【課題】所望の実効仕事関数（例えば、高い実効仕事関数）を実現し、かつ、ＥＯＴが変化しない、またはＥＯＴの変化を低減した金属窒化膜、金属窒化膜を用いた半導体装置、および半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る金属窒化膜は、ＴｉとＡｌとＮを含有し、該金属窒化膜のＴｉとＡｌとＮのモル比率（Ｎ／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｎ））が０．５３以上であり、かつ、上記金属窒化物層のＴｉとＡｌとＮのモル比率（Ｔｉ／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｎ））が０．３２以下であり、かつ上記金属窒化物層のＴｉとＡｌとＮのモル比率（Ａｌ／（Ｔｉ＋Ａｌ＋Ｎ））が０．１５以下である。 （もっと読む）

【課題】低コストで必要な仕事関数及び耐酸化性を有する金属膜を備えた半導体装置を提供する。
【解決手段】基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜に隣接して設けられた金属膜と、を有し、金属膜は、第１の金属膜と第２の金属膜との積層構造を有しており、第１の金属膜は第２の金属膜よりも耐酸化性が高い物質で構成され、第２の金属膜は４．８ｅＶよりも高い仕事関数を有する第１の金属膜とは異なる物質で構成され、第１の金属膜は第２の金属膜と絶縁膜との間に設けられている。 （もっと読む）

【課題】耐放射線性を有する絶縁ゲート型半導体素子、絶縁ゲート型半導体集積回路を提供する。
【解決手段】一部がチャネル領域をなすｐ型の半導体層１１と、半導体層１１の上部に活性領域２１Ｂを定義する素子分離絶縁膜２１と、チャネル領域にキャリア注入口を介してキャリアを注入するｎ型の第１主電極領域１２と、チャネル領域から、キャリアを排出するキャリア排出口を有するｎ型の第２主電極領域１３と、活性領域２１Ｂの上に設けられたゲート絶縁膜２２と、ゲート絶縁膜２２の上に設けられ、第１主電極領域１２と第２主電極領域１３との間を流れるキャリアの流路に直交する主制御部、主制御部に交わる２本のガード部２４１，２４２を有してπ字型をなすゲート電極２４と、第２主電極領域１３のゲート幅方向の両端側に設けられたｐ型のリーク阻止領域６１，６２とを備える。 （もっと読む）

【課題】ＭＩＰＳ構造を採るメタル膜とコンタクトプラグとの界面抵抗を低減できるようにする。
【解決手段】まず、半導体基板１の上に、ゲート絶縁膜３を形成し、形成したゲート絶縁膜３の上に、ＴｉＮ膜４及びポリシリコン膜５を順次形成する。続いて、ポリシリコン膜５にＴｉＮ膜４を露出するコンタクトホール５ａを形成する。続いて、ポリシリコン膜５における第１のコンタクトホール５ａの少なくとも底面及び壁面上に金属膜７を形成する。 （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】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】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】特性の劣化を効果的に抑制することのできる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置は、ＧａＮを含む半導体層１と、電極とを備えている。電極は、電極本体６と、半導体層１から見て電極本体６よりも離れた位置に形成され、かつＡｌを含む接続用電極８と、電極本体６と接続用電極８との間に形成されたＷ、ＴｉＷ、ＷＮ、ＴｉＮ、Ｔａ、およびＴａＮよりなる群から選ばれる少なくとも１種を含むバリア層７とを含んでいる。バリア層７の表面粗さＲＭＳが３．０ｎｍ以下である。 （もっと読む）

【課題】相異なるスレショルド電圧を有する電界効果トランジスタを提供する。
【解決手段】ドープ半導体ウエル上に、複数種のゲート・スタック（１００〜６００）が形成される。ドープ半導体ウエル（２２、２４）上に、高誘電率（ｈｉｇｈ−ｋ）ゲート誘電体（３０Ｌ）が形成される。一つのデバイス領域中に金属ゲート層（４２Ｌ）が形成され、他のデバイス領域（２００、４００、５００、６００）ではｈｉｇｈ−ｋゲート誘電体は露出される。該他のデバイス領域中に、相異なる厚さを有するスレショルド電圧調整酸化物層が形成される。次いで、スレショルド電圧調整酸化物層を覆って導電性ゲート材料層（７２Ｌ）が形成される。電界効果トランジスタの一つの型は、ｈｉｇｈ−ｋゲート誘電体部分を包含するゲート誘電体を包含する。電界効果トランジスタの他の型は、ｈｉｇｈ−ｋゲート誘電体部分と、相異なる厚さを有する第一スレショルド電圧調整酸化物部分とを包含するゲート誘電体を包含する。相異なるゲート誘電体スタックと、同一のドーパント濃度を有するドープ半導体ウエルを用いることによって、相異なるスレショルド電圧を有する電界効果トランジスタが提供される。 （もっと読む）

