JPS6254960A - Ｍｉｓ形電界効果トランジスタ - Google Patents
Ｍｉｓ形電界効果トランジスタInfo
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- JPS6254960A JPS6254960A JP60196240A JP19624085A JPS6254960A JP S6254960 A JPS6254960 A JP S6254960A JP 60196240 A JP60196240 A JP 60196240A JP 19624085 A JP19624085 A JP 19624085A JP S6254960 A JPS6254960 A JP S6254960A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H01L21/28088—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being a composite, e.g. TiN
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/66—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes
- H10D64/667—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes the conductor comprising a layer of alloy material, compound material or organic material contacting the insulator, e.g. TiN workfunction layers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はＭＩＳ形電界効果トランジスタに関し、特に高
速動作を可能にする低抵抗のゲート電極を有するＭＩＳ
型電界効果トランジスタ（ＭＩ８ＦＥＴ）に関する。
速動作を可能にする低抵抗のゲート電極を有するＭＩＳ
型電界効果トランジスタ（ＭＩ８ＦＥＴ）に関する。
ダイナミックＲＡＭの高集積化、高速化はとどまること
を知らず現在では２５６にビット、１Ｍビットの試作が
次々と発表されている。この工うな超ＬＳＩの中に組み
込まれるＭＯＳＦＥＴのゲート電極は、従来から使われ
てきた多結晶シリコンでは抵抗が大きく、高速動作の要
求を満足させることができなくなってきた。
を知らず現在では２５６にビット、１Ｍビットの試作が
次々と発表されている。この工うな超ＬＳＩの中に組み
込まれるＭＯＳＦＥＴのゲート電極は、従来から使われ
てきた多結晶シリコンでは抵抗が大きく、高速動作の要
求を満足させることができなくなってきた。
多結晶シリコンに代わる新しい低抵抗のゲート電極に（
ａ）高融点金属のシリサイトゲ−）１ｂ）高融点金属シ
リサイドと多結晶シリコンから成るポリサイドゲート、
及び（Ｃ）高融点金属ゲート等がある。
ａ）高融点金属のシリサイトゲ−）１ｂ）高融点金属シ
リサイドと多結晶シリコンから成るポリサイドゲート、
及び（Ｃ）高融点金属ゲート等がある。
ゲートのシート抵抗を調べると（ｂ） ＞ （ａ） ＞
（Ｃ）の順に小さくなっているため現在は多結晶シリ
コンゲートプロセスと互換桂のあるポリサイドゲートが
主流になっているが、将来は高融点金属ゲートが広く使
われる工うになると思われるため、現在精力的に研究が
行なわれている。
（Ｃ）の順に小さくなっているため現在は多結晶シリ
コンゲートプロセスと互換桂のあるポリサイドゲートが
主流になっているが、将来は高融点金属ゲートが広く使
われる工うになると思われるため、現在精力的に研究が
行なわれている。
高融点金属ゲートに適した金属としては、第１表に示す
Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ があるが、比抵抗の小さいＭ
ＯやＷがやはり好ましい。
Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ があるが、比抵抗の小さいＭ
ＯやＷがやはり好ましい。
第１表
ところて゛このＭＯ−？Ｗをシリコン酸化膜のゲート酸
化膜上に直接形成したＭＯ８ＦＥＴ は特性のバラツ
キが大きいとか、動作中に特性が劣化するという問題が
ある。この原因はＭＯ−？Ｗの原子が、ゲート電極形成
後のＭＯ８ＰＢＴ作成上必要な高温（９００℃〜１００
０℃）の熱処理に工って、ゲート酸化膜中中、さらにこ
れを突き抜けてシリコン等の半導体基板中に入り込むた
めである。
化膜上に直接形成したＭＯ８ＦＥＴ は特性のバラツ
キが大きいとか、動作中に特性が劣化するという問題が
ある。この原因はＭＯ−？Ｗの原子が、ゲート電極形成
後のＭＯ８ＰＢＴ作成上必要な高温（９００℃〜１００
０℃）の熱処理に工って、ゲート酸化膜中中、さらにこ
れを突き抜けてシリコン等の半導体基板中に入り込むた
めである。
本発明のＭＩａ形電界効果トランジスタは上記問題点に
着目してなされたもので、従来の多結晶シリコンゲート
Ｍ０８ＦＥＴ と同じく安定性の優れた特性を有し、
多結晶シリコンゲートＭｏ５ｉ；”Ｅ’ｒに比べ動作速
度の速いＭＩａ形区界効果トランジスを提供することを
目的とする。
着目してなされたもので、従来の多結晶シリコンゲート
Ｍ０８ＦＥＴ と同じく安定性の優れた特性を有し、
多結晶シリコンゲートＭｏ５ｉ；”Ｅ’ｒに比べ動作速
