JPH0342833A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0342833A JPH0342833A JP17850189A JP17850189A JPH0342833A JP H0342833 A JPH0342833 A JP H0342833A JP 17850189 A JP17850189 A JP 17850189A JP 17850189 A JP17850189 A JP 17850189A JP H0342833 A JPH0342833 A JP H0342833A
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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１
本発明は、半導体装置の保護膜の構造に関する。
［従来の技術］
従来の半導体装置の保護膜の構造は、半導体基板上に形
成された半導体能動素子、半導体受動素子、及び相互配
線の上に、シリコン酸化膜、燐を含んだシリコン酸化膜
、プラズマシリコン窒化膜、あるいは、それ等の積層膜
を有する構造であった。特に、半導体装置の耐湿性向上
のため、プラズマシリコン窒化膜が用いられていた。
成された半導体能動素子、半導体受動素子、及び相互配
線の上に、シリコン酸化膜、燐を含んだシリコン酸化膜
、プラズマシリコン窒化膜、あるいは、それ等の積層膜
を有する構造であった。特に、半導体装置の耐湿性向上
のため、プラズマシリコン窒化膜が用いられていた。
〔発明が解決しようとする課題１
しかし、前述の従来技術では、プラズマシリコン窒化膜
中の水素により、微細化されたＭＯ５電界効果トランジ
スタ、特に２μｍ以下のチャンネル長のＮ型ＭＯＳ電界
効果トランジスタにおいてホットキャリアによるトラン
ジスタ特性の劣化が促進されるという問題点を有する。
中の水素により、微細化されたＭＯ５電界効果トランジ
スタ、特に２μｍ以下のチャンネル長のＮ型ＭＯＳ電界
効果トランジスタにおいてホットキャリアによるトラン
ジスタ特性の劣化が促進されるという問題点を有する。
そこで本発明はこのような問題点を解決するちので、そ
の目的とするところは、半導体装置の耐湿性向上のため
プラズマシリコン窒化膜を用いても、ホットキャリアに
よるトランジスタ特性の劣化が促進しない半導体装置を
提供するところにある。
の目的とするところは、半導体装置の耐湿性向上のため
プラズマシリコン窒化膜を用いても、ホットキャリアに
よるトランジスタ特性の劣化が促進しない半導体装置を
提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の半導体装置は、（１）半導体基板に形成された
少なくと６半導体能動素子上に、イオン打ち込みにより
生成された不対電子をもつシリコン絶縁膜層があり、そ
の上にプラズマシリコン窒化膜層があることを特徴とす
る半導体装置。
少なくと６半導体能動素子上に、イオン打ち込みにより
生成された不対電子をもつシリコン絶縁膜層があり、そ
の上にプラズマシリコン窒化膜層があることを特徴とす
る半導体装置。
（２）前記半導体能動素子は、ＭＯ５電界効果トランジ
スタを含むことを特徴とする第１項記載の半導体装置。
スタを含むことを特徴とする第１項記載の半導体装置。
（３）前記シリコン絶縁膜層は、シリコン酸化膜層ある
いは燐を含んだシリコン酸化膜層からなることを特徴と
する第１項記載の半導体装置。
いは燐を含んだシリコン酸化膜層からなることを特徴と
する第１項記載の半導体装置。
（４）前記イオン打ち込みにより注入される不純物は、
不活性元素、硼素、あるいは、砒素であることを特徴と
する第１Ｉ’ｊｉ記載の半導体装置である。
不活性元素、硼素、あるいは、砒素であることを特徴と
する第１Ｉ’ｊｉ記載の半導体装置である。
［作 用］
本発明の上記の構成によれば、不活性元素をジノコン酸
化膜にイオン打ち込みを行うことにより、５ｉ−３ｉ、
５ｉ−０、及び５ｉ−０−Ｈの結合を切り、前記シリコ
ン酸化膜中の不対電子密度を増加させることによって、
プラズマシリコン窒化膜生成時の水素、及びプラズマシ
リコン窒化膜中より拡散する水素を前記シリコン酸化膜
中に捕獲することができる。従って、プラズマシリコン
窒化膜を半導体装置の保護膜として用いてち、過剰な水
素による、トランジスタの特性の劣化は生じない。
化膜にイオン打ち込みを行うことにより、５ｉ−３ｉ、
５ｉ−０、及び５ｉ−０−Ｈの結合を切り、前記シリコ
ン酸化膜中の不対電子密度を増加させることによって、
プラズマシリコン窒化膜生成時の水素、及びプラズマシ
リコン窒化膜中より拡散する水素を前記シリコン酸化膜
中に捕獲することができる。従って、プラズマシリコン
窒化膜を半導体装置の保護膜として用いてち、過剰な水
素による、トランジスタの特性の劣化は生じない。
［実 施 例１
第１図は、本発明の実施例における半導体装置の断面図
