半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供尽量提高介电常数且降低制造成本的半导体装置及其制造方法。该方法具有：在半导体基板上形成包含（Ｈｆ↓［ｚ］Ｚｒ↓［１－ｚ］）↓［ｘ］Ｓｉ↓［１－ｘ］Ｏ↓［２－ｙ］（０．８１≤ｘ≤０．９９、０．０４≤ｙ≤０．２５、０≤ｚ≤１）的非晶态膜的步骤；在含有氧的气氛中对所述非晶态膜进行大于等于７５０℃的退火处理，形成包含正方晶（Ｈｆ↓［ｚ］Ｚｒ↓［１－ｚ］）↓［ｘ］Ｓｉ↓［１－ｘ］Ｏ↓［２］的绝缘膜的步骤；所述组成中的ｘ、ｙ、ｚ的范围是由ＸＰＳ法测定的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
随着半导体技术的细小化，半导体装置中的绝缘膜进一步呈薄膜化。SiO2是优良的绝缘膜材料，一直在使用中。但是，例如在栅绝缘膜，因为薄膜化进展到SiO2膜的厚度达到几个原子层的尺寸，所以控制通过绝缘膜漏出的电流量在原理上是困难的。如果取代SiO2采用介电常数比较高的物质作为绝缘膜，认为在电性能上还是起薄的SiO2膜那样的作用。即使比SiO2膜情况下几个原子层的膜厚还厚，由于在电性能上是同等的，所以认为可以抑制漏出电流。另外，在闪存等方面，存在隔开控制栅极和浮动栅极之间的电极间绝缘膜，这些伴随着元件的小型化也要求高的介电常数。从这样的背景来研究介电常数高的绝缘膜(high-k膜)，现在认为含有铪的栅绝缘膜是有希望的。但是，含有铪的栅绝缘膜的介电常数的最大值也就是25左右。实际上，因为使用铪比例更低的组成的可能性也高，所以即使称为high-k膜也只实现12左右的比介电常数。由第一原理计算，可以把氧化锆或氧化铪作成正方晶的结晶结构，可以大幅增加比介电常数，例如在G.-M.Ringanese，X.Gonze，G.Jun，K.Cho，A.Pasquarello，Ph本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：在半导体基板上形成包含（Ｈｆ↓［ｚ］Ｚｒ↓［１－ｚ］）↓［ｘ］Ｓｉ↓［１－ｘ］Ｏ↓［２－ｙ］（０．８１≤ｘ≤０．９９、０．０４≤ｙ≤０．２５、０≤ｚ≤１）的非晶态膜的步骤；在含有氧的气 氛中对所述非晶态膜进行大于等于７５０℃的退火处理，形成含有正方晶（Ｈｆ↓［ｚ］Ｚｒ↓［１－ｚ］）↓［ｘ］Ｓｉ↓［１－ｘ］Ｏ↓［２］的绝缘膜的步骤；所述组成中的ｘ、ｙ、ｚ的范围是由ＸＰＳ法测定的值。

【技术特征摘要】
JP 2006-4-28 2006-1257351.半导体装置的制造方法，其特征在于，具有在半导体基板上形成包含(HfzZr1-z)xSi1-xO2-y(0.81≤x≤0.99、0.04≤y≤0.25、0≤z≤1)的非晶态膜的步骤；在含有氧的气氛中对所述非晶态膜进行大于等于750℃的退火处理，形成含有正方晶(HfzZr1-z)xSi1-xO2的绝缘膜的步骤；所述组成中的x、y、z的范围是由XPS法测定的值。2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，进行所述退火处理时的气氛压力是大气压。3.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述含有氧的气氛中的氧含有量大于等于1％。4.半导体装置的制造方法，其特征在于，具有在半导体基板上形成包含(HfzZr1-z)xSi1-xO2-y(0.76≤x≤0.985、0.04≤y≤0.25、0≤z≤1)的非晶态膜的步骤；在含有氧的气氛中对所述非晶态膜进行大于等于750℃的退火处理，形成含有正方晶(HfzZr1-z)xSi1-xO2的绝缘膜的步骤；所述组成中的x、z的范围是由RBS法测定的值，所述组成中的y的范围是由XPS法测定的值。5.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，进行所述退火处理时的气氛压力是大气压。6.如权利要求4所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述含有氧的气氛中的氧含有量大于等于1％。7.半导体装置，其特征在于，具有设置在半导体基板上的包含(HfzZr1-z)xSi1-xO2(0.81≤x≤0.99、0≤z≤1)的绝缘膜，所述绝缘膜以正方晶的萤石型结晶结构为主相，所述绝缘膜中的正方晶的分子容积Vm，以所述(HfzZr1-z)xSi1-xO2计，处于0.03353nm3≤Vm≤0.03424nm3的范围，所述绝缘膜的物理膜厚小于等于110nm，所述组成中的x、z的范围是由XPS法测定的值。8.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述绝缘膜中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：井野恒洋，中崎靖，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]