JPH0492472A - 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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- JPH0492472A JPH0492472A JP20897890A JP20897890A JPH0492472A JP H0492472 A JPH0492472 A JP H0492472A JP 20897890 A JP20897890 A JP 20897890A JP 20897890 A JP20897890 A JP 20897890A JP H0492472 A JPH0492472 A JP H0492472A
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Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
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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。
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Description
【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関する。特に、ＬＳ
Ｉの高信頼性化を可能にする。
Ｉの高信頼性化を可能にする。
従来、ＭＯＳＦＥＴからなるＬＳＩの製造方法では、ゲ
ート前洗浄を例えばＨＰで処理し、ゲート絶縁膜を形成
後、直接ゲート電極膜を形成してイタ。マタ、ゲート絶
縁膜形成後、レジストをマスクにして選択的にイオン注
入を行なう（言ゎゆるチャネルドープ）工程がある場合
には、Ｈ，ＳＯ２またはＯ，プラズマでレジストばくり
後、ゲート電極膜を形成した。
ート前洗浄を例えばＨＰで処理し、ゲート絶縁膜を形成
後、直接ゲート電極膜を形成してイタ。マタ、ゲート絶
縁膜形成後、レジストをマスクにして選択的にイオン注
入を行なう（言ゎゆるチャネルドープ）工程がある場合
には、Ｈ，ＳＯ２またはＯ，プラズマでレジストばくり
後、ゲート電極膜を形成した。
しかしながら、従来技術では次の問題が存在することか
明らかになった。すなわち、ゲート酸化膜が薄くなると
、ゲート酸化膜は、前洗浄により特性が変化するという
問題である。例えば、ＨＰ水溶液の前洗浄後、ゲート酸
化した、５ｉｎ２薄膜の表面には■チャージが存在し、
ＮＨ，ＯＩ（過水水溶液の前洗浄後、ゲート酸化した５
ｉ０２薄膜の表面にはｅチャージがトラップされ、これ
ら表面のチャージは、酸化後のＮ２熱処理により除去で
きないことがｓｐｖ法（５ｕｒｔ２Ｌｘｓ Ｐｈｏｔｏ
Ｍｏｌｔａｇｅ法）により明かになった。さらにｓｐ
ｖ法によりゲート酸化５ｉ０２膜中のチャージ分布を分
析したところ、前洗浄により発生する・■またはＯのチ
ャージは、８１０２表面層約５Ｘに存在することがわか
った。
明らかになった。すなわち、ゲート酸化膜が薄くなると
、ゲート酸化膜は、前洗浄により特性が変化するという
問題である。例えば、ＨＰ水溶液の前洗浄後、ゲート酸
化した、５ｉｎ２薄膜の表面には■チャージが存在し、
ＮＨ，ＯＩ（過水水溶液の前洗浄後、ゲート酸化した５
ｉ０２薄膜の表面にはｅチャージがトラップされ、これ
ら表面のチャージは、酸化後のＮ２熱処理により除去で
きないことがｓｐｖ法（５ｕｒｔ２Ｌｘｓ Ｐｈｏｔｏ
Ｍｏｌｔａｇｅ法）により明かになった。さらにｓｐ
ｖ法によりゲート酸化５ｉ０２膜中のチャージ分布を分
析したところ、前洗浄により発生する・■またはＯのチ
ャージは、８１０２表面層約５Ｘに存在することがわか
った。
また、チャネルドープの工程が存在する場合には、ゲー
ト酸化膜表面に同じようにチャージが存在し、また、汚
染も表面に存在する。
ト酸化膜表面に同じようにチャージが存在し、また、汚
染も表面に存在する。
これら、Ｓｉｎ、表面のチャージ量や汚染は、前洗浄と
酸化方法のプロセスパラメーターのわずかの変化に大き
く依存し、制御が困難である。このため、薄膜化したゲ
ート酸化膜の物性が安定せず、ｇＯ３ＦＥＴの電気特性
や信頼性が不安定になるという欠点があった。
酸化方法のプロセスパラメーターのわずかの変化に大き
く依存し、制御が困難である。このため、薄膜化したゲ
ート酸化膜の物性が安定せず、ｇＯ３ＦＥＴの電気特性
や信頼性が不安定になるという欠点があった。
本発明はかかる従来の欠点を補ない、ゲート膜形成時の
８１０２表面チャージ及び汚染を制御可能にし、高信頼
性な半導体装置提供を可能にするものである。
８１０２表面チャージ及び汚染を制御可能にし、高信頼
性な半導体装置提供を可能にするものである。
本発明では、前洗浄の影響が、熱酸化膜表面層のみのチ
ャージや汚染に現れることを明らかにし、それらの表面
層を除去することにより、高品質５１０２膜を提供でき
、前記従来の課題を解決した。
ャージや汚染に現れることを明らかにし、それらの表面
層を除去することにより、高品質５１０２膜を提供でき
、前記従来の課題を解決した。
本発明では、前洗浄にＮＨ，ＯＨ過水洗浄を用いている
。この洗浄は有機物やパーティクルなどの異物除去に優
れる。このためゲート膜のピンホール発生を抑止できる
。しかしながら、ＮＨ４ＯＨ過水洗浄では表面に自然酸
化膜が形成され、ＦｅやＡＬなどの汚染を酸化生成熱が
５ｉｎ２より大きいＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ，の形で取り
込まれるという弱点がある。さらに自然酸化膜がＯＨで
