JPH0374878A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JPH0374878A
JPH0374878A JP1210071A JP21007189A JPH0374878A JP H0374878 A JPH0374878 A JP H0374878A JP 1210071 A JP1210071 A JP 1210071A JP 21007189 A JP21007189 A JP 21007189A JP H0374878 A JPH0374878 A JP H0374878A
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gate
oxide
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film
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博 神力
Masayuki Nakada
昌之 中田
Kiichiro Mukai
向 喜一郎
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
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Abstract

PURPOSE:To obtain an IGFET using a transition metal oxide film especially for a gate insulation film by penetrating the gate insulation film without performing light oxidation and by implanting ion. CONSTITUTION:An SiO2 is provided on the surface of a p-type Si substrate 1 for implanting a channel of BF2. The SiO2 film is eliminated and a tantalum pentoxide 2 is sputtered. Treatment is performed within dry O2 at 800 deg.C and an SiO2 film 3 is formed between the substrate 1 and the tantalum pentoxide 2. Then, a W film 4 is sputtered and a PSG 5 is superposed. The PSG 5 is subjected to patterning and the W film 4 is machined with the PSG 5 as a mask. Then, As ion is implanted, thermal treatment is performed within N2 for producing an n<+> layer 6, and a drain layer is provided in self-aligned manner to a W gate pattern. Further, an interlayer insulation film 7 is superposed and a wiring metal film 8 is provided for completing an FET. With this method, it is possible to form an IGFET without performing light oxidation even if a material with an extremely rapid diffusion of an oxidation seed such as tantalum pentoxide is used as a gate insulation film.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置およびその製造方法に関するもの
で、特にゲート絶縁膜に遷移金属酸化膜を用いた電界効
果型トランジスタおよびその製造方法に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly to a field effect transistor using a transition metal oxide film as a gate insulating film and a method for manufacturing the same. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

遷移金属酸化膜をゲート絶縁膜に用いた電界効果トラン
ジスタを製造する際に、従来技術においては、ゲート電
極とゲート絶縁膜を加工した後。
When manufacturing a field effect transistor using a transition metal oxide film as a gate insulating film, in conventional technology, after processing the gate electrode and gate insulating film.

直ちに基板あるいは多結晶シリコンゲート表面を酸化す
ることが行なわれてきた。
Immediate oxidation of the substrate or polycrystalline silicon gate surface has been practiced.

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

しかし、ゲート絶縁膜に五酸化タンタルなどの酸化種の
拡散が著しく速い材料を適用した場合には、図3 (a
)、(b)に示すように該酸化時にゲート端のゲート絶
縁膜が露出している部分より酸化種が内側に向かって拡
散してゆき、その画側の半導体基板やゲート電極を酸化
して該ゲート領域の端部に楔形の酸化を生じさせる。こ
の現象は酸化雰囲気中に水蒸気を含む場合に著しい。そ
の結果、該楔形の酸化の生じた部分の電界効果トランジ
スタのチャンネル領域は反転電圧が大きくなり、しきい
電圧が大きくなるといった問題が生じる。この現象は図
3(C)に示す様に、ゲートの側壁に側壁酸化膜を形成
した場合においても、完全に抑えるのは難しい。
However, when a material such as tantalum pentoxide, which has extremely fast diffusion of oxidizing species, is applied to the gate insulating film,
) and (b), during the oxidation, the oxidizing species diffuses inward from the exposed part of the gate insulating film at the edge of the gate, oxidizing the semiconductor substrate and gate electrode on that side of the image. A wedge-shaped oxidation is created at the edge of the gate region. This phenomenon is significant when the oxidizing atmosphere contains water vapor. As a result, a problem arises in that the inversion voltage of the channel region of the field effect transistor in the wedge-shaped oxidized portion increases, and the threshold voltage increases. As shown in FIG. 3C, this phenomenon is difficult to completely suppress even when a sidewall oxide film is formed on the sidewall of the gate.

また、ゲート電極の加工時に同時にゲート絶縁膜である
遷移金属酸化物を加工した場合には、加工エツジを介し
てリーク電流が流れやすいことがわかった。また、第4
図のように、該酸化時にゲート端のゲート絶縁膜が露出
している部分より酸化種が内側に向かって拡散してゆき
、その向側の半導体基板やゲート電極を酸化して該ゲー
ト領域の端部に楔形の酸化を生じさせる。この現象は酸
化雰囲気中に水蒸気を含む場合に著しい、その結果、該
楔形の酸化の生じた部分の電界効果トランジスタのチャ
ンネル領域は反転電圧が大きくなり、しきい電圧が大き
くなるといった問題が生じる。
Furthermore, it has been found that when the transition metal oxide that is the gate insulating film is processed at the same time as the gate electrode is processed, leakage current tends to flow through the processed edges. Also, the fourth
As shown in the figure, during the oxidation, the oxidizing species diffuses inward from the exposed part of the gate insulating film at the gate end, oxidizing the semiconductor substrate and gate electrode on the opposite side, and oxidizing the gate region. Produces wedge-shaped oxidation at the ends. This phenomenon is remarkable when water vapor is included in the oxidizing atmosphere, and as a result, problems arise in that the channel region of the field effect transistor where the wedge-shaped oxidation occurs has a high inversion voltage and a high threshold voltage.

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

この問題を解決するため、いわゆるライト酸化を行なわ
ずにゲート絶縁膜を貫通させてインプラを行うか、ある
いは、側壁を形成後に別の絶縁膜を堆積させて、この堆
積膜を貫通させてインプラを行うのが妥当である。この
場合、いずれのプロセスにおいても、ゲート電極とゲー
ト絶縁膜の加工端は一致することはない様にする。
To solve this problem, implants can be performed by penetrating the gate insulating film without performing so-called light oxidation, or alternatively, after forming the sidewalls, another insulating film can be deposited, and the implant can be performed by penetrating this deposited film. It is appropriate to do so. In this case, the processed edges of the gate electrode and the gate insulating film should never coincide in any process.

また、上記問題を解決するため、前出の酸化の際にゲー
ト絶縁膜が露出しないように側壁を該絶縁膜よりも酸化
種の拡散が遅い絶縁膜を堆積した後、酸化を行なう。
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, oxidation is performed after depositing an insulating film on the side wall in which the diffusion of oxidizing species is slower than that of the insulating film so that the gate insulating film is not exposed during the above-mentioned oxidation.

