JP2008306132A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008306132A JP2008306132A JP2007154280A JP2007154280A JP2008306132A JP 2008306132 A JP2008306132 A JP 2008306132A JP 2007154280 A JP2007154280 A JP 2007154280A JP 2007154280 A JP2007154280 A JP 2007154280A JP 2008306132 A JP2008306132 A JP 2008306132A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- semiconductor device
- semiconductor substrate
- film
- manufacturing
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、nチャネル領域を有する電界効果トランジスタを含む半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device including a field effect transistor having an n-channel region.
従来から、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタの電流駆動能力を向上させるためにさまざまな技術が提案されている。たとえば非特許文献1によれば、高い引張応力を有するシリコン窒化膜(high tensile silicon nitride layer)がNMOSトランジスタ上に形成されることにより、当該NMOSトランジスタの電流駆動能力(オン電流(on-current)をオフ電流(off-current)で除した値)を向上させる技術が開示されている。
上記の従来例では、形成されたシリコン窒化膜の引張応力をさらに高める方法が開示されていない。このため、シリコン窒化膜の引張応力をシリコン窒化膜の形成時よりもさらに高めることができず、NMOSトランジスタの電流駆動能力をより向上させることができないという問題があった。 In the above conventional example, a method for further increasing the tensile stress of the formed silicon nitride film is not disclosed. For this reason, there is a problem that the tensile stress of the silicon nitride film cannot be further increased than when the silicon nitride film is formed, and the current driving capability of the NMOS transistor cannot be further improved.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、NMOSトランジスタなどのnチャネル領域を有する電界効果トランジスタの電流駆動能力をより向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can further improve the current drive capability of a field effect transistor having an n-channel region such as an NMOS transistor. It is to be.
本発明の半導体装置は、電界効果トランジスタを含んでいる。電界効果トランジスタは、半導体基板と、n型ソース/ドレイン領域と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とを有している。半導体基板はnチャネル領域を有している。n型ソース/ドレイン領域は、半導体基板上にnチャネル領域を挟むように形成されている。ゲート絶縁膜はnチャネル領域上に形成されている。ゲート電極はゲート絶縁膜上に形成されている。 The semiconductor device of the present invention includes a field effect transistor. The field effect transistor has a semiconductor substrate, n-type source / drain regions, a gate insulating film, and a gate electrode. The semiconductor substrate has an n-channel region. The n-type source / drain regions are formed on the semiconductor substrate so as to sandwich the n-channel region. The gate insulating film is formed on the n-channel region. The gate electrode is formed on the gate insulating film.
本発明の半導体装置の製造方法は以下の工程を備えている。
まず半導体基板上にゲート絶縁膜およびゲート電極が形成される。半導体基板上にゲート電極を覆うように窒化シリコンを含む薄膜が形成される。この薄膜に紫外線が照射される。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes the following steps.
First, a gate insulating film and a gate electrode are formed on a semiconductor substrate. A thin film containing silicon nitride is formed on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode. The thin film is irradiated with ultraviolet rays.
本発明の半導体装置の製造方法によれば、窒化シリコンを含む薄膜が形成された後に、この薄膜に紫外線が照射される。この照射により薄膜の引張応力が向上する。よって、紫外線が照射されない場合に比して、NMOSトランジスタの電流駆動能力をさらに向上させることができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, after a thin film containing silicon nitride is formed, the thin film is irradiated with ultraviolet rays. This irradiation improves the tensile stress of the thin film. Therefore, the current driving capability of the NMOS transistor can be further improved as compared with the case where no ultraviolet ray is irradiated.
