【課題】 半導体装置及びその製造方法に関し、高誘電率膜を用いた相補型トランジスタの実効仕事関数を調整して適切なしきい値電圧を実現する際に、エッチング工程数を低減するとともに、エッチングダメージの発生を回避する。
【解決手段】 ｎチャネル絶縁ゲートトランジスタのＳｉＯ_２より誘電率の高い第１のゲート絶縁膜と第１金属ゲート電極との間にアルミニウム膜を設けるとともに、ｐチャネル絶縁ゲートトランジスタのＳｉＯ_２より誘電率の高い第２ゲート絶縁膜と第２金属ゲート電極との間に酸化アルミニウム膜を設ける。 （もっと読む）

【課題】金属ゲート電極／高誘電体ゲート絶縁膜構造のＭＩＳトランジスタを有する半導体装置を高性能化する。
【解決手段】シリコン基板１上に、順に、ハフニウムおよび酸素を主体とする高誘電体膜ｈｋ１と、第１金属および酸素を主体とし、化学量論的組成よりも多くの第１金属を含むｐＭＩＳ用キャップ膜Ｃｐ１を形成する。その後、シリコン基板１に、第１熱処理と第２熱処理とを順に施す。続いて、ｐＭＩＳ用キャップ膜Ｃｐ１上にゲート電極用金属膜ＥＭ１を形成し、これらを加工することでｐＭＩＳ用金属ゲート電極ｐＧ１とｐＭＩＳ用高誘電率ゲート絶縁膜ｐＩ１とを形成する。特に、第１熱処理では高誘電体膜ｈｋ１中の余剰酸素を除去し、第２熱処理では高誘電体膜ｈｋ１中にｐＭＩＳ用キャップ膜Ｃｐ１中の第１金属を拡散させる。第１熱処理は、第２熱処理よりも低い温度で施す。 （もっと読む）

【課題】ゲート電極中に含まれる不純物の拡散を防止することができ、さらに、ゲート絶縁膜の信頼性及びホットキャリア耐性を向上させることができる半導体装置及びその製造方法を得る。
【解決手段】Ｎ型シリコン基板１上にゲート酸化膜３６およびＰ+型ゲート電極３５を形成する。Ｐ+型ゲート電極３５の両側にソース／ドレイン領域６を形成する。ゲート酸化膜３６およびＰ+型ゲート電極３５中には窒素がドープされ、窒素ドーピング領域３０が形成される。 （もっと読む）

【課題】仕事関数を十分に制御することができ、閾値電圧の変動を抑制した半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置１は、半導体基板１０に第１導電型チャネルＭＯＳＦＥＴを備える。第１導電型チャネルＭＯＳＦＥＴは、例えばＰチャネルＭＯＳＦＥＴであって、半導体基板１０の上に設けられたゲート絶縁膜２１と、ゲート電極６５とからなる。ゲート電極６５は、ゲート絶縁膜２１の上に設けられた金属ゲート電極２０と、金属ゲート電極２０の上に設けられた金属酸化膜２４と、金属酸化膜２４の上に設けられた金属ゲート電極２６と、を含んでいる。 （もっと読む）

【課題】高品質な特性を有する電界効果トランジスタ及びその方法を提供する。
【解決手段】素子分離領域１０６間のソース／ドレイン領域１１４、及びポケット領域１１６を含んでいる半導体基板１０２と、素子分離領域間の半導体基板の上面のトレンチ１１０内にあって、（１００）面を有する底面及び上面と、２つ以上の平面を有する側面とを有するシリコンゲルマニウム層１１２と、ゲート絶縁層１２０、ゲート電極１２２、及びサイドスペーサ１２８を含むシリコンゲルマニウム層上のゲート構造と、ゲート構造によって覆われていないシリコンゲルマニウム層及び半導体基板の上部分上のメタルシリサイド１２４とを備え、シリコンゲルマニウム層は、チャネル長方向において、ゲート構造の下で側面を有していない。 （もっと読む）