度の速いＭＩａ形区界効果トランジスを提供することを
目的とする。
本発明のＭＩａ形電界効果トランジスタは、第１の高融
点金属あるいはその化合物と８ｇ２の高融点金属あるい
はその化合物の２層から成るゲート電極を有することを
特徴として構成される。
点金属あるいはその化合物と８ｇ２の高融点金属あるい
はその化合物の２層から成るゲート電極を有することを
特徴として構成される。
第１の高融点金属は高融点金属ゲートに適していると考
えられるＭｏ、Ｗ 等で抵抗率が小さく配線抵抗を低
減し、高速動作を可能にするものである。第２の高融点
金属はそれ自体極めて安定で９００＠ＣＮ１０００℃の
熱処理に工ってもその構成物質が、ゲート絶縁膜中に浸
入することがなく、しかも第１の高融点物質のＷ原子や
Ｍｏがゲート絶縁膜や半導体基板中に浸入して゛持性を
劣化させるのを防止することを目的とするバリアメタル
である。ＴｉＮ が適している。
えられるＭｏ、Ｗ 等で抵抗率が小さく配線抵抗を低
減し、高速動作を可能にするものである。第２の高融点
金属はそれ自体極めて安定で９００＠ＣＮ１０００℃の
熱処理に工ってもその構成物質が、ゲート絶縁膜中に浸
入することがなく、しかも第１の高融点物質のＷ原子や
Ｍｏがゲート絶縁膜や半導体基板中に浸入して゛持性を
劣化させるのを防止することを目的とするバリアメタル
である。ＴｉＮ が適している。
次に本発明について図面を用いて説明する。第１図は本
発明の一実施例の断面図である。ＩＪシリコン基板１上
にフィールド酸化膜２を形成する。
発明の一実施例の断面図である。ＩＪシリコン基板１上
にフィールド酸化膜２を形成する。
ＭＯ８ＦＥＴ を形成する領域のフィールド酸化膜２
をＨＦを含むエツチング液−１ｌＩ＆去し、その後ゲー
ト酸化膜３をｓｏｏ！形成する。その上にＴｉＮ４をス
パッタ法でｒｏｏｏＫ 形成し、さらに威圧気相成長法
でＷ５を３ｏｏｏ！ 形成゛ｒる。次にＰＲ技術とドラ
イエツチング技術に１ってゲート領域以外のＷ、ＴｉＮ
を除去する。次にフィールド酸化膜とゲート電極をマ
スクにｋｓをイオン注入法でソース６とドレイン７に打
ち込＋Ｎｚ中で９００℃１０秒間のフラッジ１アニール
を行なう。
をＨＦを含むエツチング液−１ｌＩ＆去し、その後ゲー
ト酸化膜３をｓｏｏ！形成する。その上にＴｉＮ４をス
パッタ法でｒｏｏｏＫ 形成し、さらに威圧気相成長法
でＷ５を３ｏｏｏ！ 形成゛ｒる。次にＰＲ技術とドラ
イエツチング技術に１ってゲート領域以外のＷ、ＴｉＮ
を除去する。次にフィールド酸化膜とゲート電極をマ
スクにｋｓをイオン注入法でソース６とドレイン７に打
ち込＋Ｎｚ中で９００℃１０秒間のフラッジ１アニール
を行なう。
以後Ｐ２Ｏ膜による表面の平坦化やＡ４電極の形成を行
なうが第１図では省略化した。
なうが第１図では省略化した。
第１図ではゲート電極の膜厚は４０００λであるが、こ
のときのシート抵抗は３０００人のＷにより決定され０
．１４Ω／口 となる。一方４ｏｏｏ＆の多結晶シリコ
ンゲート電極ではシート抵抗は約４０Ω／口となり、２
層構造のゲート電極を採用することにエリいかに高速化
が可能になるかわかる。
のときのシート抵抗は３０００人のＷにより決定され０
．１４Ω／口 となる。一方４ｏｏｏ＆の多結晶シリコ
ンゲート電極ではシート抵抗は約４０Ω／口となり、２
層構造のゲート電極を採用することにエリいかに高速化
が可能になるかわかる。
以上説明した工うに本発明の１うに、配線抵抗を低減す
るための第１の高融点金属と、これがゲート絶縁膜や半
導体基板中に入・９込むことを防止するために、第１の
高融点金属とゲート絶縁膜の間に位置する第２の高融点
金属から成る２層構造のゲート電極を有するＭＩ８ＦＥ
Ｔに１って安定な特性を有し、多結晶シリコンゲートＭ
０８ＦＢＴに比べ高速の動作が可能なＭＩＢ形電界効果
トランジスタを実現することができる。
るための第１の高融点金属と、これがゲート絶縁膜や半
導体基板中に入・９込むことを防止するために、第１の
高融点金属とゲート絶縁膜の間に位置する第２の高融点
金属から成る２層構造のゲート電極を有するＭＩ８ＦＥ
Ｔに１って安定な特性を有し、多結晶シリコンゲートＭ
０８ＦＢＴに比べ高速の動作が可能なＭＩＢ形電界効果
トランジスタを実現することができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図である。
１・・・・・・半導体基板（Ｆ’形シリコンウェーハ）
、２・・・・・・フィールド酸化膜、３・・・・・・ゲ
ート酸化膜、４・・・・・・第２の高融点金属あるいは
その化合物（ＴｉＮ）、 ５・・・・・・第１の高融点
金属あるいはその化合物（Ｗ）、６・・・・・・ソース
、７・・・・・・ドＩフィン。 代理人 弁理士 内 原 音 第 ｌ ガ
、２・・・・・・フィールド酸化膜、３・・・・・・ゲ
ート酸化膜、４・・・・・・第２の高融点金属あるいは
その化合物（ＴｉＮ）、 ５・・・・・・第１の高融点
金属あるいはその化合物（Ｗ）、６・・・・・・ソース
、７・・・・・・ドＩフィン。 代理人 弁理士 内 原 音 第 ｌ ガ
Claims (1)
- 配線抵抗を低減するための第１の高融点金属あるいは
その化合物と、この構成物質がゲート絶縁膜中や半導体
基板中に浸入することを防止するために第１の高融点金
属あるいはその化合物とゲート絶縁膜の間に位置する第
２の高融点金属あるいはその化合物とから成る２層構造
