JPS58207640A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS58207640A JPS58207640A JP57091630A JP9163082A JPS58207640A JP S58207640 A JPS58207640 A JP S58207640A JP 57091630 A JP57091630 A JP 57091630A JP 9163082 A JP9163082 A JP 9163082A JP S58207640 A JPS58207640 A JP S58207640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- film
- grown
- silicon nitride
- plasma vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/69—Inorganic materials
- H10P14/694—Inorganic materials composed of nitrides
- H10P14/6943—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon
- H10P14/69433—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
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】
（ａｌ 発明の技イＩｌｈ分野
＋、発明は半導体装置の製油方法のうち、屋化シリコン
ｍ榎（カバー）膜の形：戊方法に関する。
ｍ榎（カバー）膜の形：戊方法に関する。
（１）ｌ 従来技術と問題点
ＩＣなどの半導体装置は、半Ｉｓ体基板上に素子が形成
され、その形成された素子は大気とアクティブに反応し
て、特性の変動を生じやすいため、表面にカバー膜が形
成される。このようなカバー膜として、従来から燐ンリ
ケートガラス（ＰＩ）＠が用いられていて、ｐｓｅＢは
大気中のナトリウムイオンなど゛の侵入阻止に有効でめ
るが、水分の侵入に対しては充分とは言えない。しだが
って、水分の阻止に有効な暎として、最近は窒化シリコ
ン膜がｔ＋Ｈされ、ＩＪｔ用されるようになってきた。
され、その形成された素子は大気とアクティブに反応し
て、特性の変動を生じやすいため、表面にカバー膜が形
成される。このようなカバー膜として、従来から燐ンリ
ケートガラス（ＰＩ）＠が用いられていて、ｐｓｅＢは
大気中のナトリウムイオンなど゛の侵入阻止に有効でめ
るが、水分の侵入に対しては充分とは言えない。しだが
って、水分の阻止に有効な暎として、最近は窒化シリコ
ン膜がｔ＋Ｈされ、ＩＪｔ用されるようになってきた。
しかしながら、カバー膜を表面Ｖこ被覆する場合には、
既にアルミニウム（１）膜からなる自己線やボンデング
パッドが形成さルているために、５００〜６００℃以上
の高１品度に７１１１熱して、カバー１庚を被覆するＣ
とができない。そのため、窒化シリコン映は約４００Ｃ
に刀［１熱して破着する）”ラヌ゛マ嘔く（・目り定長
法が用いられる。それは一般にモノシラン （Ｓｉ［（
４）ガスとアンモニア（ＮＨａ ）ガスとの混合ガスを
高温分解して、窒化シリコン荻を被着させるが、その際
にプラズマエネルギーの援助をうけるから、４００ を
程度の低温度で形成することができるものである。
既にアルミニウム（１）膜からなる自己線やボンデング
パッドが形成さルているために、５００〜６００℃以上
の高１品度に７１１１熱して、カバー１庚を被覆するＣ
とができない。そのため、窒化シリコン映は約４００Ｃ
に刀［１熱して破着する）”ラヌ゛マ嘔く（・目り定長
法が用いられる。それは一般にモノシラン （Ｓｉ［（
４）ガスとアンモニア（ＮＨａ ）ガスとの混合ガスを
高温分解して、窒化シリコン荻を被着させるが、その際
にプラズマエネルギーの援助をうけるから、４００ を
程度の低温度で形成することができるものである。
ところが、このように被着温度を低くすれば、ある程度
未分解物が取り込まれ、又分解生成されたガスが飛散さ
れずに窒化シリコン膜中に取り込まれることになり、そ
のうち水素（Ｈ２）ガスは特に透過しやすく、拡散しや
すいためＶこ、例えばＭＯ８半導体素子のゲート絶縁膜
に侵入して、ホールトラップが形成され、スレーショル
ドｆｉ圧（Ｖｃｈ ）を変動さ壜る問題がある。Ｖｔｈ
の変動は素子特性にとって致命的欠陥であり、窒化シリ
