JPH04157765A - 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ及びその製法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、半導体基板上に、ゲート絶縁膜を介して、ゲ
ート電極が配されている構成を有する絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ及びその製法に関する。

【従来の技術】

従来、第８図を伴って次に述べる構成を有する絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタが提案されている。 すなわち、ｐ型を有する単結晶Ｓｉでなる半導体基板１
上に、Ｓ　ｉ　Ｏ２でなるゲート絶縁膜２を介して、導
電性を有する多結晶Ｓｉｒなるゲート電極３が配されて
いる。 この場合、ゲート絶縁ＷＡ２内にＥまたはＣｌが、第９
図に示す、ように、ゲート絶Ｒ膜２の厚さ方向の中央部
において極大値を呈する濃度分布を有して、符号２０で
示すように導入されている。 また、半導体基板１内に、ゲート電極３を挟んだ両位置
において、ｎ型不純物の導入によ）で形成された半導体
領域でなるソース領域４及びドレイン領域５が形成され
ている。 さらに、半導体基板１上に、ゲート電極３を覆って延長
し且つゲート電極３、ソース領域４及びドレイン領域５
をそれぞれ外部に臨ませる！：６及び７を設けている例
えばＳ　ｉ　Ｏ２でなる層間絶縁膜９が形成されている
。 また、ＩＩ！絶縁膜９上に、ＩＥ６．７及び８をそれぞ
れ通じてゲート電極３、ソース領域４及びドレイン領域
５にそれぞれ連結しているゲート引出用電極１０．ソー
ス電極１１及びドレイン電極１２が形成されている。 以上が、従来提案されている絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの構成である。 また、従来、第１０図を伴って次に述べる絶縁ゲート型
電界効宋トランジスタの製法が提案されている。 第１０図において、第８図との対応部分には同一符号を
付して示す。 第１０図に示す従来の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの製法は、次に述べる順次の工程をとって、第８図で
上述した絶縁ゲート型電界効果トランジスタを製造する
。 すなわち、予め用意された例えばｐ型を有する単結晶３
ｉでなる半導体基板１上に、例えばＳ　ｉ　０２でなる
ゲート絶縁膜２を例えば熱酸化法によって形成する（第
１０図Ａ）。 次に、半導体基板１内へのゲート絶縁膜２を介してのＦ
またはＣｌのイオンの導入処理によって、半導体基板１
内に、そのゲート絶縁膜２側において、ＦまたはＣｌを
符号２０’で示すように導入させる（第１０図Ｂ）。 次に、９００’Ｃ〜１０００℃の＾い温度での熱処理を
施すことによって、半導体基板１内に導入されている符
号２０′で示されているＦよたはＣｌを、ゲート絶縁膜
２内に符号２０で示すように拡散させる（第１０図Ｃ）
。 次に、ゲート絶Ｒ膜２上に、′ｆ＃電性を右する多結晶
３ｉでなるゲート電極３を所要のパターンに形成する（
第１０図Ｄ）。 次に、ゲート絶［１１９２をゲート電極３をマスクとす
るエツチング処理によって、ゲート電極３下のパターン
に形成し、次に、またはその前に、半導体基板１内に、
ゲート電極３またはその上に予め形成されたマスク層を
マスクとするｎ型不純物の導入処理によってソース領域
４及びドレイン領域５を形成する（第１０図Ｅ）。 次に、半導体基板１上に、ゲート電極３を覆って延長し
且つゲート電極３、ソース領域４及びドレイン領域５を
それぞれ外部に臨ませる窓６．７及び８を設けている例
えば５ｉｎ２でなる層間絶縁膜９を形成する（第１０図
Ｆ）。 次に、層間絶縁膜９上に、窓６．７及び８をそれぞれ通
じてゲート電極３、ソース領域４及びドレイン領域５に
連結しているゲート引出用電極１０、ソース電極１１及
びドレイン電極１２を形成する（第１０図Ｇ）。 以上が、従来提案ざ机ている絶縁ゲート！電界効果トラ
ンジスタの製法である。

【発明が解決しようとする課題】

第８図に示す従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
によれば、ゲート絶縁膜２内にＦまたはＣｌが符＠２０
で示すように導入されていることによって、半導体基板
１とゲート絶縁膜２との間に界面またはその近傍にもＦ
またはＣｌが導入されているので、半導体基板１とゲー
ト絶縁膜２との間の界面またはその近傍における望まし
くない単位を減少させている。このため、ゲート絶縁膜
２内にＦまたはＣｌを上述したように導入させていない
場合に比し高いホットキャリア耐性を有する。 しかしながら、第８図に示す従来の絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの場合、ゲート絶縁膜２内に導入されて
いる符号２０で示すＦまたはＣｌが、第９図に示すよう
