(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素原子を含む基板上に配置された第１のシリコンナイトライド膜と、
前記第１のシリコンナイトライド膜に接して配置された第２のシリコンナイトライド膜とを備え、
前記第１および第２のシリコンナイトライド膜の各々は、５ａｔ％より少ない水素濃度を有し、
前記第１のシリコンナイトライド膜は、５〜１００ｎｍの膜厚を有し、
前記第２のシリコンナイトライド膜は、５〜５００ｎｍの膜厚を有し、
前記第２のシリコンナイトライド膜に含まれるフッ素量は、前記第１のシリコンナイトライド膜に含まれるフッ素量よりも多い、絶縁膜。
【請求項２】
シリコン原子とフッ素原子とを含む主ガスと、少なくとも窒素ガスからなる副ガスとのガス流量比を基準値以上に設定して酸素原子を含む基板上に第１のシリコンナイトライド膜を堆積する第１の工程と、
前記主ガスと窒素ガスとのガス流量比を前記基準値よりも小さい値に設定して前記第１のシリコンナイトライド膜に接して第２のシリコンナイトライド膜を堆積する第２の工程とを備える絶縁膜の製造方法。
【請求項３】
前記副ガスは、水素原子を含むガスと酸素原子を含むガスとのいずれかと、窒素ガスとからなる、請求項２に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項４】
前記副ガスは、水素原子を含むガスと、窒素ガスとからなる、請求項２に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項５】
前記基板の表面は、金属によって覆われており、
前記副ガスは、窒素ガスのみからなる、請求項２に記載の絶縁膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁膜およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下地絶縁膜上に第１の層間絶縁膜、第２の層間絶縁膜および第３の層間絶縁膜を順次積層する半導体装置の製造方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
第１および第３の層間絶縁膜は、シリコンナイトライド膜（ＳｉＮ膜）からなり、第２の層間絶縁膜は、フッ化シリコンオキサイド膜（ＳｉＯＦ膜）からなる。
【０００４】
そして、第１および第３の層間絶縁膜としてのＳｉＮ膜は、フッ化シラン（ＳｉＦ４）ガスおよび窒素（Ｎ２）ガスを材料ガスとして用い、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって成膜される。
【０００５】
この製造方法においては、水素（Ｈ）原子を含まないガス（ＳｉＦ４）を用いてＳｉＮ膜を成膜するため、成膜中にフッ素（Ｆ）を含む層間絶縁膜がＨラジカルに晒されることが無く、Ｆとの反応を抑制できる。
【０００６】
また、アモルファスＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−ｏｘｉｄｅ（ａ−ＩＧＺＯ）をチャネル層に用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が知られている（非特許文献１）。
【０００７】
このＴＦＴは、ガラス基板上にゲート電極、絶縁膜およびａ−ＩＧＺＯを順次積層し、ａ−ＩＧＺＯ上にソース電極およびドレイン電極を配置した構造からなる。そして、ゲート電極は、タングステン（Ｗ）からなり、ソース電極およびドレイン電極は、チタン（Ｔｉ）からなり、絶縁膜は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）からなる。
【０００８】
このＴＦＴは、絶縁膜を成膜した後にａ−ＩＧＺＯを成膜することによって製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３１４８１８３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Hiromichi Godo, Daisuke Kawae, Shuhei Yoshitomi, Toshinari Sasaki, Shunichi Ito, Hiroki Ohara, Hideyuki Kishida, Masahiro Takahashi, Akiharu Miyanaga, and Shunpei Yamazaki, “Temperature Dependence of Transistor Characteristics and Electronic Structure for Amorphous In-Ga-Zn-Oxide Thin Film Transistor,” Japanese Journal of Applied Physics 49 (2010) 03CB04.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１および非特許文献１に記載の製造方法においては、ガラスおよびａ−ＩＧＺＯ等の酸素（Ｏ）原子を含む材料上に絶縁膜を形成したときに電気絶縁性能が大きく低下するという問題に対処することが困難である。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、酸素（Ｏ）原子を含む材料上に形成された絶縁性能の良好な絶縁膜を提供することである。
【００１３】
また、この発明の別の目的は、酸素（Ｏ）原子を含む材料上に絶縁性能の良好な絶縁膜を製造する製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の実施の形態によれば、絶縁膜は、第１および第２のシリコンナイトライド膜を備える。第１のシリコンナイトライド膜は、酸素原子を含む基板上に配置される。第２のシリコンナイトライド膜は、第１のシリコンナイトライド膜に接して配置される。そして、第２のシリコンナイトライド膜に含まれるフッ素量は、第１のシリコンナイトライド膜に含まれるフッ素量よりも多い。
【００１５】
また、この発明の実施の形態によれば、絶縁膜の製造方法は、シリコン原子とフッ素原子とを含む主ガスと、少なくとも窒素ガスからなる副ガスとのガス流量比を基準値以上に設定して酸素原子を含む基板上に第１のシリコンナイトライド膜を堆積する第１の工程と、主ガスと窒素ガスとのガス流量比を基準値よりも小さい値に設定して第１のシリコンナイトライド膜に接して第２のシリコンナイトライド膜を堆積する第２の工程とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の実施の形態による絶縁膜においては、第２のシリコンナイトライド膜のフッ素濃度が第１のシリコンナイトライド膜のフッ素濃度よりも多い構造からなる。つまり、第１のシリコンナイトライド膜のフッ素濃度は、第２のシリコンナイトライド膜のフッ素濃度よりも少ない。これは、第１のシリコンナイトライド膜の成膜時におけるプラズマ中のＦラジカルの濃度を第２のシリコンナイトライド膜の成膜時におけるプラズマ中のＦラジカルの濃度よりも低くして第１のシリコンナイトライド膜を成膜することに起因している。
