JPH07201846A - Cvd酸化膜の界面酸化方法 - Google Patents
Cvd酸化膜の界面酸化方法Info
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- JPH07201846A JPH07201846A JP35095393A JP35095393A JPH07201846A JP H07201846 A JPH07201846 A JP H07201846A JP 35095393 A JP35095393 A JP 35095393A JP 35095393 A JP35095393 A JP 35095393A JP H07201846 A JPH07201846 A JP H07201846A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、界面準位の低減とトラップの低減
を行って、酸化膜の電気的品質の向上を図る。 【構成】 CVD法によって基板11上に酸化膜12を
形成した後、少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲
気中で基板11と酸化膜12との界面近傍を再酸化し
て、界面準位が低くトラップの少ない再酸化膜13を形
成する。この再酸化処理に用いる酸化窒素ガスは、一酸
化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガスおよ
び三酸化二窒素ガスのうちの1種または複数種からな
る。再酸化処理は800℃以上1150℃以下の温度で
行う。また同一処理室内で、CVD法による酸化膜の成
膜と再酸化処理とを連続して行ってもよい。
を行って、酸化膜の電気的品質の向上を図る。 【構成】 CVD法によって基板11上に酸化膜12を
形成した後、少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲
気中で基板11と酸化膜12との界面近傍を再酸化し
て、界面準位が低くトラップの少ない再酸化膜13を形
成する。この再酸化処理に用いる酸化窒素ガスは、一酸
化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガスおよ
び三酸化二窒素ガスのうちの1種または複数種からな
る。再酸化処理は800℃以上1150℃以下の温度で
行う。また同一処理室内で、CVD法による酸化膜の成
膜と再酸化処理とを連続して行ってもよい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に用いるC
VD酸化膜の界面酸化方法に関するものである。
VD酸化膜の界面酸化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造プロセスにおいて、C
VD法によって酸化膜を形成した後、乾燥酸素(O2 )
雰囲気中での熱酸化によって上記酸化膜の界面近傍を再
酸化していた。
VD法によって酸化膜を形成した後、乾燥酸素(O2 )
雰囲気中での熱酸化によって上記酸化膜の界面近傍を再
酸化していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、界面準位を低減することはできるが、酸化膜中
のトラップを低減する効果は小さい。上記トラップは当
該酸化膜中に含まれる水素に起因している。このため、
酸素ガス雰囲気中では水素の離脱効果が小さいので、ト
ラップを低減する効果は小さくなる。特に、リンを不純
物として導入した多結晶シリコン上に形成したCVD酸
化膜を、乾燥酸素ガス雰囲気中で再酸化した場合には、
酸素による酸化速度が速いので多結晶シリコンの結晶粒
界にリンが析出する。これがトラップの原因になる。し
たがって、酸化膜は電気的品質が悪いものになる。
法では、界面準位を低減することはできるが、酸化膜中
のトラップを低減する効果は小さい。上記トラップは当
該酸化膜中に含まれる水素に起因している。このため、
酸素ガス雰囲気中では水素の離脱効果が小さいので、ト
ラップを低減する効果は小さくなる。特に、リンを不純
物として導入した多結晶シリコン上に形成したCVD酸
化膜を、乾燥酸素ガス雰囲気中で再酸化した場合には、
酸素による酸化速度が速いので多結晶シリコンの結晶粒
界にリンが析出する。これがトラップの原因になる。し
たがって、酸化膜は電気的品質が悪いものになる。
【0004】本発明は、界面準位を低減するとともにト
ラップを低減することによって電気的品質に優れたCV
D酸化膜の界面酸化方法を提供することを目的とする。
ラップを低減することによって電気的品質に優れたCV
D酸化膜の界面酸化方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたCVD酸化膜の界面酸化方法であ
る。すなわち、CVD法によって基板上に酸化膜を形成
した後、少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中
で基板と酸化膜との界面近傍を再酸化する。
成するためになされたCVD酸化膜の界面酸化方法であ
る。すなわち、CVD法によって基板上に酸化膜を形成
した後、少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中
で基板と酸化膜との界面近傍を再酸化する。
【0006】上記再酸化処理に用いる酸化窒素ガスは、
一酸化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガス
および三酸化二窒素ガスのうちの1種または複数種から
なる。
一酸化一窒素ガス、一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガス
および三酸化二窒素ガスのうちの1種または複数種から
なる。
【0007】また上記再酸化処理の処理温度は、800
℃以上1150℃以下に設定される。
