FR2803095A1

FR2803095A1 - Dispositif a semiconducteurs avec une structure d'isolation et procede de fabrication

Info

Publication number: FR2803095A1
Application number: FR0101304A
Authority: FR
Inventors: Shigenobu Maeda; Toshiaki Iwamatsu; Shigeto Maegawa; Takashi Ipposhi; Yasuo Yamaguchi; Yuichi Hirano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2001-06-29
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: FR2765396A1; CN1118868C; FR2765396B1; KR100257594B1; CN1204146A; KR19990006291A; JPH1117000A; DE19805692A1; FR2803095B1; US6191450B1; TW357433B; DE19805692C2

Abstract

Dans la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs comportant une structure d'isolation entre éléments par blindage par effet de champ, on forme une pellicule de nitrure supérieure (15) sur la surface supérieure d'une électrode de blindage par effet de champ (5). La surface supérieure de l'électrode de blindage par effet de champ (5) n'est donc pas mise à nu, même lorsqu'une pellicule d'oxyde supérieure (41) est partiellement enlevée au cours du processus de fabrication. On peut ainsi obtenir un dispositif à semiconducteurs qui ne présente pas une dégradation des caractéristiques de fonctionnement et de la fiabilité, du fait de l'existence d'une couche diélectrique de blindage par effet de champ.

Description

DISPOSITIF A SEMICONDUCTEURS AVEC UNE STRUCTURE
D'ISOLATION ET PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne un dispositif à semiconducteurs et un procédé de fabrication de celui-ci, et elle concerne plus particulièrement un dispositif à semiconducteurs comportant une structure d'isolation à blindage par effet de champ, ainsi qu'un procédé de fabrication de celui-ci.

La figure 82 est une représentation en coupe et en perspective d'un dispositif à semiconducteurs M90 avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ qui appartient à l'art antérieur de la présente invention. Il s'agit d'un dispositif à semiconducteurs du type Semiconducteur sur Isolant, ou SOI (Semiconductor-On-Isolation), utilisant un substrat SOI qui a une couche de semiconducteur semblable à une pellicule, c'est-à-dire une couche SOI sur un substrat isolant, à titre de substrat semiconducteur dans lequel un élément à transistor est formé.

Comme représenté sur la figure 82, dans le dispositif à semiconducteurs M90, une couche de semiconducteur consistant en silicium est formée à titre de couche SOI 3 sur un substrat isolant qui est constitué par un substrat de support 1 et une pellicule d'oxyde 2 enterrée. La couche SOI 3 comprend une région dans laquelle est formé chaque transistor parmi de nombreux transistors NMOS (que l'on appelle ci-après "région NMOS"), et une région dans laquelle est formé chaque transistor parmi de nombreux transistors PMOS (que l'on appelle ci-après "région PMOS"). Des électrodes de blindage par effet de champ (ou de grille) 5, en forme de plaquettes (que l'on appelle ci-après "électrodes FS" (pour "field-shield")) sont formées chacune dans une région de frontière entre ces régions d'éléments, pour isoler électriquement l'une de l'autre ces régions d'éléments.

Les électrodes FS 5 sont disposées en parallèle à un intervalle prédéterminé pour définir une région active dans chaque région d'éléments. Chaque électrode FS 5 est recouverte par une couche diélectrique de blindage par effet de champ 4 (que l'on appelle ci-après "couche di- électrique FS"), et une électrode de grille 6 est disposée sur la région active, en s'étendant sur les deux couches diélectriques FS 4 parallèles.

Une pellicule d'oxyde de grille 10 est formée entre l'électrode de grille 6 et la région active. La couche diélectrique FS 4 est formée par un oxyde, de façon à établir une isolation électrique entre l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6.

Une électrode de drain et une électrode de source (aucune d'elles n'est représentée), c'est-à-dire des électrodes principales, sont connectées à une couche de source/drain (non représentée) dans la couche SOI 3, à travers un trou de contact 7 qui est formé dans une couche -diélectrique non représentée, et une interconnexion de grille (non représentée) est connectée à l'électrode de grille 6 à travers un trou de contact 8.

Le trou de contact 9 connecté à l'électrode de contact avec le corps du substrat (non représentée) pénètre à travers l'électrode FS 5 pour être connecté à la couche SOI 3 sur la figure 82, mais le trou de contact 9 peut être formé à l'extérieur de l'électrode FS 5.

Dans le dispositif à semiconducteurs M90, l'électrode FS 5 est polarisée en inverse pour bloquer la conduction d'une région d'isolation dans la couche SOI 3, et il en résulte qu'une isolation électrique entre les régions d'éléments est établie. Pour l'isolation entre les régions d'éléments, outre cette structure, on connaît une structure d'oxydation locale de silicium, ou LOCOS, qui procure une isolation par l'oxydation sélective de la couche SOI 3, ou une structure d'isolation par mésa qui sépare les régions d'éléments par une attaque sélective de la couche SOI 3.

Cependant, la formation de la structure LOCOS ou de la structure d'isolation par mésa exige une oxydation locale ou une attaque locale de la couche SOI 3, ce qui occasionne une concentration locale de contraintes dans la couche SOI 3. De ce fait, il apparaît un problème en termes de fiabilité du dispositif, comme la génération d'un courant de fuite. Au contraire, la formation de la structure d'isolation à blindage par

effet de champ ne nécessite pas une oxydation locale ou une attaque locale. Ceci évite la concentration de contraintes, ce qui réduit le courant de fuite, pour garantir une fiabilité relativement élevée.

Une recherche a permis de trouver les documents de l'art antérieur suivants. On présentera ci-dessous leurs idées générales. Dans le document Japanese Patent Application Laid Open Gazette 8-162523, une pellicule diélectrique de recouvrement, consistant en une pellicule de nitrure de silicium, est formée sur une électrode de grille de blindage, et au lieu d'utiliser une pellicule diélectrique de paroi latérale, on effectue une oxydation thermique d'une surface latérale de l'électrode de grille de blindage.

Dans le document Japanese Patent Application Laid Open Gazette 7-201967, on effectue une oxydation thermique d'une surface latérale d'une pellicule de silicium polycristallin, pour réduire la largeur 'd'une électrode de blindage par effet de champ qui consiste en une pellicule de silicium polycristallin.

Dans le document Japanese Patent Application Laid Open Gazette 8-31928, on forme séquentiellement une pellicule d'oxyde de grille de blindage, une pellicule de nitrure de silicium et une pellicule de silicium polycristallin.

Dans le document Japanese Patent Application Laid Open Gazette 6-302779, on forme une électrode de plaquette de blindage sur une pellicule ONO (oxyde-nitrure-oxyde).

Dans les documents Japanese Patent Application Laid Open Gazettes 7-283300 et 9-27600, une surface supérieure et une surface latérale d'une électrode de blindage sont recouvertes par une pellicule de nitrure.

Dans la structure d'isolation à blindage par effet de champ de l'art antérieur, divers problèmes ne sont toujours pas résolus, en termes de fiabilité, du fait de sa constitution et de son procédé de fabrication.

On envisagera ces problèmes ci-dessous en se référant aux figures 83 à 101, qui montrent des étapes pour la fabrication d'une structure d'isolation à blindage par effet de champ dans l'art antérieur.

Premièrement, comme représenté sur la figure 83, on forme séquentiellement une pellicule d'oxyde OF1, une couche de silicium poly-

cristallin PS1 dopée avec une impureté (par exemple du phosphore) et une pellicule d'oxyde OF2, sur une surface de la couche SOI 3 dans le substrat SOI. La couche SOI 3 a une épaisseur d'environ 100 nm, la pellicule d'oxyde OF1 a une épaisseur d'environ 20 nm, la couche de silicium polycristallin PS1 a une épaisseur d'environ 50 nm et la pellicule d'oxyde OF2 a une épaisseur d'environ 100 nm.

Ensuite, à l'étape de la figure 84, on forme sur la pellicule d'oxyde OF2 un masque de matière de réserve R1 dans lequel on a défini un motif.

A l'étape de la figure 85, en utilisant à titre de masque le masque de matière de réserve R1, on enlève sélectivement par attaque anisotrope (attaque par voie sèche) la pellicule d'oxyde OF2 et la couche de silicium polycristallin PS1, pour former une pellicule d'oxyde supérieure FS 41 (la première pellicule d'oxyde) et une électrode FS 5.

Ensuite, à l'étape de la figure 86, on forme une pellicule d'oxyde OF3 de façon à recouvrir la pellicule d'oxyde OF1, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5. La pellicule d'oxyde OF3 a une épaisseur de 150 à 200 nm.

A l'étape de la figure 87, on enlève la pellicule d'oxyde OF3 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former une pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 (la seconde pellicule d'oxyde) sur des surfaces latérales de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et de l'électrode FS 5.

Après ceci, à l'étape de la figure 88, on enlève la pellicule d'oxyde OF1. La pellicule d'oxyde OF1 remplit la fonction d'une pellicule de protection pour protéger la région de source/drain contre l'exposition au plasma dans l'attaque par voie sèche, et elle est enlevée par attaque par voie humide. Par cette étape, la pellicule d'oxyde OF1 reste seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, en devenant une pellicule d'oxyde de grille FS 43. La pellicule d'oxyde supérieure FS 41, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43 constituent la couche diélectrique FS 4.

Conjointement à la pellicule d'oxyde OF1, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sont attaquées en même temps, pour devenir plus minces. Lorsque la pellicule d'oxyde supérieure

FS 41 devient plus mince, la capacité parasite entre l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6 augmente, ce qui occasionne une dégradation de la vitesse de fonctionnement du dispositif et augmente la probabilité de courts-circuits entre ces électrodes.

A l'étape de la figure 89, on forme par oxydation thermique une pellicule d'oxyde OF4 qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10 sur la surface de la couche SOI 3. Dans la formation de la pellicule d'oxyde
OF4, l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant traverse la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43, pour oxyder l'électrode FS 5. L'élec- trode FS 5 est une couche de silicium polycristallin dopé qui est aisément oxydée et qui devient considérablement plus mince sous l'effet de l'oxy- dation.

Lorsque l'électrode FS 5 devient plus mince, sa résistance électrique augmente, et il y a une possibilité de ne pas atteindre les performances désirées pendant le fonctionnement du dispositif, avec une action insuffisante d'isolation par blindage par effet de champ.

En outre, l'oxygène qui atteint le bas de l'électrode FS 5 oxyde une partie de bord de l'électrode FS 5, et du fait qu'il oxyde également la couche SOI 3 au-dessous de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, une partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43 devient plus épaisse, et la partie de bord de l'électrode FS 5 est soulevée. Ceci vient du fait qu'une partie de bord est davantage oxydée et qu'une partie centrale est moins oxydée. Lorsque la partie de bord de l'électrode FS 5 est soulevée, la distance entre l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6 diminue partiellement, ce qui fait croître la possibilité d'une augmentation de la capacité parasite entre elles, et d'un claquage diélectrique.

Ensuite, à l'étape de la figure 90, on forme par dépôt chimique en phase vapeur, ou CVD, sur la pellicule d'oxyde OF4 et la couche di- électrique FS 4, une couche de silicium polycristallin PS2 qui doit devenir l'électrode de grille 6, de façon qu'elle ait une épaisseur de 100 à 150 nm.

A l'étape de la figure 91, on enlève sélectivement la couche de silicium polycristallin PS2 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former l'électrode de grille 6. En utilisant l'électrode de grille 6

à titre de masque, on enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF4, pour former la pellicule d'oxyde de grille 10
A ce moment, on enlève partiellement la pellicule d'oxyde supé- rieure FS 41, par attaque en excès, et la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 devient partiellement plus mince. Dans cet état, on forme des pellicu- les d'oxyde de paroi latérale 61 des deux côtés de l'électrode de grille 6, pour former une couche de drain faiblement dopé (que l'on appelle ci- après couche "LDD" pour "lightly doped drain") dans la couche de source/drain. Par les étapes qui consistent à former une pellicule d'oxyde de façon à recouvrir l'électrode de grille 6, et à l'enlever ensuite par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on forme les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61, qui sont auto-alignées, sur les côtés de l'électrode de grille 6. A ce moment, on enlève davantage la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, par attaque en excès.

On forme une pellicule de protection contre le siliciure, 11, sur la totalité d'une partie qui n'exige pas la formation d'une couche de siliciure. On forme la pellicule de protection contre le siliciure 11 sur une surface d'une couche de source/drain d'un élément à semiconducteurs, où la formation de la couche de siliciure occasionnerait un fonctionnement défectueux.

Par les étapes qui consistent à former une pellicule d'oxyde sur la totalité du substrat semiconducteur et à enlever sélectivement la pellicule d'oxyde par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on forme la pellicule de protection contre le siliciure, 11, de façon qu'elle recouvre une surface d'une couche de source/drain prédéterminée, et cette pellicule est formée en même temps, de façon auto-alignée, sur la surface latérale de la couche diélectrique FS 4 (sur les surfaces latérales de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et de la pellicule d'oxyde de grille FS 43), comme représenté sur la figure 92. Dans la formation de la pellicule de protection contre le siliciure, 11, on enlève davantage la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, par attaque en excès, et la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 devient partiellement beaucoup trop mince.

Du fait que la partie de bord de l'électrode FS 5 est soulevée dans l'étape d'oxydation de grille, l'électrode FS 5 est partiellement à nu dans certains cas.

Dans cet état, on forme une pellicule de siliciure 12, qui est auto-alignée, sur une surface supérieure de l'électrode de grille 6 et une surface de la couche de source/drain, non représentée. La pellicule de siliciure 12 peut être constituée par l'un quelconque des corps suivants : siliciure de cobalt (CoSi2), siliciure de titane (TiSi2), siliciure de nickel (NiSi2), siliciure de tungstène (WSi2), ou autres. Du fait que la pellicule de siliciure 12 est formée sur des surfaces d'une couche de silicium polycristallin et d'une couche de silicium, elle est formée sur la surface à nu de l'électrode FS 5, comme représenté sur la figure 93.

La pellicule de siliciure 12 qui est formée sur la surface à nu de l'électrode FS 5 peut aisément s'exfolier, du fait que la surface à nu de l'électrode FS 5 a une faible étendue, et elle est formée à l'endroit auquel la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 n'est pas complètement enlevée. Si la pellicule de siliciure 12 exfoliée se transforme en poussière -conductrice, et reste sur le dispositif à semiconducteurs, la partie restante affecte défavorablement les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs et diminue le rendement de fabrication du dispositif. En outre, si l'électrode FS 5 est partiellement perdue en compagnie de la pellicule de siliciure 12 exfoliée, ceci occasionne une cassure dans l'électrode FS 5, ce qui conduit à un plus faible rendement de fabrication du dispositif.

Dans le processus ci-dessus pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs, seule la pellicule d'oxyde OF3 est enlevée par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, par l'étape de la figure 87, et la pellicule d'oxyde OF1 est enlevée par attaque par voie humide (voir la figure 88). Cependant, les pellicules d'oxyde OF3 et OF1 peuvent être enlevées par attaque par voie sèche en même temps, bien que ceci occasionne le problème suivant.

Dans l'étape qui suit celle de la figure 86, on enlève les pellicules d'oxyde OF3 et OF1 pour former la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, et on laisse la pellicule d'oxyde OF1 seulement au-dessous de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, où elle devient la pellicule d'oxyde de grille FS 43. Dans ce cas, comme représenté sur la figure 94, il y a une possibilité d'enlèvement de la surface de la couche SOI 3 par atta-

que en excès.

En particulier, une partie de bord de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 est enlevée davantage que d'autres parties, ce qui fait qu'elle est partiellement creusée dans la couche SOI 3. L'un des facteurs qui occasionnent ce phénomène est une densité non uniforme d'un agent d'attaque. Ainsi, une partie en creux DP est créée dans la surface de la couche SOI 3 près de la partie de bord de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 41, comme représenté sur la figure 94.

Après l'étape de formation de la pellicule de paroi latérale 42, on doit enlever par attaque par voie humide une pellicule d'oxyde naturel qui est formée sur la surface de la couche SOI 3, avant de former la pellicule d'oxyde de grille OF3 sur la surface de la couche SOI 3, comme on l'a envisagé en relation avec la figure 89. A ce moment, en même temps que la pellicule d'oxyde naturel, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et ,la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sont légèrement enlevées. Cet état est représenté sur la figure 95.

Sur cette figure, la ligne en pointillés indique l'endroit auquel la pellicule diélectrique FS 4 était formée avant l'enlèvement de la pellicule d'oxyde naturel. Comme il ressort clairement de la figure 95, une partie de rebord EP est créée à la périphérie de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, du fait du retrait de la pellicule diélectrique FS 4.

La figure 96 montre un état après la formation de la pellicule d'oxyde OF 4 qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille. Sur cette figure, la pellicule d'oxyde OF 4 est formée en prenant la forme de la partie de rebord EP. En d'autres termes, la partie de rebord EP reste à la périphérie de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42. Dans cette condition, lorsqu'on forme la couche de silicium polycristallin PS2 qui doit devenir l'électrode de grille 6, une concentration de champ électrique se produit dans la partie de rebord EP pendant le fonctionnement du dispositif, et le champ électrique devient intense, ce qui fait apparaître une forte possibilité de claquage de la pellicule d'oxyde de grille. Ceci conduit à une moindre fiabilité de la pellicule d'oxyde de grille et, par extension, à une moindre fiabilité du transistor MOS avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ.

Les figures 98 à 100 correspondent aux figures 91 à 93, qui

montrent le problème dû au soulèvement de la partie de bord de l'électrode FS 5, qui se manifeste également dans le processus d'oxydation de grille.

Outre le problème ci-dessus, il y a un autre problème, dû au matériau de l'électrode FS, qui consiste en un court-circuit entre électrodes qui se produit dans une partie dans laquelle l'électrode de grille du transistor recouvre l'électrode FS.

Du fait que l'électrode FS 5, qui consiste en un silicium poly- cristallin de type N dopé avec du phosphore (P), a un grand diamètre de grain (comprenant un grain de cristal ayant un diamètre de 0,2 à 1 m), et que son oxydation est accélérée le long du joint de grain dans le pro- cessus d'oxydation, elle est probablement non uniforme.

