JP2010028004A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板11上に第1絶縁膜41が形成され、第1絶縁膜41に溝部42が形成され、溝部42の第1絶縁膜41側の半導体基板11上にサイドウォールスペーサ31が形成され、溝部42内にゲート絶縁膜21を介してゲート電極22が形成され、ゲート電極22の両側の半導体基板11にエクステンション領域23,24を介してソース・ドレイン領域25,26が形成され、第1絶縁膜41上にゲート電極22上を被覆する第2絶縁膜43を有し、サイドウォールスペーサ31は水素の通過を阻止する絶縁膜からなり、ゲート電極22上に水素の通過を阻止する水素バリア膜33が形成され、水素バリア膜33はゲート電極22上の周囲でサイドウォールスペーサ31と接続されている。
【選択図】図1
Description
上記ゲート容量の増大のためには、ゲート絶縁膜の薄膜化が必須である。ゲート絶縁膜に酸化シリコン膜を用いる限りは、薄膜化と共に、ダイレクトトンネル電流が増加することが予想される。
このため、これまで用いられていた熱酸化膜である酸化シリコン膜とは異なる新たな絶縁膜、例えば高誘電体絶縁膜の適用が必須となる。
一方、ゲートラストプロセス(ダマシンゲートプロセス)は、ソース・ドレイン拡散層の活性化を行った後に、ゲート絶縁膜およびゲート電極の形成を行うため、金属ゲートとゲート絶縁膜の反応を抑制することができ、しきい値電圧Vthの変動が少ない。そのため、高い性能(パフォーマンス)のMOSFETを得ることが可能である。
従来のダマシンゲート構造のMOSFETを、図14に示すような構造となっている。すなわち、ゲート電極122上には、直接絶縁膜143が形成されている。また、従来のMOSFETのしきい値電圧Vthとゲート長との関係を、図15に示す。
上記半導体基板11上には、第1絶縁膜41が形成されている。
上記第1絶縁膜41は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。上記第1絶縁膜41には溝部42が形成されている。
上記溝部42の上記第1絶縁膜41側の上記半導体基板11上には、サイドウォールスペーサ31が形成されている。このサイドウォールスペーサ31は、水素の通過を阻止する絶縁膜からなる。この水素の通過を阻止する絶縁膜としては、窒化シリコン膜がある。
上記ゲート絶縁膜21は、高誘電率膜もしくは酸化シリコン膜で形成されている。高誘電率膜は、通常、酸化シリコン膜よりも高い誘電率を有する絶縁膜であり、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、イットリウム、タンタルもしくはアルミニウムの酸化物、酸珪化物または酸窒化物がある。
具体的には、例えば、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ランタン(LaO3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化アルミニウム(Al2O3)等があり、また、ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケート、ランタンシリケート、イットリウムシリケート、タンタルシリケート、アルミニウムシリケート、チタン酸ジルコニウム、酸化アルミニウムハフニウムもしくは酸化ジルコニウムハフニウム、またはこれら化合物の窒化物で形成される。
また、上記ゲート電極22は、第1ゲート電極上に第2ゲート電極が積層された2層構造としてもよい。上記第1ゲート電極はトランジスタ素子の仕事関数を決定する仕事関数制御膜を用いる。
そして、上記水素バリア膜33は、上記ゲート電極22上の周囲で上記サイドウォールスペーサ31と接続されている。
したがって、半導体基板11とサイドウォールスペーサ31と水素バリア膜33とで、ゲート絶縁膜21およびゲート電極22が完全に被覆されている。
また、図示はしていないが、上記ゲート電極22を上記サイドウォールスペーサ31よりも低く形成し、上記ゲート電極22上にのみ上記水素バリア膜33が形成されていてもよい。この構成では、第1絶縁膜41表面と水素バリア膜33表面がほぼ同一平面上になるように平坦化されている。
また、図示はしていないが、上記水素バリア膜33は、上記第1絶縁膜41上の全面に形成されていてもよい。
よって、ゲート電極22とゲート絶縁膜21との界面、ゲート絶縁膜21と半導体基板11との界面への、水素の侵入が防止されるため、水素の侵入によるしきい値電圧の上昇を防止できるので、高いオン電流Ionを得ることが可能となるという利点がある。
上記半導体基板11上には、第1絶縁膜41が形成されている。
上記第1絶縁膜41は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。上記第1絶縁膜41には溝部42が形成されている。
上記溝部42の上記第1絶縁膜41側の上記半導体基板11上には、サイドウォールスペーサ31が形成されている。このサイドウォールスペーサ31は、水素の通過を阻止する絶縁膜からなる。この水素の通過を阻止する絶縁膜としては、窒化シリコン膜がある。
上記ゲート絶縁膜21は、高誘電率膜もしくは酸化シリコン膜で形成されている。高誘電率膜は、通常、酸化シリコン膜よりも高い誘電率を有する絶縁膜であり、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、イットリウム、タンタルもしくはアルミニウムの酸化物、酸珪化物または酸窒化物がある。
具体的には、例えば、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ランタン(LaO3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化アルミニウム(Al2O3)等があり、また、ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケート、ランタンシリケート、イットリウムシリケート、タンタルシリケート、アルミニウムシリケート、チタン酸ジルコニウム、酸化アルミニウムハフニウムもしくは酸化ジルコニウムハフニウム、またはこれら化合物の窒化物で形成される。
また、上記ゲート電極22は、第1ゲート電極上に第2ゲート電極が積層された2層構造としてもよい。上記第1ゲート電極はトランジスタ素子の仕事関数を決定する仕事関数制御膜を用いる。
そして、上記水素バリア膜33は、上記ゲート電極22上の周囲で上記サイドウォールスペーサ31と接続されている。
したがって、半導体基板11とサイドウォールスペーサ31と水素バリア膜33とで、ゲート絶縁膜21およびゲート電極22が完全に被覆されている。
また、図示はしていないが、上記ゲート電極22を上記サイドウォールスペーサ31よりも低く形成し、上記ゲート電極22上にのみ上記水素バリア膜33が形成されていてもよい。この構成では、第1絶縁膜41表面と水素バリア膜33表面がほぼ同一平面上になるように平坦化されている。
また、図示はしていないが、上記水素バリア膜33は、上記第1絶縁膜41上の全面に形成されていてもよい。
上記各エクステンション領域23、24上には上記サイドウォールスペーサ31が形成されている。
よって、ゲート電極22とゲート絶縁膜21との界面、ゲート絶縁膜21と半導体基板11との界面への、水素の侵入が防止されるため、水素の侵入によるしきい値電圧の上昇を防止できるので、高いオン電流Ionを得ることが可能となるという利点がある。
上記ゲート絶縁膜21は、高誘電率膜もしくは酸化シリコン膜で形成されている。高誘電率膜は、通常、酸化シリコン膜よりも高い誘電率を有する絶縁膜であり、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、イットリウム、タンタルもしくはアルミニウムの酸化物、酸珪化物または酸窒化物がある。
具体的には、例えば、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ランタン(LaO3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化アルミニウム(Al2O3)等があり、また、ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケート、ランタンシリケート、イットリウムシリケート、タンタルシリケート、アルミニウムシリケート、チタン酸ジルコニウム、酸化アルミニウムハフニウムもしくは酸化ジルコニウムハフニウム、またはこれら化合物の窒化物で形成される。
また、上記ゲート電極22は、第1ゲート電極上に第2ゲート電極が積層された2層構造としてもよい。上記第1ゲート電極はトランジスタ素子の仕事関数を決定する仕事関数制御膜を用いる。
上記ソース・ドレイン領域25、26上にはシリサイド層27、28が形成されている。このシリサイド層27、28は、例えばコバルトシリサイド、ニッケルシリサイド等の金属シリサイドで形成されている。
なお、図示したように、ゲート電極22の側面に、上記エクステンション領域24にオフセットを形成するためのオフセットスペーサ75が形成されていてもよい。
よって、半導体基板11とサイドウォールスペーサ31と水素バリア膜33とで、ゲート絶縁膜21およびゲート電極22が完全に被覆されている。
よって、ゲート電極22とゲート絶縁膜21との界面、ゲート絶縁膜21と半導体基板11との界面への、水素の侵入が防止されるため、水素の侵入によるしきい値電圧の上昇を防止できるので、高いオン電流Ionを得ることが可能となるという利点がある。
一方、従来構造の半導体装置では、しきい値電圧Vthが目標とするしきい値電圧の0.3Vよりも高くなり、しかも、しきい値電圧のばらつきが大きくなっている。
上記図4は、縦軸にしきい値電圧Vthを示し、横軸にマスク寸法換算のゲート長Lを示した。
次いで、上記半導体基板11の活性領域を形成する部分を被覆するレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをエッチングマスクにして、上記窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、半導体基板11を、順次エッチングして、溝(トレンチ領域)12を形成する。
このとき、半導体基板11は、例えば200nm〜400nmの深さでエッチングされる。
その後、上記溝12を酸化シリコン(SiO2)で埋め込む。例えば高密度プラズマCVD(例えば堆積温度:650℃〜700℃)によって埋め込みを行うことによって、段差被覆性が良好で緻密な酸化シリコン膜を形成することが可能となる。
また、CMPでのグローバル段差を低減するために、広いアクティブ上の酸化シリコン膜を、予めリソグラフィパターニングとエッチングで除去することも可能である。
その後、半導体基板11表面を洗浄する。このとき、上記酸化膜が除去される。なお、上記酸化膜は残してもよい。
まず、半導体基板11表面にダミーゲート絶縁膜72を形成する。このダミーゲート絶縁膜72は、例えば熱酸化膜で形成する。この熱酸化膜は、例えば1nm〜3nmの厚さに形成する。
上記ダミーゲート絶縁膜72上にダミーゲート形成膜73を成膜する。このダミーゲート形成膜73は、例えばポリシリコン膜もしくはアモファスシリコン膜で形成する。
上記ポリシリコン膜は、例えば減圧CVD(例えば、SiH4を原料ガスとし、堆積温度:580℃〜650℃)により100nm〜150nmの厚さに堆積して形成される。
その後、ゲート加工するために、ダミーゲート形成膜73上にハードマスク74を形成する。このハードマスク74は、例えば窒化シリコン(Si3N4)膜で形成される。この窒化シリコン膜は、例えば減圧CVDにより、例えば50nm〜100nm程度の厚さに形成される。
次いで、リソグラフィ技術によって、ダミーゲートを形成するためのレジストパターニングを行なった後、レジストパターン(図示せず)をエッチングマスクにして、異方性エッチングを行い、ダミーゲート71を形成する。このエッチングには、例えばエッチングガスに臭化水素(HBr)や塩素系のガスを用いる。
また、この際、レジストパターニング後に酸素(O2)プラズマによるトリミング処理等を行うことによって、ダミーゲート71を細く形成することも可能である。例えば、32nmノード技術では、ゲート長を20nm〜30nm程度で形成することもできる。
その後、イオン注入を行うことにより、上記ダミーゲート71の両側の半導体基板11に、上記オフセットスペーサ75の厚み分を介してエクステンション領域23、24を形成する。上記イオン注入は、例えば、PMOSFETの形成領域、NMOSFETの形成領域のそれぞれ必要な領域に開口を設けたレジストマスクを用いて、それぞれの形成領域に対して行う。
上記サイドウォールスペーサ31は、以下のように形成する。例えば、減圧CVD法によって、上記ダミーゲート71、オフセットスペーサ75等を被覆する窒化シリコン膜を形成する。この窒化シリコン膜は、例えば15nm〜30nmの厚さに形成される。次いで、酸化シリコン膜(図示せず)を形成する。この酸化シリコン膜は、例えばTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)膜またはホウ素シリケートガラス(BSG)膜で形成され、例えば40nm〜60nmの厚さに形成される。
その後、エッチバックにより、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜からなる上記サイドウォールスペーサ31を形成する。
なお、上記レジストマスクは、それぞれのイオン注入が終了した後、除去される。
上記イオン注入は、例えば、PMOSFETの形成領域、NMOSFETの形成領域のそれぞれ必要な領域に開口を設けたレジストマスクを用いて、それぞれの形成領域に対して行う。
なお、上記レジストマスクは、それぞれのイオン注入が終了した後、除去される。
まず、半導体基板11上の全面にシリサイド層を形成する金属層を形成する。金属層には、例えばコバルト膜、ニッケル膜等を用いる。例えばスパッタリングによって、コバルトを6nm〜8nmの厚さに形成する。
次いで、RTAを500℃〜600℃、30sの条件で行い、シリコン上のみ、シリサイド化(CoSiの形成)を行った後、硫酸過水(H2SO4/H2O2によって、窒化シリコン膜および酸化シリコン膜上の未反応なコバルト(Co)を除去する。
続いて、650℃〜850℃、30sのRTAを行い、低抵抗なCoSi2を生成して、上記シリサイド層27、28を形成する。
また、コバルトの代わりにニッケル(Ni)やニッケル白金(NiPt)を形成することにより、ニッケルシリサイド、ニッケル白金シリサイドを形成することも可能である。
なお、図6(4)は、上記工程が終了した状態を示した。
上記ダミーゲート71の上記ダミーゲート形成膜73(前記図6(6)参照)は、例えば化学的ドライエッチングにより除去し、引き続いてダミーゲート絶縁膜72(前記図5(2)参照)を例えばフッ酸(HF)により除去する。
上記ゲート絶縁膜21は、高誘電率(High-k)膜または酸化シリコン(SiO2)膜で形成される。高誘電率膜は、例えば原子層蒸着(ALD)法を用いて、例えば酸化ハフニウム(HfO2)、ハフニウムシリケート(HfSiO)膜で形成する。また、酸化シリコン膜は、例えば熱酸化膜もしくはプラズマ酸化膜で形成する。
上記高誘電率膜は、通常、酸化シリコン膜よりも高い誘電率を有する絶縁膜であり、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、イットリウム、タンタルもしくはアルミニウムの酸化物、酸珪化物または酸窒化物がある。
具体的には、例えば、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化ランタン(LaO3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、酸化アルミニウム(Al2O3)等があり、また、ハフニウムシリケート、ジルコニウムシリケート、ランタンシリケート、イットリウムシリケート、タンタルシリケート、アルミニウムシリケート、チタン酸ジルコニウム、酸化アルミニウムハフニウムもしくは酸化ジルコニウムハフニウム、またはこれら化合物の窒化物で形成される。
上記水素バリア膜33は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、ランタノイド元素の酸化膜もしくは水素を含まない窒化シリコン膜で形成される。その膜厚は、2nm〜50nmに形成される。2nmよりも薄いと、水素のバリア性が不十分になり、水素を通過させてしまう。また、50nmあれば、水素のバリア層を得るのに十分であるので、上限は50nmとしている。
例えば、上記水素バリア膜33を、ALD法によって酸化ハフニウム(HfO2)膜で形成する場合の成膜条件の一例を説明する。
成膜温度を250℃〜400℃に設定し、成膜雰囲気の圧力:0.1Pa〜10Paとし、原料ガスにTEMA−Hf(テトラキスエチルメチルアミノハフニウム)とオゾン(O3)を用いる。そして成膜サイクルを20サイクル〜500サイクルとした。
したがって、半導体基板11とサイドウォールスペーサ31と水素バリア膜33とで、ゲート絶縁膜21およびゲート電極22が完全に被覆されている。
その際、上記水素バリア膜33は、上記ゲート電極22上の周囲で上記サイドウォールスペーサ31と接続されていることが必要である。
すなわち、半導体基板11とサイドウォールスペーサ31と水素バリア膜33とで、ゲート絶縁膜21およびゲート電極22が完全に被覆されることが維持されている必要がある。
上記第2絶縁膜43は、例えばCVD法によって、酸化シリコン(SiO2)膜で形成される。その膜厚は、例えば200nm〜1000nm程度とする。また、化学的機械研磨(CMP)により、上記第2絶縁膜43の表面を平坦化してもよい。この場合、ゲート電極22上の上記第2絶縁膜43の膜厚が、例えば100nm〜800nm程度となるように研磨を行う。
続いて、ソース・ドレイン領域25、26(実質的にはシリサイド層27、28)上に開口するコンタクトホール61、62を形成する。またゲート電極22上に開口するコンタクトホール(図示せず)も同時に形成する。
上記コンタクトホールのエッチングの際には、例えば上記シリサイド層27、28上に保護膜(図示せず)を形成する。この保護膜には、例えば窒化シリコン膜を用いる。そしてコンタクトホールを形成するエッチング条件を、上記保護膜との選択比を確保できる条件に設定することで、上記シリサイド層27、28上の保護膜でエッチングをストップさせることが可能となる。
続いて保護膜の膜厚分のみ保護膜を除去するエッチングすることで上記シリサイド層27、28への過剰エッチングを防止することが可能となり、接合リーク低減のための補償イオン注入を削減することができる。
図示はしていないが、コンタクトホール形成に続いて、チタン、窒化チタンをCVDにより堆積を行った後、タングステン(W)を堆積する。その後、CMPを行って、下地との密着層(チタン、窒化チタン)を介してタングステンプラグを形成する。チタン、窒化チタンの形成方法としては、CVDの他にIMPを用いたスパッタ等の方法で行うことも可能である。またタングステンプラグの形成方法として、CMPの代わりに全面エッチバックを用いても良い。
続いて、金属配線材料を用いた配線の形成を行い、CMOS回路を形成する。また、配線層は多層配線を行うことが可能であり、目的に応じて、多層配線に設定することが可能である。また、ダマシン構造を用いた銅(Cu)等の配線を形成することも可能である。
よって、ゲート電極22とゲート絶縁膜21との界面、ゲート絶縁膜21と半導体基板11との界面への、水素の侵入が防止されるため、水素の侵入によるしきい値電圧の上昇を防止できるので、高いオン電流Ionを得ることが可能となるという利点がある。
上記水素バリア膜33は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、ランタノイド元素の酸化膜もしくは水素を含まない窒化シリコン膜で形成される。その膜厚は、2nm〜50nmに形成される。2nmよりも薄いと、水素のバリア性が不十分になり、水素を通過させてしまう。また、50nmあれば、水素のバリア層を得るのに十分であるので、上限は50nmとしている。
例えば、上記水素バリア膜33を、ALD法によって酸化ハフニウム(HfO2)膜で形成する場合の成膜条件の一例を説明する。
成膜温度を250℃〜400℃に設定し、成膜雰囲気の圧力:0.1Pa〜10Paとし、原料ガスにTEMA−Hf(テトラキスエチルメチルアミノハフニウム)とオゾン(O3)を用いる。そして成膜サイクルを20サイクル〜500サイクルとした。
上記水素バリア膜33の除去は、例えば化学的機械研磨(CMP)により、上記第1絶縁膜41表面が露出されるまで行う。
上記第2絶縁膜43は、例えばCVD法によって、酸化シリコン(SiO2)膜で形成される。その膜厚は、例えば200nm〜1000nm程度とする。また、化学的機械研磨(CMP)により、上記第2絶縁膜43の表面を平坦化してもよい。この場合、ゲート電極22上の上記第2絶縁膜43の膜厚が、例えば100nm〜800nm程度となるように研磨を行う。
続いて、ソース・ドレイン領域25、26上に開口するコンタクトホール61、62を形成する。またゲート電極22上に開口するコンタクトホール(図示せず)も同時に形成する。
上記コンタクトホールのエッチングの際には、例えば上記シリサイド層27、28上に保護膜(図示せず)を形成する。この保護膜には、例えば窒化シリコン膜を用いる。そしてコンタクトホールを形成するエッチング条件を、上記保護膜との選択比を確保できる条件に設定することで、上記シリサイド層27、28上の保護膜でエッチングをストップさせることが可能となる。
続いて保護膜の膜厚分のみ保護膜を除去するエッチングすることで上記シリサイド層27、28への過剰エッチングを防止することが可能となり、接合リーク低減のための補償イオン注入を削減することができる。
図示はしていないが、コンタクトホール形成に続いて、チタン、窒化チタンをCVDにより堆積を行った後、タングステン(W)を堆積する。その後、CMPを行って、下地との密着層(チタン、窒化チタン)を介してタングステンプラグを形成する。チタン、窒化チタンの形成方法としては、CVDの他にIMPを用いたスパッタ等の方法で行うことも可能である。またタングステンプラグの形成方法として、CMPの代わりに全面エッチバックを用いても良い。
続いて、金属配線材料を用いた配線の形成を行い、CMOS回路を形成する。また、配線層は多層配線を行うことが可能であり、目的に応じて、多層配線に設定することが可能である。また、ダマシン構造を用いた銅(Cu)等の配線を形成することも可能である。
よって、ゲート電極22とゲート絶縁膜21との界面、ゲート絶縁膜21と半導体基板11との界面への、水素の侵入が防止されるため、水素の侵入によるしきい値電圧の上昇を防止できるので、高いオン電流Ionを得ることが可能となるという利点がある。
さらに、第1絶縁膜41上に水素バリア膜33の突出がないので、第2絶縁膜43を成膜するとき、第2絶縁膜43表面が平坦化された状態で成膜ができる。よって、第2絶縁膜43の平坦化工程を削減できる。
この第3実施例では、図12に示すように、ダミーゲート絶縁膜72に高誘電率(High−k)膜を用いて、ゲート絶縁膜21として形成する。したがって、第1絶縁膜41に溝部42を形成するときに、ダミーゲート絶縁膜72(ゲート絶縁膜21)を除去せずに残す。
上記以外は、前記第1実施例もしくは前記第2実施例と同様なプロセスである。
よって、ゲート電極22とゲート絶縁膜21との界面、ゲート絶縁膜21と半導体基板11との界面への、水素の侵入が防止されるため、水素の侵入によるしきい値電圧の上昇を防止できるので、高いオン電流Ionを得ることが可能となるという利点がある。
すなわち、前記第1、第2実施例と同様な効果が得られる。
この第4実施例では、図13に示すように、水素バリア膜33のパターニングを行わずに、第1絶縁膜41上の全面に残してもよい。
よって、ゲート電極22とゲート絶縁膜21との界面、ゲート絶縁膜21と半導体基板11との界面への、水素の侵入が防止されるため、水素の侵入によるしきい値電圧の上昇を防止できるので、高いオン電流Ionを得ることが可能となるという利点がある。
すなわち、前記第1、第2、第3実施例と同様な効果が得られる。
Claims (9)
- 半導体基板上に形成された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜に形成された溝部と、
前記溝部の前記第1絶縁膜側の前記半導体基板上に形成されたサイドウォールスペーサと、
前記溝部の内面に形成されたゲート絶縁膜と、
前記溝部内に前記ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の両側の前記半導体基板にエクステンション領域を介して形成されたソース・ドレイン領域と、
前記第1絶縁膜上に形成された前記ゲート電極上を被覆する第2絶縁膜を有し、
前記サイドウォールスペーサは水素の通過を阻止する絶縁膜からなり、
前記ゲート電極上に水素の通過を阻止する水素バリア膜が形成され、
前記水素バリア膜は前記ゲート電極上の周囲で前記サイドウォールスペーサと接続されている
半導体装置。 - 前記サイドウォールスペーサは窒化シリコン膜からなる
請求項1記載の半導体装置。 - 前記水素バリア膜は、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、ランタノイド元素の酸化膜もしくは水素を含まない窒化シリコン膜からなる
請求項1記載の半導体装置。 - 前記ゲート絶縁膜は、前記溝部の内面のうち底面のみに形成されている
請求項1記載の半導体装置。 - 半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の両側の前記半導体基板に形成されたエクステンション領域と、
前記エクステンション領域上の前記ゲート電極の側壁に形成されたサイドウォールスペーサと、
前記ゲート電極の両側の前記エクステンション領域を介して前記半導体基板に形成されたソース・ドレイン領域と、
前記ゲート電極を被覆する層間絶縁膜を有し、
前記サイドウォールスペーサは水素の通過を阻止する絶縁膜からなり、
前記ゲート電極上に水素の通過を阻止する水素バリア膜が形成され、
前記水素バリア膜は前記ゲート電極上の周囲で前記サイドウォールスペーサと接続されている
半導体装置。 - 前記サイドウォールスペーサは窒化シリコン膜からなる
請求項5記載の半導体装置。 - 前記水素バリア膜は、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、ランタノイド元素の酸化膜もしくは水素を含まない窒化シリコン膜からなる
請求項5記載の半導体装置。 - 半導体基板上にダミーゲートを形成した後、該ダミーゲートの両側の半導体基板にエクステンション領域を形成する工程と、
前記半導体基板上で前記ダミーゲートの側壁に水素の通過を阻止する絶縁膜からなるサイドウォールスペーサを形成する工程と、
前記ダミーゲートの両側の半導体基板に前記エクステンション領域を介してソース・ドレイン領域を形成する工程と、
前記ダミーゲートゲートおよび前記サイドウォールスペーサを被覆する第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の表面から前記ダミーゲートを露出させ、前記ダミーゲートを除去して溝部を形成する工程と、
前記溝部内にゲート絶縁膜を介してゲート電極を埋め込む工程と、
前記ゲート電極上の周囲で前記サイドウォールスペーサと接続していて水素の通過を阻止する水素バリア膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に前記水素バリア膜を被覆する第2絶縁膜を形成する工程を有する
半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上にゲート絶縁膜を介してダミーゲートを形成した後、該ダミーゲートの両側の半導体基板にエクステンション領域を形成する工程と、
前記半導体基板上で前記ダミーゲートの側壁に水素の通過を阻止する絶縁膜からなるサイドウォールスペーサを形成する工程と、
前記ダミーゲートの両側の半導体基板に前記エクステンション領域を介してソース・ドレイン領域を形成する工程と、
前記ダミーゲートゲートおよび前記サイドウォールスペーサを被覆する第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜の表面から前記ダミーゲートを露出させ、前記ダミーゲートを除去して溝部を形成する工程と、
前記溝部内に形成されている前記ゲート絶縁膜を介して前記溝部内にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上の周囲で前記サイドウォールスペーサと接続していて水素の通過を阻止する水素バリア膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に前記水素バリア膜を被覆する第2絶縁膜を形成する工程を有する
半導体装置の製造方法。
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