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。図1を参照して、本実施の形態の半導体装置は、たとえばp型シリコン基板である半導体基板1を有している。半導体基板1は素子分離絶縁膜2により区画された活性領域を有している。素子分離絶縁膜2は、たとえばシリコン酸化膜からなる。そして半導体装置は、半導体基板1の活性領域の一部をnチャネル領域として有する複数のNMOSトランジスタ3を有している。なお本実施の形態の半導体装置が有する電界効果トランジスタはMOS型であるため、nチャネル領域はp型半導体からなる領域である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the semiconductor device of the present embodiment has a
各NMOSトランジスタ3は、1対のソース/ドレイン領域4,4と、ゲート構造6とを有している。1対のソース/ドレイン領域4,4は、互いに所定距離をなしてnチャネル領域を挟むように半導体基板1の上面に形成されている。隣合う2つのNMOSトランジスタ3,3は、この両者に挟まれたソース/ドレイン領域4を共有している。また各ソース/ドレイン領域4の上面の一部にはシリサイド部5が形成されている。
Each
ゲート構造6は、互いに隣合う2つのソース/ドレイン領域4,4で挟まれた半導体基板1のnチャネル領域およびこの2つのソース/ドレイン領域4,4のそれぞれの端部の上に形成されている。ゲート構造6は、ゲート絶縁膜7と、ゲート電極8と、サイドウォール10とを有している。
The
ゲート絶縁膜7は、互いに隣合う1対のソース/ドレイン領域4で挟まれた半導体基板1のnチャネル領域の上面上に形成されている。ゲート電極8はゲート絶縁膜7の上に形成されている。サイドウォール10はゲート絶縁膜7およびゲート電極8の側面上に形成されている。ゲート電極8は、ゲート絶縁膜7と接する側(図中の下側)にポリシリコン部8aを有しており、このポリシリコン部8aの上にシリサイド部9を有している。
The
サイドウォール10は、第1の絶縁膜11および第2の絶縁膜12を有している。第1の絶縁膜11は、ゲート絶縁膜7およびゲート電極8の側面上と、ソース/ドレイン領域4の端部の上とに設けられている。第2の絶縁膜12は第1の絶縁膜11上に設けられている。
The
また、半導体装置は、薄膜20と、層間絶縁膜21と、コンタクトホール22と、コンタクトプラグ23と、配線24とを有している。
The semiconductor device also has a
薄膜20は、半導体基板1上にゲート構造6を覆うように形成されている。すなわち薄膜20はゲート電極8を覆うように形成されている。
The
薄膜20は窒化シリコンを含んでいる。また薄膜20は炭素を含んでいてもよい。また薄膜20は水素を含んでいてもよい。
The
コンタクトホール22は層間絶縁膜21に設けられた貫通孔である。コンタクトプラグ23はコンタクトホール22内に充填されている。配線24はコンタクトプラグ23の上に形成されている。
The
なお、シリサイド部5およびシリサイド部9のそれぞれは、たとえばニッケルシリサイドやコバルトシリサイドにより形成されている。また、ゲート絶縁膜7、第1の絶縁膜11および層間絶縁膜21のそれぞれは、たとえばシリコン酸化膜により形成されている。第2の絶縁膜12は、たとえばシリコン窒化膜により形成されている。
Each of the
次に、本実施の形態における半導体装置の製造方法について説明する。図2〜図5は、本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment will be described. 2 to 5 are schematic cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
図2を参照して、半導体基板1に素子分離絶縁膜2が活性領域を区画するように形成される。そして半導体基板1のこの活性領域に複数のNMOSトランジスタ3が形成される。またソース/ドレイン領域4のゲート構造6に覆われていない部分にシリサイド部5が形成される。
Referring to FIG. 2, element
図3を参照して、各NMOSトランジスタ3のゲート構造6を覆うように半導体基板1上に薄膜20が形成される。
Referring to FIG. 3,
薄膜20は、たとえばシリコン窒化膜である。シリコン酸化膜は、シラン系化合部と、窒素(N2)または窒化化合物とを原料とし、処理温度が200℃以上300℃以下のプラズマCVD法を使用して形成することができる。シラン系化合物としては、たとえばSiH4が使用され、窒化化合物としては、たとえばN2OやNH3が使用される。
The
