JPH0992728A - 相補型mos電界効果トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

相補型mos電界効果トランジスタおよびその製造方法

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JPH0992728A
JPH0992728A JP7242955A JP24295595A JPH0992728A JP H0992728 A JPH0992728 A JP H0992728A JP 7242955 A JP7242955 A JP 7242955A JP 24295595 A JP24295595 A JP 24295595A JP H0992728 A JPH0992728 A JP H0992728A
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forming
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Hirokazu Sayama
弘和 佐山
Takashi Kuroi
隆 黒井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子特性を向上させることができるように改
良された、デュアルゲート電極構造を有する相補型MO
S電界効果トランジスタを得ること。 【解決手段】 nチャネルMOSFETの第1のゲート
電極30は、第1のバリア膜13aを含み、pチャネル
MOSFETの第2のゲート電極33は、第2のバリア
膜13bを含む。第1のバリア膜13aは、トンネル現
象を利用して、電位を、第1の導電膜5aから第1の多
結晶シリコン膜36へ伝えられるように十分に薄くされ
た膜厚を有している。第2のバリア膜13bは、トンネ
ル現象を利用して、電位を、第2の導電膜5bから第2
のシリコン膜37へ伝えられるように十分に薄くされて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、相補型
MOS電界効果トランジスタに関するものであり、より
特定的には、素子特性を向上させることができるように
改良された相補型MOS電界効果トランジスタに関す
る。この発明は、また、そのような相補型MOS電界効
果トランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体回路を製造する上で、トランジス
タのゲート電極および配線層の抵抗による動作遅延を防
ぐために、ゲート電極および配線層の低抵抗化が必要で
ある。この低抵抗化を実現するために、一般的にゲート
電極や配線層に、リンをドーピングした多結晶シリコン
膜とメタルシリサイド膜の積層膜が用いられている。
【0003】また、図24に示す相補型MOS電界効果
トランジスタ(以下、CMOSと略する。)を構成する
場合には、pチャネルMOS電界効果トランジスタ20
の短チャネル効果を抑制するために、ゲート電極にp型
不純物をドーピングした多結晶シリコン膜21を用いる
のが有効である。しかし、この場合、nチャネルMOS
FET22のゲート電極には、n型不純物がドーピング
された多結晶シリコン膜23を用いる。すなわち、CM
OSを構成する場合には、2種類のゲート電極を有する
デュアルゲート構造とする必要がある。
【0004】ここで、デュアルゲート構造という用語
は、シングルゲート構造に対する用語である。CMOS
を構成する場合に、第1のゲート電極と第2のゲート電
極中に同じ型のドーパントが注入されている場合、シン
グルゲート構造であると呼び、異なる種類のドーパント
が注入されている場合に、デュアルゲート構造と呼んで
いる。
【0005】デュアルゲート構造では、n型およびp型
不純物がドーピングされた2種類の多結晶シリコン膜2
0,22を接続するために、多結晶シリコン膜21,2
2上に、メタルシリサイド膜またはメタル膜24を、そ
れぞれ形成しなければならない。もしも、メタルシリサ
イド膜またはメタル膜24を形成せずに、n型不純物が
注入された多結晶シリコン膜23とp型不純物が注入さ
れた多結晶シリコン膜21とを、たとえば、n型不純物
が注入された多結晶シリコン配線で接続した場合、p型
の多結晶シリコン膜21とn型の多結晶シリコン配線間
では、pn接合によって、電流が流れなくなるからであ
る。
【0006】次に、従来のデュアルゲート電極構造を有
するCMOSの製造方法について説明する。
【0007】図25を参照して、半導体基板、たとえば
シリコン基板1の表面中に、素子分離酸化膜2を形成す
る。pチャネルMOSFET(以下、pMOSと省略す
る。)を形成する予定の領域に、nウェル8を形成し、
nチャネルMOSFET(以下、nMOSと省略する)
を形成する予定の領域に、pウェル9を形成する。シリ
コン基板1の上に、ゲート絶縁膜となるゲート絶縁層3
を形成し、さらに、多結晶シリコン4を形成する。
【0008】図26を参照して、多結晶シリコン膜4
の、nMOSを形成する領域の上以外の部分を覆うレジ
スト膜26を形成する。レジスト膜26をマスクにし
て、Bイオンを、多結晶シリコン膜4中にイオン注入す
ることにより、p型不純物をドーピングする。その後、
レジスト26を除去する。
【0009】図27を参照して、多結晶シリコン膜4中
の、pMOSを形成する領域の上以外の部分を覆うレジ
スト膜28を形成する。
【0010】図27中の、多結晶シリコン膜4中の、n
MOSの第2のゲート電極を形成する領域に、開口部2
7を有するレジスト膜28を形成する。レジスト膜28
をマスクにして、Asイオンを、多結晶シリコン膜4中
にイオン注入することにより、n型不純物をドーピング
する。レジスト28を除去する。
【0011】図28を参照して、多結晶シリコン膜4上
に、スパッタ法により、タングステンシリサイド層5を
形成する。
【0012】図29を参照して、タングステンシリサイ
ド層5の上であって、第1のゲート電極および第2のゲ
ート電極を形成する領域に、レジスト膜29を形成す
る。図29と図30を参照して、レジスト膜29をマス
クにして、タングステンシリサイド層5、多結晶シリコ
ン膜4、およびゲート絶縁層3をエッチングし、第1の
ゲート電極30および第2のゲート電極31を形成す
る。その後、図31を参照して、レジスト膜29を除去
する。
【0013】図32を参照して、写真製版技術、イオン
注入技術を用いて、p型ソース/ドレイン領域7aを形
成する。
【0014】また、同様に、写真製版技術、イオン注入
技術を用いて、シリコン基板1の表面にAsイオンをイ
オン注入し、n型ソース/ドレイン領域7bを形成す
る。
【0015】これによって、デュアルゲートを有するC
MOS電界効果トランジスタが完成する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】さて、従来のCMOS
では、次に述べる2つの問題点があった。
【0017】第1の問題点は、図32を参照して、第1
および第2のゲート電極30,31の第1および第2の
多結晶シリコン膜36,37中のドーパントが、第1の
