JPH03198337A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03198337A
JPH03198337A JP34097589A JP34097589A JPH03198337A JP H03198337 A JPH03198337 A JP H03198337A JP 34097589 A JP34097589 A JP 34097589A JP 34097589 A JP34097589 A JP 34097589A JP H03198337 A JPH03198337 A JP H03198337A
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JP
Japan
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oxide film
silicon oxide
layer
interface
silicon
Prior art date
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Application number
JP34097589A
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Japanese (ja)
Inventor
Heihachi Ochika
尾近 平八
Masami Kimura
木村 真美
Motoo Nakano
元雄 中野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03198337A publication Critical patent/JPH03198337A/en
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Abstract

PURPOSE:To sufficiently relieve stress in a silicon oxide film and the interface between the silicon oxide film and a silicon substrate, stabilize element characteristics like transistor characteristics, and form an element of high reliability, by annealing an impurity-introduced layer. CONSTITUTION:When stress generated in a silicon oxide film 2 and the interface between the film 2 and a silicon substrate 1 is relieved, the film 2 is firstly formed on the substrate 1 by, e.g. thermal oxidation, and a polysilicon layer 3 is formed on the film 2. Next, when an impurity-introduced layer 4 is formed on the layer 3, the layer 4 composed of WSi in which fluorine is introduced as impurity is formed, and then annealing is performed in an N2 gas atmosphere (an inert gas atmosphere is also applicable) at 1050 deg.C, for 30 minutes. A silicon oxide film 5 is formed on the layer 4 by, e.g. CVD method, and the film 5, the layer 4, and the layer 3 are patterned, thereby forming a gate electrode composed of the layer 4 and the layer 3. Hence the stress in the film 2 and the interface between the film 2 and the silicon substrate can be sufficiently relieved, so that element characteristics such as transistor characteristics are stabilized, and an element of high reliability can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、 シリコン酸化膜中、及びシリコン酸化膜とシリコン基板
界面の応力を十分緩和してトランジスタ特性等の素子特
性を安定にすることができ、高信頼の素子を形成するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とし、 シリコン層上にシリコン酸化膜を有する半導体装置の製
造方法において、該シリコン酸化膜中、及び該シリコン
酸化膜と該シリコン層界面への不純物導入をアニール処
理することにより行い、該シリコン酸化膜中、及び該シ
リコン酸化膜と該シリコン層界面の応力を緩和する工程
を含むように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a method for manufacturing a semiconductor device, the stress in the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon substrate can be sufficiently relaxed to stabilize device characteristics such as transistor characteristics. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can form a highly reliable element, and a method for manufacturing a semiconductor device having a silicon oxide film on a silicon layer. The method is configured to include a step of introducing impurities into the interface between the film and the silicon layer by performing an annealing treatment, and relaxing stress in the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon layer.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、半導体装置の製造方法に係り、耐放射線IC
等に用いられるMo3)ランジスタ等の半導体装置の製
造方法に適用することができ、特に、シリコン酸化膜中
、及びシリコン基板とシリコン酸化膜界面の応力を緩和
することができる半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and relates to a method for manufacturing a radiation-resistant IC.
It can be applied to a method of manufacturing semiconductor devices such as Mo3) transistors used for etc., and particularly relates to a method of manufacturing a semiconductor device that can relieve stress in a silicon oxide film and at the interface between a silicon substrate and a silicon oxide film. .

