JPH0277127A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0277127A
JPH0277127A JP22927388A JP22927388A JPH0277127A JP H0277127 A JPH0277127 A JP H0277127A JP 22927388 A JP22927388 A JP 22927388A JP 22927388 A JP22927388 A JP 22927388A JP H0277127 A JPH0277127 A JP H0277127A
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film
insulating film
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parasitic capacitance
substrate
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佐々木 正義
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、素子間分離や眉間絶縁等のために絶縁膜を用
いている半導体装置に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、上記の様な半導体装置において、フッ素を含
有するシリコン酸化物を絶縁膜とすることによって、寄
生容量が少ないか、同等の寄生容量であれば絶縁膜が薄
くて装置が微細である様にしたものである。
〔従来の技術〕
半導体装置の素子間分離膜や眉間絶縁膜等としては、シ
リコン酸化物が従来から多く用いられている。
例えば、素子間分離膜として最も一般的なLOGO3酸
化膜は、Siを熱酸化して得られるSingである。
また、多結晶Si配線とへ2配線との間の層間絶縁膜と
しては、5iHn等の熱分解反応によって得られる5i
Ozやこれにリンを添加したPSG等がある。
これらの膜は、緻密性、絶縁性、安定性等に優れている
ために、半導体装置に広く用いられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、半導体装置の微細化が進むに連れて、絶縁膜
の膜厚も薄くしたいという要求が強まっている。
ところが、SI島やPSGO比誘電率は約3.9と固定
の値であり、膜厚を薄くすると、配線間の寄生容量が大
きくなり、また寄生トランジスタの闇値低減や信号のク
コストーク増大等の問題も生じる。
しかし、シリコン酸化物に代わり得る良質で低誘電率の
絶縁材料も得られていなかった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体装置は、フッ素14を含有するシリ
コン酸化物13.18を絶縁膜としている。
〔作用〕
本発明による半導体装置では、フッ素を含有していない
シリコン酸化物を絶縁膜としているものに比べて、絶縁
膜13.18の誘電率が低い。
〔実施例〕
以下、本発明の第1〜第3実施例を、第1図及び第2図
を参照しながら説明する。
第1A図は、素子間分離膜としてのLOGOS酸化膜が
フッ素を含有している第1実施例を示している。
この様な第1実施例を製造するには、Si基板11の素
子形成領域上に厚さ2000人のSiN膜12を形成し
、LOGO3酸化を行って厚さ3000人のLOCO3
酸化膜13を形成する。但し、ここまでは従来公知の方
法で行える。
次に、SiN膜12を除去する前に、6QkeVまで加
速したF°イオン14をlXl0”〜l×IQI6原子
cm −2程度の面密度となるまでSi基板11の全面
へイオン注入する。
この結果、LOGOS酸化膜13では第1B図に示す様
にフッ素が分布するが、この様なフッ素の導入によって
LOCO5酸化膜13の誘電率が低下し、フッ素を含有
していない3100〜3500人程度の厚さのLOGO
3酸化膜と同等の電気容量しか有しないことが判明した
なお、フッ素の導入量がlXl0”原子cm −″程度
以下では誘電率を低下させる効果がないことも判明した
。従って、誘電率を低下させるためには、当然のことな
がら、1×IO+9原子C111−’程度よりも多い量
のフッ素を導入する必要がある。
第2図は、眉間絶縁膜がフッ素を含有している第2実施
例を示している。
この様な第2実施例を製造するには、Si基板11の表
面のゲート酸化膜15上に第1N目の多結晶St層から
なるゲート電極16をパターニングし、更にイオン注入
を行ってソース・ドレイン領域17を形成する。但し、
ここまでは従来公知の方法で行える。
次に、5iOzをCVDでSi基板11上に堆積させる
が、この時、反応系にSiF、系のガスを導入すること
によって、フッ素を含有しているSiO□から成る眉間
絶縁膜18を形成する。
その後、Alの蒸着及びバターニングを行って、層間絶
縁膜18上にAl配線19を形成する。
この第2実施例では、フッ素を含有しているStO□か
ら層間絶縁膜18が成っているので、この眉間絶縁膜1
8の誘電率が低い。従って、A1配線19、層間絶縁膜
18、及びゲート電極16による寄生容量が小さい。
次に、第3実施例を説明する。この第3実施例も第2図
に示した第2実施例と同様の構成を有しているが、層間
絶縁膜18の形成に際しては、まず純粋なSiO□のみ
をCVDで堆積させる。
その後、例えばWFbを分解してフッ素を含有するタン
グステン膜をSing膜上に堆積させ、900℃、30
分間程度の熱処理を行う。すると、この熱処理によって
タングステン膜中のフッ素がSiO2膜中へ拡散する。
従って、第2実施例と同様に、フッ素を含有しているS
ingから成る眉間絶縁膜が形成される。タングステン
膜は、その後、エツチングによって除去する。
なお、以上の第1〜第3実施例では何れもSin。
にフッ素を含有させたが、リンやボロンやヒ素等の不純
物を含むSingであるPSG、BSG、As5G等に
フッ素を含有させてもよい。
〔発明の効果〕
本発明による半導体装置では、絶縁膜の誘電率が低いの
で、寄生容量が少ないか、同等の寄生容量であれば絶縁
Hりが薄くて装置が微細である。
【図面の簡単な説明】 第1A図及び第2図は本発明の夫々第1及び第2実施例
の側断面図、第1B図は第1実施例におけるフッ素の分
布を示すグラフである。 なお図面に用いた符号において、 13 ・=−・・−・・−LOCO5酸化膜14−・・
−一−−−−・・−−−m−・−F3イオン18・−一
一一−−−−・−−一−−−・〜層間絶縁膜である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. フッ素を含有するシリコン酸化物を絶縁膜としている半
    導体装置。
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