〔作用〕[Effect]

ゲート絶縁膜をゲート加工時の際に残すことにより、ラ
イト酸化は不要になる。また、側壁を形成した場合には
インプラ用の堆積膜を形成することによりライト酸化は
不要になる。また、加工端のリーク電流はゲート絶縁膜
スルーの場合には。
By leaving the gate insulating film during gate processing, light oxidation becomes unnecessary. Furthermore, when side walls are formed, light oxidation becomes unnecessary by forming a deposited film for implantation. Also, if the leakage current at the processed end is through the gate insulating film.

ゲート絶縁膜は残るので問題ない、また、側壁を形成し
た場合には、側壁加工時に同時にゲート絶縁膜を加工す
るので、ゲート構造はオフセット型となりリーク電流の
増加を抑えることができる。
Since the gate insulating film remains, there is no problem. Furthermore, if the sidewalls are formed, the gate insulating film is processed at the same time as the sidewalls are processed, so the gate structure becomes an offset type and an increase in leakage current can be suppressed.

また、ゲート絶縁膜酸化種の拡散がゲート絶縁膜より遅
い絶縁膜で覆っておくことにより、酸化性雰囲気に曝さ
れた際に、該絶縁膜に達する酸化種の濃度が低下するた
め、楔形の酸化が進行しにくくなる。
In addition, by covering the gate insulating film with an insulating film in which the diffusion of oxidizing species is slower than that of the gate insulating film, the concentration of oxidizing species that reach the insulating film when exposed to an oxidizing atmosphere is reduced. Oxidation becomes difficult to progress.

〔実施例〕〔Example〕

(実施例1) 本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を断面構造を
用いて図1に示す。
(Example 1) An example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is shown in FIG. 1 using a cross-sectional structure.

p型シリコン基板1の表面に10nmの二酸化シリコン
を形成した後、40kev、2.OX 10”Qa−”
のBFzのチャネルインプラを行う、この後、この二酸
化シリコン膜を除去して、ゲート絶縁膜として20nm
の五酸化タンタル膜2を反応性スパッタ法で形成する。
After forming 10 nm of silicon dioxide on the surface of the p-type silicon substrate 1, 40 kev, 2. OX 10"Qa-"
After that, this silicon dioxide film is removed and a 20 nm thick film is formed as a gate insulating film.
A tantalum pentoxide film 2 is formed by reactive sputtering.

本実施例では五酸化タンタルの形成を反応性スパッタを
用いたがタンタルアルコオキレートあるいは塩化タンタ
ル弗化タンタルなどのタンタルハロゲン化物をソースガ
スとする化学気層堆積法によっても形成できる。その後
、800℃乾燥酸素雰囲気で熱処理を行なう。この嵐、
シリコン基板1と五酸化タンタル2の間に約2nmの5
ift膜3が生じている。その上に300nmのタング
ステン膜4をスパッターにより形威した。さらに、タン
グステン4上に、PSGM5を形成した。この後、ゲー
ト電極のパターニングを行いPSGを加工した後、PS
Gをマスクとしてタングステンを加工して、図1 (a
)に示す断面形状を得る0次に、40keyで5.0X
10”a″″!の砒素イオン注入と900℃窒素#囲気
での熱処理を行ないn型高濃度拡散層6を形威し、ソー
ス及びドレイン領域とした(b)、タングステンゲート
バタンにたいして自己整合的に形成することができた。
In this embodiment, reactive sputtering was used to form tantalum pentoxide, but it can also be formed by chemical vapor deposition using a tantalum halide such as tantalum alkoxylate or tantalum chloride or tantalum fluoride as a source gas. Thereafter, heat treatment is performed at 800° C. in a dry oxygen atmosphere. This storm,
Between the silicon substrate 1 and tantalum pentoxide 2, about 2 nm of 5
Ift film 3 is formed. A 300 nm thick tungsten film 4 was formed thereon by sputtering. Furthermore, PSGM 5 was formed on tungsten 4. After this, after patterning the gate electrode and processing the PSG,
Figure 1 (a)
) to obtain the cross-sectional shape shown in 0th order, 5.0X with 40 keys
Arsenic ion implantation of 10"a""! and heat treatment in a nitrogen atmosphere at 900° C. were performed to form an n-type high concentration diffusion layer 6, which became the source and drain regions (b), self-aligned with respect to the tungsten gate batten. was able to form.

さらに層間絶縁膜7を形成、コンタクト孔の開口、配線
金属膜8の形成をおこない電界効果型トランジスタを製
造した(C)。
Further, an interlayer insulating film 7 was formed, a contact hole was opened, and a wiring metal film 8 was formed to manufacture a field effect transistor (C).

図2は本実施例で得られたデバイスのしきい値(vth
)電圧のシフト量と伝達コンダクタンスの劣化ΔG m
 / G m oのストレス電圧印加時間依存性を、従
来の二酸化シリコン5nmをゲート絶縁膜とするチャネ
ル長0.3μmのMOSFETと比較したものである。
FIG. 2 shows the threshold value (vth) of the device obtained in this example.
) Voltage shift amount and transfer conductance deterioration ΔG m
The stress voltage application time dependence of /G m o is compared with that of a conventional MOSFET with a channel length of 0.3 μm and a gate insulating film of 5 nm silicon dioxide.

酸化タンタルと二酸化シリコンの積層膜を用いた場合に
はいずれも一桁以上変動量を小さく抑えることができた
。この結果、チャネル長が0.3  μm以下のデバイ
スにおいて本発明を用いたデバイスの特性は極めて優れ
た信頼性を得られることがわかった。
When a laminated film of tantalum oxide and silicon dioxide was used, the amount of variation could be suppressed by more than one order of magnitude. As a result, it was found that the characteristics of the device using the present invention were extremely reliable in a device having a channel length of 0.3 μm or less.

