JPS62285469A - 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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- JPS62285469A JPS62285469A JP12820986A JP12820986A JPS62285469A JP S62285469 A JPS62285469 A JP S62285469A JP 12820986 A JP12820986 A JP 12820986A JP 12820986 A JP12820986 A JP 12820986A JP S62285469 A JPS62285469 A JP S62285469A
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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】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、ゲート
酸化膜中の固定電荷の低減方法に関するものである。
酸化膜中の固定電荷の低減方法に関するものである。
（従来の技術）
従来、ＤＲＡＭ （Ｏｙｎａｗ＋ｉｃ ＲＡＭ ）等の
ＭＯＳトランジスタ素子のゲート絶縁膜として使用され
る、シリコン基板を熱酸化して得られる酸化膜において
は、正の固定電荷を１０”〜ＩＱ”ｅｍ−”程度含んで
いて、多結晶シリコン電極形成直後のフラットバンド電
圧（ｆｌａｔ−ｂａｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ） Ｖｔｂと
酸化膜の膜厚Ｔｏｌｌの関係は第２図の○印のようにな
っている。また、８００℃Ｎ２雰囲気で３０分アニール
すると第２図のｘ印のような特性を示し、例えば、８０
０人程度の厚い酸化膜では０．４ｖ程度もフラットバン
ド電圧ｖｔｂの値が負にシフトして固定電荷（通常圧の
電荷を有する）が増加していることがわかる。つまり、
第２図のグラフの傾きが大きい程固定電荷は大きい。そ
して、固定電荷は熱処理に対して不安定である。更に、
多結晶シリコン電極形成直後におけるウェハ内の分布は
、つまり、酸化膜が略８００人の場合ウェハのＴＯＰか
らＯ，Ｆ、 （オリフラ）間の位置に対応したフラット
バンド電圧ｖｔｂ値は、第３図に示されるように、０．
２ｖ程度もばらついている。
ＭＯＳトランジスタ素子のゲート絶縁膜として使用され
る、シリコン基板を熱酸化して得られる酸化膜において
は、正の固定電荷を１０”〜ＩＱ”ｅｍ−”程度含んで
いて、多結晶シリコン電極形成直後のフラットバンド電
圧（ｆｌａｔ−ｂａｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ） Ｖｔｂと
酸化膜の膜厚Ｔｏｌｌの関係は第２図の○印のようにな
っている。また、８００℃Ｎ２雰囲気で３０分アニール
すると第２図のｘ印のような特性を示し、例えば、８０
０人程度の厚い酸化膜では０．４ｖ程度もフラットバン
ド電圧ｖｔｂの値が負にシフトして固定電荷（通常圧の
電荷を有する）が増加していることがわかる。つまり、
第２図のグラフの傾きが大きい程固定電荷は大きい。そ
して、固定電荷は熱処理に対して不安定である。更に、
多結晶シリコン電極形成直後におけるウェハ内の分布は
、つまり、酸化膜が略８００人の場合ウェハのＴＯＰか
らＯ，Ｆ、 （オリフラ）間の位置に対応したフラット
バンド電圧ｖｔｂ値は、第３図に示されるように、０．
２ｖ程度もばらついている。
（発明が解決しようとする問題点）
以上述べたように、従来のゲート酸化膜の固定電荷は熱
処理に対して不安定であり、ウェハ内分布もばらついて
おりトランジスタの闇値電圧Ｖ。
処理に対して不安定であり、ウェハ内分布もばらついて
おりトランジスタの闇値電圧Ｖ。
等の特性のばらつきの原因の一つとなっていた。
本発明は、以上述べた固定電荷の熱処理に対する不安定
性、ウェハ内でのばらつきを低減し、しかも、固定電荷
自体も簡単に低減し得る半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
性、ウェハ内でのばらつきを低減し、しかも、固定電荷
自体も簡単に低減し得る半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、ゲート電極形成方法において、ゲート酸化膜
へ不純物Ｆ（フッ素）を導入することにより、固定電荷
を低減するようにしたものである。
へ不純物Ｆ（フッ素）を導入することにより、固定電荷
を低減するようにしたものである。
（作用）
本発明によれば、ゲート電極を形成するに際し、ゲート
酸化膜へ不純物Ｆ（フッ素）を導入することにより、固
定電荷を低減する。従って、熱処理による固定電荷の不
安定性を低減し、容易にウェハ内分布のばらつきを小さ
くすることができる。
酸化膜へ不純物Ｆ（フッ素）を導入することにより、固
定電荷を低減する。従って、熱処理による固定電荷の不
安定性を低減し、容易にウェハ内分布のばらつきを小さ
くすることができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の実施例を示す半導体装置の製造工程断
面図である。
面図である。
まず、第１図（ａ）に示されるように、Ｐ型又はＮ型ソ
リコン基板１上４．ｊＡ度８００〜１ｏｏｏ℃、Ｄｒｙ
。
リコン基板１上４．ｊＡ度８００〜１ｏｏｏ℃、Ｄｒｙ
。
ＷｅｔＯ□雰囲気で膜厚１００〜８００人のゲート酸化
膜となる熱シリコン酸化膜２を形成する。
膜となる熱シリコン酸化膜２を形成する。
次に、第１図（ｂ）に示されるように、エネルギー２０
〜４０ＫｅＶのイオン打ち込み法により、酸化膜の単位
体積当たりの濃度が１０１９〜１０”ｅｌｍ−’になる
ように不純物Ｆを酸化膜２中に注入する。なお、酸化膜
が薄い場合は、エネルギーを小さくする必要がある。と
ころが、イオン打ち込みにより酸化膜は損傷を受け、光
学的な屈折率は１．３６となってしまう。そこで、注入
後、イオン打ち込みによるダメージ回復のため、１００
０℃で３０〜６０分Ｎ、雰囲気でアニールを行う。この
アニールにより酸化膜の光学的な屈折率は１．４６にな
り、ダメージは十分に回復する。
〜４０ＫｅＶのイオン打ち込み法により、酸化膜の単位
