JP4904472B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
5のメタルゲート電極がTaN膜のみであり、p型MOS領域3
6のメタルゲート電極がTaN膜とTa膜を積層して形成されるため、両者の厚さの違いが大きく、製造過程で段差が問題になることもあり得るが、本実施形態では、このような大きな段差が生じず、加工上のメリットが大きい。
11,41;素子分離領域
12,42;p型ウェル
13,43;n型ウェル
16,46;ゲート絶縁膜
17,47;TaN膜
18,50;Ta膜
22,52;n型領域におけるメタルゲート電極
24,54;p型領域におけるメタルゲート電極部位
25,55;p型領域におけるメタルゲート電極
26,56;n型領域のエクステンション
28,58;p型領域のエクステンション
31,61;n型領域のソース電極
32,62;n型領域のドレイン電極
33,63;p型領域のソース電極
34,64;p型領域のドレイン電極
48;TiN膜
35,65;n型MOS領域
36,66;p型MOS領域
Claims (4)
- MOS型の半導体装置を製造する方法であって、
半導体基板の全面にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の上の全面に原子比でN/Ta>1.2を満たすTaN膜を形成する工程と、
前記TaN膜の上の全面にTa膜を形成する工程と、
前記TaN膜と前記Ta膜とをパターニングしてメタルゲート電極部位を形成する工程と、
前記半導体基板の主面の前記メタルゲート電極部位を挟んだ両側にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
熱処理により前記メタルゲート電極部位における前記TaN膜の窒素を前記Ta膜に固相拡散させて原子比でN/Ta=0.8〜1.0を満たすTaN膜からなるメタルゲート電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板中に、素子分離領域を介して第1導電型の領域と第2導電型の領域とを形成する工程と、
半導体基板の全面にゲート絶縁膜を形成する工程と、
ゲート絶縁膜の上の全面に原子比でN/Ta>1.2を満たすTaN膜を形成する工程と、
前記TaN膜の上の全面にTa膜を形成する工程と、
前記第1導電型の領域の前記Ta膜をエッチングにより除去する工程と、
前記第1導電型の領域において前記TaN膜をパターニングしてメタルゲート電極を形成し、前記第2導電型の領域において前記TaN膜および前記Ta膜をパターニングしてメタルゲート電極部位を形成する工程と、
前記第1導電型の領域および前記第2導電型の領域において、前記半導体基板の主面の前記メタルゲート電極および前記メタルゲート電極部位を挟んだ両側にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
熱処理により、前記第2導電型の領域において、前記メタルゲート電極部位の前記TaN膜の窒素を前記Ta膜に固相拡散させて原子比でN/Ta=0.8〜1.0を満たすTaN膜からなるメタルゲート電極を形成する工程と
を有し、第1導電型の領域を第1導電型MOS領域、第2導電型の領域を第2導電型MOS領域としたCMOS型の半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板中に、素子分離領域を介して第1導電型の領域と第2導電型の領域とを形成する工程と、
半導体基板の全面にゲート絶縁膜を形成する工程と、
ゲート絶縁膜の上の全面にTaN膜を形成する工程と、
前記TaN膜の上の全面にバリア膜としてのTiN膜を形成する工程と、
エッチングにより前記第2導電型の領域の前記TiN膜を除去する工程と、
前記TaN膜および前記TiN膜を被覆するようにTa膜を形成する工程と、
前記第1導電型の領域において前記TaN膜、前記TiN膜および前記Ta膜をパターニングしてメタルゲート電極を形成し、前記第2導電型の領域において前記TaN膜および前記Ta膜をパターニングしてメタルゲート電極部位を形成する工程と、
前記第1導電型の領域および前記第2導電型の領域において、前記半導体基板の主面の前記メタルゲート電極および前記メタルゲート電極部位を挟んだ両側にソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
熱処理により、前記第2導電型の領域において、前記メタルゲート電極部位の前記TaN膜の窒素を前記Ta膜に固相拡散させて前記TaN膜よりも窒素濃度が低いTaN膜からなるメタルゲート電極を形成する工程と
を有し、第1導電型の領域を第1導電型MOS領域、第2導電型の領域を第2導電型MOS領域としたCMOS型の半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記熱処理は600〜1000℃の範囲の温度でアニールするものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
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