JPH11260934A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH11260934A JPH11260934A JP10058612A JP5861298A JPH11260934A JP H11260934 A JPH11260934 A JP H11260934A JP 10058612 A JP10058612 A JP 10058612A JP 5861298 A JP5861298 A JP 5861298A JP H11260934 A JPH11260934 A JP H11260934A
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Abstract
ート電極の使用によって、閾値電圧の異なるトランジス
タが容易に混在され得る半導体装置を提供する。 【解決手段】 半導体基板に素子分離領域を形成する工
程と、該半導体基板の上に第1の絶縁膜及び多結晶シリ
コン膜を形成し、該第1の絶縁膜及び多結晶シリコン膜
を所定の形状にパターニングして、第1のMOSトラン
ジスタのゲート電極を形成する工程と、該半導体基板を
覆うように金属膜を形成し、該金属膜を所定の形状にパ
ターニングして、第2のMOSトランジスタのゲート電
極を形成する工程と、を包含する半導体装置の製造方法
によって、多結晶シリコンから形成された多結晶シリコ
ンゲート電極を有する第1のMOSトランジスタと、少
なくとも1種類以上の金属から形成された金属ゲート電
極を有する第2のMOSトランジスタと、を備え、該第
1及び第2のMOSトランジスタの両方が同一のウエル
内に設けられている半導体装置を形成する。
Description
の製造方法に関し、特に、異なる仕事関数を有する材料
から構成されたゲート電極の使用によって得られる、異
なる閾値電圧レベルを有するトランジスタを含む半導体
装置、及びその製造方法に関する。
らある高速化の要求に加えて、低消費電力化の要求が高
まっている。このうちの高速化の実現に関しては、素
子、特にトランジスタのゲート長の縮小が最も適した手
段であり、これによって、現在では0.25μmルール
に従って形成された微細トランジスタが量産される段階
に至っている。一方、低消費電力化の実現に関しては、
電源電圧の低減が最も適した手段であり、0.5μmル
ール以降のトランジスタにおいては、電源電圧が5V系
から3V系へと移行してきている。
トランジスタの駆動能力を劣化させる要因となり、逆に
ゲート長の縮小は、短チャネル効果などによってリーク
電流を増大させる要因となる。これより、上記の高速化
要求と低消費電力化要求とは、トレードオフの関係にあ
ることになり、これらの相反する2つの要求を如何にし
て両立させていくかが、携帯機器を含めた今後のマルチ
メディア用LSIの開発における最大の課題となってい
る。
て、閾値電圧の異なる数種類のトランジスタを組み合わ
せる方法が、例えば特開平5−210976号公報に開
示されている。また、例えば特開平6−53496号公
報には、基板電位の制御を通じて閾値電圧を複数のレベ
ルに制御する方法が、提案されている。
−210976号公報に示されるような、異なる閾値電
圧を有する複数のトランジスタを組み合わせて構成され
る半導体装置を形成するための、従来技術を用いた場合
の製造工程断面図である。
P型半導体基板801にN型ウェル領域802、P型ウ
ェル領域803、及び素子分離領域804を、それぞれ
形成する。次に、図13(b)において、所定のパター
ンを有するように形成されたフォトレジスト805をマ
スクとして使用して、N型ウェル領域802の中の任意
の活性領域に不純物を注入し、N型ウェル領域802の
他の部分とは異なる不純物濃度を有する不純物拡散領域
806を形成する。さらに、図13(c)では、フォト
レジスト805を除去した後に異なったパターンを有す
る新たなフォトレジスト807を形成し、それをマスク
として使用して、P型ウェル領域803の中の任意の活
性領域に不純物を注入し、P型ウェル領域803の他の
部分とは異なる不純物濃度を有する不純物拡散領域80
8を形成する。続いて、フォトレジスト807を除去し
た後に、絶縁膜809、N型多結晶シリコン膜810、
及び酸化膜811を順次形成し、さらに所定の形状のフ
ォトレジスト812をそれらの上に形成する。そして、
フォトレジスト812をマスクとするパターニングによ
って、図13(d)に示すように所定の形状を有するゲ
ート電極を形成する。その後に、図13(e)に示すよ
うに、P型ソース/ドレイン拡散領域813及びN型ソ
ース/ドレイン拡散領域814を形成した後に層間膜8
15を堆積し、さらに層間膜815の所定の箇所に形成
したスルーホールを通じてP型及びN型ソース/ドレイ
ン拡散領域813及び814に接続する金属配線816
を形成し、製造工程が完了する。
は、N型ウェル領域802の中には、チャネル領域が不
純物拡散領域806によって形成されているトランジス
タと、そうではないトランジスタと、の2種類が形成さ
れている。同様に、P型ウェル領域803の中には、チ
ャネル領域が不純物拡散領域808によって形成されて
いるトランジスタと、そうではないトランジスタと、の
2種類が形成されている。これらの2種類のトランジス
タに対して、その一方が低めの閾値電圧(例えば0.3
V)を有し、他方が高めの閾値電圧(例えば0.8V)
を有するように、N型ウェル領域802及びP型ウェル
領域803の不純物濃度、並びに不純物拡散領域806
及び808に対する不純物注入量を制御する。
トランジスタを備えることによって、図13を参照して
説明した半導体装置では、回路停止(スタンバイ)時に
おいては、閾値の高いトランジスタをオフすることによ
って回路の消費電力を低減し、一方、回路動作時には、
高い閾値電圧を有するトランジスタを常にオン状態にし
た上で閾値電圧が低く駆動能力の高いトランジスタを動
作させることによって、高速性を得ることができる。す
なわち、特開平5−210976号公報に開示される半
導体装置では、付加的な不純物注入処理の実施(所定の
箇所への付加的な不純物拡散領域の形成)によって、閾
値電圧を制御している。
報に示される半導体装置では、所定のレベルの基板バイ
アス電圧の印加を通じて基板電位を変化させることによ
って、トランジスタの閾値電圧を変化させる。但し、そ
の動作原理は、特開平5−210976号公報に開示さ
れる半導体装置の動作原理と、実質的に同一である。
ては、回路動作時には、閾値が低く駆動能力の高いトラ
ンジスタを用い、回路停止(スタンバイ)時には、閾値
が高くリーク電流の少ないトランジスタを用いて電流パ
スをカットする。これによって、高速性と低消費電力性
との両立を、可能にしている。
従来技術は、何れも好ましくない問題点を呈する。
に開示されるような従来技術の製造方法では、付加的な
不純物拡散領域806及び808を形成するために、イ
オン注入工程が増加するという問題を有している。しか
し、そのような工程数の増加は、製造に必要な時間及び
コストの増加など、好ましくない問題を生じさせる。
の浅い箇所への不純物ドーピングである。しかし、本願
