Oxynitride gate dielectric, especially for a semiconductor memory device, produced by silicon substrate reaction or CVD to form an oxynitride layer and back-oxidation to form an intermediate silicon dioxide layer

Oxynitride gate dielectric formation comprises oxynitride layer formation on a silicon substrate by reaction or CVD and back-oxidation to form an intermediate silicon dioxide layer. Oxynitride gate dielectric formation in a semiconductor device comprises: (a) contacting the upper surface of a silicon substrate with a nitrogen- and/or oxygen-containing gas at >= 500 deg C to form an oxynitride layer; and (b) contacting the substrate and the layer with an oxygen- and halogen compound-containing gas to form a silicon dioxide layer between the oxynitride layer and the substrate. Independent claims are also included for the following: (i) a similar process in which the oxynitride layer is formed by CVD; (ii) a gate dielectric in a semiconductor device, comprising a SiO2 spacer layer between a silicon substrate and an oxynitride layer; and (iii) a gate stack in a semiconductor device, comprising a silicon substrate bearing a sequence of a SiO2 spacer layer, an oxynitride layer, a SiO2 layer and a conductive gate. Ein Verfahren zum Bilden eines Oxynitrid-Gatter-Dielektrikums in einer Halbleitervorrichtung und eine durch dieses Verfahren gebildete Gatterdielektrikumstruktur werden offenbart. In dem Verfahren wird zunächst eine Oxynitridschicht auf einer Siliciumoberfläche ausgebildet und dann mit einem Gasgemisch reoxidiert, das Sauerstoff und mindestens eine Halogenverbindung enthält, so daß eine Oxynitridschicht mit einem gesteuerten Stickstoffprofil und eine Schicht von im wesentlichen Siliciumoxid, die unter dem Oxynitridfilm ausgebildet ist, erhalten werden. Die Oxynitridfilmschicht kann ausgebildet werden entweder durch Inberührungbringen einer Siliciumfläche mit mindestens einem Gas, das Stickstoff und/oder Sauerstoff enthält, bei einer Temperatur von mindestens 500 DEG C, oder durch eine chemische Dampfabscheidetechnik. Der Reoxidierungsprozeß kann ausgeführt werden durch einen thermischen Prozeß in einer oxidierenden Halogenatmosphäre, enthaltend Sauerstoff und Halogenverbindungen wie HCl, CH¶2¶Cl¶2¶, C¶2¶H¶3¶Cl¶3¶, C¶2¶H¶2¶Cl¶2¶, CH¶3¶Cl und CHCl¶3¶.