JPH09312393A - 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

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JPH09312393A
JPH09312393A JP8127127A JP12712796A JPH09312393A JP H09312393 A JPH09312393 A JP H09312393A JP 8127127 A JP8127127 A JP 8127127A JP 12712796 A JP12712796 A JP 12712796A JP H09312393 A JPH09312393 A JP H09312393A
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insulating film
electrode
region
film
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Takashi Kuroi
隆 黒井
Hirokazu Sayama
弘和 佐山
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲート絶縁膜の一部の窒素濃度を高めること
により、キャリアの移動度の低下をもたらすことなく信
頼性の高い半導体装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 ゲート絶縁膜4aの両端部には窒素を含
む窒素含有領域4dが設けられ、またゲート絶縁膜4a
は、その膜厚さが均一に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関し、より特定的には、ゲート絶縁膜
の一部に窒素を導入することにより、半導体装置の信頼
性を向上させることのできる半導体装置および製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路を製造する上で、MOS
FET(Metal Oxide SemiconductorField Effect Tran
sistor )のゲート絶縁膜の信頼性を確保することは、
重要な課題である。ゲート絶縁膜の信頼性を劣化する要
因の1つに、ゲート絶縁膜へのホットキャリアの注入が
ある。半導体装置の寸法が小さくなると、半導体装置内
部のチャネル領域に沿った方向の電界が強くなり、チャ
ネル領域に存在するキャリアがこの電界によって加速さ
れ高いエネルギを持つようになる。このような高いエネ
ルギを持つキャリアがホットキャリアである。このホッ
トキャリアは、エネルギが高いために、半導体基板とゲ
ート絶縁膜界面のエネルギ障壁を超えて容易にゲート絶
縁膜に注入される。
【0003】ゲート絶縁膜に注入されたキャリアは、そ
の一部がゲート酸化膜中に捕獲されるか、または界面準
位を発生させて半導体装置のしきい値電圧を変動させた
り、電流駆動能力を低下させる。
【0004】このようなホットキャリアに対する半導体
装置の信頼性低下を防止する目的で、ゲート絶縁膜とし
て窒化酸化膜を用いる技術が提案されている。ゲート絶
縁膜として窒化酸化膜を用いた場合、ホットキャリア耐
性が向上する以外に、ゲート絶縁膜の破壊に至るまでの
注入電荷量を向上することができ、ゲート電極中のドー
パントがゲート絶縁膜を突き抜けて半導体基板に拡散す
ることを抑制することができる。
【0005】以下、図69を参照して、従来のMOSF
ETに構造について簡単に説明する。n型半導体基板1
に形成されたpウェル領域8には、n+ ドレイン拡散領
域3aとn+ ソース拡散領域3bとが所定の間隔を隔て
てチャネル領域を挟むように形成されている。
【0006】また、n+ ドレイン拡散領域3aとn+
ース拡散領域3bとのチャネル領域側には、LDD構造
を構成するn- LDD層2a,2bが形成されている。
チャネル領域上には、窒化酸化膜からなるゲート絶縁膜
4bを介在して、ゲート電極5が形成されている。
【0007】次に、上記構造よりなるMOSFETの製
造方法について図70〜図73を参照して簡単に説明す
る。
【0008】まず図70を参照して、n型半導体基板1
上に、選択酸化法により素子分離絶縁膜6を形成する。
次に、p型の不純物としてボロンイオンなどを注入エネ
ルギを変化させて、かつ多段で階に分けてn型半導体基
板1に注入することにより、pウェル8を形成すると同
時に、MOSFETのしきい値制御を行なう。
【0009】次に、熱酸化により、n型半導体基板1の
表面を酸化して、ゲート酸化膜4を形成する。その後、
二酸化窒化が含まれる雰囲気中でn型半導体基板1に対
して熱処理を加えることで、ゲート絶縁膜4を窒化し、
窒化酸化膜4を完成させる。
【0010】次に、図72を参照して、窒化酸化膜4の
上に、リンをドーピングした多結晶シリコン膜を形成
し、さらに多結晶シリコン膜上にフォトリソグラフィ技
術を用いて所定の形状にパターニングされたレジスト膜
を形成する。このレジスト膜を用いて多結晶シリコン膜
をパターニングし、ゲート電極5を形成する。その後、
レジスト膜を除去し、このゲート電極5をマスクにし
て、砒素などをpウェル8に注入し、n- LDD層9を
形成する。
【0011】次に、図73を参照して、ゲート電極5の
側壁に、サイドウォール酸化膜7を形成した後、このサ
イドウォール酸化膜7およびゲート電極5をマスクにし
て、pウェル8に砒素を注入することにより、ドレイン
拡散領域3aおよびソース拡散領域3bを形成する。そ
の後、所定の熱処理を加えることにより、図69に示す
MOSFETが完成する。
【0012】一方、半導体集積回路の1つとして、不揮
発性半導体記憶装置がある。中でも、データを自由にプ
ログラムすることができ、しかも電気的に書込および消
去が可能なEEPROM(Electrically Erasable and
Programable Read Only Memory)が知られている。この
ようなEEPROMにおいて、その中に書込まれた情報
を一括消去できるフラッシュEEPROMが、米国特許
第4868619号公報などに開示されている。
【0013】フラッシュEEPROMにおいては、デー
タの書込、データの消去を行なうと電子がゲート絶縁膜
をトンネル現象により通過することによって、ゲート絶
縁膜中に注入された電子の一部は、ゲート絶縁膜中に捕
獲されたり、ゲート絶縁膜と半導体基板との界面に界面
準位を生じさせたりする。その結果、フラッシュEEP
ROMのしきい値電圧が変動したり電流駆動能力が低下
したりする。このような、ゲート絶縁膜の信頼性の劣化
を抑制する目的においても、ゲート絶縁膜として、窒化
酸化膜を用いる技術が提案されている。
【0014】以下、従来の窒化酸化膜をゲート絶縁膜と
して用いたフラッシュEEPROMの構造について、図
74を参照して簡単に説明する。
【0015】従来のフラッシュEEPROMは、p型半
導体基板101上に、ドレイン拡散領域103aとソー
ス拡散領域103bとが所定の間隔を隔ててチャネル領
域を挟むように形成されている。チャネル領域上には、
ゲート絶縁膜104を介在して、電荷蓄積電極105が
形成され、さらに電荷蓄積電極105の上には、電荷蓄
積電極105と電気的に分離するために、層間絶縁膜1
07を介在して制御電極108が形成されている。ま
た、電荷蓄積電極105および制御電極108の側壁に
は、サイドウォール酸化膜110が形成されている。
【0016】次に、図75〜図79を参照して、上述し
たフラッシュEEPROMの製造方法について簡単に説
明する。
【0017】まずp型半導体基板101の表面を、熱酸
化により酸化して、ゲート酸化膜104を形成する。そ
の後、アンモニアが含まれる雰囲気中で熱処理を加える
ことにより、ゲート酸化膜104を窒化し窒化酸化膜1
04を形成する。
【0018】次に、窒化酸化膜104の上に、リンをド
ーピングした第1多結晶シリコン膜とこの第1多結晶シ
リコン膜の上に酸化膜と窒化膜の複合膜からなる層間絶
縁膜を形成する。その後、この層間絶縁膜の上にリンを
ドーピングした第2多結晶シリコン膜を形成する。
【0019】次に、第2多結晶シリコン膜の上にフォト
リソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニングさ
れたレジスト膜を形成する。その後、このレジスト膜を
マスクにして、第2多結晶シリコン膜、層間絶縁膜およ
び第1多結晶シリコン膜をエッチングし、レジスト膜を
除去することにより、制御電極108、層間絶縁膜10
7および電荷蓄積電極105を完成させる。
【0020】次に、図77を参照して、ドレイン拡散領
域となる領域を覆うようにレジスト膜109を形成し、
制御電極108とレジスト膜109とをマスクにして、
p型半導体基板101に砒素にイオン注入する。これに
よりp型半導体基板101に、ソース拡散領域103b
が形成される。
【0021】次に、図78を参照して、レジスト膜10
9を除去し、制御電極108および電荷蓄積電極105
の側壁にサイドウォール酸化膜110を形成する。その
後、ソース拡散領域103bを覆うようにレジスト膜1
11を形成し、制御電極108とレジスト膜111とを
マスクとしてp型半導体基板101に砒素をイオン注入
する。これにより、p型半導体基板101にドレイン拡
散領域103aが形成される。その後、半導体基板に対
して加熱処理を加えることにより、図79に示すフラッ
シュEEPROMが完成する。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たゲート絶縁膜に窒化酸化膜を用いたMOSFETの場
合以下に示す問題がある。
【0023】MOSFETのホットキャリア耐性を向上
させるため、窒化酸化膜を用いてるが、ゲート絶縁膜の
窒素濃度を数atm%〜10数atm%と高濃度化する
と、(i) ゲート絶縁膜に窒素が入ることで、ゲート
絶縁膜内にストレスが発生する(ii) ゲート絶縁膜
と半導体基板との界面のラフネスが増加するなどの原因
により、MOSFETのチャネル領域における界面準位
の発生、キャリアトラップの発生およびキャリア移動度
