DE19830543B4 - Halbleitereinrichtung mit Hohlraum zwischen den Isolationsseitenwandstücken und dem Halbleitersubstrat und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
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Abstract
Halbleitereinrichtung,
nämlich
MOSFET mit:
– einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, auf dem Feldbereiche und aktive Bereiche definiert sind;
– einem Feldoxidfilm (2) auf dem Halbleitersubstrat (1) im Feldbereich; einem Gateisolationsfilm (3), einer Gateelektrode (4) und einem Kappen-Gateisolationsfilm (5), die in dieser Reihenfolge aufeinanderliegend im aktiven Bereich des Halbleitersubstrats (1) angeordnet sind;
– einem ersten Isolationsseitenwandstück (7) an den Seiten der Gateelektrode (4) und den Seiten des Kappen-Gateisolationsfilms (5);
– einem zweiten Isolationsseitenwandstück (11a) zwischen der Gateelektrode (4) und dem ersten Isolationsseitenwandstück (7);
– einem Hohlraum (12) zwischen dem ersten Isolationsseitenwandstück (7) und dem Halbleitersubstrat (1) sowie zwischen dem zweiten Isolationsseitenwandstück (11a) und dem Halbleitersubstrat (1);
– leicht dotierten Verunreinigungsbereichen (6) eines zweiten Leitungstyps unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) sowie unterhalb des ersten Isolationsseitenwandstückes (7); und
– stark dotierten Verunreinigungsbereichen (8) des zweiten Leitungstyps unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) an der...
– einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitungstyps, auf dem Feldbereiche und aktive Bereiche definiert sind;
– einem Feldoxidfilm (2) auf dem Halbleitersubstrat (1) im Feldbereich; einem Gateisolationsfilm (3), einer Gateelektrode (4) und einem Kappen-Gateisolationsfilm (5), die in dieser Reihenfolge aufeinanderliegend im aktiven Bereich des Halbleitersubstrats (1) angeordnet sind;
– einem ersten Isolationsseitenwandstück (7) an den Seiten der Gateelektrode (4) und den Seiten des Kappen-Gateisolationsfilms (5);
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– stark dotierten Verunreinigungsbereichen (8) des zweiten Leitungstyps unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) an der...
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitereinrichtung, nämlich auf einen MOSFET (Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor), sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
- Bei einer herkömmlichen MOS (Metalloxidhalbleiter)-Einrichung befindet sich ein Oxid (SiO2)-Film auf der Oberfläche eines Halbleiters (Silizium), worauf ein Metall gebildet ist. Zur Herstellung eines FETs (Feldeffekttransistor) werden ein Gateisolationsfilm aus einem Oxid und darauf liegend eine Gateelektrode aufeinanderfolgend hergestellt, und zwar auf einem Siliziumsubstrat eines ersten Leitungstyps. Anschließend werden ein Source- und ein Drainbereich unterhalb der Oberfläche des Siliziumsubstrats erzeugt.
- Ein MOSFET dient zur Stromsteuerung (zur Steuerung des Kanalstroms) zwischen Source und Drain unter Verwendung des Potentials einer Gateelektrode. Ein herkömmlicher MOSFET wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen beschrieben.
- Die
1 zeigt eine Draufsicht des herkömmlichen MOSFETs, während die2 einen Querschnitt entlang der Linie I-I' von1 ist. Die3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie II-II' von1 , während die4A bis4D Querschnittsansichten des herkömmlichen MOSFETs in verschiedenen Herstellungsstufen sind, jeweils gesehen entlang der Linie I-I von1 . - Bei einem n-Kanal MOSFET liegt ein Feldoxidfilm
2 auf einem p-Typ Halbleitersubstrat1 , und zwar in einem Feldbereich. Ein Gateisolationsfilm3 , eine Gateelektrode4 und ein Kappen-Gateisolationsfilm5 liegen aufeinander in einem aktiven Bereich des Halbleitersubstrats1 . Seitenwandstücke7 befinden sich an den Seiten der Gateelektrode4 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 sowie auf der oberen Fläche des Gateisolationsfilms3 . Leicht dotierte Verunreinigungsbereiche6 vom n-Typ liegen unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 sowie unterhalb der Seitenwandstücke7 . Dagegen befinden sich stark dotierte Verunreinigungsbereiche8 vom n-Typ, die als Source- und Drainbereiche verwendet werden, unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 und an den Seiten der Seitenwandstücke7 . - Ein Verfahren zur Herstellung des herkömmlichen n-Kanal MOSFETs mit dem zuvor erwähnten Aufbau wird nachfolgend erläutert.
