JP2005019978A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2005019978A
JP2005019978A JP2004159458A JP2004159458A JP2005019978A JP 2005019978 A JP2005019978 A JP 2005019978A JP 2004159458 A JP2004159458 A JP 2004159458A JP 2004159458 A JP2004159458 A JP 2004159458A JP 2005019978 A JP2005019978 A JP 2005019978A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
insulating film
gate insulating
manufacturing
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004159458A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5014566B2 (en
Inventor
Tadahiro Omi
忠弘 大見
Akinobu Teramoto
章伸 寺本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2004159458A priority Critical patent/JP5014566B2/en
Publication of JP2005019978A publication Critical patent/JP2005019978A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5014566B2 publication Critical patent/JP5014566B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same which is improved in its properties such as reduction of interface level between a substrate and insulation films. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing a semiconductor device of this invention, gate insulation films are formed on a plurality of crystal planes of a substrate made of silicon by means of plasma deposition. Uniform insulation films made on the surfaces of the substrate having a three dimensional structure suppresses the increase of the interface level between the substrate and the insulation films. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ダブルゲート構造、トリプルゲート構造のようにトランジスタとして機能する結晶面が複数存在する半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a plurality of crystal planes functioning as transistors, such as a double gate structure and a triple gate structure, and a method for manufacturing the same.

近年、パンチスルー耐性が強化され、ショートチャネルのトランジスタを形成できるため、ダブルゲート構造やトリプルゲート構造の半導体装置が提案されている。シリコン基板表面に凹凸を形成し、その側面、上面にゲート絶縁膜とゲート電極を形成し、その側面、又は側面と上面のシリコン基板表面をトランジスタのチャネルとする構造となっている。2つの側面をチャネルとする場合をダブルゲート構造、2つの側面と上面とをチャネルとする場合をトリプルゲート構造と称している。   In recent years, punch-through resistance has been enhanced, and a short channel transistor can be formed. Therefore, semiconductor devices having a double gate structure or a triple gate structure have been proposed. Concavities and convexities are formed on the surface of the silicon substrate, a gate insulating film and a gate electrode are formed on the side surface and the top surface, and the side surface or the silicon substrate surface on the side surface and the top surface is used as a channel of the transistor. A case where two side surfaces are used as a channel is called a double gate structure, and a case where two side surfaces and an upper surface are used as a channel is called a triple gate structure.

ところで、ダブルゲート構造やトリプルゲート構造に限らず、シングルゲート構造の場合であっても、基板表面にはシリコン酸化膜等のゲート絶縁膜が形成される。従来は、ゲート絶縁膜として、熱酸化手法によるシリコン酸化膜が形成されていた。   Incidentally, a gate insulating film such as a silicon oxide film is formed on the surface of the substrate, not only in a double gate structure or a triple gate structure but also in a single gate structure. Conventionally, a silicon oxide film by a thermal oxidation method has been formed as a gate insulating film.

しかしながら、ダブルゲート構造やトリプルゲート構造の半導体装置において、熱処理によって基板表面にゲート絶縁膜を形成した場合、結晶面(100)以外においてはシリコンと絶縁膜(Si/SiO)の界面準位が増加し、酸化膜の品質が低下し、半導体装置として良好な特性を得ることが困難であった。また、立体構造のエッジ部分に均一に絶縁膜を形成できない等の問題があり、良好なゲート絶縁膜が得られなかった。 However, in a semiconductor device having a double gate structure or a triple gate structure, when a gate insulating film is formed on the substrate surface by heat treatment, the interface state between silicon and the insulating film (Si / SiO 2 ) is not present in the crystal plane (100). As a result, the quality of the oxide film decreased, and it was difficult to obtain good characteristics as a semiconductor device. Further, there is a problem that an insulating film cannot be uniformly formed on the edge portion of the three-dimensional structure, and a good gate insulating film cannot be obtained.

本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、半導体装置の特性改善に寄与する半導体装置の製造方法、及びこれらの製造方法で製造された半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that contributes to improving the characteristics of the semiconductor device, and a semiconductor device manufactured by these manufacturing methods. To do.

