JPH04326766A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH04326766A JPH04326766A JP3206896A JP20689691A JPH04326766A JP H04326766 A JPH04326766 A JP H04326766A JP 3206896 A JP3206896 A JP 3206896A JP 20689691 A JP20689691 A JP 20689691A JP H04326766 A JPH04326766 A JP H04326766A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- polycrystalline silicon
- gate
- semiconductor device
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 49
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 claims 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 10
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 9
- -1 phosphorus ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910019213 POCl3 Inorganic materials 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
- H01L29/4916—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET the conductor material next to the insulator being a silicon layer, e.g. polysilicon doped with boron, phosphorus or nitrogen
- H01L29/4925—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET the conductor material next to the insulator being a silicon layer, e.g. polysilicon doped with boron, phosphorus or nitrogen with a multiple layer structure, e.g. several silicon layers with different crystal structure or grain arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H01L21/28035—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Thin Film 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
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置及びその製
造方法に関し、特に高集積化時に酸化膜の劣化を防止し
て素子特性を向上させることのできる半導体装置及びそ
の製造方法に関する。
造方法に関し、特に高集積化時に酸化膜の劣化を防止し
て素子特性を向上させることのできる半導体装置及びそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にMOS構造を持つ半導体装置は金
属酸化膜−半導体により積層された構造で形成されたソ
ース、ドレーン、ゲート及び基板の4端子を持つ。上記
半導体構造は金属でゲートを形成して電圧印加時に酸化
膜を介して半導体基板の表面に電界を形成させてソース
とドレーン間の電流を制御する。しかし、金属ゲートは
電気的特性が悪く熱に弱く信頼性を低下させていた。
属酸化膜−半導体により積層された構造で形成されたソ
ース、ドレーン、ゲート及び基板の4端子を持つ。上記
半導体構造は金属でゲートを形成して電圧印加時に酸化
膜を介して半導体基板の表面に電界を形成させてソース
とドレーン間の電流を制御する。しかし、金属ゲートは
電気的特性が悪く熱に弱く信頼性を低下させていた。
【0003】従って電気的特性が良好で融点が高い多結
晶シリコンでゲートを形成する方法が開発されて利用さ
れている。上記多結晶シリコンゲートは電気的特性及び
熱特性が良好で、ソース及びドレーン領域を自己整合方
法で形成することのできるため高集積化に有利である。
晶シリコンでゲートを形成する方法が開発されて利用さ
れている。上記多結晶シリコンゲートは電気的特性及び
熱特性が良好で、ソース及びドレーン領域を自己整合方
法で形成することのできるため高集積化に有利である。
【0004】最近、MOS構造の半導体装置は多結晶シ
リコンゲートを利用してとても速い速度で高集積化され
、単位素子毎の占める面積が縮小されている。しかしな
がら、上記単位素子の面積が縮小されるゲートに印加さ
れる電圧が同じ割合で低くならず、酸化膜の厚さが薄く
