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JP3437843B2 - 絶縁膜の形成方法及び集積回路の製造方法 - Google Patents

絶縁膜の形成方法及び集積回路の製造方法

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JP3437843B2
JP3437843B2 JP2001205530A JP2001205530A JP3437843B2 JP 3437843 B2 JP3437843 B2 JP 3437843B2 JP 2001205530 A JP2001205530 A JP 2001205530A JP 2001205530 A JP2001205530 A JP 2001205530A JP 3437843 B2 JP3437843 B2 JP 3437843B2
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浩高 森
昭彦 大原
英次 内田
博章 内田
勝治 吉田
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路に組み込
まれるＭＯＳトランジスタのような電界効果型トランジ
スタのゲート絶縁膜あるいはコンデンサの誘電体膜とし
て利用するのに好適な絶縁膜の形成方法およびこの絶縁
膜形成方法を利用した集積回路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路に組み込まれるＭＯＳトランジ
スタのゲート絶縁膜は、ＭＯＳトランジスタに所定の電
気特性を付与する上で、その厚さ寸法を正確に制御する
必要がある。特開平１１−２８３９７５号公報に記載の
方法によれば、シリコン基板表面をオゾンに晒し、環境
温度を制御することにより、比較的正確に所望厚さのシ
リコン酸化膜を形成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ン基板に、たとえ所望の厚さ寸法を有するシリコン酸化
膜を形成したとしても、これが大気に放置されると、シ
リコン酸化膜（SiO2）は、基板の自然酸化により、成長
を続ける。５時間の自然放置により、その膜厚の増大分
は０．１〜０．５ｎｍに及ぶ。これは、例えばＭＯＳト
ランジスタのゲート酸化膜として２ｎｍの厚さ寸法が必
要とされる場合、前記した従来技術により正確に２ｎｍ
の厚さ寸法を有するシリコン酸化膜が形成されても、こ
のシリコン酸化膜からなるゲート酸化膜は、所望厚さ寸
法に比し、膜厚増大分が、５〜２５％にも達することを
意味する。そのため、前記した自然酸化によるゲート酸
化膜の成長は、ＭＯＳトランジスタの電気特性に大きな
変更をもたらす結果となる。しかも、その膜厚の増大
は、半導体ウエハの領域で不均一となることから、多数
のＭＯＳトランジスタを半導体ウエハ上に一括的に形成
する場合、個々のＭＯＳトランジスタの電気特性に大き
なばらつきを生じることになる。
【０００４】そこで、本発明の目的は、前記したような
シリコン基板上に形成されたシリコン酸化膜の自然成長
を抑制し、自然放置による膜厚の成長を抑制し得る絶縁
膜の形成方法を提供することにある。また、本発明の他
の目的は、絶縁膜の膜厚のばらつきを抑制することによ
り、この絶縁膜の膜厚のばらつきによる電気特性のばら
つきを抑制し得る集積回路の製造方法を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した目的
を達成するために、次の構成を採用する。本発明に係る
第１の方法は、シリコン結晶上に、導電層を設けるため
の二酸化シリコンから成る絶縁膜を形成する方法であっ
て、シリコン結晶の表面に所定の厚さ寸法の二酸化シリ
コンを成長させること、該二酸化シリコンの表面を水酸
基を含まない有機ガスに晒して該有機ガス成分から成る
酸化抑制膜を形成すること、前記導電層を形成する際に