に、ゲート絶Ｒ膜２の厚さ方向の中央部において極大値
を？するＳ度分布を有し、このため、ＦまたはＣｌが、
半導体基板１どゲート絶縁膜３との界面またはその近傍
において、ゲート絶ＩＱ膜３の厚さ方向の中央部よりし
低い深度でしか導入されていない。このため、半導体基
板１とゲート絶縁膜２との間の界面またはその近傍にお
ける準位を減少させる効果が比較的低く、従ってホット
キャリア耐性が十分高いとはいえない、という欠点を有
していた。 また、第８図に示す従来の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの場合、ゲート絶縁膜２内に導入されている符号
２０で示すＦまたはＣｌが、上述したようにゲート絶縁
膜の厚さ方向の中央部において極大値を呈する濃度分布
を有するので、ＦまたはＣｌが、ゲート絶縁Ｗ；４２の
中央部において、高い濃度で導入されている。このため
、ゲート絶ＲＷＪ２が、その性質を変化させるキャリア
トラップを高密度に導入しているので、絶縁ゲート型電
界効梁１〜ランジスタとしての動作の信頼性が低い、・
という欠点を右していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタ、及びその製法を提案せん
とするものである。

【課題を解決するための手段】

本願第１番目の発明による絶縁ゲート！電界効果トラン
ジスタは、第８図で前述した従来の絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの場合と同様に、半導体基板上に、ゲー
ト絶縁膜を介して、ゲート電極が配されている構成を有
し、そして、ゲート絶縁膜内にＦまたはＣｌが導入され
ている。 しかしながら、本願第１番目の発明による絶縁ゲート型
電界効果トランジスタは、このような構成を有する絶縁
ゲート型電界効果トランジスタにおいて、上記ゲート絶
１ｍ１１２内に導入されているＦまたはＣｌが、上記半
導体基板及び上記ゲート絶縁膜間の界面またはその近傍
において極大値を呈しているが、上記ゲート絶縁膜の厚
さ方向の中央部において極大値をヱしていない濃度分布
を有する。 本願第２番目の発明による絶縁ゲート〒Ｗｌ界効果トラ
ンジスタの製法は、■！！′導体基板上に、ゲート絶Ｉ
！膜を形成する工程と、■上記ゲート絶ｍ１ｌｌを形成
する工程後、上記半導体基板内へのＦまたはＣｌのイオ
ンの注入処理によって、上記半導体基板内に、その上記
ゲート絶縁膜側において、ＦまたはＣｌを導入させる工
程と、■上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、上記半
導体基板上に、ゲート絶縁膜上において、ゲート電極を
形成する工程と、■上記ＦまたはＣｌを導入させる工程
後、上記ゲート電極を形成する工程前または後において
、６００℃〜８５０℃のＷ度での熱処理を施す工程とを
有する。 本願第３番目の発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法は、■半導体基板上に、ゲート絶縁膜を形
成する工程と、■上記ゲート絶ｌ１ｌＩを形成する工程
後、上記半導体基板上に、上記ゲート絶縁股上において
、ゲート電極を形成する工程と、■上記ゲート電極を形
成する工程後、上記半導体基板または上記ゲート電極内
への「またはＣｌのイオンの注入処理によって、上記半
導体基板または上記ゲート電極内に、その上記ゲート絶
縁膜側において、ＦまたはＣｌを導入さける工程と、■
上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、６００”０〜８
５０℃の温度での熱処理を施す工程とを有する。 本願第４番目の発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法は、■半導体基板上に、ゲート絶縁膜を形
成する工程と、■上記ゲート電極を形成する工程後、上
記半導体基板内へのＦまたはＣｌのイオンの注入処理に
よって、上記半導体基板内に、その上記ゲート絶縁膜側
において、ＦまたはＣｌを導入させる工程と、■上記Ｆ
またはＣｌを導入させる工程後、上記半導体基板上に、
上記ゲート絶縁膜上において、ゲート電極を形成する工
程と、■上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、上記ゲ
ート電極を形成する工程前において、水分を２０ｐｇ）
ｍ以下の１１１［でしか含んでいない窒素雰囲気中にお
りる６００℃以上の温度での熱処理を施す工程とを有す
る。

【作用・効果］ 本願第１番目の発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタによれば、ゲート絶縁膜内に、第８図で前述した
従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの場合と同様
に、ＦまたはＣｌが導入されていることによって、半導
