JPS61152026A - 半導体装置作製方法 - Google Patents
半導体装置作製方法Info
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- JPS61152026A JPS61152026A JP59281660A JP28166084A JPS61152026A JP S61152026 A JPS61152026 A JP S61152026A JP 59281660 A JP59281660 A JP 59281660A JP 28166084 A JP28166084 A JP 28166084A JP S61152026 A JPS61152026 A JP S61152026A
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- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
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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】
ｒ発明の利用分野」
本発明は、絶縁ゲイト型電界効果半導体装置（ＥＧＦと
いう）のゲイト、キャパシタの誘電体およびその上の電
極の作製方法であって、絶縁膜の一部または全部として
窒化物被膜を光化学反応を用いたＣＶＤ （気相反応）
方法により形成するとともに、この被膜上に半導体、金
属または金属化合物を作製する方法に関する。
いう）のゲイト、キャパシタの誘電体およびその上の電
極の作製方法であって、絶縁膜の一部または全部として
窒化物被膜を光化学反応を用いたＣＶＤ （気相反応）
方法により形成するとともに、この被膜上に半導体、金
属または金属化合物を作製する方法に関する。
ｒ従来の技術１
１ＧＦのゲイト（ゲイト絶縁膜およびディト電極）の作
製方法として、それぞれを異なる反応方法で異なる反応
容器を用いて作製する方法が知られている。特にゲイト
絶縁膜の作製方法としては、塩酸酸化法が知られている
。しかしＩＧＦのチャネル長が短くなるにつれて、この
ＩＧＦのゲイト絶縁膜も単に酸化珪素のみではその上の
ゲイト電極とこの酸化珪素膜とのプロセス中の反応によ
る信頼性低下を誘発し、不十分であることが判明した。
製方法として、それぞれを異なる反応方法で異なる反応
容器を用いて作製する方法が知られている。特にゲイト
絶縁膜の作製方法としては、塩酸酸化法が知られている
。しかしＩＧＦのチャネル長が短くなるにつれて、この
ＩＧＦのゲイト絶縁膜も単に酸化珪素のみではその上の
ゲイト電極とこの酸化珪素膜とのプロセス中の反応によ
る信頼性低下を誘発し、不十分であることが判明した。
そしてその反応のブロッキング材料として、１００〜３
００人の厚さの窒化珪素膜を介在させる二相構造が用い
られるようになった。
００人の厚さの窒化珪素膜を介在させる二相構造が用い
られるようになった。
しかし、かかる薄い窒化珪素をプラズマ気相法で作らん
とすると、絶縁膜として絶縁耐圧が１×１０ｈｖ／ｃｌ
ｌ程度の小さい被膜となってしまう。この点を解決する
ため、酸化珪素上に減圧気相法により窒化珪素膜を作る
ことが試みられた。
とすると、絶縁膜として絶縁耐圧が１×１０ｈｖ／ｃｌ
ｌ程度の小さい被膜となってしまう。この点を解決する
ため、酸化珪素上に減圧気相法により窒化珪素膜を作る
ことが試みられた。
しかしこの減圧気相法の窒化珪素膜を形成すると、ＭＩ
Ｓ構造のＣ−ｖ特性においてヒステリシス特性が見られ
、スレッシュホールド電圧のドリフトがおきてしまった
。
Ｓ構造のＣ−ｖ特性においてヒステリシス特性が見られ
、スレッシュホールド電圧のドリフトがおきてしまった
。
さらにこれらを解決する方法として酸化珪素膜をアンモ
ニア中で１１５０〜１２００℃の高温で窒化珪素に変成
させる方法が知られている。この窒化珪素はヒステリシ
ス特性もな（下地酸化珪素の損傷もなく好ましいもので
あり、さらに高融点金属のゲイト電極の密着性にも優れ
たものである。
ニア中で１１５０〜１２００℃の高温で窒化珪素に変成