前記酸化抑制膜を除去することを特徴とする。
【０００６】水酸基を含まない有機ガスとして、低分子
量の有機ガスを用いることが望ましい、代表的には、パ
ラフィン系飽和炭化水素である例えばメタン、エタンを
挙げることができる。また、例えばエチレン、プロピレ
ンのような不飽和炭化水素の有機ガスを用いることがで
きる。
【０００７】二酸化シリコン表面は、前記有機ガスに晒
されることにより、シリコン原子のダングリングボンド
と称せられる未結合手が、前記した有機ガス分子中の炭
素原子と結合することにより、終端され、あるいは二酸
化シリコン表面に前記した有機ガス分子がファンデルワ
ールス力で吸着される。前記シリコン表面に結合あるい
は吸着した前記有機ガス成分は、酸素分子の透過を効果
的に阻止することから、導電層を形成する際には二酸化
シリコンの自然酸化による成長が効果的に抑制されてい
る。
【０００８】前記二酸化シリコンの所定の厚さ寸法への
成長は、オゾン雰囲気に前記シリコン結晶面を晒すこと
により行うことができる。この場合、前記二酸化シリコ
ンが所定の厚さ寸法に成長した後、前記雰囲気中のオゾ
ンがその後に導入される前記有機ガス成分と反応するこ
とを防止すべく、オゾンを窒素ガスまたは不活性ガスで
置換することが望ましい。
【０００９】本発明に係る第２の方法は、シリコン結晶
上に二酸化シリコンから成る絶縁膜を形成する方法であ
って、シリコン結晶の表面に所定の厚さ寸法の二酸化シ
リコンを成長させた後、該二酸化シリコンの表面におけ
るシリコン原子の未結合手に窒素原子を結合させて該未
結合手を終端させる。
【００１０】二酸化シリコンの表面におけるシリコン原
子を終端させる窒素原子は、酸素分子の透過を効果的に
阻止することから、これにより二酸化シリコンの自然酸
化による成長が効果的に抑制される。
【００１１】前記二酸化シリコンの所定厚さ寸法への成
長は、第１の方法におけると同様に、オゾン雰囲気に前
記シリコン結晶面を晒すことにより行うことができ、ま
た、前記二酸化シリコンの表面におけるシリコン原子の
未結合手への窒素原子の結合のために、前記二酸化シリ
コンの表面をアンモニアガスに晒す。この場合、前記し
たオゾンとアンモニアガスとの反応を防止すべく、前記
二酸化シリコンが所定の厚さ寸法に成長した後、前記雰
囲気中にアンモニアガスを導入するに先立って、前記雰
囲気中のオゾンを窒素ガスまたは不活性ガスで置換する
ことが望ましい。
【００１２】前記した本発明に係る第１及び第２の方法
により形成された絶縁膜は、前記集積回路に設けられる
電界効果型トランジスタのゲート絶縁膜またはコンデン
サの誘電体膜として用いるのに極めて有効であり、前記
した絶縁膜の形成方法を集積回路の製造方法に適用する
ことにより、前記絶縁膜の厚さ寸法のばらつきに起因す
る電気特性のばらつきを防止することができ、均一な電
気特性を示す集積回路を形成することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例１〉図１は、本発明に係る絶縁膜形成方法を実
施する装置を概略的に示す。本発明に係る絶縁膜形成装
置１０は、反応室１１を規定するハウジング１２と、該
ハウジング内に配置される試料台１３とを備える。試料
台１３上には、例えばシリコン結晶基板１４が、絶縁膜
である二酸化シリコンを成長させるための表面を上方に
向けて、保持されている。
【００１４】前記結晶基板１４上に所定の厚さ寸法の二
酸化シリコンを成長させるべく、反応室１１内は、前記
従来技術に開示されているとおり、オゾンを含む雰囲気
に保持される。この雰囲気を得るために、例えば、反応
室１１の一端に接続された酸素源１５からの酸素および
不活性ガス源１６からのアルゴンのような不活性ガスを
反応室１１内に供給される。また、反応室１１内には、
紫外線１７が照射され、この紫外線の照射により、反応
室１１内の酸素の一部がオゾンに変化する。反応室１１
の他端には、反応室１１内を所定の圧力に維持すべく、