の低下に伴い、MOSFETの電流駆動能力が低下し、
動作速度が遅くなるという問題が生じている。
【0024】また、フラッシュEEPROMにおいて
も、上述したMOSFETに生じる問題と同様の理由か
ら、フラッシュEEPROMの書込時間が遅くなってし
まうという問題があった。
【0025】この発明は、上記各問題点を解決するため
になされたもので、ゲート絶縁膜の所定の領域の窒素温
度を高めることにより、チャネル領域におけるキャリア
の移動度の低下を抑制し、信頼性の高い半導体装置およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】この発明に基づいた半導
体装置の1つの局面においては、第1導電型の半導体基
板の主表面に所定の間隔を隔てて形成された第1導電型
とは反対の導電型の第2導電型の1対の不純物領域と、
この1対の不純物領域の間に形成されるチャネル領域
と、このチャネル領域の上に形成された絶縁膜と、この
絶縁膜の上に形成された第1電極とを備えている。さら
に、絶縁膜は、その膜厚さが均一であり、1対の不純物
領域に接する両端部に窒素を含む窒素含有領域を有して
いる。
【0027】また、この発明に基づいた半導体装置の製
造方法の1つの局面においては、以下の工程を備えてい
る。
【0028】まず、第1導電型の半導体基板の主表面に
絶縁膜が形成される。その後、この絶縁膜の上に第1電
極が形成される。
【0029】次に、絶縁膜と第1電極とをフォトリソグ
ラフィ技術を用いて所定の形状にパターニングする。そ
の後、第1電極をマスクに半導体基板に第1導電型と反
対の導電型の第2導電型の不純物を導入し1対の不純物
領域を形成する。
【0030】次に、窒素を含有するガスが含まれる雰囲
気中で熱処理を加えることにより、絶縁膜の両端部に窒
素含有領域を形成する。
【0031】上述した半導体装置およびその製造方法に
よれば、第1電極の下部エッジ部近傍、すなわちホット
キャリアが注入される領域の絶縁膜にのみ窒素を含む窒
素含有領域が形成される。そのため、ホットキャリアが
注入される第1電極の下部エッジ部近傍の絶縁膜と半導
体基板との間の界面準位の発生が抑制されるとともに、
絶縁膜の第1電極の下部エッジ部近傍のキャリアトラッ
プを低減できるため、この半導体装置をMOSFETに
用いた場合、ホットキャリア注入による絶縁膜の劣化を
低減することが可能となる。
【0032】さらに、窒素含有領域は、第1電極の中央
部下方領域には形成されていないため、チャネル領域に
おけるキャリアの移動度の低下を防止することが可能と
なる。その結果、高信頼で高駆動能力を有するMOSF
ETを提供することが可能となる。
【0033】また、上述した半導体装置における絶縁膜
は、その膜厚差が均一であるため、従来技術におけるゲ
ートバーズビークの発生による電流駆動能力の低下を防
止することが可能なとる。さらに、上述した半導体装置
をフラッシュEEPROMに用いた場合においても、フ
ラッシュEEPROMの書込、および消去による絶縁膜
の劣化を低減することができる。また、チャネル領域に
おけるキャリアの移動度の低下を抑制することができる
ため、高信頼で高駆動能力を有するフラッシュEEPR
OMを実現することが可能となる。また好ましくは、絶
縁膜は、窒素含有領域に挟まれた領域に、窒素の不純物
濃度が窒素含有領域よりも低濃度の低濃度窒素含有領域
を有している。
【0034】この構造を用いることによれば、第1電極
中のドーパントが絶縁膜を透過して半導体基板に拡散さ
れることがないため、半導体装置の動作特性の安定化を
図ることが可能となる。
【0035】また好ましくは、1対の不純物領域には、
絶縁膜に形成された窒素含有領域から半導体基板にかけ
て延びるように形成された窒素不純物層が設けられてい
る。
【0036】このように、窒素不純物層を設ける構造
を、たとえばLDD構造を有する半導体装置に適用した
場合、LDD領域の不純物拡散を抑制し、その結果、半
導体装置の単チャネル化を防止することが可能となる。
【0037】また好ましくは、第1電極に窒素が含まれ
ている。このように、第1電極に窒素を含むことによっ
て、第1電極中のドーパントの拡散係数が相対的に小さ
くなるため、半導体基板へのドーパントの拡散を抑制さ
せることが可能となる。
【0038】次に、この発明に基づいた半導体装置の他
の局面においては、絶縁膜には1対の不純物領域に接す
る両端部に窒素を含む窒素含有領域と、この窒素含有領
域にに挟まれた領域に窒素の不純物濃度が窒素含有領域
よりも低濃度の低濃度窒素含有領域を有し、さらに、窒
素含有領域よりも低濃度窒化含有領域の方が膜厚が厚く
設けられている。このように、第1電極の両端部に位置
する窒素含有領域の膜厚を厚く設けることで、ホットキ
ャリアに対する耐性を向上させることが可能となる。
【0039】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本実施の形
態における半導体装置およびその製造方法について説明
する。
【0040】(実施の形態1)本発明に基づく実施の形
態1における半導体装置およびその製造方法について以
下、図を参照して説明する。
【0041】図1は、本発明の実施の形態1におけるM
OSFETを示す概略断面図である。
【0042】シリコン基板などからなるn型半導体基板
1の上にpウェル8が形成されており、活性領域が素子
分離絶縁膜6によって規定されている。pウェル8は、
+型ドレイン拡散領域3aと、n+ 型ソース拡散領域
3bとが所定の間隔を隔ててチャネル領域を挟むように
形成されている。また、n+ 型ドレイン拡散領域3aと
+ 型ソース拡散領域3bとのチャネル領域側には、そ
れぞれn- 型LDD層2a,2bが形成されている。
【0043】チャネル領域上には、酸化膜などからなる
ゲート絶縁膜4aを介在してゲート電極5が形成されて
いる。
【0044】さらに、ゲート電極5の下部エッジ部分に
接するゲート絶縁膜4d、すなわちn+ 型ドレイン拡散
領域3aのn- 型LDD層2aおよびn+ 型ソース拡散
領域3bのn- 型LDD層2bに接する領域近傍のゲー
ト絶縁膜4aには、図2に示すゲート絶縁膜4a中の窒
素濃度のプロファイルのように、窒素が含まれた窒素含
有領域4dを有している。
【0045】次に、上記構造よりなる半導体装置の製造
方法について、図3〜図7を参照して説明する。まず図
3を参照して、n型半導体基板1上に、選択酸化法によ
り素子分離酸化膜6を形成した後に、ボロンイオンをエ
ネルギを変化させて多段で注入することにより、pウェ
ル8を形成すると同時に、MOSFETのしきい値制御
を行なう。
【0046】次に、図4を参照して、熱酸化によりn型
半導体基板1を酸化し、膜厚40〜100Åのゲート酸
化膜4aを形成する。
【0047】次に、図5を参照して、リンをドーピング
した多結晶シリコン膜5を形成し、多結晶シリコン膜5
の上にレジスト膜を全面に塗布し、写真製版技術を用い
て所定の形状にパターニングを行なう。
【0048】次に、このレジスト膜をマスクにして、多
結晶シリコン膜5およびゲート酸化膜4のエッチングを
行ない、レジストを除去することにより、ゲート電極5
およびゲート絶縁膜4aを完成させる。その後、ゲート
電極5をマスクに、pウェル8に砒素をイオン注入する
ことにより、n- 型LDD層2a,2bを形成する。
【0049】次に、図6を参照して、アンモニアが含ま
れる雰囲気中で、600〜900℃(好ましくは800
℃)の熱処理をゲート絶縁膜4aに加え、ゲート電極5
の下部エッジ部分に接する領域のゲート酸化膜4aを窒
化することにより、窒素含有領域4dを形成する。
【0050】次に、図7を参照して、ゲート電極4の側
壁にサイドウォール酸化膜7を形成した後、ゲート電極
5およびサイドウォール酸化膜7をマスクとして、pウ
ェル8に砒素をイオン注入することにより、n+ 型ドレ
イン領域3aおよびn+ 型ソース領域3bを形成し、熱
処理を加えることにより、図1に示すMOSFETが完
成する。
【0051】以上、本実施の形態1におけるMOSFE
Tにおいては、ゲート電極5の下部エッジ部近傍の領域
すなわちホットキャリアが注入される領域のみに、窒素
含有領域4dが形成されている。
【0052】その結果、ホットキャリアが注入されるゲ
ート電極エッジ下部近傍のゲート絶縁膜4aとn型半導
体基板1との間の界面準位の発生が抑制されると同時
に、ゲート絶縁膜4aのゲート電極5下部エッジ部近傍
のキャリアトラップが低減できるために、MOSFET
のホットキャリア注入による劣化を低減することが可能
になる。
【0053】また、窒素含有領域4dは、ゲート絶縁膜
膜4aの両端部のみに形成されているため、キャリアの
移動度の低下を抑制することが可能となる。また、ゲー
ト絶縁膜4aはその膜厚が均一であるために、従来構造
で見られたゲートバーズビークによる電流駆動能力の低
下をなくすことが可能となる。したがって、本実施の形
態1における半導体装置においては、高信頼で高駆動能
力を有するMOSFETを実現させることが可能とな
る。
【0054】(実施の形態2)次に、本発明に基づく実
施の形態2における半導体装置およびその製造方法につ
いて、以下、図を参照して説明する。
【0055】図8は、本発明の実施の形態2におけるM
OSFETを示す概略断面図である。
【0056】図1に示す実施の形態1におけるMOSF
ETの構造と本実施の形態2におけるMOSFETの構
造とを比較した場合、ゲート絶縁膜の窒素含有領域4d
で挟まれた領域にも、図9のゲート絶縁膜中の窒素濃度
のプロファイルに示すように、窒素含有領域4dよりも
窒素の不純物濃度が低濃度である低濃度窒素含有領域4
bが設けられている。その他の構造については、実施の
形態1におけるMOSFETの構造と同一であり、同一
の箇所には同一の符号を付している。
【0057】次に、図10〜図14を参照して、本発明
の実施の形態2におけるMOSFETの製造方法につい
て説明する。
【0058】まずn型半導体基板1上に、選択酸化法に
より素子分離酸化膜6を形成した後に、ボロンをエネル
ギを変化させて多段階に注入することによりpウェル8
を形成すると同時に、MOSFETのしきい値制御を行
なう。
【0059】次に、図11を参照して、熱酸化によりn