タングステンシリサイド膜38,39中に吸い上げられ
てしまうことである。ゲート電極30,31の多結晶シ
リコン膜36,37中のドーパント濃度が低くなると、
ゲート電極30,31とゲート絶縁膜40の界面に、空
乏層が形成され、ひいてはゲート容量が減少する。その
結果、しきい値電圧が上昇するとともに、電流駆動能力
が低下し、回路動作が遅くなるという問題点があった。
【0018】第2の問題点は、図28を参照して、p型
不純物にドープされた多結晶シリコン膜4a中のボロン
が、タングステンシリサイド層5を通って、n型不純物
がドープされた多結晶シリコン膜4b中へ拡散する。同
時に、n型不純物がドープされた多結晶シリコン膜4b
中の砒素が、タングステンシリサイド層5を通って、p
型不純物がドープされた多結晶シリコン膜4a中へ拡散
する。その結果、ゲート電極の仕事関数が変化し、トラ
ンジスタのしきい値電圧が変化し、電流駆動能力が低下
するという問題点があった。
【0019】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、ゲート電極の仕事関数が変化
しないように改良された、デュアルゲート構造を有する
相補型MOS電界効果トランジスタを提供することを目
的とする。
【0020】この発明はまた、トランジスタのしきい値
電圧を変化させないように改良されたデュアルゲート構
造を有する相補型MOS電界効果トランジスタを提供す
ることを目的とする。
【0021】この発明のさらに他の目的は、電流駆動能
力が低下しないように改良された、デュアルゲート構造
を有する相補型MOS電界効果トランジスタを提供する
ことにある。
【0022】この発明は、さらに、そのような、デュア
ルゲート構造を有する相補型MOS電界効果トランジス
タの製造方法を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】この発明の第1の局面に
従う相補型MOS電界効果トランジスタは、半導体基板
を備える。上記半導体基板の表面中に、nウェルとpウ
ェルが形成されている。上記pウェル内に、第1のゲー
ト電極を有するnチャネルMOSFETが形成されてい
る。上記nウェル内に、第2のゲート電極を有するpチ
ャネルMOSFETとが形成されている。上記第1のゲ
ート電極は、ゲート絶縁膜を介在させて上記pウェルの
上に設けられ、第1導電型不純物が注入された第1のシ
リコン膜と、該第1のシリコン膜の上に設けられた第1
のバリア膜と、該第1のバリア膜の上に設けられ、メタ
ルまたはメタルシリサイドで形成された第1の導電膜
と、を含む。上記第2のゲート電極は、ゲート絶縁膜を
介在させて上記nウェルの上に設けられ、第2導電型不
純物が注入された第2のシリコン膜と、該第2のシリコ
ン膜の上に設けられた第2のバリア膜と、該第2のバリ
ア膜の上に設けられ、メタルまたはメタルシリサイドで
形成された第2の導電膜とを含む。上記第1のバリア膜
は、トンネル現象を利用して、電位を、上記第1の導電
膜から上記第1のシリコン膜へ伝えられるように十分に
薄くされた膜厚を有している。上記第2のバリア膜は、
トンネル現象を利用して、電位を上記第2の導電膜か
ら、上記第2のシリコン膜へ伝えられるように十分に薄
くされた膜厚を有している。
【0024】この発明の第2の局面に従う、相補型MO
S電界効果トランジスタは、半導体基板を備える。上記
半導体基板の表面中に、nウェルとpウェルが形成され
ている。上記pウェルに、第1のゲート電極を有するn
チャネルMOSFETが形成されている。上記nウェル
に、第2のゲート電極を有するpチャネルMOSFET
が形成されている。上記第1のゲート電極は、ゲート絶
縁膜を介在させて上記pウェルの上に設けられ、第1導
電型不純物が注入された第1のシリコン膜と、該第1の
シリコン膜の上に設けられ、メタルシリサイドからなる
第1のバリア膜と、該第1のバリア膜の上に設けられ、
メタルまたはメタルシリサイドで形成された第1の導電
膜とを含む。上記第2のゲート電極は、ゲート絶縁膜を
介在させて上記nウェルの上に設けられ、第2導電型不
純物が注入された第2のシリコン膜と、該第2のシリコ
ン膜の上に設けられたメタルシリサイドからなる第2の
バリア膜と、該第2のバリア膜の上に設けられ、メタル
またはメタルシリサイドで形成された第2の導電膜と、
を含む。
【0025】この発明の第3の局面に従う相補型MOS
電界効果トランジスタは、半導体基板を備える。上記半
導体基板の表面中にnウェルとpウェルが形成されてい
る。上記pウェルに、第1のゲート電極を有するnチャ
ネルMOSFETが形成されている。上記nウェルに、
第2のゲート電極を有するpチャネルMOSFETが形
成されている。上記第1のゲート電極は、ゲート絶縁膜
を介在させて上記pウェルの上に設けられ、第1導電型
不純物が注入された第1のシリコン膜と、該第1のシリ
コン膜の上に設けられた金属窒化物からなる第1のバリ
ア膜と、該第1のバリア膜の上に設けられたメタルまた
はメタルシリサイドで形成された第1の導電膜とを含
む。上記第2のゲート電極は、ゲート絶縁膜を介在させ
て上記nウェルの上に設けられ、第2導電型不純物が注
入された第2のシリコン膜と、該第2のシリコン膜の上
に設けられた金属窒化物からなる第2のバリア膜と、該
第2のバリア膜の上に設けられ、メタルまたはメタルシ
リサイドで形成された第2の導電膜と、を含む。
【0026】この発明の第4の局面に従う、相補型MO
S電界効果トランジスタの製造方法は、pウェル内に形
成されたnチャネルMOSFETとnウェル内に形成さ
れたpチャネルMOSFETとを有する相補型MOSF
ETの製造方法に係る。半導体基板の表面中に、nウェ
ルとpウェルを形成する。上記半導体基板の上にゲート
絶縁層を形成する。上記ゲート絶縁層を介在させて、上
記半導体基板の上に非単結晶シリコン膜を形成する。上
記非単結晶シリコン膜中の、上記pチャネルMOSFE
Tの第1のゲート電極を形成する領域に、第1導電型不
純物を注入する。上記非単結晶シリコン膜中の、上記n
チャネルMOSFETの第2のゲート電極を形成する領
域に、第2導電型不純物を注入する。上記非単結晶シリ
コン膜の上にバリア層を形成する。上記バリア層の上
に、メタルシリサイドまたはメタルで形成された導電体
層を形成する。上記非単結晶シリコン膜、上記バリア
層、および上記導電体層をパターニングし、それによっ
て、上記nウェルの上に、上記第1導電型不純物が注入
された第1のシリコン膜、第1のバリア膜および第1の
導電膜が積層されてなる第1のゲート電極を形成し、上
記pウェルの上に、上記第2導電型不純物が注入された
第2のシリコン膜、第2のバリア膜および第2の導電膜
が積層されてなる第2のゲート電極を形成する。上記バ
リア層の膜厚を、トンネル現象を利用して、電位を、上
記第1の導電膜から上記第1のシリコン膜へ伝えられる
ように十分に薄くされた膜厚に選んでいる。
【0027】この発明の第5の局面に従う相補型MOS
電界効果トランジスタの製造方法は、pウェル内に形成
されたnチャネルMOSFETと、nウェル内に形成さ
