JP2007504671A - high−kゲート誘電体と関連の構造を有するCMOSゲートを形成するための、異なる仕事関数を有する金属を統合する方法 - Google Patents

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Abstract

1つの一般的な実施形態では、デュアルメタルのNMOSゲート(226)とPMOSゲート(228)を形成するために、基板(202)上に第1金属層(206)と第2金属層(208)を統合するための方法として、基板(202)のNMOS領域(210)とPMOS領域(212)上に誘電体層(204)を堆積する。更に、本方法は、誘電体層(204)上に第1金属層を堆積する。更に、方法は、第1金属層(206)上に第2金属層(208)を堆積する(150)。更に、本方法は、基板(202)のNMOS領域(210)に窒素を注入し(152)、第1金属層(206)の第1部分を金属酸化物層(220)に変え(154)、第1金属層(206)の第2部分を金属窒化物層(218)に変える。更に、本方法は、NMOSゲート(226)とPMOSゲート(228)を形成し(156)する。NMOSゲート(226)は金属窒化物層(218)のセグメント(234)を含み、PMOSゲート(228)は金属酸化物層(220)のセグメント(242)を含む。

Description

一般的に、本発明は半導体デバイス分野に関し、より詳細には、相補型金属酸化膜半導体(“CMOS”:complementary metal‐oxide semiconductor)トランジスタに関する。
相補型金属酸化膜半導体(“CMOS”)トランジスタの性能を向上させるために、製造業者たちは高誘電率(“high−k”)と金属ゲート電極とを有するゲート誘電体を利用し得る。従来のゲート誘電体、例えばSiO、などは非常に薄いために、トンネル電流が大きくなり、更に、その他の問題が発生することから、加工寸法の小さな技術では、High−kゲート誘電体が望ましい。更に、金属ゲート電極がポリシリコンゲート電極に取って代わることができる。このポリシリコンゲート電極は抵抗が大きく、また、ゲート誘電体とチャネルとの間の接触部にキャリアの望ましくない空乏を発生させることから、NFETとPFETトランジスタの性能を低下させる。しかし、NMOSトランジスタは、仕事関数が例えば約4.1電子ボルトの金属ゲート電極を必要とし、一方でPMOSトランジスタは、仕事関数が例えば約5.1電子ボルトの金属ゲート電極を必要とする。従って、半導体の製造業者たちは、製造プロセスにおいてデュアルメタルのNMOS及びPMOSゲートを実効的に実現するように、異なる仕事関数とhigh‐kゲート誘電体を有す金属を統合するよう、課題が与えられている。
金属ゲート電極とhigh‐kゲート誘電体とを利用した、CMOSトランジスタの従来の製造プロセスでは、一般的に、NMOSゲートに適切な仕事関数と、high‐k誘電体を含むゲート誘電体層を有する第1金属層は、半導体のダイ基板のNMOS及びPMOS領域全体に堆積される。NMOSとPMOSゲートのゲート電極が求める仕事関数は異なるので、第1金属層はPMOSゲート電極の形成に適さないであろう。また、一般的に、現行のhigh‐k誘電体の堆積プロセスでは、PMOS領域のhigh‐k誘電体層に形成するために、高濃度の負電荷が生じ、これにより、ゲートのしきい値電圧に望ましくない変動をもたらし、また、キャリア移動度を低下させる。従って、従来のプロセスでは、NMOSとPMOSゲート電極をそれぞれ形成するために、NMOSとPMOS領域に別の金属層を提供する必要がある。
従って、従来の製造プロセスでは、基板のPMOS領域に位置する第1金属層の一部が取り除かれ、PMOSゲートのための仕事関数を有する第2金属層がPMOS領域のゲート誘電体層全体に堆積される。従って、上述したデュアルメタルのCMOSゲートを製造する従来のプロセスは、第1金属層を基板のNMOSとPMOS領域上に堆積し、PMOS領域にある第1金属層部を取り除き、その後にPMOS領域にある第2金属層を堆積する必要があることから、困難である。
従って、当技術において、high‐kゲート誘電体を有するデュアルメタルのCMOSゲートを形成するために、異なる仕事関数を有する2つの金属を統合するための実効的な方法が求められている。
本発明はhigh‐kゲート誘電体と関連する構造を有するCMOSゲートを形成するために、異なる仕事関数を有する金属を統合するための方法である。本発明は、high‐kゲート誘電体を有するデュアルメタルのCMOSゲートを形成するために異なる仕事関数を有する2つの金属を統合するための実効的な方法のために、従来技術の必要性に取り組み解決するものである。
1つの一般的な実施形態においては、デュアルメタルのNMOSとPMOSゲートを形成するために、基板上に第1金属層と第2金属層とを統合する方法は、基板のNMOS領域とPMOS領域に誘電体層を堆積させるステップを含む、誘電体層は、例えば、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、ジルコニウムシリケート、もしくは酸化ハフニウム、である。更に、方法において、誘電体層に第1金属層を堆積する。この第1金属層は、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、もしくはタンタルであってよい。更に、方法において、第1金属層に第2金属層を堆積する。この第2金属層は、例えば、白金、タングステン、ニッケル、もしくはルテニウムであってよい。更に、方法において、基板のNMOS領域に窒素を注入する。
この一般的な実施形態によれば、本方法において、更に、第1金属層の第1部分を金属酸化物層に変え、第1金属層の第2部分を金属窒化物層に変える。第1金属層の第1部分を金属酸化物層に変え、第1金属層の第2部分を金属窒化物層に変えるために、高温アニールを利用する。更に、本方法において、基板のPMOS領域にP型ドーパントを注入する。更に、本方法において、NMOSゲートとPMOSゲートを形成する。NMOSゲートは金属窒化物層のセグメントを含み、PMOSゲートは金属酸化物層のセグメントを含む。PMOSゲートのゲート電極は第2金属層のセグメントであってよく、NMOSゲートのゲート電極は金属窒化物層のセグメントであってもよい。一実施形態では、本発明は上述の方法を利用して製造されたCMOSデバイスである。本発明のその他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付の図面を読めば、当業者には容易に明らかになるであろう。