型半導体基板1の表面を酸化することにより、ゲート酸
化膜を形成し、さらにアンモニア雰囲気中で600〜9
00℃の熱処理を加えることで、ゲート酸化膜を窒化
し、窒化酸化膜4Bを形成する。
【0060】次に、図12を参照して、リンをドーピン
グした多結晶シリコン膜を窒化酸化膜4Bの上に成膜
し、この多結晶シリコン膜の上にフォトリソグラフィ技
術を用いて所定の形状にパターニングされたレジスト膜
を形成する。その後、このレジスト膜をマスクにして、
多結晶シリコン膜および窒化酸化膜4Bをエッチング
し、レジスト膜を除去することにより、ゲート電極5お
よび窒化酸化膜4bを完成させる。
【0061】次に、ゲート電極5をマスクにして、pウ
ェル8に砒素をイオン注入することにより、n- 型LD
D層2a,2bを形成する。
【0062】次に、図13を参照して、窒素酸化膜4b
に対して、アンモニアが含まれる雰囲気中で600〜9
00℃の熱処理を加え、ゲート電極5の下部エッジ部分
に接する領域の窒化酸化膜4bを窒化することにより、
窒素酸化膜4bのゲート電極5の下部エッジ部分近傍に
窒素濃度が中央領域よりも高濃度である窒化含有領域4
dを形成する。
【0063】次に、図14を参照して、ゲート電極5の
側壁にサイドウォール酸化膜7を形成した後、ゲート電
極5およびサイドウォール酸化膜7をマスクにして、p
ウェル8に砒素をイオン注入することにより、n+ 型ド
レイン拡散領域3aおよびn + 型ソース拡散領域3bを
形成し、その後熱処理を加えることにより、MOSFE
Tが完成する。
【0064】なお、上記工程において、n型半導体基板
1を酸化することによりゲート酸化膜を形成し、アンモ
ニア雰囲気中で600〜900℃の熱処理を加えること
により、ゲート酸化膜を窒化し窒化酸化膜4Bを形成す
るようにしたが、ゲート酸化膜を一酸化窒素雰囲気中で
約900℃の熱処理、あるいは、二酸化窒素雰囲気中で
約1000℃の熱処理を加えることによって、ゲート酸
化膜を窒化し窒化酸化膜4Bを形成してもよい。また、
約900℃の一酸化窒素雰囲気中、あるいは約1000
℃の二酸化窒素雰囲気中で直接n型半導体基板1を酸窒
化し窒化酸化膜4Bを形成するようにしてもかまわな
い。
【0065】以上、本実施の形態2における半導体装置
においては、ゲート絶縁膜のゲート電極の下部エッジ部
近傍すなわちホットキャリアが注入される領域に窒素が
多く含有している窒素含有領域を有している。その結
果、ホットキャリアが注入されるゲート電極5下部エッ
ジ部近傍のゲート絶縁膜とn型半導体基板との間の界面
準位の発生が抑制されると同時に、ゲート絶縁膜のゲー
ト電極下部エッジ部近傍のキャリアトラップが低減でき
るために、MOSFETのホットキャリア注入による劣
化を効果的に低減することができる。
【0066】さらに、ゲート絶縁膜は、窒化酸化膜であ
るために、ゲート絶縁膜の破壊に至るまでの注入電荷量
を増加することができ、その結果、ゲート電極中のドー
パントのシリコン基板への拡散を抑制することができ
る。また、ゲート絶縁膜の両端部においてのみ窒素を高
濃度に含有する窒素含有領域を設けるようにしているた
め、ゲート電極を窒化することによりキャリアの移動度
の低下を抑制することができる。その結果、高信頼で高
駆動能力を有するMOSFETを実現することが可能と
なる。
【0067】(実施の形態3)次に、本発明に基づく実
施の形態3における半導体装置およびその製造方法につ
いて以下図を参照して説明する。
【0068】図15は、本発明の実施の形態3における
MOSFETを示す概略断面図である。
【0069】図8に示す実施の形態2におけるMOSF
ETの構造と本実施の形態3におけるMOSFETの構
造とを比較した場合、ゲート絶縁膜の窒素含有領域4d
が低濃度窒素含有領域4dよりも膜厚が厚くなる窒素含
有領域4eが形成されている。その他の構造について
は、実施の形態2におけるMOSFETと同一の構造で
あり、実施の形態2と同一の箇所には同一の符号を付し
ている。
【0070】次に、図16〜図20を参照して、本実施
の形態3におけるMOSFETの製造方法について説明
する。
【0071】まず図16を参照して、n型半導体基板1
上に、選択酸化法により素子分離酸化膜6を形成した後
に、ボロンイオンをエネルギを変化させて多段で注入す
ることにより、pウェル8を形成すると同時にMOSF
ETのしきい値制御を行なう。
【0072】次に、図17を参照して、n型半導体基板
1の表面を熱酸化により酸化することで、ゲート酸化膜
を形成し、アンモニア雰囲気中で600〜900℃の熱
処理を加えることによりゲート酸化膜を窒化し窒化酸化
膜4Bを形成する。
【0073】次に、リンをドーピングした多結晶シリコ
ン膜を窒化酸化膜4Bの上に形成し、さらに多結晶シリ
コン膜の上に、フォトリソグラフィ技術を用いて所定の
形状を有するレジスト膜を形成する。
【0074】その後、このレジスト膜をマスクにして、
多結晶シリコン膜および窒化酸化膜4Bとをエッチング
し、レジスト膜を除去することにより、ゲート電極5お
よび窒化酸化膜4bとを完成させる。
【0075】次に、図19を参照して、窒化酸化膜4b
に対して二酸化窒素が含まれる雰囲気中で約1000℃
の熱処理を加え、ゲート電極5の下部エッジ部分に接す
る領域の窒化酸化膜4bを窒化することにより、ゲート
電極5の下部エッジ部近傍が高濃度に窒化された窒素含
有領域4eを形成する。このとき、二酸化窒素中の酸素
により、ゲート電極5の一部、およびn型半導体基板1
の一部も同時に酸化され、低濃度窒素含有領域4bより
も窒化含有領域4eの方が膜厚が厚くなる。
【0076】次に、ゲート電極5をマスクにして、pウ
ェル8に砒素をイオン注入することにより、n- 型LD
D層2a,2bを形成する。次に、図20を参照して、
ゲート電極5の側壁にサイドウォール酸化膜7を形成し
た後、ゲート電極5およびサイドウォール酸化膜7をマ
スクにして、pウェル8に砒素をイオン注入することに
より、n+ 型ドレイン拡散領域3aおよびn + 型ソース
拡散領域3bを形成し、熱処理を加えることにより、M
OSFETが完成する。
【0077】以上の説明において、ゲート酸化膜のゲー
ト電極下部エッジ部近傍の酸窒化には、二酸化窒素を用
いたが、一酸化窒素が含まれる雰囲気中で約900℃の
熱処理を加えるかまたは、一酸化窒素、二酸化窒素、ア
ンモニアのうち少なくとも2種類のガスが含まれる雰囲
気中で熱処理を加えることによっても、同様の構造が得
られることは明らかである。
【0078】以上、本実施の形態3におけるMOSFE
Tにおいては、ゲート絶縁膜のゲート電極のエッジ下部
近傍、すなわちホットキャリアが注入される領域に窒素
が多く含有している窒素含有領域が形成されている。そ
の結果、ホットキャリアが注入されるゲート電極下部エ
ッジ部近傍のゲート絶縁膜とn型半導体基板との間の界
面準位の発生が抑制されると同時に、ゲート絶縁膜のゲ
ート電極下部エッジ部近傍のキャリアトラップが低減で
きるために、MOSFETのホットキャリア注入による
劣化を低減することができる。
【0079】さらに、ゲート絶縁膜は窒化酸化膜で形成
されているため、ゲート絶縁膜の破壊に至るまでの注入
電荷量を増加することができ、さらに、ゲート電極中の
ドーパントのn型半導体基板への拡散を抑制することが
できる。
【0080】また、窒素を高濃度に含有している窒素含
有領域は、ゲート絶縁膜の両端部にみの形成されている
ために、ゲート絶縁膜を窒化することによるキャリアの
移動度の低下を抑制することができる。
【0081】さらに、ゲート電極の下部エッジ部のゲー
ト酸化膜は、酸窒化により酸化されているために、酸素
が導入され、ゲート電極のエッチングにより生じるゲー
ト電極の損傷を回復することができる。したがって、高
信頼で高駆動能力を有するMOSFETを実現させるこ
とが可能となる。
【0082】なお、上記説明においては、n- 型LDD
層を形成した後に、ゲート酸化膜の酸窒化を行なってい
るが、n- 型LDD層形成の前に、酸窒化処理を行な
い、酸窒化処理の熱処理によるn- 型LDD層の拡散を
抑制してもかまわない。
【0083】(実施の形態4)以下、本発明に基づく実
施の形態4におけるMOSFETおよびその製造方法に
ついて図を参照して説明する。
【0084】図21は、本発明の実施の形態4における
MOSFETを示す概略断面図である。
【0085】図1に示す実施の形態1におけるMOSF
ETの構造と本実施の形態4におけるMOSFETとの
構造を比較した場合、ゲート絶縁膜4aの両端に、窒素
含有領域4fが形成され、さらに、n- 型LDD層2
a,2bに向かって、窒素含有領域4fから延びるよう
に窒素不純物層4hが形成されている。その他の構造
は、実施の形態1におけるMOSFETと同一の構造で
あり、同一の箇所には同一の符号を付している。
【0086】次に、図22〜図26を参照して、本実施
の形態4におけるMOSFETの製造方法について説明
する。
【0087】まず図22を参照して、n型半導体基板1
上に、選択酸化法により素子分離酸化膜6を形成した後
に、ボロンイオンをエネルギを変化させて多段で注入す
ることによりpウェル8を形成すると同時にMOSFE
Tのしきい値制御を行なう。
【0088】次に、図23を参照して、n型半導体基板
1の表面を熱酸化により酸化し、ゲート酸化膜4Aを形
成する。
【0089】次に、図24を参照して、リンをドーピン
グした多結晶シリコン膜をゲート酸化膜4Aの上に成膜
し、その後、フォトリソグラフィ技術を用いて所定の形
状にパターニングされたレジスト膜20を形成する。
【0090】次に、このレジスト膜20をマスクにし
て、多結晶シリコン膜およびゲート酸化膜4Aをエッチ
ングし、ゲート電極5およびゲート酸化膜4Aを完成さ
せる。
【0091】次に、レジスト膜20を残存させたまま、
n型半導体基板1の垂線に対して30〜45°傾けた位
置から、n型半導体基板1を回転させながら窒素イオン
を注入することにより、ゲート電極5の側壁、ゲート絶
縁膜4aの側壁およびn型半導体基板1のゲート電極5
の下部エッジ近傍に窒素を導入し、窒素導入領域4gを
形成する。このときの窒素イオンの注入量は、1×10
15〜1×1016gm-2、注入エネルギ5〜20keVで
あり、形成される窒素導入領域4gの不純物濃度は、1