(実施例2) 第5図に実施例2の概略図を示す。(Example 2) FIG. 5 shows a schematic diagram of Example 2.

p型シリコン基板上の表内に10nmの二酸化シリコン
を形威した後、40kev 、 2.OXIO”am−
”のBF2のチャネルインプラを行う、この後、この二
酸化シリコン膜を除去して、この表内にゲート絶縁膜と
して20nmの五酸化タンタル[2を反応性スパッタ法
で形成する。本実施例では五酸化タンタルの形成を反応
性スパッタを用いたがタンタルアルコオキレートあるい
は塩化タンタルや弗化タンタルなどのタンタルハロゲン
化物をソースガスとする化学気層堆積法によっても形成
できる。その後、800℃乾燥酸素雰囲気で熱処理を行
なう。この後、シリコン基板1と五酸化タンタル2の間
に約2nmの5ins膜3が生じている。その上に3Q
Onmのタングステン膜4をスパッターにより形成した
。さらに、タングステン4上に、PSG膜5を形成した
。この後ゲート電極のバターニングを行いPSGを加工
した後、PSGをマスクとしてタングステンを加工して
、図5(a)に示す断面形状を得る0次に、PSG膜を
堆積して、全面エッチを行い側壁9を残す(図4 (b
) ) 、この際、PSG膜の加工時に酸化タンタル2
/二酸化シリコン3の積層膜を同時に加工する0次に、
二酸化シリコン膜10を堆積して、40keyで5.0
 X 1015cm−”の砒素イオン注入と900℃窒
素雰囲気での熱処理を行ないn型高濃度拡散N6を形威
し、ソース及びドレイン領域とした(図5(Q))。さ
らに周間絶縁膜7を形成、コンタクト孔の開口、配線金
属膜8の形成をおこない電界効果型トランジスタを製造
した(図5(d))、本実施例で得られたデバイスのし
きい値(vth)電圧のシフト量と伝達コンダクタンス
の劣化ΔGm/Gmoのストレス電圧印加時間依存性を
、従来の二酸化シリコン5nmをゲート絶縁膜とするチ
ャネル長0.3  μmのMOSFETと比較すると、
実施例1と同様に、酸化タンタルと二酸化シリコンの積
層膜を用いた場合の方が、いずれも−桁以上変動量を小
さく抑えることができ、優れた信頼度を有するデバイス
であることがわかった。
After forming 10 nm of silicon dioxide in the surface on a p-type silicon substrate, 40 kev, 2. OXIO"am-
After that, this silicon dioxide film is removed, and 20 nm of tantalum pentoxide [2] is formed by reactive sputtering as a gate insulating film within this table. Although reactive sputtering was used to form tantalum oxide, it can also be formed by chemical vapor deposition using tantalum alkoxylate or a tantalum halide such as tantalum chloride or tantalum fluoride as a source gas.After that, it is deposited in a dry oxygen atmosphere at 800°C. After that, a 5ins film 3 of about 2 nm is formed between the silicon substrate 1 and the tantalum pentoxide 2. On top of that, a 5ins film 3 is formed.
A tungsten film 4 of Onm was formed by sputtering. Furthermore, a PSG film 5 was formed on the tungsten 4. After this, the gate electrode is patterned and the PSG is processed, and then the tungsten is processed using the PSG as a mask to obtain the cross-sectional shape shown in Figure 5(a).Next, a PSG film is deposited and the entire surface is etched. and leave the side wall 9 (Fig. 4 (b)
)) At this time, when processing the PSG film, tantalum oxide 2
/0th order to simultaneously process the laminated film of silicon dioxide 3,
Deposit silicon dioxide film 10, 5.0 with 40 keys
Arsenic ion implantation of 1015 cm-'' and heat treatment in a nitrogen atmosphere at 900° C. were performed to form n-type high concentration diffusion N6, forming source and drain regions (FIG. 5(Q)). A field effect transistor was manufactured by forming contact holes, opening contact holes, and forming a wiring metal film 8 (FIG. 5(d)). Comparing the stress voltage application time dependence of the transfer conductance deterioration ΔGm/Gmo with that of a conventional MOSFET with a channel length of 0.3 μm and a gate insulating film of 5 nm silicon dioxide,
As in Example 1, it was found that when a laminated film of tantalum oxide and silicon dioxide was used, the amount of variation could be suppressed by more than an order of magnitude, and the device had excellent reliability. .

(実施例3) 前述の実施例1.2において示した製造方法を2段階で
行うことにより、L D D (lightly do
peddrain )構造のMOSトランジスタを製造
できる。
(Example 3) By carrying out the manufacturing method shown in the above-mentioned Example 1.2 in two steps, LDD (lightly do
MOS transistors with a peddrain structure can be manufactured.

第6rMに実施例3のam図を示す。The am diagram of Example 3 is shown in the 6th rM.

実施例1に示すプロセスにより図6(a)に示す断面構
造を得る。ここで、第一の拡散層11は2、OX l 
□ta、、″″!の砒素イオンをゲートパターンについ
てセルファラインで打ち込んでいる0次に、実施例2に
示す方法により、ゲート電極の側画部に側壁絶縁膜12
を形成する。この際、酸化タンタル2/二酸化シリコン
3の積層膜を同時に加工する1次に、PSG膜工3を堆
積して、5.0XIQ”am−”で砒素イオン注入を行
ない第二段階の拡散層14を形成した。
The cross-sectional structure shown in FIG. 6(a) is obtained by the process shown in Example 1. Here, the first diffusion layer 11 is 2, OX l
□ta,,""! Arsenic ions are implanted into the gate pattern using a self-line method. Next, by the method shown in Example 2, a sidewall insulating film 12 is formed on the side border of the gate electrode.
form. At this time, the first step is to simultaneously process the laminated film of tantalum oxide 2/silicon dioxide 3, and then the PSG film 3 is deposited, and arsenic ions are implanted at 5.0XIQ "am-", and the second step is the diffusion layer 14. was formed.

この際、第一段階の拡散層形成のためのイオン打ち込み
量、第二段階のイオン打ち込み量はLDD(Light
ly Doped Drain)として十分な特性が得
られるように設定しである。
At this time, the amount of ion implantation for forming the diffusion layer in the first stage and the amount of ion implantation in the second stage are LDD (Light
ly Doped Drain) to obtain sufficient characteristics.

(実施例4) 実施例3と同様に、LDD構造のMOSFETを形成す
るには、実施例2に示す方法を二段階で行うことによっ
ても製造することができる。この製造プロセスを図7に
示す、実施例2に示す製造方法により1図7(a)に示
す新曲形状を得る。n型拡散層16はPSG膜15を貫
通させて2.0×1018国′″2の砒素イオンをゲー
トパターンについてセルファラインで打ち込んでいる。
(Example 4) Similarly to Example 3, an LDD structure MOSFET can also be manufactured by carrying out the method shown in Example 2 in two steps. This manufacturing process is shown in FIG. 7, and by the manufacturing method shown in Example 2, a new song shape shown in FIG. 7(a) is obtained. The n-type diffusion layer 16 is formed by penetrating the PSG film 15 and implanting arsenic ions of 2.0.times.10.sup.18 x 2 in a self-alignment line along the gate pattern.

