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JP3045945B2 - Method of forming silicon nitride thin film - Google Patents
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JP3045945B2 - Method of forming silicon nitride thin film - Google Patents

Method of forming silicon nitride thin film

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JP3045945B2
JP3045945B2 JP7073941A JP7394195A JP3045945B2 JP 3045945 B2 JP3045945 B2 JP 3045945B2 JP 7073941 A JP7073941 A JP 7073941A JP 7394195 A JP7394195 A JP 7394195A JP 3045945 B2 JP3045945 B2 JP 3045945B2
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film
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
最終保護膜(パッシベーション膜)として使用されるい
わゆるプラズマ窒化珪素薄膜(以下、p−SiN膜とい
う)の形成方法に関する。特に、原料ガスとして、シラ
ン(SiH4 )、アンモニア(NH3)、窒素(N2
を用いて、プラズマ促進化学気相成長法により窒化珪素
膜を形成する方法に関する。
The present invention relates to a method for forming a so-called plasma silicon nitride thin film (hereinafter referred to as a p-SiN film) used as a final protective film (passivation film) of a semiconductor integrated circuit device. In particular, silane (SiH 4 ), ammonia (NH 3 ), nitrogen (N 2 ) are used as raw material gases.
And a method of forming a silicon nitride film by a plasma enhanced chemical vapor deposition method using the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIデバイスの集積化、微細化
が進むに従い、デバイスの信頼性が重要な問題となって
いる。この半導体デバイスの信頼性を向上させるために
は、半導体デバイスを保護するためのいわゆる最終保護
膜の膜質が重要である。この最終保護膜は、半導体デバ
イスの活性領域等を外界の雰囲気から遮断し、保護を行
うためのものである。例えば、プラズマ促進化学気相成
長法(Plasma Enhanced Chemic
al Vapor Deposition、以下PEC
VDという)により成膜されるp−SiN膜が広く用い
られている。このp−SiN膜の特徴として、以下の4
点が挙げられよう。
2. Description of the Related Art In recent years, as the integration and miniaturization of LSI devices have progressed, device reliability has become an important issue. In order to improve the reliability of the semiconductor device, the quality of a so-called final protective film for protecting the semiconductor device is important. This final protective film is for protecting the active region and the like of the semiconductor device from the outside atmosphere to provide protection. For example, plasma enhanced chemical vapor deposition (Plasma Enhanced Chemical)
al Vapor Deposition, hereinafter PEC
VD) is widely used. The characteristics of this p-SiN film are as follows:
There are points.

【0003】(1)いわゆるクラックの発生が少なく、
アルミニウム(Al)の配線上に1μm程度の膜厚で成
長することが可能である (2)段差被覆性が高い (3)耐湿性に優れている (4)低い温度で成長可能である。例えば400℃以下
で成長可能である 特に、この低い成膜温度に関しては、半導体デバイスの
製造工程においては非常に有利な条件となる。例えば、
広く用いられている成膜法の他の方法として熱CVD法
があるが、この熱CVD法で成膜する場合には、成膜温
度は700℃以上にも及んでしまう。そのため、配線に
用いられるアルミニウム自身に大きなダメージを与える
恐れがある。
(1) Less occurrence of so-called cracks,
It can be grown on aluminum (Al) wiring with a film thickness of about 1 μm. (2) High step coverage. (3) Excellent moisture resistance. (4) Can be grown at low temperature. For example, it can be grown at a temperature of 400 ° C. or lower. In particular, this low film forming temperature is a very advantageous condition in a semiconductor device manufacturing process. For example,
Another widely used film forming method is a thermal CVD method. However, when a film is formed by this thermal CVD method, the film forming temperature reaches 700 ° C. or more. Therefore, there is a possibility that the aluminum used for the wiring itself may be seriously damaged.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、p
−SiN膜は、優れた特性を有しているが、近年LSI
デバイスの高集積化、及び微細化が進むにともない、こ
のp−SiN膜の中に含まれる水素によるMOSFET
のしきい値電圧の変動(ホットキャリア効果)等、半導
体デバイスの信頼性を損なう大きな問題が発生してきて
いる。
As described above, p
-SiN film has excellent characteristics,
With the progress of high integration and miniaturization of devices, MOSFET using hydrogen contained in this p-SiN film
, A large problem that impairs the reliability of the semiconductor device, such as fluctuation of the threshold voltage (hot carrier effect).