×1020cm-3〜1×1021cm-3程度となり、n型半
導体基板1の表面から、約50〜200Åの深さまで窒
素導入領域4gが形成される。
【0092】次に、レジスト膜20を除去した後、ゲー
ト電極5をマスクにして、pウェル8に砒素をイオン注
入することにより、n- 型LDD層2a,2bを形成す
る。
【0093】次に、図26を参照して、ゲート電極5の
側壁部に、サイドウォール酸化膜7を形成した後、ゲー
ト電極5およびサイドウォール酸化膜7をマスクにし
て、pウェル8に砒素をイオン注入することにより、n
+ 型ドレイン拡散領域3aおよびn+ 型ソース拡散領域
3bを形成する。
【0094】その後、熱処理を加えることにより、MO
SFETが完成する。このとき、この熱処理により、ゲ
ート電極5の側壁部およびn型半導体基板1に注入され
た窒素が、ゲート電極4aの両端部に析出し、ゲート電
極4aの両端部に窒素含有領域4fが形成される。
【0095】以上、この実施の形態4におけるMOSF
ETにおいては、ゲート電極の下部エッジ部近傍すなわ
ちホットキャリアが注入される領域のみに窒素含有領域
が形成されている。その結果、ホットキャリアが注入さ
れるゲート電極エッジ部近傍のゲート絶縁膜とn型半導
体基板との間の界面準位の発生が抑制されるとともに、
ゲート絶縁膜のゲート電極下部エッジ部近傍のキャリア
トラップが低減できるために、MOSFETのホットキ
ャリア注入による劣化を低減することができる。
【0096】さらに、窒素含有領域は、ゲート絶縁膜の
両端部のみに形成されているため、ゲート絶縁膜を窒化
することによるキャリアの移動度の低下を抑制すること
ができる。また、ゲート絶縁膜の窒化は、イオン注入と
ソース/ドレイン拡散領域の活性化のための熱処理によ
り行なわれているために、イオン注入工程を1工程加え
るだけの簡単なプロセスを用いることにより、本実施の
形態におけるMOSFETの構造を実現させることが可
能となる。その結果、高信頼で高駆動能力を有するMO
SFETを容易に実現させることが可能となる。
【0097】(実施の形態5)次に、本発明に基づく実
施の形態5における半導体装置およびその製造方法につ
いて、以下図を参照して説明する。
【0098】図27は、本発明の実施の形態5における
MOSFETを示す概略断面図である。
【0099】上述した図21に示す実施の形態4におけ
るMOSFETの構造と本実施の形態5におけるMOS
FETの構造とを比較した場合、本実施の形態5におけ
るMOSFETは、ゲート絶縁膜の窒素含有領域4fに
挟まれた領域にも、窒素の不純物濃度が、窒素含有領域
4fよりも低濃度である低濃度窒素含有領域4bが設け
られ、さらにゲート電極5bにも、窒素が含まれてい
る。
【0100】その他の構造については、実施の形態4に
おけるMOSFETと同一であり、同一の箇所には同一
の符号を付している。
【0101】次に、本発明の実施の形態5におけるMO
SFETの製造方法について図28〜図32を参照して
説明する。
【0102】まず、図28を参照して、n型半導体基板
1上に、選択酸化法により素子分離酸化膜6を形成した
後に、ボロンイオンをエネルギを変化させて多段注入す
ることにより、pウェル8を形成すると同時にMOSF
ETのしきい値制御を行なう。
【0103】次に、図29を参照して、n型半導体基板
1の表面を熱酸化により酸化することで、ゲート酸化膜
を形成し、その後、リンをドーピングした多結晶シリコ
ン膜を形成する。その後、この多結晶シリコン膜の上層
部に窒素をイオン注入により導入し、上層部に窒素を含
んだ多結晶シリコン層5Bを完成させる。
【0104】次に、図30を参照して、多結晶シリコン
膜5Bの上に、フォトリソグラフィ技術を用いて所定の
形状にパターニングされたレジスト膜21を形成し、こ
のレジスト膜21をマスクにして、多結晶シリコン膜5
Bおよびゲート酸化膜4Aをパターニングし、ゲート電
極5bおよびゲート電極4aを完成させる。
【0105】その後、レジスト膜21を残存させたま
ま、n型半導体基板1に対して30°〜45°傾いた位
置からn型半導体基板1を回転させた状態で窒素イオン
を注入し、ゲート電極5bの側壁部およびn型半導体基
板1のゲート電極5bの下部エッジ部近傍に窒素を導入
し、窒素導入領域4gを形成する。
【0106】次に、図31を参照して、ゲート電極5b
をマスクにして、pウェル8に砒素をイオン注入し、n
- 型LDD層2a,2bを形成する。次に、図32を参
照して、ゲート電極5bの側壁にサイドウォール酸化膜
7を形成した後、ゲート電極5bおよびサイドウォール
酸化膜7をマスクにして、pウェル8に砒素をイオン注
入することにより、n+ 型ドレイン拡散領域3aおよび
+ 型ソース拡散領域3bを形成して、その後熱処理を
加えることにより、本実施の形態5におけるNMOSト
ランジスタFETが完成する。
【0107】この熱処理により、ゲート電極5b中およ
びn型半導体基板1中の窒素がゲート酸化膜4aに析出
し、ゲート電極の両端部に窒素濃度が高い窒素含有領域
4fが形成され、窒素含有領域4fによって挟まれる領
域には、窒素含有領域4fよりも窒素の濃度が低濃度で
ある低濃度窒素含有領域4bが形成される。
【0108】以上、この実施の形態5におけるMOSF
ETにおいては、ゲート電極のエッジ下部近傍すなわち
ホットキャリアが注入される領域に窒素が多く含有して
いる窒素含有領域が形成される。その結果、ホットキャ
リアが注入されるゲート電極下部エッジ部近傍のゲート
絶縁膜とn型半導体基板との間の界面準位の発生が抑制
されると同時に、ゲート絶縁膜のゲート電極下部エッジ
部近傍のキャリアトラップが低減できるため、MOSF
ETのホットキャリア注入による劣化を効果的に低減す
ることができる。
【0109】さらに、ゲート絶縁膜は窒化酸化膜である
ために、ゲート絶縁膜の破壊に至るまでの注入電荷量を
増加することができ、ゲート電極中のドーパントのn型
半導体基板への拡散を抑制することができる。
【0110】また、窒素を高濃度に含有している窒素含
有領域は、ゲート絶縁膜の両端部のみに形成されている
ため、ゲート絶縁膜を窒化することによるキャリアの移
動度の低下を抑制することができる。
【0111】また、ゲート絶縁膜の窒化は、イオン注入
とソース/ドレイン領域の活性化のための熱処理によっ
て行なわれるために、イオン注入工程を2工程加えるだ
けの簡単なプロセスで、高信頼で高駆動能力を有するM
OSFETを容易に実現させることが可能となる。
【0112】(実施の形態6)次に、本発明に基づく実
施の形態6における半導体装置およびその製造方法につ
いて以下図を参照して説明する。
【0113】図33は、本発明の実施の形態6における
フラッシュEEPROMを示す概略断面図である。シリ
コン基板などからなるp型半導体基板101上に、n型
ドレイン拡散領域103aと、n型ソース拡散領域10
3bとが所定の間隔を隔ててチャネル領域を挟むように
形成されている。また、チャネル領域上には、ゲート絶
縁膜104aを介して電荷蓄積電極105が形成されて
いる。電荷蓄積電極105の下部エッジ部分に接するゲ
ート絶縁膜104aには、窒素が含まれる窒素含有領域
104dが形成されている。
【0114】また、電荷蓄積電極105の上には、電荷
蓄積電極105から電気的に分離するように、層間絶縁
膜107を介在して制御電極108が形成されている。
さらに電荷蓄積電極105および制御電極108の側壁
には、サイドウォール酸化膜110が形成されている。
【0115】次に、図34〜図39を参照して、本発明
の実施の形態6におけるフラッシュEEPROMの製造
方法について説明する。まず、p型半導体基板101上
に、熱酸化によりp型半導体基板101を酸化すること
によりゲート酸化膜104Aを形成する。
【0116】次に、図35を参照して、リンをドーピン
グした第1多結晶シリコン膜を形成し、この第1多結晶
シリコン膜の上に酸化膜と窒化膜との複合膜からなる層
間絶縁膜を形成した後、さらにこの層間絶縁膜の上に第
2多結晶シリコン膜を形成する。
【0117】その後、第2多結晶シリコン膜上にフォト
リソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニングさ
れたレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクにし
てゲート酸化膜104A、第1多結晶シリコン膜、層間
絶縁膜および第2多結晶シリコン膜のパターニングを行
ない、ゲート絶縁膜104a、電荷蓄積電極105、層
間絶縁膜107および制御電極108を完成させる。
【0118】次に、図36を参照して、アンモニアが含
まれる雰囲気中で約800℃の熱処理を加えることによ
り電荷蓄積電極105の下部エッジ部分に接する領域に
ゲート絶縁膜104aを窒化することにより、ゲート絶
縁膜104aの両端部分に、窒素含有領域104dを形
成する。
【0119】次に、図37を参照して、フラッシュEE
PROMのドレイン拡散領域となる領域を覆うようにレ
ジスト膜109を形成し、レジスト膜109と制御電極
108とをマスクとしてp型半導体基板101に砒素を
イオン注入することにより、ソース拡散領域103bを
形成する。
【0120】次に、図38を参照して、レジスト膜10
9を除去した後、電荷蓄積電極105および制御電極1
08の側壁にサイドウォール酸化膜110を形成した
後、n型ソース拡散領域103bを覆うようにレジスト
膜111を形成する。
【0121】その後、制御電極108とレジスト膜11
1とをマスクとして、p型半導体基板101に砒素をイ
オン注入することにより、n型ドレイン領域103aを
形成する。その後、図39を参照して、レジスト膜11
1を除去した後、熱処理を加えることにより、本実施の
形態6におけるフラッシュEEPROMが完成する。
【0122】以上、本発明の実施の形態6におけるフラ
ッシュEEPROMにおいては、ゲート絶縁膜の電荷蓄
積電極の下部エッジ部近傍のゲート絶縁膜、すなわち書
込、消去の際に電子がトンネルする領域のゲート絶縁膜
にのみ窒素含有領域が形成されている。その結果、電子
がトンネルする電荷蓄積電極のエッジ部のゲート絶縁膜
と半導体基板との間の界面準位の発生が抑制されると同
