JP2009049307A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置301は、半導体基板301上に形成された第1の絶縁膜302a及び第1の電極303を有する第1のMOS型キャパシタ310と、半導体基板301上に形成された第2の絶縁膜302b及び第2の電極304を有する第2のMOS型キャパシタ311とを備えている。第2の電極304の上部における不純物濃度から第2の絶縁膜302bとの界面領域における不純物濃度を差し引いた第2の濃度差は、第1の電極303の上部における不純物濃度から、第1の絶縁膜302aとの界面領域における不純物濃度を差し引いた第1の濃度差よりも大きい。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図1(a)は、本実施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。
以下、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図4(a)は、本実施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。なお、本実施形態に係る半導体装置は、上述の第1の実施形態に係る半導体装置の構成と一部の構成のみが異なっているため、同様な部分については簡単に説明する。
以下、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図6(a)は、本実施形態の半導体装置の構成を示す断面図である。図6(a)に示すように、本実施形態の半導体装置の構成は、上述の第2の実施形態の半導体装置の構成(図4(a)参照)と同様である。従って、ここでは省略して説明する。
以上でゲルマニウムなどの不純物908をイオン注入する。これにより、第1の電極形成膜803aの表面にゲルマニウムが高濃度で分布する。なお、イオン注入する不純物908は、ゲルマニウムに限定されるものではなく、インジウム又はアンチモンであってもゲルマニウムを用いる場合と同様の効果が得られる。
302 絶縁膜
302a 第1の絶縁膜
302b 第2の絶縁膜
303 第1の電極
303a 第1の電極形成膜
304 第2の電極
304a 第2の電極形成膜
305a、305b サイドウォール
306a、306b 不純物領域
307a、307b 高濃度不純物領域
308 第1の電極303における不純物の濃度分布
309 第2の電極304における不純物の濃度分布
310 第1のMOS型キャパシタ
311 第2のMOS型キャパシタ
401 半導体基板
402 絶縁膜
402a 第1の絶縁膜
402b 第2の絶縁膜
403 第1の電極
403a 第1の電極形成膜
404 第2の電極
404a 第2の電極形成膜
405a、405b サイドウォール
406a、406b 不純物領域
407a、407b 高濃度不純物領域
409 第1の電極403における不純物の濃度分布
410 第2の電極404における不純物の濃度分布
420 第1のMOS型キャパシタ
421 第2のMOS型キャパシタ
502 第1の領域
503 第2の領域
505 電極形成膜
507 レジストパターン
508 窒素
508、509、511 不純物
609 窒素
702 第1の領域
703 第2の領域
705 電極形成膜
707 レジストパターン
709、711 不純物
801 半導体基板
803 第1の電極
803a 第1の電極形成膜
804 第2の電極
804a 第2の電極形成膜
809 第1の電極803における不純物の濃度分布
810 第2の電極804における不純物の濃度分布
820 第1のMOS型キャパシタ
821 第2のMOS型キャパシタ
902 第1の領域
903 第2の領域
908 不純物
916 レジストパターン
Claims (15)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成され、上部における不純物濃度から、前記第1の絶縁膜との界面領域における不純物濃度を差し引いた値が第1の濃度差であり、シリコンを含む第1の電極とを有する第1のMOS型キャパシタと、
前記半導体基板上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に形成され、上部における不純物濃度から、前記第2の絶縁膜との界面領域における不純物濃度を差し引いた値が前記第1の濃度差よりも大きい第2の濃度差であり、シリコンを含む第2の電極とを有する第2のMOS型キャパシタとを備えている半導体装置。 - 前記第1の電極の膜厚は、前記第2の電極の膜厚よりも小さい請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第2の電極において、上面と上面から前記第1の電極の膜厚分だけ下方に離れた部分の間の不純物の濃度分布は、前記第1の電極の濃度分布と同じである請求項2に記載の半導体装置。
- 前記第1の電極及び前記第2の電極は、金属を含む請求項1〜3のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜は、金属酸化物からなる請求項1〜4のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第1の絶縁膜と第2の絶縁膜は、互いに同じ膜厚である請求項1〜5のうちいずれか1つに記載の半導体装置。
- 半導体基板と、第1の絶縁膜及び第1の電極を有する第1のMOS型キャパシタと、第2の絶縁膜及び第2の電極を有する第2のMOS型キャパシタとを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を形成した後、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜の上に、シリコンを含む第1の電極形成膜及び第2の電極形成膜をそれぞれ形成する工程(a)と、