なるので高いブレークダウン電圧(Breakdown
Voltage)を持つ酸化膜が必要となる。
リコンゲートを利用してとても速い速度で高集積化され
、単位素子毎の占める面積が縮小されている。しかしな
がら、上記単位素子の面積が縮小されるゲートに印加さ
れる電圧が同じ割合で低くならず、酸化膜の厚さが薄く
なるので高いブレークダウン電圧(Breakdown
Voltage)を持つ酸化膜が必要となる。
【0005】図1は従来の一般的な半導体装置の断面図
である。上記半導体装置の構造を説明する。P形基板1
の所定部分に素子領域を限定するためのフィールド酸化
膜3があり、このフィールド酸化膜3の側面にN形不純
物がドーピングされて形成されたソース及びドレーン領
域8,9がある。かつ、上記ソース及びドレーン領域8
,9間の上部にゲート酸化膜5を介在させゲート7が形
成されている。上記ゲート7には電気伝導度を良くする
ために燐(Phosphorus)のイオンがドーピン
グされている。
である。上記半導体装置の構造を説明する。P形基板1
の所定部分に素子領域を限定するためのフィールド酸化
膜3があり、このフィールド酸化膜3の側面にN形不純
物がドーピングされて形成されたソース及びドレーン領
域8,9がある。かつ、上記ソース及びドレーン領域8
,9間の上部にゲート酸化膜5を介在させゲート7が形
成されている。上記ゲート7には電気伝導度を良くする
ために燐(Phosphorus)のイオンがドーピン
グされている。
【0006】次に、上記半導体装置の製造方法を説明す
る。P形基板1の所定部分に通常のLOCOS方法によ
りフィールド酸化膜3を形成し、このフィールド酸化膜
3が形成されない基板1の表面にゲート酸化膜5を形成
する。次に、上述の構造の全表面に多結晶シリコン層を
堆積し、この多結晶シリコン層の電気的特性を良くする
ために高温でPOCl3 層を堆積させる。この時、上
記POCl3 中の燐のイオンが多結晶シリコンの粒界
(Grain bound ary)に沿って拡散
される。 次に、通常のフォトリソグラフィ方法によりゲート7を
形成し、露出された部分のゲート酸化膜5を除去する。 上記から多結晶シリコン層の上部にPOCl3 を堆積
させる時に燐のイオンがゲート酸化膜中に拡散されると
、この燐のイオンとゲート酸化膜のSi が反応するこ
とによって多結晶化されて膨張する。
る。P形基板1の所定部分に通常のLOCOS方法によ
りフィールド酸化膜3を形成し、このフィールド酸化膜
3が形成されない基板1の表面にゲート酸化膜5を形成
する。次に、上述の構造の全表面に多結晶シリコン層を
堆積し、この多結晶シリコン層の電気的特性を良くする
ために高温でPOCl3 層を堆積させる。この時、上
記POCl3 中の燐のイオンが多結晶シリコンの粒界
(Grain bound ary)に沿って拡散
される。 次に、通常のフォトリソグラフィ方法によりゲート7を
形成し、露出された部分のゲート酸化膜5を除去する。 上記から多結晶シリコン層の上部にPOCl3 を堆積
させる時に燐のイオンがゲート酸化膜中に拡散されると
、この燐のイオンとゲート酸化膜のSi が反応するこ
とによって多結晶化されて膨張する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って上記多結晶化さ
れる部分でゲート酸化膜の厚さが薄くなり、かつ燐イオ
ンとSiの反応による膨張により多結晶シリコンの粒界
に沿って燐を多く含んだ酸化膜隆起(oxide r
ige)が形成される。上記のようにゲート酸化膜が薄
くなり酸化膜隆起が形成されると、ゲートに電圧を印加
した時にその部分に電界が集中され絶縁破壊現像が起き
る問題があった。
れる部分でゲート酸化膜の厚さが薄くなり、かつ燐イオ
ンとSiの反応による膨張により多結晶シリコンの粒界
に沿って燐を多く含んだ酸化膜隆起(oxide r
ige)が形成される。上記のようにゲート酸化膜が薄
くなり酸化膜隆起が形成されると、ゲートに電圧を印加
した時にその部分に電界が集中され絶縁破壊現像が起き
る問題があった。
【0008】従って、この発明の目的は、ゲートの電気
特性を向上させるための不純物がゲート酸化膜と反応す
ることを防止してブレーンダウン電圧特性を向上させる
ことができる半導体装置を提供することにある。かつ、
この発明の他の目的は、上記半導体装置の製造方法を提
供することにある。
特性を向上させるための不純物がゲート酸化膜と反応す
ることを防止してブレーンダウン電圧特性を向上させる
ことができる半導体装置を提供することにある。かつ、
この発明の他の目的は、上記半導体装置の製造方法を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、半導体基板と上記半導体基板表面の
所定部分に形成されたソース及びドレーン領域と、上記
半導体基板表面のソース及びドレーン領域間に形成され
たゲート酸化膜と、上記ゲート酸化膜上に多層の多結晶
シリコンからなり下部の層が上部の層より粒子が大きい
ゲートを備えたことを特徴とする。
めに、この発明は、半導体基板と上記半導体基板表面の
所定部分に形成されたソース及びドレーン領域と、上記
半導体基板表面のソース及びドレーン領域間に形成され
たゲート酸化膜と、上記ゲート酸化膜上に多層の多結晶
シリコンからなり下部の層が上部の層より粒子が大きい
ゲートを備えたことを特徴とする。
【0010】一方、上記この発明の他の目的を達成する
