JPS6242536A - 二酸化シリコン膜の低温化学蒸着 - Google Patents

二酸化シリコン膜の低温化学蒸着

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JPS6242536A
JPS6242536A JP61137340A JP13734086A JPS6242536A JP S6242536 A JPS6242536 A JP S6242536A JP 61137340 A JP61137340 A JP 61137340A JP 13734086 A JP13734086 A JP 13734086A JP S6242536 A JPS6242536 A JP S6242536A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体構成体上にS iO2をベースとする
絶縁膜を付着形成する方法に関するものであって、更に
詳細には、選択したアルコキシシラン(alkoxys
ilane )を使用するsio□膜の低温度化学蒸着
(LTCVD)方法に関するものである。
テトラエトキシシラン(TE01)は、半導体ウェハ上
の5IO2層の化学蒸着(CVD )用のソース物質と
して広く使用されている。1976年1月20日にBu
rt et al−に発行された米国特許第3.934
,060号は、この様な従来プロセスの1つを開示して
いる。
典型的な従来のプロセスにおいては、キャリアガスとし
て窒素を使用し、それをソース容器内に保持されている
TE01上を通過させるか又は気泡状の形態でそれを介
して通過させる。付着される5102膜で被覆されるべ
きウェハは、炉管内の炉タート内に載置され、該炉管内
にキャリアガス内に担持されたTEO8蒸気が導入され
、該ウェハは選択した濃度に加熱され、その温度でTE
01は熱分解する。Tl1il:O8が熱分解する約9
60℃未満の温度範囲は公知である。ウェハの温度が減
少されると、分解速度及び膜付着速度はそれらが停止す
る様に見える迄減少する。実際的には、典型的に使用さ
れる温度範囲は650℃と950℃との間である。該範
囲の下限における温度に対しては成長速度により低いが
、これらの低温度゛は下側に存在するシリコンウェハ内
に埋め込まれている半導体回路に与えられる熱損傷がよ
シ少ないという利点を持っている。これらの低い温度は
、又、アルミニウム及びその合金を使用するメタリゼー
ション方法と一層適合性がある。
止揚した米国特許第3,934,060号は、典型的な
従来のプロセスの構成及び付着技術における改良を開示
しており、それによ55to2膜によってウェハはより
一層一様に被覆される。
又、キャリアガスとして酸素を使用することによってS
tO□層の成長速度を向上させることが可能でおること
が知られてbる( 1971年10月19日(CIno
u@に発行された米国特許第3,614,584号参照
)。該Inoueの特許は、更に、’rio2−5io
2からなる複合絶縁層で、Tie、が該層の重量で0.
02%未満を構成する層を付着形成する為に、チタン酸
トリイソプロピルと共に、ソースとしてテトラエトキシ
シランを使用してTE01を付着させる方法を開示して
いる。Inou・は上述したプロセスにおいて300℃
乃至500℃の温度範囲を使用している。プラズマ付着
技術を使用するその他の方法は、ビデオディスク上にs
io、をベースとした膜を付着させるものが公知でおる
例えば、Pr1estley at al、に1981
年8月4日に発行された米国特許第4,282,268
号は、ビデオディスク上にStO□層を形成する方法を
開示しており、その場合に、 R4−Sl −R2 の化学式で表わされ、R,がHと−CH,とからなるグ
ループから選択され、R2とR3がHと−CH3と一0
CH3と−OC2H5とからなるグループから独立的に
選択され、且つR4が一0CH3と一〇〇、H,とから
なるグループから選択されるものでるる絶縁性前駆物質
を排気した室内に導入させる。グロー放電を使用してデ
ィスク上にStO□層を付着させる。この方法は半導体
ウェハ上にSiO□をベースとした膜を付着させるのに
は不向きであることが証明された。何故ならば、付着さ
れた膜の絶縁特性は劣っておシ、密度が低く、且つ高度
に粒状であって、又付着された膜のステップカッ々レッ
ジが劣っているからである。
本発明は以上の点に鑑みなされたものでらって、上述し
た如き従来技術の欠点を解消し、二酸化シリコン膜を新
規な低温化学蒸着法によって製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
半導体構成体上にSiO.をベースとする膜を熱分解に