体基板とゲート絶縁膜との間の界面またはその近傍にＦ
またはＣｌが導入されているので、第８図で前述した従
来の絶縁ゲート型電界勤果トランジスタの場合と同様に
、半導体基板とゲート絶縁膜との閣の界面またはその近
傍における望ましくない準位を減少させ、よって、ゲー
ト絶縁膜内にＦまたはＣｌが導入されていない場合に比
し高いホットキャリア耐性を有する。 しかしながら、本願第１番目の発明による絶縁ゲート型
電界効果トランジスタによれば、絶縁膜内に導入されて
いるＦまたはＣｌが、半導体基板と絶縁膜との界面また
はその近傍において極大値を呈するが、ゲート絶縁膜の
厚さ方向の中央部において極大値を呈しない′ｃｒｔｉ
分布を有するので、半導体基板とゲート絶縁膜との界面
またはイの近傍における望ましくない準位を、第８図で
前述した従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの場
合に比し大きく減少させている。このため、第８図で前
述した従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの場合
に比し高いホットキャリア耐性を有する。 また、本願第１番目の発明による絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの場合、ゲート絶縁膜内に導入されている
ＦまたはＣｌが、上述したようにゲート絶縁膜の厚さ方
向の中央部において極大値を呈していない濃度分布を有
するので、ＦまたはＣｌが、ゲート絶縁膜の中央部にお
いて、高いｌＩｒ！１で導入されていない。このため、
ゲート絶縁膜がその性質を変化させるキャリアトラップ
を、第８図で前述した従来の絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの場合に比し格段的に低い密痕でしか導入され
ていないので、絶縁ゲート型電界効果トランジスタとし
ての動作の信頼性が、第８図で上述した従来の絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの場合にし格段的に高い。 本願第２番目の発明による絶縁ゲート！電界効果トラン
ジスタの製法によれば、第１０図で前述した従来の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合と同様に、
半導体基板内にＦまたはＣｌを導入させて後、熱処理を
施している。このため、半導体基板内に導入されたＦま
たはＣｌがゲート絶縁膜内に拡散することによって、ゲ
ート絶縁膜内にＦまたはＣｌが導入され、また、それに
よって、半導体基板とゲート絶Ｉ！膜との界面またはそ
の近傍にＦまたはＣｌが導入されている。 しかしながら、本願第２番目の発明による絶縁ゲート型
電界効果トランジスタの製法の場合、半導体基板内に［
またはＣｌを導入させて後の熱処理を、６００℃〜８５
０℃という、第１゜図で前述した従来の絶縁ゲート型電
界効果トランジスタの製法の場合に比し低いＵａで行っ
ているので、ゲート絶縁膜内に導入されているＦまたは
Ｃｌが、本願第１番目の発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタで述べたように、半導体基板とゲート絶
縁膜との間の界面またはその近傍において極大値を早し
ているが、ゲート絶縁膜の厚さ方向の中央部において極
大値を呈していない濃度分布を有している。 従って、本願第２番目の発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製法によれば、本願第１１目の発明に
よる絶縁ゲート型電界効果トランジスタについて上述し
た優れた特徴を有する絶縁ゲート型電界効果トランジス
タを容易に製造することができる。 本願第３番目の発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法によれば、本願第２番目の発明による絶縁
ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合とは寅なり
、ゲート電極を形成して後、半導体基板またはゲート電
極内にＦまたはＣｌを導入させているが、そのＦまたは
Ｃ）の導入させて後、本願第２番目の発明による絶縁ゲ
ート型電界効！ｌトランジスタの製法の場合と同様の熱
処理を行っているので、詳細説明は省略するが、本願第
２番目の発明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
の製法の場合と同様の特徴を有する。 本願第４番目の発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法によれば、第１０図で前述した従来の絶縁
ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合と同様に、
半導体基板内にＦまたはＣｌを導入させて後、熱処理を
施している。このため、半導体基板内に導入されたＦま