本発明の第1の態様に係る半導体装置の製造方法においては、シリコンからなる基板表面に複数の結晶面を有する半導体装置に対し、前記基板表面にプラズマを用いてゲート絶縁膜を形成する。これにより、立体構造の基板表面に均一に絶縁膜を形成することができ、基板と絶縁膜間の界面準位の増加を抑制することが可能となる。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect of the present invention, a gate insulating film is formed on the surface of the substrate by using plasma for the semiconductor device having a plurality of crystal planes on the surface of the substrate made of silicon. Thereby, an insulating film can be uniformly formed on the surface of a three-dimensional substrate, and an increase in the interface state between the substrate and the insulating film can be suppressed.

前記ゲート絶縁膜としては、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜の何れかを用いることができる。前記ゲート絶縁膜の形成の際に、不活性ガスとしてクリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)の少なくとも何れか1つを使用することができる。   As the gate insulating film, any one of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride film can be used. In forming the gate insulating film, at least one of krypton (Kr), argon (Ar), and xenon (Xe) can be used as an inert gas.

前記半導体装置がPMOSトランジスタの場合、好ましくは、前記ゲート絶縁膜と接する最も広い面が(110)面とする。一方、前記半導体装置がNMOSトランジスタの場合には、前記ゲート絶縁膜と接する最も広い面が(100)面とする。   When the semiconductor device is a PMOS transistor, the widest surface in contact with the gate insulating film is preferably a (110) surface. On the other hand, when the semiconductor device is an NMOS transistor, the widest surface in contact with the gate insulating film is the (100) surface.

本発明の第2の態様に係る半導体装置においては、NMOSトランジスタとPMOSトランジスタとが同一の基板上に形成され、前記各トランジスタが形成される基板表面には、プラズマ処理によってゲート絶縁膜が形成され、前記PMOSトランジスタと前記ゲート絶縁膜とが接する最も広い面が(110)面であり、前記NMOSトランジスタと前記ゲート絶縁膜とが接する最も広い面が(100)面である。好ましくは、前記ゲート絶縁膜が、クリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)の少なくとも何れか1つを含む。   In the semiconductor device according to the second aspect of the present invention, the NMOS transistor and the PMOS transistor are formed on the same substrate, and a gate insulating film is formed by plasma treatment on the surface of the substrate on which each of the transistors is formed. The widest surface where the PMOS transistor and the gate insulating film are in contact is the (110) surface, and the widest surface where the NMOS transistor and the gate insulating film are in contact is the (100) surface. Preferably, the gate insulating film includes at least one of krypton (Kr), argon (Ar), and xenon (Xe).

本願発明の半導体装置の製造方法は、複数の結晶面を表面とする立体構造のシリコン基板表面に、プラズマを用いてゲート絶縁膜を形成する。プラズマゲート絶縁膜は、複数の結晶面を有する表面においても界面準位の増加がなく、立体構造のコーナー部おいても均一な膜厚を有する。プラズマにより高品質のゲート絶縁膜を成膜することで特性の良い半導体装置が得られる。   In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a gate insulating film is formed on the surface of a three-dimensional silicon substrate having a plurality of crystal planes as surfaces using plasma. The plasma gate insulating film does not increase the interface state even on a surface having a plurality of crystal planes, and has a uniform film thickness even in a corner portion of a three-dimensional structure. A semiconductor device having good characteristics can be obtained by forming a high-quality gate insulating film by plasma.

以下、本発明の半導体装置およびその製造方法について、図を参照して説明する。   Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に用いられるプラズマ処理装置10の概略構成の例を示す。プラズマ処理装置10は、被処理基板としてのシリコンウエハWを保持する基板保持台12が備えられた処理容器11を有する。処理容器11内の気体(ガス)は排気ポート11Aおよび11Bから図示されない排気ポンプを介して排気される。なお、基板保持台12は、シリコンウエハWを加熱するヒータ機能を有している。基板保持台12の周囲には、アルミニウムからなるガスバッフル板(仕切り板)26が配置されている。ガスバッフル板26の上面には石英カバー28が設けられている。   FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of a plasma processing apparatus 10 used in the present invention. The plasma processing apparatus 10 includes a processing container 11 provided with a substrate holder 12 that holds a silicon wafer W as a substrate to be processed. The gas (gas) in the processing container 11 is exhausted from exhaust ports 11A and 11B via an exhaust pump (not shown). The substrate holder 12 has a heater function for heating the silicon wafer W. A gas baffle plate (partition plate) 26 made of aluminum is disposed around the substrate holder 12. A quartz cover 28 is provided on the upper surface of the gas baffle plate 26.