【0005】この問題は、p−SiN膜の中に混入する
水素が原因であると一般に考えられている。すなわち、
p−SiN膜の中の水素がMOS界面に移動して、ホッ
ト・エレクトロンをトラップし、MOSFETのしきい
値電圧を変動させたりするのである。このような現象
は、例えば、p−SiN膜を積んだポリシリコン・ゲー
トMOSFETに一定のストレス電圧をかけると、著し
いしきい値電圧のシフト等の現象として観察される。一
般的にはp−SiN膜は、その内部にSi−Hもしくは
N−Hの形で水素原子を18〜25atom%含有して
いる。このうち、Si−H結合は、N−H結合に比べて
結合力が弱く、後の工程の熱処理工程などにおいて水素
を放出しやすい。従って、この問題を解決するために
は、膜中の水素含有量を減少させることが必要であると
考えられている。
It is generally believed that this problem is caused by hydrogen mixed into the p-SiN film. That is,
Hydrogen in the p-SiN film moves to the MOS interface, traps hot electrons, and changes the threshold voltage of the MOSFET. Such a phenomenon is observed as a phenomenon such as a remarkable shift in threshold voltage when a certain stress voltage is applied to a polysilicon gate MOSFET on which a p-SiN film is stacked. Generally, the p-SiN film contains 18 to 25 atom% of hydrogen atoms in the form of Si-H or NH. Among them, the Si—H bond has a weaker bonding force than the N—H bond, and easily releases hydrogen in a later heat treatment step or the like. Therefore, it is considered that it is necessary to reduce the hydrogen content in the film in order to solve this problem.

【0006】このような問題を解決するために、例えば
特開昭63−52419号公報に記載の発明によれば、
原料ガスのシランの水素原子をフッ素等のハロゲン原子
で置換したSiH2 2 を用いて膜中のSi−H結合を
Si−F結合に置き換えることによって、水素の含有量
を減少させている。しかしながら、半導体デバイスにお
ける膜中のハロゲン原子の挙動は今だ明らかになってお
らず、本質的な解決策とはいえない。また、同時にこの
フッ素によってエッチングが行われてしまうおそれもあ
る。
In order to solve such a problem, for example, according to the invention described in JP-A-63-52419,
The content of hydrogen is reduced by replacing Si—H bonds in the film with Si—F bonds using SiH 2 F 2 in which hydrogen atoms of silane of the source gas are replaced by halogen atoms such as fluorine. However, the behavior of halogen atoms in a film in a semiconductor device has not been elucidated yet, and cannot be said to be an essential solution. At the same time, etching may be performed by the fluorine.

【0007】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は水素含有量が減少したp−SiN膜を
形成する方法を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for forming a p-SiN film having a reduced hydrogen content.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第一の本発明は、上記課
題を解決するために、少なくともシラン、アンモニア、
窒素を原料として用いて、プラズマ促進化学気相成長法
によって窒化珪素薄膜を成長させる方法において、アン
モニアの分解量が略4%以上略10%以下になるように
制御をする制御工程、を含むことを特徴とする窒化珪素
薄膜の形成方法である。
According to a first aspect of the present invention, at least silane, ammonia,
A method of growing a silicon nitride thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition using nitrogen as a raw material, including a control step of controlling the amount of decomposition of ammonia to be about 4% to about 10%. A method for forming a silicon nitride thin film.