発明者らの検討によれば、このような浅いチャネルドー
ピング(低エネルギー注入)では、以下に述べるような
問題点が発生する。
オン注入工程では、フォトレジストに対するダメージの
発生や注入イオンのチャネリングの発生を避ける目的
で、注入面の上に薄い保護酸化膜を形成する。一方、注
入工程の実施に伴ってレジストアッシング工程や洗浄工
程が行われるが、注入処理の繰り返しに伴って上記のア
ッシングや洗浄が繰り返されると、次第に保護酸化膜が
薄くなっていく。さらに、保護酸化膜は注入時にダメー
ジを受けることから、そのエッチングレートは速くな
り、また不均一にエッチングされる。この結果、引き続
く次の注入工程においては、ウエハ面内で、保護酸化膜
の厚さが大きくばらつく。
る保護酸化膜の厚さ(横軸)と閾値電圧Vt(縦軸)と
の間の関係を示すグラフである。具体的には、ゲート長
Lg=0.5μm及びゲート酸化膜の厚さTox=7nm
のNチャネル型トランジスタにおいて、閾値電圧制御の
ためのBF2イオンの注入を、加速電圧30keV及び
ドーズ量3×1012cm-2という条件で行った場合、並
びに加速電圧50keV及びドーズ量2×1012cm-2
という条件で行った場合、のそれぞれにおけるデータを
示している。
時に求められる浅いチャネルドーピングの実施時に必要
な低エネルギー注入(図12では、加速電圧30keV
の場合にあたる)において、閾値電圧が大きな変動(膜
厚依存性)を示している。さらに、このような閾値電圧
の保護酸化膜の厚さに対する依存性は、浅いチャネルド
ーピングを形成するに従って、大きくなっていく。
処理に先立って、保護酸化膜をその都度形成し直す必要
があるが、実際には工程数の大幅な増加を招くので、好
ましい対応策ではない。
れる半導体装置では、基板電位を通じての制御の対象と
なる全てのトランジスタに対して、必要な基板バイアス
電圧を印加するためのコンタクトを設ける必要があると
ともに、所定の基板バイアス電圧を発生するための発生
回路の設置も、必要である、これらのために、回路の占
有面積が増大し、半導体装置の全体サイズの小型化が困
難になるという問題を有している。
めになされたものであり、その目的は、(1)異なる仕
事関数を有する材料で構成されたゲート電極の使用によ
って、閾値電圧の異なるトランジスタが容易に混在され
得る半導体装置を提供すること、並びに(2)そのよう
な半導体装置の製造方法を提供すること、にある。
多結晶シリコンから形成された多結晶シリコンゲート電
極を有する第1のMOSトランジスタと、少なくとも1
種類以上の金属から形成された金属ゲート電極を有する
第2のMOSトランジスタと、を備えており、該第1及
び第2のMOSトランジスタの両方が同一のウエル内に
設けられていて、そのことによって、上記の目的が達成
される。
ンジスタのチャネル領域の不純物濃度が、前記第2のM
OSトランジスタのチャネル領域の不純物濃度とは異な
るレベルに設定されている。
は、SOI構造を有する基板に形成され得る。
ゲート電極は、タングステン、タングステンシリサイ
ド、モリブデン、モリブデンシリサイド、チタン、及び
チタンシリサイドからなるグループから選択された少な
くとも1種類の材料で形成され得る。
前記金属ゲート電極は、チタンナイトライド或いはタン
グステンナイトライドからなる第1層と、タングステ
ン、モリブデン、或いはチタンからなる第2層と、を含
む多層構造を有していてもよい。
スタの前記金属ゲート電極が、タングステン或いはタン
グステンシリサイドから形成され、前記第1のMOSト
ランジスタの前記多結晶シリコンゲート電極が、多結晶
シリコンからなる第1層とタングステン或いはタングス
テンシリサイドからなる第2層とを含む多層構造を有し
ている。
スタの前記金属ゲート電極が、モリブデン或いはモリブ
デンシリサイドから形成され、前記第1のMOSトラン
ジスタの前記多結晶シリコンゲート電極が、多結晶シリ
コンからなる第1層とモリブデン或いはモリブデンシリ
サイドからなる第2層とを含む多層構造を有している。
ランジスタの前記金属ゲート電極が、チタン或いはチタ
ンシリサイドから形成され、前記第1のMOSトランジ
スタの前記多結晶シリコンゲート電極が、多結晶シリコ
ンからなる第1層とチタン或いはチタンシリサイドから
なる第2層とを含む多層構造を有している。
1導電型の多結晶シリコンから形成されたゲート電極を
有する第1のMOSトランジスタと、第2導電型の多結
晶シリコンから形成されたゲート電極を有する第2のM
OSトランジスタと、を備えており、該第1及び第2の
MOSトランジスタの両方が同一のウエル内に設けられ
ていて、そのことによって、前述の目的が達成される。
ンジスタのチャネル領域の不純物濃度が、前記第2のM
OSトランジスタのチャネル領域の不純物濃度とは異な
るレベルに設定されている。
導体基板に素子分離領域を形成する工程と、該半導体基
板の上に第1の絶縁膜及び多結晶シリコン膜を形成し、
該第1の絶縁膜及び多結晶シリコン膜を所定の形状にパ
ターニングして、第1のMOSトランジスタのゲート電
極を形成する工程と、該半導体基板を覆うように金属膜
を形成し、該金属膜を所定の形状にパターニングして、
第2のMOSトランジスタのゲート電極を形成する工程
と、を包含しており、そのことによって、前述の目的が
達成される。
ンジスタのゲート電極の形成工程は、前記第1のMOS
トランジスタのゲート電極以外の箇所の前記第1の絶縁
膜を除去する工程と、第2の絶縁膜を形成する工程と、
を含み、前記金属膜は該第2の絶縁膜の上に形成され、
該金属膜の所定の形状へのパターニング時に該第2の絶
縁膜も同じ形状にパターニングされる。
じ材料から形成され且つ実質的に同じ厚さを有し得る。
とは異なる材料から形成され得る。また、前記第1の絶
縁膜と第2の絶縁膜とは異なる厚さを有し得る。
導体基板に素子分離領域を形成する工程と、該半導体基
板の上に絶縁膜及び多結晶シリコン膜を形成する工程
と、該多結晶シリコン膜を所定の形状にパターニングす
る工程と、金属膜を堆積する工程と、該多結晶シリコン
膜及び該金属膜を所定の形状にパターニングして、ゲー
ト電極を形成する工程と、を包含しており、そのことに
よって、前述の目的が達成される。
法において、前記金属膜は、タングステン、タングステ
ンシリサイド、モリブデン、モリブデンシリサイド、チ
タン、及びチタンシリサイドからなるグループから選択
された少なくとも1種類の材料で形成され得る。
ド或いはタングステンナイトライドからなる第1層と、
タングステン、モリブデン、或いはチタンからなる第2
層と、を含む多層膜であってもよい。
は、半導体基板に素子分離領域を形成する工程と、該半
導体基板の上に絶縁膜及び第1導電型の多結晶シリコン
膜を形成する工程と、該多結晶シリコン膜の所定の領域
の導電型を、該第1の導電型とは逆の第2の導電型に変
える工程と、該第1導電型及び第2導電型の多結晶シリ
コン膜を所定の形状にパターニングして、ゲート電極を
形成する工程と、を包含しており、そのことによって、
前述の目的が達成される。
は、半導体基板に素子分離領域を形成する工程と、該半
導体基板の上に絶縁膜及び非ドープ多結晶シリコン膜を
