JP2006508548A5

JP2006508548A5 -

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Publication number: JP2006508548A5
Application number: JP2004570755A
Authority: JP
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2006-12-21

Claims

電界効果トランジスタを形成する方法であって、
アクティブ領域に形成されてこのアクティブ領域からゲート絶縁層により離間されているゲート電極を備えた基板に、ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層を形成するステップと、
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層から前記活性領域へドーパントを拡散して拡張領域を形成するように、前記基板を熱処理するステップと、
前記ゲート電極のサイドウォールで、サイドウォールスペーサ２１０を形成するために、前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層をパターニングするステップと、
前記電界効果トランジスタのソース及びドレイン領域を形成するために、注入マスクとして前記サイドウォールスペーサを用いて、イオン注入プロセスを実施するステップと、を有する方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層の形成ステップでは、少なくとも１つのドーパント材料の存在下でｈｉｇｈ−ｋ誘電体層のデポジットがなされる、請求項１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層の形成ステップには、ｈｉｇｈ−ｋ誘電体層をデポジットするステップと、少なくとも１つのイオン注入及び犠牲層からの拡散により、前記ｈｉｇｈ−ｋ誘電体層にドーパントを導入するステップとが含まれる、請求項１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層はｈｉｇｈ−ｋ誘電体を含み、かつ、前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層のドーパント濃度は、ほぼ、前記ｈｉｇｈ−ｋ誘電体内のドーパントの固溶度の範囲内、あるいはそれ以上である、請求項１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層のパターニングが、前記基板に熱処理を施す前に実施される、請求項１記載の方法。
前記基板は、前記イオン注入プロセスにより導入されるドーパントの活性化と、格子の損傷の回復とが同時になされるように、前記イオン注入プロセス後に、熱処理される、請求項１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層の形成前に、誘電体バリア層を形成するステップを更に有する、請求項１記載の方法。
前記基板の熱処理ステップが、約８００−１２００℃の範囲の温度で実施される、請求項１記載の方法。
前記熱処理の持続時間が、約１０秒から３０分の範囲である、請求項８記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層が、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、イットリウム、及びストロンチウムのうちの少なくとも１つの酸化物及びシリケートの１つを有している、請求項１記載の方法。
電界効果トランジスタを形成する方法であって、
基板に形成される活性領域にソース及びドレイン領域を形成するようにイオン注入プロセスを実施するステップを有し、前記基板は、前記活性領域に形成されるとともにゲート絶縁層により前記活性領域から離間されたゲート電極を含み、前記ゲート電極は、そのサイドウォールに形成されているサイドウォールスペーサを有しており、
前記サイドウォールスペーサを取り除くステップと、
前記基板に、ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層を形成するステップと、
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層から前記活性領域へドーパントを導入するように前記基板をアニーリングするステップと、
前記ゲート電極のサイドウォールにｈｉｇｈ−ｋ誘電体サイドウォールスペーサを形成するように前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層をパターニングするステップ、を有する方法。
前記基板をアニーリングするステップは、前記イオン注入プロセス中に導入されるドーパントが活性化され、かつ、前記イオン注入プロセスがもたらす格子の損傷が少なくとも部分的に回復するように実施される、請求項１１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層の形成ステップは、少なくとも１つのドーパント材料の存在下でｈｉｇｈ−ｋ誘電体層をデポジットすることを含む、請求項１１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層の形成ステップは、ｈｉｇｈ−ｋ誘電体層をデポジットするステップと、犠牲層からのイオン注入及び拡散の少なくとも一方によって前記ｈｉｇｈ−ｋ誘電体層にドーパントを導入するステップと、を有する、請求項１１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層はｈｉｇｈ−ｋ誘電体を含み、前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層のドーパント濃度が、ほぼ、前記ｈｉｇｈ−ｋ誘電体内の固溶度の範囲内、あるいはそれ以上である、請求項１１記載の方法。
前記ｈｉｇｈ−ｋ導電体層をパターニングするステップは、前記基板をアニーリングする前に行われる、請求項１１記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層の形成前に、誘電体バリア層を形成するステップを更に有する、請求項１１記載の方法。
前記基板のアニーリングステップが、約８００−１２００℃の範囲の温度で実施される、請求項１１記載の方法。
前記アニーリングの持続時間が、約１０秒から３０分の範囲である、請求項１８記載の方法。
前記ドープされたｈｉｇｈ−ｋ誘電体層が、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、イットリウム、及びストロンチウムのうちの少なくとも１つの酸化物及びシリケートの１つを有している、請求項１１記載の方法。
誘電体領域下に浅くドープされた半導体領域を形成する方法であって、
前記半導体領域上に誘電体層を形成するステップを含み、前記誘電体層は、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、イットリウム、及びストロンチウムのうちの少なくとも１つの酸化物を含むものであって、
前記誘電体層にドーパント材料を導入するステップを含み、
前記誘電体層から前記半導体領域へドーパント材料を拡散するために前記基板をアニーリングするステップを含み、および、
前記ドープされた半導体領域上に誘電体領域を形成するために、前記誘電体層をパターニングするステップを含み、
前記誘電領域による外部電場の存在下で、前記誘電体領域下の電荷担体の蓄積が増加される、方法。
前記誘電体層へドーパントを導入するステップでは、少なくとも１つのドーパント材料の存在下で前記誘電体層のデポジットがなされる、請求項２１記載の方法。
前記誘電体層へドーパントを導入するステップは、犠牲層からのイオン注入および拡散の少なくとも一方を含む、請求項２１記載の方法。
前記ドープされた誘電体層のドーパント濃度は、ほぼ、前記誘電体層内の固溶度の範囲内、あるいはそれ以上である、請求項２１記載の方法。
前記誘電体層をパターニングするステップは、前記基板をアニーリングする前に行われる、請求項２１記載の方法。
前記誘電体層の形成前に、誘電体バリア層を形成するステップを更に有する、請求項２１記載の方法。
前記基板のアニーリングステップが、約８００−１２００℃の範囲の温度で実施される、請求項２１記載の方法。
前記アニーリングプロセスの持続時間が、約１０秒から３０分の範囲である、請求項２７記載の方法。