させる方法が知られている。この窒化珪素はヒステリシ
ス特性もな（下地酸化珪素の損傷もなく好ましいもので
あり、さらに高融点金属のゲイト電極の密着性にも優れ
たものである。
しかし、かかる高温処理は基板材料の劣化をもたらし、
超ＬＳＩにおいて不十分といわざるを得ない。
超ＬＳＩにおいて不十分といわざるを得ない。
ｒ問題を解決するための手段ｊ
本発明はこれらの問題を解決するため、下地の酸化珪素
膜にまったく損傷を与えることない安定な窒化物被膜を
光ＣＶＤ法で形成せしめ、さらに引き続いてこの表面を
大気に触れさせることなくゲイト電極用の金属または金
属化合物を形成せしめたものである。かかる工程により
、ゲイト電極下に水、酸素等の吸着物の存在をなくし、
きわめて薄い窒化膜に密着性よく金属または金属化合物
を積層させることが可能となった。
膜にまったく損傷を与えることない安定な窒化物被膜を
光ＣＶＤ法で形成せしめ、さらに引き続いてこの表面を
大気に触れさせることなくゲイト電極用の金属または金
属化合物を形成せしめたものである。かかる工程により
、ゲイト電極下に水、酸素等の吸着物の存在をなくし、
きわめて薄い窒化膜に密着性よく金属または金属化合物
を積層させることが可能となった。
「作用ｊ
この窒化物被膜である窒化アルミニューム（以下ＡＩＮ
という）または窒化珪素（以下ＳｉＮという）は、光Ｃ
ＶＤ法で作ることにより形成された被膜内にアルミニュ
ームまたはシリコンのクラスタを有さず、化学量論的に
不対結合手が殆どない窒化物を作ることができる。そし
て、この上に金属または金属化合物を形成せしめる際、
この窒化物の表面の酸化物の吸着を防ぎ、ゲイト絶縁物
とゲイト電極用高融点金属との間に金属の酸化物の存在
を防ぎ、また水素化物による触媒作用をも防いだもので
ある。かくして絶縁物−電極界面にて局部的な反応によ
る、一部絶縁性を有し、一部室化膜を破壊しての金属と
酸化珪素との反応（水素が触媒作用を有すると推定され
る）を防ぐことが可能となった。
という）または窒化珪素（以下ＳｉＮという）は、光Ｃ
ＶＤ法で作ることにより形成された被膜内にアルミニュ
ームまたはシリコンのクラスタを有さず、化学量論的に
不対結合手が殆どない窒化物を作ることができる。そし
て、この上に金属または金属化合物を形成せしめる際、
この窒化物の表面の酸化物の吸着を防ぎ、ゲイト絶縁物
とゲイト電極用高融点金属との間に金属の酸化物の存在
を防ぎ、また水素化物による触媒作用をも防いだもので
ある。かくして絶縁物−電極界面にて局部的な反応によ
る、一部絶縁性を有し、一部室化膜を破壊しての金属と
酸化珪素との反応（水素が触媒作用を有すると推定され
る）を防ぐことが可能となった。
窒化物被膜とその上の導体とを同一反応炉にて窒化物被
膜上を大気に触れさせることなく形成した。即ち、まず
窒化物被膜を光ＣＶＤ法にて形成の後、この反応炉を真
空引きし、次に導体用反応性気体を導入し、積層して形
成するという１つの反応炉方式が代表的である。しかし
それぞれの被膜を互いに連結した２つの反応炉にてそれ
ぞれ被膜形成する、即ちまず窒化膜を光ＣＶＤ法で形成
し、真空引きの後、ゲイト弁を開とし、さらに隣の反応
炉に移し、ゲイト弁を閉とした後、ここで大気に触れさ
せることなく導体被膜を形成するというマルチチャンバ
方式を採用することも可能である。
膜上を大気に触れさせることなく形成した。即ち、まず
窒化物被膜を光ＣＶＤ法にて形成の後、この反応炉を真
空引きし、次に導体用反応性気体を導入し、積層して形
成するという１つの反応炉方式が代表的である。しかし
それぞれの被膜を互いに連結した２つの反応炉にてそれ
ぞれ被膜形成する、即ちまず窒化膜を光ＣＶＤ法で形成
し、真空引きの後、ゲイト弁を開とし、さらに隣の反応
炉に移し、ゲイト弁を閉とした後、ここで大気に触れさ
せることなく導体被膜を形成するというマルチチャンバ
方式を採用することも可能である。
実施例１
第１図に本発明のＩＧＦの縦断面図を示す。
図面において、基板（１）、フィールド絶縁物（２）。
酸化珪素膜（３）、窒化物被膜（４）よりなるゲイト絶
縁物（５）、ゲイト電極（６）、ソース（７）、ドレイ
ン（８）。
縁物（５）、ゲイト電極（６）、ソース（７）、ドレイ
