JPS59148341A - 絶縁膜形成方法 - Google Patents
絶縁膜形成方法Info
- Publication number
- JPS59148341A JPS59148341A JP58024180A JP2418083A JPS59148341A JP S59148341 A JPS59148341 A JP S59148341A JP 58024180 A JP58024180 A JP 58024180A JP 2418083 A JP2418083 A JP 2418083A JP S59148341 A JPS59148341 A JP S59148341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- phosphorus
- silicon oxide
- film
- argon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
- C23C14/0057—Reactive sputtering using reactive gases other than O2, H2O, N2, NH3 or CH4
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、不純物を含んだ絶縁膜の形成方法に関する
ものである。
ものである。
従来の絶縁膜形成方法のうち、酸化シリコン膜のスパッ
タリング法による形成方法を実施する装置を第１図に示
す。図において、（１）は真空容器、（２）は真空排気
口、（３）はガス導入口、（４）は高周波電源、（５）
は基板バイアス用電源、（６）は酸化シリコンターゲッ
ト、（７）はスパッタリングによジ絶縁膜を形成される
基板、（８）は高周波放電により形成されたアルゴンプ
ラズマである。
タリング法による形成方法を実施する装置を第１図に示
す。図において、（１）は真空容器、（２）は真空排気
口、（３）はガス導入口、（４）は高周波電源、（５）
は基板バイアス用電源、（６）は酸化シリコンターゲッ
ト、（７）はスパッタリングによジ絶縁膜を形成される
基板、（８）は高周波放電により形成されたアルゴンプ
ラズマである。
上記構成において、真空容器１１）を真空にした後、ア
ルゴンガスを導入し、酸化シリコンターゲット（６）の
電極に高周波電界（ＲＦ）を印加し、アルゴンプラズマ
（８）を発生させる。プラズマ中のアルゴンイオンを、
自己バイアス的に発生した電界により、酸化シリコンタ
ーゲット（６）に衝突させて酸化シリコン（ＳｉＯ２）
をスパッタし、基板（７ン上にデボジツ卜し酸化シリコ
ン膜を形成する。このとき、基板バイアス用電源（５）
によシ基板側に負の／くイアスミ圧を印加することによ
り、基板上にデポジットされる酸化シリコン膜の膜質を
向上させ、かつ、段差部でのステップカバレッジが良好
で、平坦な膜をデポジットすることができる。
ルゴンガスを導入し、酸化シリコンターゲット（６）の
電極に高周波電界（ＲＦ）を印加し、アルゴンプラズマ
（８）を発生させる。プラズマ中のアルゴンイオンを、
自己バイアス的に発生した電界により、酸化シリコンタ
ーゲット（６）に衝突させて酸化シリコン（ＳｉＯ２）
をスパッタし、基板（７ン上にデボジツ卜し酸化シリコ
ン膜を形成する。このとき、基板バイアス用電源（５）
によシ基板側に負の／くイアスミ圧を印加することによ
り、基板上にデポジットされる酸化シリコン膜の膜質を
向上させ、かつ、段差部でのステップカバレッジが良好
で、平坦な膜をデポジットすることができる。
しかしながら、従来のこのような絶縁膜の形成方法では
、酸化シリコン膜中に不純物を導入するには、酸化シリ
コンターゲット（６）中にあらかじめ不純物を混入させ
ておく必要があるため、形成される酸化シリコン膜中の
不純物の量を最適に制御したり、深さ方向に不純物の量
を自由に変化させたシすることは不可能であった。
、酸化シリコン膜中に不純物を導入するには、酸化シリ
コンターゲット（６）中にあらかじめ不純物を混入させ
ておく必要があるため、形成される酸化シリコン膜中の
不純物の量を最適に制御したり、深さ方向に不純物の量
を自由に変化させたシすることは不可能であった。
また、不純物を含んだ酸化シリコン膜をデポジットする
方法として、シラン（ＳｉＨ４）と不純物を含んだガス
との混合ガスを熱炉中で反応させるＣＶＤ法があるが、
ＣＶＤ法は４５０°Ｃ程度以上の高温熱処理を必要とす
るので、アルミ配線膜上にデポジットするような場合、
アルミ配線膜上にヒロックと称する突起物が発生したり
