JPH03237728A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH03237728A
JPH03237728A JP3433790A JP3433790A JPH03237728A JP H03237728 A JPH03237728 A JP H03237728A JP 3433790 A JP3433790 A JP 3433790A JP 3433790 A JP3433790 A JP 3433790A JP H03237728 A JPH03237728 A JP H03237728A
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JP
Japan
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film
oxide film
semiconductor substrate
conductive film
teos
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Pending
Application number
JP3433790A
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English (en)
Inventor
Takeshi Mitsushima
光嶋 猛
Hiroshi Oishi
大石 博司
Shuichi Mayumi
周一 真弓
Seiji Ueda
誠二 上田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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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 本発明は低濃度ドレイン(L D D : Light
lyDoped Drain)構造のトランジスタを備
えた半導体装置の製造方法に関するものである。
従来の技術 半導体装置の集積化の進展に伴い、半導体素子が微細化
され、トランジスタの実効チャネル長も短くなってきた
。この微細化に伴って半導体装置内部に生じる高電界が
電子の離脱現象を引き起こし、そのときに発生する高エ
ネルギーをもった電子及び正孔がゲート絶縁膜に注入も
しくは捕獲され、半導体装置特性の経時変化を生じさせ
るホットキャリア効果という問題が顕著になりつつある
。このホットキャリア効果による半導体装置の信頼性向
上のためトランジスタ近傍の不純物濃度を制御すること
により高電界を緩和するLDD構造のトランジスタを備
えた半導体装置が用いられるようになってきた。
以下に、LDD構造のトランジスタを備えた従来の半導
体装置の製造方法の一例について、第2図(al〜(h
lに示した工程順断面図を参照して説明する。以下工程
順に説明する。
まず、第2図(alのように、P型半導体基板1上に周
知の方法によりLOCO3酸化膜2を形成する。
次に、第2図(blのように、P型半導体基板1を酸化
してゲート酸化膜3を形成し、ゲート酸化膜3上に多結
晶シリコンゲート4を形成する。
この後、第2図(C)のように、燐を例えば加速電圧5
0KeV、注入量3 X 1013/a/のイオン注入
を行いリン拡散層5を形成する。
ソノ上に、第2図(diのように、モノシランガスと酸
素を用いて常圧気相成長法により第1の酸化珪素膜6(
以下NSC膜と呼ぶ)を堆積する。この後、例えばCH
F3と02ガスを用いたりアクティブイオンエツチング
技術によりNSC膜6をエツチングして多結晶シリコン
ゲート4の側壁にNSC膜6を残し、LDDサイドウオ
ールを形成する。
次に、第2図Telのように、砒素を、例えば、加速電
圧30 K e V、注入量2×10+5/aIrのイ
オン注入を行い、砒素拡散層7を形成する。次に、窒素
ガス中で900℃、30分間の熱処理を行い上記燐と砒
素のイオン注入時に生じたP型半導体基板1の結晶欠陥
を消滅させる。
さらに、第2図(f)のように、その上にモノシランガ
スと酸素を用いて常圧気相成長法により第2の酸化珪素
膜(NSC膜)を堆積し層間絶縁膜9を形成し、ついで
、ホトレジストをマスクとして層間絶縁膜9をドライエ
ツチングし、所定の個所にコンタクト穴10を形成する