発明の詳細な説明
本発明はhigh‐kゲート誘電体及び関連する構造を有するCMOSゲートを形成するために、異なる仕事関数を有する金属を一体化するための方法を目的としている。以下の説明には、本発明の実装品に関する具体的な情報を含む。当業者であれば、本願で具体的に説明している方法とは別の方法で本発明を実行することができることが分かるであろう。更に、本発明を不明瞭にしないために、本発明の具体的な詳細を説明していないものもある。
本願の図面とそれらに付随する詳細な説明は本発明の例示的な実施形態だけに向けられているものである。簡潔さを保つために、本願において本発明のその他の実施形態を具体的に説明しておらず、また、それらを本願の図面で具体的に例示していない。
本発明においては、high‐kゲート誘電体を有すデュアルメタルのNMOSとPMOSゲートを形成するために、半導体ダイの基板上に異なる金属層を実効的に一体化するためのプロセスを含む。以下に詳細を説明しているように、デュアルメタルのNMOS及びPMOSゲートを実現するために、対応する金属層部分の組成と特性とを変化させるように、第1の選択的窒素注入と高温アニールを利用し、また、PMOSゲート誘電体スタックの電荷を平衡にするように、第2の選択的電荷平衡注入(selective charge-balancing implant)を利用する、革新的なプロセスが本発明によって達成される。
図1は本発明の一実施形態による一般的な方法を例示したフローチャートである。当業者にとっては明らかな特定の詳細及び特徴はフローチャート100から外している。例えば、あるステップは1つ以上のサブステップからなり、また、従来技術では周知の具体的な装置もしくは材料を含み得る。フローチャート100に示すステップ150から158は本発明の一実施形態を説明するには十分であり、本発明のその他の実施形態はフローチャート100に示されているステップとは別のステップを利用し得る。フローチャート100に示すプロセスステップは、ステップ150よりも前に、NMOS領域およびPMOS領域を有す基板を含むウェハ上で実行される点に注意されたい。
更に、図2A、2B、2C、2D、および2Eの各構造250、252、254、256および258はそれぞれ、上述した基板を含む半導体ダイなどの基板上でフローチャート100の各ステップ150、152、154、156および158をそれぞれ実行した結果を例示している。例えば、構造250は処理ステップ150を実行した後の上述の構造を示しており、構造252は処理ステップ152を実行した後の構造250を、また、構造254は処理ステップ154を実行した後の構造252などを示している。
図1のステップ150と図2Aの構造250を参照すると、フローチャート100のステップ150において、基板202のNMOS領域210とPMOS領域212上に誘電体層204、金属層206、および金属層208を順次堆積する。基板202はPMOS領域212にN型のドープシリコンを、また、NMOS領域210にP型のドープシリコンを含んでもよい。誘電体層204は酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム、もしくは酸化ハフニウムなどの高誘電率(“high−k誘電体”)の誘電体を含むことができ、また化学気相堆積(“CVD”:chemical vapor deposition)プロセスもしくはその他の適切なプロセスを利用して基板202上に堆積することができる。一例として、誘電体層204は厚みが30.0Å以下であってよい。
金属層206はハフニウム、ジルコニウム、もしくはタンタルを含んでよく、また、CVDプロセスもしくは物理気相堆積(“PVD”:physical vapor deposition)プロセス、もしくはその他の適切なプロセスを用いて誘電体層204に堆積することができる。金属層206の仕事関数は約4.1電子ボルトであり、これはNMOSトランジスタゲートに望ましい仕事関数である。一例として、金属層206の厚みは、約30.0Åから約100.0Åの間であってよい。金属層208はプラチナ、タングステン、コバルト、ニッケル、もしくはルテニウムを含むことができ、また、CVDプロセスもしくはPVDプロセス、もしくはその他の適切なプロセスを用いて誘電体層206に堆積することができる。金属層208の仕事関数は約5.1電子ボルトであり、これはPMOSトランジスタゲートに望ましい仕事関数である。一例として、金属層208の厚みは、100.0Å以上であってよい。一実施形態では、多結晶シリコン(“ポリ”)層(どの図面にも図示していない)を金属層208に堆積することができる。そのような実施形態では、ポリからなる層はNMOS領域210でN型ドープされ、また、PMOS領域212でP型ドープされる。一実施形態では、シリサイド層(どの図面にも図示していない)を金属層208上に形成することができる。図2Aを参照すると、フローチャート100のステップ150の結果を構造250として例示している。
続いて、図1のステップ152と図2Bの構造252を参照すると、フローチャート100のステップ152において、基板202のPMOS領域212上にマスク214が形成される。マスク214はフォトレジスト、もしくは当該技術分野で周知のその他の適切な材料を含みうる。マスク214はPMOS領域212上にだけ形成され、NMOS領域210にはマスクは形成されない。次に、NMOS領域210上で選択的窒素注入216が行われる。本実施形態では、窒素が金属層208を通過して金属層206へ選択的に注入されるように、窒素注入216が調整される。窒素注入216を行った結果、金属層206に注入された窒素濃度は、金属層208に注入された窒素濃度よりも高くなる。図2Bを参照すると、フローチャート100のステップ152の結果を構造252として例示している。