- Gemäß
4A wird zunächst ein Feldoxidfilm2 auf einem p-Typ Halbleitersubstrat1 innerhalb eines Feldbereichs gebildet. Sodann erfolgt die Bildung eines Gateisolationsfilms3 in einem aktiven Bereich auf dem Halbleitersubstrat1 , wobei der Gateisolationsfilm3 aus einem Oxidfilm bestehen kann. - Im nächsten Schritt nach
4B werden in einem vorbestimmten Bereich auf dem Gateisolationsfilm3 zunächst eine Gateelektrode4 und darauf liegend ein Kappen-Gateisolationsfilm5 gebildet. Unter Verwendung der Gateelektrode4 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 als Masken werden sodann n-Typ Verunreinigungsionen mit geringer Konzentration in das Halbleitersubstrat1 implantiert. - Wie die
4C erkennen läßt, wird danach ein Isolationsfilm auf die gesamte Oberfläche der so erhaltenen Struktur aufgebracht und anschließend anisotrop geätzt, um auf diese Weise Seitenwandstücke7 an den Seiten der Gateelektrode4 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 zu erhalten. - Schließlich werden gemäß
4D n-Typ Verunreinigungsionen mit starker Konzentration in das Halbleitersubstrat1 implantiert, und zwar unter Verwendung des Kappen-Gateisolationsfilms5 und der Isolationsseitenwandstücke7 als Implantationsmasken. Auf diese Weise werden n-Typ Verunreinigungsbereiche8 erhalten, die als Source-/Drainbereiche die nen, und die sich unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 jeweils an der Seite der Isolationsseitenwandstücke7 befinden. - Im folgenden soll die Betriebsweise des herkömmlichen MOSFETs erläutert werden.
- Der herkömmliche MOSFET ist ein LDD MOSFET, bei dem ein Gateisolationsfilm
3 zwischen einem Halbleitersubstrat1 und einer Gateelektrode4 liegt sowie zwischen dem Halbleitersubstrat1 und den Isolationsseitenwandstücken7 . Die Source-/Drainbereiche enthalten leicht dotierte Verunreinigungsbereiche6 und stark dotierte Verunreinigungsbereiche8 . Übersteigt eine an die Gateelektrode4 angelegte Spannung eine Schwellenspannung, so bildet sich ein Kanal im Halbleitersubstrat1 unterhalb der Gateelektrode4 aus, was zur Folge hat, daß ein Strom zwischen Source und Drain fließt. - Bei diesem LDD MOSFET läßt sich ein drainseitiges elektrisches Feld an der Kante der Gateelektrode durch den Widerstand des leicht dotierten Verunreinigungsbereichs verringern, und zwar im Verbleich zu einer SD Struktur (Single Drain Struktur bzw. Struktur mit einfachem Drain). Dies führt zu einem besseren Betriebsverhalten der Einrichtung, da die Entstehung heißer Ladungsträger verhindert werden kann.
- Allerdings treten beim herkömmlichen MOSFET einige Probleme auf. Da ein Oxidfilm zwischen dem Substrat und den Isolationsseitenwandstücken liegt, ergeben sich Ladungsträger-Einfangstellen (Ladungsträgerfallen) an der Grenzfläche zwischen den Isolationsseitenwandstücken und dem Oxidfilm einerseits sowie innerhalb des Oxidfilms andererseits, was zu einer Verschlechterung der Betriebseigenschaften des MOSFETs führt.