時に、ゲート絶縁膜中の電荷蓄積電極下部エッジ部近傍
のキャリアトラップが低減できるために、フラッシュE
EPROMの書込、および消去による劣化を低減するこ
とができる。
【0123】さらに、窒素含有領域は、ゲート絶縁膜の
両端部のみに形成されているために、ゲート絶縁膜を窒
化することによるキャリアの移動度の低下を抑制するこ
とができる。その結果、高信頼で高駆動能力を有するフ
ラッシュEEPROMを提供することが可能となる。
【0124】(実施の形態7)次に、本発明に基づく実
施の形態7における半導体装置およびその製造方法につ
いて以下図を参照して説明する。
【0125】図40は、本発明の実施の形態7における
フラッシュEEPROMを示す概略断面図である。
【0126】図33に示す実施の形態6におけるフラッ
シュEEPROMの構造と、本実施の形態7におけるフ
ラッシュEEPROMの構造とを比較した場合、ゲート
絶縁膜の窒素含有領域104dで挟まれた領域にも、窒
素含有領域4dよりも窒素の不純物濃度が低濃度である
低濃度窒素含有領域4bが設けられている。その他の構
造は、実施の形態6におけるフラッシュEEPROMの
構造と同一であり、図33に示すフラッシュEEPRO
Mと同一の箇所には同一の符号を付している。
【0127】次に、図41〜図46を参照して、本発明
の実施の形態7におけるフラッシュEEPROMの製造
方法について説明する。
【0128】まずp型半導体基板101の表面に、熱酸
化により酸化することで、ゲート酸化膜を形成し、その
後、アンモニア雰囲気中で600〜900℃の熱処理を
加えることにより、ゲート酸化膜を窒化し窒化酸化膜1
04Bを形成する。
【0129】次に、図42を参照して、この窒化酸化膜
104Bの上に、リンをドーピングした第1多結晶シリ
コン膜を形成し、さらにこの多結晶シリコン膜の上に酸
化膜と窒化膜の複合膜とからなる層間絶縁膜を形成す
る。その後、この層間絶縁膜の上に、リンをドーピング
した第2多結晶シリコン膜を形成する。
【0130】その後、この第2多結晶シリコン膜の上に
フォトリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニ
ングされたレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマス
クとして、ゲート絶縁膜、第1多結晶シリコン膜、層間
絶縁膜および第2多結晶シリコン膜をエッチングし、レ
ジスト膜を除去することにより、ゲート絶縁膜104
b、電荷蓄積電極105、層間絶縁膜107および制御
電極108を完成させる。
【0131】次に、図43を参照して、アンモニアが含
まれる雰囲気中で、600〜900℃の熱処理を加える
ことにより電荷蓄積電極105のエッジ部分に接する領
域のゲート電極104bを窒化することにより、窒素濃
度が高濃度である窒素含有領域104dを形成する。
【0132】次に、図44を参照して、フラッシュEE
PROMのn型ドレイン拡散領域となる領域を覆うよう
にレジスト膜109を形成し、制御電極108とレジス
ト膜109とをマスクとして、p型半導体基板101に
砒素をイオン注入することにより、n型ソース拡散領域
103bを形成する。
【0133】次に、図45を参照して、レジスト膜10
9を除去し、電荷蓄積電極105と制御電極108の側
壁にサイドウォール酸化膜110を形成した後、n型ソ
ース拡散領域103bを覆うようにレジスト膜111を
形成し、制御電極108とレジスト膜111とをマスク
として、p型半導体基板101に砒素をイオン注入する
ことにより、n型ドレイン拡散領域103aを形成す
る。その後、図46に示すように、レジスト膜111を
除去した後、熱処理を加えることで、本実施の形態6に
おけるフラッシュEEPROMが完成する。
【0134】なお、上記説明においては、p型半導体基
板101を酸化することによりゲート酸化膜を形成し、
アンモニア雰囲気中で600〜900℃の熱処理を加え
ることによりゲート酸化膜を窒化し窒化酸化膜を形成し
たが、ゲート酸化膜に一酸化窒素雰囲気中で約900℃
の熱処理、あるいは、二酸化窒素雰囲気中で約1000
℃の熱処理を加えることによって、ゲート酸化膜を窒化
し窒化酸化膜を形成してもかまわない。また、900℃
の一酸化窒素雰囲気中あるいは1000℃の二酸化窒素
雰囲気中で直接p型半導体基板101を酸窒化し、窒化
酸化膜104を形成するようにしてもかまわない。
【0135】以上、本発明の実施の形態7における半導
体装置においては、電荷蓄積電極の下部エッジ部近傍の
ゲート絶縁膜すなわち書込、消去の際に電子がトンネル
する領域に窒素が多く含有している窒化酸化膜が形成さ
れている。
【0136】その結果、電子がトンネルする電荷蓄積電
極の下部エッジ部近傍のゲート絶縁膜とp型半導体基板
との間の界面準位の発生が抑制されると同時に、ゲート
絶縁膜中の電荷蓄積電極下部エッジ部近傍のキャリアト
ラップが低減できるために、フラッシュEEPROMの
書込、および消去による劣化を低減することができる。
さらに、ゲート絶縁膜は窒化酸化膜であるため、ゲート
絶縁膜の破壊に至るまでの注入電荷量を増加することが
でき、電荷蓄積電極中のドーパントの半導体基板への拡
散を抑制することができる。
【0137】また、窒素を高濃度に含有している窒素含
有領域は、ゲート絶縁膜の両端部のみに形成されている
ため、ゲート絶縁膜を窒化することによるキャリアの移
動度の低下を抑制することができる。その結果、高信頼
で高駆動能力を有するフラッシュEEPROMを提供す
ることが可能となる。
【0138】(実施の形態8)次に、本発明に基づく実
施の形態8における半導体装置およびその製造方法につ
いて以下図を参照して説明する。
【0139】図47は、本発明の実施の形態8における
フラッシュEEPROMを示す概略断面図である。
【0140】図40に示す実施の形態7におけるフラッ
シュEEPROMの構造と、本実施の形態8におけるフ
ラッシュEEPROMの構造とを比較した場合、低濃度
窒素不純物領域104bの両端に設けられた窒素含有領
域の幅が、低濃度窒素含有領域104bよりも厚く形成
されている。その他の構造は、実施の形態7におけるフ
ラッシュEEPROMと同一の構造であり、同一の箇所
には同一の符号を付している。
【0141】次に、図48〜図53を参照して、本発明
の実施の形態8におけるフラッシュEEPROMの製造
方法について説明する。
【0142】まず、図48を参照して、p型半導体基板
101の表面に、熱酸化により酸化することで、ゲート
酸化膜を形成し、アンモニア雰囲気中で600℃〜90
0℃の熱処理を加えることにより、ゲート酸化膜を窒化
し窒化酸化膜104Bを形成する。
【0143】次に、リンをドーピングした第1多結晶シ
リコン膜を形成し、この第1多結晶シリコン膜の上に、
酸化膜と窒化膜との複合膜からなる層間絶縁膜を形成す
る。その後、この層間絶縁膜の上に第2多結晶シリコン
膜を形成する。
【0144】次に、第2多結晶シリコン膜の上に、フォ
トリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニング
されたレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクに
して、窒化酸化膜104B、第1多結晶シリコン膜、層
間絶縁膜および第2多結晶シリコン膜をエッチングし、
その後レジスト膜を除去することにより、窒化酸化膜1
04b、電荷蓄積電極105、層間絶縁膜107および
制御電極108が完成する。
【0145】次に、図50を参照して、二酸化窒素が含
まれる雰囲気中で約1000℃の熱処理を加え、電荷蓄
積電極105の下部エッジ近傍の領域の窒素絶縁膜に、
窒素濃度が高濃度である窒素含有領域104eを形成す
る。このとき、二酸化窒素中の酸素により電荷蓄積電極
105の一部、および半導体基板101の一部が酸化さ
れ電荷蓄積電極105の下部エッジ部分に接する窒素含
有領域104の膜厚は、低濃度窒素含有領域104bよ
りもその膜厚が厚くなる。
【0146】次に、図51を参照して、フラッシュEE
PROMのn型ドレイン拡散領域となる領域を覆うよう
にレジスト膜109を形成し、制御電極108とレジス
ト膜109とをマスクとして、p型半導体基板101に
砒素をイオン注入することによりn型ソース拡散領域1
03bを形成する。
【0147】次に、図52を参照して、レジスト膜10
9を除去した後に、電荷蓄積電極105および制御電極
108の側壁にサイドウォール酸化膜110を形成した
後、n型ソース拡散領域103bを覆うようにレジスト
膜111を形成し、制御電極108とレジスト膜111
とをマスクとして、p型半導体基板101に砒素をイオ
ン注入することにより、n型ドレイン拡散領域103a
を形成する。その後、図53を参照して、レジスト膜1
11を除去した後、熱処理を加えることにより、本実施
の形態におけるフラッシュEEPROMが完成する。
【0148】なお、上記説明において、ゲート酸化膜の
ゲート電極下部エッジ部の酸窒化には二酸化窒素をもち
いたが、一酸化窒素が含まれる雰囲気中で約900℃の
熱処理を加えるかあるいは、一酸化窒素、二酸化窒素、
アンモニアのうち少なくとも2種類のガスが含まれる雰
囲気中で熱処理を加えることによっても、同様の構造を
得ることができる。
【0149】以上、本発明の実施の形態8におけるフラ
ッシュEEPROMでは、電荷蓄積電極の下部エッジ部
近傍のゲート絶縁膜、すなわち書込、消去の際に電子が
トンネルする領域のみに窒素含有領域が形成されてい
る。
【0150】その結果、電子がトンネルする電荷蓄積電
極の下部エッジ部のゲート絶縁膜とp型半導体基板との
間の界面準位の発生が抑制されると同時に、ゲート絶縁
膜中の電荷蓄積電極下部エッジ部近傍のキャリアトラッ
プが低減できるために、フラッシュEEPROMの書
込、および消去による劣化を低減することができる。
【0151】さらに、窒素含有領域は、ゲート絶縁膜の
両端部のみに形成されているため、ゲート絶縁膜を窒化
することによるキャリアの移動度の低下を抑制すること
ができる。さらに、ゲート電極のエッジ部のゲート酸化
膜は、酸窒化により酸化されているために酸素が導入さ
れ、電荷蓄積電極のエッチングにより導入される損傷を
