JPH0621024A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0621024A
JPH0621024A JP17235592A JP17235592A JPH0621024A JP H0621024 A JPH0621024 A JP H0621024A JP 17235592 A JP17235592 A JP 17235592A JP 17235592 A JP17235592 A JP 17235592A JP H0621024 A JPH0621024 A JP H0621024A
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JP
Japan
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film
plasma
plasma cvd
high resistance
cvd method
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Withdrawn
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JP17235592A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Umetsu
好文 梅津
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、絶縁物と半導体基板または、絶縁
物とその絶縁物に対して誘電率の異なる絶縁物との界面
および膜中に蓄積された電荷を有効に消失させることが
可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 本発明は上記目的を達成するため、プラズマ
もしくはイオン種を利用した加工工程後またはプラズマ
CVD法による成膜工程後に紫外線の波長より短い波長
を有する短波長光を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関し、特に、プラズマもしくはイオン種を利用した
加工工程またはプラズマCVD法による製膜工程を有す
る半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プレーナ技術を利用した集積回路
を含む半導体装置では、絶縁膜と半導体基板、または絶
縁膜とその絶縁膜に対して誘電率の異なる絶縁膜とから
なる二重構造を有している。すなわち、半導体基板上の
素子間分離のための絶縁物と半導体基板との間、MIS
型電界効果トランジスタのゲート絶縁膜と半導体基板と
の間、ゲート絶縁膜とゲートポリサイドとの間、SRA
M高抵抗部の多結晶シリコンと酸化珪素膜との間、また
は酸化珪素膜と窒化膜との間などさまざまな界面が半導
体装置には存在する。そして、半導体装置の配線層など
を形成する際には従来RIEなどのイオン種またはプラ
ズマ種を利用したエッチングによる加工工程を用いてい
る。また、酸化膜や窒化膜を形成する方法として従来プ
ラズマ反応を利用したプラズマCVD法によって上記酸
化膜や窒化膜を形成する方法も用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法では、前述のようにRIEなどのイオン種または
プラズマ種を用いたドライエッチングによる加工工程や
プラズマ反応を利用したプラズマCVD法による成膜工
程が用いられていた。そして、半導体装置には酸化珪素
膜と窒化膜との間の界面などさまざまな界面が存在す
る。
【0004】ここで、半導体装置の形成時に上記したド
ライエッチング加工またはプラズマCVDによる成膜を
行なうと、上記界面および膜中に電荷が蓄積されてしま
うという問題点があった。このように界面および膜中に
電荷が蓄積されると、たとえばSRAMの高抵抗負荷の
電気的特性が変動したり、半導体基板上の素子分離絶縁
膜を越える素子間リーク電流が増加するなどの問題が引
起こされる。
【0005】つまり、従来では、イオン種またはプラズ
マ種を利用したドライエッチングやプラズマCVD法に
よる成膜の際に、絶縁物と半導体基板または誘電率の異
なる絶縁物との界面に電荷が蓄積されてしまうという不
都合が生じていた。この結果、安定かつ均一な半導体装
置の電気的特性を得ることは困難であった。
