JPH10256539A - 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
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- JPH10256539A JPH10256539A JP9055275A JP5527597A JPH10256539A JP H10256539 A JPH10256539 A JP H10256539A JP 9055275 A JP9055275 A JP 9055275A JP 5527597 A JP5527597 A JP 5527597A JP H10256539 A JPH10256539 A JP H10256539A
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
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- H01L29/66575—Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate
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- H01L29/6659—Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate with both lightly doped source and drain extensions and source and drain self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly doped drain [LDD] MOSFET, double diffused drain [DDD] MOSFET
Abstract
(57)【要約】
【課題】MIS(metal insulator semiconductor)型電
界効果トランジスタを有する半導体装置に関し、ホット
キャリア耐性をさらに高くするとともに、不純物イオン
のゲート絶縁層の突き抜けを防止してトランジスタの駆
動電圧の閾値のバラツキを小さくすること。 【解決手段】半導体基板1上に形成された第1の窒化酸
化物よりなるゲート絶縁層4と、前記ゲート絶縁層4上
に形成されたゲート電極5と、前記ゲート電極5の両側
方の前記半導体基板1に形成されたソース/ドレイン領
域6s,6dと、前記半導体基板1表面のうち前記ソー
ス/ドレイン領域6s,6dを覆い、かつ、前記ゲート
絶縁層4とは異なる層厚方向での窒素濃度分布を有する
窒化酸化絶縁層4aとを含む。
界効果トランジスタを有する半導体装置に関し、ホット
キャリア耐性をさらに高くするとともに、不純物イオン
のゲート絶縁層の突き抜けを防止してトランジスタの駆
動電圧の閾値のバラツキを小さくすること。 【解決手段】半導体基板1上に形成された第1の窒化酸
化物よりなるゲート絶縁層4と、前記ゲート絶縁層4上
に形成されたゲート電極5と、前記ゲート電極5の両側
方の前記半導体基板1に形成されたソース/ドレイン領
域6s,6dと、前記半導体基板1表面のうち前記ソー
ス/ドレイン領域6s,6dを覆い、かつ、前記ゲート
絶縁層4とは異なる層厚方向での窒素濃度分布を有する
窒化酸化絶縁層4aとを含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置とその
製造方法に関し、より詳しくは、MIS(metalinsulat
or semiconductor)型電界効果トランジスタを有する半
導体装置及びその製造方法に関する。
製造方法に関し、より詳しくは、MIS(metalinsulat
or semiconductor)型電界効果トランジスタを有する半
導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体素子の微細化、高集積化に
よってゲート絶縁層の薄層化が進んでいて、これに伴
い、半導体素子のホットキャリア耐性の低下、及び、ゲ
ート電極構成材料に含まれる不純物の基板への抜けが問
題となっている。MIS型電界効果トランジスタ、例え
ばPMOSトランジスタは、一般に、例えば図9(a) 〜
(c) に示すような工程を経て形成される。
よってゲート絶縁層の薄層化が進んでいて、これに伴
い、半導体素子のホットキャリア耐性の低下、及び、ゲ
ート電極構成材料に含まれる不純物の基板への抜けが問
題となっている。MIS型電界効果トランジスタ、例え
ばPMOSトランジスタは、一般に、例えば図9(a) 〜
(c) に示すような工程を経て形成される。
【0003】まず、図9(a) に示すように、シリコン基
板101 の素子分離領域の表面を選択酸化して素子分離用
酸化層(LOCOS)102 を形成し、ついで、素子分離
用酸化層102 に囲まれた素子形成領域にn型不純物を導
入してn型ウェル103 を形成し、ついで、シリコン基板
101 表面の素子形成領域を熱酸化してゲート絶縁層104
を形成する。
板101 の素子分離領域の表面を選択酸化して素子分離用
酸化層(LOCOS)102 を形成し、ついで、素子分離
用酸化層102 に囲まれた素子形成領域にn型不純物を導
入してn型ウェル103 を形成し、ついで、シリコン基板
101 表面の素子形成領域を熱酸化してゲート絶縁層104
を形成する。
【0004】次に、ゲート絶縁層104 及び素子分離用酸
化層の上に多結晶シリコン層を形成した後に、その多結
晶シリコン層をフォトリソグラフィーによりパターニン
グして図9(b) に示すようにゲート電極105 を形成す
る。その後に、図9(c) に示すように、イオン注入法な
どによってホウ素などのp型不純物をゲート電極105 、
シリコン基板1に導入し、これによりゲート電極105 の
導電率を高くするとともに、ゲート電極105 の両側方に
低濃度の不純物拡散層106s、106dを形成する。
化層の上に多結晶シリコン層を形成した後に、その多結
晶シリコン層をフォトリソグラフィーによりパターニン
グして図9(b) に示すようにゲート電極105 を形成す
る。その後に、図9(c) に示すように、イオン注入法な
どによってホウ素などのp型不純物をゲート電極105 、
シリコン基板1に導入し、これによりゲート電極105 の
導電率を高くするとともに、ゲート電極105 の両側方に
低濃度の不純物拡散層106s、106dを形成する。
【0005】続いて、ゲート電極105 の側方に絶縁性の
サイドウォール107 を形成した後に、ゲート電極105 及
びサイドウォール107 をマスクに使用してゲート電極10
5 の側方に高濃度の不純物拡散層108s、108dを形成す
る。その高濃度の不純物拡散層107s、107dと低濃度の不
純物拡散層106s、106dによってLDD(lightly doped d
rain) 構造のソース領域109s、ドレイン領域109dが構成
される。
サイドウォール107 を形成した後に、ゲート電極105 及
びサイドウォール107 をマスクに使用してゲート電極10
5 の側方に高濃度の不純物拡散層108s、108dを形成す
る。その高濃度の不純物拡散層107s、107dと低濃度の不
純物拡散層106s、106dによってLDD(lightly doped d
rain) 構造のソース領域109s、ドレイン領域109dが構成
される。
【0006】ところで、ゲート絶縁層104 の材料として
シリコン酸化層を使用しているが、不純物としてホウ素
をシリコン基板にイオン注入すると、その不純物がゲー
ト電極105 を突き抜けてn型ウェル103 の表層のn型不
純物濃度を低下させることになる。このため、低濃度の
p型の不純物拡散層106s、106dとn型ウェル103 による
pn接合は、その表層よりも深い部分で発生してしま
う。また、MOSトランジスタでは、微細化が進むにつ
れてより一層のホットキャリア耐性の向上が要求されて
いる。
シリコン酸化層を使用しているが、不純物としてホウ素
をシリコン基板にイオン注入すると、その不純物がゲー
ト電極105 を突き抜けてn型ウェル103 の表層のn型不
純物濃度を低下させることになる。このため、低濃度の
p型の不純物拡散層106s、106dとn型ウェル103 による
pn接合は、その表層よりも深い部分で発生してしま
う。また、MOSトランジスタでは、微細化が進むにつ
れてより一層のホットキャリア耐性の向上が要求されて
いる。
【0007】このような事情から、ゲート絶縁層として
窒化酸化シリコン(SiON) 層を用いることにより、その
窒化酸化シリコン層によってゲート電極でのホウ素イオ
ンの突き抜けを防止するという報告や、半導体基板のう
ちソース領域及びドレイン領域の上面に窒化酸化層を形
成してホットキャリア耐性を向上させるという報告があ
る。
窒化酸化シリコン(SiON) 層を用いることにより、その
窒化酸化シリコン層によってゲート電極でのホウ素イオ
ンの突き抜けを防止するという報告や、半導体基板のう
ちソース領域及びドレイン領域の上面に窒化酸化層を形
成してホットキャリア耐性を向上させるという報告があ
る。
【0008】このように窒化酸化シリコン層を用いる主
な2つの目的を同時に達成するためには、半導体基板の
主面上にゲート絶縁層として形成される窒化酸化シリコ
ン層を、ソース領域及びドレイン領域を覆う絶縁層とし
てそのまま使用することが行われている。そのようにド
レイン領域の上に窒化酸化シリコン層を形成すると、熱
