JPH09213942A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH09213942A JPH09213942A JP1260096A JP1260096A JPH09213942A JP H09213942 A JPH09213942 A JP H09213942A JP 1260096 A JP1260096 A JP 1260096A JP 1260096 A JP1260096 A JP 1260096A JP H09213942 A JPH09213942 A JP H09213942A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリシリコン膜とともにゲート電極を構成す
るＷＳｉx 膜中のフッ素濃度を少なくすることなく、Ｗ
Ｓｉx 膜形成後のフッ素原子の拡散によるゲート絶縁膜
の膜厚増を抑え、絶縁破壊耐圧等の信頼性の悪化を防止
できる半導体装置を実現する。 【解決手段】 ポリシリコン膜３およびＷＳｉx 膜４を
ゲート電極とするＭＯＳトランジスタであり、ゲート絶
縁膜２が、窒素を１％以上導入したシリコン酸化膜から
なることを特徴とする。ＷＳｉx 膜４中にフッ素が存在
し、ＷＳｉx 膜４形成後のＭＯＳトランジスタ形成工程
中の熱処理によって、ＷＳｉx 膜４中に存在するＦ原子
は、ポリシリコン膜３中を拡散し、ゲート絶縁膜２に達
する。ゲート絶縁膜２には窒素が１％以上存在し、シリ
コンや酸素原子のボンドと強く結合しているため、Ｆ原
子との置換が抑制されて、ゲート絶縁膜２の膜厚増加を
抑え、ゲート絶縁膜２の絶縁耐圧等の信頼性も悪化しな
い。
るＷＳｉx 膜中のフッ素濃度を少なくすることなく、Ｗ
Ｓｉx 膜形成後のフッ素原子の拡散によるゲート絶縁膜
の膜厚増を抑え、絶縁破壊耐圧等の信頼性の悪化を防止
できる半導体装置を実現する。 【解決手段】 ポリシリコン膜３およびＷＳｉx 膜４を
ゲート電極とするＭＯＳトランジスタであり、ゲート絶
縁膜２が、窒素を１％以上導入したシリコン酸化膜から
なることを特徴とする。ＷＳｉx 膜４中にフッ素が存在
し、ＷＳｉx 膜４形成後のＭＯＳトランジスタ形成工程
中の熱処理によって、ＷＳｉx 膜４中に存在するＦ原子
は、ポリシリコン膜３中を拡散し、ゲート絶縁膜２に達
する。ゲート絶縁膜２には窒素が１％以上存在し、シリ
コンや酸素原子のボンドと強く結合しているため、Ｆ原
子との置換が抑制されて、ゲート絶縁膜２の膜厚増加を
抑え、ゲート絶縁膜２の絶縁耐圧等の信頼性も悪化しな
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ポリサイドゲー
ト電極を有するＭＯＳ構造の半導体装置およびその製造
方法に関するものである。
ト電極を有するＭＯＳ構造の半導体装置およびその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の超ＬＳＩは、素子の微細化、高密
度化、高速化、低消費電力化が進んでいる。ＬＳＩプロ
セスにおいては、ＭＯＳトランジスタのポリシリコンゲ
ート電極やポリシリコン配線の抵抗を低減することによ
り、素子の高密度化、高速化、低消費電力化を図ること
ができる。一般的に、ＭＯＳトランジスタのポリシリコ
ンゲート電極やポリシリコン配線の抵抗の低減を行うた
めに、シリサイド膜が使用されている。このシリサイド
膜は、ゲート酸化膜上のポリシリコン膜上に堆積され、
ポリサイドゲート電極として一般的に使用されている。
また、上記シリサイド膜はＷＳｉx ，ＭｏＳｉx ，Ｔｉ
Ｓｉ膜等、種々の高融点金属とシリコンの化合物から形
成されている。
度化、高速化、低消費電力化が進んでいる。ＬＳＩプロ
セスにおいては、ＭＯＳトランジスタのポリシリコンゲ
ート電極やポリシリコン配線の抵抗を低減することによ
り、素子の高密度化、高速化、低消費電力化を図ること
ができる。一般的に、ＭＯＳトランジスタのポリシリコ
ンゲート電極やポリシリコン配線の抵抗の低減を行うた
めに、シリサイド膜が使用されている。このシリサイド
膜は、ゲート酸化膜上のポリシリコン膜上に堆積され、
ポリサイドゲート電極として一般的に使用されている。
また、上記シリサイド膜はＷＳｉx ，ＭｏＳｉx ，Ｔｉ
Ｓｉ膜等、種々の高融点金属とシリコンの化合物から形
成されている。
【０００３】現在広く一般的に使用されているシリサイ
ド膜はＷＳｉx 膜である。ＷＳｉx膜は一般的にモノシ
ラン（ＳｉＨ4 ）ガスと６フッ化タングステン（Ｗ
Ｆ6 ）ガスとを反応させて形成するＣＶＤ法、ジクロル
シラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスと６フッ化タングステン
（ＷＦ6 ）ガスとを反応させて形成するＣＶＤ法、ある
いはスパッタ法により形成される。
ド膜はＷＳｉx 膜である。ＷＳｉx膜は一般的にモノシ
ラン（ＳｉＨ4 ）ガスと６フッ化タングステン（Ｗ
Ｆ6 ）ガスとを反応させて形成するＣＶＤ法、ジクロル
シラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスと６フッ化タングステン
（ＷＦ6 ）ガスとを反応させて形成するＣＶＤ法、ある
いはスパッタ法により形成される。
【０００４】以下、従来の半導体装置について図面を参
照しながら説明する。図４は、従来の半導体装置の断面
構造の一例を示すものである。図４において、１はＭＯ
Ｓトランジスタを形成するためのシリコン基板である。
２′はシリコン酸化膜であり、この従来例ではゲート酸
化膜として用いられているので、以下、ゲート酸化膜と
いう。３はポリシリコン膜であり、４はポリシリコン膜
３上に形成されたＷＳｉx 膜である。
照しながら説明する。図４は、従来の半導体装置の断面
構造の一例を示すものである。図４において、１はＭＯ
Ｓトランジスタを形成するためのシリコン基板である。
２′はシリコン酸化膜であり、この従来例ではゲート酸
化膜として用いられているので、以下、ゲート酸化膜と
いう。３はポリシリコン膜であり、４はポリシリコン膜
３上に形成されたＷＳｉx 膜である。
【０００５】この従来の半導体装置は、上述したよう
に、ゲート電極がポリシリコン膜３とその上に形成され
たＷＳｉx 膜４とからなるポリサイドゲート電極であ
る。ＷＳｉx 膜４は、ＣＶＤ法によりモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスとを
反応させて形成されている。ここで、膜厚１５０ｎｍの
ポリシリコン膜上にＷＳｉx 膜を１５０ｎｍ堆積する
と、最終的に約６〜８Ω／□のシート抵抗となり、ポリ
シリコン膜のみを３００ｎｍ堆積した場合と比べて、約
１／１０以下に抵抗を低減できる。このようにポリシリ
コン膜上にＷＳｉx 膜を堆積することにより、ＭＯＳト
ランジスタのポリシリコンゲート電極やポリシリコン配
線の抵抗を低減し、素子の高密度化、高速化、低消費電
力化を図ることができる。
に、ゲート電極がポリシリコン膜３とその上に形成され
たＷＳｉx 膜４とからなるポリサイドゲート電極であ
