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JP2007073726A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2007073726A
JP2007073726A JP2005258923A JP2005258923A JP2007073726A JP 2007073726 A JP2007073726 A JP 2007073726A JP 2005258923 A JP2005258923 A JP 2005258923A JP 2005258923 A JP2005258923 A JP 2005258923A JP 2007073726 A JP2007073726 A JP 2007073726A
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Japan
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oxygen concentration
concentration adjusting
insulating film
gate insulating
gate electrode
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Withdrawn
Application number
JP2005258923A
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Yasuki Morinaga
泰規 森永
Shigenori Hayashi
重徳 林
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device where electrode oxidation in a gate electrode interface is suppressed, effectual work function deterioration of a gate electrode is suppressed, and threshold voltage Vt is reduced. <P>SOLUTION: An oxygen concentration adjusting thin film 4 is formed between a gate insulating film 3A and a gate electrode 6. Thus, there is provided a MIS transistor wherein electrode oxidation is suppressed in the gate electrode interface, effectual work function deterioration in the gate electrode does not occur, and threshold voltage Vt is reduced, by absorbing diffusion oxygen in the oxygen concentration adjusting thin film 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、トランジスタを備えた半導体装置にかかわり、特に高誘電率酸化物からなるゲート絶縁膜を有する電界効果型トランジスタ(FET)を備えた半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a transistor, and more particularly to a semiconductor device including a field effect transistor (FET) having a gate insulating film made of a high dielectric constant oxide.

従来、電界効果型のトランジスタとして、MIS(金属−絶縁物−半導体)構造からなる電界効果型トランジスタ(MISFET)が用いられている。この技術分野では、高速動作と低消費電力化が要求されている。例えば、高速化を実現するために、MISFETのゲート容量を増やして駆動電流を増加させる。MISFETの極微細化に伴って、従来のゲート絶縁膜の極薄化が加速的に進み、その膜厚は1.5nm以下を狙おうとしている。   Conventionally, a field effect transistor (MISFET) having a MIS (metal-insulator-semiconductor) structure is used as a field effect transistor. In this technical field, high-speed operation and low power consumption are required. For example, in order to realize a higher speed, the drive current is increased by increasing the gate capacitance of the MISFET. With the miniaturization of the MISFET, the conventional gate insulating film has been extremely thinned, and its film thickness is about 1.5 nm or less.

しかし、ゲート絶縁膜を2nm以下に薄膜化すると、電子の透過性が劇的に増加し、ゲート電極とシリコン基板の間で過大なトンネルリーク電流が流れてしまう。その結果、高速動作は実現できても、低消費電力化は難しくなる。さらに、リーク電流が増加すれば、電荷を蓄積するというキャパシタ本来の動作も困難になって、オン電流が出なくなる。   However, when the gate insulating film is thinned to 2 nm or less, the electron permeability increases dramatically, and an excessive tunnel leakage current flows between the gate electrode and the silicon substrate. As a result, even if high-speed operation can be realized, it is difficult to reduce power consumption. Further, if the leakage current increases, the original operation of the capacitor for accumulating charges becomes difficult, and no on-current is generated.

このため、最近ではその物性限界を打破するべく、ゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜より誘電率が高い材料を用いることが期待されている。シリコン酸化膜と同じ容量値を、より厚い物理膜厚で実現し、リーク電流を極力抑えるだけでなく、大きなゲート絶縁膜容量を得ることにより、より大きなオン電流を得るようにした試みが行われている(例えば、非特許文献1参照)。
Journal of Applied Physics vol.89, 5243頁 (2001年)
Therefore, recently, in order to overcome the physical property limit, it is expected that a material having a dielectric constant higher than that of the silicon oxide film is used as the gate insulating film. Attempts were made to achieve the same capacitance value as that of silicon oxide film with a thicker physical film thickness and not only to suppress leakage current as much as possible, but also to obtain larger on-current by obtaining a large gate insulating film capacitance. (For example, refer nonpatent literature 1).
Journal of Applied Physics vol.89, 5243 (2001)

しかしながら、高誘電率(high−k)のゲート絶縁膜を用いる場合、電極としてポリシリコンに限らず、金属シリサイドや金属を用いると、ゲート電極形成の熱処理プロセスにおいて、次のような新たな問題が顕在化してきた。すなわち、ゲート電極直下から酸素がゲート電極側に熱拡散しゲート電極が酸化されるために、ゲート電極の実効的な仕事関数が劣化し、閾値電圧Vtが高くなってしまう。   However, when a gate dielectric film having a high dielectric constant (high-k) is used, if the electrode is not limited to polysilicon but metal silicide or metal is used, the following new problem occurs in the heat treatment process for forming the gate electrode. It has become apparent. That is, since oxygen is thermally diffused from directly under the gate electrode to the gate electrode side and the gate electrode is oxidized, the effective work function of the gate electrode is deteriorated and the threshold voltage Vt is increased.

本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、閾値電圧Vtを低減したMISトランジスタを備えた半導体装置を提供することを目的としている。   The present invention was created in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device including a MIS transistor with a reduced threshold voltage Vt.

本発明による半導体装置は、ソース、ドレインが形成された半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を有するMISトランジスタを備え、前記ゲート電極直下に酸素濃度調整物質を含む薄膜を備えている。これによれば、ゲート電極直下からゲート電極へ拡散しようとする酸素を酸素濃度調整薄膜で吸収することにより、ゲート電極への酸素の拡散を防ぐことができる。   A semiconductor device according to the present invention includes a MIS transistor having a gate electrode through a gate insulating film on a semiconductor substrate on which a source and a drain are formed, and a thin film containing an oxygen concentration adjusting substance directly below the gate electrode. According to this, oxygen diffusion to the gate electrode can be prevented from being absorbed by the oxygen concentration adjusting thin film by the oxygen concentration adjustment thin film being absorbed from directly under the gate electrode.

すなわち、オン電流確保のためにゲート絶縁膜を高誘電率な材料で構成しても、MISトランジスタのゲート電極形成の熱処理プロセスにおいて、ゲート電極直下に酸素濃度調整物質が存在するため、ゲート電極直下からの拡散酸素を吸収してゲート電極への酸素拡散を防ぎ、閾値電圧Vtの上昇を抑制することができる。   That is, even if the gate insulating film is made of a material having a high dielectric constant in order to secure an on-current, an oxygen concentration adjusting substance exists immediately under the gate electrode in the heat treatment process for forming the gate electrode of the MIS transistor. Oxygen diffused from oxygen can be absorbed to prevent oxygen diffusion to the gate electrode, thereby suppressing an increase in threshold voltage Vt.

ここで、酸素濃度調整物質の構成としては、ゲート絶縁膜とゲート電極の間に層状に存在するという態様がある。この場合、ゲート電極直下からゲート電極への酸素の拡散を抑制し、ゲート電極の実効的な仕事関数の劣化を防ぐとともに、ゲート絶縁膜中の酸素欠陥の抑制により、誘電率の低下とリーク電流の増大を防ぐことができるために、閾値電圧Vtを効果的に低減できる。   Here, as a configuration of the oxygen concentration adjusting substance, there is an aspect in which it exists in a layered manner between the gate insulating film and the gate electrode. In this case, the diffusion of oxygen from directly under the gate electrode to the gate electrode is suppressed to prevent the deterioration of the effective work function of the gate electrode. Therefore, the threshold voltage Vt can be effectively reduced.

さらに、酸素濃度調整物質の構成としては、ゲート絶縁膜中に内在するという態様がある。この場合、酸素濃度調整物質とゲート絶縁膜の界面面積がより増加し、ゲート絶縁膜中の酸素欠陥をより効果的に防ぐため、ゲート電極直下からゲート電極への酸素の拡散を効果的に抑制し、ゲート電極の実効的な仕事関数の劣化を防ぐとともに、ゲート絶縁膜中の酸素欠陥の抑制により、誘電率の低下とリーク電流の増大を防ぐことができるために、閾値電圧Vtを効果的に低減できる。   Furthermore, as a configuration of the oxygen concentration adjusting substance, there is an aspect in which it is inherent in the gate insulating film. In this case, the interface area between the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film is further increased, so that oxygen defects in the gate insulating film are effectively prevented, so that the diffusion of oxygen from directly under the gate electrode to the gate electrode is effectively suppressed. In addition, since the effective work function of the gate electrode is prevented from being deteriorated and the oxygen defect in the gate insulating film is suppressed, the lowering of the dielectric constant and the increase of the leakage current can be prevented. Can be reduced.