De façon plus précise, la pellicule d'oxyde OF4 qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10 est formée sur la surface de la couche SOI 3, comme représenté sur la figure 89, et à ce moment l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant traverse la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille
FS 43, pour oxyder l'électrode FS 5. A cause de ceci, l'électrode FS 5 devient plus mince et ses bords sont relevés, comme envisagé précédemment, et en même temps la surface de l'électrode FS 5 devient non uniforme, pour la raison ci-dessus.

Cet état est représenté schématiquement sur la figure 101. La figure 101 est une vue en perspective montrant une configuration de la pellicule diélectrique FS 4, de l'électrode FS 5 et de l'électrode de grille 6, pour permettre de les visualiser aisément.

Du fait que la surface de l'électrode FS 5 n'est pas uniforme, la partie de bord de l'électrode FS 5 a de grandes et de petites saillies, comme représenté sur la figure 101. Par conséquent, une concentration de champ électrique se produit sur ces saillies pendant le fonctionnement du dispositif, et un claquage diélectrique se produit entre la partie de bord de l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6 en regard, ce qui occasionne un court-circuit entre ces électrodes.

La présente invention porte sur un dispositif à semiconducteurs.

Selon un premier aspect de la présente invention, le dispositif à semiconducteurs comprend, pour l'isolation d'éléments, une structure d'isola-

tion à blindage par effet de champ ayant une pellicule diélectrique de blindage par effet de champ qui est formée sélectivement sur un substrat semiconducteur, et une électrode de grille de blindage par effet de champ qui est formée sur la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, et dans ce dispositif la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend : une pellicule résistant à l'oxydation, formée de façon à recouvrir une surface supérieure de l'électrode de grille de blin- dage par effet de champ ; première pellicule d'oxyde de grille recou- vrant une surface supérieure de la pellicule résistant à l'oxydation; et une seconde pellicule d'oxyde recouvrant des surfaces latérales de la première pellicule d'oxyde, de la pellicule résistant à l'oxydation et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ.

Selon un second aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, la pellicule résistant à l'oxydation est une pellicule de nitrure de titane ou une pellicule de nitrure de tungstène.

Selon un troisième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, la pellicule résistant à l'oxydation est une pellicule de nitrure de silicium ou une pellicule de SiON.

Selon un quatrième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, la seconde pellicule d'oxyde a une structure de marche adoucie sur sa surface, dans une direction de coupe verticale.

Selon un cinquième aspect de la présente invention, le dispositif à semiconducteurs comprend, pour l'isolation d'éléments, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule diélectrique de blindage par effet de champ formée sélectivement sur un substrat semiconducteur, et une électrode de grille de blindage par effet de champ formée sur la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, et dans ce dispositif la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ présente une résistance à l'oxydation et la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend :une première pellicule résistant à l'oxydation formée de façon à recouvrir une surface supérieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ; une seconde pelli- cule résistant à l'oxydation, formée de façon à recouvrir des surfaces latérales de la première pellicule résistant à l'oxydation et de l'électrode de

grille de blindage par effet de champ.

Selon un sixième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, un élément isolé par la structure d'isolation à blindage par effet de champ est un transistor MOS, et une partie de surface du substrat semiconducteur sur laquelle le transistor MOS est formé est placée à un niveau inférieur à une partie de surface du substrat se- miconducteur sur laquelle la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ est formée.

Selon un septième aspect de la présente invention, dans le dis- positif à semiconducteurs, le substrat semiconducteur est un substrat SOI ayant une couche SOI formée sur un substrat isolant, et la structure d'isolation à blindage par effet de champ et le transistor MOS sont for- més sur la couche SOI, et une concentration en impureté dans la couche SOI au-dessous de l'électrode de grille de blindage par effet de champ 'est supérieure à celle dans une région de canal du transistor MOS qui est formé dans la couche SOI.

Selon un huitième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend en outre une pellicule d'oxyde formée entre le substrat semiconducteur et la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, de façon à recouvrir une surface inférieure de la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, et une partie de bord de la pellicule d'oxyde est plus épaisse qu'une partie centrale de celle-ci.

Selon un neuvième aspect de la présente invention, le dispositif à semiconducteurs comprend, pour l'isolation d'éléments, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule diélectrique de blindage par effet de champ formée sélectivement sur un substrat semiconducteur et une électrode de grille de blindage par effet de champ formée sur la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, et dans ce dispositif la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend : une première pellicule d'oxyde recouvrant une surface supé- rieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ; une se- conde pellicule d'oxyde recouvrant des surfaces latérales de la première pellicule d'oxyde et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, un élément isolé par la structure d'isolation à blindage par effet

de champ est un transistor MOS, et une épaisseur de la première pellicule d'oxyde est supérieure au total de celles d'une pellicule d'oxyde de paroi latérale formée dans une surface d'extrémité de l'électrode de grille du transistor MOS, pour la formation d'une couche de drain faiblement dopé du transistor MOS, et d'une pellicule de protection contre le siliciure qui est formée sur une partie du transistor MOS qui n'exige pas la formation d'une pellicule de siliciure.

Selon un dixième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, l'épaisseur de la première pellicule d'oxyde est de 1,1 à 3 fois plus grande que le total de celles de la pellicule d'oxyde de paroi latérale et de la pellicule de protection contre le siliciure.

Selon un onzième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, l'électrode de grille de blindage par effet de champ est constituée par une couche de silicium polycristallin, et la couche de silicium polycristallin a un grain cristallin dont le diamètre moyen n'est pas supérieur à 0,1 m.

Selon un douzième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, un élément isolé par la structure d'isolation à blindage par effet de champ est un transistor MOS, une électrode de grille du transistor MOS et l'électrode de grille de blindage par effet de champ sont formées chacune par une couche de silicium polycristallin, et le diamètre moyen d'un grain cristallin de l'électrode de grille de blindage par effet de champ est inférieur à celui de l'électrode de grille du transistor MOS.

Selon un treizième aspect de la présente invention, dans le dispositif à semiconducteurs, la couche de silicium polycristallin contient des atomes d'azote ayant une densité de 1 x 1019/cm3.

La présente invention porte également sur un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs. Conformément à un quatorzième aspect de la présente invention, le dispositif à semiconducteurs comprend, pour l'isolation d'éléments, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule diélectrique de blindage par effet de champ qui est formée sélectivement sur un substrat semiconducteur, et une électrode de grille de blindage par effet de champ qui est formée sur la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, et le procédé

comprend les étapes suivantes : (a) on forme la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ sur la totalité du substrat semiconducteur; (b) on forme sélectivement une structure multicouche comprenant l'électrode de grille de blindage par effet de champ, une pellicule résistant à l'oxydation et une première pellicule d'oxyde, qui sont empilées séquentiellement sur la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ; et (c) on forme une seconde pellicule d'oxyde qui recouvre des surfaces latérales de la première pellicule d'oxyde, de la pellicule résistant à l'oxy- dation et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, l'étape (c) comprenant les étapes suivantes : (c-1) on forme une pellicule d'oxyde de façon à recouvrir la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ et la structure multicouche; (c-2) on amincit la pellicule d'oxyde sur la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, par attaque anisotrope par voie sèche; et (c-3) on enlève la pellicule d'oxyde et la ,pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, par attaque par voie humide, pour former la seconde pellicule d'oxyde, et on enlève sélectivement la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ.

Dans le dispositif à semiconducteurs du premier aspect de la présente invention, du fait que la pellicule résistant à l'oxydation est formée sur l'électrode de grille de blindage par effet de champ, et que la première pellicule d'oxyde est formée sur elle, la surface supérieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ n'est pas à nu si la première pellicule d'oxyde est presque enlevée partiellement dans des étapes telles par exemple que la formation partielle de l'électrode de grille sur le transistor MOS sur la première pellicule d'oxyde, et la formation de la pellicule d'oxyde de paroi latérale, pour la formation de la couche de drain faiblement dopé sur la surface latérale de l'électrode de grille. Par conséquent, du fait qu'aucune pellicule de siliciure n'est formée sur la surface de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, même lorsque la pellicule de siliciure est formée sur l'électrode de grille, il est possible d'éviter un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs, à cause de la pellicule de siliciure exfoliée qui se transforme en une poussière conductrice restant sur le dispositif à semiconducteurs. En outre, il est possible d'éviter une cassure dans l'électrode de grille de blindage par effet de

champ, occasionnée par une perte partielle de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, avec l'exfoliation de la pellicule de siliciure L'existence de la pellicule résistant à l'oxydation empêche l'oxydation de la surface supérieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, ce qui a pour effet de réduire la vitesse de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode de grille de blindage par effet de champ sous l'action de l'oxydation, pour réduire une augmentation de la résistance électrique de l'électrode de grille de blindage par effet de champ.

Dans le document Japanese Patent Application Laid Open Gazette 8-162523, il n'y a pas de structure qui corresponde à la première ou à la seconde pellicule d'oxyde de la présente invention, et par conséquent la capacité parasite entre l'électrode de grille et l'électrode de grille de blindage par effet de champ augmente, et il est difficile de former l'électrode de grille. Dans le document Japanese Patent Application Laid Open 'Gazette 7-201967, il est impossible d'empêcher une déformation de l'électrode de grille de blindage par effet de champ à cause de l'oxydation, contrairement à la présente invention, du fait que la largeur de l'électrode de grille de blindage par effet de champ est raccourcie en oxydant horizontalement une pellicule de silicium polycristallin.

Dans le dispositif à semiconducteurs du second aspect de la présente invention, la valeur de résistance de l'électrode de grille de blindage par effet de champ diminue, du fait que la pellicule résistant à l'oxydation est une pellicule de nitrure de titane ou une pellicule de nitrure de tungstène, qui est conductrice.

Dans le dispositif à semiconducteurs du troisième aspect de la présente invention, la pellicule résistant à l'oxydation peut être formée relativement aisément lorsqu'elle consiste en une pellicule de nitrure de silicium, et la pellicule résistant à l'oxydation peut avoir une propriété intermédiaire entre la pellicule d'oxyde et la pellicule de nitrure, lorsqu'elle consiste en une pellicule SiON.

Dans le dispositif à semiconducteurs du quatrième aspect de la présente invention, le problème de l'exfoliation de l'électrode de grille peut être résolu par une excellente adhérence de l'électrode de grille lorsque, par exemple, l'électrode de grille du transistor MOS est formée en partie sur la seconde pellicule d'oxyde et la première pellicule

d'oxyde.

Dans le dispositif à semiconducteurs du cinquième aspect de la présente invention, du fait que l'électrode de grille de blindage par effet de champ est entourée par les pellicules résistant à l'oxydation, les pellicules résistant à l'oxydation ne sont pas enlevées, et aucune partie de rebord n'est formée à la périphérie de la seconde pellicule résistant à l'oxydation, même lorsque, par exemple, la pellicule d'oxyde naturel sur le substrat semiconducteur est enlevée par attaque par voie humide. Par conséquent, lorsque l'électrode de grille du transistor MOS est formée en partie sur la première pellicule résistant à l'oxydation, il est possible d'éviter une cassure de la pellicule d'oxyde de grille à cause de la partie de rebord, et d'augmenter la fiabilité de la pellicule d'oxyde de grille.

L'existence des première et seconde pellicules résistant à l'oxydation empêche l'oxydation des côtés correspondant aux surfaces supérieure et 'inférieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, et empêche que la partie de bord de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ne soit soulevée. Par conséquent, à titre d'exemple, lorsque l'électrode de grille du transistor MOS est formée en partie sur la première pellicule résistant à l'oxydation, il est possible d'éviter une augmentation de la capacité parasite entre l'électrode de grille et l'électrode de grille de blindage par effet de champ et un claquage diélectrique, résultant de la diminution partielle de la distance entre l'électrode de grille et l'électrode de grille de blindage par effet de champ. En outre, l'absence de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, à cause de l'oxydation, empêche une augmentation de la résistance électrique de l'électrode de grille de blindage par effet de champ. En outre, par exemple, lorsque l'électrode de grille du transistor MOS est formée en partie sur la première pellicule résistant à l'oxydation, et la pellicule d'oxyde de paroi latérale est formée sur la surface latérale de l'électrode de grille, pour la formation d'une couche de drain faiblement dopé, la première pellicule résistant à l'oxydation n'est pas enlevée et la surface supérieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ n'est pas mise à nu dans ce processus. Par conséquent, du fait qu'une pellicule de siliciure n'est pas formée sur la surface de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, même

lorsque la pellicule de siliciure est formée sur l'électrode de grille, il est possible d'éviter un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs, à cause de la pellicule de siliciure exfoliée qui se transforme en poussière conductrice qui reste sur le dispositif à semiconducteurs. En outre, il est possible d'éviter une cassure dans l'électrode de grille de blindage par effet de champ, occasionnée par une perte partielle de l'électrode de grille de blindage par effet de champ avec l'exfoliation de la pellicule de siliciure, et on peut obtenir un effet suffisant d'isolation par blindage par effet de champ pendant le fonctionnement du dispositif. Dans les documents Japanese Patent Application Laid Open Gazettes 7-283300 et 9-27600, aussi bien la configuration que le processus de fabrication de la pellicule de nitrure de silicium sont complexes, et il n'est pas possible d'empêcher l'oxydation du côté de la surface inférieure de l'électrode de blindage.

Dans le dispositif à semiconducteurs du sixième aspect de la présente invention, par exemple, lorsque le substrat SOI est utilisé pour le substrat semiconducteur, la couche SOI qui se trouve au-dessous de l'électrode de grille de blindage par effet de champ peut être formée de façon à être plus épaisse, et la valeur de résistance de la couche SOI audessous de l'électrode de grille de blindage par effet de champ peut être diminuée, tandis que l'exigence d'une épaisseur appropriée de la couche SOI dans la région de canal est respectée.

Dans le dispositif à semiconducteurs du septième aspect de la présente invention, du fait que la concentration en impureté de la couche SOI au-dessous de l'électrode de grille de blindage par effet de champ est plus élevée que celle dans la région de canal du transistor MOS qui est formé dans la couche SOI, la résistance électrique de la couche SOI au-dessous de l'électrode de grille de blindage par effet de champ est diminuée, pour fixer de manière sûre le potentiel de l'électrode du corps du substrat, à travers cette partie.

Dans le dispositif à semiconducteurs du huitième aspect de la présente invention, du fait que la partie de bord de la pellicule d'oxyde au-dessous de la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ est plus épaisse que sa partie centrale, il est possible d'éviter un claquage diélectrique à la partie de bord où une concentration de champ

électrique est susceptible de se produire, et il est possible d'augmenter la fiabilité de la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

Dans le dispositif à semiconducteurs du neuvième aspect de la présente invention, du fait que l'épaisseur de la première pellicule d'oxyde est supérieure au total de celles de la pellicule d'oxyde de paroi latérale pour la formation d'une couche faiblement dopée, et de la pelli- cule de protection contre le siliciure, la première pellicule résistant à l'oxydation n'est pas enlevée au point de mettre à nu la surface supé- rieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, par une attaque en excès, dans la formation de la pellicule d'oxyde de paroi laté- rale et de la pellicule de protection contre le siliciure. Par conséquent, du fait qu'une pellicule de siliciure n'est pas formée sur la surface de l'élec- trode de grille de blindage par effet de champ, même lorsque la pellicule de siliciure est formée sur l'électrode de grille, il est possible d'éviter un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs, dû à la pellicule de siliciure exfoliée qui se transforme en poussière conductrice qui reste sur le dispositif à semiconducteurs.

En outre, il est possible d'éviter une cassure dans l'électrode de grille de blindage par effet de champ qui est occasionnée par une perte partielle de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, avec l'exfoliation de la pellicule de siliciure, et il est possible d'obtenir un effet suffisant d'isolation par blindage par effet de champ pendant le fonctionnement du dispositif.

Dans le dispositif à semiconducteurs du dixième aspect de la présente invention, il est possible d'empêcher de façon sûre que la surface supérieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ne soit mise à nu par une attaque en excès.

Dans le dispositif à semiconducteurs du onzième aspect de la présente invention, du fait qu'il n'existe pas de grandes saillies dans la partie de bord de l'électrode de grille de blindage par effet de champ, il est possible d'empêcher un claquage diélectrique entre la partie de bord de l'électrode de grille de blindage par effet de champ et l'électrode de grille en regard, pendant le fonctionnement du dispositif, ainsi qu'un court-circuit entre ces électrodes.

Dans le dispositif à semiconducteurs du douzième aspect de la

présente invention, il est possible d'empêcher un claquage diélectrique entre la partie de bord de l'électrode de grille de blindage par effet de champ et l'électrode de grille en regard pendant le fonctionnement du dispositif, ainsi qu'un court-circuit entre ces électrodes.

Dans le dispositif à semiconducteurs du treizième aspect de la présente invention, il est possible d'obtenir de façon sûre une couche de silicium polycristallin ayant un grain cristallin dont le diamètre n'est pas supérieur à 0,1 m.

Avec le procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs du quatorzième aspect de la présente invention, la seconde pellicule d'oxyde dans le dispositif à semiconducteurs du premier aspect peut avoir la structure de marche adoucie sur sa surface, dans une direction de coupe verticale.

Le premier but de la présente invention est de procurer un dis- 'positif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ qui ne présente aucun problème de dégradation des caractéristiques de fonctionnement et de la fiabilité du dispositif, du fait de l'existence de la couche diélectrique FS. Le second but de la présente invention est de procurer un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ qui soit capable d'éviter une cassure de la pellicule d'oxyde de grille, du fait de son processus de fabrication. Le troisième but de la présente invention est de procurer un dispositif à semiconducteurs qui soit capable d'éviter l'apparition d'un court-circuit entre l'électrode FS et l'électrode de grille, du fait du matériau de l'électrode FS. Un autre but de la présente invention est de procurer des procédés qui conviennent pour la fabrication de ces dispositifs à semiconducteurs.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront davantage à la lecture de la description détaillée qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels :
Les figures 1 à 9 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un premier mode de réalisation préféré de la présente invention;

Les figures 10 à 13 montrent des étapes modifiées pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs conforme au premier mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 14 à 16 sont des représentations que l'on utilise pour une explication concernant une pellicule de protection contre le siliciure ;
Les figures 17 à 24 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un second mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 25 à 28 montrent des étapes modifiées pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 29 à 38 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un troisième mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 39 à 42 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 43 à 45 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 46 à 52 montrent des étapes modifiées pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs conforme au cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 53 à 57 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un sixième mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 58 à 60 montrent un exemple de dispositif à semiconducteurs conforme à un septième mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 61 à 63 montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs conforme au septième de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 64 à 69 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un huitième mode de réali-

sation préféré de la présente invention;
Les figures 70 à 78 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un neuvième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 79 montre une structure d'un dispositif à semiconducteurs conforme à un dixième mode de réalisation préféré de la présente invention;
Les figures 80 et 81 montrent le dixième mode de réalisation préféré de la présente invention;
La figure 82 est une vue en perspective montrant une structure d'ensemble d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ;
Les figures 83 à 100 montrent des étapes pour la fabrication d'un dispositif à semiconducteurs dans l'art antérieur; et
La figure 101 montre une structure du dispositif à semiconducteurs de l'art antérieur.