る。ＷＳｉx 膜４は、ＣＶＤ法によりモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスとを
反応させて形成されている。ここで、膜厚１５０ｎｍの
ポリシリコン膜上にＷＳｉx 膜を１５０ｎｍ堆積する
と、最終的に約６〜８Ω／□のシート抵抗となり、ポリ
シリコン膜のみを３００ｎｍ堆積した場合と比べて、約
１／１０以下に抵抗を低減できる。このようにポリシリ
コン膜上にＷＳｉx 膜を堆積することにより、ＭＯＳト
ランジスタのポリシリコンゲート電極やポリシリコン配
線の抵抗を低減し、素子の高密度化、高速化、低消費電
力化を図ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４の
半導体装置において、ＷＳｉx 膜４は、モノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスと
を反応させて形成しているため、ＷＳｉx 膜４中にＦ原
子が多量に存在している。一般的にモノシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスにより形成されたＷＳｉx 膜４中には１×１０
20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上のＦ原子が存在している。Ｗ
Ｓｉx 膜４の形成後のＭＯＳトランジスタ形成工程中の
熱処理（例えば、ソース，ドレイン注入の活性化や、Ｍ
ＯＳトランジスタ上の層間膜の熱処理）により、ＷＳｉ
x 膜４中に存在するＦ原子が、ポリシリコン膜３中を拡
散してゲート酸化膜２′まで達する。ゲート酸化膜２′
に達したＦ原子はゲート酸化膜２′のＳｉ−Ｏボンドを
切断しＯ原子と置換され、切り離されたＯ原子はゲート
酸化膜２′上のポリシリコン膜３と反応してＳｉＯxを
形成し、最終的にはゲート酸化膜２′の膜厚を増加させ
ることが確認されている（John.E.J.Schimitz;Semicond
uctor World 1992.12 P216 参照）。このゲート酸化膜
２′の膜厚の増加は、ゲート酸化膜２′とポリシリコン
膜３との界面だけでなく、ゲート酸化膜２′とシリコン
基板１との界面においても同様に発生する。
半導体装置において、ＷＳｉx 膜４は、モノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスと
を反応させて形成しているため、ＷＳｉx 膜４中にＦ原
子が多量に存在している。一般的にモノシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスにより形成されたＷＳｉx 膜４中には１×１０
20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上のＦ原子が存在している。Ｗ
Ｓｉx 膜４の形成後のＭＯＳトランジスタ形成工程中の
熱処理（例えば、ソース，ドレイン注入の活性化や、Ｍ
ＯＳトランジスタ上の層間膜の熱処理）により、ＷＳｉ
x 膜４中に存在するＦ原子が、ポリシリコン膜３中を拡
散してゲート酸化膜２′まで達する。ゲート酸化膜２′
に達したＦ原子はゲート酸化膜２′のＳｉ−Ｏボンドを
切断しＯ原子と置換され、切り離されたＯ原子はゲート
酸化膜２′上のポリシリコン膜３と反応してＳｉＯxを
形成し、最終的にはゲート酸化膜２′の膜厚を増加させ
ることが確認されている（John.E.J.Schimitz;Semicond
uctor World 1992.12 P216 参照）。このゲート酸化膜
２′の膜厚の増加は、ゲート酸化膜２′とポリシリコン
膜３との界面だけでなく、ゲート酸化膜２′とシリコン
基板１との界面においても同様に発生する。
【０００７】このような熱処理によるゲート酸化膜２′
の膜厚が増加する現象は、最近のようにゲート酸化膜
２′の膜厚が薄膜化されるとその影響は大きい。熱処理
による増加前の膜厚が約８ｎｍのゲート酸化膜２′であ
れば、上記の熱処理により約１ｎｍ増加して約９ｎｍに
なる。更に、膜厚の増加したゲート酸化膜２′は、同じ
９ｎｍの通常の酸化で形成したゲート酸化膜に比べ、絶
縁破壊耐圧等の信頼性が悪化するという問題があった。
の膜厚が増加する現象は、最近のようにゲート酸化膜
２′の膜厚が薄膜化されるとその影響は大きい。熱処理
による増加前の膜厚が約８ｎｍのゲート酸化膜２′であ
れば、上記の熱処理により約１ｎｍ増加して約９ｎｍに
なる。更に、膜厚の増加したゲート酸化膜２′は、同じ
９ｎｍの通常の酸化で形成したゲート酸化膜に比べ、絶
縁破壊耐圧等の信頼性が悪化するという問題があった。
【０００８】なお、ジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）
と６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスとを反応させて
形成するＣＶＤ法、あるいはスパッタ法により形成され
たＷＳｉx 膜は、フッ素の濃度が非常に少なく、後の熱
処理によりゲート酸化膜厚が増加することはない。しか
しながら、ジクロルシランガスを用いたＣＶＤ法はプロ
セスウインドウが小さい、すなわち、ジクロルシランガ
スを用いたＣＶＤ法によるＷＳｉx 膜の堆積温度は５０
０〜６００℃であるが、反応温度の若干の変化で堆積温
度が変化する等の問題がある。また、ジクロルシランガ
スは液化ガスであり、パーティクルが発生しやすく、管
理が難しい。また、スパッタ法により形成されたＷＳｉ
x 膜はパーティクルが存在する等の問題点を有してい
る。
と６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスとを反応させて
形成するＣＶＤ法、あるいはスパッタ法により形成され
たＷＳｉx 膜は、フッ素の濃度が非常に少なく、後の熱
処理によりゲート酸化膜厚が増加することはない。しか
しながら、ジクロルシランガスを用いたＣＶＤ法はプロ
セスウインドウが小さい、すなわち、ジクロルシランガ
スを用いたＣＶＤ法によるＷＳｉx 膜の堆積温度は５０
０〜６００℃であるが、反応温度の若干の変化で堆積温
度が変化する等の問題がある。また、ジクロルシランガ
スは液化ガスであり、パーティクルが発生しやすく、管
理が難しい。また、スパッタ法により形成されたＷＳｉ
x 膜はパーティクルが存在する等の問題点を有してい
る。
【０００９】この発明の目的は、ポリシリコン膜ととも
にゲート電極を構成するＷＳｉx 膜中のフッ素濃度を少
なくすることなく、ＷＳｉx 膜形成後のフッ素原子の拡
散によるゲート絶縁膜の膜厚増を抑え、絶縁破壊耐圧等
の信頼性の悪化を防止できる半導体装置およびその製造
方法を提供することである。
にゲート電極を構成するＷＳｉx 膜中のフッ素濃度を少
なくすることなく、ＷＳｉx 膜形成後のフッ素原子の拡
散によるゲート絶縁膜の膜厚増を抑え、絶縁破壊耐圧等
の信頼性の悪化を防止できる半導体装置およびその製造
方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体装