酸化シリコン層に比べてドレインアバランシェホットキ
ャリアに強くなる。そして、そのような効果を高めよう
とする場合には窒化酸化シリコン層中の窒素の濃度を高
くする必要がある。
な2つの目的を同時に達成するためには、半導体基板の
主面上にゲート絶縁層として形成される窒化酸化シリコ
ン層を、ソース領域及びドレイン領域を覆う絶縁層とし
てそのまま使用することが行われている。そのようにド
レイン領域の上に窒化酸化シリコン層を形成すると、熱
酸化シリコン層に比べてドレインアバランシェホットキ
ャリアに強くなる。そして、そのような効果を高めよう
とする場合には窒化酸化シリコン層中の窒素の濃度を高
くする必要がある。
【0009】しかし、ゲート絶縁層に窒素が多く含まれ
ていると、正孔又は電子のトラップ数が多くなり、実際
にはチャネルホットエレクトロン又はチャネルホットホ
ールの耐性を弱めることになる。また、窒素がゲート絶
縁層に導入されると、導入されない場合に比べてトラン
ジスタ特性の閾値電圧が負の方向にシフトしてしまう。
ていると、正孔又は電子のトラップ数が多くなり、実際
にはチャネルホットエレクトロン又はチャネルホットホ
ールの耐性を弱めることになる。また、窒素がゲート絶
縁層に導入されると、導入されない場合に比べてトラン
ジスタ特性の閾値電圧が負の方向にシフトしてしまう。
【0010】このような問題に対して、例えば特開平5
−211330号公報においては、電界効果トランジス
タのソース/ドレイン領域の半導体基板の窒化酸化シリ
コン層の窒化濃度をゲート電極の下の窒化酸化シリコン
層の窒化濃度よりも濃くすることによってホットキャリ
ア耐性を高くし、かつ、低ゲート電圧で使用しても電流
駆動率が大きくなるということが記載されている。
−211330号公報においては、電界効果トランジス
タのソース/ドレイン領域の半導体基板の窒化酸化シリ
コン層の窒化濃度をゲート電極の下の窒化酸化シリコン
層の窒化濃度よりも濃くすることによってホットキャリ
ア耐性を高くし、かつ、低ゲート電圧で使用しても電流
駆動率が大きくなるということが記載されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ゲート電極直
下の絶縁層の窒化濃度が十分高くなければ、ゲート電極
及びゲート絶縁層でのホウ素イオンの突き抜けを防止で
きないので、ゲート絶縁層を構成する窒化酸化シリコン
層の窒化濃度を単に低くしただけではそのような問題の
解決は期待できない。
下の絶縁層の窒化濃度が十分高くなければ、ゲート電極
及びゲート絶縁層でのホウ素イオンの突き抜けを防止で
きないので、ゲート絶縁層を構成する窒化酸化シリコン
層の窒化濃度を単に低くしただけではそのような問題の
解決は期待できない。
【0012】本発明の目的とするところは、ホットキャ
リア耐性をさらに高くするとともに、不純物イオンのゲ
ート絶縁層の突き抜けを防止してトランジスタの駆動電
圧の閾値のバラツキを小さくすることができる半導体装
置及びその製造方法を提供することにある。
リア耐性をさらに高くするとともに、不純物イオンのゲ
ート絶縁層の突き抜けを防止してトランジスタの駆動電
圧の閾値のバラツキを小さくすることができる半導体装
置及びその製造方法を提供することにある。
【0013】
(手段)上記した課題は、図1に例示するように、半導
体基板1上に形成された第1の窒化酸化物よりなるゲー
ト絶縁層4と、前記ゲート絶縁層4上に形成されたゲー
ト電極5と、前記ゲート電極5の両側方の前記半導体基
板1に形成されたソース/ドレイン領域6s,6dと、
前記半導体基板1表面のうち前記ソース/ドレイン領域
6s,6dを覆い、かつ、前記ゲート絶縁層4とは異な
る層厚方向での窒素濃度分布を有する窒化酸化絶縁層4
aとを有することを特徴とする半導体装置によって解決
する。
体基板1上に形成された第1の窒化酸化物よりなるゲー
ト絶縁層4と、前記ゲート絶縁層4上に形成されたゲー
ト電極5と、前記ゲート電極5の両側方の前記半導体基
板1に形成されたソース/ドレイン領域6s,6dと、
前記半導体基板1表面のうち前記ソース/ドレイン領域
6s,6dを覆い、かつ、前記ゲート絶縁層4とは異な
る層厚方向での窒素濃度分布を有する窒化酸化絶縁層4
aとを有することを特徴とする半導体装置によって解決
する。
【0014】上記した半導体装置において、図4〜図6
に例示するように、前記窒化酸化絶縁層4aの前記窒素
濃度は、前記半導体基板1と前記窒化酸化絶縁層4aと
の界面に偏析していることを特徴とする。上記した半導
体装置において、図3に例示するように、前記ゲート電
極5の下の前記ゲート絶縁層4内の窒素濃度分布は、前
記半導体基板1と前記窒化酸化絶縁層4aとの界面に偏
析せずに、層厚方向にブロードに存在することを特徴と
する。
に例示するように、前記窒化酸化絶縁層4aの前記窒素
濃度は、前記半導体基板1と前記窒化酸化絶縁層4aと
の界面に偏析していることを特徴とする。上記した半導
体装置において、図3に例示するように、前記ゲート電
極5の下の前記ゲート絶縁層4内の窒素濃度分布は、前
記半導体基板1と前記窒化酸化絶縁層4aとの界面に偏
析せずに、層厚方向にブロードに存在することを特徴と
する。
【0015】上記した半導体装置において、前記ゲート
電極5の下の前記ゲート絶縁層4内の窒素濃度分布は、
前記ゲート電極5と前記ゲート絶縁層4との界面に偏析
していることを特徴とする。また、上記した課題は、半
導体基板1上に形成され、且つ膜厚方向の窒素分布がブ
ロードな窒化酸化物よりなるゲート絶縁層4と、前記ゲ
ート絶縁層4上に形成されたゲート電極5と、前記ゲー
ト電極5の両側方の前記半導体基板1に形成されたソー
ス/ドレイン領域7s,7dと、前記半導体基板1表面
のうち前記ソース/ドレイン領域7s,7dを覆う絶縁
層とを有することを特徴とする半導体装置によって解決
する。この場合、前記絶縁層は酸化シリコンから形成さ
れている。
電極5の下の前記ゲート絶縁層4内の窒素濃度分布は、
前記ゲート電極5と前記ゲート絶縁層4との界面に偏析
していることを特徴とする。また、上記した課題は、半
導体基板1上に形成され、且つ膜厚方向の窒素分布がブ
ロードな窒化酸化物よりなるゲート絶縁層4と、前記ゲ
ート絶縁層4上に形成されたゲート電極5と、前記ゲー
ト電極5の両側方の前記半導体基板1に形成されたソー
ス/ドレイン領域7s,7dと、前記半導体基板1表面
のうち前記ソース/ドレイン領域7s,7dを覆う絶縁
層とを有することを特徴とする半導体装置によって解決
する。この場合、前記絶縁層は酸化シリコンから形成さ
れている。
【0016】また、上記した課題は、図1(a) 〜(d) に
例示するように、半導体基板1の主面に窒化酸化物より
なるゲート絶縁層4を形成する工程と、前記ゲート絶縁
層4の上にゲート電極5を形成する工程と、前記ゲート
電極5の両側方の前記半導体基板1の主面に前記ゲート
絶縁層4とは異なる層厚方向の窒素濃度分布を有する窒
化酸化絶縁層4aを形成する工程と、前記ゲート電極5
をマスクにして前記半導体基板1に不純物を導入してソ
ース領域6s及びドレイン領域6dを形成する工程とを
備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法により解
決する。
例示するように、半導体基板1の主面に窒化酸化物より
なるゲート絶縁層4を形成する工程と、前記ゲート絶縁
層4の上にゲート電極5を形成する工程と、前記ゲート
電極5の両側方の前記半導体基板1の主面に前記ゲート
絶縁層4とは異なる層厚方向の窒素濃度分布を有する窒
化酸化絶縁層4aを形成する工程と、前記ゲート電極5
をマスクにして前記半導体基板1に不純物を導入してソ
ース領域6s及びドレイン領域6dを形成する工程とを
備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法により解
決する。
【0017】その半導体装置の製造方法において、前記
ゲート絶縁層4を形成する工程において、前記窒化酸化
物中の窒素濃度を層厚方向に対してブロードに分布させ
ることを特徴とする。その半導体装置の製造方法におい
て、前記ゲート絶縁層4を形成する工程において、前記
窒化酸化物中の窒素濃度を前記ゲート絶縁層4と前記ゲ
ート電極5との界面に偏析させることを特徴とする。
ゲート絶縁層4を形成する工程において、前記窒化酸化
物中の窒素濃度を層厚方向に対してブロードに分布させ
ることを特徴とする。その半導体装置の製造方法におい
て、前記ゲート絶縁層4を形成する工程において、前記
窒化酸化物中の窒素濃度を前記ゲート絶縁層4と前記ゲ
ート電極5との界面に偏析させることを特徴とする。
【0018】その半導体装置の製造方法において、前記
窒化酸化絶縁層4aを形成する工程において、前記窒化
酸化絶縁層4a中の窒素濃度を前記窒化酸化絶縁層4a
と前記半導体基板1との界面に偏析させることを特徴と
する。次に、本発明の作用について説明する。本発明に
よれば、MISトランジスタの半導体基板とゲート電極
の間のゲート絶縁層として使用する第1の窒化酸化層内
の膜厚方向の窒素濃度分布と、ゲート電極の両側方でソ
ース/ドレイン領域を覆う絶縁層として使用する第2の
窒化酸化層内の膜厚方向の窒素濃度分布を異ならせるよ
うにした。
窒化酸化絶縁層4aを形成する工程において、前記窒化
酸化絶縁層4a中の窒素濃度を前記窒化酸化絶縁層4a
と前記半導体基板1との界面に偏析させることを特徴と
する。次に、本発明の作用について説明する。本発明に
よれば、MISトランジスタの半導体基板とゲート電極
