JP2990774B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に放射線耐
性が強化された絶縁ゲート電界効果トランジスタ(MOSF
ET)の製造方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to an insulated gate field effect transistor (MOSF) having enhanced radiation resistance.
ET).
宇宙空間や原子炉周辺での半導体素子の使用が増えて
いる。このような環境においては、放射線に曝され、種
々の放射線損傷を生じる。The use of semiconductor devices in space and around nuclear reactors is increasing. In such an environment, exposure to radiation causes various radiation damages.
MOSFETのゲート酸化膜に、X線やガンマ線などの電離
放射線が照射されると、半導体基板とゲート酸化膜との
境界に界面準位が発生し、ゲート酸化膜内部の正孔トラ
ップに正電荷が捕獲される固定正電荷蓄積が起こる。When ionizing radiation such as X-rays or gamma rays is applied to the gate oxide film of a MOSFET, an interface state is generated at the boundary between the semiconductor substrate and the gate oxide film, and positive charges are trapped in hole traps inside the gate oxide film. Captured fixed positive charge accumulation occurs.
放射線照射によりゲート酸化膜内に生じる電子−正孔
対のうち、正孔が関与して放射線損傷が発生する。Of the electron-hole pairs generated in the gate oxide film by the irradiation of radiation, radiation damage occurs due to the involvement of holes.
界面準位の発生および固定正電荷の蓄積は、MOSFETの
しきい値電圧を変動させ、チャネルにおけるキャリアの
移動度を低下させる。これらの変動量が半導体装置の許
容値を越えると、素子の働きが失われる。The generation of interface states and the accumulation of fixed positive charges fluctuate the threshold voltage of the MOSFET and reduce the mobility of carriers in the channel. If these fluctuations exceed the allowable value of the semiconductor device, the function of the element is lost.
このような放射線損傷の発生を抑えるには、ゲート電
極のポリシリコン膜に高濃度の燐をドープし、ゲート酸
化膜とシリコン基板との界面の燐濃度を1020cm-3以上に
高めるのが有効である。こうしてゲート酸化膜内に極く
微量の燐が導入されて再結合中心として振舞い、放射線
照射によって酸化膜内に発生した正孔や、酸化膜/シリ
コン界面に発生した界面準位を再結合・消滅させて半導
体素子の放射線耐性が向上する。To suppress such radiation damage, it is necessary to dope the polysilicon film of the gate electrode with a high concentration of phosphorus and increase the phosphorus concentration at the interface between the gate oxide film and the silicon substrate to 10 20 cm -3 or more. It is valid. In this way, a very small amount of phosphorus is introduced into the gate oxide film and acts as a recombination center, and recombination and annihilation of holes generated in the oxide film due to radiation irradiation and interface states generated at the oxide film / silicon interface. Thus, the radiation resistance of the semiconductor element is improved.
第4図にゲート電極のポリシリコン膜とゲート酸化膜
との界面で種々の燐濃度をもつMOSキャパシタに、ガン
マ線を照射したときにゲート酸化膜/シリコン基板界面
に発生した界面準位密度を示す。燐ドープは840℃での
熱拡散により、熱処理時間を調整して燐濃度を変化させ
ている。ガンマ線の吸収線量は1Mrad(Si)、ゲートバ
イアスは1MV/cmである。FIG. 4 shows the interface state density generated at the gate oxide film / silicon substrate interface when gamma rays are irradiated to MOS capacitors having various phosphorus concentrations at the interface between the polysilicon film of the gate electrode and the gate oxide film. . The phosphorus doping changes the phosphorus concentration by adjusting the heat treatment time by thermal diffusion at 840 ° C. The absorbed dose of gamma rays is 1 Mrad (Si), and the gate bias is 1 MV / cm.
燐濃度の増加につれて界面準位密度が減少し、特に10
20cm-3を越えると大幅に減少し、5×1020cm-3以上で飽
和して5×1019cm-3以下のときの約1/10の値になる。As the phosphorus concentration increases, the interface state density decreases,
When it exceeds 20 cm -3 , it decreases greatly, saturates at 5 × 10 20 cm -3 or more, and becomes about 1/10 the value at 5 × 10 19 cm -3 or less.