従来よく知られた排気源１８が接続されている。
【００１５】前記絶縁膜形成装置１０によれば、前記反
応室１１内の温度を適正に保持することにより、その温
度に応じた、例えば１ｎｍ〜２ｎｍの厚さ寸法を有する
二酸化シリコン層１９を酸化成長させることができる。
また、その成長は、酸化処理時間の経過に拘わらず、飽
和することから、比較的容易に所定の厚さ寸法を有する
二酸化シリコン層１９を成長させることができる。
【００１６】所定の厚さ寸法を有する二酸化シリコン層
１９が形成された前記結晶基板１４を大気中に晒すと、
二酸化シリコン層１９を通して大気中の酸素原子と二酸
化シリコン層１９下の前記結晶基板１４のシリコン原子
が結合することにより、二酸化シリコン層１９が成長を
続ける。この二酸化シリコン層１９の引き続く成長を防
止すべく、本発明に係る酸化抑制処理が二酸化シリコン
層１９の表面に施される。
【００１７】前記した酸化抑制処理のために、前記絶縁
膜形成装置１０への酸素の供給が絶たれる。その後、前
記反応室１１内に残存するオゾンを該反応室から排除す
べく前記不活性ガス源１６からアルゴンガスが供給され
続ける。このアルゴンガスの供給により、前記反応室１
１内のオゾンのほぼ全てがアルゴンガスで置換される
と、その後、有機ガス源２０から有機ガスが前記反応室
１１内に供給される。この有機ガスの導入により、前記
反応室１１内は、例えば２５℃〜２００℃の有機ガス雰
囲気に、５分〜１０分間、保持される。
【００１８】前記有機ガス源２０として、アルコール基
を含まない飽和炭化水素であるメタンガス、エタンガス
等の低分子量のパラフィン系脂肪族炭化水素ガス（Ｃｎ
Ｈｍ：Ｃ、Ｈはそれぞれ炭素原子および水素原子を表
し、ｎおよびｍは自然数を表す。）が用いられる。
【００１９】前記した有機ガスは、オゾンに触れると該
オゾンと反応して燃焼するが、前記したとおり、前記反
応室１１内に有機ガスを供給するに先立ち、前記反応室
１１内のオゾンがアルゴンガスで置換されていることか
ら、前記した有機ガス２０の前記反応室１１内への供給
により、前記有機ガス２０が燃焼することはない。この
オゾンの置換のために用いる不活性ガスとして、前記し
たアルゴンガスの他、ヘリゥムあるいはネオン等の種々
の不活性ガスを用いることができ、また、前記した不活
性ガスに代えて、窒素ガスを用いることができる。
【００２０】前記反応室１１内に前記有機ガスが供給さ
れると、前記反応室１１内に導入された前記有機ガス成
分の炭素原子が、前記反応室１１内の前記結晶基板１４
上の二酸化シリコン層１９の表面にあるシリコン原子の
ダングリングボンドに結合することにより、図２に示さ
れているように、前記シリコン原子が有機ガス成分（Ｃ
ｎＨｍ）により終端される。また、図示しないが、前記
有機ガス成分がファンデルワールス力により、二酸化シ
リコン層１９の表面に吸着される。
【００２１】前記二酸化シリコン層１９のシリコン原子
を終端する前記有機ガス成分および前記二酸化シリコン
層１９の表面に吸着する前記有機ガス成分は、二酸化シ
リコン層１９下への酸素分子の透過を阻止することによ
り、該二酸化シリコン層下にある前記結晶基板１４の酸
化を防止する。
【００２２】従って、前記した酸化抑制処理を受けた前
記結晶基板１４上の二酸化シリコン層１９を大気に晒し
ても、前記結晶基板１４の酸化による二酸化シリコン層
１９の成長を効果的に防止することができる。
【００２３】前記した有機ガスとして、水酸基を有する
アルコール類を用いることが考えられるが、二酸化シリ
コン層１９が電気回路素子の構成部分として用いられる
場合、二酸化シリコン層１９に水酸基が結合すると、こ
の水酸基がトラップ準位を形成する虞があり、このトラ
ップ準位による電気特性の低下を阻止する上で、前記し
たとおり、水酸基を含まない有機ガスを用いることが望
ましい。
【００２４】前記有機ガス源として、前記したメタンガ
スあるいはエチレンガスに代えて、アルコール基を含ま