ために、この発明は、半導体基板表面に素子を分けする
フィールド酸化膜を形成する工程と、上記フィールド酸
化膜が形成されない半導体基板の表面にゲート酸化膜を
形成する工程と、上記の構造に非晶質シリコンと多結晶
シリコンを順次に堆積する工程と、上記多結晶シリコン
に不純物をドーピングするとともに非晶質シリコンを多
結晶シリコンに変化させる工程と、上記多層の多結晶シ
リコンによりゲートを形成する工程と、上記半導体基板
の表面にソース及びドレーン領域を形成する工程を有す
ることを特徴とする。
ために、この発明は、半導体基板表面に素子を分けする
フィールド酸化膜を形成する工程と、上記フィールド酸
化膜が形成されない半導体基板の表面にゲート酸化膜を
形成する工程と、上記の構造に非晶質シリコンと多結晶
シリコンを順次に堆積する工程と、上記多結晶シリコン
に不純物をドーピングするとともに非晶質シリコンを多
結晶シリコンに変化させる工程と、上記多層の多結晶シ
リコンによりゲートを形成する工程と、上記半導体基板
の表面にソース及びドレーン領域を形成する工程を有す
ることを特徴とする。
【0011】
【実施例】以下、添付した図面を参照してこの発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
【0012】図2はこの発明の一実施例による半導体装
置の断面図である。上記半導体装置の断面構造を説明す
る。P形基板11表面の所定部分に素子を分けするため
のフィールド酸化膜13があり、このフィールド酸化膜
13の側面にN形不純物がドーピングされたソース及び
ドレーン領域21,22が形成されている。上記ソース
及びドレーン21,22間の上部にゲート酸化膜15が
形成されている。かつ、上記ゲート酸化膜15の上部に
第2及び第1多結晶シリコン層18,19が積層されて
なるゲート20が形成されている。
置の断面図である。上記半導体装置の断面構造を説明す
る。P形基板11表面の所定部分に素子を分けするため
のフィールド酸化膜13があり、このフィールド酸化膜
13の側面にN形不純物がドーピングされたソース及び
ドレーン領域21,22が形成されている。上記ソース
及びドレーン21,22間の上部にゲート酸化膜15が
形成されている。かつ、上記ゲート酸化膜15の上部に
第2及び第1多結晶シリコン層18,19が積層されて
なるゲート20が形成されている。
【0013】上記第2多結晶シリコン層18は上記第1
多結晶シリコン層19より粒子(Grain)がとても
大きなもので、ゲート20の電気的特性を向上させるた
めに、第1多結晶シリコン19のPOCl3 を堆積さ
せる時多結晶シリコンの粒界を沿って拡散される燐のイ
オンが上記ゲート酸化膜15にまで拡散されることを抑
制する。
多結晶シリコン層19より粒子(Grain)がとても
大きなもので、ゲート20の電気的特性を向上させるた
めに、第1多結晶シリコン19のPOCl3 を堆積さ
せる時多結晶シリコンの粒界を沿って拡散される燐のイ
オンが上記ゲート酸化膜15にまで拡散されることを抑
制する。
【0014】従って上記ゲート酸化膜15が上記燐のイ
オンと反応して膨張した場合であっても、これによる酸
化膜隆起の生成を抑制することができる。
オンと反応して膨張した場合であっても、これによる酸
化膜隆起の生成を抑制することができる。
【0015】図3及び図4は従来の半導体装置とこの発
明による半導体装置のゲート酸化膜15のブレークタウ
ン電圧特性を比較して示したもので、Aは従来の半導体
装置に関するもので、Bはこの発明に関するものである
。
明による半導体装置のゲート酸化膜15のブレークタウ
ン電圧特性を比較して示したもので、Aは従来の半導体
装置に関するもので、Bはこの発明に関するものである
。
【0016】図3はゲート酸化膜15を湿式方法で、図
4はゲート酸化膜15を乾式方法で各々形成したもので
ある。かつ、図3及び図4はゲート15に印加される電
圧を0Vから上昇させゲート酸化膜15に1μAが流れ
た時を酸化膜のブレークダウン電圧としたもので、この
ブレークダウン電圧を酸化膜厚さで割った電界を横軸で
、故障率を縦軸で示す。
4はゲート酸化膜15を乾式方法で各々形成したもので
ある。かつ、図3及び図4はゲート15に印加される電
圧を0Vから上昇させゲート酸化膜15に1μAが流れ
た時を酸化膜のブレークダウン電圧としたもので、この
ブレークダウン電圧を酸化膜厚さで割った電界を横軸で
、故障率を縦軸で示す。
【0017】図3及び図4においては、同一な電界が印
加される時に従来の半導体装置よりこの発明による半導
体装置の故障率が極めて低いことを示している。これは
ゲート酸化膜15のブレークダウン電圧の特性が向上さ
れたことを意味する。
加される時に従来の半導体装置よりこの発明による半導
体装置の故障率が極めて低いことを示している。これは
ゲート酸化膜15のブレークダウン電圧の特性が向上さ
れたことを意味する。
【0018】図5〜図7は、図2の製造工程図である。
【0019】図5を参照すると、P形の基板11の所定
部分に通常のLOCOS(Local Oxidat
ion of Silicon)方法により500
0〜6000Å程度の厚さのフィールド酸化膜13を形
成する。次に、上述した構造の全表面に熱酸化方法によ
り100〜300Å程度の厚さのゲート酸化膜15を、
その上部に200〜1000Å程度の厚さの非晶質(A
morphous)シリコン層17と2500〜300
