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J-GLOBAL ID：200903012671508738

高誘電率ゲート絶縁体を有するULSIMOS

Inventor： セットン,ミカエル
Applicant, Patent owner： ラム リサーチ コーポレーション
Agent (1)： 大塚 康徳 (外2名)
Gazette classification：公表公報
Application number (International application number)：2000557496
Publication number (International publication number)：2002519865
Application date： Jun. 21, 1999
Publication date： Jul. 02, 2002
Summary：

【要約】第1導電型の半導体基板上に形成されたMOSトランジスタ及び製造方法が提供される。そのデバイスは、(a)基板上に形成された境界層、(b)境界層を被覆し、境界層と基板とを分離する高誘電率層であって、Ta2O5、Ta2(O1-xNx)5{xは、0から0.6の範囲である。}、(Ta2O5)r-(TiO2)1-r固溶体{rは、約0.9から1の範囲である。}、(Ta2O5)s-(Al2O3)1-s固溶体{sは、0.9から1の範囲である。}、(Ta2O5)t-(ZrO2)1-t固溶体{tは、約0.9から1の範囲である。}、(Ta2O5)u-(HfO2)1-u固溶体{uは、約0.9から1の範囲である。}、若しくは、これらの混合体、の中から選択された材料からなる高誘電率層、(c)高誘電率層を覆う0.3ミクロンより小さい幅を有するゲート電極、(d)基板表面の対応する領域上に堆積され、第2導電型の第1及び第2の低濃度ドープ領域、(d)ゲート電極に隣接して高誘電率層上に形成された一対のスペーサ、を含む。高誘電率層は、高密度化され得る。ゲート酸化材料は、従来のデバイスにおける漏れ電流を減少し、又は、除去して、MOSデバイスの性能を顕著に向上する。

Claim (excerpt)：

0.3ミクロンより小さいゲート幅を有するMOSデバイスの製造方法であって、 (a) 第1導電型の半導体基板上に、境界層を形成する工程と、 (b) 前記境界層上に、 Ta2O5、Ta2(O1-xNx)5{xは、0から0.6の範囲である。}、(Ta2O5)r-(TiO2)1-r固溶体{rは、約0.9から1の範囲である。}、(Ta2O5)s-(Al2O3)1-s固溶体{sは、0.9から1の範囲である。}、(Ta2O5)t-(ZrO2)1-t固溶体{tは、約0.9から1の範囲である。}、(Ta2O5)u-(HfO2)1-u固溶体{uは、約0.9から1の範囲である。}、若しくは、これらの混合体、の中から選択された材料からなる高誘電率層を形成する工程と、 前記境界層は、前記基板から前記高誘電率層を分離し、 (c) 前記高誘電率層上に、導電材料の層を堆積する工程と、 (d) ゲート電極を形成し、前記高誘電率層の一部を露出させるために、前記導電材料の層の一部を選択的に除去する工程と、 (e) 第2導電型のソース領域及びドレイン領域を形成するために、前記高誘電率層の露出した前記部分を通って前記基板に、不純物イオンを打ち込む工程と、 (f) 前記ゲート電極に隣接し、前記第2導電型のソース領域及びドレイン領域の一部を覆う第1のスペーサを形成する工程と、 (g) 前記高誘電率層の露出した前記部分を除去する工程と、 (h) 前記ソース領域及びドレイン領域に、第2の不純物イオンを打ち込む工程と、 (i) 絶縁材料の層を、前記デバイスの表面を覆うように堆積する工程と、 (j) 任意に、前記絶縁材料の表面を平坦化する工程と、 (k) 前記ソース及びドレインの領域に連結するコンタクト穴を前記絶縁材料に形成するために、前記絶縁材料の一部を除去する工程と、 (l) 前記コンタクト穴をコンタクト材料で満たす工程と、を含む製造方法。

F-Term (33)：

5F140AA24 ,  5F140BA01 ,  5F140BD01 ,  5F140BD02 ,  5F140BD05 ,  5F140BD07 ,  5F140BD11 ,  5F140BD12 ,  5F140BE07 ,  5F140BE08 ,  5F140BE09 ,  5F140BE10 ,  5F140BE17 ,  5F140BE19 ,  5F140BF10 ,  5F140BF11 ,  5F140BF14 ,  5F140BF17 ,  5F140BG09 ,  5F140BG13 ,  5F140BG14 ,  5F140BG37 ,  5F140BG51 ,  5F140BG53 ,  5F140BH15 ,  5F140BJ27 ,  5F140BK02 ,  5F140BK13 ,  5F140BK30 ,  5F140BK34 ,  5F140BK39 ,  5F140CC05 ,  5F140CE07

Patent cited by the Patent：

Cited by examiner (9)

• N2Oガスを用いた薄膜形成方法
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願平9-275613   Applicant：エルジイ・セミコン・カンパニイ・リミテッド
• 半導体装置及びその製造方法
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願平8-339454   Applicant：富士通株式会社
• 特開平4-137562
  
• MOS型半導体装置とその製造方法
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願平8-008160   Applicant：沖電気工業株式会社
• 特開平3-074878
  
• タンタル系高誘電体材料及び高誘電体膜の形成方法並びに半導体装置
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願平6-072504   Applicant：ソニー株式会社
• 特開昭62-017177
  
• 特開昭63-002363
  
• 高誘電率体及びその製造方法
  Gazette classification：公開公報   Application number：特願平4-068789   Applicant：松下電器産業株式会社

Article cited by the Patent：

Cited by examiner (3)

• "Dielectric property of (TiO2)x-(Ta2O5)1-x thin films"
• "Structural and electrical properties of crystalline (1-x)Ta2O5-xAl2O3 thin films fabricated by meta
• "Dielectric properties of Ta2O5-ZrO2 polycrystalline ceramics"