の間のゲート絶縁層として使用する第1の窒化酸化層内
の膜厚方向の窒素濃度分布と、ゲート電極の両側方でソ
ース/ドレイン領域を覆う絶縁層として使用する第2の
窒化酸化層内の膜厚方向の窒素濃度分布を異ならせるよ
うにした。
【0019】本発明者らは、MISトランジスタの閾値
のシフト量、不純物イオンの突き抜け防止、ホットキャ
リア耐性は、それぞれシリコン基板とゲート絶縁層の界
面での窒素濃度や窒素濃度分布に大きく依存しており、
多量の窒素の導入はロット間のトランジスタ特性のバラ
ツキも大きくさせる要因となることを見い出し、さら
に、窒素濃度が膜厚方向の分布を調整することにより、
MISトランジスタ特性を向上させる最適な膜が存在す
ることを実験により確認した。
のシフト量、不純物イオンの突き抜け防止、ホットキャ
リア耐性は、それぞれシリコン基板とゲート絶縁層の界
面での窒素濃度や窒素濃度分布に大きく依存しており、
多量の窒素の導入はロット間のトランジスタ特性のバラ
ツキも大きくさせる要因となることを見い出し、さら
に、窒素濃度が膜厚方向の分布を調整することにより、
MISトランジスタ特性を向上させる最適な膜が存在す
ることを実験により確認した。
【0020】例えば、第1の窒化酸化層の窒素濃度分布
としては、ブロードに窒素が分布したものや、ゲート電
極との界面に窒素が偏析したものがある。さらに、第2
の窒化酸化層の窒素濃度分布としては半導体基板との界
面に窒素が偏析したものがある。窒素濃度がブロードに
分布するということは、第1の窒化酸化層と半導体基板
との界面の近傍での窒素濃度が膜厚方向に実質的に変化
しないような分布を有することを示している。
としては、ブロードに窒素が分布したものや、ゲート電
極との界面に窒素が偏析したものがある。さらに、第2
の窒化酸化層の窒素濃度分布としては半導体基板との界
面に窒素が偏析したものがある。窒素濃度がブロードに
分布するということは、第1の窒化酸化層と半導体基板
との界面の近傍での窒素濃度が膜厚方向に実質的に変化
しないような分布を有することを示している。
【0021】これにより、第1の窒化酸化層での窒素濃
度分布により、不純物イオン注入の際に突き抜けにくく
且つキャリアトラップが少なくするとともに、第2の窒
化シリコン層での窒素濃度分布によりホットキャリア耐
性を向上することができる。また、ゲート絶縁層の窒化
濃度分布をブロードに形成するとともに、ソース/ドレ
イン領域を覆う絶縁層として酸化シリコン層を用いても
よく、これによればゲート電極の縁部での耐圧劣化がシ
リコン絶縁層によって防止され、しかも安定した膜厚を
得ることができるので、LDD構造のソース/ドレイン
領域の浅い不純物拡散層の深さを安定させることができ
る。
度分布により、不純物イオン注入の際に突き抜けにくく
且つキャリアトラップが少なくするとともに、第2の窒
化シリコン層での窒素濃度分布によりホットキャリア耐
性を向上することができる。また、ゲート絶縁層の窒化
濃度分布をブロードに形成するとともに、ソース/ドレ
イン領域を覆う絶縁層として酸化シリコン層を用いても
よく、これによればゲート電極の縁部での耐圧劣化がシ
リコン絶縁層によって防止され、しかも安定した膜厚を
得ることができるので、LDD構造のソース/ドレイン
領域の浅い不純物拡散層の深さを安定させることができ
る。
【0022】なお、MISトランジスタの基板の材料と
しては、シリコン、ゲルマニウムなどの単元素の半導体
から構成されるものばかりでなく、化合物半導体から構
成されるものも含む。
しては、シリコン、ゲルマニウムなどの単元素の半導体
から構成されるものばかりでなく、化合物半導体から構
成されるものも含む。
【0023】
【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施の形
態を図面に基づいて説明する。まず、ソース/ドレイン
領域にLDD構造の採用しないMOSトランジスタの製
造工程を第1例として、LDD構造のソース/ドレイン
領域を有するMOSトランジスタの製造工程を第2例と
して説明する。
態を図面に基づいて説明する。まず、ソース/ドレイン
領域にLDD構造の採用しないMOSトランジスタの製
造工程を第1例として、LDD構造のソース/ドレイン
領域を有するMOSトランジスタの製造工程を第2例と
して説明する。
【0024】第1例 図1、図2は、LDD構造を有しないソース領域とドレ
イン領域を有するMOSトランジスタの形成工程を示す
断面図である。まず、図1(a) に示す状態になるまでの
工程を説明する。シリコン(半導体)基板1の上には、
選択酸化法によって層厚250nmの素子分離用酸化層2
が形成されており、素子分離用酸化層2に囲まれた領域
は、素子形成領域Aとなっている。
イン領域を有するMOSトランジスタの形成工程を示す
断面図である。まず、図1(a) に示す状態になるまでの
工程を説明する。シリコン(半導体)基板1の上には、
選択酸化法によって層厚250nmの素子分離用酸化層2
が形成されており、素子分離用酸化層2に囲まれた領域
は、素子形成領域Aとなっている。
【0025】その素子形成領域Aには、素子分離用酸化
層2をマスクにして、燐、砒素などのn型不純物が導入
され、これによりシリコン基板1の素子形成領域Aには
Nウェル3が形成されている。次に、シリコン基板1を
縦型拡散炉(不図示)内に入れ、その中において950
℃の酸化窒素(N2O )ガス雰囲気にシリコン基板1表面
をさらすことにより、シリコン基板1表面の素子形成領
域Aに層厚6nmの第1の窒化酸化シリコン層4を形成す
る。
層2をマスクにして、燐、砒素などのn型不純物が導入
され、これによりシリコン基板1の素子形成領域Aには
Nウェル3が形成されている。次に、シリコン基板1を
縦型拡散炉(不図示)内に入れ、その中において950
℃の酸化窒素(N2O )ガス雰囲気にシリコン基板1表面
をさらすことにより、シリコン基板1表面の素子形成領
域Aに層厚6nmの第1の窒化酸化シリコン層4を形成す
る。
【0026】その後に、シリコン基板1の第1の窒化酸
化シリコン層4及び素子分離用酸化層2の上に多結晶シ
リコン層をCVDによって180nmの厚さに成長する。
続いて、多結晶シリコン層をフォトリソグラフィーによ
ってパターニングし、これにより素子形成領域Aの中央
を通るゲート電極5を形成する。素子形成領域Aのうち
ゲート電極5の両側方の領域は、それぞれソース/ドレ
イン領域となる。
化シリコン層4及び素子分離用酸化層2の上に多結晶シ
リコン層をCVDによって180nmの厚さに成長する。
続いて、多結晶シリコン層をフォトリソグラフィーによ
ってパターニングし、これにより素子形成領域Aの中央
を通るゲート電極5を形成する。素子形成領域Aのうち
ゲート電極5の両側方の領域は、それぞれソース/ドレ
イン領域となる。
【0027】次に、急速熱処理装置(不図示)のチャン
バ内にシリコン基板1を入れた状態で、そのチャンバ内
を850℃のアンモニア(NH3) ガスを含む雰囲気に設定
し、その雰囲気内にシリコン基板1を60秒間晒した後
に、チャンバ内のガスを窒素(N2)に置換する。そのNH
3 ガスによれば、図1(b) に示すように、ゲート電極5
の両側方の第1の窒化酸化シリコン層4の窒素濃度が高
くなって、高窒素濃度の第2の窒化酸化シリコン層4a
となる。
バ内にシリコン基板1を入れた状態で、そのチャンバ内
を850℃のアンモニア(NH3) ガスを含む雰囲気に設定
し、その雰囲気内にシリコン基板1を60秒間晒した後
に、チャンバ内のガスを窒素(N2)に置換する。そのNH
3 ガスによれば、図1(b) に示すように、ゲート電極5
の両側方の第1の窒化酸化シリコン層4の窒素濃度が高
くなって、高窒素濃度の第2の窒化酸化シリコン層4a
となる。
【0028】その後に、チャンバ内の窒素ガスを N2Oガ
スに置換し、この状態でチャンバ内の温度を900℃に
上昇して、図1(c) に示すように、シリコン基板1をそ
の雰囲気内に入れて60秒間維持する。ここまでの工程
においては、1次の NH3の雰囲気の温度や処理時間を変
化させることにより、ゲート電極5の両側の第2の窒化
酸化シリコン層4の窒素濃度を制御することができ、し
かも窒化酸化シリコン層4とシリコン基板1との界面の
部分で局所的に窒素濃度を制御できる。その界面では、
窒素とシリコンとの結合が容易となるからである。
スに置換し、この状態でチャンバ内の温度を900℃に
上昇して、図1(c) に示すように、シリコン基板1をそ
の雰囲気内に入れて60秒間維持する。ここまでの工程
においては、1次の NH3の雰囲気の温度や処理時間を変
化させることにより、ゲート電極5の両側の第2の窒化
酸化シリコン層4の窒素濃度を制御することができ、し
かも窒化酸化シリコン層4とシリコン基板1との界面の
部分で局所的に窒素濃度を制御できる。その界面では、
窒素とシリコンとの結合が容易となるからである。
【0029】即ち、ゲート電極5の両側方にある第2の
窒化酸化シリコン層4a及びシリコン基板1中の窒素濃
度のピークは、第2の窒化酸化シリコン層4aとシリコ
ン基板1との界面寄りに存在するように制御する。これ
により、ゲート電極5の両側の第2の窒化酸化シリコン
層4a中の窒素濃度分布が、ゲート電極5の直下にある
第1の窒化酸化シリコン層(ゲート絶縁層)4a中の窒
素濃度分布と異なることになる。
窒化酸化シリコン層4a及びシリコン基板1中の窒素濃
度のピークは、第2の窒化酸化シリコン層4aとシリコ
ン基板1との界面寄りに存在するように制御する。これ
により、ゲート電極5の両側の第2の窒化酸化シリコン
