发明名称 半导体之制造方法及半导体之制造装置
摘要 本发明半导体装置之制造方法,系为具备对于超过550℃的温度,在含有氧活性种的气相下,氧化半导体层的表面而形成氧化膜之过程。
申请公布号 TW372329 申请公布日期 1999.10.21
申请号 TW087104045 申请日期 1998.03.18
申请人 东芝股份有限公司 发明人 长岭真;伊藤仁
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 林志刚
主权项 1.一种半导体装置之制造方法,系为具备在于超过550℃的温度,在含有氧活种的气相,氧化半导体层的表面而形成氧化膜之过程。2.如申请专利范围第1项的半导体装置之制造方法,其中含有前述活性种的气相系为使用含有具有氧原子的分子之气体的电浆气相。3.如申请专利范围第1项的半导体装置之制造方法,其中含有前述氧活性种的气相系为具备臭氧分子。4.如申请专利范围第1项的半导体装置之制造方法,其中前述氧活性种系为对于含有具有氧原子的分子之气体,以光照射而生成。5.如申请专利范围第1项的半导体装置之制造方法,其中前述氧活性种系为在含有具有氧原子的分子之气体曝晒金属或是金属氧化物而生成。6.一种半导体制造装置,系为在于超过550%的温度,在含有氧活性种的气相,氧化半导体层的表面而形成氧化膜。7.如申请专利范围第6项之半导体制造装置,其中含有前述氧活性种的气相系为使用含有具有氧原子的分子之气体的电浆气相。8.如申请专利范围第6项之半导体制造装置,其中含有前述氧活性种的气相系为具有臭氧分子。9.如申请专利范围第6项之半导体制造装置,其中前述氧活性种系为对于含有具有氧原子的分子之气体,以光照射而生成。10.如申请专利范围第6项之半导体制造装置,其中前述氧活性种系为在含有具有氧原子的分子之气体曝晒金属或是金属氧化物而生成。11.一种半导体装置之制造方法,系为具备:在含有氧活性种的气相,氧化半导体的表面而形成氧化膜之过程,及除去前述氧化膜而使其露出前述半导体的表面之过程。12.如申请专利范围第11项的半导体装置之制造方法,其中进而具备氧化或是氮化前述所露出半导体的表面而形成绝缘膜之过程。13.如申请专利范围第11项的半导体装置之制造方法,其中进而具备在前述所露出半导体的表面堆积绝缘膜之过程。14.如申请专利范围第11项的半导体装置之制造方法,其中进而具备在前述所露出半导体的表面堆积导电膜之过程。15.如申请专利范围第11项的半导体装置之制造方法,其中在进而具备在前述所露出半导体的表面形成以该半导体及所要的金属为主成分的层之过程。16.如申请专利范围第11,12,13,14或15项的半导体装置之制造方法,其中1次以上进行在含有前述氧活性种的半导体,氧化半导体的表面而形成第1氧化膜之过程,及除去此第1氧化膜后使其露出前述半导体的表面之过程,同时氧化半导体的表面而形成第2氧化膜之过程,及除去此第2氧化膜后使其露出前述半导体的表面之过程。17.如申请专利范围第11,12,13,14或15项的半导体装置之制造方法,其中除去前述氧化膜后使其露出前述半导体的表面之过程,进而具备在气化气相除去氧化膜之过程。18.如申请专利范围第17项的半导体装置之制造方法,其中前述气化气相系为使用含有具有F原子,Cl原子,Br原子,I原子当中的1种以上之分子或是活性种的气化气相。19.一种半导体制造装置,系为在至少不曝晒到外气下,连续地进行在含有氧活性种的气相氧化半导体的表面而形成氧化膜之过程,及除去此氧化膜后使其露出前述半导体的表面之过程。20.如申请专利范围第19项之半导体制造装置,其中进而具备维持至少不曝晒到外气的状态,并且氧化或是氮化前述所露半导体的表面而形成绝缘膜之过程。21.如申请专利范围第19项之半导体制造装置,其中进而具备维持至少不曝晒到外气的状态,并且在前述所露出半导体的表面堆积绝缘膜之过程。22.如申请专利范围第19项之半导体制造装置,其中进而具备维持至少不曝晒到外气的状态,并且在前述所露出半导体的表面堆积导电膜之过程。23.如申请专利范围第19项之半导体制造装置,其中进而具备维持至少不曝晒到外气的状态,并且在前述所露出半导体的表面形成以该半导体及所要的金属为主成分的层之过程。24.一种半导体制造装置,系为1次以上,在至少不曝晒到外气下连续地进行在含有前述氧活性种的气相氧化半导体的表面而形成第1氧化膜之过程及除去此第1氧化膜后使其露出前述半导体的表面的过程,同时氧化半导体的表面而形成第2氧化膜之过程,及除去此第2氧化膜而使其露出前述半导体的表面之过程。25.如申请专利范围第19,20,21,22,23或24项之半导体制造装置,其中除去前述氧化膜后使其露出前述半导体的表面之过程系为在气化气相除去氧化膜之过程。26.如申请专利范围第25项之半导体制造装置,其中前述气化气相系为使用含有具有F原子,Cl原子,Br原子,I原子当中的1种以上之分子或是活性种的气化气相。27.如申请专利范围第11,12,13,14或15项的半导体装置之制造方法,以及申请专利范围第19,20,21,22,23或24项之半导体制造装置,其中在含有前述氧活性种的气相,氧化半导体的表面而形成氧化膜之过程系为在超过500℃的温度进行。