置は、シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形成した
ポリシリコン膜と、その上に形成したフッ素を含有する
ＷＳｉx 膜とからなるゲート電極を有する半導体装置で
あって、ゲート絶縁膜が窒素を含有したことを特徴とす
る。
置は、シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形成した
ポリシリコン膜と、その上に形成したフッ素を含有する
ＷＳｉx 膜とからなるゲート電極を有する半導体装置で
あって、ゲート絶縁膜が窒素を含有したことを特徴とす
る。
【００１１】この構成によれば、例えば、モノシラン
（ＳｉＨ4 ）ガスを用いてＷＳｉx 膜を形成した場合で
も、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポリ
シリコン膜中を拡散し、ゲート絶縁膜まで達しても、ゲ
ート絶縁膜中には窒素がシリコンあるいは酸素と強力に
結合しているため、ゲート絶縁膜に達したフッ素はゲー
ト絶縁膜のＳｉ−Ｏボンドを切断できず、ゲート絶縁膜
厚の増加を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄
膜化されても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はな
く、絶縁耐圧等の信頼性の悪化を防止できる。
（ＳｉＨ4 ）ガスを用いてＷＳｉx 膜を形成した場合で
も、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポリ
シリコン膜中を拡散し、ゲート絶縁膜まで達しても、ゲ
ート絶縁膜中には窒素がシリコンあるいは酸素と強力に
結合しているため、ゲート絶縁膜に達したフッ素はゲー
ト絶縁膜のＳｉ−Ｏボンドを切断できず、ゲート絶縁膜
厚の増加を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄
膜化されても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はな
く、絶縁耐圧等の信頼性の悪化を防止できる。
【００１２】請求項２記載の半導体装置は、請求項１記
載の半導体装置において、ゲート絶縁膜はシリコン酸化
膜からなり、シリコン酸化膜のシリコン基板との界面，
シリコン酸化膜中またはシリコン酸化膜のポリシリコン
膜との界面に、窒素を１％以上含有している。この構成
によれば、例えば、モノシラン（ＳｉＨ4 ）ガスを用い
てＷＳｉx 膜を形成した場合でも、ＷＳｉx 膜の膜形成
後の熱処理によりフッ素がポリシリコン膜中を拡散し、
シリコン酸化膜まで達しても、シリコン酸化膜中には窒
素がシリコンあるいは酸素と強力に結合しているため、
シリコン酸化膜に達したフッ素はシリコン酸化膜のＳｉ
−Ｏボンドを切断できず、シリコン酸化膜厚の増加を抑
制できる。したがって、窒素を１％以上含有したシリコ
ン酸化膜からなるゲート絶縁膜が薄膜化されても熱処理
によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐圧等の信頼
性の悪化を防止できる。
載の半導体装置において、ゲート絶縁膜はシリコン酸化
膜からなり、シリコン酸化膜のシリコン基板との界面，
シリコン酸化膜中またはシリコン酸化膜のポリシリコン
膜との界面に、窒素を１％以上含有している。この構成
によれば、例えば、モノシラン（ＳｉＨ4 ）ガスを用い
てＷＳｉx 膜を形成した場合でも、ＷＳｉx 膜の膜形成
後の熱処理によりフッ素がポリシリコン膜中を拡散し、
シリコン酸化膜まで達しても、シリコン酸化膜中には窒
素がシリコンあるいは酸素と強力に結合しているため、
シリコン酸化膜に達したフッ素はシリコン酸化膜のＳｉ
−Ｏボンドを切断できず、シリコン酸化膜厚の増加を抑
制できる。したがって、窒素を１％以上含有したシリコ
ン酸化膜からなるゲート絶縁膜が薄膜化されても熱処理
によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐圧等の信頼
性の悪化を防止できる。
【００１３】請求項３記載の半導体装置は、請求項１記
載の半導体装置において、ゲート絶縁膜はシリコン酸化
膜とその上に形成した窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）
とからなる。この構成によれば、例えば、モノシラン
（ＳｉＨ4 ）ガスを用いてＷＳｉx 膜を形成した場合で
も、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポリ
シリコン膜中を拡散し、ゲート絶縁膜を構成する上層の
Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜まで達しても、Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜では
窒素がシリコンあるいは酸素と強力に結合しているた
め、フッ素との置換が抑制され、ゲート絶縁膜厚の増加
を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄膜化され
ても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐
圧等の信頼性の悪化を防止できる。
載の半導体装置において、ゲート絶縁膜はシリコン酸化
膜とその上に形成した窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）
とからなる。この構成によれば、例えば、モノシラン
（ＳｉＨ4 ）ガスを用いてＷＳｉx 膜を形成した場合で
も、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポリ
シリコン膜中を拡散し、ゲート絶縁膜を構成する上層の
Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜まで達しても、Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜では
窒素がシリコンあるいは酸素と強力に結合しているた
め、フッ素との置換が抑制され、ゲート絶縁膜厚の増加
を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄膜化され
ても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐
圧等の信頼性の悪化を防止できる。
【００１４】請求項４記載の半導体装置の製造方法は、
シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形成したポリシ
リコン膜と、その上に形成したフッ素を含有するＷＳｉ
x 膜とからなるゲート電極を有する半導体装置の製造方
法であって、シリコン基板表面を酸化してシリコン酸化
膜を形成し、このシリコン酸化膜のシリコン基板との界
面，シリコン酸化膜中またはシリコン酸化膜の表面に窒