たはＣｌがゲート絶縁膜内に拡散することによって、ゲ
ート絶縁膜内にＦまたはＣｌが導入され、それによって
、半導体基板とゲート絶縁膜との界面またはその近傍に
Ｆｔ転はＣｌが導入されている。 しかしながら、本願第４番目の発明による絶縁ゲート型
電界効果トランジスタの製法の場合、崖導体基板内に［
またはＣｌを導入さしＴ、後の熱処理を６００℃以上と
いう温痕で行っているが、その熱処理を、水分を２０ｐ
ｐｒｒ＋以下のきわめて低い激変でしか含んでいない窒
素雰囲気中で行っているので、ゲート絶縁膜内に導入さ
れているＦまたはＣｌが、本願第１番目の発明による絶
縁ゲート型電界効果トランジスタでのべたように、半導
体基板とゲート絶縁膜との門の界面またはその近傍にお
いて極大値を呈しているが、ゲート絶縁膜の厚さ方向の
中央部において極大値を呈していない濃度分布を有して
いる。 従って、本願第４番目の発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製法の場合も、本願第２番目の発明に
よる絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合と
同様に、本願第１番目の発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタについて上述した優れた特徴を有する絶
縁ゲート型電界効果トランジスタを容易に製造すること
ができる。 ［実施例１】 次に、第１図を伴・）で、本発明による絶縁グー１〜型
電毀効宋１−″：／）ジスタの実施例を述べよう。 第１図において、第８図との対応部分には同一符号を付
し、詳ｌＩ！Ｉ説明を省略する。 第１図に示丈本発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの実施例は、見掛上、第８図で上述した従来の絶
縁ゲート型電界効果トランジスタと同一の構成を有する
。このため、図示群ａ説明は省略する。 しかしながら、本発明による絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの実施例は、ゲート絶縁膜２内に導入されてい
る、符号２０で示されているＦまたはＣｌが、第８図で
前述した従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの場
合とは異なり、第２図に示すように、半導体基板１及び
ゲート絶ｍ膜２間の界面またはその近傍において極大値
を呈しているが、ゲート絶縁膜２の中央部において極大
値を呈していないｔ度分布をイ１しでいる。 以上が、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの実施例の構成である。 このような構成をイｊする本発明による！縁ゲート型電
界効果トランジスタによれば、崖導体基板１とゲート絶
縁膜２との界面またはその近傍にＦまたはＣｌが導入さ
れていることに、第８図で上述した従来の絶縁ゲート型
電界効果トランジスタの場合と変りはないので、第８図
で上述した従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの
場合と同様に、界面またはその近傍における望ましくな
い準位を、Ｆまたはｃｌを導入させていない場合から減
少させており、よって、ゲート絶縁１！Ａ２内にＦまた
はｃｌを導入させていない場合に比し高いホットキャリ
ア耐性を有する。 しかし・ながら、第１図に示す本発明による絶縁ゲート
型電界効果トランジスタの実施例によれば、ゲート絶縁
膜２内に導入されているＦまたはＣｌが、半導体基板１
及びゲート絶縁膜２の界面またはその近傍において極大
値を？しているが、ゲート絶縁膜２の中央部において極
大値を呈してない濃度分布を有しているので、半導体基
板１とゲート絶縁膜２との間の界面またはその近傍にお
ける望ましくない準位な第Ｓ図で上述した従来の絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタの場合に比し大きく減少さ
せている。このため、第８図で前述した従来の絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの場合に比し高いホットキャ
リア耐性を有する。 また、第１図に示す本発明による絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの場合、ゲート絶縁膜２内に導入されてい
るＦまたはＣｌが、上述したようにゲート絶縁膜２の厚
さ方向の中央部において極大値を呈していない濃度分布
を有するので、ＦまたはＣｌが、ゲート絶縁１！２の中
央部において、高いＩｆｉｌ’導入されていない。この
ため、ゲート絶縁膜２がその性質を変化させるキャリア
トラップを、第８図で前述した従来の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの場合に比し格段的に低い密度でしか