形成する工程と、該多結晶シリコン膜の第1の領域の導
電型を、第1の導電型に設定する工程と、該多結晶シリ
コン膜の該第1の領域とは異なる第2の領域の導電型
を、該第1の導電型とは逆の第2の導電型に設定する工
程と、該多結晶シリコン膜の該第1及び第2の領域を所
定の形状にパターニングして、ゲート電極を形成する工
程と、を包含しており、そのことによって、前述の目的
が達成される。
発明の半導体装置の製造方法においては、複数のMOS
トランジスタが形成され得る。その際には、複数のMO
Sトランジスタのうちの少なくとも一つのチャネル領域
に不純物ドーピング処理を行って、該チャネル領域の仕
事関数を変化させることができる。
装置及びその製造方法によれば、同一の導電型のトラン
ジスタにおいて、N型多結晶シリコンゲート電極及びP
型多結晶シリコンゲート電極の併用、或いは多結晶シリ
コンゲート電極と金属ゲート電極との併用などによっ
て、一つの半導体装置の中に、異なる閾値電圧を有する
トランジスタを容易に形成することができる。
形態による半導体装置及びその製造方法について、添付
の図面を参照しながら説明する。
は、本発明の第1の実施形態における半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
基板101の所定の箇所に周知の製造技術を用いて、N
型ウェル領域102、P型ウェル領域103、及び素子
分離領域104をそれぞれ形成する。
域が形成されている基板101の全面を覆うように、ゲ
ート酸化膜として機能することになる厚さが例えば約6
nmの酸化膜105を、ドライ酸化法或いはウェット酸
化法を用いて形成する。その後に、厚さが例えば約20
0nmのN型多結晶シリコン膜106を、例えば気相成
長法を用いて、酸化膜105の上に形成する。
パターンのフォトレジスト107をN型多結晶シリコン
膜106の上に形成後に、フォトレジスト107をマス
クとして使用して、多結晶シリコン膜106を、例えば
RIEドライエッチング法を用いて異方性エッチングし
て、所定のパターンのN型多結晶シリコンゲート電極1
08を形成する。
レジスト107を除去した後に、気相成長法或いは高温
スパッタ法を用いて、厚さが例えば約200nmのタン
グステン膜109を、N型多結晶シリコン電極108を
含めて上記で形成された構成の上面を覆うように、形成
する。さらにその上には、厚さが例えば約100nmの
酸化膜110を、形成する。なお、タングステン膜10
9の代わりに、モリブデン膜やチタン膜などの他の金属
膜、或いはチタンナイトライド等の金属化合物膜、さら
にはそれらを組み合わせた多層膜を用いても、構わな
い。
パターンの新たなフォトレジスト111を酸化膜110
の上に形成し、これをマスクとして使用して、酸化膜1
10及びタングステン膜109を例えばRIEドライエ
ッチング法を用いて異方性エッチングして、所定のパタ
ーンのタングステンゲート電極(金属ゲート電極)11
2を形成する。
ース/ドレイン拡散領域113及びN型ソース/ドレイ
ン拡散領域114を形成した後に層間膜115を堆積
し、さらに層間膜115の所定の箇所に形成したスルー
ホールを通じてP型及びN型ソース/ドレイン拡散領域
113及び114に接続する金属配線116を形成し、
製造工程が完了する。
る半導体装置の動作を、Nチャネル型トランジスタの場
合において説明する。
型多結晶シリコンゲート電極108の仕事関数は約4.
3eVであり、一方、タングステンゲート電極112の
仕事関数は約4.6Vである。この場合に得られるサブ
スレッショルド特性の測定例を、図7に示す。すなわ
ち、図7は、ゲート印加電圧Vg(横軸)に対するドレ
イン電流Id(縦軸)の変化の様子を示すグラフであっ
て、黒丸プロット(n+Poly-Si)は、N型多結晶シリコ
ンゲート電極108に関するデータであり、白丸プロッ
ト(W)は、タングステンゲート電極112に関するデ
ータである。
108のデータとタングステンゲート電極112のデー
タとの間には、線形部分で約0.3Vの差が存在してい
る。従って、この点を利用することによって、N型多結
晶シリコンゲート電極108とタングステンゲート電極
112との併用により、基板濃度が同一であっても閾値
電圧に約0.3Vの差があるトランジスタを形成するこ
とができることがわかる。具体的には、例えば、N型多
結晶シリコンゲート電極108を有するトランジスタの
閾値電圧を約0.5Vに設定する場合に、タングステン
ゲート電極112を有するトランジスタの閾値電圧は約
0.8Vとなる。このようなトランジスタは、オフリー
ク電流が十分に小さい(典型的には約100fA/μm
以下)ので、回路停止時のカットオフトランジスタ或い
は回路動作時のカットパストランジスタとして、使用さ
れ得る。
を例にとって本発明の効果を説明しているが、Pチャネ
ル型トランジスタにおいても、Nチャネル型トランジス
タについてと同様な効果が得られる。
物注入工程を増加させることなく、多結晶シリコンゲー
ト電極と金属ゲート電極とを併用することによって、閾
値電圧の異なるトランジスタが併存する半導体装置を容
易に形成することができる。
は、本発明の第2の実施形態における半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
基板201の所定の箇所に周知の製造技術を用いて、N
型ウェル領域202、P型ウェル領域203、及び素子
分離領域204をそれぞれ形成する。
域が形成されている基板201の全面を覆うように、ゲ
ート酸化膜として機能することになる厚さが例えば約6
nmの酸化膜205を、ドライ酸化法或いはウェット酸
化法を用いて形成する。その後に、厚さが例えば約20
0nmのN型多結晶シリコン膜206を、例えば気相成
長法を用いて、酸化膜205の上に形成する。
パターンのフォトレジスト207をN型多結晶シリコン
膜206の上に形成後に、フォトレジスト207をマス
クとして使用して、多結晶シリコン膜206を、例えば
RIEドライエッチング法を用いて異方性エッチングし
て、所定のパターンのN型多結晶シリコンゲート電極2
08を形成する。なお、このエッチングでは、酸化膜2
05も、N型多結晶シリコンゲート電極208に対応す
る形状にパターニングされる。
レジスト207を除去した後に、ゲート酸化膜として機
能することになる厚さが例えば約6nmの新たな酸化膜
209を、N型多結晶シリコン電極208を含めて上記
で形成された構成の上面を覆うように、ドライ酸化法、
ウェット酸化法、或いは気相成長法を用いて形成する。
その後に、気相成長法或いは高温スパッタ法を用いて、
厚さが例えば約200nmのタングステン膜210を、
酸化膜209の上に形成する。さらにその上には、厚さ
が例えば約100nmの酸化膜211を、形成する。な
お、タングステン膜210の代わりに、モリブデン膜や
チタン膜などの他の金属膜、或いはチタンナイトライド
等の金属化合物膜、さらにはそれらを組み合わせた多層
膜を用いても、構わない。
パターンの新たなフォトレジスト212を酸化膜211
の上に形成し、これをマスクとして使用して、酸化膜2
11及びタングステン膜210を例えばRIEドライエ