【0009】第二の本発明は、上記課題を解決するため
に、少なくともシラン、アンモニア、窒素を原料として
用いて、熱化学気相成長法によって窒化珪素薄膜を成長
させる方法において、アンモニアの分解量が4%以上1
0%以下になるように制御をする制御工程、を含むこと
を特徴とする窒化珪素薄膜の形成方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of growing a silicon nitride thin film by a thermal chemical vapor deposition method using at least silane, ammonia and nitrogen as raw materials. Is 4% or more 1
A control step of controlling the concentration to be 0% or less.

【0010】第三の本発明は、上記課題を解決するため
に、第一又は第二の本発明の窒化珪素薄膜の形成方法に
おいて、赤外線レーザ分光法を用いて、アンモニアの分
解量を検出する工程、を含み、前記制御工程は、この検
出されたアンモニアの分解量に基づいて、制御を行うこ
とを特徴とする窒化珪素薄膜の形成方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for forming a silicon nitride thin film according to the first or second aspect of the present invention, wherein the amount of decomposition of ammonia is detected using infrared laser spectroscopy. The control step is a method for forming a silicon nitride thin film, wherein control is performed based on the detected amount of decomposition of ammonia.

【0011】[0011]

【作用】第一の本発明においては、プラズマ促進化学気
相成長法において、アンモニアの分解量を4%以上10
%以下になるように制御する。その結果、窒化珪素薄膜
内の水素含有量を低減することが可能である。
According to the first aspect of the present invention, in the plasma-enhanced chemical vapor deposition method, the amount of ammonia decomposed is 4% or more.
%. As a result, the hydrogen content in the silicon nitride thin film can be reduced.

【0012】また、第二の本発明においても、熱化学気
相成長法においてアンモニアの分解量を4%以上10%
以下になるように制御する。
Also in the second invention, the decomposition amount of ammonia in the thermal chemical vapor deposition method is 4% or more and 10% or less.
Control is performed as follows.

【0013】第三の本発明においては、アンモニアの分
解量を検出するために、赤外線レーザ分光法を用いてい
る。このため、アンモニアの分解量を容易に検出するこ
とができる。
In the third aspect of the present invention, infrared laser spectroscopy is used to detect the amount of ammonia decomposed. For this reason, the decomposition amount of ammonia can be easily detected.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】本発明に係る窒化珪素薄膜形成方法は、ア
ンモニアの分解量を一定範囲で制御することによって、
p−SiN膜中の水素含有量を少なくし、高品質のp−
SiN膜を形成する方法である。特に、アンモニアの分
解量を検出する方法としては、赤外線半導体レーザ分光
法によりアンモニアの分解量を検出するのが好適であ
る。
The method for forming a silicon nitride thin film according to the present invention is characterized in that the decomposition amount of ammonia is controlled within a certain range.
Reduces the hydrogen content in the p-SiN film to provide high quality p-
This is a method for forming a SiN film. In particular, as a method for detecting the amount of decomposition of ammonia, it is preferable to detect the amount of decomposition of ammonia by infrared semiconductor laser spectroscopy.