よって付着させる為に従来技術がTE01を使用するの
と対称的に、本発明は、よシ低温で且つよシ高遠の付着
速度で反応が進行することを可能とするその他の選択し
たアルコキシシラン(alkoxysilane )を
使用する。1実施例においては、半導体構成体を900
℃以下の選択した温度に加熱し、アルコキシシランを、
ナト2メトキシ/ラン(tetram@thoxysi
lana )、Rがメチルかエチルか又はプロピル基で
6.DRO−8i−OR OR で表わされる化学式を持ったトリアルコキシシラン(t
rialkoxysilane )、Rがメチルかエチ
ルか又はプロピル基でアシ ■ RO−8i−H 「 OR で表わされる化学式を持ったジアルコキシシラン(di
alkoxysilmne )、及びRがメチルか又は
エチル基であり CH= CH2 RO−81−OR OR で表わされる化学式を持ったビニル) IJアルコキシ
シラン(vinyltrialkoxy@1lane 
)を包含するグループから選択する。酸素及び/又は窒
素をキャリアガスとして使用するが、酸素が好適である
。ウェハ温度を550℃と650℃との間の範囲に減少
させる場合には、アルコキシシランはテトラメトキシシ
ラン、トリエトキシシラン、又はトリメトキシシランに
選択することが可能である。反応温度が350℃と55
0℃との間に選択される場合には、選択されるアルコキ
シシランはテトラメトキシシラン又はトリメトキシシラ
ンとすることが可能である。
窒素又は酸素と共に反応室内にオゾンを導入させ、該オ
ゾンD濃度を好適に重量で10%以下にすることにより
、反応速度をアルコキシシランに対して略々1桁だけ増
加されるということが判明した。一方、このオゾンの導
入により、与えられだS iO2の付着速度に対して、
その反応がより低い温度で進行することを可能とする。
例えハ、トリアルコキシシラン(ビニルアルコキシシラ
ンを包含する)又はジアルコキシシランを使用して、ウ
ェハ温度を350°C乃至500℃の範囲に選択するこ
とが可能である。この範囲内の温度は半導体製造乃至は
処理において顕著な利点を有している。というのは、そ
れはウエハメタリゼーションと適合性が、あシ、且つシ
リコンウェハ内に埋め込まれた回路の電気的特性に何等
又は殆んど熱的損傷を与えることがないからである。又
、反応室内でオゾンを使用することによって、350℃
及び900℃の間の温度で燐及び−ロンの酸化物で5I
O2膜をP−ピングすることを可能とするということが
判明したつこの点に関してオゾンを使用することは、酸
素のみをキャリアガスとして使用した場合に必要とされ
る温度と比較してドーピング酸化物が形成される温度を
著しく減少させているので、従来技術と比べて重要な利
点を与えるものである。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。
第1図は、例えばシリコンウェハ・等の半導体構成体上
にsio、をベースとした絶縁膜を化学蒸着によシ付着
させる本発明方法を使用する為のマイクロ反応器10の
概略断面図である。マイクロ反応器10は、本願の優先
権主張の基礎となる米国特許出願と同日付で米国特許庁
に出願された発明者Imad Mabawiliの「マ
イクロ反応器(Microreactor ) Jとい
う特許出願に記載されている。マイクロ反応器10は、
反応室2を取υ囲むハウジング1を有している。ハウジ
ング1は、室2内に導入されるガスと反応しないステン
レススチール又はその他の不活性物質から構成されてい
る。ヒータプレート3は、典型的にはステンレススチー
ルからなるブロックでアシ、それはハウジングlに取り
付けた支持ロンr5によって室2内の所定位置に保持さ
れている。
シリコンウェハ4は、その上に5IO2をベースとした
膜を付着させるが、ヒータプレート3の上に配置される
。プレート3の温度は温度制御器6によって規制され、
該制御器6は熱電対7を介してヒータプレート3内に埋
め込んだカートリッジヒータに接続されている。
シリコンウェハ4はヒータプレート3上に載置されてお
り、温度制御器6によって決定されて選択した温度に加
熱される。反応器10は室温から最大900℃迄の温度
範囲において等温モード又は低温(即ちコールPウオー
ル(coldwall ) )モーrで操作することが
可能である。
排気室14が真空室(不図示)に接続されておシ、従っ
て、所望により、マイクロ反応器10を減圧状態で操作
させることが可能である。ここに記載するsio□をベ
ースとした膜を付着させる方法において、反応器10は
大気圧から0.5 torrの範囲の圧力で操作させた
大気圧及び室温で、気泡室8内にアルコキシシラン9を
