JPS5890778A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5890778A JPS5890778A JP18837481A JP18837481A JPS5890778A JP S5890778 A JPS5890778 A JP S5890778A JP 18837481 A JP18837481 A JP 18837481A JP 18837481 A JP18837481 A JP 18837481A JP S5890778 A JPS5890778 A JP S5890778A
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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
- H01L29/66—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
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明はMO8電界効果製半導体装置に係り、特に高エ
ネルギーのイオンや放射線などによってゲート膜中yC
発生する正電荷からもたらされるMUSトランジスタの
し白い値電圧(VTH) ffi化を防ぐことを目的と
した中導体装置に関するものである0 発明の技術的背駿とその問題点 半導体装置を構成する素子の微細化に伴なって様々な!
fr(lf術が生まれてきている0そのようなものとし
てイオン注入技術、ドライエツチング技術、電子ビーム
、X線、DeepUVll光技術が上げられる0しかし
ながら、ζうした新技術から派生する高エネルギーのイ
オン、電子、7オトン、X@などがM08トランジスタ
のゲート酸化膜へ与える照射損傷が問題となっている。
ネルギーのイオンや放射線などによってゲート膜中yC
発生する正電荷からもたらされるMUSトランジスタの
し白い値電圧(VTH) ffi化を防ぐことを目的と
した中導体装置に関するものである0 発明の技術的背駿とその問題点 半導体装置を構成する素子の微細化に伴なって様々な!
fr(lf術が生まれてきている0そのようなものとし
てイオン注入技術、ドライエツチング技術、電子ビーム
、X線、DeepUVll光技術が上げられる0しかし
ながら、ζうした新技術から派生する高エネルギーのイ
オン、電子、7オトン、X@などがM08トランジスタ
のゲート酸化膜へ与える照射損傷が問題となっている。
また今後半導体が宇宙空間、原子炉内で使用されていく
ことを考えると、その使用環境中に存在するX線、電子
線、r線、中性子線などの放射線による照射損傷も大問
題である。こうした種々の放射線や烏エネルギーイオン
がゲート酸化膜である8i0意中に入射すると、シリコ
ンと酸素の結合を1lllて電子・正孔対を発生させた
り、ある場合には原子空孔などの構造欠陥をも生じさせ
る。このうち酸化膜中に発生し良電子・正孔対は、電子
は容易に酸化膜中を移動して逃げていくが、正孔は鹸化
膜中に存在する構造欠陥につかまれやすく、第1図に示
すようにゲート酸化$2中に正電荷が増加していくこと
がよく知られている。ゲート酸化膜中に正電荷が増加す
ると、MO8)ランジスタのしきい値電圧(vTH)が
変化し、集積回路の特性劣化や機能破壊を起こしてしま
う。
ことを考えると、その使用環境中に存在するX線、電子
線、r線、中性子線などの放射線による照射損傷も大問
題である。こうした種々の放射線や烏エネルギーイオン
がゲート酸化膜である8i0意中に入射すると、シリコ
ンと酸素の結合を1lllて電子・正孔対を発生させた
り、ある場合には原子空孔などの構造欠陥をも生じさせ
る。このうち酸化膜中に発生し良電子・正孔対は、電子
は容易に酸化膜中を移動して逃げていくが、正孔は鹸化
膜中に存在する構造欠陥につかまれやすく、第1図に示
すようにゲート酸化$2中に正電荷が増加していくこと
がよく知られている。ゲート酸化膜中に正電荷が増加す
ると、MO8)ランジスタのしきい値電圧(vTH)が
変化し、集積回路の特性劣化や機能破壊を起こしてしま
う。
発明の目的
本発明は従来問題となっていた。ゲート酸化膜中への正
電荷発生によるvTH変化を解消するゲート構造をもつ
半導体装置を提供するものであり。
電荷発生によるvTH変化を解消するゲート構造をもつ
半導体装置を提供するものであり。
ゲートを従来のf3 i02膜からシリコン基板上に窒
化シリコン膜とS iOz膜を積層させた構造へ変えた
ことを特徴としている。
化シリコン膜とS iOz膜を積層させた構造へ変えた
ことを特徴としている。
発明のaS
SiOz模中に発生する正電荷は、放射−が入射したこ
とによる5inzIII中における電子・正孔対の発生
と正孔の残留に起因していることを前に述べた0゛そこ
でMOS)ランジスタのvTH変化を解消するには、ゲ
ート膜中に発生した電子・正孔対のうち正孔のみではな
く、電子もまた捕獲されてしまうようにすることで実効
的にはV’rH変化をなくすことができる。電子を捕獲
させるには、Sム02膜ではなく窒化シリコン膜の方が
良い。窒化シリコン膜(8iaN4)中を流れる電気伝
導機構は、 5i04が電極(例えば出ゲート構造の場
合の多結晶シリコンとシリコン基板)からの電子注入に
よって電気伝導が決まゐ電極制限電流であるのに対して
、窒化シリコン膜中の不純物や、格子不整に起因したト
ラップによる電子の捕獲、放出によって電気伝導が決ま
るトラップ制限電流である。よって窒化シリコン膜中で
は電子が容易に捕獲されやすい性質をもっている。そこ
で第2図に示すようにゲート構造をS ioz膜2と8
i SN4属4の2層構造にすることによって、ゲー
)[11中に放射線が入射して電子・正孔対を発生させ
たとして%、5iOz膜中には正孔が、Sム3N4膜中
には電子が捕獲されやすく、結果としてゲート膜中にお
いては電気的に中性な状態が保たれる。なおシリコン基
板上に5ift編を成長させると、一般にシリコン基板
と5ift膜の界面近傍において正孔が捕獲されやすい
ことが良く知られているのでシリコン基板上には8is
Nagを成★させるのが良い。
とによる5inzIII中における電子・正孔対の発生
と正孔の残留に起因していることを前に述べた0゛そこ