【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、イオン種またはプラズマ種を利
用したドライエッチングによる加工工程またはプラズマ
CVD法による成膜工程によって絶縁物と半導体基板ま
たは誘電率の異なる絶縁物との界面および膜中に蓄積さ
れた電荷を消失することが可能な半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明における半導体
装置の製造方法は、プラズマもしくはイオン種を利用し
た加工工程、またはプラズマCVD法による成膜工程を
有する半導体装置の製造方法であって、プラズマもしく
はイオン種を利用した加工工程後またはプラズマCVD
法による成膜工程後に、紫外線の波長より短い波長を有
する短波長光を照射する工程を備える。
【0008】
【作用】この発明に係る半導体装置の製造方法では、プ
ラズマもしくはイオン種を利用した加工工程後またはプ
ラズマCVD法による成膜工程後に紫外線の波長より短
い波長を有する短波長光が照射されるので、その短波長
光の照射によって絶縁物と半導体基板または誘電率の異
なる絶縁物との界面および膜中に蓄積(帯電)した電荷
が有効に消失される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0010】図1は本発明の半導体装置の製造方法の第
1実施例を説明するための断面構造図である。この第1
実施例では、3ポリシリコン1アルミ配線構造を有する
高抵抗負荷型のSRAMに本発明の製造方法を適用して
いる。まず、図1を参照して、このSRAMの断面構造
について説明する。このSRAMでは、半導体基板21
上の主表面上の所定領域に素子分離のための酸化珪素膜
からなる素子間分離膜4が形成されている。半導体基板
21の主表面上には所定の間隔を隔ててN+ ソース/ド
レイン領域2が形成されており、N+ ソース/ドレイン
2に重なるようにN- ソース/ドレイン領域1が形成さ
れている。また、N- ソース/ドレイン領域1およびN
+ ソース/ドレイン領域2に重なるようにN- コンタク
ト領域3が形成されている。一対のN- ソース/ドレイ
ン領域1間の半導体基板21上にドープトポリシリコン
膜5およびタングステンシリサイド膜6からなるポリサ
イド構造のゲート電極が形成されている。このゲート電
極とN- ソース/ドレイン領域1とN+ ソース/ドレイ
ン領域2とによってNチャネルMOSトランジスタ22
が構成される。また、N- ソース/ドレイン領域1とN
+ ソース/ドレイン領域2とによってNチャネルMOS
トランジスタのLDD構造が構成されている。
【0011】ドープトポリシリコン膜5およびタングス
テンシリサイド膜6からなるゲート電極を覆うように酸
化珪素膜からなる層間膜7aが形成されている。層間膜
7aのコンタクトホールを介して高抵抗負荷となる高抵
抗ポリシリコン層8がタングステンシリサイド膜6に電
気的に接続されている。高抵抗ポリシリコン層8上には
応力緩和バッファ層となるバッファ酸化珪素膜9が形成
されており、そのバッファ酸化珪素膜9上には窒化膜1
0が形成されている。窒化膜10を覆うように酸化珪素
膜からなる層間膜7bが形成されており、層間膜7b上
にはBPSG膜11が形成されている。BPSG膜11
上には酸化珪素膜からなる層間膜7cが形成されてい
る。層間膜7b、BPSG膜11および層間膜7cに形
成されたコンタクトホールを介して高抵抗ポリシリコン
層8に電気的に接続するように下敷ドープトポリシリコ
ン膜12が形成されている。下敷ドープトポリシリコン
膜12上にアルミ膜13が形成されている。全面を覆う
ようにPSG膜14が形成されており、そのPSG膜を
覆うようにプラズマ窒化膜15が形成されている。
【0012】ここで、窒化膜10は、BPSG膜11か
らのリンまたはボロンの拡散および、プラズマ窒化膜
(P−SIN膜)15からの水素拡散によって高抵抗ポ
リシリコン層8の抵抗値が変動することを防止するため
の保護膜として設けられている。下敷ドープトポリシリ
コン膜12は、アルミ配線13の下敷配線となってお
り、アルミの段切れやマイグレーション不良を低減する
とともにN- コンタクト領域3の表面濃度を上昇させる
上で有効な役割を果たす。
【0013】図2は、図1に示したSRAM構造のNチ
ャネルMOSトランジスタ22および高抵抗ポリシリコ
ン層8からなる高抵抗負荷によるメモリセルの結線図で