導入する。室温において、アルコキジシランは、通常、
液状である。ガスラインL1を介して窒素又は酸素の如
きキャリアガスを導入させる0気泡室8内のアルコキシ
シラン9内へのキャリアガスの流量は制御弁v1によっ
て調整される。キャリアガスは、アルコキシシラン蒸気
と共に、気泡室8からガスラインL2を介して、第1図
に示した如く、反応器2の細長とした部分11へ流れる
。ラインL2を介しての流量は弁v2によって制御され
る。例えば酸素、窒素、又はオゾン等の1つ又はそれ以
上のガスの第2の選択した混合物を、流量制御弁v3に
よって調整されるラインL3を介して室2の細長部分l
l内に導入させることが可能である。
上述した化学蒸着反応器は、半導体ウェハ上へのSiO
2をベースとした膜の化学蒸着の為に以前使用されるこ
とのなかった選択したアルコキシシランに対する5IO
2をベースとした膜の付着速度を研究する為に使用した
。ラインL1を介して導入される選択されたキャリアガ
スに対して及びラインL3を介して導入される選択され
たガスに対して、ウェハ4を稽々の選択した温度に維持
させた。従来のアルコキシシランテトラエトキシシラン
Sl (QC2H,)4(TE01 )を使用するSl
y!をベースとする膜に対する付着速度は対照プロセス
として使用した。テストしたアルコキシシランに対して
は絶対的な付着速度は測定しなかった。しかしながら、
付着されたsio、膜を視覚的に検査することによって
相対的な速度を決定した。反応器はコールrウオール(
低温壁)モーP及びホットウォール(高温壁)モードの
両方で操作させた。
対照プロセス1 アルコキシシラン テトラエトキシシラン(TE01 
)St (QC2H,)4:電子的等級99.9チ純度
; 分子量208.3111モル; 沸点169℃ 5イ:/L3抄シ 無しくラインL3オフ)てのガス ライフLltft”  20〜1008CCM(20,
50,100)SCCMでの流量 反応時間 15〜30分(15、30)分対照プロセス
1は、括弧内に示した流量、温度及び圧力の特定の値に
対して実施した。
例1 テトラエトキシシランの代わりに、分子量が152.2
 g1モルで沸点が121〜122℃のテトラメトキシ
シランSi (OCRl)4を使用する以外は対照プロ
セス1と同じ。
例2 テトラエトキシシランの代わシに、分子量が164.3
 、!i!1モルで沸点が131.1’Cのトリエトキ
シシランH−81(QC2H,)3を使用する以外は対
照プロセス1と同じ。
例3 テトラメトキシシランの代わシに、分子量が122.2
91モルで沸点が86〜87℃のトリメトキシシラン)
! −St (OCHl)、、95チ純度、を使用する
以外は対照プロセスlと同じ。
対照プロセス1及び例1乃至3は全て以下の付着速度r
で5IO2膜を生成した。r(テトラエトキシシラン)
<r()リエトキシシラン)<r(テトラメトキシシラ
ン)<r(トリメトキシシラン)。
窒素の代わりに1 ライン1を介してキャリアガスとし
て99.999 %純度の酸素を使用する以外は対照プ
ロセス1と同じ。対照プロセス2でも括弧内の値で示さ
れる如き範囲内の流量、温度、圧力の特定の値に対して
実施された。
例4 テトラエトキシ7ランの代わシに、テトラメトキシシラ
ンを使用する以外は、対照プロセス2と同じ。
例5 テトラエトキシシランの代わシに、トリエトキシシラン
を使用する以外は、対照プロセス2と同じ。
例6 テトラエトキシシランの代わりに、トリメトキシシラン
を使用する以外は、対照プロセス2と同じ。
対照プロセス2及び例4乃至6は全て以下の相対的付着
速度でStO□膜を生成した。r(テトラエトキシシラ
ン)くr(トリエトキシシラン)くr(テトラメトキシ
シラン)〈r(トリメトキシシラン)。
上述したプロセス及び例を検討することによって、窒素
の代わシに、キャリアガスとして酸素を使用した場合に
は対応する反応速度が増加することが分かった。
ウェハ温度が550〜650℃である以外は対照プロセ
ス2と同じ。(550℃、600℃、650℃)±20
℃が実際に要用されたウェハ温度である。
ウェハ温度が550〜650℃の範囲内の選択した温度
である以外、例7.8.9は例4,5゜6と同じである
。(550℃、600℃、650℃)±20℃が選択さ
れたウェハ温度である。この低温度範囲における付着速
度は例4.5.6に与えたものと同じ順番であった。し
かしながら、TlO8(テトラエトキシシラン)の場合
には殆んどStO,膜は付着されなかった。
反応温度が450〜550℃の範囲内の選択した温度に
減少されたことを除いて対照プロセス2と同じ。ウェハ
温度が450℃乃至550 ”Cの範囲内の選択した温
度であることを除いて、例10゜11 、12は例4.
