JP3816918B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
Ohtake et al., 2000 Symposium on VLSI Technology. Digest of Technical Papers., pp. 74-75 ,2000
図1〜図8は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置(MISトランジスタ)の製造工程を模式的に示した断面図である。
図9〜図16は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置(MISトランジスタ)の製造工程を模式的に示した断面図である。
13…シリコン膜 14、34…タングステン窒化物膜
15、35…WSiN膜 16、36…タングステン膜
17、37…シリコン窒化膜
18、38…低不純物濃度のソース・ドレイン領域
20、40…高不純物濃度のソース・ドレイン領域
19、39…ゲート側壁
33…ポリシリコン膜 33a…アモルファスシリコン膜
Claims (8)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極であって、シリコン及びボロンを含んだ結晶半導体部分と、第1の高融点金属、シリコン及び窒素を含んだ部分と、第2の高融点金属を含んだ金属部分とが積層されたゲート電極と、
を備え、
前記結晶半導体部分は、結晶粒の平均グレインサイズが前記ゲート電極のゲート長よりも大きい結晶半導体膜から形成されたものである
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記ゲート電極は、第1の高融点金属及び窒素を含んだ部分が、前記第1の高融点金属、シリコン及び窒素を含んだ部分と前記金属部分との間にさらに積層されたものである
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記結晶半導体部分には、結晶粒界が存在しない
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 - 前記第1の高融点金属及び前記第2の高融点金属は同じ金属である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 - 前記第1の高融点金属が窒化物を生成するときのギブス自由エネルギーの低下量は、シリコンが窒化物を生成するときのギブス自由エネルギーの低下量よりも小さい
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 - 前記第1の高融点金属は、タングステン、クロム又はモリブデンである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ゲート電極を形成する工程は、
前記ゲート絶縁膜上にシリコン及びボロンを含むアモルファス半導体膜を形成する工程と、
前記アモルファス半導体膜を加熱して結晶半導体膜に変化させる工程と、
前記結晶半導体膜上に第1の高融点金属及び窒素を含む膜を形成する工程と、
前記第1の高融点金属及び窒素を含む膜上に第2の高融点金属を含む金属膜を形成する工程と、
前記結晶半導体膜及び前記第1の高融点金属及び窒素を含む膜を加熱して、前記結晶半導体膜と前記第1の高融点金属及び窒素を含む膜との境界領域に、第1の高融点金属、シリコン及び窒素を含む膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ゲート電極を形成する工程は、
前記ゲート絶縁膜上にシリコン及びボロンを含むアモルファス半導体膜を形成する工程と、
前記アモルファス半導体膜を加熱して結晶半導体膜に変化させる工程と、
前記結晶半導体膜上に第1の高融点金属及び窒素を含む膜を形成する工程と、
前記結晶半導体膜及び前記第1の高融点金属及び窒素を含む膜を加熱して、前記結晶半導体膜と前記第1の高融点金属及び窒素を含む膜との境界領域に、第1の高融点金属、シリコン及び窒素を含む膜を形成する工程と、
前記第1の高融点金属及び窒素を含む膜を除去して、前記第1の高融点金属、シリコン及び窒素を含む膜を露出させる工程と、
前記露出した第1の高融点金属、シリコン及び窒素を含む膜上に第2の高融点金属を含む金属膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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