【課題】高集積であり且つビット線を埋め込む必要のない３次元トランジスタを有する半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】ゲートトレンチを介して両側に位置する第１及び第２の拡散層とゲートトレンチの底面に形成された第３の拡散層とを有する活性領域と、第１及び第２の拡散層にそれぞれ接続された第１及び第２の記憶素子と、第３の拡散層に接続されたビット線と、ゲート絶縁膜を介してゲートトレンチの第１の側面を覆い、第１の拡散層と第３の拡散層との間にチャネルを形成する第１のゲート電極と、ゲート絶縁膜を介してゲートトレンチの第２の側面を覆い、第２の拡散層と第３の拡散層との間にチャネルを形成する第２のゲート電極とを備える。本発明によれば、ゲートトレンチの両側面にそれぞれ別のトランジスタが形成されることから、従来の２倍の集積度が得られる。 （もっと読む）

【課題】ソース・ドレイン領域のエクステンション領域の不純物濃度プロファイルが急峻なｐ型トランジスタを有する半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る半導体装置１ａは、半導体基板２上に形成された結晶層１３と、結晶層１３上にゲート絶縁膜１４を介して形成されたゲート電極１５と、半導体基板２と結晶層１３との間に形成された、ゲート電極１５の下方の領域において第１の不純物を含むＣ含有Ｓｉ系結晶からなる不純物拡散抑制層１２と、半導体基板２、不純物拡散抑制層１２、および結晶層１３内のゲート電極１５の両側に形成され、結晶層１３内にエクステンション領域を有する、ｐ導電型を有する第２の不純物を含むｐ型ソース・ドレイン領域１７と、を有し、Ｃ含有Ｓｉ系結晶は第２の不純物の拡散を抑制する機能を有し、第１の不純物は、Ｃ含有Ｓｉ系結晶内の固定電荷の発生を抑制する機能を有する。 （もっと読む）

【課題】ｎ型ＭＯＳトランジスタ、ｐ型ＭＯＳトランジスタにおいて共通のゲート絶縁膜構造及びゲート電極材料を用いながら、各々のトランジスタのしきい値電圧を適正な値へ設定し、且つゲート絶縁膜における酸素欠損に伴う移動度の低下を抑制する。
【解決手段】メタルゲート電極及び高誘電率ゲート絶縁膜を用いた半導体装置の製造方法であって、ｎ型半導体領域２００及びｐ型半導体領域３００上にそれぞれ、シリコン酸化物からなる第１のゲート絶縁膜、Ｌａ，Ａｌ，Ｏを含む第２のゲート絶縁膜、Ｈｆを含む第３のゲート絶縁膜を積層し、その上に金属膜からなるゲート電極を形成し、次いでｐ型半導体領域３００上の、第１のゲート絶縁膜，第２のゲート絶縁膜，第３のゲート絶縁膜，及びゲート電極の積層構造を、水素拡散防止膜３５０で被覆した後、水素雰囲気で熱処理を施す。 （もっと読む）

【課題】ｎＭＯＳ及びｐＭＯＳの双方において低い閾値電圧を実現することができ、製造コストが低い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１上の全面にシリコン酸窒化膜５を形成し、シリコン酸窒化膜５上にランタン酸化膜６を形成し、ｐＭＯＳ領域Ｒ_ｐＭＯＳからランタン酸化膜６を除去する。次に、全面に高誘電率膜である窒化ハフニウムシリケイト膜７を形成し、アルミニウム含有窒化チタン膜８を形成し、ポリシリコン膜９を形成し、これらの積層膜をゲート電極形状に加工する。次に、ソース・ドレイン領域１２及び１３に不純物を導入し、これらの不純物を活性化させるアニール処理を利用して、アルミニウム含有窒化チタン膜８中に含まれるアルミニウムを、ｐＭＯＳ領域Ｒ_ｐＭＯＳにおけるシリコン酸窒化膜５と窒化ハフニウムシリケイト膜７との界面まで拡散させる。 （もっと読む）