れたpチャネルMOSFETを有する相補型MOS電界
効果トランジスタの製造方法に係る。まず、半導体基板
の表面中にnウェルとpウェルを形成する。上記半導体
基板の上にゲート絶縁層を形成する。上記ゲート絶縁層
を介在させて、上記半導体基板の上に非単結晶シリコン
膜を形成する。上記非単結晶シリコン膜中の、上記pチ
ャネルMOSFETの第1のゲート電極を形成する領域
に、第1導電型不純物を注入する。上記非単結晶シリコ
ン膜中の、上記nチャネルMOSFETの第2のゲート
電極を形成する領域に、第2導電型不純物を注入する。
上記非単結晶シリコン膜の上にメタル層をスパッタ法で
形成する。上記メタル層の上に、メタルシリサイドまた
はメタルで形成された導電体層を形成する。上記メタル
層をメタルシリサイド層に変える。上記非単結晶シリコ
ン膜、上記メタルシリサイド層、および上記導電体層を
パターニングし、それによって、上記nウェルの上に、
上記第1導電型不純物が注入された第1のシリコン膜、
第1のメタルシリサイド膜および第1の導電膜が積層さ
れてなる第1のゲート電極を形成し、上記pウェルの上
に、上記第2導電型不純物が注入された第2のシリコン
膜、第2のメタルシリサイド膜および第2の導電膜が積
層されてなる第2のゲート電極を形成する。
【0028】この発明の第5の局面に従う相補型MOS
電界効果トランジスタの製造方法は、pウェル内に形成
されたnチャネルMOSFETとnウェル内に形成され
たpチャネルMOSFETとを有する相補型MOS電界
効果トランジスタの製造方法に係る。まず、半導体基板
の表面中にnウェルとpウェルを形成する。上記半導体
基板の上にゲート絶縁層を形成する。上記ゲート絶縁層
を介在させて、上記半導体基板の上に非単結晶シリコン
膜を形成する。上記非単結晶シリコン膜中の、上記pチ
ャネルMOSFETの第1のゲート電極を形成する領域
に、第1導電型不純物を注入する。上記非単結晶シリコ
ン膜中の、上記nチャネルMOSFETの第2のゲート
電極を形成する領域に、第2導電型不純物を注入する。
上記非単結晶シリコン膜の上に金属窒化層をスパッタ法
で形成する。上記金属窒化層の上に、メタルシリサイド
またはメタルで形成された導電体層を形成する。上記非
単結晶シリコン膜、上記金属窒化層、および上記導電体
層をパターニングし、それによって、上記nウェルの上
に、上記第1導電型不純物が注入された第1のシリコン
膜、第1の金属窒化膜および第1の導電膜が積層されて
なる第1のゲート電極を形成し、上記pウェルの上に、
上記第2導電型不純物が注入された第2のシリコン酸化
膜、第2の金属窒化膜および第2の導電膜が積層されて
なる第2のゲート電極を形成する。
【0029】この発明の第7の局面に従う相補型MOS
電界効果トランジスタの製造方法は、pウェル内に形成
されたnチャネルMOSFETと、nウェル内に形成さ
れたpチャネルMOSFETとを有する相補型MOS電
界効果トランジスタの製造方法に係る。半導体基板の表
面中にnウェルとpウェルを形成する。上記半導体基板
の上にゲート絶縁層を形成する。上記ゲート絶縁層を介
在させて、上記半導体基板の上に非単結晶シリコン膜を
形成する。上記非単結晶シリコン膜中の、上記pチャネ
ルMOSFETの第1のゲート電極を形成する領域に、
第1導電型不純物を注入する。上記非単結晶シリコン膜
中の、上記nチャネルMOSFETの第2のゲート電極
を形成する領域に、第2導電型不純物を注入する。上記
非単結晶シリコン膜の上にメタル層をスパッタ法で形成
する。上記メタル層を金属窒化層に変える。上記金属窒
化層の上に、メタルシリサイドまたはメタルで形成され
た導電体層を形成する。上記非単結晶シリコン膜、上記
金属窒化膜、および上記導電体層をパターニングし、そ
れによって、上記nウェルの上に、上記第1導電型不純
物が注入された第1のシリコン膜、第1の金属窒化膜お
よび第1の導電膜が積層されてなる第1のゲート電極を
形成し、上記pウェルの上に、上記第2導電型不純物が
注入された第2のシリコン膜、第2の金属窒化膜および
第2の導電膜が積層されてなる第2のゲート電極を形成
する。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図について説明する。
【0031】発明の実施の形態1 図1は、実施の形態1に係るデュアルゲート構造を有す
る相補型MOS電界効果トランジスタの断面図である。
【0032】図1を参照してシリコン基板1の主表面中
に、nウェル41とpウェル42が形成されている。p
ウェル42内に、第1のゲート電極30を有するnチャ
ネルMOSFET22が形成されている。nウェル41
内に、第2のゲート電極31を有するpチャネルMOS
FET20が形成されている。
【0033】第1のゲート電極30は、ゲート絶縁膜3
を介在させてpウェル42の上に設けられ、n型不純物
が注入された第1の多結晶シリコン膜36と、第1の多
結晶シリコン膜36の上に設けられた第1のシリコン酸
化膜13aと、第1シリコン酸化膜13aの上に設けら
れたタングステンシリサイド膜5aとを含む。第1のシ
リコン酸化膜13aは、トンネル現象を利用して、電位
を、タングステンシリサイド膜5aから多結晶シリコン
膜36へ伝えられるように十分に薄くされた膜厚を有し
ている。シリコン酸化膜13aの好ましい膜厚は、30
Å以下である。
【0034】第2のゲート電極31は、ゲート絶縁膜3
を介在させてnウェル41の上に設けられ、p型不純物
が注入された第2の多結晶シリコン膜37と、第2の多
結晶シリコン膜37の上に設けられた第2のシリコン酸
化膜13bと、第2のシリコン酸化膜13bの上に設け
られた、導電膜としてのタングステンシリサイド膜5b
とを含む。第2のシリコン酸化膜13bは、トンネル現
象を利用して、電位を、タングステンシリサイド膜5b
から第2の多結晶シリコン膜37へ伝えられるように十
分に薄くされた膜厚を有している。第2の多結晶シリコ
ン膜厚37の好ましい膜厚は、30Å以下である。
【0035】pウェル42の主表面中であって、第1の
ゲート電極30の両側には、n型ソース/ドレイン領域
7bが設けられている。nウェル41の主表面中であっ
て、第2のゲート電極31の両側には、p型ソース/ド
レイン領域7aが形成されている。
【0036】第1および第2のシリコン酸化膜13a,
13b中では、リン、ヒ素、ボロンなどのドーパントの
拡散が、多結晶シリコン膜36,37中に比べて極めて
小さい。そのため、多結晶シリコン膜36,37中のド
ーパントが、タングステンシリサイド膜5a,5b中に
拡散するのを抑制することができる。また、シリコン酸
化膜13a,13bは極めて薄いため、電圧印加時に、
電子がトンネル電流として流れるために、電圧降下がほ
とんどなく、電位をタングステンシリサイド膜5a,5
bから多結晶シリコン膜36,37へ伝えることができ
る。そのため、しきい値電圧の上昇やゲート電極の空乏
化を抑制することができ、ひいては高駆動能力を有する
CMOS電界効果トランジスタとなる。また、後述する
ように、ドーパントの相互拡散を抑制することができる
という効果も奏する。
【0037】なお、上記発明の実施の形態1では、バリ