近年、耐放射線ICは宇宙空間で使用され、−凹環れる
と修理ができない状況にあり、非常に信頼性の高いもの
が要求されている。特に、宇宙空間においては、γ線等
の放射線力月Cに入射すると放射線損傷が発生するとい
う問題がある。通常、この放射線損傷は酸化膜などの絶
縁物で大きく発生ずる。例えば、MoSトランジスタに
γ線等のエネルギー線が入射すると、電子−正孔が発生
し、もしシリコン酸化膜(ゲート酸化膜)中、及びシリ
コン酸化膜(ゲート酸化膜)とシリコン基板に応力場が
存在すると主に正孔がこの応力場に捕獲されるようにな
る。また、シリコン基板とシリコン酸化膜界面に応力が
存在すると、放射線により5i−0や5i−H等の結合
が切れ界面準位の発生原因になる。このような固定正電
荷や界面準位が発生するとしきい値電圧やスイッチング
速度等のトランジスタ特性が変動してしまい信頼性に問
題を残すことになる。
In recent years, radiation-resistant ICs have been used in outer space, and if they become damaged, they cannot be repaired, and extremely reliable ICs are required. In particular, in outer space, there is a problem that radiation damage occurs when radiation such as gamma rays is incident on the moon C. Normally, this radiation damage occurs largely in insulators such as oxide films. For example, when energy rays such as gamma rays are incident on a MoS transistor, electrons and holes are generated, and if a stress field is generated in the silicon oxide film (gate oxide film) and between the silicon oxide film (gate oxide film) and the silicon substrate, If it exists, mainly holes will be captured by this stress field. Furthermore, if stress exists at the interface between the silicon substrate and the silicon oxide film, radiation may break bonds such as 5i-0 and 5i-H, causing the generation of interface states. If such fixed positive charges or interface states occur, transistor characteristics such as threshold voltage and switching speed will fluctuate, resulting in reliability problems.

このため、シリコン酸化膜中、及びシリコン酸化膜とシ
リコン基板界面の応力を緩和してトランジスタ特性等の
素子特定を安定にすることができ、高信頼の素子を形成
することができる半導体装置の製造方法が要求されてい
る。
Therefore, the stress in the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon substrate can be alleviated to stabilize element identification such as transistor characteristics, thereby manufacturing semiconductor devices that can form highly reliable elements. A method is required.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、シリコン酸化膜中、シリコン酸化膜とシリコン基
板界面の耐放射線性を向上させるための製造方法として
は、例えばゲート酸化膜等のシリコン酸化膜形成時を含
め以後のプロセスの低温化(成膜時の温度と室温での温
度差を少なくし、室温に冷却したときの残留応力を少な
くする)を行う方法や、シリコン酸化膜の薄膜化(本質
的に損傷の発生量を少なくする)を行う方法が検討され
てきた。
Conventionally, manufacturing methods for improving the radiation resistance of the silicon oxide film and the interface between the silicon oxide film and the silicon substrate include lowering the temperature of subsequent processes (film formation), including when forming silicon oxide films such as gate oxide films. (reducing the temperature difference between the temperature at room temperature and room temperature) and reducing the residual stress when cooled to room temperature), and making the silicon oxide film thinner (which essentially reduces the amount of damage that occurs). methods have been considered.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記したプロセスの低温化による従来の製造方法は、シ
リコン基板とシリコン酸化膜との熱膨張係数の差により
生じる応力を低温プロセスで行うことにより緩和しよう
というものであり、特に、固定正電荷の発生には有効で
シリコン酸化膜中の応力を緩和することができる。しか
しながら、シリコン基板とシリコン酸化膜界面ではシリ
コンが酸素と十分結合しなくなるため、界面準位の発生
が大きくシリコン基板とシリコン酸化膜界面の応力を十
分緩和することができないという問題があった。
The conventional manufacturing method by lowering the temperature of the process mentioned above aims to alleviate the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the silicon substrate and the silicon oxide film by performing the low-temperature process. It is effective in reducing stress in the silicon oxide film. However, since silicon does not bond sufficiently with oxygen at the interface between the silicon substrate and the silicon oxide film, there is a problem in that the generation of interface states is large and the stress at the interface between the silicon substrate and the silicon oxide film cannot be sufficiently alleviated.