ン（８）。
チャネルカット（９）、チャネル形成領域（１０）より
なっている。
なっている。
図面はＮチャネルＩＧＦであり、基板（１）上にＰ（１
０）のチャネル形成領域を有し、チャネル長は１．５μ
チヤネル巾１０μとした。ゲイト電極は金属タングステ
ンとした。酸化珪素膜（３）は３００人の厚さを有せし
め、塩酸酸化法による熱酸化膜である。
０）のチャネル形成領域を有し、チャネル長は１．５μ
チヤネル巾１０μとした。ゲイト電極は金属タングステ
ンとした。酸化珪素膜（３）は３００人の厚さを有せし
め、塩酸酸化法による熱酸化膜である。
さらにその上の窒化物被膜はその製造方法について詳細
を実施例２に示す、光化学反応により３０〜４００人の
厚さ例えば１００人の厚さに形成した。
を実施例２に示す、光化学反応により３０〜４００人の
厚さ例えば１００人の厚さに形成した。
さらにこの後、真空引きの後、この反応炉に弗化タング
ステン（ＷＦ６）と水素とを導入し、電気エネルギを加
え、 ％ＩＰ＆ ＋ ３Ｈ２Ｗ ＋ ６ＨＦとして金属
タングステンをプラズマＣＶＤ法により形成した。
ステン（ＷＦ６）と水素とを導入し、電気エネルギを加
え、 ％ＩＰ＆ ＋ ３Ｈ２Ｗ ＋ ６ＨＦとして金属
タングステンをプラズマＣＶＤ法により形成した。
このゲイト電極は
ＷＦ＊ ＋ ２ＳｉＨ＊ −ＷＳｉｚ ＋６ＨＦ＋
Ｈｚとして金属の化合物を形成してもよい。
Ｈｚとして金属の化合物を形成してもよい。
かかるゲイト電極用の導体を形成した後、公知のフォト
リソグラフィ技術を用い、ゲイト電極を形成した。さら
にイオン注入法によりソース（７）。
リソグラフィ技術を用い、ゲイト電極を形成した。さら
にイオン注入法によりソース（７）。
ドレイン（８）に不純物を注入し、光アニールを行った
。かくしてセルファライン法によりゲイト、ソース、ド
レインを作製したが、これらの工程でゲイト電極及びそ
れより延在したリードに剥離現象は見られなかった。
。かくしてセルファライン法によりゲイト、ソース、ド
レインを作製したが、これらの工程でゲイト電極及びそ
れより延在したリードに剥離現象は見られなかった。
かかるＩＧＦにおいては、ＡＩＮまたはＳｉＮを形成し
ない即ち酸化珪素のみにはみられない耐熱性金属である
Ｍｏ、ＴｉＪＪＳｉ、 ＭＯ５ｉｚ４ｉＳｉｚ等の電極
用金属が下地絶縁膜と優れた密着性を有していた。
ない即ち酸化珪素のみにはみられない耐熱性金属である
Ｍｏ、ＴｉＪＪＳｉ、 ＭＯ５ｉｚ４ｉＳｉｚ等の電極
用金属が下地絶縁膜と優れた密着性を有していた。
絶縁耐圧はＡＩＮのみでも光ＣＶＤ法による４Ｘ１０’
Ｖ／ｃｒａを有し、光ＣＶＤ法による窒化珪素の２．５
ＸＩＯ’Ｖ／ｃｍはプラズマエッチ法による窒化珪素
のｌＸ１０’Ｖ／ｃｍよりも２．５〜４倍も高い耐圧を
有していた。
Ｖ／ｃｒａを有し、光ＣＶＤ法による窒化珪素の２．５
ＸＩＯ’Ｖ／ｃｍはプラズマエッチ法による窒化珪素
のｌＸ１０’Ｖ／ｃｍよりも２．５〜４倍も高い耐圧を
有していた。
さらに±４ Ｘ１０”Ｖ／ｃｍの電界に相当する電圧を
加えても、スレッシュホールド電圧の＋ＩＶより±０．
２ｖ以下の範囲でしかドリフトをしなかった。
加えても、スレッシュホールド電圧の＋ＩＶより±０．
２ｖ以下の範囲でしかドリフトをしなかった。
実施例２
以下第２図に示した図面に基づき、本発明の光ＣＶＤ法
によるＡＩＮまたはＳｉＮの製造および、それに引き続
き導体を窒化物上に大気に触れさせることな（形成する
方法の詳細を記す。
によるＡＩＮまたはＳｉＮの製造および、それに引き続
き導体を窒化物上に大気に触れさせることな（形成する
方法の詳細を記す。
第２図において、被形成面を有するシリコン基板（１）
はホルダ（１゛）に保持され、反応室（１２）内のハロ
ゲンヒータ（１３） （上面を水冷（３１））に近接し
て設けられている。反応室（１２） 、紫外光源が配設
された光源室（３５）及びヒータ（１３）が配設された
加熱室（３０）は、それぞれの圧力を１０ｔｏｒｒ以下
の概略同一の真空度に保持した。このために反応に支障
のない気体（窒素、アルゴンまたはアンモニア）を（２
８）より（３６）に供給し、または（３６’）より排気
することにより成就した。また透光性遮蔽板である石英