ッチング法を用いて異方性エッチングして、所定のパタ
ーンのタングステンゲート電極(金属ゲート電極)21
3を形成する。
ース/ドレイン拡散領域214及びN型ソース/ドレイ
ン拡散領域215を形成した後に層間膜216を堆積
し、さらに層間膜216の所定の箇所に形成したスルー
ホールを通じてP型及びN型ソース/ドレイン拡散領域
214及び215に接続する金属配線217を形成し、
製造工程が完了する。
る半導体装置の動作を、Nチャネル型トランジスタの場
合において説明する。
N型多結晶シリコンゲート電極208の仕事関数は約
4.3eVであり、一方、タングステンゲート電極21
3の仕事関数は約4.6Vである。この場合に得られる
サブスレッショルド特性は、第1の実施形態に関連して
参照した図7に示すものと同様であり、N型多結晶シリ
コンゲート電極208とタングステンゲート電極213
との併用により、基板濃度が同一であっても閾値電圧に
約0.3Vの差があるトランジスタを形成することがで
きる。具体的には、例えば、N型多結晶シリコンゲート
電極208を有するトランジスタの閾値電圧を約0.5
Vに設定する場合に、タングステンゲート電極213を
有するトランジスタの閾値電圧は約0.8Vとなる。こ
のようなトランジスタは、オフリーク電流が十分に小さ
い(典型的には約100fA/μm以下)ので、回路停
止時のカットオフトランジスタ或いは回路動作時のカッ
トパストランジスタとして、使用され得る。
においては、N型多結晶シリコンゲート電極208の下
のゲート酸化膜205と、タングステンゲート電極21
3の下のゲート酸化膜209とを、別工程で形成する。
このために、例えば、一方のゲート電極ではゲート酸化
膜の代わりに窒化膜などから構成される他の絶縁膜をゲ
ート絶縁膜として使用する、或いは、ゲート酸化膜(絶
縁膜)の厚さをそれぞれのトランジスタにおいて異なら
せる、などにより、形成されるトランジスタの閾値電圧
の制御範囲を広くすることができる。さらに、図2
(e)において、半導体装置を覆っているゲート酸化膜
209の作用によって、タングステン膜210のエッチ
ング時における選択比を大きくすることができる。この
結果、タングステンのエッチング残さを、完全に除去す
ることができる。
を例にとって本発明の効果を説明しているが、Pチャネ
ル型トランジスタにおいても、Nチャネル型トランジス
タについてと同様な効果が得られる。
物注入工程を増加させることなく、多結晶シリコンゲー
ト電極と金属ゲート電極とを併用することによって、閾
値電圧の異なるトランジスタが併存する半導体装置を容
易に形成することができる。さらに、2種類のゲート絶
縁膜を使用することによって、閾値電圧の制御範囲を大
きくすることができる。
は、本発明の第3の実施形態における半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
基板301の所定の箇所に周知の製造技術を用いて、N
型ウェル領域302、P型ウェル領域303、及び素子
分離領域304をそれぞれ形成する。
域が形成されている基板301の全面を覆うように、ゲ
ート酸化膜として機能することになる厚さが例えば約6
nmの酸化膜305を、ドライ酸化法或いはウェット酸
化法を用いて形成する。その後に、厚さが例えば約20
0nmのN型多結晶シリコン膜306を、例えば気相成
長法を用いて、酸化膜305の上に形成する。
に形成される多結晶シリコンゲート電極を有するトラン
ジスタにおける活性領域が位置することになる箇所のみ
を覆うパターンのフォトレジスト307を、N型多結晶
シリコン膜306の上に形成する。その後に、フォトレ
ジスト307をマスクとして使用して、多結晶シリコン
膜306を、例えばRIEドライエッチング法を用いて
異方性エッチングする。
レジスト307を除去した後に、気相成長法或いは高温
スパッタ法を用いて、厚さが例えば約200nmのタン
グステン膜308を、パターニングされたN型多結晶シ
リコン電極306を含めて上記で形成された構成の上面
を覆うように、形成する。さらにその上には、厚さが例
えば約100nmの酸化膜309を、形成する。なお、
タングステン膜308の代わりに、モリブデン膜やチタ
ン膜などの他の金属膜、或いはチタンナイトライド等の
金属化合物膜、さらにはそれらを組み合わせた多層膜を
用いても、構わない。
パターンの新たなフォトレジスト311を酸化膜309
の上に形成し、これをマスクとして使用して、酸化膜3
09及びタングステン膜308を例えばRIEドライエ
ッチング法を用いて異方性エッチングして、所定のパタ
ーンのN型多結晶シリコンゲート電極312及びタング
ステンゲート電極(金属ゲート電極)313を形成す
る。
ース/ドレイン拡散領域314及びN型ソース/ドレイ
ン拡散領域315を形成した後に層間膜316を堆積
し、さらに層間膜316の所定の箇所に形成したスルー
ホールを通じてP型及びN型ソース/ドレイン拡散領域
314及び315に接続する金属配線317を形成し、
製造工程が完了する。
る半導体装置の動作を、Nチャネル型トランジスタの場
合において説明する。
N型多結晶シリコンゲート電極312の仕事関数は約
4.3eVであり、一方、タングステンゲート電極31
3の仕事関数は約4.6Vである。この場合に得られる
サブスレッショルド特性は、第1の実施形態に関連して
参照した図7に示すものと同様であり、N型多結晶シリ
コンゲート電極312とタングステンゲート電極313
との併用により、基板濃度が同一であっても閾値電圧に
約0.3Vの差があるトランジスタを形成することがで
きる。具体的には、例えば、N型多結晶シリコンゲート
電極312を有するトランジスタの閾値電圧を約0.5
Vに設定する場合に、タングステンゲート電極313を
有するトランジスタの閾値電圧は約0.8Vとなる。こ
のようなトランジスタは、オフリーク電流が十分に小さ
い(典型的には約100fA/μm以下)ので、回路停
止時のカットオフトランジスタ或いは回路動作時のカッ
トパストランジスタとして、使用され得る。
においては、N型多結晶シリコンゲート電極312が、
多結晶シリコン膜の上に低抵抗なタングステン膜が形成
されているポリサイド構造となっている。一般に、ゲー
ト電極に発生する寄生抵抗は、トランジスタの高速動作
の実現を抑制する原因となるが、本実施形態におけるこ
のようなポリサイド構造の使用によって、そのような寄
生抵抗が低減される。
を例にとって本発明の効果を説明しているが、Pチャネ
ル型トランジスタにおいても、Nチャネル型トランジス
タについてと同様な効果が得られる。
物注入工程を増加させることなく、多結晶シリコンゲー
ト電極と金属ゲート電極とを併用することによって、閾
値電圧の異なるトランジスタが併存する半導体装置を容
易に形成することができる。さらに、多結晶シリコンゲ
ート電極をポリサイド構造にすることによって、形成さ
れる素子の高速動作を可能にしている。
は、本発明の第4の実施形態における半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
基板401の所定の箇所に周知の製造技術を用いて、N
型ウェル領域402、P型ウェル領域403、及び素子