また、シリコン酸化膜の薄膜化による製造方法では、酸
化膜耐圧などの観点から簡単にシリコン酸化膜を薄くす
ることができなかった。具体的には、シリコン酸化膜を
薄膜化することでシリコン酸化膜中で発生する電子−正
孔の数を実質的に減らしてシリコン酸化膜中、及びシリ
コン酸化膜とシリコン基板界面の応力を緩和しようとい
うものであるが、シリコン酸化膜を薄りシ過ぎるとシリ
コン酸化膜の耐圧劣化が生じてしまう。このため、シリ
コン酸化膜の薄膜化には限度があり、上記応力緩和する
には十分な効果が得られないという問題があった。
Furthermore, in the manufacturing method of thinning the silicon oxide film, it has not been possible to easily reduce the thickness of the silicon oxide film from the viewpoint of oxide film breakdown voltage and the like. Specifically, by making the silicon oxide film thinner, we can substantially reduce the number of electrons and holes generated in the silicon oxide film, thereby alleviating stress within the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon substrate. However, if the silicon oxide film is made too thin, the breakdown voltage of the silicon oxide film will deteriorate. Therefore, there is a limit to how thin the silicon oxide film can be made, and there is a problem in that a sufficient effect for alleviating the stress cannot be obtained.

したがって、プロセスの低温化やシリコン酸化膜の薄膜
化による従来の製造方法では上記応力を緩和するには十
分な効果を得ることができず、しきい値電圧やスイッチ
ング速度等のトランジスタ特性等の素子特性が変動し易
く、高信頼の素子を形成することができないという問題
があった。
Therefore, conventional manufacturing methods such as lowering the process temperature and thinning the silicon oxide film cannot achieve sufficient effects to alleviate the above stress, and device characteristics such as transistor characteristics such as threshold voltage and switching speed cannot be obtained. There is a problem that the characteristics tend to fluctuate, making it impossible to form highly reliable elements.

そこで本発明は、シリコン酸化膜、及びシリコン酸化膜
とシリコン基板界面の応力を十分緩和してトランジスタ
特性等の素子特性を安定にすることができ、高信頬の素
子を形成することができる半導体装置の製造方法を提供
することを目的としている。
Therefore, the present invention provides a semiconductor that can sufficiently relax the stress in the silicon oxide film and the interface between the silicon oxide film and the silicon substrate to stabilize device characteristics such as transistor characteristics, and form a highly reliable device. The purpose is to provide a method for manufacturing the device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、シリコン層上にシリコン酸化膜を有する半導体装置
の製造方法において、該シリコン酸化膜中、及び該シリ
コン酸化膜と該シリコン層界面への欠陥を補償する不純
物の導入をアニール処理することにより行い、該シリコ
ン酸化膜中、及び該シリコン酸化膜と該シリコン層界面
の応力を緩和する工程を含むものである。
In order to achieve the above object, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a method for manufacturing a semiconductor device having a silicon oxide film on a silicon layer, in which defects are removed in the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon layer. This method includes a step of introducing impurities to compensate for this by performing an annealing treatment to relieve stress in the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon layer.

本発明においては、シリコン酸化膜中、及びシリコン酸
化膜とシリコン層界面への欠陥を補償する不純物の導入
を予め不純物導入されたシリコン酸化膜をアニール処理
することにより行う場合であってもよい。なお、ここで
の予め不純物導入されたシリコン酸化膜とは、成膜時に
不純物ガスを導入することにより形成される場合の態様
と、成膜した後に不純物イオンを導入することにより形
成される場合の態様とを含むものである。
In the present invention, the introduction of impurities to compensate for defects into the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon layer may be performed by annealing the silicon oxide film into which impurities have been introduced in advance. Note that the silicon oxide film into which impurities have been introduced in advance refers to the case where it is formed by introducing impurity gas during film formation, and the case where it is formed by introducing impurity ions after film formation. This includes aspects.