5.6と同じである。選択された温度は450℃、SO
O℃、550℃で±20℃であった。これらの低温にお
いて、対照プロセス4又は例11を使用して5IO2膜
は形成されなかった。SiO2膜は例10及び例12に
おいては形成され、5IO2の付着速度はr(テトラメ
トキシシラン)<r()リメトキシシラン)であった。
ウェハ温度が350〜450℃の範囲内の選択した温度
であることを除いて、対照プロセス2と同じ。選択した
温度は、350℃、400℃、450℃で±20℃であ
った。    ” ウェハ温度は350〜450℃の範囲内であることを除
いて、例13 、14 、15は例4,5.6と同じで
ある。これらの低温においては、対照プロセス5又は例
14の方法を使用してはSiO2膜は形成されなかった
。例13のプロセスを使用して非常に薄い膜が形成され
た。例15のプロセスを使用してより厚い膜が形成され
、即ち、r(テトラメトキシシラン)<r (トリメト
キシシラン)であった。
上述した半導体適用の例は、TlO8以外の種種のアル
コキシン2ンの分解によって良質の絶縁性のSiO2膜
を付着させることが可能であることを証明している。テ
トラメトキシシラン、トリエトキシシラン、及びトリメ
トキシシランを使用することは、650℃と900℃の
間の温度で付着される従来のTlO8よりもウェハ温度
を低くすることを可能とする(650℃以下)。
特に、テトラメトキシシラン又はトリメトキシシランを
使用して350〜550℃の低さのウェハ温度で良質の
StO,をベースとした膜が付着され、又テトラメトキ
シシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシランを
使用して550℃〜650℃のウェハ温度で良質のSi
O2をベースとした膜が付着される。更に、5500〜
650℃の温度範囲において、TlO8を使用した場合
の付着速度よりも、テトラエトキシシラン、トリメトキ
シシラン、及びトリエトキシシランを使用する5io2
をベースとする膜の付着速度の方が大きかった。
集積回路の電気的特性は低温処理上より影響を受けるこ
とが少なくなるので、これらの低温反応温度を使用して
ICシリコンウエノ・上にSiO2をベースとした膜を
付着させることはTlO8を使用した場合に必要とされ
る高温反応と比べて重要な利点を有している。例えば、
低温処理では、下側の集積回路内のドーパントの拡散は
よシ少なく、且つアルミニウムメタリゼーションと一層
適合性がある。
上述したメトキシシラ/を使用することは付加的な利点
を持っておシ、それは付着されたsio、をベースとす
る膜内の残留炭素の量を減少させ、それにより該膜の絶
縁特性が向上される。
上述した例1乃至15において、使用したアルコキシシ
ランは、テトラメトキシシランか、トリエトキシシラン
か、又はトリメトキシシランでめった。
しかしながら、一般的に、本発明方法には、次のアルコ
キシシランを使用することが可能である。
(1)次式で表わされるトリアルコキシシラン雪 RO−3i−OR OR 尚、R:メチル基(CH,)、エチル基(C2H,)、
又はプロピル基(C3H,) (2)  次式で表わされるジアルコキシシランRO−
3N−H OR 尚、R=メチル基(CH,)、エチル基(C,H,)、
又はプロピル基(C,H,) (3)次式で表わされるテトラメトキシシランR RO−8t−OR OR 尚、R=メチル基(CH3) (4)  次式で表わされるビニルトリアルコキシシラ
ン CH= CH2 RO−St −OR OR 尚、R=メチル基(CH,)又はエチル基(C2H,)
又、反応ガスとしてオゾンを使用することによシ重要な
利点が得られることが判明した。特に、(1)トリアル
コキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン、及びジア
ルコキシシラン等の選択したアルコキシシランに対して
、ウェハ温度を300〜500℃の範囲に減少させるこ
とが可能であり、その温度はウエノ・表面上又はその中
に形成した能動及び受動デ・々イスの特性に悪影響を与
えることはない。
(2)  300〜900℃の温度範囲に対して、一層
複雑な酸化反応に起因して残留炭素の低い良好のSiO
2絶縁膜が得られる。
(3)  S i O2絶縁膜の付着速度が増加される
(4)燐及びボロンの両方の酸化物でSiO2膜をドー
プすることを容易に達成可能である。
次の例16は、5IO2をベースにした膜の化学蒸着に
おいてオゾンを使用する1例を提供している。例16に
おいて、オゾンが反応ガスとして使用される場合、テト
ラエトキシシラン(TE01)を包含する任意のアルコ
キシシランを使用することが可能である。
例16 ラインL、抄しての 酸素又は窒素 キャリアガス 9イyL、 t−+t、−co  酸素及び重量で10
チ未溝のオゾン反応ガス ラインL1を介しての *ヤv−yカ、ztyvH量20〜1008 CCM 
(20−50,100) S CCM(括弧内の・リメ
ータの値はテストした値を示している。)例16は、ラ
インL1を介してのキャリアガスに対しての酸素と窒素
の混合物を使用することによシ、又ラインL、を介して
の反応ガスに対して重量によって10%未満のオゾンと
酸素及び窒素の混合物を使用することによって変形させ
ることが可能である。
本発明の別の実施例において、ラインL、をオフして、
ラインL1を介してのキャリアガスに対して10%未満
のオゾンと酸素の混合物を使用して変形したが、ライン
L3を介してオゾンを導入することが好適である。