窓（４０）により、光源室（３５）と反応室（１２）と
が仕切られている。この窓（４０）の上側にはノズル（
３４）が設けられ、反応性気体（３３）が内側に導かれ
るようにした。このノズルは同時にメツシュ（３４’）
を有しプラズマエッチ法の電極を構成している。
はホルダ（１゛）に保持され、反応室（１２）内のハロ
ゲンヒータ（１３） （上面を水冷（３１））に近接し
て設けられている。反応室（１２） 、紫外光源が配設
された光源室（３５）及びヒータ（１３）が配設された
加熱室（３０）は、それぞれの圧力を１０ｔｏｒｒ以下
の概略同一の真空度に保持した。このために反応に支障
のない気体（窒素、アルゴンまたはアンモニア）を（２
８）より（３６）に供給し、または（３６’）より排気
することにより成就した。また透光性遮蔽板である石英
窓（４０）により、光源室（３５）と反応室（１２）と
が仕切られている。この窓（４０）の上側にはノズル（
３４）が設けられ、反応性気体（３３）が内側に導かれ
るようにした。このノズルは同時にメツシュ（３４’）
を有しプラズマエッチ法の電極を構成している。
このノズル（３４）は光ＣＶＤ法で被膜を形成してしま
った後、導体被膜を形成するプラズマ気相法及び窓（４
０）上に形成される不要物のプラズマエッチ法による除
去を行う際の高周波電源（１５） （周波数１３、５６
ＭＨｚ）の一方の電極となっている。
った後、導体被膜を形成するプラズマ気相法及び窓（４
０）上に形成される不要物のプラズマエッチ法による除
去を行う際の高周波電源（１５） （周波数１３、５６
ＭＨｚ）の一方の電極となっている。
光源室の排気に際し逆流による反応性気体の光源室まで
の混入防止のためヒータ（２９）を配設した。
の混入防止のためヒータ（２９）を配設した。
これにより反応性気体のうちの分解後固体となる成分を
トラップし気体のみの進入とさせた。
トラップし気体のみの進入とさせた。
移動に関し、圧力差が生じないようにしたロード・ロッ
ク方式を用いた。まず、予備室（１４）にて基板（１）
及びホルダ（１°）を挿入・配設し、真空引きをした後
、ゲート弁（１６）を開とし、反応室（１２）に移した
。またゲート弁（１６）を閉として、反応室（１２）
、予備室（１４）を互いに仕切フた。
ク方式を用いた。まず、予備室（１４）にて基板（１）
及びホルダ（１°）を挿入・配設し、真空引きをした後
、ゲート弁（１６）を開とし、反応室（１２）に移した
。またゲート弁（１６）を閉として、反応室（１２）
、予備室（１４）を互いに仕切フた。
ドーピング系（３７）は、バルブ（２２） 、流量計（
２１）よりなり、ＷＦｈは（２３）より、水素を（２４
）より供給した。Ｓｉ、Ｆ、または５ｉＪｉを（２５）
よりアンモニアを（２６）より、エツチング用ガスのＮ
Ｆ、を（２７）より供給した０反応室の圧力制御は、コ
ントロールバルブ（１７） 、コック（２０）を経てタ
ーボ分子ポンプ（大阪真空製ＰＧ５５０を使用） （１
８） 、ロータリーポンプ（１９）を経、排気させた。
２１）よりなり、ＷＦｈは（２３）より、水素を（２４
）より供給した。Ｓｉ、Ｆ、または５ｉＪｉを（２５）
よりアンモニアを（２６）より、エツチング用ガスのＮ
Ｆ、を（２７）より供給した０反応室の圧力制御は、コ
ントロールバルブ（１７） 、コック（２０）を経てタ
ーボ分子ポンプ（大阪真空製ＰＧ５５０を使用） （１
８） 、ロータリーポンプ（１９）を経、排気させた。
排気系（３８）はコック（２０）により予備室（１４）
を真空引きをする際はそちら側を開とし、反応室（１２
）側を閉とする。また反応室を真空引きする際は反応室
を開とし、予備室側を閉とした。
を真空引きをする際はそちら側を開とし、反応室（１２
）側を閉とする。また反応室を真空引きする際は反応室
を開とし、予備室側を閉とした。
か（して基板を反応室に図示の如く挿着した。
この反応室の真空度は１０−’ｔｏｒｒ以下とした。こ
の後、（２８）より窒素を導入し、さらに５ｉＪｉまた
は５ｉｚＦａを（２５）よりＮｕｓ（２６）とともに反
応室に導入して窒化珪素被膜形成を行った。
の後、（２８）より窒素を導入し、さらに５ｉＪｉまた
は５ｉｚＦａを（２５）よりＮｕｓ（２６）とともに反