しかしながら、酸素濃度調整物質とゲート絶縁膜の粒界をチャージが粒界伝導し、リーク電流が増加する傾向が見られる。酸素濃度調整物質をさらに小さくし分散することによって、酸素濃度調整物質とゲート絶縁膜の界面面積を増加させることができる。ゲート絶縁膜中の酸素欠陥をより効果的に防ぐため、ゲート電極直下からゲート電極への酸素の拡散を抑制し、ゲート電極の実効的な仕事関数の劣化を防ぐとともに、ゲート絶縁膜中の酸素欠陥の抑制により、誘電率の低下とリーク電流の増大を防ぐことができるために、閾値電圧Vtを低減できる。また、酸素濃度調整物質が均一に分散しているため、リークパスを形成せず、閾値電圧Vtの低減効果が強く見込まれる。   However, there is a tendency that the charge conducts through the grain boundary between the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film and the leakage current increases. By further reducing and dispersing the oxygen concentration adjusting substance, the interface area between the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film can be increased. In order to prevent oxygen defects in the gate insulating film more effectively, the diffusion of oxygen from directly under the gate electrode to the gate electrode is suppressed to prevent deterioration of the effective work function of the gate electrode and the oxygen in the gate insulating film. By suppressing defects, it is possible to prevent a decrease in dielectric constant and an increase in leakage current, so that the threshold voltage Vt can be reduced. In addition, since the oxygen concentration adjusting substance is uniformly dispersed, a leak path is not formed, and a reduction effect of the threshold voltage Vt is strongly expected.

さらに、酸素濃度調整物質の構成としては、酸素濃度調整物質を含む薄膜がゲート絶縁膜とミキシングし、前記酸素濃度調整物質がゲート絶縁膜とゲート電極の間に存在し、かつ、ゲート絶縁膜中に内在するという態様がある。この場合、酸素濃度調整物質とゲート絶縁膜の界面面積を増加させることができる。そして、ゲート絶縁膜中の酸素欠陥をより効果的に防ぐため、ゲート電極直下からゲート電極への酸素の拡散を抑制し、ゲート電極の実効的な仕事関数の劣化を防ぐとともに、ゲート絶縁膜中の酸素欠陥の抑制により、誘電率の低下とリーク電流の増大を防ぐことができるために、閾値電圧Vtを低減できる。   Further, the oxygen concentration adjusting substance is configured such that a thin film containing the oxygen concentration adjusting substance is mixed with the gate insulating film, the oxygen concentration adjusting substance exists between the gate insulating film and the gate electrode, and There is a mode of being inherent in In this case, the interface area between the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film can be increased. In order to more effectively prevent oxygen vacancies in the gate insulating film, the diffusion of oxygen from directly under the gate electrode to the gate electrode is suppressed to prevent deterioration of the effective work function of the gate electrode, and in the gate insulating film. By suppressing the oxygen defects, it is possible to prevent a decrease in dielectric constant and an increase in leakage current, so that the threshold voltage Vt can be reduced.

ここで、酸素濃度調整物質としては、少なくとも1つ以上の4価で安定な金属の酸化物AO2 中に、少なくとも1つ以上の多価金属の酸化物MO2 等を含んだ物質とするのが好ましい。多価金属Mとしては、Ce,Yb,Mnのいずれかであり、4価の金属元素Aとしては、Zr,Hf,C,Si,Ge,Sn,Pbのいずれかである。 Here, as the oxygen concentration adjusting substance, a substance including at least one or more polyvalent metal oxide MO 2 or the like in at least one or more tetravalent and stable metal oxide AO 2 is used. Is preferred. The multivalent metal M is any one of Ce, Yb, and Mn, and the tetravalent metal element A is any one of Zr, Hf, C, Si, Ge, Sn, and Pb.

この場合、酸素濃度調整物質内の多価金属Mの酸素との結合状態、配位数が変化し、酸化雰囲気下では酸素を貯蔵しようとする酸素貯蔵能(OSC)特性をもっていおり、さらに、酸素濃度調整物質自身がSiO2 よりも高誘電率を有する場合が多いため、閾値電圧Vtを低減できる。 In this case, the binding state and coordination number of the polyvalent metal M in the oxygen concentration adjusting substance are changed, and the oxygen storage capacity (OSC) characteristic of storing oxygen in an oxidizing atmosphere is obtained. Since the oxygen concentration adjusting substance itself often has a higher dielectric constant than SiO 2 , the threshold voltage Vt can be reduced.

特に、M組成を0.1<x<0.8にすることで、高いOSC特性を有することができ、ゲート電極直下の酸素欠陥をより抑制することから、誘電率の低下とリーク電流の増大を防ぐ効果が高く、閾値電圧Vtを低減できる。   In particular, by setting the M composition to 0.1 <x <0.8, high OSC characteristics can be obtained, and oxygen defects immediately below the gate electrode are further suppressed, so that the dielectric constant is decreased and the leakage current is increased. The threshold voltage Vt can be reduced.

本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を形成する第1の工程と、前記ゲート絶縁膜の上に酸素濃度調整物質を含む薄膜を形成する第2の工程と、前記酸素濃度調整物質の上にゲート電極を形成する第3の工程とを含むものである。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first step of forming a gate insulating film having a high dielectric constant on a semiconductor substrate, and a second step of forming a thin film containing an oxygen concentration adjusting substance on the gate insulating film. And a third step of forming a gate electrode on the oxygen concentration adjusting substance.

これにより、酸素濃度調整物質を含む薄膜がゲート絶縁膜とゲート電極の間に層状に存在する形態の半導体装置を作製でき、ゲート電極への酸素拡散および閾値電圧上昇の抑制の機能を実現できる。   As a result, a semiconductor device in which a thin film containing an oxygen concentration adjusting substance exists in a layered manner between the gate insulating film and the gate electrode can be manufactured, and a function of suppressing oxygen diffusion to the gate electrode and an increase in threshold voltage can be realized.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を形成する第1の工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に酸素濃度調整物質を含む薄膜を形成する第2の工程と、前記酸素濃度調整物質の上にゲート電極を形成する第3の工程と含み、前記第1の工程と前記第2の工程は、これらの工程を複数回繰り返すものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first step of forming a gate insulating film having a high dielectric constant on a semiconductor substrate,
A second step of forming a thin film containing an oxygen concentration adjusting material on the gate insulating film; a third step of forming a gate electrode on the oxygen concentration adjusting material; and the first step, In the second step, these steps are repeated a plurality of times.

これにより、ゲート絶縁膜と酸素濃度調整物質を含む薄膜との繰り返し多層膜を形成し、両膜の接触表面積を増やせるので、ゲート電極への酸素拡散および閾値電圧上昇の抑制の機能をさらに高めることができる。   As a result, a repeated multilayer film of a gate insulating film and a thin film containing an oxygen concentration adjusting substance can be formed, and the contact surface area of both films can be increased. Can do.

上記において、前記第2の工程は、前記酸素濃度調整物質を含む材料を塗布または堆積する工程と、アニールする工程とを含むという態様が好ましい。   In the above, it is preferable that the second step includes a step of applying or depositing a material containing the oxygen concentration adjusting substance and a step of annealing.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を、その内部に酸素濃度調整物質を分散させる状態で形成する第1の工程と、前記酸素濃度調整物質を内部分散させた前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する第2の工程とを含むものである。   The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first step of forming a gate insulating film having a high dielectric constant on a semiconductor substrate in a state where an oxygen concentration adjusting material is dispersed therein, and the oxygen concentration adjustment. And a second step of forming a gate electrode on the gate insulating film in which the substance is dispersed internally.

この場合、ゲート絶縁膜内での酸素濃度調整物質の拡散により酸素濃度調整物質とゲート絶縁膜の界面面積を増加させるので、ゲート電極への酸素拡散および閾値電圧上昇の抑制の機能をさらに高めることができる。   In this case, since the interface area between the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film is increased by the diffusion of the oxygen concentration adjusting substance in the gate insulating film, the function of suppressing the oxygen diffusion to the gate electrode and the increase in threshold voltage is further enhanced. Can do.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を形成する第1の工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に酸素濃度調整物質を含む薄膜を形成する第2の工程と、前記酸素濃度調整物質の上にゲート電極を形成する第3の工程と、アニールを行って前記酸素濃度調整物質を含む薄膜と前記ゲート絶縁膜との界面で両者の構成材料を拡散させてミキシング層を形成する第4の工程とを含むものである。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a first step of forming a gate insulating film having a high dielectric constant on a semiconductor substrate,
A second step of forming a thin film containing an oxygen concentration adjusting material on the gate insulating film; a third step of forming a gate electrode on the oxygen concentration adjusting material; and annealing to adjust the oxygen concentration. And a fourth step of forming a mixing layer by diffusing constituent materials of both at the interface between the thin film containing the substance and the gate insulating film.

