JPH03255636A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03255636A JPH03255636A JP5343490A JP5343490A JPH03255636A JP H03255636 A JPH03255636 A JP H03255636A JP 5343490 A JP5343490 A JP 5343490A JP 5343490 A JP5343490 A JP 5343490A JP H03255636 A JPH03255636 A JP H03255636A
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Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
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。
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ＬＤＤ （Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒ
ａｉｎ）構造のトランジスタを備えた半導体装置に関す
るものである。
ａｉｎ）構造のトランジスタを備えた半導体装置に関す
るものである。
従来の技術
半導体装置の集積化に伴い、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
微細化にともなって半導体装置内部に生しる高電界が電
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しさせる
ホットキャリア効果という問題が発生した。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 （Ｌｉｇｈｔｌｙ ＤｏｐｅｄＤｒ
ａｉｎ）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。
トランジスタの実効チャネル長も短くなってきた。この
微細化にともなって半導体装置内部に生しる高電界が電
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しさせる
ホットキャリア効果という問題が発生した。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 （Ｌｉｇｈｔｌｙ ＤｏｐｅｄＤｒ
ａｉｎ）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
体装置について第２図に示した断面図を参照して説明す
る。
体装置について第２図に示した断面図を参照して説明す
る。
Ｐ型半導体基板１上にＬＯＣＯ３酸化膜２．ゲート酸化
膜３．多結晶シリコンゲート４が設けられ、多結晶シリ
コンゲート４の側壁には常圧ＣＶＤ酸化珪素膜（以下Ｎ
ＳＣ膜と呼ぶ）のサイドウオールが設けられている。ま
た多結晶シリコンゲート４の周囲にリン拡散層５及び砒
素拡散層７が設けられている。その多結晶シリコンゲー
ト４上に酸化珪素膜８が設けられ、さらに多結晶シリコ
ンゲート４上に第２のＮＳＣ膜による層間絶縁膜９が設
けられている。また層間絶縁膜９には、コンタクト穴１
０が設けられ、層間絶縁膜９上に多結晶シリコン配線１
１が設けられている。その多結晶シリコン配線１１上に
はボロンリンガラス（ＢＰＳＧ）膜１２が設けられ、ボ
ロンリンガラス（ＢＰＳＧ）膜１２には第２のコンタク
ト穴１３が設けられ、さらにＢＰＳＧ膜１２上にアルミ
ニウム配線１４が設けられてＭＯ３型半導体装置が構成
されている。
膜３．多結晶シリコンゲート４が設けられ、多結晶シリ
コンゲート４の側壁には常圧ＣＶＤ酸化珪素膜（以下Ｎ
ＳＣ膜と呼ぶ）のサイドウオールが設けられている。ま
た多結晶シリコンゲート４の周囲にリン拡散層５及び砒
素拡散層７が設けられている。その多結晶シリコンゲー
ト４上に酸化珪素膜８が設けられ、さらに多結晶シリコ
ンゲート４上に第２のＮＳＣ膜による層間絶縁膜９が設
けられている。また層間絶縁膜９には、コンタクト穴１
０が設けられ、層間絶縁膜９上に多結晶シリコン配線１
１が設けられている。その多結晶シリコン配線１１上に
はボロンリンガラス（ＢＰＳＧ）膜１２が設けられ、ボ
ロンリンガラス（ＢＰＳＧ）膜１２には第２のコンタク
ト穴１３が設けられ、さらにＢＰＳＧ膜１２上にアルミ
ニウム配線１４が設けられてＭＯ３型半導体装置が構成
されている。
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ではＬＤＤサイドウ
オールに、ＮＳＣ膜６が用いられるがその堆積時の段差
被覆性が悪く充分なサイドウオール幅が得られないため
、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、ＮＳ
Ｃ膜６は膜質も劣り、電子のトラップ密度が高くゲート
電極端付近で発生したホットキャリアをトラップしやす
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９はＮＳＣ膜から構成されて
いるがＮＳＣ膜９は膜のピンホールも多く多結晶シリコ
ンゲート４と多結晶シリコン配線１１の間の眉間リーク
が生じやすいという問題がある。
オールに、ＮＳＣ膜６が用いられるがその堆積時の段差
被覆性が悪く充分なサイドウオール幅が得られないため
、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、ＮＳ
Ｃ膜６は膜質も劣り、電子のトラップ密度が高くゲート
電極端付近で発生したホットキャリアをトラップしやす