ゲート酸化膜の放射線耐性を高めるには、ゲート電極
とゲート酸化膜との界面の燐濃度を1×1020cm-3以上に
する必要があることが分る。通常ゲート電極となるポリ
シリコン膜の厚さは5000Åに設定されている。このよう
な厚い膜厚で、ゲート酸化膜とゲート電極との界面の燐
濃度を1020cm-3以上にするには、高温・長時間の熱処理
が必要である。しかし高温・長時間の熱処理は、ゲート
酸化膜内の正孔トラップ量を増加させ、放射線照射時の
しきい値電圧の変動量を増加させる。特にゲート酸化膜
形成後、ゲート酸化温度より高温の熱処理を行なうと、
素子の放射線耐性を著しく低下させることが知られてい
る。そのため燐ドープのための熱処理はゲート酸化温度
以下の熱処理による必要がある。It can be seen that in order to increase the radiation resistance of the gate oxide film, the phosphorus concentration at the interface between the gate electrode and the gate oxide film must be 1 × 10 20 cm −3 or more. Normally, the thickness of the polysilicon film serving as the gate electrode is set to 5000 mm. In such a thick film thickness, the phosphorus concentration in the interface between the gate oxide film and the gate electrode to the 10 20 cm -3 or more, it is necessary high temperature and long-time heat treatment. However, a heat treatment at a high temperature for a long time increases the amount of hole traps in the gate oxide film and increases the amount of change in the threshold voltage during radiation irradiation. In particular, if a heat treatment at a temperature higher than the gate oxidation temperature is performed after forming the gate oxide film,
It is known that the radiation resistance of the device is significantly reduced. Therefore, the heat treatment for phosphorus doping needs to be performed at a temperature lower than the gate oxidation temperature.
そこで従来の放射線耐性を強化した半導体装置の製造
方法では、ゲート電極膜厚を3000Å以下にすることによ
り、低温・短時間の熱処理で高濃度の燐をゲート電極に
ドープしてゲート電極とゲート酸化膜との界面の燐濃度
を1×1020cm-3以上にしている。Therefore, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device with enhanced radiation resistance, the gate electrode thickness is reduced to 3,000 mm or less, so that high-concentration phosphorus is doped into the gate electrode by a low-temperature, short-time heat treatment to form the gate electrode and the gate oxide. The phosphorus concentration at the interface with the film is set to 1 × 10 20 cm −3 or more.
ゲート酸化膜厚が3000Åと薄くなると、ソース・ドレ
イン形成のためのイオン注入工程において、ゲート電極
で注入イオンを遮蔽することができない。1次粒子であ
る注入イオンあるいは、注入イオンとゲート電極材料と
のノックオン注入による2次粒子(シリコン、酸素、電
子など)がゲート酸化膜に到達して表面損傷を残す。ゲ
ート酸化膜中に正孔トラップを増加させて、放射線照射
時のしきい値のシフト量を増大させ、素子の放射線耐性
を低下させるという問題があった。If the thickness of the gate oxide film is reduced to 3000 °, the implanted ions cannot be shielded by the gate electrode in the ion implantation step for forming the source / drain. Implanted ions as primary particles or secondary particles (silicon, oxygen, electrons, etc.) by knock-on implantation of the implanted ions and the gate electrode material reach the gate oxide film and leave surface damage. There is a problem in that the number of hole traps in the gate oxide film is increased, the amount of shift of the threshold value upon irradiation with radiation is increased, and the radiation resistance of the device is reduced.
本発明の目的はソース・ドレイン形成のために注入す
る不純物イオンがゲート酸化膜に損傷を与えることな
く、素子の放射線耐性を向上させる半導体装置の製造方
法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which an impurity ion implanted for forming a source / drain does not damage a gate oxide film and improves the radiation resistance of an element.