導入されていないので、絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタとしての動作の信頼性が、第８図で上述した従来の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの場合にし格段的に
高い。

【実施例２】 次に、第３図を伴って本発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製法の第１の実施例を述べよう。 第３図において、第１図との対応部分には同一符号を付
して示す。 第３図に示す本発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法の第１の実施例は、次に述べる順次の工程
をとって、第１図で上述した本発明による絶縁ゲート型
電界効果トランジスタを製造する。 すなわち、予め用意されたｐ型を有する単結量Ｓｉでな
る半導体基板１上に、第１０図で前述した従来の絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタの製法の場合と同様に、５
ｉ０２でなるゲート絶縁膜２を例えば熱酸化法によって
形成づる（第３図Ａ）。 次に、第１０図で前述した従来の絶縁ゲ°−ト型電界効
果トランジスタの製法の場合と同様に、半導体￥板１内
へのゲート絶縁膜２を介してのＦまたはＣｌの導入処理
によって、半導体基板１内に、そのゲート絶縁膜２＠に
おいて、ＦまたはＣｌを、符号２０′で示・すように導
入させる（第３図Ｂ）。 次に、６００”Ｃ〜８５０”Ｃの温度、望ましくは８０
０℃の温度である、第８図で上述した従来の絶縁ゲート
型電界効果トランジスタの場合に比し低い温度での熱処
理を施すことによって、半導体基板１内に導入されてい
る符号２０’で示されているＦまたはＣｌを、ゲート絶
縁膜２内に符号２ｏで示すように拡散させることによっ
て、ゲート絶縁ＷＡ２内にＦまたはＣｌが導入され、そ
のＦまたはＣｌが、第２図で上述したように、半導体基
板１及びゲート絶縁膜２間の界面またはその近傍におい
て極大値を呈しているが、ゲート絶縁膜２の厚さ方向の
中央部において極大値をデしていないｉｌ：１度分布を
右する構成を得る（第３図Ｃ）。 次に、ゲート絶縁膜２上に、第１０図で前述した従来の
絶縁ゲート〒電界効果トランジスタの製法の場合と同様
に、導電性を有する多結品Ｓｉでなるゲート電極３を所
要のパターンに形成する（第３図Ｄ）。 次に、第１０図で前述した従来の絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの製法の場合と同様に、ゲート絶縁膜２を
ゲート電極３をマスクとするエツチング処理によって、
ゲート電極３下のパターンに形成し、次に、またはその
前に、半導体基板１内に、ゲート電極３またはその上に
予め形成されたマスク層をマスクとするｎ型不純物の導
入処理によってソース領域４及びドレイン領域５を形成
する（第３図Ｅ）。 次に、半導体基板１上に、ゲート電極３を覆って延長し
且つゲート電極３、ソース領域４及びドレイン領域５を
それぞれ外部に臨ませる窓６．７及び８を設けている例
えば５ｉ０２でなる石間絶縁躾９を形成する（第３図Ｆ
）。 次に、ＷＪ間絶絶縁膜９上、第１０図で前述した従来の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合と同様
に、窓６．７及び８をそれぞれ通じてゲート電極３、ソ
ース領１４４及びドレイン領域５に連結しているゲート
引出用電極１０、ソース電極１１及びドレイン電極１２
を形成する（第３図Ｇ）。 以上が、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの製法の第１の実施例である。 このような本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの製法の第１の実施例によれば、第１図で上述した
、優れた特徴を有する本発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタを容易に製造することができることは明
らかである。

【実施例３】 次に、第４図を伴って、本発明による絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製法の第２の実施例を述べよう。 第４図において、第３図との対応部分には同・符号を付
し、詳細説明を省略する。 第４図に示す本発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法の第２の実施例は、第３図で上述した本発
明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場
合と同様に、半導体基板１上に、ゲート絶縁膜２を形成
しく第４図Ａ）、次に、半導体基板１内にＦまたはＣｌ
を導入させる（第４図Ｂ）ａ 次に、ゲート絶縁膜２上に、第３図で上述した本発明に