更に、PSG膜を堆積して全面エツチングを行うことに
より、第2の側壁絶縁膜17を形成する。更に、PSG
膜1膜製8積した後、5.OX 10”■−2で砒素イ
オン注入を行う、このイオン打ち込み量は第一段階の打
ち込みよりも濃度が高く設定されているので、LDD構
造のMOSFETを形成することができる。また、90
0℃の熱処理を行うことにより、拡散層プロファイルを
7図(c)のように最適化した。
Furthermore, a second sidewall insulating film 17 is formed by depositing a PSG film and etching the entire surface. Furthermore, P.S.G.
After 8 stacks of 1 membrane, 5. Arsenic ion implantation is performed at OX 10"■-2. Since this ion implantation amount is set to a higher concentration than the first stage implantation, it is possible to form an LDD structure MOSFET.
By performing heat treatment at 0° C., the diffusion layer profile was optimized as shown in Figure 7(c).

(実施例5) 第8図に実施例5の概略図を示す。(Example 5) FIG. 8 shows a schematic diagram of Example 5.

p型シリコン基板21上に素子分離領域22を形成した
後、基板表面にゲート絶縁膜として10nmの五酸化タ
ンタル膜23を反応性スパッタ法で形成する。本実施例
では五酸化タンタルの形成を反応性スパッタを用いたが
タンタルアルコオキシートあるいは塩化タンタルや弗化
タンタルなどのタンタルハロゲン化物をソースガスとす
る化学気層堆積法によっても形成できる。その後、80
0℃乾燥酸素#囲気で熱処理を行ないシリコン基板21
と五酸化タンタル23の間に約5nmの赤肉酸化膜23
′を形成した。その上に多結晶シリコンと五酸化タンタ
ル23の反応を防止するために二酸化シリコン膜10 
n m 23 ’を化学気層堆積法で忠ζした。その上
に300nmの多結晶シリコン24を化学気層堆積法で
形成し燐処理を行ない燐を多結晶シリコンにドープさせ
ゲート電極とした。そして、該多結晶シリコン24と五
酸化タンタル23を加工しゲートパタンを形成した。多
結晶シリコン24はSF8ガスを用いたマイクロ波プラ
ズマエツチング、五酸化タンタル23はCHF sガス
を用いた反応性スパッタエツチングで加工を行なった。
After forming an element isolation region 22 on a p-type silicon substrate 21, a 10 nm tantalum pentoxide film 23 is formed as a gate insulating film on the surface of the substrate by reactive sputtering. Although reactive sputtering was used to form tantalum pentoxide in this embodiment, it can also be formed by a chemical vapor deposition method using tantalum alkoxylate or a tantalum halide such as tantalum chloride or tantalum fluoride as a source gas. After that, 80
Silicon substrate 21 is heat-treated in a dry oxygen atmosphere at 0°C.
and tantalum pentoxide 23 with a red meat oxide film 23 of about 5 nm.
' was formed. A silicon dioxide film 10 is placed thereon to prevent the reaction between polycrystalline silicon and tantalum pentoxide 23.
nm 23' was deposited by chemical vapor deposition. A 300 nm thick polycrystalline silicon 24 was formed thereon by a chemical vapor deposition method, and phosphorous treatment was performed to dope the polycrystalline silicon with phosphorus to form a gate electrode. Then, the polycrystalline silicon 24 and tantalum pentoxide 23 were processed to form a gate pattern. The polycrystalline silicon 24 was processed by microwave plasma etching using SF8 gas, and the tantalum pentoxide 23 was processed by reactive sputter etching using CHFs gas.

その後、第一の絶縁膜として。Then, as the first insulating film.

二酸化シリコン膜25を化学気層堆積法で1100n表
面に形成した。第一の絶縁膜を形成した該基板を異方性
ドライエツチングを行ない該絶縁膜25をゲート側面を
残して除去する。この構造で該シリコン基板21を酸化
するとゲート絶縁膜は側面に形成された絶縁膜によって
覆われているのでゲート端部の楔形の異常酸化は生じな
い。
A silicon dioxide film 25 was formed on the 1100n surface by chemical vapor deposition. The substrate on which the first insulating film is formed is subjected to anisotropic dry etching to remove the insulating film 25 leaving only the side surfaces of the gate. In this structure, when the silicon substrate 21 is oxidized, the gate insulating film is covered with the insulating film formed on the side surfaces, so that no wedge-shaped abnormal oxidation occurs at the end of the gate.

その後、砒素イオン注入と950℃窒素雰囲気での熱処
理を行ないn型高濃度拡散層27を形成し、ソース及び
ドレイン領域とした。イオン注入は80kevの加速電
圧で行ない、多結晶シリコンパターンにたいして自己整
合的に形成することができた。
Thereafter, arsenic ion implantation and heat treatment at 950° C. in a nitrogen atmosphere were performed to form an n-type high concentration diffusion layer 27, which was used as a source and drain region. Ion implantation was performed at an accelerating voltage of 80 keV, and could be formed in a self-aligned manner with respect to the polycrystalline silicon pattern.

さらに層間絶縁膜30を形成、コンタクト孔の開口、配
線金属膜31の形成をおこない電界効果型トランジスタ
を製造した。
Further, an interlayer insulating film 30 was formed, a contact hole was opened, and a wiring metal film 31 was formed to manufacture a field effect transistor.

その結果、電界効果型トランジスタのしきい電圧は、1
.OV  となり、他の電気的特性も良好であった。
As a result, the threshold voltage of the field effect transistor is 1
.. OV, and other electrical characteristics were also good.

(実施例6) 第9図に実施例2の概略図を示す。(Example 6) FIG. 9 shows a schematic diagram of Example 2.

第5図の実施例において、側壁絶縁膜17と基板の酸化
を化学気層堆積法による絶縁膜の形成に置き換えること
ができる。即ち、ゲート形成後、基板表面に化学気層堆
積法によって30nmの二酸化シリコン膜25を全面に
堆積し、イオン注入を行なうことによって、第一の実施
例と同様に拡散層を形成できる。
In the embodiment of FIG. 5, the oxidation of the sidewall insulating film 17 and the substrate can be replaced by formation of the insulating film by chemical vapor deposition. That is, after the gate is formed, a 30 nm silicon dioxide film 25 is deposited over the entire surface of the substrate by chemical vapor deposition, and ions are implanted to form a diffusion layer in the same manner as in the first embodiment.