応室に導入して窒化珪素被膜形成を行った。
反応用光源は低圧水銀灯（３４）とし、水冷（３１’）
を設けた。その紫外光源は、低圧水銀灯（１８５ｎｍ。
を設けた。その紫外光源は、低圧水銀灯（１８５ｎｍ。
２５４ｎ園の波長を発光する発光長４０ｃ＋＋、照射強
度１５ｍＷ／ｃａｂ”、ランプ電力４０Ｗ）ランプ数１
６本である。
度１５ｍＷ／ｃａｂ”、ランプ電力４０Ｗ）ランプ数１
６本である。
この紫外光は、透光性遮蔽板である石英（４０）を経て
反応室（１２）の基板（１）の被形成面上を照射する。
反応室（１２）の基板（１）の被形成面上を照射する。
ヒータ（１３）は反応室の上側に位置した「ディボジッ
ション・アップ」方式とし、基板を３００℃に加熱した
。
ション・アップ」方式とし、基板を３００℃に加熱した
。
かくしてＳｉＮを１００人の厚さに約５分で形成させる
ことができた。この後（２５） 、 （２６）を閉とし
、反応室（２）を１０−’ｔｏｒｒまでターボポンプ（
１８）にて真空引きした。さらに（２３）より畦、を水
素（２４）とともに流した。加えて圧力０．１ｔｏｒｒ
にて１３．５６ＭＨｚ（１５）を印加し、窒化珪素膜上
を大気に触れさせることな（導体を形成した。
ことができた。この後（２５） 、 （２６）を閉とし
、反応室（２）を１０−’ｔｏｒｒまでターボポンプ（
１８）にて真空引きした。さらに（２３）より畦、を水
素（２４）とともに流した。加えて圧力０．１ｔｏｒｒ
にて１３．５６ＭＨｚ（１５）を印加し、窒化珪素膜上
を大気に触れさせることな（導体を形成した。
図面の場合の被形成有効面積は３０ｃｓ ｘ ３０ｃｍ
であり、直径５インチの基板（１）５枚がホルダ（１°
）に配設され得る構成を有せしめた。
であり、直径５インチの基板（１）５枚がホルダ（１°
）に配設され得る構成を有せしめた。
実施例３
以下にＡＩＮ＋ＡＩの実施例を示す。
ＡＩ（ＣＨｓ）ｓを代表例とするメチルアルミニューム
をバプラを（２３）に連結し、１０ｃｃ／分で供給した
。
をバプラを（２３）に連結し、１０ｃｃ／分で供給した
。
（２５）よりアンモニアを３０ｃｃ／分で供給した。す
ると、メチルアルミニュームは光源室に水銀を用いるこ
となく分解し、窒化アルミニューム膜を３０〜４００人
例えば３００人の厚さに作ることができる。
ると、メチルアルミニュームは光源室に水銀を用いるこ
となく分解し、窒化アルミニューム膜を３０〜４００人
例えば３００人の厚さに作ることができる。
被膜形成速度は２５人／分（圧力３ｔｏｒｒ＋温度３５
０℃）を得ることができた。 ＡＩＮのみをゲイト絶縁
膜または酸化珪素とその上にＡＩＮを形成する二層膜等
に対し所定の厚さの被膜を形成させることが可能となっ
た。この後ＴＭＡ及びアンモニアの導入を閉とし、反応
室を真空引きした。再びＴＭＡ ｔ−導入し、光エネル
ギおよびプラズマエネルギを加えて、このＴＭＡより分
解された金属アルミニュームをＡＩＮ上に連続して形成
させた。
０℃）を得ることができた。 ＡＩＮのみをゲイト絶縁
膜または酸化珪素とその上にＡＩＮを形成する二層膜等
に対し所定の厚さの被膜を形成させることが可能となっ
た。この後ＴＭＡ及びアンモニアの導入を閉とし、反応
室を真空引きした。再びＴＭＡ ｔ−導入し、光エネル
ギおよびプラズマエネルギを加えて、このＴＭＡより分
解された金属アルミニュームをＡＩＮ上に連続して形成
させた。
その他は実施例２と同様である。
ＴＭＡの代わりにエチルアルミニュームＡｌ （Ｃｚ）
Ｉｓ） ｓ等の他のアルキル化合物またはＡＩＣｈ等の
ハロゲン化物でもよい。
Ｉｓ） ｓ等の他のアルキル化合物またはＡＩＣｈ等の
ハロゲン化物でもよい。
被膜形成後の窓のプラズマエツチングは（２６）よりＣ
Ｃ１＃を供給してプラズマ反応を行った。加えて（２４
）より水素を供給した。かくして窒化アルミニュームを
除去させることができた。
Ｃ１＃を供給してプラズマ反応を行った。加えて（２４
）より水素を供給した。かくして窒化アルミニュームを
除去させることができた。
この被膜形成を１０回繰り返しても、同じ膜厚を同一条
件で得ることができた。
件で得ることができた。
実施例４ ＳｉＮ及びシリコン被膜の作製ＳｉｇＦ６
または５ｉＪｉを（２３）に連結し、８ｃｃ／分で供給