素を導入して、窒素を含有したシリコン酸化膜からなる
ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にポリ
シリコン膜を堆積する工程と、ＣＶＤ法によりポリシリ
コン膜上にフッ素を含有するＷＳｉx 膜を堆積する工程
とを含むことを特徴とする。
シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形成したポリシ
リコン膜と、その上に形成したフッ素を含有するＷＳｉ
x 膜とからなるゲート電極を有する半導体装置の製造方
法であって、シリコン基板表面を酸化してシリコン酸化
膜を形成し、このシリコン酸化膜のシリコン基板との界
面，シリコン酸化膜中またはシリコン酸化膜の表面に窒
素を導入して、窒素を含有したシリコン酸化膜からなる
ゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上にポリ
シリコン膜を堆積する工程と、ＣＶＤ法によりポリシリ
コン膜上にフッ素を含有するＷＳｉx 膜を堆積する工程
とを含むことを特徴とする。
【００１５】この製造方法によれば、例えば、モノシラ
ン（ＳｉＨ4 ）ガスを用いたＣＶＤ法によりＷＳｉx 膜
を形成した場合でも、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理に
よりフッ素がポリシリコン膜中を拡散し、シリコン酸化
膜まで達しても、シリコン酸化膜中には窒素がシリコン
あるいは酸素と強力に結合しているため、シリコン酸化
膜に達したフッ素はシリコン酸化膜のＳｉ−Ｏボンドを
切断できず、シリコン酸化膜厚の増加を抑制できる。し
たがって、窒素を含有したシリコン酸化膜からなるゲー
ト絶縁膜が薄膜化されても熱処理によるゲート絶縁膜の
膜厚増はなく、絶縁耐圧等の信頼性の悪化を防止でき
る。
ン（ＳｉＨ4 ）ガスを用いたＣＶＤ法によりＷＳｉx 膜
を形成した場合でも、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理に
よりフッ素がポリシリコン膜中を拡散し、シリコン酸化
膜まで達しても、シリコン酸化膜中には窒素がシリコン
あるいは酸素と強力に結合しているため、シリコン酸化
膜に達したフッ素はシリコン酸化膜のＳｉ−Ｏボンドを
切断できず、シリコン酸化膜厚の増加を抑制できる。し
たがって、窒素を含有したシリコン酸化膜からなるゲー
ト絶縁膜が薄膜化されても熱処理によるゲート絶縁膜の
膜厚増はなく、絶縁耐圧等の信頼性の悪化を防止でき
る。
【００１６】請求項５記載の半導体装置の製造方法は、
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、シリコ
ン酸化膜に窒素を導入する方法が、Ｎ2 Ｏガスによる窒
化酸化法であることを特徴とする。このＮ2 Ｏガスによ
る窒化酸化法によれば、窒素原子を、シリコン酸化膜と
シリコン基板との界面およびポリシリコン膜とシリコン
酸化膜との界面に容易に導入することができる。
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、シリコ
ン酸化膜に窒素を導入する方法が、Ｎ2 Ｏガスによる窒
化酸化法であることを特徴とする。このＮ2 Ｏガスによ
る窒化酸化法によれば、窒素原子を、シリコン酸化膜と
シリコン基板との界面およびポリシリコン膜とシリコン
酸化膜との界面に容易に導入することができる。
【００１７】請求項６記載の半導体装置の製造方法は、
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、シリコ
ン酸化膜に窒素を導入する方法が、ＮＨ3 ガスによる窒
化であることを特徴とする。このＮＨ3 ガスによる窒化
によれば、窒素原子を、シリコン酸化膜とシリコン基板
との界面およびポリシリコン膜とシリコン酸化膜との界
面に容易に導入することができる。
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、シリコ
ン酸化膜に窒素を導入する方法が、ＮＨ3 ガスによる窒
化であることを特徴とする。このＮＨ3 ガスによる窒化
によれば、窒素原子を、シリコン酸化膜とシリコン基板
との界面およびポリシリコン膜とシリコン酸化膜との界
面に容易に導入することができる。
【００１８】請求項７記載の半導体装置の製造方法は、
シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形成したポリシ
リコン膜と、その上に形成したフッ素を含有するＷＳｉ
x 膜とからなるゲート電極を有する半導体装置の製造方
法であって、シリコン基板表面を酸化してシリコン酸化
膜を形成し、このシリコン酸化膜上に窒化酸化膜（Ｓｉ
x Ｏy Ｎz 膜）を堆積して、シリコン酸化膜と窒化酸化
膜との積層膜からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、
ゲート絶縁膜上にポリシリコン膜を堆積する工程と、Ｃ
ＶＤ法によりポリシリコン膜上にフッ素を含有するＷＳ
ｉx 膜を堆積する工程とを含むことを特徴とする。
シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して形成したポリシ
リコン膜と、その上に形成したフッ素を含有するＷＳｉ
x 膜とからなるゲート電極を有する半導体装置の製造方
法であって、シリコン基板表面を酸化してシリコン酸化
膜を形成し、このシリコン酸化膜上に窒化酸化膜（Ｓｉ
x Ｏy Ｎz 膜）を堆積して、シリコン酸化膜と窒化酸化
膜との積層膜からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、
ゲート絶縁膜上にポリシリコン膜を堆積する工程と、Ｃ
ＶＤ法によりポリシリコン膜上にフッ素を含有するＷＳ
ｉx 膜を堆積する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】この製造方法によれば、例えば、モノシラ
ン（ＳｉＨ4 ）ガスを用いてＷＳｉ x 膜を形成した場合
でも、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポ
リシリコン膜中を拡散し、ゲート絶縁膜を構成する上層
のＳｉx Ｏy Ｎz 膜まで達しても、Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜で
は窒素がシリコンあるいは酸素と強力に結合しているた
め、フッ素との置換が抑制され、ゲート絶縁膜厚の増加
を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄膜化され
ても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐
圧等の信頼性の悪化を防止できる。
ン（ＳｉＨ4 ）ガスを用いてＷＳｉ x 膜を形成した場合
でも、ＷＳｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポ
リシリコン膜中を拡散し、ゲート絶縁膜を構成する上層
のＳｉx Ｏy Ｎz 膜まで達しても、Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜で
は窒素がシリコンあるいは酸素と強力に結合しているた
め、フッ素との置換が抑制され、ゲート絶縁膜厚の増加
を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄膜化され
ても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐
圧等の信頼性の悪化を防止できる。
【００２０】請求項８記載の半導体装置の製造方法は、
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、窒化酸
化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）はＮＨ3 ガスを用いたＣＶＤ
法により堆積したことを特徴とする。このように、ＮＨ
3 ガスを用いたＣＶＤ法により窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy
Ｎz膜）を容易に堆積できる。
請求項７記載の半導体装置の製造方法において、窒化酸
化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）はＮＨ3 ガスを用いたＣＶＤ
法により堆積したことを特徴とする。このように、ＮＨ
3 ガスを用いたＣＶＤ法により窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy
Ｎz膜）を容易に堆積できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の第１の実施の形
態における半導体装置を図１を用いて説明する。図１は
第１の実施の形態における半導体装置の断面構造の一例
を示すものである。図１において、１はＭＯＳトランジ
スタを形成するためのシリコン基板である。２はゲート
絶縁膜であり、膜厚は７ｎｍである。このゲート絶縁膜
２は、酸素雰囲気によりシリコン基板１の表面を酸化し
た後、Ｎ2 Ｏ雰囲気あるいはＮＨ 3 雰囲気により窒素を
１％以上導入して形成している。３はポリシリコン膜で
あり、ゲート電極として使用される。４はポリシリコン
膜３上に形成されたＷＳｉ x 膜であり、モノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスを
用いたＣＶＤ法により形成されている。
態における半導体装置を図１を用いて説明する。図１は
第１の実施の形態における半導体装置の断面構造の一例
を示すものである。図１において、１はＭＯＳトランジ
スタを形成するためのシリコン基板である。２はゲート
絶縁膜であり、膜厚は７ｎｍである。このゲート絶縁膜
２は、酸素雰囲気によりシリコン基板１の表面を酸化し
た後、Ｎ2 Ｏ雰囲気あるいはＮＨ 3 雰囲気により窒素を
１％以上導入して形成している。３はポリシリコン膜で
あり、ゲート電極として使用される。４はポリシリコン
膜３上に形成されたＷＳｉ x 膜であり、モノシラン（Ｓ
ｉＨ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスを
用いたＣＶＤ法により形成されている。
【００２２】この半導体装置は、ポリシリコン膜３およ
びＷＳｉx 膜４をゲート電極とするＭＯＳトランジスタ
であり、ゲート絶縁膜２が、窒素を１％以上導入したシ
リコン酸化膜からなることを特徴とする。窒素は、ゲー
ト絶縁膜２のシリコン基板１との界面、またはゲート絶
縁膜２中、またはゲート絶縁膜２のポリシリコン膜３と
の界面に導入する。
びＷＳｉx 膜４をゲート電極とするＭＯＳトランジスタ
であり、ゲート絶縁膜２が、窒素を１％以上導入したシ
リコン酸化膜からなることを特徴とする。窒素は、ゲー
ト絶縁膜２のシリコン基板１との界面、またはゲート絶
縁膜２中、またはゲート絶縁膜２のポリシリコン膜３と
の界面に導入する。
【００２３】この半導体装置の場合、ＷＳｉx 膜４中に
約１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上のフッ素が存在す
る。したがって、ＷＳｉx 膜４形成後のＭＯＳトランジ
スタ形成工程中の熱処理によって、ＷＳｉx 膜４中に存
在するＦ原子は、ポリシリコン膜３中を拡散し、ゲート
絶縁膜２に達する。しかしながら、この実施の形態で
は、ゲート絶縁膜２中またはその界面には窒素が１％以
上存在し、シリコンや酸素原子のボンドと強く結合して
いるため、Ｆ原子との置換が抑制される。したがって、
ＷＳｉx 膜４形成後の熱処理によるゲート絶縁膜２の膜
厚増加を抑えられ、また、ゲート絶縁膜２の絶縁耐圧等
の信頼性も悪化しない。
約１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上のフッ素が存在す
る。したがって、ＷＳｉx 膜４形成後のＭＯＳトランジ
スタ形成工程中の熱処理によって、ＷＳｉx 膜４中に存
在するＦ原子は、ポリシリコン膜３中を拡散し、ゲート
絶縁膜２に達する。しかしながら、この実施の形態で
は、ゲート絶縁膜２中またはその界面には窒素が１％以
上存在し、シリコンや酸素原子のボンドと強く結合して
いるため、Ｆ原子との置換が抑制される。したがって、
ＷＳｉx 膜４形成後の熱処理によるゲート絶縁膜２の膜
厚増加を抑えられ、また、ゲート絶縁膜２の絶縁耐圧等
の信頼性も悪化しない。
【００２４】なお、窒素を導入してゲート絶縁膜２とす
るシリコン酸化膜において、従来、Ｆ原子と置換される
Ｏ原子は、完全にＳｉＯ2 結合されたＯ原子ではなく、
シリコン酸化膜とポリシリコン膜３との界面、あるいは
シリコン酸化膜とシリコン基板１との界面に存在するＳ
ｉ−Ｏボンド（完全なＳｉＯ2 ではなく、不完全なＳｉ
x Ｏy ）である。したがって、窒素は、ＳｉＯ2 膜中よ
りも、シリコン酸化膜とポリシリコン膜３との界面や、
シリコン酸化膜とシリコン基板１との界面に導入した方
が高い効果が得られる。
るシリコン酸化膜において、従来、Ｆ原子と置換される
Ｏ原子は、完全にＳｉＯ2 結合されたＯ原子ではなく、
シリコン酸化膜とポリシリコン膜３との界面、あるいは
シリコン酸化膜とシリコン基板１との界面に存在するＳ
ｉ−Ｏボンド（完全なＳｉＯ2 ではなく、不完全なＳｉ
x Ｏy ）である。したがって、窒素は、ＳｉＯ2 膜中よ
りも、シリコン酸化膜とポリシリコン膜３との界面や、
シリコン酸化膜とシリコン基板１との界面に導入した方
が高い効果が得られる。
【００２５】なお、この実施の形態では、ゲート絶縁膜
２を、窒素を１％以上導入したシリコン酸化膜とした
が、窒素を導入していない通常のシリコン酸化膜の上に
窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）を形成し、通常のシリ
コン酸化膜と窒化酸化膜（Ｓｉ x Ｏy Ｎz 膜）とからな
