特許

J-GLOBAL ID：201003074366662880

半導体装置の製造方法

発明者： 篠原 博文
出願人/特許権者： ルネサスエレクトロニクス株式会社
代理人 (1件)： 筒井 大和
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2009-121371
公開番号（公開出願番号）：特開2010-272596
出願日： 2009年05月19日
公開日（公表日）： 2010年12月02日
要約：

【課題】ハーフピッチサイズが32nm以下のCMISデバイスを有する半導体装置において、nチャネル型電界効果トランジスタおよびpチャネル型電界効果トランジスタのそれぞれの閾値電圧を適切に設定することのできる技術を提供する。【解決手段】pMIS形成領域に、主としてAlが拡散した高誘電体膜5h(例えばHfO2膜)により構成されるゲート絶縁膜5ならびに下層メタルゲート電極6Dと上層メタルゲート電極6Uとの積層膜からなるメタルゲート電極6を有するpMIS100pを形成し、nMIS形成領域に、主としてLa(ランタン)が拡散した高誘電体膜5h(例えばHfO2膜)により構成されるゲート絶縁膜11ならびに上層メタルゲート電極6Uからなるメタルゲート電極12を有するnMIS100nを形成する。【選択図】図1

請求項（抜粋）：

半導体基板の第1領域にpチャネル型電界効果トランジスタを形成し、前記半導体基板の第2領域にnチャネル型電界効果トランジスタを形成する半導体装置の製造方法であって、 (a)前記半導体基板の主面上にSiO2よりも誘電率の高い高誘電体膜を形成する工程と、 (b)前記高誘電体膜上に第1金属を含む第1金属酸化膜を形成する工程と、 (c)前記第1金属酸化膜上に第1厚さを有する第1メタルゲート電極材料を形成する工程と、 (d)前記第2領域の前記第1メタルゲート電極材料および前記第1金属酸化膜を除去する工程と、 (e)前記(d)工程の後、前記半導体基板の主面上に第2金属を含む第2金属酸化膜を形成する工程と、 (f)前記第2金属酸化膜上に第2厚さを有する第2メタルゲート電極材料を形成する工程と、 (g)前記(f)工程の後、前記半導体基板に熱処理を施して、前記第1領域の前記高誘電体膜に前記第1金属を拡散させ、前記第2領域の前記高誘電体膜に前記第2金属を拡散させる工程と、 (h)前記(g)工程の後、前記半導体基板の主面上にシリコンゲート電極材料を形成する工程と、 (i)前記第1領域の前記シリコンゲート電極材料、前記第2メタルゲート電極材料、前記第1メタルゲート電極材料、前記第1金属酸化膜、および前記第1金属が拡散した前記高誘電体膜からなる積層膜を加工して、前記pチャネル型電界効果トランジスタの前記シリコンゲート電極材料、前記第2メタルゲート電極材料、および前記第1メタルゲート電極材料からなるゲート電極ならびに前記第1金属酸化膜、および前記第1金属が拡散した前記高誘電体膜からなるゲート絶縁膜を形成し、 前記第2領域の前記シリコンゲート電極材料、前記第2メタルゲート電極材料、前記第2金属酸化膜、および前記第2金属が拡散した前記高誘電体膜からなる積層膜を加工して、前記nチャネル型電界効果トランジスタの前記シリコンゲート電極材料および前記第2メタルゲート電極材料からなるゲート電極ならびに前記第2金属酸化膜、および前記第2金属が拡散した前記高誘電体膜からなるゲート絶縁膜を形成する工程と、 を含み、 前記第2メタルゲート電極材料の前記第2厚さは、前記第1メタルゲート電極材料の前記第1厚さよりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。

IPC (7件)：

H01L 27/092 ,  H01L 21/823 ,  H01L 29/78 ,  H01L 29/423 ,  H01L 29/49 ,  H01L 21/283 ,  H01L 21/28

FI (5件)：

H01L27/08 321D ,  H01L29/78 301G ,  H01L29/58 G ,  H01L21/283 C ,  H01L21/28 301R

Fターム (89件)：

4M104BB14 ,  4M104BB16 ,  4M104BB18 ,  4M104BB19 ,  4M104BB21 ,  4M104BB22 ,  4M104BB24 ,  4M104BB28 ,  4M104BB29 ,  4M104BB30 ,  4M104BB32 ,  4M104BB34 ,  4M104BB36 ,  4M104CC05 ,  4M104DD78 ,  4M104DD83 ,  4M104EE03 ,  4M104EE14 ,  4M104EE16 ,  4M104FF13 ,  4M104FF17 ,  4M104FF18 ,  4M104FF22 ,  4M104GG09 ,  4M104GG10 ,  4M104GG14 ,  5F048AA00 ,  5F048AC03 ,  5F048BA16 ,  5F048BB06 ,  5F048BB07 ,  5F048BB08 ,  5F048BB09 ,  5F048BB10 ,  5F048BB11 ,  5F048BB12 ,  5F048BB13 ,  5F048BB17 ,  5F048BC06 ,  5F048BE03 ,  5F048BF02 ,  5F048BF07 ,  5F048BF11 ,  5F048BF16 ,  5F048BG01 ,  5F048BG12 ,  5F048BG13 ,  5F048DA24 ,  5F140AA06 ,  5F140AA39 ,  5F140AB03 ,  5F140BA01 ,  5F140BD02 ,  5F140BD04 ,  5F140BD11 ,  5F140BD13 ,  5F140BD17 ,  5F140BE07 ,  5F140BE09 ,  5F140BE10 ,  5F140BE16 ,  5F140BF08 ,  5F140BF10 ,  5F140BF11 ,  5F140BF14 ,  5F140BF20 ,  5F140BF21 ,  5F140BF24 ,  5F140BF59 ,  5F140BF60 ,  5F140BG08 ,  5F140BG30 ,  5F140BG38 ,  5F140BH14 ,  5F140BJ07 ,  5F140BJ11 ,  5F140BJ17 ,  5F140BJ20 ,  5F140BJ27 ,  5F140BK02 ,  5F140BK13 ,  5F140BK21 ,  5F140BK29 ,  5F140CB01 ,  5F140CB04 ,  5F140CB08 ,  5F140CC03 ,  5F140CC12 ,  5F140CE07