層4a中の窒素濃度分布が、ゲート電極5の直下にある
第1の窒化酸化シリコン層(ゲート絶縁層)4a中の窒
素濃度分布と異なることになる。
【0030】なお、図1(c) に示したように、NH3 ガス
をN2 Oに換えた後の2回目の窒化酸化処理は、主に、NH
3 ガスの雰囲気において第2の窒化酸化シリコン層4a
に導入された水素元素を除去する目的で行っている。続
いて、ゲート電極5及び素子分離用酸化層2をマスクに
使用して、ホウ素等のp型不純物をゲート電極の両側の
シリコン基板1に導入し、これによりp型のソース領域
6s及びドレイン領域6dを形成する。不純物拡散層6
s,6dの端部は、ゲート電極5の下の縁部に広がった
第2の窒化酸化シリコン層4bによって覆われるいこと
になる。
をN2 Oに換えた後の2回目の窒化酸化処理は、主に、NH
3 ガスの雰囲気において第2の窒化酸化シリコン層4a
に導入された水素元素を除去する目的で行っている。続
いて、ゲート電極5及び素子分離用酸化層2をマスクに
使用して、ホウ素等のp型不純物をゲート電極の両側の
シリコン基板1に導入し、これによりp型のソース領域
6s及びドレイン領域6dを形成する。不純物拡散層6
s,6dの端部は、ゲート電極5の下の縁部に広がった
第2の窒化酸化シリコン層4bによって覆われるいこと
になる。
【0031】その後に、特に図示しないが、全体に層間
絶縁層を形成し、ついで層間絶縁層にコンタクトホール
を形成し、層間絶縁層の上に形成する配線をコンタクト
ホールを通してソース領域6s、ドレイン領域6d、又
はゲート電極5に接続することになる。第2例 次に、ソース領域及びドレイン領域としてLDD構造の
不純物拡散層を採用するMOSトランジスタの製造工程
について説明する。
絶縁層を形成し、ついで層間絶縁層にコンタクトホール
を形成し、層間絶縁層の上に形成する配線をコンタクト
ホールを通してソース領域6s、ドレイン領域6d、又
はゲート電極5に接続することになる。第2例 次に、ソース領域及びドレイン領域としてLDD構造の
不純物拡散層を採用するMOSトランジスタの製造工程
について説明する。
【0032】まず、第1例と同様にして、シリコン基板
1の素子形成領域Aの表面に第1の窒化酸化シリコン層
4を形成し、ついでシリコン基板1の素子形成領域Aに
ゲート電極5を形成した後に、図2(a) に示すように、
ゲート電極5及び素子分離用酸化層2をマスクに使用し
てp型不純物をシリコン基板1に導入して浅い低濃度の
不純物拡散層7s,7dを形成する。
1の素子形成領域Aの表面に第1の窒化酸化シリコン層
4を形成し、ついでシリコン基板1の素子形成領域Aに
ゲート電極5を形成した後に、図2(a) に示すように、
ゲート電極5及び素子分離用酸化層2をマスクに使用し
てp型不純物をシリコン基板1に導入して浅い低濃度の
不純物拡散層7s,7dを形成する。
【0033】その後に、第1の窒化酸化シリコン層4と
低濃度の不純物拡散層(シリコン基板)7s,7dの界
面近傍に窒素のピークが存在するように、第1例と同様
な条件で第1の窒化酸化シリコン層4の周囲の雰囲気を
NH3 とN2とN2O の順に変えてゲート電極5の両側方の第
1の窒化酸化シリコン層4の一部に窒素を導入する。こ
こで、第1の窒化酸化シリコン層4のうち窒素を増加さ
せた部分を第2の窒化酸化シリコン層4bとする。この
第2の窒化酸化シリコン層4bは、ゲート電極5の下の
縁部にも広がって形成され、これにより、低濃度の不純
物拡散層7s,7dの端部を覆うことになる。
低濃度の不純物拡散層(シリコン基板)7s,7dの界
面近傍に窒素のピークが存在するように、第1例と同様
な条件で第1の窒化酸化シリコン層4の周囲の雰囲気を
NH3 とN2とN2O の順に変えてゲート電極5の両側方の第
1の窒化酸化シリコン層4の一部に窒素を導入する。こ
こで、第1の窒化酸化シリコン層4のうち窒素を増加さ
せた部分を第2の窒化酸化シリコン層4bとする。この
第2の窒化酸化シリコン層4bは、ゲート電極5の下の
縁部にも広がって形成され、これにより、低濃度の不純
物拡散層7s,7dの端部を覆うことになる。
【0034】これにより、ゲート電極5の両側の第2の
窒化酸化シリコン層4b中の窒素濃度分布が、ゲート電
極5の直下にある第1の窒化酸化シリコン層(ゲート絶
縁層)4中の窒素濃度分布と異なることになる。続い
て、CVDによりSiO2層を全体に成長して、ゲート電極
1及びシリコン基板1をSiO2によって覆う。
窒化酸化シリコン層4b中の窒素濃度分布が、ゲート電
極5の直下にある第1の窒化酸化シリコン層(ゲート絶
縁層)4中の窒素濃度分布と異なることになる。続い
て、CVDによりSiO2層を全体に成長して、ゲート電極
1及びシリコン基板1をSiO2によって覆う。
【0035】次に、反応性イオンエッチングによってSi
O2層を垂直方向にエッチングし、これにより、図2(c)
に示すように、ゲート電極5の側部のSiO2層を絶縁性の
サイドウォール8として残す。その後に、ゲート電極5
及びサイドウォール8をマスクにしてp型不純物をシリ
コン基板1に導入して、ゲート電極5及びサイドウォー
ル8の外方のシリコン基板1に深い高濃度の不純物拡散
層9s,9dを形成する。そのような高濃度の不純物拡
散層9s,9dと上記した低濃度の不純物拡散層7s,
7dによってLDD構造のソース領域10s及びドレイ
ン領域10dが構成される。
O2層を垂直方向にエッチングし、これにより、図2(c)
に示すように、ゲート電極5の側部のSiO2層を絶縁性の
サイドウォール8として残す。その後に、ゲート電極5
及びサイドウォール8をマスクにしてp型不純物をシリ
コン基板1に導入して、ゲート電極5及びサイドウォー
ル8の外方のシリコン基板1に深い高濃度の不純物拡散
層9s,9dを形成する。そのような高濃度の不純物拡
散層9s,9dと上記した低濃度の不純物拡散層7s,
7dによってLDD構造のソース領域10s及びドレイ
ン領域10dが構成される。
【0036】その後に、特に図示しないが、層間絶縁層
を形成し、ついで層間絶縁層にコンタクトホールを形成
し、層間絶縁層の上に配線をコンタクトホールを通して
ソース領域10s、ドレイン領域10d又はゲート電極
5に接続する。なお、上記した第1例及び第2例では、
ゲート電極5の両側の第1の窒化酸化シリコン層4を除
去しない工程を説明したが、ゲート電極5を形成した後
に、ゲート電極5の両側の第1の窒化酸化シリコン層4
を除去し、その後に、シリコン基板1の表面に再び第1
の窒化酸化シリコン層4を成長するようにしてもよい。
を形成し、ついで層間絶縁層にコンタクトホールを形成
し、層間絶縁層の上に配線をコンタクトホールを通して
ソース領域10s、ドレイン領域10d又はゲート電極
5に接続する。なお、上記した第1例及び第2例では、
ゲート電極5の両側の第1の窒化酸化シリコン層4を除
去しない工程を説明したが、ゲート電極5を形成した後
に、ゲート電極5の両側の第1の窒化酸化シリコン層4
を除去し、その後に、シリコン基板1の表面に再び第1
の窒化酸化シリコン層4を成長するようにしてもよい。
【0037】また、上記した説明では、シリコン基板と
窒化酸化シリコン層との界面に窒素濃度のピークを付与
するために、急速熱処理装置においてNH3 ガス雰囲気に
窒化酸化シリコン層を晒し、ついで、NH3 ガスをN2ガス
に置換した後に、窒化酸化シリコン層を N2Oガスに晒す
方法を採用している。しかし、その他の方法を採用して
もよく、例えば、急速熱処理装置において N2Oガス雰囲
気で処理する方法、NOガス雰囲気で処理する方法を用い
てもよい。また、それらの場合、急速熱処理装置の代わ
りに縦型拡散炉を用いてもよい。
窒化酸化シリコン層との界面に窒素濃度のピークを付与
するために、急速熱処理装置においてNH3 ガス雰囲気に
窒化酸化シリコン層を晒し、ついで、NH3 ガスをN2ガス
に置換した後に、窒化酸化シリコン層を N2Oガスに晒す
方法を採用している。しかし、その他の方法を採用して
もよく、例えば、急速熱処理装置において N2Oガス雰囲
気で処理する方法、NOガス雰囲気で処理する方法を用い
てもよい。また、それらの場合、急速熱処理装置の代わ
りに縦型拡散炉を用いてもよい。
【0038】以上、2つのMOSトランジスタの製造工
程について説明したが、それらの製造工程において従来
と異なる点は、ゲート絶縁層を構成する第1の窒化酸化
シリコン層4とソース/ドレイン領域を覆う第2の窒化
酸化シリコン層4a,4bの窒素分布を異なるようにし
たことである。そこで次に、上記した第1の窒化酸化シ
リコン層4と第2の窒化酸化シリコン層4a,4bの窒
素分布について説明する。
程について説明したが、それらの製造工程において従来
と異なる点は、ゲート絶縁層を構成する第1の窒化酸化
シリコン層4とソース/ドレイン領域を覆う第2の窒化
酸化シリコン層4a,4bの窒素分布を異なるようにし
たことである。そこで次に、上記した第1の窒化酸化シ
リコン層4と第2の窒化酸化シリコン層4a,4bの窒
素分布について説明する。
【0039】まず、縦型拡散炉を用いてN2O ガスを含む
温度950℃の雰囲気で第1の窒化酸化窒化シリコン層
をシリコン基板の上に6nmの厚さに形成し、これをSI
MS分析したところ、図3に示すような分析結果が得ら
れた。この酸化窒化シリコン層では、窒素の濃度分布が
ブロードとなっていることがわかる。次に、縦型拡散炉
を用いて希釈酸素雰囲気中有で層厚約5.3nmの酸化シ
リコン層を形成し、その後に急速熱処理装置を用いて酸
化シリコン層をNH3 ガスを含む雰囲気に晒して酸化シリ