0Å程度の厚さの第1多結晶シリコン層19を順次に形
成する。上記非晶質シリコン層17と第1多結晶シリコ
ン層19は通常のLPCVD(Low Pressu
re Chemical VaporDeposi
tion)方法で一度の工程により形成される。即ち、
上記LPCVD工程から510〜560℃の温度でシリ
コンを堆積すると低い温度により非晶質シリコン層17
が形成され、その後610〜640℃の温度に上昇させ
てシリコンを堆積すると第1多結晶シリコン層19が形
成される。
部分に通常のLOCOS(Local Oxidat
ion of Silicon)方法により500
0〜6000Å程度の厚さのフィールド酸化膜13を形
成する。次に、上述した構造の全表面に熱酸化方法によ
り100〜300Å程度の厚さのゲート酸化膜15を、
その上部に200〜1000Å程度の厚さの非晶質(A
morphous)シリコン層17と2500〜300
0Å程度の厚さの第1多結晶シリコン層19を順次に形
成する。上記非晶質シリコン層17と第1多結晶シリコ
ン層19は通常のLPCVD(Low Pressu
re Chemical VaporDeposi
tion)方法で一度の工程により形成される。即ち、
上記LPCVD工程から510〜560℃の温度でシリ
コンを堆積すると低い温度により非晶質シリコン層17
が形成され、その後610〜640℃の温度に上昇させ
てシリコンを堆積すると第1多結晶シリコン層19が形
成される。
【0020】図6を参照すると、上記第1多結晶シリコ
ン層19の表面にPOCl3 を堆積させ燐のイオンを
ドーピングさせる。上記POCl3の堆積はN2 ある
いはAr等の不活性ガス(Irertgas)雰囲気の
拡散炉(diffusion furnace)から
850〜950℃程度の高温で行なう。上記から第1多
結晶シリコン層19の上部にPOCl3 が堆積される
と、多結晶シリコンの粒界を沿って第1多結晶シリコン
層19に拡散される。この時、上記非晶質シリコン17
は高い温度により結晶化され粒子が大きな第2多結晶シ
リコン層18になる。従って、上記第2多結晶シリコン
層18は燐のイオンがゲート酸化膜15まで拡散される
ことを抑制する。
ン層19の表面にPOCl3 を堆積させ燐のイオンを
ドーピングさせる。上記POCl3の堆積はN2 ある
いはAr等の不活性ガス(Irertgas)雰囲気の
拡散炉(diffusion furnace)から
850〜950℃程度の高温で行なう。上記から第1多
結晶シリコン層19の上部にPOCl3 が堆積される
と、多結晶シリコンの粒界を沿って第1多結晶シリコン
層19に拡散される。この時、上記非晶質シリコン17
は高い温度により結晶化され粒子が大きな第2多結晶シ
リコン層18になる。従って、上記第2多結晶シリコン
層18は燐のイオンがゲート酸化膜15まで拡散される
ことを抑制する。
【0021】図7を参照すると、通常のフォトリソグラ
フィ方法により第2及び第1多結晶シリコン層18,1
9からなる2層構造のゲート20を形成する。この時ゲ
ート酸化膜15の露出された部分も除去される。次に、
砒素(As)からなるN形の不純物を導入してソース及
びドレーン領域21,22を形成する。
フィ方法により第2及び第1多結晶シリコン層18,1
9からなる2層構造のゲート20を形成する。この時ゲ
ート酸化膜15の露出された部分も除去される。次に、
砒素(As)からなるN形の不純物を導入してソース及
びドレーン領域21,22を形成する。
【0022】上述のようにゲートを形成することによっ
て、ゲート酸化膜の上部に非晶質シリコン層と多結晶シ
リコン層を積層し、電気的特性を向上させるために高温
で不純物をドーピングすると、非晶質シリコン膜は粒子
が大きな多結晶シリコン層となり、不純物がゲート酸化
膜のSiと反応することを抑制することができる。
て、ゲート酸化膜の上部に非晶質シリコン層と多結晶シ
リコン層を積層し、電気的特性を向上させるために高温
で不純物をドーピングすると、非晶質シリコン膜は粒子
が大きな多結晶シリコン層となり、不純物がゲート酸化
膜のSiと反応することを抑制することができる。
【0023】なお、この発明の実施例は単一ゲートを持
つ半導体装置で見たが、この発明の思想と異ならないよ
うにEPROM(Erasable and Pr
ogramable)及びEEPROM(Elecri
cally Erasableand Progr
amable)等のように多結晶シリコンをゲート材料
で使用するすべての半導体装置に適用することができる
。
つ半導体装置で見たが、この発明の思想と異ならないよ
うにEPROM(Erasable and Pr
ogramable)及びEEPROM(Elecri
cally Erasableand Progr
amable)等のように多結晶シリコンをゲート材料
で使用するすべての半導体装置に適用することができる
。
【0024】
【発明の効果】従ってこの発明は、不純物とゲート酸化
膜のSiの反応によりゲート酸化膜が膨張することを抑
制して、ゲート酸化膜が薄くなることを防止するととも
に酸化膜隆起形成を防止するので、ブレークダウン電圧
特性を向上させることができる利点がある。
膜のSiの反応によりゲート酸化膜が膨張することを抑
制して、ゲート酸化膜が薄くなることを防止するととも
に酸化膜隆起形成を防止するので、ブレークダウン電圧
特性を向上させることができる利点がある。