また薄膜20は、炭素を含有するシリコン窒化膜であってもよい。炭素を含有するシリコン窒化膜は、シラン系化合物と、窒素または窒素系化合物とを原料とし、処理温度が200℃以上400℃以下のプラズマCVD法を使用して形成することができる。シラン系化合物としては、たとえばトリメチルシラン(3MS)あるいはテトラメチルシラン(4MS)が使用され、窒素系化合物としては、たとえばN2OやNH3が使用される。
The
なお、後述する工程において、薄膜20の互いに隣合う2つのゲート構造6の間の部分は、コンタクトホール22(図1)形成のために層間絶縁膜21がエッチングされる際のエッチングストッパ膜としても利用される。したがって、薄膜20の上記部分は過度に厚くない方が、引き続き行なわれるエッチングストッパ膜の除去が容易となる。したがって、薄膜20は、2つのゲート構造6の間を完全には充填しないように形成されることが好ましい。このためには、たとえば、ゲート構造6の上面上における膜厚aがゲート構造6の側面上における膜厚bよりも大きく設定されればよい。
In the process described later, the portion of the
図4および図6を参照して、薄膜20形成後のポスト処理として、図中実線矢印で示すように薄膜20に対して紫外線が照射される。
Referring to FIGS. 4 and 6, as a post process after forming
この照射の準備のため、まず半導体基板1が、薄膜20の成膜用のチャンバーから取出される。そして半導体基板1が紫外線照射用のチャンバー100内に移動される。チャンバー100内の雰囲気は、窒素およびヘリウムの少なくともいずれかを含む雰囲気とされる。
In order to prepare for this irradiation, first, the
チャンバー100内に設けられた部材であるサセプタ101の上に半導体基板1が載置される。このサセプタ101は高温に保持されており、サセプタ101により半導体基板1が加熱される。サセプタ101の温度は、400℃以上550℃以下、好ましくは400℃以上480℃以下に設定されている。またこの温度は、薄膜20がプラズマCVD法により形成された場合は、この形成時の処理温度よりも高い温度とされる。
The
そして、サセプタ101の上面に垂直な軸である回転軸103が回転軸とされて、サセプタ101が、たとえば低速で180°回転される。この回転中に、チャンバー100の上方に設置された少なくとも1つの光源102から生じる紫外線が半導体基板1に照射される。
Then, the
光源102の発光波長は210nm以上260nm以下、好ましくは220nm以上240nm以下とされる。上記発光波長の紫外線を発生させるための光源102としては、エキシマランプ、エキシマレーザ、水銀ランプ、キセノンランプおよび重水素ランプのうち少なくとも1つを用いることができ、特に、KrClエキシマの発光を利用した光源が好ましい。また、光源102とともに、波長を調整するためのフィルタなどが用いられてもよい。
The light emission wavelength of the
紫外線の照射強度は15mW/cm2以上が好ましい。なお、回転軸103を回転軸とする回転方向は時計廻りでも反時計廻りでもよい。以上のポスト処理が実行されることにより、薄膜20の引張応力は、たとえば1.6GPaまで増大する。
The irradiation intensity of ultraviolet rays is preferably 15 mW / cm 2 or more. The rotation direction about the
なお、紫外線が照射された薄膜20は、クロスリンク構造を有している部分において、局所的にストイキオメトリの組成比(化学量論組成比)を有している。たとえば薄膜20がシリコン窒化膜の場合、シリコンと窒素との組成比がSi:N=3:4となっている。また、薄膜20の機械的強度(弾性率)が向上し、250GPa以下となっている。
Note that the
また、薄膜20が成膜された時点での薄膜20の結合水素濃度が比較的高くても、上記のポスト処理が行なわれることにより結合水素濃度は大きく低減する。このため、水素に起因してNMOSトランジスタ3におけるホットキャリア耐性などの信頼性が劣化することはほとんどなくなる。
Moreover, even if the bond hydrogen concentration of the
図5を参照して、薄膜20上に層間絶縁膜21が形成される。次に、隣合う2つのゲート構造6の間において層間絶縁膜21の上面からソース/ドレイン領域4上のシリサイド部5にまで達するコンタクトホール22が、層間絶縁膜21および薄膜20を貫通するように形成される。なおコンタクトホール22の形成の際、まずは層間絶縁膜21が薄膜20をエッチングストッパ膜としてエッチングされる。これにより薄膜20の一部が露出される。その後、この露出された薄膜20が除去されて、コンタクトホール22が形成される。