A. Le premier mode de réalisation préféré
A-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ M100, conforme au premier mode de réalisation préféré de la présente invention, et son action et son effet caractéristiques, en montrant sur les figures 1 à 9 des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec la structure d'isolation à blindage par effet de champ, M100.

Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M100 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 qui est représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont affectés aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention porte sur une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication qui suit portera essentiellement sur une configuration faisant intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

A-2. Procédé de fabrication
Premièrement, comme représenté sur la figure 1, on forme séquentiellement la pellicule d'oxyde OF1, la couche de silicium polycristal-

lin PS1 dopée avec une impureté (par exemple du phosphore), une pellicule de nitrure de silicium NF1 et la pellicule d'oxyde OF2, sur la surface de la couche SOI 3 qui est formée sur le substrat isolant constitué par le substrat de support 1 et par la pellicule d'oxyde enterrée 2, et on forme sur la pellicule d'oxyde OF2 le masque de matière de réserve R1 dans lequel un motif est défini. Dans l'explication qui suit, la pellicule d'oxyde de silicium est appelée "pellicule d'oxyde", et la pellicule de nitrure de silicium est appelée "pellicule de nitrure".

On forme la pellicule d'oxyde OF1 par oxydation thermique ou par dépôt chimique en phase vapeur, ou CVD, de façon qu'elle ait une épaisseur de 20 nm, on forme la couche de silicium polycristallin PS1 par
CVD, de façon qu'elle ait une épaisseur de 50 nm, on forme la pellicule de nitrure de silicium NF1 par CVD de façon qu'elle ait une épaisseur de
10 nm, et on forme la pellicule d'oxyde OF2 par CVD de façon qu'elle ait une épaisseur de 100 nm. Les épaisseurs de ces couches indiquées ci- dessus sont des exemples, et la pellicule d'oxyde OF1 peut avoir une épaisseur de 10 à 100 nm, la pellicule de silicium polycristallin peut avoir une épaisseur de 50 à 100 nm, la pellicule de nitrure de silicium NF1 peut avoir une épaisseur de 10 à 100 nm, et la pellicule d'oxyde OF2 peut avoir une épaisseur de 50 à 200 nm. En outre, pour obtenir la couche de silicium polycristallin PS1, on forme tout d'abord par CVD une couche de silicium polycristallin non dopé, et on injecte ensuite une im- pureté à l'intérieur, par implantation ionique.

En utilisant à titre de masque le masque de matière de réserve R1, on enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF2 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former la pellicule d'oxyde supérieure FS 41.

Ensuite, à l'étape de la figure 2, on enlève le masque de matière de réserve R1, et en utilisant à titre de masque la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, on enlève sélectivement par attaque anisotrope (attaque par voie sèche) la pellicule de nitrure NF1 et la couche de silicium polycristallin PS1, pour former une pellicule de nitrure supérieure FS 15 (une pellicule résistant à l'oxydation) et l'électrode FS 5.

Ensuite, à l'étape de la figure 3, on forme par CVD la pellicule d'oxyde OF3, de façon à recouvrir la pellicule d'oxyde OF1, la pellicule

de nitrure supérieure FS 15, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5. La pellicule d'oxyde OF3 a une épaisseur de 150 à 200 nm
A l'étape de la figure 4, on enlève par attaque anisotrope (attaque par voie sèche) les pellicules d'oxyde OF3 et OF1, pour former la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sur des surfaces latérales de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, de la pellicule de nitrure supérieure FS 15 et de l'électrode FS 5, et la pellicule d'oxyde OF1 reste seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, en devenant la pellicule d'oxyde de grille FS 43. La pellicule d'oxyde supérieure FS 41, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43 constituent la couche diélectrique FS 4.

A l'étape de la figure 5, on forme par oxydation thermique, sur la surface de la couche SOI 3, la pellicule d'oxyde OF4 qui doit devenir la 'pellicule d'oxyde de grille 10. Dans la formation de la pellicule d'oxyde OF4, l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant traverse la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43 pour oxyder un côté de surface inférieure de l'électrode FS 5, mais un côté de surface supérieure de l'électrode FS 5 n'est pas oxydé du fait que la pellicule de nitrure supérieure FS 15 est formée sur la surface supérieure de l'électrode FS 5, de façon à réduire la vitesse de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5 qui résulte de l'oxydation.

En outre, l'oxygène qui atteint le bas de l'électrode FS 5 oxyde la partie de bord de l'électrode FS 5, ce qui a pour effet de la soulever.

Ceci vient du fait qu'une partie de bord est plus oxydée et qu'une partie centrale est moins oxydée. Du fait que l'oxygène oxyde également la couche SOI 3 au-dessous de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, la partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43 devient plus épaisse.

Ensuite, à l'étape de la figure 6, on forme par CVD la couche de silicium polycristallin PS2, qui doit devenir l'électrode de grille 6, sur la pellicule d'oxyde OF4 et la couche diélectrique FS 4, de façon qu'elle ait une épaisseur de 100 à 150 nm.

A l'étape de la figure 7, on enlève sélectivement la couche de silicium polycristallin PS2 par attaque anisotrope (attaque par voie sè-

che), pour former l'électrode de grille 6. En utilisant à titre de masque l'électrode de grille 6, on enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF4 pour former la pellicule d'oxyde de grille 10.

A ce moment, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est partiel- lement enlevée par attaque en excès, et la pellicule d'oxyde supérieure
FS 41 devient en partie plus mince. Dans cet état, on forme des pellicu- les d'oxyde de paroi latérale 61 sur les deux côtés de l'électrode de grille
6, pour former une couche de drain faiblement dopé (que l'on appelle ci- après "couche LDD") dans la couche de source/drain. Par les étapes qui consistent à former une pellicule d'oxyde de façon à recouvrir l'électrode de grille 6, et à l'enlever ensuite par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sont formées, en étant auto-alignées, sur les côtés de l'électrode de grille 6. A ce moment, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est enlevée davantage par attaque en excès.

On forme la pellicule de protection contre le siliciure 11 sur la totalité d'une partie qui ne nécessite pas la formation d'une couche de siliciure. On forme la pellicule de protection contre le siliciure 11 sur une surface d'une couche de source/drain d'un élément à semiconducteurs où la formation de la couche de siliciure occasionnerait un fonctionnement défectueux. On présentera ultérieurement une explication supplémentaire concernant la pellicule de protection contre le siliciure.

Par les étapes de formation d'une pellicule d'oxyde sur la tota- lité du substrat semiconducteur et d'enlèvement sélectif de la pellicule d'oxyde par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on forme la pellicule de protection contre le siliciure 11de façon qu'elle recouvre une surface d'une couche de source/drain prédéterminée, et en même temps on la forme, de manière auto-alignée, sur la surface latérale de la couche isolante FS 4 (sur les surfaces latérales de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et de la pellicule d'oxyde de grille FS 43), comme représenté sur la figure 8. Dans la formation de la pellicule de protection contre le siliciure 11, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est enlevée davantage par attaque en excès, et la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 devient en partie beaucoup trop mince.

Cependant, du fait que la pellicule de nitrure supérieure FS 15

est formée sur la surface supérieure de l'électrode FS 5, la surface supérieure de l'électrode FS n'est pas à nu, même si la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est en partie presque enlevée.

Dans cet état, comme représenté sur la figure 9, on forme la pellicule de siliciure 12, de manière auto-alignée, sur la surface supérieure de l'électrode de grille 6 et sur la surface de la couche de source/drain, non représentée, de façon qu'elle ait une épaisseur qui est par exemple de 80 nm. Pour obtenir la pellicule de siliciure 12, on dépose une pellicule mince d'un métal, tel que du cobalt (Co), sur des surfaces de la couche de silicium polycristallin et de la couche de silicium, et on effectue ensuite un traitement thermique à la température de 700 C, pour provoquer une réaction du silicium et du métal.

La pellicule de siliciure auto-aligné 12 peut être constituée par l'un quelconque des corps suivants : siliciure de cobalt (CoSi2), siliciure 'de titane (TiSi2), siliciure de nickel (NiSi2), siliciure de tungstène (WSi2) ou autres.

Du fait qu'une pellicule de siliciure n'est pas formée sur une surface d'une pellicule de nitrure, la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur une surface de la pellicule de nitrure supérieure FS 15, comme représenté sur la figure 9.

A-3. Action et Effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M100, du fait que la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur la surface de l'électrode FS 15, il est possible d'empêcher un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs, à cause de la pellicule de siliciure exfoliée 12 qui se transforme en une poussière conductrice qui reste sur le dispositif à semiconducteurs.

En outre, il est possible d'empêcher une cassure dans l'électrode FS 5 occasionnée par une perte partielle de l'électrode FS 5 avec l'exfoliation de la pellicule de siliciure 12.

En outre, pour empêcher la formation de la pellicule de siliciure 12, la pellicule qui doit être formée sur la surface supérieure de l'électrode FS 5 n'est pas limitée à une pellicule de nitrure, et on peut utiliser par exemple une pellicule d'oxynitrure (SiON). On peut également utiliser une pellicule de nitrure de titane (TiN) et une pellicule de nitrure de tung-

stène (WN). Ces pellicules ont une action qui consiste à réduire la valeur de résistance de l'électrode FS 5, du fait qu'elles sont conductrices.

A-4. Modification
Dans le premier mode de réalisation préféré, envisagé en relation avec les figures 1 à 9, les pellicules d'oxyde OF3 et OF1 sont enlevées par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), comme représenté sur la figure 4, mais la pellicule d'oxyde OF1 peut être enlevée par attaque par voie humide. Dans ce cas, le fait de former la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 de façon qu'elle ait une largeur inférieure à celles de la pellicule de nitrure supérieure FS 15 et de l'électrode FS 5 permet d'obtenir l'action et l'effet caractéristiques suivants.

La figure 10 montre à titre d'exemple une étape pour former la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 de façon qu'elle ait une largeur légèrement inférieure à celles de la pellicule de nitrure supérieure FS 15 et 'de l'électrode FS 5. Comme il ressort clairement de cette figure, on forme la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 de façon qu'elle ait une largeur légèrement inférieure à celles de la pellicule de nitrure supérieure FS 15 et de l'électrode FS 5, et on forme des pellicules de dépôt 411 sur ses deux côtés. Ensuite, en utilisant à titre de masque la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et les pellicules de dépôt 411, on enlève la pellicule de nitrure NF1 et la pellicule de silicium polycristallin PS1. Après ceci, on enlève les pellicules de dépôt 411, pour former la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 dont la largeur est légèrement inférieure à celles de la pellicule de nitrure supérieure FS 15 et de l'électrode FS 5.

Dans ce cas, on peut former intentionnellement la pellicule de dépôt 411, mais il est possible de tirer parti du phénomène selon lequel un agent d'attaque tel que CF4, qui est utilisé dans l'attaque par voie sèche pour former la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, se dépose de luimême. En d'autres termes, si l'on sait que l'agent d'attaque se déposera de lui-même sur les surfaces latérales de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, on peut utiliser cette propriété.

La figure 11 montre un état dans lequel la pellicule d'oxyde OF3 est formée de façon à recouvrir la pellicule d'oxyde OF1, la pellicule de nitrure supérieure FS 15, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5.

Ensuite, comme représenté sur la figure 12, on enlève la pellicule d'oxyde OF3 jusqu'à une épaisseur prédéterminée, par attaque par voie sèche.

Ensuite, à l'étape de la figure 13, on enlève la pellicule d'oxyde OF3 par attaque par voie humide, et on enlève en même temps la pellicule d'oxyde OF1. L'attaque par voie humide se déroule de manière inverse de l'étape de formation de la pellicule d'oxyde OF3.

Plus précisément, la pellicule d'oxyde OF3 se développe en prenant la forme de la structure de marche de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, de la pellicule de nitrure supérieure FS 15 et de l'électrode FS. Par conséquent, un contour de la pellicule d'oxyde OF3 présente des marches adoucies. Les marches disparaissent avec la croissance mais elles restent dans l'historique. L'attaque par voie humide reproduit le caractère non uniforme et des marches adoucies sont créées sur la surface 'de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42.

Par conséquent, du fait de la présence de marches adoucies sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, une meilleure cohésion de la couche de silicium polycristallin dans la formation de la couche de silicium polycristallin qui doit devenir l'électrode de grille, comme envisagé en relation avec la figure 6, résout le problème de l'enlèvement de l'électrode de grille.

En outre, comme représenté dans une région A de la figure 13, une partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43 présente une pente douce, et ceci est plus avantageux, pour la raison suivante, que d'avoir une pente abrupte. Dans les étapes ultérieures de formation de la couche de silicium polycristallin et d'attaque sélective pour former l'électrode de grille (voir la figure 7), la structure avec la pente douce produit un excellent effet consistant à empêcher l'apparition d'un résidu de silicium polycristallin inutile, et par conséquent elle peut éviter l'apparition d'un court-circuit et elle évite la diminution du rendement de fabrication.

A-5. Pellicule de protection contre le siliciure
On va maintenant présenter une explication concernant la pellicule de protection contre le siliciure 11. La figure 14 montre un circuit inverseur C2 et un circuit de protection C1, à titre d'exemples de circuits

intégrés à semiconducteurs.

Dans le circuit de protection C1 , un transistor MOS à canal P, P1, et un transistor MOS à canal N, N1, sont connectés en série l'un à l'autre, et une plage de connexion d'entrée PD est connectée à un noeud
ND1 qui connecte ces transistors MOS. Une électrode de grille du transistor MOS à canal P, P1, est connectée à un potentiel d'alimentation (Vcc), et elle est ainsi toujours dans un état de blocage. Une électrode de grille du transistor MOS à canal N, N1, est connectée à un potentiel de masse, et elle est ainsi toujours dans un état de blocage.

Dans le circuit inverseur C2, un transistor MOS à canal P, P2, et un transistor MOS à canal N, N2, sont connectés en série l'un à l'autre, et un noeud ND2 qui connecte ces transistors MOS est connecté à un autre circuit, non représenté. Les électrodes de grille du transistor MOS à canal P, P2, et du transistor MOS à canal N, N2, sont connectées au noeud ND1 du circuit de protection C1.

En supposant qu'une surtension transitoire soit appliquée par l'intermédiaire de la plage de connexion d'entrée PD, du fait que la surtension transitoire est beaucoup plus élevée qu'une tension de fonctionnement d'un transistor MOS normal, si le circuit de protection C1 n'est pas incorporé, la surtension transitoire est appliquée aux électrodes de grille du transistor MOS à canal P, P2, et du transistor MOS à canal N, N2, dans le circuit inverseur C2, ce qui augmente la possibilité de claquage diélectrique dans les deux grilles. Lorsque le circuit de protection C1 est incorporé, l'application de la surtension transitoire produit un claquage entre la source et le drain dans le transistor MOS à canal P, P1, et le transistor MOS à canal N, N1, pour produire un courant, et par conséquent la surtension transitoire n'est pas appliquée au circuit inverseur C2.

Le circuit de protection C1 fonctionne ainsi, en appliquant la surtension transitoire entre la source et le drain. C'est la raison pour laquelle la pellicule de protection contre le siliciure, expliquée cidessous, est nécessaire.

La figure 15 est une vue en plan d'un transistor MOS. Dans le transistor MOS, une électrode de grille GE allongée est disposée au centre du transistor, et une région de source/drain SD est disposée extérieu-

rement, sur les deux côtés dans la direction de la largeur. De façon générale, une pellicule de siliciure SF est formée sur une surface de la région de source/drain SD de façon à réduire une résistance de contact entre la région de source/drain SD et un trou de contact, non représenté, mais la pellicule de siliciure occasionne un défaut dans un transistor MOS com- prenant le circuit de protection C1.

La figure 16 est une vue agrandie d'une région A de la figure
15. La pellicule de siliciure SF est de façon générale un polycristal et elle est constituée par de grands et de petits grains cristallins GR de siliciure.

Par conséquent, les joints de grains ont un caractère inégal, traduisant les formes des grains. Une partie de bord de la pellicule de siliciure SF, le long d'une partie de bord de l'électrode de grille GE, présente égale- ment un caractère inégal, et les grains cristallins GR sont disposés sur les côtés opposés de l'électrode de grille GE, comme représenté sur la 'figure 16. Dans cette structure, lorsque la surtension transitoire est ap- pliquée, une surintensité transitoire se concentre entre des saillies (indiquées par une flèche) des grains cristallins GR des deux côtés de l'électrode de grille GE, et cette partie est endommagée de façon intensive. Ceci occasionne un défaut de fonctionnement du transistor MOS et fait perdre la fonction d'un circuit de protection. Pour cette raison, à la place de la pellicule de siliciure, on forme la pellicule de protection contre le siliciure sur la surface de la région de source/drain du circuit de protection.

Dans le circuit intégré à semiconducteurs autre que le circuit de protection, comme le circuit inverseur C2, il est nécessaire de former la pellicule de siliciure sur la surface de sa région de source/drain, et l'étape d'enlèvement de la pellicule de protection contre le siliciure est nécessaire avant la formation de la pellicule de siliciure, comme envisagé précédemment.