【図1】従来のMOSトランジスタの断面構造を示す図
である。
である。
【図2】本発明のMOSトランジスタの断面構造を示す
図である。
図である。
【図3】本発明と従来のMOSトランジスタにおけるブ
レークダウン電圧特性を示す図である。
レークダウン電圧特性を示す図である。
【図4】本発明と従来のMOSトランジスタにおけるブ
レークダウン電圧特性を示す図である。
レークダウン電圧特性を示す図である。
【図5】図1に示すMOSトランジスタの製造工程を示
す工程図である。
す工程図である。
【図6】図5と共に図1に示すMOSトランジスタの製
造工程を示す工程図である。
造工程を示す工程図である。
【図7】図5及び図6と共に図1に示すMOSトランジ
スタの製造工程を示す工程図である。
スタの製造工程を示す工程図である。
11 半導体基板
15 ゲート酸化膜
18 第2多結晶シリコン層
19 第1多結晶シリコン層
20 ゲート
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体基板と、上記半導体基板表面の
所定部分に形成されたソース及びドレーン領域と、上記
半導体基板表面のソース及びドレーン領域間に形成され
たゲート酸化膜と、上記ゲート酸化膜上に多層の多結晶
シリコンからなり下部の層が上部の層より粒子が大きい
ゲートを備えたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 上記ゲートの上部にゲート酸化膜を介
在させこのゲートと同一な構造を持つゲートを備えたこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 半導体基板表面に素子を分けするフィ
ールド酸化膜を形成する工程と、上述した構造の上部に
非晶質シリコンと多結晶シリコンを順次集積化する工程
と、上記多結晶シリコンに不純物をドーピングするとと
もに非晶質シリコンを多結晶シリコンに変換させる工程
と、上記多層の多結晶シリコンでゲートを形成する工程
と、上記半導体基板の表面にソース及びドレーン領域を
形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の構
造方法。 - 【請求項4】 上記非晶質シリコンと多結晶シリコン
をLPCVD方法で一度の工程により形成することを特
徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 上記非晶質シリコンを510〜560
℃程度の温度で形成することを特徴とする請求項4記載
の半導体の製造方法。 - 【請求項6】 上記多結晶シリコンを610〜640
℃程度の温度で形成することを特徴とする請求項4記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 上記LPCVD方法は、雰囲気ガスに
N2 あるいは不活性ガスを使用することを特徴とする
請求項4記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 上記不純物のドーピングは850〜9
50℃程度の温度で行なうことを特徴とする請求項3記
載の半導体装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019910006292A KR920020763A (ko) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 반도체장치 및 그 제조방법 |
KR1991-6292 | 1991-04-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04326766A true JPH04326766A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=19313463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3206896A Pending JPH04326766A (ja) | 1991-04-19 | 1991-08-19 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04326766A (ja) |
KR (1) | KR920020763A (ja) |
DE (1) | DE4128211A1 (ja) |
GB (1) | GB2254960A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5952721A (en) * | 1996-03-06 | 1999-09-14 | Nec Corporation | Semiconductor device having oxygen-doped silicon layer so as to restrict diffusion from heavily doped silicon layer |
WO2001020684A1 (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-22 | General Semiconductor, Inc. | Trench dmos transistor having improved trench structure |