Referring to FIG. 5,
再び図1を参照して、コンタクトホール22内にコンタクトプラグ23が充填される。その後、層間絶縁膜21上にコンタクトプラグ23と接触する配線24が形成される。以上により、本実施の形態の半導体装置が得られる。
Referring again to FIG. 1,
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法の実施例について説明する。表1は、6サンプルの半導体装置について、紫外線波長、薄膜20の紫外線照射後の膜ストレス(引張応力)、照射時間、およびサセプタ101(図6)の設定温度をまとめた表である。なお、サンプルB〜サンプルGにおける紫外線の照射強度は15mW/cm2である。またサンプルAは比較例であり、紫外線照射が行なわれずに半導体基板1のサセプタ101による加熱のみが行なわれた例である。
Next, examples of the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described. Table 1 is a table summarizing the ultraviolet wavelength, the film stress (tensile stress) after the ultraviolet irradiation of the
表1を参照して、紫外線が照射されなかったサンプルA(比較例)の薄膜20の膜ストレスは0.6GPaであった。一方、紫外線が照射されたサンプルB〜サンプルGは、比較例であるサンプルAに比して薄膜20の膜ストレスが大きくなった。このサンプルB〜サンプルGのうち、サンプルEの薄膜20の膜ストレスが最も大きく、1.6GPaであった。このことから、波長222nmによる紫外線照射処理が薄膜20の膜ストレス(引張応力)の向上に最も効果的であることが実験で確認された。
Referring to Table 1, the film stress of the
上記のように、特に波長222nmの紫外線が用いられた場合に引張応力が1.6GPaとなり、引張応力が特に大きく向上した。この原理は以下のように考えられる。 As described above, particularly when ultraviolet rays having a wavelength of 222 nm were used, the tensile stress was 1.6 GPa, and the tensile stress was particularly greatly improved. This principle can be considered as follows.
薄膜20は窒化シリコンを含んでいる。窒化シリコンに対して紫外線が照射されると、紫外線のエネルギーが窒化シリコンで吸収される。これにより、窒化シリコンの各種結合(シリコンと窒素との結合、シリコンと水素との結合、および窒素と水素との結合)が一度切れ、新たな各種結合が生じる。すなわち、アモルファス構造の再配列が生じる。
The
この紫外線の波長が210nmよりも小さいと、光子エネルギーが高いために、薄膜20の引張応力に寄与している膜骨格に関与する結合までもが切断されてしまう。この切断は、薄膜20の引張応力向上を阻害する要因となる。
If the wavelength of the ultraviolet light is smaller than 210 nm, the photon energy is high, and thus even the bonds involved in the film skeleton contributing to the tensile stress of the
逆に紫外線の波長が260nmよりも大きいと、光子エネルギーが低いためにシリコン窒化膜に紫外線が十分に吸収されず、紫外線照射による架橋反応(クロスリンク)が十分に進まなくなる。 On the other hand, if the wavelength of ultraviolet rays is larger than 260 nm, the photon energy is low, so that the ultraviolet rays are not sufficiently absorbed by the silicon nitride film, and the crosslinking reaction (cross-linking) due to ultraviolet irradiation does not proceed sufficiently.