ア膜として、シリコン酸化膜を例示したが、トンネル現
象を利用して電位を、タングステンシリサイド膜5a,
5bから多結晶シリコン膜36,37へ伝えられるよう
に十分に薄くされた膜厚を有するものなら、何でもよ
い。たとえば、シリコン窒化膜を用いてもよい。この場
合、シリコン窒化膜の膜厚は、30Å以下であるのが好
ましい。
【0038】また、上記実施の形態では、導電膜として
タングステンシリサイドを例示したが、その他のメタル
またはメタルシリサイドで構成してもよい。
【0039】さらに、上記実施の形態では、非単結晶シ
リコン膜の一例として多結晶シリコン膜を例示したが、
この発明はこれに限られるものでない。
【0040】発明の実施の形態2 図2は、発明の実施の形態2に係る相補型MOS電界効
果トランジスタの断面図である。本実施の形態に係るC
MOSは、図1に示すCMOSと、以下の点を除いて同
一であるので、同一または相当する部分には、同一の参
照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【0041】図2に示すCMOSが図1に示すCMOS
と異なる点は、バリア膜として、Coシリサイド膜を使
用している点である。Coシリサイド膜15は、タング
ステンシリサイド膜5a,5bと多結晶シリコン膜3
6,37の間にCo膜を形成し、これを熱処理すること
によって形成される。熱処理法によって得たCoシリサ
イド膜15は、スパッタ法で形成されたCoシリサイド
膜に比べて密度が高いために、多結晶シリコン膜36,
37中のドーパントが、タングステンシリサイド膜5
a,5b中に拡散するのを抑制する効果がある。そのた
め、しきい値電圧の上昇やゲート電極の空乏化が抑制で
き、ひいては高駆動能力を有するCMOS電界効果トラ
ンジスタが実現できる。
【0042】なお、上記発明の実施の形態では、シリサ
イド膜としてCoシリサイド膜を提示したが、この発明
はこれに限られるものではなく、Ni、Pt、Taを多
結晶シリコンと反応させて得たシリサイド膜であっても
よい。
【0043】発明の実施の形態3 図3は、発明の実施の形態3に係るCMOSの断面図で
ある。図3に示すCMOSは図1に示すCMOSと、以
下の点を除いて、同一であるので、同一または相当する
部分には、同一の参照番号を付し、その説明を繰り返さ
ない。
【0044】図3に示すCMOSが図1に示すCMOS
と異なる点は、バリア膜として、窒化チタン膜16を用
いている点である。
【0045】窒化チタン膜16は、多結晶シリコン膜3
6,37中のドーパントがタングステンシリサイド膜5
a,5b中に拡散するのを抑制する効果がある。そのた
め、しきい値電圧の上昇やゲート電極の空乏化が抑制で
き、ひいては高駆動能力を有するCMOS電界効果トラ
ンジスタが実現できる。
【0046】また、窒化チタン膜の代わりに、W、M
o、Taの窒化膜を用いても同様の効果を実現する。
【0047】発明の実施の形態4 図4は、発明の実施の形態4に係るCMOSFETの断
面図である。図4に示すCMOSは図3に示すCMOS
と、以下の点を除いて、同一であるので、同一または相
当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を繰り
返さない。
【0048】図4に示すCMOSが図3に示すCMOS
と異なる点は、多結晶シリコン膜36,37中に、リン
やヒ素等のドーパント以外に、窒素を注入している点で
ある。窒素は、1018〜1020atoms/cm3 注入
されるのが好ましい。
【0049】多結晶シリコン膜36,37中に含まれて
いる窒素は、ボロン、リン、ヒ素等のドーパントよりも
拡散しやすく、ドーパントの拡散を抑制する性質を有す
る。そのため、ドーパントが多結晶シリコン膜36,3
7からタングステンシリサイド膜5中へ拡散するのを抑
制する効果がある。そのため、しきい値電圧の上昇やゲ
ート電極の空乏化を抑制でき、ひいては高駆動能力を有
するCMOSFETを実現することができる。
【0050】発明の実施の形態5 図5〜図12は、図1に示すCMOSFETの製造方法
の順序の各工程における半導体装置の断面図である。
【0051】図5を参照して、シリコン基板1の主表面
中に、LOCOS((LOCal Oxidation of Silicon )法
により、素子分離酸化膜2を形成する。熱酸化により、
シリコン基板1の主表面に、厚さ10〜200Åのゲー
ト酸化膜3を形成し、その上にCVD法により100〜
2000Åの多結晶シリコン膜4を形成する。
【0052】図6を参照して、多結晶シリコン膜4中
の、pチャネルMOSFETを形成する領域の上以外の
部分を覆う、レジスト膜26をシリコン基板1の上に形
成する。レジスト膜26をマスクにして、ボロンイオン
を、多結晶シリコン膜4中に注入する。レジスト膜26
を除去する。
【0053】図7を参照して、多結晶シリコン膜4中
の、nチャネルMOSFETを形成する領域の上以外の
部分を覆う、レジスト膜28をシリコン基板1の上に形
成する。レジスト28をマスクにして、多結晶シリコン
膜4中にヒ素イオンを注入する。レジスト膜28を除去
する。
【0054】図8を参照して、多結晶シリコン膜4の上
に、トンネル現象を利用することのできる、30Å以下
のシリコン酸化膜13をCVD法により堆積する。シリ
コン酸化膜13の上に、スパッタ法により、厚さ100
〜2000Åのタングステンシリサイド膜5を形成す
る。
【0055】図9を参照して、タングステンシリサイド
膜5の上であって、かつnチャネルMOSFETの第1
のゲート電極およびpチャネルMOSFETの第2のゲ
ート電極を形成する予定の部分の上に、レジスト膜29
を形成する。
【0056】図9と図10を参照して、レジスト膜29
をマスクにして、タングステンシリサイド膜5、シリコ
ン酸化膜13、多結晶シリコン膜4、およびゲート絶縁
膜3を選択的にエッチングする。図10と図11を参照
して、レジスト膜29を除去することによって、第1の
ゲート電極30、第2のゲート電極31を形成する。
【0057】図12を参照して、写真製版技術、イオン
注入技術を用いて、pチャネルMOSFETを形成する
領域にボロンイオンを注入し、p型LDDソース/ドレ
イン領域7aを形成する。同様に、写真製版技術、イオ
ン注入技術を用いて、nチャネルMOSFETを形成す
る領域に、P、Sb、ヒ素イオンを注入し、n型LDD
ソース/ドレイン領域7bを形成する(LDD層の形成
条件:1〜50keV,1×1012〜4×1015ato
ms/cm2 ;ソース・ドレイン層の形成条件:10〜
100keV,1×1013〜4×1016atoms/c
2 ,熱処理500〜1000℃,10〜360分)。
これらの処理の結果として、サイドウォールスペーサ6
が形成される。最後に、熱処理を加えることによって、
デュアルゲートCMOSFETが完成する。
【0058】図12を参照して、シリコン酸化膜13中
では、リン、ヒ素、ボロンなどのドーパントの拡散が、
多結晶シリコン膜4中に比べて極めて小さい。また、一
般にCVD法により形成したシリコン酸化膜は、熱酸化