さらに、第2図(勅のように、層間絶縁膜9上に気相成
長法により第2の多結晶シリコン膜を堆積した後、フォ
トエツチング技術を用いて多結晶シリコン配線11を形
成する。
つづいて、第2図(hlのように、その多結晶シリコン
配線11上に気相成長法によりボロンリンガラス(BP
SG)膜12を堆積し、900℃、60分の熱処理を施
し、BPSG膜12膜層2平坦化を行い、次に、ホトレ
ジストをマスクにしてBPSG膜12膜層2絶縁膜9を
エツチングして所定の個所に第2のコンタクト穴13を
形威し、その後、アルミニウム配線14を形成してMO
8型半導体装置が完成する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の半導体装置の製造方法ではL
DDサイドウオール形威形成、NSC膜6を堆積し、リ
アクティブイオンエツチング技術によりNSC膜6をエ
ツチングして多結晶シリコンゲート4の側壁にサイドウ
オールを形成する。
しかし、NSC膜6は多結晶シリコンゲート4の上部に
オーバーハング形状に堆積し、多結晶シリコンゲート4
上に堆積する膜厚に対してその側壁に堆積する膜厚は5
0%程度と段差被覆性が悪く充分なサイドウオール幅が
得られない、その結果ゲート電極端での高電界を緩和す
るためのリン拡散層の幅も小さくなりトランジスタのホ
ットキャリア効果を抑制するという点で問題がある。ま
たNSG膜64り膜質も劣り、電子のトラップ密度が5
×10目01−2程度と高くゲート電極端付近で発生し
たホットキャリアをトラップしゃすいためホットキャリ
ア効果を増大させるという問題もある。さらに、層間絶
縁膜はNSC膜9から構成されているがNSC膜9は膜
のピンホールも0.1個/d程度と多く多結晶シリコン
ゲート4と多結晶シリコン配線11の間の層間絶縁リー
クが起こりやすいという問題もある。
本発明は上記従来の問題を解決するもので耐ホットキャ
リア特性および層間リーク特性にすぐれた信頼性の高い
半導体装置の製造方法を提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、半導体基板上に酸化膜を形成する工程と、前
記酸化膜の所定領域に導電膜を形成する工程と、前記導
電膜をマスクにイオン注入する工程と、前記半導体基板
上に低温減圧CVDでTEOS膜を形成する工程と、前
記TEOS膜をエツチングし前記導電膜の上面の前記T
EOS膜を除去し前記導電膜の少なくとも上面を露出し
、かつ前記導電膜側壁にのみ前記TEOS膜を残存させ
る工程と、前記導電膜と前記導電膜側壁に残存したTE
OS膜をマスクにイオン注入する工程と、前記半導体基
板を熱処理する工程と、前記導電膜の露出部分の表面を
酸化する工程を備えている。
また、本発明は、半導体基板上に酸化膜を形成する工程
と、前記酸化膜の所定領域に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜をマスクにイオン注入する工程と、前記半導
体基板上に低温減圧CVDでTEOS膜を形成する工程
と、前記TEOS膜をエツチングし前記導電膜の上面の
前記TEOS膜を除去し前記導電膜の少なくとも上面を
露出しかつ前記導電膜側壁にのみ前記TEOS膜を残存
させる工程と、前記導電膜と前記導電膜側壁に残存した
TEOS膜をマスクにイオン注入する工程と、前記半導
体基板を熱処理する工程と、前記導電膜の露出部分の表
面を酸化する工程と、前記半導体基板上にCVDで窒化
珪素膜を形成する工程と、前記窒化珪素膜上にTEOS
酸化膜を形成する工程と、前記半導体基板を熱処理する
工程と、前記TEOS膜と窒化珪素膜の所定領域をエツ
チングしてコンタクトホールを形威する工程を備えてい
る。
作用 上記構成ではLDDサイドウオールに段差被覆性の良好
なTEO3酸化膜が用いられるので充分なサイドウオー
ル幅を得ることができ、電界を緩和するためのリン拡散
層の幅が大きくなる。さらに、TEOS酸化膜は膜質が
良くキャリアの電子トラップ密度が2 X I Q−”
car以下とNSC膜の半分以下に抑制されるためホッ
トキャリア効果によるトランジスタ特性の劣化が改善さ
れる。また、層間絶縁膜が膜質の良好なピンホール密度
が0.01個/al以下のTEOS酸化膜と窒化珪素膜
の積層膜から構成されるため層間リークの問題も防止で
きる。
実施例 以下に、LDD構造のトランジスタを備えた本発明のM
O8型半導体装置の製造方法について、第1図(a)〜