ない、例えば不飽和炭化水素であるエチレン、プロピレ
ンのような低分子量の有機ガスを用いることができる。
また、有機ガス源は、前記した以外の有機ガスから、適
宜選択することができる。
【００２５】〈具体例２〉 前記した具体例１では、有機ガス成分を酸化抑制膜とし
て二酸化シリコン層１９の表面に吸着しあるいは有機ガ
ス成分で二酸化シリコン層１９を終端させた例を示した
が、二酸化シリコン層１９のダングリングボンドを窒素
原子で終端させることができる。
【００２６】二酸化シリコン層１９の表面におけるシリ
コン原子のダングリングボンドを窒素原子で終端させる
ために、例えば図１に示した前記有機ガス源２０に代え
て、アンモニアガス源２１が用いられる。例えば、具体
例１におけると同様な方法により、前記結晶基板１４上
に所定の厚さ寸法を有する二酸化シリコン層１９を成長
させた後、アンモニアガスとオゾンとの反応を防止する
ために、アンモニアガス源２１から前記反応室１１内に
アンモニアガスを導入するに先立って、例えば不活性ガ
ス源１６からのアルゴンガスで前記反応室１１内のオゾ
ンが置換される。
【００２７】その後、前記反応室１１内にアンモニアガ
ス源２１からアンモニアガスが例えば１０ｃｃｍの供給
量で供給され、前記反応室１１内は、例えば３００℃〜
４００℃のアンモニアガス雰囲気に、５分〜１０分間、
保持される。
【００２８】前記したアンモニアガス雰囲気により、前
記したと同様な前記結晶基板１４上の二酸化シリコン層
１９の表面におけるシリコン原子および酸素原子のダン
グリングボンドが、図３に示すように、酸化抑制膜とし
て窒素原子で終端される。
【００２９】前記二酸化シリコン層１９のシリコン原子
および酸素原子を終端する前記窒素原子は、二酸化シリ
コン層１９下への酸素分子の透過を阻止することによ
り、該二酸化シリコン層下にある前記結晶基板１４の酸
化を防止する。
【００３０】従って、前記した酸化抑制処理を受けた前
記結晶基板１４上の二酸化シリコン層１９を大気に晒し
ても、前記結晶基板１４の酸化による二酸化シリコン層
１９の成長を効果的に防止することができる。
【００３１】図４は、前記結晶基板１４上に２ｎｍの厚
さ寸法を有する二酸化シリコン層１９を成長させた後、
本発明に係る酸化膜抑制処理を施すことなく大気中に５
時間晒した後の二酸化シリコン層１９の厚さ寸法と、本
発明に係る具体例１の酸化膜抑制処理および具体例２の
酸化抑制処理を施した例について大気中に５時間晒した
後における各二酸化シリコン層１９の厚さ寸法を光学的
膜厚測定装置により測定した結果を比較したグラフであ
る。
【００３２】図４のグラフ中、符号２２で示される点
は、本発明に係る酸化膜抑制処理を施していない例であ
り、この場合、２ｎｍの二酸化シリコン層１９が２．１
ｎｍを越える厚さ寸法に成長した。
【００３３】これに対し、前記グラフ中、符号２３で示
される点は、本発明に係る前記した具体例１の酸化膜抑
制処理後、有機ガス成分の除去のために、硫酸、過酸化
水および純水が１：１：１の重量％から成る処理液に二
酸化シリコン層１９を浸し、前記した有機ガス成分を除
去した二酸化シリコン層１９自体の膜厚が測定された。
また、前記グラフ中、符号２４で示される点は、本発明
に係る前記した具体例２の酸化膜抑制処理後、窒素原子
で終端された二酸化シリコン層１９の膜厚が測定され
た。
【００３４】本発明に係る酸化膜抑制処理が施された各
二酸化シリコン層１９では、５時間の大気中への放置に
拘わらず、いずれもほぼ２ｎｍの厚さ寸法に二酸化シリ
コン層１９の膜厚を維持することができた。
【００３５】〈具体例３〉 図５は、本発明に係る前記絶縁膜形成方法を用いて、半
導体集積回路の製造に適用した例を示す。図５に示す例
では、ダイナミックメモリのメモリセル２５を構成する
メモリキャパシタ２６と、該キャパシタのためのスイッ
チングトランジスタとして例えばＰ型ＭＯＳトランジス
タ２７とが示されている。
【００３６】ＭＯＳトランジスタ２７は、従来よく知ら