により形成した酸化膜に比べて多孔質であり、絶縁性が
悪い。これらの性質に基づいて、タングステンシリサイ
ド膜5に印加した電圧を、確実に、多結晶シリコン膜4
に拡散するのを抑制することができる装置が得られると
いう効果を奏する。また、タングステンシリサイド膜5
と多結晶シリコン膜4の間のシリコン酸化膜13は極め
て薄いため、電圧印加時に、電子がトンネル電流として
流れるために、電圧降下がほとんどなく、タングステン
シリサイド膜5から多結晶シリコン膜4へ電位を伝える
ことができる。その結果、しきい値電圧の上昇やゲート
電極の空乏化を抑制でき、ひいては高駆動能力を有する
CMOSFETが実現できるという効果を奏する。ま
た、図8を参照して、シリコン酸化膜13を備えている
ので、多結晶シリコン膜4a,4b間のドーパントの相
互拡散を抑制することができる。
【0059】なお、上記実施の形態では、シリコン酸化
膜13をCVD法で形成した場合を例示したが、多結晶
シリコン膜4の表面を熱酸化することによって、これを
形成してもよい。さらに、多結晶シリコン膜の表面を、
過酸化水素溶液中に、2〜100分間浸すことによっ
て、シリコン酸化膜13を形成してもよい。
【0060】発明の実施の形態6 本発明の実施の形態は、バリア膜としてのシリコン窒化
膜を有するCMOSの製造方法に係る。
【0061】まず、発明の実施の形態1と同様に、図5
〜図7に示す処理を行なう。その後、図13を参照し
て、多結晶シリコン膜4の上に、CVD法で、膜厚30
Å以下の、トンネル現象を利用することのできるシリコ
ン窒化膜13aを堆積させる。続いて、スパッタ法によ
り、厚さ100〜2000Åのタングステンシリサイド
膜5を形成する。その後、発明の実施の形態1と同様
に、図9〜図12に示す処理を行なう。これによって、
CMOSを完成する。
【0062】シリコン窒化膜13a中では、リン、ヒ
素、ボロンなどのドーパントの拡散が、多結晶シリコン
膜4中に比べて極めて小さい。また、一般に、CVD法
により形成したシリコン窒化膜13aは、窒素雰囲気中
での熱処理により形成した窒化膜に比べて、多孔質であ
り、絶縁性が悪い。そのため、シリコン窒化膜13aが
存在しても、タングステンシリサイド膜5に印加した電
圧を確実に多結晶シリコン膜4に伝えることができるC
MOSが得られる。また多結晶シリコン膜4中のドーパ
ントが、タングステンシリサイド膜5に拡散するのを抑
制することができる。またシリコン窒化膜13aは極め
て薄いため、電圧印加時には電子がトンネル電流として
流れるために、電圧降下がほとんどなく、電位を伝える
ことができるCMOSが得られる。また、発明の実施の
形態1と同様に、図13を参照して、多結晶シリコン膜
4aおよび多結晶シリコン膜4b間のドーパントの相互
拡散を抑制することもできる。
【0063】なお、本発明の実施の形態では、シリコン
窒化膜13aを、CVD法で形成する場合を例示した。
しかし、本発明はこれに限られるものではない。すなわ
ち、多結晶シリコン膜4を形成した後、NH3 雰囲気中
で、RTA法(Rapid Thermal Anneal法)により、85
0〜1200℃で、10〜60秒間加熱することによっ
て、30Å以下の、トンネル現象を利用することのでき
る、シリコン窒化膜13aを形成してもよい。
【0064】発明の実施の形態7 本発明の実施の形態は、バリア膜としてのCoシリサイ
ド膜を有するCMOSの製造方法に係る。
【0065】まず、発明の実施の形態1と同様に、図5
〜図7までの処理を行なう。次に、図14を参照して、
多結晶シリコン膜4上に、スパッタ法により、厚さ10
〜150ÅのCo膜11を堆積する。続いて、スパッタ
法により、厚さ100〜2000Åのタングステンシリ
サイド膜5を形成する。次に、図15を参照して、RT
A法により、500〜900℃で、10〜60秒間熱処
理を加えることにより、Co膜11と多結晶シリコン膜
4とを反応させ、Coシリサイド膜15を形成する。そ
の後、発明の実施の形態1で説明した図9〜図13に示
す処理を行なうと、CMOSが完成する。
【0066】Coシリサイド膜15は、密度が高いため
に、多結晶シリコン膜4中のドーパントがタングステン
シリサイド膜5中に拡散するのを抑制する。その結果、
多結晶シリコン膜中のドーパントが、タングステンシリ
サイド膜5に拡散するのを抑制することができるCMO
Sが得られる。
【0067】また、図15を参照して、多結晶シリコン
膜4aおよび多結晶シリコン膜4b間のドーパントの相
互抑制を抑制することができる。
【0068】なお、本実施の形態では、シリサイド形成
のためのメタル膜としてCoを用いた場合を例示した
が、この発明はこれに限られるものでなく、Ni、P
t、Taを用いても、同様の効果を実現する。
【0069】なお、本実施の形態では、Co膜を、RT
A法により、Coシリサイド膜15に形成する場合を例
示したが、この発明はこれに限られるものではない。す
なわち、Co膜11を多結晶シリコン膜4上に堆積し、
その後、図12に示す、ソース/ドレイン領域を形成す
るための熱処理と同時に、Co膜11と多結晶シリコン
膜10を反応させ、それによって、Coシリサイド膜1
5を形成してもよい。
【0070】発明の実施の形態8 本発明の実施の形態は、バリア膜としての窒化Ti膜を
有するCMOSの製造方法に係る。
【0071】まず、発明の実施の形態1と同様に、図5
〜図7に示す処理を行なう。次に、図16を参照して、
スパッタ法により、厚さ10〜150Åの窒化Ti膜1
6を、多結晶シリコン膜4上に堆積する。続いて、スパ
ッタ法により、厚さ100〜2000Åのタングステン
シリサイド膜5を形成する。その後、図9〜図12に示
す処理を行なうと、CMOSFETが完成する。
【0072】窒化Ti膜16は、密度が高いために、多
結晶シリコン膜4中のドーパントがタングステンシリサ
イド膜5中に拡散するのを抑制する。その結果、多結晶
シリコン膜4中のドーパントが、タングステンシリサイ
ド膜中5に拡散するのを抑制することができる。その結
果、しきい値電圧の上昇やゲート電極の空乏化を抑制で
き、高駆動能力を有するCMOSFETが実現できる。
また、図16を参照して、多結晶シリコン膜4aと多結
晶シリコン膜4b間のドーパントの相互拡散を抑制する
ことができる。
【0073】なお本実施の形態では、窒化物を形成する
ためのメタル膜として、Tiを用いる場合を例示した
が、この発明はこれに限られるものでなく、W、Mo、
Taを用いても、同様の効果を実現する。
【0074】発明の実施の形態9 本発明の実施の形態は、窒化Ti膜16の、別の形成方
法に関する。
【0075】まず、発明の実施の形態1と同様に、図5
〜図7に示す処理が行なわれる。図17を参照して、ス
パッタ法により、厚さ10〜150ÅのTi膜12を、
多結晶シリコン膜4上に堆積する。スパッタ法により、
厚さ100〜2000Åのタングステンシリサイド膜5
を形成する。次に、図18を参照して、RTA法によ
り、窒素雰囲気中で、500〜900℃で10〜60秒
間熱処理を加えることにより、Ti膜12と多結晶シリ
コン膜4とを反応させ、窒化Ti膜16を形成する。