、ウィスカと呼ばれる針状結晶が形成される等の不都合
があった。
方法として、シラン（ＳｉＨ４）と不純物を含んだガス
との混合ガスを熱炉中で反応させるＣＶＤ法があるが、
ＣＶＤ法は４５０°Ｃ程度以上の高温熱処理を必要とす
るので、アルミ配線膜上にデポジットするような場合、
アルミ配線膜上にヒロックと称する突起物が発生したり
、ウィスカと呼ばれる針状結晶が形成される等の不都合
があった。
又、膜質自体も密度が低く緻密でなく、段差部でのステ
ップカバレッジも良好ではない等の欠点を有していた。
ップカバレッジも良好ではない等の欠点を有していた。
この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、酸化
シリコン等の絶縁物ターゲットの高周波スパッタリング
時にリン等の不純物を含んだガスを導入して、前記絶縁
物ターゲットと化合させ、リンガラス膜などの絶縁膜を
形成するようにしたもので、不純物を含んだガス導入量
を連続的に変化させて絶縁膜中の不純物濃度を制御する
ようにしたものである。
シリコン等の絶縁物ターゲットの高周波スパッタリング
時にリン等の不純物を含んだガスを導入して、前記絶縁
物ターゲットと化合させ、リンガラス膜などの絶縁膜を
形成するようにしたもので、不純物を含んだガス導入量
を連続的に変化させて絶縁膜中の不純物濃度を制御する
ようにしたものである。
次にこの発明の一実施例について説明する。スパッタリ
ング装置は第１図と同様であるが、ガス導入口（３）か
らアルゴン（Ａｒ）の他にリンを含んだガス、例えばフ
ォスフイン（１’Ｈ３）を導入する。第２図に模式的に
示したように、真空中に導入されたアルゴン（Ａｒ）は
高周波電界中でアルゴンプラズマ（８）を発生し、この
アルゴンプラズマ（８）中で発生したアルゴンイオン（
Ａｒ＋）は酸化シリコンターゲット（６）を衝撃し、酸
化シリコンをスノくツタリングする。スパッタリングさ
れた一部のシリコン（Ｓｉ ）と酸素（０）の原子は、
プラズマ中で活性化されたリン原子と反応し、酸化シリ
コン（ＳｉＯｚ）と酸化リン（Ｐ２Ｏ３）の混合物を形
成する。そして基板（７）上には酸化シリコン（ＳｉＯ
ｚ）と酸化リン３図に示すように、プラズマ中に導入さ
れるフォスフイン（ＰＨ３）の流量（アルゴンに対する
流量比）で精度よく制御できる。また、リンガラス形成
中にフォスフイン（ＰＨ３）の流量を変化させることよ
り、リンガラス膜中のリン濃度を深さ方向に自由に変化
させることが可能である。又、この実施例で形成された
リンガラス膜は、基板バイアスによる高周波スパッタを
行なうため、段差部のステップカバレッジが格段に良好
になる。すなわち第４図に示すように、従来のＣＶＤ法
で形成したりンガラス膜（１０）に比べ（第４図（ａ）
） 、本実施例のス、ノくツタリング法により形成し
たリンガラス膜（１１はステップカバレッジが良好にな
る（第４図（ｂ））。なお第４図において（９）はアル
ミ線である。又、膜自体の緻密性を示す６：１バツフア
・フッ酸によるエツチングレートも非常に小さくなり、
第５図で示すように、ＣＶＤ法によるリンガラス膜部の
エツチング特性（Ａ）とスパッタリング法によるリンガ
ラス膜惺υのエツチング特性（Ｂ）とでは大きくエツチ
ング特性が違う。
ング装置は第１図と同様であるが、ガス導入口（３）か
らアルゴン（Ａｒ）の他にリンを含んだガス、例えばフ
ォスフイン（１’Ｈ３）を導入する。第２図に模式的に
示したように、真空中に導入されたアルゴン（Ａｒ）は
高周波電界中でアルゴンプラズマ（８）を発生し、この
アルゴンプラズマ（８）中で発生したアルゴンイオン（
Ａｒ＋）は酸化シリコンターゲット（６）を衝撃し、酸
化シリコンをスノくツタリングする。スパッタリングさ
れた一部のシリコン（Ｓｉ ）と酸素（０）の原子は、
プラズマ中で活性化されたリン原子と反応し、酸化シリ
コン（ＳｉＯｚ）と酸化リン（Ｐ２Ｏ３）の混合物を形
成する。そして基板（７）上には酸化シリコン（ＳｉＯ
ｚ）と酸化リン３図に示すように、プラズマ中に導入さ
れるフォスフイン（ＰＨ３）の流量（アルゴンに対する
流量比）で精度よく制御できる。また、リンガラス形成
中にフォスフイン（ＰＨ３）の流量を変化させることよ
り、リンガラス膜中のリン濃度を深さ方向に自由に変化
させることが可能である。又、この実施例で形成された
リンガラス膜は、基板バイアスによる高周波スパッタを
行なうため、段差部のステップカバレッジが格段に良好
になる。すなわち第４図に示すように、従来のＣＶＤ法
で形成したりンガラス膜（１０）に比べ（第４図（ａ）