210nm以上260nm以下の波長による紫外線照射では、窒素と水素の結合が選択的に励起されるため、引張応力向上に必要な架橋反応が選択的に行なわれ、窒化シリコンの組成比が局所的に化学量論組成比に近づく。この結果、引張応力が上記のように1.6GPaまで向上するものと考えられる。なお、薄膜20が窒化シリコンに加えて炭素を含む場合においても、引張応力向上に必要な架橋反応を促進させる波長は窒素と水素との結合に起因するため、シリコン窒化膜と同一であると考えられる。
In ultraviolet irradiation with a wavelength of 210 nm or more and 260 nm or less, since the bond between nitrogen and hydrogen is selectively excited, a cross-linking reaction necessary for improving tensile stress is selectively performed, and the composition ratio of silicon nitride is locally chemical. It approaches the stoichiometric composition ratio. As a result, it is considered that the tensile stress is improved to 1.6 GPa as described above. Even when the
上記のように、薄膜20の引張応力が向上すると、NMOSトランジスタ3の電流駆動能力が向上する。この原理は以下のように考えられる。
As described above, when the tensile stress of the
図4を参照して、引張応力を有する薄膜20は、ゲート構造6に対して図中破線矢印で示すように半導体基板1の方(図中下方)に向かう力を与える。これによりゲート構造6が半導体基板1のnチャネル領域に半導体基板1の厚み方向(図中縦方向)に沿って押付けられる。この結果、nチャネル領域には半導体基板1の面方向(図中横方向)の引張応力が生じる。したがって、薄膜20に対する紫外線照射(図中実線矢印)により薄膜20の引張応力が向上すると、nチャネル領域の引張応力が向上する。
Referring to FIG. 4,
nチャネル領域に大きな引張応力が加わると、この領域でシリコンの結晶格子が歪み、等方的であったシリコン結晶のバンド構造の対称性が崩れ、エネルギー準位の分裂が生じる。その結果、格子振動によるキャリア散乱の減少や有効質量の低減が生じ、電子の移動
度が向上する。これにより、NMOSトランジスタ3の電流駆動能力が向上する効果が得られる。
When a large tensile stress is applied to the n-channel region, the crystal lattice of silicon is distorted in this region, the symmetry of the isotropic band structure of the silicon crystal is lost, and energy level splitting occurs. As a result, carrier scattering and effective mass are reduced due to lattice vibration, and electron mobility is improved. As a result, the effect of improving the current drive capability of the
上記の効果を工業的に利用するためには、紫外線の照射強度は、好ましくは15mW/cm2以上とされる。なお、紫外線強度が15mW/cm2未満の場合、薄膜20の引張応力を所望の量だけ向上させるためには長時間を要するため、生産性が悪化したり工程単価が上昇したりする。
In order to utilize the above effect industrially, the irradiation intensity of ultraviolet rays is preferably 15 mW / cm 2 or more. Note that when the ultraviolet intensity is less than 15 mW / cm 2 , it takes a long time to improve the tensile stress of the
次に、紫外線照射が行なわれる際の半導体基板1の温度(キュア温度)がNMOSトランジスタ3の特性に与える影響について説明する。
Next, the influence of the temperature (curing temperature) of the
薄膜20の形成の際には、たとえば処理温度が200℃以上300℃以下のプラズマCVD法が使用される。その後、半導体基板1は400℃以上550℃以下のサセプタ101上に載置され、薄膜20に対して紫外線が照射される。これにより引張応力向上を効率的に行なうことを可能であり、サーマルバジェットを抑制できる。これにより、NMOSトランジスタ3の不純物拡散層の不活性化を抑制することができるので、NMOSトランジスタ3の性能を向上することができると考えられる。
In forming the
なお、サセプタ101の温度が400℃未満で紫外線処理が行なわれると、引張応力向上に必要なシリコンと窒素との架橋反応が十分に進まない。サセプタ101の温度が550℃を超えて紫外線処理が行なわれると、サーマルバジェットが増加するとともに、NMOSトランジスタ3におけるソース/ドレイン領域4のシリサイド部5やゲート電極8のシリサイド部9が悪影響を受ける。
Note that when the temperature of the
次に、紫外線照射が行なわれる際の半導体基板1の回転の効果について説明する。図6を参照して、半導体基板1はその上面に垂直な軸を回転軸103として回転させられる。この回転中に、薄膜20は紫外線の照射を受ける。よって、薄膜20に対して紫外線を均一に照射することができる。その結果、薄膜20に対する紫外線の照射効率が向上し、ポスト処理の処理時間を短縮することができる。
Next, the effect of rotation of the
さらに、薄膜20に対して紫外線が均一に照射されることによって、薄膜20の収縮が均一に発生する。したがって、薄膜20の膜厚を均一化することもできる。
Furthermore, the
なお、半導体基板1が静止した状態で薄膜20に紫外線が照射された場合、薄膜20において紫外線が照射されやすい部分と照射されにくい部分とが生じる。つまり、薄膜20に対して照射むらが生じる。たとえば、紫外線照射に使用される装置によっては、ゲート構造6の側面上の部分や、ゲート構造6間の半導体基板1の上面上の部分は紫外線等が照射されにくいことがある。
Note that, when the
本実施の形態によれば、図4の実線矢印に示すように紫外線が照射されることにより、薄膜20の引張応力が向上する。これにより、図中破線で示すように、薄膜20がゲート構造6を半導体基板1に押付ける力が増大する。この結果、半導体基板1におけるnチャネル領域の引張応力が向上し、NMOSトランジスタ3の電流駆動能力を向上させることができる。
According to the present embodiment, the tensile stress of the
また、照射される紫外線の波長が210nm以上260nm以下であることにより、窒素と水素との結合が選択的に励起され、引張応力向上に必要な架橋反応が選択的に行なわれる。この結果、薄膜20の引張応力が大きく向上する。
Further, when the wavelength of the irradiated ultraviolet ray is 210 nm or more and 260 nm or less, the bond between nitrogen and hydrogen is selectively excited, and the crosslinking reaction necessary for improving the tensile stress is selectively performed. As a result, the tensile stress of the
