JPS60210878A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS60210878A JPS60210878A JP6572184A JP6572184A JPS60210878A JP S60210878 A JPS60210878 A JP S60210878A JP 6572184 A JP6572184 A JP 6572184A JP 6572184 A JP6572184 A JP 6572184A JP S60210878 A JPS60210878 A JP S60210878A
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Classifications
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- 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
- H01L29/792—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with charge trapping gate insulator, e.g. MNOS-memory transistors
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に耐酸化性を
有する膜上に、比較的低温で良質の二酸化シリコン膜を
形成する半導体装置の製造方法に関する。
有する膜上に、比較的低温で良質の二酸化シリコン膜を
形成する半導体装置の製造方法に関する。
従来、窒化シリコン膜のような耐酸化性を有する膜上に
二酸化シリコン膜をあるいはその他の酸化膜を形成する
場合には、以下に示す２つの方法が用いられてきた。
二酸化シリコン膜をあるいはその他の酸化膜を形成する
場合には、以下に示す２つの方法が用いられてきた。
１）９００℃以上の酸化性雰囲気中で長時藺熱処理する
。 （ＩＥＲＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ、 ｖｏｌ、Ｅ Ｄ −
２４、５８４（１９７７） ）２）化学気相成長法（Ｃ
ＶＤ法）により形成する。
。 （ＩＥＲＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓ、 ｖｏｌ、Ｅ Ｄ −
２４、５８４（１９７７） ）２）化学気相成長法（Ｃ
ＶＤ法）により形成する。
（Ｓｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
ｖｏｌ、２ ４ 、 ５１７（１９８１） ） しかしながら、１）の方法では高温・長時間の熱処理に
より、耐酸化性の膜が劣化してしまう。
ｖｏｌ、２ ４ 、 ５１７（１９８１） ） しかしながら、１）の方法では高温・長時間の熱処理に
より、耐酸化性の膜が劣化してしまう。
例えば、 ＭＯＮＯ５（Ｍｅｔａｌ ０ｘｉｄｅ Ｎ１
ｔｒｉｄｅ ０ｘｉｄｅＳｓ■１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
）型不揮発性メモリを作成する際、窒化シリコン堆積後
、高温で酸化すると、窒化シリコン膜の伝導率が上昇す
るとともに、Ｓｌ基板・二酸化シリコン界面のサーフェ
イスティト（Ｓ ｕｒｆａｃｅ Ｓ ｔａｔｅ）が増加
する。この結果、メモリ特性としては、記憶保持特性の
劣化として現れる。
ｔｒｉｄｅ ０ｘｉｄｅＳｓ■１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
）型不揮発性メモリを作成する際、窒化シリコン堆積後
、高温で酸化すると、窒化シリコン膜の伝導率が上昇す
るとともに、Ｓｌ基板・二酸化シリコン界面のサーフェ
イスティト（Ｓ ｕｒｆａｃｅ Ｓ ｔａｔｅ）が増加
する。この結果、メモリ特性としては、記憶保持特性の
劣化として現れる。
２）の方法では、二酸化シリコン膜が比較的低温で堆積
できるため、耐酸化性の膜への悪影瞥は見られない。し
かしながら、ゲート電極堆積前に通常実施される。希フ
ッ酸溶液でのライトエツチング時に問題が生じる。すな
わち堆積した二酸化シリコンの希フッ酸溶液に対するエ
ツチング量が、熱酸化膜に比較して３〜ＩＯ倍大きいた
め、膜厚制御性に難がある。堆積温度を高くする、ある
いは堆積後熱処理を施すことにより、熱酸化膜のエツチ
ング量に近づけることはできるが、そうすると前記１）
の方法と同一の問題が生じる。
できるため、耐酸化性の膜への悪影瞥は見られない。し
かしながら、ゲート電極堆積前に通常実施される。希フ
ッ酸溶液でのライトエツチング時に問題が生じる。すな
わち堆積した二酸化シリコンの希フッ酸溶液に対するエ
ツチング量が、熱酸化膜に比較して３〜ＩＯ倍大きいた
め、膜厚制御性に難がある。堆積温度を高くする、ある
いは堆積後熱処理を施すことにより、熱酸化膜のエツチ
ング量に近づけることはできるが、そうすると前記１）
の方法と同一の問題が生じる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、耐酸化性を有する膜上に、比較的低温
で良質の二酸化シリコン膜を形成する方法を提供するこ
とにあり、これにより性能の良い半導体装置の製造方法
を提供することにある。
で良質の二酸化シリコン膜を形成する方法を提供するこ
とにあり、これにより性能の良い半導体装置の製造方法
