JPH01204433A - Mos半導体装置とその製造方法 - Google Patents
Mos半導体装置とその製造方法Info
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- JPH01204433A JPH01204433A JP2817288A JP2817288A JPH01204433A JP H01204433 A JPH01204433 A JP H01204433A JP 2817288 A JP2817288 A JP 2817288A JP 2817288 A JP2817288 A JP 2817288A JP H01204433 A JPH01204433 A JP H01204433A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、コンピューター等の電子機器に用いられて
いる半導体装置に関する。
いる半導体装置に関する。
この発明は、半導体装置において、半導体装置のパッシ
ベーション膜を、二酸化シリコン膜とその上に形成した
シリコンナイトライド膜とからなる2rrJ構造膜とす
るとともに、前記シリコンナイト膜に水素拡散用ホール
を設けることにより、ホントエレクトロントランプによ
る半導体装置の劣化を防いだものである。
ベーション膜を、二酸化シリコン膜とその上に形成した
シリコンナイトライド膜とからなる2rrJ構造膜とす
るとともに、前記シリコンナイト膜に水素拡散用ホール
を設けることにより、ホントエレクトロントランプによ
る半導体装置の劣化を防いだものである。
従来、第2図に示すように、MOS型半導体装置のアル
ミ配線の上に形成されているパッシベーション膜11は
、耐湿性に強いシリコンオキシナイトライド膜が一般的
である。
ミ配線の上に形成されているパッシベーション膜11は
、耐湿性に強いシリコンオキシナイトライド膜が一般的
である。
しかし、シリコンオキシナイトライド膜をパ・ノシベー
ション膜として用いたMOS型半導体装置の場合は、シ
リコンナイトライド膜中の水素が、ゲート酸化膜4まで
拡散し、ドレイン領域3の近くで発生するホットエレク
トロンが、ゲート酸化膜にトラップされやすくなるため
、MOSトランジスタが経時変化するという問題点が指
摘されている。特に、ホットエレクトロンが発生しやす
い微細MOSI−ランジスタでは、劣化が著しくなる。
ション膜として用いたMOS型半導体装置の場合は、シ
リコンナイトライド膜中の水素が、ゲート酸化膜4まで
拡散し、ドレイン領域3の近くで発生するホットエレク
トロンが、ゲート酸化膜にトラップされやすくなるため
、MOSトランジスタが経時変化するという問題点が指
摘されている。特に、ホットエレクトロンが発生しやす
い微細MOSI−ランジスタでは、劣化が著しくなる。
J、 Mitsuhashi el al ” MEC
IIANICAL 5TRESS AND11YDRO
G[EN IEFFECTS ON ll0T
CAI?RIERINJECTION ”IEDM
1986 Technical Digest
pp386そこで、この発明は従来のこのような欠点を
解決するために、ホットエレクトロンがトラップしにく
く、MOSトランジスタの経時変化の少ない半導体装置
を得ることを目的としている。
IIANICAL 5TRESS AND11YDRO
G[EN IEFFECTS ON ll0T
CAI?RIERINJECTION ”IEDM
1986 Technical Digest
pp386そこで、この発明は従来のこのような欠点を
解決するために、ホットエレクトロンがトラップしにく
く、MOSトランジスタの経時変化の少ない半導体装置
を得ることを目的としている。
上記問題点を解決するために、この発明は、ゲート酸化
膜内の水素が半導体装置の外へ拡散できるように、拡散
用のパッシベーション膜をオキシナイトライド膜から成
るパッシベーション膜の下側に設けることにより、ゲー
ト酸化膜中の水素を熱処理により外部に拡散することに
より、ホットエレクトロントランプの増加をおさえ、M
OS)ランジスタの経時変化をおさえた。
膜内の水素が半導体装置の外へ拡散できるように、拡散
用のパッシベーション膜をオキシナイトライド膜から成
るパッシベーション膜の下側に設けることにより、ゲー
ト酸化膜中の水素を熱処理により外部に拡散することに
より、ホットエレクトロントランプの増加をおさえ、M
OS)ランジスタの経時変化をおさえた。
〔実施例〕
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明のMOS型半導体装置の断面図である
。シリコン基板1の表面にN4型のソース領域2とドレ
イン領域3を形成する。ソース領域2とドレイン領域3
との間の基板1の表面には、ゲート酸化膜4を介してデ
ー1−電極5を形成する。各々の領域への電圧印加は、
Aβ配線7.8を介して行う。さらに、半導体装置を外
部からの異物浸入を防ぐためにパッシベーション膜を最
後に形成する。本発明のパッシベーション膜は、第1層
のパッシベーション膜10と第2層のパッシベーション
膜11とから形成されている。第2層のパッシベーショ
ン膜11は、シリコンナイトライド膜であり、膜が非常
に緻密であるため、水及び水素などの浸入に対しても半
導体装置を保護する能力がある。しかし、シリコンナイ
トライド膜11には、形成時に非常に多くの水素が含ま
れている。従ってその水素は、拡散してゲート酸化膜4
にも多量に入ってしまう。しかし、ソース領域2とドレ
イン領域3との間に十ノドエレクトロンが発生すると、
ホットエ!/り10ンは、水素が原因になって、ゲート
酸化膜4にトラップされる。即ち、MOS)ランジスタ
の特性は、このトラップによって経時変化してしまう。
。シリコン基板1の表面にN4型のソース領域2とドレ
イン領域3を形成する。ソース領域2とドレイン領域3
との間の基板1の表面には、ゲート酸化膜4を介してデ
ー1−電極5を形成する。各々の領域への電圧印加は、
Aβ配線7.8を介して行う。さらに、半導体装置を外
部からの異物浸入を防ぐためにパッシベーション膜を最
後に形成する。本発明のパッシベーション膜は、第1層
のパッシベーション膜10と第2層のパッシベーション
膜11とから形成されている。第2層のパッシベーショ