れているように、例えばｐ型シリコン結晶基板１４上に
形成された素子分離領域２８により区画された活性領域
上に、ゲート酸化膜２９ａおよびゲート電極２９ｂから
成るゲート２９と、該ゲートの両側に形成された一対の
例えばｎ型の導電性を示す不純物領域３０および３０か
ら成るソース／ドレインとを備える。また、メモリキャ
パシタ２６は、例えばポリシリコン層から成る一対の電
極２６ａと、該電極間の誘電体膜２６ｂとを備える。
【００３７】前記メモリセル２５のＭＯＳトランジスタ
２７のためのゲート酸化膜２９ａおよび前記メモリセル
２５のメモリキャパシタ２６のための誘電体膜２６ｂの
製造に、前記した本発明に係る絶縁膜の形成方法を適用
することができる。
【００３８】すなわち、ｐ型シリコン結晶基板１４の活
性領域上に、具体例１または具体例２に示した方法によ
り、ゲート酸化膜２９ａのための二酸化シリコン層（１
９）が形成され、その表面には前記した酸化抑制処理が
施される。
【００３９】前記二酸化シリコン層（１９）上に前記酸
化抑制処理が施された後、二酸化シリコン層（１９）上
には、ゲート電極２９ｂのための導電性を示すポリシリ
コン層即ち、導電層が例えばＬＰＣＶＤ（減圧化学気相
堆積法）を用いて形成される。前記ＬＰＣＶＤによれ
ば、前記ポリシリコン層の形成時、雰囲気温度が例えば
７００℃に高められる。そのため、二酸化シリコン層
（１９）が、例えば具体例１による酸化抑制処理を受け
た場合、二酸化シリコン層（１９）上の有機ガス成分を
前記ポリシリコン層の形成と同時に燃焼により消失させ
ることができる。しかしながら、その際に、二酸化シリ
コン層（１９）の下層である前記結晶基板１４の酸化に
より、二酸化シリコン層（１９）が僅かに成長する。し
かしながら、その成長量は、従来の大気放置による成長
量に比較して無視し得るほどに少ない。
【００４０】前記したポリシリコン層の形成時における
有機ガス成分の燃焼を防止するために、その直前に、前
記した硫酸あるいは過酸化水を含む前記処理液で前記有
機ガス成分を除去することが望ましい。
【００４１】二酸化シリコン層（１９）が、例えば具体
例２による酸化抑制処理を受けた場合、二酸化シリコン
層（１９）の表面を終端させる窒素原子は、シリコンと
結合してSi−Ｎ結合を形成し、あるいは酸素原子と結合
してＯ−Ｎ結合を形成する。これらは極めて安定である
ことから、前記したポリシリコン層の形成のためのＬＰ
ＣＶＤによっても変化することはなく、従って、二酸化
シリコン層（１９）の下層である前記結晶基板１４の酸
化を招くことなく、すなわち二酸化シリコン層（１９）
を成長させることなく、前記ポリシリコン層を形成する
ことができる。
【００４２】何れにしても、本発明に係る前記絶縁膜形
成方法を適用することにより、二酸化シリコン層（１
９）に従来のような自然酸化膜の成長をもたらすことな
く、ゲート酸化膜２９ａのための二酸化シリコン層（１
９）およびゲート電極２９ｂのための導電性を示すポリ
シリコン層をｐ型シリコン結晶基板１４上に堆積させる
ことができ、これらを従来よく知られたフォトリソグラ
フィおよびエッチング技術により、それらの不要部を除
去することにより、所望の厚さ寸法を有するゲート酸化
膜２９ａを有するゲート２９を形成することができる。
【００４３】前記ゲート２９の形成後、従来よく知られ
ているように、例えばイオン注入法により、ゲート２９
をマスクとして、所望の不純物を前記結晶基板１４の所
望箇所に選択的に注入し、熱処理を施すことにより、Ｍ
ＯＳトランジスタ２７が形成される。
【００４４】また、本発明に係る絶縁膜の形成方法をメ
モリキャパシタ２６の誘電体膜２６ｂの形成に適用する
場合、一方の電極２６ａのための導電性ポリシリコン層
の形成後、該ポリシリコン層上に、前記したと同様な方
法により、誘電体膜２６ｂのための二酸化シリコン層
（１９）が形成され、該シリコン層が前記した酸化抑制
処理を受けた後、他方の電極２６ａのための導電性ポリ