本発明においては、シリコン酸化膜中、及びシリコン酸
化膜とシリコン層界面への欠陥を補償する不純物の導入
をシリコン酸化膜上に形成され、予め不純物導入された
不純物導入層をアニール処理することにより行う場合で
あってもよい。なお、ここでの予め不純物導入された不
純物導入層とは成膜時に不純物ガスを導入することによ
り形成される場合の態様と、成膜した後に不純物イオン
を導入することにより形成される場合の態様とを含むも
のである。
In the present invention, impurities are introduced into the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon layer by annealing an impurity-introduced layer formed on the silicon oxide film and into which impurities have been introduced in advance. It is also possible to do so. Note that the impurity-introduced layer in which impurities have been introduced in advance refers to a mode in which it is formed by introducing an impurity gas during film formation, and a mode in which it is formed by introducing impurity ions after film formation. This includes:

本発明に係る欠陥を補償する不純物には、フ・ノ素、塩
素等の不純物が挙げられる。
Impurities that compensate for defects according to the present invention include impurities such as fluorine and chlorine.

〔作用〕[Effect]

本発明は、シリコン酸化膜中、及びシリコン酸化膜とシ
リコン層界面への欠陥を補償する不純物の導入がアニー
ル処理されることにより行われ、シリコン酸化膜中、及
びシリコン酸化膜と該シリコン層界面の応力が緩和され
る。
In the present invention, impurities are introduced into the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon layer by performing an annealing treatment to compensate for defects. stress is alleviated.

したがって、シリコン酸化膜中、及びシリコン酸化膜と
シリコン層(シリコン基板)界面の応力を十分緩和して
トランジスタ特性等の素子特性を安定にすることができ
るようになり、高信軌の素子を形成することができるよ
うになる。詳細については実施例で説明する。
Therefore, the stress in the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon layer (silicon substrate) can be sufficiently alleviated to stabilize device characteristics such as transistor characteristics, thereby forming a device with high reliability. You will be able to do this. Details will be explained in Examples.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1図及び第2図(a)、(b)は本発明に係る半導体
装置の製造方法の一実施例を説明する図であり、第1図
は一実施例の製造方法を説明する図、第2図(a)、(
b)は一実施例の効果を説明する図である。
FIG. 1 and FIGS. 2(a) and 2(b) are diagrams illustrating an embodiment of the manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 1 is a diagram illustrating the manufacturing method of one embodiment, Figure 2 (a), (
b) is a diagram illustrating the effect of one embodiment.

これらの図において、1はシリコン基板、2は例えばS
 i O,からなリゲート酸化膜として機能し得るシリ
コン酸化膜、3はポリシリコン層、4は例えばWSiか
らなる不純物導入層、5は例えばS i Ozからなる
シリコン酸化膜である。なお、ポリシリコン層3及びW
Siからなる不純物導入層4を構成することによりゲー
ト電極として機能させることができる。また、第2図(
a)はWSiからなる不純物導入層4を形成した後、応
力緩和のためのアニール処理をしていない場合の各層1
.2,3,4.5に対するフッ素濃度の分布を示したも
のであり、第2図(b)はWSiからなる不純物導入層
4を形成した後、応力緩和のためのアニール処理をして
いる場合の各層1,2,3゜4.5に対するフッ素濃度
の分布を示したものである。具体的には、第2図(a)
、(b)での各試料のフッ素濃度の分布をS T M 
S (SecondaryIon Microprob
e 5pectroscopy)で調べた結果であり、
シリコン酸化膜5からシリコン基板1まで順次スパッタ
した際のフン素イオンの量(カウント7秒)をスパッタ
時間に対して求めている。
In these figures, 1 is a silicon substrate, 2 is, for example, S
3 is a polysilicon layer, 4 is an impurity-introduced layer made of WSi, for example, and 5 is a silicon oxide film made of SiOz, for example. Note that the polysilicon layer 3 and W
By forming the impurity-introduced layer 4 made of Si, it can function as a gate electrode. Also, Figure 2 (
a) shows each layer 1 without annealing for stress relaxation after forming the impurity-introduced layer 4 made of WSi.
.. Figure 2(b) shows the distribution of fluorine concentration for 2, 3, and 4.5, and Fig. 2(b) shows the case where annealing treatment for stress relaxation is performed after forming the impurity-introduced layer 4 made of WSi. This figure shows the distribution of fluorine concentration for each layer 1, 2, and 3°4.5. Specifically, Fig. 2(a)
, (b), the distribution of fluorine concentration of each sample is S T M
S (SecondaryIon Microprob
This is the result of an investigation using e5pectroscopy).
The amount of fluorine ions (count 7 seconds) when sequentially sputtering from the silicon oxide film 5 to the silicon substrate 1 is calculated with respect to the sputtering time.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

