JPH11307772A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH11307772A
JPH11307772A JP10114998A JP11499898A JPH11307772A JP H11307772 A JPH11307772 A JP H11307772A JP 10114998 A JP10114998 A JP 10114998A JP 11499898 A JP11499898 A JP 11499898A JP H11307772 A JPH11307772 A JP H11307772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
film
gate electrode
gate
silicon nitride
Prior art date
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Pending
Application number
JP10114998A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshisuke Yatsuyanagi
俊祐 八柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP10114998A priority Critical patent/JPH11307772A/ja
Publication of JPH11307772A publication Critical patent/JPH11307772A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ICにおいて、シリコン窒化膜は、空気中の
水分のみならずプロセス中に発生する水分を阻止する特
性に優れており各種保護膜として利用されている。しか
し、ウエット処理に於いてシリコン窒化膜は、シリコン
酸化膜とは大きく異なるエッチングレートを持つので、
厳密には、所望の形状にならない。 【解決手段】 LDD構造によるMOS型トランジスタ
ーにおいて、少なくともゲート電極上に接して配置され
たTEOSより生成されたゲート上酸化膜と、ゲート電
極の横方向周囲に接して配置された所望の形状を有する
TEOSによるサイドウオールと、前記ゲート上酸化膜
上に及びサイドウオール上に設けられたシラン(SiH
4)のプラズマCVD法により生成されたバリアー酸化
膜と、更にその上部に平坦化膜として配置されたBPS
G膜とで構成されるシリコン窒化膜を構成要件としない
ことを特徴とする半導体装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、半導体装置の
内、LDD構造を有するMOS型ICの構造に関する。
就中、電気特性特に、ホットキャリアー耐性を改善して
信頼性に関する寿命を長くし、取り扱いのし難いシリコ
ン窒化膜の省略を可能ならしめた、LDD構造を有する
MOS型ICを提案するものである。
【0002】
【従来の技術】 ICの微細化が進み高集積化が実現す
るに従って、ホットキャリアーの影響が現実的な問題と
なっている。この理由は、ゲート長が短くなるに従っ
て、ゲートに与える電界は、同じ電圧としてもその電界
は高くなり、そこを通過するキャリアーが高いエネルギ
ーを得て衝突現象を起こすようになってくる。これが、
所謂ホットキャリアーの現象であり、MOSトランジス
ターの電気的特性は云うに及ばず素子の寿命にも重大な
影響を与えている。
【0003】そこで、ソース領域、ドレイン領域の端部
に低濃度のソース領域、低濃度のドレイン領域を設ける
ことによって、空乏層を広げて、この領域に掛かる電界
を弱めホットキャリアーの注入を抑制するLDD構造が
提案されそれなりの効果が認められ、現在は基本的に
は、このLDD構造が採用されている。
【0004】LDDの構成要件は熟知されているので詳
細な説明を省くが、MOS型トランジスターを形成する
に際し、ドレインの構造を低濃度ドレイン層と本来の高
濃度ドレイン層とで構成し、しかも低濃度ドレイン層は
ゲートチャネルの領域内に作り実質的にチャネルを画定
するものである。そのために、ゲート電極の周辺サイド
に拡張して設置した絶縁物、具体的にはシリコン酸化物
によるサイドウオールを設け、それを使うことによって
極微少の距離や不純物濃度を制御してLDD構造の目的
を達成していた。
【0005】多くのトランジスターを目的に合わせて接
続して回路機能を構成するICに於いては、更に安定性
を求めるために信頼性向上を目的としてバリアー酸化膜
やバリアー窒化膜を設けていた。しかしながら、近来の
工業の要求はさらなる信頼性即ち寿命の安定化、向上が
要求されてきた。
【0006】それらを具体的に満足するためにトランジ
スターの構造は勿論の事ながら一般的傾向は、膜を最適
条件で得る作り方や、最適の膜質を選択する方法などで
具体化されてきた。例えば外部から進入する水分に対し
ては膜質を堅くしたり幾重にも保護膜を配置したりして
いた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】 シリコン窒化膜は、
空気中の水分を阻止する特性に優れているし、またプロ
セス中に発生する水分を阻止する特性に優れており保護
膜やバリアー膜として用いられている。
【0008】しかしながら、ウエット処理に於いて酸化
膜とは異なるエッチングレートを持ち単独で処理する
か、わざわざシリコン窒化膜のための処理をしなけれ
ば、厳密には所望の形状にならないという難しさがあっ
た。例えば、コンタクトホールの内部の縦構造で、積層
されているシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とのエッチ
ングレートの差があるので内部にシリコン窒化膜の庇を
作り、外周部に電極材料が付着しにくい構造になってし
まう。
【0009】本発明は、上記したごとき問題点を解決す
るものであり、工業的にも簡単で確実に電気的特性を改
良したMOS型半導体装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】 本発明は、半導体基板
上に設けられた一導電型のチャネル領域をカバーした熱
酸化膜によるゲート酸化膜と、その上に設けられたゲー
ト電極と、逆導電型の低濃度領域を有するソース層と逆
導電型の低濃度領域を有するドレイン層で構成されるL
DD構造によるMOS型トランジスターにおいて、少な
くともゲート電極上に直接接して配置された膜はTEO
Sにより生成されたゲート上酸化膜で構成され、ゲート
電極の横方向周囲に接して配置されたTEOSにより生
成されたサイドウオールと、前記ゲート上酸化膜上に設
けられたシラン(SiH4)のプラズマCVD法により
生成されたバリアー酸化膜と、更にその上部に配置され
たBPSG膜による平坦化膜とで構成されシリコン窒化