処理容器11の装置上方には、基板保持台12上のシリコンウエハWに対応して開口部が設けられている。この開口部は、石英やAlからなる誘電体板13により塞がれている。誘電体板13の上部(処理容器11の外側)には、平面アンテナ14が配置されている。この平面アンテナ14には、導波管から供給された電磁波が透過するための複数のスロットが形成されている。平面アンテナ14の更に上部(外側)には、波長短縮板15と導波管18が配置されている。波長短縮板15の上部を覆うように、冷却プレート16が処理容器11の外側に配置されている。冷却プレート16の内部には、冷媒が流れる冷媒路16aが設けられている。 An opening is provided above the processing container 11 so as to correspond to the silicon wafer W on the substrate holder 12. This opening is closed by a dielectric plate 13 made of quartz or Al 2 O 3 . A planar antenna 14 is disposed on the top of the dielectric plate 13 (outside the processing container 11). The planar antenna 14 is formed with a plurality of slots for transmitting electromagnetic waves supplied from the waveguide. A wavelength shortening plate 15 and a waveguide 18 are disposed further above (outside) the planar antenna 14. A cooling plate 16 is disposed outside the processing container 11 so as to cover the upper portion of the wavelength shortening plate 15. Inside the cooling plate 16, a refrigerant path 16a through which the refrigerant flows is provided.

処理容器11の内部側壁には、プラズマ処理の際にガスを導入するためのガス供給口22が設けられている。このガス供給口22は、導入されるガス毎に設けられていても良い。この場合、図示されないマスフローコントローラが流量調整手段として供給口ごとに設けられている。一方、導入されるガスが予め混合されて送られ、供給口22は一つのノズルとなっていても良い。この場合も図示されないが、導入されるガスの流量調整は、混合段階に流量調整弁などで為される。また、処理容器11の内壁の内側には、容器全体を囲むように冷媒流路24が形成されている。   A gas supply port 22 for introducing a gas during plasma processing is provided on the inner side wall of the processing vessel 11. The gas supply port 22 may be provided for each gas to be introduced. In this case, a mass flow controller (not shown) is provided for each supply port as a flow rate adjusting means. On the other hand, the introduced gas may be mixed and sent in advance, and the supply port 22 may be a single nozzle. Although not shown in this case, the flow rate of the introduced gas is adjusted by a flow rate adjusting valve or the like in the mixing stage. Further, a coolant channel 24 is formed inside the inner wall of the processing container 11 so as to surround the entire container.

本発明に用いられるプラズマ基板処理装置10には、プラズマを励起するための数ギガヘルツの電磁波を発生する図示されない電磁波発生器が備えられている。この電磁波発生器で発生したマイクロ波が、導波管18を伝播し処理容器11に導入される。   The plasma substrate processing apparatus 10 used in the present invention includes an electromagnetic wave generator (not shown) that generates an electromagnetic wave of several gigahertz for exciting plasma. Microwaves generated by the electromagnetic wave generator propagate through the waveguide 18 and are introduced into the processing container 11.

上記のような構造のプラズマ処理装置10を用いて、本発明に係るゲート絶縁膜(酸化膜)を基板表面に形成する。まず、周知の方法、例えば減圧CVD法によるポリシリコン成膜により、トランジスタが形成される領域を凸状のシリコンブロック52n、52pとして立体的に形成する。シリコンブロック52n、52pを有するシリコンウエハWを処理容器11内に導入し、基板保持台12上にセットする。その後、排気ポート11A,11Bを介して処理容器11内部の空気の排気が行われ、処理容器11の内部が所定の処理圧に設定される。次に、ガス供給口22から、不活性ガスと酸素ガスとが供給される。不活性ガスとしては、クリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)の少なくとも1つを使用する。   Using the plasma processing apparatus 10 having the above structure, a gate insulating film (oxide film) according to the present invention is formed on the substrate surface. First, a region where a transistor is to be formed is three-dimensionally formed as convex silicon blocks 52n and 52p by a well-known method, for example, polysilicon film formation by low pressure CVD. A silicon wafer W having silicon blocks 52n and 52p is introduced into the processing container 11 and set on the substrate holder 12. Thereafter, the air inside the processing container 11 is exhausted through the exhaust ports 11A and 11B, and the inside of the processing container 11 is set to a predetermined processing pressure. Next, inert gas and oxygen gas are supplied from the gas supply port 22. As the inert gas, at least one of krypton (Kr), argon (Ar), and xenon (Xe) is used.