コン層を酸化窒化シリコン層に変え、ついで、急速熱処
理装置の炉内のNH3 ガスをN2ガスに置換した後に、その
炉内にNO2 ガスを導入して900℃で酸化窒化シリコン
層を60秒間その雰囲気に晒して層中の水素を除去し、
その後の酸化窒化シリコン層をSIMS分析したとこ
ろ、図4〜図6に示すような分析結果が得られた。
温度950℃の雰囲気で第1の窒化酸化窒化シリコン層
をシリコン基板の上に6nmの厚さに形成し、これをSI
MS分析したところ、図3に示すような分析結果が得ら
れた。この酸化窒化シリコン層では、窒素の濃度分布が
ブロードとなっていることがわかる。次に、縦型拡散炉
を用いて希釈酸素雰囲気中有で層厚約5.3nmの酸化シ
リコン層を形成し、その後に急速熱処理装置を用いて酸
化シリコン層をNH3 ガスを含む雰囲気に晒して酸化シリ
コン層を酸化窒化シリコン層に変え、ついで、急速熱処
理装置の炉内のNH3 ガスをN2ガスに置換した後に、その
炉内にNO2 ガスを導入して900℃で酸化窒化シリコン
層を60秒間その雰囲気に晒して層中の水素を除去し、
その後の酸化窒化シリコン層をSIMS分析したとこ
ろ、図4〜図6に示すような分析結果が得られた。
【0040】図4〜図6は、NH3 ガスを含む雰囲気に酸
化シリコン層をさらす際の温度を、750℃、800
℃、850℃と変えた場合の違いを示している。これら
の酸化窒化シリコン層では、その内部の窒素の濃度分布
の層厚方向の変化が図3に比べて大きく、しかもシリコ
ン基板と窒化酸化シリコンの界面に尖鋭なピークをもっ
ていることに特徴がある。しかも、NH3 ガス雰囲気中の
温度を高くするほど、窒素の含有量が増えてその界面に
おける窒素濃度が大きくなることがわかる。
化シリコン層をさらす際の温度を、750℃、800
℃、850℃と変えた場合の違いを示している。これら
の酸化窒化シリコン層では、その内部の窒素の濃度分布
の層厚方向の変化が図3に比べて大きく、しかもシリコ
ン基板と窒化酸化シリコンの界面に尖鋭なピークをもっ
ていることに特徴がある。しかも、NH3 ガス雰囲気中の
温度を高くするほど、窒素の含有量が増えてその界面に
おける窒素濃度が大きくなることがわかる。
【0041】次に、第1及び第2の窒化酸化シリコン層
4,4aの窒素分布の違いがMOSトランジスタにどの
ような影響を与えるかを、実験結果に基づいて、詳細に
説明する。窒化酸化シリコン層中の窒素濃度とその分布
が、p型MOSトランジスタの閾値電圧にどのような影
響を及ぼし、しかも、ゲート電極の下方でのホウ素イオ
ン注入の基板への抜けの防止にどのような影響を及ぼす
かを調査した。この調査においては、ゲート絶縁層とし
て一般に使用されているような窒素を含まない酸化シリ
コン層も比較対象に含めている。
4,4aの窒素分布の違いがMOSトランジスタにどの
ような影響を与えるかを、実験結果に基づいて、詳細に
説明する。窒化酸化シリコン層中の窒素濃度とその分布
が、p型MOSトランジスタの閾値電圧にどのような影
響を及ぼし、しかも、ゲート電極の下方でのホウ素イオ
ン注入の基板への抜けの防止にどのような影響を及ぼす
かを調査した。この調査においては、ゲート絶縁層とし
て一般に使用されているような窒素を含まない酸化シリ
コン層も比較対象に含めている。
【0042】実験のために用いた複数のp型MOSトラ
ンジスタのゲート絶縁層は、成層条件の違いによって6
つの種類を用いた。第1のMOSトランジスタのゲート
絶縁層は、縦型拡散炉において N2Oガスを含む950℃
の雰囲気でシリコン基板表面に層厚6nmで形成した窒化
酸化シリコン層からなる。その窒化酸化シリコン層の窒
素濃度分布は図3のようである。
ンジスタのゲート絶縁層は、成層条件の違いによって6
つの種類を用いた。第1のMOSトランジスタのゲート
絶縁層は、縦型拡散炉において N2Oガスを含む950℃
の雰囲気でシリコン基板表面に層厚6nmで形成した窒化
酸化シリコン層からなる。その窒化酸化シリコン層の窒
素濃度分布は図3のようである。
【0043】第2のMOSトランジスタのゲート絶縁層
は、縦型拡散炉において希釈酸素雰囲気でシリコン基板
表面に層厚6nmで形成した窒素を含まないピュアな酸化
シリコン層である。第3のMOSトランジスタのゲート
絶縁層は、急速熱処理装置内のN2O ガスを含む1000
℃の雰囲気にシリコン基板表面の層厚5nmの酸化シリコ
ン(SiO2)層を60秒間さらすことによって、その酸化
シリコン層を窒化酸化シリコン層に変化させたものであ
る。この場合、窒化酸化シリコン層の層厚は、窒素とシ
リコンの化合によって6nmに増加している。
は、縦型拡散炉において希釈酸素雰囲気でシリコン基板
表面に層厚6nmで形成した窒素を含まないピュアな酸化
シリコン層である。第3のMOSトランジスタのゲート
絶縁層は、急速熱処理装置内のN2O ガスを含む1000
℃の雰囲気にシリコン基板表面の層厚5nmの酸化シリコ
ン(SiO2)層を60秒間さらすことによって、その酸化
シリコン層を窒化酸化シリコン層に変化させたものであ
る。この場合、窒化酸化シリコン層の層厚は、窒素とシ
リコンの化合によって6nmに増加している。
【0044】第4のMOSトランジスタのゲート絶縁層
は、急速熱処理装置内のNH3 ガスを含む750℃の雰囲
気にシリコン基板表面の層厚5.3nmの酸化シリコン層
を晒し、ついで、その雰囲気内のガスをN2に置換した後
に、その雰囲気内にN2O を導入して900℃の温度に窒
化酸化シリコン層を晒した工程を経た層からなる。この
場合、最終的に得られた窒化酸化シリコン層の層厚は窒
素とシリコンの化合によって6nmに増えている。その窒
化酸化シリコン層の窒素濃度分布はほぼ図4のようであ
る。
は、急速熱処理装置内のNH3 ガスを含む750℃の雰囲
気にシリコン基板表面の層厚5.3nmの酸化シリコン層
を晒し、ついで、その雰囲気内のガスをN2に置換した後
に、その雰囲気内にN2O を導入して900℃の温度に窒
化酸化シリコン層を晒した工程を経た層からなる。この
場合、最終的に得られた窒化酸化シリコン層の層厚は窒
素とシリコンの化合によって6nmに増えている。その窒
化酸化シリコン層の窒素濃度分布はほぼ図4のようであ
る。
【0045】第5のMOSトランジスタのゲート絶縁層
は、急速熱処理装置内のNH3 ガスを含む800℃の雰囲
気にシリコン基板表面の層厚5.3nmの酸化シリコン層
を晒し、その後に、第4のMOSトランジスタのゲート
絶縁層の作製と同じ条件でN2ガス、N2O ガス中に順に晒
し、これにより得た層厚6nmの窒化酸化シリコン層から
なる。その窒化酸化シリコン層の窒素濃度分布は図5の
ようである。
は、急速熱処理装置内のNH3 ガスを含む800℃の雰囲
気にシリコン基板表面の層厚5.3nmの酸化シリコン層
を晒し、その後に、第4のMOSトランジスタのゲート
絶縁層の作製と同じ条件でN2ガス、N2O ガス中に順に晒
し、これにより得た層厚6nmの窒化酸化シリコン層から
なる。その窒化酸化シリコン層の窒素濃度分布は図5の
ようである。
【0046】第6のMOSトランジスタのゲート絶縁層
は、急速熱処理装置内のNH3 ガスを含む850℃の雰囲
気にシリコン基板表面の層厚5.3nmの酸化シリコン層
を晒し、その後に、第4のMOSトランジスタのゲート
絶縁層と同じ条件でN2ガス、N2O ガス中に順に晒し、こ
れにより得た層厚6nmの窒化酸化シリコン層からなる。
その窒化酸化シリコン層の窒素濃度分布は図6のようで
ある。
は、急速熱処理装置内のNH3 ガスを含む850℃の雰囲
気にシリコン基板表面の層厚5.3nmの酸化シリコン層
を晒し、その後に、第4のMOSトランジスタのゲート
絶縁層と同じ条件でN2ガス、N2O ガス中に順に晒し、こ
れにより得た層厚6nmの窒化酸化シリコン層からなる。
その窒化酸化シリコン層の窒素濃度分布は図6のようで
ある。
【0047】以上のような第1〜第6のMOSトランジ
スタにホウ素をイオン注入した場合の閾値電圧を測定し
た。そのイオン注入は、第1〜第6のMOSトランジス
タに対してホウ素イオン(B+ ) とフッ化ホウ素イオン(B
F2 + ) の2種類行った。B+ のイオン注入の条件(以
下、第1の注入条件という)は、ゲート電極の下の層厚
6nmのピュアな酸化シリコン層をホウ素イオンが突き抜
けない条件であって、加速エネルギーを9keV 、ドーズ
量を2×1015atoms/cm2 とした。また、BF2 + のイオ
ン注入の条件(以下、第2の注入条件という)は、ゲー
ト電極の下の層厚6nmのピュアな酸化シリコン層をホウ
素イオンが突き抜ける条件であり、加速エネルギーを3
0keV 、ドーズ量を2×1015atoms/cm2 とした。
スタにホウ素をイオン注入した場合の閾値電圧を測定し
た。そのイオン注入は、第1〜第6のMOSトランジス
タに対してホウ素イオン(B+ ) とフッ化ホウ素イオン(B
F2 + ) の2種類行った。B+ のイオン注入の条件(以
下、第1の注入条件という)は、ゲート電極の下の層厚
6nmのピュアな酸化シリコン層をホウ素イオンが突き抜
けない条件であって、加速エネルギーを9keV 、ドーズ
量を2×1015atoms/cm2 とした。また、BF2 + のイオ
ン注入の条件(以下、第2の注入条件という)は、ゲー
ト電極の下の層厚6nmのピュアな酸化シリコン層をホウ
素イオンが突き抜ける条件であり、加速エネルギーを3
0keV 、ドーズ量を2×1015atoms/cm2 とした。
【0048】また、その実験で使用したMOSトランジ
スタのゲート長(ソース・ドレイン方向の長さ)は0.