【００１７】
また、プラズマ中のＦラジカルを少なくすると、酸素原子が基板から引き抜かれることが抑制され、酸素原子が第１および第２のシリコンナイトライド膜に取り込まれることが抑制される。その結果、絶縁破壊電界強度が高く、かつ、リーク電流が小さい絶縁膜を製造できる。
【００１８】
従って、製造された絶縁膜において、基板側の第１のシリコンナイトライド膜中のフッ素濃度が絶縁膜の表面側の第２のシリコンナイトライド膜中のフッ素濃度よりも低くなっていれば、酸素原子の絶縁膜への混入が少なくなり、良好な絶縁性能を得ることができる。
【００１９】
また、この発明の実施の形態による絶縁膜の製造方法においては、主ガスと副ガスとの流量比を基準値以上に設定して第１のシリコンナイトライド膜を成膜し、主ガスと副ガスとの流量比を基準値よりも小さい値に設定して第２のシリコンナイトライド膜を成膜する。その結果、第１のシリコンナイトライド膜の成膜時におけるプラズマ中のＦラジカルの濃度が第２のシリコンナイトライド膜の成膜時におけるプラズマ中のＦラジカルの濃度よりも低くなり、酸素原子が基板から引き抜かれることが抑制され、酸素原子が第１および第２のシリコンナイトライド膜に取り込まれることが抑制される。
【００２０】
従って、絶縁破壊電界強度が高く、かつ、リーク電流が小さい絶縁膜、即ち、絶縁性能が良好な絶縁膜を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態による絶縁膜の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態におけるプラズマ装置の構成を示す断面図である。
【図３】図２に示す整合回路側から見た平面導体、給電電極および終端電極の平面図である。
【図４】図１に示す絶縁膜の製造方法１におけるガス流量のタイミングチャートである。
【図５】製造方法１によって製造された絶縁膜の電気的特性を測定する方法を示す図である。
【図６】製造方法１によって製造された絶縁膜における絶縁破壊電界強度およびリーク電流密度とガス流量比との関係を示す図である。
【図７】製造方法１を示す工程図である。
【図８】図１に示す絶縁膜の製造方法２におけるガス流量のタイミングチャートである。
【図９】製造方法２によって製造された絶縁膜における絶縁破壊電界強度およびリーク電流密度とガス流量比との関係を示す図である。
【図１０】製造方法２を示す工程図である。
【図１１】図１に示す絶縁膜の製造方法３におけるガス流量のタイミングチャートである。
【図１２】製造方法３によって製造された絶縁膜の電気的特性を測定する方法を示す図である。
【図１３】製造方法３によって製造された絶縁膜におけるリーク電流とガス流量比との関係を示す図である。
【図１４】製造方法３を示す工程図である。
【図１５】この発明の実施の形態による絶縁膜の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２３】
図１は、この発明の実施の形態による絶縁膜の断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による絶縁膜１０は、基板１と、シリコンナイトライド膜２と、シリコンナイトライド膜３とを備える。
【００２４】
基板１は、ガラスおよびａ−ＩＧＺＯ等のＯ原子を含む材料からなる。シリコンナイトライド膜２は、基板１の一主面に接して配置される。シリコンナイトライド膜３は、シリコンナイトライド膜２に接して配置される。
【００２５】
シリコンナイトライド膜２，３の各々は、フッ素原子および水素原子を含む。そして、シリコンナイトライド膜２，３の各々は、５ａｔ％よりも少ない水素濃度を有する。また、シリコンナイトライド膜３のフッ素濃度は、シリコンナイトライド膜２のフッ素濃度よりも多い。更に、シリコンナイトライド膜２は、例えば、５〜１００ｎｍの膜厚を有し、シリコンナイトライド膜３は、例えば、５〜５００ｎｍの膜厚を有する。
【００２６】
図２は、この発明の実施の形態におけるプラズマ装置の構成を示す断面図である。図２を参照して、プラズマ装置１００は、真空容器２０と、天板２２と、排気口２４と、ガス導入部２６と、ホルダ３２と、ヒータ３４と、軸３６と、軸受部３８と、マスク４２と、仕切り板４４と、平面導体５０と、給電電極５２と、終端電極５４と、絶縁フランジ５６と、パッキン５７，５８と、シールドボックス６０と、高周波電源６２と、整合回路６４と、接続導体６８，６９とを備える。
【００２７】
真空容器２０は、金属製であり、排気口２４を介して真空排気装置（図示せず）に接続される。また、真空容器２０は、電気的に接地ノードに接続される。天板２２は、真空容器２０の上側を塞ぐように真空容器２０に接して配置される。この場合、真空容器２０と天板２２との間には、真空シール用のパッキン５７が配置される。
【００２８】
ガス導入部２６は、真空容器２０内において仕切り板４４よりも上側に配置される。軸３６は、軸受部３８を介して真空容器２０の底面に固定される。ホルダ３２は、軸３６の一方端に固定される。ヒータ３４は、ホルダ３２内に配置される。マスク４２は、ホルダ３２の周縁部においてホルダ３２上に配置される。仕切り板４４は、ホルダ３２よりも上側において真空容器２０とホルダ３２との間を塞ぐように真空容器２０の側壁に固定される。
【００２９】
給電電極５２および終端電極５４は、絶縁フランジ５６を介して天板２２に固定される。この場合、天板２２と絶縁フランジ５６との間には、真空シール用のパッキン５８が配置される。
【００３０】
平面導体５０は、Ｘ方向における両端部がそれぞれ給電電極５２および終端電極５４に接するように配置される。
【００３１】
給電電極５２および終端電極５４は、後述するようにＹ方向（図２の紙面に垂直な方向）において平面導体５０とほぼ同じ長さを有する。そして、給電電極５２は、接続導体６８によって整合回路６４の出力バー６６に接続される。終端電極５４は、接続導体６９を介してシールドボックス６０に接続される。平面導体５０、給電電極５２および終端電極５４は、例えば、銅およびアルミニウム等からなる。
【００３２】
シールドボックス６０は、真空容器２０の上側に配置され、天板２２に接する。高周波電源６２は、整合回路６４と接地ノードとの間に接続される。整合回路６４は、シールドボックス６０上に配置される。
【００３３】
接続導体６８，６９は、Ｙ方向において給電電極５２および終端電極５４とほぼ同じ長さを有する板形状からなる。
【００３４】
ガス導入部２６は、ガスボンベ（図示せず）から供給されたＳｉＦ４ガス、Ｈ２ガスおよびＮ２ガス等のガス２８を真空容器２０内に供給する。ホルダ３２は、基板１を支持する。ヒータ３４は、基板１を所望の温度に加熱する。軸３６は、ホルダ３２を支持する。マスク４２は、基板１の周縁部を覆う。これによって、絶縁膜が基板１の周縁部に形成されるのを防止できる。仕切り板４４は、プラズマ７０が基板１の保持機構に達するのを防止する。
【００３５】
給電電極５２は、接続導体６８から供給された高周波電流を平面導体５０に流す。終端電極５４は、平面導体５０の端部を直接またはキャパシタを介して接地ノードに接続し、高周波電源６２から平面導体５０にかけて高周波電流の閉ループを作る。