【0016】以下の実施例は、原料ガスとしてシラン
(窒素80%希釈)、アンモニアを用いた例である。こ
れらの原料を用いてp−SiN膜を形成する際に使用す
る基板はp型又はn型のシリコン基板を用いている。ま
た、薄膜を形成する装置は、枚葉式RF(Radio
Frequency)プラズマCVD装置である。この
枚葉式RFプラズマCVD装置の構成図が図1に示され
ている。このプラズマCVD装置のプラズマの励起周波
数は、例えば13.56MHzであり、また装置には赤
外半導体レーザ分光装置によってin−situ(その
場)観測するために、赤外光線が反応領域を横断するた
めのKCl(塩化カリウム)の窓10が設けられている
フランジが備えられている。また、図1(b)に示され
ているように、装置に入射した赤外光線は、フランジの
外側に設けられている凹面鏡M1、M2、M3によって
多重反射されてから(図示されていない)検出器に入射
し、これによってガス濃度が計算される。なお、図1
(b)に示されているように凹面鏡M1、M2、M3は
成膜室の外に設けたが、成膜室の内部に設置しても構わ
ない。赤外光線の多重反射の回数と、赤外光線が反応領
域を横断する距離は使用する半導体レーザの強度に応じ
て調節する。この調節によって、できるだけガス濃度の
感度が向上するように設定を行う。
The following embodiment is an example in which silane (diluted with 80% of nitrogen) and ammonia are used as raw material gases. A p-type or n-type silicon substrate is used as a substrate when a p-SiN film is formed using these materials. An apparatus for forming a thin film is a single-wafer RF (Radio)
(Frequency) plasma CVD apparatus. FIG. 1 shows the configuration of this single-wafer RF plasma CVD apparatus. The plasma excitation frequency of this plasma CVD apparatus is, for example, 13.56 MHz, and an infrared ray crosses the reaction region for in-situ (in-situ) observation by an infrared semiconductor laser spectroscope. (KCl) window 10 is provided with a flange. Also, as shown in FIG. 1B, the infrared light incident on the device is multiply reflected by concave mirrors M1, M2, and M3 provided outside the flange (not shown). It is incident on a detector, from which the gas concentration is calculated. FIG.
As shown in (b), the concave mirrors M1, M2 and M3 are provided outside the film forming chamber, but may be provided inside the film forming chamber. The number of multiple reflections of the infrared ray and the distance that the infrared ray traverses the reaction region are adjusted according to the intensity of the semiconductor laser used. By this adjustment, the setting is made so that the sensitivity of the gas concentration is improved as much as possible.

【0017】本実施例においては、例えばシラン流量を
10sccm、窒素流量を40sccmに固定し、アン
モニアの流量を10〜50sccmの範囲で変化させる
ことによって、アンモニア濃度を変えている。図1
(a)に示されているように、このプラズマCVD装置
の成膜室には、ガス吹き出し口付電極12と、ヒータ付
きサセプタ14とが設けられている。このヒータ付サセ
プタ14によって基板温度は本実施例においては約35
0℃に加熱される。また、ガス吹き出し口付電極12の
ガス吹き出し口からは上記原料ガスが流入され、またこ
のガス吹き出し口付電極12にはいわゆるRFパワーが
印加される。本実施例においては、例えばガス圧力は
0.8Torr、RFパワーは30Wに設定されてい
る。まず、アンモニア濃度によってアンモニアの分解量
がどのように変化するかについて本願発明者は実験を行
った。その結果についてまず説明する。
In this embodiment, for example, the ammonia concentration is changed by fixing the flow rate of silane to 10 sccm and the flow rate of nitrogen to 40 sccm, and changing the flow rate of ammonia in the range of 10 to 50 sccm. FIG.
As shown in FIG. 1A, an electrode 12 with a gas outlet and a susceptor 14 with a heater are provided in a film forming chamber of the plasma CVD apparatus. With the susceptor 14 having the heater, the substrate temperature is about 35 in this embodiment.
Heat to 0 ° C. The raw material gas flows from the gas outlet of the electrode 12 with gas outlet, and so-called RF power is applied to the electrode 12 with gas outlet. In this embodiment, for example, the gas pressure is set to 0.8 Torr, and the RF power is set to 30 W. First, the inventor of the present application conducted an experiment on how the decomposition amount of ammonia changes depending on the ammonia concentration. First, the results will be described.