続いて図1のステップ154と図2Cの構造254を参照すると、フローチャート100のステップ154において、マスク214がPMOS領域212から取り除かれ、NMOS領域210とPMOS領域212に、金属窒化物層218と金属酸化物層220をそれぞれ形成するために高温アニールが行われる。プラズマエッチ、もしくは当該技術分野で周知のその他のエッチングなどを利用してマスク214を取り除いてよい。高温アニールを実行した結果、NMOS領域210に位置する金属層206の一部が金属窒化物に変わり、金属窒化物層218が形成される(本願においては、“窒化物に変化した”とも称される)。また、PMOS領域212に位置する金属層206の一部が金属酸化物に変わり、金属酸化物層220が形成される(本願においては、“酸化物に変化した”とも称される)。金属窒化物層218はNMOSトランジスタゲートに適切な仕事関数を与える。後続するプロセスステップでPMOSゲート誘電体スタックを形成するために、金属酸化物220の一部を利用する。
高温アニール中にPMOS領域212の金属層206の一部が金属酸化物に変化すると、金属層206の一部は実効的に誘電体へと変化する。従って、高温アニールによって、金属層を誘電体である金属酸化物に変えることにより、PMOS領域212に位置する金属層206の一部の構成物と特質を変えることができる。その結果、後続する処理ステップでPMOSゲートがPMOS領域212に形成されると、金属層208はPMOSゲートでPMOSゲート電極になる。図2Cを参照すると、フローチャート100のステップ154の結果を構造254に例示している。
続いて、図1のステップ156と図2Dの構造256を参照すると、フローチャート100のステップ156において、マスク222が基板202のNMOS領域210に形成される。マスク214と同様に、マスク222もフォトレジスト、もしくは当該技術分野で周知の適切な材料を含みうる。マスク222はNMOS領域210にだけ形成され、PMOS領域212には形成されない。次に、PMOS領域212で選択的な電荷平衡注入224が行われる。選択的電荷平衡注入224では、アルゴンなどのP型ドーパント、もしくはその他の適切なドーパントがPMOS領域212の金属酸化物層220に注入される。本発明では、適切な正電荷を金属酸化物層220に導入し、PMOS領域212に位置する金属酸化物層220と一部の誘電体層204を中和するために選択的な電荷平衡注入224を利用して、平衡化した電荷を実現する。その結果、本発明は、金属酸化物層220と誘電体層204を含むPMOSゲート誘電体スタックの負電荷がもたらす、続いて形成されたPMOSゲートにおける望ましくないしきい値電圧の変動と望ましくないキャリア移動度の低下を防ぐのに便利である。図2Dを参照すると、フローチャート100のステップ156の結果を構造256に例示している。
続いて、図1のステップ158と図2Eの構造258を参照すると、フローチャート100のステップ158において、基板202のNMOS領域210からマスク222が取り除かれる。本願において、構造258は“CMOS構造”とも称される。マスク222は上述のマスク214と同じやり方で取り除かれてよい。次に、NMOSゲート226とPMOSゲート228はそれぞれNMOS領域210とPMOS領域212に形成される。NMOSゲート226は、NMOS領域210に位置する金属層208、金属窒化物層218、及び誘電体層204を当該技術において周知のやり方でパターニングし、エッチングすることによって形成することができる。同様に、PMOSゲート228は、PMOS領域212に位置する金属層208、金属窒化物層220、及び誘電体層204をパターニングし、エッチングすることによって形成することができる。
NMOSゲート226は金属層208のセグメント232と金属窒化物層218のセグメント234を含むゲート電極スタック230と、誘電体層204のセグメント236を含むゲート誘電体を含む。NMOSゲート226のゲート電極スタック230の仕事関数は、金属窒化物層218の部位234により決定される。その他の実施形態では、ゲート電極スタック230は、金属層208のセグメント232上に位置するシリサイド層もしくはポリ層のどちらかを含むことができる。PMOSゲート228は金属層208のセグメント238を含むゲート電極238と、金属酸化物層220のセグメント242と誘電体層204のセグメント244を含むゲート誘電体スタック240と、を含む。PMOSゲート228のゲート電極238の仕事関数は、金属層208により決定される。その他の実施形態では、PMOSゲート228は金属層208のセグメント238上に位置するシリサイド層又はポリ層のどちらかを含むゲート電極スタックを含むことができる。簡潔さを期すために、図2Eに示しているのはNMOSゲート226とPMOSゲート228だけであるが、NMOS領域210とPMOS領域212にはそれぞれ多数のNMOSゲートとPMOSゲートを含むことができる点に注意されたい。図2Eを参照すると、フローチャート100のステップ158の結果を構造258として例示している。
上述のように、選択的な窒素注入と電荷平衡注入を利用することで、本発明は適切な仕事関数とhigh‐kゲート誘電体を有すデュアルメタルのNMOSとPMOSゲートを実現するのに便利である。上述のように、基板のNMOS領域で選択的な窒素注入を行った後、金属層206の一部を金属窒化物層に有利に変えるために高温アニールが利用される。この高温アニールは、NMOSゲート電極スタックを形成するために金属層208のセグメントと共に利用することができる。金属層206の一部を金属酸化物へ変えるためにも、上述のように、高温アニールが利用される。この高温アニールは、PMOSゲート誘電体スタックを形成するために、誘電体層204のセグメントと共に利用される。本発明はまた、PMOSゲート誘電体スタック、つまりゲート誘電体スタック240の、過度の負電荷を中和するために、選択的電荷平衡注入も利用する。これは、PMOSゲートスタックの望ましくないしきい値電圧変動とキャリア移動度の低下を防ぐのに便利である。