） 、本実施例のス、ノくツタリング法により形成し
たリンガラス膜（１１はステップカバレッジが良好にな
る（第４図（ｂ））。なお第４図において（９）はアル
ミ線である。又、膜自体の緻密性を示す６：１バツフア
・フッ酸によるエツチングレートも非常に小さくなり、
第５図で示すように、ＣＶＤ法によるリンガラス膜部の
エツチング特性（Ａ）とスパッタリング法によるリンガ
ラス膜惺υのエツチング特性（Ｂ）とでは大きくエツチ
ング特性が違う。
又、ＣＶＤ法と異なり高温の熱処理を必要としないた１
め、アルミ線にヒロックと呼ばれる突起物やウィスカと
呼ばれる針状結晶が形成される等の不都合を生じない。
め、アルミ線にヒロックと呼ばれる突起物やウィスカと
呼ばれる針状結晶が形成される等の不都合を生じない。
又、上述のような方法によると、ナトリウム等の有害な
不純物に対するゲッタリング作用をもつリンガラス膜が
低温で形成でき、従来の７オスフイン（ＰＨ３）を導入
しない通常のスノ（ツタリング法ことが可能であるので
、アルミ線と接する絶縁膜の下層部分は腐蝕性の少ない
酸化シリコン（ＳｉＯｚ）とし、上層部分はゲッタリン
グ作用を強く持つ濃度の高いリンガラスとすることがで
き、理想的な表面保護膜を形成することが可能である。
不純物に対するゲッタリング作用をもつリンガラス膜が
低温で形成でき、従来の７オスフイン（ＰＨ３）を導入
しない通常のスノ（ツタリング法ことが可能であるので
、アルミ線と接する絶縁膜の下層部分は腐蝕性の少ない
酸化シリコン（ＳｉＯｚ）とし、上層部分はゲッタリン
グ作用を強く持つ濃度の高いリンガラスとすることがで
き、理想的な表面保護膜を形成することが可能である。
なお、上記実施例では、リンガラス膜の形成方法を例に
とって説明したが、リン以外の不純物を含んだ酸化シリ
コン膜、あるいはさらに、任意の不純物を含んだ絶縁膜
の形成法に応用できる。
とって説明したが、リン以外の不純物を含んだ酸化シリ
コン膜、あるいはさらに、任意の不純物を含んだ絶縁膜
の形成法に応用できる。
以上述べてきたようにこの発明によれば、不純物を含ん
だガス中で絶縁物ターゲットを高周波スパッタリングす
ることにより、不純物を含んだ絶縁膜を基板上に容易に
形成することができ、しかも不純物濃度を精度よく制御
できるため、目的に応じた絶縁膜が形成できる。
だガス中で絶縁物ターゲットを高周波スパッタリングす
ることにより、不純物を含んだ絶縁膜を基板上に容易に
形成することができ、しかも不純物濃度を精度よく制御
できるため、目的に応じた絶縁膜が形成できる。
第１図は従来の絶縁膜スパッタに使用される高周波スパ
ッタリング装置の構成図、第２図はこの発明の原理を示
す模式図、第３図はプラズマ中に導入するフォスフイン
とアルゴンの流儀比とリンガラス膜中のリン濃度の関係
を示す図、第４図はＣＶＤ法で形成したリンガラス膜と
この発明で形成したリンガラス膜の段差部でのステップ
カバレッジを比較した断面図、第５図はＣＶＤ法による
リンガラス膜とスパッタリング法によるリンガラス膜の
エツチングレートを比較した図である。 （３）・・・・ガス導入口、（４）・・・・高周波電源
、（５）・・・・基板バイアス用電源、（６）・・・・
酸化シリコンターゲット、（７）・・・・基板、（８）
・・・・アルゴンプラズマ、（９）・・・・アルミ！、
（１０）・・の−ＣＶＤリンガラス、（１，１１・・・
・スパッタリンガラス。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 第１図 第２図 ？ 第３図 ＰＨ１／Ａｒ＞Ｌ＋ｇ＋ｅ／ｅ） 第４図 （ａ） （ｂ） （ 第５１′η エン今ンク°蒔藺 （ｍｉｎ） 手続補正書（自発） ２８発明の名称 絶縁膜形成方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３吋「
変化させることに」と補正する。
ッタリング装置の構成図、第２図はこの発明の原理を示
す模式図、第３図はプラズマ中に導入するフォスフイン
とアルゴンの流儀比とリンガラス膜中のリン濃度の関係
を示す図、第４図はＣＶＤ法で形成したリンガラス膜と
この発明で形成したリンガラス膜の段差部でのステップ
カバレッジを比較した断面図、第５図はＣＶＤ法による
リンガラス膜とスパッタリング法によるリンガラス膜の
エツチングレートを比較した図である。 （３）・・・・ガス導入口、（４）・・・・高周波電源
、（５）・・・・基板バイアス用電源、（６）・・・・
酸化シリコンターゲット、（７）・・・・基板、（８）