この場合、ミキシング層を形成することにより酸素濃度調整物質とゲート絶縁膜の界面面積を増加させるので、ゲート電極への酸素拡散および閾値電圧上昇の抑制の機能をさらに高めることができる。   In this case, since the interface area between the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film is increased by forming the mixing layer, the function of suppressing oxygen diffusion to the gate electrode and the threshold voltage rise can be further enhanced.

本発明によれば、オン電流確保のためにゲート絶縁膜を高誘電率な材料で構成しても、製造プロセスにおけるゲート電極への酸素の拡散を抑制し、ゲート電極の実効的な仕事関数の劣化を抑制することで閾値電圧Vtを低下させることができ、その結果、高速動作と低消費電力化の要求をともに満足させることができる。   According to the present invention, even if the gate insulating film is made of a material having a high dielectric constant in order to secure an on-current, the diffusion of oxygen to the gate electrode in the manufacturing process is suppressed, and the effective work function of the gate electrode is reduced. By suppressing the deterioration, the threshold voltage Vt can be lowered, and as a result, both the demand for high speed operation and low power consumption can be satisfied.

以下、本発明にかかわる半導体装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1は、P型のMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタを備えた半導体装置についてのものである。
(Embodiment 1)
The first embodiment of the present invention relates to a semiconductor device provided with a P-type MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor.

〈FETの構成〉
図1(a)は、本発明の実施の形態1におけるPチャネルMISトランジスタの断面構成を示した図である。1はN型シリコン基板、3Aはゲート絶縁膜、4は酸素濃度調整薄膜、5は素子分離絶縁膜である。ゲート絶縁膜3A、酸素濃度調整薄膜4の構造および製造方法については後述する。6はポリシリコンからなるゲート電極、7はゲート電極6の側壁に形成された絶縁膜(例えばCVDシリコン窒化膜など)のサイドウォール、8はP型不純物が導入された拡散層(ソース・ドレイン領域)である。
<Configuration of FET>
FIG. 1A is a diagram showing a cross-sectional configuration of the P-channel MIS transistor in the first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes an N-type silicon substrate, 3A denotes a gate insulating film, 4 denotes an oxygen concentration adjusting thin film, and 5 denotes an element isolation insulating film. The structure and manufacturing method of the gate insulating film 3A and the oxygen concentration adjusting thin film 4 will be described later. 6 is a gate electrode made of polysilicon, 7 is a side wall of an insulating film (for example, a CVD silicon nitride film) formed on the side wall of the gate electrode 6, and 8 is a diffusion layer (source / drain region) into which a P-type impurity is introduced. ).

〈ゲート絶縁膜の構成と作製〉
図1(a)に示したMISトランジスタを作製するためには、チャンバー内にN型シリコン基板1を搬入するとともに、そのチャンバー内に、例えばHf(ハフニウム)金属からなるターゲットを用意した後、チャンバー内にArガスを導入する。これにより、チャンバー内は非酸化性雰囲気となる。その後、チャンバー内に電圧を印加することによって放電を起こす。このようにすると、Hf金属からなるターゲットからHf原子がスパッタ効果によってシリコン基板1に向かって飛んでいき、シリコン基板1上にHf金属からなる金属膜2(図1(b)参照)が堆積される。
<Configuration and fabrication of gate insulating film>
In order to manufacture the MIS transistor shown in FIG. 1A, the N-type silicon substrate 1 is carried into the chamber, and a target made of, for example, Hf (hafnium) metal is prepared in the chamber, and then the chamber is formed. Ar gas is introduced into the inside. Thereby, the inside of the chamber becomes a non-oxidizing atmosphere. Thereafter, discharge is caused by applying a voltage in the chamber. In this way, Hf atoms fly from the target made of Hf metal toward the silicon substrate 1 by the sputtering effect, and the metal film 2 made of Hf metal (see FIG. 1B) is deposited on the silicon substrate 1. The

次に、酸化性雰囲気中において金属膜2を酸化させることにより、図1(b)に示すように、HfO2 からなる金属酸化膜3を形成する。具体的には、次のとおりである。すなわち、金属膜2が堆積されたシリコン基板をプラズマ処理装置のプラズマ処理チャンバーに搬入して、基板を下部電極の上に設置する。続いて、プラズマ処理チャンバー内に、O2 ガスを導入した後、プラズマ処理装置のRF(Radio Frequency)電極にRF電力を印加することにより、O2 ガスからなるプラズマを発生させる。これによってチャンバー内は酸化性雰囲気となる。続いて、基板が設置された下部電極に電力を印加すると、ラジカルを含む酸素原子および酸素イオン等の酸化種が金属膜2に向かって飛んでいく。ここで、酸素原子または酸素イオンに与えられるエネルギーの制御、および酸素原子または酸素イオンのドーズ量の制御を行うことができる。例えば、下部電極にRF電力を印加せずにチャンバー内を浮遊電位にした場合、金属膜2に注入される酸化種の大部分は酸素原子である。また、下部電極にRF電力を印加した場合には、酸化種のうち酸素イオンが自己バイアス電圧によって金属膜2に注入される。すなわち、金属膜2つまりHf金属膜に対して、O2 ガスを用いてプラズマ処理を行うことにより、Hf金属膜への酸素イオンまたは酸素原子の注入深さおよび注入量を制御しながらHf金属膜を酸化させることができる。この酸化処理により、Hfからなる金属膜2が酸化されてHfO2 からなる金属酸化膜3となり、この化学量論的組成比を持つ金属酸化膜3はトランジスタのゲート絶縁膜3Aとして用いられる。 Next, by oxidizing the metal film 2 in an oxidizing atmosphere, a metal oxide film 3 made of HfO 2 is formed as shown in FIG. Specifically, it is as follows. That is, the silicon substrate on which the metal film 2 is deposited is carried into the plasma processing chamber of the plasma processing apparatus, and the substrate is placed on the lower electrode. Subsequently, after introducing O 2 gas into the plasma processing chamber, RF power is applied to an RF (Radio Frequency) electrode of the plasma processing apparatus to generate plasma composed of O 2 gas. This creates an oxidizing atmosphere in the chamber. Subsequently, when power is applied to the lower electrode on which the substrate is placed, oxidizing species such as oxygen atoms and oxygen ions containing radicals fly toward the metal film 2. Here, it is possible to control the energy given to the oxygen atoms or oxygen ions and to control the dose amount of the oxygen atoms or oxygen ions. For example, when the inside of the chamber is brought to a floating potential without applying RF power to the lower electrode, most of the oxidized species injected into the metal film 2 are oxygen atoms. In addition, when RF power is applied to the lower electrode, oxygen ions among the oxidizing species are implanted into the metal film 2 by the self-bias voltage. That is, the Hf metal film 2, that is, the Hf metal film is subjected to plasma treatment using O 2 gas, thereby controlling the implantation depth and implantation amount of oxygen ions or oxygen atoms into the Hf metal film. Can be oxidized. By this oxidation treatment, the metal film 2 made of Hf is oxidized to become a metal oxide film 3 made of HfO 2, and the metal oxide film 3 having this stoichiometric composition ratio is used as the gate insulating film 3A of the transistor.

非平衡状態で形成された金属酸化膜3においては、酸素原子と金属原子(Hf原子)との結合状態が不十分であるとともに酸素濃度分布の均一性が不十分であり、十分な電気特性を示さない。そこで、十分な電気特性を持つ金属酸化膜3を得るために、金属膜2の酸化処理の後処理として、金属酸化膜3が形成された基板1を加熱する。具体的には、チャンバー内に基板1を搬入するとともに、そのチャンバー内にN2 ガスを導入する。これにより、チャンバー内は非酸化性雰囲気となる。その後、基板1の加熱によるアニール処理を行う。 In the metal oxide film 3 formed in a non-equilibrium state, the bonding state between oxygen atoms and metal atoms (Hf atoms) is insufficient, and the uniformity of the oxygen concentration distribution is insufficient, so that sufficient electrical characteristics can be obtained. Not shown. Therefore, in order to obtain the metal oxide film 3 having sufficient electrical characteristics, the substrate 1 on which the metal oxide film 3 is formed is heated as a post-treatment of the oxidation process of the metal film 2. Specifically, the substrate 1 is carried into the chamber and N 2 gas is introduced into the chamber. Thereby, the inside of the chamber becomes a non-oxidizing atmosphere. Thereafter, an annealing process is performed by heating the substrate 1.