回復することができる。したがって、高信頼で高駆動能
力を有するフラッシュEEPROMを実現することがで
きる。
【0152】さらに、本実施の形態においては、ゲート
絶縁膜として窒化酸化膜を用い、エッジ部を酸窒化する
ことによりゲート絶縁膜の中央部よりも窒素含有領域を
窒素が高濃度となるようにしているため、絶縁膜の破壊
に至るまでの注入電荷量を増加することができ、電荷蓄
積電極中のドーパントのシリコン基板への拡散を抑制す
ることができる。
【0153】(実施の形態9)以下、本発明に基づく実
施の形態9における半導体装置およびその製造方法につ
いて図を参照して説明する。
【0154】図54は、本発明の実施の形態9における
フラッシュEEPROMを示す概略断面図である。
【0155】図33に示す実施の形態6におけるフラッ
シュEEPROMの構造と本実施の形態9のおけるフラ
ッシュEEPROMとの構造を比較した場合、ゲート絶
縁膜104aの両端に形成された窒素含有領域104d
からp型半導体基板101に延びるように、窒素不純物
層104hが設けられている。その他の構造について
は、実施の形態6におけるフラッシュEEPROMと同
一の構造であり、同一の箇所には同一の符号を付してい
る。
【0156】次に、図55〜図60を参照して、本発明
の実施の形態9におけるフラッシュEEPROMの製造
方法について説明する。
【0157】まず図55を参照して、p型半導体基板1
01の表面に、熱酸化により酸化することで、ゲート酸
化膜104Aを形成する。
【0158】次に、図56を参照して、リンをドーピン
グした第1多結晶シリコン膜を形成し、この第1多結晶
シリコン膜の上に酸化膜と窒化膜との複合膜からなる層
間絶縁膜を形成する。その後、この層間絶縁膜の上に第
2多結晶シリコン膜を形成する。
【0159】次に、第2多結晶シリコン膜の上に、フォ
トリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニング
したレジスト膜を形成し、このレジスト膜を用いて、ゲ
ート酸化膜104A、第1多結晶シリコン膜、層間絶縁
膜および第2多結晶シリコン膜をエッチングし、レジス
ト膜を除去することにより、ゲート絶縁膜104a、電
荷蓄積電極105、層間絶縁膜107および制御電極1
08を完成させる。
【0160】次に、図57を参照して、レジスト膜20
を残存させたまま、p型半導体基板101に対して30
〜40°の角度をつけて、p型半導体基板101を回転
させながら窒素イオンを注入することにより、ゲート絶
縁膜104aの側壁、電荷蓄積電極105の側壁、制御
電極108の側壁およびp型半導体基板101の所定深
さにまで窒素を導入する。
【0161】次に、図58を参照して、フラッシュEE
PROMのn型ドレイン拡散領域となる領域を覆うよう
にレジスト膜109を形成し、制御電極108とレジス
ト膜109とをマスクとして、p型半導体基板101の
表面に砒素をイオン注入することにより、n型ソース拡
散領域103bを形成する。
【0162】次に、図59を参照して、レジスト膜10
9を除去した後、電荷蓄積電極105および制御電極1
08の側壁にサイドウォール酸化膜110を形成した
後、n型ソース拡散領域103bを覆うようにレジスト
膜111を形成し、制御電極108とレジスト膜111
とをマストとして、p型半導体基板101の表面にひそ
を砒素をイオン注入することにより、n型ドレイン拡散
領域103aを形成する。
【0163】その後、図60を参照して、レジスト膜1
11を除去した後、熱処理を行なうことにより、本実施
の形態9におけるフラッシュEEPROMが完成する。
【0164】なお、この熱処理により、電荷蓄積電極1
05の側壁部およびp型半導体基板101の電荷蓄積電
極105の下部エッジ部の窒素が、ゲート酸化膜104
aに析出し、高濃度窒素を有する高濃度窒素含有領域1
04fが形成される。
【0165】以上、本発明の実施の形態9におけるフラ
ッシュEEPROMにおいては、電荷蓄積電極の下部エ
ッジ部近傍のゲート絶縁膜、すなわち書込、消去の際に
電子がトンネルする領域のみに窒素含有領域が形成され
ている。
【0166】その結果、電子がトンネルする電荷蓄積電
極の下部エッジ部のゲート絶縁膜とp型半導体基板との
間の界面準位の発生が抑制されると同時に、ゲート絶縁
膜中の電荷蓄積電極下部エッジ部近傍のキャリアトラッ
プが低減できるために、フラッシュEEPROMの書
込、および消去による劣化を低減することができる。
【0167】さらに、窒素含有領域は、ゲート絶縁膜の
両端部のみに形成しているため、ゲート絶縁膜を窒化す
ることによるキャリアの移動度の低下を抑制することが
できる。また、ゲート絶縁膜の窒化は、イオン注入とソ
ース/ドレインの活性化のための熱処理工程による行な
われているために、イオン注入工程を1工程加えるだけ
の簡単なプロセスを用いて、高信頼で高駆動能力を有す
るフラッシュEEPROMを提供することが可能とな
る。
【0168】(実施の形態10)以下、本発明に基づく
実施の形態10における半導体装置およびその製造方法
について図を参照して説明する。
【0169】図61は、本発明の実施の形態10におけ
るフラッシュEEPROMを示す概略断面図である。
【0170】図54に示す実施の形態9におけるフラッ
シュEEPROMの構造と本実施の形態10におけるフ
ラッシュEEPROMとの構造を比較した場合、本実施
の形態10におけるフラッシュEEPROMにおいて
は、ゲート絶縁膜の窒素含有領域104fに挟まれる領
域においても、窒素含有領域104fにより低濃度の窒
素を含む低濃度窒素含有領域104bが形成され、さら
に電荷蓄積電極においても窒素が含まれた電荷蓄積電極
105bが用いられている。その他の構造は、実施の形
態9におけるフラッシュEEPROMと同一の構造であ
り、同一の箇所には同一の符号を付している。
【0171】次に、図62〜図68を参照して、本発明
の実施の形態10におけるフラッシュEEPROMの製
造方法について説明する。
【0172】まず、図62を参照して、p型半導体基板
101の表面に、熱酸化により酸化することで、ゲート
酸化膜104Aを形成する。
【0173】次に、図63を参照して、ゲート酸化膜1
04Aの上に、リンをドーピングした第1多結晶シリコ
ン膜を形成し、この第1多結晶シリコン膜の上層に窒素
をイオン注入により導入した第1多結晶シリコン膜10
5Bを形成する。
【0174】その後、図64を参照して、第1多結晶シ
リコン膜105Bの上に、酸化膜と窒化膜との複合膜か
らなる層間絶縁膜を形成した後、この層間絶縁膜の上に
第2多結晶シリコン膜を形成する。
【0175】次に、この第2多結晶シリコン膜の上に、
フォトリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパターニ
ングされたレジスト膜21を形成し、このレジスト膜2
1をマスクにし、ゲート酸化膜104A、第1多結晶シ
リコン膜105B、層間絶縁膜および第2多結晶シリコ
ン膜のパターニングを行ない、ゲート絶縁膜104a、
電荷蓄積電極105b、層間絶縁膜107および制御電
極108を完成させる。
【0176】次に、図65を参照して、レジスト膜21
を残存させたまま、半導体基板101に対して30〜4
0°の角度をつけて、p型半導体基板101を回転させ
ながら窒素イオンを注入し、ゲート絶縁膜104aの側
壁、電荷蓄積電極105bの側壁、電荷蓄積電極108
の側壁およびp型半導体基板101の所定の深さにまで
達する窒素導入領域104gを形成する。
【0177】次に、図66を参照して、フラッシュEE
PROMのn型ドレイン拡散領域となる領域を覆うよう
にレジスト膜109を形成し、制御電極108とレジス
ト膜109とをマスクとして、p型半導体基板101に
砒素をイオン注入することにより、n型ソース拡散領域
103bを形成する。
【0178】次に、図67を参照して、レジスト膜10
9を除去した後、電荷蓄積電極105bおよび制御電極
108の側壁にサイドウォール酸化膜110を形成した
後、n型ソース拡散領域103bを覆うようにレジスト
膜111を形成し、制御電極108とレジスト膜111
とをマスクとして、p型半導体基板101に砒素をイオ
ン注入することにより、n型ドレイン拡散領域103a
を形成する。
【0179】その後、図68に示すようにレジスト膜1
11を除去した後、熱処理を加えることにより、本実施
の形態10におけるフラッシュEEPROMが完成す
る。
【0180】なお、この熱処理により、電荷蓄積電極1
05b中およびp型半導体基板101の電荷蓄積電極1
05の下部エッジ部の窒素がゲート酸化膜に析出する。
これにより、ゲート酸化膜の中央部に低濃度窒素含有領
域104bが形成され、ゲート酸化膜の両端部には、低
濃度窒素含有領域104bよりも窒素の濃度が高濃度で
ある窒素含有領域104fが形成されることになる。
【0181】以上、本発明の実施の形態10における半
導体装置では、電荷蓄積電極の下部エッジ近傍のゲート
絶縁膜、すなわち書込、消去の際に電子がトンネルする
領域に窒素が多く含有している窒素含有領域が形成され
ている。その結果、電子がトンネルする電荷蓄積電極下
部エッジのゲート絶縁膜と半導体基板との間の界面準位
の発生が抑制されると同時に、ゲート絶縁膜中の電荷蓄
積電極下部エッジ近傍のキャリアトラップが低減できる
ために、フラッシュEEPROMの書込、および消去に
よる劣化を低減することができる。
【0182】また窒素含有領域は、ゲート絶縁膜の両端
部のみに形成されているために、ゲート絶縁膜を窒化す
ることによるキャリアの移動度の低下を抑制することが
できる。また、ゲート絶縁膜の窒化は、イオン注入とソ
ース/ドレインの活性化のための熱処理により行なわれ
ているために、イオン注入工程を2工程加えるだけの簡
単なプロセスで高信頼で高駆動能力を有するフラッシュ
EEPROMを簡単に実現させることが可能となる。
【0183】なお、上述した実施の形態1〜実施の形態
5においては、nチャネル型MOSFETの製造方法に
ついて述べたが、ドーピング種の導電型を変えることに
より、pチャネル型MOSFETを形成することも可能
である。また、選択的にドーピングを行なうことによ