した。（２５）よりアンモニアを３０ｃｃ／分で供給し
た。すると、これらは紫外光源（３２）より１８４ｎ霧
の光を受けて水銀を用いることなく光分解し、アンモニ
アと反応し、ＳｉＮ被膜を基板（１）の被形成面に形成
させることができた。即ち、窒化珪素を６０人の厚さで
形成させることができた。
または５ｉＪｉを（２３）に連結し、８ｃｃ／分で供給
した。（２５）よりアンモニアを３０ｃｃ／分で供給し
た。すると、これらは紫外光源（３２）より１８４ｎ霧
の光を受けて水銀を用いることなく光分解し、アンモニ
アと反応し、ＳｉＮ被膜を基板（１）の被形成面に形成
させることができた。即ち、窒化珪素を６０人の厚さで
形成させることができた。
かかる窒化珪素膜上に多結晶またはアモルファス珪素膜
を形成した。即ち（２３） 、 （２５）を開とした後
、反応炉を真空引きをした。この後、再び珪化物気体を
導入し、光ＣＶＤ 、光プラズマ反応の双方を同時に行
う光プラズマＣＶＤまたはプラズマＣＶＤによりこの上
面に珪化膜を形成した。かくしてゲイト絶縁膜およびゲ
イト電極用導体を形成した。
を形成した。即ち（２３） 、 （２５）を開とした後
、反応炉を真空引きをした。この後、再び珪化物気体を
導入し、光ＣＶＤ 、光プラズマ反応の双方を同時に行
う光プラズマＣＶＤまたはプラズマＣＶＤによりこの上
面に珪化膜を形成した。かくしてゲイト絶縁膜およびゲ
イト電極用導体を形成した。
他の応用として、この珪素膜を酸化した後、第２のゲイ
ト電極を形成することにより浮遊ゲイト電極型のＭＩＳ
−ＰＥＴを得ることもできる。
ト電極を形成することにより浮遊ゲイト電極型のＭＩＳ
−ＰＥＴを得ることもできる。
かかる構造にすると、ゲイト電圧の印加を±１０Ｖの少
ない電圧において、スレッシュホールド電圧の移動、制
御が可能となり、かつ記憶保持力も１５０℃、バイヤス
電圧Ｏｖの条件にて３Ｘ１０’時間にて１ｖ以下を得る
ことができた。反応後の反応炉内のプラズマエッチはＮ
Ｆ、を用いて基板を取り出した後、（１５）より８０−
の高周波エネルギを加えて行った。
ない電圧において、スレッシュホールド電圧の移動、制
御が可能となり、かつ記憶保持力も１５０℃、バイヤス
電圧Ｏｖの条件にて３Ｘ１０’時間にて１ｖ以下を得る
ことができた。反応後の反応炉内のプラズマエッチはＮ
Ｆ、を用いて基板を取り出した後、（１５）より８０−
の高周波エネルギを加えて行った。
ｒ効果Ｊ
本発明は以上の説明より明らかなごとく、ゲイトとして
光ＣＶＤ法を用いた窒化物被膜および導体を形成したも
のである。
光ＣＶＤ法を用いた窒化物被膜および導体を形成したも
のである。
その結果、高融点金属の密着性に優れ、かつ絶縁耐圧を
高くかつ比誘電率も酸化珪素より大きい６を有するため
、ゲイト電極に加えた電圧を有効に半導体（１）のチャ
ネル形成領域（１０） （第１図）に印加でき、空乏層
を設けることができた。
高くかつ比誘電率も酸化珪素より大きい６を有するため
、ゲイト電極に加えた電圧を有効に半導体（１）のチャ
ネル形成領域（１０） （第１図）に印加でき、空乏層
を設けることができた。
本発明において、窒化アルミニュームまたは窒化珪素の
作製方法として光ＣＶＤ法を用いた。しかし、その際の
被膜形成温度を２００〜３５０℃と低温ではな（、水素
の被膜内への残存を防ぐため５００〜９００℃の高温度
（圧力０．１〜３ ｔｏｒｒ）として行ってもよいこと
はいうまでもない。
作製方法として光ＣＶＤ法を用いた。しかし、その際の
被膜形成温度を２００〜３５０℃と低温ではな（、水素
の被膜内への残存を防ぐため５００〜９００℃の高温度
（圧力０．１〜３ ｔｏｒｒ）として行ってもよいこと
はいうまでもない。
本発明は、以上の説明より明らかなごとく、大面積の基
板上に被膜を形成するにあたり、窓上の不要反応生成被
膜が形成されて、それにより被膜形成が中断される前に
３０〜４００人のきわめて薄い膜をゲイト絶縁膜または
誘電体膜として作製してしまうことができる。このため
、第２図の装置ではこの被膜形成が完了して基板を取り
出して後、反応室内を真空引きして窓上の不要物をプラ
ズマエツチングより完全に除去し、次の新たな面の被膜
形成を行うことがきわめて重要である。