【００３６】
高周波電源６２は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を整合回路６４へ供給する。整合回路６４は、高周波電源６２から供給された高周波電力を反射を抑制して接続導体６８に供給する。
【００３７】
図３は、図２に示す整合回路６４側から見た平面導体５０、給電電極５２および終端電極５４の平面図である。図３を参照して、平面導体５０は、例えば、長方形の平面形状からなり、辺５０ａ，５０ｂを有する。辺５０ａは、辺５０ｂよりも長い。そして、辺５０ａは、Ｘ方向に沿って配置され、辺５０ｂは、Ｙ方向に沿って配置される。
【００３８】
給電電極５２および終端電極５４は、それぞれ、平面導体５０の辺５０ｂに沿って平面導体５０のＸ方向の両端部に配置される。給電電極５２および終端電極５４のＹ方向の長さは、高周波電流１４をＹ方向においてできる限り一様に流すために、平面導体５０のＹ方向に平行な辺５０ｂの長さに近づける（例えば、辺５０ｂの長さと実質的に同じにする）のが好ましいが、辺５０ｂの長さよりも幾分短くてもよいし、長くてもよい。数値で表せば、給電電極５２および終端電極５４のＹ方向の長さは、辺５０ｂの長さの８５％以上の長さに設定すればよい。
【００３９】
このように、給電電極５２および終端電極５４は、ブロック状の電極からなるので、Ｙ方向において平面導体５０にほぼ一様に高周波電流１４を流すことができる。
【００４０】
そして、プラズマ装置１００は、高周波電流１４を平面導体５０に一様に流すことによって誘導結合型のプラズマを発生する。
【００４１】
そうすると、真空容器２０内に発生した誘導結合型のプラズマによって、ホルダ３２上に設置された基板上に絶縁膜が堆積される。
【００４２】
（製造方法１）
図４は、図１に示す絶縁膜１０の製造方法１におけるガス流量のタイミングチャートである。
【００４３】
絶縁膜１０の製造方法１においては、ＳｉＦ４ガス、Ｈ２ガスおよびＮ２ガスを用いてシリコンナイトライド膜２を基板１上に堆積し、その後、ＳｉＦ４ガスおよびＮ２ガスを用いてシリコンナイトライド膜３をシリコンナイトライド膜２上に堆積して絶縁膜１０を製造する。
【００４４】
また、基板１は、パターン化されたモリブデン（Ｍｏ）をガラス上に形成したパターン化Ｍｏ／ガラスからなる。そして、Ｍｏの膜厚は、１００ｎｍであり、ガラスの厚みは、０．５ｍｍである。また、Ｍｏの幅は、１０μｍであり、Ｍｏの間隔は、２０μｍである。
【００４５】
更に、基板温度は、１５０℃であり、成膜時の圧力は、２．６Ｐａであり、高周波電力は、１．１Ｗ／ｃｍ２である。
【００４６】
製造方法１を用いて絶縁膜１０を製造する場合、プラズマ装置１００のガス導入部２６は、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、２５ｓｃｃｍのＳｉＦ４ガスと、４５０ｓｃｃｍのＮ２ガスと、２００ｓｃｃｍのＨ２ガスとを真空容器２０に供給する。
【００４７】
そして、真空排気装置は、真空容器２０の圧力を２．６Ｐａに設定する。また、ヒータ３４は、基板１の温度を１５０℃に設定する。
【００４８】
そうすると、高周波電源６２は、整合回路６４、接続導体６８および給電電極５２を介して１．１Ｗ／ｃｍ２の高周波電力を平面導体５０に供給する。
【００４９】
これによって、真空容器２０内でプラズマが発生し、１００ｎｍの膜厚を有するシリコンナイトライド膜２が基板１上に堆積される。
【００５０】
そして、タイミングｔ２において、ガス導入部２６は、ＳｉＦ４ガスの流量を２５ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍに増加し、Ｎ２ガスの流量を４５０ｓｃｃｍから２５０ｓｃｃｍに減少し、Ｈ２ガスを停止する。その後、ガス導入部２６は、タイミングｔ３まで、１００ｓｃｃｍのＳｉＦ４ガスと、２５０ｓｃｃｍのＮ２ガスとを真空容器２０に供給する。
【００５１】
これによって、２００ｎｍの膜厚を有するシリコンナイトライド膜３がシリコンナイトライド膜２上に堆積される。
【００５２】
そして、ガス導入部２６は、タイミングｔ３において、ＳｉＦ４ガスおよびＮ２ガスを停止する。
【００５３】
なお、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの間、高周波電力、反応圧力および基板温度は、それぞれ、上述した値に設定されている。
【００５４】
このように、製造方法１においては、基板１（＝パターン化Ｍｏ／ガラス）に接して配置されるシリコンナイトライド膜２は、シリコンナイトライド膜２を成膜するときの主ガスであるＳｉＦ４ガスにＨ２ガスを添加して成膜され、シリコンナイトライド膜３は、ＳｉＦ４ガスにＨ２ガスを添加しないで成膜される。
【００５５】
その結果、シリコンナイトライド膜２を成膜するときのプラズマ中においては、ＳｉＦ４ガスから生成されたＦラジカルと、Ｈ２ガスから生成されたＨラジカルとが反応してＨＦになり、プラズマ中のＦラジカルが基板１（＝パターン化Ｍｏ／ガラス）と反応し、基板１（＝パターン化Ｍｏ／ガラス）から酸素原子を引き抜くことが抑制される。
【００５６】
従って、基板１（＝パターン化Ｍｏ／ガラス）中の酸素原子は、シリコンナイトライド膜２に取り込まれ難くなる。
【００５７】
また、シリコンナイトライド膜２の成膜時、ＳｉＦ４ガスから生成されたＦラジカルは、ＨＦになり、シリコンナイトライド膜３の成膜時、ＳｉＦ４ガスから生成されたＦラジカルは、ＨＦにならないので、フッ素原子は、シリコンナイトライド膜２よりもシリコンナイトライド膜３へ多く取り込まれる。従って、シリコンナイトライド膜３のフッ素濃度は、シリコンナイトライド膜２のフッ素濃度よりも多くなる。
【００５８】
図５は、製造方法１によって製造された絶縁膜の電気的特性を測定する方法を示す図である。
【００５９】
図５を参照して、シリコンナイトライド膜は、製造方法１によってパターン化Ｍｏ／ガラス上に堆積される。そして、シリコンナイトライド膜の表面に電極を形成する。
【００６０】
電源および電流計をシリコンナイトライド膜上の電極とガラス上のＭｏとの間に直列に接続する。
【００６１】
電源は、電圧値を変えながら電圧をシリコンナイトライド膜の膜厚方向に印加する。そして、電流計は、シリコンナイトライド膜に流れるリーク電流を測定する。また、電源によって印加された電圧値をシリコンナイトライド膜の膜厚で除算した値を絶縁破壊電界強度とする。
【００６２】
図６は、製造方法１によって製造された絶縁膜における絶縁破壊電界強度およびリーク電流密度とガス流量比との関係を示す図である。
【００６３】
図６において、縦軸は、絶縁破壊電界強度およびリーク電流密度を表し、横軸は、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＨ２ガスの流量の比を表す。また、曲線ｋ１は、絶縁破壊電界強度とガス流量比との関係を示し、曲線ｋ２は、リーク電流密度とガス流量比との関係を示す。更に、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）は、ＳｉＦ４ガスの流量およびＮ２ガスの流量をそれぞれ２５ｓｃｃｍおよび４５０ｓｃｃｍに保持し、Ｈ２ガスの流量を０ｓｃｃｍ、２５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍおよび２００ｓｃｃｍと変化させることによって変えられた。