ここでは、シリコン酸化膜2中、及びシリコン酸化膜2
とシリコン基板1との界面に発生する応力を緩和させる
製造方法について具体的に説明するが、この製造方法は
Mosトランジスタ等の製造方法に適用することができ
る。
Here, inside the silicon oxide film 2 and silicon oxide film 2
A manufacturing method for alleviating the stress generated at the interface between the silicon substrate 1 and the silicon substrate 1 will be specifically described, but this manufacturing method can be applied to a method for manufacturing Mos transistors and the like.

まず、第1図に示すように、例えば熱酸化によりシリコ
ン基板1上に膜厚が例えば2000人のシリコン酸化膜
2を形成し、例えばCVD法によりシリコン酸化膜2上
にポリシリコンを堆積して膜厚が例えば3000人のポ
リシリコン層3を形成した後、例えばCVD法によりポ
リシリコン層3上にwsiを堆積して膜厚が例えば10
00人の不純物導入層4を形成する。この時、不純物と
してフッ素が導入されたWSiからなる不純物導入層4
が形成される。ここでのWSiからなる不純物導入層4
の成膜条件は反応ガスとしては例えばSiH4ガス(6
secm)とWF6ガス(6secm)の混合ガスであ
り、シリコン基板1温度が例えば400℃である。次に
、例えば1050℃、30分、N2ガス雰囲気(不活性
ガス雰囲気でもよい)でアニール処理する。そして、例
えばCVD法により不純物導入層4上に膜厚が例えば2
00人のシリコン酸化膜5を形成する。次にシリコン酸
化膜5、WSiN4、ポリシリコンN3をパターニング
してWSi層4とポリシリコン層3からなるゲート電極
を形成し、そのパターニングしたものをマスクに用いて
イオン注入によりシリコン基板1表面に不純物を導入し
てソース領域、ドレイン領域を形成する。
First, as shown in FIG. 1, a silicon oxide film 2 having a thickness of, for example, 2,000 wafers is formed on a silicon substrate 1 by, for example, thermal oxidation, and polysilicon is deposited on the silicon oxide film 2 by, for example, a CVD method. After forming a polysilicon layer 3 having a film thickness of, for example, 3000, wsi is deposited on the polysilicon layer 3 by, for example, the CVD method to have a film thickness of, for example, 1000.
An impurity-introduced layer 4 of 0.000 people is formed. At this time, an impurity-introduced layer 4 made of WSi into which fluorine is introduced as an impurity.
is formed. Impurity introduced layer 4 made of WSi here
The film forming conditions are such that SiH4 gas (6
secm) and WF6 gas (6secm), and the temperature of the silicon substrate 1 is, for example, 400°C. Next, annealing treatment is performed, for example, at 1050° C. for 30 minutes in an N2 gas atmosphere (an inert gas atmosphere may be used). Then, a film thickness of, for example, 2 is formed on the impurity introduced layer 4 by, for example, the CVD method.
00 silicon oxide film 5 is formed. Next, the silicon oxide film 5, WSiN4, and polysilicon N3 are patterned to form a gate electrode consisting of the WSi layer 4 and the polysilicon layer 3, and using the patterned material as a mask, impurities are implanted into the surface of the silicon substrate 1 by ion implantation. is introduced to form a source region and a drain region.