ン膜11は、シリコンナイトライド膜であり、膜が非常
に緻密であるため、水及び水素などの浸入に対しても半
導体装置を保護する能力がある。しかし、シリコンナイ
トライド膜11には、形成時に非常に多くの水素が含ま
れている。従ってその水素は、拡散してゲート酸化膜4
にも多量に入ってしまう。しかし、ソース領域2とドレ
イン領域3との間に十ノドエレクトロンが発生すると、
ホットエ!/り10ンは、水素が原因になって、ゲート
酸化膜4にトラップされる。即ち、MOS)ランジスタ
の特性は、このトラップによって経時変化してしまう。
そこで、本発明は、ゲートa化膜4の中の水素が外へ逃
げるための層を形成した。即ち、第1層のパッシベーシ
ョン膜である。水素を拡11にシにくいシリコンナイト
ライド膜11を拡散ホール12を形成すれば、ゲート酸
化124内の水素は、矢印へのように、第illのパッ
シベーション膜を介して、拡散ホール12より外部へ逃
げることができる。Al!11!線の下に設けられてい
る中間絶縁膜あるいはフィールド酸化膜6を介しては、
逃げることは難しい。理由は、中間絶縁膜あるいは、フ
ィールド酸化膜は、一般に850℃以上の高温プロセス
を経てきているために、水素の拡散係数が小さいためで
ある。そこで、本発明は、600℃以下の温度で形成し
た二酸化シリコン膜を、第1のパッシベーション膜10
として用いている。低温で形成した膜であるため、水素
の拡散係数が大きい。
げるための層を形成した。即ち、第1層のパッシベーシ
ョン膜である。水素を拡11にシにくいシリコンナイト
ライド膜11を拡散ホール12を形成すれば、ゲート酸
化124内の水素は、矢印へのように、第illのパッ
シベーション膜を介して、拡散ホール12より外部へ逃
げることができる。Al!11!線の下に設けられてい
る中間絶縁膜あるいはフィールド酸化膜6を介しては、
逃げることは難しい。理由は、中間絶縁膜あるいは、フ
ィールド酸化膜は、一般に850℃以上の高温プロセス
を経てきているために、水素の拡散係数が小さいためで
ある。そこで、本発明は、600℃以下の温度で形成し
た二酸化シリコン膜を、第1のパッシベーション膜10
として用いている。低温で形成した膜であるため、水素
の拡散係数が大きい。
従って、A1のアロイ温度よりも低い300℃以下の熱
処理により、ゲート酸化膜4の中の水素は、容易に矢印
のように第1のパッシベーション膜10を介して外部へ
逃げることができる。この二酸化ノリコン膜である第1
のバノシヘーンヨン膜10の水素の拡散係数は、その膜
中のリン濃度にも依存している。第3図は、リン濃度が
0.5%以下のNSC膜と3%のPSG膜の場合のアニ
ールによるホントエレクトロントラップの減少を示した
グラフである。リン濃度が0.5%以下であれば、水素
の拡散が早く、ホットエレクトロントランプによる劣化
も少ない。又、この水素拡散用の第1のパッシベーショ
ン膜10は、膜厚が厚い方が、拡散しやすい。第4図は
、ホットエレクトロントラップによるMOSトランジス
タの闇値電圧の変化△■■の膜厚依存性を示したグラフ
である。膜厚は、2000Å以上にすることにより、△
VTMを少なくすることができる。
処理により、ゲート酸化膜4の中の水素は、容易に矢印
のように第1のパッシベーション膜10を介して外部へ
逃げることができる。この二酸化ノリコン膜である第1
のバノシヘーンヨン膜10の水素の拡散係数は、その膜
中のリン濃度にも依存している。第3図は、リン濃度が
0.5%以下のNSC膜と3%のPSG膜の場合のアニ
ールによるホントエレクトロントラップの減少を示した
グラフである。リン濃度が0.5%以下であれば、水素
の拡散が早く、ホットエレクトロントランプによる劣化
も少ない。又、この水素拡散用の第1のパッシベーショ
ン膜10は、膜厚が厚い方が、拡散しやすい。第4図は
、ホットエレクトロントラップによるMOSトランジス
タの闇値電圧の変化△■■の膜厚依存性を示したグラフ
である。膜厚は、2000Å以上にすることにより、△
VTMを少なくすることができる。
本発明の半導体装面の断面図を第1図に示したが、特別
に、水素拡散用ホール12を形成しなくても、水素を外
に逃がすことができる。即ち、水素拡散用の第1のパッ
シベーション膜10が外部に一部分出ていれば、その部
分より水素は外へ拡散することができる。従って、バッ
ドの形成時に、第1のパソシベーシゴンH々と第2のパ
ッシベーション膜を同じパターンで穴あけすることによ
って、形成できる。
に、水素拡散用ホール12を形成しなくても、水素を外
に逃がすことができる。即ち、水素拡散用の第1のパッ
シベーション膜10が外部に一部分出ていれば、その部
分より水素は外へ拡散することができる。従って、バッ
ドの形成時に、第1のパソシベーシゴンH々と第2のパ
ッシベーション膜を同じパターンで穴あけすることによ
って、形成できる。
この発明は、以と説明したように、パッシベーション膜
を、水素拡散用の第1のパッシベーション膜と、水素含
有量の多いプラズマナイトライド膜から成る第2のパッ
シベーション膜とから構成することにより、ホットエレ
クトロントラップの少ない安定なMO5型半導体装置を
供給することができる。
を、水素拡散用の第1のパッシベーション膜と、水素含
有量の多いプラズマナイトライド膜から成る第2のパッ
シベーション膜とから構成することにより、ホットエレ
クトロントラップの少ない安定なMO5型半導体装置を
供給することができる。
第1図は、この発明にかかる半導体装置の断面図、第2
図は、従来の半導体装置の断面図、第3図は、本発明の
半導体装置におけるホットエレクトロントラップによる
闇値電圧変化とパッシベーション膜の特性図、第4図は
、バンシベーション膜厚の特性図である。 1・・・半導体基板 2・・・N°ソース領域 3・ ・ ・No ドレイン領域 4・・・ゲート酸化膜 5・・・ゲート1掻 10・・・第1のパッシベーション膜 11・・・シリコンナイトライド膜 12・・・水素拡散用ホール 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 牛i伴装置の断面図 第 1 図 従来の#−導昧装の断面図 第2図 アニール將間(l11?間) ホットエレクトロントララフ゛量ヒアニール叫聞の特性
7第 3 図 Nse $厚(入) ホットエしクトロントラ・ノブ萱とN56MN−の特惺