【課題】半導体集積回路のトランジスタのゲート絶縁膜を、安定な高誘電率絶縁膜で構成した、リーク電流が小さくしかも駆動力の大きい、ＭＩＳ型半導体装置を提供する。また、閾値電圧のバラツキの小さい、量産可能で安価な高誘電率ゲート絶縁膜の製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム酸化物層と、ジルコニウムまたはハフニウムのシリコン酸化物層とを積層した積層ゲート絶縁膜を用いたＭＩＳ型半導体装置。ジルコニウムまたはハフニウムのシリコン酸化物層を、導電チャネル側に設置する。 （もっと読む）

【課題】ＮＭＩＳトランジスタとＰＭＩＳトランジスタの閾値電圧を同時に低減できる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、基板１０に形成された第１の活性領域１０ａ上に高誘電体を含む第１のゲート絶縁膜１７ａと、金属材料を含む第１のゲート電極１８ａとを形成し、基板１０に形成された第２の活性領域１０ｂ上に高誘電体を含む第２のゲート絶縁膜１７ｂと、金属材料を含む第２のゲート電極１８ｂとを形成する工程と、第１のゲート絶縁膜１７ａの端部と第２のゲート絶縁膜１７ｂの端部とに負の固定電荷を導入する工程と、第１のゲート絶縁膜１７ａの端部を除去する工程とを備えている。 （もっと読む）

【課題】ノーマリオフ動作を達成し、十分なチャネル電流が得られ、かつ、しきい値電圧制御が容易な窒化物系半導体ヘテロ接合電界効果トランジスタを提供する。
【解決手段】ＧａＮ層１０とＡｌＧａＮ層１１のヘテロ接合界面をチャネルとする電界効果トランジスタにおいて、負の電荷を有する第三の層４０をゲート電極３４下のゲート絶縁膜３１中に設けるとともに、ヘテロ接合を形成する窒化物半導体内にフッ素イオンＦ⁻等の負のイオン４１を注入する。第三の層４０はＣｌ⁻等の負のイオンが注入される。ゲート絶縁膜３１中およびＡｌＧａＮ層１１中に適量の負のイオンを注入することにより、しきい値電圧が上がりノーマリオフ動作を確実に達成するとともに、十分なチャネル電流が得られる。 （もっと読む）

【課題】高誘電体絶縁膜及びメタルゲート電極を有する半導体装置において、高仕事関数を得ると共にＮＢＴＩ信頼性劣化を低減する。
【解決手段】半導体装置１００において、基板１０１上に、高誘電体ゲート絶縁膜１０９を介してメタルゲート電極１１０が形成されている。高誘電体ゲート絶縁膜１０９とメタルゲート電極１１０との界面におけるメタルゲート電極１１０の側に、ハロゲン元素が偏析している。 （もっと読む）

【課題】高誘電率ゲート絶縁膜およびメタルゲート電極を備えたＣＭＩＳＦＥＴの性能を向上させる。
【解決手段】高誘電率ゲート絶縁膜として機能するＨｆ含有絶縁膜４ａ，４ｂ上にメタルゲート電極であるゲート電極ＧＥ１，ＧＥ２が形成され、ゲート電極ＧＥ１，ＧＥ２は、金属膜７ａ，７ｂ，７ｃの積層膜からなる金属膜７とその上のシリコン膜８との積層構造を有している。金属膜７の最下層の金属膜７ａは、窒化チタン膜、窒化タンタル膜、窒化タングステン膜、炭化チタン膜、炭化タンタル膜または窒化タングステン膜からなり、金属膜７ｂは、ハフニウム膜、ジルコニウム膜またはアルミニウム膜からなり、金属膜７ｃは、金属膜７ａと同種の材料からなる膜である。 （もっと読む）

【課題】高誘電率膜のゲート絶縁膜を含むＭＩＳＦＥＴを有する半導体装置に関し、メタルゲート材料の仕事関数と半導体基板の仕事関数との間の関係によって閾値電圧を容易且つ浅い値に制御しうる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板上に酸化シリコンを主体とする第１の絶縁膜を形成し、第１の絶縁膜上に酸化ハフニウムを主体とする第２の絶縁膜を形成し、熱処理を行い第２の絶縁膜上にシリコンを析出させ、シリコン上にシリコンに対して酸化作用を有する第３の絶縁膜を形成し、第３の絶縁膜上に金属膜のゲート電極を形成し、熱処理を行い第３の絶縁膜の酸化作用によってシリコンを酸化させる。 （もっと読む）