【００６４】
図６を参照して、絶縁破壊電界強度は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４までは、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）の増加に従って大きくなり、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４以上になると、５［ＭＶ／ｃｍ］を超えて微増する（曲線ｋ１参照）。
【００６５】
そして、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）に対する絶縁破壊電界強度の増加率は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４までは大きく、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４以上になると、小さくなる。従って、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）に対する絶縁破壊電界強度の増加率は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）＝４を境にして明らかに変化しており、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）＝４は、臨界点である。
【００６６】
また、リーク電流密度は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４までは、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）の増加に従って減少し、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４以上になると、１×１０−６［Ａ／ｃｍ２］程度になる（曲線ｋ２参照）。
【００６７】
そして、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）に対するリーク電流密度の減少率は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４までは大きく、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４以上になると、小さくなる。従って、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）に対するリーク電流密度の減少率は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）＝４を境にして明らかに変化しており、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）＝４は、臨界点である。
【００６８】
このように、絶縁破壊電界強度は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）＝４を臨界点としてガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）の増加に伴って増加し、リーク電流密度は、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）＝４を臨界点としてガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）の増加に伴って減少する。
【００６９】
そして、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４以上になると、絶縁破壊電界強度が５［ＭＶ／ｃｍ］程度になり、リーク電流密度が１×１０−６［Ａ／ｃｍ２］程度になり、絶縁性能が良好な絶縁膜（シリコンナイトライド膜２／シリコンナイトライド膜３）を製造できる。これは、上述したように、シリコンナイトライド膜２を成膜するとき、プラズマ中のＦラジカルが減少し、基板１（＝パターン化Ｍｏ／ガラス）中の酸素原子が基板１から引き抜かれてシリコンナイトライド膜２に取り込まれ難くなるからである。
【００７０】
従って、製造方法１によってリーク電流密度が小さく、かつ、絶縁破壊電界強度が大きい絶縁膜（シリコンナイトライド膜）を製造するためには、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４以上であればよい。
【００７１】
上述したように、ＳｉＦ４ガスの流量およびＮ２ガスの流量をそれぞれ２５ｓｃｃｍおよび４５０ｓｃｃｍに保持し、Ｈ２ガスの流量を０ｓｃｃｍ、２５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、１００ｓｃｃｍおよび２００ｓｃｃｍと変化させることによってガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）を変えたので、ガス流量比（＝Ｈ２／ＳｉＦ４）が４以上である場合、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスとＨ２ガスとの合計流量の比（＝（Ｎ２ガス＋Ｈ２ガス）／ＳｉＦ４ガス）は、（Ｎ２ガス＋Ｈ２ガス）／ＳｉＦ４ガス＝（４５０＋１００）／２５＝２２以上になる。
【００７２】
そこで、製造方法１においては、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスとＨ２ガスとの合計流量の比（＝（Ｎ２ガス＋Ｈ２ガス）／ＳｉＦ４ガス）を（Ｎ２ガス＋Ｈ２ガス）／ＳｉＦ４ガス＝（４５０＋１００）／２５＝２２以上に設定してシリコンナイトライド膜２を成膜し、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比（＝Ｎ２ガス／ＳｉＦ４ガス）をＮ２ガス／ＳｉＦ４ガス＝２５０／１００＝２．５に設定してシリコンナイトライド膜３を成膜することにした。
【００７３】
従って、ＳｉＦ４ガスを主ガスとし、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスを副ガスとした場合、シリコンナイトライド膜２は、主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値（＝２２）以上に設定して成膜され、シリコンナイトライド膜３は、主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値（＝２２）よりも小さい値（＝２．５）に設定して成膜される。
【００７４】