・・・・アルゴンプラズマ、（９）・・・・アルミ！、
（１０）・・の−ＣＶＤリンガラス、（１，１１・・・
・スパッタリンガラス。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 第１図 第２図 ？ 第３図 ＰＨ１／Ａｒ＞Ｌ＋ｇ＋ｅ／ｅ） 第４図 （ａ） （ｂ） （ 第５１′η エン今ンク°蒔藺 （ｍｉｎ） 手続補正書（自発） ２８発明の名称 絶縁膜形成方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
称 （６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３吋「
変化させることに」と補正する。
Claims (3)
- （１）絶縁物のターゲットを高周波プラズマ中でスパッ
タリングして基板上に絶縁膜をデポジットする絶縁膜形
成方法において、高周波プラズマ中に不純物を含んだガ
スを導入することにより、絶縁物中の元素と不純物を化
合させ、不純物を含んだ絶縁膜を基板上にデポジットす
ることを４？徴とする絶縁膜形成方法。 - （２）絶縁物として酸化シリコ７（ｒ−用い、不純物を
含んだガスとして７オスフインを用いることによりす／
ガラス膜をデポジットすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の絶縁膜形成方法。 - （３）絶縁膜形成中のフォスフインの導入量を連続的に
変化させることによりリンガラネ膜中のリン濃度を深さ
方向に連続的に変化させることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載の絶縁膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58024180A JPS59148341A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58024180A JPS59148341A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 絶縁膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59148341A true JPS59148341A (ja) | 1984-08-25 |
Family
ID=12131136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58024180A Pending JPS59148341A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 絶縁膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59148341A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61144029A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-07-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置 |
| JPS6242410A (ja) * | 1985-08-19 | 1987-02-24 | Anelva Corp | 基体処理装置 |
| JPH0356133U (ja) * | 1990-10-11 | 1991-05-30 |
-
1983
- 1983-02-14 JP JP58024180A patent/JPS59148341A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61144029A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-07-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 燐を含有する酸化シリコン膜の製造方法及び製造装置 |
| JPS6242410A (ja) * | 1985-08-19 | 1987-02-24 | Anelva Corp | 基体処理装置 |
| JPH0356133U (ja) * | 1990-10-11 | 1991-05-30 |
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