JPS61220338A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS61220338A JPS61220338A JP60061497A JP6149785A JPS61220338A JP S61220338 A JPS61220338 A JP S61220338A JP 60061497 A JP60061497 A JP 60061497A JP 6149785 A JP6149785 A JP 6149785A JP S61220338 A JPS61220338 A JP S61220338A
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- 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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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
- H10P14/6302—Non-deposition formation processes
- H10P14/6304—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
- H10P14/6306—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor materials
- H10P14/6308—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor materials of Group IV semiconductors
- H10P14/6309—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor materials of Group IV semiconductors of silicon in uncombined form, i.e. pure silicon
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- H10P14/6322—Formation by thermal treatments
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- 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〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基板
表面に膜厚１００ ｎｍ以上の熱酸化膜を形成する際に
使用されるものである。
表面に膜厚１００ ｎｍ以上の熱酸化膜を形成する際に
使用されるものである。
半導体装置の製造工程において、シリコン基板表面に膜
厚１１００ｎ以上の熱酸化膜を形成する工程は例えば素
子分離領域形成工程等に用いられている。従来、こうし
た膜厚１１００ｎ以上の熱酸化膜を形成する際の雰囲気
としては、水蒸気を含む酸化性雰囲気が用いられている
。これは、第２図に示す如く、例えば１０００℃におい
て、水蒸気雰囲気中での酸化速度が、１００チ乾燥酸素
雰囲気又はＨＣｌを例えば３チ含む乾燥酸素雰囲気中で
の酸化速度よりも速く、スルージットの点では有利なた
めである。
厚１１００ｎ以上の熱酸化膜を形成する工程は例えば素
子分離領域形成工程等に用いられている。従来、こうし
た膜厚１１００ｎ以上の熱酸化膜を形成する際の雰囲気
としては、水蒸気を含む酸化性雰囲気が用いられている
。これは、第２図に示す如く、例えば１０００℃におい
て、水蒸気雰囲気中での酸化速度が、１００チ乾燥酸素
雰囲気又はＨＣｌを例えば３チ含む乾燥酸素雰囲気中で
の酸化速度よりも速く、スルージットの点では有利なた
めである。
一方、酸化時にシリコン基板に発生する欠陥（０ｘｉｄ
ａｔｉｏｎ−１ｎｄｕｃｅｄ Ｓｔａｅｋｉｎｇ Ｆａ
ｕｌｔ、以下Ｏ８Ｆと記す）は、素子のリーク特性を悪
化させ、例えばＣＣＤ等の画像素子においては画像上に
白い点を発生させるため問題となりている。
ａｔｉｏｎ−１ｎｄｕｃｅｄ Ｓｔａｅｋｉｎｇ Ｆａ
ｕｌｔ、以下Ｏ８Ｆと記す）は、素子のリーク特性を悪
化させ、例えばＣＣＤ等の画像素子においては画像上に
白い点を発生させるため問題となりている。
このＯａＦの発生は酸化速度及び酸化時間と関係してお
り、酸化温度が高く、また酸化時間が長いほどＯａＦの
長さが長くなることが報告されている（ Ａ、Ｍ、Ｌｉ
ｎ ｅｔ ａｌ、、Ｊ、Ｅｌ＊ｅｔｒｏ ｃｈｅｍ＊８
ｏｅ＠。
り、酸化温度が高く、また酸化時間が長いほどＯａＦの
長さが長くなることが報告されている（ Ａ、Ｍ、Ｌｉ
ｎ ｅｔ ａｌ、、Ｊ、Ｅｌ＊ｅｔｒｏ ｃｈｅｍ＊８
ｏｅ＠。
マｏ１．１２８，１１２１（１９８１））。また、Ｏａ
Ｆの発生は酸化雰囲気にも依存する。すなわち、シリコ
ン基板を水蒸気雰囲気中又は乾燥酸素雰囲気中、１００
０℃で酸化して膜厚１μｍの熱酸化膜を形成した場合の
ＯａＦの発生密度を調べたところ、第３図に示すように
乾燥酸素雰囲気中で酸化した方がＯａＦの発生密度が少
ないことがわかった。また、ＨＣｌを含む乾燥酸素雰囲
気中で酸化した場合にはＯａＦの長さが縮小することも
知られている。
Ｆの発生は酸化雰囲気にも依存する。すなわち、シリコ
ン基板を水蒸気雰囲気中又は乾燥酸素雰囲気中、１００
０℃で酸化して膜厚１μｍの熱酸化膜を形成した場合の
ＯａＦの発生密度を調べたところ、第３図に示すように
