃の温度で
    約3.5分間成長させる特許請求の範囲第３項記載の方
    法。
  6. 【請求項６】前記なまし段階が約1100℃の温度で約３０
    秒間熱パルス焼なましを行うことを含む特許請求の範囲
    第３項記載の方法。
  7. 【請求項７】前記シリコン表面が単結晶表面より成る特
    許請求の範囲第１項記載の方法。
  8. 【請求項８】前記第１酸化物層部分を約950℃の温度で
    約３０オングストロームの厚さに成長させ、前記焼なま
    し段階をアルゴン雰囲気中約1050℃の温度で１時間行
    い、かつ前記第２酸化物層部分を950℃の温度で成長さ
    せて約８０オングストロームの全酸化物厚さを達成する
    特許請求の範囲第７項記載の方法。
  9. 【請求項９】前記第１及び第２酸化物層部分を高圧酸化
    方法により成長させる特許請求の範囲第１項記載の方
    法。
JP60141596A 1984-07-02 1985-06-29 シリコン表面上に酸化物層を成長させる方法 Expired - Lifetime JPH0638414B2 (ja)

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US626841 1984-07-02
US06/626,841 US4584205A (en) 1984-07-02 1984-07-02 Method for growing an oxide layer on a silicon surface

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JPS6120336A JPS6120336A (ja) 1986-01-29
JPH0638414B2 true JPH0638414B2 (ja) 1994-05-18

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EP (1) EP0167208B1 (ja)
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DE (1) DE3579637D1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613402A (en) * 1985-07-01 1986-09-23 Eastman Kodak Company Method of making edge-aligned implants and electrodes therefor
EP0214421A1 (de) * 1985-08-09 1987-03-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen von Dünnoxidschichten auf durch Tiegelziehen hergestellten Siliziumsubstraten
DE3540469A1 (de) * 1985-11-14 1987-05-21 Wacker Chemitronic Verfahren zum schutz von polierten siliciumoberflaechen
USH948H (en) 1986-12-01 1991-08-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Semiconductor-semiconductor compound insulator-insulator structures
JP2633541B2 (ja) * 1987-01-07 1997-07-23 株式会社東芝 半導体メモリ装置の製造方法
JPH0828427B2 (ja) * 1988-09-14 1996-03-21 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
US5024962A (en) * 1990-04-20 1991-06-18 Teledyne Industries, Inc. Method for preventing auto-doping in the fabrication of metal gate CMOS devices
JP4001960B2 (ja) * 1995-11-03 2007-10-31 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド 窒化酸化物誘電体層を有する半導体素子の製造方法
KR100232887B1 (ko) * 1996-12-20 1999-12-01 김영환 필드 산화막 제조방법
KR100224780B1 (ko) * 1996-12-31 1999-10-15 김영환 반도체 소자의 필드산화막 제조방법
US6066576A (en) * 1997-06-04 2000-05-23 Micron Technology, Inc. Method for forming oxide using high pressure
JP2000232222A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US6235651B1 (en) * 1999-09-14 2001-05-22 Infineon Technologies North America Process for improving the thickness uniformity of a thin layer in semiconductor wafer fabrication
KR100562061B1 (ko) * 2001-07-26 2006-03-17 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 박막구조체 및 그 제조방법
JP2011022131A (ja) * 2009-06-18 2011-02-03 Olympus Corp 医療診断支援装置、画像処理方法、画像処理プログラム、およびバーチャル顕微鏡システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4167915A (en) * 1977-03-09 1979-09-18 Atomel Corporation High-pressure, high-temperature gaseous chemical apparatus
US4154873A (en) * 1977-11-10 1979-05-15 Burr-Brown Research Corporation Method of increasing field inversion threshold voltage and reducing leakage current and electrical noise in semiconductor devices
US4140548A (en) * 1978-05-19 1979-02-20 Maruman Integrated Circuits Inc. MOS Semiconductor process utilizing a two-layer oxide forming technique
US4214919A (en) * 1978-12-28 1980-07-29 Burroughs Corporation Technique of growing thin silicon oxide films utilizing argon in the contact gas
JPS56161646A (en) * 1980-05-19 1981-12-12 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
US4344985A (en) * 1981-03-27 1982-08-17 Rca Corporation Method of passivating a semiconductor device with a multi-layer passivant system by thermally growing a layer of oxide on an oxygen doped polycrystalline silicon layer
DE3206376A1 (de) * 1982-02-22 1983-09-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von siliziumoxidschichten

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6120336A (ja) 1986-01-29
EP0167208B1 (en) 1990-09-12
EP0167208A3 (en) 1987-06-10
EP0167208A2 (en) 1986-01-08
CA1242959A (en) 1988-10-11
DE3579637D1 (de) 1990-10-18
US4584205A (en) 1986-04-22

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