(実施例7) 前述の実施例5においてゲート側壁形成工程を二回行な
うことにより、L D D (lightly dop
eddrain )構造を達成できる。
(Example 7) By performing the gate sidewall forming process twice in the above-mentioned Example 5, LDD (lightly dop
edrain ) structure can be achieved.

第IO図に実施例7の概略図を示す。FIG. IO shows a schematic diagram of Example 7.

すなわち、ゲートを加工した後、第一の二酸化シリコン
29を堆積し異方性ドライエツチングを行ないゲートの
側面を除いて除去する。そして、シリコン基板21を熱
酸化した後、第一のイオン注入を行ない第一段階の拡散
層211を形成する。
That is, after processing the gate, first silicon dioxide 29 is deposited and anisotropic dry etching is performed to remove it except for the side surfaces of the gate. After thermally oxidizing the silicon substrate 21, first ion implantation is performed to form a first-stage diffusion layer 211.

あるいは実施例2のように堆積した二酸化シリコン膜を
貫通してイオン注入を行なってもよい。
Alternatively, as in Example 2, ions may be implanted through the deposited silicon dioxide film.

さらに二酸化シリコン膜の堆積と異方性ドライエツチン
グをもう一度行ないゲート側面に第二の側壁二酸化シリ
コン210を形成し、シリコン基板21を酸化した後、
イオン注入を行ない第二段階の拡散層212を形成する
。この際、第一段階の拡散層211を第二段階の拡散#
212より濃度を低くすることにより、LDL)構造を
形成することができた。
Further, the deposition of the silicon dioxide film and the anisotropic dry etching are performed again to form a second sidewall silicon dioxide 210 on the side surface of the gate, and after oxidizing the silicon substrate 21,
A second stage diffusion layer 212 is formed by ion implantation. At this time, the first stage diffusion layer 211 is replaced with the second stage diffusion #
By lowering the concentration than 212, an LDL) structure could be formed.

(実施例8) 第5の実施例において、ゲートをタングステンに代えた
場合の例を示す、第エエ図にその概略を示す。
(Embodiment 8) An example in which the gate is replaced with tungsten in the fifth embodiment is schematically shown in FIG.

五酸化タンタル23の形成と界面酸化を行なった後、ゲ
ート電極のタングステン2工3をスパッタ法で形成した
。タングステンの形成はスパッタ法の代わりに弗化タン
グスタンと水素を用いた化学気層堆積法でも可能である
。さらに該タングステン213の表面に二酸化シリコン
膜214を堆積した。ゲートパタンを形成し、タングス
テン213上の二酸化シリコン[214とタングスタン
213、五酸化タンタル23を加工した。二酸化シリコ
ンの加工はCF 4ガス、タングテンはSFeガス、五
酸化タンタルはOH?コガスを各々用いた反応性スパッ
タエツチングで加工した。
After forming tantalum pentoxide 23 and performing interfacial oxidation, tungsten 2 and 3 for the gate electrode were formed by sputtering. Tungsten can also be formed by chemical vapor deposition using tungsten fluoride and hydrogen instead of sputtering. Furthermore, a silicon dioxide film 214 was deposited on the surface of the tungsten 213. A gate pattern was formed, and silicon dioxide [214] on tungsten 213, tungsten 213, and tantalum pentoxide 23 were processed. Is silicon dioxide processed with CF4 gas, tungsten with SFe gas, tantalum pentoxide with OH? Processing was performed by reactive sputter etching using cogas, respectively.

その後、二酸化シリコン膜25を200nm表面に形成
した。前記タングステン上に形成した二酸化シリコンと
ゲート側面に形成した二酸化シリコンは化学気層堆積法
で形成したが、タングステンの酸化を防止するために、
反応容器内に大気中の酸素が混入しないように十分注意
をはらう必要がある。あるいは化学気層堆積法の代わり
にプラズマを用いた化学気層堆積法でも形成できる。
Thereafter, a silicon dioxide film 25 was formed on the surface to a thickness of 200 nm. The silicon dioxide formed on the tungsten and the silicon dioxide formed on the sides of the gate were formed by chemical vapor deposition, but in order to prevent oxidation of the tungsten,
Great care must be taken to prevent atmospheric oxygen from entering the reaction vessel. Alternatively, it can be formed by a chemical vapor deposition method using plasma instead of the chemical vapor deposition method.

絶縁膜を形成した該基板を異方性ドライエツチングを行
ない該tIA縁膜をゲート側面を残して除去する。この
構造で該シリコン基板を水素ガスと水蒸気の混合ガス雰
囲気900℃で酸化した。この際、ゲート絶縁膜は側面
に形成された絶縁膜25によって覆われているのでゲー
ト端部の楔形の異常酸化は生じない。
The substrate on which the insulating film is formed is subjected to anisotropic dry etching to remove the tIA edge film except for the side surfaces of the gate. With this structure, the silicon substrate was oxidized in a mixed gas atmosphere of hydrogen gas and water vapor at 900°C. At this time, since the gate insulating film is covered with the insulating film 25 formed on the side surfaces, no wedge-shaped abnormal oxidation occurs at the end of the gate.

その後、該酸化膜26を貫通して砒素イオン注入を行な
い、ソース及びドレイン領域27を形成した。(実施例
9) 本実施例は本発明のトランジスタを1個のトランジスタ
とl個コンデンサよりなるダイナミックランダムアクセ
スメモリに適用した一実施例である。第12図はメモリ
アレイの電気配線方法について示している。324は実
施例1〜4において示したトランジスタのいずれかであ
り、ゲート電極にはタングステンを用いている。また、
325はキャパシタである。ゲート電極はいずれかのワ
ード線321に接続されている。また、トランジスタの
一方の電極はビットライン322に接続され、もう一方
の電極はキャパシタ325の一方の電極に接続されてい
る。また、キャパシタの反対の電極はプレート電位23
2に接続されている。
Thereafter, arsenic ions were implanted through the oxide film 26 to form source and drain regions 27. (Embodiment 9) This embodiment is an embodiment in which the transistor of the present invention is applied to a dynamic random access memory consisting of one transistor and l capacitors. FIG. 12 shows the electrical wiring method for the memory array. 324 is one of the transistors shown in Examples 1 to 4, and tungsten is used for the gate electrode. Also,
325 is a capacitor. The gate electrode is connected to one of the word lines 321. Further, one electrode of the transistor is connected to the bit line 322, and the other electrode is connected to one electrode of the capacitor 325. Also, the opposite electrode of the capacitor has a plate potential of 23
Connected to 2.