- Die
JP 04-124834 A - Das Lehrbuch von D. Widmann et al., "Technologie hochintegrierter Schaltungen", 2. Aufl., Springer Verlag, Berlin Heidelberg New York, 1996 zeigt, daß MOSFETs bekannt sind, deren Source- und Drainbereiche eine LDD-Struktur aufweisen. Um dabei für die aufeinander folgenden Ionenimplantationen unterschiedliche Masken zur Verfügung zu haben, wird nur vorgeschlagen, erste und zweite SiO2-Spacer vorzusehen.
- Aus der
EP 0 111 706 A1 ist es bekannt, Isolationsseitenwandstücke aus mehreren Schichten aufzubauen, die unterschiedliche Ätzraten besitzen. Dazu sind zu beiden Seiten einer Gateelektrode Seitenwandisolationsstücke vorgesehen, die aus einer Siliziumdioxidschicht, einer Siliziumnitridschicht und einer weiteren Siliziumdioxidschicht aufgebaut sind. Bei einem nachfolgenden Ätzschritt werden Kerben in die mittlere Siliziumnitridschicht geätzt. Die Kerben verhindern, daß sich anschließend ein kontinuierlicher Metallfilm ausbilden kann, der für die Ausbildung von Metallsiliziden auf der Oberfläche der Polysiliziumgateelektrode und der Source- und Drainbereiche abgeschieden wird. - Die
EP 0 794 577 A2 beschreibt einen weiteren MOSFET, bei dem zwischen der Gateelektrode und den Isolationsseitenwandstücken Hohlräume vorgesehen sind. - Aus der
JP 63-177469 A - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen MOSFET der eingangs genannten Art bereitzustellen, der verbesserte Betriebseigenschaften aufweist und der sich einfach herstellen läßt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen MOSFETs anzugeben.
- Diese Aufgabe wird durch den MOSFET nach Anspruch 1 sowie das Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.
- Durch die Ausbildung eines Isolationsfilms auf den Seiten der Gateelektrode und auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats, der an der Seite der Gateelektrode zweite Isolationsseitenwandstücke bildet, vor dem Ausbilden der ersten oder eigentlichen Isolationsseitenwandstücke, wird es ermöglicht, für die Herstellung des Hohlraums unter den Isolationsseitenwandstücken ein Material einzusetzen, das sich auch aus engen Bereichen gut entfernen laßt, während für den Gateisolationsfilm Materialien eingesetzt werden können, die unabhängig von ihren Ätzeigenschaften gewählt werden können, um die guten elektrischen Betriebseigenschaften des MOSFET sicherzustellen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf einen herkömmlichen MOSFET; -
2 einen Querschnitt entlang der Linie I-I' von1 ; -
3 einen Querschnitt entlang der Linie II-II' von1 ; -
4A bis4D Querschnittsansichten des herkömmlichen MOSFETs in verschiedenen Herstellungsstufen, jeweils gesehen entlang der Linie I-I' von1 ; -
5 eine Draufsicht auf einen weiteren herkömmlichen MOSFET; -
6 einen Querschnitt entlang der Linie I-I' von5 ; -
7 einen Querschnitt entlang der Linie II-II' von5 ; -
8A bis8D Querschnittsansichten des MOSFETs in verschiedenen Herstellungsstufen, jeweils gesehen entlang der Linie I-I' von5 ; -
9 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen MOSFET; -
10 einen Querschnitt entlang der Linie I-I' von9 ; -
11 einen Querschnitt entlang der Linie II-II' von9 ; und -
12A bis12D Querschnittsansichten des erfindungsgemäßen MOSFETs in verschiedenen Herstellungsstufen, jeweils gesehen entlang der Linie I-I' von9 . - Beim MOSFET nach
5 sind auf einem p-Typ Halbleitersubstrat1 aktive Bereiche und Feldbereiche definiert. Ein Feldoxidfilm2 befindet sich auf dem Halbleitersubstrat1 innerhalb des Feldbereichs, während in einem vorbestimmten Bereich im aktiven Bereich des Halbleitersubstrats1 ein Gateisolationsfilm3 , darauf liegend eine Gateelektrode4 und darauf liegend ein Kappen-Gateisolationsfilm5 angeordnet sind. Seitenwandstücke7 (oder ein umlaufendes Seitenwandstück) befinden sich an den Seiten der Gateelektrode4 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 . Ein Hohlraum12 liegt zwischen dem Substrat1 und den Isolationsseitenwandstücken7 bzw. dem umlaufenden Isolationsseitenwandstück7 . Im vorliegenden Fall besteht der Gateisolationsfilm3 aus einem Oxidfilm, während das Isolationsseitenwandstück7 aus einem Nitridfilm hergestellt ist, dessen Ätzrate von derjenigen des Oxidfilms verschieden ist. - Leicht dotierte Verunreinigungsbereiche