コン膜はたとえ１耐湿性が良くても、この間趙が大きな
欠点である。
未分解物が取り込まれ、又分解生成されたガスが飛散さ
れずに窒化シリコン膜中に取り込まれることになり、そ
のうち水素（Ｈ２）ガスは特に透過しやすく、拡散しや
すいためＶこ、例えばＭＯ８半導体素子のゲート絶縁膜
に侵入して、ホールトラップが形成され、スレーショル
ドｆｉ圧（Ｖｃｈ ）を変動さ壜る問題がある。Ｖｔｈ
の変動は素子特性にとって致命的欠陥であり、窒化シリ
コン膜はたとえ１耐湿性が良くても、この間趙が大きな
欠点である。
ｔｃ＋ 発明の目的
本発明はこのような欠点を解消させ、Ｈ２ガスの素子部
分への影響を除去した窒化シリコンからなるカバー膜の
形成法を提案するものである。
分への影響を除去した窒化シリコンからなるカバー膜の
形成法を提案するものである。
■ 発明の構成
その目的は、半導体基板上にシリコンリッチな窒化シリ
コン（５ｊ−ｘＮｙ、 Ｘ＞Ｙ ）膜をプラズマ気相成
長法により成長し、その上に四窒化三シリコンに近似す
る窒化シリコン（Ｓｉ、ａＮ４）膜をプラズマ気相成長
法により成長して、二層からなるカバー膜を形成する製
造方法によって達成される。
コン（５ｊ−ｘＮｙ、 Ｘ＞Ｙ ）膜をプラズマ気相成
長法により成長し、その上に四窒化三シリコンに近似す
る窒化シリコン（Ｓｉ、ａＮ４）膜をプラズマ気相成長
法により成長して、二層からなるカバー膜を形成する製
造方法によって達成される。
また、池の方法として、半導体基板上に窒化シリコン膜
を化学気相成長法により成長し、その玉に同じく窒化シ
リコン膜をフ”ラズマ気相成長法により成長して、二層
からなるカバー１換を形成する製造方法によ２ても、そ
の目的は達成される。
を化学気相成長法により成長し、その玉に同じく窒化シ
リコン膜をフ”ラズマ気相成長法により成長して、二層
からなるカバー１換を形成する製造方法によ２ても、そ
の目的は達成される。
ｔｅｌｌ 発明の実施例
以下、図面を参照して実施例ＶＣより詳細に説明する。
第１図はシリコンリッチな窒化シリコン膜をフ′ラズマ
気木目成長し、その北にＳ、１３Ｎ４組成の窒化シリコ
ン膜をプラズマ気相成長した断面図である。図のようＶ
こ半導体基板１上に酸化シリコン膜２を形成し、その玉
にＡ［映の配を星３が形成されているとする。そのカバ
ー膜として、先づシリコ７ ！Ｊ ７ チナＳｉ、ｘＮ
ｙ映（Ｘ’＞Ｙ） ４をｉ４５００〜１０００人程度に
破着するが、それにはＳｉＨ４ガスと窒素（Ｈ２）ガス
との混合ガスを約４００ ｕに加熱するプラズマ気相成
長法により成長破着する。このようなＨ２ガヌを用いる
と、Ｈ２ガスの含有は極めて少なくなる。次いで膜厚０
．５〜１μｍのＳ、１３Ｎ、膜５をＳ、ｉＨ，ガスとＮ
Ｈ３ガスとの混合ガスを用い、同様に約４００ ｔ：に
加熱してプラズマ気相成長法により成長ｍ着する。そう
すると、Ｊ：層の５ｊ−３Ｎ４膜５にある程度のＨ２ガ
スが含まれていても、５ｊ−ｘＮＹ暎４に阻止されて、
基板内部にＨ２ガヌが侵入することは防止される。この
ようなＳｉｘＮｙ暎とＳｉ、３Ｎ４膜とは同一の成長装
置で流入ガスのみ変えて連続成長することができる。
気木目成長し、その北にＳ、１３Ｎ４組成の窒化シリコ
ン膜をプラズマ気相成長した断面図である。図のようＶ
こ半導体基板１上に酸化シリコン膜２を形成し、その玉
にＡ［映の配を星３が形成されているとする。そのカバ
ー膜として、先づシリコ７ ！Ｊ ７ チナＳｉ、ｘＮ
ｙ映（Ｘ’＞Ｙ） ４をｉ４５００〜１０００人程度に
破着するが、それにはＳｉＨ４ガスと窒素（Ｈ２）ガス
との混合ガスを約４００ ｕに加熱するプラズマ気相成
長法により成長破着する。このようなＨ２ガヌを用いる
と、Ｈ２ガスの含有は極めて少なくなる。次いで膜厚０
．５〜１μｍのＳ、１３Ｎ、膜５をＳ、ｉＨ，ガスとＮ
Ｈ３ガスとの混合ガスを用い、同様に約４００ ｔ：に
加熱してプラズマ気相成長法により成長ｍ着する。そう
すると、Ｊ：層の５ｊ−３Ｎ４膜５にある程度のＨ２ガ
スが含まれていても、５ｊ−ｘＮＹ暎４に阻止されて、
基板内部にＨ２ガヌが侵入することは防止される。この
ようなＳｉｘＮｙ暎とＳｉ、３Ｎ４膜とは同一の成長装
置で流入ガスのみ変えて連続成長することができる。
第２図は池の製造方法を示す実施例の断面図でめる。図
示のように、半導体基板ｌｌ上にゲート絶縁膜１２とゲ
ートイ極１８ｆ：有するＭＯ３半導体素子が形成されて
２す、その丑に化学気相成長法Ｖ（よって、暎厚約１０
００人の窒化シリコン膜１４ケ収長彼眉する。それには