り、CMOS構造に適用することも可能である。
【0184】以上、今回開示した実施の形態はすべての
点で例示であって制限的なものではないと考えられるべ
きである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許
請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等のお
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0185】
【発明の効果】この発明に基づいた半導体装置およびそ
の製造方法の1つの局面によれば、第1電極の下部エッ
ジ部近傍、すなわちホットキャリアが注入される領域の
絶縁膜にのみ窒素を含む窒素含有領域が形成される。そ
のため、ホットキャリアが注入される第1電極の下部エ
ッジ部近傍の絶縁膜と半導体基板との間の界面準位の発
生が抑制されるとともに、絶縁膜の第1電極の下部エッ
ジ部近傍のキャリアトラップを低減できるため、この半
導体装置をMOSFETに用いた場合、ホットキャリア
注入による絶縁膜の劣化を低減することが可能となる。
【0186】さらに、窒素含有領域は、第1電極の中央
部下方領域には形成されていないため、チャネル領域に
おけるキャリアの移動度の低下を防止することが可能と
なる。その結果、高信頼で高駆動能力を有するMOSF
ETを提供することが可能となる。
【0187】また、上述した半導体装置における絶縁膜
は、その膜厚差が均一であるため、従来技術におけるゲ
ートバーズビークの発生による電流駆動能力の低下を防
止することが可能なとる。さらに、上述した半導体装置
をフラッシュEEPROMに用いた場合においても、フ
ラッシュEEPROMの書込、および消去による絶縁膜
の劣化を低減することができる。また、チャネル領域に
おけるキャリアの移動度の低下を抑制することができる
ため、高信頼で高駆動能力を有するフラッシュEEPR
OMを実現することが可能となる。また好ましくは、絶
縁膜は、窒素含有領域に挟まれた領域に、窒素の不純物
濃度が窒素含有領域よりも低濃度の低濃度窒素含有領域
を有している。
【0188】この構造を用いることによれば、第1電極
中のドーパントが絶縁膜を透過して半導体基板に拡散さ
れることがないため、半導体装置の動作特性の安定化を
図ることが可能となる。
【0189】また好ましくは、1対の不純物領域には、
絶縁膜に形成された窒素含有領域から半導体基板にかけ
て延びるように形成された窒素不純物層が設けられてい
る。このように、窒素不純物層を設ける構造を、たとえ
ばLDD構造を有する半導体装置に適用した場合、LD
D領域の不純物拡散を抑制し、その結果、半導体装置の
単チャネル化を防止することが可能となる。
【0190】また好ましくは、第1電極に窒素が含まれ
ている。このように、第1電極に窒素を含むことによっ
て、第1電極中のドーパントの拡散係数が相対的に小さ
くなるため、半導体基板へのドーパントの拡散を抑制さ
せることが可能となる。
【0191】次に、この発明に基づいた半導体装置およ
びその製造方法の他の局面においては、絶縁膜には1対
の不純物領域に接する両端部に窒素を含む窒素含有領域
と、この窒素含有領域にに挟まれた領域に窒素の不純物
濃度が窒素含有領域よりも低濃度の低濃度窒素含有領域
を有し、さらに、窒素含有領域よりも低濃度窒化含有領
域の方が膜厚が厚く設けられている。このように、第1
電極の両端部に位置する窒素含有領域の膜厚を厚く設け
ることで、ホットキャリアに対する耐性を向上させるこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1における半導体装置の構造を示
す断面図である。
【図2】 ゲート絶縁膜中の窒素濃度を示す図である。
【図3】 実施の形態1における半導体装置の製造方法
を示す第1工程断面図である。
【図4】 実施の形態1における半導体装置の製造方法
を示す第2工程断面図である。
【図5】 実施の形態1における半導体装置の製造方法
を示す第3工程断面図である。
【図6】 実施の形態1における半導体装置の製造方法
を示す第4工程断面図である。
【図7】 実施の形態1における半導体装置の製造方法
を示す第5工程断面図である。
【図8】 実施の形態2における半導体装置の構造を示
す断面図である。
【図9】 ゲート絶縁膜中の窒素濃度を示す図である。
【図10】 実施の形態2における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図11】 実施の形態2における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図12】 実施の形態2における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図13】 実施の形態2における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図14】 実施の形態2における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図15】 実施の形態3における半導体装置の構造を
示す断面図である。
【図16】 実施の形態3における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図17】 実施の形態3における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図18】 実施の形態3における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図19】 実施の形態3における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図20】 実施の形態3における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図21】 実施の形態4における半導体装置の構造を
示す断面図である。
【図22】 実施の形態4における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図23】 実施の形態4における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図24】 実施の形態4における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図25】 実施の形態4における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図26】 実施の形態4における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図27】 実施の形態5における半導体装置の構造を
示す断面図である。
【図28】 実施の形態5における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図29】 実施の形態5における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図30】 実施の形態5における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図31】 実施の形態5における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図32】 実施の形態5における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図33】 実施の形態6における半導体装置の構造を
示す断面図である。
【図34】 実施の形態6における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図35】 実施の形態6における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図36】 実施の形態6における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図37】 実施の形態6における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図38】 実施の形態6における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図39】 実施の形態6における半導体装置の製造方
法を示す第6工程断面図である。
【図40】 実施の形態7における半導体装置の構造を
示す断面図である。
【図41】 実施の形態7における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図42】 実施の形態7における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図43】 実施の形態7における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図44】 実施の形態7における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図45】 実施の形態7における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図46】 実施の形態7における半導体装置の製造方
法を示す第6工程断面図である。
【図47】 実施の形態8における半導体装置の構造を
示す断面図である。
【図48】 実施の形態8における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図49】 実施の形態8における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図50】 実施の形態8における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図51】 実施の形態8における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図52】 実施の形態8における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図53】 実施の形態8における半導体装置の製造方