標準の電極無し放電管を有しておシ且つ純粋な酸素の供
給流れから重量でlOチ未満のオゾン濃度を発生させる
ことの可能なオゾン発生器(不図示)がラインL、に取
シ付けである。
第2図は、ドープしたs io、膜を形成するのに適し
た反応器を示している。例えば亜燐酸トリメチル(tr
imethylphoiphite )又はホウ酸トリ
メチル(trimathylborate )等のドー
パント源を有する第2気泡室15が設けられている点を
除いては、第2図は第1図と同じである。0□又はN2
の如きキャリアガスは、弁14によって制御されるライ
ンL4を介してドーパント源内に導入される。P−ゾさ
れたガスは制御弁V、及びライ゛ンL、を介して混合室
11内に流れる。
アルコキシシラン 任意のアルコキシシラン′47L1
汐ぼ0 酸素又は窒素 キャリアガス ライyL、 41LiO酸素及び重量で10チ未満のオ
ゾン反応ガス ライフL、yしての  酸素又は窒素 キャリアガス ライフL、eGしての   20〜100800M流量 ライフL3を介しての   。。〜200800M流量 ライフL、t*しての   20〜1008CCM流量 ウェハ温度 3000〜900 ’C 圧     力  1大気圧〜0.5 torrドー・
セン ト  亜燐酸トリメチルp (OCH,)sガス
流中でオゾンを使用することの利点は、オゾンはSlO
□膜をP−ゾする為のp  、Jント源として使用され
る燐及びボロンの水素化物及びアルコキシrの両方を容
易に酸化することである。更に、キャリアガスとして純
粋な02を使用する場合よシも、実質的に低い温度で酸
化が行なわれる。従って、例17に示した温度範囲は3
00〜900℃であるが、好適な温度範囲は選択したア
ルコキシシランに対しては一居低い。例えば、トリアル
コキシシランの場合、好適な温度範囲は300〜500
℃であシ、それは下側に存在する半導体構成体に損傷を
与えるものではない。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれらの具体例に限定されるべきもので
はなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなく、種々
の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を使用するのに適した反応器を示
した概略図、第2図はP−プしたSlO□膜を付着させ
るのに使用する第2気泡室を包含する第1図と同様な反
応器を示した概略図、である。 (符号の説明) 1:ハウジング   2:反応室 3 : ヒータフV−)    4 : シリコンウェ
ハ5:支持ロッド   6:温度制御器 7:熱電対     8:気泡室 9:アルコキシシラン  10: マイクロ反応器図面
の浄!(内容に変更なし) 手続補正書防幻 昭和61年9月10日 特許庁長官  黒 1)明 雄 殿 1、事件の表示   昭和61年 特 許 願 第13
7340号2、発明の名称   二酸化シリコン膜の低
温化学蒸着3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体構成体上に化学蒸着によつてSiO_2をベ
    ースとした層を形成する方法において、 前記半導体構成体を反応室内に導入し、 前記半導体構成体を900℃以下の選択した温度に加熱
    し、 ガス蒸気反応物を導入する、上記各ステップを有してお
    り、前記反応物は、テトラメトキシシラン、Rがメチル
    かエチルか又はプロピル基であり ▲数式、化学式、表等があります▼ の化学式を持つたトリアルコキシシラン、Rがメチルか
    エチルか又はプロピル基であり ▲数式、化学式、表等があります▼ の化学式を持つたジアルコキシシラン、及びRがメチル
    か又はエチル基であり ▲数式、化学式、表等があります▼ の化学式を持つたビニルトリアルコキシシランから構成
    されるグループから選択されるものであつて、前記Si
    O_2をベースとした層は前記反応物の熱分解によつて
    形成されることを特徴とする方法。 2、半導体構成体上に化学蒸着によつてSiO_2層を
    形成する方法において、 前記半導体構成体を反応室内に導入し、 前記半導体構成体を900℃以下の選択した温度に加熱
    し、 第1ガス蒸気反応物と第2酸化反応物とを導入する、上
    記各ステツプを有しており、前記第1ガス蒸気反応物が
    、テトラメトキシシラン、Rがメチルかエチルか又はプ
    ロピル基であり ▲数式、化学式、表等があります▼ の化学式を持つたトリアルコキシシラン、Rがメチルか
    エチルか又はプロピル基であり ▲数式、化学式、表等があります▼ の化学式を持つたジアルコキシシラン、及びRがメチル
    か又はエチル基であり ▲数式、化学式、表等があります▼ の化学式を持つたビニルトリアルコキシシランから構成
    されるグループから選択されるものであつて、SiO_
    2をベースにした層が前記第1ガス蒸気反応物と前記第
    2酸化反応物との熱反応によつて形成されることを特徴
    とする方法。 3、特許請求の範囲第1項又は第2項において、前記反
    応室内の圧力を1大気圧と0.5torrとの間に設定
    することを特徴とする方法。 4、特許請求の範囲第3項において、前記選択した温度
    が350℃と650℃との間であることを特徴とする方
    法。 5、特許請求の範囲第3項において、前記第1反応物が
    テトラメトキシシランか、トリエトキシシランか、トリ
