JPS6184377A - 窒化酸化膜の形成法 - Google Patents
窒化酸化膜の形成法Info
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- JPS6184377A JPS6184377A JP20537784A JP20537784A JPS6184377A JP S6184377 A JPS6184377 A JP S6184377A JP 20537784 A JP20537784 A JP 20537784A JP 20537784 A JP20537784 A JP 20537784A JP S6184377 A JPS6184377 A JP S6184377A
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- oxide film
- nitrogen
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- silicon substrate
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- 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
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/308—Oxynitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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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】
（産業上の利用分野）
本発明はシリコン基板の表面に窒化酸化膜を形成する方
法に関する。
法に関する。
（従来の技術）
従来、シリコン基板の表面に窒化酸化膜を形成する方法
の１つとしていわゆる熱酸化膜の熱窒化法が知られてい
る。この方法は高温例えば１０００’Ｃで乾燥した酸素
または水の中をバブリングさせた酸素をシリコン基板に
接触させた後、９００〜１２００℃で乾燥したアンモニ
ア等を接触させる方法であって、９００℃未満で酸化膜
を窒化しにくいという欠点がある。例えば、熱酸化膜に
アンモニアを８００℃で１２０分間接触させて得られる
窒化酸化膜中の窒素の濃度は表面で約６％（原子％、以
下同様）、膜中で約１．３％程度に過ぎない。
の１つとしていわゆる熱酸化膜の熱窒化法が知られてい
る。この方法は高温例えば１０００’Ｃで乾燥した酸素
または水の中をバブリングさせた酸素をシリコン基板に
接触させた後、９００〜１２００℃で乾燥したアンモニ
ア等を接触させる方法であって、９００℃未満で酸化膜
を窒化しにくいという欠点がある。例えば、熱酸化膜に
アンモニアを８００℃で１２０分間接触させて得られる
窒化酸化膜中の窒素の濃度は表面で約６％（原子％、以
下同様）、膜中で約１．３％程度に過ぎない。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的はシリコン基板表面の酸化膜の熱窒化をた
とえ低温で行った場合においても、高い窒素濃度の窒化
酸化膜を形成することのできる方法を提供することにあ
る。
とえ低温で行った場合においても、高い窒素濃度の窒化
酸化膜を形成することのできる方法を提供することにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明は酸素源とフッ素源との混合物を０〜１３００℃
でシリコン基板の表面に接触させてシリコン基板の表面
に酸化膜を形成する第１工程及び該酸化膜を窒素源と０
〜１３００℃で接触させる第２工程を結合したことを特
徴とするシリコン基板の表面に窒化酸化膜を形成する方
法に係る。
でシリコン基板の表面に接触させてシリコン基板の表面
に酸化膜を形成する第１工程及び該酸化膜を窒素源と０
〜１３００℃で接触させる第２工程を結合したことを特
徴とするシリコン基板の表面に窒化酸化膜を形成する方
法に係る。
本発明の方法によれば、低温での窒化法により窒化酸化
膜中の窒素の濃度を高くすることができる。例えば、３
フッ化窒素を６０ｐｐｍ含有する酸素／３フッ化窒素混
合気体を８００℃で３０分間シリコン基板の表面に接触
させた後、アンモニア気体を８００℃で１２０分間接触
させて得られる窒化酸化膜中の窒素の濃度は表面で約２
０％、膜中で約９％にも達する。
膜中の窒素の濃度を高くすることができる。例えば、３
フッ化窒素を６０ｐｐｍ含有する酸素／３フッ化窒素混
合気体を８００℃で３０分間シリコン基板の表面に接触
させた後、アンモニア気体を８００℃で１２０分間接触
させて得られる窒化酸化膜中の窒素の濃度は表面で約２
０％、膜中で約９％にも達する。
本発明の応用例を挙げると従来所望の窒素濃度の窒化酸
化膜、例えば電界効果トランジスタのデート窒化酸化膜
を短時間で形成するには、窒化速度を上げるため、窒素
源との接触温度を高温に、例えば９００℃を越える温度
にする方法が取られていたが、本発明を利用すると接触
温度を低温にして、例えば９００℃未満の温度にしでも