ターミネートされ、これらのＯＨはｅチャージを持つこ
れらの不具合は、酸化後、８１０□表面領域に存在する
ため、本発明では、チャージや汚染の存在する５膜０２
表面を除去している。さらにＳ１０、表面をＨＦまたは
Ｈａｔで処理することによりＳ１０．及びｐｏｌｙ−８
ｉなどのゲート電極界面が、Ｈ，ＦまたはＣＺの存在で
安定し、電気特性の安定したＭＯＳＦＥＴから成る半導
体装置を得る。
。この洗浄は有機物やパーティクルなどの異物除去に優
れる。このためゲート膜のピンホール発生を抑止できる
。しかしながら、ＮＨ４ＯＨ過水洗浄では表面に自然酸
化膜が形成され、ＦｅやＡＬなどの汚染を酸化生成熱が
５ｉｎ２より大きいＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ，の形で取り
込まれるという弱点がある。さらに自然酸化膜がＯＨで
ターミネートされ、これらのＯＨはｅチャージを持つこ
れらの不具合は、酸化後、８１０□表面領域に存在する
ため、本発明では、チャージや汚染の存在する５膜０２
表面を除去している。さらにＳ１０、表面をＨＦまたは
Ｈａｔで処理することによりＳ１０．及びｐｏｌｙ−８
ｉなどのゲート電極界面が、Ｈ，ＦまたはＣＺの存在で
安定し、電気特性の安定したＭＯＳＦＥＴから成る半導
体装置を得る。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
第１〜６図には、本発明による半導体製造方法の工程断
面図を示しである。第１図では、８１基板１に素子分離
絶縁膜Ｓｉ０，２が形成されている。第２図においては
、Ｈｙ：Ｈ，ｏ（＝１： １００）で６０秒処理し水
洗後、アンモニア過水（ＮＨ４０Ｈ： Ｈ２Ｏ２： Ｈ
２０＝ｉ ： １ ： ５０ ）で洗浄した後、表面に
は、自然酸化膜６が形成される。自然酸化膜６は、Ｎ
Ｈ，ＯＨが０５％以上、Ｎ２３．が０５％以上含まれる
水溶液であれば、パーティクルと反発しあう性債を持ち
、パーティクルの付着を回避する。第６図においては、
熱酸化によりゲー） Ｓ ｉ Ｏ２膜４を形成後の工程
断面図である。前洗浄の影響は、５１０２４の表面領域
５に出る。前洗浄がアンモニア過水の場合は、表面層６
にはＯＨターミネータ−によるｅチャージが蓄積し、若
干のＡＬ汚染が存在している。第４図では、ＨＦ：１（
、Ｏ＝１ ：ＴＯＯ（２５℃）１０秒処理することによ
り表面層６（第３図）を除去している。この時、ｅチャ
ージは無くなり、ＡＬ汚染も除去される。この後、多結
晶８１ゲート電極薄膜５を形成（第５図）、パターニン
グ後ソース・ドレイン６を形成してできたＭ ＯＳ Ｆ
ＥＴの断面図が第６図である。また、第４図において
、ＨＯｌを用いた洗浄を行なえば、８１０２表面にａｔ
が付着し、ゲート電極５とゲート膜４の界面準位密度を
低減し、安定した電気特性を得る〔発明の効果〕 本発明によれば、ゲート酸化前洗浄をアンモニア過水で
処理しているため、Ｓｉ基板表面はＯＨ基でターミネー
トされ親水性の性質を示し、パーティクル、有機物の付
着を回避できる。さらにゲート電極形成前に、ゲート酸
化膜をＨＦまたはＨａＺ処理するため、ゲート酸化膜表
面のアンモニア過水前洗浄の効果（ＯＨ基によるｅチャ
ージやＡＬ汚染）は回避され、Ｈ，Ｆ、またはａｔでタ
ーミネートされた表面を持つ。このため、安定したゲー
ト電極／ゲート膜界面を得、電気特性の安定したＭＯＳ
ＦＥＴからなる半導体装置を得る。
面図を示しである。第１図では、８１基板１に素子分離
絶縁膜Ｓｉ０，２が形成されている。第２図においては
、Ｈｙ：Ｈ，ｏ（＝１： １００）で６０秒処理し水
洗後、アンモニア過水（ＮＨ４０Ｈ： Ｈ２Ｏ２： Ｈ
２０＝ｉ ： １ ： ５０ ）で洗浄した後、表面に
は、自然酸化膜６が形成される。自然酸化膜６は、Ｎ
Ｈ，ＯＨが０５％以上、Ｎ２３．が０５％以上含まれる
水溶液であれば、パーティクルと反発しあう性債を持ち
、パーティクルの付着を回避する。第６図においては、
熱酸化によりゲー） Ｓ ｉ Ｏ２膜４を形成後の工程
断面図である。前洗浄の影響は、５１０２４の表面領域
５に出る。前洗浄がアンモニア過水の場合は、表面層６
にはＯＨターミネータ−によるｅチャージが蓄積し、若
干のＡＬ汚染が存在している。第４図では、ＨＦ：１（
、Ｏ＝１ ：ＴＯＯ（２５℃）１０秒処理することによ
り表面層６（第３図）を除去している。この時、ｅチャ
ージは無くなり、ＡＬ汚染も除去される。この後、多結
晶８１ゲート電極薄膜５を形成（第５図）、パターニン
グ後ソース・ドレイン６を形成してできたＭ ＯＳ Ｆ
ＥＴの断面図が第６図である。また、第４図において
、ＨＯｌを用いた洗浄を行なえば、８１０２表面にａｔ
が付着し、ゲート電極５とゲート膜４の界面準位密度を
低減し、安定した電気特性を得る〔発明の効果〕 本発明によれば、ゲート酸化前洗浄をアンモニア過水で
処理しているため、Ｓｉ基板表面はＯＨ基でターミネー
トされ親水性の性質を示し、パーティクル、有機物の付
着を回避できる。さらにゲート電極形成前に、ゲート酸
化膜をＨＦまたはＨａＺ処理するため、ゲート酸化膜表
面のアンモニア過水前洗浄の効果（ＯＨ基によるｅチャ
ージやＡＬ汚染）は回避され、Ｈ，Ｆ、またはａｔでタ
ーミネートされた表面を持つ。このため、安定したゲー
ト電極／ゲート膜界面を得、電気特性の安定したＭＯＳ
ＦＥＴからなる半導体装置を得る。
以上説明した様に、本発明は、ＬＳＩの高信頼性化を可
能にする半導体装置の製造方法を提供する。
能にする半導体装置の製造方法を提供する。
第１図〜第６図は、本発明によ
遣方法の工程断面図。
１・・・・・・・・・Ｓ１基板
２ ・−・・・・・・・ Ｓ １０２
６・・・・・・・・・自然酸化膜
４・・・・・・・・・ゲート酸化膜
５・・・・・・・・・ゲート電極