前記第1の電極形成膜を覆うレジストを形成した後、前記第2の電極形成膜に不純物を注入する工程(b)と、
前記レジストを除去した後、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜に導電性の不純物を注入する工程(c)と、
前記工程(c)の後、前記半導体基板を熱処理することで、上部における不純物濃度から、前記第1の絶縁膜との界面領域における不純物濃度を差し引いた値が第1の濃度差である前記第1のゲート電極を形成するとともに、上部における不純物濃度から、前記第2の絶縁膜との界面領域における不純物濃度を差し引いた値が前記第1の濃度差よりも大きい第2の濃度差である前記第2の電極を形成する工程(d)とを備えている半導体装置の製造方法。 - 前記工程(b)では、前記不純物は酸素、窒素、又はフッ素のうちいずれか1つを含む請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記工程(c)は、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜に第1の不純物濃度で前記導電性の不純物を注入するとともに、前記半導体基板内にも前記導電性の不純物を注入することで第1の不純物領域を形成する工程(c1)と、
前記工程(e)の後、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜に、前記第1の不純物濃度よりも大きい第2の不純物濃度でさらに前記導電性の不純物を注入するとともに、前記半導体基板内にも前記導電性の不純物を注入することで第2の不純物領域を形成する工程(c2)とを含む請求項7又は8に記載の半導体装置の製造方法。 - 半導体基板と、第1の絶縁膜及び第1の電極を有する第1のMOS型キャパシタと、第2の絶縁膜及び第2の電極を有する第2のMOS型キャパシタとを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜を形成した後、前記第1の絶縁膜及び前記第2の絶縁膜の上に、シリコンを含む第1の電極形成膜及び第2の電極形成膜をそれぞれ形成する工程(a)と、
前記第1の電極形成膜の上部を除去することで、前記第1の電極形成膜の膜厚を前記第2の電極形成膜の膜厚よりも小さくする工程(b)と、
前記工程(b)の後、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜に導電性の不純物を注入する工程(c)と、
前記工程(c)の後、前記半導体基板を熱処理することで、上部における不純物濃度から、前記第1の絶縁膜との界面領域における不純物濃度を差し引いた値が第1の濃度差である前記第1の電極を形成するとともに、上部における不純物濃度から、前記第2の絶縁膜との界面領域における不純物濃度を差し引いた値が前記第1の濃度差よりも大きい第2の濃度差である前記第2の電極を形成する工程(d)とを備えている半導体装置の製造方法。 - 前記工程(a)の後、且つ、前記工程(b)の前に、前記第2の電極形成膜を覆うレジストを形成した後、前記第1の電極形成膜に不純物を注入する工程(e)と、
前記工程(e)の後、且つ、前記工程(b)の前に、前記レジストを除去した後、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜に導電性の不純物を注入する工程(f)とをさらに備え、
前記工程(b)では、前記半導体基板上に絶縁膜を形成した後、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜の側面に設けられた部分を残して前記絶縁膜を選択的に除去することで、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜の側面にサイドウォールを形成するとともに、前記第1の電極形成膜の上部を前記絶縁膜と一緒に除去する請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(e)で注入する前記不純物は、ゲルマニウム、インジウム、又はアンチモンのうちいずれか1つである請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記工程(f)では、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜に第1の不純物濃度で前記導電性の不純物を注入するとともに、前記半導体基板内にも前記導電性の不純物を注入することで第1の不純物領域を形成し、
前記工程(c)では、前記第1の電極形成膜及び前記第2の電極形成膜に前記第1の不純物濃度よりも大きい第2の不純物濃度で前記導電性の不純物を注入するとともに、前記半導体基板内にも前記導電性の不純物を注入することで第2の不純物領域を形成する請求項11又は12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記工程(e)は、前記レジストを形成する前に、前記第1の絶縁膜及び前記第1の電極形成膜、並びに、前記第2の絶縁膜及び前記第2の電極形成膜をパターニングする工程を含む請求項11〜13のうちいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記工程(e)は、前記第1の電極形成膜に不純物を注入した後、前記第1の絶縁膜及び前記第1の電極形成膜、並びに、前記第2の絶縁膜及び前記第2の電極形成膜をパターニングする工程を含む請求項11〜13のうちいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
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