分離領域404をそれぞれ形成する。
域が形成されている基板401の全面を覆うように、ゲ
ート酸化膜として機能することになる厚さが例えば約6
nmの酸化膜405を、ドライ酸化法或いはウェット酸
化法を用いて形成する。その後に、厚さが例えば約20
0nmのN型多結晶シリコン膜406を、例えば気相成
長法を用いて、酸化膜405の上に形成する。ここで、
N型多結晶シリコン膜406の中のN型不純物濃度は、
好ましくは、約1×1019cm-2〜約5×1019cm-2
に設定する。続いて、所定のパターンのフォトレジスト
407をN型多結晶シリコン膜406の上に形成後に、
フォトレジスト407をマスクとして使用して多結晶シ
リコン膜406にP型不純物を注入し、P型多結晶シリ
コン領域408を形成する。ここで、P型多結晶シリコ
ン領域408の中のP型不純物濃度は、好ましくは、約
1×1015cm-2〜約5×1015cm-2に設定する。一
方、最初に形成されたN型多結晶シリコン膜406のう
ちでP型多結晶シリコン領域408に転換されなかった
領域は、N型多結晶シリコン領域406として残存す
る。
レジスト407を除去した後に、N型多結晶シリコン領
域406及びP型多結晶シリコン領域408を覆うよう
に、酸化膜409を形成する。
パターンの新たなフォトレジスト410を酸化膜409
の上に形成し、これをマスクとして使用して、酸化膜4
09、N型多結晶シリコン領域406、及びP型多結晶
シリコン領域408を、例えばRIEドライエッチング
法を用いて異方性エッチングして、所定のパターンのN
型多結晶シリコンゲート電極411及びP型多結晶シリ
コンゲート電極412を形成する。
ース/ドレイン拡散領域414及びN型ソース/ドレイ
ン拡散領域415を形成した後に層間膜416を堆積
し、さらに層間膜416の所定の箇所に形成したスルー
ホールを通じてP型及びN型ソース/ドレイン拡散領域
414及び415に接続する金属配線417を形成し、
製造工程が完了する。
る半導体装置の動作を、Nチャネル型トランジスタの場
合において説明する。
型多結晶シリコンゲート電極411の仕事関数は約4.
3eVであり、一方、P型多結晶シリコンゲート電極4
12の仕事関数は約5.3Vである。この場合に得られ
るサブスレッショルド特性の測定例を、図8に示す。図
8は、ゲート印加電圧Vg(横軸)に対するドレイン電
流Id(縦軸)の変化の様子を示すグラフであって、黒
丸プロット(n+Poly-Si)は、N型多結晶シリコンゲー
ト電極411に関するデータであり、白丸プロット(p+
Poly-Si)は、P型多結晶シリコンゲート電極412に
関するデータである。
411のデータとP型多結晶シリコンゲート電極412
のデータとの間には、線形部分で約1.0Vの差が存在
している。従って、この点を利用することによって、N
型多結晶シリコンゲート電極411とP型多結晶シリコ
ンゲート電極412との併用により、基板濃度が同一で
あっても閾値電圧に約1.0Vの差があるトランジスタ
を形成することができることがわかる。具体的には、例
えば、N型多結晶シリコンゲート電極411を有するト
ランジスタの閾値電圧を約0.2Vに設定する場合に、
P型多結晶シリコンゲート電極412を有するトランジ
スタの閾値電圧は約1.2Vとなる。このようなトラン
ジスタは、オフリーク電流が十分に小さい(典型的には
約100fA/μm以下)ので、回路停止時のカットオ
フトランジスタ或いは回路動作時のカットパストランジ
スタとして、使用され得る。
を例にとって本発明の効果を説明しているが、Pチャネ
ル型トランジスタにおいても、Nチャネル型トランジス
タについてと同様な効果が得られる。
物注入工程を増加させることなく、N型多結晶シリコン
ゲート電極とP型多結晶シリコンゲート電極とを併用す
ることによって、閾値電圧の異なるトランジスタが併存
する半導体装置を容易に形成することができる。
は、本発明の第5の実施形態における半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
基板501の所定の箇所に周知の製造技術を用いて、N
型ウェル領域502、P型ウェル領域503、及び素子
分離領域504をそれぞれ形成する。
域が形成されている基板501の全面を覆うように、ゲ
ート酸化膜として機能することになる厚さが例えば約6
nmの酸化膜505を、ドライ酸化法或いはウェット酸
化法を用いて形成する。その後に、厚さが例えば約20
0nmの非ドープ多結晶シリコン膜506を、例えば気
相成長法を用いて、酸化膜505の上に形成する。
07を非ドープ多結晶シリコン膜506の上に形成後
に、フォトレジスト507をマスクとして使用して非ド
ープ多結晶シリコン膜506にN型不純物を注入し、N
型多結晶シリコン領域508を形成する。ここで、N型
多結晶シリコン領域508の中のN型不純物濃度は、好
ましくは、約1×1015cm-2〜約5×1015cm-2に
設定する。
後に、図5(c)に示すように、N型多結晶シリコン領
域508を覆うフォトレジスト509を形成する。そし
て、フォトレジスト509をマスクとしてP型不純物の
注入処理を行って、P型多結晶シリコン領域510を形
成する。ここで、P型多結晶シリコン領域510の中の
P型不純物濃度は、好ましくは、約1×1015cm-2〜
約5×1015cm-2に設定する。
後に、N型多結晶シリコン領域508及びP型多結晶シ
リコン領域510を覆うように、酸化膜511を形成す
る。そして、図5(d)に示すように、所定のパターン
の新たなフォトレジスト512を酸化膜511の上に形
成し、これをマスクとして使用して、酸化膜511、N
型多結晶シリコン領域518、及びP型多結晶シリコン
領域510を、例えばRIEドライエッチング法を用い
て異方性エッチングして、所定のパターンのN型多結晶
シリコンゲート電極513及びP型多結晶シリコンゲー
ト電極514を形成する。
ース/ドレイン拡散領域515及びN型ソース/ドレイ
ン拡散領域516を形成した後に層間膜517を堆積
し、さらに層間膜517の所定の箇所に形成したスルー
ホールを通じてP型及びN型ソース/ドレイン拡散領域
515及び516に接続する金属配線518を形成し、
製造工程が完了する。
る半導体装置の動作を、Nチャネル型トランジスタの場
合において説明する。
N型多結晶シリコンゲート電極513の仕事関数は約
4.3eVであり、一方、P型多結晶シリコンゲート電
極514の仕事関数は約5.3Vである。この場合に得
られるサブスレッショルド特性は、第4の実施形態に関
連して参照した図8に示すものと同様であり、N型多結
晶シリコンゲート電極513とP型多結晶シリコンゲー
ト電極514との併用により、基板濃度が同一であって
も閾値電圧に約1.0Vの差があるトランジスタを形成
することができることがわかる。具体的には、例えば、
N型多結晶シリコンゲート電極513を有するトランジ
スタの閾値電圧を約0.2Vに設定する場合に、P型多
結晶シリコンゲート電極514を有するトランジスタの
閾値電圧は約1.2Vとなる。このようなトランジスタ
は、オフリーク電流が十分に小さい(典型的には約10
0fA/μm以下)ので、回路停止時のカットオフトラ