【0018】図2には、アンモニア濃度と、アンモニア
の分解量がどのような関係にあるかについて調べた結果
のグラフが示されている。本実施例においては、アンモ
ニアの分解量は、アンモニアの赤外領域における吸収線
の一つ(726.944cm-1)について反応前と反応
中においてモニタをすることにより求めている。図2の
グラフにおいては、横軸はアンモニア濃度(%)を表
し、縦軸はアンモニアの分解量(%)を表す。図2のグ
ラフに示されているように、アンモニアの濃度を高くす
ると、アンモニアの分解量は初め増え始めるが、更に濃
度が高くなると、具体的には30%付近の値を超えると
逆に分解量は減っていく。
FIG. 2 is a graph showing the result of an examination on the relationship between the ammonia concentration and the amount of decomposition of ammonia. In the present embodiment, the decomposition amount of ammonia is determined by monitoring one of the absorption lines (726.944 cm −1 ) of ammonia in the infrared region before and during the reaction. In the graph of FIG. 2, the horizontal axis represents the ammonia concentration (%), and the vertical axis represents the ammonia decomposition amount (%). As shown in the graph of FIG. 2, when the concentration of ammonia is increased, the amount of decomposition of ammonia starts to increase at first. The amount is decreasing.

【0019】次に、上記の実験で得られたp−SiN薄
膜の水素含有量をFTIR等により求めると、図3に示
されているような結果が得られた。図3には、アンモニ
アの濃度と、これによって得られたp−SiN薄膜の水
素含有量との関係を表すグラフが示されている。図3に
示されているグラフの横軸はアンモニア濃度であり、縦
軸は膜中の水素含有量である。図3に示されているグラ
フから理解されるように、アンモニアの濃度が高くなる
と、初め水素含有量は増えていくが、更にアンモニア濃
度が高まりおよそ30%を超えると逆に水素含有量は減
少する傾向にある。
Next, when the hydrogen content of the p-SiN thin film obtained in the above experiment was determined by FTIR or the like, the result shown in FIG. 3 was obtained. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the concentration of ammonia and the hydrogen content of the p-SiN thin film obtained by the method. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 3 is the ammonia concentration, and the vertical axis is the hydrogen content in the film. As can be understood from the graph shown in FIG. 3, as the concentration of ammonia increases, the hydrogen content initially increases, but when the ammonia concentration further increases and exceeds about 30%, the hydrogen content decreases. Tend to.

【0020】アンモニアの濃度を媒介パラメータとし
て、以上の結果を総合すると、図4に示されているよう
な関係が得られる。図4には、アンモニアの分解量と、
p−SiN薄膜の膜中の水素含有量との間の関係を表す
グラフが示されている。この図4に示されているグラフ
において、横軸はアンモニアの分解量を表し、縦軸には
膜中の水素含有量が示されている。図4に示されている
グラフから理解されるように、アンモニアの分解量と、
p−SiN膜中の水素含有量との間にはほぼ比例関係が
認められる。従って、アンモニアの分解量をモニタすれ
ば水素含有量が容易に制御できることが理解されよう。
When the above results are integrated using the ammonia concentration as a mediation parameter, the relationship shown in FIG. 4 is obtained. FIG. 4 shows the decomposition amount of ammonia and
A graph showing the relationship between the p-SiN thin film and the hydrogen content in the film is shown. In the graph shown in FIG. 4, the horizontal axis represents the amount of ammonia decomposed, and the vertical axis represents the hydrogen content in the film. As can be understood from the graph shown in FIG.
An almost proportional relationship is recognized between the hydrogen content in the p-SiN film. Therefore, it can be understood that the hydrogen content can be easily controlled by monitoring the decomposition amount of ammonia.

【0021】本発明において特徴的なことは、このよう
にアンモニアの分解量と、膜中の水素含有量とがほぼ比
例関係があることに鑑み、アンモニアの分解量を制御す
ることによって膜中の水素含有量を制御したことであ
る。このような手法を用いてp−SiN膜を作成するこ
とにより、水素含有量の少ないp−SiN膜が得られ
る。
The characteristic feature of the present invention is that, in view of the fact that the amount of decomposition of ammonia and the hydrogen content in the film are substantially proportional to each other, the amount of decomposition of ammonia is controlled by controlling the amount of decomposition of ammonia. That is, the hydrogen content was controlled. By forming a p-SiN film using such a method, a p-SiN film having a small hydrogen content can be obtained.

