发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 本发明为了提供一种藉由将High-K绝缘膜之相对介电常数维持在高状态以获得特性良好之半导体装置,或提供一种可以将High-K绝缘膜之相对介电常数维持在高状态之半导体装置之制造方法,而该半导体装置含有矽基板、闸极层以及配置于前述矽基板与前述闸极层之间的闸极绝缘膜。而且,将前述闸极绝缘膜设为将金属及矽之混合物进行氮化处理而成之高相对介电常数(high-k)膜。藉由以 High-K膜本身作为氮化物,可防止SiO2之产生。
申请公布号 TWI241624 申请公布日期 2005.10.11
申请号 TW093108993 申请日期 2004.04.01
申请人 大见忠弘;东京威力科创股份有限公司 发明人 大见忠弘;寺本章伸;若松秀利;小林保男
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种半导体装置,其特征在于包含:矽基板;闸极层;以及配置于前述矽基板与前述闸极层之间的闸极绝缘膜;且前述闸极绝缘膜系将金属与矽之混合物进行氮化处理而成之高介电常数(high-k)膜。2.如请求项1之半导体装置,其中前述闸极绝缘膜系藉由电浆CVD技术而成膜。3.如请求项1之半导体装置,其中于前述矽基板与前述闸极绝缘膜之间配置氮化矽膜作为障壁层。4.如请求项3之半导体装置,其中前述氮化矽膜系藉由使用电浆之直接氮化技术而形成。5.如请求项1之半导体装置,其中于前述闸极绝缘膜上配置氮化矽膜。6.如请求项5之半导体装置,其中前述矽基板上系为交互配置形成氮化矽膜与前述闸极绝缘膜之多层构造。7.如请求项1之半导体装置,其中于前述矽基板与前述闸极绝缘膜之间形成缓冲层。8.如请求项1之半导体装置,其中于前述矽基板与前述闸极绝缘膜之间形成氧化铝(Al2O3)单结晶膜。9.如请求项8之半导体装置,其中前述氧化铝单结晶膜系藉由电浆CVD技术而形成。10.如请求项1之半导体装置,其中前述闸极绝缘膜含有选自以下所示者之组成:M3Si6N11 (M=La、Ce、Pr、Nd、Sm);M2Si5N8 (M=Ca、Sr、Ba、Eu);MYbSi4N7 (M=Sr、Ba、Eu);BaSi4N7;Ba2Nd7Si11N23。11.一种半导体装置之制造方法,其特征系于矽基板上形成包含将金属与矽之混合物进行氮化处理而成之高介电常数(high-k)膜的闸极绝缘膜;且于前述闸极绝缘膜上形成闸极层。12.如请求项11之半导体装置之制造方法,其中前述闸极绝缘膜系藉由电浆CVD技术而成膜。13.如请求项11之半导体装置之制造方法,其中于前述矽基板与前述闸极绝缘膜之间形成氮化矽膜作为障壁层。14.如请求项13之半导体装置之制造方法,其中前述氮化矽膜系藉由使用电浆之直接氮化技术而形成。15.如请求项11之半导体装置之制造方法,其中于前述闸极绝缘膜上配置氮化矽膜。16.如请求项15之半导体装置之制造方法,其中前述矽基板上系为交互叠层形成氮化矽膜与前述闸极绝缘膜之多层构造。17.如请求项11之半导体装置之制造方法,其中于前述矽基板与前述闸极绝缘膜之间形成缓冲层。18.如请求项11之半导体装置之制造方法,其中于前述矽基板与前述闸极绝缘膜之间形成氧化铝(Al2O3)单结晶膜。19.如请求项18之半导体装置之制造方法,其中前述氧化铝单结晶膜系藉由电浆CVD技术而形成。20.如请求项11之半导体装置之制造方法,其中前述闸极绝缘膜系含有选自以下所示者之组成:M3Si6N11 (M=La、Ce、Pr、Nd、Sm);M2Si5N8 (M=Ca、Sr、Ba、Eu);MYbSi4N7 (M=Sr、Ba、Eu);BaSi4N7;Ba2Nd7Si11N23。图式简单说明:图1系表示与本发明相关之电浆处理装置之构成之一例的概要图(剖面图)。图2系表示与本发明相关之半导体装置之构造的剖面图。图3系表示与本发明之第1实施例相关之半导体装置之主要部分之构造的概要图。图4系表示与本发明之第2实施例相关之半导体装置之主要部分之构造的概要图。图5系表示与本发明之第3实施例相关之半导体装置之主要部分之构造的概要图。图6系表示与本发明之第4实施例相关之半导体装置之主要部分之构造的概要图。图7系表示与本发明之第5实施例相关之半导体装置之主要部分之构造的概要图。图8系表示与本发明之第6实施例相关之半导体装置之主要部分之构造的概要图。
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