28.如申请专利范围第1或11项的半导体装置之制造方法,以及申请专利范围第6或19项之半导体制造装置,其中前述氧活性种系为励起状态,以一重项状态的氧原子根基为主成分。29.如申请专利范围第11,12,13,14或15项的半导体装置之制造方法,以及申请专利范围第19,20,21,22,23或24项之半导体制造装置,其中在含有前述氧活性种的气相,氧化半导体的表面而形成氧化膜之过程及除去此氧化膜而使其露出前述半导体的表面之过程,系为氮化半导体的表面而形成氮化膜之过程及除去此氮化膜而使其露出前述半导体的表面之过程。30.一种半导体装置之制造方法,系为将励起状态以一重项状态的氧原子根基为主成分之氧化源气体,供给到矽层,氧化其表面而形成矽氧化膜。31.如申请专利范围第30项的半导体装置之制造方法,其中在氧源气体照射波长175nm以下之光,生成前述一重状态的氧原子根基。32.如申请专利范围第30项的半导体装置之制造方法,其中在含有具有氧原子的分子之气体的电浆气相,照射波长175nm以下之光,生成前述一重项状态的氧原子根基。33.如申请专利范围第32项的半导体装置之制造方法,其中前述电浆气相系为被区分成电浆产生领域及氧化领域。34.如申请专利范围第30项的半导体装置之制造方法,其中在含有具有氧原子的分子之气体气相,照射前述一重项状态的氧原子根基之生成效率比三重项状态的氧原子根基之生成效率还高波长之光,生成前述一重项状态的氧原子根基。35.如申请专利范围第30项的半导体装置之制造方法,其中含有前述一重项状态的氧原子根基之氧化源气体,系为将前述一重项状态的氧原子根基使其失去活性为三重项状态的氧原子根基之反应速度定数,在于温度298K含有形成为41011cm3mol-1s-1未满之气体分子。36.如申请专利范围第30项的半导体装置之制造方法,其中在含有一氧化二氮气体的气相,照射波长341nm以下之光,生成前述一重项状态的氧原子根基。37.如申请专利范围第30项的半导体装置之制造方法,其中在前述氧化源气体中氧原子的分压为10Torr以下,氧化温度为550℃以下的条件下,进行前述氧化。图式简单说明:第一图系为表示氧化种不同所形成的氧化速度不同之图。第二图系为表示氧化种不同所形成闸极电压移位V的不同之图。第三图系为表示氧化种不同所形成的Qbd不同之图。第四图系为表示氧化种不同所形成形成在矽基板上之矽氧化膜基板侧界面之电子移动度不同之图。第五图A及第五图B系为氧化种不同所形成矽基板与矽氧化膜的界面平坦性不同之图。第六图A及第六图B系为用以说明由于氧化种不同而矽氧化膜与矽基板的界面平坦性为相异的理由之图。第七图系为表示本发明第1实施形态之EEPROM记忆格的元件构造之断面图。第八图A-第八图E系为表示第七图的记忆格制造方法之过程断面图。第九图系为表示用以隧道氧化膜形成的氧化装置之模式图。第十图A-第十图C系为表示氧化种不同所形成闸极氧化膜与矽基板的界面平坦性不同。第十一图A及第十一图B系为用以说明由于氧化种不同而闸极氧化膜与矽基板的界面平坦性为相异的理由之图。第十二图A及第十二图C系为表示O(1D)氧化所形成氧化膜一下层基板界面的平坦化之图。第十三图A-第十三图C系为表示面方位不同所形成O(1D)的Si-Si结合的进入方法之图。第十四图系为表示为了从氧分子O2形成种种的氧活性种所必要的能量之图。第十五图系为表示为了励起氧原子的基底状态O(3P)所必要的能量之图。第十六图系为表示为了励起励起状态的氧分子O2(a1g)所必要的能量之图。第十七图系为表示为了励起励起状态的氧分子O2(b1g)所必要的能量之图。第十八图A-第十八图C系为表示本发明第2实施形态之EEPROM的记忆体制造方法之过程断面图。第十九图系为表示氧化种不同所形成的氧化膜形成速度不同之图。第二十图系为表示氧化种不同所形成氧化膜的绝缘破坏耐性不同之图。第二十一图系为表示本发明第3实施形态之半导体制造装置的概略构成之图。第二十二图A-第二十二图C系为表示本发明第4实施形态之EEPROM的记忆格制造方法之过程断面图。第二十三图A-第二十三图D系为表示本发明第5实施形态之图。第二十四图A-第二十四图D系为表示将过去技术,与本发明第5实施形态对比之图。第二十五图A-第二十五图C系为表示本发明第6实施形态之图。第二十六图A-第二十六图C系为表示将过去技术,与本发明第6实施形态对比之图。第二十七图系为表示矽氧化膜/矽基板界面粗细的氧化膜厚依存性之图。第二十八图系为表示氧化膜厚的氧化时间依存性之图。第二十九图A-第二十九图E系为表示本发明第7实施形态之制造技术的一部分之过程断面图。第三十图A-第三十图D系为表示本发明第8实施形态之图。第三十一图A及第三十一图B系为表示将过去技术,与本发明第8实施形态对比之图。第三十二图系为表示本发明第9实施形态的过程所制造之半导体装置的概略之断面图。第三十三图A-第三十三图K系为表示本发明第9实施形态的制造过程之过程断面图。第三十四图A-第三十四图F系为表示本发明第10实施形态之半导体制造装置的概略形态之图。
地址 日本