本発明の半導体装置は、燐ドープポリシリコン膜から
なるゲート電極の上に該ゲート電極と同じ平面形状の絶
縁膜が形成され、前記ゲート電極の厚さが3000Å以下で
あり、前記ゲート電極の膜厚と前記絶縁膜の膜厚との和
が4000Å以上であることを特徴とする絶縁ゲート電界効
果トランジスタを含んでいる。In the semiconductor device of the present invention, an insulating film having the same planar shape as the gate electrode is formed on a gate electrode made of a phosphorus-doped polysilicon film, the thickness of the gate electrode is 3000 mm or less, and the film of the gate electrode is formed. An insulated gate field effect transistor characterized in that the sum of the thickness and the thickness of the insulating film is 4000 ° or more.
あるいは本発明の半導体装置は、燐ドープポリシリコ
ン膜からなるゲート電極の上に該ゲート電極と同じ平面
形状の絶縁膜が形成され、前記ゲート電極の厚さが3000
Å以下であり、ゲート酸化膜と前記ゲート電極との界面
近傍の隣濃度が、1020cm-3以上であることを特徴とする
絶縁ゲート電界効果トランジスタを含んでいる。Alternatively, in the semiconductor device of the present invention, an insulating film having the same planar shape as the gate electrode is formed on a gate electrode made of a phosphorus-doped polysilicon film, and the thickness of the gate electrode is 3000
Å or less, and the insulated gate field effect transistor is characterized in that the adjacent concentration near the interface between the gate oxide film and the gate electrode is 10 20 cm −3 or more.
また本発明の半導体装置の製造方法は、上記した半導
体装置を製造する際に、前記ゲート電極のポリシリコン
膜への燐ドープをゲート酸化膜形成温度よりも低い温度
で行うものである。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, when manufacturing the above-described semiconductor device, the polysilicon film of the gate electrode is doped with phosphorus at a temperature lower than a gate oxide film forming temperature.
ゲート電極のポリシリコン膜厚を3000Å以下にするた
めに、ゲート電極上にゲート電極と同一の平面形状を有
する絶縁膜を形成することにより、注入イオンを遮蔽し
てゲート酸化膜を保護する。ポリシリコン膜厚を3000Å
以下にすることにより、素子の放射線耐性を向上させる
ため、ゲート電極への燐ドープをゲート酸化膜形成温度
以下の熱処理によって行ない、ゲート電極/ゲート酸化
膜界面の燐濃度を1×1020cm-3以上にする必要がある。An insulating film having the same planar shape as the gate electrode is formed on the gate electrode to protect the gate oxide film by shielding the implanted ions so that the polysilicon film of the gate electrode has a thickness of 3000 mm or less. 3000Å polysilicon film thickness
In order to improve the radiation resistance of the device, phosphorus is doped into the gate electrode by a heat treatment at a temperature equal to or lower than the gate oxide film forming temperature, and the phosphorus concentration at the gate electrode / gate oxide film interface is reduced to 1 × 10 20 cm − Must be 3 or more.
さらに注入イオンを遮蔽するために、ゲート電極膜厚
とその上の酸化シリコン膜厚との和を4000Å以上にする
必要がある。Further, in order to shield the implanted ions, the sum of the gate electrode film thickness and the silicon oxide film thickness on the gate electrode needs to be 4000 ° or more.