6 vom n-Typ liegen unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 und unterhalb des Isolationsseitenwandstückes7 . Dagegen befinden sich stark dotierte Verunreinigungsbereiche8 vom n-Typ unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 und an der Außenseite des Isolationsseitenwandstückes7 . Ein Isolationsfilm10 liegt auf der Oberfläche des Kappen-Gateisolationsfilms5 , des Isolationsseitenwandstücks7 , der stark dotierten n-Typ Verunreinigungsbereiche8 und des Feldoxidfilms2 . Ein Hohlraum befindet sich dagegen im Bereich zwischen dem Isolationsseitenwandstück7 und dem Halbleitersubstrat1 . - Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des MOSFETs nach
5 näher erläutert. - Gemäß
8A wird zunächst ein Feldoxidfilm2 auf dem p-Typ Halbleitersubstrat1 und in dessen Feldbereich gebildet. Sodann erfolgt die Bildung eines Gateisolationsfilms3 im aktiven Bereich auf dem Substrat1 . In einem weiteren Schritt werden eine Gateelektrode4 und ein Kappen-Gateisolationsfilm5 in einem vorbestimmten Bereich auf dem Isolationsfilm3 aufeinanderliegend hergestellt. Sie bestehen hierbei aus einem Oxid. - Unter Verwendung der Gateelektrode
4 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 als Masken werden Verunreinigungsionen vom n-Typ mit geringer Konzentration im Halbleitersubstrat1 implantiert, um auf diese Weise leicht dotierte Verunreinigungsbereiche6 vom n-Typ zu erhalten. - Im Schritt nach
8B wird sodann ein Isolationsfilm, der zum Beispiel aus einem Nitrid bestehen kann, auf die gesamte Oberfläche der so erhaltenen Struktur aufgebracht und anschließend anisotrop geätzt, um ein Isolationsseitenwandstück7 zu erhalten, das die Gateelektrode4 und den Kappen-Gateisolationsfilm5 seitlich umgibt bzw. an deren Seiten anliegt. Unter Verwendung des Isolationsseitenwandstückes7 als Maske wird dann der freiliegende Gateisolationsfilm3 entfernt. - Sodann werden unter Verwendung des Isolationsseitenwandstückes
7 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 als Masken Verunreinigungsionen vom n-Typ mit starker Konzentration in das Halbleitersubstrat1 implantiert, um auf diese Weise stark dotierte Verunreinigungsbereiche8 vom n-Typ zu erhalten, die als Source- und Drainbereiche dienen. Diese stark dotierten Verunreinigungsbereiche8 liegen unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 und an der äußeren Seite des Isolationsseitenwandstückes7 . - Im nächsten Schritt nach
8C wird ein Photoresistfilm9 auf die gesamte Oberfläche der so erhaltenen Struktur aufgebracht und strukturiert, um den Kappen-Isolationsfilm5 , das Isolationsseitenwandstück7 und die stark dotierten n-Typ Verunreinigungsbereiche8 benachbart zum Isolationsseitenwandstück freizulegen. Sodann wird der Gateisolationfilm3 unterhalb des Isolationsseitenwandstückes7 partiell entfernt, und zwar unter Anwendung eines Naßätzprozesses. - Gemäß
8D wird danach der Photoresistfilm9 vollständig entfernt. Anschließend wird ein Isolationsfilm10 auf die gesamte Oberfläche der so erhaltenen Struktur niedergeschlagen, und zwar auf das Substrat1 einschließlich des Kappen-Gateisolationsfilms5 und des Isolationsseitenwandstückes7 . Auf diese Weise wird ein Hohlraum zwischen Seitenwandstück7 und Halbleitersubstrat1 erhalten. - Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung werden nachfolgend im einzelnen erläutert.