【0022】更に、ホット・キャリア効果を低減するた
めに最適な成膜条件を得るために、アンモニアの分解量
と、MOSトランジスタのしきい値電圧との変動量の関
係を調べた。この実験の結果が図5に示されている。図
5に示されているグラフの横軸は、アンモニアの分解量
であり、縦軸はしきい値電圧の変動量をそれぞれ表す。
図5のグラフに示されているように、アンモニアの分解
量がおよそ4%以上で、かつ10%未満である場合に
は、しきい値電圧の変動量は0.05ボルト以下とな
り、一般には十分に小さい変動量といえよう。このた
め、アンモニアの分解量が、およそ4%以上10%以下
の場合にはホット・キャリア耐性が高くなることが理解
されよう。
Further, in order to obtain optimum film forming conditions for reducing the hot carrier effect, the relationship between the amount of decomposition of ammonia and the amount of variation between the threshold voltage of the MOS transistor and the amount of ammonia was investigated. The result of this experiment is shown in FIG. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 5 represents the amount of decomposition of ammonia, and the vertical axis represents the amount of change in the threshold voltage.
As shown in the graph of FIG. 5, when the amount of decomposition of ammonia is about 4% or more and less than 10%, the fluctuation amount of the threshold voltage becomes 0.05 volt or less, and generally, It can be said that the variation is sufficiently small. Therefore, it can be understood that when the decomposition amount of ammonia is about 4% or more and 10% or less, the hot carrier resistance increases.

【0023】以上述べたように、本実施例において特徴
的なことは、まずアンモニアの濃度と、膜中の水素含有
量とがほぼ比例関係とにあることに鑑み、アンモニアの
濃度を制御することにより、膜中の水素含有量を制御し
たことである。さらに、本実施例において特徴的なこと
は、具体的にアンモニアの分解量を4%以上10%以下
とすることによって、MOSトランジスタのしきい値電
圧の変動量を十分に小さくしたことである。このよう
に、本実施例によればアンモニアの濃度を検出する装置
を付け加えるのみで、MOSトランジスタのしきい値電
圧の変動が少ない窒化珪素薄膜の形成方法が実現可能で
ある。
As described above, the characteristic feature of the present embodiment is that the concentration of ammonia is controlled in consideration of the fact that the concentration of ammonia is substantially proportional to the hydrogen content in the film. Thus, the hydrogen content in the film was controlled. Further, what is characteristic in the present embodiment is that the amount of change in the threshold voltage of the MOS transistor is sufficiently reduced by specifically setting the decomposition amount of ammonia to 4% or more and 10% or less. As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a method of forming a silicon nitride thin film in which the threshold voltage of the MOS transistor does not fluctuate easily only by adding an apparatus for detecting the concentration of ammonia.

【0024】なお、本実施例においては赤外半導体レー
ザ分光方法によってアンモニアの濃度およびその分解量
を計測し、窒化珪素薄膜を作成したが、アンモニアの濃
度を検出できる方法であるならば従来知られている任意
の方法が採用可能である。さらに、本実施例においては
窒化珪素薄膜の反応条件を決定するのにPECVD法に
ついて説明したが、熱CVD法による窒化珪素薄膜の反
応条件の決定にも利用できる。
In this embodiment, the concentration of ammonia and the amount of decomposition thereof were measured by an infrared semiconductor laser spectroscopy method to form a silicon nitride thin film. However, any method which can detect the concentration of ammonia is known in the art. Any method that has been adopted can be adopted. Further, in this embodiment, the PECVD method has been described for determining the reaction conditions of the silicon nitride thin film. However, the present invention can also be used for determining the reaction conditions of the silicon nitride thin film by the thermal CVD method.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたように、第一の本発明によれ
ば、水素含有量の少ないp−SiN膜が得られる。従っ
て、この膜をLSIの最終保護膜として用いた場合、ホ
ット・キャリア耐性が高い半導体デバイスが製造できる
という効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a p-SiN film having a small hydrogen content can be obtained. Therefore, when this film is used as a final protective film of an LSI, there is an effect that a semiconductor device having high hot carrier resistance can be manufactured.