5μm、ゲート幅(ゲート長に対して直交する方向の
幅)は5μmであり、ゲート電極に印加する電圧は0.
5Vから−2.5VでON、OFFし、さらに、ドレイ
ン電圧を−2.5Vに設定した。また、閾値電圧は面内
において200点測定し、その平均を求めた。
スタのゲート長(ソース・ドレイン方向の長さ)は0.
5μm、ゲート幅(ゲート長に対して直交する方向の
幅)は5μmであり、ゲート電極に印加する電圧は0.
5Vから−2.5VでON、OFFし、さらに、ドレイ
ン電圧を−2.5Vに設定した。また、閾値電圧は面内
において200点測定し、その平均を求めた。
【0049】これにより図7(a),(b) のような結果が得
られた。なお、図7(a),(b) において、第2の注入条件
で BF2 + をイオン注入した後に温度800℃でシリコン
基板を60分間加熱している。これは、熱によりホウ素
を拡散させることにより、ホウ素がゲート絶縁層を抜け
易くするためである。ゲート絶縁層がピュアな酸化シリ
コンから構成される場合には、当然のことながら、窒素
に依存するゲート電圧の閾値の変動は起こらないことに
なる。そこで、ピュアな酸化シリコン層をゲート絶縁層
とした第2のMOSトランジスタについて、第1の注入
条件と第2の注入条件による閾値電圧Vthへの影響を見
ると、図7(a) の界面窒素濃度0で示すように、第2の
注入条件による方が第1の注入条件の場合よりもプラス
側に0.4Vだけ大きくなった。即ち、ゲート電極及び
ゲート絶縁層のホウ素イオンの突き抜けによって閾値電
圧には0.4Vの差が生じることがわかる。
られた。なお、図7(a),(b) において、第2の注入条件
で BF2 + をイオン注入した後に温度800℃でシリコン
基板を60分間加熱している。これは、熱によりホウ素
を拡散させることにより、ホウ素がゲート絶縁層を抜け
易くするためである。ゲート絶縁層がピュアな酸化シリ
コンから構成される場合には、当然のことながら、窒素
に依存するゲート電圧の閾値の変動は起こらないことに
なる。そこで、ピュアな酸化シリコン層をゲート絶縁層
とした第2のMOSトランジスタについて、第1の注入
条件と第2の注入条件による閾値電圧Vthへの影響を見
ると、図7(a) の界面窒素濃度0で示すように、第2の
注入条件による方が第1の注入条件の場合よりもプラス
側に0.4Vだけ大きくなった。即ち、ゲート電極及び
ゲート絶縁層のホウ素イオンの突き抜けによって閾値電
圧には0.4Vの差が生じることがわかる。
【0050】これに対して、第1のMOSトランジスタ
のゲート絶縁層のように、その内部に窒素を含み、かつ
その窒素濃度が層厚方向にブロードに広がっている場合
には、第1の注入条件と第2の注入条件では、図7(b)
に示すように、閾値電圧Vthは同じであって差が生じる
とはなかった。すなわち、第2の注入条件による結果と
第1の注入条件による結果が同じということは、第2の
注入条件によってもホウ素がゲート絶縁層を突き抜けな
いといことを意味している。
のゲート絶縁層のように、その内部に窒素を含み、かつ
その窒素濃度が層厚方向にブロードに広がっている場合
には、第1の注入条件と第2の注入条件では、図7(b)
に示すように、閾値電圧Vthは同じであって差が生じる
とはなかった。すなわち、第2の注入条件による結果と
第1の注入条件による結果が同じということは、第2の
注入条件によってもホウ素がゲート絶縁層を突き抜けな
いといことを意味している。
【0051】また、ゲート絶縁層と基板との界面に窒素
濃度のピークがある第3〜第6のMOSトランジスタを
比較すると、図7(a) に示すように、ホウ素イオンの抜
けが生じない第1の注入条件では、ゲート絶縁層を構成
する窒化酸化シリコン層中の窒素濃度が増えるにつれて
閾値電圧がマイナス側にシフトしていることがわかる。
さらに、第3〜第6のMOSトランジスタを比較する
と、ホウ素イオンの抜けが生じる第2の注入条件では、
第1の注入条件と同じように、ゲート絶縁層を構成する
窒化酸化シリコン層中の窒素濃度が増えるにつれて閾値
電圧がマイナス側にシフトしているが、第1の注入条件
による場合よりもプラス側にシフトしている。プラス側
にシフトするのは、ホウ素イオンがゲート絶縁層を突き
抜けてシリコン基板に入り込んでいるからである。
濃度のピークがある第3〜第6のMOSトランジスタを
比較すると、図7(a) に示すように、ホウ素イオンの抜
けが生じない第1の注入条件では、ゲート絶縁層を構成
する窒化酸化シリコン層中の窒素濃度が増えるにつれて
閾値電圧がマイナス側にシフトしていることがわかる。
さらに、第3〜第6のMOSトランジスタを比較する
と、ホウ素イオンの抜けが生じる第2の注入条件では、
第1の注入条件と同じように、ゲート絶縁層を構成する
窒化酸化シリコン層中の窒素濃度が増えるにつれて閾値
電圧がマイナス側にシフトしているが、第1の注入条件
による場合よりもプラス側にシフトしている。プラス側
にシフトするのは、ホウ素イオンがゲート絶縁層を突き
抜けてシリコン基板に入り込んでいるからである。
【0052】さらに、シリコン基板と窒化酸化シリコン
層の境界の窒素濃度が10%以上とかなり高濃度な窒素
が導入されるようになると、第1の注入条件を行ったM
OSトランジスタと第2の注入条件を行ったMOSトラ
ンジスタのそれぞれの閾値電圧Vthが一致するようにな
る。閾値電圧Vthが一致するということは、窒化酸化シ
リコン層のホウ素の突き抜けが防止されることを意味す
る。
層の境界の窒素濃度が10%以上とかなり高濃度な窒素
が導入されるようになると、第1の注入条件を行ったM
OSトランジスタと第2の注入条件を行ったMOSトラ
ンジスタのそれぞれの閾値電圧Vthが一致するようにな
る。閾値電圧Vthが一致するということは、窒化酸化シ
リコン層のホウ素の突き抜けが防止されることを意味す
る。
【0053】これに対して、第1のMOSトランジスタ
においては、図7(b) に示すように、ホウ素を第1の注
入条件でイオン注入しても第2の注入条件でイオン注入
しても、同じ閾値電圧Vthが得られ、その閾値電圧Vth
は、図7(a) に示す界面窒素濃度が2%の場合と同じと
なり、しかも、ピュアな酸化シリコンのゲート絶縁層を
有する第2のMOSトランジスタの閾値電圧に比べてわ
ずか約0.1Vだけマイナス側にシフトしている。その
シフトは、ゲート絶縁層中の窒素によるものと考えられ
る。
においては、図7(b) に示すように、ホウ素を第1の注
入条件でイオン注入しても第2の注入条件でイオン注入
しても、同じ閾値電圧Vthが得られ、その閾値電圧Vth
は、図7(a) に示す界面窒素濃度が2%の場合と同じと
なり、しかも、ピュアな酸化シリコンのゲート絶縁層を
有する第2のMOSトランジスタの閾値電圧に比べてわ
ずか約0.1Vだけマイナス側にシフトしている。その
シフトは、ゲート絶縁層中の窒素によるものと考えられ
る。
【0054】このように、窒素濃度が層厚方向にブロー
ドに変化している窒化酸化シリコン層中では、不純物イ
オンの突き抜けが防止されるとともに、閾値電圧の変動
も抑制される。しかも、その窒化酸化シリコン層中の窒
素の面内分布もほぼ均一となっていた。その窒化酸化シ
リコン層とシリコン基板の界面での窒素濃度は低くても
それらの効果があるので、窒素によるキャリアトラップ
の数が少なくなってトランジスタの特性の変動が抑制さ
れる。
ドに変化している窒化酸化シリコン層中では、不純物イ
オンの突き抜けが防止されるとともに、閾値電圧の変動
も抑制される。しかも、その窒化酸化シリコン層中の窒
素の面内分布もほぼ均一となっていた。その窒化酸化シ
リコン層とシリコン基板の界面での窒素濃度は低くても
それらの効果があるので、窒素によるキャリアトラップ
の数が少なくなってトランジスタの特性の変動が抑制さ
れる。
【0055】これに対して、ソース/ドレイン領域で
は、窒素の濃度分布のピークがシリコン基板と窒化酸化
シリコン層の境界に存在するので、ホットキャリアをブ
ロックするためには十分である。しかも、そのピークを
高くしてもゲート電圧の閾値の変動には殆ど影響を及ぼ
さないので、そのピークの窒素濃度を高くすることによ
ってホットキヤリア耐性をさらに向上させることができ
る。
は、窒素の濃度分布のピークがシリコン基板と窒化酸化
シリコン層の境界に存在するので、ホットキャリアをブ
ロックするためには十分である。しかも、そのピークを
高くしてもゲート電圧の閾値の変動には殆ど影響を及ぼ
さないので、そのピークの窒素濃度を高くすることによ
ってホットキヤリア耐性をさらに向上させることができ
る。
【0056】したがって、上記したような第1例及び第
2例で説明した工程を経て形成されたMOSトランジス
タは、ゲート電極の下のゲート絶縁層によって不純物イ
オンの突き抜けを防止する一方で、ゲート電極の側方の
絶縁層によってホットキャリア耐性を高くすることがで
きる。以上の説明では、層厚6nmのゲート絶縁層につい
て議論してきたが、次世代の半導体装置に用いられる極
薄のゲート絶縁層についても有効である。例えば、層厚
4.2nmの窒化酸化シリコン層について、縦型拡散炉内
の900℃の N2Oガスを含む900℃の雰囲気にシリコ
ン基板をさらすことによって、層中に約2.5%程度の
窒素濃度がブロードに存在する窒化酸化シリコン層の形
成が可能になり、その窒化酸化シリコンの元素分布は図
8のようになった。この図8及び上記した図3〜図6に
おいて、窒素濃度はオージェ分析による値を基にして検
量線を引いて、SIMS分析結果の強度からもとめた大
きさである。
2例で説明した工程を経て形成されたMOSトランジス
タは、ゲート電極の下のゲート絶縁層によって不純物イ
オンの突き抜けを防止する一方で、ゲート電極の側方の
絶縁層によってホットキャリア耐性を高くすることがで
きる。以上の説明では、層厚6nmのゲート絶縁層につい
て議論してきたが、次世代の半導体装置に用いられる極
薄のゲート絶縁層についても有効である。例えば、層厚
4.2nmの窒化酸化シリコン層について、縦型拡散炉内
の900℃の N2Oガスを含む900℃の雰囲気にシリコ
ン基板をさらすことによって、層中に約2.5%程度の
窒素濃度がブロードに存在する窒化酸化シリコン層の形
成が可能になり、その窒化酸化シリコンの元素分布は図
8のようになった。この図8及び上記した図3〜図6に
おいて、窒素濃度はオージェ分析による値を基にして検
量線を引いて、SIMS分析結果の強度からもとめた大
きさである。
【0057】なお、ゲート電極の下のゲート絶縁層を窒
化酸化絶縁物によって形成する場合には、ゲート電極と
ゲート絶縁層の界面に窒素濃度のピークが存在するよう
にしてもよい。また、上記した説明では、不純物として
ホウ素を用いたが、その他のp型不純物、或いは砒素、
燐などのn型不純物を用いてもよい。
化酸化絶縁物によって形成する場合には、ゲート電極と
ゲート絶縁層の界面に窒素濃度のピークが存在するよう
にしてもよい。また、上記した説明では、不純物として
ホウ素を用いたが、その他のp型不純物、或いは砒素、
燐などのn型不純物を用いてもよい。
【0058】さらに、上記した実施形態の他に、ゲート
電極の下のゲート絶縁層を窒化酸化シリコンから形成
し、その窒素濃度分布をブロードにするとともに、ソー
ス/ドレイン領域の表面にピュアな酸化シリコンよりな
る絶縁層を形成してもよい。酸化シリコンよりなる絶縁
層を形成する工程としては、図1(b) に示すようにゲー
ト電極を形成した後に、ゲート電極の両側の窒化酸化シ
リコン層を除去し、さらに、窒化酸化シリコン層を除去
した部分のシリコン基板の表面を再酸化する方法があ
る。この場合、ドレイン領域の不純物濃度やゲート長な
どの条件によってホットキャリア効果が少なく、しか
も、ゲート電極の縁部での耐圧劣化防止を図りたい場合
や、膜厚を安定して得たい場合には最適である。膜厚を
安定して得たい場合としては、例えばLDD構造の浅い
不純物拡散層を形成する際にイオン注入によって入る不
純物の深さを安定させたい場合がある。
電極の下のゲート絶縁層を窒化酸化シリコンから形成
し、その窒素濃度分布をブロードにするとともに、ソー
ス/ドレイン領域の表面にピュアな酸化シリコンよりな
る絶縁層を形成してもよい。酸化シリコンよりなる絶縁
層を形成する工程としては、図1(b) に示すようにゲー
ト電極を形成した後に、ゲート電極の両側の窒化酸化シ
リコン層を除去し、さらに、窒化酸化シリコン層を除去
した部分のシリコン基板の表面を再酸化する方法があ
る。この場合、ドレイン領域の不純物濃度やゲート長な
どの条件によってホットキャリア効果が少なく、しか
も、ゲート電極の縁部での耐圧劣化防止を図りたい場合
や、膜厚を安定して得たい場合には最適である。膜厚を
安定して得たい場合としては、例えばLDD構造の浅い
不純物拡散層を形成する際にイオン注入によって入る不
純物の深さを安定させたい場合がある。
【0059】また、窒化酸化シリコン層を除去する場合
に、僅かでも窒化酸化シリコン層を残しておき、その後
でシリコン基板の表面を酸化する方法もある。この場合