なお、製造方法１においては、Ｈ２ガスに代えてアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いてシリコンナイトライド膜２を成膜してもよく、一般的には、Ｈ原子を含むガスを用いてシリコンナイトライド膜２を成膜すればよい。
【００７５】
図７は、製造方法１を示す工程図である。図７を参照して、絶縁膜１０の製造が開始されると、ＳｉＦ４ガスの流量に対する水素原子を含むガスおよびＮ２ガスの合計流量の比を基準値以上に設定して酸素原子を含む基板上にシリコンナイトライド膜２を成膜する（工程Ｓ１）。
【００７６】
そして、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比を基準値よりも小さい値に設定してシリコンナイトライド膜２上にシリコンナイトライド膜３を成膜する（工程Ｓ２）。
【００７７】
これによって、製造方法１を用いた絶縁膜１０の製造が終了する。
【００７８】
（製造方法２）
図８は、図１に示す絶縁膜１０の製造方法２におけるガス流量のタイミングチャートである。
【００７９】
絶縁膜１０の製造方法２においては、基板１をプラズマ処理した後に、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比を変えて、ＳｉＦ４ガスおよびＮ２ガスを用いてシリコンナイトライド膜２，３を基板１上に順次堆積して絶縁膜１０を製造する。
【００８０】
また、基板１は、Ｍｏをガラス上に形成したＭｏ／ガラスである。そして、Ｍｏの膜厚は、１００ｎｍであり、ガラスの厚みは、０．５ｍｍである。
【００８１】
更に、基板温度は、１５０℃であり、成膜時の圧力は、２．６Ｐａであり、高周波電力は、１．１Ｗ／ｃｍ２である。
【００８２】
図８を参照して、製造方法２を用いて絶縁膜１０を製造する場合、プラズマ装置１００のガス導入部２６は、タイミングｔ４からタイミングｔ５までの間、５００ｓｃｃｍのＮ２ガスを真空容器２０に供給する。
【００８３】
そして、真空排気装置は、真空容器２０内の圧力を２．６Ｐａに設定する。また、ヒータ３４は、基板１の温度を１５０℃に設定する。
【００８４】
そうすると、高周波電源６２は、整合回路６４、接続導体６８および給電電極５２を介して１．１Ｗ／ｃｍ２の高周波電力を平面導体５０に供給する。
【００８５】
これによって、Ｎ２ガスを用いたプラズマが真空容器２０内で発生し、基板１は、その発生したプラズマによって処理される。
【００８６】
プラズマによる処理時間が１分になると、ガス導入部２６は、タイミングｔ５からタイミングｔ６までの間、２５ｓｃｃｍのＳｉＦ４ガスと、４５０ｓｃｃｍのＮ２ガスとを真空容器２０に供給する。
【００８７】
これによって、１０ｎｍの膜厚を有するシリコンナイトライド膜２が基板１上に堆積される。
【００８８】
そして、タイミングｔ６において、ガス導入部２６は、ＳｉＦ４ガスの流量を２５ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍに増加し、Ｎ２ガスの流量を４５０ｓｃｃｍから２５０ｓｃｃｍに減少する。その後、ガス導入部２６は、タイミングｔ７まで、１００ｓｃｃｍのＳｉＦ４ガスと、２５０ｓｃｃｍのＮ２ガスとを真空容器２０に供給する。
【００８９】
これによって、９０ｎｍの膜厚を有するシリコンナイトライド膜３がシリコンナイトライド膜２上に堆積される。
【００９０】
そして、ガス導入部２６は、タイミングｔ７において、ＳｉＦ４ガスおよびＮ２ガスを停止する。
【００９１】
なお、タイミングｔ４からタイミングｔ７までの間、高周波電力、反応圧力および基板温度は、それぞれ、上述した値に設定されている。
【００９２】
このように、製造方法２においては、シリコンナイトライド膜２，３は、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比を変えて成膜される。
【００９３】
製造方法２によって製造された絶縁膜１０は、製造方法１によって製造された絶縁膜１０と同様にして、絶縁膜１０の膜厚方向から絶縁膜１０に電圧を印加することによって、絶縁破壊電界強度およびリーク電流密度が測定された。
【００９４】
図９は、製造方法２によって製造された絶縁膜における絶縁破壊電界強度およびリーク電流密度とガス流量比との関係を示す図である。
【００９５】
図９において、縦軸は、絶縁破壊電界強度およびリーク電流密度を表し、横軸は、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比を表す。また、曲線ｋ３は、絶縁破壊電界強度とガス流量比との関係を示し、曲線ｋ４は、リーク電流密度とガス流量比との関係を示す。更に、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）は、ＳｉＦ４ガスの流量を２５ｓｃｃｍに保持し、Ｎ２ガスの流量を６２．５ｓｃｃｍ、２５０ｓｃｃｍおよび４５０ｓｃｃｍと変化させることによって変えられた。
【００９６】
図９を参照して、絶縁破壊電界強度は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０までは、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）の増加に従って大きくなり、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０以上になると、７［ＭＶ／ｃｍ］を超えて微増する（曲線ｋ３参照）。
【００９７】
そして、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）に対する絶縁破壊電界強度の増加率は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０までは大きく、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０以上になると、小さくなる。従って、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）に対する絶縁破壊電界強度の増加率は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）＝１０を境にして明らかに変化しており、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）＝１０は、臨界点である。
【００９８】
また、リーク電流密度は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０までは、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）の増加に従って減少し、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０以上になると、１×１０−６［Ａ／ｃｍ２］以下になる（曲線ｋ４参照）。
【００９９】
