JPS6217854B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6217854B2 JPS6217854B2 JP55098891A JP9889180A JPS6217854B2 JP S6217854 B2 JPS6217854 B2 JP S6217854B2 JP 55098891 A JP55098891 A JP 55098891A JP 9889180 A JP9889180 A JP 9889180A JP S6217854 B2 JPS6217854 B2 JP S6217854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- sio
- sputtering
- fine powder
- target
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置や液晶装置等の電子装置用
のスパツタリングによる薄膜作成方法に関する。
のスパツタリングによる薄膜作成方法に関する。
電子装置の内、例えば、半導体装置の製造にお
いては、第１図に示すようにアルミニウム
（Al）などの配線層５を形成した後、素子特性の
安定化等を目的として熱処理を行ない、その後表
面保護膜６として、気相成長法により燐を含有し
たSiO2膜（以下PSG膜と称す）を形成したり、あ
るいはスパツタリングシリカ膜などを形成してい
る。また、第２図に示すような液晶表示パネルに
おいては、表示パネルの信頼性向上のために、基
板ガラス７上に直接シリコン酸化膜（SiO2膜）
などを形成するは、導電膜（例えば酸化インジウ
ムや酸化スズ膜）上にSiO2膜などを形成してい
る。
いては、第１図に示すようにアルミニウム
（Al）などの配線層５を形成した後、素子特性の
安定化等を目的として熱処理を行ない、その後表
面保護膜６として、気相成長法により燐を含有し
たSiO2膜（以下PSG膜と称す）を形成したり、あ
るいはスパツタリングシリカ膜などを形成してい
る。また、第２図に示すような液晶表示パネルに
おいては、表示パネルの信頼性向上のために、基
板ガラス７上に直接シリコン酸化膜（SiO2膜）
などを形成するは、導電膜（例えば酸化インジウ
ムや酸化スズ膜）上にSiO2膜などを形成してい
る。
表面保護膜として気相成長で形成したPSG膜は
機械的強度があまり大きくないために、表面保護
膜６以下の部分が形成された半導体基板１を樹脂
で封止する際に、膜にクラツクなどの欠陥が多数
発生する。また高分子樹脂封止後にも温度変化に
より欠陥数が増加する。表面保護膜６に欠陥が存
在すると、高分子樹脂中を透過して来た水分や高
分子樹脂中の不純物によりAlなどの配線層５が
腐食したり素子特性が変動したりする。これに対
して、スパツタリングSiO2膜は機械的強度に優
れているためPSG膜のように膜にクラツクが発生
することはない。しかし、成膜時にスパツタリン
グ装置内の壁などに付着したナトリウム（Na）
等の不純物が膜中に混入し易いため素子特性が不
安定になる。これを防ぐためには、定期的にスパ
ツタリング装置を洗浄する以外に方法はない。
機械的強度があまり大きくないために、表面保護
膜６以下の部分が形成された半導体基板１を樹脂
で封止する際に、膜にクラツクなどの欠陥が多数
発生する。また高分子樹脂封止後にも温度変化に
より欠陥数が増加する。表面保護膜６に欠陥が存
在すると、高分子樹脂中を透過して来た水分や高
分子樹脂中の不純物によりAlなどの配線層５が
腐食したり素子特性が変動したりする。これに対
して、スパツタリングSiO2膜は機械的強度に優
れているためPSG膜のように膜にクラツクが発生
することはない。しかし、成膜時にスパツタリン
グ装置内の壁などに付着したナトリウム（Na）
等の不純物が膜中に混入し易いため素子特性が不
安定になる。これを防ぐためには、定期的にスパ
ツタリング装置を洗浄する以外に方法はない。
一方、液晶表示パネルにおいても、劣化や電極
間の短絡の原因となるパネル構成材料中の不純物
（特にNa）を防ぐ必要がある。しかし、基板ガラ
スとして表面の平滑さの関係からソーダガラスを
用いることが多く、この場合、ガラス中に多量の
Naを含むため、SiO2膜を形成しただけでは基板
ガラスからのNaの混入を完全に防ぐことはでき
ない。
間の短絡の原因となるパネル構成材料中の不純物
（特にNa）を防ぐ必要がある。しかし、基板ガラ
スとして表面の平滑さの関係からソーダガラスを
用いることが多く、この場合、ガラス中に多量の
Naを含むため、SiO2膜を形成しただけでは基板
ガラスからのNaの混入を完全に防ぐことはでき
ない。
本発明の目的は、半導体装置や液晶装置等の電
子装置の表面保護膜、層間絶縁膜として用いられ
る薄膜の新しい成膜技術の開発により、電子装置
の信頼性を向上させるものである。
子装置の表面保護膜、層間絶縁膜として用いられ
る薄膜の新しい成膜技術の開発により、電子装置