第5図にポリシリコンゲート電極上に注入イオン遮蔽
のための絶縁膜として酸化シリコン膜を形成したMOSキ
ャパシタにガンマ線を照射したとき、ゲート酸化膜に蓄
積する固定電荷密度のゲート電極上の酸化膜厚依存性を
示す。ここではゲート酸化膜とゲート電極との界面の燐
濃度は約1019cm-3としているので、燐ドープによる放射
線耐性の向上効果はない。ゲート電極膜厚は1000Åであ
る。イオン注入損傷による放射線耐性の変化を評価する
ため、ゲート電極上の絶縁膜形成後ソース・ドレイン形
成のための砒素イオン注入を行った試料とイオン注入を
行わない試料とを比較している。Fig. 5 shows the oxide film on the gate electrode with a fixed charge density that accumulates in the gate oxide film when a MOS capacitor with a silicon oxide film formed on the polysilicon gate electrode as an insulating film for shielding implanted ions is irradiated with gamma rays. Shows thickness dependence. Here, since the phosphorus concentration at the interface between the gate oxide film and the gate electrode is about 10 19 cm −3 , there is no effect of improving the radiation resistance by phosphorus doping. The thickness of the gate electrode is 1000 °. In order to evaluate the change in radiation resistance due to ion implantation damage, a sample subjected to arsenic ion implantation for forming a source / drain after forming an insulating film on a gate electrode is compared with a sample not subjected to ion implantation.
イオン注入を行わないと電荷密度は酸化膜厚に依存し
ないが、イオン注入を行うと電荷密度が酸化膜厚の増加
に伴なって減少する。3000Å以上ではイオン注入を行わ
ない試料と同等の電荷密度を示している。If ion implantation is not performed, the charge density does not depend on the oxide film thickness. However, if ion implantation is performed, the charge density decreases as the oxide film thickness increases. At 3000 mm or more, it shows the same charge density as the sample without ion implantation.
注入イオンを遮蔽しゲート酸化膜への損傷を除くため
には、ゲート電極上に厚さ3000Åの酸化シリコン膜が必
要であることがわかる。In order to shield the implanted ions and remove the damage to the gate oxide film, a silicon oxide film having a thickness of 3000 mm is required on the gate electrode.
さらに酸化シリコン膜とポリシリコン膜との注入イオ
ンの飛程が同程度であることから、ポリシリコン膜と酸
化シリコン膜との膜厚の和が4000Åあれば任意の膜厚比
で注入イオンを遮蔽することができる。Furthermore, since the ranges of the implanted ions between the silicon oxide film and the polysilicon film are almost the same, if the sum of the film thicknesses of the polysilicon film and the silicon oxide film is 4000 mm, the implanted ions are shielded at an arbitrary thickness ratio. can do.
また酸化シリコン膜とともに代表的な絶縁材料である
窒化シリコン膜における注入イオンの飛程は、酸化シリ
コン膜における飛程より短い。窒化シリコン膜を遮蔽膜
とするためにはポリシリコン電極の膜厚との和が4000Å
あれば十分である。The range of the implanted ions in the silicon nitride film, which is a typical insulating material together with the silicon oxide film, is shorter than the range in the silicon oxide film. In order to use a silicon nitride film as a shielding film, the sum with the thickness of the polysilicon electrode is 4000 膜厚.
It is enough.
本発明の第1の実施例について、第1図(a)〜
(d)を参照して説明する。FIGS. 1 (a) to 1 (a) show a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG.
第1図(d)の完成図に示すように、P型シリコン基
板1上にゲート酸化膜2、N+型ソース・ドレイン5が形
成され、ゲート酸化膜2上にはポリシリコンからなるゲ
ート電極3が形成され、N+型ソース・ドレイン5上にア
ルミニウム電極7が形成されてNチャネルMOSFETを構成
している。As shown in the completed view of FIG. 1 (d), a gate oxide film 2, an N + type source / drain 5 are formed on a P-type silicon substrate 1, and a gate electrode made of polysilicon is formed on the gate oxide film 2. 3 and an aluminum electrode 7 is formed on the N + type source / drain 5 to form an N-channel MOSFET.
さらにゲート電極3上にゲート電極と同一平面形状を
有する酸化膜4が形成されている。ゲート電極3とアル
ミニウム電極7とは、酸化シリコン膜6によって絶縁さ
れている。Further, an oxide film 4 having the same planar shape as the gate electrode is formed on gate electrode 3. Gate electrode 3 and aluminum electrode 7 are insulated by silicon oxide film 6.
つぎに製造工程を説明する。 Next, the manufacturing process will be described.