る積層膜としてもよい。この場合、ＷＳｉx 膜４中に存
在するＦ原子が熱処理によりポリシリコン膜３中を拡散
し、ゲート絶縁膜２に達しても、ゲート絶縁膜２を構成
する上層の窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）は窒素原子
がシリコンや酸素原子のボンドと強く結合しているた
め、Ｆ原子との置換が抑制され、同様の効果が得られ
る。
２を、窒素を１％以上導入したシリコン酸化膜とした
が、窒素を導入していない通常のシリコン酸化膜の上に
窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）を形成し、通常のシリ
コン酸化膜と窒化酸化膜（Ｓｉ x Ｏy Ｎz 膜）とからな
る積層膜としてもよい。この場合、ＷＳｉx 膜４中に存
在するＦ原子が熱処理によりポリシリコン膜３中を拡散
し、ゲート絶縁膜２に達しても、ゲート絶縁膜２を構成
する上層の窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）は窒素原子
がシリコンや酸素原子のボンドと強く結合しているた
め、Ｆ原子との置換が抑制され、同様の効果が得られ
る。
【００２６】また、シリコン酸化膜に導入する窒素は、
１％以上であれば好ましい効果が得られるが、２％以上
であればさらにより好ましい効果が得られる。なお、上
記実施の形態におけるゲート絶縁膜２の構成は、ＷＳｉ
x 膜４中にフッ素が１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上
存在するものに対して、顕著な効果を示す。
１％以上であれば好ましい効果が得られるが、２％以上
であればさらにより好ましい効果が得られる。なお、上
記実施の形態におけるゲート絶縁膜２の構成は、ＷＳｉ
x 膜４中にフッ素が１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上
存在するものに対して、顕著な効果を示す。
【００２７】次に、この発明の第２の実施の形態におけ
る半導体装置の製造方法を図２を用いて説明する。図２
は第１の実施の形態で説明した図１の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。図２において、２′はシ
リコン酸化膜であり、図１と対応するものには同一符号
を付している。
る半導体装置の製造方法を図２を用いて説明する。図２
は第１の実施の形態で説明した図１の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。図２において、２′はシ
リコン酸化膜であり、図１と対応するものには同一符号
を付している。
【００２８】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン
基板１を酸素雰囲気にて酸化し、シリコン酸化膜２′を
形成する。つぎに、図２（ｂ）に示すように、シリコン
酸化膜２′をＮＨ3 雰囲気あるいはＮ2 Ｏ雰囲気にてア
ニールし、シリコン酸化膜２′中に窒素を１％以上導入
してゲート絶縁膜２とし、このときの膜厚を７ｎｍに制
御している。つぎに、図２（ｃ）に示すように、ゲート
絶縁膜２上にポリシリコン膜３を１５０ｎｍ堆積する。
このポリシリコン膜３はリンをＩｎ−ｓｉｔｕでドーピ
ングしたドープドポリシリコン膜である。ポリシリコン
膜３中のリン濃度は５×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 に制
御している。つぎに、図２（ｄ）に示すように、ポリシ
リコン膜３上に、ＣＶＤ法によりモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスとを
反応させ、膜厚１５０ｎｍのＷＳｉx膜４を形成する。
基板１を酸素雰囲気にて酸化し、シリコン酸化膜２′を
形成する。つぎに、図２（ｂ）に示すように、シリコン
酸化膜２′をＮＨ3 雰囲気あるいはＮ2 Ｏ雰囲気にてア
ニールし、シリコン酸化膜２′中に窒素を１％以上導入
してゲート絶縁膜２とし、このときの膜厚を７ｎｍに制
御している。つぎに、図２（ｃ）に示すように、ゲート
絶縁膜２上にポリシリコン膜３を１５０ｎｍ堆積する。
このポリシリコン膜３はリンをＩｎ−ｓｉｔｕでドーピ
ングしたドープドポリシリコン膜である。ポリシリコン
膜３中のリン濃度は５×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 に制
御している。つぎに、図２（ｄ）に示すように、ポリシ
リコン膜３上に、ＣＶＤ法によりモノシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）ガスと６フッ化タングステン（ＷＦ6 ）ガスとを
反応させ、膜厚１５０ｎｍのＷＳｉx膜４を形成する。
【００２９】この半導体装置の製造方法により、第１の
実施の形態で説明した図１の半導体装置を作製できる。
したがって、第１の実施の形態で説明したように、ゲー
ト絶縁膜２中に窒素が１％以上存在し、シリコンや酸素
原子のボンドと強く結合しているため、Ｆ原子との置換
が抑制される。したがって、ＷＳｉx 膜４形成後のＭＯ
Ｓトランジスタ形成工程中における熱処理によるゲート
絶縁膜２の膜厚増加を抑えられ、また、ゲート絶縁膜２
の絶縁耐圧等の信頼性も悪化しない。
実施の形態で説明した図１の半導体装置を作製できる。
したがって、第１の実施の形態で説明したように、ゲー
ト絶縁膜２中に窒素が１％以上存在し、シリコンや酸素
原子のボンドと強く結合しているため、Ｆ原子との置換
が抑制される。したがって、ＷＳｉx 膜４形成後のＭＯ
Ｓトランジスタ形成工程中における熱処理によるゲート
絶縁膜２の膜厚増加を抑えられ、また、ゲート絶縁膜２
の絶縁耐圧等の信頼性も悪化しない。
【００３０】なお、この実施の形態では、Ｎ2 Ｏ雰囲気
あるいはＮＨ3 雰囲気によりシリコン酸化膜２′中に窒
素を導入してゲート絶縁膜２としたが、窒素の導入方法
として、イオン注入法等のその他の方法を使用しても差
し支えない。また、この実施の形態ではシリコン酸化膜
２′中に窒素を導入したが、第１の実施の形態でも説明
したように、シリコン酸化膜２′（ゲート絶縁膜２）の
シリコン基板１との界面、またはシリコン酸化膜２′
（ゲート絶縁膜２）のポリシリコン膜３との界面に窒素
を導入してもよい。
あるいはＮＨ3 雰囲気によりシリコン酸化膜２′中に窒
素を導入してゲート絶縁膜２としたが、窒素の導入方法
として、イオン注入法等のその他の方法を使用しても差
し支えない。また、この実施の形態ではシリコン酸化膜
２′中に窒素を導入したが、第１の実施の形態でも説明
したように、シリコン酸化膜２′（ゲート絶縁膜２）の
シリコン基板１との界面、またはシリコン酸化膜２′
（ゲート絶縁膜２）のポリシリコン膜３との界面に窒素
を導入してもよい。
【００３１】最後に、この発明の第３の実施の形態にお
ける半導体装置の製造方法を図３を用いて説明する。図
３は第１の実施の形態で説明したゲート絶縁膜をシリコ