のゲート電極を有するＭＩＳ形電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196240A JPS6254960A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Ｍｉｓ形電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196240A JPS6254960A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Ｍｉｓ形電界効果トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254960A true JPS6254960A (ja) | 1987-03-10 |
Family
ID=16354523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60196240A Pending JPS6254960A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Ｍｉｓ形電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254960A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2661277A1 (fr) * | 1990-04-20 | 1991-10-25 | Mikoshiba Nobuo | Circuit integre du type mosfet, en particulier inverseur logique. |
| FR2665980A1 (fr) * | 1990-08-20 | 1992-02-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Procede de fabrication d'un transistor ayant une structure de semiconducteur a grille isolee. |
| FR2757312A1 (fr) * | 1996-12-16 | 1998-06-19 | Commissariat Energie Atomique | Transistor mis a grille metallique auto-alignee et son procede de fabrication |
| US6455875B2 (en) * | 1992-10-09 | 2002-09-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor having enhanced field mobility |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5524454A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-21 | Nec Corp | Insulating gate type field effect transistor |
| JPS56134774A (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-21 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS59108358A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP60196240A patent/JPS6254960A/ja active Pending
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| US7109108B2 (en) | 1992-10-09 | 2006-09-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device having metal silicide |
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| US7723788B2 (en) | 1992-10-09 | 2010-05-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for forming the same |
| US8017506B2 (en) | 1992-10-09 | 2011-09-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for forming the same |
| FR2757312A1 (fr) * | 1996-12-16 | 1998-06-19 | Commissariat Energie Atomique | Transistor mis a grille metallique auto-alignee et son procede de fabrication |
| WO1998027582A1 (fr) * | 1996-12-16 | 1998-06-25 | Commissariat A L'energie Atomique | Transistor mis a grille metallique auto-alignee et son procede de fabrication |
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