はじめに第1図(a)に示すように、P型シリコン基
板1上に熱酸化法によりゲート酸化膜2を形成する。つ
ぎにCVD法によりゲート電極3となる厚さ2000Åのポリ
シリコン膜を成長させる。First, as shown in FIG. 1A, a gate oxide film 2 is formed on a P-type silicon substrate 1 by a thermal oxidation method. Next, a 2000-nm-thick polysilicon film serving as the gate electrode 3 is grown by the CVD method.
つぎに熱拡散によりポリシリコン膜に燐をドープす
る。850℃以下の温度でゲート電極3とゲート酸化膜2
との界面における、燐の濃度が1×1020cm-3以上になる
ようにする。Next, the polysilicon film is doped with phosphorus by thermal diffusion. Gate electrode 3 and gate oxide film 2 at a temperature of 850 ° C. or less
The concentration of phosphorus at the interface with is set to 1 × 10 20 cm −3 or more.
つぎに第1図(b)に示すように、CVD法により全面
に厚さ2000Åの酸化シリコン膜4を成長させる。さらに
リソグラフィーにより不要の酸化シリコン膜4およびポ
リシリコン膜をエッチングし、ゲート電極3およびゲー
ト電極3上の酸化シリコン膜4を形成する。Next, as shown in FIG. 1 (b), a 2000-nm-thick silicon oxide film 4 is grown on the entire surface by CVD. Further, unnecessary silicon oxide film 4 and polysilicon film are etched by lithography to form gate electrode 3 and silicon oxide film 4 on gate electrode 3.
つぎにゲート電極3およびその上の酸化膜4をマスク
として自己整合的に、例えば砒素をイオン注入してか
ら、窒素雰囲気でアニールしてN+型ソース・ドレイン5
を形成する。Next, using the gate electrode 3 and the oxide film 4 thereon as a mask, for example, arsenic is ion-implanted in a self-aligning manner, and then annealed in a nitrogen atmosphere to form an N + type source / drain 5.
To form
つぎに第1図(c)に示すように、CVD法により層間
絶縁膜6を形成し、リソグラフィーによりN+型ソース・
ドレイン5上の層間絶縁膜6をエッチングしてコンタク
ト用の開口を形成する。Next, as shown in FIG. 1C, an interlayer insulating film 6 is formed by a CVD method, and an N + type source
The interlayer insulating film 6 on the drain 5 is etched to form a contact opening.
最後に第1図(d)に示すように、全面にアルミニウ
ム膜を堆積したのち、リソグラフィーとエッタチングに
よりアルミニウム電極7を形成して素子部が完成する。Finally, as shown in FIG. 1 (d), after an aluminum film is deposited on the entire surface, an aluminum electrode 7 is formed by lithography and etching to complete the element portion.
第3図にこのようにしてできたNチャネルMOSFET(実
線)および従来のNチャネルMOSFET(破線)にガンマ線
を照射した前後のサブスレッショルド電流特性を比較し
たグラフを示す。従来のMOSFETにはソース・ドレイン形
成のためのイオン注入マスクとして膜厚2000Åのポリシ
リコン電極のみを用いている。吸収線量は1MRad(S
i)、照射時のバイアス条件としてソース・ドレインお
よび基板を接地して、ゲート電圧を5Vとした。FIG. 3 shows a graph comparing the sub-threshold current characteristics before and after gamma irradiation of the N-channel MOSFET (solid line) and the conventional N-channel MOSFET (dashed line) thus formed. In a conventional MOSFET, only a 2000-nm-thick polysilicon electrode is used as an ion implantation mask for forming a source / drain. The absorbed dose is 1 MRad (S
i), the source / drain and the substrate were grounded as the bias conditions during irradiation, and the gate voltage was set to 5V.