一方、電磁波発生器で発生された数GHzの周波数のマイクロ波は、導波管18を通って処理容器11に供給される。平面アンテナ14、誘電体板13を介して、このマイクロ波が処理容器11中に導入される。このマイクロ波により高周波プラズマが励起され、反応ガスはラジカルとなり、シリコンウエハWの基板表面にプラズマゲート酸化膜が成膜される。プラズマ酸化膜の成膜時のウエハ温度は400℃以下である。   On the other hand, a microwave having a frequency of several GHz generated by the electromagnetic wave generator is supplied to the processing container 11 through the waveguide 18. This microwave is introduced into the processing container 11 through the planar antenna 14 and the dielectric plate 13. High frequency plasma is excited by the microwaves, the reaction gas becomes radicals, and a plasma gate oxide film is formed on the substrate surface of the silicon wafer W. The wafer temperature during the formation of the plasma oxide film is 400 ° C. or lower.

図2に本発明に係る半導体装置のトランジスタ構造の概略を示す。半導体装置は、NMOSトランジスタが形成されるNMOSトランジスタ用シリコンブロック52nと、PMOSトランジスタが形成されるPMOSトランジスタ用シリコンブロック52pが同一結晶構造のシリコン基板上に凸状に形成されている。これらのシリコンブロック52n、52pの両側面及び上面には、ゲート絶縁膜54が形成される。   FIG. 2 shows an outline of a transistor structure of a semiconductor device according to the present invention. In the semiconductor device, an NMOS transistor silicon block 52n in which an NMOS transistor is formed and a PMOS transistor silicon block 52p in which a PMOS transistor is formed are formed in a convex shape on a silicon substrate having the same crystal structure. Gate insulating films 54 are formed on both side surfaces and upper surfaces of these silicon blocks 52n and 52p.

図1に示すプラズマ処理装置において、成膜条件としてはパワーを2000W,圧力を57Pa、温度を400℃、供給ガスをアルゴンと酸素、時間を30秒間として設定し、ゲート酸化膜を成膜させた。300mmΦの基板における膜厚のバラツキσ=0.67%、界面準位のバラツキσ=0.66%と良好な結果が得られた。プラズマ処理装置においてプラズマを用いて成膜されたゲート絶縁膜54は、シリコンブロックのエッジ部においても均一な膜厚であり、また結晶面の違いによる界面準位の増加もなく良好な絶縁膜が得られた。   In the plasma processing apparatus shown in FIG. 1, the gate oxide film was formed by setting the power as 2000 W, the pressure as 57 Pa, the temperature as 400 ° C., the supply gas as argon and oxygen, and the time as 30 seconds. . The film thickness variation σ = 0.67% and the interface state variation σ = 0.66% in a 300 mmφ substrate were obtained. The gate insulating film 54 formed using plasma in the plasma processing apparatus has a uniform film thickness even at the edge portion of the silicon block, and a good insulating film without an increase in interface state due to a difference in crystal plane. Obtained.

さらに、ゲート絶縁膜54の上にはゲート電極(図示せず)が形成される。ゲート電極に適当な電圧を印加することによりトランジスタがオンオフする。トランジスタのオン状態では、例えば、図2において紙面手前側にソース領域、奥側にドレイン領域がそれぞれ形成されている場合には、ドレインからソースに向かってそれぞれホールまたは電子が紙面に垂直に、奥側から手前側に流れる。このように、シリコンブロックの2つの側面、及び上面の3辺ともがチャネルとなり、電流を流すことが出来る。立体的に3辺をチャネルとするため、トランジスタの小型化が図れる利点がある。   Further, a gate electrode (not shown) is formed on the gate insulating film 54. The transistor is turned on and off by applying an appropriate voltage to the gate electrode. In the on state of the transistor, for example, in FIG. 2, when a source region is formed on the front side of the paper and a drain region is formed on the back side, holes or electrons are perpendicular to the paper surface from the drain to the source. It flows from the side to the near side. Thus, the two side surfaces of the silicon block and the three sides of the upper surface serve as channels, allowing current to flow. Since the three sides are three-dimensionally channeled, there is an advantage that the size of the transistor can be reduced.