すなわち、上記実施例では、シリコン酸化膜2中、及び
シリコン酸化膜2とシリコン基板1界面への不純物導入
を予め不純物(フッ素)導入されたWSiからなる不純
物導入層4を上記アニール処理することにより行い、こ
れによりシリコン酸化膜2中、及びシリコン酸化膜2と
シリコン基板1界面の応力を緩和するようにしている。
That is, in the above embodiment, impurities are introduced into the silicon oxide film 2 and into the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 by subjecting the impurity introduction layer 4 made of WSi into which impurities (fluorine) have been introduced in advance to the above-mentioned annealing treatment. This is intended to relieve stress in the silicon oxide film 2 and at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1.

これについては、具体的には、第2図(a)に示すよう
に、WSiからなる不純物導入層4を形成した後上記応
力緩和のためのアニール処理をしていない場合では、シ
リコン酸化膜2中、及びシリコン酸化膜2とシリコン基
板1界面でのフッ素濃度が低く、かつシリコン酸化膜2
とシリコン基板1界面でのフッ素濃度がシリコン酸化膜
2とポリシリコン層3界面でのフッ素濃度に対して少な
く等しくなっておらず、シリコン酸化膜2中、及びシリ
コン酸化膜2とシリコン基板l界面で応力が著しく発生
していることが判る。なお、ここでのシリコン酸化膜2
中、及びシリコン酸化膜2とシリコン基板1界面に導入
されているフッ素はWSjからなる不純物導入層4を形
成する際に導入されたものであり、上記応力緩和のため
に導入されたものでない。
Specifically, as shown in FIG. 2(a), if the annealing treatment for stress relaxation is not performed after forming the impurity-introduced layer 4 made of WSi, the silicon oxide film 2 The fluorine concentration inside and at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 is low, and the silicon oxide film 2
The fluorine concentration at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 is smaller than the fluorine concentration at the interface between the silicon oxide film 2 and the polysilicon layer 3, and is not equal to the fluorine concentration in the silicon oxide film 2 and at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1. It can be seen that stress is significantly generated. Note that the silicon oxide film 2 here
The fluorine introduced inside and at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 was introduced when forming the impurity-introduced layer 4 made of WSj, and was not introduced for the purpose of stress relaxation.

これに対して、第2図(b)に示すように、WSiから
なる不純物導入N4を形成した後、上記応力緩和のため
のアニール処理をした場合では、シリコン酸化膜2中、
及びシリコン酸化膜2とシリコン基板1界面でのフッ素
濃度がアニール処理していない第2図(a)に示す場合
よりも著しく高くなっている。このため、シリコン酸化
膜2中、及びシリコン酸化膜2とシリコン基板1界面で
の応力が著しく緩和されていることが判る。そして、シ
リコン酸化膜2とシリコン基板1界面でのフッ素濃度が
シリコン酸化膜2とポリシリコンN3界面でのフッ素濃
度とほぼ等しくなっているため、シリコン酸化膜2とポ
リシリコン層3界面での応力とシリコン酸化膜2とシリ
コン基板1界面での応力とが等しくなっていることが判
る。したがって、シリコン酸化膜2中、及びシリコン酸
化膜2とシリコン基板1界面での応力を十分緩和するこ
とができるため、トランジスタ特性等の素子特性を安定
にすることができ、高信軌の素子を形成することができ
る。
On the other hand, as shown in FIG. 2(b), in the case where the annealing treatment for stress relaxation is performed after forming the impurity-introduced N4 made of WSi,
The fluorine concentration at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 is significantly higher than in the case shown in FIG. 2(a) without annealing. Therefore, it can be seen that stress in the silicon oxide film 2 and at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 is significantly relaxed. Since the fluorine concentration at the interface between silicon oxide film 2 and silicon substrate 1 is almost equal to the fluorine concentration at the interface between silicon oxide film 2 and polysilicon N3, stress at the interface between silicon oxide film 2 and polysilicon layer 3 increases. It can be seen that the stress at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 is equal. Therefore, the stress in the silicon oxide film 2 and at the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 can be sufficiently alleviated, making it possible to stabilize device characteristics such as transistor characteristics, and to achieve high reliability devices. can be formed.