B. Le second mode de réalisation préféré
B-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ M200 conforme au second mode de réalisation préféré de la présente invention, et son action et son effet caractéristiques, en se référant aux

figures 17 à 24 qui montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec la structure d'isolation à blindage par effet de champ M200. Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M200 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 qui est représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont affectés aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention concerne une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication qui suit portera essentiellement sur une configuration faisant intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

B-2. Procédé de fabrication
Premièrement, comme représenté sur la figure 17, on forme séquentiellement la pellicule d'oxyde OF1, une pellicule de nitrure NF2, la couche de silicium polycristallin PS1 dopée avec une impureté (par 'exemple du phosphore) et la pellicule d'oxyde OF2, sur la surface de la couche SOI 3 qui est formée sur le substrat isolant constitué par le substrat de support 1 et la pellicule d'oxyde enterrée 2, et on forme sur la pellicule d'oxyde OF2 le masque de matière de réserve R1 dans lequel un motif est défini.

On forme la pellicule de nitrure NF2 par CVD, pour lui donner une épaisseur de 20 nm. Les épaisseurs et les procédés de formation de la pellicule d'oxyde OF1, de la couche de silicium polycristallin PS1 et de la pellicule d'oxyde OF2 sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation préféré, et ils ne seront pas envisagés ici.

Dans l'étape de la figure 18, en utilisant à titre de masque le masque de matière de réserve R1, on enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF2 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former la pellicule d'oxyde supérieure FS 41.

Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R1, et en utilisant à titre de masque la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, on enlève sélectivement la couche de silicium polycristallin PS1, par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former l'électrode FS 5.

Ensuite, dans l'étape de la figure 19, on forme la pellicule d'oxyde OF3 par CVD, de façon à recouvrir la pellicule de nitrure NF2, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5. La pellicule

d'oxyde OF3 a une épaisseur de 150 à 200 nm.

Dans l'étape de la figure 20, on enlève la pellicule d'oxyde OF3 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sur les surfaces latérales de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et de l'électrode FS 5.

Ensuite, à l'étape de la figure 21, on attaque la pellicule de nitrure NF2 de façon à la laisser seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, où elle devient une pellicule de nitrure inférieure FS 16 (une pellicule résistant à l'oxydation).

Pour attaquer la pellicule de nitrure NF2, on effectue par exemple une attaque par voie humide avec de l'acide phosphorique chaud, et par conséquent une partie de bord de la pellicule de nitrure inférieure FS 16 devient légèrement en retrait par rapport à une partie de bord de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, sous l'effet de l'attaque en excès.

A l'étape de la figure 22, on attaque la pellicule d'oxyde OF1 de façon à la laisser seulement au-dessous de la pellicule de nitrure inférieure FS 16, où elle devient la pellicule d'oxyde de grille FS 43. Pour attaquer la pellicule d'oxyde OF1, on effectue par exemple une attaque par voie humide avec de l'acide fluorhydrique (HF), et par conséquent une partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43 peut prendre une position en retrait par rapport à la partie de bord de la pellicule de nitrure inférieure FS 16, du fait de l'attaque en excès (ceci n'est pas représenté). En outre, l'attaque par voie humide doit être accomplie dans le temps le plus court possible, pour éviter qu'une couche de silicium polycristallin inutile ne reste sous la forme d'un résidu, à cause d'une valeur élevée de retrait, dans l'étape ultérieure de formation de l'électrode de grille. Pour ceci, l'épaisseur de la pellicule d'oxyde OF1 doit être égale à la moitié de celle de la pellicule de nitrure NF2, par exemple environ 10 nm.

A l'étape de la figure 23, la pellicule d'oxyde OF4 qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10 est formée par oxydation thermique sur la surface de la couche SOI 3. Dans la formation de la pellicule d'oxyde OF4, l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant traverse la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43, mais le côté de la surface inférieure de l'électrode FS 5 n'est pas oxydé,

du fait que la pellicule de nitrure inférieure FS 16 est formée au-dessous de la surface inférieure de l'électrode FS 5, pour réduire la vitesse de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5 sous l'effet de l'oxydation. En outre, du fait que la partie de bord de l'électrode FS 5 n'est pas oxydée, il est possible d'empêcher le gauchissement de l'électrode FS 5.

Du fait que la couche SOI 3 au-dessous de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 est oxydée moins aisément que l'électrode FS 5, et que la pellicule de nitrure inférieure FS 16 s'étend au-dessous de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, il y a une moindre augmentation d'épaisseur de la partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43.

Ensuite, on forme par CVD la couche de silicium polycristallin PS2 qui doit devenir l'électrode de grille 6, sur la pellicule d'oxyde OF4 et la couche diélectrique FS 4, et on enlève sélectivement la couche de silicium polycristallin PS2 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former l'électrode de grille 6. Ensuite, en utilisant à titre de masque l'électrode de grille 6, on enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF4 pour former la pellicule d'oxyde de grille 10.

A ce moment, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est partiellement enlevée par attaque en excès, et la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 devient partiellement plus mince. Dans cet état, on forme des pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les deux côtés de l'électrode de grille 6 pour former une couche LDD dans la couche de source/drain. Par les étapes de formation d'une pellicule d'oxyde, de façon à recouvrir l'électrode de grille 6, et ensuite d'enlèvement de cette pellicule par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on forme les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61, de manière auto-alignée, sur les côtés de l'électrode de grille 6, comme représenté sur la figure 23. A ce moment, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est enlevée davantage, par attaque en excès.

On forme entièrement la pellicule de protection contre le siliciure 11. Ensuite, on enlève sélectivement la pellicule de protection contre le siliciure 11, par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour recouvrir une surface d'une couche de source/drain prédéterminée, et cette pellicule est formée de façon auto-alignée sur des surfaces latérales de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, de la pellicule de nitrure

inférieure FS 16 et de la pellicule d'oxyde de grille FS 43, comme représenté sur la figure 24. Lorsqu'on forme la pellicule de protection contre le siliciure 11, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est enlevée davantage par attaque en excès, mais en aucun cas la pellicule d'oxyde supérieure FS 42 ne devient partiellement beaucoup trop mince ou n'est partiellement presque enlevée, du fait que l'électrode FS 5 est uniforme.

Dans cet état, on forme la pellicule de siliciure 12, de manière auto-alignée, de façon qu'elle ait par exemple une épaisseur de 80 nm, sur la surface supérieure de l'électrode de grille 6 et sur la surface de la couche de source/drain, non représentée. Du fait qu'aucune pellicule de siliciure n'est formée sur une surface d'une pellicule d'oxyde, la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur la surface de l'électrode FS 5.

B-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconduc- 'teurs M200, du fait que la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur la surface de l'électrode FS 5, il est possible d'éviter un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs, dû à la pellicule de siliciure exfoliée 12 qui se transforme en poussière conductrice qui reste sur le dispositif à semiconducteurs. En outre, il est possible d'éviter une cassure de l'électrode FS 5 occasionnée par une perte partielle de l'électrode FS 5 avec l'exfoliation de la pellicule de siliciure 12.

B-4. Modification
Dans le second mode de réalisation préféré que l'on a envisagé en relation avec les figures 17 à 24, la pellicule d'oxyde OF3 est enlevée par attaque anisotrope (attaque par voie sèche) et la pellicule de nitrure NF2 et la pellicule d'oxyde OF1 sont enlevées par attaque par voie humide, comme représenté sur les figures 21 et 22. Dans ce cas, le fait de former la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 de façon qu'elle ait une largeur inférieure à celle de l'électrode FS 5 permet d'obtenir l'action et l'effet caractéristiques suivants.

L'étape pour la formation de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 de façon qu'elle ait une largeur légèrement inférieure à celle de l'électrode FS 5, a été envisagée en relation avec la figure 10 dans le mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une ex-

plication redondante.

La figure 25 montre un état dans lequel la pellicule d'oxyde OF3 est formée de façon à recouvrir la pellicule de nitrure NF2, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5.

Ensuite, comme représenté sur la figure 26, on enlève la pelli- cule d'oxyde OF3 sur une épaisseur prédéterminée, par attaque par voie sèche.

Ensuite, à l'étape de la figure 27, on attaque la pellicule de nitrure NF2 de façon à la laisser seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, où elle devient la pellicule de nitrure inférieure FS 16. Pour attaquer la pellicule de nitrure NF2, on effectue par exemple une attaque par voie humide avec de l'acide phos- phorique chaud, et par conséquent la partie de bord de la pellicule de nitrure inférieure FS 16 prend une position légèrement en retrait par rap- 'port à la partie de bord de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, par attaque en excès.

A l'étape de la figure 28, on attaque la pellicule d'oxyde OF1 de façon à la laisser seulement au-dessous de la pellicule de nitrure inférieure FS 16, où elle devient la pellicule d'oxyde de grille FS 43. Pour attaquer la pellicule d'oxyde OF1, on effectue par exemple une attaque par voie humide avec de l'acide fluorhydrique (HF), et par conséquent la partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43 peut prendre une position en retrait par rapport à la partie de bord de la pellicule de nitrure inférieure FS 16, par attaque en excès (ceci n'est pas représenté).

L'attaque par voie humide de la pellicule d'oxyde se déroule de manière inverse de l'étape de formation de la pellicule d'oxyde 3. On a envisagé ceci dans le premier mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante. L'attaque par voie humide de la pellicule d'oxyde créé des marches adoucies sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, traduisant une structure de marche qui est due à la différence de largeur entre la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5.

Ainsi, du fait de marches adoucies sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, une meilleure cohésion de la couche de silicium polycristallin dans la formation de la couche de silicium polycristal-

lin qui doit devenir l'électrode de grille, comme envisagé en relation avec la figure 23, résout le problème de l'enlèvement de l'électrode de grille.

C. Le troisième mode de réalisation préféré
C-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M300, conforme au troisième mode de réalisation préféré de la présente invention, et son action et son effet caractéristiques, en se référant aux figures 29 à 38 qui montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec la structure d'isolation à blindage par effet de champ M300. Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M300 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont attribués aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention porte sur une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication suivante portera essentiellement sur une configuration faisant intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

C-2. Procédé de fabrication
Premièrement, comme représenté sur la figure 29, on forme séquentiellement la pellicule d'oxyde OF1, la couche de silicium polycristallin PS1 dopée avec une impureté (par exemple du phosphore), la pellicule d'oxyde OF2 et une pellicule de nitrure NF3, sur la surface de la couche SOI 3 qui est formée sur le substrat isolant constitué par le substrat de support 1 et la pellicule d'oxyde enterrée 2, et on forme sur la pellicule de nitrure NF3 le masque de matière de réserve R1, dans lequel un motif est défini.

On forme la pellicule d'oxyde OF1 par oxydation thermique ou par CVD de façon qu'elle ait une épaisseur de 20 nm, on forme la couche de silicium polycristallin PS1 par CVD de façon qu'elle ait une épaisseur de 50 nm, on forme la pellicule d'oxyde OF2 par CVD de façon qu'elle ait une épaisseur d'environ 100 nm, et on forme la pellicule de nitrure NF3 par CVD de façon qu'elle ait une épaisseur d'environ 10 nm. Les épaisseurs de ces couches données ci-dessus sont des exemples, et la pellicule de nitrure NF3 peut avoir une épaisseur de 10 à 100 nm. L'épaisseur

des autres pellicules a été envisagée dans le premier mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante.

Dans l'étape de la figure 30, en utilisant à titre de masque le masque de matière de réserve R1, on enlève sélectivement par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), la pellicule d'oxyde OF3, la pellicule d'oxyde OF2 et la couche de silicium polycristallin PS1, pour former une pellicule de nitrure de recouvrement 17 (la première pellicule résistant à l'oxydation), la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5.

Ensuite, on enlève le masque de réserve R1 et, à l'étape de la figure 31, on forme la pellicule d'oxyde OF3 par CVD, de façon à recouvrir la pellicule d'oxyde OF1, la pellicule de nitrure de recouvrement 17, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5. La pellicule d'oxyde OF3 a une épaisseur de 150 à 200 nm.

A l'étape de la figure 32, on enlève la pellicule d'oxyde OF3 par 'attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sur des surfaces latérales de la pellicule de nitrure de recouvrement 17, de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et de l'électrode FS 5.

En outre, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 devient plus épaisse, d'une valeur égale à l'épaisseur de la pellicule de nitrure de recouvrement 17, ce qui procure une marge d'attaque pour l'attaque de la pellicule d'oxyde OF1, comme envisagé ci-dessous.

Après ceci, à l'étape de la figure 33, on enlève la pellicule d'oxyde OF1. La pellicule d'oxyde OF1 remplit également la fonction d'une pellicule de protection pour protéger la région de source/drain contre l'exposition au plasma de l'attaque par voie sèche, et elle est enlevée par attaque par voie humide avec de l'acide fluorhydrique (HF) tamponné.

Par cette étape, la pellicule d'oxyde OF1 reste seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, où elle devient la pellicule d'oxyde de grille FS 43. La pellicule d'oxyde supérieure FS 41, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43 constituent la couche diélectrique FS 4.

Du fait que les pellicules d'oxyde OF3 et OF1 sont attaquées avec de l'acide fluorhydrique tamponné, et qu'une pellicule de nitrure, c'est-à-dire la pellicule de nitrure de recouvrement 17, est peu attaquée

par l'acide fluorhydrique tamponné, l'épaisseur de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 ne diminue pas. Par conséquent, il est possible d'éviter une augmentation de la capacité parasite entre l'électrode de grille 6 qui est formée sur la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5, dans les étapes ultérieures, et il est possible de maintenir suffisamment l'isolation critique entre l'électrode de grille 6 et l'électrode FS 5.

Bien que la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 devienne légèrement plus mince, elle a une épaisseur appropriée après cette attaque, du fait qu'elle est formée initialement plus épaisse, avec une différence égale à l'épaisseur de la pellicule de nitrure de recouvrement 17.

En outre, du fait de la rétraction de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, la pellicule de nitrure de recouvrement 17 fait saillie sur une surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41.

L'acide fluorhydrique (HF) tamponné est une solution aqueuse 'consistant en un mélange de fluorure d'hydrogène (HF) et de fluorure d'ammonium (NH4F) et elle procure une vitesse d'attaque plus stable que l'acide fluorhydrique dilué, pour une pellicule d'oxyde de silicium.

A l'étape de la figure 34, on forme par oxydation thermique sur la surface de la couche SOI 3 la pellicule d'oxyde OF4 qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10. Dans la formation de la pellicule d'oxyde OF4, l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant traverse la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43, pour oxyder la surface inférieure de l'électrode FS 5, mais la surface supérieure de l'électrode FS 5 est moins oxydée, du fait que la pellicule de nitrure de recouvrement 17 est formée sur une surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, pour arrêter l'oxydant qui entre dans la surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, afin de réduire la vitesse de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5 sous l'effet de l'oxydation.

Ceci vient du fait qu'une partie de bord est oxydée davantage et qu'une partie centrale est moins oxydée. Du fait que l'oxygène oxyde également la couche SOI 3 au-dessous de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, la partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43 devient plus

épaisse.

Ensuite, à l'étape de la figure 35, on forme par CVD la couche de silicium polycristallin PS2 qui doit devenir l'électrode de grille 6, sur la pellicule d'oxyde OF4, la pellicule de nitrure de recouvrement 17 et la couche diélectrique FS 4, de façon qu'elle ait une épaisseur de 100 à
150 nm.

A l'étape de la figure 36, on enlève sélectivement la couche de silicium polycristallin PS2 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former l'électrode de grille 6. A ce moment, on fixe la condition d'attaque de façon que la vitesse d'attaque pour la couche de sili- cium polycristallin PS puisse être supérieure à celle pour la pellicule de nitrure de recouvrement 17. A titre d'exemple, le fait de choisir une tem- pérature et une sorte de gaz appropriées pour l'attaque, empêche l'attaque de la pellicule de nitrure de recouvrement 17 et, par extension, em- 'pêche l'attaque de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41.

Ensuite, en utilisant à titre de masque l'électrode de grille 6, on enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF4 pour former la pellicule d'oxyde de grille 10.

Ensuite, on forme les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les deux côtés de l'électrode de grille 6, pour former une couche LDD dans la couche de source/drain. Par les étapes consistant à former une pellicule d'oxyde de façon à recouvrir l'électrode de grille 6, et à l'enlever ensuite par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on forme les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61, de manière auto-alignée, sur les côtés de l'électrode de grille 6.

A ce moment, on fixe la condition d'attaque de façon que la vitesse d'attaque pour la pellicule d'oxyde puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure de recouvrement 17. Par exemple, le fait de choisir à titre de gaz d'attaque un gaz contenant du fluor, empêche l'attaque de la pellicule de nitrure de recouvrement 17 et, par extension, empêche l'attaque de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41.

A l'étape de la figure 37, on forme entièrement la pellicule de protection contre le siliciure 11. Par les étapes de formation d'une pellicule d'oxyde sur la totalité du substrat, et ensuite d'enlèvement sélectif de cette pellicule par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on

forme la pellicule de protection contre le siliciure, 11, de façon qu'elle recouvre une surface d'une couche de source/drain prédéterminée, et en même temps, cette pellicule est formée d'une manière auto-alignée sur les côtés de la couche diélectrique FS 4 (la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43), comme représenté sur la figure 38. Lorsque la pellicule de protection contre le siliciure 11 est formée, le fait de choisir la condition d'attaque de façon que la vitesse d'attaque pour la pellicule d'oxyde puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure de recouvrement 17, empêche l'attaque de la pelli- cule de nitrure de recouvrement 17 et, par extension, empêche l'attaque de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41.

Dans cet état, on forme la pellicule de siliciure 12, de manière auto-alignée, de façon qu'elle ait par exemple une épaisseur de 80 nm, sur la surface supérieure de l'électrode de grille 6 et la surface de la 'couche de source/drain, non représentée, mais du fait que la pellicule de nitrure de recouvrement 17 est formée sur la surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, et qu'en aucun cas la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 n'est partiellement enlevée pour mettre à nu la surface de l'électrode FS 5, la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur la surface supérieure de l'électrode FS 5.

Pour obtenir la pellicule de siliciure 12, on dépose une pellicule mince d'un métal tel que le cobalt (Co) sur des surfaces de la couche de silicium polycristallin et de la couche de silicium, et on effectue ensuite un traitement thermique à la température de 700 C, pour faire réagir le silicium et le métal.