ある。図2を参照して、SRAMを高容量化するために
は各メモリセルの静止電流を減少させる必要がある。現
在、高抵抗負荷は1GΩ以上の抵抗値が要求されてい
る。それに伴って、トランジスタのカットオフ電流およ
び素子間リーク電流による書込データの消失を防止する
ため、高抵抗を流れる電流値よりも2桁程度低いPA
(ピコアンペア)台のカットオフ電流値およびリーク電
流値が要求されている。ここで、図1に示した構造にお
いて、安定でかつ1GΩ以上の高抵抗値は、高抵抗ポリ
シリコン層8、バッファ酸化珪素膜9および窒化膜10
の3層構造によって達成される。
【0014】図3は、図1に示した高抵抗ポリシリコン
層8、バッファ酸化珪素膜9および窒化膜10からなる
3層構造によって高抵抗負荷を作成したときのエネルギ
バンド図である。図3を参照して、バッファ酸化珪素膜
9と酸化珪素膜7とによって挟まれた窒化膜10は、井
戸になっている。このため、プラズマ種またはイオン種
を利用したドライエッチング時やプラズマCVD法によ
る成膜時に窒化膜10に電荷が帯電しやすくなってい
る。窒化膜10に電荷が帯電すると、高抵抗ポリシリコ
ン層8の表面層が反転または電荷蓄積されてしまうため
抵抗値の低下が引起こされる。
【0015】そこで、本発明では、ドライエッチング工
程の後またはプラズマCVD法による成膜工程の後に紫
外線の波長以下の波長を有する短波長光をレジスト膜な
しで照射する。これにより、窒化膜10に帯電した電荷
を消失させることができる。この結果、安定かつ高い抵
抗値を得ることができる。
【0016】なお、本発明による短波長光の照射の際の
電荷消失の効率を高めるべく、次のような方法をとる。
すなわち、短波長光の照射前に半導体基板22の裏面エ
ッチングを行なってその後半導体基板22に電荷を印加
した状態で短波長光照射を行なう。また、半導体基板2
2を加熱した状態で短波長光の照射を行なってもよい。
さらに、上記した基板への電圧印加と基板加熱とを併用
した形で短波長光の照射を行なってもよい。このように
短波長光を照射することによって電荷の再配置が起こ
る。これにより、過剰電荷領域がなくなるため、半導体
基板21と酸化珪素膜(素子間分離膜)4との界面の電
荷も安定し、素子間リーク電流を有効に低減することが
できる。
【0017】図4は、本発明の半導体装置の製造方法の
第2実施例を説明するための断面構造図である。この第
2実施例は本発明の製造方法をBICMOSに適用した
例である。図4を参照して、まずこのBICMOSで
は、P型基板46上にエピタキシャル成長によってN型
の半導体層48が形成されている。N型の半導体層48
の所定領域はPウェル47が形成されている。Pウェル
47内には、N- ソース/ドレイン領域31が所定の間
隔を隔てて形成されており、そのN- ソース/ドレイン
領域31に重なるようにN+ ソース/ドレイン領域32
が形成されている。一対のN- ソース/ドレイン領域3
1間のPウェル47上にはドープトポリシリコン膜35
およびタングステンシリサイド膜36からなるポリサイ
ド構造のゲート電極が形成されている。このゲート電極
とN- ソース/ドレイン領域31とN+ ソース/ドレイ
ン領域32とによってNチャネルMOSトランジスタが
構成されている。このNチャネルMOSトランジスタを
囲むように素子間分離膜34が形成されている。
【0018】N型の半導体層48とP型基板46との境
界部分にはコレクタ49が形成されている。N型の半導
体層48の主表面上には外部ベース50、真性ベース5
2およびエミッタ51が形成されている。このコレクタ
49、外部ベース50、真性ベース52およびエミッタ
51によってNPNバイポーラトランジスタが構成され
ている。N- ソース/ドレイン領域31、外部ベース5
0およびコレクタ49にはそれぞれアルミ膜43が接続
されている。エミッタ51にはポリシリコン層53を介
してアルミ膜43が電気的に接続されている。全面を覆
うとともに所定の位置にコンタクトホールを有する酸化
珪素膜からなる層間膜37が形成されている。N型の半
導体層48とPウェル47との境界領域の上方に位置す
る層間膜37上には抵抗領域を構成するポリシリコン層
54が形成されている。ポリシリコン層53および54
を覆うようにバッファ酸化珪素膜55が形成されてい
る。バッファ珪素酸化膜55および酸化珪素膜からなる
層間膜37上には窒化膜40が形成されている。この窒
化膜40は、不純物濃度の薄い領域(真性ベース領域5