図第 4 図
図は、従来の半導体装置の断面図、第3図は、本発明の
半導体装置におけるホットエレクトロントラップによる
闇値電圧変化とパッシベーション膜の特性図、第4図は
、バンシベーション膜厚の特性図である。 1・・・半導体基板 2・・・N°ソース領域 3・ ・ ・No ドレイン領域 4・・・ゲート酸化膜 5・・・ゲート1掻 10・・・第1のパッシベーション膜 11・・・シリコンナイトライド膜 12・・・水素拡散用ホール 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 牛i伴装置の断面図 第 1 図 従来の#−導昧装の断面図 第2図 アニール將間(l11?間) ホットエレクトロントララフ゛量ヒアニール叫聞の特性
7第 3 図 Nse $厚(入) ホットエしクトロントラ・ノブ萱とN56MN−の特惺
図第 4 図
Claims (1)
- MOS型半導体装置において、前記MOS型半導体装
置のパッシベーション膜を、600℃以下で形成した二
酸化シリコン膜と、シリコンナイトライド膜とから成る
二層構造膜にするとともに、水素拡散用の前記シリコン
ナイトライド膜の穴を設けたことを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028172A JP2668118B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Mos半導体装置とその製造方法 |
| US07/269,434 US5065222A (en) | 1987-11-11 | 1988-11-09 | Semiconductor device having two-layered passivation film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028172A JP2668118B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Mos半導体装置とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01204433A true JPH01204433A (ja) | 1989-08-17 |
| JP2668118B2 JP2668118B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=12241316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63028172A Expired - Lifetime JP2668118B2 (ja) | 1987-11-11 | 1988-02-09 | Mos半導体装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668118B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58145137A (ja) * | 1982-02-23 | 1983-08-29 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
| JPS60154131A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-13 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 係留用ロ−プの方位角、張力測定装置 |
| JPS61150377A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Toshiba Corp | Mis型半導体装置の製造方法 |
| JPS61154131A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Toshiba Corp | 絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置 |
| JPS6341063A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-22 | Matsushita Electronics Corp | Mos集積回路の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP63028172A patent/JP2668118B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58145137A (ja) * | 1982-02-23 | 1983-08-29 | Seiko Epson Corp | 半導体装置 |
| JPS60154131A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-13 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 係留用ロ−プの方位角、張力測定装置 |
| JPS61150377A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Toshiba Corp | Mis型半導体装置の製造方法 |
| JPS61154131A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Toshiba Corp | 絶縁ゲ−ト型電界効果半導体装置 |
| JPS6341063A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-22 | Matsushita Electronics Corp | Mos集積回路の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2668118B2 (ja) | 1997-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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