US6781196B2 (en) | 2002-03-11 | 2004-08-24 | General Semiconductor, Inc. | Trench DMOS transistor having improved trench structure |
JP2005277318A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 高誘電体薄膜を備えた半導体装置及びその製造方法 |
WO2016110990A1 (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 株式会社日立製作所 | パワー半導体素子、パワーモジュール、および電力変換装置 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5468666A (en) * | 1993-04-29 | 1995-11-21 | Texas Instruments Incorporated | Using a change in doping of poly gate to permit placing both high voltage and low voltage transistors on the same chip |
US5441904A (en) * | 1993-11-16 | 1995-08-15 | Hyundai Electronics Industries, Co., Ltd. | Method for forming a two-layered polysilicon gate electrode in a semiconductor device using grain boundaries |
JP3599290B2 (ja) | 1994-09-19 | 2004-12-08 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
CN1076865C (zh) * | 1995-04-28 | 2001-12-26 | 现代电子产业株式会社 | 形成半导体器件中的栅极电极的方法 |
JPH11307765A (ja) | 1998-04-20 | 1999-11-05 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2000150882A (ja) * | 1998-09-04 | 2000-05-30 | Toshiba Corp | Mis型半導体装置及びその製造方法 |
KR100559036B1 (ko) * | 1999-11-09 | 2006-03-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법 |
US6902993B2 (en) * | 2003-03-28 | 2005-06-07 | Cypress Semiconductor Corporation | Gate electrode for MOS transistors |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01289166A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4249968A (en) * | 1978-12-29 | 1981-02-10 | International Business Machines Corporation | Method of manufacturing a metal-insulator-semiconductor utilizing a multiple stage deposition of polycrystalline layers |
US4845047A (en) * | 1987-06-25 | 1989-07-04 | Texas Instruments Incorporated | Threshold adjustment method for an IGFET |
-
1991
- 1991-04-19 KR KR1019910006292A patent/KR920020763A/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-08-19 JP JP3206896A patent/JPH04326766A/ja active Pending
- 1991-08-23 GB GB9118260A patent/GB2254960A/en not_active Withdrawn
- 1991-08-26 DE DE4128211A patent/DE4128211A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01289166A (ja) * | 1988-05-17 | 1989-11-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5952721A (en) * | 1996-03-06 | 1999-09-14 | Nec Corporation | Semiconductor device having oxygen-doped silicon layer so as to restrict diffusion from heavily doped silicon layer |