の信頼性を向上させるものである。
本発明においては、電子装置上にスパツタリン
グを用いて薄膜を形成するに際し、ターゲツトと
して、薄膜の主たる構成材料と同一材料の微粉末
と五酸化燐の微粉末とを混合焼成して固形した固
形板を用い、膜形成の過程で併行して膜中に燐を
混入させることによつて、スパツタリング薄膜特
有の緻密な膜質を有し、かつ膜形成時の汚染に起
因する可動イオン等の捕獲作用を併せ持つように
することを特徴とする。
グを用いて薄膜を形成するに際し、ターゲツトと
して、薄膜の主たる構成材料と同一材料の微粉末
と五酸化燐の微粉末とを混合焼成して固形した固
形板を用い、膜形成の過程で併行して膜中に燐を
混入させることによつて、スパツタリング薄膜特
有の緻密な膜質を有し、かつ膜形成時の汚染に起
因する可動イオン等の捕獲作用を併せ持つように
することを特徴とする。
本発明者等は、例えばスパツタリングSiO2膜
を形成する際に、ターゲツトとして酸化シリコン
（SiO2）の微粉末と五酸化燐（P2O5）の微粉末とを
混合焼成した固形板を用いた場合、形成された膜
は膜中に燐が添加された膜になり、この膜はスパ
ツタリング薄膜特有の緻密さを有し、かつ、膜中
の燐によるゲツター効果を有す事実を見出した。
を形成する際に、ターゲツトとして酸化シリコン
（SiO2）の微粉末と五酸化燐（P2O5）の微粉末とを
混合焼成した固形板を用いた場合、形成された膜
は膜中に燐が添加された膜になり、この膜はスパ
ツタリング薄膜特有の緻密さを有し、かつ、膜中
の燐によるゲツター効果を有す事実を見出した。
第３図は、ターゲツトとして前記のSiO2の微
粉末とP2O5の微粉末とを混合焼成した固形板を
用いた場合（実験データ（ｂ））と、溶融石英を
用いた場合（実験データ（ａ））とについて、
MOS構造を作り、MOS構造におけるフラツトバ
ンド電圧ＶFBのBT処理（300℃、106V／cmの環
境条件付与）による変化量（△ＶFB）を測定した
結果を示す。同図より、ターゲツトとしてSiO2
の微粉末とP2O5の微粉末とを混合焼成した固形
板を用いた場合、BT処理による不安定性を解消
できることがわかる。前述のターゲツトを用い
て、スパツタリングにより形成された膜中に燐が
混入すること、またこの燐が、膜形成時の汚染に
起因する可動イオン（Na+）を膜中で捕獲してい
ることが確認された。
粉末とP2O5の微粉末とを混合焼成した固形板を
用いた場合（実験データ（ｂ））と、溶融石英を
用いた場合（実験データ（ａ））とについて、
MOS構造を作り、MOS構造におけるフラツトバ
ンド電圧ＶFBのBT処理（300℃、106V／cmの環
境条件付与）による変化量（△ＶFB）を測定した
結果を示す。同図より、ターゲツトとしてSiO2
の微粉末とP2O5の微粉末とを混合焼成した固形
板を用いた場合、BT処理による不安定性を解消
できることがわかる。前述のターゲツトを用い
て、スパツタリングにより形成された膜中に燐が
混入すること、またこの燐が、膜形成時の汚染に
起因する可動イオン（Na+）を膜中で捕獲してい
ることが確認された。
なお、ターゲツトとしてSiO2の微粉末とP2O5
の微粉末とを混合焼成した固形板を用いたのは、
P2O5微粉末が常温において潮解し、比較的低温
で昇革し易く不安定であるため、ターゲツトとし
てP2O5を安定な状態で混入させるには混合焼成
した固形板が適するからである。
の微粉末とを混合焼成した固形板を用いたのは、
P2O5微粉末が常温において潮解し、比較的低温
で昇革し易く不安定であるため、ターゲツトとし
てP2O5を安定な状態で混入させるには混合焼成
した固形板が適するからである。
また、前述のターゲツトにより膜形成後、例え
ば窒素N2と水素H2の雰囲気で熱処理することに
より、スパツタリング時のダメージを回復させる
ことが出来ることは勿論、膜をちみつ化すること
が出来ることも確認された。
ば窒素N2と水素H2の雰囲気で熱処理することに
より、スパツタリング時のダメージを回復させる
ことが出来ることは勿論、膜をちみつ化すること
が出来ることも確認された。
また、本発明方法の他の適用例を示す。第１図
に示すような構造を有する集積回路を形成した半
導体基板１上に、Alなどの配線５を形成し、素
子特性の安定化のために熱処理を行なつた後、半
導体基板をP2O5とSiO2の各々の微粉末を混合焼
成した固形板をターゲツトとした通常の高周波ス
パツタリング装置にセツトし、試料とターゲツト
間隙50mm、アルゴン雰囲気の圧力0.7Pa、高周波
電力500Wのスパツタリング条件で、表面保護膜
６として膜中に燐を含むスパツタリングSiO2膜
を１μｍの厚さに形成した。尚、第１図におい
て、２はＮ型の半導体基板１内に形成されたＰ型
拡散層であり、３はＰ型拡散層２内に形成された
Ｎ型拡散層である。４は半導体基板１上に形成さ
れた熱酸化膜であり、選択的にエツチングにより
除去され、配線引き出し用の窓があけられてい
る。
に示すような構造を有する集積回路を形成した半