膜を構成要件としないことを特徴とする半導体装置を提
供するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】 本発明を、図1に従って詳細に
説明する。本発明は、P型半導体基板1の表面を酸化雰
囲気で加熱して、140Åのゲート酸化膜4を形成す
る。ここで半導体基板1は、N型であってもP型であっ
ても半導体基板と称するだけであって、ウエルを設ける
か否かは発明の本質と関係がないので、P型半導体基板
1として簡略化して表現している。ウエルを設けたもの
であればP型のウエルを意味している。
【0012】次いで、ポリシリコンをCVDで付着した
り、導電率を低下せしめるために燐(P)をイオン注入
したり、タングステンシリコン(WSi)を付着したり
してゲート電極を形成するための準備をした後に、エッ
チングを行ってゲート電極7を得る。
【0013】LDD構造の特徴であるゲート電極7が出
来た後は、このゲート電極をマスクにして低濃度ドレイ
ン層3、低濃度ソース層5を設ける。ドーズ量として
は、2E13程度である。
【0014】次に、サイドウオール9を作るためにCV
D法により酸化膜をつけ、エッチバックして生成する。
前後関係はどちらでも良いが、ゲート電極7の保護やソ
ース、ドレインのイオンに注入時のダメージ防止のため
に、ゲート上酸化膜8も設けられる。これらのサイドウ
オール9、ゲート電極7、ゲート上酸化膜8をマスクに
してドレイン層2、ソース層6を設ける。
【0015】この構成要素の生成までは、通常のLDD
構造のトランジスターであれば斯界に於いては周知の技
術である。本発明に於ける特徴は、ここで全体を覆って
プラズマCVDによってバリアー酸化膜10を設けるこ
とにある。このバリアー酸化膜10は1000Åであ
る。詳細な条件の一例を示すとシリコンソースとしてシ
ラン(SiH4)、亜酸化窒素(N2O)、キャリアー
ガスとして窒素(N2)が使用されて、410℃で、
2.2torrの真空中でプラズマをたてて反応が行わ
れる。
【0016】夫々のガスの具体的流量は反応させる装置
によって大いに変化するし高周波発信機出力にも変化を
要求されるが、その一例を示すとSiH4は0.2SL
M、N2Oは6SLM、N2は3.15SLM、RFパ
ワーは540Wで作業がなされた。バラツキの監視やダ
ングリングボンドの多さ加減によって時には流量を当然
制御することになるがSiH4の量を増加することがダ
ングリングボンドを増加せしめる。
【0017】次いで、このバリアー酸化膜10の上に直
接BPSG膜11を生成する。その厚さは8000Åで
ありICの層間の平坦化に用いられる。従って、ボロン
と燐とを十分高濃度で含んで生成されたBPSG膜は、
その後800℃で熱処理を行う事によってほぼ平坦な膜
に変化せしめられる。
【0018】本発明の他の実施の形態によれば、斯様に
してバリアー酸化膜10とBPSG膜11とを形成した
後、夫々の必要に応じて穿ったコンタクトホールを開け
一層目の配線を作った後に必要に応じて2層目の層間絶
縁膜を設ける時に本発明の如くダングリングボンドの多
く持つ第2のバリアー酸化膜を設けることを阻止しな
い。
【0019】
【発明の効果】 本発明によれば、バリアー酸化膜中の
ダングリングボンドが増加したので、ICの上部から進
入した水分やH2が、このダングリングボンドによって
トラップされる。トラップされることによって、水分や
H2が固定化され、ゲート上酸化膜、サイドウオールば
かりでなくゲート酸化膜にも水分やH2の影響を防御す
るのである。
【0020】本発明によれば、実施の形態の項目でも述
べたように、従来存在していたシリコン窒化膜を排除し
たので、実質的に酸化膜だけとなったことによって、コ
ンタクトホールの内部にシリコン窒化膜の庇が無くなる
効果を生むのである。従って、コンタクトホール内で電
極金属が変形しないので断線などの致命的不良を除去で
きたのである。
【0021】更には、シリコン窒化膜を除去したのであ
るから、シリコン窒化膜が他の膜に与えていた引っ張り
応力による歪みが無くなるので、MOSトランジスター
の電気的特性に与える影響を低下することが出来た。上
記した通り、本発明はシリコン窒化膜を省略して簡単な
プラズマ酸化膜に変更することにより、水分やH2によ
るホットキャリアーの耐性をも向上し以てトランジスタ
ーの特性も向上する斯界に於いてあたえる効果大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明を説明するための模式的断面図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に設けられた一導電型のチ
    ャネル領域を覆って設けられた熱酸化膜によるゲート酸
    化膜と、その上に設けられたゲート電極と、前記チャネ
    ル領域に対して夫々逆導電型の低濃度層を有するソース
    層と、ドレイン層とで構成されるLDD構造によるMO
    S型トランジスターにおいて、少なくともゲート電極上
    に接して配置されたTEOSより生成されたゲート上酸
    化膜と、ゲート電極の横方向周囲に接して配置された所
    望の形状を有するサイドウオールと、前記ゲート上酸化
    膜上に設けられたシラン(SiH4)のプラズマCVD
    法により生成されたバリアー酸化膜と、更にその上部に
    平坦化膜として配置されたBPSG膜とで構成されるシ
    リコン窒化膜を構成要件としないことを特徴とする半導
    体装置。
JP10114998A 1998-04-24 1998-04-24 半導体装置 Pending JPH11307772A (ja)

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JP10114998A JPH11307772A (ja) 1998-04-24 1998-04-24 半導体装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100644056B1 (ko) 2005-10-21 2006-11-10 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 제조 방법
KR100677047B1 (ko) 2005-09-29 2007-02-01 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100677047B1 (ko) 2005-09-29 2007-02-01 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 제조 방법
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Effective date: 20040303

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