更に、同じ金属層、つまり、基板のNMOS領域とPMOS領域の金属層206及び208を利用することによって、本発明はデュアルメタルCMOS、つまりNMOSとPMOSゲートを実現するために、異なる金属層、つまり金属層206と208、を実効的に統合するのに便利である。一方で、従来のデュアルメタルCMOSゲート製造プロセスでは、デュアルメタルCMOSゲートは、NMOSとPMOS領域でゲート金属を別々に堆積する必要のあるプロセスで製造されており、このプロセスを実効的に行うのは困難である。
本発明の上述した一般的な実施形態から、本発明の概念を、その範囲から外れることなく実装するために、様々な技術を用いることができることは明白である。更に、本発明を特定の実施形態を参照して説明してきたが、当業者であれば本発明の精神と範囲から反れることなく、形式や詳細の変更を行うことが可能であることは認識されよう。説明した例示的な実施形態はあらゆる点で例示的なものとして考えられるものであって、制限的なものでなはい。本発明は本明細書で説明した特定の例示的な実施形態に限定するものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく、多数の再編成、修正、代用品が可能であることを理解されたい。
従って、high‐kゲート誘電体と関連する構造を有した、CMOSゲートを形成するために、異なる仕事関数を有す金属を一体化させる方法が説明されている。
本発明の一実施形態による一般的な方法ステップに対応するフローチャート。 図1のフローチャートの特定のステップに対応する本発明の実施形態により処理されたウェハの一部を例示した断面図。 図1のフローチャートの特定のステップに対応する本発明の実施形態により処理されたウェハの一部を例示した断面図。 図1のフローチャートの特定のステップに対応する本発明の実施形態により処理されたウェハの一部を例示した断面図。 図1のフローチャートの特定のステップに対応する本発明の実施形態により処理されたウェハの一部を例示した断面図。 図1のフローチャートの特定のステップに対応する本発明の実施形態により処理されたウェハの一部を例示した断面図。

Claims (10)

  1. 基板(202)のNMOS領域(210)とPMOS領域(212)上に誘電体層(204)を堆積する(150)ステップと、
    前記誘電体層(204)上に第1金属層(206)を堆積する(150)ステップと、
    前記基板(202)の前記NMOS領域(210)に窒素を注入する(152)ステップと、
    前記第1金属層(206)の第1部を金属酸化物層(220)に変え、かつ、前記第1金属層(206)の第2部を金属窒化物層(218)に変える(154)ステップと、
    NMOSゲート(226)とPMOSゲート(228)を形成するステップとを含み、前記NMOSゲート(226)は前記金属窒化物層(218)のセグメント(234)を含み、前記PMOSゲート(228)は前記金属酸化物層(220)のセグメント(242)を含む、方法。
  2. 前記第1金属層(206)を前記金属酸化物層(220)に変えるステップ(154)において、高温アニールを利用する、請求項1に記載の方法。
  3. 誘電体層(204)を基板(202)のNMOS領域(210)とPMOS領域(212)上に堆積する(150)ステップと、前記誘電体層(204)上に第1金属層(206)を堆積するステップ(150)と、を含む方法であって、前記方法は、
    前記基板(202)の前記NMOS領域(210)に窒素を注入し(152)、前記第1金属層(206)の第1部分を金属酸化物層(220)に変え、かつ、前記第1金属層(206)の第2部分を金属窒化物層(218)に変え、NMOSゲート(226)とPMOSゲート(228)を形成することを特徴とし、前記NMOSゲート(226)は前記金属窒化物層(218)のセグメント(234)を含み、前記PMOSゲート(228)は前記金属酸化物層(220)のセグメント(242)を含む、方法。
  4. 前記第1金属層の第1部分を前記金属酸化物層(220)に変えるステップ(154)において、高温アニールを利用する、請求項3に記載の方法。
  5. 前記第1金属層(206)の前記第1部分を変える前記ステップ(154)の後で、かつ、前記NMOSゲート(226)と前記PMOSゲート(228)を形成する(156)ステップの前に、前記基板(202)の前記PMOS領域(212)にP型ドーパントを注入する(156)ステップを更に含む、請求項3に記載の方法。
  6. 前記第1金属層(206)を堆積する(150)ステップの後で、かつ、前記NMOS領域(210)に前記窒素を注入する(152)前記ステップの前に、前記第1金属層(206)上に第2金属層(208)を堆積する(150)ステップを更に含む、請求項3に記載の方法。
  7. 前記NMOS領域(210)に前記窒素を注入する(152)前記ステップは、前記第1金属層(206)の前記第1部分に前記窒素を注入せずに、前記第1金属層(206)の前記第2部分に前記窒素を注入するステップを含む、請求項3に記載の方法。
  8. 前記PMOSゲート(228)のゲート電極は、前記第2金属層(208)のセグメントを含み、前記NMOSゲート(226)のゲート電極は前記金属窒化物層(218)の前記セグメント(234)を含む、請求項6に記載の方法。
  9. 前記第1金属層(206)は、ハフニウム、ジルコニウム、タンタルからなる群より選択される、請求項3に記載の方法。
  10. CMOSデバイスであって、
    NMOS領域(210)とPMOS領域(212)とを含む基板(202)と、
    金属窒化物層(218)のセグメント(234)を含む、前記NMOS領域(210)の前記基板(202)上に位置するNMOSゲート電極スタック(230)と、
    金属酸化物層(220)のセグメント(242)を含む、前記PMOS領域(212)の前記基板(202)上に位置するPMOSゲート誘電体スタック(240)とを含み、
    前記金属窒化物層(218)の前記セグメント(234)は第1金属層(206)の第1部分から形成され、前記金属酸化物層(220)の前記セグメント(242)は前記第1金属層(206)の第2部分から形成される、CMOSデバイス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261190A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9269633B2 (en) 2000-12-18 2016-02-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for forming gate electrode with depletion suppression and tunable workfunction