第13図はこのメモリセルの一例の断面構造を模式的に
示したものである。330は本発明の実施例1に示す方
法により形成されたゲート絶縁膜を示している。326
はキャパシタ325の一方の電極であり、高濃度拡散層
27に接続している。
FIG. 13 schematically shows a cross-sectional structure of an example of this memory cell. Reference numeral 330 indicates a gate insulating film formed by the method shown in Example 1 of the present invention. 326
is one electrode of the capacitor 325 and is connected to the high concentration diffusion layer 27.

キャパシタの反対の電極329はプレート電位323に
接続されている。また、高濃度拡散層328はビットラ
イン322に接続している。上記の構成よりなるダイナ
ミックランダムアクセスメモリの機能は極めてすぐれて
いることがわかった。以下これについて示す。
The opposite electrode 329 of the capacitor is connected to plate potential 323. Further, the high concentration diffusion layer 328 is connected to the bit line 322. It has been found that the dynamic random access memory configured as described above has extremely excellent functionality. This will be explained below.

実施例1〜8に示した様に、本発明のトランジスタの性
能はチャネル長が0.3μm以下の領域において極めて
優れた特性が得られることがわかった。更に、このトラ
ンジスタを大量に用いた半導体メモリの性能向上が顕著
である0図14は本発明のトランジスタを用いて形成し
たメモリ素子のワード線遅延時間と従来の多結晶シリコ
ンをワード線として、アクセス時間の遅延を回避するた
め、アルミ配線をワード線上に配線して、一定間隔で接
続を行なっているメモリ素子の一定長のワード線の信号
遅延時間を比較したものである。従来の技術に比較して
、加ニレベルが0.2μmでは約1折出さい遅延時間が
得られることがわかった。これは、多結晶シリコンに比
較してタングステンの抵抗は20分の1以下にできるう
えに、大きな電流密度を流してもタングステンはアルミ
よりも長い寿命があるので、アクセス速度を速くできる
からである。更に、アルミとワード線の接続の為に、必
要とされる2枚のマスクをなくすことができる。従って
、本発明のトランジスタを高集積メモリ素子に用いれば
、単に、デバイスの信頼性を高めるだけでなく、ワード
線遅延の減少によりアクセス速度が速くなり、マスク数
の減少により工程数が減少するという効果も合わせて生
じる。
As shown in Examples 1 to 8, it was found that the performance of the transistor of the present invention was extremely excellent in the region where the channel length was 0.3 μm or less. Furthermore, the performance of semiconductor memories that use a large amount of these transistors is significantly improved. Figure 14 shows the word line delay time of a memory element formed using the transistors of the present invention and the access time using conventional polycrystalline silicon as a word line. In order to avoid time delays, aluminum wires are wired on word lines, and the signal delay times of word lines of a fixed length of memory elements are compared at constant intervals. It has been found that a delay time of about 1 fold can be obtained when the knee level is 0.2 μm, compared to the conventional technique. This is because the resistance of tungsten can be reduced to less than 1/20th that of polycrystalline silicon, and tungsten has a longer lifespan than aluminum even when a large current density is applied, so access speed can be increased. . Furthermore, the two masks required for connecting the aluminum and word lines can be eliminated. Therefore, if the transistor of the present invention is used in a highly integrated memory device, it will not only increase the reliability of the device, but also increase the access speed by reducing the word line delay, and reduce the number of steps by reducing the number of masks. Effects also occur.

以下に示した効果はダイナミックランダムアクセスメモ
リ(DRAM)に適用した場合だけでなく、スタチイク
ランダムアクセスメモリ(SRAM)とかリードオンリ
ーメモリ(ROM)、不揮発性メモリーなどのメモリセ
ルのトランジスタとして本発明のトランジスタを適用し
た場合にも得られるものである。
The effects shown below can be obtained not only when applied to dynamic random access memory (DRAM), but also when used as transistors in memory cells such as static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), and nonvolatile memory. This can also be obtained when a transistor is applied.

【発明の効果] 本発明の方法により遷移金属酸化膜をゲート絶縁膜とし
て用いた電界効果型トランジスタにおいて、ゲート領域
の端部に楔形の酸化膜が生じない構造が得ることができ
電気的特性が良好トランジスタを製造することができた
[Effects of the Invention] By the method of the present invention, in a field effect transistor using a transition metal oxide film as a gate insulating film, a structure in which a wedge-shaped oxide film is not formed at the end of the gate region can be obtained, and the electrical characteristics are improved. We were able to manufacture a good transistor.

特に、従来使用されている二酸化シリコンをゲート絶縁
膜として用いたMOSFETに比較して優れた長期信頼
性を有するMOSFETを製造することができた。
In particular, it was possible to manufacture a MOSFET with superior long-term reliability compared to conventional MOSFETs using silicon dioxide as a gate insulating film.