また、照射される紫外線の照射強度が15mW/cm2以上であることにより、薄膜20の引張応力を所望の量だけ向上させるための時間が抑制され、生産性がを高めることができる。
Moreover, when the irradiation intensity | strength of the irradiated ultraviolet rays is 15 mW / cm < 2 > or more, the time for improving the tensile stress of the
また、紫外線の光源102(図6)が、エキシマランプ、エキシマレーザ、水銀ランプ、キセノンランプおよび重水素ランプの少なくともいずれである。これにより上記の210nm以上260nm以下の波長の紫外線を発生させることができる。 The ultraviolet light source 102 (FIG. 6) is at least one of an excimer lamp, an excimer laser, a mercury lamp, a xenon lamp, and a deuterium lamp. Thereby, ultraviolet rays having a wavelength of 210 nm to 260 nm can be generated.
また、サセプタ101(図6)の温度が400℃以上550℃以下とされる。この温度が400℃以上とされることにより、引張応力向上に必要なシリコンと窒素との架橋反応を十分に進めることができる。またこの温度が550℃以下とされることにより、サーマルバジェットが抑制されるとともに、NMOSトランジスタ3におけるソース/ドレイン領域4のシリサイド部5やゲート電極8のシリサイド部9が受ける悪影響を抑制できる。
Further, the temperature of the susceptor 101 (FIG. 6) is set to 400 ° C. or more and 550 ° C. or less. By setting the temperature to 400 ° C. or higher, the cross-linking reaction between silicon and nitrogen necessary for improving the tensile stress can be sufficiently advanced. Further, by setting the temperature to 550 ° C. or lower, the thermal budget is suppressed, and the adverse effect on the
また、チャンバー100内の雰囲気が、窒素およびヘリウムの少なくともいずれかを含む雰囲気とされて、紫外線の照射が行なわれる。これにより、薄膜20の酸化を抑制することができる。
Further, the atmosphere in the
(実施の形態2)
図7から図10は、本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
(Embodiment 2)
7 to 10 are schematic cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
主に図7を参照して、まず上述した実施の形態1(図2)と同様にして、半導体基板1に素子分離絶縁膜2とNMOSトランジスタ3とが形成される。次に、薄膜20(図10)の一部となる部分薄膜20aがNMOSトランジスタ3のゲート構造6を覆うように半導体基板1上に形成される。部分薄膜20aは実施の形態1における薄膜20と同様の方法により形成することができる。
Referring mainly to FIG. 7, first, element
図8を参照して、部分薄膜20aに膜収縮を発生させる工程が行なわれる。具体的には、実施の形態1における紫外線照射と同様にして、部分薄膜(第1の薄膜)20aに対して図中実線矢印に示すように紫外線が照射される工程が行なわれる。
Referring to FIG. 8, a step of causing film contraction in partial
なお、部分薄膜20aに赤外線を照射する工程、部分薄膜20aに電子ビームを照射する工程、および部分薄膜20aに対してプラズマ処理を行なう工程のうち少なくともいずれかが、上記紫外線照射の工程に代わり、または上記紫外線照射の工程と併用されて行なわれてもよい。
In addition, at least one of the step of irradiating the partial
主に図9を参照して、薄膜20の一部となる部分薄膜20bが部分薄膜20a上に積層される。そして、部分薄膜20aに膜収縮を発生させる工程(図8)と同様の工程により、部分薄膜20bに膜収縮を発生させる工程が行なわれる。
Referring mainly to FIG. 9, partial
図10を参照して、薄膜20の一部となる部分薄膜20cが部分薄膜20b上に積層される。これにより、複数の部分薄膜20a〜20cからなる薄膜20が形成される。そして実施の形態1における紫外線照射と同様にして、薄膜20(部分薄膜20a〜20c)に対して図中実線矢印に示すように紫外線が照射される工程が行なわれる。
Referring to FIG. 10, partial
以後、実施の形態1と同様にして、層間絶縁膜21、コンタクトホール22、コンタクトプラグ23および配線24が順次形成され、本実施の形態における半導体装置が完成する。
Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を省略する。 Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施の形態によれば、図8に示すように部分薄膜(第1の部分薄膜)20aの膜収縮が発生する。次に、図9に示すように部分薄膜20bの膜収縮が発生する。次に、図10に示すように紫外線が照射されて部分薄膜(第2の部分薄膜)20cの膜収縮が発生する。すなわち薄膜20が実施の形態1のように一気に膜収縮させられずに、各部分薄膜20a〜20cごとに膜収縮が発生させられる。これにより薄膜20でのクラック発生や、薄膜20が下地から剥がれてしまうことを抑制することができる。
According to the present embodiment, film contraction of the partial thin film (first partial thin film) 20a occurs as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 9, film contraction of the partial
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、nチャネル領域を有する電界効果トランジスタを含む半導体装置の製造方法に特に有利に適用され得る。 The present invention can be applied particularly advantageously to a method for manufacturing a semiconductor device including a field effect transistor having an n-channel region.
1 半導体基板、3 NMOSトランジスタ、4 ソース/ドレイン領域、5,9 シリサイド部、6 ゲート構造、7 ゲート絶縁膜、8 ゲート電極、20 薄膜、20a〜20c 部分薄膜、101 サセプタ、102 光源、103 回転軸。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板上に前記ゲート電極を覆うように窒化シリコンを含む薄膜を形成する工程と、
前記薄膜に紫外線を照射する工程とを備えた、半導体装置の製造方法。 a semiconductor substrate having an n-channel region; an n-type source / drain region formed on the semiconductor substrate so as to sandwich the n-channel region; a gate insulating film formed on the n-channel region; and the gate insulation A method of manufacturing a semiconductor device including a field effect transistor having a gate electrode formed on a film,