(hlに示した工程順断面図を参照して、詳細に説明す
る。以下、工程順に説明する。
第1図ta+のように、P型半導体基板21上に周知の
方法によりLOGO3酸化膜22を形成する。
次に、第1図fblのように、P型半導体基板21を酸
化してゲート酸化膜23を形成し、ゲート酸化膜23上
に多結晶シリコンゲート24を形成する。
この後、第1図fclのように、例えば、加速電圧30
KeVで注入量3X1013/cdの条件で燐をイオン
注入し、リン拡散層25を形成する。
次に、第1図(dlのように、テトラエチルオルトシリ
ケートと酸素の混合ガスを用いて温度710℃、圧力Q
、6Torrの成長条件で減圧気相成長法により第1の
CVD酸化珪素膜(TEO5酸化膜)を形成する。
この後、第1図telのように、例えばCHF3 と0
2ガスを用いたりアクティブイオンエツチング技術を用
いてTEO3酸化膜をエツチングして多結晶シリコンゲ
ート24の側壁にサイドウオールを形威し、次に、砒素
を例えば加速電圧30KeVで注入量2 X 10 +
5/alのイオン注入を行い、砒素拡散層27を形成し
、さらに、窒素ガス中で900℃、30分間の熱処理を
行い、上記燐と砒素のイオン注入時に生じたP型半導体
基板21の結晶欠陥を消滅させる。
さらに、第1図fflのように、酸素ガスと窒素ガスの
混合ガスにより多結晶シリコンゲート24および半導体
基板21の表面を膜厚400人程皮酸化して酸化珪素膜
28を形成し、その上に、ジクロルシランガスとアンモ
ニアガスとを用いて、温度770℃、圧力0.3Tor
rの成長条件で減圧気相成長法により、例えば膜厚20
0人の窒化珪素膜29を形成し、さらに、その上にテト
エチルオルトシリケートと酸素の混合ガスを用いて、温
度710℃、圧力0.6Torrの成長条件で減圧気相
成長法により、例えば膜厚1500人の第2のTEO5
酸化膜30を形成する。次に、窒素ガス中で900℃、
30分間の熱処理を行いTEO3酸化膜30をアニール
する。次に、ホトレジストをマスクとしてTEOS酸化
膜30と窒化珪素膜29をドライエツチングし、所定の
箇所にコンタクト穴31を形成する。
さらに、第1図1glのように、層間絶縁膜30上に気
相成長法により第2の多結晶シリコン膜を堆積した後、
フォトエツチング技術を用いて多結晶シリコン配線32
を形成する。
さらに、第1図(h)のように、その多結晶シリコン配
線32上に気相成長法によりボロンリンガラス(BPS
G)膜33を形成した後、900℃。
60分の熱処理を施しBPSG膜33膜層3平坦化を行
い、次に、ホトレジストをマスクにしてBPSG膜33
膜層3絶縁膜30と窒化珪素膜29をエツチングして所
定の箇所に第2のコンタクト穴34を形成する。その後
アル、ミニラム配線35を形成してMO3型半導体装置
が完成する。
上記半導体装置の製造方法によれば、LDDサイドウオ
ール形成時に段差被覆性の良好なTEOS酸化膜を用い
ているため、サイドウオール幅を充分得ることができ、
延いては、リン拡散層の幅が大きくなるため、ゲート電
極端付近の高電界を緩和してホットキャリア効果を抑制
する効果が得られる。また、サイドウオールには、形成
温度が700℃以上で、電子トラップ密度が2 X 1
0−”at以下とNSC膜の172以下と小さいTEO
S膜が用いられるため、ホットキャリア効果の抑制にさ
らに有効である。さらに、TEOS酸化膜はNSGと比
較してTEOS膜はピンホール密度が1/10以下と緻
密であり、かつ層間膜の一部として耐圧10 M V 
/ as以上である窒化珪素膜が用いられるため、層間
リークの抑制の点でも有効である。以上のように本発明
によれば、耐ホツトキャリア特性および層間リーク特性
は大幅に改善可能である。
なお本実施例においてはゲート電極、配線に多結晶シリ
コンを用いたがこれは金属珪化物もしくは多結晶シリコ
ンと金属珪化物の積層膜、もしくはタングステン(W)
であっても同様の効果が期待できることは明らかである
また、本実施例ではゲートサイドウオールを形成する前
にリンイオン注入を、サイドウオール形成後、砒素イオ
ン注入を実施したが、不純物元素の種類を問わず、同様
の効果が期待できることは明らかである。
さらに、窒化珪素膜の膜厚は50−2000人を用いる
。これは50Å以上の膜厚では積層の層間絶縁膜として
絶縁耐圧が向上して行くことを確認している。さらに2
00λ以上になると内部の窒化珪素膜自身の応力が無視