- Die
9 zeigt eine Draufsicht auf den Aufbau des Ausführungsbeispiels, während die10 einen Querschnitt entlang der Linie I-I von9 zeigt.11 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II' von9 , während die12A bis12D Queschnittsansichten des Ausführungsbeispiels in verschiedenen Herstellungsstufen sind, und zwar jeweils gesehen entlang der Linie I-I' von9 . - Beim Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liegt ein weiteres Isolationsseitenwandstück
11a zwischen der Gateelektrode4 und dem Isolationsseitenwandstück7 . - Ein Feldoxidfilm
2 befindet sich auf einem p-Typ Halbleitersubstrat1 in einem Feldbereich. Ein Gateisolationsfilm3 , eine Gateelektrode4 und ein Kappen-Gateisolationfilm5 liegen der Reihe nach aufeinander in einem vorbestimmten Bereich innerhalb des aktiven Bereichs des Halbleitersubstrats1 . Der Gateisolationsfilm3 und der Kappen-Gateisolationfilm5 sind Oxidfilme. - Ein erstes Isolationsseitenwandstück
7 befindet sich an den Seiten der Gateelektrode4 und des Kapppen-Gateisolationsfilms5 . Ein zweites Isolationsseitenwandstück11a liegt dabei zwischen der Gateelektrode4 und dem ersten Isolationsseitenwandstück7 . Zwischen dem Halbleitersubstrat1 und dem ersten und zweiten Isolationsseitenwandstück7 und11a befindet sich ein Vakuumbereich bzw. Hohlraum (leerer Raum). - Leicht dotierte n-Typ Verunreinigungsbereiche
6 liegen unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 sowie unterhalb des ersten Isolationsseitenwandstücks7 . Dagegen befinden sich stark dotierte Verunreinigungsbereiche vom n-Typ, die als Source- und Drainbereiche dienen, unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 und jeweils an der Außenseite des ersten Isolationsseitenwandstückes7 . - Ein Isolationsfilm
10 befindet sich auf der Oberfläche des Kappen-Gateisolationsfilms5 , des ersten Isolationsseitenwandstückes7 , der stark dotierten n-Typ Verunreinigungsbereiche8 und des Feldoxidfilms2 . Dabei liegt ein Hohlraum12 zwischen dem Halbleitersubstrat1 und dem ersten Isolationsseitenwandstück7 sowie auch zwischen dem Halbleitersubstrat1 und dem zweiten Isolationsseitenwandstück11a , wobei beide genannten Hohlräume einen einzigen Hohlraum bilden, der seitlich vom Isolationsfilm10 begrenzt ist. - Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erläutert.
- Gemäß
12A wird zunächst ein Feldoxidfilm2 auf einem p-Typ Halbleitersubstrat1 im Feldbereich erzeugt. Sodann werden in einem vorbestimmten Bereich innerhalb des aktiven Bereichs des Halbleitersubstrats1 aufeinanderliegend ein Gateisolationsfilm3 , eine Gateelektrode4 und ein Kappen-Gateisolationsfilm5 gebildet. Ein erster Isolationfilm11 , zum Beispiel ein dünner Oxidfilm, wird auf der Oberfläche des freiliegenden Halbleitersubstrats1 erzeugt sowie an den Seiten der Gateelektrode4 . Die Bildung dieses ersten Isolationsfilms11 kann durch einen thermischen Oxidationsprozeß erfolgen. Unter Verwendung der Gateelektrode4 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 als Masken werden anschließend n-Typ Verunreinigungsionen mit geringer Konzentration in die Oberfläche des Halbleitersubstrats1 implantiert, um auf diese Weise leicht dotierte Verunreinigungsbereiche6 vom n-Typ zu erhalten. - Entsprechend der