そして、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）に対するリーク電流密度の減少率は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０までは大きく、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０以上になると、小さくなる。従って、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）に対するリーク電流密度の減少率は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）＝１０を境にして明らかに変化しており、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）＝１０は、臨界点である。
【０１００】
このように、絶縁破壊電界強度は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）＝１０を臨界点としてガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）の増加に伴って増加し、リーク電流密度は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）＝１０を臨界点としてガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）の増加に伴って減少する。
【０１０１】
そして、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０以上になると、絶縁破壊電界強度が７［ＭＶ／ｃｍ］台になり、リーク電流密度が１×１０−６［Ａ／ｃｍ２］以下になり、絶縁性能が良好な絶縁膜（シリコンナイトライド膜２／シリコンナイトライド膜３）を製造できる。これは、ガラスがＭｏによって覆われた基板１を用いているため、プラズマ中のＦラジカルによるガラスからの酸素原子の引き抜きが無く、酸素原子がシリコンナイトライド膜２，３に取り込まれ難くなるからである。
【０１０２】
従って、製造方法２によってリーク電流密度が小さく、かつ、絶縁破壊電界強度が大きい絶縁膜（シリコンナイトライド膜）を製造するためには、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）が１０以上であればよい。
【０１０３】
そこで、製造方法２においては、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比（＝Ｎ２ガス／ＳｉＦ４ガス）をＮ２ガス／ＳｉＦ４ガス＝２５０／２５＝１０以上に設定してシリコンナイトライド膜２を成膜し、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比（＝Ｎ２ガス／ＳｉＦ４ガス）をＮ２ガス／ＳｉＦ４ガス＝２５０／１００＝２．５に設定してシリコンナイトライド膜３を成膜することにした。
【０１０４】
そして、ＳｉＦ４ガスを主ガスとし、Ｎ２ガスを副ガスとした場合、シリコンナイトライド膜２は、主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値（＝１０）以上に設定して成膜され、シリコンナイトライド膜３は、主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値（＝１０）よりも小さい値（＝２．５）に設定して成膜される。
【０１０５】
このように、製造方法２においては、シリコンナイトライド膜２は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）を基準値以上に設定して成膜され、シリコンナイトライド膜３は、ガス流量比（＝Ｎ２／ＳｉＦ４）を基準値よりも小さい値に設定して成膜される。その結果、プラズマ中のＦラジカルは、シリコンナイトライド膜３の成膜時の方がシリコンナイトライド膜２の成膜時よりも多くなる。従って、シリコンナイトライド膜３のフッ素濃度は、シリコンナイトライド膜２のフッ素濃度よりも多くなる。
【０１０６】
また、基板１の表面が金属によって覆われているので、シリコンナイトライド膜２，３の成膜時におけるプラズマ中のＦラジカルは、基板１から酸素原子を引き抜くことがなく、酸素原子は、シリコンナイトライド膜２，３に取り込まれない。従って、上述したように、製造方法２によって製造された絶縁膜１０は、良好な絶縁性能を有する。
【０１０７】
なお、上述した製造方法２においては、Ｎ２ガスを用いたプラズマ処理は、無くてもよい。
【０１０８】
図１０は、製造方法２を示す工程図である。図１０を参照して、絶縁膜１０の製造が開始されると、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比を基準値以上に設定して酸素原子を含む基板上にシリコンナイトライド膜２を成膜する（工程Ｓ１１）。
【０１０９】
そして、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比を基準値よりも小さい値に設定してシリコンナイトライド膜２上にシリコンナイトライド膜３を成膜する（工程Ｓ１２）。
【０１１０】
これによって、製造方法２を用いた絶縁膜１０の製造が終了する。
【０１１１】
（製造方法３）
図１１は、図１に示す絶縁膜１０の製造方法３におけるガス流量のタイミングチャートである。
【０１１２】
絶縁膜１０の製造方法３においては、ＳｉＦ４ガス、酸素原子または水素原子を含むガスおよびＮ２ガスを用いてシリコンナイトライド膜２を基板１上に堆積し、その後、ＳｉＦ４ガスおよびＮ２ガスを用いてシリコンナイトライド膜３をシリコンナイトライド膜２上に堆積して絶縁膜１０を製造する。
【０１１３】
また、基板１は、シリコンウェハ上にＳｉＮｘおよびａ−ＩＧＺＯを順次堆積したＩＧＺＯ／ＳｉＮｘ／シリコンウェハである。そして、ａ−ＩＧＺＯの膜厚は、１００ｎｍであり、ＳｉＮｘの膜厚は、１００ｎｍであり、シリコンウェハの厚みは、０．５５ｍｍである。
【０１１４】
更に、基板温度は、１５０℃であり、成膜時の圧力は、２．６Ｐａであり、高周波電力は、１．１Ｗ／ｃｍ２である。
【０１１５】
製造方法３を用いて絶縁膜１０を製造する場合、プラズマ装置１００のガス導入部２６は、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの間、２５ｓｃｃｍのＳｉＦ４ガスと、４５０ｓｃｃｍのＮ２ガスと、１００ｓｃｃｍのＮ２Ｏガスとを真空容器２０に供給する。
【０１１６】
そして、真空排気装置は、真空容器２０内の圧力を２．６Ｐａに設定する。また、ヒータ３４は、基板１の温度を１５０℃に設定する。
【０１１７】
そうすると、高周波電源６２は、整合回路６４、接続導体６８および給電電極５２を介して１．１Ｗ／ｃｍ２の高周波電力を平面導体５０に供給する。
【０１１８】
これによって、真空容器２０内でプラズマが発生し、５０ｎｍの膜厚を有するシリコンナイトライド膜２が基板１上に堆積される。
【０１１９】