    メトキシシランであつて、且つ前記第2酸化反応物が酸
    素であつて、前記選択される温度が550℃と650℃
    との間であることを特徴とする方法。 6、特許請求の範囲第3項において、前記第1反応物が
    テトラメトキシシランか又はトリメトキシシランであつ
    て、且つ前記酸化反応物が酸素であり、前記選択される
    温度が350℃と550℃との間であることを特徴とす
    る方法。 7、半導体構成体上に化学蒸着によつてSiO_2をベ
    ースとした層を形成する方法において、 前記半導体構成体を反応室内に導入し、 前記半導体構成体を900℃以下の選択した温度に加熱
    し、 ガス蒸気状のアルコキシシランとオゾンを含有する反応
    性ガスとを導入させる、上記各ステップを有しており、
    前記SiO_2をベースとする層が少なくとも部分的に
    前記アルコキシシランと前記オゾンの熱反応によつて形
    成されることを特徴とする方法。 8、特許請求の範囲第7項において、前記選択した温度
    は300℃と500℃との間であり、且つ前記反応ガス
    中のオゾンの割合は重量で10%未満であることを特徴
    とする方法。 9、特許請求の範囲第8項において、前記反応性ガスが
    酸素を含有していることを特徴とする方法。 10、特許請求の範囲第7項において、ボロン又は燐を
    含有するガス状反応物を前記反応室内に導入するステッ
    プを有することを特徴とする方法。 11、特許請求の範囲第10項において、前記選択した
    温度は300℃と500℃との間であることを特徴とす
    る方法。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1333146C (en) * 1987-04-10 1994-11-22 Andre Lagendijk Method of forming silicon dioxide glass films
ZA884511B (en) * 1987-07-15 1989-03-29 Boc Group Inc Method of plasma enhanced silicon oxide deposition
US4894352A (en) * 1988-10-26 1990-01-16 Texas Instruments Inc. Deposition of silicon-containing films using organosilicon compounds and nitrogen trifluoride
EP0412644A3 (en) * 1989-08-08 1991-03-20 Applied Materials, Inc. Low temperature low pressure thermal cvd process for forming conformal group iii and/or group v-doped silicate glass coating of uniform thickness on integrated structure
US5190792A (en) * 1989-09-27 1993-03-02 International Business Machines Corporation High-throughput, low-temperature process for depositing oxides
US5314845A (en) * 1989-09-28 1994-05-24 Applied Materials, Inc. Two step process for forming void-free oxide layer over stepped surface of semiconductor wafer
US5166101A (en) * 1989-09-28 1992-11-24 Applied Materials, Inc. Method for forming a boron phosphorus silicate glass composite layer on a semiconductor wafer
US5318857A (en) * 1989-11-06 1994-06-07 Dow Corning Corporation Low temperature ozonolysis of silicon and ceramic oxide precursor polymers to ceramic coatings
JPH0680657B2 (ja) * 1989-12-27 1994-10-12 株式会社半導体プロセス研究所 半導体装置の製造方法
EP0491975A1 (de) * 1990-12-21 1992-07-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung einer definierten Arsendotierung in geätzten Gräben in Silizium-Halbleitersubstraten
JP2697315B2 (ja) * 1991-01-23 1998-01-14 日本電気株式会社 フッ素含有シリコン酸化膜の形成方法
US5336640A (en) * 1991-01-28 1994-08-09 Kawasaki Steel Corporation Method of manufacturing a semiconductor device having an insulating layer composed of a BPSG film and a plasma-CVD silicon nitride film