【課題】トレンチゲート構造を有するトランジスタにおいて、サブスレッショルド特性を良好にする。
【解決手段】半導体装置１００は、第１導電型のソース領域１１２およびドレイン領域１１３、これらの間に第２導電型のチャネル領域１０８が形成された基板１０２と、チャネル領域１０８において、ゲート幅方向に断続的に深さが変化するように形成されたトレンチ１６２を埋め込むように形成されたゲート電極１２２とを有するトランジスタを含む。チャネル領域１０８において、基板１０２表面およびトレンチ１６２の底部には、それぞれ第２の高濃度領域１３２および第１の高濃度領域１３０が形成されており、第２導電型の不純物濃度がトレンチ１６２側方における第２導電型の不純物濃度よりも高くなっている。また、第１の高濃度領域１３０の第２導電型の不純物濃度が第２の高濃度領域１３２の第２導電型の不純物濃度以上である。 （もっと読む）

【課題】ｐＭＯＳトランジスタにｃＳｉＧｅとｅＳｉＧｅを適用し、且つゲート絶縁膜におけるダメージ発生を防止でき、素子特性の向上及びしきい値制御性の向上をはかる。
【解決手段】ｐＭＯＳトランジスタのチャネル部及びソース・ドレイン領域にＳｉＧｅを用いた半導体装置において、Ｓｉ基板２０２上の一部に形成され、ｐＭＯＳトランジスタのチャネルとなる第１のＳｉＧｅ層２０５と、第１のＳｉＧｅ層２０５上にゲート絶縁膜２０６を介して形成されたゲート電極２０８と、ｐＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン領域に埋め込み形成され、且つチャネル側の端部が基板表面よりも深い位置でチャネル側に突出するように形成された第２のＳｉＧｅ層２１４と、第１のＳｉＧｅ層２０５と第２のＳｉＧｅ層２１４とを分離するように、基板の表面部でＳｉＧｅ層２０５，２１４間に挿入されたＳｉ層２２２とを備えた。 （もっと読む）

【課題】本発明は、最適な仕事関数を有するメタルゲート電極を持つ半導体装置及びその製造方法に関する。
【解決手段】n チャネルMIS トランジスタを含む半導体装置であり、n チャネルMIS トランジスタは、基板上に形成されたp 型半導体領域、p 型半導体領域に形成されたソース領域１０２及びドレイン領域１０４、ソース領域１０２及びドレイン領域１０４間のp 型半導体領域上に形成されたゲート絶縁膜１０６、ゲート絶縁膜１０６上に形成された金属層１０８及び化合物層１１０からなる積層構造を持つゲート電極を有する。金属層１０８は2 nm未満の厚さ及び4.3 eV以下の仕事関数を有し、化合物層１１０は4.4 eVを越える仕事関数を有しかつAl及び金属層１０８とは異なる金属を含んでいる。 （もっと読む）

【課題】簡易な手順で、高誘電率ゲート絶縁膜とメタルゲート電極とのゲートスタック構造を有する相補型トランジスタの閾値を調整する。
【解決手段】相補型トランジスタの第１導電型のトランジスタ（１６２）の閾値電圧を変化させる第１の調整用金属を第１導電型のトランジスタ（１６２）および第２導電型のトランジスタ（１６０）に同時に添加し、第２導電型のトランジスタ（１６０）のメタルゲート電極（１１０ａ）上から第１の調整用金属の拡散を抑制する拡散抑制元素を添加する。 （もっと読む）

【課題】High-k/metalゲート電極構造において各極性のＦＥＴに要求される仕事関数値を実現する。
【解決手段】第１の領域と第２の領域とを有する半導体基板１０１の上にゲート絶縁膜１０３を形成する。次に、ゲート絶縁膜１０３の上に第１の金属窒化膜１０５を堆積する。次に、第１の金属窒化膜１０５における第２の領域に位置する部分を除去することにより、ゲート絶縁膜１０３における第２の領域に位置する部分を露出させる。次に、ゲート絶縁膜１０３における第２の領域に位置する部分の上に、第１の金属窒化膜１０５と同じ金属窒化物からなる第２の金属窒化膜１０７を形成する。 （もっと読む）