C-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M300, le fait de former la pellicule de nitrure de recouvrement 17 sur la surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 évite une diminution de l'épaisseur de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41. Il en résulte qu'il est possible d'éviter une augmentation de la capacité parasite entre l'électrode de grille 6 et l'électrode FS 5, et une dégradation de la vitesse de fonctionnement du dispositif. En outre, une isolation électrique suffisante entre l'électrode de grille 6 et l'électrode FS 5 évite un court-circuit entre ces électrodes.

L'incorporation de la pellicule de siliciure de recouvrement 17 bloque l'oxydant qui entre par le côté de la surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, de façon à réduire la vitesse d'oxydation du côté de la surface supérieure de l'électrode FS 5. Ceci réduit la vitesse de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5 sous l'effet de l'oxydation, pour maîtriser une augmentation de résistance électrique.

En outre, dans le dispositif à semiconducteurs M300, du fait que la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur la surface de l'électrode FS 5, il est possible d'éviter un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs qui est dû à la pellicule de siliciure 12 exfoliée qui se transforme en poussière conductrice restant sur le dispositif à semiconducteurs. En outre, il est possible d'éviter une coupure dans l'électrode FS 5 qui est occasionnée par une perte partielle de l'électrode FS 5 avec l'exfoliation de la pellicule de siliciure 12, et on obtient un effet suffisant d'isolation à blindage par effet de champ, lorsque le dispositif fonctionne.

C-4. Modification
Dans le troisième mode de réalisation préféré que l'on a envisagé en relation avec les figures 29 à 38, on utilise une pellicule de nitrure pour la pellicule de nitrure de recouvrement 17. Au lieu de la pellicule de nitrure, on peut utiliser une pellicule d'oxynitrure (SiON) pour produire la même action et le même effet que l'exemple ci-dessus.

La pellicule d'oxynitrure est un isolant ayant une propriété intermédiaire entre celles de Si02 et Si3N4, et elle est formée par CVD ou par oxydation thermique de Si3N4.

D. Le quatrième mode de réalisation préféré
D-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M400, conforme au quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention, et son action et son effet caractéristiques, en se référant aux figures 39 à 42 qui montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ M400. Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M400 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semicon-

ducteurs M90 qui est représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont attribués aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention porte sur une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication qui suit portera essentiellement sur une configuration faisant intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

Les éléments identiques à ceux du troisième mode de réalisation préféré, envisagé en relation avec les figures 29 à 38, portent les mêmes symboles de référence, et on ne répétera pas l'explication.

D-2. Procédé de fabrication
Premièrement, comme représenté sur la figure 39, on forme sé- quentiellement la pellicule d'oxyde OF1, une pellicule de nitrure NF4, la couche de silicium polycristallin PS1 dopée avec une impureté (par exemple du phosphore), la pellicule d'oxyde OF2 et la pellicule de nitrure 'NF3, sur la surface de la couche SOI 3 qui est formée sur le substrat isolant constitué par le substrat de support 1 et la pellicule d'oxyde enter- rée 2, et on forme sur la pellicule de nitrure NF3 le masque de matière de réserve R1 dans lequel un motif est défini.

On forme les pellicules de nitrure NF3 et NF4 par CVD de façon qu'elles aient une épaisseur de 10 nm. L'épaisseur ci-dessus des pellicules de nitrure NF3 et NF4 est un exemple, et la pellicule de nitrure NF3 peut avoir une épaisseur de 10 à 100 nm. L'épaisseur des autres pellicules a été envisagée dans le premier mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante.

En utilisant à titre de masque le masque de matière de réserve
R1, on enlève sélectivement par attaque anisotrope (attaque par voie sèche) la pellicule de nitrure NF3, la pellicule d'oxyde OF2, la pellicule de nitrure NF4 et la couche de silicium polycristallin PS1, pour former la pellicule de nitrure de recouvrement 17 (la première pellicule résistant à l'oxydation), la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, une pellicule de nitrure supérieure FS 18 (la seconde pellicule résistant à l'oxydation) et l'électrode FS 5.

Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R1, et on forme une pellicule d'oxyde, par CVD, de façon qu'elle ait une épaisseur de 150 à 200 nm, de façon à recouvrir la pellicule d'oxyde OF1, la pelli-

cule de nitrure de recouvrement 17, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, la pellicule de nitrure supérieure FS 18 et l'électrode FS 5. Ensuite, on enlève la pellicule d'oxyde par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sur les surfaces latérales de la pellicule de nitrure de recouvrement 17, de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, de la pellicule de nitrure supérieure FS 18 et de l'électrode FS 5, comme représenté sur la figure 40.

Après ceci, à l'étape de la figure 41, on enlève la pellicule d'oxyde OF1. La pellicule d'oxyde OF1 remplit également la fonction d'une pellicule de protection pour protéger la région de source/drain contre l'exposition au plasma de l'attaque par voie sèche, et elle est enlevée par attaque par voie humide avec de l'acide fluorhydrique (HF) tamponné.

Par cette étape, la pellicule d'oxyde OF1 reste seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, où elle devient la pellicule d'oxyde de grille FS 43. La pellicule d'oxyde supé- rieure FS 41, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43 constituent la couche diélectrique FS 4.

Du fait que les pellicules d'oxyde OF3 et OF1 sont attaquées avec de l'acide fluorhydrique tamponné et qu'une pellicule de nitrure, c'est-à-dire la pellicule de nitrure de recouvrement 17, est peu attaquée par l'acide fluorhydrique tamponné, l'épaisseur de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 ne diminue pas. Par conséquent, il est possible d'éviter une augmentation de la capacité parasite entre l'électrode de grille 6 qui est formée sur la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et l'électrode FS 5, au cours des étapes ultérieures, et de maintenir suffisamment l'isolation électrique entre l'électrode de grille 6 et l'électrode FS 5.

En outre, sous l'effet de la rétraction de la pellicule d'oxyde de paroi laté-

raie 42, la pellicule de nitrure de recouvrement 17 fait saillie sur la surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41.

Ensuite, on forme par oxydation thermique, sur la surface de la couche SOI 3, une pellicule d'oxyde qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10. Dans la formation de la pellicule d'oxyde, l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant traverse la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43 pour oxyder le côté de la surface inférieure de l'électrode FS 5, mais du fait que la pellicule de nitrure de recouvrement 17 est formée sur la surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et que la pellicule de nitrure supérieure 18 est formée sur la surface supérieure de l'électrode FS 5, l'oxydant qui entre dans la surface supérieure de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 est ainsi bloqué, pour empêcher l'oxydation du côté de la surface supérieure de l'électrode FS 5, même si l'oxydant entre.

Ceci vient du fait qu'une partie de bord est davantage oxydée et qu'une partie centrale est moins oxydée. Du fait que l'oxygène oxyde également la couche SOI 3 au-dessous de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, la partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43 devient plus épaisse.

Les étapes suivantes sont les mêmes que celles des figures 35 à 38, et le dispositif à semiconducteurs M400 de la figure 42 est formé par les étapes comprenant la formation sélective de l'électrode de grille 6, la formation des pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les surfaces latérales de l'électrode de grille 6, la formation sélective de la pellicule de protection contre le siliciure, 11, et la formation sélective de la pellicule de siliciure 12.

D-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M400, l'incorporation de la pellicule de nitrure de recouvrement 17 empêche la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 de devenir plus mince et empêche la formation de la pellicule de siliciure 12 sur la surface de l'électrode FS 5, comme dans le troisième mode de réalisation préféré.

En outre, la formation de la pellicule de nitrure supérieure FS 18 sur la

surface supérieure de l'électrode FS 5 empêche l'oxydation de la surface supérieure de l'électrode FS 5, pour réduire la vitesse de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5, sous l'effet de l'oxydation.

Bien entendu, on peut utiliser une pellicule d'oxynitrure (SiON) pour la pellicule de nitrure de recouvrement et la pellicule de nitrure su- périeure FS, à la place de la pellicule d'oxyde.

E. Le cinquième mode de réalisation préféré
E-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semi- conducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ,
M500, conforme au cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention, ainsi que son action et son effet caractéristiques, en se référant aux figures 43 à 45 qui montrent des étapes pour la fabrication du ,dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M500. Les mêmes symboles de référence sont attribués aux éléments identiques à ceux du troisième mode de réalisation préféré, envisagé en relation avec les figures 29 à 38, et on ne répétera pas l'explication.

E-2. Procédé de fabrication
A l'étape de la figure 43, on effectue une implantation ionique avec des ions d'azote (N) par le dessus de la pellicule de nitrure de recouvrement 17 (la première pellicule résistant à l'oxydation) et de la pellicule diélectrique FS 4. Cette implantation ionique forme une pellicule de protection de paroi latérale 19 (la seconde pellicule résistant à l'oxydation), ayant une structure semblable à une pellicule de nitrure, au moins sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, comme représenté sur la figure 44. Les étapes antérieures à celle de la figure 43 sont les mêmes que celles des figures 29 à 33 dans le troisième mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante.

Les ions d'hydrogène (N) sont injectés avec une énergie de 20 à 60 keV, pour donner une densité de 1 x 1014 à 1 x 1020/cm3 après implantation. La pellicule de protection de paroi latérale 19 qui est formée par ce processus a la propriété de s'opposer au passage d'oxygène, comme une pellicule de nitrure.

Ensuite, on forme par oxydation thermique, sur la surface de la couche SOI 3, une pellicule d'oxyde qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10. Dans la formation de la pellicule d'oxyde, l'oxygène, à titre d'oxydant, ne peut pas traverser la pellicule de nitrure de recouvrement 17 ou la pellicule de protection de paroi latérale 19, et par conséquent les côtés de la surface supérieure et de la surface inférieure de l'électrode FS 5 ne sont pas oxydés. Un peu d'oxygène entre seulement par une surface latérale d'une partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43, mais ne peut pas oxyder l'électrode FS 5.

En outre, en injectant des ions d'azote en diagonale, ainsi que par le dessus, une pellicule de protection ayant une structure semblable à une pellicule de nitrure est formée sur la surface latérale de la partie de bord de la pellicule d'oxyde de grille FS 43, pour empêcher aussi efficacement que possible l'entrée d'oxygène, ce qui a pour effet d'empêcher l'oxydation de l'électrode FS 5.

Il est donc possible d'empêcher que la partie de bord de l'électrode FS 5 soit soulevée, et d'empêcher une diminution d'épaisseur notable de l'électrode FS 5.

Des étapes suivantes sont les mêmes que celles des figures 35 à 38, et le dispositif à semiconducteurs M500 de la figure 45 est obtenu par les étapes qui consistent à former sélectivement l'électrode de grille 6, à former les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les surfaces latérales de l'électrode de grille 6, à former sélectivement la pellicule de protection contre le siliciure, 11, et à former sélectivement la pellicule de siliciure 12.

E-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M500, l'incorporation de la pellicule de nitrure de recouvrement 17 empêche la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 de devenir plus mince, et empêche la formation de la pellicule de siliciure 12 sur la surface de l'électrode FS 5, comme dans le troisième mode de réalisation préféré.

L'incorporation de la pellicule de nitrure de recouvrement 17 et de la pellicule de protection de paroi latérale 19 produit une action et un effet supplémentaires, comme envisagé ci-dessous.

Plus précisément, ni la surface supérieure, ni la surface infé-

rieure de l'électrode FS 5 n'est oxydée, et la partie de bord de l'électrode FS 5 n'est pas soulevée, et par conséquent il est possible d'empêcher une diminution partielle de la distance entre l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6, et d'empêcher une augmentation de la capacité parasite entre l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6, et un claquage diélectrique.

Du fait de l'absence de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5 sous l'effet de l'oxydation, il est possible d'empêcher une augmentation de la résistance électrique de l'électrode FS 5.

L'incorporation de la pellicule de protection de paroi latérale 19 empêche un enlèvement partiel de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sous l'effet d'une attaque en excès, dans les étapes de formation de l'électrode de grille 6, de formation de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 61 et de formation de la pellicule de protection contre le siliciure, 11.

E-4. La première modification
Comme envisagé ci-dessus, dans le cinquième mode de réalisation préféré, la pellicule de protection de paroi latérale 19, ayant une structure semblable à une pellicule de nitrure, est formée par implantation d'ions d'azote sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42. A la place de la pellicule de protection de paroi latérale 19, on peut former sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 une pellicule de nitrure de surface latérale 20 (la seconde pellicule résistant à l'oxydation), constituée par une pellicule de nitrure.

On envisagera un exemple de la structure ci-dessus en se référant aux figures 46 à 48. Comme représenté sur la figure 46, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 est formée sur les surfaces latérales de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et de l'électrode FS 5. A ce moment, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 est formée de façon à ne pas recouvrir complètement la surface latérale de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41, en considération d'une épaisseur de la pellicule de nitrure de surface de paroi latérale 20 qui sera formée ultérieurement. Les étapes antérieures à celle de la figure 46 sont les mêmes que celles des figures 29 à 32 dans le troisième mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante.

Ensuite, à l'étape de la figure 47, on forme la pellicule de ni-

trure de surface de paroi latérale 20, constituée par une pellicule de nitrure, sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42. Pour obtenir la pellicule de nitrure de surface de paroi latérale 20, on forme entièrement une pellicule de nitrure, par CVD, de façon qu'elle ait par exemple une épaisseur de 100 nm, et ensuite on enlève par attaque anisotrope la pellicule de nitrure autre que celle se trouvant sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42.

Après ceci, à l'étape de la figure 48, on enlève la pellicule d'oxyde OF1 par attaque par voie humide avec de l'acide fluorhydrique (HF) tamponné. Par cette étape, la pellicule d'oxyde OF1 reste seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, où elle devient la pellicule d'oxyde de grille FS 43.

Du fait que la pellicule d'oxyde OF1 est attaquée avec de l'acide fluorhydrique tamponné, et que des pellicules de nitrure, c'est-àdire la pellicule de nitrure de recouvrement 17 et la pellicule de nitrure de surface de paroi latérale, sont peu attaquées avec de l'acide fluorhydrique tamponné, l'épaisseur de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 ne diminue pas.

E-5. La seconde modification
Dans l'exemple ci-dessus, la pellicule de nitrure de surface de paroi latérale 20 a une épaisseur d'environ 100 nm, mais elle peut être plus mince.

On envisagera un exemple en se référant aux figures 49 à 52.

Premièrement, comme représenté sur la figure 49, on forme une pellicule d'oxyde de paroi latérale 42A (la seconde pellicule résistant à l'oxydation) sur des surfaces latérales de la pellicule de nitrure de recouvrement 17, de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et de l'électrode FS 5. Les étapes antérieures à celles de la figure 49 sont presque les mêmes que celles des figures 29 à 32 dans le troisième mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante. Dans ce cas, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42A est plus mince que la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 qui est utilisée dans les premier à quatrième modes de réalisation préférés.

Ensuite, à l'étape de la figure 50, on forme entièrement une pellicule de nitrure NF5, par CVD, de façon qu'elle ait par exemple une

épaisseur de 20 à 30 nm.

Ensuite, à l'étape de la figure 51, on enlève par attaque anisotrope la pellicule de nitrure NF5 autre que celle qui se trouve sur la surface de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42A, de façon à obtenir une pellicule de nitrure de surface de paroi latérale 20A (la seconde pellicule résistant à l'oxydation).

Après ceci, à l'étape de la figure 52, on enlève la pellicule d'oxyde OF1 par attaque par voie humide avec de l'acide fluorhydrique (HF) tamponné. Par cette étape, la pellicule d'oxyde OF1 reste seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42A, en devenant la pellicule d'oxyde de grille FS 43.

Du fait que la pellicule d'oxyde OF1 est attaquée avec de l'acide fluorhydrique tamponné et que des pellicules de nitrure, c'est-àdire la pellicule de nitrure de recouvrement 17 et la pellicule de nitrure de surface de paroi latérale 20A sont peu attaquées par de l'acide fluorhydrique tamponné, les épaisseurs de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41 et de la pellicule d'oxyde de surface de paroi latérale 42A ne diminuent pas.

* F. Le sixième mode de réalisation préféré
F-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M600, conforme au sixième mode de réalisation préféré de la présente invention, ainsi que son action et son effet caractéristiques, en se référant aux figures 53 à 57 qui montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M600. Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M600 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont attribués aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention concerne une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication suivante portera essentiellement sur une configuration faisant intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

F-2. Procédé de fabrication

Premièrement, comme représenté sur la figure 53, on forme séquentiellement une pellicule de nitrure NF6, la couche de silicium polycristallin PS1 dopée avec une impureté (par exemple du phosphore) et une pellicule de nitrure NF7, sur la surface de la couche SOI 3 qui est formée sur le substrat isolant constitué par le substrat de support 1 et la pellicule d'oxyde enterrée 2, et on forme sur la pellicule de nitrure NF7 le masque de matière de réserve R1 dans lequel un motif est défini.

On forme les pellicules de nitrure NF6 et NF7, par CVD, de fa- çon qu'elles aient respectivement des épaisseurs de 20 nm et 30 nm. Chacune des pellicules de nitrure NF6 et NF7 peut avoir une épaisseur de 10 à 100 nm. L'épaisseur de la couche de silicium polycristallin PS1 et le procédé de formation sont les mêmes que ceux du premier mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante.

A l'étape de la figure 54, on enlève sélectivement la pellicule de nitrure NF7 et la couche de silicium polycristallin PS1, pour former une pellicule de nitrure supérieure FS 21 (la première pellicule résistant à l'oxydation) et l'électrode FS 5. A ce moment, on laisse la pellicule de nitrure NF6 de façon à réduire un endommagement de la couche SOI 3 sous l'effet de l'attaque.

Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R1, et à l'étape de la figure 55, on forme par CVD une pellicule de nitrure NF8, de façon à recouvrir la pellicule de nitrure NF6, la pellicule de nitrure supérieure FS 21 et l'électrode de grille FS 5.

Ensuite, à l'étape de la figure 56, on enlève les pellicules de nitrure NF8 et NF6 par attaque anisotrope, pour former une pellicule de nitrure de paroi latérale 22 (la seconde pellicule résistant à l'oxydation) sur les surfaces latérales de la pellicule de nitrure supérieure FS 21 et de l'électrode FS 5, et une pellicule de nitrure de grille FS 23 au-dessous de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et de l'électrode FS 5.