を示す、１０１はＰ型半導体基板、１０２は選択酸化膜
、１０３はゲート酸化膜、１０４はゲート電極、１０５
はＮ型拡散層、１０６は層間絶縁膜、１０７はアルミニ
ウム配線層、１０８はシリコン酸化膜、１０９は不対電
子をもつシリコン酸化膜、１１０はプラズマシリコン窒
化膜である０本実施例のように、ＭＯＳｉｌ界効果トラ
ンジスタを覆うように不対電子をちつシリコン酸化ＩＩ
ＩＩ Ｏ９がある為に、プラズマシリコン窒化膜１工０
からの水素は、捕獲され、ゲート酸化膜１０４まで拡散
しない。
を示す、１０１はＰ型半導体基板、１０２は選択酸化膜
、１０３はゲート酸化膜、１０４はゲート電極、１０５
はＮ型拡散層、１０６は層間絶縁膜、１０７はアルミニ
ウム配線層、１０８はシリコン酸化膜、１０９は不対電
子をもつシリコン酸化膜、１１０はプラズマシリコン窒
化膜である０本実施例のように、ＭＯＳｉｌ界効果トラ
ンジスタを覆うように不対電子をちつシリコン酸化ＩＩ
ＩＩ Ｏ９がある為に、プラズマシリコン窒化膜１工０
からの水素は、捕獲され、ゲート酸化膜１０４まで拡散
しない。
次に、本発明の製造方法について説明する。まず、Ｐ型
半導体基板１０１に、選択酸化法により選択酸化ｌｌ１
１０２を形成した後に、熱酸化を行い、ゲート酸化［１
１１０３を形成し、その上にＣＶＤ法により多結晶シリ
コンを蒸着し、Ｎ型拡散を行い、所望の形状に加工し、
ゲート電１１０４を作る０次に、ゲート電極をイオン打
ち込みマスクとして、燐を打ち込み、Ｎ型拡散層１０５
を作り、その上に、ＣＶＤ法により燐を含むシリコン酸
化膜を堆積し、眉間絶縁膜１０６を形成した後、拡散炉
を用いてアニールを行い、不純物を活性化する０次に、
所望の箇所に、コンタクトホールを形成した後に、スパ
ッター法によりアルミニウムを堆積し、所望の形状に加
工し、アルミニウム配線層１０７を作り、水素雰囲気中
で、シンターを行う０以上で半導体素子および相互配線
が作られる。最後に、保護膜として、まず、ＣＶＤ法に
よりシリコン酸化膜を４０００人堆積した後、アルゴン
イオンを１５０Ｋｅｖで、ＩＸＩＯ１６ｃｍ−”打ち込
み、シリコン酸化１１！ １０８と不対電子をもつシリ
コン酸化膜１０９を作り、次に、プラズマＣＶＤ法を用
いて、プラズマシリコン窒化膜１１０を、８０００人形
成する０以上の工程を経て、本発明の半導体装置が完成
する。上記実施例の方法によれば、イオン打ち込みによ
りシリコン酸化膜の上部の約０．２μｍに約５Ｘ１０”
ｃｍ−’の不活性ガスが存在し、不対電子ら、同等存在
する。一般に、装置やガス流量などにちよるが、４００
℃前後で堆積されるプラズマシリコン窒化膜から、通常
１０ ”ｃ ｍ−”の水素が拡散する。しかし、イオン
打ち込みにより生成された不対電子濃度が高いために、
その水素の多くは捕獲される。
半導体基板１０１に、選択酸化法により選択酸化ｌｌ１
１０２を形成した後に、熱酸化を行い、ゲート酸化［１
１１０３を形成し、その上にＣＶＤ法により多結晶シリ
コンを蒸着し、Ｎ型拡散を行い、所望の形状に加工し、
ゲート電１１０４を作る０次に、ゲート電極をイオン打
ち込みマスクとして、燐を打ち込み、Ｎ型拡散層１０５
を作り、その上に、ＣＶＤ法により燐を含むシリコン酸
化膜を堆積し、眉間絶縁膜１０６を形成した後、拡散炉
を用いてアニールを行い、不純物を活性化する０次に、
所望の箇所に、コンタクトホールを形成した後に、スパ
ッター法によりアルミニウムを堆積し、所望の形状に加
工し、アルミニウム配線層１０７を作り、水素雰囲気中
で、シンターを行う０以上で半導体素子および相互配線
が作られる。最後に、保護膜として、まず、ＣＶＤ法に
よりシリコン酸化膜を４０００人堆積した後、アルゴン
イオンを１５０Ｋｅｖで、ＩＸＩＯ１６ｃｍ−”打ち込
み、シリコン酸化１１！ １０８と不対電子をもつシリ
コン酸化膜１０９を作り、次に、プラズマＣＶＤ法を用
いて、プラズマシリコン窒化膜１１０を、８０００人形
成する０以上の工程を経て、本発明の半導体装置が完成
する。上記実施例の方法によれば、イオン打ち込みによ
りシリコン酸化膜の上部の約０．２μｍに約５Ｘ１０”
ｃｍ−’の不活性ガスが存在し、不対電子ら、同等存在
する。一般に、装置やガス流量などにちよるが、４００
℃前後で堆積されるプラズマシリコン窒化膜から、通常
１０ ”ｃ ｍ−”の水素が拡散する。しかし、イオン
打ち込みにより生成された不対電子濃度が高いために、
その水素の多くは捕獲される。
上記実施例では、アルミニウム配線上に、シリコン酸化
膜を用いたが、可動イオンによる汚染を防止するために
、燐を含んだシリコン酸化膜を用いてち、同等の効果が
得られる。さらには、アルゴンイオンを打ち込んだが、
他の不活性元素、あるいは、耐湿性に影響を与えない砒
素や硼素を用いても同等の効果が得られる。本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能な事は言う
までもない。
膜を用いたが、可動イオンによる汚染を防止するために
、燐を含んだシリコン酸化膜を用いてち、同等の効果が