所望の窒素濃度の窒化酸化膜を形成することが可能であ
る。
化膜、例えば電界効果トランジスタのデート窒化酸化膜
を短時間で形成するには、窒化速度を上げるため、窒素
源との接触温度を高温に、例えば９００℃を越える温度
にする方法が取られていたが、本発明を利用すると接触
温度を低温にして、例えば９００℃未満の温度にしでも
所望の窒素濃度の窒化酸化膜を形成することが可能であ
る。
現今、半導体装置、特に集積回路の製造に於いては、９
００℃を越える温度で処理することが大きな障害となり
はじめており、その低温化が要望されている。本発明の
方法によればプロセスの低温化を達成することができ、
その結果ウエノ）−径のそり防止に伴うウェハー径の増
大化、素子の微細化に伴う浅い接合の形成などを実現す
ることができる。
００℃を越える温度で処理することが大きな障害となり
はじめており、その低温化が要望されている。本発明の
方法によればプロセスの低温化を達成することができ、
その結果ウエノ）−径のそり防止に伴うウェハー径の増
大化、素子の微細化に伴う浅い接合の形成などを実現す
ることができる。
本発明の第１工程において酸素源とは、酸素または酸素
を発生する気体化合物をいう。例えば酸素、亜酸化窒素
、二酸化窒素、−酸化窒素等が挙げられ、特に酸素が好
ましい。
を発生する気体化合物をいう。例えば酸素、亜酸化窒素
、二酸化窒素、−酸化窒素等が挙げられ、特に酸素が好
ましい。
フッ素源とは、元素フッ素または高温でフッ素を発生す
る気体化合物をいう。例えば元素フッ素、３フッ化窒素
、フッ化水素、２フッ化キセノン等を挙げられるが、特
に３フッ化窒素が好ましい。
る気体化合物をいう。例えば元素フッ素、３フッ化窒素
、フッ化水素、２フッ化キセノン等を挙げられるが、特
に３フッ化窒素が好ましい。
なお、第一工程は、すでに発明者らが特許出願した特願
昭５９−３９９４２号「酸化膜の形成方法」と同一であ
る。
昭５９−３９９４２号「酸化膜の形成方法」と同一であ
る。
本発明の第１工程では上記酸素源とフッ素源の混°合物
をシリコン基板の表面に接触させて、フッ素を含む酸化
膜を高い形成速度で形成した後、該酸化膜を窒素源と接
触させて酸化膜中の酸素ばかりでなくフッ素も窒素で置
換する。混合物中のフッ素源の含有量は２容積ｐｐｍ以
上で酸化膜の形成速度の増大効果が認められ、１０００
００ｐｐｍを超えると却って増大効果が認められなくな
る。好ましい範囲は５〜５０００ｐｐｍである。前記混
合物はヘリウム、窒素、アルゴン等の不活性ガスで希釈
して用いることもでき、その場合、１万倍（容積）以下
の不活性ガスを加えて希釈するのが好ましい。接触温度
は０〜１３００℃が好ましく、特に４００〜１０００℃
が好ましい。また上記混合物又は希釈された混合物の接
触圧力は特に制限はなく、通常は１０−４〜１０３気圧
、特に０．５〜２気圧の範囲が好ましい。
をシリコン基板の表面に接触させて、フッ素を含む酸化
膜を高い形成速度で形成した後、該酸化膜を窒素源と接
触させて酸化膜中の酸素ばかりでなくフッ素も窒素で置
換する。混合物中のフッ素源の含有量は２容積ｐｐｍ以
上で酸化膜の形成速度の増大効果が認められ、１０００
００ｐｐｍを超えると却って増大効果が認められなくな
る。好ましい範囲は５〜５０００ｐｐｍである。前記混
合物はヘリウム、窒素、アルゴン等の不活性ガスで希釈
して用いることもでき、その場合、１万倍（容積）以下
の不活性ガスを加えて希釈するのが好ましい。接触温度
は０〜１３００℃が好ましく、特に４００〜１０００℃
が好ましい。また上記混合物又は希釈された混合物の接
触圧力は特に制限はなく、通常は１０−４〜１０３気圧
、特に０．５〜２気圧の範囲が好ましい。
本発明の第２工程で使用される窒素源は窒素または窒素
を含む化合物であり、例えば窒素、アンモニア、ヒドラ
ジン等が挙げられ、特にアンモニアが好ましい。窒素源
はそのまま或いはヘリウム、窒素、アルゴン等の不活性
ガスで希釈して用いることができ、その場合、１万倍（
容積）以下の不活性ガスを加えて希釈するのが好ましい
。接触温度は０〜１３００℃が好ましく、特に４００〜
１０００℃が好ましい。窒素源又は希釈された窒素源の
接触圧力は特に制限はなく、通常は１０−４〜１０’気
圧、特に０．５〜２気圧の範囲が好ましい。
を含む化合物であり、例えば窒素、アンモニア、ヒドラ
ジン等が挙げられ、特にアンモニアが好ましい。窒素源
はそのまま或いはヘリウム、窒素、アルゴン等の不活性
ガスで希釈して用いることができ、その場合、１万倍（
容積）以下の不活性ガスを加えて希釈するのが好ましい
。接触温度は０〜１３００℃が好ましく、特に４００〜
１０００℃が好ましい。窒素源又は希釈された窒素源の
接触圧力は特に制限はなく、通常は１０−４〜１０’気
圧、特に０．５〜２気圧の範囲が好ましい。
本発明のフッ素を含有する酸化膜は通常の酸化膜に比し
窒化されやすいため、高い窒素濃度を有する窒化酸化膜
が得られる。
窒化されやすいため、高い窒素濃度を有する窒化酸化膜
が得られる。
（実 施 例）
以下に実施例及び比較例を挙げる。
実施例Ｉ
Ｐ型、比抵抗２．５〜３．５Ω・ｃａｎのシリコン基板
（１００）面を８００℃に加熱し、大気圧下ＮＦ３ｙス
を６０ｐｐｍ混入した乾燥酸素ガス雰囲気中で３０分間
酸化し、約２０ｎｍの熱酸化膜を形成した後、アンモニ