【0026】また、第二の本発明においては、熱化学気
相成長法において、上記第一の本発明と同様の効果を奏
する。
According to the second aspect of the present invention, the same effects as in the first aspect of the present invention can be obtained in the thermal chemical vapor deposition method.

【0027】第三の本発明によれば、赤外線レーザ分光
法を用いて、アンモニアの分解量を検出したので、上記
第一の本発明を容易に実現できるという効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, since the amount of ammonia decomposed is detected using infrared laser spectroscopy, there is an effect that the first aspect of the present invention can be easily realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例における薄膜形成装置の構造
説明図である。
FIG. 1 is a structural explanatory view of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本実施例におけるアンモニア濃度と、アンモ
ニア分解量との関係を表すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an ammonia concentration and an ammonia decomposition amount in the present embodiment.

【図3】 本実施例におけるアンモニア濃度と膜中水素
含有量との関係を表すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an ammonia concentration and a hydrogen content in a film in the present embodiment.

【図4】 本実施例におけるアンモニア分解量と、膜中
の水素含有量との関係を表すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of decomposed ammonia and the hydrogen content in a film in this example.

【図5】 本実施例におけるアンモニア分解量と、MO
Sトランジスタのしきい値電圧の変動量との関係を表す
グラフである。
FIG. 5 shows the amount of ammonia decomposed and MO in this example.
9 is a graph showing a relationship between a threshold voltage of an S transistor and an amount of change.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 KCl窓、12 ガス吹き出し口付電極、14
ヒータ付サセプタ。
10 KCl window, 12 electrode with gas outlet, 14
Susceptor with heater.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/318 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/318

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくともシラン、アンモニア、窒素を
原料として用いて、プラズマ促進化学気相成長法によっ
て窒化珪素薄膜を成長させる方法において、 アンモニアの分解量が4%以上10%以下になるように
制御をする制御工程、 を含むことを特徴とする窒化珪素薄膜の形成方法。
1. A method for growing a silicon nitride thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition using at least silane, ammonia and nitrogen as raw materials, wherein the amount of decomposition of ammonia is controlled to be 4% or more and 10% or less. A method for forming a silicon nitride thin film, comprising:
【請求項2】 少なくともシラン、アンモニア、窒素を
原料として用いて、熱化学気相成長法によって窒化珪素
薄膜を成長させる方法において、 アンモニアの分解量が略4%以上略10%以下になるよ
うに制御をする制御工程、 を含むことを特徴とする窒化珪素薄膜の形成方法。
2. A method for growing a silicon nitride thin film by a thermal chemical vapor deposition method using at least silane, ammonia and nitrogen as raw materials, wherein the decomposition amount of ammonia is about 4% or more and about 10% or less. A method for forming a silicon nitride thin film, comprising: a controlling step of controlling.
【請求項3】 請求項1または2記載の窒化珪素薄膜の
形成方法において、赤外線レーザ分光法を用いて、アン
モニアの分解量を検出する工程、 を含み、前記制御工程は、この検出されたアンモニアの
分解量に基づいて、制御を行うことを特徴とする窒化珪
素薄膜の形成方法。
3. The method for forming a silicon nitride thin film according to claim 1, further comprising: detecting an amount of ammonia decomposed using infrared laser spectroscopy. A method for forming a silicon nitride thin film, wherein control is performed based on the amount of decomposition of silicon nitride.
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