板上に被膜を形成するにあたり、窓上の不要反応生成被
膜が形成されて、それにより被膜形成が中断される前に
３０〜４００人のきわめて薄い膜をゲイト絶縁膜または
誘電体膜として作製してしまうことができる。このため
、第２図の装置ではこの被膜形成が完了して基板を取り
出して後、反応室内を真空引きして窓上の不要物をプラ
ズマエツチングより完全に除去し、次の新たな面の被膜
形成を行うことがきわめて重要である。
さらにこの光ＣＶＤ法による被膜形成に加えて、この上
に重ねて同じまたは異なる被膜を他のＣＶＤ法で形成さ
せることも可能である。
に重ねて同じまたは異なる被膜を他のＣＶＤ法で形成さ
せることも可能である。
また、不揮発性メモリのゲイト絶縁膜（基板−酸化珪素
−珪素のフローティングゲイト−ＡＩＮ −ゲイト電極
）を設けることも本発明の応用として有効である。
−珪素のフローティングゲイト−ＡＩＮ −ゲイト電極
）を設けることも本発明の応用として有効である。
また本発明において、珪素半導体のチャネル形成領域に
用いる構造にあってはゲイト絶縁物は酸化珪素および窒
化物被膜の二層膜が優れていた。
用いる構造にあってはゲイト絶縁物は酸化珪素および窒
化物被膜の二層膜が優れていた。
しかしＧａＡｓ＋ ＩｎＰ等の■−■化合物にあっては
、これらの半導体と酸化珪素とが高温動作テストにおい
て反応し劣化するため、ＡＩＮまたはＳｉＮのみとする
方が好ましい。即ち半導体にＡＩＮまたはＳｉＮを直接
密接させ、さらにその上に本発明法のゲイト電極を積層
した構造とせしめればよい。
、これらの半導体と酸化珪素とが高温動作テストにおい
て反応し劣化するため、ＡＩＮまたはＳｉＮのみとする
方が好ましい。即ち半導体にＡＩＮまたはＳｉＮを直接
密接させ、さらにその上に本発明法のゲイト電極を積層
した構造とせしめればよい。
なお本発明において、電極の導体材料は不純物が添加さ
れた珪素の半導体、珪素を主成分ふする化合物（ＭＯ５
ｉｚＪＳｉｚ、Ｔｉ５ｉｚ）またはＩ’ｌｏＪ、 Ｔｉ
、ＡＩ、Ｓｔを示した。しかしその他の導体も用い得る
。またＩＴｒ／ｃｅｌ １等のキャパシタの電極として
用い、さらにその下側の窒化物被膜を誘電体の一部また
は全部として用いることは有効である。
れた珪素の半導体、珪素を主成分ふする化合物（ＭＯ５
ｉｚＪＳｉｚ、Ｔｉ５ｉｚ）またはＩ’ｌｏＪ、 Ｔｉ
、ＡＩ、Ｓｔを示した。しかしその他の導体も用い得る
。またＩＴｒ／ｃｅｌ １等のキャパシタの電極として
用い、さらにその下側の窒化物被膜を誘電体の一部また
は全部として用いることは有効である。
多層膜に関しては、最初絶縁膜または誘電体を第１の反
応炉にて形成し、さらにその上に電極用の導体を連結し
た隣の反応炉を用い積層して形成することにより、第１
の窒化物被膜の表面を大気に触れさせることなく第２の
導電性被膜を積層して形成させることはその生産性の向
上にさらに優れたものである。
応炉にて形成し、さらにその上に電極用の導体を連結し
た隣の反応炉を用い積層して形成することにより、第１
の窒化物被膜の表面を大気に触れさせることなく第２の
導電性被膜を積層して形成させることはその生産性の向
上にさらに優れたものである。
前記した実験例において、光ＣＶＤ用の光源として低圧
水銀灯ではなくエキシマレーザ（波長１００〜４００ｎ
ｍ） 、アルゴンレーザ、窒素レーザ等を用いてもよい
ことはいうまでもない。
水銀灯ではなくエキシマレーザ（波長１００〜４００ｎ
ｍ） 、アルゴンレーザ、窒素レーザ等を用いてもよい
ことはいうまでもない。
第１図は本発明の絶縁ゲイト型電界効果半導体装置を示
す。 第２図は本発明のＣＶＤ装置である。
す。 第２図は本発明のＣＶＤ装置である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、絶縁ゲイト型電界効果半導体装置におけるゲイト絶
縁膜またはキャパシタの一部または全部の被膜として窒
化物被膜を形成する工程と、該工程の後、前記被膜を大
気に触れさせることなく前記被膜上に半導体膜、金属膜