導体基板１上に、Alなどの配線５を形成し、素
子特性の安定化のために熱処理を行なつた後、半
導体基板をP2O5とSiO2の各々の微粉末を混合焼
成した固形板をターゲツトとした通常の高周波ス
パツタリング装置にセツトし、試料とターゲツト
間隙50mm、アルゴン雰囲気の圧力0.7Pa、高周波
電力500Wのスパツタリング条件で、表面保護膜
６として膜中に燐を含むスパツタリングSiO2膜
を１μｍの厚さに形成した。尚、第１図におい
て、２はＮ型の半導体基板１内に形成されたＰ型
拡散層であり、３はＰ型拡散層２内に形成された
Ｎ型拡散層である。４は半導体基板１上に形成さ
れた熱酸化膜であり、選択的にエツチングにより
除去され、配線引き出し用の窓があけられてい
る。
その後半導体基板１を500℃の窒素と水素の雰
囲気中で10分間の熱処理を行なつた後、食塩水
（50％、100℃）に10分間浸し、自然乾燥後、500
℃の空気の雰囲気中で４時間熱処理した後、半導
体基板１中のトランジスタのベース・コレクタ間
電流ＩCBOの変化を調べた。その結果を第４図中
の実験データｂに示す。比較のために従来技術に
従いAlなどの配線５を形成、熱処理した後、溶
融石英をターゲツトとした高周波スパツタリング
によりスパツタリングSiO2膜を形成し、その後
上述と同じ工程によりＩCBOの変化を調べた。そ
の結果を第４図中のデータ(a)に示す。
囲気中で10分間の熱処理を行なつた後、食塩水
（50％、100℃）に10分間浸し、自然乾燥後、500
℃の空気の雰囲気中で４時間熱処理した後、半導
体基板１中のトランジスタのベース・コレクタ間
電流ＩCBOの変化を調べた。その結果を第４図中
の実験データｂに示す。比較のために従来技術に
従いAlなどの配線５を形成、熱処理した後、溶
融石英をターゲツトとした高周波スパツタリング
によりスパツタリングSiO2膜を形成し、その後
上述と同じ工程によりＩCBOの変化を調べた。そ
の結果を第４図中のデータ(a)に示す。
第４図から、ターゲツトとしてP2O5とSiO2の
微粉末を混合焼成した固形板を用いたスパツタリ
ングSiO2膜は、溶融石英をターゲツトとして用
いた場合と比べて、食塩水の強制汚染による特性
変動を大きく低減出来ることがわかる。また、化
学気相成長法によりPSG膜を形成した場合、膜厚
が１μ程度で、膜形成後クラツクが発生すること
が確認された。
微粉末を混合焼成した固形板を用いたスパツタリ
ングSiO2膜は、溶融石英をターゲツトとして用
いた場合と比べて、食塩水の強制汚染による特性
変動を大きく低減出来ることがわかる。また、化
学気相成長法によりPSG膜を形成した場合、膜厚
が１μ程度で、膜形成後クラツクが発生すること
が確認された。
また、液晶表示パネルへの本発明方法の適用例
を第２図に示す。ガラス基板７上に、P2O5と
SiO2の微粉末を混合焼成した固形板をターゲツ
トとして、膜中に燐を含むスパツタリングSiO2
膜８を形成し、その後、導電性電極９として酸化
インジウム等を吹き付け、蒸着あるいはスパツタ
などの方法で形成する。そして、層１０において
基板表面を配向処理した後、液晶層１２の厚みを
一定に保つためスペーサ１１をマイラフイルムや
テフロンフイルム等を用いてつくり、液晶をパネ
ル内に封入した後、金属電極を形成する。尚、膜
中に燐を含むスパツタリングSiO2膜８と導電性
電極９を形成した後、スパツタリングSiO2膜８
を形成してもよい。
を第２図に示す。ガラス基板７上に、P2O5と
SiO2の微粉末を混合焼成した固形板をターゲツ
トとして、膜中に燐を含むスパツタリングSiO2
膜８を形成し、その後、導電性電極９として酸化
インジウム等を吹き付け、蒸着あるいはスパツタ
などの方法で形成する。そして、層１０において
基板表面を配向処理した後、液晶層１２の厚みを
一定に保つためスペーサ１１をマイラフイルムや
テフロンフイルム等を用いてつくり、液晶をパネ
ル内に封入した後、金属電極を形成する。尚、膜
中に燐を含むスパツタリングSiO2膜８と導電性
電極９を形成した後、スパツタリングSiO2膜８
を形成してもよい。
このようにSiO2の微粉末とP2O5の微粉末とを
混合焼成した固形板をターゲツトとして用いたス
パツタリングSiO2膜は、膜形成過程で併行して
膜中に燐を混入させることが出来、第３図で示し
た通り、膜形成時の汚染に起因する可動イオン等
の捕獲作用を持つ。また、スパツタリング薄膜特
有の緻密な膜質を有し、第４図で示した通り、半
導体装置の信頼性向上を図ることが出来る。
混合焼成した固形板をターゲツトとして用いたス
パツタリングSiO2膜は、膜形成過程で併行して
膜中に燐を混入させることが出来、第３図で示し
た通り、膜形成時の汚染に起因する可動イオン等
の捕獲作用を持つ。また、スパツタリング薄膜特
有の緻密な膜質を有し、第４図で示した通り、半
導体装置の信頼性向上を図ることが出来る。
以上述べた如く本発明では、薄膜の主たる構成
材料と同一材料の微粉末と五酸化燐の微粉末とを
混合焼成して固形板を作成し、これをターゲツト