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９はＮＳＣ膜から構成されて
いるがＮＳＣ膜９は膜のピンホールも多く多結晶シリコ
ンゲート４と多結晶シリコン配線１１の間の眉間リーク
が生じやすいという問題がある。
本発明は上記従来の問題を解決するもので、耐ホツトキ
ャリア特性及び層間リーク特性にすぐれた信頼性の高い
半導体装置を提供するものである。
ャリア特性及び層間リーク特性にすぐれた信頼性の高い
半導体装置を提供するものである。
課題を解決するための手段
上記の問題を解決するため、本発明では多結晶シリコン
ゲート側壁にテトラエチルオルトシリケートＩＳ ｉ
（ＯＣ２Ｈ５）４］を含むガスから形成された酸化珪素
膜（ＴＥＯ３酸化膜）が設けられ、上記多結晶シリコン
ゲートと上部の多結晶シリコン配線の間の層間絶縁膜と
してテトラエチルオルトシリケートを含むガスを用いた
第２の酸化珪素膜と、その第２の酸化珪素膜の下に窒化
珪素膜が備えられている。
ゲート側壁にテトラエチルオルトシリケートＩＳ ｉ
（ＯＣ２Ｈ５）４］を含むガスから形成された酸化珪素
膜（ＴＥＯ３酸化膜）が設けられ、上記多結晶シリコン
ゲートと上部の多結晶シリコン配線の間の層間絶縁膜と
してテトラエチルオルトシリケートを含むガスを用いた
第２の酸化珪素膜と、その第２の酸化珪素膜の下に窒化
珪素膜が備えられている。
作用
上記構成ではサイドウオールに段差被覆性の良好なＴＥ
Ｏ３酸化膜が用いられるので、ＴＥＯ８酸化膜を堆積し
、引き続きエツチングする工程によって容易に充分なサ
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充分大きくできる。さらに、ＴＥ
Ｏ８酸化膜は膜質が良くドレイン−ゲート端近傍で発生
するホットキャリアのトラップも抑制されるため、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ＴＥＯ８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。
Ｏ３酸化膜が用いられるので、ＴＥＯ８酸化膜を堆積し
、引き続きエツチングする工程によって容易に充分なサ
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充分大きくできる。さらに、ＴＥ
Ｏ８酸化膜は膜質が良くドレイン−ゲート端近傍で発生
するホットキャリアのトラップも抑制されるため、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ＴＥＯ８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型半導体装置について第１図に示した断面図を参照
して詳細に説明する。
Ｏ８型半導体装置について第１図に示した断面図を参照
して詳細に説明する。
Ｐ型半導体基板２１上にＬＯＧＯ８酸化膜２２゜ゲート
酸化膜２３．多結晶シリコンゲート２４が備えられ、多
結晶シリコンゲート２４の側壁にテトラエチルオルトシ
リケートを用いたＣＶＤ酸化ＩＩＩ（ＴＥＯ３酸化膜）
２６が備えられ、ソース。
酸化膜２３．多結晶シリコンゲート２４が備えられ、多
結晶シリコンゲート２４の側壁にテトラエチルオルトシ
リケートを用いたＣＶＤ酸化ＩＩＩ（ＴＥＯ３酸化膜）
２６が備えられ、ソース。
ドレイン領域としてリン拡散層２５．砒素拡散層２７が
備えられている。さらに多結晶シリコンゲート２４およ
び半導体基板２１の表面に膜厚４００Ａ程度の酸化珪素
膜２８が備えられている。その上に膜厚２０ＯＡの窒化
珪素膜２９が備えられ、さらにその上に例えば膜厚１５
００Ａの第２のＴＥＯ８酸化膜３０が備えられ、ＴＥＯ
８酸化膜３０と窒化珪素膜２９にコンタクト穴３１が備
えられている。さらにＴＥＯ８酸化膜３０上に多結晶シ
リコン配線３２が備えられ、その多結晶シリコン配線３
２上にボロンリンガラス（ＢＰＳＧ）膜３３が備えられ
、ＢＰＳＧ膜３３とＴＥＯ３酸化膜３０と窒化珪素膜２
９に第２のコンタクト穴３４が備えられ、ＢＰＳＧ膜３
３上にアルミニウム配線３５が備えられてＭＯ８型半導
体装置が構成されている。
備えられている。さらに多結晶シリコンゲート２４およ
び半導体基板２１の表面に膜厚４００Ａ程度の酸化珪素
膜２８が備えられている。その上に膜厚２０ＯＡの窒化
珪素膜２９が備えられ、さらにその上に例えば膜厚１５
００Ａの第２のＴＥＯ８酸化膜３０が備えられ、ＴＥＯ
８酸化膜３０と窒化珪素膜２９にコンタクト穴３１が備
えられている。さらにＴＥＯ８酸化膜３０上に多結晶シ
リコン配線３２が備えられ、その多結晶シリコン配線３
２上にボロンリンガラス（ＢＰＳＧ）膜３３が備えられ
、ＢＰＳＧ膜３３とＴＥＯ３酸化膜３０と窒化珪素膜２
９に第２のコンタクト穴３４が備えられ、ＢＰＳＧ膜３
３上にアルミニウム配線３５が備えられてＭＯ８型半導
体装置が構成されている。
上記半導体装置によれば、段差被覆性の良好なＴＥＯ８
酸化膜の堆積および引き続いて行われるエツチングによ
り充分なサイドウオール幅が得られ、その結果はリン拡
散層の幅が大きい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、サイドウオールがＮＳＣ膜でなくトラップ密度の小
さいＴＥ０１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ＴＥＯ８酸化膜はＮ
ＳＣと比較して膜は緻密であり、かつ層間膜の一部とし
て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を大幅に改善可能
である。
酸化膜の堆積および引き続いて行われるエツチングによ
り充分なサイドウオール幅が得られ、その結果はリン拡