US20040113211A1 (en) 2001-10-02 2004-06-17 Steven Hung Gate electrode with depletion suppression and tunable workfunction
WO2004070833A1 (en) * 2003-02-03 2004-08-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of manufacturing a semiconductor device with mos transistors comprising gate electrodes formed in a packet of metal layers deposited upon one another
US7183221B2 (en) * 2003-11-06 2007-02-27 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating a semiconductor having dual gate electrodes using a composition-altered metal layer
TWI258811B (en) * 2003-11-12 2006-07-21 Samsung Electronics Co Ltd Semiconductor devices having different gate dielectrics and methods for manufacturing the same
US20070023842A1 (en) * 2003-11-12 2007-02-01 Hyung-Suk Jung Semiconductor devices having different gate dielectric layers and methods of manufacturing the same
KR100618815B1 (ko) * 2003-11-12 2006-08-31 삼성전자주식회사 이종의 게이트 절연막을 가지는 반도체 소자 및 그 제조방법
US7018883B2 (en) * 2004-05-05 2006-03-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Dual work function gate electrodes
US7045428B2 (en) * 2004-05-26 2006-05-16 Intel Corporation Method for making a semiconductor device with a high-k gate dielectric and a conductor that facilitates current flow across a P/N junction
JP2006013092A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Rohm Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
US7416933B2 (en) * 2004-08-06 2008-08-26 Micron Technology, Inc. Methods of enabling polysilicon gate electrodes for high-k gate dielectrics
US7588988B2 (en) 2004-08-31 2009-09-15 Micron Technology, Inc. Method of forming apparatus having oxide films formed using atomic layer deposition
US7902058B2 (en) * 2004-09-29 2011-03-08 Intel Corporation Inducing strain in the channels of metal gate transistors
JP2006120718A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
US7611943B2 (en) * 2004-10-20 2009-11-03 Texas Instruments Incorporated Transistors, integrated circuits, systems, and processes of manufacture with improved work function modulation
US7470577B2 (en) * 2005-08-15 2008-12-30 Texas Instruments Incorporated Dual work function CMOS devices utilizing carbide based electrodes
US20070037333A1 (en) * 2005-08-15 2007-02-15 Texas Instruments Incorporated Work function separation for fully silicided gates
US7544596B2 (en) * 2005-08-30 2009-06-09 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition of GdScO3 films as gate dielectrics
US20070108529A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Strained gate electrodes in semiconductor devices
