[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680002450.8
• 申請(qǐng)日: 2006-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101107715A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大見(jiàn)忠弘;寺本章伸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)立大學(xué)法人東北大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/336;H01L21/76;H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置。特別是涉及通過(guò)將有機(jī)物用于絕緣體而實(shí)現(xiàn)低介電常數(shù)化的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

在一般的半導(dǎo)體裝置中，為了對(duì)元件進(jìn)行分離，有時(shí)將絕緣體用作電介質(zhì)。

在此，參考圖3對(duì)一般的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。

在硅基板1的元件形成領(lǐng)域中形成有源/漏擴(kuò)散層20。在元件形成領(lǐng)域的周圍形成有由硅氧化膜(SiO₂膜)12和絕緣膜(SiO₂膜)13構(gòu)成的元件分離領(lǐng)域(STI部)。在元件形成領(lǐng)域上形成有經(jīng)柵絕緣膜14形成的柵電極15和被形成為覆蓋元件形成領(lǐng)域及元件分離領(lǐng)域?qū)娱g絕緣膜18。

在柵電極15的側(cè)壁上形成有側(cè)壁(Si₃N₄膜)16，還形成有覆蓋柵絕緣膜14及柵電極15的SiO₂膜17。另外，在硅基板1和層間絕緣膜18之間也形成有SiO₂膜17。在源/漏擴(kuò)散層20及柵電極15上分別連接有金屬層(plug)19。

以往，絕緣體主要由硅氧化物(相對(duì)介電常數(shù)：3.9)構(gòu)成。

現(xiàn)在，在感應(yīng)電荷功能以外的用途中，為了抑制信號(hào)延遲需要實(shí)現(xiàn)低介電常數(shù)化，通過(guò)向硅氧化物中添加氟，或者在硅氧化物中設(shè)置空隙來(lái)降低介電常數(shù)。

但是，使用LOCOS或STI(Shallow?Trench?Isolation)等元件分離領(lǐng)域?qū)w管進(jìn)行直接分離時(shí)，或?qū)w管之間進(jìn)行分離時(shí)，一般使用硅氧化膜(SiO₂膜)(參考圖3)，但今后對(duì)這部分也需要實(shí)現(xiàn)低介電常數(shù)化。

現(xiàn)在，用于對(duì)晶體管之間進(jìn)行分離的材料，是以硅氧化膜(SiO₂、ε＝3.9)或硅氮化膜(Si₃N₄、ε＝7.8)等硅為基礎(chǔ)構(gòu)成的。但是，即使添加F或C，它們的相對(duì)介電常數(shù)也只有3.0左右，當(dāng)組合硅氮化膜時(shí)，存在難以降低介電常數(shù)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是鑒于上述原有技術(shù)存在的問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，其目的在于，不用在絕緣膜層中設(shè)置空隙而實(shí)現(xiàn)用于對(duì)晶體管之間或布線之間進(jìn)行分離的絕緣膜層的低介電常數(shù)化。

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括：形成在基板上的元件形成領(lǐng)域；形成在元件形成領(lǐng)域周圍的元件分離領(lǐng)域；經(jīng)柵絕緣膜被形成在元件形成領(lǐng)域上的柵電極；形成為覆蓋元件形成領(lǐng)域及元件分離領(lǐng)域的層間絕緣膜，其特征在于，柵絕緣膜以外的元件分離領(lǐng)域及層間絕緣膜的至少一部分由氟化碳(CF_x、0.3＜x＜0.6)形成。

在所述元件形成領(lǐng)域上，還形成有覆蓋柵絕緣膜及柵電極的保護(hù)絕緣膜，該保護(hù)絕緣膜的至少一部分由所述氟化碳(CF_x、0.3＜x＜0.6)形成。此處，優(yōu)選為所述柵絕緣膜的相對(duì)介電常數(shù)在3.9以上。

所述柵絕緣膜，例如是硅氧化膜或硅氮化膜。此處，所述元件分離領(lǐng)域、層間絕緣膜及保護(hù)絕緣膜的相對(duì)介電常數(shù)為3.0以下。

另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括：形成在基板上的元件形成領(lǐng)域；形成在元件形成領(lǐng)域周圍的元件分離領(lǐng)域；經(jīng)柵絕緣膜被形成在元件形成領(lǐng)域上的柵電極；形成為覆蓋元件形成領(lǐng)域及元件分離領(lǐng)域的層間絕緣膜，其特征在于，柵絕緣膜以外的元件分離領(lǐng)域及層間絕緣膜的至少一部分由碳?xì)浠衔?CH_y、0.8＜y＜1.2)形成。

在所述元件形成領(lǐng)域上，還形成有覆蓋柵絕緣膜及柵電極的保護(hù)絕緣膜，該保護(hù)絕緣膜的至少一部分由所述碳?xì)浠衔?CH_y、0.8＜y＜1.2)形成。此處，優(yōu)選為所述柵絕緣膜的相對(duì)介電常數(shù)在3.9以上。

所述柵絕緣膜，例如是硅氧化膜或硅氮化膜。在此，所述元件分離領(lǐng)域、層間絕緣膜及保護(hù)絕緣膜的相對(duì)介電常數(shù)為3.0以下。

此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括：形成在基板上的元件形成領(lǐng)域；形成在元件形成領(lǐng)域的周圍的元件分離領(lǐng)域；經(jīng)柵絕緣膜被形成在元件形成領(lǐng)域上的柵電極；形成為覆蓋元件形成領(lǐng)域及元件分離領(lǐng)域的層間絕緣膜，其特征在于，柵絕緣膜以外的元件分離領(lǐng)域及層間絕緣膜的至少一部分由碳?xì)浠衔?CH_y1)和一部分被置換基置換了的碳?xì)浠衔?CH_y2)形成，y1和y2滿足0.8＜y1、y2＜1.2；y1≠y2的關(guān)系。