図2に示すように、シリコン基板平面(水平面)方向の結晶面が(100)面となり、シリコンブロック52n,52pの側面(垂直面)方向の結晶面が(110)面となる。NMOSトランジスタ用のシリコンブロック52nに対し、PMOSトランジスタ用のシリコンブロック52pの方が側面(垂直面=(110)面)の面積が広くなるように設計される。逆に、シリコンブロックの上面(水平面=(100)面)の面積に関しては、NMOSトランジスタ用のシリコンブロック52nよりもPMOSトランジスタ用のシリコンブロック52pの方が小さくなる。   As shown in FIG. 2, the crystal plane in the silicon substrate plane (horizontal plane) direction is the (100) plane, and the crystal plane in the side plane (vertical plane) direction of the silicon blocks 52n and 52p is the (110) plane. The silicon transistor block 52p for the PMOS transistor is designed to have a larger side surface (vertical surface = (110) surface) than the silicon block 52n for the NMOS transistor. Conversely, regarding the area of the upper surface (horizontal plane = (100) plane) of the silicon block, the PMOS transistor silicon block 52p is smaller than the NMOS transistor silicon block 52n.

(100)面上を流れる電子(負電荷)の速度は、(110)面上を流れる電子の速度よりも約20%程度速くなる。一方、(100)面上を流れるホール(正電荷)の速度は、(110)面上を流れるホールの速度よりも約1/3程度と遅くなる。このような原理を利用して、本発明は成された。すなわち、(110)面上にホールを多く流し、(100)面上に電子を多く流す構造を採用している。ここで結晶面としては、結晶軸に対して±8°の範囲内にあるものを含むものである。   The speed of electrons (negative charges) flowing on the (100) plane is about 20% faster than the speed of electrons flowing on the (110) plane. On the other hand, the velocity of holes (positive charge) flowing on the (100) plane is about 1/3 slower than the velocity of holes flowing on the (110) plane. The present invention has been made using such a principle. That is, a structure is adopted in which many holes flow on the (110) plane and many electrons flow on the (100) plane. Here, the crystal plane includes those within a range of ± 8 ° with respect to the crystal axis.

本実施例では、シリコン基板表面が(100)面の場合を例に採っているため、NMOSトランジスタが形成されるシリコンブロック52nの高さが低くなっているが、シリコン基板表面を(110)面とした場合には、図2の場合とは逆に、NMOSトランジスタが形成されるシリコンブロック52nの高さを高くする。要は、ホールと電子をより効率よく移動させるのである。なお、図中の符号54はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等の絶縁膜を示す。   In this embodiment, the case where the silicon substrate surface is the (100) plane is taken as an example. Therefore, the height of the silicon block 52n where the NMOS transistor is formed is low, but the silicon substrate surface is the (110) plane. In this case, contrary to the case of FIG. 2, the height of the silicon block 52n in which the NMOS transistor is formed is increased. The point is to move holes and electrons more efficiently. Reference numeral 54 in the drawing denotes an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film.

シリコン基板上に凸状のシリコンブロックを形成した場合には、シリコンブロックを形成する上面と側面においては異なる結晶軸をもつことになる。また立体構造であり、コーナー部を有することになる。コーナー部を有し、異なる結晶面に対して、従来の熱酸化法によりゲート酸化膜を成膜すると、コーナー部においては均一な膜厚が得られない欠点がある。さらに結晶面(100)と比較すると、結晶面(110)においては界面準位が増加し、絶縁膜の品質が低下、トランジスタの閾値電圧が結晶面において異なることとなる。しかし、プラズマ処理装置によりプラズマを用いて成膜されたゲート絶縁膜54は、シリコンブロックのコーナー部においても均一な膜厚であり、また結晶面(110)においても界面準位の増加もなく結晶面(100)と同等の良好な絶縁膜が得られる。   When a convex silicon block is formed on a silicon substrate, the upper surface and the side surface on which the silicon block is formed have different crystal axes. Moreover, it is a three-dimensional structure and has a corner part. When a gate oxide film is formed by a conventional thermal oxidation method on different crystal planes having corner portions, there is a drawback that a uniform film thickness cannot be obtained at the corner portions. Further, when compared with the crystal plane (100), the interface state is increased in the crystal plane (110), the quality of the insulating film is lowered, and the threshold voltage of the transistor is different in the crystal plane. However, the gate insulating film 54 formed using plasma by the plasma processing apparatus has a uniform film thickness even at the corner portion of the silicon block, and the crystal plane (110) does not increase the interface state. A good insulating film equivalent to the surface (100) is obtained.

