JP2009135419A5 - - Google Patents

Claims (25)

1. 半導体基板上に形成されたｎチャネル型電界効果トランジスタ及びｐチャネル型電界効果トランジスタを有する半導体装置であって、
   前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの一方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する金属含有層と、前記金属含有層の上に形成された第１のシリコン含有層とを含み、
   前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの他方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する第２のシリコン含有層と、前記第２のシリコン含有層の上に形成された第３のシリコン含有層とを含み、
   前記第１のシリコン含有層と前記第３のシリコン含有層とは同一のシリコン含有材料膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記第２のシリコン含有層及び第３のシリコン含有層の全体がシリサイド層であることを特徴とする半導体装置。
3. 半導体基板上に形成されたｎチャネル型電界効果トランジスタ及びｐチャネル型電界効果トランジスタを有する半導体装置であって、
   前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの一方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する金属含有層と、前記金属含有層の上に形成された第１の導電性酸化物層と、前記第１の導電性酸化物層の上に形成された第１のシリコン含有層とを含み、
   前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの他方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する第２のシリコン含有層と、前記第２のシリコン含有層の上に形成された第２の導電性酸化物層と、前記第２の導電性酸化物層の上に形成された第３のシリコン含有層とを含み、
   前記第１のシリコン含有層と前記第３のシリコン含有層とは同一のシリコン含有材料膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項３に記載の半導体装置において、
   前記第１の導電性酸化物層及び前記第２の導電性酸化物層は、Ｉｒ及びＲｕのうちの少なくとも１つを含む酸化物からなることを特徴とする半導体装置。
5. 半導体基板上に形成されたｎチャネル型電界効果トランジスタ及びｐチャネル型電界効果トランジスタを有する半導体装置であって、
   前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの一方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する金属含有層と、前記金属含有層の上に形成された第１のシリコン含有層とを含み、
   前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの他方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する第２のシリコン含有層と、前記第２のシリコン含有層の上に形成された導電性酸化物層と、前記導電性酸化物層の上に形成された他の金属含有層と、前記他の金属含有層の上に形成された第３のシリコン含有層とを含み、
   前記金属含有層と前記他の金属含有層とは同一の金属含有膜から形成されており、
   前記第１のシリコン含有層と前記第３のシリコン含有層とは同一のシリコン含有材料膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項５に記載の半導体装置において、
   前記金属含有層と前記第１のシリコン含有層との積層構造の側面には第１のオフセットスペーサが形成されており、
   前記第２のシリコン含有層と前記導電性酸化物層との積層構造の側面には第２のオフセットスペーサが形成されており、
   前記第１のオフセットスペーサは第１のオフセット膜及びその外側に形成された第２のオフセット膜の積層膜からなり、
   前記第２のオフセットスペーサは前記第２のオフセット膜の単層膜からなることを特徴とする半導体装置。
7. 請求項６に記載の半導体装置において、
   前記第２のオフセットスペーサは、前記他の金属含有層と前記第３のシリコン含有層との積層構造の側面においては前記第１のオフセット膜及び前記第２のオフセット膜の積層膜からなることを特徴とする半導体装置。
8. 請求項７に記載の半導体装置において、
   前記第２のシリコン含有層と前記導電性酸化物層との積層構造の幅は、前記他の金属含有層と前記第３のシリコン含有層との積層構造の幅よりも大きく、
   前記第２のシリコン含有層と前記導電性酸化物層との積層構造の側面における前記第２のオフセットスペーサの幅は、前記他の金属含有層と前記第３のシリコン含有層との積層構造の側面における前記第２のオフセットスペーサの幅よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
9. 請求項１、３〜８のいずれか１項に記載の半導体装置において、
   前記第１のシリコン含有層及び前記第３のシリコン含有層のそれぞれの少なくとも上部は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｗ及びＰｔのうちの少なくとも１つを含むシリサイド層であることを特徴とする半導体装置。
10. 請求項１、３〜９のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記第２のシリコン含有層は、ポリシリコン、アモルファスシリコン又はシリコンゲルマニウムに、Ｐ（燐）、Ａｓ（砒素）、Ｂ（ホウ素）、Ｉｎ（インジウム）、Ｎ（窒素）、Ｃ（炭素）及びＦ（フッ素）のうちから選ばれた少なくとも１つの不純物をドーピングした材料からなることを特徴とする半導体装置。
11. 半導体基板上に形成されたｎチャネル型電界効果トランジスタ及びｐチャネル型電界効果トランジスタを有する半導体装置であって、
    前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの一方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する金属含有層と、前記金属含有層の上に形成された導電性酸化物層と、前記導電性酸化物層の上に形成されたシリコン含有層とを含み、
    前記ｎチャネル型電界効果トランジスタ及び前記ｐチャネル型電界効果トランジスタのうちの他方のトランジスタのゲート電極は、ゲート絶縁膜と接する他のシリコン含有層を含み、
    前記シリコン含有層と前記他のシリコン含有層とは同一のシリコン含有材料膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
12. 請求項１１に記載の半導体装置において、
    前記他のシリコン含有層の全体がシリサイド層であることを特徴とする半導体装置。
13. 請求項１１に記載の半導体装置において、
    前記シリコン含有層及び前記他のシリコン含有層のそれぞれの少なくとも上部は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｗ及びＰｔのうちの少なくとも１つを含むシリサイド層であることを特徴とする半導体装置。
14. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記金属含有層と前記導電性酸化物層との積層構造の側面には第１のオフセットスペーサが形成されており、
    前記他のシリコン含有層の側面には第２のオフセットスペーサが形成されており、
    前記第２のオフセットスペーサは第１のオフセット膜及びその外側に形成された第２のオフセット膜の積層膜からなり、
    前記第１のオフセットスペーサは前記第２のオフセット膜の単層膜からなることを特徴とする半導体装置。
15. 請求項１４に記載の半導体装置において、
    前記第１のオフセットスペーサは、前記シリコン含有層の側面においては前記第１のオフセット膜及び前記第２のオフセット膜の積層膜からなることを特徴とする半導体装置。
16. 請求項１５に記載の半導体装置において、
    前記金属含有層と前記導電性酸化物層との積層構造の幅は、前記シリコン含有層の幅よりも大きく、
    前記金属含有層と前記導電性酸化物層との積層構造の側面における前記第１のオフセットスペーサの幅は、前記シリコン含有層の側面における前記第１のオフセットスペーサの幅よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
17. 請求項６〜８、１４〜１６のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記第１のオフセット膜及び前記第２のオフセット膜はそれぞれ、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン炭化膜、シリコン酸化窒化膜又はシリコン酸化炭化膜であることを特徴とする半導体装置。
18. 請求項５〜１７のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記導電性酸化物層は、Ｉｒ及びＲｕのうちの少なくとも１つを含む酸化物からなることを特徴とする半導体装置。
19. 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記金属含有層は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ及びＡｕからなる金属群から選ばれた少なくとも１つの金属よりなる金属膜、又は前記金属群から選ばれた少なくとも１つの金属の珪化物若しくは炭化物からなる膜であることを特徴とする半導体装置。
20. 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記金属含有層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＷからなる金属群から選ばれた少なくとも１つの金属よりなる金属膜、又は前記金属群から選ばれた少なくとも１つの金属の窒化物、珪化物若しくは炭化物からなる膜であることを特徴とする半導体装置。
21. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記ゲート絶縁膜は、ＳｉＯ₂ 膜、ＨｆＯ₂ 膜、ＨｆＡｌ_x Ｏ_y 膜、ＨｆＳｉ_x Ｏ_y 膜若しくはこれらの膜に窒素を添加した膜からなる絶縁膜群から選ばれた１つの絶縁膜からなる単層膜、又は前記絶縁膜群から選ばれた少なくとも１つの絶縁膜を含む積層絶縁膜であることを特徴とする半導体装置。
22. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置において、
    前記金属含有層の厚さ及び前記第２のシリコン含有層の厚さは、前記金属含有層における金属Ｍ１と当該金属Ｍ１と同一又は異なる元素Ｍ２との間の結合を切断するためのエネルギーである結合解離エネルギーＤ（Ｍ１−Ｍ２）と、前記第２のシリコン含有層におけるシリコン結合を切断するためのエネルギーである結合解離エネルギーＤ（Ｓｉ−Ｓｉ）とに基づいて決定されていることを特徴とする半導体装置。
23. 請求項２２に記載の半導体装置において、
    前記結合解離エネルギーＤ（Ｍ１−Ｍ２）が前記結合解離エネルギーＤ（Ｓｉ−Ｓｉ）よりも大きい場合には、前記第２のシリコン含有層の厚さが前記金属含有層の厚さよりも大きく設定されており、
    前記結合解離エネルギーＤ（Ｍ１−Ｍ２）が前記結合解離エネルギーＤ（Ｓｉ−Ｓｉ）よりも小さい場合には、前記第２のシリコン含有層の厚さが前記金属含有層の厚さよりも小さく設定されていることを特徴とする半導体装置。
24. 請求項２２に記載の半導体装置において、
    前記金属含有層はＴｉ又はＴａからなり、
    前記第２のシリコン含有層はポリシリコンからなり、
    前記第２のシリコン含有層の厚さは前記金属含有層の厚さよりも小さく設定されていることを特徴とする半導体装置。
25. 請求項２２に記載の半導体装置において、
    前記金属含有層はＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＯ、ＴａＮ、ＴａＣ又はＴａＯからなり、
    前記第２のシリコン含有層はポリシリコンからなり、
    前記第２のシリコン含有層の厚さは前記金属含有層の厚さよりも大きく設定されていることを特徴とする半導体装置。