〈酸素濃度調整薄膜の構成〉
次に、基板1上に金属酸化膜3からなるゲート絶縁膜3Aを介して酸素濃度調整薄膜4、ゲート電極6を形成する。ここで、酸素濃度調整薄膜4は、ゲート絶縁膜3Aの直上に層状に形成されている。ゲート絶縁膜3Aの上に酸素濃度調整薄膜4をスパッタリングにより成膜し、ゲート絶縁膜3Aをキャップする形で、膜厚方向に対してゲート絶縁膜3Aがゲート電極6と接触しないようにする。これにより、酸素濃度調整薄膜4が拡散酸素をゲート電極6に到達させず、ゲート電極6の実効的な仕事関数の劣化を防ぐことができる。さらに、ゲート絶縁膜3A中の酸素欠陥の抑制により、誘電率の低下とリーク電流の増大を防ぐことができる。
<Configuration of oxygen concentration adjusting thin film>
Next, an oxygen concentration adjusting thin film 4 and a gate electrode 6 are formed on the substrate 1 via a gate insulating film 3A made of a metal oxide film 3. Here, the oxygen concentration adjusting thin film 4 is formed in a layered form directly on the gate insulating film 3A. An oxygen concentration adjusting thin film 4 is formed on the gate insulating film 3A by sputtering, and the gate insulating film 3A is capped so that the gate insulating film 3A does not contact the gate electrode 6 in the film thickness direction. Thereby, the oxygen concentration adjusting thin film 4 does not allow diffusion oxygen to reach the gate electrode 6, and deterioration of the effective work function of the gate electrode 6 can be prevented. Furthermore, by suppressing oxygen defects in the gate insulating film 3A, it is possible to prevent a decrease in dielectric constant and an increase in leakage current.

図1(a)のゲート絶縁膜3A、酸素濃度調整薄膜4、ゲート電極6の部分を抜き出したものが図2(a)である。この層状の酸素濃度調整薄膜4の構成に代えて、図2(b)に示すように構成してもよい。図2(b)の場合、各々の合計膜厚は変わりないものの、ゲート絶縁膜3Aと酸素濃度調整薄膜4を、スパッタリングを交互に繰り返して積層する。これにより、膜厚方向に対してゲート絶縁膜3Aがゲート電極6と接触せず、ゲート絶縁膜3Aと酸素濃度調整薄膜4の接触面積がさらに大きくなる。酸素濃度調整薄膜4が隔てている上下二つの部分のゲート絶縁膜3A中の酸素を捕獲することから、酸素の捕獲効果が高まり、ゲート電極6の実効的な仕事関数の劣化を防ぐことができる。さらに、ゲート絶縁膜3A中の酸素欠陥の抑制により、誘電率の低下とリーク電流の増大を防ぐことができる。また、閾値電圧Vtの低減効果が強く見込まれる。   FIG. 2A shows the gate insulating film 3A, the oxygen concentration adjusting thin film 4 and the gate electrode 6 extracted from FIG. Instead of the configuration of the layered oxygen concentration adjusting thin film 4, a configuration as shown in FIG. In the case of FIG. 2B, although the total film thickness of each does not change, the gate insulating film 3A and the oxygen concentration adjusting thin film 4 are laminated by alternately repeating sputtering. Thereby, the gate insulating film 3A does not contact the gate electrode 6 in the film thickness direction, and the contact area between the gate insulating film 3A and the oxygen concentration adjusting thin film 4 is further increased. Since oxygen is trapped in the gate insulating film 3A in the two upper and lower portions separated by the oxygen concentration adjusting thin film 4, the oxygen trapping effect is enhanced and deterioration of the effective work function of the gate electrode 6 can be prevented. . Furthermore, by suppressing oxygen defects in the gate insulating film 3A, it is possible to prevent a decrease in dielectric constant and an increase in leakage current. Further, the effect of reducing the threshold voltage Vt is expected to be strong.

酸素濃度調整薄膜4は、A1-x x 2 (A:4価の金属元素、M:多価金属)で表される物質から構成されている。ここでxは1未満の実数である。例えばZrO2 とCeO2 からなる物質は、酸化雰囲気中で酸素を吸収しやすい物質である。また、これらの物質はSiO2 、HfO2 よりも大きな誘電率を有している。 The oxygen concentration adjusting thin film 4 is made of a material represented by A 1-x M x O 2 (A: tetravalent metal element, M: polyvalent metal). Here, x is a real number less than 1. For example, a substance composed of ZrO 2 and CeO 2 is a substance that easily absorbs oxygen in an oxidizing atmosphere. Moreover, these substances have a dielectric constant larger than that of SiO 2 and HfO 2 .

なお、基板1上には、例えばSTI(Shallow trench isolation)構造を持つ素子分離絶縁膜5が形成されているものとする。   It is assumed that an element isolation insulating film 5 having an STI (Shallow trench isolation) structure, for example, is formed on the substrate 1.

次いで、ゲート電極6の側面に絶縁膜のサイドウォール7を形成した後、基板1の表面部にソース領域およびドレイン領域となる不純物拡散層8を形成する。その後、ゲート電極6等を含む基板1の上に層間絶縁膜を形成する。さらに、層間絶縁膜の上に、不純物拡散層8と接続するプラグ部分を含む配線を形成することによって、N型MISトランジスタを完成させる。   Next, after forming a sidewall 7 of an insulating film on the side surface of the gate electrode 6, an impurity diffusion layer 8 to be a source region and a drain region is formed on the surface portion of the substrate 1. Thereafter, an interlayer insulating film is formed on the substrate 1 including the gate electrode 6 and the like. Further, an N-type MIS transistor is completed by forming a wiring including a plug portion connected to the impurity diffusion layer 8 on the interlayer insulating film.

〈酸素濃度調整物質の種類〉
1-x x 2 で表される酸素濃度調整物質は、少なくとも1つ以上の4価で安定な金属の酸化物AO2 中に、少なくとも1つ以上の多価金属の酸化物MO2 等を含んだ物質である。混合、固溶の相関効果の程度によってAO2 、MO2 の格子状態の変化により、Mイオンに対する酸素の配位状態およびMイオンの価数が変わる。これにより、MO2 が有する酸化雰囲気下では酸素を貯蔵しようとする酸素貯蔵能(OSC)特性が単体バルクの特性を大きく増大している。さらに、酸素濃度調整物質自身がSiO2 よりも高誘電率を有している。
<Types of oxygen concentration adjusting substances>
A 1-x M x O oxygen concentration adjusting substance is represented by 2, the stable in the oxide AO 2 metal in at least one or more tetravalent oxide of at least one polyvalent metal MO 2 It is a substance containing etc. The coordination state of oxygen with respect to M ions and the valence of M ions change due to changes in the lattice state of AO 2 and MO 2 depending on the degree of the correlation effect of mixing and solid solution. As a result, the oxygen storage capacity (OSC) characteristics for storing oxygen in the oxidizing atmosphere of MO 2 greatly increase the characteristics of the single bulk. Furthermore, the oxygen concentration adjusting substance itself has a higher dielectric constant than SiO 2 .

〈酸素濃度調整物質の組成〉
酸素濃度調整物質のA1-x x 2 の組成としては、4価の金属元素Aは、4A族、4B族の元素のうち4価で価数が安定なZr,Hf,C,Si,Ge,Sn,Pbからなることが望ましい。これは、酸素とのイオン結合性が小さく共有結合性が大きいため、価数変動が起きにくく格子の安定性が高いためである。また、多価金属MはCe,Yb,Mnからなることが望ましい。酸素の配位状態によって、イオンの価数を変えやすい性質を有していて、比誘電率が大きい性質を有しているためである。また、A,Mそれぞれの元素の選択に関して、上記の中から少なくとも1種類以上選択すればよく、所望の酸化雰囲気下で酸素を貯蔵する酸素貯蔵能(OSC)特性が得られれば良い。
<Composition of oxygen concentration adjusting substance>
As the composition of the oxygen concentration adjusting substance A 1-x M x O 2 , the tetravalent metal element A is Zr, Hf, C, Si, which is tetravalent and has a stable valence among the elements of groups 4A and 4B. , Ge, Sn, Pb. This is because since the ionic bondability with oxygen is small and the covalent bondability is large, valence fluctuation hardly occurs and the lattice stability is high. The multivalent metal M is preferably made of Ce, Yb, Mn. This is because it has the property of easily changing the valence of ions depending on the coordination state of oxygen and the property of a high relative dielectric constant. In addition, regarding the selection of each element of A and M, at least one element may be selected from the above, and it is only necessary to obtain an oxygen storage capacity (OSC) characteristic for storing oxygen in a desired oxidizing atmosphere.