でMOS)ランジスタのvTH変化を解消するには、ゲ
ート膜中に発生した電子・正孔対のうち正孔のみではな
く、電子もまた捕獲されてしまうようにすることで実効
的にはV’rH変化をなくすことができる。電子を捕獲
させるには、Sム02膜ではなく窒化シリコン膜の方が
良い。窒化シリコン膜(8iaN4)中を流れる電気伝
導機構は、 5i04が電極(例えば出ゲート構造の場
合の多結晶シリコンとシリコン基板)からの電子注入に
よって電気伝導が決まゐ電極制限電流であるのに対して
、窒化シリコン膜中の不純物や、格子不整に起因したト
ラップによる電子の捕獲、放出によって電気伝導が決ま
るトラップ制限電流である。よって窒化シリコン膜中で
は電子が容易に捕獲されやすい性質をもっている。そこ
で第2図に示すようにゲート構造をS ioz膜2と8
i SN4属4の2層構造にすることによって、ゲー
)[11中に放射線が入射して電子・正孔対を発生させ
たとして%、5iOz膜中には正孔が、Sム3N4膜中
には電子が捕獲されやすく、結果としてゲート膜中にお
いては電気的に中性な状態が保たれる。なおシリコン基
板上に5ift編を成長させると、一般にシリコン基板
と5ift膜の界面近傍において正孔が捕獲されやすい
ことが良く知られているのでシリコン基板上には8is
Nagを成★させるのが良い。
発明の実施例
本発明による実施例を第3図(3−m)〜(3−d)の
断面工程図に従って説明する。まず通常のMO8m造プ
ロセスによってシリコン基板5上にCVD・5t(Jz
膜64槓後、素子部となる領域7のみ選択的VC穴あけ
する(3−a)。次にウェーハ全面に513N47II
8.5iOzd 9 f: ソtL −’f’ tL
8iC14とNHs、U2とS If−14ガスによ
る気相成長にて順次堆積する(3 b)o引き続き多
結晶シリコン10を堆積する( 3− C)’1以降通
常のS鳳ゲー)MO8製造プロセス゛V(従ってゲート
部11形成後(3−d)、ソース・ドレイン形成、電極
配線を行って素子を形成する。
断面工程図に従って説明する。まず通常のMO8m造プ
ロセスによってシリコン基板5上にCVD・5t(Jz
膜64槓後、素子部となる領域7のみ選択的VC穴あけ
する(3−a)。次にウェーハ全面に513N47II
8.5iOzd 9 f: ソtL −’f’ tL
8iC14とNHs、U2とS If−14ガスによ
る気相成長にて順次堆積する(3 b)o引き続き多
結晶シリコン10を堆積する( 3− C)’1以降通
常のS鳳ゲー)MO8製造プロセス゛V(従ってゲート
部11形成後(3−d)、ソース・ドレイン形成、電極
配線を行って素子を形成する。
発明の効米
このように本発明によれば従来の工程を複雑にすること
なく単にゲートを84nN4膜と8i02Qの2ノー構
fLVこするだけで照射損傷によるMOSトランジスタ
のvTH変化を解決することかで自る0なお813N4
膜の形成は5i02膜の熱的窒化(Sの2編をNHa中
にてアニール)などによって形成しても良い0
なく単にゲートを84nN4膜と8i02Qの2ノー構
fLVこするだけで照射損傷によるMOSトランジスタ
のvTH変化を解決することかで自る0なお813N4
膜の形成は5i02膜の熱的窒化(Sの2編をNHa中
にてアニール)などによって形成しても良い0
、ig1図ri従来上の問題点を説明するためのゲート
断面図、第2図は本発明を説明するためのゲ−+?−Q
)A−9−d) ト断面図、第3図淋本願発明の詳細な説明するだめの工
程断面図である0 図において、 l、5・・・シリコン基板、2.9・
・・ゲート5iOz膜、 4.8・・・ゲート3i3N4膜、 3.10・・・多結晶シリコン膜 7・・・素子形成部、 l】・・・ゲート部、6・・・
絶縁膜。 (7317)代理人 弁理士 則 近 唐 佑(ほか
1名) 第 1 図 7 第3図 ”ft E 図
断面図、第2図は本発明を説明するためのゲ−+?−Q
)A−9−d) ト断面図、第3図淋本願発明の詳細な説明するだめの工
程断面図である0 図において、 l、5・・・シリコン基板、2.9・
・・ゲート5iOz膜、 4.8・・・ゲート3i3N4膜、 3.10・・・多結晶シリコン膜 7・・・素子形成部、 l】・・・ゲート部、6・・・
絶縁膜。 (7317)代理人 弁理士 則 近 唐 佑(ほか
1名) 第 1 図 7 第3図 ”ft E 図
Claims (1)
- MO8lt界効果盤半導体装置においで、ゲート絶縁膜
が、半導体基板上に窒化シリコン膜、シリコン酸化膜が
順次積層されていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18837481A JPS5890778A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18837481A JPS5890778A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5890778A true JPS5890778A (ja) | 1983-05-30 |
Family
ID=16222496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18837481A Pending JPS5890778A (ja) | 1981-11-26 | 1981-11-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5890778A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5187113A (en) * | 1991-05-17 | 1993-02-16 | United Technologies Corporation | Field oxide termination and gate oxide formation |
US5478765A (en) * | 1994-05-04 | 1995-12-26 | Regents Of The University Of Texas System | Method of making an ultra thin dielectric for electronic devices |