A ce moment, on creuse, par attaque en excès, la couche SOI 3 au voisinage d'une partie de bord de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22, pour créer une partie de cavité DP. La pellicule de nitrure supérieure FS 21, la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et la pellicule de nitrure de grille FS 23 constituent une pellicule diélectrique FS 4A.

Avant de former une pellicule d'oxyde de grille sur la surface de la couche SOI 3, on doit enlever, par attaque par voie humide, la pellicule d'oxyde naturel qui est formée sur la surface de la couche SOI 3. A ce moment, si on utilise par exemple à titre d'agent d'attaque de l'acide fluorhydrique tamponné, du fait que la pellicule d'oxyde est attaquée, mais la pellicule de nitrure, c'est-à-dire la pellicule diélectrique FS 4A (la pellicule de nitrure supérieure FS 21 , la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et la pellicule de nitrure de grille FS 23) est peu attaquée, l'épaisseur de la pellicule diélectrique FS 4A ne diminue pas.

Par conséquent, aucune partie de rebord n'est créée dans la périphérie de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 du fait du retrait de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22, et il est possible d'éviter une cassure de la pellicule d'oxyde de grille du fait de l'existence de la partie de rebord, et d'augmenter la fiabilité de la pellicule d'oxyde de 'grille.

En outre, du fait que l'électrode FS 5 est recouverte par la pellicule de nitrure, sans effet nuisible de l'attaque par voie humide cidessus, l'électrode FS 5 ne devient pas plus mince.

Après avoir formé la pellicule de nitrure de paroi latérale 22, c'est-à-dire par attaque par voie sèche, on peut effectuer un recuit au four électrique à la température de 600 à 1200 C dans une atmosphère d'azote, pendant 10 à 60 minutes. On peut adopter la combinaison d'un recuit de courte durée à la température d'environ 1000 à 1200 C pendant 10 à 60 secondes, et du recuit au four électrique ci-dessus. Un but de ce recuit est de réparer dans la surface du substrat un dommage d'attaque qui est occasionné par la formation de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22.

Pour éliminer le dommage d'attaque, on peut effectuer une attaque chimique par voie sèche qui utilise essentiellement CF4, pour attaquer sur 1 à 30 nm la surface de la couche SOI 3. Dans cette attaque chimique, il se dépose habituellement une pellicule d'oxyde de silicium pendant l'attaque du silicium. Par conséquent, il est nécessaire d'effectuer une attaque par voie humide de la pellicule d'oxyde de silicium déposée, mais la pellicule diélectrique FS 4A n'est pas enlevée, du fait de sa résistance à l'agent d'attaque tel que de l'acide fluorhydrique tampon-

né.

On forme ensuite une pellicule d'oxyde qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10, par oxydation thermique sur la surface de la couche SOI 3. Dans la formation de la pellicule d'oxyde, du fait que l'oxygène utilisé à titre d'oxydant ne peut pas traverser la pellicule de nitrure supérieure FS 21, la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et la pellicule de nitrure de grille FS 23, les côtés de la surface supérieure et de la surface inférieure de l'électrode FS 5 ne sont pas oxydés.

Il est donc possible d'éviter que la partie de bord de l'électrode FS 5 soit soulevée, et d'éviter une diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5.

Les étapes suivantes sont les mêmes que celles des figures 35 à 38, et on obtient le dispositif à semiconducteurs M600 de la figure 57 par les étapes qui consistent à former sélectivement l'électrode de grille '6, à former les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les surfaces latérales de l'électrode de grille 6, à former sélectivement la partie de protection contre le siliciure, 11, et à former sélectivement la pellicule de siliciure 12.

Bien que l'épaisseur de la pellicule de nitrure supérieure FS soit de 30 nm dans l'explication ci-dessus, elle peut être d'environ 100 nm s'il est nécessaire de réduire la capacité parasite entre la pellicule de nitrure supérieure FS 21 et l'électrode de grille 6, et d'empêcher le claquage diélectrique.

En outre, il est nécessaire d'éviter une attaque en excès de la pellicule de nitrure supérieure FS 21 dans chacune des étapes ci-dessus.

En d'autres termes, on fixe la condition d'attaque de façon que la vitesse d'attaque pour le matériau de l'électrode de grille (silicium polycristallin) puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure supérieure FS 21, dans la formation de l'électrode de grille 6, on la fixe de façon que la vitesse d'attaque pour une pellicule d'oxyde puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure supérieure FS 21 dans la formation de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 61, et on la fixe de façon que la vitesse d'attaque pour une pellicule d'oxyde puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure supérieure FS 21 dans la formation de la pellicule de protection contre le siliciure, 11.

F-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M600, du fait que la pellicule diélectrique FS 4A est constituée par une pellicule de nitrure, aucune partie de rebord n'est formée à la périphérie de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 lorsque la pellicule d'oxyde naturel est enlevée par attaque par voie humide, et il n'y a pas de cassure de la pellicule d'oxyde de grille due au retrait de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et à l'existence de la partie de rebord. Ceci augmente la fiabilité de la pellicule d'oxyde de grille.

Dans la formation de la pellicule d'oxyde de grille 10, du fait que l'oxygène utilisé à titre d'oxydant ne peut pas traverser la pellicule de nitrure supérieure FS 21, la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et la pellicule de nitrure de grille FS 23, les côtés de la surface supérieure et de la surface inférieure de l'électrode FS 5 ne sont pas oxydés, et la partie de bord de l'électrode FS 5 n'est pas soulevée. Par conséquent, il est possible d'éviter une diminution partielle de la distance entre l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6, et d'éviter une augmentation de la capacité parasite entre l'électrode FS 5 et l'électrode de grille 6, ainsi que le claquage diélectrique.

En outre, du fait qu'il n'y a pas de diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5 due à l'oxydation, il est possible d'éviter une augmentation de la résistance électrique de l'électrode FS 5.

De plus, du fait que la pellicule de nitrure supérieure FS 21 est formée sur l'électrode FS 5, la fixation des conditions d'attaque pour la formation de l'électrode de grille 6, pour la formation de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 61 et pour la formation de la pellicule de protection contre le siliciure, 11, comme envisagé précédemment, empêche que la pellicule de nitrure supérieure FS 21 ne soit enlevée par une attaque en excès. Par conséquent, il est possible d'empêcher une augmentation de la capacité parasite entre l'électrode de grille 6 et l'électrode FS 5 et une dégradation de la vitesse de fonctionnement du dispositif. En outre, l'existence d'une isolation électrique suffisante entre l'électrode de grille 6 et l'électrode FS 5 empêche un court-circuit entre ces électrodes.

La fixation des conditions d'attaque de la manière envisagée précédemment évite également que la pellicule de nitrure de paroi laté-

raie 22 ne soit partiellement enlevée par une attaque en excès dans les étapes de formation de l'électrode de grille 6, de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 61 et de la pellicule de protection contre le siliciure, 11.

Du fait que l'électrode FS 5 n'est pas à nu, il est possible d'éviter un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs, à cause de la pellicule de siliciure 12 exfoliée qui se transforme en poussière conductrice restant sur le dispositif à semiconducteurs. En outre, il est possible d'éviter une cassure dans l'électrode FS 5 qui est occasionnée par une perte partielle de l'électrode
FS 5 avec l'exfoliation de la pellicule de siliciure 12, et on obtient un effet suffisant d'isolation par blindage par effet de champ lorsque le dispositif fonctionne.

F-4. Modification
Comme envisagé ci-dessus en relation avec les figures 54 et '55, dans le sixième mode de réalisation préféré, la pellicule de nitrure supérieure FS 22 et l'électrode FS 5 sont formées en même temps en utilisant le masque de matière de réserve R1. On peut adopter un autre procédé dans lequel seul le motif de la pellicule de nitrure supérieure FS 22 est défini avec le masque de matière de réserve R1, et les motifs des pellicules restantes sont définis en utilisant à titre de masque la pellicule de nitrure supérieure FS 22.

Ceci réduit l'inconvénient qui est occasionné par l'utilisation du masque de matière de réserve R1. Plus précisément, lorsqu'on utilise le masque de matière de réserve R1, une impureté qui est libérée par le masque de matière de réserve R1 se dépose sur la paroi latérale de la pellicule se trouvant au-dessous, et la largeur de la pellicule augmente.

Si ce phénomène se produit dans plus d'une couche, il apparaît une possibilité que la structure multicouche, qui prend une forme en escalier lorsqu'on l'observe en coupe, ne corresponde pas précisément à la forme du masque de matière de réserve R1. Le fait de limiter l'utilisation du masque de matière de réserve R1 atténue l'inconvénient indiqué cidessus.

Dans l'exemple des figures 54 et 55, la pellicule de nitrure NF8 qui doit devenir la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 est formée par CVD, sans enlever la pellicule de nitrure NF6. La pellicule de nitrure NF8

qui doit devenir la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 peut être formée après la formation de la pellicule de nitrure de grille FS 23.

G. Le septième mode de réalisation préféré
G-1. Description détaillée d'un dispositif SOI
Dans les premier à sixième modes de réalisation préférés, on envisage des dispositifs à semiconducteurs ayant une structure d'isolation à blindage par effet de champ qui est formée sur le substrat SOI. Il est naturel que l'utilisation d'un substrat en silicium massif, au lieu du substrat SOI, produise la même action et le même effet.

Le septième mode de réalisation préféré, envisagé ci-dessous, produit une action et un effet marqués lorsqu'il est appliqué à un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ qui est formé sur le substrat SOI.

Du fait que le dispositif SOI a une structure dans laquelle le canal est dans un état flottant, il y a un problème de dégradation de la tension de claquage de drain, par exemple, à cause d'un effet de substrat flottant (un phénomène qui est occasionné par un canal dans un état flottant). Pour résoudre ce problème, il est efficace de fixer le potentiel de substrat, c'est-à-dire le potentiel de canal, en prévoyant une électrode de contact avec le corps du substrat. Le dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ convient parfaitement pour former l'électrode de contact avec le corps du substrat.

La figure 58 est une vue en plan d'un exemple de dispositif SOI avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ. Sur cette figure, une partie d'ouverture OP1 est formée dans une électrode FS 110 qui a une forme rectangulaire, en vue en plan, et cette ouverture constitue une région active du transistor MOS. Une électrode de grille 210 du transistor MOS est formée de façon à diviser la région active en deux parties égales. Les régions actives qui sont situées extérieurement, des deux côtés de l'électrode de grille 210, sont des régions qui sont destinées à constituer des régions de source/drain (S/D) 310. En outre, des trous de contact 510 sont connectés à la région S/D 310.

Les parties de bord sur la longueur de l'électrode de grille 210 s'étendent jusque sur l'électrode FS 110, à laquelle les trous de contact 510 sont connectés.

En plus de la partie d'ouverture OP1, une partie d'ouverture OP2 est formée, et le trou de contact 510 est connecté à cette ouverture pour la connexion à l'électrode de contact avec le corps du substrat.

Les figures 59 et 60 sont des coupes respectivement selon les lignes A-A et B-B de la figure 58.

Sur la figure 59, l'électrode FS 110 est formée sur un substrat SOI OB. Le substrat SOI OB consiste en un substrat isolant comprenant le substrat en silicium SB et une couche d'oxyde enterrée OX formée sur lui, et en une couche SOI (couche de silicium monocristallin) SL qui est formée sur le substrat isolant. L'électrode FS 110 a une pellicule d'oxyde de grille FS 111 formée sur la surface de la couche SOI SL, une pellicule de nitrure inférieure FS 112, une couche de silicium polycristallin 113, une pellicule de nitrure supérieure FS 114 et une pellicule d'oxyde supé- rieure FS 115, formées dans cet ordre sur la pellicule d'oxyde de grille 'FS 111, et des pellicules de paroi latérale 116 sont formées sur les surfaces latérales de ces pellicules et couche.

Le substrat SOI OB peut être formé par le procédé SIMOX ("Séparation by Implanted Oxygen", c'est-à-dire séparation par oxygène implanté), par assemblage de tranches et par n'importe quels autres procédés.

On forme partiellement une couche de silicium polycristallin 212 sur l'électrode FS 110 et on forme une pellicule de siliciure auto-aligné 213 sur la couche de silicium polycristallin 212.

On forme sur la surface de la couche SOI SL, au fond de la partie d'ouverture OP2 qui est formée dans l'électrode FS 110, une autre pellicule de siliciure auto-aligné 213 qui est destinée à remplir la fonction d'une électrode de contact avec le corps du substrat, et on forme une pellicule isolante inter-couche 910 de façon à recouvrir l'électrode FS 110 et la partie d'ouverture OP2. On forme les trous de contact 510, qui pénètrent dans la pellicule isolante inter-couche 910, sur la pellicule de siliciure auto-aligné 213 qui est formée dans la partie d'ouverture OP2, et sur la pellicule de siliciure auto-aligné 213 qui est formée sur la couche de silicium polycristallin 212.

Sur la figure 60, la pellicule d'oxyde de grille 211 est formée sur la surface de la couche SOI SL entre deux électrodes de grille FS

110, et la couche de silicium polycristallin 212 est formée de façon à recouvrir la pellicule d'oxyde de grille 211 et à recouvrir partiellement les électrodes de grille FS 110. La pellicule de siliciure auto-aligné 213 est formée sur la couche de silicium polycristallin 212.

La pellicule isolante inter-couche 910 est formée sur les électrodes de grille FS 110 et l'électrode de grille 210, et les trous de contact
510 sont formés dans les parties de bord de la couche de silicium poly- cristallin 212, en pénétrant dans la pellicule isolante inter-couche 910.

Dans le dispositif à semiconducteurs ayant la structure de la figure 58, la fiabilité avec laquelle le potentiel du corps du substrat est fixée dépend de la résistance à travers le canal du transistor et l'électrode de contact avec le corps du substrat, c'est-à-dire de la résistance de la couche SOI au-dessous de l'électrode de grille FS.

En outre, la valeur de résistance de la couche SOI au-dessous 'de l'électrode de grille FS dépend de l'épaisseur de pellicule de la couche SOI, de sa concentration en impureté et de la distance entre le canal du transistor et l'électrode de contact avec le corps du substrat. Plus précisément, sur la figure 58, elle dépend de l'épaisseur de pellicule de la couche SOI SL, de sa concentration en impureté et de la distance entre la pellicule de siliciure auto-aligné 213 et la couche SOI SL audessous de la couche de silicium polycristallin 212. Sur la figure 58, la distance minimale L entre la partie de bord de la partie d'ouverture OP2 et le corps de l'électrode de grille 210 est la distance entre le canal du transistor et l'électrode de contact avec le corps du substrat.

Pour réduire la valeur de résistance de la couche SOI audessous de l'électrode de grille FS, il est nécessaire de faire en sorte que la distance minimale L soit la plus courte possible. Si ceci est difficile en termes de structure du dispositif, il est nécessaire à la place d'augmenter l'épaisseur de pellicule de la couche SOI SL ou d'augmenter la concentration en impureté de la couche SOI SL.

Pour l'optimisation des caractéristiques de transistors, une limite est imposée à l'épaisseur de pellicule de la couche SOI SL. Par exemple, la couche SOI SL doit avoir une épaisseur de pellicule d'environ 100 nm.

Il est impossible de fixer à une valeur trop élevée la concentra-

tion en impureté de la couche SOI SL, du fait qu'elle est déterminée conformément à la concentration en impureté dans la région de canal.

Le septième mode de réalisation préféré répond à ces exigences et il peut en outre réduire la valeur de résistance de la couche SOI au-dessous de l'électrode de grille FS.

On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M700, conforme au septième mode de réalisation préféré de la présente invention, et son action et son effet caractéristiques, en se référant aux figures 61 à 63 qui montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M700. Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M700 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 qui est représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de 'référence sont attribués aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention concerne une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication qui suit portera principalement sur une configuration qui fait intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

G-2. Procédé de fabrication
Les étapes antérieures à celle de la figure 61 sont presque les mêmes que celles des figures 53 à 55 dans le sixième mode de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante.

A l'étape de la figure 61, la couche SOI 3 au voisinage d'une partie de bord de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 est creusée par attaque en excès, pour créer une partie en creux DP, comme dans le sixième mode de réalisation préféré.

Avant de former une pellicule d'oxyde de grille sur la surface de la couche SOI 3, on doit enlever par attaque par voie humide la pellicule d'oxyde naturel qui est formée sur la surface de la couche SOI 3. A ce moment, aucune partie de rebord n'est formée à la périphérie de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22, et il est possible d'éviter une cassure de la pellicule d'oxyde de grille du fait de l'existence de la partie de rebord, et d'augmenter la fiabilité de la pellicule d'oxyde de grille, comme

dans le sixième mode de réalisation préféré.

A l'étape de la figure 62, on forme une pellicule d'oxyde sacrificielle SO sur la surface de la couche SOI 3. On forme la pellicule d'oxyde sacrificielle SO par CVD ou par oxydation thermique à la température de 750 à 1200 C, de façon qu'elle ait une épaisseur de 10 à 50 nm.

Du fait que le silicium de la surface de la couche SOI 3 est consommé par la formation de la pellicule d'oxyde sacrificielle SO, la surface de la couche SOI 3 prend une position en retrait sous l'effet de cette consommation de silicium, après l'enlèvement de la pellicule d'oxyde sacrificielle SO. En tirant pleinement parti de ce phénomène, il est possible de faire en sorte que la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5 soit plus épaisse et que la couche SOI 3 dans la région de canal ait une épaisseur appropriée.

Plus précisément, sur la figure 62, l'épaisseur de la couche SOI '3 dans la région de canal (à l'intérieur de la couche SOI 3, et non audessous de l'électrode FS 5 sur la figure 62) est désignée par L1, tandis que celle de la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5 est dési- gnée par L2, qui est supérieure à L1.

Dans l'étape de formation de la couche SOI 3, l'épaisseur de la couche SOI 3 est fixée à L2, supérieure à L1, qui convient pour des caractéristiques de fonctionnement d'un transistor, de façon que l'épaisseur de la couche SOI 3 devienne L1 après l'enlèvement de la pellicule d'oxyde sacrificielle SO.