【課題】閾値電圧が相対的に高い半導体装置のチャネル領域における不純物濃度を閾値電圧が相対的に低い半導体装置のチャネル領域における不純物濃度よりも高くすると、閾値電圧が相対的に高い半導体装置の駆動力の低下を招来する虞があった。
【解決手段】半導体装置は、第１のトランジスタと第２のトランジスタとを備えている。第１のトランジスタは、第１のチャネル領域３ａと、第１のゲート絶縁膜４ａと、第１のゲート電極５ａと、第１のエクステンション領域８ａとを有している。第２のトランジスタは、第１のトランジスタよりも高い閾値電圧を有しており、第２のチャネル領域３ｂと、第２のゲート絶縁膜４ｂと、第２のゲート電極５ｂと、第２のエクステンション領域８ｂとを有している。第２のエクステンション領域８ｂは浅接合化不純物を含んでおり、第２のエクステンション領域８ｂの接合深さは第１のエクステンション領域８ａの接合深さよりも浅い。 （もっと読む）

【課題】ＣＭＯＳ集積過程での高温処理の後であっても一定の閾値電圧を維持する高ｋゲート誘電体の提供。
【解決手段】高ｋゲート誘電体３０と、下部金属層４０、捕捉金属層５０、および上部金属層６０を含む金属ゲート構造とのスタックを提供する。該捕捉金属層は、次の２つの基準、１）Ｓｉ＋２／ｙＭ_ｘＯ_ｙ→２ｘ／ｙＭ＋ＳｉＯ_２の反応によるギブス自由エネルギの変化が正である金属（Ｍ）であること、２）酸化物形成に対する酸素原子あたりのギブス自由エネルギが、下部金属層の金属および上部金属層の金属より大きな負である金属であること、を満たす。これらの基準を満たす捕捉金属層は、酸素原子がゲート電極を通って高ｋゲート誘電体に向け拡散するときに該酸素原子を捕捉する。さらに、該捕捉金属層は、高ｋゲート誘電体の下の酸化ケイ素界面層の厚さを遠隔から低減する。この結果、ゲート誘電体全体の等価酸化膜厚（ＥＯＴ）の変動が抑制される。 （もっと読む）

【課題】高誘電率ゲート絶縁膜およびメタルゲート電極を備えたＣＭＩＳＦＥＴの性能を向上させる。
【解決手段】ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎは、半導体基板１のｐ型ウエルＰＷの表面上に、ゲート絶縁膜として機能するＨｆ含有絶縁膜３ａを介して形成されたゲート電極ＧＥ１を有し、ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐは、ｎ型ウエルＮＷの表面上に、ゲート絶縁膜として機能するＨｆ含有絶縁膜３ｂを介して形成されたゲート電極ＧＥ２を有している。ゲート電極ＧＥ１，ＧＥ２は、金属膜７とその上のシリコン膜８との積層構造を有している。Ｈｆ含有絶縁膜３ａは、Ｈｆと希土類元素とＳｉとＯとＮとからなる絶縁材料膜またはＨｆと希土類元素とＳｉとＯとからなる絶縁材料膜であり、Ｈｆ含有絶縁膜３ｂは、ＨｆとＡｌとＯとＮとからなる絶縁材料膜またはＨｆとＡｌとＯとからなる絶縁材料膜である。 （もっと読む）

【課題】導電型に応じて容易に構成を変えることが可能なＦｉｎトランジスタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置は、基板と、基板上に設けられた凸状の半導体からなるトランジスタ活性領域１０４と、トランジスタ活性領域１０４の一部の側面上及び上面上に設けられたゲート絶縁膜１０５ａと、ゲート絶縁膜１０５ａを間に挟んでトランジスタ活性領域１０４の側面及び上面の一部上に設けられたゲート電極３５０とを備えている。ゲート電極３５０のうち、トランジスタ活性領域１０４の側面上に設けられた部分の構成とトランジスタ活性領域１０４の上面上に設けられた部分の構成とは互いに異なっている。 （もっと読む）