12B wird ein Isolationsfilm auf die gesamte Oberfläche der so erhaltenden Struktur aufgebracht und anschließend anisotrop geätzt, um ein erstes Isolationsseitenwandstück7 an den Seiten des ersten Isolationsfilms11 sowie an den Seiten des Kappen-Gateisolationsfilms5 zu erhalten. Das erste Isolationsseitenwandstück7 wird zum Bespiel aus einem Nitrid hergestellt, wobei der erste Isolationsfilm11 und der Kappen-Gateisolationsfilm5 als Ätzstopper verwendet werden. Der erste Isolationsfilm11 wird dann selektiv entfernt, und zwar unter Verwendung des Isolationsseitenwandstückes7 als Maske. - Sodann werden unter Verwendung des ersten Isolationsseitenwandstückes
7 und des Kappen-Gateisolationsfilms5 als Masken n-Typ Verunreinigungsionen mit starker Konzentration in die Oberfläche des Halbleitersubstrats1 implantiert, um stark dotierte Verunreinigungsbereiche vom n-Typ zu erhalten, die als Source- und Drainbereiche dienen. Diese stark dotierten Verunreinigungsbereiche8 vom n-Typ liegen unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 sowie an den äußeren Seiten des Isolationsseitenwandstückes7 . - Gemäß
12C wird sodann ein Photoresistfilm9 auf die gesamte Oberfläche der so erhaltenen Struktur aufgebracht und anschließend strukturiert, um den Kappen-Gateisolationsfilm5 , die Gateelektrode4 , das erste Isolationsseitenwandstück7 und den stark dotierten Verunreinigungsbereich8 vom n-Typ im Bereich benachbart zur Gateelektrode4 bzw. benachbart zum Isolationsseitenwandstück7 freizulegen. Sodann wird der erste Isolationsfilm11 selektiv entfernt, und zwar im Bereich unter dem ersten Isolationsseitenwandstück7 , so daß durch den verbleibenden Teil des ersten Isolationsfilms11 ein zweites Isolationsseitenwandstück11a erhalten wird, das zwischen dem ersten Isolationsseitenwandstück7 und der Gateelektrode4 liegt. Zu dieser Zeit ist der Photoresistfilm9 so strukturiert, daß er das Zentrum des aktiven Bereichs freilegt. - Gemäß
12D wird dann der Photoresistfilm9 vollständig beseitigt. Danach wird ein zweiter Isolationsfilm10 auf die gesamte Oberfläche der so erhaltenen Struktur aufgebracht, also auf das Halbleitersubstrat1 einschließlich des ersten Isolationsseitenwandstückes7 . Der zweite Isolationsfilm10 kommt also auf dem Kappen-Gateisolationsfilm5 , dem Isolationsseitenwandstück7 , den stark dotierten Verunreinigungsbereichen8 sowie auf dem Feldoxidbereich2 zu liegen. Dabei entsteht ein Hohlraum zwischen dem Halbleitersubstrat1 einerseits und dem ersten Isolationsseitenwandstück7 sowie dem weiteren Isolationsseitenwandstück11a andererseits, wobei dieser Hohlraum außen durch den zweiten Isolationsfilm10 begrenzt ist. Nach innen ist der Hohlraum durch den Gateisolationsfilm3 begrenzt. - Da beim MOSFET nach dem Ausführungsbeispiel ein Hohlraum zwischen dem Halbleitersubstrat
1 und den Isolationsseitenwandstücken zu liegen kommt, bilden sich in diesem Bereich keine Ladungsträger-Einfangstellen aus, auch wenn heiße Ladungsträger im drainseitigen elektrischen Feld erzeugt werden. Die Betriebseigenschaften der erfindungsgemäßen Einrichtung sind somit verbessert.