℃以上1150℃以下に設定される。
【0008】また、上記CVD法を高温酸化CVD法で
行うことによって基板上に酸化膜を形成した後、この高
温酸化CVD法によって酸化膜を形成した同一処理室内
で、少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基
板と酸化膜との界面近傍の再酸化処理を行う。
行うことによって基板上に酸化膜を形成した後、この高
温酸化CVD法によって酸化膜を形成した同一処理室内
で、少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基
板と酸化膜との界面近傍の再酸化処理を行う。
【0009】
【作用】上記CVD酸化膜の界面酸化方法では、少なく
とも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板と酸化膜
との界面近傍を再酸化することから、界面準位が低減さ
れる。それとともに、酸化膜中の水素が離脱されるの
で、チャージトラップが低減される。このとき、酸化膜
中のダングリングボンドが窒素原子に置き換えられる。
とも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板と酸化膜
との界面近傍を再酸化することから、界面準位が低減さ
れる。それとともに、酸化膜中の水素が離脱されるの
で、チャージトラップが低減される。このとき、酸化膜
中のダングリングボンドが窒素原子に置き換えられる。
【0010】上記酸化窒素ガスに、一酸化一窒素ガス、
一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガスおよび三酸化二窒素
ガスのうちの1種または複数種からなるものを用いるこ
とから、再酸化処理雰囲気中では、酸素と窒素とに分解
して、酸素は酸化作用に働き、窒素は水素の離脱効果の
促進に働く。
一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガスおよび三酸化二窒素
ガスのうちの1種または複数種からなるものを用いるこ
とから、再酸化処理雰囲気中では、酸素と窒素とに分解
して、酸素は酸化作用に働き、窒素は水素の離脱効果の
促進に働く。
【0011】また上記再酸化処理は、800℃以上11
50℃以下の温度雰囲気中で行うことから、再酸化が促
進され、トラップが低減される。一方、800℃よりも
低い温度で再酸化処理を行った場合には界面近傍での再
酸化反応はほとんど起こらない。また、1150℃以上
で再酸化処理を行った場合には、通常、基板として用い
るシリコン基板が軟化または溶融する。
50℃以下の温度雰囲気中で行うことから、再酸化が促
進され、トラップが低減される。一方、800℃よりも
低い温度で再酸化処理を行った場合には界面近傍での再
酸化反応はほとんど起こらない。また、1150℃以上
で再酸化処理を行った場合には、通常、基板として用い
るシリコン基板が軟化または溶融する。
【0012】また、高温酸化CVD法によって酸化膜を
形成した同一処理室内で基板と酸化膜との界面近傍の再
酸化処理を行うことから、CVD法による酸化膜の成膜
工程と再酸化処理工程とを連続して行えるので、処理時
間が短縮される。
形成した同一処理室内で基板と酸化膜との界面近傍の再
酸化処理を行うことから、CVD法による酸化膜の成膜
工程と再酸化処理工程とを連続して行えるので、処理時
間が短縮される。
【0013】
【実施例】本発明における実施例を図1の酸化方法の工
程図によって説明する。
程図によって説明する。
【0014】図1の(1)に示すように、CVD法によ
って、基板11上に酸化膜12を形成する。上記基板1
1は、単結晶シリコン基板あるいは多結晶シリコン基板
である。または表層が単結晶シリコン層あるいは多結晶
シリコン層で形成されている基板であってもよい。また
上記酸化膜は酸化シリコン(SiO2 )膜からなる。
って、基板11上に酸化膜12を形成する。上記基板1
1は、単結晶シリコン基板あるいは多結晶シリコン基板
である。または表層が単結晶シリコン層あるいは多結晶
シリコン層で形成されている基板であってもよい。また
上記酸化膜は酸化シリコン(SiO2 )膜からなる。
【0015】次いで図1の(2)に示すように、少なく
とも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板11と酸
化膜12との界面近傍を再酸化処理する。このときの再
酸化処理雰囲気は一酸化二窒素(N2 O)ガスからな
る。または、この再酸化処理雰囲気のガスには、一酸化
一窒素(NO)ガス、一酸化二窒素(N2 O)ガス、二
酸化窒素(NO2 )ガスおよび三酸化二窒素(N
2 O3 )ガスのうちの1種または複数種からなるものを
用いる。または、上記酸化窒素ガスと不活性ガス〔例え
ばヘリウム(He),アルゴン(Ar)等〕とを混合し
たもの、あるいは上記酸化窒素ガスと窒素(N2 )ガス
とを混合したものを用いてもよい。
とも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板11と酸
化膜12との界面近傍を再酸化処理する。このときの再
酸化処理雰囲気は一酸化二窒素(N2 O)ガスからな
る。または、この再酸化処理雰囲気のガスには、一酸化
一窒素(NO)ガス、一酸化二窒素(N2 O)ガス、二
酸化窒素(NO2 )ガスおよび三酸化二窒素(N
2 O3 )ガスのうちの1種または複数種からなるものを
用いる。または、上記酸化窒素ガスと不活性ガス〔例え
ばヘリウム(He),アルゴン(Ar)等〕とを混合し
たもの、あるいは上記酸化窒素ガスと窒素(N2 )ガス
とを混合したものを用いてもよい。
【0016】そして再酸化処理の処理温度を、800℃
以上1150℃以下の温度範囲内の所定の温度に設定す
る。望ましくは、1000℃程度に設定する。
以上1150℃以下の温度範囲内の所定の温度に設定す
る。望ましくは、1000℃程度に設定する。