乾燥酸素雰囲気中で酸化した方がＯａＦの発生密度が少
ないことがわかった。また、ＨＣｌを含む乾燥酸素雰囲
気中で酸化した場合にはＯａＦの長さが縮小することも
知られている。
以上のように、スルーグツトの点では水蒸気雰囲気中で
の酸化が有利であり、実際に膜厚１１００ｎ以上の熱酸
化膜を形成する場合には水蒸気雰囲気が使用されている
が、ＯａＦが多く発生するという欠点がある。一方、１
ｏｏｓ乾燥酸素雰囲気又はＨＣｌを含む酸素雰囲気中で
の酸化はＯａＦの発生が少ない点で有利であるが、スル
ーグツトの点で実施困難である。
の酸化が有利であり、実際に膜厚１１００ｎ以上の熱酸
化膜を形成する場合には水蒸気雰囲気が使用されている
が、ＯａＦが多く発生するという欠点がある。一方、１
ｏｏｓ乾燥酸素雰囲気又はＨＣｌを含む酸素雰囲気中で
の酸化はＯａＦの発生が少ない点で有利であるが、スル
ーグツトの点で実施困難である。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、Ｏａ
Ｆの発生密度を小さくシ、シかもスルーグツトをそれほ
ど低下させることなく膜厚１００ ｎｍ以上の熱酸化膜
を形成し得る半導体装置の製造方法を提供しようとする
ものである。
Ｆの発生密度を小さくシ、シかもスルーグツトをそれほ
ど低下させることなく膜厚１００ ｎｍ以上の熱酸化膜
を形成し得る半導体装置の製造方法を提供しようとする
ものである。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板を酸素を
含む酸化性雰囲気中で酸化して膜厚４０ｎｍ以上の熱酸
化膜を形成した後、前記酸素を含む酸化性雰囲気に変え
て連続的に酸化して膜厚１１００ｎ以上の熱酸化膜を形
成することを特徴とするものである。
含む酸化性雰囲気中で酸化して膜厚４０ｎｍ以上の熱酸
化膜を形成した後、前記酸素を含む酸化性雰囲気に変え
て連続的に酸化して膜厚１１００ｎ以上の熱酸化膜を形
成することを特徴とするものである。
このような方法によれば、酸化工程の初期と後期とで雰
囲気を変えているので、ＯａＦの発生密度を小さくシ、
スルーグツドもそれほど低下させることなく膜厚１１０
０ｎ以上の熱酸化膜を形成することができる。
囲気を変えているので、ＯａＦの発生密度を小さくシ、
スルーグツドもそれほど低下させることなく膜厚１１０
０ｎ以上の熱酸化膜を形成することができる。
本発明において、酸化工程初期に酸素を含む酸化性雰囲
気中で酸化を行なうことＫより形成する熱酸化膜の膜厚
な４０ｎｍ以上としたのは、膜厚４０ ｎｍ未満の熱酸
化膜を形成した場合には、ＯａＦの発生密度が水蒸気を
含む酸化性雰囲気のみを用いて酸化した場合と大差がな
いためである。
気中で酸化を行なうことＫより形成する熱酸化膜の膜厚
な４０ｎｍ以上としたのは、膜厚４０ ｎｍ未満の熱酸
化膜を形成した場合には、ＯａＦの発生密度が水蒸気を
含む酸化性雰囲気のみを用いて酸化した場合と大差がな
いためである。
以下、本発明の詳細な説明する。
表面の結晶方位（１００）、比抵抗２〜３ＱｔＭのｎｆ
ｉシリコン基板を１０００℃で酸化して膜厚２００ ｎ
ｍの熱酸化膜を形成した。
ｉシリコン基板を１０００℃で酸化して膜厚２００ ｎ
ｍの熱酸化膜を形成した。
この際、まず酸素流量５１／ｍｌｎの酸化性雰囲気中で
酸化して膜厚８０ｎｍの熱酸化膜を形成した。その後、
酸化性雰囲気を水素流量６Ｊ／ｍｉｎ。
酸化して膜厚８０ｎｍの熱酸化膜を形成した。その後、
酸化性雰囲気を水素流量６Ｊ／ｍｉｎ。
酸素流量４１／ｍ１ｎの混合ガスに変えて水素の燃焼に
より生じる水蒸気によって連続的に酸化して膜厚２００
ｎｍの熱酸化膜を形成した。
より生じる水蒸気によって連続的に酸化して膜厚２００
ｎｍの熱酸化膜を形成した。
比較例として水素流量６１！／ｍｉｎ％酸素流量４ノ／
ｍ ｉ ｎの混合ガスのみを用い、水素の燃焼により生
じる水蒸気によって酸化して膜厚２００ｎｍの熱酸化膜
を形成した。
ｍ ｉ ｎの混合ガスのみを用い、水素の燃焼により生
じる水蒸気によって酸化して膜厚２００ｎｍの熱酸化膜
を形成した。
それぞれのウニへについて、ＯａＦの観察を容易にする
ために、更に１０００℃の乾燥酸素雰囲気中で２０時間
、酸化を行なった。その後、熱酸化膜をフッ象で除去し
、ライトエツチングを行ない、ＯａＦの観察を行なりた
。第１図に実施例及び比較例の方法により発生したＯａ
Ｆの密度を示す。
ために、更に１０００℃の乾燥酸素雰囲気中で２０時間
、酸化を行なった。その後、熱酸化膜をフッ象で除去し
、ライトエツチングを行ない、ＯａＦの観察を行なりた
。第１図に実施例及び比較例の方法により発生したＯａ
Ｆの密度を示す。
第１図から明らかなよ５に１比較例の方法では平均１０
個、に−程度のＯ８Ｆ密度であるのに対し、実施例の方
法では１個／１１２程度のＯ８Ｆ密度であることがわか
る。したがって、実施例の方法により０８Ｆの発生を抑
制することが可能となる。
個、に−程度のＯ８Ｆ密度であるのに対し、実施例の方
法では１個／１１２程度のＯ８Ｆ密度であることがわか
る。したがって、実施例の方法により０８Ｆの発生を抑
制することが可能となる。
これは以下のような理由によるものと考えられる。すな
わち、一般にＯａＦの発生機構としては、ある潜在核に
格子間シリ；ンが集まって積層欠陥に成長するという機
構が考えられている。
わち、一般にＯａＦの発生機構としては、ある潜在核に
格子間シリ；ンが集まって積層欠陥に成長するという機
構が考えられている。
こうした機構にもとづけば、実施例の方法では酸化初期
において酸化速度が遅いため、酸化膜−シリコン界面で
格子間シリコンが少なく、Ｏ１２の成長が遅いと考えら
れる。
において酸化速度が遅いため、酸化膜−シリコン界面で