体積当たりの濃度が１０１９〜１０”ｅｌｍ−’になる
ように不純物Ｆを酸化膜２中に注入する。なお、酸化膜
が薄い場合は、エネルギーを小さくする必要がある。と
ころが、イオン打ち込みにより酸化膜は損傷を受け、光
学的な屈折率は１．３６となってしまう。そこで、注入
後、イオン打ち込みによるダメージ回復のため、１００
０℃で３０〜６０分Ｎ、雰囲気でアニールを行う。この
アニールにより酸化膜の光学的な屈折率は１．４６にな
り、ダメージは十分に回復する。
その後、第１図（ｃ）に示されるように、例えば、多結
晶シリコン電橋４、Ａ＋電極、Ｗ、Ｔｉ、ポリサイド電
極等を形成する。
晶シリコン電橋４、Ａ＋電極、Ｗ、Ｔｉ、ポリサイド電
極等を形成する。
第４図は多結晶ソリコン電極の場合の結果を示した特性
図である。ここで、図の○印は電極形成直後のフラット
バンド電圧ｖｒｂの値であり、８ｏ。
図である。ここで、図の○印は電極形成直後のフラット
バンド電圧ｖｒｂの値であり、８ｏ。
℃Ｎ２雰囲気３０分アニールした結果はＸ印、９００℃
Ｎ２雰囲気３０分アニールした結果はΔ印であり、この
図から明らかなように、固定電荷は低減している。
Ｎ２雰囲気３０分アニールした結果はΔ印であり、この
図から明らかなように、固定電荷は低減している。
また、第５図は８００人程度の酸化膜でのフラットバン
ド電圧ｖｔｂのウェハ内分布、つまり、ウェハのＴＯＰ
からＯ，Ｆ、 （オリフラ）間の位置に対応した特性図
であり、この図から明らかなように、従来のもの（第３
図参照）に比べて、ウェハ内におけるばらつきが小さく
なっている。
ド電圧ｖｔｂのウェハ内分布、つまり、ウェハのＴＯＰ
からＯ，Ｆ、 （オリフラ）間の位置に対応した特性図
であり、この図から明らかなように、従来のもの（第３
図参照）に比べて、ウェハ内におけるばらつきが小さく
なっている。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ゲート
酸化膜に不純物Ｆをイオン打ち込み法によって導入する
工程を付加するだけで、固定電荷の低減、熱処理による
固定電荷の不安定性を低減でき、容易にウェハ内分布の
ばらつきを小さくすることができる。
酸化膜に不純物Ｆをイオン打ち込み法によって導入する
工程を付加するだけで、固定電荷の低減、熱処理による
固定電荷の不安定性を低減でき、容易にウェハ内分布の
ばらつきを小さくすることができる。
第１図は本発明に係る半導体装置の製造工程断面図、第
２図は従来の半導体装置の酸化膜の膜厚対フラットバン
ド電圧の特性図、第３図は従来のウェハ内位１対フラッ
トバンド電圧の特性図、第４図は本発明の半導体装置の
酸化膜の膜厚対フラットバンド電圧の特性図、第５図は
本発明のウェハ内位１対フラットバンド電圧の特性図で
ある。 ■・・・シリコン基板、２・・・熱シリコン酸化膜、４
・・・多結晶シリコン電極。
２図は従来の半導体装置の酸化膜の膜厚対フラットバン
ド電圧の特性図、第３図は従来のウェハ内位１対フラッ
トバンド電圧の特性図、第４図は本発明の半導体装置の
酸化膜の膜厚対フラットバンド電圧の特性図、第５図は
本発明のウェハ内位１対フラットバンド電圧の特性図で
ある。 ■・・・シリコン基板、２・・・熱シリコン酸化膜、４
・・・多結晶シリコン電極。
Claims (1)
- ゲート酸化膜に不純物フッ素を導入して、固定電荷を
低減するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12820986A JPS62285469A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12820986A JPS62285469A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62285469A true JPS62285469A (ja) | 1987-12-11 |
Family
ID=14979180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12820986A Pending JPS62285469A (ja) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62285469A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5523240A (en) * | 1990-05-29 | 1996-06-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a thin film transistor with a halogen doped blocking layer |
| KR101157747B1 (ko) | 2010-01-14 | 2012-06-25 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 불소 부동태화 방법 및 장치 |
-
1986
- 1986-06-04 JP JP12820986A patent/JPS62285469A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5523240A (en) * | 1990-05-29 | 1996-06-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a thin film transistor with a halogen doped blocking layer |
| US6607947B1 (en) | 1990-05-29 | 2003-08-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device with fluorinated layer for blocking alkali ions |
| KR101157747B1 (ko) | 2010-01-14 | 2012-06-25 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | 불소 부동태화 방법 및 장치 |
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