ガンマ線照射前は両特性に差はない。しかしガンマ線
照射による特性の負方向シフト量は、本実施例のMOSFET
の方が小さい。これはゲート酸化膜へのイオン注入損傷
が減少し、ゲート酸化膜内の正孔トラップ量が減少し、
固定電荷蓄積量が減少したことを反映している。Before gamma irradiation, there is no difference between the two characteristics. However, the amount of negative shift in characteristics due to gamma ray irradiation was
Is smaller. This reduces ion implantation damage to the gate oxide, reduces the amount of holes trapped in the gate oxide,
This reflects the decrease in the fixed charge accumulation amount.
従来のMOSFETにおいて、照射後の特性の傾きが異常に
大きくなったのに対して、本実施例では特性の傾きの変
動が小さく抑えられている。シリコン基板とゲート酸化
膜との境界における界面準位の発生量が減少し、チャネ
ルがカットオフするゲート電圧領域でのリーク電流が10
-12Aと小さくなっている。In the conventional MOSFET, while the slope of the characteristic after irradiation becomes abnormally large, in the present embodiment, the fluctuation of the slope of the characteristic is suppressed to a small value. The amount of interface states generated at the boundary between the silicon substrate and the gate oxide film is reduced, and the leakage current in the gate voltage region where the channel is cut off is reduced by 10%.
It is as small as -12 A.
放射線照射時にゲート酸化膜内に蓄積する固定正電荷
密度およびシリコン基板とゲート酸化膜との境界に発生
する界面準位密度が減少し、素子の放射線耐性が大幅に
向上する。The fixed positive charge density accumulated in the gate oxide film during irradiation and the interface state density generated at the boundary between the silicon substrate and the gate oxide film are reduced, and the radiation resistance of the device is greatly improved.
つぎに本発明の第2の実施例について、第2図を参照
して説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
P型シリコン基板1上にゲート酸化膜2、N+型ソース
・ドレイン5上にアルミニウム電極7が形成されてNチ
ャネルMOSFETを構成している。A gate oxide film 2 is formed on a P-type silicon substrate 1 and an aluminum electrode 7 is formed on an N + -type source / drain 5 to constitute an N-channel MOSFET.
本実施例ではイオン注入マスクとしてポリシリコンゲ
ート電極3上に厚さ2000Åの窒化シリコン膜8が形成さ
れている。窒化シリコン膜は酸化シリコン膜よりも高い
注入イオン遮蔽力をもっているため、マスクとして酸化
シリコン膜を用いる場合よりも膜厚を薄くすることがで
き、素子の平坦性が改善されるという利点がある。In this embodiment, a 2000-nm-thick silicon nitride film 8 is formed on the polysilicon gate electrode 3 as an ion implantation mask. The silicon nitride film has a higher implanted ion shielding power than the silicon oxide film, so that the thickness can be made smaller than when a silicon oxide film is used as a mask, and there is an advantage that the flatness of the element is improved.
ソース・ドレイン形成のためのイオン注入を行うとき
にゲート電極上にゲート電極と同一の平面形状を有する
絶縁膜が形成され、絶縁膜とゲート電極との膜厚の和が
4000Å以上になっている。そのため素子の放射線耐性を
向上させるためゲート電極膜厚を3000Å以下にした場合
でもイオン注入損傷に起因する放射線耐性の低下を防ぐ
ことができる。When performing ion implantation for source / drain formation, an insulating film having the same planar shape as the gate electrode is formed on the gate electrode, and the sum of the thicknesses of the insulating film and the gate electrode is reduced.
It is over 4000Å. Therefore, even if the thickness of the gate electrode is set to 3000 mm or less in order to improve the radiation resistance of the device, it is possible to prevent a decrease in radiation resistance due to ion implantation damage.
ただしゲート電極膜圧を3000Å以下にして素子の放射
線耐性を向上させるために、ゲート電極への燐のドーピ
ングをゲート酸化温度以下の熱拡散で行い、ゲート電極
/ゲート酸化膜界面の燐濃度を1×1020cm-3以上にする
必要がある。However, in order to improve the radiation resistance of the device by setting the gate electrode film pressure to 3000 ° or less, phosphorus is doped into the gate electrode by thermal diffusion below the gate oxidation temperature, and the phosphorus concentration at the gate electrode / gate oxide film interface is reduced to 1%. × 10 20 cm -3 or more.