よる絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合と
同様のゲート電極３を形成する（第４図Ｃ）。 次に、第３図で上述した本発明による絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製法の場合と同様の熱処理によって
、ゲート絶縁膜２内に、ＦまたはＣｌを、符号２０で示
すように同様に拡散させる（第４図Ｄ）。 次に、半導体基板１内に、第３図で上述した本発明によ
る絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合と同
様に、ソース領域４及びドレイン領域５を同様に形成し
く第４図Ｅ）、次に、半導体基板１上にｌＩ間絶縁ｌＩ
９を形成しく第４図Ｆ）、次に、Ｉｉ間絶絶縁膜９上、
ゲート引出用電極１０、ソース電極１１及びドレイン電
極１２を形成する（第４図Ｇ）。 以上が、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの製法の第２の実施例である。 このような本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの製法の第２の実施例は、ＦまたはＣｌを導入させ
る工程後の熱処理の工程を、ゲート電極３を形成する工
程の前において行っている第３図の場合に代え、ゲート
電極３を形成する工程前において行うことを除いて、第
３図の場合と同様である。 従って、第４図に示す本発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製法の第２の実施例によっても、第３
図で上述した本発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法の第１の実施例の場合と同様の特徴を有す
ることは明らかであろう。

【実施例４】 次に、第５図を伴って、本発明による絶縁ゲート型電界
効宋ｉ−うンジスタの製法の第３の実施例を述べよう。 第５図において、第３図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 第４図に示す本発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法の第２の実施例は、第３図で上述した本発
明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場
合と同様に、半導体基板１上に、ゲート絶１１１２を形
成しく第５図Ａ）、次に、ゲート絶ｌ１１ｍ２上に、第
３図で上述した本発明による絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの製法の場合と同様のゲート電極３を形成する
（第５図Ｂ）。 次に、半導体基板１内に、ゲート電極３を介して、Ｆま
たはＣｌを導入させる（第５図Ｃ）。 次に、第３図で上述した本発明による絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製法の場合と同様の熱処理によって
、ゲート絶縁膜２内に、ＦまたはＣｌを、笥２３２０で
示すように同様に拡散させる（第５図Ｄ）。 次に、半導体基板１内に、第３図で上述した本発明によ
る絶縁ゲートＩ！！電界効果トランジスタの製法の場合
と同様に、ソースｆｒ４域４及びドレインｆｌｔｉｉ５
を同様に形成しく第５図Ｅ）、次に、半導体基板１上に
＠閤絶縁膜９を形成しく第５図Ｆ）、次に、層間絶縁１
９上に、ゲート引出用電極１０、ソース電極１１及びド
レイン電極１２を形成する（第５図Ｇ）。 以上が、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの製法の第３の実施例である。 このような本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの製法の第３の実施例によっても、第３図で上述し
た本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製
法の第１の実施例の場合と同様の特徴を有することは明
らかであろう。

【実施例５】 次に、第６図を伴って、本発明による絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製法の第４の実施例を遥ぺよう。 第６８において、第３図との対応部分には同一符号を付
し、詳１ｌｌＩ説明を省略する。 第６図に示す本発明による絶縁ゲート〒電界効果トラン
ジスタの製法の第４の実施例は、第３図で上述した本発
明による絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場
合と同様に、半導体基板１上に、ゲート絶縁膜２を形成
しく第６図Ａ）、次に、ゲート絶縁膜２上に、第３図で
上述した本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの製法の場合と同様のゲート電極３を形成する（第６