〈酸素濃度調整物質の組成比〉
AO2 としてZrO2 、MO2 としてCeO2 の混合物の場合を例にして示す。CeO2 は酸化雰囲気下で酸素を貯蔵する酸素貯蔵能(OSC)をもち、排ガス中の酸素濃度が変動しても安定した浄化活性が得られる助触媒として用いられている。しかしながら、高温プロセスを経ると、CeO2 の結晶成長により、OSCが低下しやすいといわれている。そこで、CeO2 の結晶成長を抑制して高いOSCを維持するため、CeO2 にジルコニア(ZrO2 )を添加する。また、CeO2 とZrO2 とを少なくとも一部で複合酸化物または固溶体としたものもOSCを示すとされており、ZrO2 を添加することで耐熱性が向上し、高温耐久後のOSCが得られたままである。OSC特性のCe組成依存性を調べたところ、図3に示すように、0.1<X<0.8でOSC特性を示し、特にCeが0.4のときが優れていることが分かった。この場合、効率良く酸素を捕獲することができることから、この組成比内で、酸素濃度調整薄膜4を作製することが望ましい。
<Composition ratio of oxygen concentration adjusting substance>
As AO 2 shows the case of a mixture of CeO 2 as an example of ZrO 2, MO 2. CeO 2 has an oxygen storage capacity (OSC) for storing oxygen in an oxidizing atmosphere, and is used as a co-catalyst that can obtain a stable purification activity even if the oxygen concentration in the exhaust gas varies. However, it is said that the OSC tends to decrease due to the crystal growth of CeO 2 through a high temperature process. Therefore, zirconia (ZrO 2 ) is added to CeO 2 in order to suppress the crystal growth of CeO 2 and maintain a high OSC. In addition, it is said that a composite oxide or a solid solution of CeO 2 and ZrO 2 at least partially shows OSC, and by adding ZrO 2 , heat resistance is improved, and OSC after high temperature durability is obtained. Remains. As a result of investigating the Ce composition dependency of the OSC characteristics, as shown in FIG. 3, it was found that the OSC characteristics were exhibited when 0.1 <X <0.8, and particularly when Ce was 0.4. . In this case, since oxygen can be efficiently captured, it is desirable to produce the oxygen concentration adjusting thin film 4 within this composition ratio.

〈酸素濃度調整物質の作製〉
ここでは、酸素濃度調整薄膜4の作製においてAO2 としてZrO2 、MO2 としてCeO2 の混合物の場合を例にして示す。加熱により分解するZr化合物およびCe化合物と有機物を含み、少なくとも加熱時にZr化合物およびCe化合物が溶解した溶液を形成するとともに、Zr化合物およびCe化合物の一部が分解した後に少なくとも一部の有機物が液状である混合物が調整される。分解工程では、混合物を加熱することで混合物を分解し均一な前駆体が形成される。少なくとも混合物の加熱時には均一な溶液を形成するので、ZrイオンとCeイオンが均一に混合された状態になる。さらなる加熱によって混合物が分解するが、Zr化合物およびCe化合物の少なくとも一部が分解した後に少なくとも一部の有機物が液状であるので、ZrイオンとCeイオンは液状の有機物の中で原子レベルにおいて均一に混合された状態が維持できる。これによりZrイオンとCeイオンが均一に混合された前駆体が形成される。この前駆体をゲート絶縁膜3A上に塗布し酸化させることで、酸素濃度調整薄膜4を形成できる。作製方法は、上記に限らず、前記前駆体を用いたCVD法で成膜しても良く、コスパッタ法や分子線エピタキシー法による成膜でも良い。
<Production of oxygen concentration adjusting substance>
Here, a case where a mixture of ZrO 2 as AO 2 and CeO 2 as MO 2 in the production of the oxygen concentration adjusting thin film 4 is shown as an example. It contains a Zr compound and Ce compound that decomposes by heating and an organic substance, forms a solution in which the Zr compound and Ce compound are dissolved at least at the time of heating, and at least a part of the organic substance is liquid after a part of the Zr compound and Ce compound decomposes The mixture is adjusted. In the decomposition step, the mixture is heated to decompose the mixture to form a uniform precursor. Since a uniform solution is formed at least when the mixture is heated, Zr ions and Ce ions are uniformly mixed. Although the mixture is decomposed by further heating, since at least a part of the organic substance is liquid after decomposition of at least a part of the Zr compound and the Ce compound, the Zr ion and the Ce ion are uniformly distributed in the liquid organic substance at the atomic level. A mixed state can be maintained. As a result, a precursor in which Zr ions and Ce ions are uniformly mixed is formed. By coating this precursor on the gate insulating film 3A and oxidizing it, the oxygen concentration adjusting thin film 4 can be formed. The manufacturing method is not limited to the above, and the film may be formed by a CVD method using the precursor, or may be formed by a co-sputtering method or a molecular beam epitaxy method.

〈比較例1〉
実施の形態1で示した図1(a)のMISトランジスタに対して、図10に示すように酸素濃度調整薄膜4がない構成のMISトランジスタを作製した。ゲート絶縁膜3AとしてはALDを用いて成膜したSiO2 膜を用いた。この構造によるキャパシタ(C−V)特性の結果を図4において曲線Aで示す。縦軸はキャパシタンスC、横軸はゲート電圧Vgを示す。
<Comparative example 1>
In contrast to the MIS transistor shown in FIG. 1A shown in the first embodiment, a MIS transistor having a structure without the oxygen concentration adjusting thin film 4 as shown in FIG. 10 was fabricated. As the gate insulating film 3A, an SiO 2 film formed using ALD was used. The result of the capacitor (CV) characteristics with this structure is shown by curve A in FIG. The vertical axis represents capacitance C, and the horizontal axis represents gate voltage Vg.

〈比較例2〉
実施の形態1で示した図1(a)のMISトランジスタに対して、図10に示すように酸素濃度調整薄膜4がない構成のMISトランジスタを作製した。ゲート絶縁膜3AとしてはALDを用いて成膜したHfO2 膜を用いた。この構造によるキャパシタ(C−V)特性の結果を図4において曲線Bで示す。
<Comparative example 2>
In contrast to the MIS transistor shown in FIG. 1A shown in the first embodiment, a MIS transistor having a structure without the oxygen concentration adjusting thin film 4 as shown in FIG. 10 was fabricated. As the gate insulating film 3A, an HfO 2 film formed using ALD was used. The result of the capacitor (C-V) characteristics with this structure is shown by curve B in FIG.

〈効果〉
比較例1および比較例2に示すように、ゲート絶縁膜3Aとゲート電極6の間に酸素濃度調整薄膜4がない構成の図5(a)場合、ゲート電極作製以降の熱処理プロセスによってゲート電極6へ酸素が拡散していた。
<effect>
As shown in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, in the case of FIG. 5A in which the oxygen concentration adjusting thin film 4 is not provided between the gate insulating film 3A and the gate electrode 6, the gate electrode 6 is formed by a heat treatment process after the gate electrode is manufactured. Oxygen was diffusing.

これに対して、本実施の形態によれば、図2(a)の構成の場合、図4における曲線Cで示すキャパシタ(C−V)特性を、また、図2(b)の構成の場合、図4における曲線Dで示すキャパシタ(C−V)特性を得た。図5(b)のように酸素濃度調整薄膜4に拡散酸素が吸収されるので、ゲート電極界面における電極酸化を抑制し、ゲート電極6の実効的な仕事関数の劣化を防止できる。また、酸素濃度調整物質自身がSiO2 よりも高誘電率を有する。すなわち、フラットバンド電圧(Vfb)が比較例2(HfO2 膜)の曲線Bと比べて、比較例1(SiO2 膜)の曲線Aの値に近づく結果となり、閾値電圧Vtを低下させることができた。ゲート絶縁膜3Aと酸素濃度調整薄膜4の体積比は同じでも、接触表面積量が多いため、拡散酸素の吸収効率がより高く、曲線Cに比して曲線Dは、閾値電圧Vtがより低下した。 On the other hand, according to the present embodiment, in the case of the configuration of FIG. 2A, the capacitor (C-V) characteristic indicated by the curve C in FIG. The capacitor (CV) characteristic shown by the curve D in FIG. 4 was obtained. Since diffused oxygen is absorbed by the oxygen concentration adjusting thin film 4 as shown in FIG. 5B, electrode oxidation at the gate electrode interface can be suppressed and deterioration of the effective work function of the gate electrode 6 can be prevented. Further, the oxygen concentration adjusting substance itself has a higher dielectric constant than SiO 2 . That is, the flat band voltage (Vfb) approaches the value of the curve A of the comparative example 1 (SiO 2 film) as compared with the curve B of the comparative example 2 (HfO 2 film), and the threshold voltage Vt can be lowered. did it. Even though the volume ratio of the gate insulating film 3A and the oxygen concentration adjusting thin film 4 is the same, the contact surface area is large, so that the absorption efficiency of diffused oxygen is higher, and the curve D has a lower threshold voltage Vt than the curve C. .