なお、上記実施例では、シリコン酸化膜2中、及びシリ
コン酸化膜2とシリコン基板1界面への不純物導入を予
め不純物導入されたWSiからなる不純物導入層4をア
ニール処理することにより行う場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではな(、ポリシリコ
ン層3の成膜時にフッ素や塩素等の不純物ガスを導入す
ることにより形成される予め不純物導入された不純物導
入層となるポリシリコン層3をアニール処理することに
より行う場合であってもよい。この場合、ポリシリコン
N3の成膜としては、例えばモノシランガスにNF3ガ
スを0.1〜0.5体積%の割合で含ませ、1.1To
rr、  625℃の条件で減圧CVDで行うことがで
き、アニール処理条件は例えばN。
Note that the above embodiment describes a case where impurities are introduced into the silicon oxide film 2 and into the interface between the silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 by annealing the impurity introduction layer 4 made of WSi into which impurities have been introduced in advance. However, the present invention is not limited to this (the polysilicon layer 3 is formed by introducing an impurity gas such as fluorine or chlorine during the formation of the polysilicon layer 3), and the polysilicon layer 3 is formed by introducing an impurity gas into which impurities are introduced in advance. It may be performed by annealing the silicon layer 3. In this case, the polysilicon N3 film is formed by, for example, adding NF3 gas to monosilane gas at a ratio of 0.1 to 0.5% by volume. 1.1To
It can be performed by low pressure CVD at 625° C., and the annealing treatment condition is, for example, N.

ガス雰囲気中で1050℃、10〜20分である。1050° C. for 10 to 20 minutes in a gas atmosphere.

また、ポリシリコン層3を成膜した後に不純物イオンを
導入することにより形成される予め不純物導入された不
純物導入層となるポリシリコン層3をアニール処理する
ことにより行う場合であってもよい。この場合、ポリシ
リコンN3へのイオン注入条件はポリシリコン層3の膜
厚が例えば4000人の場合、例えばフッ素イオン10
〜20KeV 。
Alternatively, the polysilicon layer 3, which is formed by introducing impurity ions after forming the polysilicon layer 3 and becomes an impurity-introduced layer, may be annealed. In this case, the conditions for ion implantation into the polysilicon layer 3 are, for example, when the thickness of the polysilicon layer 3 is 4000, for example, 10 fluorine ions are implanted into the polysilicon layer 3.
~20KeV.

1〜3E15/C11lであり、アニール処理条件は例
えばN2ガス雰囲気中で1000℃、15〜30分であ
る。
1 to 3E15/C11l, and the annealing treatment conditions are, for example, 1000°C in an N2 gas atmosphere for 15 to 30 minutes.