En procédant ainsi, alors que l'exigence d'une épaisseur appropriée pour la couche SOI 3 dans la région de canal est satisfaite, on peut donner une valeur supérieure à l'épaisseur de la couche SOI 3 audessous de l'électrode FS 5, et on peut diminuer la valeur de résistance de la couche SOI au-dessous de l'électrode FS 5.

Après avoir enlevé la pellicule d'oxyde sacrificielle SO par attaque par voie humide, on forme par oxydation thermique sur la surface de la couche SOI 3 une pellicule d'oxyde qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10. Dans la formation de la pellicule d'oxyde, l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant ne traverse pas la pellicule de nitrure supérieure FS 21, la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 ou la pellicule de nitrure de grille FS 23, et par conséquent les côtés de la surface supérieure et

de la surface inférieure de l'électrode FS 5 ne sont pas oxydés
Il est donc possible d'éviter que la partie de bord de l'électrode FS 5 ne soit soulevée, et d'éviter une diminution de l'épaisseur notable de l'électrode FS 5.

Du fait que la pellicule diélectrique FS 4A n'est pas enlevée au moment où la pellicule d'oxyde sacrificielle SO est enlevée, aucune partie de rebord n'est formée à la périphérie de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22, et il n'y a pas de diminution de l'épaisseur de l'électrode FS 5.

Les étapes suivantes sont les mêmes que celles des figures 35 à 38 dans le troisième mode de réalisation préféré, et on obtient le dispositif à semiconducteurs M700 de la figure 63 par les étapes qui consistent à former sélectivement l'électrode de grille 6, à former les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les surfaces latérales de l'élec- 'trode de grille 6, à former sélectivement la pellicule de protection contre le siliciure, 11, et à former sélectivement la pellicule de siliciure 12.

G-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M700, la pellicule diélectrique FS 4A, consistant en une pellicule de nitrure, produit la même action et le même effet que le sixième mode de réalisation préféré et, en outre, en formant la pellicule d'oxyde sacrificielle SO sur la surface à nu de la couche SOI 3, après l'enlèvement de la pellicule d'oxyde naturel, on peut donner une valeur plus élevée à l'épaisseur de la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5, tandis que l'exigence d'une épaisseur appropriée de la couche SOI 3 dans la région de canal est satisfaite, et la valeur de résistance de la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5 peut être diminuée.

G-4. Modification
Comme envisagé ci-dessus, dans le septième mode de réalisation préféré, en formant la pellicule d'oxyde sacrificielle SO sur la surface à nu de la couche SOI 3, après l'enlèvement de la pellicule d'oxyde naturel, et en enlevant ensuite la pellicule d'oxyde sacrificielle SO, on peut donner une épaisseur supérieure à la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5, tandis que l'exigence d'une épaisseur appropriée de la couche SOI 3 dans la région de canal est satisfaite. En tirant parti de la

pellicule d'oxyde sacrificielle SO, la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5 peut avoir une concentration en impureté élevée, tandis que l'exigence d'une concentration en impureté appropriée pour la couche SOI 3 dans la région de canal est satisfaite.

Plus précisément, avant de former la structure d'isolation à blindage par effet de champ, on injecte une impureté dans la couche SOI 3, de façon que la concentration en impureté puisse devenir supérieure à celle qui convient pour la région de canal. Par exemple, si on forme un transistor NMOS, on injecte du bore (B) à titre d'impureté, avec une énergie de 10 à 30 keV et une dose de 1 x 1012 à 5 x 1013/cm2.

Par des étapes prédéterminées, on obtient la structure de la figure 61, et à l'étape de la figure 62 ont forme la pellicule d'oxyde sacrificielle SO sur la surface de la couche SOI 3. En tirant pleinement parti d'une action selon laquelle la pellicule d'oxyde sacrificielle SO absorbe l'impureté dans la couche SOI 3, la concentration en impureté dans la région de canal (à l'intérieur de la couche SOI 3 et non au-dessous de l'électrode FS 5 sur la figure 62) peut être fixée à une valeur appropriée pour la région de canal, tandis que la concentration en impureté dans la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5 est élevée, en maintenant ainsi la concentration qui est fixée avant de former l'électrode FS (concentration initiale).

Plus précisément, du fait que la pellicule d'oxyde sacrificielle 50 absorbe l'impureté dans la couche SOI 3, la concentration en impureté dans la région de canal devient inférieure à celle qui est déterminée avant la formation de l'électrode FS. En considération de la quantité d'impureté qui doit être absorbée par la pellicule d'oxyde sacrificielle SO, on doit fixer la concentration initiale de l'impureté de façon que la concentration en impureté puisse devenir appropriée après l'absorption de l'impureté dans la région de canal.

Ainsi, en tirant pleinement parti de l'action selon laquelle la pellicule d'oxyde sacrificielle SO absorbe l'impureté dans la couche SOI 3, tandis que l'exigence d'une concentration en impureté appropriée dans la région de canal est satisfaite, la concentration en impureté dans la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode FS 5 peut être augmentée, et la valeur de résistance de la couche SOI 3 au-dessous de l'électrode de

grille FS peut être diminuée.

En outre, le principe technique selon lequel la structure de marche est créée sur la surface de la couche SOI 3 et la concentration en impureté dans la couche SOI 3 est commandée en formant la pellicule d'oxyde sacrificielle SO, peut s'appliquer à coup sûr aux configurations des dispositifs à semiconducteurs M100 à M500 dans les premier à cinquième modes de réalisation préférés.

H. Le huitième mode de réalisation préféré
H-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M800, conforme au huitième mode de réalisation préféré de la présente invention, ainsi que son action et son effet caractéristiques, en se référant aux figures 64 à 69 qui montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M800. Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M800 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 qui est représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont attribués aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention concerne une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication suivante portera essentiellement sur une configuration qui fait intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

H-2. Procédé de fabrication
Premièrement, comme représenté sur la figure 64, on forme séquentiellement une pellicule d'oxyde OF7, la pellicule de nitrure NF6, la couche de silicium polycristallin PS1 dopée avec une impureté (par exemple du phosphore) et la pellicule de nitrure NF7, sur la surface de la couche SOI 3 qui est formée sur le substrat isolant constitué par le substrat de support 1 et la pellicule d'oxyde enterrée 2, et on forme sur la pellicule de nitrure NF7 le masque de matière de réserve R1 dans lequel un motif est défini.

La pellicule d'oxyde OF7 peut avoir une épaisseur d'environ 10 à 50 nm et elle peut être formée par oxydation thermique ou par CVD.

Les épaisseurs d'autres pellicules sont envisagées dans le sixième mode

de réalisation préféré, ce qui fait qu'on ne présentera pas une explication redondante.

A l'étape de la figure 65, on enlève sélectivement la pellicule de nitrure NF7 et la couche de silicium polycristallin PS1, pour former la pel- licule de nitrure supérieure FS 21 et l'électrode FS 5.

Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R1, et à l'étape de la figure 66, on forme la pellicule de nitrure NF8, par CVD, de façon à recouvrir la pellicule de nitrure NF6, la pellicule de nitrure supé- rieure FS 21 et l'électrode de grille FS 5.

Ensuite, à l'étape de la figure 67, on enlève les pellicules de nitrure NF8 et NF6, par attaque anisotrope, pour former la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 sur des surfaces latérales de la pellicule de nitrure supérieure FS 21 et de l'électrode FS 5, et la pellicule de nitrure de grille FS 23 au-dessous de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 'et de l'électrode FS 5.

A ce moment, on effectue l'attaque dans la condition d'attaque selon laquelle la vitesse d'attaque pour la pellicule de nitrure est supé- rieure à celle pour la pellicule d'oxyde, de façon que la pellicule d'oxyde
OF7 puisse rester sur la couche SOI 3, de façon à empêcher que la couche SOI 3 au voisinage de la partie de bord de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 ne soit creusée par une attaque en excès. La pellicule de nitrure supérieure FS 21, la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et la pellicule de nitrure de grille FS 23 constituent une pellicule diélectrique FS 4A.

Avant de former une pellicule d'oxyde de grille sur la surface de la couche SOI 3, on enlève la pellicule d'oxyde OF7 par attaque par voie humide, en laissant la pellicule d'oxyde OF7 seulement au-dessous de la pellicule de nitrure de grille FS 23, pour former une pellicule d'oxyde inférieure FS 44. A ce moment, si on utilise par exemple à titre d'agent d'attaque de l'acide fluorhydrique tamponné, du fait que la pellicule d'oxyde est attaquée, mais la pellicule de nitrure, c'est-à-dire la pellicule diélectrique FS 4A (la pellicule de nitrure supérieure FS 21, la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 et la pellicule de nitrure de grille FS 23) est peu attaquée, l'épaisseur de la pellicule diélectrique FS 4A ne diminue pas.

Par conséquent, aucune partie de rebord n'est créée à la périphérie de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 du fait du retrait de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22, et il est possible d'empêcher une cassure de la pellicule d'oxyde de grille du fait de l'existence de la partie de rebord, et d'augmenter la fiabilité de la pellicule d'oxyde de grille.

A l'étape de la figure 68, on forme la pellicule d'oxyde OF4, qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10, en procédant par oxydation thermique sur la surface de la couche SOI 3. Dans la formation de la pel- licule d'oxyde OF4, du fait que l'oxygène qui est utilisé à titre d'oxydant ne peut pas traverser la pellicule diélectrique FS 4A, les côtés de la surface supérieure et de la surface inférieure de l'électrode FS 5 ne sont pas oxydés.

Cependant, l'oxygène pénètre dans une partie de bord de la 'pellicule d'oxyde inférieure FS 44 et il oxyde la couche SOI 3, ce qui augmente l'épaisseur de la pellicule d'oxyde inférieure FS 44 au-dessous de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22. Cette structure augmente la fiabilité de l'électrode FS.

La formation par CVD de la pellicule d'oxyde de grille FS, c'est- à-dire la pellicule d'oxyde inférieure FS 44, a un inconvénient du fait qu'en général une pellicule d'oxyde formée par CVD (une pellicule d'oxyde CVD) a une fiabilité (résistance au claquage diélectrique et autres) qui est inférieure à celle d'une pellicule formée par oxydation thermique (une pellicule d'oxyde thermique). Cependant, comme envisagé cidessus, la pellicule d'oxyde inférieure FS 44 au-dessous de la pellicule de nitrure de paroi latérale 22 devient plus épaisse, pour empêcher un claquage diélectrique également dans la partie de bord où une concentration de champ électrique est susceptible de se produire, et par conséquent la pellicule d'oxyde CVD peut atteindre une fiabilité équivalente à celle de la pellicule d'oxyde thermique.

Les étapes suivantes sont les mêmes que celles des figures 35 à 38 dans le troisième mode de réalisation préféré, et on obtient le dispositif à semiconducteurs M800 de la figure 69 par les étapes qui consistent à former sélectivement l'électrode de grille 6, à former les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les surfaces latérales de l'élec-

trode de grille 6, à former sélectivement la pellicule de protection contre le siliciure, 11, et à former sélectivement la pellicule de siliciure 12.

En outre, il est nécessaire d'empêcher une attaque en excès de la pellicule de nitrure supérieure FS 21 à chacune des étapes ci-dessus.

En d'autres termes, on fixe la condition d'attaque de façon que la vitesse d'attaque pour le matériau de l'électrode de grille (silicium polycristallin) puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure supérieure FS 21 dans la formation de l'électrode de grille 6, on la fixe de façon que la vitesse d'attaque pour une pellicule d'oxyde puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure supérieure FS 21 dans la formation de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 61, et on la fixe de façon que la vitesse d'attaque pour une pellicule d'oxyde puisse être plus élevée que celle pour la pellicule de nitrure supérieure FS 21, dans la formation de la pellicule de protection contre le siliciure, 11.

H-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M800, la pellicule diélectrique FS 4A, consistant en une pellicule de nitrure, produit la même action et le même effet que dans le sixième mode de réalisation préféré, et en formant en outre la pellicule d'oxyde inférieure FS 44 au-dessous de la pellicule de nitrure de grille FS 23, qui est plus épaisse que la pellicule de nitrure de paroi latérale 22, il est possible d'éviter un claquage diélectrique de la pellicule d'oxyde de grille FS, c'est-à-dire la pellicule d'oxyde inférieure FS 44, également dans la partie de bord où une concentration de champ électrique est susceptible de se produire. Par conséquent, la pellicule d'oxyde inférieure FS 44 qui est formée par CVD peut atteindre une fiabilité équivalente à celle de la pellicule d'oxyde thermique.

On peut naturellement utiliser un substrat en silicium massif, bien que l'on utilise le substrat SOI dans ce mode de réalisation préféré.

De plus, la pellicule diélectrique FS 4A peut consister en une pellicule d'oxynitrure (SiON).

I. Le neuvième mode de réalisation préféré
1-1. Structure du dispositif
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ,

M900, conforme au neuvième mode de réalisation préféré de la présente invention, ainsi que son action et son effet caractéristiques, en se réfé- rant aux figures 70 à 78 qui montrent des étapes pour la fabrication du dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M900. Du fait que la structure du dispositif à semicon- ducteurs M900 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 qui est représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont attribués aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention concerne une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'expli- cation suivante portera essentiellement sur une configuration faisant intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

1-2. Procédé de fabrication
Premièrement, comme représenté sur la figure 70, on forme sé- 'quentiellement la pellicule d'oxyde OF1, la couche de silicium polycristal- lin PS1 dopée avec une impureté (par exemple du phosphore) et la pelli- cule d'oxyde OF2, sur la surface de la couche SOI 3 qui est formée sur le substrat isolant constitué par le substrat de support 1 et la pellicule d'oxyde enterrée 2, et on forme sur la pellicule d'oxyde OF2 le masque de matière de réserve R1 dans lequel un motif est défini.

On forme la pellicule d'oxyde OF1 par oxydation thermique ou par CVD, de façon qu'elle ait une épaisseur de 20 nm. On forme la couche de silicium polycristallin PS1 par CVD, de façon qu'elle ait une épaisseur de 50 nm. On forme la pellicule d'oxyde OF2 par CVD de façon qu'elle ait une épaisseur de 200 nm. Les épaisseurs des couches cidessus sont des exemples, et la pellicule d'oxyde OF2 peut être plus épaisse. Les épaisseurs d'autres pellicules sont envisagées dans le premier mode de réalisation, ce qui fait qu'on ne présentera pas d'explication redondante.

En utilisant à titre de masque le masque de matière de réserve R1, on enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF2 et la couche de silicium polycristallin PS1 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former une pellicule d'oxyde supérieure FS 41A (une première pellicule d'oxyde) et l'électrode FS 5. Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R1 et, à l'étape de la figure 71, on forme la pellicule

d'oxyde OF3 par CVD, de façon à recouvrir la pellicule d'oxyde OF1, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A et l'électrode FS 5. La pellicule d'oxyde OF3 a une épaisseur de 150 à 200 nm.

A l'étape de la figure 72, on enlève la pellicule d'oxyde OF3 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 sur des surfaces latérales de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A et de l'électrode FS 5
Après ceci, on enlève la pellicule d'oxyde OF1. La pellicule d'oxyde OF1 remplit également la fonction d'une pellicule de protection pour protéger la région de source/drain contre l'exposition au plasma de l'attaque par voie sèche, et elle est enlevée par attaque par voie humide avec de l'acide fluorhydrique (HF) tamponné. Par cette étape, la pellicule d'oxyde OF1 reste seulement au-dessous de l'électrode FS 5 et de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42, en devenant la pellicule d'oxyde de 'grille FS 43. La pellicule d'oxyde supérieure FS 41A, la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43 constituent la couche diélectrique FS 4.

A l'étape de la figure 73, on forme la pellicule d'oxyde OF4 qui doit devenir la pellicule d'oxyde de grille 10, en procédant par oxydation thermique de la surface de la couche SOI 3. Dans la formation de la pellicule d'oxyde OF4, l'oxygène, utilisé à titre d'oxydant, qui traverse la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la pellicule d'oxyde de grille FS 43, oxyde les côtés de la surface supérieure et de la surface inférieure de l'électrode FS 5, pour diminuer l'épaisseur notable de l'électrode FS 5, du fait de l'oxydation, et l'oxygène qui atteint le bas de l'électrode FS 5 oxyde la partie de bord de l'électrode FS 5, ce qui a pour effet de la soulever.

Ensuite, à l'étape de la figure 74, on forme la couche de silicium polycristallin PS2 qui doit devenir l'électrode de grille 6, en procédant par CVD, sur la pellicule d'oxyde OF4 et la couche diélectrique FS 4, de façon à lui donner une épaisseur de 100 à 150 nm.

A l'étape de la figure 75, on enlève sélectivement la couche de silicium polycristallin PS2 par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), pour former l'électrode de grille 6
Ensuite, en utilisant l'électrode de grille 6 à titre de masque, on

enlève sélectivement la pellicule d'oxyde OF4, pour former la pellicule d'oxyde de grille 10. A ce moment, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A est partiellement enlevée par attaque en excès.

Ensuite, à l'étape de la figure 76, on forme les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61 sur les deux côtés de l'électrode de grille 6, pour former une couche LDD dans la couche de source/drain. Par les étapes qui consistent à former une pellicule d'oxyde de façon à recouvrir l'électrode de grille 6, et à l'enlever ensuite par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on forme les pellicules d'oxyde de paroi latérale 61, de manière auto-alignée, sur les côtés de l'électrode de grille 6.

A ce moment, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A est par- tiellement enlevée par attaque en excès.

A l'étape de la figure 77, on forme entièrement la pellicule de protection contre le silicium, 11. Par les étapes de formation d'une pelli- 'cule d'oxyde sur la totalité du substrat, de façon qu'elle ait une épaisseur de 50 nm, et ensuite d'enlèvement sélectif de cette pellicule par attaque anisotrope (attaque par voie sèche), on forme la pellicule de protection contre le siliciure, 11, de façon qu'elle recouvre une surface d'une cou- che de source/drain prédéterminée et en même temps elle est formée, de manière auto-alignée, sur des surfaces latérales de la couche diélec- trique FS 4 (la surface latérale de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 42 et la surface latérale de la pellicule d'oxyde de grille FS 43), comme re- présenté sur la figure 77. Egalement, dans la formation de la pellicule de protection contre le siliciure, 11, la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A est partiellement enlevée par attaque en excès.