としてスパツタリング法によつて薄膜を作成する
場合、膜形成の過程で並行して膜中に燐を混入さ
せる為に、その燐濃度を制御でき、又、膜形成時
の汚染に起因する可動イオン等の捕獲作用を持た
せることが出来る。また、この膜はスパツタリン
グ薄膜特有の緻密さを持つことから、前記ターゲ
ツトで形成された薄膜は、電子装置薄膜として高
品質で電子装置の信頼性向上を図ることができる
という効果が得られる。
材料と同一材料の微粉末と五酸化燐の微粉末とを
混合焼成して固形板を作成し、これをターゲツト
としてスパツタリング法によつて薄膜を作成する
場合、膜形成の過程で並行して膜中に燐を混入さ
せる為に、その燐濃度を制御でき、又、膜形成時
の汚染に起因する可動イオン等の捕獲作用を持た
せることが出来る。また、この膜はスパツタリン
グ薄膜特有の緻密さを持つことから、前記ターゲ
ツトで形成された薄膜は、電子装置薄膜として高
品質で電子装置の信頼性向上を図ることができる
という効果が得られる。
第１図は本発明方法の適用例を説明するための
半導体装置の要部断面図、第２図は本発明方法の
適用例を説明するための液晶表示パネルの要部断
面図、第３図及び第４図は夫々本発明方法と従来
方法による実験結果を比較して示した図である。 １……半導体基板、５……アルミニウム配線、
６……膜中に燐を含むスパツタリングSiO2膜、
７……ガラス基板、８……膜中に燐を含むスパツ
タリングSiO2膜、１２……液晶層。
半導体装置の要部断面図、第２図は本発明方法の
適用例を説明するための液晶表示パネルの要部断
面図、第３図及び第４図は夫々本発明方法と従来
方法による実験結果を比較して示した図である。 １……半導体基板、５……アルミニウム配線、
６……膜中に燐を含むスパツタリングSiO2膜、
７……ガラス基板、８……膜中に燐を含むスパツ
タリングSiO2膜、１２……液晶層。
Claims (1)
- １ 薄膜の主たる構成材料と同一材料の微粉末と
五酸化燐の微粉末とを混合焼成して固形板を作成
し、これをターゲツトとしてスパツタリング法に
よつて基板上に薄膜を作成し、膜形成の過程で併
行して膜中に燐を混入させることを特徴とする薄
膜作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9889180A JPS5723231A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Formation of thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9889180A JPS5723231A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Formation of thin film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5723231A JPS5723231A (en) | 1982-02-06 |
| JPS6217854B2 true JPS6217854B2 (ja) | 1987-04-20 |
Family
ID=14231751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9889180A Granted JPS5723231A (en) | 1980-07-18 | 1980-07-18 | Formation of thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5723231A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5986227A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-18 | Toshiba Corp | ガラス被膜の形成方法 |
| JPS6229144A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-07 | Shinetsu Ishiei Kk | スパツタリング用タ−ゲツト |
| US5227314A (en) * | 1989-03-22 | 1993-07-13 | At&T Bell Laboratories | Method of making metal conductors having a mobile inn getterer therein |
-
1980
- 1980-07-18 JP JP9889180A patent/JPS5723231A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5723231A (en) | 1982-02-06 |
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