を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明の構成は、耐酸
化性を有する膜上にシリコン膜を形成し、しかる後に比
較的低温の酸化性雰囲気中で熱処理して、シリコン膜を
二酸化シリコン膜に変換すること、あるいは、耐酸化性
を有する膜上にＣＶＤ法により二酸化シリコン膜を形成
後、比較的低温の酸化性雰囲気中で熱処理して緻密化す
ることにある。
化性を有する膜上にシリコン膜を形成し、しかる後に比
較的低温の酸化性雰囲気中で熱処理して、シリコン膜を
二酸化シリコン膜に変換すること、あるいは、耐酸化性
を有する膜上にＣＶＤ法により二酸化シリコン膜を形成
後、比較的低温の酸化性雰囲気中で熱処理して緻密化す
ることにある。
以下、本発明の実施例を詳細に述べる。なお、本発明は
、後述する実施例のみに限定されるものではない。
、後述する実施例のみに限定されるものではない。
実施例１
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例としての半導
体装置の製造方法を示した概略工程図である。
体装置の製造方法を示した概略工程図である。
第１図（ａ）に示すように、抵抗率１０〜１５Ω・口、
Ｐ型（１００）のシリコン基板１に分離用酸化膜２を形
成した後、所定の部分の酸化膜を除去し、２ｎｍ程度の
薄い酸化膜３を０２ ／ Ｎ ２希釈比１０−ａ、温度
８５０℃で形成した。引き続き、ＣＶＤ法によりＳ ｉ
Ｈ４／ＮＨｍ比１Ｏ−３、温度８００℃で約６５０℃
で約１０ｎｍの窒化シリコン膜４を、次いでＳｉＨ４／
Ｎ、比１０−３、温度６５０℃で約３ｎｒｎのシリコン
膜５を堆積した。
Ｐ型（１００）のシリコン基板１に分離用酸化膜２を形
成した後、所定の部分の酸化膜を除去し、２ｎｍ程度の
薄い酸化膜３を０２ ／ Ｎ ２希釈比１０−ａ、温度
８５０℃で形成した。引き続き、ＣＶＤ法によりＳ ｉ
Ｈ４／ＮＨｍ比１Ｏ−３、温度８００℃で約６５０℃
で約１０ｎｍの窒化シリコン膜４を、次いでＳｉＨ４／
Ｎ、比１０−３、温度６５０℃で約３ｎｒｎのシリコン
膜５を堆積した。
この後、８００℃のドライ０．中で酸化すると、シリコ
ン［５が、第１図（ｂ）に示すように、約６ｎｍの二酸
化シリコン膜６に変換された。
ン［５が、第１図（ｂ）に示すように、約６ｎｍの二酸
化シリコン膜６に変換された。
引き続き、第１図（ｅ）に示すように、ＣＶＤ法により
６２５℃で多結晶シリコン７を３５０ｎｍ堆積させ、ゲ
ートとなるべき部分のみを残して写真食刻したのち、リ
ンイオンを酸化膜６、窒化膜４、酸化膜３の３層膜を通
してエネルギー９０ＫｅＶ、打込量ｌＸｌ０”／ａｉＴ
で打込みソースおよびドレインｎ＋拡散層８を形成する
とともに多結晶シリコンゲート７にもドーピングした。
６２５℃で多結晶シリコン７を３５０ｎｍ堆積させ、ゲ
ートとなるべき部分のみを残して写真食刻したのち、リ
ンイオンを酸化膜６、窒化膜４、酸化膜３の３層膜を通
してエネルギー９０ＫｅＶ、打込量ｌＸｌ０”／ａｉＴ
で打込みソースおよびドレインｎ＋拡散層８を形成する
とともに多結晶シリコンゲート７にもドーピングした。
この後、リンガラス膜９を全面に堆積したのち、打込ま
れたリンイオンの活性化、およびリンガラス膜の緻密化
を兼ねて、９００℃の水素雰囲気中で２０分熱処理した
。この後、コンタクト用の穴あけを行ない多結晶シリコ
ン７およびｎ１拡散層８と電気的な接続をとるために、
この上にＡＱによる配線層ｌＯを形成しｉ＝。この後の
工程は、通常のＭＯＳプロセスに従った。
れたリンイオンの活性化、およびリンガラス膜の緻密化
を兼ねて、９００℃の水素雰囲気中で２０分熱処理した
。この後、コンタクト用の穴あけを行ない多結晶シリコ
ン７およびｎ１拡散層８と電気的な接続をとるために、
この上にＡＱによる配線層ｌＯを形成しｉ＝。この後の
工程は、通常のＭＯＳプロセスに従った。
このようにして形成されたＭＯＮＯ３型不揮発性メモリ
素子は、熱酸化により窒化シリコン膜上に二酸化シリコ
ン膜を形成した場合に比べて、以下のような特性上の利
点を有する。すなわち、記憶保持特性は第２図に示すよ
うに、書込側・消去側とも改善されるとともに、第３図
に示すように消去速度が速くなる。なお図中、Ａは本実
施例の特性曲線であり、Ｂは従来側の特性曲線である。
素子は、熱酸化により窒化シリコン膜上に二酸化シリコ
ン膜を形成した場合に比べて、以下のような特性上の利
点を有する。すなわち、記憶保持特性は第２図に示すよ
うに、書込側・消去側とも改善されるとともに、第３図
に示すように消去速度が速くなる。なお図中、Ａは本実
施例の特性曲線であり、Ｂは従来側の特性曲線である。
実施例２
実施例１で、窒化シリコン膜４を堆積後、Ｓ ｉＨ４／
Ｎ、０＝１１５０．温度８４０℃、圧力ＩＴｏｒｒで約
６ｎｍの二酸化シリコン膜を形成した。その後、８５０
℃の水蒸気雰囲気で熱処理した。ゲートとなる多結晶シ
リコンの堆積工程以後は実施例に従った。
Ｎ、０＝１１５０．温度８４０℃、圧力ＩＴｏｒｒで約
６ｎｍの二酸化シリコン膜を形成した。その後、８５０
℃の水蒸気雰囲気で熱処理した。ゲートとなる多結晶シ
リコンの堆積工程以後は実施例に従った。
このようにして形成されたＭＯＮＯ３型不揮発性メモリ
素子も、実施例１と同様の特性上の利点を有することを
確認した。
素子も、実施例１と同様の特性上の利点を有することを
確認した。
以上述べた通り、本発明によれば、耐酸化性を有する膜
上に、下層にダメージを与えることなく比較的低温で良
質の二酸化シリコン膜を形成できるので、ＭＯＮＯ５ａ
造メモリ素子の記憶保持特性・消去速度を改善する効果