または金属化合物の電極用被膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置作製方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、窒化物被膜は光気
相反応法により３０〜４００Åの厚さに形成するととも
に、導体はプラズマ気相反応、光気相反応またはその双
方を同時に行う光プラズマ気相反応により形成すること
を特徴とする半導体装置作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281660A JPS61152026A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体装置作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281660A JPS61152026A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体装置作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61152026A true JPS61152026A (ja) | 1986-07-10 |
Family
ID=17642199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59281660A Pending JPS61152026A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 半導体装置作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61152026A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980055948A (ko) * | 1996-12-28 | 1998-09-25 | 김영환 | 반도체 소자의 게이트 산화막 형성 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52103961A (en) * | 1976-02-26 | 1977-08-31 | Sony Corp | Treating method of semiconductor device which contains nitrided film |
| JPS59188913A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光ｃｖｄ装置 |
| JPS59198718A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 気相法による被膜作製方法 |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59281660A patent/JPS61152026A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52103961A (en) * | 1976-02-26 | 1977-08-31 | Sony Corp | Treating method of semiconductor device which contains nitrided film |
| JPS59188913A (ja) * | 1983-04-11 | 1984-10-26 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光ｃｖｄ装置 |
| JPS59198718A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 気相法による被膜作製方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980055948A (ko) * | 1996-12-28 | 1998-09-25 | 김영환 | 반도체 소자의 게이트 산화막 형성 방법 |
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