本発明は、立体構造のチャネル形成領域を有する半導体装置において、チャネルは複数の結晶面を有し、複数の結晶面のうち電子又はホールの移動度の大きい結晶面の面積が大きくなるようにチャネル形成領域を構成する。さらに複数の結晶面表面にプラズマを用いてゲート絶縁膜を形成することで良好な絶縁膜が得られ、高品質の半導体装置が得られる。   The present invention relates to a semiconductor device having a three-dimensional channel formation region, in which the channel has a plurality of crystal faces, and the area of the crystal face having a high mobility of electrons or holes among the plurality of crystal faces is increased. A formation region is formed. Furthermore, a good insulating film can be obtained by forming a gate insulating film using plasma on a plurality of crystal surface surfaces, and a high-quality semiconductor device can be obtained.

以上、本発明の実施の形態例及び実施例について幾つかの例に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇において変更可能なものである。   The embodiments and examples of the present invention have been described above based on some examples. However, the present invention is not limited to these examples, and the technical aspects shown in the claims are not limited. It can be changed in the category of thought.

本発明に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す概略図(断面図)である。It is the schematic (sectional drawing) which shows an example of a structure of the plasma processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る半導体装置のトランジスタ構造を概略的に示す。1 schematically shows a transistor structure of a semiconductor device according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 プラズマ処理装置
11 プラズマ処理容器
18 導波管
22 ガス供給口
52n NMOSトランジスタ用シリコンブロック
52p PMOSトランジスタ用シリコンブロック
54 ゲート絶縁膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plasma processing apparatus 11 Plasma processing container 18 Waveguide 22 Gas supply port 52n Silicon block for NMOS transistor 52p Silicon block for PMOS transistor 54 Gate insulating film

Claims (13)

シリコンからなる基板表面に複数の結晶面を有する半導体装置に対し、前記基板表面にプラズマを用いてゲート絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。   A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a gate insulating film on a surface of a substrate made of silicon using a plasma for a semiconductor device having a plurality of crystal planes on the surface of the substrate. 前記ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜の何れか1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the gate insulating film includes any one of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride film. 前記ゲート絶縁膜の形成の際に、不活性ガスとして、クリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)の少なくとも何れか1つを使用することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。   3. The method according to claim 1, wherein at the time of forming the gate insulating film, at least one of krypton (Kr), argon (Ar), and xenon (Xe) is used as an inert gas. Semiconductor device manufacturing method. 前記複数の結晶面の1つが(100)面であることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein one of the plurality of crystal faces is a (100) face. 前記複数の結晶面の1つが(110)面であることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein one of the plurality of crystal faces is a (110) face. 前記複数の結晶面が(100)面と(110)面とを含むことを特徴とする請求項1,2又は3に記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of crystal planes include a (100) plane and a (110) plane. 前記半導体装置はPMOSトランジスタであり、前記複数の結晶面をもつ表面のうち最も広い面が(110)面であることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。   7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is a PMOS transistor, and the widest surface among the surfaces having the plurality of crystal planes is a (110) plane. 前記半導体装置はNMOSトランジスタであり、前記複数の結晶面をもつ表面のうち最も広い面が(100)面であることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。   7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is an NMOS transistor, and the widest surface among the surfaces having the plurality of crystal planes is a (100) plane. 前記(110)面は、±8°までの範囲にあることを特徴とする請求項5,6,7又は8に記載の半導体装置の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the (110) plane is in a range up to ± 8 °. シリコンからなる基板表面に複数の結晶面を有する半導体装置において、
NMOSトランジスタとPMOSトランジスタとが同一の基板上に形成され、
前記各トランジスタには、プラズマ処理によってゲート絶縁膜が形成され、
前記PMOSトランジスタの前記ゲート絶縁膜が接する最も広い面が(110)面であり、前記NMOSトランジスタの前記ゲート絶縁膜が接する最も広い面が(100)面であることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a plurality of crystal planes on a substrate surface made of silicon,
An NMOS transistor and a PMOS transistor are formed on the same substrate,
Each transistor has a gate insulating film formed by plasma treatment,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the widest surface of the PMOS transistor in contact with the gate insulating film is a (110) surface, and the widest surface of the NMOS transistor in contact with the gate insulating film is a (100) surface.
前記ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜の何れか1つを含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 10, wherein the gate insulating film includes one of a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride film. 前記ゲート絶縁膜が、クリプトン(Kr)、アルゴン(Ar)、キセノン(Xe)の少なくとも何れか1つを含むことを特徴とする請求項10又は11に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 10, wherein the gate insulating film includes at least one of krypton (Kr), argon (Ar), and xenon (Xe). 前記(110)面は、±8°までの範囲にあることを特徴とする請求項10,11又は12に記載の半導体装置。

The semiconductor device according to claim 10, wherein the (110) plane is in a range up to ± 8 °.