格子間シリコンが少なく、Ｏ１２の成長が遅いと考えら
れる。
更に１本発明方法をＣＣＤ素子の製造に使用した場合、
白点が１素子中に平均０．５個となり、従来の方法を用
いて製造されたＣＣＤ素子では白点が１素子中に平均５
個であったのと比較すると、白点を大幅に減少すること
ができた。この結果、ＣＣＤ素子の歩留りが大幅に向上
した。
白点が１素子中に平均０．５個となり、従来の方法を用
いて製造されたＣＣＤ素子では白点が１素子中に平均５
個であったのと比較すると、白点を大幅に減少すること
ができた。この結果、ＣＣＤ素子の歩留りが大幅に向上
した。
同様に、本発明方法を用いてメモリ素子を製造した場合
にも、歩留りを向上することができた。
にも、歩留りを向上することができた。
一方、酸化時間は実施例の方法では比較例の方法の約４
倍となるが、酸化の前後の処理工程も含めると、酸化工
程の時間はせいぜい従来の約２倍となるにすぎない。そ
して、酸化工程の時間延長が全素子製造工程中に占める
割合はわずかであるので、スルーグツトがそれほど低下
するわけではなく、コス）Ｋ与える影響は少ない。また
、製造装置は従来のものをそのまま使用できることから
、この点においてもコスト的には問題がない。
倍となるが、酸化の前後の処理工程も含めると、酸化工
程の時間はせいぜい従来の約２倍となるにすぎない。そ
して、酸化工程の時間延長が全素子製造工程中に占める
割合はわずかであるので、スルーグツトがそれほど低下
するわけではなく、コス）Ｋ与える影響は少ない。また
、製造装置は従来のものをそのまま使用できることから
、この点においてもコスト的には問題がない。
なお、上記実施例では酸化工程の初期Ｋ１００チ乾燥酸
素雰囲気を用いたが、初期の酸化速度をより遅＜シ、Ｏ
１２の発生を少なくするために、酸素とともにアルゴン
又は窒素を流し、酸素濃度を希釈するようにしてもよい
。
素雰囲気を用いたが、初期の酸化速度をより遅＜シ、Ｏ
１２の発生を少なくするために、酸素とともにアルゴン
又は窒素を流し、酸素濃度を希釈するようにしてもよい
。
また、酸化工程の初期の雰囲気をＨＣ１ｆスを含む乾燥
酸素雰囲気とした場合にも、同様にＯ１２の発生を少な
くする効果が得られる。
酸素雰囲気とした場合にも、同様にＯ１２の発生を少な
くする効果が得られる。
以上詳述した如く本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、Ｏ１２の発生を少なりシ、シかもスルーグツドをそ
れほど低下させることなく膜厚１００ ｎｍ以上の熱酸
化膜を形成することができ、工業的価値が極めて大きい
ものである。
ば、Ｏ１２の発生を少なりシ、シかもスルーグツドをそ
れほど低下させることなく膜厚１００ ｎｍ以上の熱酸
化膜を形成することができ、工業的価値が極めて大きい
ものである。
第１図は本発明の実施例及び比較例の方法により膜厚２
００ｎｍの熱酸化膜を形成した場合のＯ８Ｆ発生密度を
示す特性図、第２図は従来の方法での酸化時間と酸化膜
厚との関係を示す特性図、第３図は従来の方法により膜
厚１μｍの熱酸化膜を形成した場合のＯ８Ｆ発生密度を
示す特性図である。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦団
画 〜−
００ｎｍの熱酸化膜を形成した場合のＯ８Ｆ発生密度を
示す特性図、第２図は従来の方法での酸化時間と酸化膜
厚との関係を示す特性図、第３図は従来の方法により膜
厚１μｍの熱酸化膜を形成した場合のＯ８Ｆ発生密度を
示す特性図である。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦団
画 〜−
Claims (3)
- （１）半導体基板表面に膜厚１００ｎｍ以上のシリコン
の熱酸化膜を有する半導体装置を製造するにあたり、半
導体基板を酸素を含む酸化性雰囲気中で酸化して膜厚４
０ｎｍ以上の熱酸化膜を形成した後、前記酸素を含む酸
化性雰囲気を水蒸気を含む酸化性雰囲気に変えて連続的
に酸化して膜厚１００ｎｍ以上の熱酸化膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）酸素を含む酸化性雰囲気がアルゴン又は窒素を含
み、酸素濃度が希釈されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。 - （３）酸素を含む酸化性雰囲気がＨＣｌガスを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60061497A JPH0691077B2 (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60061497A JPH0691077B2 (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61220338A true JPS61220338A (ja) | 1986-09-30 |