シリコン層が堆積される。
【００４５】前記した誘電体膜２６ｂのための二酸化シ
リコン層（１９）の表面には、本発明に係る前記した酸
化抑制処理が施されることから、該二酸化シリコン層上
への前記ポリシリコン層の堆積時に、前記に酸化シリコ
ン層下の前記ポリシリコン層のシリコン成分の酸化を確
実に防止することができ、これにより二酸化シリコン層
の膜厚の増大を確実に防止することができ、この膜厚の
増大によるキャパシタ容量の低下を確実に防止すること
ができる。
【００４６】誘電体膜２６ｂは、前記した二酸化シリコ
ン層の単層で形成することに代えて、従来よく知られて
いるように、シリコン窒化膜層と二酸化シリコン層との
２層構造あるいはシリコン窒化膜層を一対の二酸化シリ
コン層で挟み込む３層の積層構造を採用することができ
る。
【００４７】前記したメモリキャパシタ２６のための積
層体は、前記したと同様なフォトリソグラフィおよびエ
ッチング技術により、その不要部を除去され、これによ
りメモリキャパシタ２６が形成される。メモリキャパシ
タ２６の一方の電極２６ａは、接続路３１を経てＭＯＳ
トランジスタ２７の一方の不純物領域３０に接続され、
他方の不純物領域３０と、メモリキャパシタ２６の他方
の電極２６ａ間には、所定の電圧Ｖｄが、図示しないデ
ータ線を経て、印加される。また、ゲート２９には、メ
モリキャパシタ２６へのデータの書き込みあるいはデー
タの読み出しのために、図示しないが従来よく知られた
ワード線を経て、ゲート電圧Ｖｇが印加される。
【００４８】前記したところでは、本発明に係る絶縁膜
形成方法をメモリセルのメモリキャパシタ２６およびス
イッチングトランジスタ２７の製造方法に適用した例に
ついて説明したが、本発明に係る絶縁膜形成方法は、メ
モリセルの構成要素に限らず、種々の集積回路の絶縁膜
の形成に適用することができる。また、本願発明は、集
積回路の構成要素に限らず、シリコンを含む材料上で厚
さ精度を必要とする種々のシリコン酸化膜の形成に、適
用することができる。
【００４９】また、前記したところでは、絶縁膜を所定
の厚さ寸法に成長させるために、オゾンを用いる方法を
採用したが、これに限らず、種々の酸化方法により所定
の厚さ寸法を有する絶縁膜を形成することができ、これ
ら種々の方法により成長された絶縁膜に、本発明に係る
前記した酸化抑制処理を施すことができる。また、本発
明に係る酸化抑制処理は、所定の厚さ寸法を有する二酸
化シリコン層の一時的な保存のために用いることができ
る。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、前記したように、水酸
基を含まない有機ガスに、二酸化シリコンの表面を晒す
ことにより、該二酸化シリコン下のシリコンへの酸素分
子の透過を阻止することができ、これにより、前記二酸
化シリコンの自然酸化による膜厚の増加を防止すること
ができることから、厚さ寸法を所定の厚さ寸法に適性に
維持することができる。
【００５１】また、本発明によれば、前記したように、
二酸化シリコンの表面におけるシリコン原子のダングリ
ングボンドを窒素原子により終端させることにより、前
記二酸化シリコン下のシリコンへの酸素分子の透過を阻
止することができ、これにより、前記二酸化シリコンの
自然酸化による膜厚の増加を防止することができること
から、厚さ寸法を所定の厚さ寸法に適性に維持すること
ができる。
【００５２】さらに、本発明によれば、前記したよう
に、本発明に係る絶縁膜の形成方法を集積回路のＭＯＳ
トランジスタのゲート酸化膜あるいはコンデンサの誘電
体膜の形成方法に適用することにより、電気特性にばら
つきのない均質な特性を示す集積回路を製造することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る絶縁膜形成方法を実施する装置を
概略的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１の絶縁膜形成方法におけるシ