そして、タイミングｔ２において、ガス導入部２６は、ＳｉＦ４ガスの流量を２５ｓｃｃｍから１００ｓｃｃｍに増加し、Ｎ２ガスの流量を４５０ｓｃｃｍから２５０ｓｃｃｍに減少し、Ｎ２Ｏガスを停止する。その後、ガス導入部２６は、タイミングｔ３まで、１００ｓｃｃｍのＳｉＦ４ガスと、２５０ｓｃｃｍのＮ２ガスとを真空容器２０に供給する。
【０１２０】
これによって、５０ｎｍの膜厚を有するシリコンナイトライド膜３がシリコンナイトライド膜２上に堆積される。
【０１２１】
そして、ガス導入部２６は、タイミングｔ３において、ＳｉＦ４ガスおよびＮ２ガスを停止する。
【０１２２】
なお、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの間、高周波電力、反応圧力および基板温度は、それぞれ、上述した値に設定されている。
【０１２３】
このように、製造方法３においては、基板１（＝ＩＧＺＯ／ＳｉＮｘ／シリコンウェハ）に接して配置されるシリコンナイトライド膜２は、シリコンナイトライド膜２を成膜するときの主ガスであるＳｉＦ４ガスにＮ２Ｏガスを添加して成膜され、シリコンナイトライド膜３は、ＳｉＦ４ガスにＮ２Ｏガスを添加しないで成膜される。
【０１２４】
その結果、シリコンナイトライド膜２を成膜するときのプラズマ中においては、Ｎ２Ｏガスから生成されたＯラジカルが存在しているため、プラズマ中のＦラジカルが基板１（＝ＩＧＺＯ／ＳｉＮｘ／シリコンウェハ）のａ−ＩＧＺＯから酸素原子を引き抜くことが抑制される。つまり、Ｆラジカルがａ−ＩＧＺＯから酸素原子を引き抜いても、プラズマ中のＯラジカルによって酸素原子がａ−ＩＧＺＯ中に補充される。
【０１２５】
従って、基板１（＝ＩＧＺＯ／ＳｉＮｘ／シリコンウェハ）中の酸素原子は、シリコンナイトライド膜２に取り込まれ難くなる。
【０１２６】
また、製造方法２において説明した機構によって、シリコンナイトライド膜３のフッ素濃度は、シリコンナイトライド膜２のフッ素濃度よりも多くなる。
【０１２７】
図１２は、製造方法３によって製造された絶縁膜の電気的特性を測定する方法を示す図である。
【０１２８】
図１２を参照して、シリコンナイトライド膜は、製造方法３によってＩＧＺＯ／ＳｉＮｘ／シリコンウェハのａ−ＩＧＺＯ上に堆積される。
【０１２９】
電源および電流計をａ−ＩＧＺＯの異なる２点間に直列に接続する。
【０１３０】
電源は、電圧値を変えながら電圧をａ−ＩＧＺＯの異なる２点間に印加する。そして、電流計は、ａ−ＩＧＺＯの表面に流れるリーク電流を測定する。
【０１３１】
図１３は、製造方法３によって製造された絶縁膜におけるリーク電流とガス流量比との関係を示す図である。
【０１３２】
図１３において、縦軸は、リーク電流を表し、横軸は、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２Ｏガスの流量の比を表す。また、曲線ｋ５は、リーク電流とガス流量比との関係を示す。更に、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）は、ＳｉＦ４ガスの流量およびＮ２ガスの流量をそれぞれ２５ｓｃｃｍおよび４５０ｓｃｃｍに保持し、Ｎ２Ｏガスの流量を０ｓｃｃｍ、２５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍおよび１００ｓｃｃｍと変化させることによって変えられた。
【０１３３】
図１３を参照して、リーク電流密度は、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）が２までは、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）の増加に従って減少し、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）が２以上になると、１×１０−１１〜１×１０−１０［Ａ］になる（曲線ｋ５参照）。
【０１３４】
そして、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）に対するリーク電流の減少率は、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）が２までは大きく、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）が２以上になると、小さくなる。従って、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）に対するリーク電流の減少率は、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）＝２を境にして明らかに変化しており、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）＝２は、臨界点である。
【０１３５】
このように、リーク電流は、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）＝２を臨界点としてガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）の増加に伴って減少する。
【０１３６】
そして、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）が２以上になると、リーク電流が１×１０−１１〜１×１０−１０［Ａ］になり、ａ−ＩＧＺＯとの界面における抵抗の増加が抑制される絶縁膜（シリコンナイトライド膜２／シリコンナイトライド膜３）を製造できる。これは、上述したように、シリコンナイトライド膜２を成膜するとき、プラズマ中のＯラジカルによって、基板１（＝ＩＧＺＯ／ＳｉＮｘ／シリコンウェハ）中のａ−ＩＧＺＯから酸素原子が引き抜かれ難くなり、酸素原子がシリコンナイトライド膜２に取り込まれ難くなるからである。
【０１３７】
従って、製造方法３によってリーク電流が小さい絶縁膜（シリコンナイトライド膜）を製造するためには、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）が２以上であればよい。
【０１３８】
上述したように、ＳｉＦ４ガスの流量およびＮ２ガスの流量をそれぞれ２５ｓｃｃｍおよび４５０ｓｃｃｍに保持し、Ｎ２Ｏガスの流量を０ｓｃｃｍ、２５ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍおよび１００ｓｃｃｍと変化させることによってガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）を変えたので、ガス流量比（＝Ｎ２Ｏ／ＳｉＦ４）が２以上である場合、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスとＮ２Ｏガスとの合計流量の比（＝（Ｎ２ガス＋Ｎ２Ｏガス）／ＳｉＦ４ガス）は、（Ｎ２ガス＋Ｎ２Ｏガス）／ＳｉＦ４ガス＝（４５０＋５０）／２５＝２０以上になる。
【０１３９】