DE4237921A1 (de) * 1992-10-23 1994-04-28 Flachglas Ag Verfahren und Vorrichtung zum Modifizieren der Oberflächenaktivität eines Silikatglassubstrates
DE19516669A1 (de) * 1995-05-05 1996-11-07 Siemens Ag Verfahren zur Abscheidung einer Siliziumoxidschicht
US5989998A (en) 1996-08-29 1999-11-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming interlayer insulating film
EP0977249A3 (en) * 1998-07-31 2003-07-16 International Business Machines Corporation An improved method of forming an arsenic silicon glass film onto a silicon structure
DE10083897T1 (de) 1999-02-26 2002-06-27 Trikon Holdings Ltd Verfahren zum Bearbeiten einer Polymerschicht
DE10081808T1 (de) 1999-06-26 2002-11-07 Trikon Holdings Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung eines Filmes auf einem Substrat
US20090115060A1 (en) 2007-11-01 2009-05-07 Infineon Technologies Ag Integrated circuit device and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282268A (en) * 1977-05-04 1981-08-04 Rca Corporation Method of depositing a silicon oxide dielectric layer
JPS5796537A (en) * 1980-12-09 1982-06-15 Fujitsu Ltd Forming method for insulating film
JPS6177695A (ja) * 1984-09-20 1986-04-21 Applied Material Japan Kk 気相成長方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3706597A (en) * 1970-11-23 1972-12-19 Ibm Glass vapor deposition on surfaces of semiconductor elements
GB1483144A (en) * 1975-04-07 1977-08-17 British Petroleum Co Protective films
DE2536013A1 (de) * 1975-08-13 1977-03-03 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur verbesserung der haltbarkeit von aus siliciumoxiden bestehenden schutzschichten
JPS52128968A (en) * 1976-04-22 1977-10-28 Sumitomo Chemical Co Method of vacuum evaporation
GB2132637A (en) * 1983-01-03 1984-07-11 Lfe Corp Process for depositing dielectric films in a plasma glow discharge
EP0141496A1 (en) * 1983-08-31 1985-05-15 Morton Thiokol, Inc. Process for deposition silicon dioxide containing dopant onto a substrate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282268A (en) * 1977-05-04 1981-08-04 Rca Corporation Method of depositing a silicon oxide dielectric layer
JPS5796537A (en) * 1980-12-09 1982-06-15 Fujitsu Ltd Forming method for insulating film
JPS6177695A (ja) * 1984-09-20 1986-04-21 Applied Material Japan Kk 気相成長方法

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