发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 本发明系在于提供一种高可靠度的半导体装置及其制造方法,并且藉由增加闸绝缘膜部分的氮浓度而不会降低载子的迁移率。包含有氮的含氮区域(4d)形成于闸绝缘膜(4a)约两端部上,其中闸绝缘膜(4a)具有均一厚度。
申请公布号 TW320781 申请公布日期 1997.11.21
申请号 TW085112422 申请日期 1996.10.11
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 佐山弘和;黑井隆
分类号 H01L29/78 主分类号 H01L29/78
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种半导体装置,包括:于第一型传导系数之一半导体基底(1,101)的主表面上,第二型传导系数的二杂质区域(2a,2b,3a,3b,101a,103b)相对于该第一型传导系数,其形成一指定的空间而彼此相互分离;一通道区,形成于该二杂质区域之间;一绝缘薄膜(4a,4b,104a,104b),形成于该通道区之上以包括该通道区;及一第一电极(5,5b,105,105b),形成于该绝缘薄膜之上;该绝缘薄膜(4a,104a)具有一均匀厚度及含氮区域(4a,4f,104f,104f),于该含氮区域的两端部上含有氮,并且与该二杂质区域相互接触。2.如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中,该绝缘薄膜(4b,104b)具有一低浓度含氮区域,该一低浓度含氮区域之中的氮杂质浓度低于在该含氮区域的氮杂质浓度,此区域是介于该含氮区域(4d,104d)之间。3.如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中,该二杂质区域(2a,2b,103a,103b)具有一氮杂质层(4h,104h),该氮杂质层系由该含氮区域(4f,104f)延伸朝向于该半导体基底(1,101)而形成。4.如申请专利范围第3项所述之半导体装置,其中,该绝缘薄膜(4b,104b)具有一低浓度含氮区域,该低浓度含氮区域之中的氮杂质浓度低于在该含氮区域的氮杂质浓度,该一低浓度含氮区域的区域介于该含氮区域(4f,104f)之间;及该第一电极(5b,105b)包含有氮。5.一种半导体装置,包括:于第一型传导系数之一半导体基底(1,101)的主表面上,第二型传导系数的二杂质区域(2a,2b,3a,3b,103a,103b)相对于该第一型传导系数,其形成一指定的空间而彼此相互分离;一通道区,形成于该二杂质区域之间;一绝缘薄膜(4b,104b),形成于该通道区上以包括该通道区;及一第一电极(5,105),形成于该绝缘薄膜(4b,104b)上,该绝缘薄膜(4b,104b)具有含氮区域(4e,104e),而在该含氮区域(4e,104e)的两端部包含有氮,用与该二杂质区域相接触,并且在一低浓度含氮区域(4b,104b)具有一氮杂质浓度,该氮杂质浓度是低于该含氮区域之间的该含氮区域(4e,104e)之氮杂质浓度,该低浓度含氮区域(4b,104b)的浓度是大于该含氮区域(4e,104e)。6.如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中,于该半导体装置之该第一电极(105)上具有一第二电极(108),该第一电极(105)与该第二电极(108)之间有一内层绝缘膜。7.一种半导体装置之制造方法,包括有下列步骤:形成一绝缘薄膜(4A,4B,104A,104B)于第一型传导系数之半导体基底(1,101)的主表面上;形成一第一电极(5,105),于该绝缘薄膜(4A,4B,104A,104B)上;藉由微影成相技术将该绝缘薄膜(4A,4B,104A,104B)及该第一电极(5,105)图案定义为一指定的形状;将相对于该第一型传导系数之第二型传导系数的杂质引入于藉由该第一电极(5,105)做为罩幕的该半导体基底(1,101)之中,因此而形成二杂质区域(2a,20b,103a,103b);及在包含有氮的气体中进行热处理,因而在该绝缘薄膜(4a,4b,104a,104b)的两端部上形成了一含氮区域(4d,4e,104d,104e)。8.如申请专利范围第7项所述之半导体装置之制造方法,其中,形成该第一电极(105)的该方法包括有将一第二电极(108)形成于该第一电极(105)之一步骤,于该第二电极(108)与该第一电极(105)之间具有一内层绝缘膜(107);形成第一电极(105)之该步骤包括有同时图样定义该第二电极(107)之一步骤;及形成该二杂质区域(103a,103b)之该步骤包括有该第二型传导系数之杂质进行移植的一步骤,其同样也是藉由该第二电极(108)做为罩幕。9.如申请专利范围第7项所述之半导体装置的制造方法,其中,形成该绝缘薄膜(4b)之该步骤可以让该绝缘薄膜具有低于该含氮区域(4d)的氮浓度。10.