【0017】上記のような処理雰囲気中で再酸化処理を
行うと、酸化膜12中から水素21が離脱する。それと
ともに、ダングリングボンド(図示せず)が、例えば再
酸化雰囲気中の窒素原子(図示せず)に置き換わる。
行うと、酸化膜12中から水素21が離脱する。それと
ともに、ダングリングボンド(図示せず)が、例えば再
酸化雰囲気中の窒素原子(図示せず)に置き換わる。
【0018】その後図1の(3)に示すように、上記酸
化膜(12)を、熱酸化法で形成したものとほぼ同等の
界面準位を有する再酸化膜13に改質する。
化膜(12)を、熱酸化法で形成したものとほぼ同等の
界面準位を有する再酸化膜13に改質する。
【0019】上記CVD酸化膜の界面酸化方法では、少
なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板11
と酸化膜12との界面近傍を再酸化することから、界面
準位が低減される。それとともに、酸化膜12中の水素
21が離脱され、ダングリングボンドが窒素原子に置き
換えられるので、チャージトラップが低減される。
なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板11
と酸化膜12との界面近傍を再酸化することから、界面
準位が低減される。それとともに、酸化膜12中の水素
21が離脱され、ダングリングボンドが窒素原子に置き
換えられるので、チャージトラップが低減される。
【0020】また再酸化処理雰囲気のガスに、上記のよ
うな酸化窒素ガス、当該酸化窒素ガスに不活性ガスを混
合したものまたは当該酸化窒素ガスに窒素ガスを混合し
たものを用いることから、再酸化処理雰囲気中では、酸
化窒素ガスが酸素と窒素とに分解して、当該酸素は酸化
作用に働き、当該窒素は水素の離脱効果の促進に働く。
うな酸化窒素ガス、当該酸化窒素ガスに不活性ガスを混
合したものまたは当該酸化窒素ガスに窒素ガスを混合し
たものを用いることから、再酸化処理雰囲気中では、酸
化窒素ガスが酸素と窒素とに分解して、当該酸素は酸化
作用に働き、当該窒素は水素の離脱効果の促進に働く。
【0021】さらに再酸化処理を800℃以上1150
℃以下の温度雰囲気中で行うことから、再酸化が促進さ
れ、トラップが低減される。一方、800℃よりも低い
温度で再酸化処理を行った場合には界面近傍での再酸化
反応は起こらない。また、1150℃以上で再酸化処理
を行った場合には、通常、基板として用いるシリコン基
板が軟化または溶融する。
℃以下の温度雰囲気中で行うことから、再酸化が促進さ
れ、トラップが低減される。一方、800℃よりも低い
温度で再酸化処理を行った場合には界面近傍での再酸化
反応は起こらない。また、1150℃以上で再酸化処理
を行った場合には、通常、基板として用いるシリコン基
板が軟化または溶融する。
【0022】また、上記酸化膜12の成膜を、例えばシ
ラン(SiH4 )ガスと一酸化二窒素(N2 O)ガスと
を用いた高温酸化〔HTO(High Temperature Oxid
e)〕CVD法によって行う。その後上記酸化膜12を
形成した同一処理室内で連続して、上記説明したのと同
様の再酸化処理を行う。その条件は上記説明したのと同
様の条件に設定する。そして、基板11と酸化膜12と
の界面近傍を再酸化処理して、界面準位が低い再酸化膜
13を形成する。
ラン(SiH4 )ガスと一酸化二窒素(N2 O)ガスと
を用いた高温酸化〔HTO(High Temperature Oxid
e)〕CVD法によって行う。その後上記酸化膜12を
形成した同一処理室内で連続して、上記説明したのと同
様の再酸化処理を行う。その条件は上記説明したのと同
様の条件に設定する。そして、基板11と酸化膜12と
の界面近傍を再酸化処理して、界面準位が低い再酸化膜
13を形成する。
【0023】このように、高温酸化CVD法によって酸
化膜12を形成した同一処理室内で基板11と酸化膜1
2との界面近傍の再酸化処理を行うことから、酸化膜1
2の成膜工程と再酸化処理工程とを連続して行える。こ
のため、処理時間が短縮される。
化膜12を形成した同一処理室内で基板11と酸化膜1
2との界面近傍の再酸化処理を行うことから、酸化膜1
2の成膜工程と再酸化処理工程とを連続して行える。こ
のため、処理時間が短縮される。
【0024】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板と
酸化膜との界面近傍を再酸化するので、界面準位を低減
することができるとともに、酸化膜中の水素を離脱して
チャージトラップを低減することができる。したがっ
て、酸化膜の電気的品質の向上が図れる。
少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板と
酸化膜との界面近傍を再酸化するので、界面準位を低減
することができるとともに、酸化膜中の水素を離脱して
チャージトラップを低減することができる。したがっ
て、酸化膜の電気的品質の向上が図れる。
【0025】上記酸化窒素ガスに、一酸化一窒素ガス、
一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガスおよび三酸化二窒素
ガスのうちの1種または複数種からなるものを用いるの
で、再酸化処理雰囲気中に酸化窒素を分解した酸素原子
と窒素原子とを同時に存在させることができる。したが
って、酸化処理に用いる酸素原子とトラップの低減を図
る窒素原子とを容易に得ることができる。
一酸化二窒素ガス、二酸化窒素ガスおよび三酸化二窒素
ガスのうちの1種または複数種からなるものを用いるの
で、再酸化処理雰囲気中に酸化窒素を分解した酸素原子
と窒素原子とを同時に存在させることができる。したが
って、酸化処理に用いる酸素原子とトラップの低減を図
る窒素原子とを容易に得ることができる。
【0026】また上記再酸化処理を800℃以上115
0℃以下の処理温度で行うので、効率よく再酸化を行う