US7592251B2 (en) 2005-12-08 2009-09-22 Micron Technology, Inc. Hafnium tantalum titanium oxide films
US7972974B2 (en) * 2006-01-10 2011-07-05 Micron Technology, Inc. Gallium lanthanide oxide films
US20070228480A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. CMOS device having PMOS and NMOS transistors with different gate structures
US7759747B2 (en) 2006-08-31 2010-07-20 Micron Technology, Inc. Tantalum aluminum oxynitride high-κ dielectric
US7666730B2 (en) * 2007-06-29 2010-02-23 Freescale Semiconductor, Inc. Method for forming a dual metal gate structure
DE102007035838B4 (de) 2007-07-31 2014-12-18 Advanced Micro Devices, Inc. Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur mit einer Implantation von Stickstoffionen
US7790541B2 (en) * 2007-12-04 2010-09-07 International Business Machines Corporation Method and structure for forming multiple self-aligned gate stacks for logic devices
US7804141B2 (en) * 2008-02-19 2010-09-28 United Microelectronics Corp. Semiconductor element structure and method for making the same
JP5349903B2 (ja) * 2008-02-28 2013-11-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
US7498271B1 (en) 2008-06-24 2009-03-03 International Business Machines Corporation Nitrogen based plasma process for metal gate MOS device
US8105931B2 (en) * 2008-08-27 2012-01-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of fabricating dual high-k metal gates for MOS devices
US8207582B2 (en) 2009-01-05 2012-06-26 Micron Technology, Inc. Semiconductor devices including dual gate structures
US8288222B2 (en) 2009-10-20 2012-10-16 International Business Machines Corporation Application of cluster beam implantation for fabricating threshold voltage adjusted FETs
US8440520B2 (en) * 2011-08-23 2013-05-14 Tokyo Electron Limited Diffused cap layers for modifying high-k gate dielectrics and interface layers
CN103094114B (zh) * 2011-10-31 2016-04-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 晶体管的制造方法
US9177870B2 (en) * 2011-12-16 2015-11-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Enhanced gate replacement process for high-K metal gate technology
US8633118B2 (en) 2012-02-01 2014-01-21 Tokyo Electron Limited Method of forming thin metal and semi-metal layers by thermal remote oxygen scavenging
US8865538B2 (en) 2012-03-30 2014-10-21 Tokyo Electron Limited Method of integrating buried threshold voltage adjustment layers for CMOS processing
US8865581B2 (en) 2012-10-19 2014-10-21 Tokyo Electron Limited Hybrid gate last integration scheme for multi-layer high-k gate stacks
US10229853B2 (en) 2013-09-27 2019-03-12 Intel Corporation Non-planar I/O and logic semiconductor devices having different workfunction on common substrate