リコン酸化膜表面の原子構造を示す模式図である。
【図３】本発明に係る第２の絶縁膜形成方法におけるシ
リコン酸化膜表面の原子構造を示す模式図である。
【図４】本発明に係る前記両絶縁膜形成方法と、従来方
法との５時間後における自然酸化による膜厚増加量の比
較を示すグラフである。
【図５】本発明に係る絶縁膜形成方法が適用された集積
回路の一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 絶縁膜形成装置 １１ 反応室 １４ （シリコン結晶）結晶基板 １６ （不活性ガス）不活性ガス源 １９ （二酸化シリコン）二酸化シリコン層 ２０ （有機ガス）有機ガス源 ２１ （アンモニアガス）アンモニアガス源 ２６ （コンデンサ）メモリキャパシタ ２６ｂ （二酸化シリコン）誘電体膜 ２７ （電界効果型トランジスタ）ＭＯＳトランジスタ ２９ａ ゲート酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大迫 孝志 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 森 浩高 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 大原 昭彦 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 内田 英次 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 内田 博章 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 吉田 勝治 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (72)発明者 高橋 昌宏 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−94505（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−66287（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−335758（ＪＰ，Ａ) 特開2000−349082（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−335641（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−55996（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/8242 H01L 29/78

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリコン結晶上に、導電層を設けるため
    の二酸化シリコンから成る絶縁膜を形成する方法であっ
    て、 シリ コン結晶の表面に所定の厚さ寸法の二酸化シリコン
    を成長させること、該二酸化シリコンの表面を水酸基を
    含まない有機ガスに晒して該有機ガス成分から成る酸化
    抑制膜を形成すること、前記導電層を形成する際に前記
    酸化抑制膜を除去することを特徴とする絶縁膜の形成方
    法。
  2. 【請求項２】 前記有機ガスは、パラフィン系低分子量
    ガスである請求項１記載の形成方法。
  3. 【請求項３】 前記二酸化シリコンの成長は、オゾン雰
    囲気に前記シリコン結晶面を晒すことにより行われ、前
    記二酸化シリコンが所定の厚さ寸法に成長した後、前記
    雰囲気中のオゾンを窒素ガスまたは不活性ガスに置換
    し、その後、前記二酸化シリコンの表面を前記有機ガス
    に晒すべく、前記雰囲気中に、水酸基を含まない有機ガ
    スが導入されることを特徴とする請求項１記載の絶縁膜