Forming the gate insulating film and the gate electrode on the semiconductor substrate;
Forming a thin film containing silicon nitride on the semiconductor substrate so as to cover the gate electrode;
And a step of irradiating the thin film with ultraviolet light.
前記照射する工程が、半導体基板を400℃以上550℃以下に加熱する工程を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 The semiconductor device further includes a silicide film formed on the n-type source / drain regions;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the irradiating step includes a step of heating the semiconductor substrate to 400 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
前記第1の薄膜を収縮させる工程が、前記第1の薄膜に紫外線を照射する工程、前記第1の薄膜に赤外線を照射する工程、前記第1の薄膜に電子ビームを照射する工程、および前記第1の薄膜に対してプラズマ処理を行なう工程のうち少なくともいずれかの工程であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 The step of forming the thin film includes a step of forming a first thin film that becomes a part of the thin film, a step of shrinking the first thin film, a part of the thin film on the first thin film, Forming a second thin film comprising:
Shrinking the first thin film comprises irradiating the first thin film with ultraviolet light, irradiating the first thin film with infrared light, irradiating the first thin film with an electron beam, and The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is at least one of steps of performing plasma treatment on the first thin film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007154280A JP2008306132A (en) | 2007-06-11 | 2007-06-11 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007154280A JP2008306132A (en) | 2007-06-11 | 2007-06-11 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008306132A true JP2008306132A (en) | 2008-12-18 |
Family
ID=40234546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007154280A Pending JP2008306132A (en) | 2007-06-11 | 2007-06-11 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008306132A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012164869A (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
CN103620748A (en) * | 2011-05-09 | 2014-03-05 | 国际商业机器公司 | Preserving stress benefits of uv curing in replacement gate transistor fabrication |
KR101561862B1 (en) | 2008-12-26 | 2015-10-21 | 삼성전자 주식회사 | Fabricating method of semiconductor integrated circuit devices |
JP2017216305A (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社東芝 | Semiconductor device, method of manufacturing the same, inverter circuit, drive device, vehicle, and elevator |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005112127A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | SEMICONDUCTOR DEVICE BASED ON Si-Ge WITH HIGH STRESS LINER FOR ENHANCED CHANNEL CARRIER MOBILITY |
WO2006104582A2 (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Tokyo Electron Limited | Method and system for increasing tensile stress in a thin film using collimated electromagnetic radiation |
JP2007123518A (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2008103504A (en) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
WO2008117431A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
-
2007
- 2007-06-11 JP JP2007154280A patent/JP2008306132A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005112127A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-24 | Advanced Micro Devices, Inc. | SEMICONDUCTOR DEVICE BASED ON Si-Ge WITH HIGH STRESS LINER FOR ENHANCED CHANNEL CARRIER MOBILITY |
JP2007536736A (en) * | 2004-05-05 | 2007-12-13 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド | Si-Ge based semiconductor devices with high stress liners for improved channel carrier mobility |