散層の幅が大きい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、サイドウオールがＮＳＣ膜でなくトラップ密度の小
さいＴＥ０１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ＴＥＯ８酸化膜はＮ
ＳＣと比較して膜は緻密であり、かつ層間膜の一部とし
て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を大幅に改善可能
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。
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、本実施例では拡散層としてリン拡散層と砒素拡散
層が備えられているが、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。
層が備えられているが、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５０〜２０００Ａ、第２の
酸化珪素膜の膜厚は２００〜１００００Ａで同様の効果
があることが確認された。
酸化珪素膜の膜厚は２００〜１００００Ａで同様の効果
があることが確認された。
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。
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。
第１図は本発明の一実施例装置の断面図、第２図は従来
例装置の断面図である。 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・・・・・・ＴＥＯ８酸化膜、２７・
・・・・・砒素拡散層、２８・・・・・・酸化珪素膜、
２９・・・・・・窒化珪素膜、３０・・・・・・ＴＥＯ
３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（ＢＰＳＧ）膜、３４・・・・・・コンタクト
穴、３５・・・・・・アルミニウム配線。
例装置の断面図である。 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・・・・・・ＴＥＯ８酸化膜、２７・
・・・・・砒素拡散層、２８・・・・・・酸化珪素膜、
２９・・・・・・窒化珪素膜、３０・・・・・・ＴＥＯ
３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（ＢＰＳＧ）膜、３４・・・・・・コンタクト
穴、３５・・・・・・アルミニウム配線。
Claims (1)
- 半導体基板上に第１の導電層と、前記第１の導電層の側
壁にテトラエチルオルトシリケートを含むガスから成長
した第１の酸化珪素膜と、前記第１の導電層及び前記第
１の酸化珪素膜上に形成された窒化珪素膜と、前記窒化
珪素膜上にテトラエチルオルトシリケートを含むガスか
ら成長した膜厚０．０２μｍ−１．０μｍの第２の酸化
珪素膜と、前記第２の酸化珪素膜上に形成された第２の
導電層を備えたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053434A JP2584094B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2053434A JP2584094B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255636A true JPH03255636A (ja) | 1991-11-14 |
| JP2584094B2 JP2584094B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=12942739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2053434A Expired - Fee Related JP2584094B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2584094B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376590A (en) * | 1992-01-20 | 1994-12-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor device and method of fabricating the same |
-
1990
- 1990-03-05 JP JP2053434A patent/JP2584094B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5376590A (en) * | 1992-01-20 | 1994-12-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor device and method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2584094B2 (ja) | 1997-02-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071121 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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