約８００’Ｃに７ＪＩＩ熱して、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３
ガスとを分解生成するが、この場合は昼温度であるから
未分解物はｌく、またＨ２ガヌも飛散しく収り込まれる
こεべｉない。次いで−１゜ＰＳＧ膜１５を成長被着す
るが、ＰＳＧＩＩ＠１５の成長は高ｌ晶度でも、また４
００１２程度の低温度でも円曲でめり、またこの映にＨ
２ガヌは言−まれない。
示のように、半導体基板ｌｌ上にゲート絶縁膜１２とゲ
ートイ極１８ｆ：有するＭＯ３半導体素子が形成されて
２す、その丑に化学気相成長法Ｖ（よって、暎厚約１０
００人の窒化シリコン膜１４ケ収長彼眉する。それには
約８００’Ｃに７ＪＩＩ熱して、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３
ガスとを分解生成するが、この場合は昼温度であるから
未分解物はｌく、またＨ２ガヌも飛散しく収り込まれる
こεべｉない。次いで−１゜ＰＳＧ膜１５を成長被着す
るが、ＰＳＧＩＩ＠１５の成長は高ｌ晶度でも、また４
００１２程度の低温度でも円曲でめり、またこの映にＨ
２ガヌは言−まれない。
入いで、Ａ１１１６を形成した後、ト記５ｉ３Ｎ４１Ｉ
！ｉｉ！５と同様にして）“ラズマ気相成長法によって
膜厚０．５〜１μｍの窒化シリコン膜１７金成長ｔ１１
着する。このようＶＣして、低ｌ晶度で浴融するＡ４映
を形成する前に、高温分解によって窒化シリコン映１４
を成長し、次にＡｌ膜の配線形成した後、低温分解の窒
化シリコン膜１７を成長すｎば、窒化シリコン膜１７に
含まれるＨ２ガスは窒化シリコン膜１４によって侵入が
阻止される。
！ｉｉ！５と同様にして）“ラズマ気相成長法によって
膜厚０．５〜１μｍの窒化シリコン膜１７金成長ｔ１１
着する。このようＶＣして、低ｌ晶度で浴融するＡ４映
を形成する前に、高温分解によって窒化シリコン映１４
を成長し、次にＡｌ膜の配線形成した後、低温分解の窒
化シリコン膜１７を成長すｎば、窒化シリコン膜１７に
含まれるＨ２ガスは窒化シリコン膜１４によって侵入が
阻止される。
第３図は本発明により形成きれた窒化シリコン１模と従
来の形成方法（′こよる窒化シリコン１換とのＶｍ父化
の比較図表であり、第４図にこのデータがえられた実験
の栴帷断面図をボしている。即ち、半！、Ｉｓ陣基板２
１上にゲート絶縁膜２２を介してＡ１映のゲート？４１
２ｇを形成し、その北に窒化シリコン１Ｉｉｉ１２４を
成長させ、一つは従来のように５ｉｔ（２ガヌとｔＪＨ
３ガヌとを用いてプラズマ気相成長法で成長きせたカバ
ー膜２４Ｐ、一つは本発明にか＼るＳｉ、Ｉ（４ガスと
Ｈ２ガヌを用い、次いでＳｉＨ４ガスとＩＪＨ３ガスを
用い、連続してプラズマ気相成長法で成長したカバー膜
２４Ｑ、にする。ゲート電極２３Ｖこ＋５０Ｖを印加し
てえられたデータが、第８図の図表でこのように従来の
カバーｄ２４Ｐは時間と共にフラットバンド電圧（△Ｖ
ＦＢ）が変化するが、本発明によるカバー膜２４Ｑ、で
は殆んど変動しないで一定となる。これはホー７Ｌ／
）ラップの有無に大きく影響されている結果と考えられ
る。
来の形成方法（′こよる窒化シリコン１換とのＶｍ父化
の比較図表であり、第４図にこのデータがえられた実験
の栴帷断面図をボしている。即ち、半！、Ｉｓ陣基板２
１上にゲート絶縁膜２２を介してＡ１映のゲート？４１
２ｇを形成し、その北に窒化シリコン１Ｉｉｉ１２４を
成長させ、一つは従来のように５ｉｔ（２ガヌとｔＪＨ
３ガヌとを用いてプラズマ気相成長法で成長きせたカバ
ー膜２４Ｐ、一つは本発明にか＼るＳｉ、Ｉ（４ガスと
Ｈ２ガヌを用い、次いでＳｉＨ４ガスとＩＪＨ３ガスを
用い、連続してプラズマ気相成長法で成長したカバー膜
２４Ｑ、にする。ゲート電極２３Ｖこ＋５０Ｖを印加し
てえられたデータが、第８図の図表でこのように従来の
カバーｄ２４Ｐは時間と共にフラットバンド電圧（△Ｖ
ＦＢ）が変化するが、本発明によるカバー膜２４Ｑ、で
は殆んど変動しないで一定となる。これはホー７Ｌ／
）ラップの有無に大きく影響されている結果と考えられ
る。
（ｉ″）＠明の効果
以北の説明から明らかなように、本発明によればＨ２ガ
スの侵入が生じない窒化シリコン膜からなる被覆（カバ
ー）映が形成されるから、耐湿性が良くなると共にＶｔ
ｈなどの素子特性を安定にすることができ、半導体装置
の信頼性白玉に瑚めて効果のあるものでめる。
スの侵入が生じない窒化シリコン膜からなる被覆（カバ
ー）映が形成されるから、耐湿性が良くなると共にＶｔ
ｈなどの素子特性を安定にすることができ、半導体装置