図Ｂ）。 次に、ゲート電極３内に、ＦまたはＣｌを導入させる（
第６図Ｃ）、。 次に、第３図で上述した本発明による絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製法の場合と同様の熱処理によって
、ゲート絶縁膜２内に、ＦまたはＣｌを、符号２０で示
すように同様に拡散させる（第６図Ｄ）。 次に、半導体基板１内に、第３図で上述した本発明によ
る絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の場合と同
様に、ソース領域、／ｌ及びドレイン領域５を同様に形
成しく第６図Ｅ）、次に、半導体基板１Ｊに層間絶縁ｌ
ｌ０９を形成しく第６図Ｆ）、次に、層間絶縁膜９上に
、ゲート引出用電極１０．ソース電極１１及びドレイン
電極１２を形成する（第６図Ｇ）。 以上が、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの製法の第４の実施例である。 このような本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの製法の第４の実施例も、第３図で上述した本発明
による絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第２の実施
例の場合と同様の特徴を有することは明らかであろう。

【実施例６】 次に、第７図を伴って本発明による絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製法の第５の実施例を述べよう。 第７図に示す本発明による絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタの製法の第５の実施例は、次に述べる順次の工程
をとって、第１図ぐ上述した本発明による絶縁ゲート型
電界効宋トランジスタを製造する。 すなわち、予め用意されたｐ！を＊する単結品Ｓｉでな
る半導体基板１上に、ｓｈｏ、、でなるゲート絶縁ｌＩ
２を例えば熱酸化法によって形成する（第７図Ａ）。 次に、半導体基板１内に、ＦまたはＣｌを導入させる（
第７図Ｂ）。 次に、温度を６００’Ｃ以上の例えば９００℃とし、水
分を２０ｐｐｍ以下の濃度でしか有しない窒素雰囲気中
での熱処理によって、ＦまたはＣｌを半導体基板１内に
拡散させることによって、ＦまたはＣｌに半導体基板１
及びゲート絶縁膜２間の界面またはその近傍において極
大値を呈する濃度分布を呈せしめる。（第７図Ｃ）次に
、ゲート絶縁膜２上に、導電性を有する多結晶３ｉでな
るゲート電極３を所要のパターンに形成する（第７図Ｄ
）。 次に、ゲート絶縁１１２をゲート電極３をマスクどする
エツチング処理によって、ゲート電掩３下のパターンに
形成し、次に、またはその前に、半導体基板１内に、ゲ
ート電極３またはその上に予め形成されたマスク層をマ
スクとするｎ型不純物の導入処理によってソース領域４
及びドレイン領域５を形成する（第７図Ｅ）。 次に、￥導体基板１上に、ゲート電極３を覆って延長し
且つゲート電極３、ソース領域４及びドレイン領域５を
それぞれ外部に臨ませる窓６．７及び８を設けている例
えばＳ　ｉ　Ｏ２でなる層間絶縁１９を形成する（第７
図Ｆ）。 次に、層間絶縁膜９上に、窓６．７及び８をそれぞれ通
じてゲート電極３、ソース領域４及びドレイン領域５に
連結しているゲート引出用電極１０、ソース電極１１及
びドレイン電極１２を形成する（第７図Ｇ）。 以上が、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジス
タの製法の第５の実施例である。 このような本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの製法の第５の実施例も、詳細説明は省略するが、
第１図で上述した、優れた特徴を有する本発明による絶
縁ゲート型電界効果トランジスタを容易に製造すること
ができることは明らかであろう。 なお、上述した熱処理時、その窒素雰囲気が２０ｐｐｍ
以下の水分しか含んでいなければ、温度が６００℃以上
の高い温度であっても、従来の場合と同様の温度であっ
ても問題はないが、６００℃以下では、ＦまたはＣｌの
１１１２分布が半導体基板１とゲート絶縁１！Ａ２との
界面またはその近傍において極大値を呈しなくなること
を確認した。 なお、上述においては、本発明による絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ、及びその製法のそれぞれについてわ
ずかな実施例を示したに留まり、上述した各実施例にお
いて、ｐ型をｎ型、ｎ型をｐ型に読み代えることもでき
、また、半導体基板１がＳ１以外の半導体であっても、
また、ゲー１へ絶縁膜２がＳｉＣ，以外の絶Ｒ膜であっ
ても、本発明を適用し得、その他、本発明の精神をａす