US5504021A (en) * | 1994-04-08 | 1996-04-02 | United Microelectronics Corp. | Method of fabricating thin O/N/O stacked dielectric for high-density DRAMs |
US5543343A (en) * | 1993-12-22 | 1996-08-06 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method fabricating an integrated circuit |
US5834360A (en) * | 1996-07-31 | 1998-11-10 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of forming an improved planar isolation structure in an integrated circuit |
US5927992A (en) * | 1993-12-22 | 1999-07-27 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of forming a dielectric in an integrated circuit |
US5972776A (en) * | 1995-12-22 | 1999-10-26 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of forming a planar isolation structure in an integrated circuit |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4911080A (ja) * | 1972-05-26 | 1974-01-31 | ||
JPS5632768A (en) * | 1979-08-24 | 1981-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
-
1981
- 1981-11-26 JP JP18837481A patent/JPS5890778A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4911080A (ja) * | 1972-05-26 | 1974-01-31 | ||
JPS5632768A (en) * | 1979-08-24 | 1981-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5187113A (en) * | 1991-05-17 | 1993-02-16 | United Technologies Corporation | Field oxide termination and gate oxide formation |
US5543343A (en) * | 1993-12-22 | 1996-08-06 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method fabricating an integrated circuit |
US5742095A (en) * | 1993-12-22 | 1998-04-21 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method of fabricating planar regions in an integrated circuit |
US5927992A (en) * | 1993-12-22 | 1999-07-27 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of forming a dielectric in an integrated circuit |
US5504021A (en) * | 1994-04-08 | 1996-04-02 | United Microelectronics Corp. | Method of fabricating thin O/N/O stacked dielectric for high-density DRAMs |
US5478765A (en) * | 1994-05-04 | 1995-12-26 | Regents Of The University Of Texas System | Method of making an ultra thin dielectric for electronic devices |
US5578848A (en) * | 1994-05-04 | 1996-11-26 | Regents Of The University Of Texas System | Ultra thin dielectric for electronic devices and method of making same |
US5972776A (en) * | 1995-12-22 | 1999-10-26 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of forming a planar isolation structure in an integrated circuit |
US5834360A (en) * | 1996-07-31 | 1998-11-10 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of forming an improved planar isolation structure in an integrated circuit |
US6046483A (en) * | 1996-07-31 | 2000-04-04 | Stmicroelectronics, Inc. | Planar isolation structure in an integrated circuit |
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