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における半導体装置は、酸素濃度調整粒子がゲート絶縁膜の内部に分散した構成となっているものである。以下、P型のMISトランジスタを備えた半導体装置を形成する場合を例として、その構成について実施の形態1との相違について主に説明する。
(Embodiment 2)
The semiconductor device according to the second embodiment of the present invention has a configuration in which oxygen concentration adjusting particles are dispersed inside the gate insulating film. Hereinafter, the case where a semiconductor device provided with a P-type MIS transistor is formed will be described as an example, and the difference from the first embodiment will be mainly described.

〈酸素濃度調整薄膜の構成〉
図6(a)に示すように、ゲート絶縁膜3Aを形成する際に、酸素濃度調整粒子4Aを同時に形成し、酸素濃度調整粒子4Aがゲート絶縁膜3Aの内部に分散した構成になるようにする。具体的には実施の形態1に示した製法により作製された粒子形状に重合成長したZrO2 −CeO2 のコロイド前駆体とHf金属を含む有機物前駆体をソースとして、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により成膜することにより形成できる。
<Configuration of oxygen concentration adjusting thin film>
As shown in FIG. 6A, when forming the gate insulating film 3A, the oxygen concentration adjusting particles 4A are formed at the same time so that the oxygen concentration adjusting particles 4A are dispersed inside the gate insulating film 3A. To do. Specifically, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method using as a source a colloidal precursor of ZrO 2 —CeO 2 polymerized and grown to a particle shape produced by the manufacturing method shown in Embodiment 1, and an organic precursor containing Hf metal. It can form by forming into a film.

また、図6(b)に示すように、酸素濃度調整固溶体4Bをゲート絶縁膜3Aを形成する際に、同時に形成し、酸素濃度調整固溶体4Bがゲート絶縁膜3A中に均一分散した構成になるようにする。具体的には実施の形態1に示した製法により作製されたナノオーダーの微粒子形状のZrO2 −CeO2 のコロイド前駆体とHf金属を含む有機物前駆体をソースとして、CVD法により成膜することにより形成できる。また、ZrおよびCeおよびHfを含む有機物ソースをもとにCVD法を行うことにより形成できる。 Further, as shown in FIG. 6B, the oxygen concentration adjusting solid solution 4B is formed simultaneously with the formation of the gate insulating film 3A, and the oxygen concentration adjusting solid solution 4B is uniformly dispersed in the gate insulating film 3A. Like that. Specifically, a film is formed by a CVD method using a nano-order fine particle-shaped ZrO 2 —CeO 2 colloid precursor and an organic precursor containing Hf metal produced by the manufacturing method shown in the first embodiment as a source. Can be formed. Moreover, it can form by performing CVD method based on the organic substance source containing Zr, Ce, and Hf.

その他は実施の形態1と同じ構成で半導体装置を作製した。   Other than that, a semiconductor device was manufactured with the same structure as in the first embodiment.

〈効果〉
図6(a)の構成では、図7における曲線Eのような結果になる。酸素濃度調整粒子4A同士をパスにしたリークによる劣化が見られるものの、酸素濃度調整粒子4Aとゲート絶縁膜3Aの接触表面積が増大するため、フラットバンド電圧(Vfb)について、比較例2(HfO2 膜)の曲線Bからの改善が見られ、比較例1(SiO2 膜)の曲線Aに近づいた結果が見られ、閾値電圧Vtを低下させることができた。
<effect>
In the configuration of FIG. 6A, the result is as shown by the curve E in FIG. Although deterioration due to leaks in which the oxygen concentration adjusting particles 4A pass through each other is observed, the contact surface area between the oxygen concentration adjusting particles 4A and the gate insulating film 3A is increased, so that the flat band voltage (Vfb) is compared with Comparative Example 2 (HfO 2 Film) was improved from curve B, and a result approaching curve A of Comparative Example 1 (SiO 2 film) was seen, and the threshold voltage Vt could be reduced.

図6(b)の構成では、図7における曲線Fのような結果になる。酸素濃度調整粒子4Aとゲート絶縁膜3Aの接触表面積が図6(a)の構成の場合よりも増大するため、フラットバンド電圧(Vfb)について、比較例2(HfO2 膜)の曲線Bからの改善が見られ、比較例1(SiO2 膜)の曲線Aに近づいた結果が見られ、効率良く閾値電圧Vtを低下させることができた。また、Eに比べて、粒界のつながり量が少なく、リーク電流が少ない効果をも示した。 In the configuration of FIG. 6B, the result is as shown by the curve F in FIG. Since the contact surface area between the oxygen concentration adjusting particles 4A and the gate insulating film 3A is larger than that in the configuration of FIG. 6A, the flat band voltage (Vfb) is obtained from the curve B of Comparative Example 2 (HfO 2 film). Improvement was seen, and a result approaching the curve A of Comparative Example 1 (SiO 2 film) was seen, and the threshold voltage Vt could be efficiently reduced. In addition, as compared with E, the effect of reducing the leakage current with a smaller amount of grain boundary connection was also shown.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3における半導体装置は、酸素濃度調整粒子がゲート絶縁膜の内部に分散した構成となっているものである。以下、P型のMISトランジスタを備えた半導体装置を形成する場合を例として、その構成について実施の形態1との相違について主に説明する。
(Embodiment 3)
The semiconductor device according to Embodiment 3 of the present invention has a configuration in which oxygen concentration adjusting particles are dispersed inside the gate insulating film. Hereinafter, the case where a semiconductor device provided with a P-type MIS transistor is formed will be described as an example, and the difference from the first embodiment will be mainly described.

〈酸素濃度調整薄膜の構成〉
図1に示しているように、半導体基板1上に金属酸化膜3からなるゲート絶縁膜3Aを介して酸素濃度調整薄膜4、ゲート電極6を形成する。ここで、酸素濃度調整薄膜4は、ゲート絶縁膜3Aの直上に層状に形成されている。ゲート絶縁膜3Aの上に酸素濃度調整薄膜4をALDにより成膜し、図8(a)に示すように、ゲート絶縁膜3Aをキャップする形でゲート電極6との間を分ける。その後、酸素雰囲気中でアニールすることで図8(b)の構成にする。具体的には、その後、酸素雰囲気中で600℃、10分アニールすることにより、酸素濃度調整薄膜4とゲート絶縁膜3Aの界面において各々の金属元素を拡散させ、ミキシングする。10がミキシング層である。酸素濃度調整薄膜4が拡散酸素をゲート電極6に到達させず、ゲート電極6の実効的な仕事関数の劣化を防ぐとともに、ゲート絶縁膜3A中の酸素欠陥も抑制し、さらには界面のミキシング層10の高誘電率な特性により、閾値電圧Vtを効率良く低減することができる。
<Configuration of oxygen concentration adjusting thin film>
As shown in FIG. 1, an oxygen concentration adjusting thin film 4 and a gate electrode 6 are formed on a semiconductor substrate 1 via a gate insulating film 3A made of a metal oxide film 3. Here, the oxygen concentration adjusting thin film 4 is formed in a layered form directly on the gate insulating film 3A. An oxygen concentration adjusting thin film 4 is formed on the gate insulating film 3A by ALD, and as shown in FIG. 8A, the gate insulating film 3A is capped so as to be separated from the gate electrode 6. Thereafter, the structure shown in FIG. 8B is obtained by annealing in an oxygen atmosphere. Specifically, each metal element is diffused and mixed at the interface between the oxygen concentration adjusting thin film 4 and the gate insulating film 3A by annealing at 600 ° C. for 10 minutes in an oxygen atmosphere. Reference numeral 10 denotes a mixing layer. The oxygen concentration adjusting thin film 4 does not allow diffusion oxygen to reach the gate electrode 6, prevents deterioration of the effective work function of the gate electrode 6, suppresses oxygen defects in the gate insulating film 3 A, and further mixes the mixing layer at the interface. The threshold voltage Vt can be efficiently reduced by the high dielectric constant characteristic of 10.

その他は実施の形態1と同じ構成で半導体装置を作製した。   Other than that, a semiconductor device was manufactured with the same structure as in the first embodiment.