【課題】金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）において、本発明の目的は、ｈｉｇｈ−Ｋ誘電膜と金属ゲートとの間の界面特性を向上させることにより、電気的特性およびデバイス性能を向上させることである。
【解決手段】ｈｉｇｈ−Ｋ誘電体上に金属ゲートを蒸着することによりＭＯＳＦＥＴの製造においてｈｉｇｈ−Ｋ誘電膜と金属ゲートとの間の界面を向上させる方法は、熱アニーリングモジュール内で、その上にｈｉｇｈ−Ｋ誘電膜が蒸着された基板をアニールするアニーリングステップと、金属ゲート蒸着モジュール内で、前記アニールされた基板上に金属ゲート材料を蒸着させる蒸着ステップとを含み、真空を破ることなく、前記アニーリングステップおよび前記蒸着ステップが連続的に行なわれることを特徴とする。 （もっと読む）

【課題】金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）において、本発明の目的は、ｈｉｇｈ−Ｋ誘電膜と金属ゲートとの間の界面特性を向上させることにより、電気的特性およびデバイス性能を向上させることである。
【解決手段】ｈｉｇｈ−Ｋ誘電体上に金属ゲートを蒸着することによりＭＯＳＦＥＴの製造においてｈｉｇｈ−Ｋ誘電膜と金属ゲートとの間の界面を向上させる方法は、熱アニーリングモジュール内で、その上にｈｉｇｈ−Ｋ誘電膜が蒸着された基板をアニールするアニーリングステップと、金属ゲート蒸着モジュール内で、前記アニールされた基板上に金属ゲート材料を蒸着させる蒸着ステップとを含み、真空を破ることなく、前記アニーリングステップおよび前記蒸着ステップが連続的に行なわれることを特徴とする。 （もっと読む）

本明細書で述べられる実施形態は、無拡散アニールプロセスを使用して金属シリサイド層を形成する方法を包含する。一実施形態では、基板上に金属シリサイド材料を形成するための方法が、提供される。その方法は、基板のシリコン含有表面を覆って金属材料を堆積させるステップと、金属材料を覆って金属窒化物材料を堆積させるステップと、金属窒化物材料を覆って金属接点材料を堆積させるステップと、基板を無拡散アニールプロセスにさらして金属シリサイド材料を形成するステップとを含む。無拡散アニールプロセスの短い時間枠は、窒素がシリコン含有界面に拡散して窒化シリコンを形成する時間を低減し、それ故に界面抵抗を最小限にする。
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半導体デバイス用のアルミニウムがドープされた金属（タンタル又はチタン）炭窒化物ゲート電極の作製方法が記載されている。当該方法は、上に誘電層を有する基板を供する工程、及びプラズマが存在しない状態で前記誘電層上に前記ゲート電極を作製する工程を有する。前記ゲート電極は、金属炭窒化物を堆積する堆積工程、及び前記金属炭窒化物上にアルミニウム前駆体の原子層を吸着させる吸着工程によって作製される。前記堆積工程及び前記吸着工程は、前記アルミニウムがドープされた金属炭窒化物ゲート電極が所望の厚さを有するまで、必要な回数だけ繰り返されて良い。
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【課題】互いに異なる金属膜厚からなるゲート電極を有するｎ型及びｐ型ＭＩＳトランジスタを備えた半導体装置において、ゲートリークによる劣化を抑制する。
【解決手段】半導体装置は、第１のＭＩＳトランジスタと第２のＭＩＳトランジスタとを備える。第１のＭＩＳトランジスタは、第１の活性領域１２ａ上に形成された第１のゲート絶縁膜１３ａと、第１のゲート絶縁膜１３ａ上に形成された第１の金属膜１４ａ、及び、第１の金属膜１４ａ上に形成された第１のシリコン膜１７ａを含む第１のゲート電極２４Ａとを備える。第２のＭＩＳトランジスタは、第２の活性領域１２ｂ上に形成された第２のゲート絶縁膜１３ｂと、第２のゲート絶縁膜上に形成された第１の金属膜１４ｂ、第１の金属膜１４ｂ上に形成された第２の金属膜１５ｂ、及び、第２の金属膜１５ｂの上に形成された第２のシリコン膜１７ｂを含む第２のゲート電極２４Ｂとを備えている。 （もっと読む）

【課題】高速動作が可能なＭＩＰＳ構造を持つメタルゲートを含む半導体装置を得られるようにする。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板１の上に形成されたゲート絶縁膜３と、該ゲート絶縁膜３の上に順次形成され、ＴｉＮ膜４とポリシリコン膜５とにより構成されたゲート電極２０の第２のゲート電極部２０ｂと、半導体基板１の上にゲート電極２０を覆うように形成された層間絶縁膜８とを有している。層間絶縁膜８及びポリシリコン膜５を貫通して形成されたコンタクト９は、ＴｉＮ膜４と直接に接続されている。 （もっと読む）