WO2006104582A2 (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Tokyo Electron Limited | Method and system for increasing tensile stress in a thin film using collimated electromagnetic radiation |
JP2008535244A (en) * | 2005-03-29 | 2008-08-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Method and system for increasing tensile stress in a thin film using parallel electromagnetic radiation |
JP2007123518A (en) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2008103504A (en) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
WO2008117431A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101561862B1 (en) | 2008-12-26 | 2015-10-21 | 삼성전자 주식회사 | Fabricating method of semiconductor integrated circuit devices |
JP2012164869A (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
CN103620748A (en) * | 2011-05-09 | 2014-03-05 | 国际商业机器公司 | Preserving stress benefits of uv curing in replacement gate transistor fabrication |
JP2014519192A (en) * | 2011-05-09 | 2014-08-07 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Preserving the stress gain of UV curing in the fabrication of replacement gate transistors |
JP2017216305A (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 株式会社東芝 | Semiconductor device, method of manufacturing the same, inverter circuit, drive device, vehicle, and elevator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7629273B2 (en) | Method for modulating stresses of a contact etch stop layer | |
US20090289284A1 (en) | High shrinkage stress silicon nitride (SiN) layer for NFET improvement | |
KR100839359B1 (en) | Method for manufacturing pmos transistor and method for manufacturing cmos transistor | |
US7795107B2 (en) | Method for forming isolation structures | |
KR100825778B1 (en) | Method of fabricating semiconductor device having dual stress liner | |
CN101055872A (en) | Semiconductor structure and its making method | |
CN1892998A (en) | Method of forming semiconductor structure | |
JP2008172234A (en) | Low-cost strained soi substrate for high-performance cmos technology | |
US7790540B2 (en) | Structure and method to use low k stress liner to reduce parasitic capacitance | |
JP2009277908A (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
CN101431101A (en) | Method for fabricating a semiconductor device | |
JP4143096B2 (en) | MOS type semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2007200961A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
CN1905209A (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
JP2008306132A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2009283527A (en) | Semiconductor device and production method thereof | |
WO2019085096A1 (en) | Method for manufacturing flexible oled display panel, and flexible oled display panel | |
JP2008147325A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2008053587A (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
US20080026517A1 (en) | Method for forming a stressor layer | |
US8975181B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20090068854A1 (en) | Silicon nitride gap-filling layer and method of fabricating the same | |
CN102280379A (en) | Method for manufacturing strained silicon N-channel metal oxide semiconductor (NMOS) apparatus | |
US20130109186A1 (en) | Method of forming semiconductor devices using smt | |
JP2945032B2 (en) | Manufacturing method of thin film transistor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100526 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100527 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20121023 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20130305 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |