JP2010073865A - 半導体装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】素子分離膜によって分離されてなる、p型拡散層及びn型拡散層を有する半導体基板と、前記半導体基板の、前記p型拡散層及びn型拡散層それぞれの上に形成されてなるゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成された金属膜を含むゲート電極と、前記ゲート絶縁膜と前記金属膜との界面に形成されたGe介在物と、前記金属膜上に形成されたシリコン含有層と、を具えるようにして半導体装置を構成する。
【選択図】図8
Description
Band-Edge High-Performance High-k/Metal Gate n-MOSFETs using Cap Layers Containing Group IIA and IIIB Elements with Gate-First Processing for 45 nm Beyond, V. Narayanan et al., Dig. Symp. VLSI Technology, 2006 Achieving Conduction Band-Edge Effective Work Functions by La2O3 Capping of Hafnium Silicates L-A. Ragnarsson et al., IEEE Electron Device Lett. 28 (2007)486 Dual High-k Gate Dielectric Technology Using Selective AlOx Etch (SAE) Process with Nitrogen and Fluorine Incorporation, H-S. Jung et al., Dig. Symp. VLSI Technology, 2006 Highly Manufacturing 45 nm LSTP CMOSFETs Using Novel Dual High-k and Dual Metal Gate CMOS Integration, B.C. Ju et al., Dig. Symp. VLSI Technology, 2006
図1〜図8は、第1の実施形態における半導体装置の製造方法の一例における工程を示す断面図である。なお、本態様では、シングルメタルゲート型のトランジスタについて説明する。
図9及び図10は、第2の実施形態における半導体装置の製造方法の一例における工程を示す断面図である。なお、本態様でも、シングルメタルゲート型のトランジスタについて説明する。また、第1の実施形態と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同一の参照数字を用いている。
上記第1の実施形態で得たトランジスタ構造に関して、RBS(ラザフォード後方散乱)測定を行った。結果を図11に示す。図11から明らかなように、GeがTiN膜111中に拡散しているとともに、TiN膜111及びHfSiON膜110の界面に偏析して、Ge介在物となっていることが分かる。
102 素子分離領域
103 犠牲酸化膜
104 N型拡散層
105 P型拡散層
106 SiGe層
107 ケミカルSiO2膜(シリコン酸化膜)
108 Al2O3膜
109 La2O3膜
110 HfSiON膜
111 TiN膜
112 Ge膜
113 多結晶シリコン膜
114 オフセットスペーサー
115 P型ソース・ドレイン拡散層
116 N型ソース・ドレイン拡散層
117 P型エクステンション拡散層
118 N型エクステンション拡散層
120 サイドウォールスペーサー
121 Ge介在物
122 シリサイド膜
123 2層のサイドウォールスペーサーを構成するSiO2膜
124 2層のサイドウォールスペーサーを構成するSiN膜
Claims (5)
- 素子分離膜によって分離されてなる、p型拡散層及びn型拡散層を有する半導体基板と、
前記半導体基板の、前記p型拡散層及びn型拡散層それぞれの上に形成されてなるゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成された金属膜を含むゲート電極と、
前記ゲート絶縁膜と前記金属膜との界面に形成されたGe介在物と、
前記金属膜上に形成されたシリコン含有層と、
を具えることを特徴とする、半導体装置。 - 前記金属膜はGeを含むことを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記金属膜は、窒化チタン、炭化タンタル、窒化タンタル、及び珪窒化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 半導体基板内に素子分離膜を形成するとともに、前記素子分離膜の一方の側にp型拡散層を形成し、前記素子分離膜の他方の側にn型拡散層を形成する工程と、
前記半導体基板の、前記p型拡散層及びn型拡散層それぞれの上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に金属膜を含むゲート電極を形成する工程と、
前記金属膜上にGe層を形成するとともに熱処理を実施して、前記Ge層中のGeを前記ゲート絶縁膜と前記金属ゲート電極層との界面に拡散させて、Ge介在物を形成する工程と、
前記金属膜上にシリコン含有層を形成する工程と、
を具えることを特徴とする、半導体装置の製造方法。 - 半導体基板内に素子分離膜を形成するとともに、前記素子分離膜の一方の側にp型拡散層を形成し、前記素子分離膜の他方の側にn型拡散層を形成する工程と、
前記半導体基板の、前記p型拡散層及びn型拡散層それぞれの上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に金属膜を含むゲート電極を形成する工程と、
前記金属ゲート電極上に多結晶シリコンを堆積する工程と、
前記多結晶シリコン層に対してGeイオン注入を行い、前記ゲート絶縁膜と前記金属膜との界面にGe介在物を形成する工程と、
前記金属膜上にシリコン含有層を形成する工程と、
を具えることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
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