６・・・・・・・・・ソース・ドレインる半導体装置源
Claims (3)
- （１）ＭＯＳＦＥＴからなるＬＳＩの製造方法において
、ゲート酸化膜形成の前洗浄の最終洗浄をアンモニア過
水にて処理し、ゲート絶縁膜形成後、ゲート電極形成前
に、該ゲート絶縁膜の表面層を除去後、ゲート電極膜を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）ＭＯＳＦＥＴからなるＬＳＩの製造方法において
、ゲート絶縁膜形成後、ゲート電極形成前に該ゲート絶
縁膜の表面層をＨＦ蒸気あるいはＨＦ水溶液で除去後、
ゲート電極層を形成することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - （３）ＭＯＳＦＥＴからなるＬＳＩの製造方法において
、ゲート絶縁膜形成後、ゲート電極形成前に該ゲート絶
縁膜の表面層をＨＣｌ蒸気あるいはＨＣｌ過水水溶液で
処理後、ゲート電極層を形成する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 |
|---|---|---|---|
| JP2208978A JP2985253B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208978A JP2985253B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 半導体装置の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11181673A Division JP2000068512A (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0492472A true JPH0492472A (ja) | 1992-03-25 |
| JP2985253B2 JP2985253B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16565312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208978A Expired - Lifetime JP2985253B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985253B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000353810A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-12-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
| US7871936B2 (en) | 1999-03-26 | 2011-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing active matrix display device |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP2208978A patent/JP2985253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000353810A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-12-19 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
| US7871936B2 (en) | 1999-03-26 | 2011-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of manufacturing active matrix display device |
| US8274083B2 (en) | 1999-03-26 | 2012-09-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
| US8658481B2 (en) | 1999-03-26 | 2014-02-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| US8686553B2 (en) | 1999-03-26 | 2014-04-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
| US9105523B2 (en) | 1999-03-26 | 2015-08-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
| US9620573B2 (en) | 1999-03-26 | 2017-04-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device including light-emitting element |
| US9876033B2 (en) | 1999-03-26 | 2018-01-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2985253B2 (ja) | 1999-11-29 |
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Legal Events
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