ン酸化膜と窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）とからなる
積層膜とした場合の半導体装置の製造方法を示す工程断
面図である。図３において、２′はシリコン酸化膜、５
は窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）であり、図１と対応
するものには同一符号を付している。
ける半導体装置の製造方法を図３を用いて説明する。図
３は第１の実施の形態で説明したゲート絶縁膜をシリコ
ン酸化膜と窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）とからなる
積層膜とした場合の半導体装置の製造方法を示す工程断
面図である。図３において、２′はシリコン酸化膜、５
は窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）であり、図１と対応
するものには同一符号を付している。
【００３２】まず、図３（ａ）に示すように、シリコン
基板１を酸素雰囲気にて酸化し、シリコン酸化膜２′を
形成する。つぎに、図３（ｂ）に示すように、シリコン
酸化膜２′上に、ＮＨ3 ガスを用いたＣＶＤ法によって
窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz膜）５を堆積する。その
後、図３（ｃ）に示すポリシリコン膜３および図３
（ｄ）に示すＷＳｉx 膜４を、図２（ｃ），（ｄ）と同
様に形成する。
基板１を酸素雰囲気にて酸化し、シリコン酸化膜２′を
形成する。つぎに、図３（ｂ）に示すように、シリコン
酸化膜２′上に、ＮＨ3 ガスを用いたＣＶＤ法によって
窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz膜）５を堆積する。その
後、図３（ｃ）に示すポリシリコン膜３および図３
（ｄ）に示すＷＳｉx 膜４を、図２（ｃ），（ｄ）と同
様に形成する。
【００３３】この半導体装置の製造方法により、第１の
実施の形態で説明したように、ゲート絶縁膜２を、シリ
コン酸化膜２′と窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）５と
からなる積層膜とした半導体装置を製造できる。この場
合、ＷＳｉx 膜４中に存在するＦ原子が熱処理によりポ
リシリコン膜３中を拡散し、ゲート絶縁膜２に達して
も、窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）５は窒素原子がシ
リコンや酸素原子のボンドと強く結合しているため、Ｆ
原子との置換が抑制される。したがって、ＷＳｉ x 膜４
形成後のＭＯＳトランジスタ形成工程中における熱処理
によるゲート絶縁膜２の膜厚増加を抑えられ、また、ゲ
ート絶縁膜２の絶縁耐圧等の信頼性も悪化しない。
実施の形態で説明したように、ゲート絶縁膜２を、シリ
コン酸化膜２′と窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）５と
からなる積層膜とした半導体装置を製造できる。この場
合、ＷＳｉx 膜４中に存在するＦ原子が熱処理によりポ
リシリコン膜３中を拡散し、ゲート絶縁膜２に達して
も、窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）５は窒素原子がシ
リコンや酸素原子のボンドと強く結合しているため、Ｆ
原子との置換が抑制される。したがって、ＷＳｉ x 膜４
形成後のＭＯＳトランジスタ形成工程中における熱処理
によるゲート絶縁膜２の膜厚増加を抑えられ、また、ゲ
ート絶縁膜２の絶縁耐圧等の信頼性も悪化しない。
【００３４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、シリコ
ン基板上にゲート絶縁膜を介して形成したポリシリコン
膜と、その上に形成したフッ素を含有するＷＳｉx 膜と
からなるゲート電極を有する半導体装置およびその製造
方法であって、ゲート絶縁膜に窒素を含有させている。
このゲート絶縁膜は、例えば、窒素を１％以上含有する
シリコン酸化膜、または、窒素を含有していないシリコ
ン酸化膜とその上に形成したＳｉx Ｏy Ｎz 膜とからな
る積層膜である。ここで、例えば、モノシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスを用いてＷＳｉx 膜を形成した場合でも、ＷＳ
ｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポリシリコン
膜中を拡散し、ゲート絶縁膜まで達しても、ゲート絶縁
膜中には窒素がシリコンあるいは酸素と強力に結合して
いるため、ゲート絶縁膜に達したフッ素はゲート絶縁膜
のＳｉ−Ｏボンドを切断できず、ゲート絶縁膜厚の増加
を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄膜化され
ても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐
圧等の信頼性の悪化を防止できる。
ン基板上にゲート絶縁膜を介して形成したポリシリコン
膜と、その上に形成したフッ素を含有するＷＳｉx 膜と
からなるゲート電極を有する半導体装置およびその製造
方法であって、ゲート絶縁膜に窒素を含有させている。
このゲート絶縁膜は、例えば、窒素を１％以上含有する
シリコン酸化膜、または、窒素を含有していないシリコ
ン酸化膜とその上に形成したＳｉx Ｏy Ｎz 膜とからな
る積層膜である。ここで、例えば、モノシラン（ＳｉＨ
4 ）ガスを用いてＷＳｉx 膜を形成した場合でも、ＷＳ
ｉx 膜の膜形成後の熱処理によりフッ素がポリシリコン
膜中を拡散し、ゲート絶縁膜まで達しても、ゲート絶縁
膜中には窒素がシリコンあるいは酸素と強力に結合して
いるため、ゲート絶縁膜に達したフッ素はゲート絶縁膜
のＳｉ−Ｏボンドを切断できず、ゲート絶縁膜厚の増加
を抑制できる。したがって、ゲート絶縁膜が薄膜化され
ても熱処理によるゲート絶縁膜の膜厚増はなく、絶縁耐
圧等の信頼性の悪化を防止できる。
【図１】この発明の第１の実施の形態における半導体装
置の構造断面図である。
置の構造断面図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程断面図である。
置の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】この発明の第３の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程断面図である。
置の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】従来例における半導体装置の構造断面図であ
る。
る。
１ シリコン基板 ２′ シリコン酸化膜 ２ ゲート絶縁膜 ３ ポリシリコン膜 ４ ＷＳｉx 膜 ５ 窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）