には僅かであるが窒素を含むためにホットキャリア耐性
は少し期待できる。また、その工程によれば、シリコン
基板の表面を露出させないので、基板のダメージやエッ
チングが防止される。
に、僅かでも窒化酸化シリコン層を残しておき、その後
でシリコン基板の表面を酸化する方法もある。この場合
には僅かであるが窒素を含むためにホットキャリア耐性
は少し期待できる。また、その工程によれば、シリコン
基板の表面を露出させないので、基板のダメージやエッ
チングが防止される。
【0060】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、MI
Sトランジスタの半導体基板とゲート電極の間のゲート
絶縁層として使用する第1の窒化酸化層内の膜厚方向の
窒素濃度分布と、ゲート電極の両側方でソース/ドレイ
ン領域を覆う絶縁層として使用する第2の窒化酸化層内
の膜厚方向の窒素濃度分布を異ならせるようにし、例え
ば第1の窒化酸化層の窒素濃度分布としては、ブロード
に窒素を分布させたりゲート電極との界面に窒素を偏析
させ、さらに、第2の窒化酸化層の窒素濃度分布として
半導体基板との界面に窒素を偏析させるようにしたの
で、これにより、第1の窒化酸化層での窒素濃度分布に
より、不純物イオン注入の際に突き抜けにくく且つキャ
リアトラップが少なくするとともに、第2の窒化シリコ
ン層での窒素濃度分布によりホットキャリア耐性を向上
することができる。
Sトランジスタの半導体基板とゲート電極の間のゲート
絶縁層として使用する第1の窒化酸化層内の膜厚方向の
窒素濃度分布と、ゲート電極の両側方でソース/ドレイ
ン領域を覆う絶縁層として使用する第2の窒化酸化層内
の膜厚方向の窒素濃度分布を異ならせるようにし、例え
ば第1の窒化酸化層の窒素濃度分布としては、ブロード
に窒素を分布させたりゲート電極との界面に窒素を偏析
させ、さらに、第2の窒化酸化層の窒素濃度分布として
半導体基板との界面に窒素を偏析させるようにしたの
で、これにより、第1の窒化酸化層での窒素濃度分布に
より、不純物イオン注入の際に突き抜けにくく且つキャ
リアトラップが少なくするとともに、第2の窒化シリコ
ン層での窒素濃度分布によりホットキャリア耐性を向上
することができる。
【図1】図1(a) 〜(d) は、本発明の実施形態における
MOSトランジスタの第1の工程を示す断面図である。
MOSトランジスタの第1の工程を示す断面図である。
【図2】図2(a) 〜(d) は、本発明の実施形態における
MOSトランジスタの第2の工程を示す断面図である。
MOSトランジスタの第2の工程を示す断面図である。
【図3】図3は、本発明の実施形態に係るMOSトラン
ジスタのゲート絶縁層として使用される窒化酸化層の構
成元素の濃度分布を示す図であり、縦軸は対数目盛、横
軸は比例目盛りである(目盛については図4、図5、図
6及び図8も同様である)。
ジスタのゲート絶縁層として使用される窒化酸化層の構
成元素の濃度分布を示す図であり、縦軸は対数目盛、横
軸は比例目盛りである(目盛については図4、図5、図
6及び図8も同様である)。
【図4】図4は、本発明の実施形態に係るMOSトラン
ジスタのソース/ドレイン領域を覆う第1の窒化酸化層
の構成元素の濃度分布を示す図である。
ジスタのソース/ドレイン領域を覆う第1の窒化酸化層
の構成元素の濃度分布を示す図である。
【図5】図5は、本発明の実施形態に係るMOSトラン
ジスタのソース/ドレイン領域を覆う第2の窒化酸化層
の構成元素の濃度分布を示す図である。
ジスタのソース/ドレイン領域を覆う第2の窒化酸化層
の構成元素の濃度分布を示す図である。
【図6】図6は、本発明の実施形態に係るMOSトラン
ジスタのソース/ドレイン領域を覆う第3の窒化酸化層
の構成元素の濃度分布を示す図である。
ジスタのソース/ドレイン領域を覆う第3の窒化酸化層
の構成元素の濃度分布を示す図である。
【図7】図7(a) は、SiO2層と窒素が偏析した4種類の
SiON層のそれぞれに注入条件を変えてホウ素をイオン注
入した後のMOSトランジスタの閾値の変化を示す特性
図、図7(b) は、膜厚方向に窒素がブロードに分布する
SiON層に注入条件を変えてホウ素をイオン注入した後の
MOSトランジスタの閾値の変化を示す特性図であり、
図7(a),(b) の縦軸及び横軸は比例目盛である。
SiON層のそれぞれに注入条件を変えてホウ素をイオン注
入した後のMOSトランジスタの閾値の変化を示す特性
図、図7(b) は、膜厚方向に窒素がブロードに分布する
SiON層に注入条件を変えてホウ素をイオン注入した後の
MOSトランジスタの閾値の変化を示す特性図であり、
図7(a),(b) の縦軸及び横軸は比例目盛である。
【図8】図8は、本発明の実施形態に係るMOSトラン
ジスタのゲート絶縁層として使用される膜厚4.3nmの
窒化酸化層の構成元素の濃度分布を示す図である。
ジスタのゲート絶縁層として使用される膜厚4.3nmの
窒化酸化層の構成元素の濃度分布を示す図である。
【図9】図9(a) 〜(d) は、従来の一般的なMOSトラ
ンジスタの製造工程を示す断面図である。
ンジスタの製造工程を示す断面図である。
1 シリコン基板(半導体基板) 2 素子分離酸化層 3 nウェル 4 窒化酸化シリコン層(ゲート絶縁層) 4a,4b 窒化酸化シリコン層 5 ゲート電極 6s ソース層 6d ドレイン層 7s,7d 低濃度不純物拡散層 8 サイドウォール 9s.9d 高濃度不純物拡散層 10s ソース領域 10d ドレイン領域
Claims (10)
- 【請求項1】半導体基板上に形成された第1の窒化酸化
物よりなるゲート絶縁層と、 前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極の両側方の前記半導体基板に形成された
ソース/ドレイン領域と、 前記半導体基板表面のうち前記ソース/ドレイン領域を
覆い、かつ、前記ゲート絶縁層とは異なる層厚方向の窒
素濃度分布を有する窒化酸化絶縁層とを有することを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項2】前記窒化酸化絶縁層の前記窒素濃度は、前
記半導体基板と前記窒化酸化絶縁層との界面に偏析して
いることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】前記ゲート電極の下の前記ゲート絶縁層内
の窒素濃度分布は、前記半導体基板と前記窒化酸化絶縁
層との界面に偏析せずに、層厚方向にブロードに存在す
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項4】前記ゲート電極の下の前記ゲート絶縁層内
の窒素濃度分布は、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁層
との界面に偏析していることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。 - 【請求項5】半導体基板上に形成され、且つ膜厚方向の
窒素分布がブロードな窒化酸化物よりなるゲート絶縁層
と、 前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極の両側方の前記半導体基板に形成された
ソース/ドレイン領域と、 前記半導体基板表面のうち前記ソース/ドレイン領域を
覆う絶縁層とを有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】前記絶縁層は、酸化シリコンから形成され
ていることを特徴とする請求項5記載の半導体装置。 - 【請求項7】半導体基板の主面に窒化酸化物よりなるゲ
ート絶縁層を形成する工程と、 前記ゲート絶縁層の上にゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極の両側方の前記半導体基板の主面に前記
ゲート絶縁層とは異なる層厚方向の窒素濃度分布を有す
る窒化酸化絶縁層を形成する工程と、 前記ゲート電極をマスクにして前記半導体基板に不純物
を導入してソース領域及びドレイン領域を形成する工程
とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】前記ゲート絶縁層を形成する工程におい
て、前記窒化酸化物中の窒素濃度を層厚方向に対してブ
ロードに分布させることを特徴とする請求項7記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項9】前記ゲート絶縁層を形成する工程におい
て、前記窒化酸化物中の窒素濃度を前記ゲート絶縁層と
前記ゲート電極との界面に偏析させることを特徴とする
請求項7記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】前記窒化酸化絶縁層を形成する工程にお
いて、前記窒化酸化絶縁層中の窒素濃度を前記窒化酸化
絶縁層と前記半導体基板との界面に偏析させることを特
徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9055275A JPH10256539A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 半導体装置及びその製造方法 |
US08/998,989 US6215163B1 (en) | 1997-03-10 | 1997-12-29 | Semiconductor device and method of manufacturing the same where the nitrogen concentration in an oxynitride insulating layer is varied |
KR1019980001881A KR100270776B1 (ko) | 1997-03-10 | 1998-01-22 | 반도체장치및그제조방법 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9055275A JPH10256539A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 半導体装置及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10256539A true JPH10256539A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=12994055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9055275A Pending JPH10256539A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 半導体装置及びその製造方法 |
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---|---|
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JP (1) | JPH10256539A (ja) |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100463955B1 (ko) * | 2002-07-02 | 2004-12-30 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조 방법 |
WO2005076339A1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-08-18 | Seiko Epson Corporation | A semiconductor device, an electronic device and an electronic apparatus |
JP2010098322A (ja) * | 2004-02-10 | 2010-04-30 | Seiko Epson Corp | 絶縁膜、半導体素子、電子デバイスおよび電子機器 |
JP2010278464A (ja) * | 2010-08-06 | 2010-12-09 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4030198B2 (ja) * | 1998-08-11 | 2008-01-09 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体集積回路装置の製造方法 |
US6858898B1 (en) | 1999-03-23 | 2005-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