Claims (8)
- Halbleitereinrichtung, nämlich MOSFET mit: – einem Halbleitersubstrat (
1 ) eines ersten Leitungstyps, auf dem Feldbereiche und aktive Bereiche definiert sind; – einem Feldoxidfilm (2 ) auf dem Halbleitersubstrat (1 ) im Feldbereich; einem Gateisolationsfilm (3 ), einer Gateelektrode (4 ) und einem Kappen-Gateisolationsfilm (5 ), die in dieser Reihenfolge aufeinanderliegend im aktiven Bereich des Halbleitersubstrats (1 ) angeordnet sind; – einem ersten Isolationsseitenwandstück (7 ) an den Seiten der Gateelektrode (4 ) und den Seiten des Kappen-Gateisolationsfilms (5 ); – einem zweiten Isolationsseitenwandstück (11a ) zwischen der Gateelektrode (4 ) und dem ersten Isolationsseitenwandstück (7 ); – einem Hohlraum (12 ) zwischen dem ersten Isolationsseitenwandstück (7 ) und dem Halbleitersubstrat (1 ) sowie zwischen dem zweiten Isolationsseitenwandstück (11a ) und dem Halbleitersubstrat (1 ); – leicht dotierten Verunreinigungsbereichen (6 ) eines zweiten Leitungstyps unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) sowie unterhalb des ersten Isolationsseitenwandstückes (7 ); und – stark dotierten Verunreinigungsbereichen (8 ) des zweiten Leitungstyps unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) an der Seite des ersten Isolationsseitenwandstückes (7 ). - Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolationsfilm (
10 ) auf der gesamten Oberfläche des Substrats (1 ) einschließlich des Kappen-Gateisolationsfilms (5 ) und des Isolationsseitenwandstückes (7 ) vorgesehen ist. - Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Isolationsseitenwandstück (
7 ,11a ) aus unterschiedlichen Isolationsmaterialien mit unterschiedlichen Ätzraten bestehen. - Halbleitereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Isolationsseitenwandstück (
7 ) aus einem Nitridfilm besteht, während das zweite Isolationsseitenwandstück (11a ) aus einem Oxidfilm besteht. - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung mit folgenden Schritten: – Bildung eines Feldoxidfilms (
2 ) auf einem Halbleitersubstrat (1 ) eines ersten Leitungstyps, auf dem Feldbereiche und aktive Bereiche definiert sind, im Feldbereich; – Bildung eines Gateisolationsfilms (3 ), einer Gateelektrode (4 ) und eines Kappen-Gateisolationsfilms (5 ) in dieser Reihenfolge aufeinanderliegend im aktiven Bereich des Halbleitersubstrats (1 ); – Bildung eines ersten Isolationsfilms (11 ) auf dem Halbleitersubstrat (1 ) sowie an Seiten der Gateelektrode (4 ); – Bildung von leicht dotierten Verunreinigungsbereichen (6 ) eines zweiten Leitungstyps unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) an Seiten der Gateelektrode (4 ); – Bildung eines ersten Isolationsseitenwandstücks (7 ) auf dem ersten Isolationsfilms (11 ) an den Seiten der Gateelektrode (4 ) und den Seiten des Kappen-Gateisolationsfilms (5 ), wobei der Teil des ersten Isolationsfilms (11 ) der zwischen der Gateelektrode (4 ) und dem ersten Isolationsseitenwandstück (7 ) liegt, ein zweites Isolationsseitenwandstück (11a ) bildet; – selektives Entfernen des freigelegten ersten Isolationsfilms (11 ); – Bildung von stark dotierten Verunreinigungsbereichen (8 ) des zweiten Leitungstyps unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) an der Seite des ersten Isolationsseitenwandstückes (7 ); – selektives Entfernen desjenigen Teils des ersten Isolationsfilms (11 ), der unterhalb des ersten und des zweiten Isolationsseitenwandstückes (7 ,11a ) liegt; und – Ausbilden eines zweiten Isolationsfilms (10 ) auf der gesamten Oberfläche des Substrats (1 ) einschließlich des Kappen-Gateisolationsfilms (5 ) und des ersten Isolationsseitenwandstückes (7 ), so daß unterhalb des ersten und zweiten Isolationsseitenwandstückes (7 ,11a ) ein Hohlraum (12 ) verbleibt. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Isolationsseitenwandstück (
7 ,11a ) aus unterschiedlichen Isolationsmaterialien mit unterschiedlichen Ätzraten bestehen. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Isolationsseitenwandstück (
7 ) aus einem Nitridfilm besteht, während das zweite Isolationsseitenwandstück (11a ) aus einem Oxidfilm besteht. - Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Isolationsfilm (
11 ) ein auf thermischem Wege erzeugter Oxidfilm ist.
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