得られる。さらには、アルゴンイオンを打ち込んだが、
他の不活性元素、あるいは、耐湿性に影響を与えない砒
素や硼素を用いても同等の効果が得られる。本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能な事は言う
までもない。
［発明の効果１
以上述べたように本発明によれば、保護膜としてイオン
打ち込みにより生成された不対電子をもつシリコン酸化
膜を用いることにより、プラズマシリコン窒化膜を積層
しても、ホットキャリアによるトランジスタ特性の劣化
を促進しないという効果を有し１例えば、従来のサブミ
クロンＭＯ５電界効果トランジスタの相互コンダクタン
スの劣化推定値は、プラズマシリコン窒化膜堆積前で、
２５％であり、堆積後で、５０％と約２倍に１曽加して
いたが１本発明を用いることにより、堆積後も、２５％
と低い値とすることができ、耐湿性およびホットキャリ
ア耐性のあるＭＯＳ’Ｗ界効果トランジスタを作ること
が可能となった。
打ち込みにより生成された不対電子をもつシリコン酸化
膜を用いることにより、プラズマシリコン窒化膜を積層
しても、ホットキャリアによるトランジスタ特性の劣化
を促進しないという効果を有し１例えば、従来のサブミ
クロンＭＯ５電界効果トランジスタの相互コンダクタン
スの劣化推定値は、プラズマシリコン窒化膜堆積前で、
２５％であり、堆積後で、５０％と約２倍に１曽加して
いたが１本発明を用いることにより、堆積後も、２５％
と低い値とすることができ、耐湿性およびホットキャリ
ア耐性のあるＭＯＳ’Ｗ界効果トランジスタを作ること
が可能となった。
第１図は、本発明の半導体装置の一実施例を示す主要断
面図。 １０１ ・ １０２ ・ １０３ ・ １０４ ・ １０５ ・ １０６ ・ １０７ ・ １０８ ・ １０９ ・ １１０ ・ ・Ｐ型半導体基板 ・選択酸化膜 ・ゲート酸化膜 ・ゲート電極 ・Ｎ型拡散層 ・層間絶縁膜 ・アルミニウム配線層 ・シリコン酸化膜 ・不対電子をもつシリコン酸化膜 ・プラズマシリコン窒化月莫 以上
面図。 １０１ ・ １０２ ・ １０３ ・ １０４ ・ １０５ ・ １０６ ・ １０７ ・ １０８ ・ １０９ ・ １１０ ・ ・Ｐ型半導体基板 ・選択酸化膜 ・ゲート酸化膜 ・ゲート電極 ・Ｎ型拡散層 ・層間絶縁膜 ・アルミニウム配線層 ・シリコン酸化膜 ・不対電子をもつシリコン酸化膜 ・プラズマシリコン窒化月莫 以上
Claims (4)
- （１）半導体基板に形成された少なくとも半導体能動素
子上に、イオン打ち込みにより生成された不対電子をも
つシリコン絶縁膜層があり、その上にプラズマシリコン
窒化膜層があることを特徴とする半導体装置。 - （２）前記半導体能動素子は、ＭＯＳ電界効果トランジ
スタを含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置
。 - （３）前記シリコン絶縁膜層は、シリコン酸化膜層ある
いは燐を含んだシリコン酸化膜層からなることを特徴と
する請求項１記載の半導体装置。 - （４）前記イオン打ち込みにより注入される不純物は、
不活性元素、硼素、あるいは、砒素であることを特徴と
する請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17850189A JPH0342833A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17850189A JPH0342833A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0342833A true JPH0342833A (ja) | 1991-02-25 |
Family
ID=16049568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17850189A Pending JPH0342833A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0342833A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980030411A (ko) * | 1996-10-29 | 1998-07-25 | 김영환 | 반도체 장치의 보호막 형성 방법 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP17850189A patent/JPH0342833A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980030411A (ko) * | 1996-10-29 | 1998-07-25 | 김영환 | 반도체 장치의 보호막 형성 방법 |
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