| JPH0691077B2 JPH0691077B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=13172789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60061497A Expired - Lifetime JPH0691077B2 (ja) | 1985-03-26 | 1985-03-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0691077B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5817581A (en) * | 1995-04-21 | 1998-10-06 | International Business Machines Corporation | Process for the creation of a thermal SiO2 layer with extremely uniform layer thickness |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51140234A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-03 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Valve actuator |
| JPS5279875A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Nec Corp | Oxidation of silicon wafer |
| JPS5398779A (en) * | 1977-02-10 | 1978-08-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture for silicon oxide film |
| JPS55140234A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-01 | Nec Kyushu Ltd | Method of forming oxide film by heating |
| JPS56158431A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-07 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Forming of oxidized film of semiconductor element for electric power |
| JPS56161646A (en) * | 1980-05-19 | 1981-12-12 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS571232A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-06 | Mitsubishi Electric Corp | Oxide film forming device |
| JPS58134425A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-10 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS5975636A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Seiko Epson Corp | 酸化膜の形成法 |
-
1985
- 1985-03-26 JP JP60061497A patent/JPH0691077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51140234A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-03 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Valve actuator |
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| JPS56158431A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-07 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Forming of oxidized film of semiconductor element for electric power |
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| JPS58134425A (ja) * | 1982-02-05 | 1983-08-10 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS5975636A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Seiko Epson Corp | 酸化膜の形成法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5817581A (en) * | 1995-04-21 | 1998-10-06 | International Business Machines Corporation | Process for the creation of a thermal SiO2 layer with extremely uniform layer thickness |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0691077B2 (ja) | 1994-11-14 |
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