〈効果〉
図8(b)の構成では、図9における曲線Gのような結果になる。ミキシング領域における酸素濃度調整薄膜4の組成揺らぎをパスにしたリークによる劣化が見られるものの、フラットバンド電圧(Vfb)について、比較例2(HfO2 膜)の曲線Bからの改善が見られ、比較例1(SiO2 膜)の曲線Aに近づいた結果が見られ、閾値電圧Vtを低減させることができた。
<effect>
In the configuration of FIG. 8B, the result is as shown by the curve G in FIG. Although the deterioration due to the leak that passes the composition fluctuation of the oxygen concentration adjusting thin film 4 in the mixing region is observed, the flat band voltage (Vfb) is improved from the curve B of Comparative Example 2 (HfO 2 film). example 1 results approaching the curve a (SiO 2 film) was observed, it was possible to reduce the threshold voltage Vt.

上記の実施の形態1〜3においては、酸素濃度調整物質がZrO2 −CeO2の場合について述べてきたが、4価の金属元素Aは、4A族、4B族の元素のうち4価で価数が安定なZr,Hf,C,Si,Ge,Sn,Pbからであれば何でもよい。特にZr,Hfの場合、よく用いられるゲート絶縁膜3Aの構成元素と同元素であることもあり、酸素濃度調整物質とゲート絶縁膜の界面特性が優れていて、特に有用である。 In the above first to third embodiments, the case where the oxygen concentration adjusting substance is ZrO 2 —CeO 2 has been described, but the tetravalent metal element A is a tetravalent element among the elements of Group 4A and Group 4B. Any number may be used as long as the number is stable from Zr, Hf, C, Si, Ge, Sn, and Pb. In particular, in the case of Zr and Hf, they may be the same as the constituent elements of the gate insulating film 3A that is often used, and the interface characteristics between the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film are excellent, and are particularly useful.

また、上記の各実施の形態では、P型のMISFETについて示してきた。もともとN型のMISFETに比べてP型のMISFETにおいて、特性劣化が見られていたため、本件での改善効果は非常に大きく顕著に現れる。また、N型のMISFETにおいても、本件の手段による改善効果は変わらず有効な手段である。   In each of the above embodiments, a P-type MISFET has been described. Originally, characteristic deterioration was observed in the P-type MISFET as compared with the N-type MISFET, so that the improvement effect in this case is very large and remarkable. Also in the N-type MISFET, the improvement effect by the means of the present case is an effective means without changing.

〈製造方法〉
(実施の形態1の半導体装置の製造方法)
酸素濃度調整薄膜4のA1-x x 2 についてZr1-x Cex 2 の場合について記述する。
<Production method>
(Method for Manufacturing Semiconductor Device of First Embodiment)
For A 1-x M x O 2 oxygen concentration adjustment film 4 describes the case of Zr 1-x Ce x O 2 .

金属酸化膜3を形成した後、加熱により分解するZr化合物およびCe化合物と有機物を含み、少なくとも加熱時にZr化合物およびCe化合物が溶解した溶液を形成する。そして、Zr化合物およびCe化合物の一部が分解した後に少なくとも一部の有機物が液状である混合物を調整する。分解工程では、混合物を加熱することで混合物を分解し、均一な前駆体を形成する。少なくとも混合物の加熱時には均一な溶液を形成するので、ZrイオンとCeイオンが均一に混合された状態になる。さらなる加熱によって混合物を分解するが、Zr化合物およびCe化合物の少なくとも一部が分解した後に、少なくとも一部の有機物が液状であるので、ZrイオンとCeイオンは液状の有機物の中で原子レベルにおいて均一に混合された状態が維持できる。これにより、ZrイオンとCeイオンが均一に混合された前駆体を形成できる。この前駆体をゲート絶縁膜3A上に塗布し酸化させることで、酸素濃度調整薄膜4を形成する。その後、ポリシリコンからなるゲート電極6を堆積させる。
または、別の一例として、金属酸化膜3を形成した後、前記の前駆体を焼結したターゲットに対して、スパッタリングを行い、目的組成の薄膜を金属酸化膜3上に堆積・反応させる。RFパワー200W、基板ターゲット間距離80mm、スパッタリングガス比Ar:O2 =4:1、スパッタ圧10mTorr、室温での成膜が挙げられる。この後、酸素雰囲気中450℃でアニール処理を15秒行い、酸素濃度調整薄膜4を形成する。その後、ポリシリコンからなるゲート電極を堆積させる。
After the metal oxide film 3 is formed, a solution containing a Zr compound and a Ce compound and an organic substance that are decomposed by heating, and at least the Zr compound and the Ce compound are dissolved during heating is formed. Then, after a part of the Zr compound and the Ce compound is decomposed, a mixture in which at least a part of the organic substance is liquid is prepared. In the decomposition step, the mixture is heated to decompose the mixture to form a uniform precursor. Since a uniform solution is formed at least when the mixture is heated, Zr ions and Ce ions are uniformly mixed. The mixture is decomposed by further heating. After at least a part of the Zr compound and the Ce compound is decomposed, at least a part of the organic substance is liquid, so that the Zr ion and Ce ion are uniform in the liquid organic substance at the atomic level. The mixed state can be maintained. Thereby, a precursor in which Zr ions and Ce ions are uniformly mixed can be formed. The precursor is applied on the gate insulating film 3A and oxidized to form the oxygen concentration adjusting thin film 4. Thereafter, a gate electrode 6 made of polysilicon is deposited.
Alternatively, as another example, after forming the metal oxide film 3, sputtering is performed on the target obtained by sintering the precursor, and a thin film having a target composition is deposited and reacted on the metal oxide film 3. Examples include RF power 200 W, substrate target distance 80 mm, sputtering gas ratio Ar: O 2 = 4: 1, sputtering pressure 10 mTorr, and film formation at room temperature. Thereafter, an annealing process is performed at 450 ° C. for 15 seconds in an oxygen atmosphere to form the oxygen concentration adjusting thin film 4. Thereafter, a gate electrode made of polysilicon is deposited.

(実施の形態2の半導体装置の製造方法)
金属酸化膜3を形成した後、ゾルゲル法により作製されたナノオーダーの微粒子形状のZrアルコキサイドとCeアルコキサイドの前駆体とHf金属を含むアルコキサイド前駆体をソースとして、CVD法により成膜することにより、酸素濃度調整薄膜4を形成する。また、ZrおよびCeおよびHfを含む有機物ソースをもとに、CVD法を行うことにより、酸素濃度調整薄膜4を形成する。その後、ポリシリコンからなるゲート電極6を堆積させる。
(Method for Manufacturing Semiconductor Device of Second Embodiment)
After forming the metal oxide film 3, by forming a nano-order fine particle-shaped Zr alkoxide and Ce alkoxide precursor prepared by a sol-gel method and an alkoxide precursor containing Hf metal as a source, a film is formed by a CVD method. An oxygen concentration adjusting thin film 4 is formed. Further, the oxygen concentration adjusting thin film 4 is formed by performing a CVD method based on an organic source containing Zr, Ce and Hf. Thereafter, a gate electrode 6 made of polysilicon is deposited.

(実施の形態3の半導体装置の製造方法)
金属酸化膜3を形成した後、ALDにより堆積成膜し、図8(a)に示すように、ゲート絶縁膜3Aをキャップする形でゲート電極6との間を分ける。その後、酸素雰囲気中でアニールすることで図8(b)の構成にする。具体的には、その後、酸素雰囲気中で600℃、10分アニールすることにより、酸素濃度調整薄膜4とゲート絶縁膜3Aの界面において各々の金属元素を拡散させ、ミキシングする。
(Method for Manufacturing Semiconductor Device of Embodiment 3)
After the metal oxide film 3 is formed, it is deposited by ALD, and as shown in FIG. 8A, the gate insulating film 3A is capped so as to be separated from the gate electrode 6. Thereafter, the structure shown in FIG. 8B is obtained by annealing in an oxygen atmosphere. Specifically, each metal element is diffused and mixed at the interface between the oxygen concentration adjusting thin film 4 and the gate insulating film 3A by annealing at 600 ° C. for 10 minutes in an oxygen atmosphere.

また、ミキシング層の作製に関して次のようなものもある。ZrアルコキサイドとCeアルコキサイドからなる溶液を反応塗布させるゾルゲル法を用いて、さらに加熱温度を450℃にすることでファイバー上のZr1-x Cex 2 を形成する。その後、ゲート絶縁膜3Aをさらに堆積させることにより、ミキシング層10を形成する。その後、ポリシリコンからなるゲート電極6を堆積させる。 There are also the following methods for producing the mixing layer. A solution consisting of Zr alkoxides and Ce alkoxide using a sol-gel method of reacting applied, further the heating temperature by the 450 ° C. to form a Zr 1-x Ce x O 2 on the fiber. Thereafter, the mixing layer 10 is formed by further depositing the gate insulating film 3A. Thereafter, a gate electrode 6 made of polysilicon is deposited.