【0076】発明の実施の形態1と同様に、図9〜図1
2に示す処理を行なうと、CMOSが完成する。
【0077】発明の実施の形態10 本発明の実施の形態は、窒素がドーピングされた多結晶
シリコン膜を含むゲート電極を有するCMOSの製造方
法に係る。
【0078】図19を参照して、シリコン基板1上の主
表面中にLOCOS法を用いて素子分離酸化膜2を形成
した後、熱酸化法により、厚さ10〜200Åのゲート
絶縁膜3を形成する。その後、CVD法により、100
〜1000Åの多結晶シリコン膜4を形成する。
【0079】その後、多結晶シリコン膜4中に、窒素
を、30keV,1×1012〜4×1018atoms/
cm3 の条件で、イオン注入することにより、窒素がド
ーピングされた多結晶シリコン膜10を形成する。その
後、図6に相当する図20の処理と、図7に相当する図
21の処理を行なう。次に、図22を参照して、多結晶
シリコン膜10上に、スパッタ法により、厚さ10〜1
00ÅのCo膜11を堆積させ、続いて、スパッタ法に
より厚さ100〜1000Åのタングステンシリサイド
膜5を形成する。
【0080】次に図22と図23を参照して、RTA法
により、500〜900℃で、10〜60秒間熱処理を
加えることにより、Co膜11と多結晶シリコン膜10
を反応させ、Co膜11をCoシリサイド膜15に変え
る。その後、発明の実施の形態1と同様に、図9〜図1
2に示す処理を行なうと、CMOSが完成する。
【0081】本実施の形態によれば、多結晶シリコン膜
4に含まれている窒素はボロン、リン、ヒ素等のドーパ
ントよりも拡散しやすく、これらのドーパントの拡散を
抑制する性質を有するため、ドーパントがタングステン
シリサイド膜5中へ拡散するのを抑制する効果がある。
そのため、しきい値電圧の上昇やゲート電極の空乏化が
抑制でき、高駆動能力を有するCMOSFETを実現す
ることができる。さらに、図22を参照して、多結晶シ
リコン膜4aおよび多結晶シリコン膜4b間のドーパン
トの相互拡散を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 発明の実施の形態1に係る相補型MOS電界
効果トランジスタの断面図である。
【図2】 発明の実施の形態2に係る相補型MOS電界
効果トランジスタの断面図である。
【図3】 発明の実施の形態3に係る相補型MOS電界
効果トランジスタの断面図である。
【図4】 発明の実施の形態4に係る相補型MOS電界
効果トランジスタの断面図である。
【図5】 発明の実施の形態5に係る製造方法の第1の
工程における半導体装置の断面図である。
【図6】 発明の実施の形態5に係る製造方法の順序の
第2の工程における半導体装置の断面図である。
【図7】 発明の実施の形態5に係る製造方法の順序の
第3の工程における半導体装置の断面図である。
【図8】 発明の実施の形態5に係る製造方法の順序の
第4の工程における半導体装置の断面図である。
【図9】 発明の実施の形態5に係る製造方法の順序の
第5の工程における半導体装置の断面図である。
【図10】 発明の実施の形態5に係る製造方法の順序
の第6の工程における半導体装置の断面図である。
【図11】 発明の実施の形態5に係る製造方法の順序
の第7の工程における半導体装置の断面図である。
【図12】 発明の実施の形態5に係る製造方法の順序
の第8の工程における半導体装置の断面図である。
【図13】 発明の実施の形態6に係る製造方法の工程
の要部の半導体装置の断面図である。
【図14】 発明の実施の形態7に係る製造方法の要部
の、第1の工程における半導体装置の断面図である。
【図15】 発明の実施の形態7に係る製造方法の要部
の、第2の工程における半導体装置の断面図である。
【図16】 発明の実施の形態8に係る製造方法の要部
の工程における半導体装置の断面図である。
【図17】 発明の実施の形態9に係る製造方法の要部
の、第1の工程における半導体装置の断面図である。
【図18】 発明の実施の形態9に係る製造方法の要部
の、第2の工程における半導体装置の断面図である。
【図19】 発明の実施の形態10に係る製造方法の順
序の第1の工程における半導体装置の断面図である。
【図20】 発明の実施の形態10に係る製造方法の順
序の第2の工程における半導体装置の断面図である。
【図21】 発明の実施の形態10に係る製造方法の順
序の第3の工程における半導体装置の断面図である。
【図22】 発明の実施の形態10に係る製造方法の順
序の第4の工程における半導体装置の断面図である。
【図23】 発明の実施の形態10に係る製造方法の順
序の第5の工程における半導体装置の断面図である。
【図24】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの断面図である。
【図25】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第1の工程における半
導体装置の断面図である。
【図26】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第2の工程における半
導体装置の断面図である。
【図27】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第3の工程における半
導体装置の断面図である。
【図28】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第4の工程における半
導体装置の断面図である。
【図29】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第5の工程における半
導体装置の断面図である。
【図30】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第6の工程における半
導体装置の断面図である。
【図31】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第7の工程における半
導体装置の断面図である。
【図32】 従来のデュアルゲート電極構造を有するC
MOSFETの製造方法の順序の第8の工程における半
導体装置の断面図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板、3 ゲート絶縁膜、5a,5b タ
ングステンシリサイド膜、13a,13b シリコン酸
化膜、30 第1のゲート電極、31 第2のゲート電
極、36 第1の多結晶シリコン膜、37 第2の多結
晶シリコン膜、41 nウェル、42 pウェル。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板の表面中に形成されたnウェルとpウェ
    ルと、 前記pウェル内に形成された、第1のゲート電極を有す
    るnチャネルMOSFETと、 前記nウェル内に形成された、第2のゲート電極を有す
    るpチャネルMOSFETと、を備え、 前記第1のゲート電極は、ゲート絶縁膜を介在させて前
    記pウェルの上に設けられ、第1導電型不純物が注入さ