ことができるとともに、トラップの低減を図ることがで
きる。
0℃以下の処理温度で行うので、効率よく再酸化を行う
ことができるとともに、トラップの低減を図ることがで
きる。
【0027】また、高温酸化CVD法によって酸化膜を
形成した同一処理室内で再酸化処理を行うので、CVD
法による酸化膜の成膜工程と再酸化処理工程とを連続し
て行うことができる。このため、処理時間を短縮するこ
とが可能になるので、スループットの向上を図ることが
できる。
形成した同一処理室内で再酸化処理を行うので、CVD
法による酸化膜の成膜工程と再酸化処理工程とを連続し
て行うことができる。このため、処理時間を短縮するこ
とが可能になるので、スループットの向上を図ることが
できる。
【図1】本発明における実施例の酸化膜の形成工程図で
ある。
ある。
11 基板 12 酸化膜 13 再酸化膜
Claims (4)
- 【請求項1】 CVD法によって基板上に酸化膜を形成
した後、少なくとも酸化窒素ガスを含む酸化性雰囲気中
で基板と酸化膜との界面近傍を再酸化処理することを特
徴とするCVD酸化膜の界面酸化方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のCVD酸化膜の界面酸化
方法において、 前記酸化窒素ガスは、一酸化一窒素ガス、一酸化二窒素
ガス、二酸化窒素ガスおよび三酸化二窒素ガスのうちの
1種または複数種からなることを特徴とするCVD酸化
膜の界面酸化方法。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2記載のCVD酸
化膜の界面酸化方法において、 前記再酸化処理を800℃以上1150℃以下の処理温
度で行うことを特徴とするCVD酸化膜の界面酸化方
法。 - 【請求項4】 請求項1,請求項2または請求項3記載
のCVD酸化膜の界面酸化方法において、 前記CVD法を高温酸化CVD法で行うことによって基
板上に酸化膜を形成した後、前記高温酸化CVD法によ
って酸化膜を形成した同一処理室内で、少なくとも酸化
窒素ガスを含む酸化性雰囲気中で基板と酸化膜との界面
近傍を再酸化処理することを特徴とするCVD酸化膜の
界面酸化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35095393A JP3243915B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Cvd酸化膜の界面酸化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35095393A JP3243915B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Cvd酸化膜の界面酸化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201846A true JPH07201846A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3243915B2 JP3243915B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=18414037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35095393A Expired - Fee Related JP3243915B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Cvd酸化膜の界面酸化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3243915B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244176A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-08 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の酸化膜形成方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809717B2 (en) | 1998-06-24 | 2004-10-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus, liquid crystal display apparatus and driving method for display apparatus |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35095393A patent/JP3243915B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244176A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-08 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の酸化膜形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3243915B2 (ja) | 2002-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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Ref document number: 3243915 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
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