こうして素子の放射線耐性を著しく向上させることが
できた。In this way, the radiation resistance of the device was significantly improved.
【図面の簡単な説明】 第1図(a)〜(d)は本発明の第1の実施例を工程順
に示す断面図、第2図は本発明の第2の実施例を示す断
面図、第3図はガンマ線照射前後のMOSFETのサブスレッ
ショルド電流特性を示すグラフ、第4図はゲート電極と
ゲート酸化膜との界面の燐濃度と界面準位密度との関係
を示すグラフ、第5図はゲート電極上に絶縁膜を形成し
たMOSキャパシタにガンマ線を照射したとき、ゲート酸
化膜中に蓄積する正電荷密度の絶縁膜厚依存性を示すグ
ラフである。 1……P型シリコン基板、2……ゲート酸化膜、3……
ゲート電極、4……酸化シリコン膜、5……N+型ソース
・ドレイン、6……層間絶縁膜、7……アルミニウム電
極、8……窒化シリコン膜。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 (a) to 1 (d) are sectional views showing a first embodiment of the present invention in the order of steps, FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a graph showing the sub-threshold current characteristics of the MOSFET before and after gamma ray irradiation, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the phosphorus concentration at the interface between the gate electrode and the gate oxide film and the interface state density, and FIG. 4 is a graph showing the dependency of the density of positive charges accumulated in a gate oxide film on the thickness of an insulating film when a MOS capacitor having an insulating film formed on a gate electrode is irradiated with gamma rays. 1 ... P-type silicon substrate, 2 ... Gate oxide film, 3 ...
Gate electrode, 4 ... silicon oxide film, 5 ... N + type source / drain, 6 ... interlayer insulating film, 7 ... aluminum electrode, 8 ... silicon nitride film.
Claims (3)
極の上に該ゲート電極と同じ平面形状の絶縁膜が形成さ
れ、前記ゲート電極の厚さが3000Å以下であり、前記ゲ
ート電極の膜厚と前記絶縁膜の膜厚との和が4000Å以上
であることを特徴とする絶縁ゲート電界効果トランジス
タを含む半導体装置。An insulating film having the same planar shape as the gate electrode is formed on a gate electrode made of a phosphorus-doped polysilicon film, the thickness of the gate electrode is 3000 mm or less, and the thickness of the gate electrode is A semiconductor device including an insulated gate field effect transistor, wherein the sum of the thickness of the insulating film and the thickness of the insulating film is 4000 ° or more.
極の上に該ゲート電極と同じ平面形状の絶縁膜が形成さ
れ、前記ゲート電極の厚さが3000Å以下であり、ゲート
酸化膜と前記ゲート電極との界面近傍の隣濃度が、1020
cm-3以上であることを特徴とする絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタを含む半導体装置。2. An insulating film having the same planar shape as the gate electrode is formed on a gate electrode made of a phosphorus-doped polysilicon film, wherein the thickness of the gate electrode is 3000 mm or less, and a gate oxide film and the gate electrode are formed. next concentration in the vicinity of the interface between the, 10 20
A semiconductor device including an insulated gate field effect transistor having a size of cm -3 or more.
ープをゲート酸化膜形成温度よりも低い温度で行うこと
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装
置を製造する半導体装置の製造方法。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the doping of the polysilicon film of the gate electrode with phosphorus is performed at a temperature lower than a gate oxide film forming temperature. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250554A JP2990774B2 (en) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250554A JP2990774B2 (en) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04129273A JPH04129273A (en) | 1992-04-30 |
| JP2990774B2 true JP2990774B2 (en) | 1999-12-13 |
Family
ID=17209641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2250554A Expired - Lifetime JP2990774B2 (en) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990774B2 (en) |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2250554A patent/JP2990774B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04129273A (en) | 1992-04-30 |
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