如申请专利范围第9项所述之半导体装置的制造方法,其中,包含有氮气的该气体是由包括一氧化氮、二氧化氮有及氨的气体组合中至少选出一种气体;及热处理之该步骤系藉由温度约在800℃之热处理而将含氮区域形成该绝缘膜之两端部上。11.如申请专利范围第9项所述之半导体装置的制造方法,其中,以该气体中包含有氮之该热处理步骤是采用温度约在900℃之一氧化氮中,以及温度约在1000℃之二氧化氮中的其中一种方式来进行。12.一种半导体装置之制造方法,包括有下列方法:形成一绝缘薄膜(4A,104A)于第一型传导系数之半导体基底(1,101)的主表面之上;形成一第一电极(5,105)于该绝缘薄膜(4A,104A)之上;藉由微影成相的技术因而在该第一电极(5,105)上形成了指定形状的抗蚀层薄膜(20),以及采用该抗蚀层薄膜做为罩幕而图案定义出该绝缘薄膜(4A,104A)及该第一电极(5,105)将与该第一电极(5,105)、该绝缘薄膜(4a,104a)的侧壁,以及该绝缘薄膜(4a,104a)的侧壁相接触之该半导体基底以氮来移植而形成一氮移植区(4g,104g),并且是在该抗蚀层薄膜(20)保留时,以偏斜离子的回转方法来完成;在移除该抗蚀层薄膜(20)之后,藉由该第一电极(5,105)做为罩幕,将相对于该第一型传导系数之第二型传导系数的杂质引入该半导体基底(1,101)之中,因而形成二杂质区域(3a,3b,103a,103b);及对于该氮移植区(4g,104g)进行热处理,藉此方式而在该绝缘薄膜(4a,104a)的两端部上形成了含氮区域(4f,104f)。13.如申请专利范围第12项所述之半导体装置的制造方法,其中,将该第一电极(5,105)形成于该绝缘薄膜(4A,104A)之上的该方法更包括有一步骤,该步骤系藉由氮移植到该第一电极(5,105)的上层部分而形成了一氮移植区(5B,105B)。14.如申请专利范围第12项所述之半导体装置的制造方法,其中,形成该第一电极(105)的该方法包括有一步骤,此步骤系将该第二电极(108)形成于该第一电极(105)之上,而在该第二电极(108)及该第一电极(105)之间具有一内层绝缘膜;图案定义该第一电极(105)的该方法中包括有一同时图案定义该第二电极(108)的步骤;及形成该二杂质区域的方法中包括有对于该第二型传导系数之杂质进行移植的一步骤,其同样也是藉由该第二电极(108)同时做罩幕。图示简单说明:第一图系依据本发明第一实施例之半导体装置结构的侧视图;第二图系表示在闸极绝缘膜中氮浓度之图示;第三-七图系依据第一实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-五步骤的剖视图;第八图系依据本发明第二实施例之半导体装置结构的剖视图;第九图系表示在闸极绝缘膜中的氮浓度之图示;第十-十四图系依据第二实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-五步骤的剖视图;第十五图系依据本发明第三实施例之半导体装置结构的侧视图;第十六-二十图系依据第三实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-五步骤的剖视图;第二一图系依据本发明第四实施例之半导体装置结构的剖视图;第二二-二六图系依据第四实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-五步骤的剖视图;第二七图系依据本发明第五实施例之半导体装置结构的剖视图;第二八-三二图系依据第五实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-五步骤的剖视图;第三三图系依据本发明第六实施例之半导体装置结构的剖视图;第三四-三九图系依据第六实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-六步骤的剖视图;第四十图系依据本发明第七实施例之半导体装置结构的剖视图;第四一-四六图系依据第七实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-六步骤的剖视图;第四七图系依据本发明第八实施例之半导体装置结构的剖视图;第四八-五三图系依据第八实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-五步骤的剖视图;第五四图系依据本发明第九实施例之半导体装置结构的剖视图;第五五-六十图系依据第九实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-六步骤的剖视图;第六一图系依据本发明第十实施例之半导体装置结构的剖视图;第六二-六八图系依据第十实施例,表示半导体装置之制造方法之第一-七步骤的剖视图;第六九图系表示传统金氧半场效电晶体MOSFET之结构的剖视图;第七十-七三图系表示传统金氧半场效电晶体MOSFET之制作方式之第一-四步骤的剖视图;第七四图系表示传统快闪EEPROM之结构的侧视图;第七五-七九图系表示传统快闪MOSFET之制作方式之第一步骤的剖视图;
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