WO2001020684A1 (en) * | 1999-09-14 | 2001-03-22 | General Semiconductor, Inc. | Trench dmos transistor having improved trench structure |
US6781196B2 (en) | 2002-03-11 | 2004-08-24 | General Semiconductor, Inc. | Trench DMOS transistor having improved trench structure |
JP2005277318A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Semiconductor Leading Edge Technologies Inc | 高誘電体薄膜を備えた半導体装置及びその製造方法 |
WO2016110990A1 (ja) * | 2015-01-09 | 2016-07-14 | 株式会社日立製作所 | パワー半導体素子、パワーモジュール、および電力変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR920020763A (ko) | 1992-11-21 |
GB9118260D0 (en) | 1991-10-09 |
DE4128211A1 (de) | 1992-10-22 |
GB2254960A (en) | 1992-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0282575A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH0673367B2 (ja) | 半導体集積回路容量の製作方法 | |
JPH04326766A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
EP0252679B1 (en) | Semiconductor device having two electrodes with an insulating film between them | |
US6228701B1 (en) | Apparatus and method for minimizing diffusion in stacked capacitors formed on silicon plugs | |
US5612236A (en) | Method of forming a silicon semiconductor device using doping during deposition of polysilicon | |
JPH0936263A (ja) | 浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置 | |
JPH06260644A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US6323098B1 (en) | Manufacturing method of a semiconductor device | |
JPH11238872A (ja) | 半導体装置 | |
US5952721A (en) | Semiconductor device having oxygen-doped silicon layer so as to restrict diffusion from heavily doped silicon layer | |
US20020135031A1 (en) | Method for forming a dielectric layer and semiconductor device incorporating the same | |
JP2001024185A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH04214673A (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
JP3054614B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH06169082A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
KR20000001261A (ko) | 이피롬 셀 형성방법 | |
JP2945023B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
JPH0338732B2 (ja) | ||
JPH05136426A (ja) | 強誘電体層を有する半導体素子及びその製法 | |
JP2638685B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH0466108B2 (ja) | ||
JPH01260857A (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
JPH07122652A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH0228361A (ja) | 半導体装置の製造方法 |