JP3538081B2 (ja) * | 1999-08-24 | 2004-06-14 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US6323143B1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-11-27 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for making silicon nitride-oxide ultra-thin gate insulating layers for submicrometer field effect transistors |
US20050181625A1 (en) * | 2001-09-28 | 2005-08-18 | Grider Douglas T. | Method for transistor gate dielectric layer with uniform nitrogen concentration |
JP2006253311A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
US20070090493A1 (en) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Promos Technologies Inc. | Fabrication of nitrogen containing regions on silicon containing regions in integrated circuits, and integrated circuits obtained thereby |
KR100776175B1 (ko) * | 2006-08-29 | 2007-11-12 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 제조 방법 |
US20090071371A1 (en) * | 2007-09-18 | 2009-03-19 | College Of William And Mary | Silicon Oxynitride Coating Compositions |
JP5239548B2 (ja) * | 2008-06-25 | 2013-07-17 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
CN101710586B (zh) * | 2009-01-09 | 2011-12-28 | 深超光电(深圳)有限公司 | 提高开口率的储存电容及其制作方法 |
JP2019046902A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体装置、電子機器及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0072603B1 (en) * | 1978-06-14 | 1986-10-01 | Fujitsu Limited | Process for producing a semiconductor device having an insulating layer of silicon dioxide covered by a film of silicon oxynitride |
JPS63184340A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-07-29 | Nec Corp | 半導体装置 |
JP2664685B2 (ja) * | 1987-07-31 | 1997-10-15 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
US5874766A (en) * | 1988-12-20 | 1999-02-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device having an oxynitride film |
US5254506A (en) * | 1988-12-20 | 1993-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for the production of silicon oxynitride film where the nitrogen concentration at the wafer-oxynitride interface is 8 atomic precent or less |
GB8913540D0 (en) * | 1989-06-13 | 1989-08-02 | Inmos Ltd | Fabricating electrical contacts in semiconductor devices |
JP2652108B2 (ja) | 1991-09-05 | 1997-09-10 | 三菱電機株式会社 | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
US5274602A (en) * | 1991-10-22 | 1993-12-28 | Florida Atlantic University | Large capacity solid-state memory |
US5726087A (en) * | 1992-04-30 | 1998-03-10 | Motorola, Inc. | Method of formation of semiconductor gate dielectric |
US5258333A (en) * | 1992-08-18 | 1993-11-02 | Intel Corporation | Composite dielectric for a semiconductor device and method of fabrication |
US5563093A (en) * | 1993-01-28 | 1996-10-08 | Kawasaki Steel Corporation | Method of manufacturing fet semiconductor devices with polysilicon gate having large grain sizes |
US5397720A (en) * | 1994-01-07 | 1995-03-14 | The Regents Of The University Of Texas System | Method of making MOS transistor having improved oxynitride dielectric |
JP3072000B2 (ja) * | 1994-06-23 | 2000-07-31 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
JP3600326B2 (ja) * | 1994-09-29 | 2004-12-15 | 旺宏電子股▲ふん▼有限公司 | 不揮発性半導体メモリ装置およびその製造方法 |
TW319912B (ja) * | 1995-12-15 | 1997-11-11 | Handotai Energy Kenkyusho Kk | |
JPH1079506A (ja) * | 1996-02-07 | 1998-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
KR100207463B1 (ko) * | 1996-02-26 | 1999-07-15 | 윤종용 | 반도체 장치의 커패시터 제조방법 |
US5880040A (en) * | 1996-04-15 | 1999-03-09 | Macronix International Co., Ltd. | Gate dielectric based on oxynitride grown in N2 O and annealed in NO |
US5869396A (en) * | 1996-07-15 | 1999-02-09 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method for forming a polycide gate electrode |
US5939763A (en) * | 1996-09-05 | 1999-08-17 | Advanced Micro Devices, Inc. | Ultrathin oxynitride structure and process for VLSI applications |
US5918125A (en) * | 1996-09-19 | 1999-06-29 | Macronix International Co., Ltd. | Process for manufacturing a dual floating gate oxide flash memory cell |
US5691212A (en) * | 1996-09-27 | 1997-11-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | MOS device structure and integration method |
US5851888A (en) * | 1997-01-15 | 1998-12-22 | Advanced Micro Devices, Inc. | Controlled oxide growth and highly selective etchback technique for forming ultra-thin oxide |
US5856225A (en) * | 1997-11-24 | 1999-01-05 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd | Creation of a self-aligned, ion implanted channel region, after source and drain formation |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP9055275A patent/JPH10256539A/ja active Pending
- 1997-12-29 US US08/998,989 patent/US6215163B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-22 KR KR1019980001881A patent/KR100270776B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100463955B1 (ko) * | 2002-07-02 | 2004-12-30 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 반도체 소자의 트랜지스터 및 그 제조 방법 |
WO2005076339A1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-08-18 | Seiko Epson Corporation | A semiconductor device, an electronic device and an electronic apparatus |
JP2010098322A (ja) * | 2004-02-10 | 2010-04-30 | Seiko Epson Corp | 絶縁膜、半導体素子、電子デバイスおよび電子機器 |
US8168482B2 (en) | 2004-02-10 | 2012-05-01 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device, an electronic device and an electronic apparatus |
US8395225B2 (en) | 2004-02-10 | 2013-03-12 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device, an electronic device and an electronic apparatus |
JP2010278464A (ja) * | 2010-08-06 | 2010-12-09 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100270776B1 (ko) | 2000-12-01 |
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US6215163B1 (en) | 2001-04-10 |
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