そこで、製造方法３においては、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスとＮ２Ｏガスとの合計流量の比（＝（Ｎ２ガス＋Ｎ２Ｏガス）／ＳｉＦ４ガス）を（Ｎ２ガス＋Ｎ２Ｏガス）／ＳｉＦ４ガス＝（４５０＋５０）／２５＝２０以上に設定してシリコンナイトライド膜２を成膜し、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比（＝Ｎ２ガス／ＳｉＦ４ガス）をＮ２ガス／ＳｉＦ４ガス＝２５０／１００＝２．５に設定してシリコンナイトライド膜３を成膜することにした。
【０１４０】
従って、ＳｉＦ４ガスを主ガスとし、Ｎ２ガスおよびＮ２Ｏガスを副ガスとした場合、シリコンナイトライド膜２は、主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値（＝２０）以上に設定して成膜され、シリコンナイトライド膜３は、主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値（＝２０）よりも小さい値（＝２．５）に設定して成膜される。
【０１４１】
なお、製造方法３においては、Ｎ２Ｏガスに代えて酸素（Ｏ２）ガス、Ｈ２ガスおよびＮＨ３ガスのいずれかを用いてシリコンナイトライド膜２を成膜してもよく、一般的には、水素原子または酸素原子を含むガスを用いてシリコンナイトライド膜２を成膜すればよい。
【０１４２】
図１４は、製造方法３を示す工程図である。図１４を参照して、絶縁膜１０の製造が開始されると、ＳｉＦ４ガスの流量に対する水素原子または酸素原子を含むガスおよびＮ２ガスの合計流量の比を基準値以上に設定して酸素原子を含む基板上にシリコンナイトライド膜２を成膜する（工程Ｓ２１）。
【０１４３】
そして、ＳｉＦ４ガスの流量に対するＮ２ガスの流量の比を基準値よりも小さい値に設定してシリコンナイトライド膜２上にシリコンナイトライド膜３を成膜する（工程Ｓ２２）。
【０１４４】
これによって、製造方法３を用いた絶縁膜１０の製造が終了する。
【０１４５】
上述した製造方法１〜３においては、シリコンナイトライド膜２，３を成膜するための主ガスとしてＳｉＦ４ガスを用いたが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、シリコンナイトライド膜２，３を成膜するための主ガスは、フッ素原子とシリコン原子とを含むガスであればよい。
【０１４６】
また、製造方法１においては、ＳｉＦ４ガスを主ガスとして用い、水素原子を含むガスおよびＮ２ガスを副ガスとして用いて主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値以上に設定してシリコンナイトライド膜２を成膜し、ＳｉＦ４ガスを主ガスとして用い、Ｎ２ガスを副ガスとして用いて主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値よりも小さい値に設定してシリコンナイトライド膜３を成膜した。
【０１４７】
更に、製造方法２においては、ＳｉＦ４ガスを主ガスとして用い、Ｎ２ガスを副ガスとして用いて主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値以上に設定してシリコンナイトライド膜２を成膜し、ＳｉＦ４ガスを主ガスとして用い、Ｎ２ガスを副ガスとして用いて主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値よりも小さい値に設定してシリコンナイトライド膜３を成膜した。
【０１４８】
更に、製造方法３においては、ＳｉＦ４ガスを主ガスとして用い、水素原子または酸素原子を含むガスおよびＮ２ガスを副ガスとして用いて主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値以上に設定してシリコンナイトライド膜２を成膜し、ＳｉＦ４ガスを主ガスとして用い、Ｎ２ガスを副ガスとして用いて主ガスの流量に対する副ガスの流量の比を基準値よりも小さい値に設定してシリコンナイトライド膜３を成膜した。
【０１４９】
そこで、この発明の実施の形態による絶縁膜１０の製造方法は、図１５に示す製造方法であればよい。
【０１５０】
図１５は、この発明の実施の形態による絶縁膜１０の製造方法を示す工程図である。
【０１５１】
図１５を参照して、絶縁膜１０の製造が開始されると、シリコン原子とフッ素原子とを含む主ガスと、少なくとも窒素ガスからなる副ガスとのガス流量比を基準値以上に設定して酸素原子を含む基板上に第１のシリコンナイトライド膜を成膜する（工程Ｓ３１）。そして、主ガスと窒素ガスとのガス流量比を基準値よりも小さい値に設定して第１のシリコンナイトライド膜に接して第２のシリコンナイトライド膜を成膜する（工程Ｓ３２）。
【０１５２】
これによって、絶縁膜１０の製造が終了する。
【０１５３】
上述した製造方法１〜３によって製造された絶縁膜１０は、シリコンナイトライド膜３のフッ素濃度がシリコンナイトライド膜２のフッ素濃度よりも多い構造からなる。つまり、シリコンナイトライド膜２のフッ素濃度は、シリコンナイトライド膜３のフッ素濃度よりも少ない。これは、上述したように、シリコンナイトライド膜２の成膜時におけるプラズマ中のＦラジカルの濃度をシリコンナイトライド膜３の成膜時におけるプラズマ中のＦラジカルの濃度よりも低くしてシリコンナイトライド膜２を成膜することに起因している。
【０１５４】
また、プラズマ中のＦラジカルを少なくすると、酸素原子が基板１から引き抜かれることが抑制され、酸素原子がシリコンナイトライド膜２，３に取り込まれることが抑制される。その結果、絶縁破壊電界強度が高く、かつ、リーク電流が小さい絶縁膜２０を製造できる。
【０１５５】
従って、製造された絶縁膜１０において、基板１側のシリコンナイトライド膜中のフッ素濃度が絶縁膜１０の表面側のシリコンナイトライド膜中のフッ素濃度よりも低くなっていれば、酸素原子の絶縁膜１０への混入が少なくなり、良好な絶縁性能を得ることができる。
【０１５６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
この発明は、絶縁膜およびその製造方法に適用される。
【符号の説明】
【０１５８】
１  基板、２，３  シリコンナイトライド膜、１０  絶縁膜、２０  真空容器、２２  天板、２４  排気口、２６  ガス導入部、３２  ホルダ、３４  ヒータ、３６  軸、３８  軸受部、４２  マスク、４４  仕切り板、５０  平面導体、５２  給電電極、５４  終端電極、５６  絶縁フランジ、５７，５８  パッキン、６０  シールドボックス、６２  高周波電源、６４  整合回路、６６  出力カバー、６８，６９  接続導体、１００  プラズマ装置。
【図１】
0006046351.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0006046351.tif 000011
【図１１】
0006046351.tif 000012
【図１２】
0006046351.tif 000013
【図１３】
0006046351.tif 000014
【図１４】
0006046351.tif 000015
【図１５】
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