2、抵抗領域のポリシリコン層54)へのリンおよびボ
ロンの拡散を防止するための保護膜として機能する。そ
のため、抵抗領域のポリシリコン層54および真性ベー
ス領域52上のポリシリコン層53の領域は、図3に示
した3層構造が形成される。したがって、この領域の窒
化膜40はプラズマ種またはイオン種を利用したドライ
エッチング時やプラズマCVD膜の形成時に電荷帯電し
やすくなっている。この領域の窒化膜40が電荷帯電す
るとポリシリコン層53および54の表面層が反転また
は電荷蓄積してしまうため、特性変動が発生する。
【0019】そこで、この第2実施例の製造方法におい
ても、第1実施例と同様にドライエッチング工程後また
はプラズマCVD法による成膜工程後に紫外線の波長以
下の波長を有する短波長光をレジスト膜なしで照射す
る。これにより、窒化膜40に帯電した電荷を消失させ
ることができ、この結果、素子の特性変動を防止できる
とともに安定で均一な電気特性を有する半導体装置を容
易に製造することができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、プラ
ズマもしくはイオン種を利用した加工工程後またはプラ
ズマCVD法による成膜工程後に紫外線の波長より短い
波長を有する短波長光を照射することによって、プラズ
マもしくはイオン種を利用した加工工程またはプラズマ
CVD法による成膜工程によって蓄積される電荷が消失
されるので、各素子の特性値変動が有効に防止され、こ
の結果安定かつ均一な特性を有する半導体装置を容易に
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の第1実施例を
説明するためのSRAM構造の断面図である。
【図2】図1に示したNチャネルMOSトランジスタお
よび高抵抗負荷によるSRAMのメモリセルの結線図で
ある。
【図3】高抵抗ポリシリコン層、バッファ酸化珪素膜お
よび窒化膜からなる3層構造によって高抵抗負荷を作成
した場合のエネルギバンド図である。
【図4】本発明の半導体装置の製造方法の第2実施例を
説明するためのBICMOS構造の断面図である。
【符号の説明】
1:N- ソース/ドレイン領域 2:N+ ソース/ドレイン領域 3:N- コンタクト領域 4:酸化珪素膜(素子間分離膜) 5:ドープトポリシリコン膜 6:タングステンシリサイド膜 7:酸化珪素膜(層間膜) 8:高抵抗ポリシリコン層 9:バッファ酸化珪素膜 10:窒化膜 11:BPSG膜 12:下敷ドープトポリシリコン膜 13:アルミ膜 14:PSG膜 15:プラズマ窒化膜 46:P型基板 47:Pウェル 48:N型シリコン層 49:コレクタ 50:外部ベース領域 51:エミッタ領域 52:真性ベース領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマもしくはイオン種を利用した加
    工工程、またはプラズマCVD法による成膜工程を有す
    る半導体装置の製造方法であって、 前記プラズマもしくはイオン種を利用した加工工程後ま
    たはプラズマCVD法による成膜工程後に、紫外線の波
    長より短い波長を有する短波長光を照射する工程を備え
    る、半導体装置の製造方法。
JP17235592A 1992-06-30 1992-06-30 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0621024A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619129A (en) * 1995-01-19 1997-04-08 Seiko Epson Corporation Multimeter having an erroneous input prevention mechanism

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619129A (en) * 1995-01-19 1997-04-08 Seiko Epson Corporation Multimeter having an erroneous input prevention mechanism

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Effective date: 19990831