Bien que la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A soit partiellement enlevée plusieurs fois, cette pellicule n'est pas complètement enlevée par des enlèvements partiels, sous l'effet de l'attaque en excès, du fait qu'elle a initialement une épaisseur de 200 nm.

Plus précisément, on fait en sorte que l'attaque en excès dans la formation de la pellicule d'oxyde de grille 10 s'étende sur 20 nm même si on effectue une attaque à 100%, que l'attaque en excès dans la formation de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 61 pour la couche LDD s'étende sur 100 nm même si on effectue une attaque à 100%, et que l'attaque en excès dans la formation de la pellicule de protection contre

le siliciure, 11, s'étende sur 50 nm, même si on effectue une attaque à
100%, ce qui donne un total de 170 nm.

Par conséquent, la surface de l'électrode FS 5 n'est pas mise à nu et, dans cet état, la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur l'électrode FS 5, même lorsque la pellicule de siliciure 12 est formée sur la surface supérieure de l'électrode de grille 6 et sur la surface de la couche de source/drain, non représentée, en étant auto-alignée, de façon à avoir par exemple une épaisseur de 80 nm, comme représenté sur la figure 78.

Il est donc possible d'empêcher que la pellicule d'oxyde supé- rieure FS 41A ne soit complètement enlevée, par des enlèvements partiels, à cause de l'attaque en excès, en lui donnant à l'avance une épais- seur plus élevée, en considération de l'attaque en excès.

En outre, l'épaisseur de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A doit être fixée à une valeur 1,1 à 3 fois supérieure au total de celles de la pellicule d'oxyde de paroi latérale 61 pour la couche LDD et de la pellicule de protection contre le siliciure, 11. Cette épaisseur couvre une attaque de 10% à 100%, en tenant compte de la limite supérieure pratique de l'épaisseur de la pellicule d'oxyde supérieure FS 41A.

I-3. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconducteurs M900, du fait que la pellicule de siliciure 12 n'est pas formée sur la surface de l'électrode FS 5, il est possible d'empêcher un effet nuisible sur les caractéristiques de fonctionnement du dispositif à semiconducteurs à cause de la pellicule de siliciure 12 exfoliée qui se transforme en poussière conductrice qui reste sur le dispositif à semiconducteurs. En outre, il est possible d'empêcher une cassure dans l'électrode FS 5 qui est occasionnée par une perte partielle de l'électrode FS 5, avec l'enlèvement de la pellicule de siliciure 12.

J. Le dixième mode de réalisation préféré
On envisagera ci-dessous une structure d'un dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M1000, conforme au dixième mode de réalisation préféré de la présente invention, ainsi que son action et son effet caractéristiques, en se référant aux figures 79 à 80 qui montrent des étapes pour la fabrication du

dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ, M1000. Du fait que la structure du dispositif à semiconducteurs M1000 est fondamentalement la même que celle du dispositif à semiconducteurs M90 qui est représenté sur la figure 82, les mêmes symboles de référence sont attribués aux éléments semblables, et on ne répétera pas l'explication. En outre, du fait que la présente invention concerne une structure d'isolation à blindage par effet de champ, l'explication suivante portera essentiellement sur une configuration faisant intervenir la structure d'isolation à blindage par effet de champ.

J-1. Structure du dispositif
La figure 79 est une vue en perspective montrant une configuration de la pellicule diélectrique FS 4, d'une électrode FS 5A et de l'électrode de grille 6 dans le dispositif à semiconducteurs M1000, pour permettre une bonne compréhension.

L'électrode FS 5A de la figure 79 est constituée par une couche de silicium polycristallin ayant un faible diamètre de grain (le diamètre de grain cristallin n'est pas supérieur à 0,1 m et l'épaisseur n'est pas supérieure à 100 nm) et elle n'a pas une grande différence de vitesse d'oxydation entre le grain cristallin et son joint, même lorsque l'oxydation est accélérée le long du joint de grain dans le processus d'oxydation pour former la pellicule d'oxyde de grille 10. Par conséquent, il n'existe pas de grandes saillies dans une partie de bord de l'électrode FS 5A, comme représenté sur la figure 79, et ceci évite un claquage diélectrique entre la partie de bord de l'électrode FS 5A et l'électrode de grille 6 en regard, ainsi qu'un court-circuit entre ces électrodes, occasionné par un tel claquage.

J-2. Le premier procédé de fabrication de la couche de silicium polycristallin
Une telle couche de silicium polycristallin ayant un faible diamètre de grain peut être formée par exemple par CVD avec le gaz SiH4 à la température d'environ 600 C. Après la formation de la pellicule, on introduit du phosphore (P) dans celle-ci à titre d'impureté de dopage, pour former un silicium polycristallin de type N qui remplit la fonction de l'électrode FS 5A.

La figure 80 montre une coupe de la partie de bord de l'élec-

trode FS 5A, tandis que la figure 81 montre une coupe de la partie de bord de l'électrode FS qui est formée par le procédé de l'art antérieur.

Sur les figures 80 et 81, l'axe vertical représente une épaisseur de l'électrode FS et l'axe horizontal représente une longueur de l'électrode
FS dans une direction en plan.

Une comparaison entre les figures 80 et 81 montre que l'électrode FS 5A a un plus faible diamètre de grain que l'électrode FS 5.

J-3. Le second procédé de fabrication de la couche de silicium polycristallin
Il y a un autre procédé pour former une couche de silicium po- lycristallin ayant un faible diamètre de grain. Plus précisément, on forme une couche de silicium amorphe contenant de l'azote ajouté, avec une densité de 1 x 1019/cm3, et on la convertit en un silicium polycristallin, pour obtenir ainsi la couche de silicium polycristallin ayant un faible dia- 'mètre de grain. Dans ce cas, du fait que l'ajout d'azote réduit la vitesse d'oxydation de la couche de silicium polycristallin, il est possible d'éviter la formation d'irrégularités sur la surface de l'électrode FS.

Le premier procédé spécifique est le suivant : on forme une couche de silicium amorphe par CVD en utilisant le gaz SiH4 à la température d'environ 550 C. On lui ajoute par implantation ionique de l'azote et du phosphore, à titre de dopant. Après ceci, par la cristallisation de la couche amorphe par traitement thermique, on obtient la couche de silicium polycristallin de type N ayant un faible diamètre de grain.

Le second procédé spécifique est le suivant : on forme une couche de silicium amorphe avec de l'azote ajouté, en procédant par CVD en utilisant le gaz SIH4, avec par exemple le gaz NH3 ajouté. On lui ajoute du phosphore par implantation ionique, pour obtenir la couche de silicium polycristallin de type N ayant un faible diamètre de grain.

Le troisième procédé spécifique est le suivant : en procédant par CVD en utilisant le gaz PH3 et le gaz NH3, on forme une couche de silicium polycristallin dopé, ou bien on forme une couche de silicium amorphe dopé et on la cristallise ensuite par traitement thermique pour la transformer en une couche de silicium polycristallin.

Ces procédés utilisant le dépôt chimique en phase vapeur pour former une couche de silicium polycristallin dopé ou une couche de sili-

cium amorphe dopé sont efficaces pour former une pellicule mince telle que l'électrode FS. En d'autres termes, alors que l'injection d'une impureté dans du silicium polycristallin non dopé, par implantation ionique, occasionne inévitablement un dommage d'injection, le dopage avec une impureté prédéterminée dans la formation de la pellicule n'occasionne aucun dommage de traitement.

J-4. Action et effet caractéristiques
Comme envisagé ci-dessus, dans le dispositif à semiconduc- teurs M1000, du fait que l'électrode FS 5A est constituée par une couche de silicium polycristallin ayant un faible diamètre de grain, elle ne pré- sente pas une grande différence de vitesse d'oxydation entre le grain cristallin et son joint, même lorsque l'oxydation est accélérée le long du joint de grain dans le processus d'oxydation pour former la pellicule d'oxyde de grille 10. Par conséquent, il n'existe pas de grandes saillies 'dans la partie de bord de l'électrode FS 5A, et ceci évite un claquage di- électrique entre la partie de bord de l'électrode FS 5A et l'électrode de grille 6 en regard, ainsi qu'un court-circuit entre ces électrodes, occasionné par un tel claquage.

En outre, lorsque l'électrode FS 5A a un faible diamètre de grain, même si l'électrode de grille 6 a un grand diamètre de grain, il est possible d'éviter un claquage diélectrique entre l'électrode FS 5A et l'électrode de grille 6, et un court-circuit entre ces électrodes, occasionné par un tel claquage.

J-5. Modification
Dans le dispositif à semiconducteurs M1000 qui est envisagé cidessus, l'électrode FS est constituée par un silicium polycristallin de type N dopé avec du phosphore (P) à titre d'impureté. L'électrode FS peut être constituée par un silicium polycristallin de type P dopé avec du bore (B) à titre d'impureté.

On sait de façon générale qu'un silicium polycristallin dopé avec du phosphore a une vitesse d'oxydation plus élevée que celle d'un silicium polycristallin dopé avec du bore (B) En outre, un silicium polycristallin dopé avec de l'arsenic (As) a également une grande vitesse d'oxydation.

L'électrode FS constituée par un silicium polycristallin de type P

a une plus faible vitesse d'oxydation, elle a une plus faible irrégularité sur la surface de l'électrode FS et elle produit de façon plus fiable un effet consistant à éviter un claquage diélectrique entre la partie de bord de l'électrode FS et l'électrode de grille en regard, et un court-circuit entre ces électrodes, occasionné par un tel claquage.

Dans le dixième mode de réalisation préféré, on présente l'explication en prenant à titre d'exemple le dispositif à semiconducteurs avec une structure d'isolation à blindage par effet de champ qui est formé sur le substrat SOI. Bien entendu, le dispositif à semiconducteurs formé sur le substrat en silicium massif, au lieu du substrat SOI, peut produire la même action et le même effet. En outre, il est certain que ce mode de réalisation préféré peut également s'appliquer à l'un quelconque des dispositifs à semiconducteurs M100 à M900 dans les premier à neuvième modes de réalisation préférés.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

1. Dispositif à semiconducteurs comprenant, pour l'isolation du dispositif, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule isolante de blindage (43) formée sélectivement sur un substrat semiconducteur et une électrode de grille de blindage par effet de champ (5) formée sur la pellicule isolante de blindage par effet de champ, dans lequel la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend : une première pellicule d'oxyde (41) recouvrant une surface supérieure de l'électrode de grille de blindage à effet de champ ; une seconde pellicule d'oxyde (42) recouvrant des surfaces latérales de la première pellicule d'oxyde et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ; et une pellicule résistant à l'oxydation (16) formée de façon à recouvrir des surfaces inférieures de l'électrode de grille de blindage par effet de champ et de la seconde pellicule d'oxyde.

2. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pellicule résistant à l'oxydation est une pellicule de nitrure de silicium ou une pellicule de SiON.

3. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde pellicule d'oxyde présente sur sa surface une structure de marche adoucie, dans une direction de coupe verticale.

4. Dispositif à semiconducteurs suivant la revendication 1, dont l'électrode de grillede blindage par effet de champ est constituée par une couche de silicium polycristallin et la couche de silicium polycristallin a une taille de cristal dont le diamètre moyen n'est pas supérieur à 0,1 m.

5. Dispositif à semiconducteurs comprenant, pour l'isolation du dispositif, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule isolante de blindage par effet de champ (43) formée sélectivement sur un substrat semiconducteur, et une électrode de grille de blindage par effet de champ (5) formée sur la pellicule diélectrique de blindage par effet de champ, dont la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend : une première pellicule d'oxyde (41 ) recouvrant une surface supérieure de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ; une première pellicule résistant à l'oxydation (17) couvrant une surface supérieure de la première pellicule d'oxyde ; et une seconde pellicule d'oxyde (42) recouvrant des surfaces latérales

de la première pellicule d'oxyde et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ.

6. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'électrode de grille de blindage par effet de champ est constituée par une couche de silicium polycristallin, et cette couche de silicium polycristallin a un grain cristallin dont le diamètre de grain moyen n'est pas supérieur à 0,1 m.

7. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 1 ou 6, dans lequel : un élément qui est isolé par la structure d'isolation à blindage par effet de champ est un transistor MOS ; électrode de grille du transistor MOS et l'électrode de grille de blindage par effet de champ sont constituées chacune par une couche de silicium polycristallin ; et le diamètre moyen de grain cristallin de l'électrode de grille de blindage par effet de champ est inférieur à celui de l'électrode de grille du transistor MOS.

8. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 4 ou 6, caractérisé en ce que la couche de silicium polycristallin contient de l'azote ayant une densité de 1 # 1019/cm3.

9. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 5, dont la première pellicule résistant à l'oxydation est une pellicule de nitrure de silicium ou de SiON.

10. Dispositif à semiconducteurs suivant la revendication 5, dont la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend de plus une seconde pellicule résistant à l'oxydation (18) formée entre la première pellicule d'oxyde et l'électrode de grille de blindage par effet de champ.

11. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 10, dont les première et seconde pellicules résistant à l'oxydation sont chacune une pellicule de nitrure de silicium ou une pellicule de SiON.

12. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 5, dont la structure d'isolation à blindage par effet de champ comprend en outre une seconde pellicule résistant à l'oxydation (19,20) couvrant une surface de la seconde pellicule d'oxyde.

13. Dispositif à semiconducteurs selon la revendication 5, dont la seconde pellicule d'oxyde couvre en outre une surface latérale de la première pellicule résistant à l'oxydation et dont la structure d'isolation à blindage par effet de

champ comprend en outre une seconde pellicule résistant à l'oxydation couvrant une surface de la seconde pellicule d'oxyde.

14. Procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs qui comprend, pour l'isolation du dispositif, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule isolante de blindage par effet de champ (43) formée sélectivement sur un substrat semiconducteur et une électrode de grille de blindage par effet de champ (5) formée sur la pellicule isolante de blindage par effet de champ, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (a) on forme successivement la pellicule isolante de blindage par effet de champ et une pellicule résistant à l'oxydation (16) entièrement sur le substrat semiconducteur ; (b) on forme sélectivement une structure multicouche comprenant l'électrode de grille de blindage par effet de champ et une première pellicule d'oxyde, qui sont empilées séquentiellement sur la pellicule résistant à l'oxydation ; et (c) on forme une seconde pellicule d'oxyde (42) qui recouvre les surfaces latérales de la première pellicule d'oxyde et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ; et en ce que l'étape (c) comprend les étapes suivantes : (c-1) on forme une pellicule d'oxyde (OF3) de façon à recouvrir la pellicule résistant à l'oxydation et la structure multicouche ; (c-2) on enlève la pellicule d'oxyde par attaque anisotrope par voie sèche pour former la seconde pellicule oxyde ; (c-3) on enlève sélectivement la pellicule résistant à l'oxydation par attaque par voie humide en utilisant la seconde pellicule d'oxyde comme masque ; et (c-4) on enlève sélectivement la pellicule isolante de blindage par effet de champ en utilisant la pellicule résistant à l'oxydation comme masque.

15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape (b) inclut la formation de la première pellicule d'oxyde de façon que sa dimension en plan soit plus petite que celles de l'électrode de grille et de la pellicule résistant à l'oxydation.

16. Procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs qui comprend, pour l'isolation du dispositif, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule isolante de blindage par effet de champ (43) formée sélectivement sur un substrat semiconducteur et une électrode de grille de blindage par effet de champ (5) formée sur la pellicule isolante de blindage par effet de champ, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (a) on forme sélectivement une structure multi-couche constituée par la pellicule isolante de blindage par effet de champ, l'électrode de grille de blindage, une première pellicule d'oxyde (41) et une première pellicule résistant à l'oxydation (17) successivement déposées sur le substrat semiconducteur ; (b) on forme une seconde pellicule d'oxyde (42) qui recouvre les surfaces latérales d'au moins la première pellicule d'oxyde et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ; et (c) on injecte des ions azote dans la seconde pellicule d'oxyde pour constituer une pellicule résistant à l'oxydation (19) sur une surface de la seconde pellicule d'oxyde.

17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que l'étape (c) comporte l'injection des ions azote dans la seconde pellicule d'oxyde depuis le dessus et en diagonale.

18. Procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteurs qui comprend, pour l'isolation du dispositif, une structure d'isolation à blindage par effet de champ ayant une pellicule isolante de blindage par effet de champ (23) formée sélectivement sur un substrat semiconducteur et une électrode de grille de blindage par effet de champ (5) formée sur la pellicule isolante de blindage par effet de champ, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes

suivantes : (a) on forme la pellicule isolante de blindage par effet de champ entièrement sur le substrat semiconducteur en tant que pellicule résistant à l'oxydation ; (b) on forme sélectivement une structure multicouche comprenant l'électrode de grille de blindage par effet de champ et une première pellicule résistant à l'oxydation (21) qui sont empilées séquentiellement sur la pellicule isolante; et (c) on forme une pellicule d'oxyde résistant à l'oxydation qui recouvre la première pellicule résistant à l'oxydation et la structure multi-couche, et on enlève la pellicule résistant à l'oxydation et la pellicule isolante de blindage par effet de champ par attaque anisotropique par voie sèche de façon à constituer une seconde pellicule résistant à l'oxydation (22) qui couvre des surfaces latérales de la première pellicule résistant à l'oxydation et de l'électrode de grille de blindage par effet de champ ; et (d) on forme une pellicule d'oxyde sacrificiel (SO) sur une surface exposée du substrat semiconducteur et ensuite on enlève la pellicule d'oxyde sacrificiel.

19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel : un élément isolé par la structure d'isolation à blindage par effet de champ est un transistor MOS, et le substrat semiconducteur est un substrat SOI ayant une couche SOI (3) formée sur un substrat isolant et la pellicule isolante de blindage par effet de champ et la dite pellicule d'oxyde sacrificiel sont formées sur la couche SOI, le dit procédé comprenant l'injection d'impuretés dans la couche SOI de façon que la concentration d'impuretés dans la couche SOI soit plus élevée que dans une région de canal du transistor MOS avant l'étape (a).