ンジスタ或いは回路動作時のカットパストランジスタと
して、使用され得る。
方法では、N型多結晶シリコン領域の形成とP型多結晶
シリコン領域の形成とを、別個の不純物注入工程によっ
て行うので、それぞれにおいて形成される領域内の不純
物濃度の制御が容易となる。
を例にとって本発明の効果を説明しているが、Pチャネ
ル型トランジスタにおいても、Nチャネル型トランジス
タについてと同様な効果が得られる。
物注入工程を増加させることなく、N型多結晶シリコン
ゲート電極とP型多結晶シリコンゲート電極とを併用す
ることによって、閾値電圧の異なるトランジスタが併存
する半導体装置を容易に形成することができる。
は、本発明の第6の実施形態における半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
基板601の所定の箇所に周知の製造技術を用いて、N
型ウェル領域602、P型ウェル領域603、及び素子
分離領域604をそれぞれ形成する。次に、図示するよ
うな所定のパターンのフォトレジスト605を形成後
に、フォトレジスト605をマスクとして使用して、N
型ウェル領域602の中の所定の領域にN型不純物を注
入し、N型ウェル領域602とは異なる不純物濃度を有
するN型拡散領域606を形成する。
図6(b)に示すような所定のパターンのフォトレジス
ト607を形成する。そして、フォトレジスト607を
マスクとして使用して、P型ウェル領域603の中の所
定の領域にP型不純物を注入し、P型ウェル領域603
とは異なる不純物濃度を有するP型拡散領域608を形
成する。
に、上記のような各領域が形成された基板601を覆う
ように、ゲート酸化膜として機能することになる厚さが
例えば約6nmの酸化膜609を、ドライ酸化法或いは
ウェット酸化法を用いて形成する。その後に、厚さが例
えば約200nmのN型多結晶シリコン膜610を、例
えば気相成長法を用いて、酸化膜609の上に形成す
る。ここで、N型多結晶シリコン膜610の中のN型不
純物濃度は、好ましくは、約1×1019cm-2〜約5×
1019cm-2に設定する。
ターンのフォトレジスト611をN型多結晶シリコン膜
610の上に形成後に、フォトレジスト611をマスク
として使用してN型多結晶シリコン膜610にP型不純
物を注入し、P型多結晶シリコン領域612を形成す
る。ここで、P型多結晶シリコン領域612の中のP型
不純物濃度は、好ましくは、約1×1015cm-2〜約5
×1015cm-2に設定する。
後に、N型多結晶シリコン領域610及びP型多結晶シ
リコン領域612を覆うように、酸化膜613を形成す
る。そして、図6(d)に示すように、所定のパターン
の新たなフォトレジスト614を酸化膜613の上に形
成し、これをマスクとして使用して、酸化膜613、N
型多結晶シリコン領域610、及びP型多結晶シリコン
領域612を、例えばRIEドライエッチング法を用い
て異方性エッチングして、所定のパターンのN型多結晶
シリコンゲート電極615及びP型多結晶シリコンゲー
ト電極616を形成する。
ース/ドレイン拡散領域617及びN型ソース/ドレイ
ン拡散領域618を形成した後に層間膜619を堆積
し、さらに層間膜619の所定の箇所に形成したスルー
ホールを通じてP型及びN型ソース/ドレイン拡散領域
617及び618に接続する金属配線620を形成し、
製造工程が完了する。
る半導体装置の動作を、Nチャネル型トランジスタの場
合において説明する。
N型多結晶シリコンゲート電極615の仕事関数は約
4.3eVであり、一方、P型多結晶シリコンゲート電
極616の仕事関数は約5.3Vである。この場合に得
られるサブスレッショルド特性は、第4の実施形態に関
連して参照した図8に示すものと同様であり、N型多結
晶シリコンゲート電極615とP型多結晶シリコンゲー
ト電極616との併用により、基板濃度が同一であって
も閾値電圧に約1.0Vの差があるトランジスタを形成
することができることがわかる。さらに、N型ウェル領
域612及びP型ウェル領域613の中に異なる不純物
濃度を有するN型拡散領域606及びP型拡散領域60
8を形成し、これらをチャネル領域として使用するトラ
ンジスタを形成すれば、基板の仕事関数の変化を利用し
て、それらのトランジスタの閾値電圧を、さらに異なっ
たレベルに設定することができる。すなわち、図9に示
すように、計4種類の異なったサブスレッショルド特性
が得られて、これらを利用して計4種類の異なった閾値
電圧を有するトランジスタを一つの半導体装置の中に形
成することができる。
を例にとって本発明の効果を説明しているが、Pチャネ
ル型トランジスタにおいても、Nチャネル型トランジス
タについてと同様な効果が得られる。
電圧レベルの制御のための不純物注入工程の実施、並び
に先の実施形態で述べたN型多結晶シリコンゲート電極
とP型多結晶シリコンゲート電極との併用、という2つ
の手法を通じて、他種類の異なる閾値電圧を有するトラ
ンジスタが併存する半導体装置を、容易に形成すること
ができる。
は、埋め込み酸化層を含まない通常のバルク型トランジ
スタに対して、本発明を適用している。或いは、埋め込
み酸化層を含むSOI構造を有する半導体基板に対して
本発明を適用しても、これまでに説明したものと同様の
効果を得ることができる。
7の実施形態における半導体装置として、Nチャネル型
トランジスタの構造を模式的に示す断面図である。
み酸化層702が設けられたP型半導体基板701の表
面近傍であって素子分離領域703で分離された活性領
域に、チャネル部704、ドレイン拡散領域705、及
びソース拡散領域706が形成されてている。さらに、
チャネル部704の上には、ゲート酸化膜707を介し
てP型多結晶シリコンゲート電極708が設けられてい
る。
る半導体装置(Nチャネル型トランジスタ)の動作を、
図11を参照して説明する。
(Nb)が約5×1016cm-2であり、埋め込み酸化層
702の厚さ(Tsoi)が100nmである場合におけ
る、Nチャネル型トランジスタで得られるサブスレッシ
ョルド特性の一例である。
極を用いて、且つ基板にバイアス電圧を印加しない場合
(すなわち、Vb=0V)には、図11に白丸プロット
で示すように、Nチャネル型トランジスタは非常に高い
閾値電圧を示す。これに対して、P型多結晶シリコンゲ
ート電極を用いて、且つ基板に2Vのバイアス電圧を印
加する場合(すなわち、Vb=0V)には、図11に白
三角プロットで示すように、閾値電圧を約0.5Vまで
低減することができる。そこで、この現象を利用するこ
とによって、トランジスタのオフ時には基板電位を0V
にすることによって閾値電圧を高くし、リーク電流の極
めて少ない特性を実現する一方で、トランジスタのオン
時には正の基板バイアス電圧を印加することによって閾
値電圧を低くして、高い駆動能力を実現することができ
る。
に、通常のN型多結晶シリコンゲート電極を用いる場合
には、基板電位0V(Vb=0V)においてトランジス
タがオン状態であり、基板に負の電位をかけることによ
り、トランジスタをオフさせる。このため、従来技術に
よる構造では、上記のような負の電位を発生して基板に
印加するための回路が必須であり、結果的に回路占有面