ることなし：こ、璋々の変ユリ、変更をなし得るであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの実施例を示す路線的断面図である。 第２図は、その説明に供するＦまたはＣｌの濃度分布を
示す図である。 第３図は、本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの製法の第１の実施例を示す順次の工程における路
線的断面図である。 第４図、第５図、第６図及び第７図は、本発明による絶
縁ゲート型電界効果トランジスタの製法の第２、第３、
第４及び第５の実施例を示す順次の工程における路線的
断面図である。 第８図は、従来の絶縁ゲー［−型電冑効果トランジスタ
を示す路線的断面図である。 第９図は、その説明に供するＦまたはＣ］の濃痕分布を
示す図である。 第１０図は、従来の絶縁ゲートテ１電捏効！１ヘランジ
スタの製法を示す順次の工程における路線的断面図であ
る、 １・・・・・・・・・・・・・・・半導体基板２・・・
・・・・・・・・・・・・ゲート絶ＲＦＪ３・・・・・
・・・・・・・・・・ゲート電極４・・・・・・・・・
−・・・・・ソース領域５・・・・・・・・・・・・・
・・ドレイン領域９・・・・・・・・・・・・・・・８
問絶縁膜１０・・・・・・・・・・・・・・・ゲート引
出用電極１１・・・・・・・・・・・・・・・ソース電
極１２・・・・・・・・・・・・・・・ドレイン電極出
願人　　日本電信電話株式会社 第１図 第２図 ケート電極からの距離− 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に、ゲート絶縁膜を介して、ゲート電極が
   配されている構成を有し、上記ゲート絶縁膜内にＦまた
   はＣｌが導入されている絶縁ゲート型電界効果トランジ
   スタにおいて、上記ゲート絶縁膜内に導入されているＦ
   またはＣｌが、上記半導体基板及び上記ゲート絶縁膜間
   の界面またはその近傍において極大値を呈しているが、
   上記ゲート絶縁膜の厚さ方向の中央部において極大値を
   呈していない濃度分布を有することを特徴とする絶縁ゲ
   ート型電界効果トランジスタ。
2. 【請求項２】 半導体基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、 上記ゲート絶縁膜を形成する工程後、上記半導体基板内
   へのＦまたはＣｌのイオンの注入処理によって、上記半
   導体基板内に、その上記ゲート絶縁膜側において、Ｆま
   たはＣｌを導入させる工程と、 上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、上記半導体基板
   上に、ゲート絶縁膜上において、ゲート電極を形成する
   工程と、 上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、上記ゲート電極
   を形成する工程前または後において、６００℃〜８５０
   ℃の温度での熱処理を施す工程とを有することを特徴と
   する絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法。
3. 【請求項３】 半導体基板上に、ゲート絶縁膜を契約する工程と、 上記ゲート絶縁膜を形成する工程後、上記半導体基板上
   に、上記ゲート絶縁膜上において、ゲート電極を形成す
   る工程と、 上記ゲート電極を形成する工程後、上記半導体基板また
   は上記ゲート電極内へのＦまたはＣｌのイオンの注入処
   理によって、上記半導体基板または上記ゲート電極内に
   、その上記ゲート絶縁膜側において、ＦまたはＣｌを導
   入させる工程と、 上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、６００℃〜８５
   ０℃の温度での熱処理を施す工程とを有することを特徴
   とする絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法。
4. 【請求項４】 半導体基板上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、 上記ゲート絶縁膜を形成する工程後、上記半導体基板内
   へのＦまたはＣｌのイオンの注入処理によつて、上記半
   導体基板内に、その上記ゲート絶縁膜側において、Ｆま
   たはＣｌを導入させる工程と、 上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、上記半導体基板
   上に、上記ゲート絶縁膜上において、ゲート電極を形成
   する工程と、 上記ＦまたはＣｌを導入させる工程後、上記ゲート電極
   を形成する工程前において、水分を２０ｐｐｍ以下の濃
   度でしか含んでいない窒素雰囲気中における６００℃以
   上の温度での熱処理を施す工程とを有することを特徴と
   する絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製法。