また、シリコン酸化膜2の成膜時にフッ素や塩素等の不
純物ガスを導入することにより形成される予め不純物導
入された不純物導入層となるシリコン酸化膜2をアニー
ル処理することにより行う場合であってもよい。この場
合、ポリシリコン層3の成膜としては例えば酸素ガスに
NF3ガス及びHCI!ガスを0.1−0.3体積%の
比で混合し、625〜700℃でCVDで行うことがで
き、アニル処理条件は例えばN2ガス雰囲気で1050
℃、30分である。
Further, in the case where the silicon oxide film 2 is formed by introducing an impurity gas such as fluorine or chlorine during the film formation of the silicon oxide film 2 and becomes an impurity-introduced layer in which impurities are introduced in advance, the silicon oxide film 2 is annealed. Good too. In this case, the polysilicon layer 3 is formed using, for example, oxygen gas, NF3 gas, and HCI! The annealing process can be carried out by CVD at 625-700°C by mixing gases at a ratio of 0.1-0.3% by volume, and the annealing treatment conditions are, for example, 1050°C in a N2 gas atmosphere.
°C for 30 minutes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、シリコン酸化膜中、及びシリコン酸化
膜とシリコン基板界面の応力を十分緩和してトランジス
タ特性等の素子特性を安定にすることができ、高信頼の
素子を形成することができるという効果がある。
According to the present invention, stress in the silicon oxide film and at the interface between the silicon oxide film and the silicon substrate can be sufficiently relaxed to stabilize device characteristics such as transistor characteristics, and a highly reliable device can be formed. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は本発明に係る半導体装置の製造方法
の一実施例を示す図であり、 第1図は一実施例の製造方法を説明する図、第2図は一
実施例の効果を説明する図である。 1・・・・・・シリコン基板、 2・・・・・・シリコン酸化膜、 3・・・・−・ポリシリコン層、 4・・・・・・不純物導入層、 5・・・・・・シリコン酸化膜。 第1図 スバフタ時間(分) (8) 一実施例の製造方法を説明する図 偶■ (b) 一実施例の製造方法を説明する図
1 and 2 are diagrams showing an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. It is a figure explaining an effect. 1... Silicon substrate, 2... Silicon oxide film, 3... Polysilicon layer, 4... Impurity introduced layer, 5... Silicon oxide film. Figure 1 Subafuta time (minutes) (8) Figure illustrating the manufacturing method of one embodiment■ (b) Figure illustrating the manufacturing method of one embodiment

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)シリコン層(1)上にシリコン酸化膜(2)を有
する半導体装置の製造方法において、 該シリコン酸化膜(2)中、及び該シリコン酸化膜(2
)と該シリコン層(1)界面への欠陥を補償する不純物
の導入をアニール処理することにより行い、該シリコン
酸化膜(2)中、及び該シリコン酸化膜(2)と該シリ
コン層(1)界面の応力を緩和する工程を含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
(1) In a method for manufacturing a semiconductor device having a silicon oxide film (2) on a silicon layer (1), in the silicon oxide film (2) and in the silicon oxide film (2).
) and the silicon layer (1) by introducing an impurity to compensate for defects at the interface into the silicon oxide film (2) and between the silicon oxide film (2) and the silicon layer (1). A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of relaxing stress at an interface.
(2)シリコン酸化膜(2)中、及びシリコン酸化膜(
2)とシリコン層(1)界面への欠陥を補償する不純物
の導入を予め不純物導入されたシリコン酸化膜をアニー
ル処理することにより行うことを特徴とする請求項1記
載の半導体装置の製造方法。
(2) Inside the silicon oxide film (2) and inside the silicon oxide film (
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity is introduced into the interface between the silicon layer (1) and the silicon layer (1) by annealing the silicon oxide film into which the impurity has been introduced in advance.
(3)シリコン酸化膜(2)中、及びシリコン酸化膜(
2)とシリコン層(1)界面への欠陥を補償する不純物
の導入をシリコン酸化膜(2)上に形成され、予め不純
物導入された不純物導入層(4)をアニール処理するこ
とにより行うことを特徴とする請求項1記載の半導体装
置の製造方法。
(3) Inside the silicon oxide film (2) and inside the silicon oxide film (
2) Introducing impurities to compensate for defects at the interface between the silicon layer (1) and the silicon layer (1) is carried out by annealing the impurity-introduced layer (4) formed on the silicon oxide film (2) and into which impurities have been introduced in advance. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03296270A (en) * 1990-04-16 1991-12-26 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof

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