積が増大するという問題点を有している。これに対し
て、本実施形態では、従来技術におけるN型多結晶シリ
コンゲート電極を用いる場合の上記動作とは逆に、正の
電位を使用するので、電位発生回路を必要としない。
込み酸化層702を含むSOI構造を有している。或い
は、埋め込み酸化層を含まない通常のバルク型トランジ
スタに対しても、本実施形態の適用によって上記と同様
の効果を得ることができる。但し、バルク型トランジス
タの場合には、基板電位を正電位にすると、基板とソー
ス拡散領域との間に正の電位差が生じて、リーク電流が
発生する可能性がある。しかし、SOI構造の使用によ
って、基板に正電位が与えられた場合であっても、基板
とソース拡散領域との間でのリーク電流の発生が防止さ
れる。
を例にとって本発明の効果を説明しているが、Pチャネ
ル型トランジスタにおいても、Nチャネル型トランジス
タについてと同様な効果が得られる。
ジスタの導電型とは異なる導電型を有する多結晶シリコ
ンゲート電極を使用した上で、基板電位を正のバイアス
電圧の印加によって制御することにより、トランジスタ
の閾値電圧を制御することができる。さらに、SOI構
造をとることによって、基板に正電位が与えられた場合
であっても、基板とソース拡散領域との間でのリーク電
流の発生を防止することができる。
形態において、金属ゲート電極の構成材料としては、例
えば、タングステン、タングステンシリサイド、モリブ
デン、モリブデンシリサイド、チタン、或いはチタンシ
リサイドなどを選択することができる。或いは、金属ゲ
ート電極を、チタンナイトライド或いはタングステンナ
イトライドからなる第1層と、タングステン、モリブデ
ン、或いはチタンからなる第2層と、を含む多層構造を
有するように形成してもよい。
テン或いはタングステンシリサイドから形成し、多結晶
シリコンゲート電極を、多結晶シリコンからなる第1層
とタングステン或いはタングステンシリサイドからなる
第2層とを含む多層構造を有するように形成してもよ
い。或いは、金属ゲート電極をモリブデン或いはモリブ
デンシリサイドから形成し、多結晶シリコンゲート電極
を、多結晶シリコンからなる第1層とモリブデン或いは
モリブデンシリサイドからなる第2層とを含む多層構造
を有するように形成してもよい。また、他の場合には、
金属ゲート電極がチタン或いはチタンシリサイドから形
成され、多結晶シリコンゲート電極が、多結晶シリコン
からなる第1層とチタン或いはチタンシリサイドからな
る第2層とを含む多層構造を有している。
注入工程を増加させることなく、閾値電圧の異なるトラ
ンジスタが併存する半導体装置を容易に形成することが
できる。さらに、従来は負の基板電位を用いていたトラ
ンジスタ動作の制御を、正の基板電位を用いて行うこと
ができるので、従来は含まれていた負電位発生回路を使
用する必要が無く、占有面積の低減を実現することがで
きる。
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
けるNチャネル型トランジスタのサブスレッショルド特
性を示すグラフである。
ャネル型トランジスタのサブスレッショルド特性を示す
グラフである。
トランジスタのサブスレッショルド特性を示すグラフで
ある。
の構成を示す断面図である。
型トランジスタのサブスレッショルド特性を示すグラフ
である。
の厚さ(横軸)と閾値電圧Vt(縦軸)との間の関係を
示すグラフである。
す工程断面図である。
Claims (21)
- 【請求項1】 多結晶シリコンから形成された多結晶シ
リコンゲート電極を有する第1のMOSトランジスタ
と、 少なくとも1種類以上の金属から形成された金属ゲート
電極を有する第2のMOSトランジスタと、を備えてお
り、該第1及び第2のMOSトランジスタの両方が同一
のウエル内に設けられている、半導体装置。 - 【請求項2】 前記第1のMOSトランジスタのチャネ
ル領域の不純物濃度が、前記第2のMOSトランジスタ
のチャネル領域の不純物濃度とは異なるレベルに設定さ
れている、請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記第1及び第2のMOSトランジスタ
がSOI構造を有する基板に形成されている、請求項1
或いは2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記第2のMOSトランジスタの前記金
属ゲート電極が、タングステン、タングステンシリサイ
ド、モリブデン、モリブデンシリサイド、チタン、及び
チタンシリサイドからなるグループから選択された少な
くとも1種類の材料で形成されている、請求項1から3
のいずれかひとつに記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記第2のMOSトランジスタの前記金
属ゲート電極が、チタンナイトライド或いはタングステ
ンナイトライドからなる第1層と、タングステン、モリ
ブデン、或いはチタンからなる第2層と、を含む多層構
造を有している、請求項1から3のいずれかひとつに記
載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記第2のMOSトランジスタの前記金
属ゲート電極が、タングステン或いはタングステンシリ
サイドから形成され、 前記第1のMOSトランジスタの前記多結晶シリコンゲ
ート電極が、多結晶シリコンからなる第1層とタングス
テン或いはタングステンシリサイドからなる第2層とを
含む多層構造を有している、請求項1から3のいずれか
ひとつに記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記第2のMOSトランジスタの前記金
属ゲート電極が、モリブデン或いはモリブデンシリサイ
ドから形成され、 前記第1のMOSトランジスタの前記多結晶シリコンゲ
ート電極が、多結晶シリコンからなる第1層とモリブデ
ン或いはモリブデンシリサイドからなる第2層とを含む
多層構造を有している、請求項1から3のいずれかひと
つに記載の半導体装置。 - 【請求項8】 前記第2のMOSトランジスタの前記金
属ゲート電極が、チタン或いはチタンシリサイドから形
成され、 前記第1のMOSトランジスタの前記多結晶シリコンゲ
ート電極が、多結晶シリコンからなる第1層とチタン或
いはチタンシリサイドからなる第2層とを含む多層構造
を有している、請求項1から3のいずれかひとつに記載
の半導体装置。 - 【請求項9】 第1導電型の多結晶シリコンから形成さ
れたゲート電極を有する第1のMOSトランジスタと、 第2導電型の多結晶シリコンから形成されたゲート電極
を有する第2のMOSトランジスタと、を備えており、
該第1及び第2のMOSトランジスタの両方が同一のウ
エル内に設けられている、半導体装置。 - 【請求項10】 前記第1のMOSトランジスタのチャ
ネル領域の不純物濃度が、前記第2のMOSトランジス
タのチャネル領域の不純物濃度とは異なるレベルに設定
されている、請求項9に記載の半導体装置。 - 【請求項11】 半導体基板に素子分離領域を形成する
工程と、 該半導体基板の上に第1の絶縁膜及び多結晶シリコン膜