は実施例1に示したデバイスの長期信頼性を従来の二酸
化シリコンをゲート絶縁膜とするデバイスとの比較をW
。第3図および第4図4本l・・・p型Si基板、2・
・・五酸化タンタル、3・・・二酸化シリコン(界面酸
化膜)、4・・・タングステン電極、5・・・PSG膜
、5・・・側壁保護絶縁膜、6・・・n型高濃度拡散層
、7・・・層間絶縁膜、8・・・金属配線、9・・・側
壁絶縁膜、10.15・・・第一のpsa膜、11.1
6・・・第一のn型高濃度拡散層、12・・・第一の側
壁絶縁膜、13.18・・・第二のPSG[,14,1
9・・・第二のn型高濃度拡散層、17・・・第二の側
壁絶縁膜、21・・・Si基板、22・・・素子分iI
′l絶縁膜、23・・・五酸化タンタル、23′・・・
二酸化シリコン(界面酸化膜)、23′・・・二酸化シ
リコン膜、24・・・ゲート電極、24′・・・多結晶
Siゲート電極、25・・・側壁保護絶縁膜、26・・
・Si酸化膜、26′・・・多結晶シリコン酸化膜、2
7・・・n+拡散層領域、28・・・シリコン基板に成
長した楔形酸化膜、28′・・・多結晶シリコンに成長
した楔形酸化膜、29・・・第一の絶縁膜、30・・・
層間絶縁膜、31・・・金属配線、210・・・第二の
絶縁膜、211・・・第一の拡散層領域、第二の拡散M
領域、212・・・タングステン電極、213・・・二
酸化シリコン膜。
W is a comparison of the long-term reliability of the device shown in Example 1 with a conventional device using silicon dioxide as the gate insulating film.
. Figures 3 and 4 4 pieces l...p-type Si substrate, 2...
...Tantalum pentoxide, 3...Silicon dioxide (interface oxide film), 4...Tungsten electrode, 5...PSG film, 5...Side wall protection insulating film, 6...N-type high concentration diffusion Layer, 7... Interlayer insulating film, 8... Metal wiring, 9... Sidewall insulating film, 10.15... First PSA film, 11.1
6... First n-type high concentration diffusion layer, 12... First sidewall insulating film, 13.18... Second PSG[,14,1
9... Second n-type high concentration diffusion layer, 17... Second side wall insulating film, 21... Si substrate, 22... Element portion iI
'l Insulating film, 23... Tantalum pentoxide, 23'...
Silicon dioxide (interface oxide film), 23'... Silicon dioxide film, 24... Gate electrode, 24'... Polycrystalline Si gate electrode, 25... Sidewall protection insulating film, 26...
・Si oxide film, 26'...polycrystalline silicon oxide film, 2
7... N+ diffusion layer region, 28... Wedge-shaped oxide film grown on silicon substrate, 28'... Wedge-shaped oxide film grown on polycrystalline silicon, 29... First insulating film, 30...・
Interlayer insulating film, 31... Metal wiring, 210... Second insulating film, 211... First diffusion layer region, second diffusion M
Region, 212...Tungsten electrode, 213...Silicon dioxide film.

纂 1 図 (bン (Q) 拓 団 (Lン (b) (C) 第 図 ((L) ストLス吟閘 (#) Cb) ストしス綺間 (矛r) 不 回 (1ン (2〕 g’  <=v形1;璃詐匡tたう賃舌晶Sit縮ン庄
二覇戻5 回 ((L) Cb) 不 ■ (L) 第 品 (1) 猶 図 25′ 二暦冬イ乙シシコ4ン肩( Z1θ tZf)結球膜 Z/l  オliQ掠冷ガ 212  tZf)抗敷矛
纂 1 (bn (Q) Takudan (Ln (b) (C) Fig. ((L) St. (2) g' <= v form 1; Calendar Winter Itsu Shishiko 4 N Shoulder (Z1θ tZf) Conjunctival membrane Z/l OriQ Kureishiga 212 tZf) Anti-spread spear