の信頼性白玉に瑚めて効果のあるものでめる。
第１図および第２図は本発明により形成した半導体装置
の断面図、第３図および第４図は従来の形成方法と本発
明によるル成方法との相異を示す特注比較図表とその実
験横１告図である。
の断面図、第３図および第４図は従来の形成方法と本発
明によるル成方法との相異を示す特注比較図表とその実
験横１告図である。
図中、ｌ、１１，２！ｔは半導環基板、３．１６はアル
ミニウム配線、１２．２２はゲート絶縁膜、１８．２８
はゲート電極、４，５，１４，１７゜２４は何れも窒化
シリコン映を示す。
ミニウム配線、１２．２２はゲート絶縁膜、１８．２８
はゲート電極、４，５，１４，１７゜２４は何れも窒化
シリコン映を示す。
第１図
第２１２１
１７３
第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１＋ 生温ｆ４−Ｍ板上にシリコンリッチな窒化シ
リコ７ （５ｊ−ＸＮｙ、 Ｘ、）Ｙ ）膜をプラズマ
気相成長法により成長し、その上に四窒化三シリコンに
近似する窒化シリコン（５ｉａＮ４ ） Ｐｌｉ４をプ
ラズマ気相成長法により成長して、二層からなる窒化シ
リコン被覆膜を形成する工程が含まれてなることを特徴
とする半導体装置の製造方法。 （２）半導体基板玉に窒化シリコン膜を化学気相成長法
により成長し、その上に同じく窒化シリコン膜をプラズ
マ気相成長法により成長して、二層からなる窒化シリコ
ン被覆膜を形成する工程が含まれてなることを特徴とす
る半４１４−装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57091630A JPS58207640A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57091630A JPS58207640A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207640A true JPS58207640A (ja) | 1983-12-03 |
Family
ID=14031863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57091630A Pending JPS58207640A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58207640A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298625A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-08 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS62174927A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPH0613339A (ja) * | 1991-12-10 | 1994-01-21 | Nec Corp | 配線の構造およびその製造方法 |
| JPH09139383A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-27 | Sony Corp | 半導体装置 |
-
1982
- 1982-05-28 JP JP57091630A patent/JPS58207640A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6298625A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-08 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS62174927A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPH0613339A (ja) * | 1991-12-10 | 1994-01-21 | Nec Corp | 配線の構造およびその製造方法 |
| JPH09139383A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-27 | Sony Corp | 半導体装置 |
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