を形成し、該第1の絶縁膜及び多結晶シリコン膜を所定
の形状にパターニングして、第1のMOSトランジスタ
のゲート電極を形成する工程と、 該半導体基板を覆うように金属膜を形成し、該金属膜を
所定の形状にパターニングして、第2のMOSトランジ
スタのゲート電極を形成する工程と、を包含する、半導
体装置の製造方法。 - 【請求項12】 前記第2のMOSトランジスタのゲー
ト電極の形成工程は、 前記第1のMOSトランジスタのゲート電極以外の箇所
の前記第1の絶縁膜を除去する工程と、 第2の絶縁膜を形成する工程と、を含み、 前記金属膜は該第2の絶縁膜の上に形成され、該金属膜
の所定の形状へのパターニング時に該第2の絶縁膜も同
じ形状にパターニングされる、請求項11に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項13】 前記第1の絶縁膜と第2の絶縁膜と
は、同じ材料から形成され且つ実質的に同じ厚さを有し
ている、請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項14】 前記第1の絶縁膜と第2の絶縁膜とは
異なる材料から形成されている、請求項12に記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項15】 前記第1の絶縁膜と第2の絶縁膜とは
異なる厚さを有している、請求項12に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項16】 半導体基板に素子分離領域を形成する
工程と、 該半導体基板の上に絶縁膜及び多結晶シリコン膜を形成
する工程と、 該多結晶シリコン膜を所定の形状にパターニングする工
程と、 金属膜を堆積する工程と、 該多結晶シリコン膜及び該金属膜を所定の形状にパター
ニングして、ゲート電極を形成する工程と、を包含す
る、半導体装置の製造方法。 - 【請求項17】 前記金属膜が、タングステン、タング
ステンシリサイド、モリブデン、モリブデンシリサイ
ド、チタン、及びチタンシリサイドからなるグループか
ら選択された少なくとも1種類の材料で形成されてい
る、請求項11から16のいずれかひとつに記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項18】 前記金属膜が、チタンナイトライド或
いはタングステンナイトライドからなる第1層と、タン
グステン、モリブデン、或いはチタンからなる第2層
と、を含む多層膜である、請求項11から16のいずれ
かひとつに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項19】 半導体基板に素子分離領域を形成する
工程と、 該半導体基板の上に絶縁膜及び第1導電型の多結晶シリ
コン膜を形成する工程と、 該多結晶シリコン膜の所定の領域の導電型を、該第1の
導電型とは逆の第2の導電型に変える工程と、 該第1導電型及び第2導電型の多結晶シリコン膜を所定
の形状にパターニングして、ゲート電極を形成する工程
と、を包含する、半導体装置の製造方法。 - 【請求項20】 半導体基板に素子分離領域を形成する
工程と、 該半導体基板の上に絶縁膜及び非ドープ多結晶シリコン
膜を形成する工程と、 該多結晶シリコン膜の第1の領域の導電型を、第1の導
電型に設定する工程と、 該多結晶シリコン膜の該第1の領域とは異なる第2の領
域の導電型を、該第1の導電型とは逆の第2の導電型に
設定する工程と、 該多結晶シリコン膜の該第1及び第2の領域を所定の形
状にパターニングして、ゲート電極を形成する工程と、
を包含する、半導体装置の製造方法。 - 【請求項21】 複数のMOSトランジスタが形成さ
れ、該複数のMOSトランジスタのうちの少なくとも一
つのチャネル領域に不純物ドーピング処理を行って、該
チャネル領域の仕事関数を変化させる、請求項11から
20のいずれかひとつに記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058612A JPH11260934A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058612A JPH11260934A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260934A true JPH11260934A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13089376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10058612A Pending JPH11260934A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260934A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005123625A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | シリサイド化された電極を有する半導体装置の製造方法 |
| JP2008300869A (ja) * | 2001-04-11 | 2008-12-11 | Samsung Electronics Co Ltd | デュアルゲートを有するcmos型半導体装置形成方法 |
| JP2009176997A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2014116623A (ja) * | 2008-03-14 | 2014-06-26 | Advanced Micro Devices Inc | 長短チャネル金属ゲートデバイスを有する集積回路及び製造方法 |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10058612A patent/JPH11260934A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008300869A (ja) * | 2001-04-11 | 2008-12-11 | Samsung Electronics Co Ltd | デュアルゲートを有するcmos型半導体装置形成方法 |
| JP2005123625A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | シリサイド化された電極を有する半導体装置の製造方法 |
| JP2009176997A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2014116623A (ja) * | 2008-03-14 | 2014-06-26 | Advanced Micro Devices Inc | 長短チャネル金属ゲートデバイスを有する集積回路及び製造方法 |
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