The present invention provides a MOS structure and fabrication process for fabricating the substrate structure whereby a thin layer of silicon oxynitride, acting as a reaction barrier layer, and a tantalum pentoxide layer are formed in the gate region for controlling induction of electric charge in the gate region and thereby control the flow of current through the device. The high dielectric characteristic of the tantalum pentoxide facilitates blocking the flow of current in accordance with the applied voltage, and which in an off-state of the device, minimizes the gate leakage current. The silicon oxynitride barrier is formed by using a pre-deposition process of annealing the silicon substrate surface in a nitric oxide (NO) environment. The anneal may be a rapid thermal anneal (RTA) process for 10 seconds to 5 minutes at 400.degree. C. to 1000.degree. C. in the nitric oxide NO ambient. The annealing process produces the thin silicon oxynitride layer needed for depositing the tantalum pentoxide layer. After formation of the silicon oxynitride layer, the MOS structure undergoes a CVD deposition process for formation of a tantalum pentoxide layer on the silicon nitride surface. The silicon oxynitride layer formed using the pre-deposition anneal in nitric oxide (NO) (1) provides a hydrogen-free reaction barrier for depositing the tantalum pentoxide dielectric layer, (2) is formed at a lower temperature than a silicon nitride reaction barrier formed using ammonia, and (3) can function, when used alone, as a dielectric layer in applications that do not require the stringent off-state leakage current requirements. Other insulating material having a dielectric constant in the range of 25 to 80, such as titanium dioxide, may be formed over said silicon oxynitride layer for functioning as a reaction barrier layer.

La presente invenzione fornisce una struttura del MOS e un processo di montaggio per fabbricare la struttura del substrato per cui uno strato sottile del oxynitride del silicone, fungente da strato di sbarramento di reazione e uno strato del pentoxide del tantalio sono formati nella regione di cancello per induzione di controllo della carica elettrica nella regione di cancello e quindi controllano il flusso della corrente tramite il dispositivo. L'alto dielettrico caratteristico del pentoxide del tantalio facilita ostruire il flusso della corrente in conformità con la tensione applicata e che in un off-dichiarare del dispositivo, minimizza la corrente di perdita di cancello. La barriera di oxynitride del silicone è costituita dal usando un processo di pre-deposito di tempera della superficie del substrato del silicone in un NESSUN) ambiente nitrico dell'ossido (. La tempera può essere un thermal veloce tempra il processo (RTA) per 10 secondi - 5 minuti a 400.degree. C. a 1000.degree. C. nell'ossido nitrico NESSUN ambientale. Il processo di ricottura produce lo strato sottile di oxynitride del silicone stato necessario per depositare lo strato del pentoxide del tantalio. Dopo formazione dello strato di oxynitride del silicone, la struttura del MOS subisce un processo di deposito di CVD per formazione di uno strato del pentoxide del tantalio sulla superficie del nitruro di silicio. Lo strato di oxynitride del silicone formato usando il pre-deposito tempra in ossido nitrico (NESSUN) (1) fornisce una barriera idrogeno-libera di reazione per depositare lo strato dielettrico del pentoxide del tantalio, (2) è formato ad una temperatura più insufficiente che una barriera di reazione del nitruro di silicio formata usando l'ammoniaca e (3) può funzionare, una volta usato da solo, come strato dielettrico nelle applicazioni che non richiedono i requisiti rigorosi della corrente di perdita di off-dichiarare. L'altro materiale isolante che ha un costante dielettrico nella gamma di 25 - 80, quale diossido di titanio, può essere formato sopra lo strato detto di oxynitride del silicone per il funzionamento come strato di sbarramento di reazione.