JP2004159458A 2003-06-04 2004-05-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof Active JP5014566B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004159458A JP5014566B2 (en) 2003-06-04 2004-05-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003159973 2003-06-04
JP2003159973 2003-06-04
JP2004159458A JP5014566B2 (en) 2003-06-04 2004-05-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005019978A true JP2005019978A (en) 2005-01-20
JP5014566B2 JP5014566B2 (en) 2012-08-29

Family

ID=34196747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004159458A Active JP5014566B2 (en) 2003-06-04 2004-05-28 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5014566B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7534669B2 (en) 2004-01-28 2009-05-19 International Business Machines Corporation Method and structure to create multiple device widths in FinFET technology in both bulk and SOI

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6380561A (en) * 1986-09-24 1988-04-11 Nec Corp Manufacture of complementary semiconductor device
JPH01276669A (en) * 1988-04-27 1989-11-07 Toshiba Corp Semiconductor device
JPH04256369A (en) * 1991-02-08 1992-09-11 Nissan Motor Co Ltd Semiconductor device
JPH0923011A (en) * 1995-07-05 1997-01-21 Hitachi Ltd Semiconductor device and its manufacture
JP2002261091A (en) * 2000-12-28 2002-09-13 Tadahiro Omi Semiconductor device and its manufacturing method
JP2002359293A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Toshiba Corp Semiconductor device
JP2003101013A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp Semiconductor device, manufacturing method therefor, integrated circuit and semiconductor system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6380561A (en) * 1986-09-24 1988-04-11 Nec Corp Manufacture of complementary semiconductor device
JPH01276669A (en) * 1988-04-27 1989-11-07 Toshiba Corp Semiconductor device
JPH04256369A (en) * 1991-02-08 1992-09-11 Nissan Motor Co Ltd Semiconductor device
JPH0923011A (en) * 1995-07-05 1997-01-21 Hitachi Ltd Semiconductor device and its manufacture
JP2002261091A (en) * 2000-12-28 2002-09-13 Tadahiro Omi Semiconductor device and its manufacturing method
JP2002359293A (en) * 2001-05-31 2002-12-13 Toshiba Corp Semiconductor device
JP2003101013A (en) * 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp Semiconductor device, manufacturing method therefor, integrated circuit and semiconductor system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7534669B2 (en) 2004-01-28 2009-05-19 International Business Machines Corporation Method and structure to create multiple device widths in FinFET technology in both bulk and SOI

Also Published As

Publication number Publication date
JP5014566B2 (en) 2012-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5229711B2 (en) Pattern forming method and semiconductor device manufacturing method
JP4536333B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US10541145B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR100810794B1 (en) Plasma processing apparatus
TWI402912B (en) Manufacturing method of insulating film and manufacturing method of semiconductor device
KR102190863B1 (en) Substrate processing apparatus and gas introduction plate
JP2005150637A (en) Treatment method and apparatus
KR20040068990A (en) Substrate treating method and production method for semiconductor device
JP2004319907A (en) Method and system for manufacturing semiconductor device
JPWO2005083795A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device and method of plasma oxidation treatment
US7449719B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR101745131B1 (en) Plasma processing apparatus, plasma processing method, and method for manufacturing electronic device
JPWO2004073073A1 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus
JP5014566B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7842621B2 (en) Method of measuring nitrogen concentration, method of forming silicon oxynitride film, and method of manufacturing semiconductor device.
KR100829335B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
TWI559398B (en) Substrate treating apparatus and substrate treating method
KR100883696B1 (en) Plasma processing apparatus
TW202140837A (en) Low temperature steam free oxide gapfill
US20080206968A1 (en) Manufacturing method of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070523

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080924

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110421

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20111214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120229

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120420

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120516

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120606

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5014566

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250