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第一導電型の半導体基板に設けた第二導電型の二つ
の領域でソース領域、ドレイン領域を構成し、ゲート絶
縁膜として少なくとも酸化タンタル、酸化ニオビウム、
酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム
、酸化チタニウムのいずれか、もしくは積層膜、もしく
はその混合物からなるゲート絶縁膜と該ゲート絶縁膜を
介して設けたゲート電極よりなる絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの製造方法において、該ゲート絶縁膜上の
該ゲート電極を加工した後、該半導体基体表面に露出し
た該ゲート絶縁膜を貫通してイオン打ち込みを行い第二
導電型の少なくともソース領域、ドレイン領域のいずれ
かを形成したことを特徴とする絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ及びその製造方法。 2、特許請求の範囲第1項の半導体装置の製造方法にお
いて、該イオン打ち込みを行い第二導電型の領域を形成
した後、該ゲート絶縁膜上に、ゲート電極の側面を覆う
ように側壁絶縁膜を形成し、更に、第一の絶縁膜を堆積
し、該第一の絶縁膜を貫通してイオン打ち込みを行い、
該半導体基体上に該ソース、ドレイン領域となる該第二
導電型の領域よりも高濃度の第二の第二導電型の領域を
形成したことを特徴とする絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製造方法。 3、第一導電型の半導体基板に設けた第二導電型の二つ
の領域でソース領域、ドレイン領域を構成し、ゲート絶
縁膜として少なくとも酸化タンタル、酸化ニオビウム、
酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム
、酸化チタニウムのいずれか、もしくはその積層膜もし
くはその混合物からなるゲート絶縁膜と該ゲート絶縁膜
を介して設けたゲート電極よりなる絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製造方法において、該ゲート絶縁膜上
の該ゲート電極を加工した後、該ゲート絶縁膜上にあり
、ゲート電極の側面を覆うように側壁絶縁膜を形成し、
更に、第一の絶縁膜を堆積し、該第一の絶縁膜を貫通し
てイオン打ち込みを行い、該半導体基体上に第一の第二
導電型の領域を形成し、さらに、該側壁絶縁膜を覆うよ
うに第二の側壁絶縁膜を形成して、第二の絶縁膜を堆積
し、該第二の絶縁膜を貫通してイオン打ち込みを行い、
該半導体基体上に該第一の第二導電型の領域よりも高濃
度の第二の第二導電型の領域を形成し、少なくともソー
ス領域、ドレイン領域のいずれかを形成したことを特徴
とする絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよびその製
造方法。 4、第一導電型の半導体基板に設けた第二導電型の二つ
の領域でソース領域、ドレイン領域を構成し、ゲート絶
縁膜として少なくとも酸化タンタル、酸化ニオビウム、
酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム
、酸化チタニウムのいずれか、もしくはその積層膜もし
くはその混合物からなるゲート絶縁膜と該ゲート絶縁膜
を介して設けたゲート電極よりなる絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製造方法において、該ゲート絶縁膜上
の該ゲート電極を加工した後、該半導体基体表面に露出
した該ゲート絶縁膜を貫通してイオン打ち込みを行い第
一の第二導電型の領域を形成した後、該ゲート絶縁膜上
にあり、ゲート電極の側面を覆うように側壁絶縁膜を形
成し、更に、第二の絶縁膜を堆積し、該第二の絶縁膜を
貫通してイオン打ち込みを行い、該半導体基体上に該第
一の第二導電型の領域よりも高濃度の第二の第二導電型
の領域を形成し、少なくともソース領域、ドレイン領域
のいずれかを形成したことを特徴とする絶縁ゲート型電
界効果トランジスタおよびその製造方法。 5、該ゲート絶縁膜が酸化タンタル、酸化ニオビウム、
酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム
、酸化チタニウムのいずれか、もしくはその積層膜もし
くはその混合物と、二酸化シリコンとの積層膜であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3項
もしくは第4項記載の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タおよびその製造方法。 6、所定の半導体基板上に設けた少なくともソース領域
、ドレイン領域、および上記半導体基板上の所定領域に
少なくも酸化タンタル、酸化ニオビウム、酸化イットリ
ウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニ
ウムのいずれか、もしくはその混合物を含むゲート絶縁
膜とゲート絶縁膜を介して設けたゲート電極よりなる電
界効果トランジスタの製造方法において、該ゲート電極
と該ゲート絶縁膜を加工した後、第一の絶縁膜を堆積し
、異方性エッチングを行ないゲート電極の側壁に絶縁膜
を形成し、該基体を酸化性雰囲気にて熱処理して基体表
面を酸化した後、該半導体基体の反対導電型の不純物を
注入して該ソース、ドレイン領域を形成したことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 7、特許請求の範囲第6項の半導体装置の製造方法にお
いて、該ゲート電極と該ゲート絶縁膜を加工した後、第
一の絶縁膜を堆積し、該第一の絶縁膜を貫通して該半導
体基体の反対導電型の不純物を注入して該ソース、ドレ
イン領域を形成したことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 8、前記特許請求の範囲第6項の半導体装置の製造方法
において、該ゲート電極と該ゲート絶縁膜を加工した後
、第一の絶縁膜を堆積し、該絶縁膜を貫通して該基板に
低濃度不純物領域を形成した後、さらに側壁に第二の絶
縁膜を形成し、該基体を酸化性雰囲気にて熱処理して基
体表面を酸化した後、該半導体基体の反対導電型の不純
物を注入して該ソース、ドレイン領域を形成したことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 9、前記特許請求の範囲第6項、第7項もしくは第8項
の半導体装置の製造方法において、該ゲート電極を酸化
タンタル、酸化ニオビウム、酸化イットリウム3酸化ハ
フニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタニウムのいずれ
か、もしくはその混合物と、二酸化シリコンの混合物で
あることを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. Two regions of a second conductivity type provided on a semiconductor substrate of a first conductivity type constitute a source region and a drain region, and a gate insulating film is made of at least tantalum oxide, niobium oxide,
A method for manufacturing an insulated gate field effect transistor comprising a gate insulating film made of yttrium oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, a laminated film, or a mixture thereof, and a gate electrode provided through the gate insulating film. After processing the gate electrode on the gate insulating film, ions are implanted through the gate insulating film exposed on the surface of the semiconductor substrate to form at least one of a source region and a drain region of a second conductivity type. An insulated gate field effect transistor and a method for manufacturing the same. 2. In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, after performing the ion implantation to form a region of the second conductivity type, a sidewall insulating layer is formed on the gate insulating film so as to cover the side surface of the gate electrode. forming a film, further depositing a first insulating film, and performing ion implantation through the first insulating film,
A method for manufacturing an insulated gate field effect transistor, characterized in that a second region of the second conductivity type is formed on the semiconductor substrate with a higher concentration than the region of the second conductivity type that becomes the source and drain regions. . 3. Two regions of a second conductivity type provided on a semiconductor substrate of a first conductivity type constitute a source region and a drain region, and a gate insulating film of at least tantalum oxide, niobium oxide,
A method for manufacturing an insulated gate field effect transistor comprising a gate insulating film made of yttrium oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, a laminated film thereof, or a mixture thereof, and a gate electrode provided through the gate insulating film. After processing the gate electrode on the gate insulating film, forming a sidewall insulating film on the gate insulating film so as to cover a side surface of the gate electrode,
Further, a first insulating film is deposited, ions are implanted through the first insulating film to form a first second conductivity type region on the semiconductor substrate, and further, the sidewall insulating film is deposited. forming a second sidewall insulating film so as to cover the second sidewall insulating film, depositing a second insulating film, and performing ion implantation through the second insulating film;
A second region of the second conductivity type having a higher concentration than the first region of the second conductivity type is formed on the semiconductor substrate, and at least one of a source region and a drain region is formed. An insulated gate field effect transistor and its manufacturing method. 4. Two regions of a second conductivity type provided on a semiconductor substrate of a first conductivity type constitute a source region and a drain region, and a gate insulating film of at least tantalum oxide, niobium oxide,
A method for manufacturing an insulated gate field effect transistor comprising a gate insulating film made of yttrium oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, a laminated film thereof, or a mixture thereof, and a gate electrode provided through the gate insulating film. After processing the gate electrode on the gate insulating film, ions are implanted through the gate insulating film exposed on the surface of the semiconductor substrate to form a first region of the second conductivity type; A sidewall insulating film is formed on the gate insulating film so as to cover the side surfaces of the gate electrode, and a second insulating film is further deposited, and ions are implanted through the second insulating film to form the semiconductor. An insulated gate characterized in that a second region of a second conductivity type is formed on a substrate with a higher concentration than the first region of a second conductivity type, and at least one of a source region and a drain region is formed. type field effect transistor and its manufacturing method. 5. The gate insulating film is made of tantalum oxide, niobium oxide,
Claims 1, 2, and 2 are characterized in that the invention is a laminate film of yttrium oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, a laminate film thereof, or a mixture thereof, and silicon dioxide. The insulated gate field effect transistor and the manufacturing method thereof according to item 3 or 4. 6. At least one of tantalum oxide, niobium oxide, yttrium oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, or In a method for manufacturing a field effect transistor comprising a gate insulating film containing the mixture and a gate electrode provided through the gate insulating film, after processing the gate electrode and the gate insulating film, depositing a first insulating film, An insulating film is formed on the side walls of the gate electrode by anisotropic etching, and the substrate is heat-treated in an oxidizing atmosphere to oxidize the surface of the substrate, and then impurities of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate are implanted to form an insulating film on the side walls of the gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that a drain region is formed. 7. In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, after processing the gate electrode and the gate insulating film, a first insulating film is deposited, and the first insulating film is penetrated and the gate insulating film is deposited. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the source and drain regions are formed by implanting impurities of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate. 8. In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, after processing the gate electrode and the gate insulating film, depositing a first insulating film and penetrating the insulating film onto the substrate. After forming the low concentration impurity region, a second insulating film is further formed on the sidewall, and the substrate is heat-treated in an oxidizing atmosphere to oxidize the substrate surface, and then impurities of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate are implanted. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the source and drain regions are formed by forming the source and drain regions. 9. In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, 7, or 8, the gate electrode is made of tantalum oxide, niobium oxide, yttrium trioxide, hafnium oxide, zirconium oxide, or titanium oxide. or a mixture thereof, and a mixture of silicon dioxide.
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