[發明專利]半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201810348811.9
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108735800A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 門島勝;井上真雄
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/792;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

1.一種半導體器件，包括：

半導體基板；

形成在所述半導體基板的主表面上方的絕緣膜部；

形成在所述絕緣膜部上方的導電膜；

由所述導電膜構成的柵極電極；和

由所述柵極電極與所述半導體基板之間的所述絕緣膜部構成的柵極絕緣膜，

其中，所述絕緣膜部包括形成在所述半導體基板的所述主表面上方并且包含硅和氧的第一絕緣膜、形成在所述第一絕緣膜上方并且包含硅和氮的第二絕緣膜、形成在所述第二絕緣膜上方并且包含硅和氧的第三絕緣膜、形成在所述第三絕緣膜上方并且包含硅和氮的第四絕緣膜、以及形成在所述第四絕緣膜上方并且包含硅和氧的第五絕緣膜，并且

其中，所述第二絕緣膜包括下層絕緣膜和上層絕緣膜。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中，所述下層絕緣膜具有比所述上層絕緣膜高的膜密度。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中，所述下層絕緣膜具有比所述上層絕緣膜低的氧濃度。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中，所述上層絕緣膜比所述下層絕緣膜薄。

5.一種半導體器件的制造方法，包括以下步驟：

(a)準備半導體基板；

(b)在所述半導體基板的主表面上方形成絕緣膜部；

(c)在所述絕緣膜部上方形成導電膜；以及

(d)圖案化所述導電膜和所述絕緣膜部，以形成由所述導電膜構成的柵極電極和由所述柵極電極與所述半導體基板之間的所述絕緣膜部構成的柵極絕緣膜，

其中，步驟(b)包括以下步驟：

(b1)在所述半導體基板的所述主表面上方形成包含硅和氧的第一絕緣膜，

(b2)在所述第一絕緣膜上方形成包含硅和氮的第二絕緣膜，

(b3)在所述第二絕緣膜上方形成包含硅和氧的第三絕緣膜，

(b4)在所述第三絕緣膜上方形成包含硅和氮的第四絕緣膜，以及

(b5)在所述第四絕緣膜上方形成包含硅和氧的第五絕緣膜，

其中，所述絕緣膜部通過步驟(b1)、(b2)、(b3)、(b4)和(b5)由所述第一絕緣膜、所述第二絕緣膜、所述第三絕緣膜、所述第四絕緣膜、和所述第五絕緣膜形成，

其中，所述第二絕緣膜包括下層絕緣膜和上層絕緣膜，并且

其中，在步驟(b3)中，氧化所述上層絕緣膜的至少一部分以形成所述第三絕緣膜。

6.根據權利要求5所述的制造方法，

其中，在步驟(b2)中，所述第二絕緣膜通過原子層沉積形成。

7.根據權利要求5所述的制造方法，

其中，在步驟(b4)中，所述第四絕緣膜通過低壓化學氣相沉積形成。

8.根據權利要求5所述的制造方法，

其中，在步驟(b2)中，所述下層絕緣膜和所述上層絕緣膜在不同的成膜條件下形成。

9.根據權利要求5所述的制造方法，

其中，在步驟(b2)中，所述上層絕緣膜在低于所述下層絕緣膜的溫度下形成。

10.根據權利要求5所述的制造方法，

其中，在步驟(b2)中，所述上層絕緣膜在低于所述下層絕緣膜的氨氣流量下形成。

11.根據權利要求5所述的制造方法，

其中，在步驟(b2)中，所述上層絕緣膜在低于所述下層絕緣膜的溫度和低于所述下層絕緣膜的氨氣流量下形成。

12.根據權利要求5所述的制造方法，

其中，在步驟(b2)中，所述上層絕緣膜在500℃或更低的溫度下形成，所述下層絕緣膜在比形成所述上層絕緣膜的溫度高25℃或更高的溫度下形成。