以上説明したように、本発明は、MISトランジスタにおいてゲート電極への酸素の拡散を抑え、閾値電圧Vtを低下する上で有用である。   As described above, the present invention is useful in suppressing the diffusion of oxygen to the gate electrode and lowering the threshold voltage Vt in the MIS transistor.

(a)本発明の実施の形態1におけるMISトランジスタの断面図、(b)ゲート酸化膜の作製図(A) Cross-sectional view of MIS transistor in Embodiment 1 of the present invention, (b) Fabrication diagram of gate oxide film 本発明の実施の形態1における酸素濃度調整薄膜の構造を示した断面図Sectional drawing which showed the structure of the oxygen concentration adjustment thin film in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における酸素濃度調整薄膜Zr1-x Cex2 のOSC特性の組成依存性を示した図It shows the composition dependency of OSC characteristics of the oxygen concentration adjustment film Zr 1-x Ce x O 2 in the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態1および比較例におけるキャパシタ(C−V)特性を示した図The figure which showed the capacitor (CV) characteristic in Embodiment 1 of this invention and a comparative example 本発明の実施の形態1における効果である酸素拡散の有無を示したMISトランジスタの断面図Sectional drawing of the MIS transistor which showed the presence or absence of oxygen diffusion which is the effect in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2における酸素濃度調整薄膜の構造を示した断面図Sectional drawing which showed the structure of the oxygen concentration adjustment thin film in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2および比較例におけるキャパシタ(C−V)特性を示した図The figure which showed the capacitor (CV) characteristic in Embodiment 2 and a comparative example of this invention 本発明の実施の形態3における酸素濃度調整薄膜の構造を示した断面図Sectional drawing which showed the structure of the oxygen concentration adjustment thin film in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態3および比較例におけるキャパシタ(C−V)特性を示した図The figure which showed the capacitor (CV) characteristic in Embodiment 3 of this invention and a comparative example 比較例のMISトランジスタの断面図Cross-sectional view of MIS transistor of comparative example

符号の説明Explanation of symbols

1 N型シリコン基板
2 金属膜
3 金属酸化膜
3A ゲート絶縁膜
4 酸素濃度調整薄膜
4A 酸素濃度調整粒子
4B 酸素濃度調整固溶体
5 素子分離絶縁膜
6 ゲート電極
7 サイドウォール
8 不純物拡散層
9 熱酸化SiO2
10 ミキシング層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 N type silicon substrate 2 Metal film 3 Metal oxide film 3A Gate insulating film 4 Oxygen concentration adjusting thin film 4A Oxygen concentration adjusting particle 4B Oxygen concentration adjusting solid solution 5 Element isolation insulating film 6 Gate electrode 7 Side wall 8 Impurity diffusion layer 9 Thermal oxide SiO 2 membranes 10 mixing layers

Claims (12)

ソース、ドレインが形成された半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極を有するMISトランジスタを備え、前記ゲート電極直下に酸素濃度調整物質を含む薄膜を備えている半導体装置。   A semiconductor device comprising a MIS transistor having a gate electrode through a gate insulating film on a semiconductor substrate on which a source and a drain are formed, and a thin film containing an oxygen concentration adjusting substance directly under the gate electrode. 前記酸素濃度調整物質が、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極の間に層状に存在する請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the oxygen concentration adjusting substance is present in a layered manner between the gate insulating film and the gate electrode. 前記酸素濃度調整物質が、前記ゲート絶縁膜中に内在する請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the oxygen concentration adjusting substance is inherent in the gate insulating film. 前記酸素濃度調整物質を含む薄膜は、ゲート絶縁膜とゲート電極の間に存在し、かつゲート絶縁膜内に前記酸素濃度調整物質がミキシングして内在されている請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thin film containing the oxygen concentration adjusting substance is present between the gate insulating film and the gate electrode, and the oxygen concentration adjusting substance is mixed and contained in the gate insulating film. 前記酸素濃度調整物質が、A1-x x 2 (A:4価の金属元素、M:多価金属)であって、Mイオンの価数の変動により酸素の結合状態または配位数が変化する物質で構成されている請求項1から請求項4までのいずれかに記載の半導体装置。 The oxygen concentration adjusting substance is A 1-x M x O 2 (A: a tetravalent metal element, M: a polyvalent metal), and the bonding state or coordination number of oxygen due to fluctuations in the valence of M ions The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is made of a material that changes. 前記多価金属Mが、Ce,Yb,Mnのいずれかであり、前記4価の金属元素Aが、Zr,Hf,C,Si,Ge,Sn,Pbのいずれかである請求項5に記載の半導体装置。   The multivalent metal M is any one of Ce, Yb, and Mn, and the tetravalent metal element A is any one of Zr, Hf, C, Si, Ge, Sn, and Pb. Semiconductor device. 前記A1-x x 2 (A:4価の金属元素、M:多価金属)のMイオンの組成が0.1<X<0.8である請求項5または請求項6に記載の半導体装置。 The composition of M ions of the A 1-x M x O 2 (A: tetravalent metal element, M: multivalent metal) is 0.1 <X <0.8. Semiconductor device. 半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を形成する第1の工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に酸素濃度調整物質を含む薄膜を形成する第2の工程と、
前記酸素濃度調整物質の上にゲート電極を形成する第3の工程とを含む半導体装置の製造方法。
A first step of forming a high dielectric constant gate insulating film on a semiconductor substrate;
A second step of forming a thin film containing an oxygen concentration adjusting material on the gate insulating film;
And a third step of forming a gate electrode on the oxygen concentration adjusting material.
半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を形成する第1の工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に酸素濃度調整物質を含む薄膜を形成する第2の工程と、
前記酸素濃度調整物質の上にゲート電極を形成する第3の工程と含み、
前記第1の工程と前記第2の工程は、これらの工程を複数回繰り返す半導体装置の製造方法。
A first step of forming a high dielectric constant gate insulating film on a semiconductor substrate;
A second step of forming a thin film containing an oxygen concentration adjusting material on the gate insulating film;
A third step of forming a gate electrode on the oxygen concentration adjusting material,
The first step and the second step are a method for manufacturing a semiconductor device in which these steps are repeated a plurality of times.
前記第2の工程は、前記酸素濃度調整物質を含む材料を塗布または堆積する工程と、アニールする工程とを含む請求項8または請求項9に記載の半導体装置の製造方法。   10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the second step includes a step of applying or depositing a material containing the oxygen concentration adjusting substance and a step of annealing. 半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を、その内部に酸素濃度調整物質を分散させる状態で形成する第1の工程と、
前記酸素濃度調整物質を内部分散させた前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する第2の工程とを含む半導体装置の製造方法。
A first step of forming a high dielectric constant gate insulating film on a semiconductor substrate in a state where an oxygen concentration adjusting substance is dispersed therein;
And a second step of forming a gate electrode on the gate insulating film in which the oxygen concentration adjusting substance is dispersed internally.
半導体基板の上に高誘電率のゲート絶縁膜を形成する第1の工程と、
前記ゲート絶縁膜の上に酸素濃度調整物質を含む薄膜を形成する第2の工程と、
前記酸素濃度調整物質の上にゲート電極を形成する第3の工程と、
アニールを行って前記酸素濃度調整物質を含む薄膜と前記ゲート絶縁膜との界面で両者の構成材料を拡散させてミキシング層を形成する第4の工程とを含む半導体装置の製造方法。
A first step of forming a high dielectric constant gate insulating film on a semiconductor substrate;
A second step of forming a thin film containing an oxygen concentration adjusting material on the gate insulating film;
A third step of forming a gate electrode on the oxygen concentration adjusting material;
And a fourth step of forming a mixing layer by diffusing constituent materials of both at the interface between the thin film containing the oxygen concentration adjusting substance and the gate insulating film by annealing.
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JP2011525699A (en) * 2008-05-23 2011-09-22 シグマ−アルドリッチ・カンパニー、エルエルシー Manufacturing method using high-K dielectric film and cerium-based precursor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123028A1 (en) 2007-03-20 2008-10-16 Ntt Docomo, Inc. Base station device, user device, and method in mobile communication system
JP2011525699A (en) * 2008-05-23 2011-09-22 シグマ−アルドリッチ・カンパニー、エルエルシー Manufacturing method using high-K dielectric film and cerium-based precursor
US8613975B2 (en) 2008-05-23 2013-12-24 Sigma-Aldrich Co. Llc Methods of producing high-K dielectric films using cerium-based precursors

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