    れた第1のシリコン膜と、該第1のシリコン膜の上に設
    けられた第1のバリア膜と、該第1のバリア膜の上に設
    けられ、メタルまたはメタルシリサイドで形成された第
    1の導電膜と、を含み、 前記第2のゲート電極は、ゲート絶縁膜を介在させて前
    記nウェルの上に設けられ、第2導電型不純物が注入さ
    れた第2のシリコン膜と、該第2のシリコン膜の上に設
    けられた第2のバリア膜と、該第2のバリア膜の上に設
    けられ、メタルまたはメタルシリサイドで形成された第
    2の導電膜とを含み、 前記第1のバリア膜は、トンネル現象を利用して、電位
    を、前記第1の導電膜から前記第1のシリコン膜へ伝え
    られるように十分に薄くされた膜厚を有しており、 前記第2のバリア膜は、トンネル現象を利用して、電位
    を、前記第2の導電膜から前記第2のシリコン膜へ伝え
    られるように十分に薄くされた膜厚を有している、相補
    型MOS電界効果トランジスタ。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2バリア膜は、シリコ
    ン酸化膜またはシリコン窒化膜を含む、請求項1に記載
    の相補型MOS電界効果トランジスタ。
  3. 【請求項3】 前記第1および第2のバリア膜の膜厚
    は、30Å以下である、請求項1に記載の、相補型MO
    S電界効果トランジスタ。
  4. 【請求項4】 前記第1および第2のシリコン膜は、非
    単結晶シリコン膜で形成されている、請求項1に記載の
    相補型MOS電界効果トランジスタ。
  5. 【請求項5】 前記第1および第2のシリコン膜には、
    窒素が注入されている、請求項1に記載の相補型MOS
    電界効果トランジスタ。
  6. 【請求項6】 前記窒素の含量は、1018〜1020at
    oms/cm3 である、請求項1に記載の相補型MOS
    電界効果トランジスタ。
  7. 【請求項7】 半導体基板と、 前記半導体基板の表面中に形成されたnウェルとpウェ
    ルと、 前記pウェルに形成された、第1のゲート電極を有する
    nチャネルMOSFETと、 前記nウェルに形成された、第2のゲート電極を有する
    pチャネルMOSFETと、を備え、 前記第1のゲート電極は、ゲート絶縁膜を介在させて前
    記pウェルの上に設けられ、第1導電型不純物が注入さ
    れた第1のシリコン膜と、該第1のシリコン膜の上に設
    けられ、メタルシリサイドからなる第1のバリア膜と、
    該第1のバリア膜の上に設けられ、メタルまたはメタル
    シリサイドで形成された第1の導電膜と、を含み、 前記第2のゲート電極は、ゲート絶縁膜を介在させて前
    記nウェルの上に設けられ、第2導電型不純物が注入さ
    れた第2のシリコン膜と、該第2のシリコン膜の上に設
    けられたメタルシリサイドからなる第2のバリア膜と、
    該第2のバリア膜の上に設けられ、メタルまたはメタル
    シリサイドで形成された第2の導電膜と、を含む相補型
    MOS電界効果トランジスタ。
  8. 【請求項8】 前記第1および第2のバリア膜を形成す
    る前記メタルシリサイドは、Co、Ni、Pt、Taの
    シリサイド膜を含む、請求項7に記載の相補型MOS電
    界効果トランジスタ。
  9. 【請求項9】 半導体基板と、 前記半導体基板の表面中に形成されたnウェルとpウェ
    ルと、 前記pウェルに形成された、第1のゲート電極を有する
    nチャネルMOSFETと、 前記nウェルに形成された、第2のゲート電極を有する
    pチャネルMOSFETと、を備え、 前記第1のゲート電極は、ゲート絶縁膜を介在させて前
    記pウェルの上に設けられ、第1導電型不純物が注入さ
    れた第1のシリコン膜と、該第1のシリコン膜の上に設
    けられた金属窒化物からなる第1のバリア膜と、該第1
    のバリア膜の上に設けられ、メタルまたはメタルシリサ
    イドで形成された第1の導電膜と、を含み、 前記第2のゲート電極は、ゲート絶縁膜を介在させて前
    記nウェルの上に設けられ、第2導電型不純物が注入さ
    れた第2のシリコン膜と、該第2のシリコン膜の上に設
    けられ、金属窒化物からなる第2のバリア膜と、該第2
    のバリア膜の上に設けられ、メタルまたはメタルシリサ
    イドで形成された第2の導電膜と、を含む、相補型MO
    S電界効果トランジスタ。
  10. 【請求項10】 前記金属窒化物は、W、Ti、Mo、
    Taの窒化物である、請求項9に記載の相補型MOS電
    界効果トランジスタ。
  11. 【請求項11】 pウェル内に形成されたnチャネルM
    OSFETとnウェル内に形成されたpチャネルMOS
    FETとを有する相補型MOS電界効果トランジスタの
    製造方法であって、 半導体基板の表面中にnウェルとpウェルを形成する工
    程と、 前記半導体基板の上にゲート絶縁層を形成する工程と、 前記ゲート絶縁層を介在させて、前記半導体基板の上に
    非単結晶シリコン膜を形成する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記pチャネルMOSF
    ETの第1のゲート電極を形成する領域に、第1導電型
    不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記nチャネルMOSF
    ETの第2のゲート電極を形成する領域に、第2導電型
    不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜の上にバリア層を形成する工程
    と、 前記バリア層の上に、メタルシリサイドまたはメタルで
    形成された導電体層を形成する工程と、 前記非単結晶シリコン膜、前記バリア層、および前記導
    電体層をパターニングし、それによって、前記nウェル
    の上に、前記第1導電型不純物が注入された第1のシリ
    コン膜、第1のバリア膜および第1の導電膜が積層され
    てなる第1のゲート電極を形成し、前記pウェルの上
    に、前記第2導電型不純物が注入された第2のシリコン
    膜、第2のバリア膜および第2の導電膜が積層されてな
    る第2のゲート電極を形成する工程と、を備え、 前記バリア層の膜厚を、トンネル現象を利用して電位を
    前記第1の導電膜から前記第1のシリコン膜へ伝えられ
    るように十分に薄くされた膜厚に選んでいる、相補型M
    OS電界効果トランジスタの製造方法。
  12. 【請求項12】 前記バリア層を、シリコン酸化膜また
    はシリコン窒化膜で形成することによって行なう、請求
    項11に記載の相補型MOS電界効果トランジスタの製
    造方法。
  13. 【請求項13】 前記シリコン酸化膜をCVD法で形成
    する、請求項12に記載の相補型MOS電界効果トラン
    ジスタの製造方法。