アガス雰囲気中で８００”Ｃ１１，２０分間窒化した。
（１００）面を８００℃に加熱し、大気圧下ＮＦ３ｙス
を６０ｐｐｍ混入した乾燥酸素ガス雰囲気中で３０分間
酸化し、約２０ｎｍの熱酸化膜を形成した後、アンモニ
アガス雰囲気中で８００”Ｃ１１，２０分間窒化した。
得られた試料の窒化酸化膜の組成を光電子分光法により
測定したところ窒素の濃度は膜表面で約２０％、膜中で
約９％であった。
測定したところ窒素の濃度は膜表面で約２０％、膜中で
約９％であった。
比較例ｌ
ＮＦ３がスを混入しないで３００分間酸化し、約２０ｎ
ｍの熱酸化膜を形成した他は実施例１と同様に行ったと
ころ、窒化酸化膜の窒素の濃度は膜表面で約６％、膜中
で約１．３％であった。
ｍの熱酸化膜を形成した他は実施例１と同様に行ったと
ころ、窒化酸化膜の窒素の濃度は膜表面で約６％、膜中
で約１．３％であった。
（発明の効果）
本発明の方法によればシリコン基板の表面に高い形成速
度で酸化膜を形成し、かつその酸化膜をたとえ低温で窒
化した場合においても高い窒素濃度の窒化酸化膜を得る
ことができる。
度で酸化膜を形成し、かつその酸化膜をたとえ低温で窒
化した場合においても高い窒素濃度の窒化酸化膜を得る
ことができる。
（以 上）
Claims (9)
- （１）酸素源とフッ素源との混合物を０〜１３００℃で
シリコン基板の表面に接触させてシリコン基板の表面に
酸化膜を形成する第１工程及び該酸化膜を窒素源と０〜
１３００℃で接触させる第２工程を結合したことを特徴
とするシリコン基板の表面に窒化酸化膜を形成する方法
。 - （２）フッ素源が３フッ化窒素、元素フッ素、フッ化水
素または２フッ化キセノンである特許請求の範囲第１項
に記載の方法。 - （３）酸素源が酸素、亜酸化窒素、二酸化窒素または一
酸化窒素である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （４）窒素源がアンモニア、ヒドラジン、元素窒素また
はこれらの気体と不活性気体との混合物である特許請求
の範囲第１項に記載の方法。 - （５）混合物中のフッ素源の含有量が２〜１０００００
容積ｐｐｍである特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （６）第１工程における接触温度が４００〜１０００℃
である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （７）第１工程における接触圧力が１０＾−＾４〜１０
＾３気圧である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （８）第２工程における接触温度が４００〜１０００℃
である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （９）第２工程における接触圧力が１０＾−＾４〜１０
＾３気圧である特許請求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20537784A JPS6184377A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 窒化酸化膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20537784A JPS6184377A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 窒化酸化膜の形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184377A true JPS6184377A (ja) | 1986-04-28 |
Family
ID=16505815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20537784A Pending JPS6184377A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 窒化酸化膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184377A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100763571B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2007-10-04 | 김화용 | 적열식 휴대용 가스렌지 |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP20537784A patent/JPS6184377A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100763571B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2007-10-04 | 김화용 | 적열식 휴대용 가스렌지 |
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