    の形成方法。
  4. 【請求項４】 シリコン結晶上に二酸化シリコンから成
    る絶縁膜を形成する方法であって、 シリ コン結晶の表面に所定の厚さ寸法の二酸化シリコン
    を成長させること、該二酸化シリコンの表面を水酸基を
    含まない有機ガスに晒すことを含み、 前記有機ガスは、パラフィン系低分子量ガスである こと
    を特徴とする絶縁膜の形成方法。
  5. 【請求項５】 シリコン結晶上に二酸化シリコンから成
    る絶縁膜を形成する方法であって、 オゾン雰囲気に前記シリコン結晶面を晒すことによりシ
    リコン結晶の表面に二酸化シリコンを成長させること、 前記二酸化シリコンが所定の厚さ寸法に成長した後、前
    記雰囲気中のオゾンを窒素ガスまたは不活性ガスに置換
    し、その後、前記二酸化シリコンの表面を水酸基を含ま
    ない有機ガスに晒すべく、前記雰囲気中に、前記有機ガ
    スが導入されることを特徴とする絶縁膜の形成方法。
  6. 【請求項６】 シリコン結晶上に二酸化シリコンから成
    る絶縁膜を形成する方法であって、シリコン結晶の表面
    に所定の厚さ寸法の二酸化シリコンを成長させること、
    該二酸化シリコンの表面におけるシリコン原子の未結合
    手に窒素原子を結合させて該未結合手を終端させること
    を含む絶縁膜の形成方法において、 前記二酸化シリコンの成長は、オゾン雰囲気に前記シリ
    コン結晶面を晒すことにより行われ、前記二酸化シリコ
    ンが所定の厚さ寸法に成長した後、前記雰囲気中のオゾ
    ンを窒素ガスまたは不活性ガスに置換し、その後、前記
    二酸化シリコンの表面におけるシリコン原子の未結合手
    に窒素原子を結合させるべく、前記雰囲気中に、アンモ
    ニアガスを導入することを特徴とする絶縁膜の形成方
    法。
  7. 【請求項７】 シリコン結晶上に二酸化シリコンから成
    る絶縁膜を形成するするステップを含む集積回路の製造
    方法であって、前記ステップは、オゾン雰囲気にシリコ
    ン結晶面を晒すことにより、該シリコン結晶表面に所定
    の厚さ寸法を有する二酸化シリコンを成長させること、
    前記二酸化シリコンが所定の厚さ寸法に成長した後、前
    記雰囲気中のオゾンを窒素ガスまたは不活性ガスに置換
    すること、その後、前記二酸化シリコンの表面を前記有
    機ガスに晒すべく、前記雰囲気中に、水酸基を含まない
    有機ガスを導入することを含む、集積回路の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記絶縁膜は、前記集積回路に設けられ
    る電界効果型トランジスタのゲート絶縁膜またはコンデ
    ンサの誘電体膜である請求項７記載の製造方法。
  9. 【請求項９】 シリコン結晶上に二酸化シリコンから成
    る絶縁膜を形成するするステップを含む集積回路の製造
    方法であって、前記ステップは、オゾン雰囲気にシリコ
    ン結晶面を晒すことにより、該シリコン結晶表面に所定
    の厚さ寸法を有する二酸化シリコンを成長させること、
    前記二酸化シリコンが所定の厚さ寸法に成長した後、前
    記雰囲気中のオゾンを窒素ガスまたは不活性ガスに置換
    すること、その後、前記二酸化シリコンの表面における
    シリコン原子の未結合手に窒素原子を結合させるべく、
    前記雰囲気中に、アンモニアガスを導入することを含
    む、集積回路の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記絶縁膜は、前記集積回路に設けら
    れる電界効果型トランジスタのゲート絶縁膜またはコン
    デンサの誘電体膜である請求項９記載の製造方法。
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