がある。
上に、下層にダメージを与えることなく比較的低温で良
質の二酸化シリコン膜を形成できるので、ＭＯＮＯ５ａ
造メモリ素子の記憶保持特性・消去速度を改善する効果
がある。
また、以上の実施例では、トンネル絶縁膜として薄い酸
化膜を採用したが、熱窒化膜、あるいは酸窒化膜を用い
ても全く同様の効果が得られた。
化膜を採用したが、熱窒化膜、あるいは酸窒化膜を用い
ても全く同様の効果が得られた。
第１図（ａ）〜（ｃ）は１本発明の一実施例としての半
導体装置の製法を説明するための概略工程断面図、第２
図および第３図は本発明の効果を示す曲線図である。 １・・・シリコン基板、２・・・分離用酸化膜、３・・
・薄い酸化膜、４・・・窒化シリコン膜、５・・・シリ
コン膜、６・・・二酸化シリコン膜、７・・・多結晶シ
リコン、８・・・ｎ“拡散層、９・・・リンガラス膜、
１０・・・ＡＱ。 第１図 ＱＬン 第 ２ 図 第 ３ 図
導体装置の製法を説明するための概略工程断面図、第２
図および第３図は本発明の効果を示す曲線図である。 １・・・シリコン基板、２・・・分離用酸化膜、３・・
・薄い酸化膜、４・・・窒化シリコン膜、５・・・シリ
コン膜、６・・・二酸化シリコン膜、７・・・多結晶シ
リコン、８・・・ｎ“拡散層、９・・・リンガラス膜、
１０・・・ＡＱ。 第１図 ＱＬン 第 ２ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程、該第
１の絶縁膜上に耐酸化性の膜を形成する工程、該耐酸化
性膜上にシリコン膜を形成する工程、しかる後上記シリ
コン膜を二酸化シリコン膜に変換する工程、該二酸化シ
リコン膜上に電極を形成する工程、を少なくとも半導体
装置の製造方法。 ２、半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程、該第
１の絶縁膜上に耐酸化性の膜を形成する工程、該耐酸化
膜上に二酸化シリコン膜を形成する工程、しかる後に酸
化性雰囲気中で熱処理する工程、該二酸化シリコン膜上
に電極を形成する工程、を少なくとも含む半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6572184A JPS60210878A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6572184A JPS60210878A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210878A true JPS60210878A (ja) | 1985-10-23 |
Family
ID=13295162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6572184A Pending JPS60210878A (ja) | 1984-04-04 | 1984-04-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210878A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993024959A1 (en) * | 1992-05-29 | 1993-12-09 | Citizen Watch Co., Ltd. | Semiconductor nonvolatile storage device, semiconductor device, and its manufacture method |
| JP2006066587A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc | シリコン酸化膜の形成方法 |
| US9472394B2 (en) | 2013-01-16 | 2016-10-18 | Tokyo Electron Limited | Method of forming silicon oxide film |
-
1984
- 1984-04-04 JP JP6572184A patent/JPS60210878A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993024959A1 (en) * | 1992-05-29 | 1993-12-09 | Citizen Watch Co., Ltd. | Semiconductor nonvolatile storage device, semiconductor device, and its manufacture method |
| US5496753A (en) * | 1992-05-29 | 1996-03-05 | Citizen Watch, Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor nonvolatile storage device |
| JP2006066587A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc | シリコン酸化膜の形成方法 |
| US9472394B2 (en) | 2013-01-16 | 2016-10-18 | Tokyo Electron Limited | Method of forming silicon oxide film |
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