US9401311B2 (en) 2014-05-02 2016-07-26 International Business Machines Corporation Self aligned structure and method for high-K metal gate work function tuning
CN111415934B (zh) * 2020-03-31 2023-06-09 上海华力集成电路制造有限公司 Pmos和nmos的集成结构及其制造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031296A (ja) * 1998-06-30 2000-01-28 Motorola Inc Cmos半導体素子およびその形成方法
JP2000252371A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Texas Instr Inc <Ti> トランジスタ作製方法
JP2000315789A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2001203276A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2001217323A (ja) * 1999-12-16 2001-08-10 Texas Instr Inc <Ti> Cmosデバイス二重金属ゲート構造作製方法
JP2004207481A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2004289061A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2005072316A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2006518106A (ja) * 2003-02-03 2006-08-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 互いに重ねて堆積させた金属層の積層体中に形成されたゲート電極を含むmosトランジスタを備える半導体デバイスの製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6166417A (en) * 1998-06-30 2000-12-26 Intel Corporation Complementary metal gates and a process for implementation
US20020008257A1 (en) * 1998-09-30 2002-01-24 John P. Barnak Mosfet gate electrodes having performance tuned work functions and methods of making same
US6458695B1 (en) * 2001-10-18 2002-10-01 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Methods to form dual metal gates by incorporating metals and their conductive oxides
US6645818B1 (en) * 2002-11-13 2003-11-11 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method to fabricate dual-metal gate for N- and P-FETs
US20060027961A1 (en) * 2004-08-09 2006-02-09 Mcallister Robert F Gasoline game card: a game of chance

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031296A (ja) * 1998-06-30 2000-01-28 Motorola Inc Cmos半導体素子およびその形成方法
JP2000252371A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Texas Instr Inc <Ti> トランジスタ作製方法
JP2000315789A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2001217323A (ja) * 1999-12-16 2001-08-10 Texas Instr Inc <Ti> Cmosデバイス二重金属ゲート構造作製方法
JP2001203276A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2004207481A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2006518106A (ja) * 2003-02-03 2006-08-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 互いに重ねて堆積させた金属層の積層体中に形成されたゲート電極を含むmosトランジスタを備える半導体デバイスの製造方法
JP2004289061A (ja) * 2003-03-25 2004-10-14 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2005072316A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261190A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP4589765B2 (ja) * 2005-03-15 2010-12-01 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置及びその製造方法

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