法を示す第6工程断面図である。
【図54】 実施の形態9における半導体装置の構造を
示す断面図である。
【図55】 実施の形態9における半導体装置の製造方
法を示す第1工程断面図である。
【図56】 実施の形態9における半導体装置の製造方
法を示す第2工程断面図である。
【図57】 実施の形態9における半導体装置の製造方
法を示す第3工程断面図である。
【図58】 実施の形態9における半導体装置の製造方
法を示す第4工程断面図である。
【図59】 実施の形態9における半導体装置の製造方
法を示す第5工程断面図である。
【図60】 実施の形態9における半導体装置の製造方
法を示す第6工程断面図である。
【図61】 実施の形態10における半導体装置の構造
を示す断面図である。
【図62】 実施の形態10における半導体装置の製造
方法を示す第1工程断面図である。
【図63】 実施の形態10における半導体装置の製造
方法を示す第2工程断面図である。
【図64】 実施の形態10における半導体装置の製造
方法を示す第3工程断面図である。
【図65】 実施の形態10における半導体装置の製造
方法を示す第4工程断面図である。
【図66】 実施の形態10における半導体装置の製造
方法を示す第5工程断面図である。
【図67】 実施の形態10における半導体装置の製造
方法を示す第6工程断面図である。
【図68】 実施の形態10における半導体装置の製造
方法を示す第7工程断面図である。
【図69】 従来技術におけるMOSFETの構造を示
す断面図である。
【図70】 従来技術におけるMOSFETの製造方法
を示す第1工程断面図である。
【図71】 従来技術におけるMOSFETの製造方法
を示す第2工程断面図である。
【図72】 従来技術におけるMOSFETの製造方法
を示す第3工程断面図である。
【図73】 従来技術におけるMOSFETの製造方法
を示す第4工程断面図である。
【図74】 従来技術におけるフラッシュEEPROM
の構造を示す断面図である。
【図75】 従来技術におけるフラッシュEEPROM
の製造方法を示す第1工程断面図である。
【図76】 従来技術におけるフラッシュEEPROM
の製造方法を示す第2工程断面図である。
【図77】 従来技術におけるフラッシュEEPROM
の製造方法を示す第3工程断面図である。
【図78】 従来技術におけるフラッシュEEPROM
の製造方法を示す第4工程断面図である。
【図79】 従来技術におけるフラッシュEEPROM
の製造方法を示す第5工程断面図である。
【符号の説明】
1 n型半導体基板、2a,2b n- 型LDD層、3
a n+ 型ドレイン拡散領域、3b n+ 型ソース拡散
領域、4a ゲート酸化膜、4d 窒素含有領域、5
ゲート電極、6 素子分離領域、7 サイドウォール酸
化膜、101p型半導体基板、103a n型ドレイン
拡散領域、103b n型ソース拡散領域、104a
ゲート酸化膜、104d 窒素含有領域、105 電荷
蓄積電極、107 層間絶縁膜、108 制御電極、1
10 サイドウォール酸化膜。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の主表面に所定
    の間隔を隔てて形成された前記第1導電型とは反対の導
    電型の第2導電型の1対の不純物領域と、 前記1対の不純物領域の間に形成されるチャネル領域
    と、 前記チャネル領域の上に前記チャネル領域を含むように
    形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜の上に形成された第1電極と、を備え、 前記絶縁膜はその膜厚さが均一であり、前記1対の不純
    物領域に接する両端部に窒素を含む窒素含有領域を有す
    る、半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜は、 前記窒素含有領域に挟まれた領域に、窒素の不純物濃度
    が前記窒素含有領域よりも低濃度の低濃度窒素含有領域
    を有する、請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記1対の不純物領域には、 前記低濃度窒素含有領域から前記半導体基板にかけて延
    びるように形成された窒素不純物層を有する、請求項1
    に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記絶縁膜は、 前記窒素含有領域に挟まれた領域に、窒素の不純物濃度
    が前記窒素含有領域よりも低濃度の低濃度窒素含有領域
    を有し、 前記ゲート電極は窒素を含んでいる、請求項3に記載の
    半導体装置。
  5. 【請求項5】 第1導電型の半導体基板の主表面に所定
    の間隔を隔てて形成された前記第1導電型とは反対の導
    電型の第2導電型の1対の不純物領域と、 前記1対の不純物領域の間に形成されるチャネル領域
    と、 前記チャネル領域の上に形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜の上に形成された第1電極とを備え、 前記絶縁膜は、 前記1対の不純物領域に接する両端部に窒素を含む窒素
    含有領域と、 この窒素含有領域に挟まれた領域に窒素の不純物濃度が
    前記窒素含有領域よりも低濃度の低濃度窒素含有領域と
    を有し、 前記窒素含有領域よりも前記低濃度窒素含有領域の方が
    膜厚が厚い、半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記半導体装置は、 前記第1電極の上に層間絶縁膜を介在して第2電極を有
    する、請求項1〜請求項5のいずれかに記載の半導体装
    置。
  7. 【請求項7】 第1導電型の半導体基板の主表面に絶縁
    膜を形成する工程と、 前記絶縁膜の上に第1電極を形成する工程と、 前記絶縁膜と前記第2電極とをフォトリソグラフィ技術
    を用いて所定の形状にパターニングする工程と、 前記第1電極をマスクにして、前記半導体基板に前記第
    1導電型と反対の導電型の第2導電型の不純物を導入
    し、1対の不純物領域を形成する工程と、 窒素を含有するガスが含まれる雰囲気中で熱処理を加え
    ることにより、前記絶縁膜の両端部に窒素含有領域を形
    成する工程と、を備えた、半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記第1電極を形成する工程は、 前記第1電極の上に層間絶縁膜を介在して第2電極を形
    成する工程を含み、 前記第1電極をパターニングする工程は、 前記第2電極を同時にパターニングする工程を含み、 前記1対の不純物領域を形成する工程は、 前記第2電極もマスクにして前記第2導電型の不純物を
    注入する工程を含む、請求項7に記載の半導体装置の製
    造方法。
  9. 【請求項9】 前記絶縁膜を形成する工程は、 前記窒素含有領域の窒素の濃度よりも低濃度の窒素を含
    むように形成される、請求項7または請求項8のいずれ
    かに記載の半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記窒素ガスを含有するガスは、 一酸化窒素、二酸化窒素およびアンモニアからなるグル
    ープから選択された少なくとも1つのガスであり、 前記熱処理を加える工程は、 約800℃の熱処理により前記絶縁膜の両端部に窒素含
    有領域を形成する、請求項9に記載の半導体装置の製造
    方法。
  11. 【請求項11】 前記窒素を含有するガスおよび前記熱
    処理工程は、 一酸化窒素を用いて約900℃の熱処理、または、二酸
    化窒素を用いて約1000℃の熱処理である、請求項9
    に記載の半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 第1導電型の半導体基板の主表面に絶
    縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜の上に第1電極を形成する工程と、 前記第1電極の上にフォトリソグラフィ技術を用いて所
    定形状のレジスト膜を形成し、前記レジスト膜をマスク
    してに、前記絶縁膜と前記第1電極とのパターニングを
    行なう工程と、 前記レジスト膜を残存させたまま斜めイオン注入回転法
    を用いて、前記第1電極と前記絶縁膜の側壁および前記
    絶縁膜の側壁に接する前記半導体基板に窒素を注入し窒
    素注入領域を形成する工程と、 前記レジスト膜を除去した後、前記第1電極をマスクに
    して前記半導体基板に前記第1導電型とは反対の導電型
    の第2導電型の不純物を導入し、1対の不純物領域を形
    成する工程と、 前記窒素注入領域に熱処理を加えることにより、前記絶
    縁膜の両端部に窒素含有領域を形成する工程と、を備え
    た半導体装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 前記絶縁膜の上に第1電極を形成する
    工程は、 前記絶縁膜の上層部に窒素を注入し、窒素注入領域を形
    成する工程をさらに含む、請求項12に記載の半導体装
    置の製造方法。
  14. 【請求項14】 前記第1電極を形成する工程は、 前記第1電極の上に層間絶縁膜を介在して第2電極を形
    成する工程を含み、 前記第1電極をパターニングする工程は、 前記第2電極も同時にパターニングする工程を含み、 前記1対の不純物領域を形成する工程は、 前記第2電極もマスクにして前記第2導電型の不純物を
    注入する工程を含む、請求項12または請求項13のい
    ずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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