Claims (8)
- 【請求項１】 シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して
形成したポリシリコン膜と、その上に形成したフッ素を
含有するＷＳｉx 膜とからなるゲート電極を有する半導
体装置であって、 前記ゲート絶縁膜は窒素を含有したことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項２】 ゲート絶縁膜はシリコン酸化膜からな
り、前記シリコン酸化膜のシリコン基板との界面，前記
シリコン酸化膜中または前記シリコン酸化膜のポリシリ
コン膜との界面に、窒素を１％以上含有した請求項１記
載の半導体装置。 - 【請求項３】 ゲート絶縁膜はシリコン酸化膜とその上
に形成した窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）とからなる
請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項４】 シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して
形成したポリシリコン膜と、その上に形成したフッ素を
含有するＷＳｉx 膜とからなるゲート電極を有する半導
体装置の製造方法であって、 前記シリコン基板表面を酸化してシリコン酸化膜を形成
し、このシリコン酸化膜のシリコン基板との界面，前記
シリコン酸化膜中または前記シリコン酸化膜の表面に窒
素を導入して、窒素を含有したシリコン酸化膜からなる
前記ゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上にポリシリコン膜を堆積する工程
と、 ＣＶＤ法により前記ポリシリコン膜上に前記フッ素を含
有するＷＳｉx 膜を堆積する工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 シリコン酸化膜に窒素を導入する方法
は、Ｎ2 Ｏガスによる窒化酸化法であることを特徴とす
る請求項４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 シリコン酸化膜に窒素を導入する方法
は、ＮＨ3 ガスによる窒化であることを特徴とする請求
項４記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 シリコン基板上にゲート絶縁膜を介して
形成したポリシリコン膜と、その上に形成したフッ素を
含有するＷＳｉx 膜とからなるゲート電極を有する半導
体装置の製造方法であって、 前記シリコン基板表面を酸化してシリコン酸化膜を形成
し、このシリコン酸化膜上に窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎ
z 膜）を堆積して、前記シリコン酸化膜と前記窒化酸化
膜との積層膜からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上にポリシリコン膜を堆積する工程
と、 ＣＶＤ法により前記ポリシリコン膜上に前記フッ素を含
有するＷＳｉx 膜を堆積する工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 窒化酸化膜（Ｓｉx Ｏy Ｎz 膜）はＮＨ
3 ガスを用いたＣＶＤ法により堆積したことを特徴とす
る請求項７記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260096A JPH09213942A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260096A JPH09213942A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213942A true JPH09213942A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11809855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1260096A Pending JPH09213942A (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213942A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11204793A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-07-30 | Lsi Logic Corp | 電子デバイスのゲート酸化物を硬化させる方法及び半導体デバイス |
| US6346483B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Film forming method and film formed by the method |
| KR100640572B1 (ko) * | 2000-09-20 | 2006-10-31 | 삼성전자주식회사 | 트랜지스터 형성 방법 |
| US7678711B2 (en) | 2004-01-06 | 2010-03-16 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing the same |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP1260096A patent/JPH09213942A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11204793A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-07-30 | Lsi Logic Corp | 電子デバイスのゲート酸化物を硬化させる方法及び半導体デバイス |
| US6346483B1 (en) | 1999-07-02 | 2002-02-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Film forming method and film formed by the method |
| KR100640572B1 (ko) * | 2000-09-20 | 2006-10-31 | 삼성전자주식회사 | 트랜지스터 형성 방법 |
| US7678711B2 (en) | 2004-01-06 | 2010-03-16 | Fujitsu Microelectronics Limited | Semiconductor device, and method and apparatus for manufacturing the same |
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