  14. 【請求項14】 前記シリコン酸化膜を、前記非単結晶
    シリコン膜の表面を熱酸化することによって形成する、
    請求項12に記載の、相補型MOS電界効果トランジス
    タの製造方法。
  15. 【請求項15】 前記シリコン膜を、前記非単結晶シリ
    コン膜の表面を過酸化水素で処理することによって形成
    する、請求項12に記載の、相補型MOS電界効果トラ
    ンジスタの製造方法。
  16. 【請求項16】 前記シリコン窒化膜を、CVD法で形
    成する、請求項12に記載の、相補型MOS電界効果ト
    ランジスタの製造方法。
  17. 【請求項17】 前記シリコン窒化膜を、窒素原子が含
    まれるガス中で、前記非単結晶シリコン膜を熱処理する
    ことによって形成する、請求項12に記載の、相補型M
    OS電界効果トランジスタの製造方法。
  18. 【請求項18】 pウェル内に形成されたnチャネルM
    OSFETと、nウェル内に形成されたpチャネルMO
    SFETを有する相補型MOS電界効果トランジスタの
    製造方法であって、 半導体基板の表面中にnウェルとpウェルを形成する工
    程と、 前記半導体基板の上にゲート絶縁層を形成する工程と、 前記ゲート絶縁層を介在させて、前記半導体基板の上に
    非単結晶シリコン膜を形成する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記pチャネルMOSF
    ETの第1のゲート電極を形成する領域に、第1導電型
    不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記nチャネルMOSF
    ETの第2のゲート電極を形成する領域に、第2導電型
    の不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜の上にメタル層をスパッタ法で
    形成する工程と、 前記メタル層の上に、メタルシリサイドまたはメタルで
    形成された導電体層を形成する工程と、 前記メタル層をメタルシリサイド層に変える工程と、 前記非単結晶シリコン膜、前記メタルシリサイド層およ
    び前記導電体層をパターニングし、それによって、前記
    nウェルの上に、前記第1導電型不純物が注入された第
    1のシリコン膜、第1のメタルシリサイド膜および第1
    の導電膜が積層されてなる第1のゲート電極を形成し、
    前記pウェルの上に、前記第2導電型不純物が注入され
    た第2のシリコン膜、第2のメタルシリサイド膜および
    第2の導電膜が積層されてなる第2のゲート電極を形成
    する工程と、を備えた、相補型MOS電界効果トランジ
    スタの製造方法。
  19. 【請求項19】 前記メタル層を前記メタルシリサイド
    層に変える工程は、前記メタル層をRTA法で処理する
    工程を含む、請求項18に記載の、相補型MOS電界効
    果トランジスタの製造方法。
  20. 【請求項20】 前記メタル層を前記メタルシリサイド
    層に変える工程は、前記ゲート電極を形成した後の、熱
    処理によって行なわれる、請求項18に記載の、相補型
    MOS電界効果トランジスタの製造方法。
  21. 【請求項21】 pウェル内に形成されたnチャネルM
    OSFETとnウェル内に形成されたpチャネルMOS
    FETとを有する相補型MOS電界効果トランジスタの
    製造方法であって、 半導体基板の表面中にnウェルとpウェルを形成する工
    程と、 前記半導体基板の上にゲート絶縁層を形成する工程と、 前記ゲート絶縁層を介在させて、前記半導体基板の上に
    非単結晶シリコン膜を形成する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記pチャネルMOSF
    ETの第1のゲート電極を形成する領域に、第1導電型
    不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記nチャネルMOSF
    ETの第2のゲート電極を形成する領域に、第2導電型
    不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜の上に金属窒化層をスパッタ法
    で形成する工程と、 前記金属窒化層の上に、メタルシリサイドまたはメタル
    で形成された導電体層を形成する工程と、 前記非単結晶シリコン膜、前記金属窒化層および前記導
    電体層をパターニングし、それによって、前記nウェル
    の上に、前記第1導電型不純物が注入された第1のシリ
    コン膜、第1の金属窒化膜および第1の導電膜が積層さ
    れてなる第1のゲート電極を形成し、前記pウェルの上
    に、前記第2導電型不純物が注入された第2のシリコン
    酸化膜、第2の金属窒化膜および第2の導電膜が積層さ
    れてなる第2のゲート電極を形成する工程と、を備え
    た、相補型MOS電界効果トランジスタの製造方法。
  22. 【請求項22】 pウェル内に形成されたnチャネルM
    OSFETと、nウェル内に形成されたpチャネルMO
    SFETとを有する相補型MOS電界効果トランジスタ
    の製造方法であって、 半導体基板の表面中にnウェルとpウェルを形成する工
    程と、 前記半導体基板の上にゲート絶縁層を形成する工程と、 前記ゲート絶縁層を介在させて、前記半導体基板の上に
    非単結晶シリコン膜を形成する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記pチャネルMOSF
    ETの第1のゲート電極を形成する領域に、第1導電型
    の不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜中の、前記nチャネルMOSF
    ETの第2のゲート電極を形成する領域に、第2導電型
    不純物を注入する工程と、 前記非単結晶シリコン膜の上にメタル層をスパッタ法で
    形成する工程と、 前記メタル層をRTA法で処理して金属窒化層に変える
    工程と、 前記金属窒化層の上に、メタルシリサイドまたはメタル
    で形成された導電体層を形成する工程と、 前記非単結晶シリコン膜、前記金属窒化層、および前記
    導電体層をパターニングし、それによって、前記nウェ
    ルの上に、前記第1導電型不純物が注入される第1のシ
    リコン膜、第1の金属窒化膜および第1の導電膜が積層
    されてなる第1のゲート電極を形成し、前記pウェルの
    上に、前記第2導電型不純物が注入された第2のシリコ
    ン膜、第2の金属窒化膜および第2の導電膜が積層され
    てなる第2のゲート電極を形成する工程と、を備えた、
    相補型MOS電界効果トランジスタの製造方法。
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