できなくなり、応力によって膜にクラックが入ってしま
う。
第2の酸化珪素膜の膜厚は200−10000人が適当
であるが、やはり200Å以上の膜厚では絶縁耐圧が向
上するが、あまり厚くすることは実用上適切ではない。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、耐ホツトキャリア特性
および層間リーク特性にすぐれた信頼性の高い半導体装
置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例半導体装置の製造方法の工程
順断面図、第2図は従来の半導体装置の製造方法の工程
順断面図である。 21・・・・・・P型半導体基板、22・・・・・・L
OCO8酸化膜、23・・・・・・ゲート酸化膜、24
・・・・・・多結晶シリコンゲート、25・・・・・・
リン拡散層、26・・・・・・酸化珪素膜(TEOS酸
化膜)、27・・・・・・砒素拡散層、28・・・・・
・酸化珪素膜、29・・・・・・窒化珪素膜、30・・
・・・・TEO5酸化膜、31・・・・・・コンタクト
穴、32・・・・・・多結晶シリコン配線、33・・・
・・・ボロンリンガラス(B P S G) III、
34・・・・−・:7ンタクト穴、35・・・・・・ア
ルミニウム配線。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に酸化膜を形成する工程と、前記酸
    化膜の所定領域に導電膜を形成する工程と、前記導電膜
    をマスクにイオン注入する工程と、前記半導体基板上に
    低温減圧CVDでTEOS膜を形成する工程と、前記T
    EOS膜をエッチングし前記導電膜の上面の前記TEO
    S膜を除去し前記導電膜の少なくとも上面を露出し、か
    つ前記導電膜側壁にのみ前記TEOS膜を残存させる工
    程と、前記導電膜と前記導電膜側壁に残存したTEOS
    膜をマスクにイオン注入する工程と、前記半導体基板を
    熱処理する工程と、前記導電膜の露出部分の表面を酸化
    する工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. (2)半導体基板上に酸化膜を形成する工程と、前記酸
    化膜の所定領域に導電膜を形成する工程と、前記導電膜
    をマスクにイオン注入する工程と、前記半導体基板上に
    低温減圧CVDでTEOS膜を形成する工程と、前記T
    EOS膜をエッチングし前記導電膜の上面の前記TEO
    S膜を除去し前記導電膜の少なくとも上面を露出し、か
    つ前記導電膜側壁にのみ前記TEOS膜を残存させる工
    程と、前記導電膜と前記導電膜側壁に残存したTEOS
    膜をマスクにイオン注入する工程と、前記半導体基板を
    熱処理する工程と、前記導電膜の露出部分の表面を酸化
    する工程と、前記半導体基板上にCVDで窒化珪素膜を
    形成する工程と、前記窒化珪素膜上にTEOS酸化膜を
    形成する工程と、前記半導体基板を熱処理する工程と、
    前記TEOS膜と窒化珪素膜の所定領域をエッチングし
    てコンタクトホールを形成する工程を備えたことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
JP3433790A 1990-02-14 1990-02-14 半導体装置の製造方法 Pending JPH03237728A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6336569A (ja) * 1986-07-30 1988-02-17 Nec Corp 半導体装置
JPH01245559A (ja) * 1988-03-28 1989-09-29 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6336569A (ja) * 1986-07-30 1988-02-17 Nec Corp 半導体装置
JPH01245559A (ja) * 1988-03-28 1989-09-29 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

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